TW200933577A - Driving device for a gate driver in a flat panel display - Google Patents

Description

200933577 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係指-種用於-平面顯示器之一閘極驅動器之驅動裝 置，尤指一種可降低該閘極驅動器之生產成本的驅動裝置。 【先前技術】 液晶顯示器具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特 性，已被廣泛地應用在電腦系統、行動電話、個人數位助理（pDA) 等貢訊產品上。液晶顯示器的工作原理係利用液晶分子在不同排 列狀態下，對光線具有不同的偏振或折射效果，因此可經由不同 排列狀態的液晶分子來控制光線的穿透量’進一步產生不同強度 的輸出光線，及不同灰階強度的紅、綠、藍光。 © 上 請參考第1圖，第1圖為習知一薄膜電晶體（ThinFnm Transistor ’ TFT)液晶顯示器10之示意圖。薄膜電晶體液晶顯示 器10包含一面板（LCD Panel) 100、一時序產生器102、一資料 線訊號輸出電路104及一掃描線訊號輸出電路1〇6。資料線訊號輸 出電路104包含有複數個串接於一序列的源極驅動器（Source Driver) 140,而掃描線訊號輸出電路1〇6亦包含有複數個串接於 一序列的閘極驅動器（Gate Driver) 160。為求簡潔，第1圖中僅 繪出三個閘極驅動器16〇。資料線訊號輸出電路1〇4根據時序產生 6 200933577 器102所產生的控制訊號，將一資料訊號轉換為一電壓訊號，而 _ 掃描線訊號輸出電路1〇6根據時沣產生器102所產生之一時脈訊 號CLK及一起始訊號Di〇l，控制電壓訊號的輸出，進而控制每一 晝素之等效電容的電位差，使面板100呈現出不同的灰階變化。 資料訊號係循單一方向依序輸入資料線訊號輸出電路104，如第1 圖中 P,,U，y)、P,,u + 1，3；)、p”(x + 2，j〇...p”(；c，;； + l)、p„〇c + l，y + i)、 , P„^ + ^y + ]) Ρ,ηΐ(χ,.ν) ' pir<i(x + \,y) ' Ptnl(x + 2,y) ... Pll+l{x,y + \) λ ❹ 凡+i(X + 1、V + 1)、⑻又v + 0...之順序所示。此外，薄膜電晶體液晶 顯示器10所使用之源極驅動器140或閘極驅動器16〇的數量，係 根據單一源極驅動器140或單一閘極驅動器160可控制的通道數 量及薄膜電晶體液晶顯示器1〇的解析度而決定。 請參考第2圖及第3 1| ’第2圖為間極驅動器16〇之功能方塊 圖，第3圖為第2圖所示之閘極驅動器16〇之工作時序圖。在此 ❹假設閘極驅動器16〇為-包含有κ個輸出通道的間極驅動器，因 此，閘極驅動器】6G包含有Κ個移位暫存器（_啊咖）2〇〇、 K ^ I· (Level Shifter)202 ^ K (Output Buffer)

204。K個電位轉換器施分別域於K個移位暫存器測，K 了編接於κ個電位轉換器202。起始訊號_ (或^㈣之-触輯DlG2)及日键職c 移位暫存器200之-移位暫存器·。粉至〖個 Rising Trigger) ^ 2〇〇 " ^ ( Clock 暫存器200,並將位址訊號輸出 位址訊號至下一移位 至對應的電位轉換器202。接下來， 200933577 • 位址5fl唬經由電位轉換器202轉換後再透過緩衝器204成為一通 迢輸出（Channel Output)訊號。因此，κ個位址訊號，q至Qk， 會刀別傳遞至K個電位轉換器202 ’並透過K個緩衝器204而成 為K個通道輸出訊號， 上述之閘極驅動器160係使用習知One-hot定址模式，也就是 .說，每個輸出通道各需要一個移位暫存器200及一個電位轉換器 ❹ 202。值得注意的是’電位轉換器的電路佔了閘極驅動器一半以上 的面積成本p边著半導體製程的進步，每個閘極驅動器可控制的 輸出通道數量將越來越多，元件體積也趨於小型化’以習知

One hot模式來②制極驅動^ ’將無法有效地降低生產 本。 【發明内容】 因此，本發明之主要目的即在於提供一種用於一平面顯示器 之-閘極，鶴H之驅練置’用來降低關極轉紅生產成本。 本發明揭露-_於-平面顯示器之―_驅觸之驅動裝 置’用來降低該閘極,_H之生產成本，包含有複數個定址單元 每一定址科絲產生複數個拉訊號；以及—輸出控制電路， 用來依序㈣魏缺科元之每—紐單元職生之複數個定 址訊號與其它紐單梢產生之魏個定址職進行邏輯運算， 200933577 以產生複數個通道輪出訊號。 本發明另揭露-細於—平面顯示！！巾之驅動裝置，用來降低 該平面顯示器之生產成本，包含有一面板；一時序產生器;複數 個源極驅肺，_於該時序產生轉該面板之間，用來輸出影 • 像資料至該面板；以及複數個閘極驅動器，耦接於該時序產生^ .與該面板之間，用來驅動該面板顯示影像㈣，該複數個閑驅動 〇 器之每一閘極驅動器包含有：複數個定址單元，每一定址單元用 來產生複數個定址訊號；以及一輸出控制電路，用來依序將該複 數個定址單元之每—定址單元魅生之複數做址峨與其它定 址單元所產生之複數個定址訊號進行邏輯運算，以產生複數個通 道輸出訊號。 【實施方式】 由於使用習知One-hot定址模式之閘極驅動器中，每個輸出 通道各需要一個移位暫存器及一個電位轉換器，才能產生一個通 道輸出訊號，因此無法有效地降低生產成本。本發明將以二階段 定址（Two-stage Addressing)設計閘極驅動器的輸出通道，如此 一來，可大幅節省閘極驅動器的元件面積，進而節省生產成本。 4參考第4圖，第4圖為本發明實施例一閘極驅動器4〇之功 能方塊圖。在第4圖中，假設閘極驅動器40為一包含有K個輸出 200933577 通道之·，動器。閘極驅動器4〇包含有一第一定址單元彻、 第一疋址早兀撕及―輪出控制電路侧。第一定址單元彻 及第二定址單元4〇2均柄接於輸出控制電路404,分別用於第一階 段的定址及第二階段的定址，用來產生對應於〖個輪 ==。第:定址單元.產生M個定址訊號，且各定址訊 1 2 ·· Mm ··.、表示 ’ ISmSM 〇 第二定址單元 ❹ 402產生N個定址訊號，且各定址訊號以hi、· _.、化1 卜此外，輸出控制電路姻又可分為n個輸出= 制早几4〇6。則固輸出控制單元.帛來將第-定址單元400所產 生之定址訊號Ml、M2._.、Mm、…、Μμ分別與第二定址單元4⑽ 所產生之定址訊號m...、Νν·,進行邏輯運算，從而 產生Κ個通道輸出（Channd 〇卿ut)訊號ϋ. 1VI τ i · · · XK。 ❹ ㈣έ之’閘極驅動器4G係以Μ個輸出通道為—組，總共將 κ個輸出通道分為Ν組，κ$ΜχΝ。第—階段的定址係由第一定 j單元400產生定址訊號％^‘，第二階段的定址則係由第二 定址單元402產生定址訊號No至Nn]。在第4圖中，-起始訊& Di〇l及時脈訊號CLK、CLKi係由開極驅動器*之一時序控制器 所產生。Diol為第一定址單元4〇〇及第二定址單元4〇2之起始訊 號cue為第-定址單元4〇〇之時脈訊號，❿CL幻為第二定址 單元402之時脈訊號且為第一定址單元4〇〇之計數（c〇un㈣）數 目的除頻訊號。當時脈正緣觸發（cl〇ckRisingTrigger)時，輸出 200933577 -f制單元傷將第1址科所產生之故訊號 序與第二定址單元402所產生之定址訊號N。進行 =輯運算：產生通道輸出訊號&、χ2.·.、Xm。當下一個時脈正 ^址單元回復由^址訊號Μι開始輸出，而第 =址單元4〇2輸出之定址訊號則進位SR，此時，下一輸出控 •制早兀406將對第—定址單元400所產生之定址訊號从、M2...、 • Mm與第二定址單* 4〇2所產生之定址訊號a進行邏輯 ❹運ϋ，通道輸出訊號χΜ+1、χΜ+2...、Χ2Μ。如此一來，透 匕第定址單it 4G0及第二紐單元術，閘極驅動器如可產生 通道輸出訊號 Xi、x2...、Xm、Xm+i、..、Xk。 關於第疋址單疋4〇〇、第二定址單元4〇2及輸出控制單元撕 的，田，能，請分別參考第5圖、第6圖及第7圖。第5圖為第 定址單it 4GG之功能方塊圖，第6圖為第二定址單元搬之功 ❻i方塊圖’第7圖為輸出控制單元4〇6之功能方塊圖。如第$圖 所不’第-定址單元4〇〇包含有M個移位暫存器41〇及Μ個電位 轉換器仍。當時脈正緣觸發時，移位暫存器會傳遞一位址訊 號至下-移位暫存器彻，並將位址訊號輸出至一電位轉換器 412。Μ個電位轉換器4!2用來轉換Μ個移位暫存器彻所輪出 之位址磁的電位，以產生定址訊號从至^。如第6圖所示， 顗似於第一定址單元，第二定址單元402包含有則固移位暫 存器410及N個電位轉換器412，以產生定址訊號n。至、。 200933577 含:::二輸出控制電路4。4之請 =定:，414及M個緩衝器·。Μ個邏輯單元414將 弟，止早凡400所產生之定址訊號HA、 八 別與第二定址軍开4〇)m . ·. Μμ刀 t請Λ 定址減κ進行邏輯運算，並 、固％衝|§ 416而產生通道輸出訊號Xh，h=(〜M)〜， 二=Γ心另外，請參考第8圖，第8圖為問極驅動 ❹ ❹ 如上所ii： i 触職Dk>2表科狀向之起始訊號。 輸出^^發明實施例係以M個輸出通道為—組，總共將κ個 :400= N組’ Κ^ΜΧΝ。舉例來說，若開極驅動器40包含 m，第—定址單㈣g可包含2g個移位暫存器 ―址：位轉知412 ’以產生定址訊號Μι、叫...、M2Q ;而第 Z址早元術可包含20個移位暫存器梢及2g個電位轉換器 ，以產生定址訊號m9。第-定址單元400所產生 之Μ丨、叫·..、.可透過輸出控制單元4〇6 =所產生之軸叫N,.. 魏Χ,、Χ2.·.、Χ4ϋ0。也就是說，閘極驅動器40只需要40個 ，位暫存器彻及4〇個電位轉換器412，即可產生個通道輸 矾號。若以習知0ne_hot定址模式設計閘極驅動㈣，需要· 固移，暫存器物及働個電位轉換器412，相較之下，本發明可 大幅節省閘極驅動器40的面積成本。 "進步5兒’利用二階段定址之閘極驅動器4〇為本發明之一實 把例’本領域具通常知識者當可據以做適當之變化及修飾。舉例 12 200933577 來說，二階段定址也可延伸為多階段定址，階段數目&。對應地， 閘極驅動if 4G包含複數個定址單元，其巾每―階段定址單元的時 脈訊號為前-階段定址之計數數目的除頻訊號。舉例來說，若閑 極驅動器40之通道輸出訊_透過三隨紐產生，聰亟驅動 器40包含有-第-定址單元、一第二定址單元及一第三定址單 元。第-定址單元之-定址訊號與第二定址單元之—定址訊號進

行邏ί運ί ’得到—第二階段定址訊號，第二階段定址訊號再與 第三定址單元之-定址訊舰行賴運算，_ —第三階段定址 訊號，即.通道如峨，射，第三定址單元㈣脈訊號即 為第二階段定址訊號之計數數目的除頻訊號。值得注意的是，在 二階段定址之閘極驅動器4〇中，Μ個邏輯單元414之每一邏輯單 = 414絲對兩減之定址訊朗時進行邏輯運算，而在多階段 定址之閘極驅動器40中，邏輯單元414亦可設計以對多個定址訊 號同日|進行邏輯運算，而_時只驗行兩相異之定址訊號的邏 =算。舉例來說’若難㈣器4G之通道輸出訊號係透過八階 j疋址產生’糖單元414亦可同時對八個紐訊號進行邏輯運 ，此之外’本發明亦可應用於使用雙脈衝（〇〇她而㈣或 長脈衝（L〇ng姻se)之閘極驅動器。雙脈衝係指於固定之時脈間 ^内連續出現兩次起始訊號。長輯係細始峨之脈衝長度大 、雨=時脈週期，且閘極驅動器於同—時間内有連續兩個以上的 ^輸出。飾極驅動器4〇使用雙脈衝或長脈衝，當第一定址單 13 200933577 TC400所產生之定輯號％丨、地..·、μ、 並回復由定址訊號Ml開始輪出的時候^^輪迴計數完畢 定址訊號將同時輸出队及N一造成錯誤二早::2輸出之 一閘極_ 9G，如第9 _示。閘極驅_ 9 #本Γ另提供 或長脈衝之多階段定址的·_器。° 〇係-使用雙脈衝 為多階段定址，階二階段定址為例，亦可延伸 電路二二9m單元9G2及—輸出控制 第一定址單-9二丨路904又可分為複數個輪出控制單元906。 f 一疋址早疋902同於閘極驅動器40之第二定址單元備备一 同於，驅動器40之輪出控制單元· ^ =：r==r-⑽綱閉 ❹ 門^第10圖’第10圖為第-定址單元_之功能方塊圖。 ^ - 之第一定址單元權包含有M個移位暫存器柳 固電位轉換器412 ’而閘極驅動器90之第一定址單元·則 2M爾多位暫存器41〇及個電位轉換器412。如第1〇 :閘極驅動請之第—階段的定址分為兩組，分別以㈣ “ 表不。前M個移位暫存器彻及前％個電位轉換器似 :1)組’產生定址訊號Μι至Mm ;後M個移位暫存器_及 後個電位轉換器412為(卿且，產生定址訊號^至心。 14 200933577 =免由於雙脈衝或長脈衝所造成之第二階段定址許 块的問題。.如第9圖及第1〇圖 ’曰 妒CLK、cr <n r 一起始訊號Dio1及時脈訊 :cLK1係由開極駆動器9〇之一時序控制

為=:址^侧及第二定址單元902之起始訊號。CL -=早:_之時脈訊號，而⑽為第二定址單· ❹ 為第-定址單元9⑻之計數數目的除頻訊號。另外，請 '1圖及弟12圖。第11圖為閘極驅動器90應用雙脈衝之 工作時序圖，第12圖為祕驅動器90應用長脈衝之工作時序圖。 在第U财，[表稍定之時脈間距似2)，雙脈衝表示在間 距L内連續出現兩次起始訊號。在第12财，^丨e表示—個時脈 週期之寬度’T表示起始喊DiGl的紐，長脈_示;。 明參考第13圖’第13圖為本發明實施例—平面顯示器⑽之 功能方塊圖。平面顯示器13〇之工作原理類似於第丨圖之習知薄 ❹卿晶體液晶顯示器10，在此不贅述。平面顯示器13〇包含一面 板1300時序產生器U02、複數固源極驅動器13〇4及複數個 閘極驅動器1306。複數個源極驅動器請4_於時序產生器麗 與面板1300之間’用來輸出影像資料至面板13〇〇。複數個閉極驅 動器1306減於時序產生器13〇2與面板13〇〇之間，用來驅動面 板1300顯示影像資料。為求簡潔，帛13圖中·會出三侧極驅 動器1306。在第13 ®中’每一閘極驅動器13〇6係使用二階段定 址之閘極驅動器，其架構及其工作原理同於間極驅動器4〇，在此 不贅述。值得注意的是，_驅㈣13G6亦可為多階段纽之間 15 200933577 極驅動器。另一方面，閙榀 閘極驅動為1306的架構及其工作原 同轸閘極驅動器90，如此一$ 卜原理亦可 七且仏 此來，千面顯示器13〇將可應用雙脈衝 姐 面.、、、員不态130不限於液晶顯示器，亦可為雷 ’平面顯不A' (PDP)、有機發光二極體顯示器（〇l卿或整人 閘，驅動電路於玻璃基板上槪driWy，G〇A) 口面 顯示器等各式平面顯示器。 ❹ ‘上所述’本發明將閘極驅動器之複數個移位暫存器及複數 個電位觀ϋ分鱗_定料元，以進行複數個隨的定址， 各階段定址之計數的乘積即為閘植驅動器之通道輸出訊號的數 量》如此-來’本發明可大幅節省閘極驅動器的元件面積，進而 卽省生產成本。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發日种請專利範 ❹ _做之鱗與㈣，皆闕本㈣之涵蓋翻。 【圖式簡單說明】 第1圖為習知-_電晶體液晶顯示器之示意圖。 第2圖為習知—閘極驅絲之雜雄圖。 第3圖為第2騎示之閘極驅動器之卫作時序圖。 第4圖為本發明實施例一閘極驅動器之功能方塊圖。 第5圖為第4圖所示之閘極驅動器之—第址單元之功能方塊 200933577 第6圖為第4圖所示之酿㈣ϋ之-第二定址單元之功能方塊 圖。 第頂為第4騎权鶴n之—輪_解元之功能方塊 圖。 第8圖為第4圖所示之閘極驅動器之工作時序圖。 第9圖為本發明實施例一閘極驅動器之功能方塊圖。 第10圖為第9圖所示之閘極驅動器之—第—定址單元之功能方塊 圖0 第11圖為第9圖所示之閘極驅動器應用雙脈衝之工作時序圖。 第12圖為第9圖所示之閘極驅動器應用長脈衝之工作時序圖。 第13圖為本發明實施例一平面顯示器之功能方塊圖。 【主要元件符號說明】 10 薄膜電晶體液晶顯示器 130 平面顯示器 100、1300 面板 102、1302 時序產生器 104 資料線訊號輸出電路 106 掃描線訊號輸出電路 140、1304 源極驅動器 160、40、90、1306 閘極驅動器 200、410 移位暫存器 202、412 電位轉換器 17 200933577 204、416 缓衝器 400、900 第一定址單元 402 、 902 第二定址單元 404 、 904 輸出控制電路 406'906 輸出控制單元 414 邏輯單元 Diol > Dio2 起始訊號 CLK ' CLK1 時脈訊號 ❿

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Claims (1)

1. 200933577 十、申請專利範園： L 面顯示器之―_驅動器之驅動裝置，用來降 、低1 2亥閉極驅動器之生產成本，包含有： 以 及 複數個疋址早凡’每一定址單元用來產生複數個定址訊號； ❹ 輸出控制電路’絲依序_複數做址單元之每—定址單 疋所產生之複數做址峨與其找址單元所產生之複 數個疋址喊進行邏贿算，以產生概個通道輸 號。 ° ^求項1所述之驅動裝置，其中該複數個定址單元之 定址單元包含有： 複數個移位暫存器，每一移位暫存器用來將所暫存之_位址訊 號傳送至下一移位暫存器；以及 複數個電位轉換器，用來轉換該複數個移位暫存器所輪出之複 數個位址訊號之電位，以產生複數個定址訊號。 3·如請求項2所述之驅動裝置，其巾該位址賴係由該平面顯 不器之一時序控制器所產生。 19 1 ·如請求項1所述之驅練置’其找輸出㈣包含有複 2 數個邏輯單元，該複數個邏輯單元之每—邏輯單元用來將一 第一定址訊號及一第二定址訊號進行邏輯運算，以產生該複 200933577 . 數個通道輸出訊號之-通道輸出訊號。 5. 如請求項4所述之驅動裝置，其中該第一^址訊號包含由該 複數個定址單元之一定址單元所產生之一定址訊號。 6. 如請求項4所述之驅動裝置，其中該第—定址訊號包含由複 數個相異之定址訊號進行邏輯運算後所產生之—定址訊號。 e 7·如請求項4所述之驅触置，其中該第二定址訊號包含由該 複數個定址單元之一定址單元所產生之一定址訊號。 8. 如請求項4所述之驅動裝置，其中該第二定址訊號包含由複 數個相異之定址訊舰行轉後職生之—定址訊號。 9. 如請求項】所述之驅動裝置，其中該複數個通道輸出訊號係 © 肖來驅動該平面顯示器之—面板顯示景 彡像資料。 10. 如請求項！所述之驅動裝置，其另包含一緩衝電路，包含有 複數個緩衝器，用來輸出該複數個通道輸出訊號。 η· Γ觀於—平_示器中之驅動裝置，絲降低該平面顯示 器之生產成本，包含有： 一面板； 一時序產生器； 20 200933577 無祕之間，用來 …輪出影像資料至該面板；以及 複數们開極驅動器，輕接於該時序產生器與該面板之間，用來 驅動該面板顯示影像:倾，簡數綱極鶴器之每一 開極驅動器包含有： 贿個定址單元’每一定址單元用來產生複數個定址訊 號；以及 —輪出控制電路’用來依序職複數個定址單元之每一定 址單元所產生之複數做址峨與其蚊址單元所 產生之複數個定址訊號進行邏輯運算，以產生複數個 通道輸出訊號。 .如請求項11所述之驅動裝置，其中該複數個定址單元 定址單元包含有： ❹ 魏轉位暫存[每—移鱗存㈣祕所暫存之—位址訊 號傳送至下一移位暫存器；以及 複數個電位轉換器，用來轉換該複數個移位暫存器所輸出之複 數個位址訊號之電位，以產生複數個定址訊號。 13. 如請求項12所述之驅動裴置 制器所產生。 其中δ亥位址訊號係由該時序控 14·如請求項11 所述之驅練置’其中該輪出控路包含有複 200933577 • ^個魏單元，職數麵輯單元之每-邏輯單元用來將- 一&址訊號及-第二定址峨進行邏輯運算，以產生該複 數個通道輸出訊號之一通道輸出訊號。 15.=請求項14所述之驅動袭置，其中該第一定址訊號包含由該 後數個定址單元之—定址單元所產生之一定址訊號。 ❹16.如請求項14所述之驅動裝置，其中該第一定址訊號包含由複 數個相異之定址訊號進行邏輯運算後所產生之—定址訊號。 •如》月求項14所述之驅動裝置，其中該第二定址訊號包含由該 複數個定址單元之一定址單元所產生之一定址訊號。 18·如請求項14所述之驅動裝置，其中該第二定址訊號包含由複 ◎ 數個相異之定址訊號進行邏輯運算後所產生之一定址訊號。 如請求項11所述之驅動裝置，其中該複數個通道輸出訊號係 用來驅動該面板顯示影像資料。 20·如請求項11所述之驅動裝置，其另包含—緩衝電路，包含有 複數個緩衝器，用來輸出該複數個通道輪出吒號。 22