TW201214964A - Clock feedthrough and crosstalk reduction method - Google Patents

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201214964 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體上係關於電子器件，且更特定言之，係關於 用於減少此等器件之時脈饋通及串擾之技術。 本申請案主張於2010年3月22日所申請之題為「時脈饋 通及串擾之減少方法（Clock Feedthrough and Crosstalk Reduction Method)」的美國臨時專利申請案第61/316183 號之權利，該案以引用的方式併入本文中。 【先前技術】 此部分意欲向讀者介紹可與本發明之各種態樣有關之技 術的各種態樣，下文描述及/或主張本發明之各種態樣。 咸信此論述有助於向讀者提供背景資訊以促進更好地理解 本發明之各種態樣。因此，應理解，應照此閱讀此等陳 述’且不作為先前技術之承認來閱讀。 液日日顯不器（LCD)通常用作用於廣泛多種電子器件之螢 幕或顯不益，該廣泛多種電子器件包括諸如電視、電腦及 手持型器件（例如，蜂巢式電話、音訊及視訊播放器、遊 戲系統等）之消費型電子器件。此等lcd器件通常提供適 合用於多種電子產品中之相對薄且輕量封裝之平板顯示 器。此外’此等LCD器件通常比可與其相當的顯示技術使 較夕的電力’使;^此等LCD器件適合用於電池供電器件 中或需要最小化電力使用之其他情形中。LCD器件通常包 括配置成矩陣之複數個單位像素。 LCD器件通常包括配置成列（亦稱為「掃描線」）及行（亦 154507.doc 201214964 稱為「資料線」）之矩陣的數千（或數百萬）個像元（亦即， 像素）。對於LCD器件之任何給定像素，在該LCD上可見之 光的量取決於驅動至該像素之電壓。通常，lcd包括用於 將數位影像資料轉換成類比電壓值之資料線電路，該類比 電壓值可供應至該LCD之像素中的電晶體。可藉由掃描線 電路來啟動電晶體閘極以將資料信號儲存於像素之電極 中。藉由像素電極與共同電極之間的電壓差來產生電場， 該電場可使鄰近液晶層内之液晶分子對準以調變穿過lcd 面板之光透射。 驅動至像素之資料信號可受像素電晶體之某些特性及/ 或受LCD面板巾之資料線的组態影響。舉例而言，與該等 電晶體相關聯之寄生電容可導致儲存於像素電極中之資料 信號之電壓降（稱為「時脈饋通」），可以顯示誤差（諸如， 所顯示之影像上之假影及/或閃燦）來表現該電壓降。此 外，由於當前LCD器件可能具有密集之像素矩陣，因此該 像素矩陣中之鄰近電晶體的切換可導致串擾，該串擾亦可 能促成顯示誤差。 【發明内容】 下文闡述對本文中所揭示之某些實施例的概述。應理 解，僅呈現此等態樣以向讀者提供對此等某些實施例之簡 要概述且此等態樣並不意欲限制本發明之範疇。實際上， 本發明可涵蓋可能未在下文闡述的多種態樣。 本發明大體上係關於用於控制施加至一電子組件中之一 電晶體之一閘極信號的技術。-實施例包括減小施加至電 154507.doc 201214964 晶體閘極之該閘極信號之上升緣及/或下降緣處的一歪斜 率以減少資料信號誤差之效應。減小該閘極信號下降緣之 該歪斜率可減小該電晶體之時脈饋通效應。更具體言之， 可減少經由該電晶體傳輸之一資料信號的一電壓降，從而 可能改良該資料信號之完整性。另外，減小該閘極信號上 升緣之該歪斜率可減小該電子組件中之一個以上電晶體 及/或一個以上資料線之間的串擾效應。可藉由最初將該 閘極信號之啟動電壓驅動至一較高電壓（稱為預加強）來操 控該閘極信號之該下降緣歪斜率，以使得該閘極信號可花 費一較長時間來下降至撤銷啟動電壓位準。此外，可藉由 在啟動週期之一稍後部分處將該啟動電壓驅動得較高來操 控該上升緣歪斜率，以使得該閘極信號可花費一較長時間 來上升至啟動電壓位準。 【實施方式】 在閱讀完以下[實施方式]及對該等圖式進行參考後可更 好地理解本發明之各種態樣。 下文將描述-或多個特定實施例。為了提供對此等實施 例之簡明描述’未在說明中描述實際實施之所有特徵。應 瞭解，在任何此實際實施之開發中，如在任何4或^ 項目中，必須做出眾多實施特定決策以達成開發者之特定 目標’諸如符合與系統有關及與商務有關之約束，該等約 束可在實施之間變化。另外，應瞭解，此開發努力可為複 雜且耗時的，但對於受益於本發明之一般熟習者而古，此 開發努力仍將為設計、生產及製造中之常規任務。 I54507.doc 201214964 在介紹下文描述之各種實施例的元件時，詞「一」及 該」思欲意謂存在該等元件中之一或多者。術語「包 含」、「包括」及「具有」意欲為開放式及包括性的且意謂 可能存在除所列出元件以外的額外元件。此外，應理解對 「一實施例」、「一些實施例」及其類似者之參考不意欲解 ·* 釋為排除亦併有所揭示特徵的額外實施例之存在。 如下文所論述，本發明大體上係針對實施開關電晶體之 電子器件及組件。更具體言之，本發明涉及控制在此等電 晶體之閘極處所施加的電壓以使得可減少諸如時脈饋通 及/或串擾之不良效應之方法。儘管貫穿本發明所給出之 實例大體上尤其可應用於電子顯示器件，但本發明不限於 顯示器件。用於藉由控制電晶體閘極電壓來減少時脈饋通 及串擾之技術可應用於涉及電晶體之啟動及撤銷啟動之各 種電子組件及系統。 藉由記下此等前述特徵，下文提供根據本發明之態樣的 可實施電晶體閘極信號修改之合適電子系統的實例。在圖 1中，提供一方塊圖，其描繪可存在於適合與本發明技術 . 一起使用之電子器件中的各種組件。在圖2中，描繪合適 . 電子器件之一實例（此處提供為一手持型電子器件卜在圖3 '•巾’描繪合適電+器件之另-實例(此處提供為-電腦系 統）。可結合本發明技術使用此等類型之電子器件及提供 相當的顯示能力之其他電子器件。 合適電子器件之實例可包括促成該器件的功能之各種内 部及/或外部組件。圖i為說明可存在於此電子器件ι〇中且 154507.doc 201214964 可允許器件1 〇根據本文中所論述之技術來起作用之組件的 方塊圖。一般熟習此項技術者將瞭解，在圖1中所展示之 各種功能區塊可包含硬體元件（包括電路）、軟體元件（包括 儲存於電腦可讀媒體上之電腦程式碼）或硬體元件與軟體 兀件兩者之組合。應進一步注意，圖丨僅為一特定實施之 一貫例且僅意欲說明可存在於器件丨〇中的組件之類型。舉 例而s ’在當前所說明的實施例中，此等組件可包括一顯 不器12、1/0埠14、輸入結構16、一或多個處理器18、一 s己憶體器件20、一非揮發性儲存器22、（多個）擴充卡24、 一網路連接器件26及一電源28。 顯示器12可用以顯示由電子器件1〇所產生的各種影像。 在一實施例中，顯示器12可為一液晶顯示器（LCD)。舉例 而=，顯不器12可為一使用邊緣場切換（FFS)、共平面切 換（ips)或用於操作此等LCD器件之其他技術的lcd。此

外’在電子器件1〇的某些實施例中，可結合可用作器件W 之控制介面之部分的觸敏元件(諸如，觸控螢幕)來提供顯 不盗12。顯不器12可包括一像素矩陣及用於調變穿過每一 像素之光的透射率以顯示—影像的電路。 顯示電路之更詳細實例。 杈仏此 在某一實施例中，可一起提供輸入結構^及顯示器Η， 諸如’在結合顯示器12提供觸敏機構之觸控螢幕的狀ϋ 下。在此等實施例中，使用者可經由該觸敏機構選擇所每 不之介面元件或與所顯示之介面元件互動。以此方式，号 所顯示之介面可描徂 & 〇> &供互動功肊性’從而允許使用者藉由觸 154507.doc 201214964 摸顯示器12來導覽該所顯示之介面。舉例而言，與輸入結 構16之使用者互動（諸如，與顯示於顯示器12上之使用者 介面或應用程式介面互動）可產生指示使用者輸入之電信 號。可經由合適路徑（諸如，輸入集線器或資料匯流排）來 將此等輸入k號投送至該一或多個處理器18以供進一步處 理。 圖2說明呈電腦30之形式之電子器件1〇的實施例。電腦 30可包括大體上可攜帶之電腦（諸如，膝上型電腦、筆記 型電腦、平面型電腦及手持型電腦）以及大體上在一個位 置中使用的電腦（諸如，習知桌上型電腦、工作台及/或伺 服器）。在某些實施例中，呈電腦形式之電子器件1〇可為 可購自 Cupertino，California 之 Apple Inc^MacB〇〇k ⑧'

MacBook® Pro、MacBook Air®、iMac®、Mac® Mini 或

Mac Pro®之機型。所描繪之電腦3〇包括一外殼或外罩33、 顯示器12、I/O埠14及輸入結構16。 顯示器12可與電腦30整合（例如，諸如，膝上型電腦之 顯示器）或可為獨立顯示器，該獨立顯示器使用1/〇埠14中 之一者（諸如，經由顯示埠（DisplayPort)、DVI、高清晰度 夕媒體W面（HDMI)或類比（D-sub)介面）而與電腦3〇介接。 舉例而言，在某些實施例中，此獨立顯示器12可為可購自 Apple Inc之 Apple Cinema Display® 的機型。 電子器件10亦可採用其他類型之器件之形式，諸如，行 動電話、媒體播放器、個人資料管理幫手（〇rganizer)、手 持型遊戲平台、相機及/或此等器件之組合。舉例而言， 154507.doc 201214964 如在圖3中大體上描繪，可提供呈包括各種功能性(諸如， 照相、打電話、存取網際網路、經由電子郵件通信、記錄 音訊及/或視訊、聽音樂、玩遊戲、連接至無線網路等等 之能力）之手持型電子器秣μ + ^ 益件32之形式的器件1〇β藉由實 例’手持型器件3 2可為可醴白Δ . θ J 稱自 Apple in(^iP〇d⑧、如擔

Touch或 iPhone®之機型 β 在所描繪之實施例中’手持型器件32包括可呈LCD 34之 形式之顯示1112。LCD 34可顯示由手持型器件如生之各 種景^像’諸如，具有-或多個圖示4()之圖形使用者介面 (GUI)38 〇 在另-實施财，亦可提供呈攜帶型多魏平板計算器 件之形式的電子器件1〇(未說明）。在某些實施例中，該平 板計算器件可提供以下各者中之兩者或兩者以上的功能 性：媒體播放器、web劉覽器、蜂巢式電話、遊戲平台、 個人資料行管理幫手等。僅藉由實例，該平板計算器件可 為可購自Apple lnc之iPad®平板電腦之機型。 藉由記下前述論述，可瞭解，可將呈電腦3〇(圖2)或手 持型器件32(圖3)之形式的電子器件1〇與呈LCD 34之形式 的顯示器件12一起提供。如上文所論述，可利用lcd34w 用於顯示在電子器件10上執行之各別作業系統及/或應用 程式圖形使用者介面及/或用於顯示包括以下各者之各種 資料檔案：文字、影像、視訊資料或可與電子器件1 〇之操 作相關聯之任何其他類型的視覺輸出資料。 現繼續圖4，展示可見於LCD 34中之像素驅動電路之示 154507.doc -!0- 201214964 意性電路表示。如描繪，可將複數個單位像素6〇(其中之 每一者可根據圖4中所展示之單位像素6〇來形成）安置成定 義單位像素之複數個列及行之像素陣列或矩陣，單位像素 之該複數個列及行共同形成咖34之影像顯示區域。在此 陣列中，可藉由列及行之相交點來定義每一單位像素6〇， 可分別藉由所說明之資料（或「源極」）線1〇〇及掃描（或 「閘極」）線102來定義該等列及行。 儘管出於簡單性之目的而在本發明實例中展示分別藉由 參考數字60a至60f個別地指代的僅六個單位像素，但應理 解在實際LCD實施中，每一資料線1〇〇及掃描線1〇2可包括 數百或甚至數千個單位像素。藉由實例，在具有96〇χ64〇 之顯示解析度的彩色LCD面板3 4中，可定義像素陣列之一 行的每一資料線1〇〇可包括640個單位像素，同時可定義像 素陣列之一列的每一掃描線i 〇2可包括96〇個像素群組，其 中每一群組具有一紅色像素、藍色像素及綠色像素，因此 每一掃描線102具有總計2880個單位像素。在本發明說明 中’單位像素60a至60c之群組可表示具有一紅色像素 (60a)、一藍色像素（60b)及一綠色像素（6〇c)之一像素群 組。可以一類似方式配置單位像素6〇d至60f之群組。 如在本圖式中所展示’每一單位像素6〇包括一像素電極 110及用於切換像素電極110之薄膜電晶體（TFT)112。在所 描繪之實施例中’.每一 TFT 112之源極114電連接至一自各 別資料線驅動電路120延伸之資料線1 〇〇。類似地，在所描 繪之實施例中，每一TFT 112之閘極122電連接至一自各別 154507.doc • 11 - 201214964 掃描線驅動電路124延伸之掃描線或閘極線1 〇2。如將進_ 步解釋的，掃描線驅動電路124可包括一閘極信號產生器 220，該閘極信號產生器220用於產生驅動至閘極線1〇2(至 每一 TFT 112)之閘極信號。在所描繪之實施例中，像素電 極110電連接至各別TFT 112之汲極128。 在一實施例中’資料線驅動電路120可藉由各別資料線 100將影像信號（亦稱為資料信號）發送至像素60。可按線順 序來施加此專影像彳§號。亦即’可在L C D 3 4之操作期間順 序地啟動資料線100(定義行）^掃描線102(定義列）可將來 自掃描線驅動電路124之掃描信號施加至每一 tft 112之各 別抑彳®線10 2所連接至的各別閘極12 2。可藉由一預定時序 及/或以一脈衝方式按線順序來施加此等掃描信號。 母一 TFT 11 2充當一開關元件，該開關元件可基於τρτ 112之閘極122處之掃描信號的各別存在或不存在來啟動及 撤銷啟動（例如，接通及斷開）歷時一預定週期。在諸實施 例中，該掃描（閘極）信號之電壓位準可表徵用以啟動或撤 銷啟動TFT 112之掃描信號的存在或不存在。當啟動時， TFT 112可藉由預定時序將經由各別⑽接收之影像 信號作為電荷儲存於像素電極11()中。由該像素電極⑽儲 _ 存之影像信號可用以產纟各別像素電極i 1〇與共同電極（在 . 圖4中未展示）之間的電場。此電場可使液晶層（圖中未展 示）内之液晶分子對準以調變穿過該&晶層 < 光透射。如 將論述的，由像素電極11晴影㈣號之儲存可受TFT 112 之寄生電容影響。在影像信號儲存於像素電極中之前，此 154507.doc

S 12 201214964 等寄生電*可4成在影像信號中之電麼降，該電壓降可導 致像素60之光透射的不準確性。 在_貫施例中，亦可提供與形成於像素電極與共 同電極之間的液晶電容器並聯的儲存電容器(圖中未展 示），止由像素電極110所儲存之影像信號之茂漏。舉 例而5 ’ T在各別TFT 112之沒極128與單獨電容器線之間 提供此儲存電容器。 圖5為&繪-電子組件之__電日日日體之電路圖，該電晶體 可經歷經由該電晶體傳輸之資料信號的電壓降及/或降 級儘*目已將圖5之圖式標以數字以使用圖4之電晶體 m(亦即TFT 112)作為實例，但應注意，電壓降可跨越 任何電子、、且件之電晶體節點而發生’且控制在該電晶體之 閘極處所施加的電壓之本發明技術可應用於任何此等電子 ，’且件而不僅僅應用於顯示像素6 〇之電晶體112。 如在圖5中所說明，電晶體丨丨2可在源極η *處接收資料 信號（例如’自資料線1〇〇接收且藉由源極放大器15〇放 大）。電晶體112可在閘極122處具有電容（Cg)且可在沒極 128處連接至儲存電容器（Cs)152。儲存電容器（Cs)i52通常 可具有小的電容(例如，大約2〇〇 cF)。電晶體"2亦可在閘 極丨22與汲極128的接面之間具有電容（(^)154。電容 (Cgs)154並非另外經組態至電晶體i 12，而是為閘極122與 汲極128接面之間的固有電容，t亥固有電容自經由電晶體 m傳輸之信號汲取電荷，可將電容（Cgs)i54稱為寄 生電谷（Cgs) 154且將其表示為藉由虛線連接至電晶體丨12之 154507.doc 13 201214964 閘極122及汲極128 ^寄生電容（Cgs)154通常可具有大約5 cF至10 cF之電容。 傳輸至電晶體112之源極114之資料信號可受在基於電晶 體閘極122處所施加之電壓切換（例如，啟動及撤銷啟動）電 晶體112期間的寄生電容（Cgs)154影響。更具體言之，當傳 輸至電晶體112之資料信號之電荷損失至寄生電容（Cji54 使得資料彳s號可在汲極128處經歷電壓降時，可導致稱為 「時脈饋通」之狀況。圖6說明在電晶體112之閘極122處 施加的典型時脈信號（稱為閘極信號丨6〇)及傳輸至電晶體 U2之源極114的資料信號（稱為資料信號170)。閘極信號 160及資料信號170兩者可表示為關於時間之電壓（分別具 有vG及VD之振幅）。 當閘極信號160達到臨限電壓位準時，可發生電晶體i 12 之切換。舉例而言，閘極信號16〇可具有啟動電壓位準162 及撤銷啟動電壓位準164。在一些實施例中，可在接近啟 動電壓位準162之臨限電壓位準下啟動電晶體ιΐ2，如藉由 標記電晶體112何時可接通（亦即，啟動）或斷開（亦即，撤 銷啟動）之虛線所指示。如所說明，閘極信號16〇可並非完 整方波，而是可花費時間（例如，改變時間166)來上升或下 降至啟動電壓位準162及撤銷啟動電壓位準164。可將自啟 動電壓位準162下降至撤銷啟動電壓位準164之速率稱為下 降緣168之歪斜率（skew rate)。 當該閘極信號達到啟動電壓位準162時，進入電晶體ιι2 之源極m之資料信號17〇亦可能並不自動地達到最大電壓 154507.doc 201214964 值172。舉例而言，資料信號17〇之電壓位準可相對於閘極 信號16 0相對緩慢地傾斜且在閘極信號已啟動電晶體〗丨2歷 時-些時間之後達到最大電壓位準172。然而，在閉極信 號撤銷啟動電晶體112之後，資料信號17〇可經歷至比最大 電壓位準172低之電壓位準174的電壓降（Δν)ΐ76。此較低 電壓位準174(亦稱為取樣電壓位準174)可為取樣（例如，數 位化、儲存、輸出等）資料信號17〇之電壓位準。然而，在 該電屢位準已自最大電壓位準172顯著下降之後取樣資料 信號170可能導致取樣誤差或不完整資料。 舉例而言，再次參考使用電子顯示器之實例，電晶體 112之汲極128處之電壓降176可導致作為資料儲存於像素 電極11〇中之較低（亦即，降級）電壓位準174。儲存至像素 電極110之降級資料可導致像素6〇之像素電極11〇與共同電 極（如圖4中）之間的電場之不準確產生，此情形可造成液晶 層中之液晶分子的未對準及/或穿過液晶層之光透射的不 準確調變。此等效應可表現為所顯示之影像上之假影及/ 或閃爍。 因此，對於一些電子組件，電壓降（Δν)176理想地可能 為小的以減少取樣資料信號170中之誤差（例如，將資料信 號保存至像素電極110中之誤差）。當電晶體η2之閘極122 與汲極128之間的電容（C&s)154(圖5)相對於儲存電容 (Cs)152較小時，電壓降αν)可較小，如藉由以下方程式 (1)表示： 154507.doc 201214964 ΔΚ =

Cs 'Vg 方程式（1)。 然而，實務上，閘極122與汲極128之間的電容（cgs)154 可變得對於電晶體112為寄生的且促成最大電壓i 72與取樣 電壓1 74之間的實質電壓降（av)i 76。藉由以下方程式（2) 來近似電壓降（Δν)176、儲存電容（cs)i52、寄生電容 (Cgs)154、閘極122處之電壓（vG)及汲極（vD)處取樣之電壓 之間的關係： AV = C„ c: cgs+cs 方程式（2)， 其中第一項表示歸因於寄生電容（Cgs)154之時脈饋通貢 獻。方程式（2)之第二項表示電晶體112之撤銷啟動，其亦 可藉由減小取樣電壓（VD)1 74之電壓位準及增加電壓降 (△V)〗76來促成時脈饋通。更具體言之，下降緣168之高歪 斜率或閘極信號160之電壓位準Vg自啟動電壓位準i 62下降 至撤銷啟動電壓位準164之快速率可促成電壓降（Δν)176。 然而，在本發明技術之一些實施例中，可操控經施加以切 換電晶體112之閘極信號160以減小閘極信號16〇之下降緣 之歪斜率168 ’因此最小化第二項且限制取樣資料信號17〇 之電壓降（ΔΥ)176，如藉由以下方程式（3)表示： AV- cgs+cs V〇 方程式（3)。 此等技術可涉及最初增加 舉例·而言且如將進一步論述的 154507.doc 16 201214964 閉極信號160之電壓位準以延長自啟 贫曰级勤電壓位準162至撤銷 啟動電壓位準164之電壓降，因此婵力 ^ 此增加该等電壓位準之間 的時間及減小歪斜率1 68。 _除：使傳輸至電子組件中之電晶體及自該電晶體取樣之 資料信號降級的時脈饋通效應以外，信號亦可能容易受到 具有並聯之一或多個電晶體之電子組件中的串擾影響。更 具體5之’當電子組件包括以下電路時可發生串擾(亦稱 為輕合）：該電路經組態以使得經由—電路（例如，資㈣ 及/或電晶體）傳輸之資料信號可歸因於兩個電路之間的電 容耦合而影響經由另一電路傳輸之資料信號。 圖7為描繪經由閘極線102藉由各別閘極並聯連接之兩個 電晶體112丨及1122之電路圖。如所論述，儘管已對圖7之圖 式標以數字以使用圖4之電晶體112(亦即，TFT 112)作為實 例，但應注帛，串擾可發生在相„密接近地組態之任何 電子電路中，且控制在電晶體閘極處所施加的電壓以啟動 此電路之本發明技術可應用於任何此等組件，且不僅僅應 用於顯示像素60之電晶體112。 如在圖7中說明，每一資料線1〇〇1或1〇〇2取決於資料線 10(^4 1002之特性及/或功能而具有不同電阻（亦即，分別 為電阻器182〗或電阻器1822)。在使用電晶體1121及1122各 自處於不同像素60(如圖4中）中之電子器件之實例的情況 下，電阻器182丨及1 822可表示資料線1〇〇1及1〇〇2至不同色 彩之單位像素（例如，紅色、藍色或綠色）之電阻。舉例而 言，資料線100,至紅色像素之電阻可為大約1〇 kn。如關 154507.doc 17 201214964 於圖4所論述，像素6〇之每一群組可包括紅色像素、藍色 像素及綠色像素，且解多工器（圖中未展示）可基於資料線 驅動電路120及/或閘極線驅動電路124以時間多工順序來 選擇至不同色彩之特定單位像素60之資料線歷時數個時間 週期。舉例而言，自資料線驅動電路120之資料信號路徑 可解多工待傳輸至取決於選定單位像素之色彩而具有不同 電阻之資料線（100丨或1〇〇2)的資料信號（ν,·丨或Vi2)。 自電晶體112〗及Π22取樣之信號可分別為取樣電壓％及 2然而’至少部分歸因於兩個資料信號路徑（由資料線 1〇〇1及1〇〇2表示）之間的電容耦合，經由每一資料線1〇〇〗或 1〇〇2傳輸之資料信號的信號完整性可受影響。舉例而言， 由資料線100]傳輸之資料信號歸因於資料線或 1〇〇2中之鄰近電極像素110(在圖7中未展示）之間的電容耦 合而影響另一資料線1002中之信號時，可發生串擾。舉例 而言’此電容耦合可表徵為由電容器1841及1842表示之寄 生電容。舉例而言，寄生電容通常可為大約20奸至30 pF ° 每一資料線100丨與1〇〇2之間的電阻（例如，R" 188"及 Ri2 188丨2)理想地可為無限大的以減少資料線1〇〇1與1〇〇2之 間的寄生耦合及串擾效應。然而，實務上，電阻R" 188" 及188u可為有限值，此可實現資料信號經由寄生電容 (例如，由電容器1841及1842表示）之電荷分佈，從而產生 電壓V"及V〗2。舉例而言，電阻Rn 188]i&r】2 188〗2通常 可具有大約10 kQ之電阻。 154507.doc • 18 - 201214964 歸因於每一資料信號路徑之寄生電容（例如，電容器 18心及電容器1842)之電壓、"及vls可導致針對每一資料信 號而自電晶體112〗及1122取樣之電壓乂丨及乂2中的電壓降。 圖8說明電晶體112丨或1122之閘極處所施加之電壓（稱為閘 極信號160)、電晶體1121或1122處之資料信號（稱為資料信 號乂!）與電壓稱為電壓損失）之間的關係。如所論 述，資料信號V丨之「取樣」可指代自電晶體1121或1122之 資料信號之任何輸出，包括（例如）資料信號、至像素電極 110之儲存。 如藉由圖8所展示，電壓損失Vn&Vi2可隨閘極信號16〇 之上升緣分別自基本電壓位準192n及1921Z上升至峰值電 壓值194u&194】2。電壓損失Vn&Vi2可表示（例如）來自資 料信號V〗之電壓損失。在電壓損失Vn及V”已下降至大約 基本電壓位準192n及192!2時對資料信號Vl取樣可提供具 有較咼信號完整性（例如，較低電壓降2〇4)之取樣資料信號 V!。然而，在對資料信號Vi取樣時，電壓損失V"及Yu可 能尚未完全下降至基本電壓位準19211及19212，如藉由可 能局於各別基本電壓位準之電壓位準196丨1及19612所指 示。在電壓損失Vn&Vl2處於電壓位準1961〗及196】2時對資 料信號v〗取樣可導致在較低電壓位準2〇2下對資料信號％ 取樣，較低電壓位準202具有自信號％之最大電壓位準2〇〇 之電壓降204。 可藉由以下方程式（4)及（5)來表示電壓損失V"及v ； 154507.doc -19- 201214964 方程式（4) 方程式（5)

Vu =Riih + VJ2 V !2=Rn(i2 + i j) 其中6及G表示流經每-資料信號路徑（資料線⑽ 之電流，且可藉由以下方程式（6)及（7)來表示： h - ~Γ~ αι 方程式（6) c dVi2 2 2 dt 方程式（7)。 如藉由方程式（4)及（5)所展示，可藉由減少流經每一資 料信號路徑（例如，流經資料線1〇〇ι及電晶體112〗以及流經 資料線10〇2及電晶體112：ί)之電流⑺及ο)來減少電壓損失 乂^及乂,2。另外，如藉由方程式（6)及（7)表示，可藉由減緩 資料信號Vn及V,·2輸入至電晶體112!及112：j中之每一者來減 少流經每一資料信號路徑之電流G及G，此係因為流經每 一信號路徑之電流G及G與輸入信號Vn& Vi.2之改變速率直 接相關。因為閘極電壓160之電壓位準（例如，在作用中電 壓位準162下）可啟動電晶體112]及1122及資料信號經由電 晶體112〗及112；j之傳輸’所以可藉由修改閘極信號丨6〇自撤 銷啟動電壓位準164至啟動電壓位準162之上升來調整輸入 信號V,.丨及V,2之改變速率。換言之，在一實施例中且如將 進一步論述的，可減小閘極信號160之上升緣190之歪斜率 以減少電壓損失V n及V i 2，此情形可導致對具有較低電壓 降204及/或較高信號完整性之資料信號乂,進行取樣。 如所論述，本發明實施例包括用於減小閘極信號160之 -20- I54507.doc

S 201214964 下降緣168(圖6)之歪斜率以減少電晶體ιΐ2中之時脈饋通之 技術’其中時脈饋通可指代輸出(例如，取樣、儲存)之次 料信號m歸因於電晶體112之寄生電容的降級（例如 號損失或電厂堅降)。另外’諸實施例亦包括用於減小間極 信號⑽之上升緣⑽⑽)之歪斜率以減少歸因於兩個資料 信號路徑之間的電容輕合的經由兩個電晶體112】及⑴ 輸之資料信號ν·2之間的率擾。在一實施例中，間極2線 驅動電路124(圖4)可包括諸如閘極信號產生器⑽之電路， 閘極信號產生器220用於產生具有下降緣之減小之斜度及/ 或上升緣之減小之斜度的閘極信號丨6〇。 舉例而言’由圖”所說明之電路圖描繪之閘極信號產 生器2 2 G a的-實施例可輸出在下降緣及/或上升緣處具有 減小之歪斜率的閘極信號。在一實施例中，閘極信號產生 器220a可處於閘極線驅動電路124中且可具有至一或多個 閘極線102之輸出端236。閘極信號產生器22〇a可包括三個 電晶體：兩個PMOS電晶體222及226以及一個！^河〇8電晶 體224。諸如晶體振盪器之一或多個合適振盪器可將信號 輸入提供至閘極信號產生器22〇a。取決於輸入節點23〇及 PMOS電晶體226之閘極232處所施加之信號，可操控自輸 出節點236輸出之閘極信號以形成在下降緣及/或上升緣處 具有減小之歪斜率的閉極信號。 在圖10中提供描繪具有具減小之歪斜率之下降緣的閘極 信號（藉由使用圖9中之閘極信號產生器220a產生）的一組圖 式。首先開始對自閘極信號產生器220a輸出中性閘極信號 154507.doc -21 - 201214964 242(例如，在無下降緣歪斜率或上升緣歪斜率之減小的情 況下）之解釋’可藉由將高電壓驅動至PM〇S電晶體226之 閘極232來撤銷啟動PMOS電晶體226。在且PM0S電晶體 226經撤銷啟動且處於高電阻狀態申的情況下，在輸入節 點230處所施加之信號240之電壓位準將啟動或撤銷啟動 PMOS電晶體222及NMOS電晶體224。輸入節點23〇處之高 電壓位準可導致PMOS電晶體222中之高電阻狀態及NM〇s 電晶體224中之低電阻狀態。由於該電壓可由pM〇s電晶體 222阻擋及由NMOS電晶體224傳遞，因此該電壓可没取至 接地以使得對輸入卽點2 3 0處所施加之高電壓信號之輸出 回應可為來自輸出節點236之低電壓輸出。可藉由時脈信 號240之上升緣250及輸出中性閘極信號242之對應下降緣 2 5 2來指示此情形。 輸入節點230處之低電壓位準可導致PM〇s電晶體222中 之低電阻狀態及NMOS電晶體224中之高電阻狀態。由於電 壓可由NMOS電晶體224阻擋及由PM0S電晶體222傳遞， 因此該電壓可自供應線路218流動至輸出節點236以使得對 低電壓信號之輸出回應可為來自節點236之高電壓輸出。 可藉由輸入k號240(至輸入節點230中）之下降緣254(低電 壓位準）及由閘極信號產生器22〇a產生之中性閘極信號242 之對應上升緣256來進一步說明此關係。 在一實施例中，可藉由預加強信號之上升緣（亦即，產 生預加強之閘極k號）來產生具有具減小之歪斜率之下降 緣的閘極信號。預加強上升緣260可指代最初在啟動週期 154507.doc

S •22· 201214964 期間增加該預加強之閘極信號246之電壓位準。藉由預加 強上升緣260，閘極信號246之較高電壓位準可花費較長時 間來下降，從而導致減小之下降緣262歪斜率。為了預加 強上升緣260，可自供應線路218汲取額外電壓以最初增加 預加強之閘極信號246之電壓位準。可藉由信號246A來在 理論上表示預加強之閘極信號，信號246A可更清晰地展示 由該初始電壓增加所產生之預加強。亦提供呈信號246B之 形式的預加強之閘極信號，信號246B實務上近似預加強之 閘極信號波形，此係因為閘極信號可能並非總是具有方形 波形及/或直邊緣。已針對預加強之閘極信號246A之表示 及預加強之閘極信號246B之表示兩者來類似地對上升緣 260及下降緣262標以數字，且以下解釋將僅參考預加強之 閘極信號246。 為了最初增加預加強之閘極信號246之電壓位準，PMOS 電晶體226之啟動可與PMOS電晶體222之啟動同步，如藉 由分別至節點230及PMOS電晶體226之閘極232中的輸入信 號240及244之下降緣所指示。PMOS電晶體226之啟動可持 續比PMOS電晶體222之啟動（時間週期266)短的持續時間 (時間週期264)。在預加強之閘極信號246的具有邏輯高之 初始部分（時間週期264)期間，PMOS電晶體226之較短啟 動可促成增加之電壓268。可藉由將低輸入電壓（藉由下降 緣258指示）驅動於在PMOS電晶體226之閘極232處所施加 之信號244中來啟動PMOS電晶體226。所得電壓可產生具 有減小之下降緣262歪斜率的預加強之閘極信號246。舉例 154507.doc -23- 201214964 而言，預加強之間極信號246之下降緣262可具有比中性閘 極信號242之下降緣252低的歪斜率。 類似地，如藉由圖n中所說明之該組圖式所描繪，可藉 由加強具有具減小之歪斜率之上升緣則的閘極信號之下 降緣282來產生該閘極信號。加強下降緣282(亦稱為後加 強間極信號27G)可指代接近該閘極信號之啟動週期結束時 增加該閘極信號之電壓位準。藉由加強下降緣282，後加 強之閘極信號270之較高電壓位準可花費較長時間來上 升，從而導致減小之上升緣28〇歪斜率。可藉由信號27〇a 來在理論上表示後加強之閘極信號，信號27〇A可更清晰地 展示藉由接近該信號之啟動週期結束時之電壓增加所產生 的後加強。亦提供呈信號270B之形式的後加強之閘極信 號，信號270B實務上近似後加強之閘極信號波形，此係因 為閘極信號可能並非總具有方形波形及/或直邊緣。已針 對後加強之閘極信號270A之表示及後加強之閘極信號 270B之表示兩者來類似地對上升緣28〇及下降緣282標以數 字’且以下解釋將僅參考後加強之閘極信號270。 為了加強下降緣270，PMOS電晶體226之啟動可在PMOS 電晶體222之啟動週期結束時同步發生’如藉由輸入信號 240(至節點230中）之下降緣254及輸入信號264(至PMOS電 晶體226之閘極232中）之後續下降緣272所指示。PMOS電 晶體226之啟動可持續比PMOS電晶體222之啟動（時間週期 276)短的持續時間（時間週期274)。PMOS電晶體226之較短 啟動可促成至後加強之閘極信號270之具有邏輯高的稍後 154507.doc • 24 - 201214964 部分之增加之電壓278。可藉由將低輸入電壓（藉由下降緣 272指示）驅動於在？]^08電晶體226之閘極232處所施加之 k號264中來啟動PMOS電晶體226。所得電壓可產生具有 減小之上升緣280歪斜率的後加強之閘極信號27〇。舉例而 言’後加強之閘極信號270之上升緣280可具有比中性閘極 ·- 信號242之上升緣25 6(圖1〇)低的歪斜率。 年注意’在諸實施例中’閘極信號之形狀可變化。舉例 而言，閘極信號可具有方形波形、梯形波形或可能不具有 直的上升緣或下降緣。舉例而言，閘極信號波形可為彎曲 形或正弦波形，且可受雜訊及/或降級影響。另外，輸入 信號之不同頻率可用以產生及輸出不同閘極信號。閘極信 號產生器可輸出不同閘極信號，該等不同閘極信號取決於 輸入#號之頻率、輸入信號之振幅及/或閘極信號產生器 220a之組態而在上升緣或下降緣處具有不同歪斜率。舉例 而言，可將輸入信號240輸入至閘極信號產生器22〇a之節 點230中，且可將輸入信號282輸入至PMOS電晶體226之閘 極232(圖9)中。 另外，亦可使用不同電路來產生根據減小上升緣及/或 ' 下降緣之歪斜率以減少時脈饋通及/或率擾之本發明技術 ·- 而產生的閘極信號。舉例而言，除閘極信號產生器22〇A以 外，圖12中所說明之電路圖描繪可產生具有減小之上升緣 及/或下降緣歪斜率之閘極信號的另一閘極信號產生器 220B。圖12可為圖9中所論述之閘極信號產生器22〇A的類 比等效電路220B。在圖13中說明由類比時脈產生器22〇b 154507.doc •25· 201214964 產生之信號302。類比時脈產生器220B可包括經組態以選 擇各種電壓位準之多工器296。可將多工器輸出298輸入至 放大器300中，放大器300可產生諸如信號304之閘極信號 輸出302。多工器296之輸入Vi+k可產生信號298(圖12)之具 有加強之部分的輸出302 ’輸入Vi可產生輸出閘極信號3〇2 之具有.邏輯高電壓位準的輸出302，且輸入Vj可為輸出閘 極信號302之邏輯低電壓。舉例而言，在一些實施例中， 可在閘極信號之初始部分處及/或該閘極信號之稍後部分 處使用輸入Vi+k以產生預加強及/或後加強之閘極信號。在 一些實施例中’預加強之閘極信號可具有減小之下降緣歪 斜率’该減小之下降緣歪斜率可減少電子組件中之電晶體 中的時脈饋通，且後加強之閘極信號可具有減小之上升緣 歪斜率’該減小之上升緣歪斜率可減少電子組件中之電晶 體及/或資料線中的串擾。 已藉由實例展示上文所描述之特定實施例，且應理解， 此等實施例可易於具有各種修改及替代形式。應進一步理 解，申請專利範圍並不意欲限於所揭示之特定形式，而是 蓋屬於本發明之精神及範嘴内的所有修改、等效物及替 代物。 【圖式簡單說明】 圖1為描繪根據本發明之態樣的電子器件之例示性組件 之方塊圖； 圖2為根據本發明之態樣的電腦之視圖； 圖3為根據本發明之態樣的手持型電子器件之前視圖； 154507.doc

S •26· 201214964 圖4為展示根據本發明之態樣的可結合lcd顯示面板使 用的切換及顯示電路之電路圖； 圖5為展示根據本發明之態樣的電晶體之電路圖； 圖說月根據本發明之悲樣的在電晶體間極處施加之間 極L號與在該電晶體汲極處之資料信號之對應電壓位準的 實例； 圖7為根據本發明之態樣的展示兩個電晶體且具有寄生 電容之電路圖； 圖8說明根據本發明之態樣的在電晶㈣極處施加之閉 極信號與在該電晶體汲極處之資料㈣之對應電壓 實例； 圖9為展示根據本發明之態樣的閘極信號產生器之電路 圖； 圖10為描繪根據本發明之態樣的可使用圖9中所呈現之 電路圖產生之具有緩慢下降緣之閘極信號之一組圖式； 圖11為描繪根據本發明之態樣的可使用圖9中所呈現之 電路圖產生之具有緩慢上升緣的另一閘極信號之一組 式； ，，，團 圖12為描繪根據本發明之態樣的用於圖9中所說明之門 極信號產生器之類比等效物的電路圖；及 圖13為描繪根據本發明之態樣的回應於圖丨2中所說明之 電路之不同輸入而產生的信號之圖式。 【主要元件符號說明】 10 電子器件 154507.doc -27- 201214964 12 顯示器 14 I/O埠 16 輸入結構 18 處理器 20 記憶體器件 22 非揮發性儲存器 24 擴充卡 26 網路連接器件 28 電源 30 電腦 32 手持型電子器件 34 液晶顯不益 38 圖形使用者介面（GUI) 40 圖示 60 單位像素 60a 單位像素/紅色像素 60b 單位像素/藍色像素 60c 單位像素/綠色像素 60d 單位像素 60e 單位像素 60f 單位像素 100 資料線/源極線 10〇i 資料線/源極線 1002 資料線/源極線 28- 154507.doc s 201214964 102 掃描線/閘極線 110 像素電極 112 薄膜電晶體（TFT) 112j 電晶體 1122 電晶體 114 源極 120 資料線驅動電路 122 閘極 124 掃描線驅動電路/閘極線驅動電路 128 汲極 150 源極放大器 15〇! 源極放大器 1502 源極放大器 152 儲存電容器（cs) 154 寄生電容（cgs) 160 閘極信號 162 閘極信號之啟動電壓位準 164 閘極信號之撤銷啟動電壓位準 166 閘極信號之改變時間 168 閘極信號之下降緣 170 資料信號 172 資料信號之最大電壓位準 174 資料信號之取樣較低電壓位準 176 電壓降（Δν) 154507.doc -29- 201214964 182, 電阻器 1822 電阻器 184] 電容器 1842 電容器 1Β8Π 電阻Rn 1 8 812 電阻R!2 190 閘極信號之上升緣 192,, V!!之基本電壓位準 192,2 V 1 2之基本電壓位準 194" Vl 1之峰值電壓值 19412 Vl2之峰值電壓值 196,, vn之電壓位準 196,2 v12之電壓位準 200 乂,之最大電壓位準 202 V】之較低電壓位準 204 V丨之電壓降 218 供應線路 220 閘極信號產生器 220A 閘極信號產生器 220B 閘極信號產生器/類 222 PMOS電晶體 224 NMOS電晶體 226 PMOS電晶體 230 輸入節點 -30- 154507.doc 201214964 232 閘極 236 輸出節點 240 輸入信號/時脈信號 242 中性閘極信號 244 輸入信號 246 預加強之閘極信號 246A 預加強之閘極信號 246B 預加強之閘極信號 250 時脈信號之上升緣 252 中性閘極信號之下降緣 254 輸入信號之下降緣 256 t性閘極信號之上升緣 258 信號之下降緣 260 信號之上升緣 262 信號之下降緣 264 時間週期/輸入信號 266 時間週期 268 增加之電壓 270 後加強之閘極信號/下降緣 270A 後加強之閘極信號 270B 後加強之閘極信號 272 信號之下降緣 274 時間週期 276 時間週期 154507.doc -31 - 201214964 278 增加之電壓 280 信號之上升緣 282 信號之下降緣 296 多工器 298 多工器輸出信號 300 放大器 302 輸出閘極信號/閘極信號輸出 304 信號 154507.doc •32·

Claims (1)

1. 201214964 七、申請專利範圍·· 一種控制施加至 極信號之方法， 資料信號之一電 〇

   一電子組件中之—t晶體之一閉極的閘 s亥方法包含基於經由該電晶體傳輸之一 壓降來控制該閘極信號之一下降緣歪斜 2·如請求項1之方法’其包含在該電晶體處於操作中時基 於該電晶體之一間極至汲極接面電容來控制該閘極信號 之該下降緣歪斜率。 3.如請求们之方法，其中控制該下降緣歪斜率包含預加 強3亥閘極信號以產生一預加強之閘極信號。 4·如明求項3之方法，其中預加強該閘極信號包含： 在該閘極信號之一作用中週期期間輸出一第 壓；及 在°亥作用中週期期間輸出一第二電壓，其中該第二電 壓低於該第一電壓。 5.:凊求項4之方法，其中在該電晶體由該預加強之閘極 信號啟動時傳輸的該資料信號之該電壓降低於在該電晶 體由未預加強之一閘極信號啟動時傳輸之一資料信號之 •-電壓降。 6·如請求項4之方法’其中在該電晶體由該預加強之閘極 信號啟動時該電晶體之一接面電容低於在該電晶體由未 預加強之一閘極信號啟動時該電晶體之一接面電容。 7.如請求項4之方法，其中該預加強之問極信號包含低於 未預加強之一閘極信號之下降緣歪斜率的一下降緣歪斜 154507.doc 201214964 率。 •:长項1之方法，其包含基於經由該電晶體傳輸之一 資料信號之電壓降來控制該閘極信號之一上升緣歪斜 率。 9 · 一種控制施加至—雷工彡。灿丄 ^ ^ 〇 電子、，且件中之一電晶體之一閘極的閘 °號之方法，6玄方法包含基於經由該電晶體傳輸之一 資料仏號之電壓降來控制該閘極信號之一上升緣歪斜 率。 10.如清求項9之古。土 . 法’其包含基於該電晶體與一或多個鄰 近電晶體之間的_I+ 今麵〇來控制該間極信號之該上升 緣歪斜率。 11 ·如5月項9夕、、冬 .* 其中控制該上升緣歪斜率包含後加 強一閘極信號以產生一後加強之閉極信號。 12·如請求項9之方法，其十後加強該閉極信號包含： 在該閘極信號之一作用中週期期間輸出 壓；及 不 电 ㈣作用中週期期間輸出—第二電壓，其中該第二電 &咼於該第一電壓。 13.如請求項12之方法，其 >上 Τ在°哀電日日體由該後加強之閘極 k號啟動時傳齡& 4 & ,,,、，， , 、°χ資料彳s號之該電壓降低於在該電晶 未後加強之-間極信號啟動時傳輸之 一電壓降。 後：：：12之方法’其後加強之閘極信號的-上升 斜率低於未後加強之1極信號之上升緣歪斜率。 154507.doc S 201214964 15.種顯示系統，其包含： —像素矩陣’該等像素t之每—者包含—電晶體； 間極線驅動電路，其經組態以將—閘極 至 IS中之每一者之該電晶體的-閉極，其中該間極線 驅動電路包含： -閘極信號產生器’其經組態以在該閘極信號之一 啟動週期之-初始部分及該閘極信號之該啟動週期之一 梢後部分中的至少一者期間增加電壓； 資料線驅動電路，其經組態以將一資料信號傳輸至該 等像素中之每一者之該電晶體的一源極，其中在該啟動 週期之該初始部分及該啟動週期之該稍後部分期間增加 該電壓係基於該資料信號在該電晶體上之一電壓降。 16. 如5月求項15之顯示系統，其中該閘極信號產生器經組態 乂在4啟動週期之該初始部分期間增加該電壓來控制該 電晶體之一時脈饋通效應。 17. 如叫求項15之顯.示系統，其中該閘極信號產生器經組態 以在該啟動週期之該稍後部分期間增加該電壓來控制= 電晶體之一 _擾效應。 18·如請求項15之顯示系統，其中該閘極信號產生器經組態 以選擇一或多個電壓來產生該閘極信號，其中該一或多 個電壓包含： 一第一電壓； 一第二電壓，其低於該第一電壓；及 一第三電壓，其低於該第二電麈。 154507.doc 201214964 19. 如清求項18之顯示系統，其中該閘極信號產生器經組態 以基於該資料信號在該電晶體上之該電壓降來輸出一預 加強之信號，其中該預加強之信號包含該第一電壓，後 續接著該第二電壓，後續接著該第三電壓。 20. 如請求項18之顯示系統，其中該閘極信號產生器經組熊 以基於s亥資料信號在該電晶體上之該電壓降來輸出一/ 加強之信號’其中該後加強之信號包含該第二電 1 ***** iJs 續接著該第一電壓，後續接著該第三電壓。 154507.doc