TW202001848A

TW202001848A - 閘極驅動裝置

Info

Publication number: TW202001848A
Application number: TW107141083A
Authority: TW
Inventors: 林志隆; 曾金賢; 賴柏成; 鄭貿薰; 馬玫生
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2018-11-19
Publication date: 2020-01-01
Also published as: TWI675359B; TW202001849A; TW202001840A; TWI699742B; TWI670707B; TW202001865A; TWI688942B; TWI673704B; TW202001839A; TWI677865B; TWI689904B; TW202001862A; TW202001864A; TW202001863A; TWI688943B

Abstract

閘極驅動裝置，包括多個移位暫存電路。第N級的移位暫存電路中，輸出級電路依據第一控制信號、第二控制信號以及第一模式選擇信號以產生第N級閘極驅動信號。第一電壓調整器依據第二控制信號以調整第一控制信號。第二電壓調整器依據第二模式選擇信號、前級閘極驅動信號或起始脈波信號以調整第一控制信號。第三電壓調整器依據後級閘極驅動信號以調整第一控制信號。第四電壓調整器依據第一模式選擇信號以調整第二控制信號。第五電壓調整器依據反向時脈信號、第二模式選擇信號以及第一控制信號以調整第二控制信號。

Description

閘極驅動裝置

本發明是有關於一種閘極驅動裝置，且特別是有關於一種用以驅動顯示面板的閘極驅動裝置。

在同步發光的主動式的發光二極體畫素電路中，需在補償階段中多時開啟所有的畫素，以便能對畫素中薄膜電晶體的導通電壓的變異同時進行補償的動作。在接下來的資料接入階段，則需逐列的開啟畫素電路，以逐列的針對畫素電路進行資料寫入的動作。

在習知的技術領域中，同步發光的畫素電路，常面臨到多種問題。第一，同步發光的畫素電路中需要設置特殊的信號以指示補償階段以及資料接入階段的進行；第二，在應用於高解析度的顯示面板時，需要足夠長的資料寫入時間；第三，當閘極驅動電路中應用低溫度多晶矽製程所製造的薄膜電晶體時，在當薄膜電晶體被斷開時，仍可具有相對高電子移動率，並容易造成電路節點上產生漏電的現象。

本發明提供一種閘極驅動裝置，可應用於高解析度的顯示面板上。

本發明的閘極驅動裝置包括多個移位暫存電路。多個移位暫存電路相互串聯耦接，並分別產生多個閘極驅動信號，其中第N級的移位暫存電路包括輸出級電路、第一電壓調整器、第二電壓調整器、第三電壓調整器、第四電壓調整器以及第五電壓調整器。輸出級電路具有第一控制端以及第二控制端以分別接收第一控制信號及第二控制信號。輸出級電路依據第一控制信號、第二控制信號以及第一模式選擇信號以提供時脈信號、閘極高電壓或閘極低電壓對輸出端充電以產生第N級閘極驅動信號。第一電壓調整器耦接在第一控制端以及第二控制端間，依據第二控制信號以提供閘極高電壓以調整第一控制信號。第二電壓調整器耦接至第一控制端，依據第二模式選擇信號、前級閘極驅動信號或起始脈波信號以調整第一控制信號。第三電壓調整器耦接至第一控制端，依據後級閘極驅動信號以提供閘極高電壓以調整第一控制信號。第四電壓調整器耦接至第二控制端，依據第一模式選擇信號以提供閘極高電壓以調整第二控制信號。第五電壓調整器耦接至第二控制端，依據反向時脈信號、第二模式選擇信號以及第一控制信號以提供反向時脈信號或閘極高電壓以調整第二控制信號。

基於上述，本發明的閘極驅動裝置透過多個電壓調整器以調整控制端上的控制信號，並藉由控制信號控制輸出級電路以產生閘極驅動信號。如此，閘極驅動器可在補償階段產生具有一致波形的多個閘極驅動信號，並在之後的寫入階段產生分別依序致能的多個閘極驅動信號。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

請參照圖1，圖1繪示本發明實施例的閘極驅動裝置的示意圖。閘極驅動裝置包括相互串聯耦接的多個移位暫存電路，並分別產生多個閘極驅動信號。以第N級的移位暫存電路100為例，移位暫存電路100包括輸出級電路110以及電壓調整器120~160。輸出級電路110具有第一控制端CE1以及第二控制端CE2。第一控制端CE1及第二控制端CE2分別接收第一控制信號Q_[N] 及第二控制信號P_[N] 。輸出級電路110會依據第一控制信號Q_[N] 、第二控制信號P_[N] 以及模式選擇信號SS以提供時脈信號CK、閘極高電壓V_GH 或閘極低電壓V_GL 對輸出端OE充電，並藉以產生第N級閘極驅動信號G_[N] 。其中，當模式選擇信號SS為低電壓準位時，輸出級電路110可提供閘極低電壓V_GL 對輸出端OE充電以拉低第N級閘極驅動信號G_[N] 的電壓值。在本實施例中，模式選擇信號SS、SR用以指示移位暫存電路100操作於補償階段或是寫入階段。

在本實施例中，輸出級電路110包括電晶體T3、T4、T11以及電容C1。電晶體T3的第一端接收時脈信號CK，電晶體T3的第二端耦接至輸出端OE，電晶體T3的控制端接收第一控制信號Q_[N] 。電晶體T11的第一端耦接至輸出端OE，電晶體T11的第二端接收閘極高電壓V_GH ，電晶體T11的控制端接收第二控制信號P_[N] 。電晶體T4的第一端接收閘極低電壓V_GL ，電晶體T4的第二端耦接至輸出端OE，電晶體T4的控制端接收模式選擇信號SS。此外，電容C1串接於電晶體T3的控制端與輸出端OE之間。

電壓調整器120耦接在第一控制端CE1以及第二控制端CE2間。電壓調整器120依據第二控制信號P_[N] 以提供閘極高電壓V_GH 以調整第一控制信號Q_[N] ，其中，當第二控制信號P_[N] 為低電壓準位時，電壓調整器120可提供閘極高電壓V_GH 以拉高第一控制信號Q_[N] 的電壓值。

在本實施例中，電壓調整器120包括電晶體T10以及T12，電晶體T10以及T12會依序串聯於第一控制端CE1以及閘極高電壓V_GH 間。電晶體T10以及T12的控制端共同接收第二控制信號P_[N] 。

在本發明其他實施例中，電壓調整器120可僅包括單一個電晶體。事實上，電壓調整器120中可設置一個或多個相互串聯的電晶體，其數量沒有固定的限制。而透過多個串接的電晶體的電路架構，可降低節點間的漏電現象。

電壓調整器130耦接至第一控制端CE1。電壓調整器130依據模式選擇信號SR、前級閘極驅動信號G_[N-1] 或起始脈波信號ST以調整第一控制信號Q_[N] ，其中，當前級閘極驅動信號G_[N-1] 或起始脈波信號ST為低電壓準位，並且模式選擇信號SR也為低電壓準位時，電壓調整器130可依據前級閘極驅動信號G_[N-1] 或起始脈波信號ST來拉低第一控制信號Q_[N] 的電壓值。

詳細來說明，本實施例的電壓調整器130包括電晶體T1以及T2，電晶體T1的控制端耦接至電晶體T1的第一端，並形成二極體組態的耦接形式。在本實施例中，電晶體T1所建構的二極體的陰極接收前級閘極驅動信號G_[N-1] 或起始脈波信號ST，其陽極則耦接至電晶體T2的第一端。電晶體T2的第一端耦接至電晶體T1的第二端，電晶體T2的第二端則耦接至第一控制端CE1，電晶體T2的控制端接收模式選擇信號SR。

電壓調整器140耦接至第一控制端CE1。電壓調整器140依據後級閘極驅動信號G_[N+1] 以提供閘極高電壓V_GH 以調整第一控制信號Q_[N] ，其中，當後級閘極驅動信號G_[N+1] 為低電壓準位時，電壓調整器140可提供閘極高電壓V_GH 以拉高第一控制信號Q_[N] 的電壓值。

在本實施例中，電壓調整器140包括電晶體T7以及T13，電晶體T7以及T13依序串聯於第一控制端CE1以及閘極高電壓V_GH 之間。電晶體T7以及T13的控制端共同接收後級閘極驅動信號G_[N+1] 。

在本發明其他實施例中，電壓調整器140可僅包括單一個電晶體。事實上，電壓調整器140中同樣可設置一個或多個相互串聯的電晶體，其數量沒有固定的限制，以透過多個串接的電晶體的電路架構，降低節點間的漏電現象。

電壓調整器150耦接至第二控制端CE2。電壓調整器150依據模式選擇信號SS以提供閘極高電壓V_GH 以調整第二控制信號P_[N] ，其中，當模式選擇信號SS為低電壓準位時，電壓調整器150提供閘極高電壓V_GH 以拉高第二控制信號P_[N] 的電壓值。

在本實施例中，電壓調整器150包括電晶體T9。電晶體T9串接在第二控制端CE2以及閘極高電壓V_GH 間，電晶體T9的控制端接收模式選擇信號SS。值得一提的是，電壓調整器150中包括的電晶體的數量可以是一個或是多個。圖1的繪示僅作為說明用的範例，不用以限縮本發明的範疇。

電壓調整器160耦接至第二控制端CE2。電壓調整器160依據反向時脈信號XCK、模式選擇信號SR以及第一控制信號Q_[N] 以提供反向時脈信號XCK或閘極高電壓V_GH 以調整第二控制信號P_[N] 。電壓調整器160包括電晶體T5、T6以及T8，電晶體T5的控制端耦接至電晶體T5的第一端，並形成二極體組態的耦接形式。在本實施例中，電晶體T5所建構的二極體的陰極接收反向時脈信號XCK，其陽極則耦接至電晶體T6的第一端。電晶體T6的第一端耦接至電晶體T5所建構的二極體的陽極，電晶體T6的第二端耦接至第二控制端CE2，電晶體T6的控制端接收模式選擇信號SR。電晶體T8的第一端耦接至電晶體T6的第二端，電晶體T8的第二端接收閘極高電壓V_GH ，電晶體T8的控制端接收第一控制信號Q_[N] 。

關於移位暫存電路100的動作細節，請同時參照圖2以及圖3A至圖3H，其中圖2繪示本發明實施例的閘極驅動裝置的動作波形圖，圖3A至圖3H繪示本發明實施例的移位暫存電路的等效電路圖。

請參照圖2以及圖3A，在初始時間區間TA0中，閘極驅動裝置處於正常操作階段，此時模式選擇信號SS為高電壓準位（等於閘極高電壓V_GH ），模式選擇信號SR為低電壓準位（等於閘極低電壓V_GL ）。當反向時脈信號XCK為低電壓準位（等於閘極低電壓V_GL ）時，電壓調整器150中的電晶體T5反向導通，並且電晶體T6會依據低電壓準位的模式選擇信號SR而被導通，藉此以使第二控制信號P_[N] 的電壓值等於V_GL +|V_{TH_T5} |，其中V_{TH_T5} 為電晶體T5的導通電壓。

而電壓調整器120中的電晶體T10以及T12會依據為電壓值V_GL +|V_{TH_T5} |的第二控制信號P_[N] 而被導通，以提供閘極高電壓V_GH 來拉高第一控制信號Q_[N] 的電壓值。此時，輸出級電路110中的電晶體T11依據第二控制信號P_[N] 被導通，而輸出級電路110中的電晶體T3依據第一控制信號Q_[N] 被斷開，輸出級電路110對應產生為高電壓準位的第N級閘極驅動信號G_[N] 。而在此同時，後級移位暫存器所產生的後級閘極驅動信號G_[N+1] 同樣為高電壓準位（等於閘極高電壓V_GH ）。此外，當輸出級電路110非屬於第一級的移位暫存電路時，前級移位暫存器所產生的前級閘極驅動信號G_[N-1] 同樣為高電壓準位。

附帶一提，在初始時間區間TA0中，電壓調整器130中的電晶體T1依據等於高電壓準位（等於閘極高電壓V_GH ）的前級閘極驅動信號G_[N-1] 或起始脈波信號ST而被斷開。電壓調整器140中的電晶體T7、T13依據等於高電壓準位的後級閘極驅動信號G_[N+1] 而被斷開。電壓調整器150中的電晶體T9以及輸出級電路110中的電晶體T4依據等於高電壓準位的模式選擇信號SS而被斷開。電壓調整器160中的電晶體T8依據等於高電壓準位（等於閘極高電壓V_GH ）的第一控制信號Q_[N] 而被斷開。

值得一提的，電壓調整器130可以接收起始脈波信號ST，或也可以接收前級閘極驅動信號G_[N-1] 。電壓調整器130可以依據所屬的移位暫存電路的位置來決定接收起始脈波信號ST或前級閘極驅動信號G_[N-1] 。簡單來說明，當電壓調整器130屬於第一級的移位暫存電路時，電壓調整器130可以接收起始脈波信號ST，而當電壓調整器130非屬於第一級的移位暫存電路時，電壓調整器130則可以接收前級閘極驅動信號G_[N-1] 。

接著請參照圖2以及圖3B。在初始時間區間TA0之後的時間區間TA1中，閘極驅動裝置進入補償階段。在此同時，模式選擇信號SR轉態為高電壓準位（等於閘極高電壓V_GH ），模式選擇信號SS則由閘極高電壓V_GH 轉態為等於電壓值V_{GL_L} ，其中，電壓值V_{GL_L} 低於閘極低電壓V_GL 。而基於模式選擇信號SS轉態為等於電壓值V_{GL_L} ，輸出級電路110中的電晶體T4會依據模式選擇信號SS而被導通，以提供閘極低電壓V_GL 以對輸出端OE充電，並使第N級閘極驅動信號G_[N] 的電壓值被拉低，以產生等於閘極低電壓V_GL 的第N級閘極驅動信號G_[N] 。

值得注意的是，基於所有移位暫存電路所接收的模式選擇信號SS是相同的，因此，在時間區間TA1中，第N-1級閘極驅動信號G_[N-1] 的電壓值會依據模式選擇信號SS同步被拉低至閘極低電壓V_GL ，並且第N+1級閘極驅動信號G_[N+1] 的電壓值同樣會依據模式選擇信號SS被同步拉低至閘極低電壓V_GL 。如此一來，閘極驅動裝置可使所有的閘極驅動信號同時被致能（拉低），並可執行所有畫素電路的薄膜電晶體的補償動作。

另一方面，此時電壓調整器140會依據被拉低的後級閘極驅動信號G_[N+1] 被導通，並提供閘極高電壓V_GH 以繼續拉高第一控制信號Q_[N] 。而電壓調整器150中的電晶體T9會依據為電壓準位V_{GL_L} 的模式選擇信號SS被導通，並提供閘極高電壓V_GH 以拉高第二控制信號P_[N] 。此時，電壓調整器120依據被拉高的第二控制信號P_[N] 被切斷。輸出級電路110中的電晶體T11同樣依據第二控制信號P_[N] 被斷開，而輸出級電路110中的電晶體T3依據第一控制信號Q_[N] 繼續被斷開。

附帶一提的，電壓調整器160中的電晶體T5可依據反向時脈信號XCK被導通或被斷開，而電晶體T6則依據為高電壓準位的模式選擇信號SR而被切斷，並且電晶體T8依據被拉高的第一控制信號Q_[N] 繼續被斷開。電壓調整器150中的電晶體T9會依據為電壓準位V_{GL_L} 的模式選擇信號SS被切斷。電壓調整器130中的電晶體T2會依據為高電壓準位的模式選擇信號SR被切斷。

接著請參照圖2以及圖3C。在時間區間TA1之後的時間區間TA2，閘極驅動裝置會進行重置，以結束閘極驅動裝置的補償階段。在時間區間TA2中，模式選擇信號SR由閘極高電壓V_GH 轉態為低電壓準位（等於閘極低電壓V_GL ），並且模式選擇信號SS由閘極低電壓V_GL 轉態為高電壓準位（等於閘極高電壓V_GH ）。此時電壓調整器150中的電晶體T5會依據為低電壓準位（等於閘極低電壓V_GL ）的反向時脈信號XCK而被導通，且電晶體T6會依據為低電壓準位的模式選擇信號SR而被導通，以使第二控制信號P_[N] 的電壓值被拉低至等於V_GL +|V_{TH_T5} |。在此同時，電壓調整器120中的電晶體T10以及T12會依據為電壓值V_GL +|V_{TH_T5} |的第二控制信號P_[N] 而被導通，以拉高第一控制信號Q_[N] 的電壓值拉高至等於閘極高電壓V_GH 。

此時，輸出級電路110中的電晶體T11依據第二控制信號P_[N] 被導通，而輸出級電路110中的電晶體T3依據第一控制信號Q_[N] 被斷開，輸出級電路110產生為高電壓準位（等於閘極高電壓V_GH ）的第N級閘極驅動信號G_[N] 。而在此同時，後級移位暫存器所產生的後級閘極驅動信號G_[N+1] 同步被拉高為高電壓準位。此外，當輸出級電路110非屬於第一級的移位暫存電路時，前級移位暫存器所產生的前級閘極驅動信號G_[N-1] 亦會同步被拉高為高電壓準位。

需要注意的是，此時間區間TA2中其餘的閘極驅動裝置的動作波形及操作模式與前述在初始時間區間TA0（同樣處於正常操作階段）中的動作波形及操作模式相類似，故在此不重複贅述。

接著請參照圖2以及圖3D。在時間區間TA3，閘極驅動裝置進入寫入階段的第一子階段。在時間區間TA3中，模式選擇信號SS維持為高電壓準位（等於閘極高電壓V_GH ），且模式選擇信號SR維持為低電壓準位（等於閘極低電壓V_GL ）。此時，電壓調整器130中的電晶體T2依據為低電壓準位的模式選擇信號SR而被導通，並且電壓調整器130中的電晶體T1會依據轉態為低電壓準位（等於閘極低電壓V_GL ）的起始脈波信號ST或前級閘極驅動信號G_[N-1] 而被導通，以透過被導通的電晶體T1、T2，傳輸起始脈波信號ST或前級閘極驅動信號G_[N-1] 來拉低第一控制信號Q_[N] 的電壓值，在此時，第一控制信號Q_[N] 的電壓值等於V_GL +|V_{TH_T1} |，其中，V_{TH_T1} 為電晶體T1的導通電壓。

隨著第一控制信號Q_[N] 的電壓值被拉低，電壓調整器160中的電晶體T8被導通，而電晶體T5則依據由閘極高電壓V_GH 轉態為閘極低電壓V_GL 的反向時脈信號XCK而被導通，並且電晶體T6依據模式選擇信號SR被導通，據此以提供反向時脈信號XCK以及閘極高電壓V_GH 來拉高第二控制信號P_[N] 。如此一來，在本實施例中，第二控制信號P_[N] 在時間區間TA3可被拉高為等於略低於閘極高電壓V_GH 的電壓準位V_GH- DV2。其中，DV2為一偏移值，並且V_GH ＞V_GH- DV2＞V_GL +|V_{TH_T5} |。與此同時，電壓調整器120依據被拉高的第二控制信號P_[N] 而被切斷。附帶一提的，電壓調整器140依據為高電壓準位的後級閘極驅動信號G_[N+1] 維持被切斷。電壓調整器150則依據為高電壓準位的模式選擇信號SS維持被切斷。

而在此同時，輸出級電路110中的電晶體T3依據被拉低的第一控制信號Q_[N] 被導通，以使等於閘極高電壓V_GH 的時脈信號CK對輸出端OE充電，而電晶體T11則依據等於電壓準位V_GH- DV2的第二控制信號P_[N] 被斷開，電晶體T4依據模式選擇信號SS維持被斷開。因此，第N級閘極驅動信號G_[N] 的電壓值維持等於閘極高電壓V_GH 。

接著請參照圖2以及圖3E。在時間區間TA4，閘極驅動裝置進入寫入階段的第二子階段。在時間區間TA4中，起始脈波信號ST或前級閘極驅動信號G_[N-1] 的電壓值被拉高至等於閘級高電壓V_GH 。電壓調整器130中的電晶體T1依據被拉高的起始脈波信號ST或前級閘極驅動信號G_[N-1] 而被切斷。在另一方面，時脈信號CK由閘極高電壓V_GH 轉態為閘極低電壓V_GL 。透過維持被導通的電晶體T3，輸出級電路110提供時脈信號CK以對輸出端OE充電，使第N級閘極驅動信號G_[N] 的電壓值被拉低為閘極低電壓V_GL 。

在此請注意，基於第N級閘極驅動信號G_[N] 的電壓值的被拉低動作，第一控制信號Q_[N] 會依據被拉低的時脈信號CK被拉低一偏移值DV1。詳細來說明，透過電容C1所產生的耦合效應，第一控制信號Q_[N] 的電壓值可進一步的被拉低至V_GL +|V_{TH_T1} |-DV1，其中偏移值DV1的大小依據電容C1的電容值與第一控制端CE1上的等效電容值的比值來決定。

而在第一控制信號Q_[N] 的電壓值可進一步的被拉低的條件下，電壓調整器160中的電晶體T8可繼續被導通，以繼續提供閘極高電壓V_GH 。在此同時，電晶體T5會依據由閘極低電壓V_GL 轉態為閘極高電壓V_GH 的反向時脈信號XCK而被斷開。因此，第二控制信號P_[N] 的電壓值會依據閘極高電壓V_GH 被拉高一偏移值DV2，以使第二控制信號P_[N] 的電壓值等於閘極高電壓V_GH 。而電壓調整器120中的電晶體T10、T12以及輸出級電路110中的電晶體T11會依據第二控制信號P_[N] 繼續被切斷。附帶一提的，電壓調整器140則依據後級閘極驅動信號G_[N+1] 繼續維持被切斷，電壓調整器150中的電晶體T9以及輸出級電路110中的電晶體T4依據模式選擇信號SS維持被切斷。

接著請參照圖2以及圖3F。在時間區間TA5，閘極驅動裝置進入寫入階段的第三子階段。在時間區間TA5中，時脈信號CK由閘極低電壓V_GL 轉態為閘極高電壓V_GH ，並且反向時脈信號XCK由閘極高電壓V_GH 轉態為閘極低電壓V_GL 。透過維持被導通的電晶體T3，輸出級電路110提供時脈信號CK以對輸出端OE充電，使第N級閘極驅動信號G_[N] 的電壓值被拉高為閘極高電壓V_GH 。

值得注意的是，基於第N級閘極驅動信號G_[N] 的電壓值的被拉高動作，第一控制信號Q_[N] 會依據被拉高的時脈信號CK而被拉高至等於電壓值V_GL +|V_{TH_T1} |。在本實施例中，第一控制信號Q_[N] 在時間區間TA5可被拉高為等於電壓值V_GL +|V_{TH_T1} |，其中，V_GH ＞V_GL +|V_{TH_T1} |＞V_GL +|V_{TH_T1} |-DV1。

在另一方面，後級閘極驅動信號G_[N+1] 的電壓值被拉低至等於閘級低電壓V_GL 。電壓調整器140中的電晶體T7以及T13依據被拉低的後級閘極驅動信號G_[N+1] 而被導通，以提供閘極高電壓V_GH 對第一控制信號Q_[N] 進行充電。而在此同時，電壓調整器160中的電晶體T5依據反向時脈信號XCK被導通，電晶體T6依據模式選擇信號SR被導通，並提供閘極低電壓V_GL ，以與電晶體T8所提供的閘極高電壓V_GH 一同對第二控制信號P_[N] 充電，以繼續將第二控制信號P_[N] 維持在閘極高電壓V_GH 。電壓調整器120依據為閘極高電壓V_GH 的第二控制信號P_[N] 繼續被切斷。附帶一提的，電壓調整器130及電壓調整器150繼續維持被切斷。

接著請參照圖2以及圖3G。在時間區間TA6，閘極驅動裝置進入寫入階段的第四子階段。在時間區間TA6中，時脈信號CK維持在閘極高電壓V_GH ，並且反向時脈信號XCK維持在閘極低電壓V_GL 。後級閘極驅動信號G_[N+1] 的電壓值維持在等於閘級低電壓V_GL 。電壓調整器140中的電晶體T7以及T13依據後級閘極驅動信號G_[N+1] 而繼續被導通，以對第一控制信號Q_[N] 繼續充電，並使第一控制信號Q_[N] 的電壓值被拉高至等於閘級高電壓V_GH 。在此同時，電壓調整器160中電晶體T8會依據等於閘級高電壓V_GH 的第一控制信號Q_[N] 而被切斷，而電晶體T5則依據等於閘極低電壓V_GL 的反向時脈信號XCK而維持被導通，並提供反向時脈信號XCK以拉低第二控制信號P_[N] 至等於電壓值V_GL +|V_{TH_T5} |。

與此同時，電壓調整器120依據被拉低的第二控制信號P_[N] 而被導通，並提供閘級高電壓V_GH 以對第一控制信號Q_[N] 充電，使第一控制信號Q_[N] 的電壓值維持在閘級高電壓V_GH 。附帶一提的是，電壓調整器130及電壓調整器150繼續維持被切斷。

而在此同時，輸出級電路110中的電晶體T3依據被拉高的第一控制信號Q_[N] 被切斷，電晶體T4依據模式選擇信號SS維持被斷開，而電晶體T11則依據等於電壓準位V_GL +|V_{TH_T5} |的第二控制信號P_[N] 被導通，以提供閘級高電壓V_GH 對輸出端OE進行充電，使第N級閘極驅動信號G_[N] 的電壓值維持等於閘極高電壓V_GH 。

接著請參照圖2以及圖3H。在時間區間TA7，閘極驅動裝置進入電壓保持階段，在時間區間TA7中，電壓調整器140依據轉態為等於閘極高電壓V_GH 的後級閘極驅動信號G_[N+1] 被切斷。電壓調整器160中的電晶體T5依據週期性轉態的反向時脈信號XCK而週期性的導通（當反向時脈信號XCK轉態為等於閘極低電壓V_GL 時），並對第二控制信號P_[N] 週期性的充電，驅使第二控制信號P_[N] 的電壓值下降並維持在V_GL +|V_{TH_T5} |，電壓調整器120則依據第二控制信號P_[N] 繼續被導通，以對第一控制信號Q_[N] 充電，驅使第一控制信號Q_[N] 的電壓值被拉高並維持在閘極高電壓V_GH 。

附帶一提的，電壓調整器160中的電晶體T8會依據被拉高的第一控制信號Q_[N] 被斷開。電壓調整器130依據前級閘極驅動信號G_[N-1] 或起始脈波信號ST繼續被切斷。電壓調整器150中的電晶體T9以及輸出級電路110中的電晶體T4依據模式選擇信號SS繼續被切斷。值得注意的是，輸出級電路110中的電晶體T3依據被拉高的第一控制信號Q_[N] 而被斷開，而輸出級電路110中的電晶體T11則依據被拉低的第二控制信號P_[N] 而維持被導通。如此一來，輸出級電路110便會經由被導通的電晶體T11，以閘極高電壓V_GH 對輸出端OE充電，以使第N級閘極驅動信號G_[N] 維持在閘極高電壓V_GH 。

由上述說明不難得知，透過逐級的傳送被拉低的閘極驅動信號，在寫入階段中，閘極驅動裝置可產生依序被致能（拉低）的閘極驅動信號，並依序對多個畫素行執行資料寫入動作。

綜上所述，本發明提供移位暫存電路，並透過多級串接的移位暫存電路來形成閘極驅動信號。本發明提出的閘極驅動信號可在補償階段提供共同致能的多個閘極驅動信號，並在寫入階段產生依序致能的閘極驅動信號，以提供足夠長的時間來執行資料寫入動作。可有效搭配同步式主動有機發光二極體的顯示面板，以在補償時間來補償閾值電壓之變異而不受面板解析度限制，並應用在高解析度的顯示面板上。此外，在本發明實施例中，並透過多個串聯的電晶體來建構電壓調整器，可減少內部節點的漏電現象，節省電力的消耗。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧移位暫存電路110‧‧‧輸出級電路120~160‧‧‧電壓調整器C1‧‧‧電容CE1、CE2‧‧‧控制端CK‧‧‧時脈信號XCK‧‧‧反向時脈信號G_[N]‧‧‧第N級閘極驅動信號G_[N-1]‧‧‧前級閘極驅動信號G_[N+1]‧‧‧後級閘極驅動信號OE‧‧‧輸出端Q_[N]、P_[N]‧‧‧控制信號SS、SR‧‧‧模式選擇信號ST‧‧‧起始脈波信號T1~T13‧‧‧電晶體TA0~TA7‧‧‧時間區間V_GH‧‧‧閘極高電壓V_GL‧‧‧閘極低電壓DV1、DV2‧‧‧偏移值

圖1繪示本發明實施例的閘極驅動裝置的示意圖。圖2繪示本發明實施例的閘極驅動裝置的動作波形圖。圖3A至圖3H繪示本發明實施例的移位暫存電路的等效電路圖。

100‧‧‧移位暫存電路

110‧‧‧輸出級電路

120~160‧‧‧電壓調整器

C1‧‧‧電容

CE1、CE2‧‧‧控制端

CK‧‧‧時脈信號

G_[N]‧‧‧第N級閘極驅動信號

G_[N-1]‧‧‧前級閘極驅動信號

G_[N+1]‧‧‧後級閘極驅動信號

OE‧‧‧輸出端

Q_[N]、P_[N]‧‧‧控制信號

SS、SR‧‧‧模式選擇信號

ST‧‧‧起始脈波信號

T1~T13‧‧‧電晶體

V_GH‧‧‧閘極高電壓

V_GL‧‧‧閘極低電壓

XCK‧‧‧反向時脈信號

Claims

一種閘極驅動裝置，包括：多個移位暫存電路，該些移位暫存電路相互串聯，分別產生多個閘極驅動信號，其中第N級的移位暫存電路包括：一輸出級電路，具有一第一控制端以及一第二控制端以分別接收一第一控制信號及一第二控制信號，依據該第一控制信號、該第二控制信號以及一第一模式選擇信號以提供一時脈信號、一閘極高電壓或一閘極低電壓對一輸出端充電以產生一第N級閘極驅動信號；一第一電壓調整器，耦接在該第一控制端以及該第二控制端間，依據該第二控制信號以提供該閘極高電壓以調整該第一控制信號；一第二電壓調整器，耦接至該第一控制端，依據一第二模式選擇信號、一前級閘極驅動信號或一起始脈波信號以調整該第一控制信號；一第三電壓調整器，耦接至該第一控制端，依據一後級閘極驅動信號以提供該閘極高電壓以調整該第一控制信號；一第四電壓調整器，耦接至該第二控制端，依據該第一模式選擇信號以提供該閘極高電壓以調整該第二控制信號；以及一第五電壓調整器，耦接至該第二控制端，依據一反向時脈信號、該第二模式選擇信號以及該第一控制信號以提供該反向時脈信號或該閘極高電壓以調整該第二控制信號。
如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動裝置，其中在一補償階段，該第二電壓調整器依據該第二模式選擇信號被切斷，該第一電壓調整器依據該第二控制信號被切斷，該第三電壓調整器依據被拉低的該後級閘極驅動信號被導通，並提供該閘極高電壓以拉高該第一控制信號。
如申請專利範圍第2項所述的閘極驅動裝置，其中在該補償階段，該第四電壓調整器依據該第一模式選擇信號被導通，並提供該閘極高電壓以拉高該第二控制信號，該第五電壓調整器依據該第一控制信號以及該第二模式選擇信號被切斷。
如申請專利範圍第3項所述的閘極驅動裝置，其中在該補償階段，該輸出級電路依據該第一模式選擇信號以提供該閘極低電壓以對該輸出端充電，並產生該第N級閘極驅動信號。
如申請專利範圍第2項所述的閘極驅動裝置，其中在一寫入階段的一第一子階段，該第二電壓調整器依據該第二模式選擇信號以及被拉低的該前級閘極驅動信號或該起始脈波信號被導通，並傳輸該前級閘極驅動信號或該起始脈波信號以拉低該第一控制信號，該第一電壓調整器依據該第二控制信號被切斷，該第三電壓調整器依據該後級閘極驅動信號被切斷。
如申請專利範圍第5項所述的閘極驅動裝置，其中在該寫入階段的該第一子階段，該第四電壓調整器依據該第一模式選擇信號被切斷，該第五電壓調整器依據該第一控制信號、該第二模式選擇信號以及被拉低的該反向時脈信號被導通，並提供該反向時脈信號以及該閘極高電壓以拉高該第二控制信號。
如申請專利範圍第5項所述的閘極驅動裝置，其中在該寫入階段的一第二子階段，該第二電壓調整器依據被拉高的該前級閘極驅動信號或該起始脈波信號被切斷，該第一電壓調整器依據該第二控制信號被切斷，該第三電壓調整器依據該後級閘極驅動信號被切斷，該第一控制信號依據被拉低的該時脈信號被拉低一第一偏移值。
如申請專利範圍第7項所述的閘極驅動裝置，其中在該寫入階段的該第二子階段，該第四電壓調整器維持被切斷，該第五電壓調整器依據該第一控制信號以繼續被導通，並提供該閘極高電壓以將該第二控制信號拉高一第二偏移值。
如申請專利範圍第8項所述的閘極驅動裝置，其中該輸出級電路依據該第一控制信號以提供該時脈信號以對該輸出端充電，並產生該第N級閘極驅動信號。
如申請專利範圍第9項所述的閘極驅動裝置，其中在該寫入階段的一第三子階段，該第二電壓調整器依據該前級閘極驅動信號或該起始脈波信號被切斷，該第一電壓調整器依據該第二控制信號被切斷，該第三電壓調整器依據被拉低的該後級閘極驅動信號被導通，並提供該閘極高電壓以對該第一控制信號充電，該第四電壓調整器依據該第一模式選擇信號被切斷，該第五電壓調整器依據該第一控制信號、該第二模式選擇信號以及被拉低的該反向時脈信號被導通，並提供該閘極高電壓以及該反向時脈信號以對該第二控制信號充電。
如申請專利範圍第10項所述的閘極驅動裝置，其中在該寫入階段的一第四子階段，該第二電壓調整器繼續被切斷，該第一電壓調整器依據被拉低的第二控制信號被導通，並提供該閘極高電壓以對該第一控制信號充電，第三電壓調整器依據該後級閘極驅動信號繼續被導通以對該第一控制信號充電，該第四電壓調整器繼續被切斷，該第五電壓調整器依據該反向時脈信號以及該第二模式選擇信號以繼續被導通，並提供該反向時脈信號以拉低該第二控制信號。
如申請專利範圍第2項所述的閘極驅動裝置，其中在一電壓保持階段，該第二電壓調整器依據該前級閘極驅動信號或該起始脈波信號被切斷，該第一電壓調整器依據第二控制信號被導通以對該第一控制信號充電，第三電壓調整器依據該後級閘極驅動信號被切斷，該第四電壓調整器依據該第一模式選擇信號被切斷，該第五電壓調整器依據該反向時脈信號以及該第二模式選擇信號週期性的被導通，並週期性的對該第二控制信號充電。
如申請專利範圍第12項所述的閘極驅動裝置，其中在該電壓保持階段，該輸出級電路依據該第二控制信號以提供該閘極高電壓以產生該第N級閘極驅動信號。
如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動裝置，其中該輸出級電路包括：一第一電晶體，其第一端接收該時脈信號，該第一電晶體的第二端耦接至該輸出端，該第一電晶體的控制端接收該第一控制信號；一第一電容，耦接在該第一電晶體的控制端與該輸出端間；一第二電晶體，其第一端耦接至該輸出端，該第二電晶體的第二端接收該閘極高電壓，該第二電晶體的控制端接收該第二控制信號；以及一第三電晶體，其第一端接收該閘極低電壓，該第三電晶體的第二端耦接至該輸出端，該第三電晶體的控制端接收該第一模式選擇信號。
如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動裝置，其中該第一電壓調整器包括：至少一電晶體，耦接在該第一控制端並用以接收該閘極高電壓，該至少一電晶體的控制端接收該第二控制信號。
如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動裝置，其中該第二電壓調整器包括：一二極體，其陰極接收該前級閘極驅動信號或該起始脈波信號；以及一第一電晶體，其第一端耦接至該二極體的陽極，該第一電晶體的第二端耦接至該第一控制端，該第一電晶體的控制端接收該第二模式選擇信號。
如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動裝置，其中該第三電壓調整器包括：至少一電晶體，耦接在該第一控制端並用以接收該閘極高電壓，該至少一電晶體的控制端接收該後級閘極驅動信號。
如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動裝置，其中該第四電壓調整器包括：至少一電晶體，耦接在該第二控制端並用以接收該閘極高電壓，該至少一電晶體的控制端接收該第一模式選擇信號。
如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動裝置，其中該第五電壓調整器包括：一二極體，其陰極接收該反向時脈信號；一第一電晶體，其第一端耦接至該二極體的陽極，該第一電晶體的第二端耦接至該第二控制端，該第一電晶體的控制端接收該第二模式選擇信號；以及一第二電晶體，其第一端耦接至該第一電晶體的第二端，該第二電晶體的第二端接收該閘極高電壓，該第二電晶體的控制端接收該第一控制信號。
如申請專利範圍第1項所述的閘極驅動裝置，其中在一補償階段，該些閘極驅動信號同時被致能，在一寫入階段，該些閘極驅動信號依序被致能，在一電壓保持階段，該些閘極驅動信號保持在被禁能的電壓值，其中，該補償階段、該寫入階段以及該電壓保持階段依序發生。