TWI259434B - Level shifter circuit and method for controlling voltage levels of clock signal and inverted clock signal for driving gate lines of amorphous silicon gate-thin film transistor liquid crystal display - Google Patents

Description

1259434 15311pif 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種電壓準位移位電路，且特別是有 關於控制時脈信號與反相時脈信號之電壓準位的電壓=位 移位笔路’以驅動在液晶喊不板中的閘極線。 【先前技術】 一」、型潯膜電晶體LCD(TFT-LCD)通常使用在可檇式顯 仃動通信終端之類設備上’包括驅動源線路的源 ’動器’驅動閘極線的閘極驅動器，給液晶顯示板 ^ =電壓的電_體電路，這魏神_驅_都使用' = 黾泵(charge pumping)。 圖1表示非晶碎閘極(ASG)板的結構，通常用參 參照圖1，非晶娜板刚含一個由非晶石夕形 =·驅動器110。為了節約費用， 的外部元件數目很少。 ^ 100 旧表示圖丨的閘極驅動器的結構，通常 ΐ二=圖2’綱板的閉極驅動器110包括多個移立 巧Siu，SR2，SR3，SR4，響應時脈信號 ： ^時脈信號CKVB，按順序分別打開閘極線G1，G2，二 當啟動脈衝STV驅動第一個移位寄存哭如 -個移位寄存器SR1響應時脈信號⑽二:’弟 線m。打開的第一個間極線G1驅動第二ς =極 肥’而第：嫩物SR2敏相她號t 1259434 I531lpif 打開第二個間極線G2。打 個移位寄存器SR3，同時闕㈣币广雑線G2驅動弟二 i古鍤古彳网4 a 關掉弟一個移位寄存器SR1。以 =:=，G2，G3，G4按順序打開。 位^ 和弟二個移位寄存^ SR卜SR3的奇數移 立轉續時脈信號CKV同步運作，反之 多

和弟四個移位寄存哭SR2，l 已估弟一1U 時脈信號CKVB同;運作。二:=移位寄存器按反相 «心打_速度。π為了“間極線CH，G2, - ^通f晶顯示的閘極驅動器由顯示板的外部驅動單 =二:1產生驅動移位寄存器的電壓，液晶顯示器包 括-閉極㈢的移位寄翻數目相_準位移位器。 ASG板100中包含了閘極驅動器110，如圖i所示。 ^极準位移位器(未晝出）由安裝在板100外的外部驅動 ^疋供’此準位移位器的作用是：給閘極驅動器ιι〇提供 嘯信號ckv、反相時脈信號CKVB和啟動脈衝stv :、 亚控制時脈錢CKV、反树脈信號CKVB和啟動脈 STV的電壓準位。 圖一3表不傳統的準位移位元電路結構，通常用參考數 300表示。傳統的準位移位電路300產生驅動信號，用於 圖2的閘極驅動器11〇。參照圖3，準位移位元電路3⑽ 包括第―、第二、第三準位移位器310、320、LSI。 第一準位移位器310產生時脈信號CKV，響應時脈激 勵信號CL;第二個準位移位器32〇產生反相時脈信號 CKVB，響應反相時脈激勵信號SFTCLK;第三個準位移^ 1259434响 位器⑶產生啟動脈衝STV ’響應框驅動信號flm。 摆/:、第二、第三準位移位器310、32〇、LSI接收選 Μ Ϊ 考慮到驅動11和板的位置(在®3中未書出）， 準位移/立電路300安装在驅動器的兩端(未晝出）。—出） 路^擇f號⑽從安裝在驅動器上一轉位移位電 ^畏廷-個。因此，當選擇信號GLS為高準位時，圖3的 準位移位電路3〇〇便被啟動。 第一個準位移位器310的準位移位元邏輯乙幻 ，勵，CL的電壓準位放大’並把時脈激勵信號cl的 峰輯準位反相。當時脈_錢CL料準

==2和反相器職、觀輸出的時脈激勸信J ^為低準位。然後，第一電晶體TR1打開，而第二電曰曰 體TR2關上。因此，時脈信號⑽的電壓 』 的外部電壓VGH。 ㈢刀剠正 脈激勵信號CL為低準位時，第二電晶體TR2打 開、、，且第一電晶體TR1關上。因此，時脈信號cKv的電 壓準位減少到負的外部電壓VGOFFOUT。 如上所述，時脈激勵信號CL根據第一個準位移位器 =而輸出的時脈信號CKV，此時脈信號CKV在正外^ 電壓VGIi和負外部電壓VGOFFOUT之間變換。 第一個準位移位器320接收反相時脈激勵信號 ^FTCLK，並輸出的反相時脈信號cKVB，此反相時脈信 唬CKVB在正外部電壓準位元VGH和負外部電壓準位 VGOFFOUT之間變換。 1259紙, 形成Abu槪 ㈨咧徑驅動器110的 低的載子移動率(mobiuty)，且開/關特 曰夕/、有杈 CKVB和啟動脈衝STC的準位移位電路 :w虎 + 15V的較寬之變換範圍。在諸如行 有山攸.到 顯示器裏’利用充電泵電路增加 <降 的可檇式 顿到+15V的電壓準位。从低电池電壓而得到從 當用準位移位電路3〇〇產生的帝颅田士人 日”流消耗隨著準位移位電路鱗 ::以及準位移位電路3⑻的電壓切換範圍而“二 安裝在驅動器（未晝出）裏，驅動ASG板100的間㈣ 動器110 ?準位移位電路3⑽消耗的電流量是：i=c*J 這爰，C是閘極線的負載，V Η進/ 範圍，f是工作頻率 疋準位移位兀器的電壓切換 信號以VGH=15伏的時脈 伏㈣進：：: : 必須用充電泵電路把2.5

、包i ; θ 口倍。在這種情況下，當時脈作於CKV 的電壓準錄貞料_輪VGQFFQU

電壓準位^^時，消耗的電流量增加6倍。 W 也就是說，傳統的產生時脈信號CK 栽C請的準位移位元電路彻中的第一、二= 位器31G、320驅動ASG板_的整個間極線，從而4 了傳統準㈣㈣路_祕的電流量高得如預^致 I259434!pif 【發明内容】 、，，發明提供了-種準位移位電路，能湘電池電壓來 =加或減少時脈信號和反相時脈信號的電壓準位，以在預 疋的時段内減少電流消耗。 、 、本毛明也提供了 -種相應方法，能·電池電壓來辦 加或減少時脈信號和反相時脈信號的電壓準位，以在^ 的時段内減少電流消耗。 第二準位移 本發明的内容之一是，提供了包括第一、 位器的準位移位電路。 第一準位移位元器控制時脈信號的電壓準位，使之塑 應時脈激勵信號，以在負外部電壓準位元和正外部電壓^ 位=間切換。t預充電時脈激勵信號被啟動時，它把時 脈L號的電壓準位從負外部電壓準位增加到電源電壓準 位，或從正外部電壓準位減少到接地電壓準位。 第二準位移位器控制反相時脈信號的電壓準位，使之 響，反相時脈激勵信號，以在負外部電壓準位元和正外部 電壓準位7L之間切換。當反相預充電時脈激勵信號被啟動 時，把反相時脈信號的電壓準位從負外部電壓準位增加到 電源電壓雜，或從正外部電鮮位元減少顺地電壓準 位。 在時脈激勵信號的上升邊緣和下降邊緣後，預充電時 =、激勵信號被啟動—段狀的_。在反相時脈激勵信號 ，上升邊緣和下降雜後，反補充電時脈激勵信號被啟 動一段預定的時間。 I2594^nptf 第一準位移位器包括第一預 制器和第一控制邏輯。 、电卫制為’第—準位控 第一預充電控制器響應第〜 號，以把時脈信號的電壓準位從 充電控制信 源電壓準位，或從正外部電壓立—二辑位增力Π到電 元。 題4少到接地電壓準位 第一準位控制器響應第—和 粑時脈信號的電壓準位元你命—竿位兀控制信號，以 電壓準位元，或從接二：電，準位元一 元。 雜7^減少則外部電壓準位 U第-控制邏輯響應時脈激勵 唬和預充電工作信號，以生 β ^^員充电時脈激勵信 和第一、第二準位控制信號。 第—預充電控制信號 第一預充電控制器只有當 才工作。 、充包作信號被啟動時 々第一預充電控制器包括第一 H 日 弟一預充電電晶體具有一攸山、充兒兒日日肢0 嘴，其中第一終端連到電源1弟:，、間極與第二終 州言號，而第二終端連到第;=接收弟—預充電控 J-第-終端、間極與第二終：:占其=晶體具 即點，閘極接收第二預充帝 ς 一 而連到第一 電壓，而時脈作於尸Μ :工4唬，第二終端連到接地 —丁狀1 口琥攸弟_節點輸出。 C 空制器包括第―、第二準位電晶r。 準位電晶體的第—終端連到正外部電^，間極接 1259434 15311 p|f 、 平位兀控制信號/丨丨丨）不_ 晶體的第—終端連到第—節點，閘極接受第二準位 ’而第二終端連到負外部電壓。時脈信號 即點輸出。 時，Ϊ預充電工作信號和預充電時脈激勵信號被啟動 ‘：：固:空制邏輯產生第一、第二準位控制信號，以關 制時脈信號的電壓準位。另外，各㈣、號去控 被啟動日#，笛4 / 另外田預充電時脈激勵信號不 = ^ f賴產生第:第二預充電_^ 去控_寺脈信號生弟―、第二準位控制信號 制器包括第二預充電控制器，第二準位控 第二預充電控制器回應第三、 把反相時脈信號的電鲜位從負—外制信號， 電壓準位’或從正外部電壓準位減少到電源、 弟二準位控制器回應第三、 準位。 相時脈信號的電麼準位從電源帝 >、立控制化號，把反 準位，從接地電壓準位減少：外::::正外部電屢 第二控制邏輯塑瘫 、邛私屋準位。 脈激勵信號、預充^仲^脈，勵信號、反相預充電時 才工^充電控制器只有當預充電工作信號被啟動時 12 1259434 1531Ipif 控制器包括第三、第 其中第—終端連到電源^弟；極與第二終端， 號，第二終端連到第 料接收弟二預充電控制信 、杉而、閘極與第二終端，其 =虹具有弟- 極接收第四預充電控制 二^到弟二節點，間 相日輪信號從第二節3=。’弟二終端連到接地電壓。反 制器包括第三、第四準位電晶體。 收第晶Γί—終端連到正外部麵，閉極接 電晶體白3==到端連到第二節點°第四準位 信號，第二炊丨自t—即點’間極接收第四準位控制 點輸出。〜 外部電壓。反相時脈信號從第二節 動時當相懿電日_勵信號被啟 閉第工! 弟三、第四準位控制信號，以關 產生第三、第四預充電控制信號去控 激勵二，號的電壓準位元。另外’當反相預充電時脈 >„未啟動時，第二控制邏輯產生第三、第四預充-上’丨“號，以關閉第二預充電控制器，產生第三、第四= 位控制信號去控制反相時脈信號的電壓準位。 ， 啟叙，二第二準歸位器接收選擇信號，當選擇信號被 動日守，弟一、遠苐二準位移位器被作動。 丄準位移位電路更包括第三準位移位器，用於響應選 信號和框鶴㈣’產生—使每框均被啟動的啟動脈衝， 13 Ι259434_ 並控制此啟動脈衝的電壓準位在負外部電壓準位和正立 電壓準位之間切換。 °夕卜部 另-方面’本發明提供了控制閘極驅動器的時脈 之電壓準位以驅動液晶顯示板的方法。此方法包 = 脈激勵信號，判斷時脈激勵信號是否有第一準位或第一時 當時脈激勵信號是第―準位時，判斷預充電時脈= 信號是否被啟動；當預充電時脈激勵信號被啟動時，把 脈信號的電壓準位從負外部電壓準位增加到電源】 位；當預充電時脈激勵信號沒有被啟動時，把時脈= 電壓準位從電源電壓準位增加到正外部電鮮位。 激勵信號是第二準位時，判斷預充電時脈激勵信號：否被 啟動；當職树職齡舰啟 ^ ，正外部電壓準位減少到接地電壓準位;= 時脈激勵域沒有被啟動時，把時脈 地電壓準位減少到貞外部雜。 的電Π本=提供了控•閘極驅動器的反相時脈信號 相昧rf 鶴液晶顯示㈣料。此方法包括接收反 勵域’判斷反相時脈激勵信號是否有第一準位 ; #反㈣脈激勵信號具有第—準位，判斷反 “時脈激勵信號是否被啟動；當反相預充電時脈激 = 认㈣脈信號的電壓準位從負外部電 、、支有被電源電壓準位；當反相預充電時脈激勵信號 位辦加至減相時脈信號的電壓準位從電源電壓準 曰 卜部電壓準位。當反相時脈激勵信號是第二準 1259434 15311 pif 位時 預反補充電時_齡號是倾啟動；當反相 =1=_信號被啟動時’把反相時脈信號的電壓準 日^敫=電壓準位減少到接地電壓準位；當反相預充電 :=Γ广沒有被啟動時，把反相時脈信號的電壓準位 仅接地電壓準位減少到負外部電壓準位。 【實施方式】 ϋ ίί參照本發_較佳實_所示_來更完整地 的較佳實施例。但是，此發 的；對=式=一&局限於這裏間明的實施例所解釋 士丄：二：此技勢者’提供這些實施例更是為了徹底、 =可/=?表達本發_概念。在_中，類似的參考 數位可此用來指代相似的元素。 常用明的實施例的準位移位電路通 準位移位電路4=括第 筮一、、隹Λν你 弟 弟一準位移位410、420 〇 =職和正外部電壓準位VGH間切=外壓= t 激勵信號PRD—CL被啟動時，第一準位移位器 VGO二:“二：C:V的電壓準位從負外部電壓準位 曰ϋ到電源電壓VCI，或從正外部電壓準位 GH減>、到接地電壓GND。 第=準位移位器44〇控制反相時脈信號c 準位，使之響應反相時脈激勵信號SFTCLK ’以在負忿 15 Ι259434 電壓準位元VG〇FF0UT和正外部電壓準位元VGH間切 換。另外，當反相預充電時脈激勵信號PRD一SFTCLK被 啟動％，第二準位移位器440把反相時脈信號CKVB的電 I準位彳之負外部電壓準位VG〇FF〇UT增加到電源電壓 vci，或把它從正外部電壓準位VGH減少到接地電壓 GND 〇 & 命在時脈激勵信號CL·的上升邊緣和下降邊緣後，預充 ^脈激勵錢prD_cl被啟動_段預定的時間。在反相 勵信號SFTCLK的上升邊緣和下降邊緣後，反相預 电日守脈激勵信號prd_sftclk被啟動一段預定的時間。 =照圖5 ’它解_ 4所示準位移位電路工作的工作 ^序圖，通常用參考數500表示。 電4=:電時脈信號 圖，===脈信號帽準位方法的流程 通常雜㈣輕準対糾流程圖， 制時二f卢，二的：Μ例’不範準位移位電路的工作與控 圖峨的電壓準位的示範方法將參照 位器脈信號CKv的電鮮位的第—準位移 假設時脈錢CKV的電壓準位與負外部電璧準位 16 I25943^lipif VGOFFOUT—樣。在步驟710裏，判斷時脈激勵信號cl 的邏輯準位元是否為第一準位。這裏，為了方便，把第一 準位設成高準位。但是，對於本領域具有通常知識者，顯 然第一準位也可以是低準位。 第一準位移位器410，第二準位移位器44〇，第三準

位移位元器475接收選擇信號gls，且當選擇信號 被啟動時，第一、第二、第三準位移位元器41〇、44〇、475 作動。即’第一、第二、第三準位移位器41〇、44〇、475 只有當選擇信號GLS是高準位元時才作動。 在步驟720裏，當時脈激勵信號CL是第-準位時， 決定預充電時脈激勵錢PRD—CL是否被啟動。 參J、圖5，在時脈激勵信號CL的上升邊緣和下降邊 ，後日植激勵信號PRD_CL被啟動—段預定的時 立日寺’預充電時脈激勵信號PRD-CL被啟 田匕疋问準位時，不被啟動。預

移位:信號PRD-CL被啟動時，第-準位 控制器425不=預充電控制器420作動，但是第一準位 開第一預充電控即’預充㈣脈激勵信號削-CL打 預充電工作^2〇 ’關掉第一準位控制器425 ° PRD CL -起^ = PR_與預充電時脈激勵信號 信號PRD0N是ilf—預充電控制1 42G°當預充電工作

巧準位、預充電時脈激勵信號prd_CL 17 1259434 15311 pif 低準位時，第一預充電控制器42〇作動。但是，當預充電 工作信號PRDON是低準位元時，即使預充電時脈激勵信 號PRD—CL是低準位元，第一預充電控制器42〇也不作動。 當&擇第一準位移位元器410的全部選擇信號gls、 預充電工作彳^號PRDON、時脈激勵信號CL都具有高準位 元時，如圖5示，預充電時脈激勵信號pRD—CL在低準位 元時被啟動，與時脈激勵信號CL的上升邊緣同步。 然後，反相器W13根據反相器IV11、m2、IV13和 反及閘(NAND gate)NANDn、NAND12輸出高準位元信 _ 號。這個高準位元信號用於第二準位移位邏輯438。第: 準位移位邏輯438把另外輸入信號的電壓準位放大，把輸 入信號的邏輯準位反相。因此，第二準位移位邏輯幻8輸 · 出低準位信號。然後反相器IV15輸出低準位信號，反相 „ IV16輸出而準位信號。 "一第一準位移位元邏輯435響應選擇信號GLS而打開。 當咼準位的時脈激勵信號CL輸入到第一準位移位邏輯 435時，第一準位移位邏輯435把時脈激勵信號的電壓 鲁 準位放大，把其邏輯準位反相，從而輸出低準位信號。然 後，連到第一準位移位邏輯435輸出口的反相器^7 ^

出高準位元信號。 °° "'J 反及閘NAND14接收來自反相器IV17輸出的高準位 元信號和來自反相器IV15輸出的低準位元信號，輸出為 高準位=第一準位控制信號CTR1。反或閘n〇rii接收來 自反相IV17輸出的高準位信號和來自反相器m6輸出 18 llpif

I2594M CT^2準位H並輸出為低準位的第三準位控制信號 第一，位控制器425包括第一和第二準位電晶體TR1 矛R2第準位電晶體TR1的第一、第二終端分別連到 n電壓VGH和第一節點N卜第一準位電晶體丁幻的 甲亟電路用於接收第一準位控制信號CTRU。第二帝 晶體TR2的第-、第二終端分別連到第—節點ni和負夕了 ^電壓VG〇FFOUT。第二準位電晶體TR2的閘極電路用 純收第二準位控制信號CTRL2。時脈信號CKV== 節點N1輸出。 币 第一準=控制器425的第一和第二準位電晶體TR1和 ^分別由咼準位的第一準位控制信號CTRU和低準位 的第二準位控制信號CTRL2關閉。 反及閘NAND13接收來自反相器IV17輸出的高準位 來自反相為iV16輸出的高準位信號，輸出為低 位的第一預充電控制信號PCTRL1。 一 a反或閘(NOR gate)N0R12接收來自反相器Ινη 白勺高準位信號和來自反滅IV15輸出的低準位信號： 為低準位的第二預充電控制信號pctrl2。 ⑴ 第-預充電控制器包括第—和第二預充電電晶辦 山和PTR2。第一預充電電晶體PTR1的第一、第二: =刀別稱p到電源電壓VCI和第一節點N1。第一預充電泰 曰_曰版PTR1的閘極接收第一預充電控制信號pcTRLi。& 二預充電電晶體PTR2的第―、第二終端分別聯到第^ 19 1259434 i53llpif 點Nl和接地電屙r 卜卜一 接收第二預充^^。弟二難電電晶體PTR2的間極 f 一預充兒控制信號PCTRL2。 第一預充電控制器42〇的第一 低準位的第一箱亡干上 頂兄电电日日體PTR1由 弟預充笔控制信號PCTRL1打開，當一猫古币 控制器420的筮-箱亡打開弟一預充笔 弟—預充電電晶體PTR2由低準# μ笼一:^ 充電控制信號PCTRL2關閉。 由低丰位的弟一預

口此’ §予員充電時脈激勵信號pRD C 被啟動丁1時間時，笼一、、隹7730晨

^準位移位器410把時脈信號CKV

壓s 電鲜位VGQFFQUT增加到電源電 的外部電壓，其準位比正外部電壓準位卿^位甩路彻

當時脈激勵信號CL、選擇信號GL 號PRDON的邏輯準位 苑*干士'充 作^ PRD ΓΤ、^7 交預充電時脈激勵信號 d_cl ^低準位^變到高準位時，反及閘na则 二輸出的高準位信號和來自反相器IV16輸 PCTRL1^#U ’輸“高準位的第—職電控制信號

〇反或閘N0R12接收來自反相器IV17輸出的高準元信 號::來自反相器IV15輸出的高準位信號，輸出為低“ 的第二預充電控制信號PCTRL2。 第==制器的第一、第二預充電電晶體 PTR1、PTR2 !別由南準位的第—預充電控制信號pc·工 和低準位的第二預充電控制信號pCTRL2關掉。 反及閘NAND14接收來自反相器IV17輸出的高準位 20 1259434 信號t來自反相器IV15輸出的高準位信號，輸出為低準 位的第一準位控制信號CTRL1。 反或閘NOR11接收來自反相器1¥17輸出的高準位信 號=來自反相器IV16輸出的低準位信號，輸出為低準^ 的第二準位控制信號CTRL2。 允低準位的第一準位元控制信號CTRL1打開第一準位 控制器425的第一準位元電晶體加，低準位的第二準位 元&制“唬CTRL2關閉第一準位控制器425的第二 元電晶體TR2。 當預充電時脈激勵信號PRD—CL在步驟裏未啟動 二:準位、時脈激勵信號CL為高準位時，第—準位移位 為4U)把時脈信號CKV的電壓準位從電源電辟位奶 增加到正外部電壓準位VGH。 !卢CL相專統準位移位電路姻’當時脈激勵信 c^/正外部電壓準位VGH把時脈沖 負外部準位ν_⑽增加= 比^增加。 此’電流·與增加的電壓準位成 1 ill夺if勵錢CL是高準位時，本發明的準位移位 电路400啟動預充電時脈激勵信號pR ^移位 保持一段預定的時間T1。另—為低丰位，亚 電壓VCI把時脈信麥CKV心準移位電路400用電源 Λ κν的電壓準位從負外邻帝厭 VGOFFOUT增加到雷调带颅、、住/ 心貝外邛甩壓準位 \rnu 4 "、电I準位VCI，然後用正外邱帝， VGH把時脈信號CKv的 x用止7卜口P电壓 的电壓準位從電源電壓準位VCI增 1259434 15311 pif 力到正外部電壓準位vgh。即，本發明的準位移位電路 〇〇用龟池電壓增加時脈信號ckv的電壓準位，從而減少 電流消耗。 /、人’將解釋當選擇信號GLS和預充電工作信號 PRDON保持在高準位，時脈激勵信號cl變到低準位時， 準位移位電路400的工作。 田日守脈激勵信號CL是低準位時，在步驟750裏判斷 預^電時脈激勵信號PRD一CL是否被啟動。預充電時脈激 勵信號PRD—CL被啟動在低準位，與時脈激勵信號Cl的 下降邊緣同步。 然後’反相器IV13根據反相器ivii、ivi2、IV13和 ^及閘NfNDl卜NAND12輸出高準位信號，而此高準位 4口號用於第二準位移位邏輯438。第二準位移位邏輯438 輸出低準位信號。因此，反相器IV15輸出低準位信號， 反相器IV16輸出高準位信號。 第一準位移位邏輯435響應選擇信號GLS而打開。當 1準，的時脈激勵信號CL輸入到第一準位移位邏輯幻5 時，第一準位移位邏輯435把時脈激勵信號CL的電壓準 位放大，把其邏輯準位反相，從而輸出高準位信號。然後， 反相器IV17輸出低準位信號。 反及閘NAND14接收來自反相器IV17輸出的低準位 #唬和來自反相器IV15輸出的低準位信號，輸出為高準 位的第一準位控制信號CTRL1。反或閘N〇RU接收來自 反相器IV17輸出的低準位信號和來自反相器、m6輸出的 22 I2594^4iptf 高摊錢，輸㈣鱗位的第二準位控·號CTRu。 尚準位的第—準位控制信號CTRL1和低準位的第二 準位控制信號CTRL2分別關掉第一準位控制器42 一和第二準位元電晶體TR1和TR2。 及間NAND13接收來自反相器輸出的低準位 信號和來自反相器IV16輸出的高準健號，輸出高準位 的弟二預充電控制信號PCTRU。反或閘N〇Ri2接收來自 反相為nm輸出的低準位信號和來自反相器ινΐ5輸出的

低準位信號，輸出為高準位的第二預充電控制信號 PCTRL2。 I 高準位的第一、第二預充電控制信號PCTRL1、 曰曰紅 並打開其第一預充電電晶體PTR2。 、因此，當預充電時脈激勵信號PRD一CL在步驟760裏 日了間犄’第一準位移位器410把時脈信號CKV GN^準位從正外部電壓準位VGH減少到接地電壓準位

S嘯激勵信號CL、選擇信號GLS、預充電工作信 = Γ^〇Ν的邏輯準位元不變，預充電時脈激勵信號 —的邏輯準位元從低變到高日夺，反及閘NAND13接 :自反相為IV17輸出的低準位信號和來自反相器 pU,準位信號’輸出為高準位的第-預充電控制信號 一。反或閘N〇Rl2接收來自反相器、IV17輸出的低 〉紅號和來自反相為IV15輸出的高準位信號，輸出為 23 I2594341p, 低準^的第二預充電控制信號PCTRL2。 一尚準位的第一預充電控制信號PCTRL1和低準位的第 一預充電控制f號PCTRL2分別關閉第一預充電控制器 420的第…第二預充電電晶體PTR1、PTR2。 “反及閘NAND14接收來自反相器IV17輸出的低準位 ^號^來自反相器1V15輸出的高準位信號，輸出為高準 位的f —準健制錢CTRU。反制NQR11接收來自 反相口口1J17輸出的低準位信號和來自反相器、IV16輸出的 低準^信號，輸严為高準位的第二準位控制信號ctrl2。 问準位的第-、第二準位控制信號CTRu和ct阳 刀別關，第-準位控制器425的第一準位電晶體丁則，並 打開其第二準位電晶體TR2。 因此，當預充電時脈激勵信號prd—cl未被啟動而為 ^準位、時脈激勵錢CL是鮮位元時，第—準位移位 二410把日樣&號CKV的電壓準位從接地電壓準位GN】) 減少到負外部電壓準位VGoffqut。 相反，圖3的傳統準位移位電路3〇〇 f 是低準位時，用負外部電壓準位彻FF〇UT把時脈ί 號CKV的電壓準位從正外部電壓準位VGH減少 ΐ壓準位VGOTF⑽。因此，傳鮮位移㈣路·的Ϊ 流消耗與減少的電壓準位成比例地增加。 W脈激齡號是鮮位時，本發_準位移位電路 400啟動預充電時脈激勵信號pRD—CL在低雜，並 一段預定的時間T1。另外，準位移位電路働把時脈信號 24 1259434 15311pif

PiJt 元從正外㈣鲜位VGH減州接地電 =iL 然後用負外部電愿vgoff〇ut把它從接地 =土準位GND降低到負外部電虔準位vg〇ff〇ut。即本 位移位電路彻用接地 GND減少時脈信號 ⑶的㊆鮮位，從而減少電流消耗。 、本發明的準位移位電路彻把時脈信號 CKV的電壓 ^，加到錢賴準位VCI，再把 位GND，如圖6所示。 电^早 400 準位?丄立電路400利用作用於準位移位電路 士 邛私壓中最尚的電壓準位即電源電壓VCI，增加

CKV的電壓準位；利用作用於準位移位電路伽 的外部電壓巾最低的電鲜位即接地電壓GN =:的，準位。因此，當增加或降低時脈二： 到的準位移位電路400可使預充電效果達 位1位器440增加或降低反相時脈信號 ⑽B與弟-準位移位器楊相似，第二準位移位 把反相_信號®VB的電壓準位從負外壓° Q VGOFHXIT增加到電源電壓準位να，再到正外部 部電壓#vcm降低到接地電壓 準位GND，再到負外部電壓準位vg〇ff〇ut。 如圖5所示，時脈信號CKV與反相時脈信號 冲::當反相時脈信號是低時，時_號咖 疋问田反相日可脈信號是高時，時脈信號CKV是低。 25 1259434 15311pif 當圖2的閘極驅動器、11〇的移位 SR3 ’測響應高準位的時脈信號c 桂 脈信號而作動時，打開_線 ；^位的反相知 训，肥，SR3，SR4⑽3；；^^卿位寄存器 相比，速度是後者的兩倍 4位兀的時脈信號⑽ 伞啜叨的準位移位電路4〇〇 糊甚至也㈣反相時脈信號CKVB _ 位移位益 第二準位移位器物的工作對應於控 CKVB電壓準位的方法8〇〇，如圖〇斤示。布视歲 囚此

弟一準位移位器44〇的結構與第一準位移位器仙的 數:的區別疋.第二準位移位器撕使用反相時脈 虎SFTCLK #口反相予貝充電時脈激勵㈣ —SFTCLK ’而第-準位移位器使用時脈激勵信號 CL和預充電時脈激勵信號pRD_CL。 由於第準位移位器410的工作和控制時脈信號 CKy兒壓準位的方法7〇()已經詳細解釋過，就不再詳細解

釋第二準轉㈣44G的工作和洲反相雜信號ck仰 電壓準位的方法800 了。 準位移位電路400更包括第三準位移位器475。第三 準位移位器475響應選擇信號GLS和框驅動信號FLMr 產生啟動脈衝STV，此啟動脈衝STV使每框都被啟動，控 制啟動脈衝STV的電壓準位在負外部電壓準位 VGOFFOUT和正外部電壓準位vgh之間切換。 由第三準位移位器475產生的啟動脈衝STV啟動圖2 26 llpif 1259434 的閘極驅動110白勺第一移位寄存器、SR1。對每框而言，

啟動脈衝STV只被啟動—次，以便因增加或減少啟動脈衝 電壓準位元而消耗的電流很少Q 一 一因此，第二準位移位器475與第一準位移位器410或 第二準位移位器物的預充電結構不同。產生啟動脈衝 STV的^準位移位器475與傳統的準位移位電路濟圖 3不）的第—準位移驾的結構—樣，所以忽略其詳細解釋。 a字二t據本發明介紹的準位移位元電路和控制 月仏唬及反相犄脈信號的電壓準位元的方法，利用帝、、也 地電^來增加或減少時脈信號及反相時脈信號的 1 *此，本發明的實施例由於電壓準位的辦加 或減少可降低電流消耗。 自P曰加 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，缺 限定本發明，任何孰習t(_姑哉去. ，，〜、卫非用以 和範圍内，*可在不脫離本發明之精神 ，圍當視後社巾請專娜騎界定者轉本U之保護 【圖式簡單說明】 圖1表明ASG板結構的原理圖。 圖2表明圖1的閑極驅動器構成的原理圖。 圖3表明傳統的產生圖2裏驅動 位移位元電路結構的原理圖。 机就的準 電路圖圖4。表明根據本發明—個實施_準位移位元電路的 圖5是解釋圖4所示準位移位元電路工作的工作時序 27 1259434 15311 pif 圖 圖6表明圖4的時脈信號戍 化的電壓圖。 反相¥脈信號電壓準位元變 圖7表明控制時脈信號的電 圖 圖8表明控制反相時脈二凡*法的流程圖。 3 口虎的電壓準位元方法的流程 【主要元件符號說明】

1〇〇 ·非晶石夕閘極板 110 :閘極驅動器 300 :準位移位電路 310 :第一準位移位器 320 ·弟—準位移位器 400 :準位移位電路 410 :第一準位移位器 420 :第二準位移位器 425 :第一準位控制器 435 ·弟一準位移位元邏輯 438 ··第二準位移位邏輯 440 :第二準位移位器 475 :第三準位移位器 500 :工作時序圖 600 :電壓圖 700〜770、800〜870 :流程圖 28

Claims (1)

1259434 153llpif 、申請專利範園 1. ‘種準位移位電路，包括： 一第一準位移位器，-岳 響應時脈激勵信號在—的電壓準位，-位元之間切換，當一預充[旱位和一正外部電壓準 時脈信號的電壓準位從Γ時，把該 ，r’_正外部電壓準電 位，響:一:::二:’控制該反才―脈信號的該電壓準 正外;ί爆i勵信號在該負外部電壓準位响 電壓準位增加到;i二=的:壓準位蝴 減少到該接地電壓位，或從該正外部電壓準位 =申請專·圍第丨_狀準⑽㈣路， 在《激勵信號的上升邊:中 激勵信號被啟動-段财的時^〜祕麵充電時脈 3·^請專魏圍第丨項所述之準位移位 脈激勵信號的上升邊緣和下降邊 相： 充電時脈激勵信號被啟動-段預定的時間。相預 4·如申請專利範圍第】項所述之準位移位電路， 弟一準位移位器包括·· /、甲 一第-預充電控·，響應第—、第二預充 號’把該時脈信號的電壓準位從該負外部電壓準㈣力= 29 I2594341p, 口:壓準位元’或從該正外部電壓準位減少到該接地 4上一第一準位控制器，響應第一、第二準位控制传％ 電壓準位從該電源電壓準位增力外 或從該接地電壓準位減少到該貞外部電壓準 哌_二:控制邏輯’響應該時脈激勵信號、該預充電時 、控制信號和該第―、該第二準位元控制信號;;弟—預 諸〜^如巾請專植㈣4項所述之準位移位電路，复中 、了預充電控制器只有當該預充電功信號被啟動時才 6·如巾請專利賴第4項所述之準位移 預充電控制器包括： 峪其中 每餘―第一預充電電晶體，其第一終端連到該電源雷® 蜂:充電，體之1極接收該第—預充電控制信 以及Λ 預充電電晶體之一第二終端連到一第一節點； 辞给一第—預充電電晶體，其第一終端聯到該第一節點， 誇，,4充=晶體之一閘極接收該第二預充電控制信 1充電電晶U二終端連_接地電壓， 郎點輸出該時脈信號。 讀宽7，t申請專利範圍第4項所述之準位移位電路，Α中 卑—準位元控制器包括： /、中 30 1259434 153X1 pif 第-準第一終端連到正外部電壓’該 車位⑼體之第二終端連_第-節點；以及 弟 第二二 =::曰1體/其第-終端聯到該第-節點，該 該第二準㈣t準位姑制信號， 一節點輸出該時脈信號弟、、、&連制負外部電壓，該第 -二：t請，範圍第4項所述之準位移位電路，立中 :==rr信號被啟動時， 弟-準位控制器，且該第—控制邏輯產生掉 控制信號以控制該時脈信號的電壓準位，而 一未:啟動時，該第一控制邏輯產：第 制該時脈錢的電鲜二準健制信號以控 兮第纖㈣1項所述之细_路，其中 β弟—準位移位器包括： "Τ 梦=二預充電控制器，響應第三、第四預充電押制仁 或從該正外部輕準位減少到該 -第二準位控湘，響應第三、第四準位 把遠反__賴電轉⑽妓轉轉辦^該 31 ^4Pif 電，ί位，或從該接地電壓準位減少到該負外部電 預充電日’響應該反相時脈激勵信號、該反相 該第四預充-Γ: 一預充電工作信號，以產生該第三、 U).如申1專=虎和該第三、該第四準位控制信號。 該第κΓ專㈣第9摘叙準位純電路，其中 工作。、兒控制ϋ只有當該預充電工作信號被啟動時才 該第項所述之準位移位電路，其中 第三預ΐίϊίί電晶體’其第一終端連到電源電壓，該 該第三預充：：：；一閘極接收該第三預充電控制信號， -第；Γ::之一第二終端連到—第二節點；以及 該第四預充晶體，其第—終端聯到—第二節點， 號，該第；^ I之該f四預充電控制信 該第^彳^專絲目⑼摘软料餘電路，盆中 弟—準位控制器包括： 弘峪/、中 該第三料體，其第—終端連到該正外部電壓， 該第三之—,閘極接收㈣三準倾制信號， —第四Γ 弟二終端連到該第二節點；以及 兒曰曰月豆之-閘極接㈣弟四準位^控齡號1 32 I25943illpif 第四準位電晶體之—第二終端連到該負 二節點輸出該反相時脈信號。 ^电反，攸該第 -二3::，1圍第9項所述之準位移位電路，且中 /弟一払制璉輯產生該第三、該第四 關掉第二準位控制器，且該第二控制^虎以 預充電控制信號以控制該反㈣脈信號的 ：：：： =弟Ί弟四預充電控制信號以_該第二預充^ 态，且该第二控制邏輯產生該第三、哕 工 以控制反相時脈信號的電壓準位。以弟四準位控制信號 一=如申請專·圍第〗項崎之準位移位電路 啟動時，言亥第一、兮第接’當該選擇信號被 乐 4弟一準位移位器被作動。 包括咖第14項輯之準师位電路，更 广弟二準位移位器，響應該選擇信號和一框驅J 壓準位在該負外部電壓準位和該正外 以輸%日種产制糾極驅_的時脈信號的電壓準位元 以驅動液晶顯示板的方法，包括·· 千姐几 ，收:時脈激勵信號，並判斷該時脈激 有一弟一準位或一第二準位； 。疋义具 當該時脈激勵信號是該第—準位元時，判斷-預充電 33 1259434 l55llpif 時脈:勵信號是否被啟動； +當该預充電時脈激勵信號被啟， 电鲜位從—負外部電壓準位增—二時脈信號的 當該預充電時脈激勵信號未被二，壓準位； 、包壓準位從該電源電鮮位增力πίι]Ί_脈信號 士當該時脈激勵信號是該第二準^元日士部電壓準位； 日守脈激勵信號是否被啟動； 凡蚪，判斷該預充電 電時脈激勵信號被啟動時，㈣時Mr料 广位-正外部卿位減少到該接 當該預充電時脈激勵信號 =電料 ㈣細極驅動器 Me敫mr-心, x駆動液晶顯示板的方法，在時 ====峨，械電時脈激勵 位元：===:信號_準 =-反相時脈激勵信號，判斷該反相時脈激勵信號 疋否具有—第—準位元或-第二準位； 當該反相時亂数勵信號是該第一準位時，判斷該反相 預充電時脈激勵信號是否被啟動； 田极相預充電時脈激勵信號被啟動時，把該反相時 34 I259434Ip, 脈信號的電群位從抑外部 準位； &半位3曰加到一電源電壓 當忒反相預充電時脈激勵 * 相時脈信號的電壓準位從該電^H動時’把該反 部電壓準位； ’、私^準位兀增加到一正外 當該反相時脈激勵信號是 相預充電時脈激勵信號是否被啟動；利叫，判‘亥反 當該反相預充電時脈激勵作 脈信號的電壓準位從該正外“ 反相時 準位；以及 兒&旱位減少到一接地電壓 相時=====號物植⑽，把該反 電壓準位。 祕電壓準料州該負外部 19·如申請專利範圍第18 的反相時脈信號的電壓準位元以二曰空:該 在反相時脈激勵信號的上升沿和下== 的方法， 時脈激勵信號被啟動—段預定的時^ 4、反相預充電 20_—種準位移位電路，包括： 一第一準位移位裝置，塑 -第-週期信號的準位ϋ =勵信號’以控制 ，,或者把該第—週期信號的電壓準位 增加到—電源電壓準位，或者把該第 電壓準^以】 外部電壓準位減少到一接地 35 1259434 號通訊置，與第〜準位移位裝置進行信 控制—第二週裝置’響應—第二ilt勵信號， 正外口 P電壓準位之間切換，或者把:卜口^〔準位和遠 準位從該負外部電壓準位增加到該2二週期信號的電壓 該：二週期信號的電壓準位從該正：:，準位，或者把 接地電壓準位。 卜°卩電壓準位減少到該