TWI401663B - 具雙向穩壓功能之液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明相關於一種液晶顯示裝置,尤指一種具雙向穩壓功能之液晶顯示裝置。
液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)具有低輻射、體積小及低耗能等優點,已逐漸取代傳統的陰極射線管顯示器(cathode ray tube display,CRT),被廣泛地應用在筆記型電腦、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)、平面電視,或行動電話等資訊產品上。傳統液晶顯示器之運作方式是利用外部驅動晶片來驅動面板上的畫素以顯示影像,但為了減少元件數目並降低製造成本,近年來逐漸發展成將驅動電路結構直接製作於顯示面板上,例如將閘極驅動電路(gate driver)整合於液晶面板(gate on array,GOA)之技術。
請參考第1圖,第1圖為先前技術中一液晶顯示裝置100之上視圖。液晶顯示裝置100使用GOA技術來製作,包含一顯示區180和一非顯示區190。非顯示區190內設有一移位暫存器(shift register)110、一源極驅動器(source driver)130、一時脈產生器140和一電源產生器150,可驅動顯示區180內之畫素(未顯示)以顯示影像。
請參考第2圖,第2圖為液晶顯示裝置100之簡化方塊示意圖。第2圖僅顯示了液晶顯示裝置100之部分結構,包含設置於顯示區180內之複數條閘極線GL(1)~GL(N),以及設置於非顯示區190內之移位暫存器110、時脈產生器140和電源產生器150。時脈產生器140可提供移位暫存器110運作所需之起始脈衝訊號VST和時脈訊號CLK1~CLKm,而電源產生器150可提供移位暫存器110運作所需之操作電壓VSS。移位暫存器110包含有複數級串接之移位暫存單元SR(1)~SR(N),其輸出端分別耦接於相對應閘極線GL(1)~GL(N)之第一端L(1)~L(N),且分別包含脈波產生電路PG(1)~PG(N)和低階穩定器(low level stabilizer)LLS(1)~LLS(N)。因此,依據時脈訊號CLK1~CLKN和起始脈衝訊號VST,移位暫存器110可分別透過移位暫存單元SR(1)~SR(N)依序輸出閘極驅動訊號GS(1)~GS(N)至相對應之閘極線GL(1)~GL(N)。
請參考第3圖,第3圖為先前技術之複數級移位暫存單元SR(1)~SR(N)中一第n級移位暫存單元SR(n)之示意圖(n為介於1和N之間的整數)。移位暫存單元SR(n)包含一脈波產生電路PG(n)和一低階穩定電路LLS(n)。移位暫存單元SR(n)之輸入端耦接於前一級移位暫存單元SR(n-1)之輸出端,而移位暫存單元SR(n)之輸出端耦接於閘極線GL(n)之第一端L(n)。
脈波產生電路PG(n)包含電晶體開關T1、T2、T9和T10,可依據前一級移位暫存單元SR(n-1)傳來之閘極驅動訊號GS(n-1)和時脈訊號CLKn來產生閘極驅動訊號GS(n)。低階穩定電路LLS(n)包含電晶體開關T3、T4和T11~T14。電晶體開關T11~T14形成一下拉控制電路11,可依據時脈訊號CLKn和端點Q(n)的電位來輸出控制訊號至電晶體開關T3和T4之閘極,使得電晶體開關T3能依據其閘極之電位來控制端點Q(n)和電壓源VSS之間的訊號導通路徑,而電晶體開關T4能依據其閘極之電位來控制閘極線GL(n)第一端L(n)和低電壓VSS之間的訊號導通路徑。
如第1圖所示,先前技術移位暫存單元SR(n)之脈波產生電路PG(n)和低階穩定電路LLS(n)在非顯示區190內之設置位置係在顯示區180之同一側。在移位暫存單元SR(n)之輸出週期內,先前技術之液晶顯示裝置100透過脈波產生電路PG(n)由閘極線GL(n)之第一端L(n)輸入閘極驅動訊號GS(n);在移位暫存單元SR(n)之輸出週期外的其它時間內,先前技術之液晶顯示裝置100透過低階穩定電路LLS(n)之電晶體開關T3和T4在閘極線GL(n)之第一端L(n)提供單向穩壓。閘極線GL(n)第一端L(n)之穩壓係透過導通電晶體開關T3以將端點Q(n)拉至低電位VSS,進而關閉電晶體開關T2,確保在非輸出週期時閘極線GL(n)第一端L(n)之電位不會被時脈訊號CLKn所影響;同時,透過導通電晶體開關T4以將閘極線GL(n)第一端之L(n)拉至低電位VSS,亦即從訊號輸入側來將閘極驅動訊號GS(n)維持在低電位。
在液晶顯示器的驅動電路中,一般會依據對驅動能力的要求來決定電晶體開關之通道寬長比(channel width/length ratio)。電晶體開關之通道寬長比越大,其驅動能力越強,但體積也會隨之增加。由於下拉控制電路11是用來提供電晶體開關T3之控制訊號,不需要很大的驅動能力,因此一般會使用小通道寬長比之電晶體開關T11~T14,並不會佔據太大電路空間。因此,若要進行液晶顯示器之微型化或縮減邊框,一般僅會考量電晶體開關T1~T4之通道寬長比W/L1
~W/L4
對面板面積的主要影響。
在先前技術之液晶顯示裝置100中,脈波產生電路PG(n)透過電晶體開關T1來接收輸入訊號,而透過電晶體開關T2來輸出閘極驅動訊號GS(n)以驅動閘極線GL(n),因此電晶體開關T2對驅動能力的要求遠高於電晶體開關T1。低階穩定電路LLS(n)透過電晶體開關T3來維持端點Q(n)之電位,而透過電晶體開關T4來維持整體輸出的電位,因此電晶體開關T4對驅動能力的要求遠高於電晶體開關T3。在一般設計中,W/L1
之值約為300,W/L2
之值約為2000,W/L3
之值約為40,而W/L4
之值約為300。
如第1圖所示,無論是否設置驅動電路,在液晶顯示裝置位於顯示區周圍之非顯示區內皆需包含閒置空間。先前技術之液晶顯示裝置100採用單向驅動和單向穩壓的架構,將移位暫存單元SR(n)之脈波產生電路PG(n)和低階穩定電路LLS(n)皆設置於非顯示區190內位於顯示區180同一側之閒置空間內。由於電晶體開關T1~T4需要足夠的電路佈局空間,因此無法有效地縮減液晶顯示裝置100之邊框。
本發明提供一種具雙向穩壓功能之液晶顯示裝置,包含一顯示區域,其上設有複數條互相平行之閘極線;一非顯示區域,包含一第一區域和一第二區域,其中該第一和第二區域分別位於該顯示區域之兩對向側;一移位暫存器,包含複數級串接之移位暫存單元,其中該複數級移位暫存單元中之一移位暫存單元係用來驅動該複數條閘極線中一相對應之閘極線。該移位暫存單元包含一第一電路,設於該第一區域內且包含一脈波產生電路,用來依據一輸入訊號產生一驅動訊號,該脈波產生電路包含一輸入端,用來接收該輸入訊號;一輸出端,耦接於該相對應閘極線之第一端,用來輸出該驅動訊號;及一節點;一具有第一通道寬長比之第一電晶體,包含一第一端,耦接於該節點;一第二端,用來接收一第一電壓;及一控制端,用來接收一第一控制訊號;及一第二電路,設於該第二區域內且包含一具有第二通道寬長比之第二電晶體,包含一第一端,耦接於該相對應閘極線之第二端;一第二端,用來接收一第二電壓;及一控制端,用來接收一第二控制訊號;其中該第一通道寬長比之值小於該第二通道寬長比之值,且該第一電路之面積大於該第二電路之面積。
本發明另提供一種具雙向穩壓功能之移位暫存器,包含複數級串接之移位暫存單元以分別驅動複數個負載,其中該複數級移位暫存單元中之一移位暫存單元包含一第一電路,包含一脈波產生電路,用來依據一輸入訊號產生一驅動訊號,該脈波產生電路包含一輸入端,用來接收該輸入訊號;一輸出端,耦接於該複數個負載中一相對應負載之第一端,用來輸出該驅動訊號;及一節點;一具有第一通道寬長比之第一電晶體,用來依據一第一控制訊號來維持該節點之電位,該第一電晶體包含:一第一端,耦接於該節點;一第二端,用來接收一第一電壓;及一控制端,用來接收該第一控制訊號;及一第二電路,包含一具有第二通道寬長比之第二電晶體,用來依據一第二控制訊號來維持該相對應負載第二端之電位,該第二電晶體包含一第一端,耦接於該相對應負載之第二端;一第二端,用來接收一第二電壓;及一控制端,用來接收該第二控制訊號;其中該第一通道寬長比之值小於該第二通道寬長比之值,且該第一電路之面積大於該第二電路之面積。
請參考第4圖,第4圖為本發明中一液晶顯示裝置200之上視圖。液晶顯示裝置200的驅動電路係使用GOA技術來製作,包含一顯示區280和一非顯示區290。非顯示區290內設有一第一驅動電路210、一第二驅動電路220、一源極驅動器230、一時脈產生器240和一電源產生器250。第一驅動電路210和220之設置位置分別位於顯示區280之兩對向側,可驅動顯示區280內之畫素(未顯示)以顯示影像。
請參考第5圖,第5圖為本發明液晶顯示裝置200之簡化方塊示意圖。第5圖僅顯示了液晶顯示裝置200之部分結構,包含設置於顯示區280內之複數條閘極線GL(1)~GL(N),以及設置於非顯示區290內之第一驅動電路210、第二驅動電路220、時脈產生器240和電源產生器250。時脈產生器240可提供第一驅動電路210和第二驅動電路220運作所需之起始脈衝訊號VST及時脈訊號CLK1~CLKm(m為不大於N之整數),而電源產生器250可提供第一驅動電路210和第二驅動電路220運作所需之操作電壓例如VSS、VDD1或VDD2。第一驅動電路210包含複數級串接之移位暫存單元SR(1)~SR(N),其輸出端分別耦接於相對應閘極線GL(1)~GL(N)之第一端L(1)~L(N),且分別包含脈波產生電路PG(1)~PG(N)和低階穩定器電路LLSL(1)~LLSL(N)。第二驅動電路220包含有複數級低階穩定器電路LLSR(1)~LLSR(N),分別耦接於相對應閘極線GL(1)~GL(N)之第二端R(1)~R(N)。
請參考第6圖,第6圖為本發明第一實施例中對應於液晶顯示裝置200之第n級閘極輸出之示意圖,顯示了第一驅動電路210之移位暫存單元SR(1)~SR(N)中一第n級移位暫存單元SR(n)、第二驅動電路220之低階穩定器電路中一第n級低階穩定器電路LLSR(n),以及閘極線GL(n),其中n為介於1和N之間的整數。本發明第一實施例之移位暫存單元SR(n)包含一脈波產生電路PG(n)和一低階穩定電路LLSL(n)。移位暫存單元SR(n)之輸入端耦接於前一級移位暫存單元SR(n-1)之輸出端,而移位暫存單元SR(n)之輸出端耦接於閘極線GL(n)之第一端L(n)。
脈波產生電路PG(n)包含電晶體開關T1、T2、T9和T10,可依據前一級移位暫存單元SR(n-1)傳來之閘極驅動訊號GS(n-1)和時脈訊號CLKn來產生閘極驅動訊號GS(n)。低階穩定電路LLSL(n)包含電晶體開關T3和T11~T14。電晶體開關T11~T14形成一下拉控制電路11,可依據時脈訊號CLKn和端點Q(n)的電位來輸出控制訊號至電晶體開關T3之閘極,使得電晶體開關T3能依據其間極之電位來控制端點Q(n)和低電位VSS之間的訊號導通路徑。低階穩定電路LLSR(n)包含電晶體開關T4和T21~T24。電晶體開關T21~T24形成一下拉控制電路21,可依據時脈訊號CLKn和閘極線GL(n)第二端R(n)之電位來輸出控制訊號至電晶體開關T4之閘極,使得電晶體開關T4能依據其閘極之電位來控制閘極線GL(n)第二端R(n)和低電位VSS之間的訊號導通路徑。
如第4圖和第6圖所示,本發明之第一驅動電路210和第二驅動電路220在非顯示區290內之設置位置係位於顯示區280之兩對向側。在移位暫存單元SR(n)之輸出週期內,本發明第一實施例透過脈波產生電路PG(n)由閘極線GL(n)之第一端L(n)輸入閘極驅動訊號GS(n);在移位暫存單元SR(n)之輸出週期外的其它時間內,本發明第一實施例透過第一驅動電路210之電晶體開關T3和第二驅動電路220之電晶體開關T4從閘極線兩側提供雙向穩壓。閘極線GL(n)第一端L(n)之穩壓係透過導通電晶體開關T3以將端點Q(n)拉至低電位VSS,進而關閉電晶體開關T2,以確保在非輸出週期時閘極線GL(n)第一端L(n)之電位不會被時脈訊號CLKn所影響。閘極線GL(n)第二端R(n)之穩壓係透過導通電晶體開關T4以將閘極線GL(n)之第二端R(n)拉至低電壓VSS,亦即從訊號輸入側之對向側來將閘極驅動訊號GS(n)維持在低電位。
如前所述,脈波產生電路PG(n)透過電晶體開關T1來接收輸入訊號,而透過電晶體開關T2來輸出閘極驅動訊號以驅動閘極線GL(n),因此電晶體開關T2對驅動能力的要求遠高於電晶體開關T1。低階穩定電路LLSL(n)透過電晶體開關T3來維持端點Q(n)之電位,而低階穩定電路LLSR(n)透過電晶體開關T4來維持整體輸出的電位,因此電晶體開關T4對驅動能力的要求遠高於電晶體開關T3。下拉控制電路11和21是用來提供電晶體開關T3或T4之控制訊號,不需要很大的驅動能力。在本發明第一實施例中,電晶體開關T1之通道寬長比W/L1
可約為300,電晶體開關T2之通道寬長比W/L2
可約為2000,電晶體開關T3之通道寬長比W/L3
可約為40,而電晶體開關T4之通道寬長比W/L4
可約為300。然而,前述數值僅說明電晶體開關T1~T4之通道寬長比W/L1
~W/L4
之間的大小關係,並不限定本發明之範疇。
如第4圖所示,無論是否設置驅動電路,在液晶顯示裝置位於顯示區周圍之非顯示區內皆需包含閒置空間。本發明第一實施例將具維持端點Q(n)低電位功能之第一驅動電路210設置於非顯示區290內位於顯示區280一側之閒置空間內,而將具穩定閘極輸出功能之第二驅動電路220設置於非顯示區290內位於顯示區280另一側之閒置空間內。由於第一驅動電路210之脈波產生電路PG(n)負責產生閘極輸出訊號GS(n),包含具高驅動能力之輸出電晶體開關T2,因此第一驅動電路210之面積大於第二驅動電路220之面積。然而,針對執行穩壓功能之電晶體開關T3和T4,本發明第一實施例將具較大通道寬長比之電晶體開關T4設置於對向側之閒置空間內,因此能大幅減少第一驅動電路210所需之電路佈局空間,進而有效地縮減液晶顯示裝置200之邊框以達到微型化的目的。
請參考第7圖,第7圖為本發明第二實施例中對應於液晶顯示裝置200之第n級閘極輸出之示意圖,顯示了第一驅動電路210之移位暫存單元SR(1)~SR(N)中一第n級移位暫存單元SR(n)、第二驅動電路220之低階穩定器電路中一第n級低階穩定器電路LLSR(n),以及閘極線GL(n),其中n為介於1和N之間的整數。本發明第一和第二實施例結構類似,不同之處在於第一驅動電路210之移位暫存單元SR(n)中低階穩定電路LLSL(n)之結構。本發明第二實施例之低階穩定電路LLSL(n)另包含一電晶體開關T5,可依據下拉控制電路11所傳來之控制訊號來控制閘極線GL(n)第一端L(n)和低電位VSS之間的訊號導通路徑。在移位暫存單元SR(n)之輸出週期外的其它時間內,本發明第二實施例透過第一驅動電路210之電晶體開關T3、T5和第二驅動電路220之電晶體開關T4從閘極線兩側提供雙向穩壓。閘極線GL(n)第一端L(n)之穩壓係透過導通電晶體開關T3以將端點Q(n)拉至低電位VSS,進而關閉電晶體開關T2,以確保在非輸出週期時閘極線GL(n)第一端L(n)之電位不會被時脈訊號CLKn所影響;同時亦透過導通電晶體開關T5以將閘極線GL(n)第一端L(n)拉至低電位VSS,亦即從訊號輸入側來將閘極驅動訊號GS(n)維持在低電位。閘極線GL(n)第二端R(n)之穩壓係透過導通電晶體開關T4以將閘極線GL(n)第二端R(n)拉至低電位VSS,亦即從訊號輸入側之對向側來將閘極驅動訊號GS(n)維持在低電位。
如第4圖所示,無論是否設置驅動電路,在液晶顯示裝置位於顯示區周圍之非顯示區內皆需包含閒置空間。本發明第二實施例將具維持端點Q(n)低電位功能和具部分穩定閘極輸出功能之第一驅動電路210設置於非顯示區290內位於顯示區280一側之閒置空間內,而將具部分穩定閘極輸出功能之第二驅動電路220設置於非顯示區290內位於顯示區280另一側之閒置空間內。由於第二驅動電路220之電晶體開關T4可從訊號輸入側之對向側來分攤一部分穩定閘極輸出的工作,第一驅動電路210之電晶體開關T5不需要太大的驅動能力,因此可使用較小通道寬長比之元件。如此亦能減少第一驅動電路210所需之電路佈局空間,進而縮減液晶顯示裝置200之邊框以達到微型化的目的。在本發明第二實施例中,電晶體開關T1之通道寬長比W/L1
可約為300,電晶體開關T2之通道寬長比W/L2
可約為2000,電晶體開關T3之通道寬長比W/L3
可約為40,電晶體開關T4之通道寬長比W/L4
之值可約為x,而電晶體開關T5之通道寬長比W/L5
可約為(300-x)。x之值決定電晶體開關T4和T5負責穩定閘極輸出工作的比例,本發明較佳實施例中x之值會大於(300-x)之值,以有效地縮小第一驅動電路210所需之電路佈局空間。然而,前述數值僅說明電晶體開關T1~T5之通道寬長比W/L1
~W/L5
之間的大小關係,並不限定本發明之範疇。
請參考第8圖,第8圖為本發明第三實施例中對應於液晶顯示裝置200之第n級閘極輸出之示意圖,顯示了第一驅動電路210之移位暫存單元SR(1)~SR(N)中一第n級移位暫存單元SR(n)、第二驅動電路220之低階穩定器電路中一第n級低階穩定器電路LLSR(n),以及閘極線GL(n),其中n為介於1和N之間的整數。本發明第三和第一實施例結構類似,不同之處在於第一驅動電路210之移位暫存單元SR(n)中低階穩定電路LLSL(n)和第二驅動電路220之移位暫存單元SR(n)中低階穩定電路LLSR(n)之結構。本發明第三實施例之低階穩定電路LLSL(n)包含電晶體開關T31、T32和T11~T14。電晶體開關T11和T12形成一下拉控制電路11,可依據電壓VDD1和端點Q(n)的電位來輸出控制訊號至電晶體開關T31之閘極,使得電晶體開關T31能依據其閘極之電位來控制端點Q(n)和低電壓VSS之間的訊號導通路徑。電晶體開關T13和T14形成一下拉控制電路12,可依據電壓VDD2和端點Q(n)的電位來輸出控制訊號至電晶體開關T32之閘極,使得電晶體開關T32能依據其閘極之電位來控制端點Q(n)和電壓源VSS之間的訊號導通路徑。本發明第三實施例之低階穩定電路LLSR(n)包含電晶體開關T41、T41和T21~T24。電晶體開關T21和T22形成一下拉控制電路21,可依據電壓VDD1和閘極線GL(n)第二端R(n)之電位來輸出控制訊號至電晶體開關T22之閘極,使得電晶體開關T22能依據其閘極之電位來控制閘極線GL(n)第二端R(n)和低電壓VSS之間的訊號導通路徑。電晶體開關T23和T24形成一下拉控制電路22,可依據電壓VDD2和閘極線GL(n)第二端R(n)之電位來輸出控制訊號至電晶體開關T24之閘極,使得電晶體開關T24能依據其閘極之電位來控制閘極線GL(n)第二端R(n)和低電壓VSS之間的訊號導通路徑。
在移位暫存單元SR(n)之輸出週期外的其它時間內,本發明第三實施例透過第一驅動電路210之電晶體開關T31、T32和第二驅動電路220之電晶體開關T41、T42從閘極線兩側提供雙向穩壓。閘極線GL(n)第一端L(n)之穩壓係透過導通電晶體開關T31或T32以將端點Q(n)拉至低電壓VSS,進而關閉電晶體開關T2,以確保在非輸出週期時閘極線GL(n)第一端L(n)之電位不會被時脈訊號CLKn所影響。閘極線GL(n)第二端R(n)之穩壓係透過導通電晶體開關T41或T42以將閘極線GL(n)第二端R(n)拉至低電壓VSS,亦即從訊號輸入側之對向側來將閘極驅動訊號GS(n)維持在低電位。
在本發明第三實施例中,脈波產生電路PG(n)透過電晶體開關T1來接收輸入訊號,而透過電晶體開關T2來輸出閘極驅動訊號以驅動閘極線GL(n),因此電晶體開關T2對驅動能力的要求遠高於電晶體開關T1。低階穩定電路LLSL(n)透過電晶體開關T31或T32來維持端點Q(n)之電位,而低階穩定電路LLSR(n)透過電晶體開關T41或T42來維持整體輸出的電位,因此電晶體開關T41和T42對驅動能力的要求遠高於電晶體開關T31和T32。下拉控制電路11、12、21和22是分別用來提供電晶體開關T31、T32、T41和T42之控制訊號,不需要很大的驅動能力。在本發明第三實施例中,電晶體開關T1之通道寬長比W/L1
可約為300,電晶體開關T2之通道寬長比W/L2
之值可約為2000,電晶體開關T31和T32之通道寬長比W/L3
之值可約為40,而電晶體開關T41和T42之通道寬長比W/L4
之值可約為300。然而,前述數值僅說明電晶體開關T1、T2、T31、T32、T41和T42之通道寬長比W/L1
~W/L4
之間的大小關係,並不限定本發明之範疇。
如第4圖所示,無論是否設置驅動電路,在液晶顯示裝置位於顯示區周圍之非顯示區內皆需包含閒置空間。本發明第三實施例將具維持端點Q(n)低電位功能之第一驅動電路210設置於非顯示區290內位於顯示區280一側之閒置空間內,而將具穩定閘極輸出功能之第二驅動電路220設置於非顯示區290內位於顯示區280另一側之閒置空間內。由於第一驅動電路210之脈波產生電路PG(n)負責產生閘極輸出訊號GS(n),包含具高驅動能力之輸出電晶體開關T2,因此第一驅動電路210之面積大於第二驅動電路220之面積。然而,針對執行穩壓功能之電晶體開關T31、T32、T41和T42,本發明第三實施例將通道寬長比較大之電晶體開關T41和T42設置於對向側之閒置空間內,因此能大幅減少第一驅動電路210所需之電路佈局空間,進而有效地縮減液晶顯示裝置200之邊框以達到微型化的目的。
請參考第9圖,第9圖為本發明第四實施例中對應於液晶顯示裝置200之第n級閘極輸出之示意圖,顯示了第一驅動電路210之移位暫存單元SR(1)~SR(N)中一第n級移位暫存單元SR(n)、第二驅動電路220之低階穩定器電路中一第n級低階穩定器電路LLSR(n),以及閘極線GL(n),其中n為介於1和N之間的整數。本發明第四和第三實施例結構類似,不同之處在於第一驅動電路210之移位暫存單元SR(n)中低階穩定電路LLSL(n)之結構。本發明第四實施例之低階穩定電路LLSL(n)另包含一電晶體開關T51和T52,可分別依據下拉控制電路11和12所產生之控制訊號來控制閘極線GL(n)第一端L(n)和低電壓VSS之間的訊號導通路徑。在移位暫存單元SR(n)之輸出週期外的其它時間內,本發明第四實施例透過第一驅動電路210之電晶體開關T31、T32、T51或T52和第二驅動電路220之電晶體開關T41或T42從閘極線兩側提供雙向穩壓。閘極線GL(n)第一端L(n)之穩壓係透過導通電晶體開關T31或T32以將端點Q(n)拉至低電壓VSS,進而關閉電晶體開關T2,以確保在非輸出週期時閘極線GL(n)第一端L(n)之電位不會被時脈訊號CLKn影響;同時亦透過導通電晶體開關T51或T52以將閘極線GL(n)第一端L(n)拉至低電壓VSS,亦即從訊號輸入側來將閘極驅動訊號GS(n)維持在低電位。閘極線GL(n)第二端R(n)之穩壓係透過導通電晶體開關T41或T42以將閘極線GL(n)之第二端R(n)拉至低電壓VSS,亦即從訊號輸入側之對向側來將閘極驅動訊號GS(n)維持在低電位。
如第4圖所示,無論是否設置驅動電路,在液晶顯示裝置位於顯示區周圍之非顯示區內皆需包含閒置空間。本發明第四實施例將具維持端點Q(n)低電位功能和具部分穩定閘極輸出功能之第一驅動電路210設置於非顯示區290內位於顯示區280一側之閒置空間內,而將具部分穩定閘極輸出功能之第二驅動電路220設置於非顯示區290內位於顯示區280另一側之閒置空間內。由於第二驅動電路220之電晶體開關T41和T42可從訊號輸入側之對向側來分攤一部分穩定閘極輸出的工作,第一驅動電路210之電晶體開關T51和T52不需要太大的驅動能力,因此可使用較小通道寬長比之元件。如此亦能減少第一驅動電路210所需之電路佈局空間,進而縮減液晶顯示裝置200之邊框以達到微型化的目的。在本發明第四實施例中,電晶體開關T1之通道寬長比W/L1
之值可約為300,電晶體開關T2之通道寬長比W/L2
之值可約為2000,電晶體開關T31和T32之通道寬長比W/L3
之值可約為40,電晶體開關T41和T42之通道寬長比W/L4
之值可約為x,而電晶體開關T51和T52之通道寬長比W/L5
之值可約為(300-x)。x之值決定電晶體開關T41、T42、T51和T52負責穩定閘極輸出工作的比例,本發明較佳實施例中x之值會大於(300-x)之值,以有效地縮小第一驅動電路210所需之電路佈局空間。然而,前述數值僅說明電晶體開關T1、T2、T31、T32、T41、T42、T51和T52之通道寬長比W/L1
~W/L5
之間的大小關係,並不限定本發明之範疇。
本發明前述實施例之電晶體開關可為薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)開關,或其它具類似功能之元件。
本發明提供具雙向穩壓功能之液晶顯示裝置,同時利用非顯示區內位於顯示區兩對向側之閒置空間來設置驅動電路,因此能大幅減少訊號輸入側所需之電路佈局空間,進而有效地縮減液晶顯示裝置之邊框以達到微型化的目的。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、200...液晶顯示裝置
110...移位暫存器
130、230...源極驅動器
140、240...時脈產生器
150、250...電源產生器
180、280...顯示區
190、290...非顯示區
210、220...驅動電路
W/L1
~W/L5
...通道寬長比
VSS、VDD1、VDD2...電壓
11、12、21、22...下拉控制電路
GL(n)、GL(1)~GL(N)...閘極線
VST、CLKn、CLK1~CLKm...訊號
PG(n)、PG(1)~PG(N)...脈波產生電路
GS(n)、GS(1)~GS(N)...閘極驅動訊號
T1~T4、T9~T14、T21~T24、T31、T32、T41、T42、T51、T52...電晶體開關
LLS(n)、LLS(1)~LLS(N)、LLSL(n)、LLSL(1)~LLSL(N)、LLSR(n)、LLSR(1)~LLSR(N)...低階穩定電路
SR(n-1)、SR(n)、SR(1)~SR(N)...移位暫存單元
Q(n)、L(1)~L(N)、R(1)~R(N)...端點
第1圖為先前技術中一液晶顯示裝置之上視圖。
第2圖為先前技術液晶顯示裝置之簡化方塊示意圖。
第3圖為先前技術中一第n級移位暫存單元之示意圖。
第4圖為本發明中一液晶顯示裝置之上視圖。
第5圖為本發明液晶顯示裝置之簡化方塊示意圖。
第6圖為本發明第一實施例中對應於液晶顯示裝置之第n級閘極輸出之示意圖。
第7圖為本發明第二實施例中對應於液晶顯示裝置之第n級閘極輸出之示意圖。
第8圖為本發明第三實施例中對應於液晶顯示裝置之第n級閘極輸出之示意圖。
第9圖為本發明第四實施例中對應於液晶顯示裝置之第n級閘極輸出之示意圖。
200...液晶顯示裝置
210、220...驅動電路
240...時脈產生器
250...電源產生器
280...顯示區
290...非顯示區
VSS、VDD1、VDD2...電壓
GL(n)、GL(1)~GL(N)...閘極線
VST、CLKn、CLK1~CLKm...訊號
PG(n)、PG(1)~PG(N)...脈波產生電路
GS(n)、GS(1)~GS(N)...閘極驅動訊號
LLSL(n)、LLSL(1)~LLSL(N)、LLSR(n)、LLSR(1)~LLSR(N)...低階穩定電路
SR(n)、SR(1)~SR(N)...移位暫存單元
L(1)~L(N)、R(1)~R(N)...端點
Claims (20)
- 一種具雙向穩壓功能之液晶顯示裝置,包含:一顯示區域,其上設有複數條互相平行之閘極線;一非顯示區域,包含一第一區域和一第二區域,其中該第一和第二區域分別位於該顯示區域之兩對向側;一移位暫存器,包含複數級串接之移位暫存單元,其中該複數級移位暫存單元中之一移位暫存單元係用來驅動該複數條閘極線中一相對應之閘極線,且包含:一第一電路,設於該第一區域內且包含:一脈波產生電路,用來依據一輸入訊號產生一驅動訊號,該脈波產生電路包含:一輸入端,用來接收該輸入訊號;一輸出端,耦接於該相對應閘極線之第一端,用來輸出該驅動訊號;及一節點;一具有第一通道寬長比(channel width/length ratio)之第一電晶體,用來依據一第一控制訊號維持該節點的電位,該第一電晶體包含:一第一端,耦接於該節點;一第二端,用來接收一第一電壓;及一控制端,用來接收該第一控制訊號;及一第二電路,設於該第二區域內且包含:一具有第二通道寬長比之第二電晶體,用來依據一第二 控制訊號維持該相對應閘極線第二端之電位,該第二電晶體包含:一第一端,耦接於該相對應閘極線之第二端;一第二端,用來接收一第二電壓;及一控制端,用來接收該第二控制訊號;其中該第一通道寬長比之值小於該第二通道寬長比之值,且該第一電路之面積大於該第二電路之面積。
- 如請求項1所述之液晶顯示裝置,其中:該第一電路另包含一第一控制電路,耦接於該第一電晶體之控制端,用來產生該第一控制訊號;而該第二電路另包含一第二控制電路,耦接於該第二電晶體之控制端,用來產生該第二控制訊號。
- 如請求項2所述之液晶顯示裝置,其中該第一控制電路包含一具有第三通道寬長比之第三電晶體,該第二控制電路包含一具有第四通道寬長比之第四電晶體,且該第三和第四通道寬長比之值皆小於該第二通道寬長比之值。
- 如請求項1所述之液晶顯示裝置,其中該第一電路另包含:一具有第五通道寬長比之第五電晶體,包含:一第一端,耦接於該相對應閘極線之第一端;一第二端,用來接收一第三電壓;及 一控制端,用來接收一第三控制訊號;其中該第五通道寬長比之值小於該第二通道寬長比之值。
- 如請求項4所述之液晶顯示裝置,其中該移位暫存單元另包含:一第一控制電路,耦接於該第一和第五電晶體之控制端,用來產生該第一和第三控制訊號;及一第二控制電路,耦接於該第二電晶體之控制端,用來產生該第二控制訊號。
- 如請求項4所述之液晶顯示裝置,其中該第一和第三電壓具相同電位。
- 如請求項1所述之液晶顯示裝置,其中該脈波產生電路另包含:一第六電晶體,其包含:一第一端,耦接於該脈波產生電路之輸入端;一第二端,耦接於該節點;及一控制端;一第七電晶體,其包含:一第一端,用來接收一時脈訊號;一第二端,耦接於該脈波產生電路之輸出端;及一控制端,耦接於該節點; 一第八電晶體,其包含:一第一端,耦接於該脈波產生電路之輸出端;一第二端,用來接收該第一電壓;及一控制端,用來接收一下級移位暫存單元所產生之驅動訊號;及一電容,耦接於該節點和該脈波產生電路之輸出端之間。
- 如請求項7所述之液晶顯示裝置,其中該第六電晶體之控制端係耦接於該第六電晶體之第一端。
- 如請求項1所述之液晶顯示裝置,其中該第一和第二電壓具相同電位。
- 如請求項1所述之液晶顯示裝置,其中該脈波產生電路之輸入端係耦接於一前級移位暫存單元以接收該輸入訊號。
- 一種具雙向穩壓功能之移位暫存器,包含複數級串接之移位暫存單元以分別驅動複數個負載,其中該複數級移位暫存單元中之一移位暫存單元包含:一第一電路,包含:一脈波產生電路,用來依據一輸入訊號產生一驅動訊號,該脈波產生電路包含:一輸入端,用來接收該輸入訊號; 一輸出端,耦接於該複數個負載中一相對應負載之第一端,用來輸出該驅動訊號;及一節點;一具有第一通道寬長比之第一電晶體,用來依據一第一控制訊號來維持該節點之電位,該第一電晶體包含:一第一端,耦接於該節點;一第二端,用來接收一第一電壓;及一控制端,用來接收該第一控制訊號;及一第二電路,包含:一具有第二通道寬長比之第二電晶體,用來依據一第二控制訊號來維持該相對應負載第二端之電位,該第二電晶體包含:一第一端,耦接於該相對應負載之第二端;一第二端,用來接收一第二電壓;及一控制端,用來接收該第二控制訊號;其中該第一通道寬長比之值小於該第二通道寬長比之值,且該第一電路之面積大於該第二電路之面積。
- 如請求項11所述之移位暫存器,其中:該第一電路另包含一第一控制電路,耦接於該第一電晶體之控制端,用來產生該第一控制訊號;而該第二電路另包含一第二控制電路,耦接於該第二電晶體之 控制端,用來產生該第二控制訊號。
- 如請求項12所述之移位暫存器,其中該第一控制電路包含一具有第三通道寬長比之第三電晶體,該第二控制電路包含一具有第四通道寬長比之第四電晶體,且該第三和第四通道寬長比之值皆小於該第二通道寬長比之值。
- 如請求項11所述之移位暫存器,其中該第一電路另包含:一具有第五通道寬長比之第五電晶體,用來依據一第三控制訊號來維持該相對應負載第一端之電位,該第五電晶體包含:一第一端,耦接於該相對應負載之第一端;一第二端,用來接收一第三電壓;及一控制端,用來接收該第三控制訊號;其中該第五通道寬長比之值小於該第二通道寬長比之值。
- 如請求項14所述之移位暫存器,其中該移位暫存單元另包含:一第一控制電路,耦接於該第一和第五電晶體之控制端,用來產生該第一和第三控制訊號;及一第二控制電路,耦接於該第二電晶體之控制端,用來產生該第二控制訊號。
- 如請求項14所述之移位暫存器,其中該第一和第三電壓具相同電位。
- 如請求項11所述之移位暫存器,其中該脈波產生電路另包含:一第六電晶體,其包含:一第一端,用來接收該輸入訊號;一第二端,耦接於該節點;及一控制端;一第七電晶體,其包含:一第一端,用來接收一時脈訊號;一第二端,耦接於該脈波產生電路之輸出端;及一控制端,用來接收一下級移位暫存單元所產生之驅動訊號;一第八電晶體,其包含:一第一端,耦接於該脈波產生電路之輸出端;一第二端,用來接收該第一電壓;及一控制端,用來接收一下級移位暫存單元所產生之驅動訊號;及一電容,耦接於該節點和該脈波產生電路之輸出端之間。
- 如請求項17所述之移位暫存器,其中該第六電晶體之控制端係耦接於該第六電晶體之第一端。
- 如請求項11所述之移位暫存器,其中該第一和第二電壓具相同電位。
- 如請求項11所述之移位暫存器,其中該輸入訊號係為一前級移位暫存單元所產生之驅動訊號。
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