TWI581228B

TWI581228B - 顯示驅動系統

Info

Publication number: TWI581228B
Application number: TW105116086A
Authority: TW
Inventors: 蔡明宏; 陳鵬吉; 林致祥; 洪毅瑋; 李瑞倪; 王仁佑
Original assignee: 奇景光電股份有限公司
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2017-05-01
Also published as: TW201742040A

Description

顯示驅動系統

本發明是有關於一種訊號傳遞技術，且特別是有關於一種顯示驅動系統。

在顯示驅動的技術領域中，如何設計高速連接器用於傳輸顯示驅動系統當中各電子電路之間的訊號傳遞，以提升顯示驅動系統的效能，在目前有越來越多的研究。然而，在傳統的系統電路板（Printed Circuit Board，PCB）的高速訊號傳遞設計中，例如針對連接器的走線阻抗設計，大多只考量理論的幾何特性。但實際上，連接器的訊號傳遞路徑除了走線之外，連接器當中還包括金屬接墊或是其他電子電路元件等。甚至，由於電路佈局的需要，連接器當中的走線可能會有彎折或是穿層的設計，導致有阻抗不連續的情況，使進一步影響訊號傳遞過程中訊號損耗的增加。或是在訊號傳遞路徑上其他電子電路元件擺放位置，導致與原有阻抗設計不同，並且造成在訊號傳遞路徑上具有不匹配、不連續的問題。因此，如何增加在訊號傳遞過程中走線的阻抗匹配，以及改善在訊號傳遞路徑上阻抗不連續的問題，是目前重要的課題。

本發明提供一種顯示驅動系統，可有效增加訊號傳遞路徑上的阻抗匹配，以及降低訊號傳遞路徑上阻抗不連續的情況。

本發明的一種顯示驅動系統包括時序控制器、源極驅動器、連接器以及訊號走線結構。時序控制電路用以提供時脈訊號。源極驅動電路用以接收時脈訊號。連接器耦接至時序控制電路以及源極驅動電路。連接器用以傳輸時脈訊號。訊號走線結構用以配置在時序控制電路、源極驅動電路以及連接器的至少其中之一當中。訊號走線結構包括第一訊號走線層以及第二訊號走線層。第一訊號走線層包括金屬層。第二訊號走線層配置在第一訊號走線層之上。第二訊號走線層包括走線。金屬層與走線分隔一距離，並且走線在第一訊走線層上具有投影寬度。走線的投影寬度以及金屬層與走線分隔的距離依據預定條件來決定。

在本發明的一實施例中，上述的預定條件為走線在第一訊號走線層當中的投影寬度大於金屬層與走線分隔的距離。

在本發明的一實施例中，上述的第二訊號走線層更包括金屬接墊。金屬接墊在第一訊號走線層上的投影寬度為小於或等於走線在第一訊號走線層上的投影寬度的兩倍。

在本發明的一實施例中，上述上述在該第一訊號走線層的金屬接墊的投影位置當中包括金屬層。

在本發明的一實施例中，上述的第二訊號走線層更包括金屬接墊。金屬接墊在第一訊號走線層上的投影寬度為大於走線在第一訊號走線層上的投影寬度的兩倍。

在本發明的一實施例中，上述上述在該第一訊號走線層的金屬接墊的投影位置當中不包括金屬層。

在本發明的一實施例中，上述的金屬層為參考層。金屬層耦接至接地電壓。

在本發明的一實施例中，上述的時序控制電路、源極驅動電路以及連接器的訊號傳遞路徑包括訊號走線結構，並且訊號傳遞路徑的阻抗匹配依據訊號走線結構來決定。

在本發明的一實施例中，上述的時脈訊號的訊號傳遞效率依據訊號傳遞路徑的阻抗匹配來決定。

在本發明的一實施例中，上述的連接器具有預定的差動特性阻抗值實質上介於85歐姆至100歐姆之間。

在本發明的一實施例中，上述的金屬層與走線的材料為銅。

在本發明的一實施例中，上述的金屬層與走線之間藉由介質材料分隔開來。

基於上述，時序控制電路、源極驅動電路以及連接器可依據預定條件來決定走線的在第一訊號走線層上的投影寬度以及第一訊號走線層以及第二訊號走線層之間分隔的距離，可有效增加在時序控制電路、源極驅動電路以及連接器訊號當中的傳遞路徑上的阻抗匹配，並且有效的解決訊號在傳遞過程中的阻抗匹配不連續的問題。

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。

在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接」一詞可以指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述金屬層耦接至接地電壓，則應該被解釋成金屬層可以直接連接於接地電壓，或者金屬層可以透過其他裝置、導線或某種連接手段而間接地連接至接地電壓。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。

圖1繪示本發明一實施例之顯示驅動系統的方塊圖，請參考圖1。顯示驅動系統10包括時序控制電路11、源極驅動電路12以及連接器13。時序控制電路11用以提供時脈訊號TS。源極驅動電路12用以接收時脈訊號TS。連接器13耦接至時序控制電路11以及源極驅動電路12之間。連接器13用以傳輸時脈訊號TS。在本實施例中，顯示驅動系統10更包括訊號走線結構，並且配置在時序控制電路、該源極驅動電路以及該連接器的至少其中之一當中。

具體來說，時序控制電路11、源極驅動電路12以及連接器13可分別包括多個金屬層、走線以及金屬接墊。在本發明一實施例中，顯示驅動系統10可藉由設計關於金屬層、走線以及金屬接墊的訊號走線結構，藉此改善在時序控制電路11、源極驅動電路12以及連接器13當中的訊號傳遞過程所產生阻抗不連續的問題。也就是說，顯示驅動系統10可透過設計走線的走線結構以及金屬層與走線之間的結構參數，以提升訊號傳遞效率。

舉例來說，圖2繪示本發明一實施例之訊號走線結構的概要示意圖，請參考圖2。本實施例的訊號走線結構200可用於耦接在時序控制電路以及源極驅動電路之間。訊號走線結構200包括第一訊號走線層210以及第二訊號走線層220。第一訊號走線層210包括金屬層211。第二訊走線層220配置在第一訊號走線層210之上，並且第二訊號走線層220包括走線221。金屬層211與走線221分隔一距離H。走線221在第一訊號走線層210上具有投影寬度W1。在本實施例中，走線221的投影寬度W1以及金屬層211與走線221分隔的距離H可以依據預定條件來決定。

在本實施例中，訊號走線結構200可以為兩層板結構的印刷電路板（Printed Circuit Board，PCB），並且配置在顯示驅動系統中，用於電子電路元件之間的訊號傳遞。特別是，訊號走線結構200可以用於高速訊號傳輸，因此訊號走線結構200可以設計具有預定的差動特性阻抗可以實質上選自介於85歐姆至100歐姆之間。但本發明不限於此，訊號走線結構200的差動特性阻抗可以依據使用者需求或是產品規格來設計。

此外，金屬層211可以作為電壓參考層，並且耦接至接地電壓。金屬層211與走線221的材料可為金屬導電材質，例如是銅，其中走線221可以用於傳遞電子訊號。此外，金屬層211與走線221之間可以藉由介質材料來分隔開來，其中介質材料可以例如是玻璃纖維、不織物料、樹脂纖維等，或上述之組合，但本發明並不加以限制。

具體來說，為了增加走線221在訊號傳輸過程中的阻抗匹配，走線221的投影寬度W1以及金屬層211與走線221分隔的距離H可以依據預定條件來決定。在本實施例中，預定條件可以是走線221在第一訊號走線層210上的投影寬度W1是大於金屬層211與走線221分隔的距離H。

值得注意的是，在本實施例中，金屬層211與走線221分隔的距離H是指從金屬層211靠近走線221的一側到走線221靠近金屬層211的一側。換句話說，距離H是指金屬層211與走線221之間的間隔距離。此外，走線221以及金屬層211的厚度不限於圖1所示，在本實施例中，走線221以及金屬層211的厚度可以依據使用者需求是產品規格進行設計，本發明並不加以限制。

圖3繪示本發明另一實施例之訊號走線結構的概要示意圖，請參考圖3。本實施例之訊號走線結構300包括第一訊號走線層310以及第二訊號走線層320。第一訊號走線層310包括金屬層311。第二訊走線層320配置在第一訊號走線層310之上，並且第二訊號走線層320包括走線321以及金屬接墊322。金屬層311與走線321分隔一距離H’。走線321在第一訊號走線層310上具有投影寬度W1’，並且金屬接墊322在第一訊號走線層310上具有投影寬度W2’。

值得注意的是，本實施例的訊號走線結構300與圖2實施例的差別在於，本實施例的走線321在第一訊號走線層310上的投影寬度W1’為大於金屬層311與走線321分隔的距離H’。並且，在滿足上述條件的情況下，可以進一步針對走線321在第一訊號走線層310上的線寬進行設計，並藉由調整走線以及金屬接墊之間的線寬關係，以使訊號走線結構300維持於預定的差動特性阻抗值。在本實施例中，走線321、金屬接墊322以及金屬層311的厚度可以依據使用者需求是產品規格進行設計，本發明並不加以限制。

具體來說，為了改善走線321以及金屬接墊322在訊號傳遞過程中發生阻抗不連續的情況，走線321以及金屬接墊322在第一訊號走線層310上的投影寬度W1’以及投影寬度W2’可以依據預定條件來決定。在本實施例中，預定條件可以是藉由設計走線321的線寬大小，以使走線321在第一訊號走線層310上的投影寬度W1’大於距離H’，並且金屬接墊322在第一訊號走線層310上的投影寬度W2’為小於或等於走線321的投影寬度W1’的兩倍。也就是說，在本實施例中，當訊號經由金屬接墊322傳遞至走線321或是走線321傳遞至金屬接墊322時，將由於金屬接墊322的線寬為小於或等於走線321的線寬的兩倍，藉此減少走線321以及金屬接墊322之間的阻抗差異，使改善走線321與金屬接墊322之間的阻抗不連續的問題。其中，關於上述的線寬是指走線321以及金屬接墊322在第一訊號走線層310上的投影寬度，並且本實施例在第一訊號走線層310的金屬接墊322的投影位置當中包括有對應的金屬層311。

另外，關於本實施例的訊號走線結構300的走線、金屬層的相關尺寸特徵、材料特性、訊號傳遞手段等可以由上述圖1實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

圖4繪示本發明又一實施例之訊號走線結構的概要示意圖，請參考圖4。本實施例之訊號走線結構400包括第一訊號走線層410以及第二訊號走線層420。第一訊號走線層410包括金屬層411。第二訊走線層420配置在第一訊號走線層410之上，並且第二訊號走線層420包括走線421以及金屬接墊422。金屬層411與走線421分隔一距離H”。走線421在第一訊號走線層410上具有投影寬度W1”，並且金屬接墊422在第一訊號走線層410上具有投影寬度W2”。

值得注意的是，本實施例的訊號走線結構400與圖3實施例的差別在於，本實施例的走線421在第一訊號走線層410上的投影寬度W1”為大於金屬層411與走線421分隔的距離H”，且金屬接墊422在第一訊號走線層410上的投影寬度W2”大於走線421在第一訊號走線層410上的投影寬度W1”的兩倍。並且，在滿足上述條件的情況下，訊號走線結構400可以進一步配置在第一訊號走線層410的金屬接墊422的投影位置當中不包括金屬層。

在本實施例中，圖4僅用於表示在第一訊號走線層410的金屬接墊422的投影位置當中不包括金屬層，但是在第一訊號走線層410上不包括金屬層的範圍不限於圖4所示。在本實施例中，金屬接墊422在第一訊號走線層410上的投影位置不包括金屬層的範圍可以實質上等於金屬接墊422投影到第一訊號走線層410上的投影範圍。而在另一實施例中，金屬接墊422在第一訊號走線層410上的投影位置不包括金屬層的範圍也可以大於金屬接墊422投影到第一訊號走線層410上的投影範圍。

具體來說，為了改善走線421以及金屬接墊422在訊號傳遞過程中發生阻抗不連續的情況，走線421以及金屬接墊422在第一訊號走線層410上的投影寬度W1”以及投影寬度W2”可以依據預定條件來決定。在本實施例中，預定條件可以是藉由設計走線421的線寬大小，以使走線421在第一訊號走線層410上的投影寬度W1”大於距離H”，並且金屬接墊422在第一訊號走線層410上的投影寬度W2”為大於走線421的投影寬度W1”的兩倍。並且，除了滿足上述條件，在第一訊號走線層410當中的金屬接墊422的投影位置將不包括金屬層411。也就是說，在本實施例中，當滿足上述線寬條件時，藉由第一訊號走線層410在對應金屬接墊422的投影位置上將金屬層411挖除，使得在訊號傳遞過程中，可以更進一步改善走線421與金屬接墊422之間阻抗不連續的問題，並且使訊號走線結構400維持於預定的差動特性阻抗值。在另一方面，由於第一訊號走線層410對應在金屬接墊422的投影位置上不包括金屬層411，因此訊號走線結構400當中整體的金屬層411面積將相對減少，以節省金屬層411的佈置面積，使進一步達到具有節省製造成本的功效。

另外，關於本實施例的訊號走線結構430的走線、金屬接墊以及金屬層的相關尺寸特徵、材料特性、訊號傳遞手段等可以由上述圖1、2實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

舉例來說，圖5繪示本發明圖4實施例之走線、金屬接墊以及金屬層的配置示意圖，請參考圖4、圖5。在圖4的訊號走線結構400中，訊號走線結構400的走線421、金屬接墊422以及金屬層411的配置關係可以如圖5所示。在本實施例中，走線421耦接至金屬接墊422。走線421的線寬大於走線421與金屬層411之間分隔的距離，並且金屬接墊422的線寬大於兩倍的走線421的線寬，而在對應於金屬接墊422的投影位置當中不包括金屬層。

因此，依據上述走線、金屬接墊以及金屬層的配置，當訊號由走線421傳遞至金屬接墊422或是訊號由金屬接墊422傳遞至走線421時，走線421以及金屬接墊422耦接的接面由於阻抗差異所產生的入射損耗（Insertion loss）以及反射損耗（Return loss）可以獲得改善。

值得注意的是，圖5僅用於表示上述實施例的訊號走線結構的走線421、金屬接墊422以及金屬層411的配置關係以及條件，但本發明不限於此。在本發明一實施例當中，訊號走線結構當中還可以進一步包括其他電力電路元件、其他金屬層、通孔（Via）等配置，並且訊號走線結構也可以是四層、多層結構的設計等，本發明不加以限制。

以上各實施例是針對訊號走線結構進行範例說明，並且其訊號走線結構可以是配置在時序控制電路、源極驅動電路以及連接器的至少其中之一當中。也就是說，在顯示驅動系統的時序控制電路、源極驅動電路以及連接器當中的金屬層、走線以及金屬接墊的配置關係都可參酌上述各實施例對於訊號走線結構的設計、配置方式。

圖6繪示本發明一實施例之顯示驅動系統的概要示意圖，請參考圖6。顯示驅動系統60可以包括時序控制電路61、源極驅動電路(圖上未示)以及連接器63。在本實施例中，連接器63可以藉由金屬接墊622耦接至時序控制電路61，用以接收時序控制電路61提供的訊號，例如時脈訊號、控制訊號或是驅動訊號等。並且，連接器63可以透過走線621將訊號傳遞至其他金屬接墊622，再藉由各金屬接墊622將訊號傳遞至源極驅動電路。在本實施例中，顯示驅動系統60可以是用於驅動顯示面板，其中顯示面板可以包括有源極驅動器以及閘極驅動器的液晶顯示面板，但本發明並不加以限制。

另外，關於本實施例的訊號走線結構可以由上述圖1~5實施例之敘述中獲致足夠的教示、建議與實施說明，因此不再贅述。

值得注意的是，在本實施例中，顯示驅動系統60的時序控制電路61、源極驅動電路(圖上未示)以及連接器63所預定的差動特性阻抗值可以依據使用者需求是產品規格來設計。然而，不同的差動特性阻抗所對應的訊號傳遞路徑將有不同的阻抗匹配情況。舉例來說，時序控制電路61、源極驅動電路(圖上未示)以及連接器63預定的差動特性阻抗值可以是85歐姆或是100歐姆，而即使在相同的走線、金屬接墊以及金屬層的配置情況下，時序控制電路61、源極驅動電路(圖上未示)以及連接器63當中的走線以及金屬接墊之間阻抗不連續的情況將會因為差動特性阻抗值而有所不同。然而，即使在不同的差動特性阻抗值的情況下，仍然可以參酌上述圖1~5實施例所提供的訊號走線結構的實施方式，依據上述各實施例的走線、金屬接墊以及金屬層的配置關係，來增加訊號傳遞路徑當中的阻抗匹配，並且改善訊號傳遞路徑當中阻抗不連續的問題。換句話說，上述圖1~5實施例所提供的實施方式可以應用於不同差動特性阻抗值的設計標準。

綜上所述，在本發明的實施例中，顯示驅動系統可藉由時序控制電路、源極驅動電路以及連接器當中的金屬層、走線以及金屬接墊的訊號走線結構的配置關係，進而調整訊號在顯示驅動系統中的傳遞效率。在本發明實施例中，可以設計走線在第一訊號走線層上的投影寬度大於金屬層與走線分隔的距離，並且金屬接墊在第一訊號走線層上的投影寬度大於兩倍的走線在第一訊號走線層上的投影寬度。此外，在第一訊號走線層的金屬接墊的投影位置當中不包括金屬層。藉此，可增加走線在訊號傳遞的過程中的阻抗匹配，並且走線與金屬接墊在訊號傳遞過程中關於阻抗不連續的問題可以獲得改善，甚至可減少連接器的製造成本。因此，可進一步使得顯示驅動系統當中時序控制電路、源極驅動電路以及連接器之間的訊號傳遞效率可以獲得提升。

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。

10、60‧‧‧顯示驅動系統
11、61‧‧‧時序控制電路
12‧‧‧源極驅動電路
13、63‧‧‧連接器
200、300、400‧‧‧訊號走線結構
210、310、410‧‧‧第一訊號走線層
211、311、411‧‧‧金屬層
220、320、420‧‧‧第二訊號走線層
221、321、421、621‧‧‧走線
221、322、422、622‧‧‧金屬接墊
H、H’、H”‧‧‧距離
TS‧‧‧時脈訊號
W1、W1’、W1”、W2、W2’、W2”‧‧‧投影寬度

圖1繪示本發明一實施例之顯示驅動系統的方塊圖。圖2繪示本發明一實施例之訊號走線結構的概要示意圖。圖3繪示本發明另一實施例之訊號走線結構的概要示意圖。圖4繪示本發明又一實施例之訊號走線結構的概要示意圖。圖5繪示本發明圖4實施例之走線、金屬接墊以及金屬層的配置示意圖。圖6繪示本發明一實施例之顯示驅動系統的概要示意圖。

300‧‧‧訊號走線結構

310‧‧‧第一訊號走線層

311‧‧‧金屬層

320‧‧‧第二訊號走線層

321‧‧‧走線

322‧‧‧金屬接墊

H’‧‧‧距離

W1’、W2’‧‧‧投影寬度

Claims

一種顯示驅動系統，包括：一時序控制電路，用以提供一時脈訊號；一源極驅動電路，用以接收該時脈訊號；以及一連接器，耦接至該時序控制電路以及該源極驅動電路，用以傳輸該時脈訊號；以及一訊號走線結構，用以配置在該時序控制電路、該源極驅動電路以及該連接器的至少其中之一當中，其中該訊號走線結構包括：一第一訊號走線層，包括一金屬層；以及一第二訊號走線層，配置在該第一訊號走線層之上，並且包括一走線，其中，該金屬層與該走線分隔一距離，並且該走線在該第一訊號走線層上具有一投影寬度，該走線的該投影寬度以及該金屬層與該走線分隔的該距離依據一預定條件來決定。
如申請專利範圍第1項的顯示驅動系統，其中該預定條件為該走線在該第一訊號走線層當中的該投影寬度大於該金屬層與該走線分隔的該距離。
如申請專利範圍第2項的顯示驅動系統，其中該第二訊號走線層更包括一金屬接墊，該金屬接墊在該第一訊號走線層上的一投影寬度為小於或等於該走線在該第一訊號走線層上的該投影寬度的兩倍。
如申請專利範圍第3項的顯示驅動系統，其中在該第一訊號走線層的該金屬接墊的一投影位置當中包括該金屬層。
如申請專利範圍第2項的顯示驅動系統，其中該第二訊號走線層更包括一金屬接墊，該金屬接墊在該第一訊號走線層上的一投影寬度為大於該走線在該第一訊號走線層上的該投影寬度的兩倍。
如申請專利範圍第5項的顯示驅動系統，其中在該第一訊號走線層的該金屬接墊的一投影位置當中不包括該金屬層。
如申請專利範圍第1項的顯示驅動系統，其中該金屬層為一參考層，並且該金屬層耦接至一接地電壓。
如申請專利範圍第1項的顯示驅動系統，其中該時序控制電路、該源極驅動電路以及該連接器的至少其中之一的一訊號傳遞路徑包括該訊號走線結構，並且該訊號傳遞路徑的一阻抗匹配依據該訊號走線結構來決定。
如申請專利範圍第8項的顯示驅動系統，其中該時脈訊號的訊號傳遞效率依據該訊號傳遞路徑的該阻抗匹配來決定。
如申請專利範圍第8項的顯示驅動系統，其中該連接器具有一預定的差動特性阻抗值實質上介於85歐姆至100歐姆之間。
如申請專利範圍第1項的顯示驅動系統，其中該金屬層與該走線的材料為銅。
如申請專利範圍第1項的顯示驅動系統，其中該金屬層與該走線之間藉由一介質材料分隔開來。