液晶顯示裝置及其能帶隙參考電壓電路的製作方法
2023-08-10 05:31:06 2
專利名稱：液晶顯示裝置及其能帶隙參考電壓電路的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種液晶顯示裝置及其能帶隙參考電壓電路，更詳細地說，
是關於一種具有系統面板(System on Glass; SOG)的液晶顯示裝置及用於所 述的系統面板的能帶隙參考電壓電路。
背景技術：
近年來，平面顯示器的發展越來越迅速，已經逐漸取代傳統的陰極射線 管顯示器。現今的平面顯示器主要有下列幾種有機發光二極體顯示器 (Organic Light-Emitting Diodes Display; OLED)、等離子顯不器(Plasma Display Panel; PDP)、液晶顯示器(Liquid Crystal Display; LCD)、以及場發射顯示器 (Field Emission Display; FED)等。其中液晶顯示器更由於其低耗電量、輕薄 以及高解析度等優點，己然成為現今消費性顯示器的主流。
一般液晶顯示器包含為數不少的驅動電路及控制電路，這些驅動電路及 控制電路皆需要固定的參考電壓，以維持其正常運作。倘若這些電路沒有固 定的參考電壓來維持其正常運作，將會導致液晶顯示器的誤動作或是無法正 常顯示影像。而在現有的集成電路技術當中，能夠形成固定參考電壓的電路 的種類相當多。當液晶顯示器開機之後，其內部溫度的變化相當大，因此具 有對溫度不敏感的特性的能帶隙參考(bandgap reference; BGR)電壓即成為 液晶顯示器中各種驅動電路及控制電路所需要的參考電壓的重要來源。
如圖1所示， 一般的能帶隙參考電壓電路1包含一電流鏡(currentmirror) 組ll、 一二極體組13、 一第一電阻15、 一第二電阻17、 一電源供應端VDD、 一接地端Vss以及一參考電壓接點VreF。電流鏡組11包含複數個電晶體110、 111、 112、 113、 114。電晶體110、 111、 112組成一電流鏡，而電晶體113、
114則組成另一電流鏡，前述電流鏡組11所包含的電流鏡互相搭配用以產生
相同的固定電流Ila、 I,b及Ile。 二極體組13包含複數個以二極體形式連接的 雙載子接面電晶體(Bipolar Junction Transistor; BJT) 131、 132、 133。當固 定電流Ila、 I,b及Ik流經第一電阻15、第二電阻17以及二極體組13的雙載 子接面電晶體131、 132、 133時，即可於參考電壓接點vref產生一不受溫度 變化影響的能帶隙參考電壓。
而另一種形式的能帶隙參考電壓電路2則如圖2所繪示，其包含複數個 電晶體21、 22、運算放大器(Operational Amplifier; OP AMP) 23、 二極體組 24、第一電阻25、第二電阻26、第三電阻27、電源供應端VDD、接地端Vss 以及參考電壓接點Vref。電晶體21、 22、運算放大器23、第一電阻25及一 第二電阻26用以互相搭配來產生相同的固定電流I^及l2b。相同地，二極體 組24包含複數個以二極體形式連接的雙載子接面電晶體241、 242。當固定電 流123及121)流經第三電阻27以及二極體組24的雙載子接面電晶體241、 242
時，亦可於參考電壓接點V^f產生一不受溫度變化影響的能帶隙參考電壓。
而為了將液晶顯示器體積更加地小型化，製造廠商發展了稱為系統面板 的製造技術，即將原本獨立的驅動及控制等電路直接製作於顯示面板之上， 以節省空間以及必須另外製作驅動電路與控制電路的成本。現有使用於前述 驅動電路及控制電路的能帶隙參考電壓電路皆使用以二極體形式連接的雙載 子接面電晶體以及複數個固定電流來產生能帶隙參考電壓。其中，由於雙載 子接面電晶體的特性所致，使得雙載子接面電晶體無法以現有製造工藝製作 於玻璃基板上，因此，具有雙載子接面電晶體的能帶隙參考電壓電路將無法 使用於以系統面板製造工藝製造的液晶顯示器。
有鑑於此，能夠製作一種適用於玻璃基板上，並能提供對溫度不敏感的 能帶隙參考電壓的參考電壓產生電路為此一業界亟待解決的問題。
發明內容
基於前述現有技術所面臨的問題，本發明的主要目的在於提供一種包含 系統面板以及製作於所述的系統面板上的能帶隙參考電壓電路的液晶顯示裝 置。所述的能帶隙參考電壓電路用以產生一能帶隙參考電壓，其包含一第一 電源供應端、 一第二電源供應端、 一電流鏡組以及一二極體組。所述的電流 鏡組耦接至所述的第一電源供應端，用以產生複數個固定電流。所述的二極 管組耦接至所述的電流鏡組及所述的第二電源供應端，由複數個以二極體形
式連接的薄膜電晶體(Thin Film Transistors; TFT)組成，並根據所述的這些 固定電流產生所述的能帶隙參考電壓。
為了使能帶隙參考電壓電路能夠被製作於系統面板上，本發明以薄膜晶 體管取代現有技術的雙載子接面電晶體部分。由於薄膜電晶體的電路特性與 雙載子接面電晶體的電路特性極為相近，因此解決了具有雙載子接面電晶體 的能帶隙參考電壓電路不能製作於系統面板上的問題。如此一來，本發明的 具有薄膜電晶體的能帶隙參考電壓電路不僅能提供對溫度不敏感的能帶隙參 考電壓，並能夠被製作於系統面板上，以達成液晶顯示裝置體積小型化的優 點。
在參閱附圖及隨後描述的實施方式後，此技術領域具有通常知識者便可 了解本發明的其他目的，以及本發明的技術手段及實施態樣。
圖1為現有能帶隙參考電壓電路的示意圖2為現有另一種能帶隙參考電壓電路的示意圖3為本發明的第一實施例的示意圖4為本發明的第二實施例的示意圖；以及
圖5為本發明的第三實施例的示意圖。
附圖標號
1:能帶隙參考電壓電路11:電流鏡組
13: 二極體組15:第一電阻
17:第二電阻110:電晶體
111:電晶體112:電晶體
113:電晶體114:電晶體
131:雙載子接面電晶體132:雙載子接面電晶體
133:雙載子接面電晶體Ila:固定電流
Ilb:固定電流Ile:固定電流
2:能帶隙參考電壓電路21:電晶體
22:電晶體23:運算放大器
24: 二極體組25:第一電阻
26:第二電阻27:第三電阻
241:雙載子接面電晶體242:雙載子接面電晶體
I2a:固定電流I2b:固定電流
3:能帶隙參考電壓電路31:電流鏡組
33: 二極體組35:第一電阻
37:第二電阻310:電晶體
311:電晶體312:電晶體
313:電晶體314:電晶體
331: N型薄膜電晶體332: N型薄膜電晶體
333: N型薄膜電晶體I3a:固定電流
I3b:固定電流I3c:固定電流
331a、 332a、 332a:漏極33lb、 332b、 332b:源極
331c、 332c、 332c:柵極4:能帶隙參考電壓電路
41: 二極體組411: P型薄膜電晶體412: P型薄膜電晶體413: P型薄膜電晶體
411a、 412a、 412a:源極41 lb、 412b、 412b:漏極
411c、 412c、 412c:柵極5:能帶隙參考電壓電路
51:電晶體52:電晶體
53:運算放大器54: 二極體組
55:第一電阻56:第二電阻
57:第三電阻541: N型薄膜電晶體
542: N型薄膜電晶體541a、 542a:漏極
541b、 542b:源極541c、 542c:柵極
I5a:固定電流I5b:固定電流
VDD:電源供應端vss:接地端
VreF:參考電壓接點
具體實施例方式
以下將通過數個實施例來解釋本發明內容，其皆關於一種液晶顯示裝置 及其能帶隙參考電壓電路，通過其電路及元件特性以產生一穩定且對溫度不 敏感的參考電壓。然而，本發明的實施例並非用以限制本發明需在如實施例 所述的任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。因此，關於實施例的說 明僅為闡釋本發明的目的，而非用以限制本發明。需說明，以下實施例及圖
中，與本發明非直接相關的元件已省略而未繪示；且為求容易了解起見，各 元件間的尺寸關乃以稍誇大的比例繪示出。
如圖3所示，本發明的第一實施例為一種製作於液晶顯示裝置的系統面
板上的能帶隙參考電壓電路3，其包含一電流鏡組3K —二極體組33、 一第 一電阻35、 一第二電阻37、第一電源供應端、第二電源供應端以及一參考電 壓接點VreF，在本實施例中，第一電源供應端例如是電源供應端VDD、第二
電源供應端例如是接地端Vss。電源供應端VDD用以提供一穩定直流電源。電 流鏡組31包含複數個電晶體310、 311、 312、 313、 314。電晶體310、 311、 312組成一第一電流鏡，而電晶體313、 314則組成一第二電流鏡。第一電流 鏡的電晶體310、 311、 312分別與電源供應端VDD耦接，而電晶體310、 311 亦分別與第二電流鏡的電晶體313、 314耦接。藉由電流鏡的電路特性，電流
鏡組31可產生複數個固定且相同的電流l3a、 1313及13。。本實施例的電流鏡組
31包含二個電流鏡，其中本發明並不限制電流鏡的數目，即電流鏡組31可僅 包含一個電流鏡或是包含二個以上的電流鏡，並不被限制於此實施例所描述 的二個電流鏡。所屬技術領域具有通常知識者亦可使用其它數目的電流鏡以 達到本發明的目的，故在此不再贅述。
而二極體組33由複數個以二極體形式連接的薄膜電晶體組成，即電路特 性與二極體類似的薄膜電晶體。二極體組33耦接至電流鏡組31及接地端Vss，
並根據電流鏡組31所產生的固定且相同的電流l3a、 I化及l3c、第一電阻35及
第二電阻37於參考電壓接點VREF產生一能帶隙參考電壓。
更詳細地說，圖3所繪示的二極體組33皆由N型薄膜電晶體組成，其包 含複數個N型薄膜電晶體331、332及333。N型薄膜電晶體331包含柵極331c、 漏極331a及源極331b; N型薄膜電晶體332包含柵極332c、漏極332a及源 極332b;而N型薄膜電晶體333包含柵極333c、漏極333a及源極333b。為 使二極體組33中各N型薄膜電晶體形成二極體連接，薄膜電晶體331、 332 及333的各柵極331c、 332c、 333c分別耦接至薄膜電晶體331、 332及333 的各漏極331a、 332a、 333a。而薄膜電晶體331、 332及333的各源極331b、 332b、 333b則耦接至接地端Vss。薄膜電晶體331、 332及333的各漏極331a、 332a、 333a接收來自電流鏡組31產生的固定且相同電流l3a、 I化及I3c。並搭 配第一電阻35及第二電阻37於參考電壓接點VREF產生能帶隙參考電壓。
所述，為了獲得穩定的參考電壓，能帶隙參考電壓電路3提供電流 鏡組31與二極體組33以形成一偏壓電路，且由於薄膜電晶體的電流對電壓 特性，二極體組33的薄膜電晶體得以根據電流鏡組31所產生的固定且相同
電流133、 I兆及13e於參考電壓接點vref產生對溫度不敏感、穩定的能帶隙參 考電壓。
如圖4所示，本發明的第二實施例為另一種製作於液晶顯示裝置的系統 面板上的能帶隙參考電壓電路4，其包含電流鏡組31、 二極體組41、第一電
阻35、第二電阻37、電源供應端VDD、接地端Vss以及參考電壓接點Vref。
這些元件的詳細功能及連結關係如同第一實施例所述，故在此不贅述。本實
施例與第一實施例的相異處在於能帶隙參考電壓電路4的二極體組41中，其
內部以二極體形式連接的電晶體皆為p型薄膜電晶體，其包含複數個p型薄
膜電晶體411、 412及413。 P型薄膜電晶體411包含柵極411c、源極411a及 漏極411b; P型薄膜電晶體412包含柵極412c、源極412a及漏極412b;而P 型薄膜電晶體413包含柵極413c、源極413a及漏極413b。為使二極體組41 中各P型薄膜電晶體形成二極體連接，薄膜電晶體411、 412及413的各柵極 411c、412c、413c分別耦接至薄膜電晶體411、412及413的各漏極41 lb、412b、 413b，且薄膜電晶體411、 412及413的各漏極411b、 412b、 413b耦接至接 地端Vss。薄膜電晶體411、 412及413的各源極411a、 412a、 413a接收來自
電流鏡組31產生的固定且相同電流l3a、 I兆及l3e。並搭配第一電阻35及第二
電阻37於參考電壓接點vref產生能帶隙參考電壓。
除了前段所述的功能，第二實施例亦能執行第一實施例所描述的各種操 作及功能，所屬技術領域具有通常知識者可經由第一實施例直接了解第二實 施例如何執行此等操作及功能。故在此不再贅述。
前段所述的第一及第二實施例的電流鏡組內部的所有電晶體，其皆可為 場效電晶體(Field-Effect Transistor; FET)、薄膜電晶體、亦或者是以場效 電晶體搭配薄膜電晶體的方式來組成電流鏡組，並不限於以皆為薄膜電晶體 的方式來組成電流鏡組。
如圖5所示，本發明的第三實施例為再一種製作於液晶顯示裝置的系統 面板上的能帶隙參考電壓電路5，其包含複數個電晶體51、 52、運算放大器
53、 二極體組54、第一電阻55、第二電阻56、第三電阻57、電源供應端VDD、 接地端Vss以及參考電壓接點vref。電晶體51、 52、運算放大器53、第一電 阻55及一第二電阻56用以互相搭配來產生相同的固定電流I&及I5b。
同樣地，二極體組54由複數個以二極體形式連接的薄膜電晶體組成，即 電路特性與二極體類似的薄膜電晶體。二極體組54耦接至運算放大器53及 接地端Vss，並根據運算放大器53所產生的固定且相同的電流153及I化及第 三電阻57於參考電壓接點vref產生一能帶隙參考電壓。
更詳細地說，圖5所繪示的二極體組54皆由N型薄膜電晶體組成，其包 含複數個N型薄膜電晶體541及542。 N型薄膜電晶體541包含柵極541c、 漏極541a及源極541b;而N型薄膜電晶體542包含柵極542c、漏極542a及 源極542b。為使二極體組54中各N型薄膜電晶體形成二極體連接，薄膜晶 體管541及542的各柵極541c、 542c分別耦接至薄膜電晶體541及542的各 漏極541a、 542a。而薄膜電晶體541及542的各源極541b、 542b則耦接至接 地端Vss。薄膜電晶體541及542的各漏極541a、 542a接收來自運算放大器 53產生的固定且相同電流I&及I5b。並搭配第三電阻57於參考電壓接點Vref 產生能帶隙參考電壓。
綜上所述，本發明利用電流鏡組及以二極體形式連接的薄膜電晶體組成 一可完全製作於系統面板上的能帶隙參考電壓電路，以產生對溫度不敏感的 能帶隙參考電壓。進一步解決了現有技術所使用的雙載子接面電晶體難以制 作於玻璃基板上的問題，以達成本發明的可用於系統面板上且能產生對溫度 不敏感的能帶隙參考電壓的電路。
上述的實施例僅用來例舉本發明的實施態樣，以及闡釋本發明的技術特 徵，並非用來限制本發明的範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成的改變或均 等性的安排均屬於本發明所主張的範圍，本發明的權利範圍應以權利要求書 的範圍為準。
權利要求
1.一種用於系統面板的能帶隙參考電壓電路，其特徵在於，所述的能帶隙參考電壓電路包含一第一電源供應端；一第二電源供應端；一電流鏡組，耦接至所述的第一電源供應端，用以產生複數個固定電流；以及一二極體組，耦接至所述的電流鏡組及所述的第二電源供應端，由複數個以二極體形式連接的薄膜電晶體組成，並根據所述的這些固定電流產生一能帶隙參考電壓。
2. 如權利要求1所述的能帶隙參考電壓電路，其特徵在於，其中所述的 能帶隙參考電壓電路的電流鏡組由複數個電流鏡組成，且所述的這些電流鏡 其中之一由複數個薄膜電晶體組成。
3. 如權利要求1所述的能帶隙參考電壓電路，其特徵在於，其中所述的 電流鏡組為一運算放大器，用以產生所述的這些固定電流。
4. 如權利要求1所述的能帶隙參考電壓電路，其特徵在於，其中所述的 二極體組的所述的這些薄膜電晶體為N型薄膜電晶體。
5. 如權利要求1所述的能帶隙參考電壓電路，其特徵在於，其中所述的 二極體組的所述的這些薄膜電晶體為P型膜電晶體。
6. —種液晶顯示裝置，其特徵在於，所述的液晶顯示裝置包含 一系統面板；以及一能帶隙參考電壓電路，製作於所述的系統面板上，用以產生一能帶隙 參考電壓，具有一第一電源供應端； 一第二電源供應端；一電流鏡組，耦接至所述的第一電源供應端，用以產生複數個固定電流； 以及一二極體組，耦接至所述的電流鏡組及所述的第二電源供應端，由複數 個以二極體形式連接的薄膜電晶體組成，並根據所述的這些固定電流產生所 述的能帶隙參考電壓。
7. 如權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，其中所述的能帶隙 參考電壓電路的電流鏡組由複數個電流鏡組成，其中所述的這些電流鏡其中 之一由複數個薄膜電晶體組成。
8. 如權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，其中所述的能帶隙 參考電壓電路的電流鏡組為一運算放大器，用以產生所述的這些固定電流。
9. 如權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，其中所述的能帶隙 參考電壓電路的二極體組的所述的這些薄膜電晶體為N型薄膜電晶體。
10. 如權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，其中所述的能帶隙 參考電壓電路的二極體組的所述的這些薄膜電晶體為P型膜電晶體。
全文摘要
本發明是關於一種液晶顯示裝置及其能帶隙參考電壓電路，所述的這種液晶顯示裝置包含一系統面板及一能帶隙參考電壓電路，所述的能帶隙參考電壓電路製作於所述的系統面板上，其包含一電流鏡組及一二極體組；電流鏡組用以產生複數個固定電流；二極體組由複數個以二極體形式連接的薄膜電晶體組成，並根據所述的這些固定電流產生一能帶隙參考電壓。本發明的具有薄膜電晶體的能帶隙參考電壓電路不僅能提供對溫度不敏感的能帶隙參考電壓，並能夠被製作於系統面板上，以達成液晶顯示裝置體積小型化的優點。
文檔編號G09G3/36GK101197124SQ200810002058
公開日2008年6月11日 申請日期2008年1月9日 優先權日2008年1月9日
發明者冉曉雯, 柯明道, 陸亭州 申請人:友達光電股份有限公司