柵極驅動器及顯示面板的製作方法
2023-05-08 10:37:26
專利名稱：柵極驅動器及顯示面板的製作方法
技術領域：
本發明有關於一種柵極驅動器(gate driver),特別是有關於一種應用於顯 示面板的柵極驅動器。
背景技術：
由於顯像管具有畫質優良和價格低廉的特點，故一直被採用為電視和電 腦的顯示器。隨著科技的進步，陸續開發出新的平面顯示器。平面顯示器的 主要優點在於，當具有大尺寸的顯示面板時，平面顯示器的總體積並不會因 此而有顯著的改變。 一般而言，平面顯示器包含，液晶顯示器(liquid crystal display; LCD)、等離子顯示器(plasma display panel; PDP)、場致發射顯示器 (field emission display; FED)以及電致發光顯示器(electroluminescent display; EL)。
液晶顯示器的反轉方式包括，幀反轉(frame inversion)、線反轉(line inversion)、歹ll反哞爭(column inversion)以及點反專爭(dot inversion)。為了4吏液晶顯 示器呈現影像，液晶顯示器具有一柵極驅動器，其接收電壓VDD、 vss、 VGH 以及Vee,並產生掃描信號給像素單元。
圖IA為電壓VDD、 VSS、 Vgh以及VEE的時序圖。
一般而言，電壓VEE
比電壓VGH更早被活化(assert)。然而，若電壓VGH比電壓VEE早活化時(如圖 IB所示)，則柵極驅動器將產生不正確的掃描信號給像素單元。
發明內容
本發明提供一種柵極驅動器，包括一移位寄存器、 一電平轉換器、 一輸 出緩衝器以及一處理單元。移位寄存器產生一移位信號。電平轉換器根據一 第一操作電壓、 一第二操作電壓以及移位信號，產生一電平信號。輸出緩衝 器根據電平信號，提供一掃描信號。當第一操作電壓等於一第一預設值，並 且第二操作電壓大於一第二預設值，處理單元使電平信號隨著第二操作電壓 而變化。第二預設值小於第一預設值。本發明還提供一種顯示面板，包括一柵極驅動器、 一源極驅動器以及一 顯示區。柵極驅動器提供至少一掃描信號給至少一柵極電極，並包括一移位 寄存器、 一電平轉換器、 一輸出緩沖器以及一處理單元。移位寄存器產生一 移位信號。電平轉換器根據一第一操作電壓、 一第二操作電壓以及移位信號， 產生一電平信號。輸出緩沖器根據電平信號，提供掃描信號。當第一操作電 壓等於一第一預設值，並且第二操作電壓大於一第二預設值，處理單元使電 平信號隨著第二操作電壓而變化。第二預設值小於第一預設值。源極驅動器 提供至少一數據信號給至少一源極電極。顯示區根據掃描信號，接收數據信 號，並根據數據信號呈現畫面。
圖1A、圖1B為電壓VDD、 Vss、 VGH以及VEE的時序圖。 圖2為本發明的顯示面板的示意圖。
圖3為本發明的柵極驅動器的一可能實施例。 圖4為本發明的處理單元的一可能實施例。 圖5為相M及驅動器的另一可能實施例。 圖6為處理單元的另一可能實施例。
主要元件符號說明
200:顯示面氺反； 210:柵極驅動器； 220:源極驅動器； 230:顯示區；
Pi廣P面像素單元； G廣Gn: 4冊4及電才及； S, Sm:源沖及電沖及；
310、510移位寄存器
320、520電平轉換器
330、530輸出緩沖器
340、540處理單元；
350、550轉換單元；331、 531: P型電晶體；
332、 422、 532: N型電晶體; 351、 352、 421:反相器； 410、 620:比4交才莫塊；
420:開關模塊； 610:重置模塊； 630:邏輯模塊。
具體實施例方式
為讓本發明的上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉 出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下
圖2為本發明的顯示面板的示意圖。如圖所示，顯示面板200包括一 柵極驅動器(gate driver)210、 一源極驅動器(source driver)220以及一顯示區 230。柵極驅動器210提供至少一掃描信號給至少一柵極電極。源極驅動器 220提供至少一數據信號給至少一源極電極。顯示區230根據掃描信號接收 數據信號，並根據數據信號而呈現相對應的畫面。在本實施例中，顯示區230 具有像素單元Pu Pmn。像素(pixel)單元P,廣P咖通過柵極電極G廣G。以及源極 電極S廣Sm，接收掃描信號以及數據信號。
圖3為本發明的柵極驅動器的一可能實施例。如圖所示，柵極驅動器210 包括 一移位寄存器310、 一電平轉換器(level shifter)320、 一輸出緩沖器(output buffer)330、 一處理單元340以及一轉換單元350。
移位寄存器310具有多個移位寄存胞(未顯示)。每一移位寄存胞可提供一 移位信號，因此，移位寄存器310可提供多個移位信號。由於移位寄存器為 本領域人士所深知，故不再贅述。另外，為了方便說明，以下僅以單一移位 信號為例。
電平轉換器320根據操作電壓VGH、 Vee以及移位信號Ssr，提供電平信 號Sls。在本實施例中，電平轉換器320轉換移位信號SsR的電平，以產生電 平信號Su。舉例而言，當移位信號SsR為高電平(如3.3V)時，經過電平轉換 器320轉換後，電平信號S"約為操作電壓Vgh(如20V)。當移位信號SsR為 低電平(如OV)時，經過電平轉換器320轉換後，電平信號SLs為操作電壓 V現(如-5V)。在本實施例中，電平轉換器320可具有多個電平轉換胞(未顯示)。所述電平轉換胞一對一地接收移位寄存器310的移位寄存胞所產生的移位信 號，用以產生多個電平信號。為方便說明，以下僅以單一電平信號為例。
輸出緩沖器330根據電平信號S^提供掃描信號Ss。如圖3所示，輸出 緩衝器330僅具有單一級。在其實施例中，輸出緩衝器330可具有多級。在 本實施例中，輸出緩衝器330具有P型電晶體331及N型電晶體332。 P型 電晶體331與N型電晶體332串聯於操作電壓Vgh與V現之間。當操作電壓
vgh等於一第一預設值，並且操作電壓vee大於一第二預設值時，處理單元
340控制輸出緩衝器330，使得N型電晶體332被導通。因此，掃描信號Ss
約等於電壓vee。
如圖3所示，轉換單元350耦接於處理單元340與輸出緩衝器330之間， 用以反相電平信號SLS。在本實施例中，轉換單元350包括反相器351及352。 反相器351及352反相電平信號Sls，並將反相結果分別傳送至P型電晶體 331以及N型電晶體332。在其它實施例中，轉換單元350可能僅具有單一 反相器(未顯示)，用以將反相結果同時傳送至P型電晶體331以及N型晶體 管332。
在本實施例中，處理單元340耦接於電平轉換器320與輸出緩沖器330
之間。當操作電壓vgh等於第一預設值，並且操作電壓vee大於第二預設值
時，處理單元340控制電平信號SLS，使其隨著操作電壓vee而變化。第二預
設值小於第一預設值。當操作電壓V(jh等於第一預設值，並且操作電壓VEE
小於第二預設值時，處理單元340直接將電平信號SLs傳送至輸出緩衝器330。 圖4為本發明的處理單元的一可能實施例。如圖所示，處理單元340包 括 一比較模塊410以及一開關模塊420。比較模塊410將操作電壓Vee與一 第二預設值(如-0.5V)作比較。開關模塊420根據比較結果，將操作電壓VEE 作為電平信號SLS。
在本實施例中，開關模塊420具有反相器421及N型電晶體422。反相 器421反相比較模塊410的比較結果。N型電晶體422的柵極耦接反相器421, 其源極接收操作電壓VEE，其漏極輸出操作電壓VEE。
舉例而言，當操作電壓vee大於第二預設值時，比較模塊410輸出低電 平，使得N型電晶體422被導通，因此，電平信號Sts隨著操作電壓Vb而 變化。當操作電壓vee小於第二預設值時，比較模塊410輸出高電平，使得 N型電晶體422不被導通，因此，電平信號SLs被直接地傳送至轉換單元350。當操作電壓VGH等於第一預設值，並且操作電壓VEE大於第二預設值時，
電平轉換器520可能產生不正確的電平信號，因而造成鎖定問題(latch-up issue)。輸出緩沖器330將因鎖定問題而產生不正確的掃描信號。為了解決鎖
定問題，當操作電壓Vcffl等於第一預設值，並且操作電壓VEE大於第二預設
值時，處理單元340控制電平信號SLS，使其隨著操作電壓VEE而變化。
圖5為柵極驅動器的另一可能實施例。如圖所示，柵極驅動器210具有 移位寄存器510、 一電平轉換器520、 一輸出緩沖器530、 一處理單元540以 及一轉換單元550。移位寄存器510、電平轉換器520、輸出緩衝器530以及 轉換單元550的工作原理同移位寄存器310、電平轉換器320、輸出緩衝器 330以及轉換單元350，故不再贅述。
圖6為處理單元的另一可能實施例。如圖所示，處理單元540包括一 重置模塊610、 一比較模塊620以及一邏輯模塊630。當操作電壓Vgh等於第 一預設值時，重置模塊610活化通知信號SNS。比較模塊620將操作電壓VEE
與第二預設值作比較。當操作電壓VEE大於第二預設值，並且操作電壓VGH
等於第一預設值時，邏輯模塊630活化重置信號Sres。在本實施例中，邏輯 模塊630為與門(AND gate)。
當操作電壓VEE大於第二預設值，並且操作電壓VGH等於第 一預設值時， 鎖定問題可能會發生在輸出緩衝器530，因而造成輸出緩沖器530產生不正 確的掃描信號。為了解決鎖定問題，當操作電壓VEE大於第二預設值，並且 操作電壓VGH等於第一預設值時，重置信號Sres會被活化，用以重置移位寄 存器510。因此，電平信號SLS會隨著操作電壓V證而變化，以避免輸出緩沖 器530發生鎖定問題。當操作電壓VEE小於第二預設值，並且操作電壓VGH
等於第一預設值時，停止活化重置信號Sres,因此，移位寄存器510開始產 生移位信號SSR,並且輸出緩衝器530正常地提供掃描信號Ss。
雖然本發明已經以較佳實施例揭露如上，然而其並非用以限制本發明， 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，因此本發明的保護範圍當視後附的權利要求所限定 者為準。
權利要求
1.一種柵極驅動器，包括一移位寄存器，產生一移位信號；一電平轉換器，根據一第一操作電壓、一第二操作電壓以及該移位信號，產生一電平信號；一輸出緩衝器，根據該電平信號，提供一掃描信號；以及一處理單元，當該第一操作電壓等於一第一預設值，並且該第二操作電壓大於一第二預設值，該處理單元使該電平信號隨著該第二操作電壓而變化，該第二預設值小於該第一預設值。
2. 如權利要求1所述的柵極驅動器，其中該處理單元，包括 一比較模塊，用以比較該第二操作電壓與該第二預設值；以及 一開關模塊，根據比較結果，將該第二操作電壓作為該電平信號。
3. 如權利要求2所述的柵極驅動器，其中該開關模塊，包括 一反相器，用以反相比較結果；以及一N型電晶體，其柵極耦接該反相器，其源極接收該第二操作電壓，該 漏極輸出該第二操作電壓。
4. 如權利要求2所述的柵極驅動器，其中該輸出緩沖器，包括 一P型電晶體；以及一 N型電晶體，與該P型電晶體串聯於該第一及第二操作電壓之間。
5. 如權利要求4所述的柵極驅動器，其中當該第二4乘作電壓大於該第二 預設值時，該N型電晶體被導通。
6. 如權利要求5所述的柵極驅動器，更包括一轉換單元，耦接於該處理 單元與該輸出緩衝器之間。
7. 如權利要求6所述的柵極驅動器，其中該轉換單元，包括 一第一反相器，耦接於該開關模塊與該P型電晶體的柵極之間；以及 一第二反相器，耦接於該開關模塊與該N型電晶體的柵極之間。
8. 如權利要求1所述的柵極驅動器，其中該處理單元，包括 一重置模塊，當該第一操作電壓等於該第一預設值時，活化一通知信號； 一比較模塊，比較該第二操作電壓與該第二預設值；以及 一邏輯模塊，當該第一操作電壓等於該第一預設值，並且該第二操作電壓小於該第二預設值時，活化一重置信號。
9. 如權利要求8所述的柵極驅動器，還包括一轉換單元，該轉換單元耦 接於該電平轉換器與該輸出緩沖器之間，用以反相該電平信號，該輸出緩衝 器包括一 P型電晶體以及一 N型電晶體，該P型電晶體與該N型電晶體串聯 於該第 一及第二操作電壓之間。
10. 如權利要求9所述的柵極驅動器，其中該轉換單元，包括 一第一反相器，耦接於該電平轉換器與該P型電晶體的4冊極之間；以及 一第二反相器，耦接於該電平轉換器與該N型電晶體的柵極之間。
全文摘要
提供了一種柵極驅動器及顯示面板。該柵極驅動器包括一移位寄存器、一電平轉換器、一輸出緩衝器以及一處理單元。移位寄存器產生一移位信號。電平轉換器根據一第一操作電壓、一第二操作電壓以及移位信號，產生一電平信號。輸出緩衝器根據電平信號，提供一掃描信號。當第一操作電壓等於一第一預設值，並且第二操作電壓大於一第二預設值，處理單元使電平信號隨著第二操作電壓而變化。第二預設值小於第一預設值。
文檔編號G09G3/36GK101604501SQ200810212948
公開日2009年12月16日 申請日期2008年9月10日 優先權日2008年6月12日
發明者薛涵水, 陳致瑋 申請人:奇景光電股份有限公司