电平移位器、时钟输出信号的产生方法及其平面显示装置的利记博彩app

专利名称：电平移位器、时钟输出信号的产生方法及其平面显示装置的利记博彩app
技术领域：
本发明是有关于显示技术领域，且特别是有关于一种电平移位器、时钟输出信号 的产生方法以及相应的平面显示装置。
背景技术：
随着科技的发展，平面显示装置，例如液晶显示装置由于具有轻、薄及低辐射等优 点，而逐渐取代阴极射线管(CRT)显示装置。典型的液晶显示装置一般包括显示基板、电 路板以及设置在显示基板上的栅极驱动电路以及源极驱动电路。电路板上设置有时序控 制器，用以提供多个控制信号至栅极驱动电路与源极驱动电路。栅极驱动电路用于驱动显 示基板上的多条栅极线，而源极驱动电路用于将图像信号输出至显示基板上的多条数据 线。栅极驱动电路与源极驱动电路一般以载带式封装(TCP)或者玻璃覆晶封装技术设置于 显示基板上。此外，栅极驱动电路还可以直接形成于显示基板上，即所谓的栅极阵列电路 (Gate-On-Array Circuit, GOA Circuit)。且于显示基板中直接形成栅极驱动电路的这种 结构包括移位暂存器(Shift Register)，移位暂存器包括多个级联耦接的级(Stage)，以产 生多个栅极驱动脉冲从而依序致能设置于显示基板上的栅极线。目前两相(2-phase)的阵列上栅极(Gate On Array, G0A)电路设计中，电平移位 器设置于电路板上以产生两个时钟信号所需的电压分别提供栅极驱动脉冲所需的能量。由 于这两个时钟信号的电压振幅(即高电位与低电位之间的电压差)较大且与其相连接的移 位暂存器的级数较多，寄生电容相当大，因此其功率消耗大。为改善上述缺陷，业界一般利 用电荷分享技术来减少电平移位器的功率消耗。由于上述两个时钟信号一般具有相反的极 性，因此目前业界采用的电荷分享技术是在二者极性转变前，将二者相接以使二者互相分 享电荷至中间的电压，之后再由电平移位器的输出缓冲器将二者分别放大至目标电压。惟， 上述两个时钟信号的极性正好相反，当其中的一时钟信号要上升时，另一时钟信号必须下 降，这两个时钟信号无法同时处于低电位或高电位从而缺乏波形设计弹性。另，对于其它多相(例如四相)的GOA电路，若其使用的多相时钟信号的高电位时 间存在部分重迭，则上述二相时钟信号所采用的电荷分享技术无法应用于此，因而多相的 电平移位器的功率消耗较大。

发明内容
本发明的目的就是在于提供一种电平移位器，其可减少功率消耗。本发明的再一目的是提供一种时钟输出信号的产生方法，其应用范围较广且可减 少功率消耗。本发明的又一目的是提供一种平面显示装置，其可减少功率消耗。本发明提出一种电平移位器，其包括至少一个电平移位单元，其中每个电平移位 单元用以产生一对应的时钟输出信号，且每个电平移位单元分别包括放大器以及控制电 路。放大器包括输入端、正电源端、负电源端以及输出端，此输入端接收时钟输入信号，正电源端接收第一参考电压，负电源端接收第二参考电压，且第一参考电压大于第二参考电压。 控制电路于输出端输出对应的时钟输出信号，且此控制电路包括控制开关以及多个辅助控 制开关。其中，控制开关电性耦接于放大器的输出端与控制电路的输出端之间；辅助控制开 关分别电性耦接于多个不同的辅助参考电压源之一与控制电路的输出端之间。控制开关与 辅助控制开关于不同时刻导通，以使对应的时钟输出信号从第二参考电压分别与不同的辅 助参考电压源分享电荷而被渐进拉升至第一参考电压并成为对应的时钟输出信号的一部 分，或者从第一参考电压分别与不同的辅助参考电压源分享电荷而被渐进拉低至第二参考 电压并成为对应的时钟输出信号的一部分。本发明还提出一种时钟输出信号的产生方法，其应用于匹配栅极阵列电路的电平 移位器。上述时钟输出信号的产生方法包括接收对应的时钟输入信号；以及使对应的时钟 输入信号分别与多个不同的辅助参考电压源分享电荷而被渐进拉升至第一参考电压并成 为对应的时钟输出信号的一部分，或使对应的时钟输入信号分别与不同的辅助参考电压源 分享电荷而被渐进拉低至第二参考电压并成为对应的时钟输出信号的一部分。本发明另提出一种平面显示装置，其包括时序控制器、电平移位器以与栅极阵列 移位暂存器。时序控制器用以产生控制信号以及至少一个时钟输入信号。电平移位器接收 控制信号以及前述的至少一个时钟输入信号，并产生与此至少一个时钟输入信号相对应的 至少一个时钟输出信号。栅极阵列移位暂存器接收前述的至少一个时钟输出信号以产生多 个栅极驱动脉冲。其中，电平移位器包括至少一个电平移位单元，且每个电平移位单元包括 放大器以及控制电路。放大器包括输入端、正电源端、负电源端以及输出端，此输入端接收 对应的时钟输入信号，正电源端接收第一参考电压，负电源端接收第二参考电压，且第一参 考电压大于第二参考电压。控制电路于输出端输出对应的时钟输出信号，且此控制电路包 括控制开关以及多个辅助控制开关。其中，控制开关电性耦接于放大器的输出端与控制电 路的输出端之间；辅助控制开关分别电性耦接于多个不同的辅助参考电压源之一与控制电 路的输出端之间。控制开关与辅助控制开关于不同时刻导通，以使对应的时钟输出信号从 第二参考电压分别与不同的辅助参考电压源分享电荷而被渐进拉升至第一参考电压并成 为对应的时钟输出信号的一部分，或者从第一参考电压分别与不同的辅助参考电压源而被 渐进拉低至第二参考电压并成为对应的时钟输出信号的一部分。在本发明的较佳实施例中，上述的第一参考电压、第二参考电压以及不同的辅助 参考电压源中的至少其中之一通过一个对应的浮接电容而提供。在本发明的一个实施例中，上述的电平移位单元所产生的多个时钟输出信号之间 互不重迭。而在另一个实施例中，上述的电平移位单元所产生的多个时钟输出信号之间则 可以互相部分重迭。本发明的电平移位器通过每个电平移位器而对每个时钟输入信号进行放大处理 以及电荷分享处理以获得对应的时钟输出信号，且由于时钟输出信号与不同的辅助参考电 压源进行电荷分享，因此其可以大幅地减小功率消耗，节省能量。此外，本发明的电平移位 器以及电荷分享技术既可以应用于两相的阵列上栅极(Gate On Array, G0A)电路中，也可 以应用于超过两相(例如四相)的GOA电路中，其应用范围较广。为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例， 并配合所附图式，作详细说明如下。


图1绘示为本发明一实施例所揭示的平面显示装置的示意图。图2绘示为本发明一实施例所揭示的电平移位单元的示意图。图3绘示为图2所示的各种信号的时序图。图4绘示为本发明一实施例所揭示的应用于四相的GOA电路的电平移位器的各种 信号的时序图。图5绘示为本发明另一实施例所揭示的应用于四相的GOA电路的电平移位器的各 种信号的时序图。图6绘示为本发明另一实施例所揭示的电平移位单元的示意图,
[主要元件标号说明]
100 平面显示装置 110电路板120 显示基板111时序控制器 112、200、300 电平移位器123 栅极阵列移位暂存器 GL1 GLm 栅极线 CS 控制信号CLK1 CLKn 时钟输入信号CLKoutl CLK。utn 时钟输出信号 VGH:第一参考电压 VGL 第二参考电压 VGLU GND, VGHU VGH2 辅助参考电压源S1 控制开关S2 S5 辅助控制开关CS 控制信号210 放大器220 控制电路221 控制电路的输出端
具体实施例方式请参阅图1，其绘示为本发明一实施例所揭示的一种平面显示装置的示意图。如图 1所示，平面显示装置100包括电路板110以及显示基板120。电路板110上设置有时序控 制器111以及电平移位器112。显示基板120的显示区域(未标示)中设置有多条栅极线 GL1 GLm，而显示基板120的外围区域(未标示)则设置有栅极阵列移位暂存器123。其 中，时序控制器111用以产生至少一个以上的时钟输入信号CLK1 CLKn以及一个控制信号 CS。电平移位器112接收控制信号CS以及时钟输入信号CLK1 CLKn以对其进行相关处理 从而产生对应的时钟输出信号CLK。utl CLK。utn。栅极阵列移位暂存器123接收时钟输出信 号CLK。utl CLK。utn并依据时钟输出信号CLK。utl CLK。utn而产生多个栅极驱动脉冲以依序 地致能显示基板120上的栅极线GL1NGL1^其中，电平移位器112包括一个以上的电平 移位单元(图未示)，每个电平移位单元分别接收控制信号CS以及一个时钟输入信号(例 如CLKn)，并根据控制信号CS而对时钟输入信号(例如CLKn)进行处理而产生相应的时钟 输出信号(例如=CLKoutn)。请参阅图2，其绘示为本发明一实施例所揭示的电平移位单元的示意图。如图2所 示，本发明实施例所揭示的电平移位单元200包括放大器210以及控制电路220。放大器 210包括输入端、正电源端、负电源端以及输出端。放大器210的输入端接收时钟输入信号 CLKn,正电源端接收第一参考电压VGH，负电源端接收第二参考电压VGL，其中第一参考电压VGH大于第二参考电压VGL。控制电路220电性耦接至放大器210的输出端与多个辅助参 考电压源，如VGL:、GND、VGH1及VGH2等，以于控制电路220的输出端221输出对应的时钟 输出信号CLK。utn。控制电路220包括控制开关S1以及辅助控制开关S2 S5,其中，控制开 关S1电性耦接于放大器210的输出端与控制电路220的输出端221之间，而每个辅助控制 开关S2 S5分别电性耦接于一个对应的辅助参考电压源与控制电路220的输出端221之 间。这些辅助参考电压源VGLpGNDJGHi及VGH2的电位介于第二参考电压VGL与第一参考 电压VGH之间，且这些辅助参考电压源VGLp GND、VGH1及VGH2的电位各不相同。在本实施 例中，第二参考电压VGL以及辅助参考电压源VGL1为负电位，辅助参考电压源GND为地电 位，而第一参考电压VGH以及辅助参考电压源VGH1及VGH2为正电位，且VGL < VGL1 < GND < VGH1 < VGH2 < VGH。当然，本领域技术人员可以理解的是，第一参考电压VGH与第二参 考电压VGL的大小以及辅助参考电压源的个数可依据实际需要而进行设定。请参阅图3，其绘示为图2所示的各种信号的时序图。请一并参阅图2-3，以下将 具体介绍本发明实施例所揭示的电平移位单元的工作原理。具体地，当电平移位单元200的放大器210接收的时钟输入信号CLKn处于低电位 时，放大器210将负电源端所接收的第二参考电压VGL作为输出，此时控制电路220中的控 制开关Sl导通，因此控制电路220的输出端221所输出的时钟输出信号CLK。utn就是放大器 210的负电源端所接收的第二参考电压VGL。当要使时钟输入信号CLKnW低电位向高电位转换时，控制电路220首先将受控制 信号CS的控制而截止控制开关S1并导通辅助控制开关S5 ；如此一来，控制电路220的输 出端221就可以与辅助参考电压源VGL1分享电荷，并使时钟输出信号CLK。utn的电位将从第 二参考电压VGL拉升至电位VGLp在这之后，控制信号CS使辅助控制开关S5截止并导通 辅助控制开关S4 ；如此一来即可因为控制电路220的输出端221与辅助参考电压GND分享 电荷而使时钟输出信号CLK。utn从电位VGL1拉升至电位GND。依此类推，在接续经过截止辅 助控制开关S4并导通辅助控制开关S3、截止辅助控制开关S3并导通辅助控制开关S2而到 截止辅助控制开关S2并再次导通控制开关S1的过程之后，控制电路220的输出端221上的 电位将如图3所示般被逐步拉升至第一参考电压VGH。也就是说，辅助控制开关S2 S5与控制开关S1受控制信号CS的时钟控制而依次 地导通；而在此过程中，时钟输出信号CLK。utn从第二参考电压VGL分别与不同的辅助参考 电压源VGLpGNDJGH1及VGH2分享电荷而被逐渐拉升至第一参考电压VGH并稳定在第一参 考电压VGH上。此外，辅助参考电压源VGLp GND、VGH1及VGH2的电位也将成为时钟输出信 号CLK。utn的一部分。换句话说，时钟输出信号CLK。utn并非是由第二参考电压VGL直接拉升 至第一参考电压VGH，而是通过与不同的辅助参考电压源VGLp GND、VGH1及VGH2分享电荷 而逐步地被拉升至第一参考电压VGH，因此其消耗的功率较少。相对地，当时钟输入信号CLKnW高电位向低电位转换时，控制电路220受控制信 号CS的控制而依序经过导通控制开关S1、截止控制开关S1并导通辅助控制开关S2、截止辅 助控制开关S2并导通辅助控制开关S3、截止辅助控制开关S3并导通辅助控制开关S4、截止 辅助控制开关S4并导通辅助控制开关S5,以及截止辅助控制开关S1并再次导通控制开关S1 的操作过程。藉此，控制电路220的输出端221将由第一参考电压VGH开始逐一与各辅助 参考电压源VGH2、VGHp GND及VGL1互相分享电荷，并最终被拉低至第二参考电压VGL。
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因此，本发明的电平移位器通过每个电平移位器而对每个时钟输入信号(CLK1 CLKn)进行放大处理以及电荷分享处理以获得对应的时钟输出信号(CLK。utl CLK。utn)，且由 于时钟输出信号(CLK。utl CLK。utn)与不同的辅助参考电压源VGH2、VGH1、GND及VGLl进行 电荷分享而改一次拉升(拉低)电位的做法为多阶拉升(拉低)电位的做法，因此其可以 大幅地减小功率消耗，节省能量。此外，本领域技术人员可以理解的是，本发明所揭示的电荷分享技术是对每个单 独的时钟输入信号CLKn进行处理，因此本发明的电平移位器既可以应用于两相的阵列上 栅极(Gate On Array, G0A)电路中，也可以应用于三相以上(例如四相)的GOA电路中。具体地，以下以应用于四相的GOA电路的电平移位器为例来进行说明。请参阅图 4，其绘示为本发明一实施例所揭示的应用于四相的GOA电路的电平移位器的各种信号的 时序图。如图4所示，电平移位器接收四个时钟输入信号CLK1-CLK4以及控制信号CS，并 对时钟输入信号CLK1 CLK4进行处理而产生四个相应的时钟输出信号CLK。utl CLK。ut4。在 本实施例中，四个时钟输入信号CLK1 CLK4的致能期间(enable period)互不重迭，同样 地，四个相应的时钟输出信号CLK。utl CLK。ut4的致能期间亦互不重迭(non-overlap)。此 外，每个时钟输出信号CLK。utl CLK。ut4在进行高低电位转换时，都分别利用如图2-3所示 的电荷分享技术以逐步地拉升或拉低电位。请参阅图5，其绘示为本发明另一实施例所揭示的应用于四相的GOA电路的电平 移位器的各种信号的时序图。如图5所示，本实施例与图4所示的实施例的差别在于时钟 输入信号CLK1 CLK4的致能期间互相重迭，同样地，四个相应的时钟输出信号CLK。utl CLKout4的致能期间亦互相重迭(overlap)。此外，本领域技术人员可以理解的是，本发明中第一参考电压VGH、第二参考电压 VGL以及辅助参考电压源VGL1、GND、VGH1及VGH2可以利用专门的电路来提供，例如电荷泵 (charge pump)电路，但是，其亦可采用现有的电路来提供。请参阅图6，其绘示为本发明另 一实施例所揭示的电平移位单元的示意图。如图6所示，本实施例所揭示的电平移位单元 300与图2所示的电平移位单元200相似，其不同仅在于辅助参考电压源VGH1与VGL1通过 浮接电容而提供，且此浮接电容可为实际电容或平面显示器中的寄生电容。综上所述，本发明的电平移位器通过每个电平移位器而对每个时钟输入信号进行 放大处理以及电荷分享处理以获得对应的时钟输出信号，且由于时钟输出信号与不同的辅 助参考电压源进行电荷分享，因此可以大幅地减小功率消耗，节省能量。此外，本发明的电 平移位器以及电荷分享技术既可以应用于两相的GOA电路中，也可以应用于三相以上(例 如三相或四相)的GOA电路中，其应用范围较广。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技 术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范 围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
一种电平移位器，包括至少一个电平移位单元，其中每一该至少一个电平移位单元用以产生一对应的时钟输出信号，且该至少一个电平移位单元分别包括一放大器，其包括一输入端，接收一时钟输入信号；一正电源端，接收一第一参考电压；一负电源端，接收一第二参考电压，其中该第一参考电压大于该第二参考电压；以及一输出端；以及一控制电路，于该控制电路的输出端输出该对应的时钟输出信号，其中该控制电路包括一控制开关，电性耦接于该放大器的该输出端与该控制电路的该输出端之间；以及多个辅助控制开关，分别电性耦接于多个不同的辅助参考电压源的一与该控制电路的该输出端之间；其中，该控制开关与该多个辅助控制开关于不同时刻导通，以使该对应的时钟输出信号从该第二参考电压分别与该多个不同的辅助参考电压源分享电荷而被渐进拉升至该第一参考电压并成为该对应的时钟输出信号的一部分，或者从该第一参考电压分别与该多个不同的辅助参考电压源而被渐进拉低至该第二参考电压并成为该对应的时钟输出信号的一部分。
2.根据权利要求1所述的电平移位器，其中该第一参考电压、该第二参考电压以及该 多个不同的辅助参考电压源中的至少之一通过一个对应的浮接电容而提供。
3.根据权利要求1所述的电平移位器，其中该些电平移位单元所产生的多个时钟输出 信号之间互不重迭。
4.根据权利要求1所述的电平移位器，其中该些电平移位单元所产生的多个时钟输出 信号之间互相部分重迭。
5.一种时钟输出信号的产生方法，应用于匹配栅极阵列电路的电平移位器，该时钟输 出信号的产生方法包括接收一对应的时钟输入信号；以及使该对应的时钟输入信号分别与多个不同的辅助参考电压源分享电荷而被渐进拉升 至一第一参考电压并成为该对应的时钟输出信号的一部分，或使该对应的时钟输入信号分 别与该多个不同的辅助参考电压源分享电荷而被渐进拉低至一第二参考电压并成为该对 应的时钟输出信号的一部分。
6.根据权利要求5所述的时钟输出信号的产生方法，其中该第一参考电压、该第二参 考电压以及该多个不同的辅助参考电压源中的至少之一通过至少一个对应的浮接电容而 提供。
7.一种平面显示装置，包括一时序控制器，用以产生一控制信号以及至少一个时钟输入信号； 一电平移位器，接收该控制信号以及该至少一个时钟输入信号，并产生与该至少一个 时钟输入信号相对应的至少一个时钟输出信号；以及一栅极阵列移位暂存器，接收该至少一个时钟输出信号以产生多个栅极驱动脉冲； 其中，该电平移位器包括至少一个电平移位单元，且每一该电平移位单元包括一放大器，其包括一输入端，接收该至少一个时钟输入信号中的一对应的时钟输入信号； 一正电源端，接收一第一参考电压； 一负电源端，接收一第二参考电压；以及 一输出端；以及一控制电路，该控制电路的输出端输出该至少一个时钟输出信号中的一对应的时钟输 出信号，其中该控制电路包括一控制开关，电性耦接于该放大器的该输出端与该控制电路的该输出端之间；以及 多个辅助控制开关，分别电性耦接于多个不同的辅助参考电压源之一与该控制电路的 该输出端之间，其中该控制开关与该多个辅助控制开关通过该控制信号而于不同时刻分别 导通，以使该对应的时钟输出信号分别与多个不同的辅助参考电压源分享电荷而被渐进拉 升至一第一参考电压而成为该对应的时钟输出信号的一部分，或使该对应的时钟输入信号 分别与该多个不同的辅助参考电压源分享电荷而被渐进拉低至一第二参考电压而成为该 对应的时钟输出信号的一部分。
8.根据权利要求7所述的平面显示器，其中该电平移位器所产生的该些时钟输出信号 之间互不重迭。
9.根据权利要求7所述的平面显示器，其中该电平移位器所产生的该些时钟输出信号 之间互相部分重迭。
全文摘要
一种电平移位器、时钟输出信号的产生方法及其平面显示装置，其中所述电平移位器包括至少一个电平移位单元，其用以产生对应的时钟输出信号，且电平移位单元分别接收对应的时钟输入信号，使对应的时钟输入信号分别与多个不同的辅助参考电压源分享电荷而被渐进拉升至第一参考电压并成为对应的时钟输出信号的一部分，或使对应的时钟输入信号分别与不同的辅助参考电压源分享电荷而被渐进拉低至第二参考电压并成为对应的时钟输出信号的一部分。
文档编号G09G3/20GK101950520SQ20101026405
公开日2011年1月19日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者徐兆庆, 程靖腾 申请人:友达光电股份有限公司