專利名稱：移位電阻電路及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移位電阻電路，特別是涉及一種在液晶顯示器件的驅(qū)動電路中的移位電阻電路及其操作方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示(LCD)器件通過用電場控制通過液晶層的光量來顯示圖像。LCD器件包括具有以矩陣型設(shè)置的多個液晶單元和驅(qū)動LCD板的驅(qū)動電路的液晶顯示(LCD)板。
LCD板包括相互交叉的柵線和數(shù)據(jù)線，并且液晶單元設(shè)置在柵線和數(shù)據(jù)線的交叉點附近。LCD板也包括用于將電場施加到各液晶單元的公共電極和像素電極。各像素電極通過開關(guān)元件的薄膜晶體管(TFT)的源極端和漏極端連接到一條數(shù)據(jù)線上，并且TFT的柵極端連接到一條柵線上。
驅(qū)動電路包括用于驅(qū)動?xùn)啪€的柵驅(qū)動器和用于驅(qū)動數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)驅(qū)動器。柵驅(qū)動器通過順序?qū)呙栊盘柼峁┑綎啪€上來驅(qū)動LCD板的液晶單元。當掃描信號提供到一條柵線上時，數(shù)據(jù)驅(qū)動器將視頻信號提供到各條數(shù)據(jù)線上。因此，LCD器件根據(jù)視頻信號通過提供在像素電極與公共電極之間的電場控制通過各液晶單元的光量，從而顯示圖像。
用于LCD器件的TFT根據(jù)用于TFT的半導(dǎo)體層的材料分為非晶硅TFT或多晶硅TFT。
因為非晶硅的均勻性相對較高，所以非晶硅TFT更穩(wěn)定。然而，因為非晶硅TFT的遷移率相對較低，難以使用非晶硅TFT實現(xiàn)具有高分辨率的LCD器件。換句話說，當非晶硅TFT用于制造LCD器件時，例如柵驅(qū)動器和數(shù)據(jù)驅(qū)動器的外圍驅(qū)動電路必須被分別單獨制造并安裝在LCD器件中，這樣就會增加其制造成本。
通過比較，因為多晶硅TFT具有較高的電荷遷移率，多晶硅TFT可以用于具有高分辨率的LCD器件。而且，外圍驅(qū)動電路可以嵌入液晶板中。因而，可以減少制造成本。因此，使用多晶硅TFT的LCD器件變得更為流行。
圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用多晶硅薄膜晶體管的LCD器件。
參照圖1，LCD包括圖像顯示單元12；具有數(shù)據(jù)移位電阻14、柵移位電阻16和取樣開關(guān)陣列15的LCD板10；具有與控制電路和數(shù)據(jù)驅(qū)動集成電路(IC)集成的控制芯片22以及電平移位陣列24的印刷電路板(PCB)20；以及用于電連接LCD板10和PCB 20的軟性印刷電路(FPC)膜18。
圖像顯示單元12通過以矩陣型設(shè)置的多個液晶單元顯示圖像。各液晶單元包括位于柵線(GL)和數(shù)據(jù)線(DL)的交叉點附近的開關(guān)元件的多晶硅TFT。因為多晶硅的遷移率比非晶硅的遷移率高大約100倍，多晶硅TFT的響應(yīng)速度快。所以，通過點序方式(dot sequential scheme)驅(qū)動液晶單元。
數(shù)據(jù)線(DL)從由數(shù)據(jù)移位電阻14驅(qū)動的取樣開關(guān)陣列15接收視頻信號，并且柵線(GL)從柵移位電阻16接收掃描脈沖。
數(shù)據(jù)移位電阻14包括多個級，各級具有連接到取樣開關(guān)陣列15的取樣開關(guān)的輸出端。如圖2所示，多個級從屬地互相耦合。因此，各級通過移位從控制芯片22輸出的源起始脈沖順序?qū)⑷有盘柼峁┑饺娱_關(guān)。
參照圖2，各級ST1至STn從屬地連接到源起始脈沖輸入線并且也連接到四相時鐘信號提供線的三條時鐘信號提供線上。
圖3示出了提供到多個級ST1至STn的四相時鐘信號C1至C4的例子。數(shù)據(jù)移位電阻通過使用四相時鐘信號C1至C4的三個時鐘信號將起始脈沖SP移位一個時鐘。從級ST1至STn輸出的輸出信號SO1至SOn被提供為緊隨其后的級的取樣信號和起始脈沖。
柵移位電阻16包括多個級，各級具有連接到各條柵線的輸出端。按照數(shù)據(jù)移位電阻14所描述的相似方式，柵移位電阻16中的多個級從屬地互相耦合，并且各級通過移位從控制芯片22輸出的起始脈沖將掃描脈沖提供到一條柵線上。
取樣開關(guān)陣列15包括多個取樣開關(guān)(未示出)，各取樣開關(guān)具有連接到一條數(shù)據(jù)線DL的輸出端，并且由來自數(shù)據(jù)移位電阻14的取樣信號驅(qū)動。取樣開關(guān)陣列15響應(yīng)取樣信號對從控制芯片22輸出的視頻信號取樣，并且將取樣結(jié)果提供到數(shù)據(jù)線DL上。
LCD板10的數(shù)據(jù)移位電阻14、取樣開關(guān)陣列15和柵移位電阻16通過相似的工序形成，因為它們是用多晶硅晶體管構(gòu)造的。可以通過構(gòu)造具有相同類型的多晶硅TFT(例如NMOS或PMOS TFT而不用CMOS TFT)的LCD板10來減少這種LCD器件的制造成本。
當使用CMOS TFT時，因為CMOS TFT包括P溝道和N溝道，可以實現(xiàn)寬范圍的工作電壓和高電路集成度。然而，使用CMOS TFT制造LCD板需要許多工序，從而增加了制造成本并降低了可靠性。因此，與CMOS TFT相比，PMOS或NMOS TFT被廣泛用于制造LCD板10，以降低制造成本并提供高的可靠性。
包含在控制芯片22中的控制電路(未示出)將外部提供的視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)驅(qū)動IC(未示出)并將驅(qū)動控制信號提供到數(shù)據(jù)移位電阻14和柵移位電阻15。數(shù)據(jù)驅(qū)動IC(未示出)將從控制電路(未示出)輸入的視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)并通過FPC膜18將該數(shù)字視頻數(shù)據(jù)提供到取樣開關(guān)陣列15。
電平移位陣列24放大驅(qū)動控制信號(即從控制電路輸入的時鐘信號)的振幅寬度(或振幅電壓)，并將放大的驅(qū)動控制信號提供到數(shù)據(jù)移位電阻14和柵移位電阻16。例如，電平移位陣列24將從控制電路產(chǎn)生的、具有低于10V的振幅電壓的時鐘信號電平移位到具有包括負電壓的高于10V的振幅電壓的時鐘信號。這是因為具有高于10V的振幅電壓的時鐘信號需要來驅(qū)動LCD板10中的TFT。換句話說，當PMOS TFT用于LCD板10時，具有包括負電壓的高于10V的振幅電壓的驅(qū)動控制信號需要來驅(qū)動包含在取樣開關(guān)陣列15和圖像顯示單元12中的PMOS TFT。
然而，通常難以通過使用例如控制芯片22的外部芯片來產(chǎn)生這種具有包括負電壓的高于10V的振幅寬度的時鐘信號。換句話說，難以制造能夠產(chǎn)生具有高于10V的振幅寬度或負電壓的時鐘信號的集成芯片。
因此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電平移位陣列24被制造為單獨芯片并設(shè)置在PCB20上，用于電平移位從控制芯片22輸入的驅(qū)動控制信號。在這種情況下，因為具有包括正和負電壓的高于10V的振幅電壓的時鐘信號應(yīng)該從外部電路提供到液晶板10的數(shù)據(jù)移位電阻14和柵移位電阻16，PCB 20上的電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜并且消耗大量的電力。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種移位電阻電路及其操作方法，能夠基本上克服因現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點帶來的一個或多個問題。
本發(fā)明的優(yōu)點是提供一種移位電阻電路及其操作方法，其通過使用從外部電路輸入的、具有低振幅電壓的時鐘信號來消耗較少的電力，以便減少模塊中的驅(qū)動負載。
本發(fā)明的附加優(yōu)點和特征將在后面的描述中得以闡明，通過以下描述，將使它們對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在某種程度上顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明來認識它們。本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點可通過書面描述及其權(quán)利要求以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和得到。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點，按照本發(fā)明的目的，作為具體和廣義的描述，一種移位電阻電路包括用于接收起始脈沖、或前一級和反饋信號的輸出的OR柵單元；用于響應(yīng)OR柵單元的輸出信號電平移位時鐘信號的振幅電壓的電平移位單元；以及用于將電平移位單元的輸出傳輸?shù)较乱患壸鳛檩斎胄盘柕木彌_器。
在本發(fā)明的另一個方面，一種移位電阻電路的操作方法包括將起始脈沖、或前一級和反饋信號的輸出輸入到OR柵單元；通過OR柵單元的輸出信號限定操作時間并通過電平移位單元電平移位時鐘信號的振幅電壓；以及使用緩沖器將電平移位單元的輸出傳輸?shù)较乱患墶?br> 在本發(fā)明的又一個方面，一種顯示器件包括用于顯示圖像的圖像顯示單元和用于產(chǎn)生時鐘信號的控制芯片；以及電連接到圖像顯示單元和控制芯片的移位電阻電路，其中移位電阻電路包括用于電平移位時鐘信號的振幅電壓的電平移位單元。
應(yīng)該理解，上面的概括性描述和下面的詳細描述都是示意性和解釋性的，意欲對本發(fā)明的權(quán)利要求提供進一步的解釋。


本申請所包括的附圖用于提供對本發(fā)明的進一步理解，并且包括在該申請中并且作為本申請的一部分，示出了本發(fā)明的實施方式并且連同說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
在附圖中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用多晶硅薄膜晶體管的液晶顯示器件的方框圖；圖2示出了如圖1所示的移位電阻的詳細方框圖；圖3示出了圖2所示的移位電阻的輸入/輸出信號的波形圖。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的移位電阻的方框圖；圖5示出了包含在圖4所示的移位電阻的各級中的移位電阻電路的圖；以及圖6示出了圖5所示的移位電阻電路的輸入/輸出信號的波形圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在要詳細說明本發(fā)明的最佳實施方式，所述實施方式的實施例示于附圖中。在可能的情況下，所有附圖都用相同的附圖標記表示相同或相似的部件。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的移位電阻的方框圖。
如圖4所示，移位電阻包括多個級，各級連接到兩相時鐘信號提供線HCK、HCKB。各級通過移位預(yù)定輸入信號順序產(chǎn)生取樣信號。即，第一級ST1接收起始脈沖HST并且第二級至第n級ST2至STn的各級接收前一級的輸出信號。
更詳細地說，多個級ST1至STn從屬地連接到起始脈沖輸入線并且各級連接到兩相時鐘信號提供線HCK、HCKB。兩相時鐘信號HCK、HCKB互相補充。各級ST1至STn使用兩相時鐘信號HCK、HCKB將起始脈沖移位一個時鐘，并且輸出移位的起始脈沖。級ST1至STn的輸出信號SO1至SOn用作緊隨其后的級的取樣信號和起始脈沖。
在本實施方式中，從外部電路輸入的、具有低于10V的振幅電壓的時鐘信號用作兩相時鐘信號。為了使用這種具有低振幅電壓的時鐘信號，移位電阻包括一單元。該電平移位單元包括OR柵，以便當所有包括反饋信號的輸入信號具有高的狀態(tài)時工作。因此，可以最小化或避免不必要的電力消耗。
圖5示出了包含在圖4所示的移位電阻的各級中的移位電阻電路的圖，以及圖6示出了圖5所示的移位電阻電路的輸入/輸出信號的波形圖。為了說明移位電阻電路的操作，僅舉例描述接收起始脈沖(HST)的第一級和連接到第一級的第二級。
參照圖5，移位電阻電路500包括接收起始脈沖和反饋時鐘信號的OR柵單元510，由OR柵510的輸出信號操作的電平移位單元520，以及用于產(chǎn)生取樣信號并將電平移位單元520的輸出傳輸?shù)较乱患壍木彌_器530。
在本實施方式中，從外部電路輸入的、具有低于10V的振幅電壓的兩相時鐘信號HCK、HCKB可以被用來驅(qū)動移位電阻電路500，在該電路中由OR柵單元510控制的電平移位單元520在特定的時間段中工作，從而減少了電力的消耗。此外，因為電平移位單元包含在與具有低振幅電壓的兩相時鐘信號一起輸入的移位電阻電路中，可以實現(xiàn)小體積的顯示器件。
以下，將參照圖5和圖6說明具有OR柵510、電平移位單元520和緩沖器530的移位電阻電路及其操作方法。
OR柵510包括NOR柵電路512和串聯(lián)連接到NOR柵電路512的逆變器電路514。NOR柵電路512包括兩個PMOS晶體管T1、T2，以及兩個NMOS晶體管T3、T4。兩個PMOS晶體管T1、T2與兩個NMOS晶體管T3、T4串聯(lián)連接。兩個PMOS晶體管T1和T2串聯(lián)連接并且兩個NMOS晶體管T3和T4并聯(lián)連接。NOR柵電路512的輸出連接到包括NMOS晶體管T5和PMOS晶體管T6的逆變器電路514。
OR柵單元510的輸入信號是輸入到第一級的起始脈沖HST、或前一級和反饋信號的輸出信號。如圖5所示，反饋信號是在兩相時鐘信號HCK、HCKB輸入到電平移位單元520之后，從緩沖器530中的第一逆變器輸出的信號(IV)。反饋信號被反饋到NOR柵的T1和T4。即，反饋信號(II)輸入到T1和T4并且起始脈沖(HST)(I)輸入到T2和T3。最后，通過具有T5和T6的逆變器電路514產(chǎn)生OR柵的輸出(III)。
除了當所有輸入信號是“低”時，OR柵單元都輸出“高”。因此，OR柵單元產(chǎn)生如圖6所示的輸出波形。即，當起始脈沖(HST)是“高”或反饋時鐘信號是“高”時，OR柵單元輸出“高”。OR柵單元510的輸出(III)決定電平移位單元520工作的持續(xù)時間(工作時間)。
因為NMOS晶體管D1的柵極連接到OR柵單元510的輸出端，當NMOS晶體管D1的柵極沒有導(dǎo)通時，電平移位單元520不工作。因而，NMOS晶體管D1決定電平移位單元520的工作時間。因此，僅當OR柵單元510輸出“高”時，電平移位單元520才工作。如上所述，因為OR柵單元510控制電平移位單元520的工作時間，可以最小化或避免不必要的能耗。
電平移位單元520將具有低于10V的振幅電壓的時鐘信號轉(zhuǎn)換為具有高于10V的振幅電壓的時鐘信號。這是因為具有高于10V的振幅電壓的時鐘信號應(yīng)該被提供來驅(qū)動LCD板中的TFT。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，電平移位單元被制造為單獨芯片并且該芯片設(shè)置在PCB上，因而復(fù)雜化了PCB上的電路結(jié)構(gòu)。此外，因為具有包括正和負電壓的高于10V的振幅寬度的時鐘信號應(yīng)該從外部電路提供到LCD板的移位電阻，消耗了大量的電力。
然而，在本實施方式中，電平移位單元520包含在移位電阻電路500中并且僅在預(yù)定時間段中工作。因此，可以最小化或避免不必要的電力消耗。
如圖5所示，電平移位單元520包括多個NMOS晶體管D1至D4以及PMOS晶體管D5至D7。為了電平移位單元520的穩(wěn)定工作，恒定偏置電壓HBIAS，即5V，施加到D3和D4。
然而，電平移位單元不限于圖5所示的構(gòu)造，并且電平移位單元可以包含不同的構(gòu)造以達到相同的結(jié)果。
電平移位單元520僅在預(yù)定時間段響應(yīng)OR柵單元510電平移位輸入到D1或D2的時鐘信號。即，具有低于10V的振幅寬度的時鐘信號被電平移位到如圖6所示的具有高于10V的振幅寬度的時鐘信號。
電平移位單元520的輸出通過傳遞電路(pass circuit)532被輸入到緩沖器530。緩沖器530包括以層疊形式連接的三個逆變器電路并且第一逆變器電路534的輸出被反饋到OR柵單元510的T1和T4。緩沖器530的最后輸出信號被輸入到取樣電路和下一級作為起始脈沖HST。并且緩沖器530將電平移位單元520的輸出放大作為普通緩沖器信號。
如圖6所示，輸入到第二級的時鐘信號HCKB被電平移位并且第二級以上述相同的方式通過使用第一級的輸出信號和反饋時鐘信號輸出其最后輸出信號。然后，第二級的輸出信號輸入到第三級作為起始脈沖。
在本實施方式中，移位電阻電路使用從外部電路輸入的、具有低振幅電壓的時鐘信號，并且包括僅在預(yù)定時間段工作的電平移位單元，從而減少驅(qū)動電路的工作負載和電力消耗。此外，因為包括電平移位單元的移位電阻電路與具有低振幅電壓的兩相時鐘信號一起輸入，可以實現(xiàn)小體積的顯示器件。
可以清楚地理解，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，本發(fā)明具有各種變型和改進。因而，本發(fā)明意欲覆蓋所有落入所附權(quán)利要求以及等效物所限定的范圍內(nèi)的變型和改進。
權(quán)利要求
1.一種移位電阻電路，包括OR柵單元，用于接收起始脈沖、或前一級和反饋信號的輸出；電平移位單元，用于響應(yīng)所述OR柵單元的輸出信號電平移位時鐘信號的振幅電壓；以及緩沖器，用于將所述電平移位單元的輸出傳輸?shù)较乱患壸鳛檩斎胄盘枴?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移位電阻電路，其特征在于，所述時鐘信號是一個兩相時鐘信號并且所述兩相時鐘信號互相補充。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移位電阻電路，其特征在于，所述兩相時鐘信號具有低于10V的振幅電壓并且從外部電路輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移位電阻電路，其特征在于，所述OR柵單元包括NOR柵電路和串聯(lián)連接到所述NOR柵電路的逆變器電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的移位電阻電路，其特征在于，所述NOR柵電路包括串聯(lián)連接的兩個PMOS晶體管(T1、T2)以及串聯(lián)連接到所述兩個PMOS晶體管的、并聯(lián)連接的兩個NMOS晶體管(T3、T4)，并且所述逆變器電路包括NMOS晶體管(T5)和PMOS晶體管(T6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移位電阻電路，其特征在于，所述電平移位單元包括多個NMOS晶體管和多個PMOS晶體管，并且預(yù)定偏置電壓被額外施加到所述電平移位單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移位電阻電路，其特征在于，所述反饋信號是在所述時鐘信號輸入到所述電平移位單元之后從所述緩沖器中的第一逆變器輸出的信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的移位電阻電路，其特征在于，通過將所述反饋信號輸入到T1和T4、將所述起始脈沖輸入到T2和T3、并將輸出傳遞通過T5和T6產(chǎn)生所述OR柵單元的輸出信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移位電阻電路，其特征在于，所述電平移位單元僅當OR柵單元產(chǎn)生高狀態(tài)時工作。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移位電阻電路，其特征在于，所述緩沖器包括以層疊形式連接的多個逆變器電路并且所述第一逆變器電路的輸出被反饋到所述OR柵單元的晶體管。
11.一種移位電阻電路的操作方法，包括將起始脈沖、或前一級和反饋信號的輸出輸入到OR柵單元；通過所述OR柵單元的輸出信號限定工作時間并通過電平移位單元電平移位時鐘信號的振幅電壓；以及使用緩沖器將所述電平移位單元的輸出傳輸?shù)较乱患墶?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述時鐘信號是一個兩相時鐘信號并且所述兩相時鐘信號互相補充。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述兩相時鐘信號具有低于10V的振幅電壓并且從外部電路輸入。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述反饋信號是在所述時鐘信號輸入到所述電平移位單元之后從所述緩沖器中的第一逆變器輸出的信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述電平移位單元僅當所述OR柵單元產(chǎn)生高狀態(tài)時工作。
16.一種顯示器件，包括用于顯示圖像的圖像顯示單元和用于產(chǎn)生時鐘信號的控制芯片；以及電連接到所述圖像顯示單元和控制芯片的移位電阻電路，其中所述移位電阻電路包括用于電平移位所述時鐘信號的振幅電壓的電平移位單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的顯示器件，其特征在于，所述移位電阻電路還包括OR柵單元，用于接收起始脈沖、或前一級和反饋信號的輸出；以及緩沖器，用于將所述電平移位單元的輸出傳輸?shù)较乱患壸鳛檩斎胄盘枴?br> 18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述電平移位單元響應(yīng)所述OR柵單元的輸出信號電平移位所述時鐘信號的振幅電壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述反饋信號是從所述緩沖器輸出的信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的顯示器件，其特征在于，所述顯示器件是液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移位電阻電路及其操作方法。所述移位電阻電路包括用于接收起始脈沖、或前一級和反饋信號的輸出的OR柵單元；用于響應(yīng)OR柵單元的輸出信號電平移位時鐘信號的振幅電壓的電平移位單元；以及用于將電平移位單元的輸出傳輸?shù)较乱患壸鳛檩斎胄盘柕木彌_器。
文檔編號H03K19/00GK1741119SQ200510072390
公開日2006年3月1日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者林敬文 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社