驱动模块及其显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种驱动模块及其显示装置,尤其涉及一种不需使用传统高压制程元件的驱动模块及其显示装置。
【背景技术】
[0002]液晶显示器(Liquid Crystal Display, LCD)具有外型轻薄、低福射、体积小及低耗能等优点,广泛地应用在笔记型电脑或平面电视等资讯产品上。因此,液晶显示器已逐渐取代传统的阴极射线管显示器(Cathode Ray Tube Display)成为市场主流,其中又以主动矩阵式薄膜晶体管液晶显示器(Active Matrix TFT IXD)最受欢迎。简单来说,主动矩阵式薄膜晶体管液晶显示器的驱动系统系由一时序控制器(Timing Cont1ller)、源极驱动器(Source Driver)以及栅极驱动器(Gate Driver)所构成。源极驱动器及栅极驱动器分别控制数据线(Data Line)及扫描线(Scan Line),其在面板上相互交叉形成电路单元矩阵,而每个电路单元(Cell)包含液晶分子及晶体管。液晶显示器的显示原理是栅极驱动器先将扫描讯号送至晶体管的栅极,使晶体管导通,接着源极驱动器将时序控制器送来的数据转换成输出电压后,将输出电压送至晶体管的源极,此时液晶一端的电压会等于晶体管漏极的电压,并根据漏极电压改变液晶分子的倾斜角度,进而改变透光率达到显示不同颜色的目的。
[0003]—般而言,栅极驱动器需要产生大电压范围的扫描讯号(如15V?(-15V))来导通液晶显示器上的晶体管。因此,传统栅极驱动器的输出级必须使用高压制程的晶体管,以避免产生大电压范围的扫描讯号时晶体管不同端点的巨大电压差造成晶体管损坏。然而,使用传统高压制程的晶体管将会造成驱动系统的制造成本大幅上升。因此,如何减少栅极驱动器中利用传统高压制程实现的晶体管数目便成为业界亟欲探讨的议题。
【发明内容】
[0004]为了解决上述的问题,本发明提出一种不需使用传统高压制程元件的驱动模块及其显示装置。
[0005]本发明公开一种用于显示装置的驱动模块,包括一第一晶体管,包括一栅极,耦接于一第一端点,一漏极,I禹接于一输出端,以及一源极,I禹接于一第一正电压源;一第二晶体管,包括一栅极,I禹接于一第二端点,一漏极,I禹接于该输出端,以及一源极,I禹接于一第一负电压源;以及一电压产生单元,耦接于一输入端、一第二正电压源及一第二负电压源,用来根据该输入端的一控制讯号于该第一端点产生一第一电压及于该第二端点产生一第二电压;其中该第一正电压源的一第一正电压与该第一电压间的电压差小于一第一临界值,且该第一负电压源的一第一负电压与该第二电压间的电压差小于一第二临界值。
[0006]本发明还公开一种显示装置,包括多个显示元件,由多个驱动讯号所驱动;以及多个驱动模块,每一驱动模块包括一第一晶体管,包括一栅极,稱接于一第一端点,一漏极,率禹接于一输出端,以及一源极,I禹接于一第一正电压源;一第二晶体管,包括一栅极,稱接于一第二端点,一漏极,耦接于该输出端,以及一源极,耦接于一第一负电压源;以及一电压产生单兀,稱接于一输入端、一第二正电压源及一第二负电压源,用来根据该输入端的一控制讯号于该第一端点产生一第一电压及于该第二端点产生一第二电压,以于该输出端产生该多个驱动讯号其中之一;其中该第一正电压源的一第一正电压与该第一电压间的电压差小于一第一临界值,且该第一负电压源的一第一负电压与该第二电压间的电压差小于一第二临界值。
【附图说明】
[0007]图1为本发明实施例一驱动模块的示意图。
[0008]图2为本发明实施例中另一驱动模块的示意图。
[0009]图3为图2所示的驱动模块运作时相关讯号的时序图。
[0010]图4为本发明实施例中另一驱动模块的示意图。
[0011]图5为本发明实施例中另一驱动|旲块的不意图。
[0012]图6为本发明实施例中另一驱动模块的示意图。
[0013]图7为本发明实施例中另一驱动|旲块的不意图。
[0014]其中,附图标记说明如下:
[0015]10、20、40、50、60、70驱动模块
[0016]100、200、400、500、600、700 电压产生单元
[0017]C1、C2电容
[0018]CON控制讯号
[0019]CONB反向讯号
[0020]Il?14电流源
[0021]INVl ?INV4反向器
[0022]MNl ?MN16、MPl ?MP13晶体管
[0023]NI ?NI8端点
[0024]TN0_1 ?TN0_4时间区间
[0025]VGH、VGH_1、VDD正电压源
[0026]VGL, VGL_1、VGL_2, VGL_3,负电压源
[0027]VGL_4、VGL_5、VSS
【具体实施方式】
[0028]请参考图1,图1为本发明实施例一驱动模块10的示意图。驱动模块10用于如液晶萤幕、智慧型电视、智慧型移动电话等显示装置中。举例来说,驱动模块10可为显示装置中用来驱动扫描线的栅极驱动器,且不限于此。如图1所示,驱动模块10包括晶体管MP1、丽I及一电压产生单元100。晶体管MP1、丽2的耦接关系详述如下,晶体管MPl的栅极、源极、漏极分别耦接于一端点N1、一正电压源VGH及一输出端OUT。晶体管丽I的栅极、源极、漏极分别耦接于一端点N2、一负电压源VGL及输出端OUT。电压产生单元100耦接于一输入端IN、一正电压源VDD及一负电压源VSS,其中正电压源VDD的电压值小于正电压源VGH的电压值且负电压源VSS的电压值大于负电压源VGL的电压值。电压产生单元100用来根据由输入端IN所接收的控制讯号CON,分别于端点N1、N2产生合适的电压VN1、VN2来控制晶体管MPUMNl的导通状态,从而于输出端OUT产生合适的输出电压VOUT作为驱动显示装置中显示元件(如一扫描线)的驱动讯号。
[0029]详细来说,为了要驱动显示装置中的显示元件,输出电压VOUT必须具有大电压范围的变动。举例来说,正电压源VGH的电压值可能为15V而负电压源VGL的电压值可能为(-15V)(即输出电压VOUT的电压范围为15V?(-15V))。也就是说,当输出电压VOUT为(-15V)时,晶体管MPl的源极与漏极间具有30V的电压差,而当输出电压VOUT为15V时,晶体管丽I的源极与漏极间也具有30V的电压差。因此,晶体管MPl、丽I需实现于一特殊制程,以使晶体管MP1、MNl的源极与漏极间可承受巨大跨压而不会损坏。与传统高压制程不同的是,在此特殊制程中虽晶体管MP1、MNl源极与漏极间以及栅极与漏极间可承受巨大跨压,然而晶体管MPUMNl的栅极与源极间无法承受过大的跨压。因此,驱动装置10利用电压产生单元100产生合适的电压VN1、VN2,以使晶体管MP1、丽I的栅极与源极间的跨压(即正电压源VGH与电压VNl间的电压差及负电压源VGL与电压VN2间的电压差)不大于一临界值TH(如5V),从而避免晶体管MPUNl受到损害。
[0030]根据不同应用及设计理念,电压产生单元100的实现方式可据以更动或修改。请参考图2,图2为本发明实施例中一驱动模块20的示意图。图2所示的驱动模块20类似于图1所示的驱动装置10,因此功能相似的元件沿用相同的符号。驱动模块20包括晶体管MP1、丽I及一电压产生单元200。其中,图2所示晶体管MP1、丽I间耦接关系同于图1所示晶体管MP1、丽I间耦接关系。电压产生单元200包括电阻Rl?R3及晶体管丽2、丽3、MP2。电阻Rl耦接于正电压源VGH与端点NI之间,晶体管MN2的栅极、源极及漏极分别耦接于输入端IN(即控制讯号C0N)、负电压源VSS(如地端)及端点NI。在此情形下,当控制讯号CON指示关闭晶体管MPl (即断开输出端OUT与正电压源VGH间的连结)时,控制讯号CON关闭晶体管丽2 (即断开端点NI与负电压源VSS间的连结),造成电压VNl等同于正电压源VGH的电压值。此时,晶体管MPl的栅极与源极间的跨压为0,晶体管MPl被关闭且不会被损坏。而当控制讯号CON指示导通晶体管MPl时,控制讯号CON导通晶体管丽2,以使一合适电流通过电阻R1,从而在端点NI产生合适的电压VNl来导通晶体管MP1。通过精确的设计,晶体管MPl导通的电压VNl与正电压源VGH电压值间的电压差(即电阻Rl上的跨压)小于等于临界值TH,从而导通晶体管MPl且同时避免晶体管MPl损坏。
[0031]另一方面,电阻R2耦接于一负电压源VGL_1及端点N2之间,晶体管丽3的栅极、源极、漏极分别耦接于一端点N3、电压源VGL及端点N2,电阻R3耦接于端点N3与负电压源VGL之间,且晶体管MP2的栅极、源极、漏极分别耦接于控制讯号CON的一反向讯号CONBi电压源VDD及端点N2。其中,负电压源VGL_1与负电压源VGL间的电压差小于等于临界值TH且大于晶体管丽I的阈值电压。举例来说,当临界值为5V时,负电压源VGL_1的电压值可为负电压源VGL的电压值加上5V (即VGL_1 = VGL+5)。此外,驱动模块20可通过一反向器(未绘不于图2中)反转控制讯号CON来取得反向讯号CONB。利用反向器反转讯号应为本领域技术人员所熟知,为求简洁,在此不赘述。
[0032]因此,当控制讯号CON指示关闭晶体管MNl时,反向讯号CONB使晶体管MP2导通,一电流流经电阻R3以在端点N3产生合适的电压VN3来导通晶体管丽3。据此,一电流由负电压源VGL_1经由电阻R2流向端点N2,端点N2的电压VN2等于负电压源VGL_1减去电阻R2上的跨压。通过调整流经电阻R2的电流值及电阻R2的阻值,电压VN2与负电压源VGL的电压值间的电压差小于晶体管丽I的阈值电压,从而达到关闭晶体管丽I的目的。而当控制讯号CON指示导通晶体管丽I时,反向讯号CONB关闭晶体管MP2,以使晶体管丽2栅极与源极间的电压差为0,从而关闭晶体管丽2。据此,端
点N2的电压VN2将会等于负电压源VGL_1的电压值。由于负电压源VGL_1与负电压源VGL间的电压差小于等于临界值TH且大于晶体管丽I的阈值电压,晶体管丽I被导通。如此一来,端点N2的电压VN2与负电压源VGL电压值间的电压差不大于临界值TH,从而避免晶体管MNl受到损坏。通过电压产生单元200,驱动模块20可根据控制讯号CON切换晶体管MP1、丽I的导通状态,以在输出端OUT产生输出电压VOUT作为用来驱动显示装置中显示元件的驱动讯号。进一步地,电压产生单元200可将晶体管MPlJNl栅极与源极间的电压差限制在临界值TH以下,以避免晶体管MPUNl受到损坏。
[0033]在此实施例中,由于端点NI与负电压源VSS间可能具有巨大电压差,因此晶体管丽2也需实现于特殊制程,且控制讯号CON与负电压源VSS间的电压差也不能超过临界值TH。举例来说,当负电压源VSS为地端且临界值为5V时,控制讯号CON的电压范围系由5V至地端电压。相似地,由于端点N3与正电压源VDD间也可能具有巨大电压差,因此晶体管MP2也需实现于特殊制程。
[0034]请参考图3,图3为图2所示的驱动模块20运作时相关讯号的时序图。如图3所示,在时间点Tl与T2间,控制讯号CON的电压值为负电压源VSS的电压值加上临界值TH而反向讯号CONB的电压值为负电压源VSS的电压值,以指示导通晶体管MPl并关闭晶体管丽I。根据控制讯号C0N,晶体管丽2在时间点Tl与T2间导通,使得端点NI的电压VNl大致等于正电压源VGH的电压值减去临界值TH,从而导通晶体管MP1。此外,根据反向讯号CONB,晶体管MP2、丽3在时间点Tl与T2间导通,使得端点N2的电压VN2大致等于负电压源VGL的电压值,从而关闭晶体管丽I。在时间点T2与T3间,控制讯号CON的电压值为负电压源VSS的电压值而反向讯号CONB的电压值为负电压源VSS的电压值加上临界值TH,以指示关闭晶体管MPl并导通晶体管丽I。根据控制讯号C0N,晶体管丽2在时间点T2与T3间关闭,使得端点NI的电压VNl等于正电压源VGH的电压值,从而关闭晶体管MP1。此外,根据反向讯号CONB,晶体管MP2、丽3在时间点T2与T3间关闭,使得端点N2的电压VN2等于负电压源VGL_1的电压值(在此实施例中,负电压源VGL_1的电压值为负电压源VGL的电压值加上临界值TH),从而导通晶体管MNl。通过电压产生单元200,驱动模块20可根据控制讯号CON切换晶体管MPlJNl的导通状态,以在输出端OUT产生合适的输出电压VOUT作为用来驱动显示装置中显示元件的驱动讯号。进一步地,电压产生单元200可将晶体管MPlJNl栅极与源极间的电压差限制在临界值TH之下,以避免晶体管MP1JN1受到损坏。
[0035]需注意的是,控制讯号C0N、C0NB也可被设计为互不重迭(non_overlapped),以避免驱动模块20不正常工作。请参考图3,图3中绘示有时间区间TN0_1?TN0_4,且在时间区间TN0_1?TN0_4内,控制讯号CON、CONB的上升沿(rising edge)及下降沿(fallingedge)不互相重迭。举例来说,在时间区间TN0_1,设计者可将控制讯号CON的上升沿延后及/或将控制讯号CONB的下降沿提前。
[0036]请参考图4,图4为本发明实施例中一驱动模块40的示意图。图4所示的驱动模块40类似于图1所示的驱动装置10,因此功能相似的元件沿用相同的符号。驱动模块40包括晶体管MP1、丽I及一电压产生单元400。其中,图4所示晶体管MPlJNl间耦接关系同于图1所示晶体管MP1、丽I间耦接关系。在图4中,电压产生单元400包括晶体管MN4?MN8、MP3?MP7、电阻R4、R5及电流源I1、12。电阻R4耦接于正电压源VGH与端点NI之间,晶体管MN4的栅极、源极及漏极分别耦接于一端点N4、负电压源VSS(如地端)及端点NI,晶体管MN5的栅极、源极及漏极分别耦接于控制讯号CON的一反向讯号C0NB、负电压源VSS及端点N4,晶体管MN6的栅极、源极及漏极分别耦接于控制讯号C0N、一端点N5及端点N4,晶体管MN6的栅极、源极及漏极分别耦接于端点N5、负电压源VSS及端点N5,且电流源Il耦接于正电压源VDD与端点N5之间。其中,驱动模块40可通过一反向器(未绘示于图4中)反转控制讯号CON来取得反向讯号C0NB,利用反向器反转讯号应为本领域技术人员所熟知,为求简洁,在此不赘述。
[0037]因此,当控制讯号CON指示关闭晶体管MPl (即断开输出端OUT与正电压源VGH间的连结)时,反向讯号CONB导通晶体管丽5且控制讯号CON关闭晶体管MN6,从而使晶体管MN4关闭且让端点NI的电压VNl等同于正电压源VGH的电压值。由于晶体管MPl的栅极与源极间的跨压为0,晶体管MPl被关闭且不会被损坏。而当控制讯号CON指示导通晶体管MPl时,反向讯号CONB关闭晶体管丽5且控制讯号CON导通晶体管MN6,晶体管MN4及丽7形成一电流镜,以使一合适电流流经电阻R4,从而在端点NI产生合适的电压VNl来导通晶体管MP1。通过合适的设计,晶体管MPl导通的电压VNl与正电压源VGH电压值间的电压差(即电流通过电阻R3所造成的压降)小于等于临界值TH且大于晶体管MPl的阈值电压,从而导通晶体管MPl且同时避免晶体管MPl受到损坏。
[0038]另一方面,晶体管MP3的栅极、源极、漏极分别耦接于一端点N6、一负电压源VGL_2及端点N2,晶体管MN8的栅极、源极、漏极分别耦接于端点N6、负电压源VGL及端点N2,电阻R5耦接于端点N6与负电压源VGL之间,晶体管MP4的栅极、源极、漏极分别耦接于一端点N7、正电压源VDD及端点N6,晶体管MP5的栅极、源极、漏极分别耦接于控制讯号C0N、正电压源VDD及端点N7,晶体管MP6的栅极、源极、漏极分别耦接于反向讯号C0NB、一端点NS及端点N7,晶体管MP7的栅极、源极、漏极分别耦接于端点NS、正电压源VDD及端点NS,电流源12则耦接于端点NS与负电压源VSS之间。其中,负电压源VGL_2与负电压源VGL间的电压差小于等于临界值TH并大于晶体管丽I的阈值电压。举例来说,当临界值为5V时,负电压源VGL_2的电压值可为负电压源VGL的电压值加上5V(即VGL_2 = VGL+5)。
[0039]因此,当控制讯号CON指不关闭晶体管丽I时,控制讯号CON关闭晶体管MP5且反向讯号CONB导通晶体管MP6,晶体管MP4及MP7形成一电流镜,从而在端点N6产生一合适的电压VN6来关闭晶体管MP3并导通晶体管MN8。通过调整流经晶体管MP4与电阻R5的电流,端点N2的电压VN2大致等于负电压源VGL的电压值,晶体管丽I处于关闭状态。而当控制讯号CON指示导通晶体管MNl时,控制讯号CON导通晶体管MP5且反向讯号CONB关闭晶体管MP6,以使晶体管MP4被关闭且使端点N6的电压VN6大致等于负电压源VGL的电压值。在此情形下,晶体管MN8被关闭且晶体管MP3被导通,端点N2的电压VN2大致等于负电压源VGL_2的电压值。由于负电压源VGL_2与负电压源VGL间的电压差小于等于临界值TH并大于晶体管丽I的阈值电压,晶体管丽I会被导通且不会受到损害。通过电压产生单元400,驱动模块40可根据控制讯号CON切换晶体管MP1、丽I的导通状态,以在输出端OUT产生输出电压VOUT作为用来驱动显示装置中显示元件的驱动讯号。进一步地,电压产生单元400可将晶体管MP1、丽I栅极与源极间的电压差限制在临界值TH之下,以避免晶体管MPUNl受到损坏。
[0040]需注意的是,在此实施例中,晶体管MN4、丽7需实现于特殊制程且晶体管MP4、MP7也需实现于特殊制程。
[0041]需注意的是,当显示装置利用多个驱动模块40来产生用来驱动多个显示元件的驱动讯号(如产生用来驱动多条扫描线的扫描线讯号)时,由于显示装置通常在同一时间仅会致能一条扫描线,因此多个驱动模块40中的部份元件可被共用。举例来说,多个驱动模块40中晶体管丽7、MP7及电流源I1、12可被共用。也就是说,多个驱动模块40中的端点N5及NS可分别相互连接,以利用单一组的晶体管丽7、MP7及电流源I1、12执行运作。据此,多个驱动模块40的功率消耗可被大幅度的降低。
[0042]此外,当控制讯号CON指示导通晶体管MPl并关闭晶体管丽I时,驱动模块40需使电流Il流经电阻R4及使电流12流经电阻R5 ;而当控制讯号CON指示关闭晶体管MPl并导通晶体管MNl时,驱动模块40不需耗费静态电流。也就是说,驱动模块40仅在导通晶体管MPl并关闭晶体管MNl时耗费大电流。若显示装置利用多个驱动模块40来驱动扫描线,由于在同一时间内仅会有一条扫描线被致能,因此多个驱动模块40仅有单一个驱动模块40需要耗费大电流,进而降低显示装置的功率消耗。
[0043]请参考图5,图5为本发明实施例一驱动模块50的示意图。图5所示的驱动模块50类似于图1所示的驱动装置10,因此功能相似的元件沿用相同的符号。驱动模块50包括晶体管MPlJNl及一电压产生单元500。其中,图5所示晶体管MPlJNl间耦接关系,同于图1所示晶体管MP1、丽I间耦接关系。在图5中,电压产生单元500包括晶体管MN9?丽13、MP8?MP12及电流源13、14。晶体管MP8的栅极、源极及漏极分别耦接于端点N1、正电压源VGH及端点NI,晶体管MN9的栅极、源极及漏极分别耦接于控制讯号C0N、端点NI及一端点N9,晶体管MNlO的栅极、源极及漏极分别耦接于一端点N10、负电压源VSS (如地端)及端点N9,晶体管丽11的栅极、源极及漏极分别耦接于端点N10、负电压源VSS及端点N10,电流源13耦接于正电压源VDD与端点NlO之间。其中,晶体管MP8可视为一耦接于正电压源VGH与端点NI的电阻,且电流源13及晶体管丽10、丽11组成一电流镜。
[0044]因此,当控制讯号CON指示关闭晶体管MPl时,控制讯号CON关闭晶体管MN9,从而使端点NI的电压VNl大致等于正电压源VGH的电压值。由于晶体管MPl的栅极与源极
间的跨压为0,晶体管MPl被关闭且不会被损坏。而当控制讯号CON指示导通晶体管MPl时,控制讯号CON导通晶体管MN9,电流源13及晶体管丽10、丽11所组成的电流镜产生流经晶体管MN9及MP8的电流,从而在端点NI产生合适的电压VNl来导通晶体管MPl。通过调整流经晶体管MN9及MP8的电流,晶体管MPl导通的电压VNl与正电压源VGH电压值间的电压差(即电流通过晶体管MP8所造成的压降)小于等于临界值TH且大于晶体管MPl的电压值,从而导通晶体管MPl且同时避免晶体管MPl受到损坏。
[0045]另一方面,晶体管MP9的栅极、源极、漏极分别耦接于一端点Nil、一负电压源VGL_3及端点N2,晶体管丽12的栅极、源极、漏极分别耦接于端点Nil、负电压源VGL及端点N2,晶体管丽13的栅极、源极、漏极分别耦接于端点Nil、负电压源VGL及端点N11,晶体管MPlO的栅极、源极、漏极分别耦接于控制讯号CON的反向讯号C0NB、一端点N12及端点N11,晶体管MPll的栅极、源极、漏极分别耦接于一端点N13、正电压源VDD及端点N12,晶体管MP12的栅极、源极、漏极分别耦接于端点N113、正电压源VDD及端点N13,而电流源14耦接于端点N13与负电压源VSS之间。其中,晶体管丽13可视为一耦接于负电压源VGL与端点Nll的电阻,且电流源14及晶体管MP11、MP12组成一电流镜。此外,负电压源VGL_3与负电压源VGL间的电压差小于等于临界值TH并大于晶体管丽I的阈值电压。举例来说,当临界值为5V时,负电压源VGL_3的电压值可为负电压源VGL的电压值加上5V (即VGL_3 =VGL+5)。驱动模块50可通过一反向器(未绘示于图5中)反转控制讯号CON来取得反向讯号C0NB,利用反向器反转讯号应为本领域技术人员所熟知,为求简洁,在此不赘述。
[0046]因此,当控制讯号CON指示关闭晶体管丽I时,反向讯号CONB导通晶体管MP10,由电流源14及晶体管MP11、MP12组成的电流镜产生流经晶体管丽13,从而在端点Nll产生一合适的电压VNll来关闭晶体管MP9并导通晶体管丽12。据此,端点N2的电压VN2大致等于负电压源VGL的电压值,晶体管丽I处于关闭状态。而当控制讯号CON指示导通晶体管丽I时,反向讯号CON关闭晶体管MP10,以使端点Nll的电压VNll大致等于负电压源VGL的电压值。在此情况下,晶体管丽12被关闭且晶体管MP9被导通,端点N2的电压VN2大致等于负电压源VGL_3的电压值。由于负电压源VGL_3与负电压源VGL间的电压差小于等于临界值TH并大于晶体管MNl的阈值电压,晶体管MNl会被导通且不会受到损害。通过电压产生单元500,驱动模块50可根据控制讯号CON切换晶体管MPl、MNl的导通状态,以在输出端OUT产生输出电压VOUT作为用来驱动显示装置中显示元件的驱动讯号。进一步地,电压产生单元500可将晶体管MP1、丽I栅极与源极间的电压差限制在临界值TH之下,以避免晶体管MPUNl受到损坏。
[0047]在此实施例中,晶体管MN9需实现于特殊制程,且晶体管MPlO也需实现于特殊制程。
[0048]需注意的是,当显示装置利用多个驱动模块50来产生用来驱动多个显示元件的驱动讯号(如产生用来驱动多条扫描线的扫描线讯号)时,由于显示装置通常在同一时间仅会致能一条扫描线,因此多个驱动模块40中的部份元件可被共用。举例来说,多个驱动模块50中晶体管MN11、MP12及电流源13、14可被共用。也就是说,多个驱动模块50中的端点NlO及N13可分别相互连接,以利用单一组的晶体管丽11、MP12及电流源13、14执行运作。据此,多个驱动模块50的功率消耗可被大幅度的降低。
[0049]请参考图6,图6为本发明实施例一驱动模块60的示意图。图6所示的驱动模块60类似于图1所示的驱动装置10,因此功能相似的元件沿用相同的符号。驱动模块60包括晶体管MPlJNl及一电压产生单元600。其中,图6所示晶体管MPlJNl间耦接关系,同于图1所示晶体管MP1、^1间耦接关系。在图6中,电压产生单元600包括反向器INV1、INV2、开关SW1、SW2及电容Cl、C2。反向器INVl耦接于端点NI与N14之间,电容Cl耦接于端点N14与N15之间,且开关SWl用来根据控制讯号CON调整端点N14与正电压源VGH_1间的连接状态。其中,正电压源VGH_1与正电压源VGH间的电压差小于等于临界值TH并大于晶体管MPl的阈值电压。举例来说,当临界值为5V时,正电压源VGH_1的电压值可为正电压源VGH的电压值减少5V(即VGH_1 = VGH-5)。
[0050]因此,当控制讯号CON指示关闭晶体管MPl时,控制讯号CON控制开关SWl导通正电压源VGH_1与端点N14间的连结,以使反向器INVl调整端点NI的电压VNl为正电压源VGH的电压值,进而关闭晶体管MPl。而控制讯号CON指示导通晶体管MPl时,控制讯号CON控制开关SWl断开正电压源VGH_1与端点N14间的连结。此时,端点N15的电压VN15根据控制讯号CON同时上升一临界值TH,以使反向器INVl调整端点NI的电压VNl为正电压源VGH_1的电压值,进而导通晶体管MPI。
[0051]另一方面,反向器INV2耦接于端点N2与N15之间,电容C2耦接于端点N16与N17之间,且开关SW2用来根据控制讯号CON的一反向讯号CONB调整端点N16与负电压源VGL_4间的连接状态。其中,负电压源VGL_4与负电压源VGL间的电压差小于等于临界值TH并大于晶体管丽I的阈值电压。举例来说,当临界值为5V时,负电压源VGL_4的电压值可为负电压源VGL的电压值加上5V(即VGL_4 = VGL+5)。驱动模块60可通过一反向器(未绘示于图6中)反转控制讯号CON来取得反向讯号C0NB,利用反向器反转讯号应为本领域技术人员所熟知,为求简洁,在此不赘述。
[0052]当控制讯号CON指示关闭晶体管MNl时,反向讯号CONB控制开关SW2导通负电压源VGL_4与端点N16间的连结,以使反向器INV2调整端点N2的电压VN2为负电压源VGL的电压值,进而关闭晶体管丽I。而控制讯号CON指示导通晶体管丽I时,反向讯号CONB控制开关SW2断开负电压源VGL_4与端点N16间的连结。此时,端点N17的电压根据控制讯号CON下降一临界值TH,以使反向器INV2调整端点N2的电压VN2为负电压源VGL_4的电压值,进而导通晶体管MNl。通过电压产生单元600,驱动模块60可根据控制讯号CON切换晶体管MPUMNl的导通状态,以在输出端OUT产生输出电压VOUT作为用来驱动显示装置中显示元件的驱动讯号。进一步地,电压产生单元600可将晶体管MP1、MNl栅极与源极间的电压差限制在临界值TH之下,以避免晶体管MPlJNl受到损坏。
[0053]请参考图7,图7为本发明实施例一驱动模块70的示意图。图7所示的驱动模块70类似于图1所示的驱动装置10,因此功能相似的元件沿用相同的符号。驱动模块70包括晶体管MPlJNl及一电压产生单元700。其中,图7所示晶体管MPlJNl间耦接关系,同于图1所示晶体管MPlJNl间耦接关系。在图7中,电压产生单元700包括晶体管丽14?丽16、MP13及电流源15、16。晶体管MP13的栅极、源极及漏极分别耦接于端点N1、正电压源VGH及端点NI,晶体管丽14的栅极、源极及漏极分别耦接于一端点N18、负电压源VSS (如地端)及端点NI,晶体管MN15的栅极、源极及漏极分别耦接于端点N18、负电压源VSS及端点N18,电流源15耦接于正电压源VDD与端点N18之间。其中,晶体管MP13与晶体管MPl组成一电流镜,且电流源15及晶体管丽14、丽15组成另一电流镜。
[0054]因此,当控制讯号CON指示关闭晶体管MPl时,控制讯号CON控制电流源15停止输出电流至晶体管丽15,晶体管MPl被关闭且不会被损坏。而当控制讯号CON指示导通晶体管MPl时,控制讯号CON控制电流源15输出电流至晶体管丽15,以通过电流源15及晶体管丽14、丽15组成的电流镜以及晶体管MP13与晶体管MPl组成一电流镜的电流镜,导通晶体管MP1。通过合适的设计,晶体管MPl导通的电压VNl与正电压源VGH电压值间的电压差(即电流通过晶体管MP13所造成的压降)小于等于临界值TH,从而避免晶体管MPl损坏。
[0055]另一方面,晶体管丽16的栅极、源极、漏极分别耦接于端点N2、负电压源VGL及端点N2,而电流源16耦接于端点N2与负电压源VGL_5之间。其中,晶体管丽16与晶体管丽I组成一电流镜。此外,负电压源VGL_5与负电压源VGL间的电压差小于等于临界值TH并大于晶体管丽I的阈值电压。举例来说,当临界值为5V时,负电压源VGL_5的电压值可为负电压源VGL的电压值加上5V(即VGL_5 = VGL+5)。
[0056]当控制讯号CON指示关闭晶体管丽I时,控制讯号CONB控制电流源16停止输出电流至晶体管MNl6,晶体管MNl被关闭。而当控制讯号CON指示导通晶体管MNl时,控制讯号CON控制电流源16输出电流至晶体管丽16,以导通晶体管丽I。通过合适的设计,晶体管丽I导通的电压VN2与负电压源VGL电压值间的电压差(即电流通过晶体管丽16所造成的压差)小于等于临界值TH,从而避免晶体管MNl损坏。通过电压产生单元700,驱动模块70可根据控制讯号CON切换晶体管MPlJNl的导通状态,以在输出端OUT产生输出电压VOUT作为用来驱动显示装置中显示元件的驱动讯号。进一步地,电压产生单元600可将晶体管MP1、丽I栅极与源极间的电压差限制在临界值TH之下,以避免晶体管MPlJNl受到损坏。
[0057]在此实施例中,驱动模块70不需使用电阻及电容等被动元件。然而,驱动模块70中晶体管丽1、丽14?丽16、MP1、MP13都需实现于特殊制程。
[0058]根据不同应用及设计精神,本领域技术人员应可据以实施合适的更动及修改。举例来说,为了降低制程变异所带来影响,图2所示的驱动模块20的电阻Rl
?R3及图4所示的驱动模块40的R4、R5可以晶体管来实现。此外,用于限制晶体管MPlJNl栅极与源极间的临界值TH可为据以改变。举例来说,在图1中,正电压源VGH与电压VNl间的电压差可小于一临界值THl,且负电压源VGL与电压VN2间的电压差可小于另一临界值TH2。
[0059]综上所述,上述实施例的驱动模块利用电压产生单元来限制驱动模块中输出级晶体管栅极与源极间的电压差,从而避免驱动模块中输出级晶体管受到损害。据此,上述实施例的驱动模块可不需使用传统高压制程元件,而可利用特殊制程(即晶体管的栅极与漏极以及漏极与源极间可承受大电压差的制程)元件实现。据此,驱动模块的制造成本及制造时间可被大幅度的降低。
[0060]以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种驱动模块,用于一显示装置,其特征在于该驱动模块包括: 一第一晶体管,包括一栅极,I禹接于一第一端点,一漏极,I禹接于一输出端,以及一源极,稱接于一第一正电压源; 一第二晶体管,包括一栅极,I禹接于一第二端点,一漏极,I禹接于该输出端,以及一源极,耦接于一第一负电压源;以及 一电压产生单兀,稱接于一输入端、一第二正电压源及一第二负电压源,用来根据该输入端的一控制讯号,在该第一端点产生一第一电压及在该第二端点产生一第二电压; 其中,该第一正电压源的一第一正电压与该第一电压间的电压差小于一第一临界值,且该第一负电压源的一第一负电压与该第二电压间的电压差小于一第二临界值。2.如权利要求1所述的驱动模块,其特征在于该电压产生单元包括: 一电阻,耦接于该第一正电压源与该第一端点之间;以及 一第三晶体管,包括一栅极,耦接于该控制讯号,一源极,耦接于该第二负电压源,以及一漏极,稱接于该第一端点; 其中,该控制讯号与该第二负电压间的电压差小于该第二临界值。3.如权利要求1所述的驱动模块,其特征在于该电压产生单元包括: 一第一电阻,稱接于一第三负电压源与该第二端点之间; 一第三晶体管,包括一栅极,耦接于一第三端点,一源极,耦接于该第二负电压源,以及一漏极,耦接于该第二端点; 一第二电阻,耦接于该第三端点与该第二负电压源之间;以及一第四晶体管,包括一栅极,耦接于该控制讯号,一源极,耦接于一第三正电压源,以及一漏极,耦接于该第三端点; 其中,该第三负电压源的一第三负电压与该第二负电压间的电压差不大于该第二临界值,且该第三正电压源的一第三正电压与该控制讯号间的电压差不大于该第一临界值。4.如权利要求1所述的驱动模块,其特征在于该电压产生单元包括: 一电阻,稱接于该第一正电压源与该第一端点之间; 一第三晶体管,包括一栅极,耦接于一第三端点,一源极,耦接于该第二负电压源,以及一漏极,稱接于该第一端点; 一第四晶体管,包括一栅极,I禹接于该控制讯号的一反向讯号,一源极,I禹接于该第二负电压源,以及一漏极,耦接于该第三端点; 一第五晶体管,包括一栅极,耦接于该控制讯号,一源极,耦接于该第三端点,以及一漏极,耦接于一第四端点; 一第六晶体管,包括一栅极,耦接于该第四端点,一源极,耦接于该第二负电压源,以及一漏极,耦接于该第四端点;以及 一电流源,耦接于该第二正电压源与该第四端点之间。5.如权利要求1所述的驱动模块,其特征在于该电压产生单元包括: 一第三晶体管,包括一栅极,耦接于一第三端点,一源极,耦接于一第三负电压源,以及一漏极,耦接于该第二端点; 一第四晶体管,包括一栅极,耦接于该第三端点,一源极,耦接于该第一负电压源,以及一漏极,耦接于该第二端点; 一电阻,耦接于该第三端点与该第二负电压源之间; 一第五晶体管,包括一栅极,耦接于一第四端点,一源极,耦接于该第二正电压源,以及一漏极,耦接于该第三端点; 一第六晶体管,包括一栅极,耦接于该控制讯号,一源极,耦接于该第二正电压源,以及一漏极,耦接于该第四端点; 一第七晶体管,包括一栅极,I禹接于该控制讯号的一反向讯号,一源极,I禹接于该第四端点,以及一漏极,耦接于一第五端点; 一第八晶体管,包括一栅极,耦接于该第五端点,一源极,耦接于该第二正电压源,以及一漏极,耦接于该第五端点;以及 一电流源,耦接于该第五端点及该第二负电压源之间; 其中,该第三负电压源的一第三负电压与该第二负电压间的电压差不大于该第二临界值。6.如权利要求1所述的驱动模块,其特征在于该电压产生单元包括: 一第三晶体管,包括一栅极,耦接于该第一端点,一源极,耦接于该第一正电压源,以及一漏极,稱接于该第一端点; 一第四晶体管,包括一栅极,耦接于该控制讯号,一源极,耦接于一第三端点,以及一漏极,耦接于该第一端点; 一第五晶体管,包括一栅极,稱接于一第四端点,一源极,I禹接于该第三端点,以及一漏极,耦接于该第二负电压源; 一第六晶体管,包括一栅极,耦接于该第四端点,一源极,耦接于该第二负电压源,以及一漏极,耦接于该第四端点;以及 一电流源,耦接于该第二正电压源与该第四端点之间; 其中,该控制讯号的电压范围是由该第二正电压至该第二负电压。7.如权利要求1所述的驱动模块,其特征在于该电压产生单元包括: 一第三晶体管,包括一栅极,耦接于一第三端点,一源极,耦接于一第三负电压源,以及一漏极,耦接于该第二端点; 一第四晶体管,包括一栅极,耦接于该第三端点,一源极,耦接于该第一负电压源,以及一漏极,耦接于该第二端点; 一第五晶体管,包括一栅极,耦接于该第三端点,一源极,耦接于该第一负电压源,以及一漏极,耦接于该第三端点; 一第六晶体管,包括一栅极,I禹接于该控制讯号的一反向讯号,一源极,I禹接于一第四端点,以及一漏极,耦接于该第三端点; 一第七晶体管,包括一栅极,耦接于一第五端点,一源极,耦接于该第二正电压源,以及一漏极,耦接于该第四端点; 一第六晶体管,包括一栅极,耦接于该第五端点,一源极,耦接于该第二正电压源,以及一漏极,耦接于该第五端点;以及 一电流源,耦接于该第五端点与该第二负电压源之间; 其中,该反向讯号的电压范围是由该第二正电压至该第二负电压。8.如权利要求1所述的驱动模块,其特征在于该电压产生单元包括: 一反向器,稱接于该第一端点及一第三端点之间,用来根据该第三端点的一第三电压、该第一正电压源及该第二正电压源,产生该第一电压; 一电容,耦接于该第三端点及一第四端点之间;以及 一开关,耦接于该第三端点及该第二正电压源之间,用来根据该控制讯号控制该第三端点与该第二正电压源间的连结; 其中,该第一正电压与该第二正电压间的电压差不大于该第一临界值; 其中,当该控制讯号控制该开关断开该第三端点与该第二正电压源间的连结时,该第四端点的一第四电压上升该第一临界值。9.如权利要求1所述的驱动模块,其特征在于该电压产生单元包括: 一反向器,耦接于该第二端点及一第三端点之间,用来根据该第三端点的一第三电压、该第一负电压源及该第二负电压源,产生该第二电压; 一电容,耦接于该第三端点及一第四端点之间;以及 一开关,耦接于该第三端点及该第二负电压源之间,用来根据该控制讯号控制该第三端点与该第二负电压源间的连结; 其中,该第一负电压与该第二负电压间的电压差不大于该第二临界值; 其中,当该控制讯号控制该开关断开该第三端点与该第二负电压源间的连结时,该第四端点的一第四电压上升该第二临界值。10.如权利要求1所述的驱动模块,其特征在于该电压产生单元包括: 一第三晶体管,包括一栅极,耦接于该第一端点,一源极,耦接于该第一正电压源,以及一漏极,稱接于该第一端点; 一第四晶体管,包括一栅极,耦接于一第三端点,一源极,耦接于地端,以及一漏极,耦接于该第一端点; 一第五晶体管,包括一栅极,耦接于该第三端点,一源极,耦接于地端,以及一漏极,耦接于该第三端点;以及 一电流源,耦接于该第二正电压源与该第三端点之间,用来根据该控制讯号决定是否输出电流至该第三端点。11.如权利要求1所述的驱动模块,其特征在于该电压产生单元包括: 一第三晶体管,包括一栅极,耦接于该第二端点,一源极,耦接于该第一负电压源,以及一漏极,耦接于该第二端点;以及 一电流源,耦接于该第二负电压源与该第三端点之间,用来根据该控制讯号决定是否输出电流至该第三端点。12.—种显示装置,包括: 多个显示元件,由多个驱动讯号所驱动;以及 多个驱动模块,每一驱动模块包括: 一第一晶体管,包括一栅极,I禹接于一第一端点,一漏极,I禹接于一输出端,以及一源极,稱接于一第一正电压源; 一第二晶体管,包括一栅极,I禹接于一第二端点,一漏极,I禹接于该输出端,以及一源极,耦接于一第一负电压源;以及 一电压产生单兀,稱接于一输入端、一第二正电压源及一第二负电压源,用来根据该输入端的一控制讯号在该第一端点产生一第一电压及在该第二端点产生一第二电压,以在该输出端产生该多个驱动讯号其中之一; 其中,该第一正电压源的一第一正电压与该第一电压间的电压差小于一第一临界值,且该第一负电压源的一第一负电压与该第二电压间的电压差小于一第二临界值。
【专利摘要】本发明公开了一种驱动模块及其显示装置,该驱动模块包括第一晶体管,包括栅极,耦接于第一端点,漏极,耦接于输出端,以及源极,耦接于第一正电压源;第二晶体管,包括栅极,耦接于第二端点,漏极,耦接于该输出端,以及源极,耦接于第一负电压源;以及电压产生单元,耦接于输入端、第二正电压源及第二负电压源,用来根据该输入端的控制讯号,在该第一端点产生第一电压及在该第二端点产生第二电压;其中该第一正电压源的第一正电压与该第一电压间的电压差小于第一临界值,且该第一负电压源的第一负电压与该第二电压间的电压差小于第二临界值。
【IPC分类】G09G3/36
【公开号】CN104900199
【申请号】CN201410427074
【发明人】卢泓谕
【申请人】矽创电子股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年8月27日
【公告号】US20150256167