用于lcd系統(tǒng)的可編程電平移位器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于IXD系統(tǒng)的可編程電平移位器。
【背景技術(shù)】
[0002]許多液晶顯示器(IXD)及有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(0LED)使用有源矩陣方案以接入顯示器的像素陣列。早期顯示器使用行及列驅(qū)動(dòng)器集成電路以接入有源矩陣的行及列。近來(lái)，已經(jīng)在顯示屏本身上實(shí)施行驅(qū)動(dòng)器功能，從而不需要沿著所述顯示器的一側(cè)的印刷電路板(PCB)。此類(lèi)顯示器需要電平移位器將由時(shí)序控制器產(chǎn)生的邏輯電平信號(hào)(通常為幾伏)轉(zhuǎn)譯為顯示器面板所需要的更高電壓(通常，低電平為5V到10V且高電平為20V到30V)。圖1為此類(lèi)IXD控制系統(tǒng)100的框圖。圖1的有源矩陣顯示器110可為IXD顯示器或0LED顯示器。列驅(qū)動(dòng)器1C 130驅(qū)動(dòng)有源矩陣顯示器110的列。由行驅(qū)動(dòng)功能性120在顯示屏本身上實(shí)施行驅(qū)動(dòng)功能。在一些實(shí)施方案中，所述行驅(qū)動(dòng)器被稱(chēng)為柵極驅(qū)動(dòng)器。本文中將可互換使用術(shù)語(yǔ)“行驅(qū)動(dòng)器”及“柵極驅(qū)動(dòng)器”以指代相同的功能性且不應(yīng)將任一術(shù)語(yǔ)視為限制于特定實(shí)施方案。時(shí)序控制器140為列驅(qū)動(dòng)器130及行驅(qū)動(dòng)功能性120產(chǎn)生時(shí)序控制信號(hào)。電平移位器150將由時(shí)序控制器140產(chǎn)生的邏輯電平信號(hào)轉(zhuǎn)譯為顯示器110的行驅(qū)動(dòng)功能性所需要的更高電壓。使用此類(lèi)方案的LCD系統(tǒng)不同地被稱(chēng)為板內(nèi)柵極(GIP)系統(tǒng)、非晶硅柵極驅(qū)動(dòng)器(ASG)系統(tǒng)及陣列上柵極驅(qū)動(dòng)器(G0A)系統(tǒng)。所有這些命名指代使用本質(zhì)上相同技術(shù)的顯示器。
[0003]在當(dāng)前的IXD系統(tǒng)中，時(shí)序控制器140將多個(gè)輸入信號(hào)提供到電平移位器150，電平移位器150將其轉(zhuǎn)譯為嵌入在顯示屏110中的柵極驅(qū)動(dòng)電路120的許多時(shí)鐘信號(hào)(通常四個(gè)或八個(gè))及控制信號(hào)(通常兩個(gè)或四個(gè))中。在此方案的最簡(jiǎn)單實(shí)施方案中，電平移位器150中的每一信道包括一輸入及一輸出，且時(shí)序控制器140必須為每一信道產(chǎn)生控制信號(hào)。此方法較簡(jiǎn)單，但在時(shí)序控制器140及電平移位器150兩者中都需要高的引腳數(shù)目，且在兩者之間需要大量PCB跡線。此外，電平移位器的輸出信號(hào)所需要的任何改變都需要改變時(shí)序控制器140，這并不容易實(shí)現(xiàn)。
[0004]在當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平的顯示器中，時(shí)序控制器140在減少數(shù)目的信號(hào)中解碼顯示器的信息，且電平移位器150含有解碼所述信息的狀態(tài)機(jī)且使用其以控制其輸出。此方法比先前解決方案在時(shí)序控制器140及電平移位器150中需要較低的引腳數(shù)目且在兩者之間需要較少PCB連接，但其仍然具有許多限制。一種此類(lèi)限制為所述輸出信號(hào)產(chǎn)生由固定的狀態(tài)機(jī)界定且在對(duì)電平移位器150或時(shí)序控制器140不做設(shè)計(jì)修改的情況下其不可被改變。而且，時(shí)序控制器140與電平移位器150之間的PCB跡線的數(shù)目仍然高于顯示器設(shè)計(jì)者想要的數(shù)目。在許多顯示器應(yīng)用中，PCB基板面很寶貴，且出于成本或PCB厚度的原因，PCB層的數(shù)目有限。另外，所述固定的狀態(tài)機(jī)系統(tǒng)的剛度限制產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期時(shí)間，特別是當(dāng)對(duì)LCD面板做出改變時(shí)可需要不同的驅(qū)動(dòng)方案。此外，大容量終端裝備通常使用來(lái)自多個(gè)源的LCD顯示面板，且需要許多電平移位器變體來(lái)容納其全部。此通常導(dǎo)致更高組件及制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是針對(duì)可編程電平移位器，其用于基于從時(shí)序控制器接收到的邏輯電平控制信號(hào)將經(jīng)上移控制信號(hào)提供到有源矩陣顯示器。所述可編程電平移位器包含可編程狀態(tài)機(jī)、電平移位輸出驅(qū)動(dòng)器及編程接口。所述可編程狀態(tài)機(jī)經(jīng)配置以從時(shí)序控制器接收至少一控制信號(hào)。所述狀態(tài)機(jī)基于所述至少一控制信號(hào)產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)所述有源矩陣顯示器的柵極驅(qū)動(dòng)器的多個(gè)輸出。所述電平移位輸出驅(qū)動(dòng)器將由所述可編程狀態(tài)機(jī)產(chǎn)生的所述多個(gè)輸出轉(zhuǎn)換為更高量值電壓電平。所述編程接口便于編程所述可編程狀態(tài)機(jī)的各方面。
[0006]本發(fā)明的另一實(shí)施例針對(duì)包含有源矩陣顯示器及可編程電平移位器的有源矩陣顯示系統(tǒng)。所述有源矩陣顯示器包含像素陣列及驅(qū)動(dòng)所述像素陣列的至少一部分的集成柵極驅(qū)動(dòng)器。所述可編程電平移位器從時(shí)序控制器接收至少一控制信號(hào)，且基于所述至少一控制信號(hào)產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)所述有源矩陣顯示器的所述柵極驅(qū)動(dòng)器的多個(gè)輸出。用于驅(qū)動(dòng)所述有源矩陣顯示器的所述柵極驅(qū)動(dòng)器的所述輸出被電平移位致使其具有的電壓比從所述時(shí)序控制器接收到的所述至少一控制信號(hào)高。所述電平移位器具有允許編程所述電平移位器的各方面的編程接口。
[0007]本發(fā)明的另一實(shí)施例針對(duì)操作電平移位器的方法，所述電平移位器可操作以基于從時(shí)序控制器接收到的邏輯電平控制信號(hào)將經(jīng)上移控制信號(hào)提供到有源矩陣顯示器。依據(jù)所述方法，經(jīng)由編程接口從外部源接收數(shù)據(jù)。所述接收到的數(shù)據(jù)被用以更新所述電平移位器的存儲(chǔ)器元件的內(nèi)容。所述存儲(chǔ)器元件的內(nèi)容影響由所述電平移位器產(chǎn)生的輸出序列的實(shí)質(zhì)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為運(yùn)用電平移位器的IXD控制系統(tǒng)的框圖。
[0009]圖2為可編程電平移位器的電路框圖。
[0010]圖3為可編程電平移位器的電路框圖。
[0011]圖4為展示電平移位器模式存儲(chǔ)器的七字部分的內(nèi)容的圖表。
[0012]圖5為展示圖4的存儲(chǔ)器內(nèi)容如何對(duì)應(yīng)于特定輸出模式的時(shí)序圖。
[0013]圖6為展示可如何使用固定時(shí)鐘以產(chǎn)生電平移位器輸出序列的時(shí)序圖。
[0014]圖7為展示可如何使用可變時(shí)鐘方案以產(chǎn)生電平移位器輸出序列的時(shí)序圖。
[0015]圖8為展示輸出模式數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖9為從兩個(gè)固定的時(shí)鐘信號(hào)重建可變時(shí)鐘信號(hào)的控制信號(hào)重建塊的電路框圖。
[0017]圖10為展示由圖9的所述控制信號(hào)重建塊產(chǎn)生的波形的時(shí)序圖。
[0018]圖11為基于微控制器的可編程電平移位器的電路框圖。
[0019]圖12為展示可由圖11的數(shù)字控制及定序微控制器執(zhí)行的說(shuō)明性指令的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖2為根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例的可編程電平移位器的電路(通常在200處表明)的框圖?？删幊屉娖揭莆黄?00包含可編程狀態(tài)機(jī)210及輸出驅(qū)動(dòng)器220。取決于如何編程，可編程狀態(tài)機(jī)210使相同的集成電路能夠產(chǎn)生不同的輸出序列。輸出驅(qū)動(dòng)器220將由可編程狀態(tài)機(jī)210產(chǎn)生的邏輯電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)CD顯示面板的柵極驅(qū)動(dòng)器需要的更高量值電壓電平。由可編程狀態(tài)機(jī)210產(chǎn)生的輸出序列可由用戶編程而無(wú)需物理改變1C?？稍诖鎯?chǔ)器中編程一個(gè)以上序列，且可動(dòng)態(tài)切換所述序列以支持LCD面板的不同的操作模式。由于電平移位器200的輸出模式為不固定的，所以單一 1C可支持多種應(yīng)用。此提供規(guī)模經(jīng)濟(jì)、較慢的產(chǎn)品報(bào)廢、減少的認(rèn)證工作及較小的材料清單。在例如超高清(UHD)顯示器等高端應(yīng)用中，使用兩個(gè)或兩個(gè)以上相同的裝置但將其不同地編程(而不是為每一應(yīng)用開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的電平移位器解決方案)可實(shí)現(xiàn)大量電平移位器輸出。
[0021]另外，利用可編程狀態(tài)機(jī)210，某些控制方案可大幅度減少時(shí)序控制器140需要的控制信號(hào)的數(shù)目?？墒褂檬稚倭康臅r(shí)序控制器信號(hào)以在顯示器110中產(chǎn)生柵極驅(qū)動(dòng)電路120的任何序列的時(shí)鐘信號(hào)及控制信號(hào)。此顯著地減少時(shí)序控制器140與電平移位器150之間所需的電連接的數(shù)目。在極端的情況下，僅需一個(gè)此類(lèi)連接。此簡(jiǎn)化PCB布局并減少電平移位器引腳數(shù)目(借此還使其更適合與其它功能集成)。
[0022]圖3為可編程電平移位器的一個(gè)實(shí)施方案的電路(通常在300處表明)的框圖。輸入控制塊310從由時(shí)序控制器140產(chǎn)生的少量輸入信號(hào)中恢復(fù)內(nèi)部邏輯所需要的控制信號(hào)。模式存儲(chǔ)器330含有將產(chǎn)生的模式。地址解碼邏輯320在任何給定時(shí)間控制模式存儲(chǔ)器330中的哪個(gè)字被輸出。輸出控制級(jí)340將邏輯電平存儲(chǔ)器字轉(zhuǎn)換為所需要的輸出電平。編程接口 350允許用戶改變模式存儲(chǔ)器330及相關(guān)聯(lián)寄存器的內(nèi)容。在說(shuō)明性的實(shí)施例中，輸入控制塊310、地址解碼塊320及模式存儲(chǔ)器330組成圖2的可編程狀態(tài)機(jī)210。
[0023]模式存儲(chǔ)器330包括許多字，每一字描述輸出序列中特定點(diǎn)處的輸出的狀態(tài)，即，其表示輸出模式的“時(shí)間切片”。為了說(shuō)明使用模式存儲(chǔ)器330產(chǎn)生輸出序列，圖4及5表示使用模式存儲(chǔ)器產(chǎn)生輸出序列的簡(jiǎn)單方案的實(shí)例。圖4為展示模式存儲(chǔ)器330的七字部分的內(nèi)容的圖表，及圖5為展示存儲(chǔ)器內(nèi)容如何對(duì)應(yīng)于特定輸出模式的時(shí)序圖。在圖4及5的說(shuō)明性實(shí)例中，針對(duì)每一輸出使用一個(gè)位，所以輸出狀態(tài)僅可為高或低。由于每一位對(duì)應(yīng)于一輸出，所以用4位字可產(chǎn)生四個(gè)輸出。其它實(shí)施方案可能每一輸出使用一個(gè)以上位，舉例來(lái)說(shuō)，以允許實(shí)施高、低、高阻抗、電荷共享及預(yù)電荷狀態(tài)。參看圖4，存儲(chǔ)地址0處的4位字為0111。因此，參看圖5，在第一輸出時(shí)隙，S卩，對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)地址0的所述時(shí)隙，對(duì)應(yīng)于位
0、1及2的輸出為高，且對(duì)應(yīng)于位3的輸出為低。類(lèi)似地，存儲(chǔ)地址1處的4位字為0110。因此，在對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)地址1的第二輸出時(shí)隙中，對(duì)應(yīng)于位1及2的輸出為高，且對(duì)應(yīng)于位0及3的輸出為低。對(duì)應(yīng)于位0到3的輸出類(lèi)似地針對(duì)對(duì)