改善阈值电压偏移的补偿电路及其方法
专利汇可以提供改善阈值电压偏移的补偿电路及其方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种改善 阈值 电压 偏移的补偿 电路 及其方法。补偿电路包括 电流 传感器 及电压调整装置。电流传感器用以感测非晶 硅 栅极 驱动器 在接收第一工作电压及第二工作电压后，所回应产生的工作电流。电流传感器并根据工作电流输出感测电流。电压调整装置根据感应电流对应地调整第二工作电压，以改善阈值电压偏移。，下面是改善阈值电压偏移的补偿电路及其方法专利的具体信息内容。
1、一种改善阈值电压偏移的补偿电路，包括：
电流传感器，用以感测非晶硅栅极驱动器在接收第一工作电压及 第二工作电压后，所回应产生的工作电流，并根据该工作电流输出一 感应电流；以及
电压调整装置，用以根据该感应电流对应地调整该第二工作电 压。
2、如权利要求1所述的补偿电路，其中该电压调整装置包括：
比较器，用以比较该感应电流与该参考电流值是否相同，并据以 输出一比较信号；以及
电压输出单元，用以根据该比较信号调整该第二工作电压。
3、如权利要求2所述的补偿电路，其中该电压输出单元包括：
电压产生器，用以根据该比较信号输出一第一电压信号；
低通滤波器，用以滤除该第一电压信号的高频成分，以输出一第 二电压信号；以及
输出缓冲器，用以将该第二电压信号缓冲放大后输出该第二工作 电压。
4、如权利要求2所述的补偿电路，其中当该感应电流大于该参 考电流值时，该电压输出单元根据该比较信号将该第二工作电压由第 一电压电平降低为第二电压电平。
5、如权利要求2所述的补偿电路，其中当该感应电流小于该参 考电流值时，该电压输出单元根据该比较信号将该第二工作电压由第 一电压电平增加为第二电压电平。
6、如权利要求1所述的补偿电路，其中该电压调整装置包括：
电流电压转换器，用以将该感应电流转换为感应电压；
比较器，用以比较该感应电压及参考电压值是否相同，并据以输 出一比较信号；以及
电压输出单元，用以根据该比较信号调整该第二工作电压。
7、如权利要求1所述的补偿电路，其中该非晶硅栅极驱动器具 有第一工作电压输入端及第二工作电压输入端，该第一工作电压输入 端及该第二工作电压输入端分别接收该第一工作电压及该第二工作 电压，该工作电流流经第一工作电压输入端。
8、一种液晶显示器，包括：
显示面板，包括多个像素；
非晶硅栅极驱动器，该非晶硅栅极驱动器形成于该显示面板，该 非晶硅栅极驱动器用以开启或关闭所述这些像素，且该非晶硅栅极驱 动器在接收第一工作电压及第二工作电压后，回应地产生一工作电 流；
源极驱动器，用以输入影像数据至所述这些像素；以及
补偿电路，包括：
电流传感器，用以感测该工作电流，并据以输出一感应电流； 及
电压调整装置，用以根据该感应电流以调整该第二工作电 压。
9、一种改善阈值电压偏移的补偿方法，包括：
(a)分别输入第一工作电压及第二工作电压至非晶硅栅极驱动 器，该非晶硅栅极驱动器将回应地产生一工作电流；
(b)感测该工作电流，并据以输出一感应电流；以及
(c)根据该感应电流调整该第二工作电压。
10、如权利要求9所述的补偿方法，其中该步骤(c)包括：
(c1)比较该感应电流与参考电流值是否相同，并据以输出一比较 信号；以及
(c2)根据该比较信号调整该第二工作电压。
11、如权利要求10所述的补偿方法，其中该步骤(c2)包括：
(c2-1)根据该比较信号输出一第一电压信号；
(c2-2)滤除该第一电压信号的高频成分后，输出一第二电压信 号；以及
(c2-3)将该第二电压信号缓冲放大后，输出该第二工作电压。
12、如权利要求9所述的补偿方法，其中该步骤(c)包括：
(c1)将该感应电流转换为一感应电压；
(c2)比较该感应电压与参考电压值是否相同，并据以输出一比较 信号；以及
(c3)根据该比较信号调整该第二工作电压。
13、一种改善阈值电压偏移的补偿方法，包括：
(a)分别输入第一工作电压及第二工作电压至非晶硅栅极驱动 器，该非晶硅栅极驱动器将回应地产生一工作电流；
(b)提供电流传感器，该电流传感器感测该工作电流，并据以输 出一感应电流；以及
(c)提供电压调整装置，该电压调整装置根据该感应电流调整该 第二工作电压。
14、如权利要求13所述的补偿方法，其中在该步骤(c)中，该电 压调整装置包括比较器及电压输出单元，且该步骤(c)包括：
(c1)该比较器比较该感应电流与参考电流值是否相同，并据以输 出一比较信号；以及
(c2)该电压输出单元根据该比较信号调整该第二工作电压。
15、如权利要求14所述的补偿方法，其中在该步骤(c2)中，该电 压输出单元包括电压产生器、低通滤波器及输出缓冲器，且该步骤(c2) 包括：
(c2-1)该电压产生器根据该比较信号输出一第一电压信号；
(c2-2)该低通滤波器滤除该第一电压信号的高频成分后，输出一 第二电压信号；以及
(c2-3)该输出缓冲器将该第二电压信号缓冲放大后，输出该第二 工作电压。
技术领域
本发明是有关于一种改善阈值电压偏移的补偿电路及其方法，且 特别是有关于一种改善非晶硅栅极驱动器的阈值电压偏移的补偿电 路及其方法。
背景技术
请参照图1，其示出了传统非晶硅液晶显示器的示意图。传统非 晶硅液晶显示器10包括显示面板110、控制电路板120、由多个源极 驱动芯片132所组成的源极驱动器130及利用非晶硅栅极制造技术整 合于显示面板110上的非晶硅栅极驱动器140。
源极驱动器130及非晶硅栅极驱动器140受控于控制电路板120。 其中，源极驱动器130用于输出对应的影像数据给像素112。而非晶 硅栅极驱动器114用于改变扫描驱动信号OUT1至OUTN的电压电平， 以依序地开启或关闭显示面板110的各列像素112。
请参照图2，其示出了非晶硅栅极驱动器的方块图。非晶硅栅极 驱动器140由移位寄存器SR1至SRN+1所组成。移位寄存器SR1至 SRN+1皆接收第一工作电压VSS及第二工作电压VDD，且移位寄存器 SR1、SR3至SRN+1接收时钟脉冲信号CK1，而移位寄存器SR2、SR4 至SRN接收时钟脉冲信号CK2。
当起始信号STV输入至移位寄存器SR1后，移位寄存器SR1根 据时钟脉冲信号CK1将扫描驱动信号OUT1由非使能电平改变为使 能电平。之后，移位寄存器SR2在扫描驱动信号OUT1改变为使能电 平后，根据时钟脉冲信号CK2将扫描驱动信号OUT2由非使能电平 改变为使能电平，并控制移位寄存器SR1将扫描驱动信号OUT1由使 能电平改变为非使能电平。接着，移位寄存器SR3在扫描驱动信号 OUT2改变为使能电平后，根据时钟脉冲信号CK1将扫描驱动信号 OUT3由非使能电平改变为使能电平，并控制移位寄存器SR2将扫描 驱动信号OUT2由使能电平改变为非使能电平，以此类推。
由于扫描驱动信号OUT1至OUTN的电压电平依序地被移位寄存 器SR1至SRN+1所改变，因此，显示面板110的各列像素112将根据 OUT1至OUTN的电压电平变化，而依序地被开启或关闭。
请同时参照图3及图4，图3示出了各级移位寄存器的内部电路 图，而图4示出了各级移位寄存器的详细电路图。移位寄存器电路 1400为各级移位寄存器的内部电路。移位寄存器电路1400包括非晶 硅薄膜晶体管M1、非晶硅薄膜晶体管M2及触发器1410，且触发器 1410包括非晶硅薄膜晶体管T1至T5及电容C1。非晶硅薄膜晶体管 T3及非晶硅薄膜晶体管M2的栅极端与触发器1410的反相输出端 QB电性连接。
请参照图5，其示出了非晶硅栅极驱动器的波形图。由于反相输 出端QB与非晶硅薄膜晶体管T3及M2的栅极端电性连接，且由图5 中反相输出端QB的波形可清楚地看出，反相输出端QB长时间地维 持在高电压使能电平，因此，非晶硅薄膜晶体管T3及M2将产生严 重地阈值电压偏移(Threshold Voltage Shift)。
请参照图6，其示出了阈值电压偏移的示意图。阈值电压偏移又 称为VT Stress，即非晶硅薄膜晶体管的阈值电压将随时间而改变。 而非晶硅薄膜晶体管在不同时间下的通道电流Id与栅极电压Vg的关 系如图6的曲线710、720及730所示。
非晶硅薄膜晶体管在初始(Inital)状态时，通道电流Id与栅极电压 Vg的关系如曲线710所示。当经过一段时间后，通道电流Id与栅极 电压Vg的关系将改为如曲线720所示。当再经过一段时间后，通道 电流Id与栅极电压Vg的关系则改为如曲线730所示。由此可知，即 便维持非晶硅薄膜晶体管相同的栅极电压Vg，但其通道电流Id却将 随着时间的增加而下降。
然而，当非晶硅薄膜晶体管发生阈值电压偏移时，不仅将影响非 晶硅栅极驱动器的正常工作，非晶硅栅极驱动器的使用寿命也将随之 减少。
发明内容
根据本发明的目的，提出一种改善阈值电压偏移的补偿电路。电 流传感器用以感测非晶硅栅极驱动器在接收第一工作电压及第二工 作电压后，所回应产生的工作电流。电流传感器并根据工作电流输出 感测电流至电压调整装置。电压调整装置根据感应电流对应地调整第 二工作电压，以保持非晶硅栅极驱动器正常工作并改善非晶硅栅极驱 动器的阈值电压偏移。
根据本发明的另一目的，提出一种液晶显示器。液晶显示器包括 具有多个像素的显示面板、形成在显示面板上的非晶硅栅极驱动器、 源极驱动器及改善阈值电压偏移的补偿电路。非晶硅栅极驱动器用以 开启或关闭像素，而源极驱动器用以输入影像数据至像素。
改善阈值电压偏移的补偿电路包括电流传感器及电压调整装置。 电流传感器用以感测非晶硅栅极驱动器在接收第一工作电压及第二 工作电压后，所回应产生的工作电流，电流传感器并根据工作电流输 出感测电流至电压调整装置。电压调整装置根据感应电流对应地调整 第二工作电压，以保持非晶硅栅极驱动器正常工作并改善非晶硅栅极 驱动器的阈值电压偏移。
根据本发明的另一目的，提出一种改善阈值电压偏移的补偿方 法。改善阈值电压偏移的补偿方法包括如下步骤：
首先，分别输入第一工作电压及第二工作电压至非晶硅栅极驱动 器，非晶硅栅极驱动器将回应地产生一工作电流。
接着，感测非晶硅栅极驱动器所产生的工作电流，并据以输出一 感应电流。
最后，根据感应电流的大小对应地调整第二工作电压的电压电 平，以改善非晶硅栅极驱动器的阈值电压偏移。
根据本发明的再一目的，提出一种改善阈值电压偏移的补偿方 法。改善阈值电压偏移的补偿方法包括如下步骤：
首先，分别输入第一工作电压及第二工作电压至非晶硅栅极驱动 器，非晶硅栅极驱动器将回应地产生一工作电流。
接着，提供电流传感器，并利用电流传感器感测非晶硅栅极驱动 器所产生的工作电流，并据以输出一感应电流。
跟着，提供电压调整装置，电压调整装置根据感应电流的大小对 应地调整第二工作电压的电压电平，以保持非晶硅栅极驱动器正常工 作并改善非晶硅栅极驱动器的阈值电压偏移。
为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举 优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图2示出了非晶硅栅极驱动器的方块图；
图3示出了各级移位寄存器的内部电路图；
图4示出了各级移位寄存器的详细电路图；
图5示出了非晶硅栅极驱动器的波形图；
图6示出了阈值电压偏移的示意图；
图7示出了改善阈值电压偏移的液晶显示器；
图8示出了依照本发明第一实施例的补偿电路220的方块图；
图9示出了改善阈值电压偏移的示意图；
图10示出了补偿电路220配置于控制电路板的示意图；
图11示出了依照本发明第一实施例的补偿方法的流程图；
图12示出了依照本发明第二实施例的补偿电路320的方块图；
图13示出了补偿电路320配置于控制电路板的示意图；
图14示出了依照本发明第二实施例的补偿方法的流程图。
具体实施方式
请参照图7，其示出了改善阈值电压偏移的液晶显示器。液晶显 示器20包括显示面板210、改善阈值电压偏移的补偿电路220、源极 驱动器230及利用非晶硅栅极制造技术(Amorphous Silicon Gate，ASG) 形成在显示面板210上的非晶硅栅极驱动器240。源极驱动器230例 如由多个源极驱动芯片所组成，且源极驱动器230用于输入对应的影 像数据至显示面板210的像素212。
非晶硅栅极驱动器240接收第一工作电压VSS、第二工作电压 VDD、时钟脉冲信号CK1、时钟脉冲信号CK2及起始信号STV，并 据以依序改变扫描驱动信号OUT1至OUTN的电压电平。各列像素212 根据扫描驱动信号OUT1至OUTN为使能电平或非使能电平，以依序 地被开启或关闭。
非晶硅栅极驱动器240经其第一工作电压输入端及第二工作电 压输入端以接收第一工作电压VSS及第二工作电压VDD。非晶硅栅极 驱动器240并在接收第一工作电压VSS及第二工作电压VDD后，回应 地产生工作电流ISS流经第一工作电压输入端。
为了避免阈值电压偏移现象影响非晶硅栅极驱动器240的正常 工作，补偿电路220感测流经第一工作电压输入端的工作电流ISS， 并据以调整第二工作电压VDD的电压电平，以保持非晶硅栅极驱动器 正常工作并改善非晶硅栅极驱动器240中的阈值电压偏移。
第一实施例
请参照图8，其示出了依照本发明第一实施例的补偿电路220的 方块图。补偿电路220包括电流传感器222(Current Sensor)及电压调 整装置224。电流传感器222用以感测工作电流ISS，并据以输出感应 电流Isen。电压调整装置224根据感应电流Isen的大小以对应调整第二 工作电压VDD的电压电平。
电压调整装置224包括比较器2242及电压输出单元2244。比较 器2242比较感应电流Isen与参考电流值Iref是否相同，而输出比较信 号S1至电压输出单元2244。若感应电流Isen大于参考电流值Iref， 电压输出单元2244即根据比较信号S1将第二工作电压VDD由第一电 压电平降低为第二电压电平。相反地，若感应电流Isen小于参考电流 值Iref，电压输出单元2244即根据比较信号S1将第二工作电压VDD 由第一电压电平增加为第二电压电平，以改善非晶硅栅极驱动器240 中的阈值电压偏移。此外，当电流传感器222在初始状态下，而无感 应电流Isen产生时，补偿电路220也能直接根据参考电流值Iref的大小， 提供初始的第二工作电压VDD至非晶硅栅极驱动器240。
进一步来说，电压输出单元2244包括电压产生器(Voltage Generator)22442、低通滤波器(Low Pass Filter)22444及输出缓冲器 (Output Buffer)22446。电压产生器22442根据比较信号S1输出第一 电压信号S2。低通滤波器22444滤除第一电压信号S2的高频成分后 输出第二电压信号S3。输出缓冲器22446将第二电压信号S3缓冲放 大后输出第二工作电压VDD。
请参照图9，其示出了改善阈值电压偏移的示意图。由于非晶硅 栅极驱动器240由非晶硅薄膜晶体管(Amorphous Silicon Thin Film Transistor，a-si TFT)所形成，因此，非晶硅薄膜晶体管的阈值电压偏 移现象将影响非晶硅栅极驱动器240的正常工作。
当非晶硅薄膜晶体管在初始状态下，其通道电流Id与栅极电压 Vg的关系如曲线610所示。而当非晶硅薄膜晶体管在经过一段操作 时间后，其通道电流Id与栅极电压Vg的关将如曲线620所示。
当非晶硅薄膜晶体管发生阈值电压偏移后，栅极电压Vg1所对 应的通道电流Id将由原先的参考电流值Iref下降至电流值I1。为了 避免阈值电压偏移的持续恶化，补偿电路220藉由感测工作电流ISS 来调整第二工作电压VDD，使得通道电流Id由电流值I1回复至参考 电流值Iref，以保持非晶硅栅极驱动器正常工作并改善非晶硅栅极驱 动器的阈值电压偏移。
请参照图10，其示出了补偿电路220配置在控制电路板的示意 图。上述的补偿电路220可整合为一集成电路(Integrated Circuit，IC)， 或如图10所示配置在控制电路板250中。
当补偿电路220配置在控制电路板250时，控制电路板250不仅 能提供时钟脉冲信号CK1、时钟脉冲信号CK2及起始信号STV至非 晶硅栅极驱动器240，更能根据工作电流ISS调整第二工作电压VDD 的电压电平，以保持非晶硅栅极驱动器正常工作并改善非晶硅栅极驱 动器240中的阈值电压偏移。
请参照图11，其示出了依照本发明第一实施例的补偿方法的流 程图。补偿方法利用补偿电路220改善非晶硅栅极驱动器240的阈值 电压偏移，而补偿方法包括如下步骤：
首先如步骤410所述，分别输入第一工作电压VSS及第二工作电 压VDD至非晶硅栅极驱动器240的第一工作电压输入端及第二工作电 压输入端。非晶硅栅极驱动器240根据第一工作电压VSS及第二工作 电压VDD回应地产生流经第一工作电压输入端的工作电流ISS。
接着如步骤420所示，电流传感器222感测工作电流ISS，并据 以输出感应电流Isen至比较器2242。跟着如步骤430所示，比较器2242 比较感应电流Isen与参考电流值Iref是否相同，并据以输出比较信号 S1至电压输出单元2244。
然后如步骤440所示，电压输出单元2244根据比较信号S1调整 第二工作电压VDD。其中，当感应电流Isen小于参考电流值Iref时，电 压输出单元2244根据比较信号S1将第二工作电压VDD由第一电压电 平增加为第二电压电平。相反地，当感应电流Isen大于参考电流值Iref 时，电压输出单元2244根据比较信号S1将第二工作电压VDD由第一 电压电平降低为第二电压电平。
第二实施例
请参照图12，其示出了依照本发明第二实施例的补偿电路320 的方块图。补偿电路320与补偿电路220不同的处在于：
补偿电路320的电压调整装置324还包括电流电压转换器3246。 电流电压转换器3246将感应电流Isen转换为感应电压Vsen输出至比较 器3242。
比较器3242比较感应电压Vsen与参考电压值Vref是否相同，而 输出比较信号S4至电压输出单元2244。其中，参考电压值Vref依据 参考电流值Iref而得。
若感应电压Vsen大于参考电压值Vref，电压输出单元2244即根 据比较信号S4将第二工作电压VDD由第一电压电平降低为第二电压 电平。相反地，若感应电压Vsen小于参考电压值Vref，电压输出单元 2244即根据比较信号S4将第二工作电压VDD由第一电压电平增加为 第二电压电平，以保持非晶硅栅极驱动器正常工作并改善非晶硅栅极 驱动器240中的阈值电压偏移。
请参照图13，其示出了补偿电路320配置在控制电路板的示意 图。上述的补偿电路320可整合为一集成电路(Integrated Circuit，IC)， 或如图13所示配置在控制电路板350中。
当补偿电路320配置在控制电路板350时，控制电路板350不仅 能提供时钟脉冲信号CK1、时钟脉冲信号CK2及起始信号STV至非 晶硅栅极驱动器240，更能根据工作电流ISS调整第二工作电压VDD 的电压电平，以改善非晶硅栅极驱动器240中的阈值电压偏移。
请参照图14，其示出了依照本发明第二实施例的补偿方法的流 程图。补偿方法利用补偿电路320改善非晶硅栅极驱动器240的阈值 电压偏移，而补偿方法包括如下步骤：
首先如步骤510所述，分别输入第一工作电压VSS及第二工作电 压VDD至非晶硅栅极驱动器240的第一工作电压输入端及第二工作电 压输入端。非晶硅栅极驱动器240根据第一工作电压VSS及第二工作 电压VDD回应地产生流经第一工作电压输入端的工作电流ISS。
接着如步骤520所示，电流传感器222感测工作电流ISS，并据 以输出感应电流Isen至电流电压转换器3246。跟着如步骤530所示， 电流电压转换器3246将感应电流Isen转换为感应电压Vsen输出至比较 器3242。
然后如步骤540所示，比较器3242比较感应电压Vsen与参考电 压值Vref是否相同，并据以输出比较信号S4至电压输出单元2244。
最后如步骤550所示，电压输出单元2244根据比较信号S4调整 第二工作电压VDD。其中，当感应电压Vsen小于参考电压值Vref时， 电压输出单元2244根据比较信号S4将第二工作电压VDD由第一电压 电平增加为第二电压电平。相反地，当感应电压Vsen大于参考电压值 Vref时，电压输出单元2244根据比较信号S4将第二工作电压VDD由 第一电压电平降低为第二电压电平。
如前所述，补偿电路220及补偿电路320藉由感测工作电流ISS， 以对应地调整第二工作电压VDD的电压电平，进而保持非晶硅栅极驱 动器正常工作并减缓阈值电压偏移的恶化速度。
本发明上述实施例所揭露的补偿电路及补偿方法，藉由感测工作 电流ISS，以对应地调整第二工作电压VDD的电压电平。不仅能避免 阈值电压偏移而影响非晶硅栅极驱动器的正常工作，更能藉此提高非 晶硅栅极驱动器的使用寿命。
综上所述，虽然本发明已以一优选实施例揭露如上，然其并非用 以限定本发明。本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明 的精神和范围内，当可作各种的更改与润饰。因此，本发明的保护范 围当视后附的权利要求为准。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种热辐射计电子单筒观瞄望远镜 | 2020-05-11 | 349 |
| 电子装置 | 2020-05-14 | 546 |
| 一种薄膜晶体管、阵列基板及显示装置 | 2020-05-11 | 942 |
| 一种薄膜晶体管液晶显示器阵列基板及其制作方法 | 2020-05-12 | 139 |
| 液晶显示器 | 2020-05-13 | 413 |
| 液晶显示器件 | 2020-05-14 | 600 |
| 薄膜晶体管及其制造方法、阵列基板及显示装置 | 2020-05-11 | 764 |
| 激光退火加工装置、半导体装置的制造方法及非晶硅的结晶化方法 | 2020-05-11 | 620 |
| 一种热辐射计电子单筒观瞄望远镜 | 2020-05-08 | 667 |
| 蝕刻劑組合物和製造用於液晶顯示器的陣列基板的方法 | 2020-05-15 | 774 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
-
10 액정표시장치제조방법
