用于lcd系统的可编程电平移位器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于IXD系统的可编程电平移位器。
【背景技术】
[0002]许多液晶显示器(IXD)及有机发光二极管显示器(0LED)使用有源矩阵方案以接入显示器的像素阵列。早期显示器使用行及列驱动器集成电路以接入有源矩阵的行及列。近来，已经在显示屏本身上实施行驱动器功能，从而不需要沿着所述显示器的一侧的印刷电路板(PCB)。此类显示器需要电平移位器将由时序控制器产生的逻辑电平信号(通常为几伏)转译为显示器面板所需要的更高电压(通常，低电平为5V到10V且高电平为20V到30V)。图1为此类IXD控制系统100的框图。图1的有源矩阵显示器110可为IXD显示器或0LED显示器。列驱动器1C 130驱动有源矩阵显示器110的列。由行驱动功能性120在显示屏本身上实施行驱动功能。在一些实施方案中，所述行驱动器被称为栅极驱动器。本文中将可互换使用术语“行驱动器”及“栅极驱动器”以指代相同的功能性且不应将任一术语视为限制于特定实施方案。时序控制器140为列驱动器130及行驱动功能性120产生时序控制信号。电平移位器150将由时序控制器140产生的逻辑电平信号转译为显示器110的行驱动功能性所需要的更高电压。使用此类方案的LCD系统不同地被称为板内栅极(GIP)系统、非晶硅栅极驱动器(ASG)系统及阵列上栅极驱动器(G0A)系统。所有这些命名指代使用本质上相同技术的显示器。
[0003]在当前的IXD系统中，时序控制器140将多个输入信号提供到电平移位器150，电平移位器150将其转译为嵌入在显示屏110中的栅极驱动电路120的许多时钟信号(通常四个或八个)及控制信号(通常两个或四个)中。在此方案的最简单实施方案中，电平移位器150中的每一信道包括一输入及一输出，且时序控制器140必须为每一信道产生控制信号。此方法较简单，但在时序控制器140及电平移位器150两者中都需要高的引脚数目，且在两者之间需要大量PCB迹线。此外，电平移位器的输出信号所需要的任何改变都需要改变时序控制器140，这并不容易实现。
[0004]在当前技术发展水平的显示器中，时序控制器140在减少数目的信号中解码显示器的信息，且电平移位器150含有解码所述信息的状态机且使用其以控制其输出。此方法比先前解决方案在时序控制器140及电平移位器150中需要较低的引脚数目且在两者之间需要较少PCB连接，但其仍然具有许多限制。一种此类限制为所述输出信号产生由固定的状态机界定且在对电平移位器150或时序控制器140不做设计修改的情况下其不可被改变。而且，时序控制器140与电平移位器150之间的PCB迹线的数目仍然高于显示器设计者想要的数目。在许多显示器应用中，PCB基板面很宝贵，且出于成本或PCB厚度的原因，PCB层的数目有限。另外，所述固定的状态机系统的刚度限制产品设计周期时间，特别是当对LCD面板做出改变时可需要不同的驱动方案。此外，大容量终端装备通常使用来自多个源的LCD显示面板，且需要许多电平移位器变体来容纳其全部。此通常导致更高组件及制造成本。
【发明内容】
[0005]本发明的一个实施例是针对可编程电平移位器，其用于基于从时序控制器接收到的逻辑电平控制信号将经上移控制信号提供到有源矩阵显示器。所述可编程电平移位器包含可编程状态机、电平移位输出驱动器及编程接口。所述可编程状态机经配置以从时序控制器接收至少一控制信号。所述状态机基于所述至少一控制信号产生用于驱动所述有源矩阵显示器的栅极驱动器的多个输出。所述电平移位输出驱动器将由所述可编程状态机产生的所述多个输出转换为更高量值电压电平。所述编程接口便于编程所述可编程状态机的各方面。
[0006]本发明的另一实施例针对包含有源矩阵显示器及可编程电平移位器的有源矩阵显示系统。所述有源矩阵显示器包含像素阵列及驱动所述像素阵列的至少一部分的集成栅极驱动器。所述可编程电平移位器从时序控制器接收至少一控制信号，且基于所述至少一控制信号产生用于驱动所述有源矩阵显示器的所述栅极驱动器的多个输出。用于驱动所述有源矩阵显示器的所述栅极驱动器的所述输出被电平移位致使其具有的电压比从所述时序控制器接收到的所述至少一控制信号高。所述电平移位器具有允许编程所述电平移位器的各方面的编程接口。
[0007]本发明的另一实施例针对操作电平移位器的方法，所述电平移位器可操作以基于从时序控制器接收到的逻辑电平控制信号将经上移控制信号提供到有源矩阵显示器。依据所述方法，经由编程接口从外部源接收数据。所述接收到的数据被用以更新所述电平移位器的存储器元件的内容。所述存储器元件的内容影响由所述电平移位器产生的输出序列的实质。
【附图说明】
[0008]图1为运用电平移位器的IXD控制系统的框图。
[0009]图2为可编程电平移位器的电路框图。
[0010]图3为可编程电平移位器的电路框图。
[0011]图4为展示电平移位器模式存储器的七字部分的内容的图表。
[0012]图5为展示图4的存储器内容如何对应于特定输出模式的时序图。
[0013]图6为展示可如何使用固定时钟以产生电平移位器输出序列的时序图。
[0014]图7为展示可如何使用可变时钟方案以产生电平移位器输出序列的时序图。
[0015]图8为展示输出模式数据帧的结构的数据结构图。
[0016]图9为从两个固定的时钟信号重建可变时钟信号的控制信号重建块的电路框图。
[0017]图10为展示由图9的所述控制信号重建块产生的波形的时序图。
[0018]图11为基于微控制器的可编程电平移位器的电路框图。
[0019]图12为展示可由图11的数字控制及定序微控制器执行的说明性指令的结构的数据结构图。
【具体实施方式】
[0020]图2为根据本发明的说明性实施例的可编程电平移位器的电路(通常在200处表明)的框图。可编程电平移位器200包含可编程状态机210及输出驱动器220。取决于如何编程，可编程状态机210使相同的集成电路能够产生不同的输出序列。输出驱动器220将由可编程状态机210产生的逻辑电平信号转换为LCD显示面板的栅极驱动器需要的更高量值电压电平。由可编程状态机210产生的输出序列可由用户编程而无需物理改变1C。可在存储器中编程一个以上序列，且可动态切换所述序列以支持LCD面板的不同的操作模式。由于电平移位器200的输出模式为不固定的，所以单一 1C可支持多种应用。此提供规模经济、较慢的产品报废、减少的认证工作及较小的材料清单。在例如超高清(UHD)显示器等高端应用中，使用两个或两个以上相同的装置但将其不同地编程(而不是为每一应用开发专用的电平移位器解决方案)可实现大量电平移位器输出。
[0021]另外，利用可编程状态机210，某些控制方案可大幅度减少时序控制器140需要的控制信号的数目。可使用十分少量的时序控制器信号以在显示器110中产生栅极驱动电路120的任何序列的时钟信号及控制信号。此显著地减少时序控制器140与电平移位器150之间所需的电连接的数目。在极端的情况下，仅需一个此类连接。此简化PCB布局并减少电平移位器引脚数目(借此还使其更适合与其它功能集成)。
[0022]图3为可编程电平移位器的一个实施方案的电路(通常在300处表明)的框图。输入控制块310从由时序控制器140产生的少量输入信号中恢复内部逻辑所需要的控制信号。模式存储器330含有将产生的模式。地址解码逻辑320在任何给定时间控制模式存储器330中的哪个字被输出。输出控制级340将逻辑电平存储器字转换为所需要的输出电平。编程接口 350允许用户改变模式存储器330及相关联寄存器的内容。在说明性的实施例中，输入控制块310、地址解码块320及模式存储器330组成图2的可编程状态机210。
[0023]模式存储器330包括许多字，每一字描述输出序列中特定点处的输出的状态，即，其表示输出模式的“时间切片”。为了说明使用模式存储器330产生输出序列，图4及5表示使用模式存储器产生输出序列的简单方案的实例。图4为展示模式存储器330的七字部分的内容的图表，及图5为展示存储器内容如何对应于特定输出模式的时序图。在图4及5的说明性实例中，针对每一输出使用一个位，所以输出状态仅可为高或低。由于每一位对应于一输出，所以用4位字可产生四个输出。其它实施方案可能每一输出使用一个以上位，举例来说，以允许实施高、低、高阻抗、电荷共享及预电荷状态。参看图4，存储地址0处的4位字为0111。因此，参看图5，在第一输出时隙，S卩，对应于存储地址0的所述时隙，对应于位
0、1及2的输出为高，且对应于位3的输出为低。类似地，存储地址1处的4位字为0110。因此，在对应于存储地址1的第二输出时隙中，对应于位1及2的输出为高，且对应于位0及3的输出为低。对应于位0到3的输出类似地针对对