CN100375145C - 单面板系统整合的显示器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种单面板系统整合(System-on-panel，SOP)的平面显示器，包括一象素矩阵、一驱动单元、一时脉控制单元与一第一同步单元。其中，驱动单元是电连接象素矩阵。时脉控制单元是输出一第一时脉信号组至驱动单元。第一同步单元是邻近于驱动单元的输入端，以同步第一时脉信号组。

Description

单面板系统整合的显示器

技术领域

本发明是关于一种单面板系统整合(System-on-panel，SOP)平面显示器，尤其是关于一种具有同步控制信号的单面板系统整合平面显示器。

背景技术

液晶显示器(LCD)由于具备了轻薄、省电、无幅射线等优点，而逐渐取代传统映像管(CRT)显示器，广泛应用于桌上型计算机、个人数字助理器、笔记型计算机、数字相机与移动电话等电子产品中。

请参照图1所示，是一典型主动矩阵式液晶显示器的方块示意图。此液晶显示器1包括一液晶显示面板10与一驱动系统20。液晶显示面板10内具有一象素矩阵12，而此象素矩阵12中的每一个象素元件122又分别连接一个薄膜晶体管124，作为控制此象素元件122的开关。驱动系统20包括一控制电路22、一源极驱动电路24与一扫描驱动电路26。其中，源极驱动电路24是电性连接至薄膜晶体管124的源极，扫描驱动电路26是电性连接至薄膜晶体管124的栅极。控制电路22将外界输入的显示信号DS，转换为显示数据(Displaying Data)D与控制信号CS，并将其输入源极驱动电路24与扫描驱动电路26，以产生源极驱动电压Vs与扫描驱动电压Vg。而源极驱动电压Vs与扫描驱动电压Vg，是分别透过信号线32与扫描线34，输入各个薄膜晶体管124的源极与栅极，以控制象素矩阵12产生画面。

如图中所示，各个薄膜晶体管124是呈数组制作于液晶显示面板10上，以作为各个象素元件122的开关。而受限于液晶显示面板10的材质(玻璃)所能承受的温度，薄膜晶体管124必须采用非晶硅薄膜晶体管(amorphous thin film trahsistor)，以防止玻璃基板在制程中变形。

另一方面，驱动系统20是用以控制象素矩阵12以显示画面，而必须使用更高速的晶体管元件，如多晶硅薄膜晶体管(poly-silicon thinfilm transistor)，以达到驱动系统20对于高运算速度的需求。然而，多晶硅薄膜晶体管是无法以一般的半导体制程制作于液晶显示面板10上。为了解决此问题，如图2所示，典型的方法是将驱动系统20制作于硅芯片上，而驱动系统20所产生的信号，是透过排线传递至液晶显示面板10上的象素矩阵12。

随着雷射结晶化(laser crystallization)等低温多晶硅制作技术的发展，使得在液晶显示面板10上制作多晶硅薄膜晶体管变为可能。而透过此低温多晶硅制作技术，请参照图3所示，在另一种典型液晶显示器的架构中，源极驱动电路24与栅极驱动电路26是直接制作于液晶显示面板10上，以控制象素矩阵12。而此架构显然可以简化液晶显示器的制程并降低其重量。

然而，在图3的架构中，控制电路22仍然必须制作于硅芯片上，再透过排线连接控制液晶显示面板10上的源极驱动电路24与栅极驱动电路26。而为了进一步降低液晶显示器的重量，请参照图4所示，在又一种典型液晶显示器的架构中，控制电路22是直接整合于液晶显示面板10上，以达到单面板系统(System On Glass，SOG)的目的。

值得注意的是，控制电路22所产生并提供至驱动电路24与26的各种信号必须具有同步性，方能确保象素矩阵12的显示内容正确无误。然而，请参照图4所示，当控制电路22直接设于液晶显示面板10上时，受限于液晶显示面板10的边框宽度，而无法将控制电路22设置于驱动电路24与26的邻近位置，进而导致由控制电路22连线至驱动电路24与26的走线距离过远，而造成控制电路22的输出信号在传递过程中，产生明显的延迟。

如何使输入驱动电路24与26的各种信号具有同步性，以确保液晶显示器呈现正确而清晰的画面，将对于单面板系统液晶显示器的发展产生至为重要的影响。

发明内容

本发明的主要目的是针对传统单面板系统整合平面显示器，其控制信号在传递过程中容易产生延迟的问题，提出解决方法。

本发明是提供一种单面板系统整合(System-on-panel，SOP)的平面显示器，包括一象素矩阵、一驱动单元、一时脉控制单元与一第一同步单元。其中，驱动单元是电连接象素矩阵。时脉控制单元是输出一第一时脉信号组至驱动单元。第一同步单元是邻近于驱动单元的输入端，以同步第一时脉信号组。

附图说明

图1是一传统主动矩阵式液晶显示器的方块示意图；

图2是一传统液晶显示器架构的示意图；

图3是另一种传统液晶显示器架构的示意图；

图4是又一种传统液晶显示器架构的示意图；

图5是本发明单面板系统整合平面显示器的架构，第一实施例的示意图；

图6是一同步单元的示意图；

图7是本发明单面板系统整合平面显示器的架构，第二实施例的示意图；

图8是本发明单面板系统整合平面显示器的架构，第三实施例的示意图；

图9是本发明单面板系统整合平面显示器的架构，第四实施例的示意图；

图10是本发明单面板系统整合平面显示器的架构，第五实施例的示意图。

符号说明：

液晶显示器～1                 液晶显示面板～10

驱动系统～20                  象素矩阵～12，110

控制电路～22                  源极驱动电路～24

扫描驱动电路～26              信号线～32

扫描线～34                    平面显示器架构～100

源极驱动单元～120             扫描驱动单元～130

时脉控制单元～140             第一同步单元～150

第二同步单元～160             第三同步单元～170

第四同步单元～180             第五同步单元～190

同步单元～200                 同步钟～210

触发器～220

具体实施方式

请参照图5所示，是本发明单面板系统整合(System-on-panel，SOP)平面显示器的架构，第一实施例的示意图。如图中所示，此平面显示器架构100是完全制作于一玻璃基板(未图标)上，具有一象素矩阵110、一源极驱动单元(source driver)120、一扫描驱动单元(scan driver)130、一时脉控制单元(timing controller)140、一第一同步单元(synchronization unit)150与一第二同步单元160。其中，象素矩阵110内每一个象素元件(未图标)是电性连接至一薄膜晶体管(未图标)，而此薄膜晶体管的源极是电连接至源极驱动单元120，栅极是电连接至扫描驱动单元130，以充作一开关控制象素元件的运作。

时脉控制单元140是输出一第一时脉信号组与一第二时脉信号组分别至源极驱动单元120与扫描驱动单元130。其中，第一时脉信号组包括一第一时钟信号HCK与一第一启动信号HST，而第二时脉信号组包括一第二时钟信号VCK与一第二启动信号VST。此外，显示数据D是输入源极驱动单元120，以提供显示画面的内容。源极驱动单元120是依据第一时钟信号HCK与第一启动信号HST，对显示数据D进行取样(sampling)，以产生源极驱动电压Vs逐行输入象素矩阵110中。而扫描驱动单元130是借由第二时钟信号VCK与第二启动信号VST，产生扫描驱动电压Vg逐列输入象素矩阵110中。

除了前述第一时脉信号组之外，为配合不同源极驱动单元120的需要，时脉控制单元140也可以提供额外的时钟信号与启动信号至源极驱动单元120。

为了避免第一时钟信号HCK、第一启动信号HST与显示数据D的时序误差，造成源极驱动电压Vs的偏差。在邻近源极驱动单元输入端120a处，是设有第一同步单元150，以在第一时脉信号组进入源极驱动单元120前，同步第一时钟信号HCK与第一启动信号HST。另外，为了避免第二时钟信号VCK与第二启动信号VST产生时序误差，造成扫描驱动电压Vg的偏差。在邻近扫描驱动单元输入端130a处，是设有第二同步单元160，以在第二时脉信号组输入扫描驱动单元130前，同步第二时钟信号VCK与第二启动信号VST。

在上述实施例中，虽然在源极驱动单元的输入端120a与扫描驱动单元输入端130a均设置有同步单元150与160，但并不限于此。若是源极驱动单元120与时脉控制单元140间的走线距离够短，使第一时钟信号HCK、第一启动信号HST与显示数据D在输入源极驱动单元120时仍然具有良好的同步性，则可以省略第一同步单元150。反之，若是扫描驱动单元130与时脉控制单元140间的走线距离够短，使第二时钟信号VCK与第二启动信号VST在输入扫描驱动单元130时仍然具有良好的同步性，则可以省略第二同步单元160。

请参照图6所示，是一典型同步单元200的示意图。如图中所示，此同步单元200具有一同步钟(synchronizing clock)210与多个触发器(D flip-flop)220。其中，同步钟210是提供一标准时脉信号SS，分别输入这些触发器220。而各个触发器220是依据此标准时脉信号SS，分别调整外部输入的信号S1、S2，以使各个外部信号S1、S2同步。而对本发明第一实施例的第一同步单元150而言，外部输入的信号是包括第一时钟信号HCK与第一启动信号HST。而对本发明第一实施例的第二同步单元160而言，外部输入的信号是包括第二时钟信号VCK与第二启动信号VST。

请参照图7所示，是本发明单面板系统整合平面显示器的架构100，第二实施例的示意图。相较于第一实施例，本实施例的时脉控制单元140除了提供第一时钟信号HCK、第一启动信号HST、第二时钟信号VCK与第二启动信号VST，另外还输出一同步信号Sync至第一同步单元150与第二同步单元160。同时，显示数据D是透过第一同步单元150输入源极驱动单元120内。此同步信号Sync可以取代图6中，同步单元200内部同步钟210的功能。而作为调整第一时钟信号HCK、第一启动信号HST、显示数据D、第二时钟信号VCK与第二启动信号VST的基准。借此，在本实施例中可以省略同步钟，以简化第一同步单元150与第二同步单元160的设计，同时仍然可以维持信号同步的效果。

请参照图8所示，是本发明单面板系统整合平面显示器的架构100，第三实施例的示意图。相较于第一实施例，本实施例在邻近时脉控制单元输出端140a处，增加一第三同步单元170，以确保由时脉控制单元140输出的第一时脉信号组与第二时脉信号组有良好的同步性。同时，亦可以减少抵达第一同步单元150与第二同步单元160的第一时钟信号HCK、第一启动信号HST、第二时钟信号VCK与第二启动信号VST间的时序误差。以防止信号传递过程中，因过大的时序误差，而造成第一同步单元150与第二同步单元160的误处理。

请参照图9所示，是本发明单面板系统整合平面显示器的架构100，第四实施例的示意图。相较于第一实施例，本实施例的第一时脉信号组与显示数据D是由象素矩阵110的左右两侧分别提供，并且是由源极驱动单元的两端120a与120b分别输入。同时，在源极驱动单元的两端120a与120b，分别设置一第一同步单元150与一第四同步单元180。第一时脉信号组在进入源极驱动单元120前，是预先经过第一同步单元150的同步处理，而显示数据D在进入源极驱动单元120前，是预先经过第四同步单元180的同步处理。基本上，为了使显示数据D与第一时脉信号组同步，除了可以调整第一同步单元150与第四同步单元180内部的同步钟，使产生一致的同步信号外，也可以由时脉控制单元140统一提供同步信号Sync，作为第一同步单元150与第四同步单元180时序调整的基准。

请参照图10所示，是本发明单面板系统整合平面显示器的架构100，第五实施例的示意图。相较于第一实施例，本实施例的源极驱动单元的信号输入端是位于其左侧端120b，第五同步单元190是邻近于源极驱动单元120输入端与扫描驱动单元130输入端，以同步第一时脉信号组与第二时脉信号组。换言之，本实施例可以设置单一的第五同步单元190取代第一实施例中的第一同步单元150与第二同步单元160。而第一时脉信号组、第二时脉信号组与显示数据D在进入源极驱动单元120与扫描驱动单元130前，是预先经过第五同步单元的同步处理。

相较于图4的传统单面板系统整合平面显示器架构，因走线距离过长，而导致控制信号产生明显的延迟。本发明单面板系统整合平面显示器的架构100，如图5所示，可以同步输入源极驱动单元120的各信号HCK、HST与输入栅极驱动单元130的各信号VCK、VST，以提供正确的源极驱动电压Vs与扫描驱动电压Vg至象素矩阵110。同时，也可以使源极驱动电压Vs与扫描驱动电压Vg具有正确的时序，以产生正确且清晰的画面。

Claims (13)

1.一种单面板系统整合的显示器，其特征在于所述单面板系统整合显示器包括：

一象素矩阵；

一驱动单元，电连接该象素矩阵；

一时脉控制单元，输出一第一时脉信号组至该驱动单元；

一第一同步单元，邻近于该驱动单元的输入端，以同步该第一时脉信号组。

2.根据权利要求1所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：该驱动单元是为一源极驱动单元。

3.根据权利要求2所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：一显示数据是透过该第一同步单元输入该源极驱动单元，而该第一同步单元是同步该显示数据与该第一时脉信号组。

4.根据权利要求1所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：该第一时脉信号组包括一第一时钟信号与一第一启动信号，而该第一同步单元是同步该第一时钟信号与该第一启动信号。

5.根据权利要求4所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：该第一同步单元包括一第一同步钟以同步该第一时钟信号与该第一启动信号。

6.根据权利要求2所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：更包含一扫描驱动单元，电连接该象素矩阵，并且，该时脉控制单元更输出一第二时脉信号组至该扫描驱动单元。

7.根据权利要求6所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：该第一同步单元是邻近于该源极驱动单元输入端与该扫描驱动单元输入端，以同步该第一时脉信号组与该第二时脉信号组。

8.根据权利要求6所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：更包括一第二同步单元，邻近于该扫描驱动单元的输入端，以同步该第二时脉信号组。

9.根据权利要求8所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：该第二时脉信号组包括一第二时钟信号与一第二启动信号，而该第二同步单元是同步该第二时钟信号与该第二启动信号。

10.根据权利要求8所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：该时脉控制单元更输出一同步信号至该第一同步单元与该第二同步单元，以同步该第一时脉信号组与该第二时脉信号组。

11.根据权利要求8所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：更包括一第三同步单元，邻近于该时脉控制单元的输出端，以同步该第一时脉信号组与该第二时脉信号组。

12.根据权利要求8所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：更包括一第四同步单元，邻近于该源极驱动单元的另一侧的输入端，以使透过该第四同步单元输入该源极驱动单元的一显示数据与该第一时脉信号组同步。

13.根据权利要求1所述的单面板系统整合的显示器，其特征在于：该驱动单元是为一扫描驱动单元。

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