CN101256754B

CN101256754B - 一种栅极驱动模块及液晶显示器

Info

Publication number: CN101256754B
Application number: CN2008100818240A
Authority: CN
Inventors: 陈勇志; 简志远; 刘柏源
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2028-04-08
Also published as: CN101256754A

Abstract

本发明是关于一种栅极驱动模块及液晶显示器，所述的栅极驱动模块用来驱动包含复数个第一开关单元的显示器装置，栅极驱动模块包含栅极驱动电路、开关控制电路及复数个开关组；栅极驱动电路包含复数个第一输出端，用来输出复数个栅极驱动信号；开关控制电路包含复数个第二输出端，用来输出复数个开关控制信号；每一开关组包含至少二第二开关单元；每一第二开关单元的一端对应耦接于所述的栅极驱动电路的第一输出端、每一第二开关单元的另一端对应耦接于第一开关单元的控制端、每一第二开关单元的控制端对应耦接于第二输出端。

Description

一种栅极驱动模块及液晶显示器

技术领域

本发明是关一种栅极驱动模块及液晶显示器，更明确地说，是有关一种以开关切换的方式节省栅极驱动电路的栅极驱动模块。

背景技术

请参考图1。图1为一现有技术的液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)100的示意图。如图所示，液晶显示器100包含栅极驱动电路110、数据驱动电路120及像素区130。栅极驱动电路110包含M条栅极线，用以依序输出M个栅极驱动信号。数据驱动电路120包含Q条数据线，用以输出Q个数据。像素区130由栅极驱动电路110的M条栅极线与数据驱动电路120的Q条数据线交错而成，因此像素区130具有Q列(column)×M行(row)个像素所组成，也就是说，液晶显示器100的解析度为Q×M。

请参考图2。图2为另一现有技术的液晶显示器200的示意图。如图所示，液晶显示器200包含栅极驱动电路211及212、数据驱动电路220及像素区230。栅极驱动电路211包含M条栅极线，用以依序输出M个栅极驱动信号；栅极驱动电路212包含M条栅极线，用以依序输出M个栅极驱动信号。数据驱动电路220包含Q条数据线，用以输出Q个数据。像素区230由栅极驱动电路211、212共2M条栅极线与数据驱动电路220的Q条数据线交错而成，因此像素区230具有Q列×2M行个像素所组成，也就是说，液晶显示器200的解析度为Q×2M。从图2与图1的液晶显示器中可看出，当液晶显示器要将解析度提高时，栅极线的数目变多。而原本一个栅极驱动电路所具有的栅极线仅有M条，当显示器需要2M条栅极线来驱动像素区时，便需要两个栅极驱动电路(如图2的栅极驱动电路211与212)。这样一来，随着液晶显示器的解析度提高(如变成N倍)，栅极驱动电路的数目也就跟着变多(意即要变成N个)，如此液晶显示器的成本也会跟着提高。

发明内容

本发明提供一种栅极驱动模块，用来驱动一包含复数个第一开关单元的显示器装置。所述的栅极驱动模块包含一栅极驱动电路，包含复数个第一输出端，用来输出复数个栅极驱动信号；一开关控制电路，包含N个第二输出端，用来依序输出N个开关控制信号S₁～S_N；及N个开关组SS₁～SS_N，每一所述的这些开关组包含至少二第二开关单元，每一所述的这些第二开关单元的一端对应耦接于所述的栅极驱动电路的所述的这些第一输出端，每一所述的这些第二开关单元的另一端对应耦接于所述的这些第一开关单元的控制端，每一所述的这些第二开关单元的控制端对应耦接于所述的这些第二输出端；其中，所述的这些第一开关单元的个数与所述的这些第一输出端的个数具有一整数倍的关系。

本发明另提供一种液晶显示器。所述的液晶显示器包含复数个第一开关单元；一栅极驱动模块，所述的栅极驱动模块包含一栅极驱动电路，所述的栅极驱动电路包含复数个第一输出端，用来输出复数个栅极驱动信号；一开关控制电路，包含N个第二输出端，用来依序输出N个开关控制信号S₁～S_N；及N个开关组SS₁～SS_N，每一所述的这些开关组包含至少二第二开关单元，每一所述的这些第二开关单元的一端对应耦接于所述的栅极驱动电路的所述的这些第一输出端，每一所述的这些第二开关单元的另一端对应耦接于所述的这些第一开关单元的控制端，每一所述的这些第二开关单元的控制端对应耦接于所述的这些第二输出端；一数据驱动电路，包含复数个第三输出端，每一所述的这些第三输出端对应耦接于所述的这些第一开关的输入端，用以传送对应的数据；其中，所述的这些第一开关单元的个数与所述的这些第一输出端的个数具有一倍数关系。

本发明所提供的栅极驱动模块，能够有效地利用开关单元来切换栅极驱动电路的栅极驱动信号至对应的像素。因此可以节省栅极驱动电路的使用，提供使用者更大的便利性。

附图说明

图1为一现有技术的液晶显示器的示意图；

图2为另一现有技术的液晶显示器的示意图；

图3为根据本发明的第一实施例的液晶显示器的示意图；

图4为开关控制信号与栅极驱动信号的时序图；

图5为根据本发明的第二实施例的液晶显示器的示意图。

附图标号

100、200、300、500 液晶显示器

110、211、212、311、312 栅极驱动电路

120、220、320 数据驱动电路

130、230、350 像素区

330 开关控制电路

340 栅极驱动模块

SS 开关组

SW 开关单元

S 开关控制信号

G 栅极驱动信号

C_ST 储存电容

LC 液晶分子

具体实施方式

请参考图3。图3为根据本发明的第一实施例的液晶显示器300的示意图。如图所示，液晶显示器300包含栅极驱动模块340、数据驱动电路320及像素区350。数据驱动电路320包含Q条数据线(输出端)，用以输出Q个数据信号。像素区350具有Q列(column)×M×N行(row)个像素所组成，也就是说，液晶显示器300的最高解析度为Q×M×N。像素区350中的每个像素皆包含第一开关单元SW_P、储存电容C_ST及液晶分子LC。第一开关单元SW_P包含第一端、第二端及控制端。第一开关单元SW_P的第一端耦接于对应的数据线，用来接收对应的数据、第一开关单元SW_P的第二端耦接于储存电容C_ST及液晶分子LC、第一开关单元SW_P的控制端耦接于对应的栅极线，用来接收对应的栅极驱动信号。当第一开关单元SW_P的控制端接收到对应的栅极驱动信号而驱动第一开关单元SWp时，数据线的数据便会通过第一开关单元SW_P的第一端与第二端，将所接收的数据传送至储存电容C_ST及液晶分子LC以显示画面。因此，如图3所示，当像素区350中的像素数目为M×N行时，便需要M×N个栅极驱动信号来分别驱动以显示画面，在本实施例中，M、N、Q为整数。

栅极驱动模块340包含栅极驱动电路311、开关控制电路330及N个开关组SS₁～SS_N。栅极驱动电路311包含M条栅极线(输出端)，用来依序输出M个栅极驱动信号G₁～G_M。开关控制电路330包含N个输出端，用来依序输出N个开关控制信号S₁～S_N。开关组SS₁～SS_N中的每个开关组皆包含M个第二开关单元(如SW₁、SW₂、SW_M...SW_(M×(k-1))、SW_(M×(k-1)+1)...SW_(M×(N-1))...SW_(M×N)...等)。每个第二开关单元包含第一端、第二端及控制端。第二开关单元可由例如是一薄膜晶体管及一二极管单元来实现，举例来说，第二开关单元SW₁ 包含薄膜晶体管T₁及二极管单元D₁。且二极管单元的正端耦接于薄膜晶体管的第二端、二极管单元的负端耦接于薄膜晶体管的控制端。根据实际上的制造工艺需求，二极管单元可以是由二极管组成或是藉由薄膜晶体管(TFT)、金属氧化半导体晶体管(MOS)或是双载子接面晶体管(BJT)来达成。在本实施例中，薄膜晶体管的控制端即为第二开关单元的控制端，薄膜晶体管的第一端即为第二开关单元的第一端，薄膜晶体管的第二端即为第二开关单元的第二端。

开关组SS₁中，所有第二开关单元的控制端皆耦接于开关控制电路的第一输出端，用来接收开关控制信号S₁；第二开关单元SW₁的第一端耦接于栅极驱动电路311的第一输出端、第二开关单元SW₁的第二端耦接于像素区350的第一条栅极线、第二开关单元SW₂的第一端耦接于栅极驱动电路311的第二输出端、第二开关单元SW₂第二端耦接于像素区350的第二条栅极线...第二开关单元SW_M的第一端耦接于栅极驱动电路311的第M输出端、第二端耦接于像素区350的第M条栅极线。

开关组SS₂(未图示)中，所有第二开关单元的控制端皆耦接于开关控制电路的第二输出端，用来接收开关控制信号S₂；第二开关单元SW_(M+1)的第一端耦接于栅极驱动电路311的第1输出端、第二开关单元SW_(M+1)的第二端耦接于像素区350的第(M+1)条栅极线、第二开关单元SW_(M+2)的第一端耦接于栅极驱动电路311的第二输出端、第二开关单元SW_(M+2)的第二端耦接于像素区350的第(M+2)条栅极线...第二开关单元SW_2M的第一端耦接于栅极驱动电路311的第M输出端、第二端耦接于像素区350的第2M条栅极线。

开关组SS_K中，所有第二开关单元的控制端皆耦接于开关控制电路的第K输出端，用来接收开关控制信号S_K；第二开关单元SW_(M×(K-1))的第一端耦接于栅极驱动电路311的第1输出端、第二开关单元SW_(M×(K-1))的第二端耦接于像素区350的第M×(K-1)条栅极线、第二开关单元SW_(M×(K-1)+1)的第一端耦接于栅极驱动电路311的第2输出端、第二端耦接于像素区350的第(M×(K-1)+1)条栅极线...第二开关单元SW_(M×K)的第一端耦接于栅极驱动电路311的第M输出端、第二端耦接于像素区350的第(M×K)条栅极线。

开关组SS_N中，所有第二开关单元的控制端皆耦接于开关控制电路的第N输出端，用来接收开关控制信号S_N；第二开关单元SW_(M×(N-1))的第一端耦接于栅极驱动电路311的第一输出端、第二开关单元SW_(M×(N-1))的第二端耦接于像素区350的第M×(N-1)条栅极线、第二开关单元SW_(M×(N-1)+1)的第一端耦接于栅极驱动电路311的第二输出端、第二端耦接于像素区350的第(M×(N-1)+1)条栅极线...第二开关单元SW_(M×N)的第一端耦接于栅极驱动电路311的第M输出端、第二端耦接于像素区350的第(M×N)条栅极线。

根据上述，可归类第二开关单元的耦接方式如下：第X个开关组中的第Y个第二开关单元的第一端耦接于栅极驱动电路311的第Y个输出端，用来接收栅极驱动信号G_Y、控制端耦接于开关控制电路330的第X个控制端，用来接收开关控制信号S_X、第二端耦接于像素区350的第(X×Y)条栅极线(意即耦接于对应于第(X×Y)条栅极线上的第一开关单元的控制端。

因此，栅极驱动模块340并不需要N个栅极驱动电路来驱动具有M×N行的像素区350。栅极驱动模块340仅需利用开关控制电路330与开关组SS₁～SS_N便可切换栅极驱动电路311的栅极驱动信号G₁～G_M以依序产生像素区350所需要的(M×N)栅极驱动信号。

请参考图4。图4为开关控制信号与栅极驱动信号的时序图。如图所示，开关控制信号S₁～S_N为依序产生，每个开关控制信号的时间长度皆为M个栅极驱动信号加总的时间长度。更明确地说，当栅极驱动电路311执行第一次扫描以依序传送栅极驱动信号G₁～G_M时，开关控制电路330产生开关控制信号S₁；当栅极驱动电路311执行完第一次扫描后再执行第二次扫描以依序传送栅极驱动信号G₁～G_M时，开关控制电路330再产生开关控制信号S₂...；当栅极驱动电路311执行完第(K-1)次扫描后再执行第K次扫描以依序传送栅极驱动信号G₁～G_M时，开关控制电路330再产生开关控制信号S_K...依此类推。如此一来，开关组SS₁便可依序传送像素区350所需要的栅极驱动信号G₁～G_M、开关组SS₂便可依序传送像素区350所需要的栅极驱动信号G_(M+1)～G_2M...开关组SS_K便可依序传送像素区350所需要的栅极驱动信号G_(M×(K-1))～G_(M×K)...开关组SS_N便可依序传送像素区350所需要的栅极驱动信号G_(M×(N-1))～G_(M×N)。而液晶显示器300便可以栅极驱动模块340及数据驱动电路320完成解析度为(M×N×Q)的画面的显示。

请参考图5。图5为根据本发明的第二实施例的液晶显示器500的示意图。液晶显示器500与液晶显示器300类似，唯一不同之处在于液晶显示器500新增一栅极驱动电路312。栅极驱动电路311与312可分别配置于液晶显示器的上方与下方，以减小因为驱动途径距离过长而造成栅极驱动信号衰减及延迟的现象。如此一来，液晶显示器500的尺寸便可增大而不会在显示画面时产生信号衰减及延迟的现象。

在液晶显示器的制造过程当中，由于第一开关单元与第二开关单元的制作属于同一阶段。因此，在本发明中所使用的开关组、第二开关单元，并不会增加液晶显示器的制造成本。反观现有技术的液晶显示器，由于需要额外的栅极驱动电路来驱动更多的像素，因此提升了液晶显示器的整体制造成本。

综上述，本发明所提供的栅极驱动模块，能够有效地利用开关单元来切换栅极驱动电路的栅极驱动信号至对应的像素。因此可以节省栅极驱动电路的使用，提供使用者更大的便利性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种栅极驱动模块，用来驱动一包含复数个第一开关单元的显示器装置，其特征在于，所述的栅极驱动模块包含：

一栅极驱动电路，包含复数个第一输出端，用来输出复数个栅极驱动信号；

一开关控制电路，包含N个第二输出端，用来依序输出N个开关控制信号S₁～S_N；及

N个开关组SS₁～SS_N，每一所述的这些开关组包含至少二第二开关单元，每一所述的这些第二开关单元的一端对应耦接于所述的栅极驱动电路的所述的这些第一输出端，每一所述的这些第二开关单元的另一端对应耦接于所述的这些第一开关单元的控制端，每一所述的这些第二开关单元的控制端对应耦接于所述的这些第二输出端；

其中，所述的这些第一开关单元的个数与所述的这些第一输出端的个数具有一倍数的关系。

2.如权利要求1所述的栅极驱动模块，其特征在于，所述的倍数的数值为所述的这些第二输出端的个数的数值与数据驱动电路的输出端的个数的数值的乘积。

3.如权利要求1所述的栅极驱动模块，其特征在于，所述的这些第一开关单元的个数大于第一输出端的个数。

4.如权利要求1所述的栅极驱动模块，其特征在于，所述的第二开关单元包含一薄膜晶体管元件。

5.如权利要求4所述的栅极驱动模块，其特征在于，所述的第二开关单元包含一二极管单元，所述的二极管单元的负极耦接于所述的薄膜晶体管的一栅极端。

6.一种液晶显示器，其特征在于，所述的液晶显示器包含：

复数个第一开关单元；

一栅极驱动模块，所述的栅极驱动模块包含：

一栅极驱动电路，所述的栅极驱动电路包含复数个第一输出端，用来输出复数个栅极驱动信号；

一开关控制电路，所述的开关控制电路包含N个第二输出端，用来依序输出N个开关控制信号S₁～S_N；及

一数据驱动电路，包含复数个第三输出端，每一所述的这些第三输出端对应耦接于所述的这些第一开关的输入端，用以传送对应的数据；

其中，所述的这些第一开关单元的个数与所述的这些第一输出端的个数具有一整数倍的关系。

7.如权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于，所述的整数倍为所述的这些第二输出端的个数与数据驱动电路的输出端的个数的数值的乘积。

8.如权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于，所述的这些第一开关单元的个数大于第一输出端的个数。

9.如权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于，所述的第二开关单元包含一薄膜晶体管元件。

10.如权利要求9所述的液晶显示器，其特征在于，所述的第二开关单元包含一二极管单元，所述的二极管单元的负极耦接于所述的薄膜晶体管的一栅极端。