CN101303836A - 显示装置及其栅极驱动器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种栅极驱动器，用于驱动显示装置。该栅极驱动器包括输入缓冲器、控制电路、补偿输出缓冲器与扫描输出缓冲器。输入缓冲器接收参考电源电压并输出缓冲电压，控制电路则输出扫描启动信号与补偿启动信号，补偿输出缓冲器接收缓冲电压作为电源且接收补偿启动信号而输出补偿信号，另外扫描输出缓冲器接收扫描启动信号而输出扫描信号。一组补偿信号与扫描信号用于驱动显示装置的一个像素。

Description

显示装置及其栅极驱动器

技术领域

本发明涉及一种栅极驱动器，特别是涉及一种具有输入缓冲器的栅极驱动器。

背景技术

液晶显示装置包含基板与相关的驱动装置，更进一步来说，基板包括多条数据线与多条扫描线，以及由交错的多条数据线与多条扫描线所界定而呈现矩阵型态的多个像素。为了使基板显示一画面，源极驱动器与栅极驱动器分别提供数据信号与扫描信号至对应的所述数据线与扫描线，而使得每一像素能分别显示对应的亮度与颜色。此外，栅极驱动器可以配置在显示装置的基板上。

图1A为在显示装置的基板上配置多个栅极驱动器的一示意图。图1A示出了在基板110上配置了栅极驱动器113、115与117，三者皆借着在基板110上的走线与参考电源电压VSH、VSL相耦接。然而，因基板110上的走线具有电阻值，此将导致电流在流经走线时产生电压降，也就是说在走线上将产生电压电平飘移(IR drop)的现象，以致在走线的不同位置上具有相异的电压值。亦即栅极驱动器113接收输入电压VSH1与VSL1，栅极驱动器115接收输入电压VSH2与VSL2，且栅极驱动器117接收输入电压VSH3与VSL3。

承上所述，由于电流流经走线而产生电压降之故，栅极驱动器113、115与117的输入电压不一致，导致栅极驱动器113、115与117输出至对应像素的电压偏离预期的电压值。

然而，多个栅极驱动器在基板上的配置亦可有其它的型式，如图1B所示，图1B为多个栅极驱动器在显示装置的基板上的另一配置示意图。图1B示出了在基板120上配置了栅极驱动器123、125与127，借着在基板120上的走线，栅极驱动器123耦接参考电源电压VSH、VSL并接收输入电压VSH4与VSL4，栅极驱动器125耦接栅极驱动器123并接收输入电压VSH5与VSL5，且栅极驱动器127同样亦耦接栅极驱动器125并接收输入电压VSH6与VSL6。

承上所述，由于电流流经走线时产生电压降，以致在走线的不同位置上具有相异的电压值(亦即电压电平漂移)。栅极驱动器123、125与127的输入电压不一致，导致个别的栅极驱动器输出至对应像素的电压偏离预期的电压值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种栅极驱动器，由于其应用缓冲电压输入模块以缓冲参考电源电压，故可有效地解决在相异的栅极驱动器之间，其输入电压不一致的问题，因而提高栅极驱动器输出电压的稳定度。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置，分别提供多个补偿信号至对应的子像素电路中的电容，以提高子像素间的对比度，因而能显示更锐利更鲜明的高品质影像。

本发明的栅极驱动器包括接收一参考电源电压并输出一缓冲电压的第一输入缓冲器、输出多个扫描启动信号与多个补偿启动信号的控制电路、多个补偿输出缓冲器与多个扫描输出缓冲器。其中，多个补偿输出缓冲器分别接收所述补偿启动信号之一并分别输出一补偿信号，并且多个扫描输出缓冲器接收所述扫描启动信号之一并分别输出一扫描信号。其中，每一个补偿输出缓冲器接收该第一缓冲电压以作为电源。

本发明另提供一种显示装置，该显示装置包括了基板、以第一方向形成于该基板上的多条扫描线、以第二方向形成于该基板上的多条数据线、设置在该多条扫描线与该多条数据线所定义的矩阵区域中的多个像素、形成于基板上且与该多条扫描线实质上平行的多条补偿线、与所述数据线耦接的源极驱动器，以与栅极驱动器。其中，每一个像素更包含第一子像素电路，该第一子像素电路包含一第一开关及一第一存储电容，该第一存储电容的第一端藉由该第一开关耦接于对应的数据线，且该第一存储电容的第二端耦接于对应的补偿线。除此之外，该栅极驱动器进一步包括缓冲电压输入模块、扫描信号输出模块、补偿信号输出模块与控制模块。更详细地说，缓冲电压输入模块耦接至一参考电源电压并输出一缓冲电压，扫描信号输出模块耦接至所述扫描线，另外，补偿信号输出模块藉由接收该缓冲电压以作为电源并提供补偿信号至所述补偿线，且该控制模块输出信号至该扫描信号输出模块与该补偿信号输出模块。

附图说明

图1A为在显示装置的基板上配置多个栅极驱动器的示意图。

图1B为在显示装置的基板上配置多个栅极驱动器的另一示意图。

图2为依据本发明的一实施例的显示装置的像素的电路示意图。

图3A为依据本发明的一实施例的栅极驱动器在第一画面的扫描信号与补偿信号的时序图。

图3B为依据本发明的一实施例的栅极驱动器在第二画面的扫描信号与补偿信号的时序图。

图4为依据本发明的一实施例的显示装置的电路方块图。

附图符号说明

110、120、310                基板

113、123、115、125、117、127 栅极驱动器

210、220                     子像素电路

211、221                     开关

300                          显示装置

310                          基板

320                          控制信号输入模块

330                          缓冲电压输入模块

340                          控制模块

350                          扫描信号输出模块

370                          补偿信号输出模块

380                          栅极驱动器

bf1                          输入缓冲器

bf2                          扫描输出缓冲器

bf3                          补偿输出缓冲器

Cst1、Cst2                   存储电容

C1c1、C1c2                   液晶电容

Ctr1                         控制信号

DL                           数据线

GL_n                         扫描线

Gl-Gn                        扫描信号

GS1-GSN                         扫描启动信号

S1-Sn                           补偿信号

CS1-CSN                         补偿启动信号

VSTL1、VSTL2                    补偿线

VSH1、VSL1、VSH2、VSL2、VSH3、VSL3、VSH4、

VSL4、VSH5、VSL5、VSH6、VSL6    输入电压

VSH、VSL、VDD、VSS、VGH、VGL    参考电源电压

VBH1、VBL1                      缓冲电压

具体实施方式

承上所述，图2为依据本发明的一实施例的液晶显示装置的像素的电路示意图。液晶显示装置通常包括例如为玻璃材质的基板以及设置于基板上的多条扫描线、多条数据线、多条补偿线、多个像素、源极驱动器与栅极驱动器。上述的组件的配置可约略地描述如下：多条扫描线与多条数据线以交错的方式排列；而多个像素形成于多条扫描线与多条数据线所划分的矩阵区域中；且多条补偿线实质平行于多条扫描线；源极驱动器可耦接于所述数据线，且栅极驱动器可耦接于所述扫描线与补偿线。以下将对多个像素的构成与电性配置作更详细且具体地描述。

请参考图2，上述的说明中提及的像素200包括了子像素电路210、220两者，其中，子像素电路210包括开关211、液晶电容C1c1与存储电容Cst1，且子像素电路220同样地亦包括开关221、液晶电容C1c2与存储电容Cst2。此外，像素200耦接于数据线DL、扫描线GL_n以及补偿线VSTL1、VSTL2。该数据线DL与扫描线GL_n以不同的方向交错地配置，并且上述的补偿线VSTL1、VSTL2可以平行于扫描线GL_N的方式来配置。

就子像素电路210的详细电性配置而言，存储电容Cst1的一端藉由开关211与来自源极驱动器(未绘示)的对应的数据线DL耦接，同时存储电容Cst1的另一端与对应的补偿线VSTL1耦接。此外开关211可依据扫描在线的扫描信号，决定是否导通，以对液晶电容C1c1与存储电容Cst1充放电。同样地，存储电容Cst2的一端藉由开关221与对应的数据线DL耦接，同时存储电容Cst2的另一端耦接于对应的补偿线VSTL2。

在电路运作方面，开关211、221将依据扫描线GL_N上的扫描信号决定导通或关闭。当开关211、221导通时，液晶电容C1c1、C1c2与存储电容Cst1、Cst2接收来自数据线DL的数据信号的电压，并据此改变其上的液晶分子的跨压。除此之外，在本实施例中，存储电容Cst1、Cst2的第二端分别接收来自补偿线VSTL1、VSTL2的补偿信号S1、S2，用于补偿存储电容Cst1、Cst2上的电压。

在本实施例的更进一步说明中，图3A为依据本发明的一实施例的栅极驱动器在第一画面的扫描信号与补偿信号的时序图，且图3B为依据本发明的一实施例在第二画面的栅极驱动器的扫描信号与补偿信号的时序图。在第一画面中，扫描信号G1-G3以及补偿信号S1-S4依序地使能。在此实施例中，扫描信号G1-G3的电平可例如分别为高电平20V与低电平-7V，且补偿信号S1-S4的电平可例如分别为高电平8V与低电平4V，当进行到第二画面时，补偿信号S1-S4个别的相位皆与第一画面时反相。参照图2的液晶显示装置的像素的电路示意图，在像素电路210、220中，开关211、221接收扫瞄线GL_n上的扫描信号G1，存储电容Cst1、Cst2在第一画面与第二画面时间，分别接收位于补偿线VSTL1、VSTL2上的补偿信号S1、S2以微调对应子像素的亮度，依此方式将可提高显示画面的对比度、锐利度与鲜明度。需注意的是，在此所述的扫描信号G1-G3以及补偿信号S1-S4的相位与电平的变化方式仅为例示性的且容许有更多不同的变化与修饰。以下将就产生扫描信号以及补偿信号的栅极驱动器进行更详细的描述。

请参考图4，图4为依据本发明的一实施例的显示装置的电路方块图。显示装置300包括基板310以与栅极驱动器380。栅极驱动器380包括控制信号输入模块320、缓冲电压输入模块330、控制模块340、扫描信号输出模块350与补偿信号输出模块370。其中，缓冲电压输入模块330中可包括做为输入缓冲器bf1的两个运算放大器以个别地接收来自基板310的走线上的参考电源电压VSH、VSL，并个别输出缓冲电压VBH1、VBL1至补偿信号输出模块370，其中，缓冲电压输入模块330的运算放大器可配置为单增益缓冲器来使用。另一方面，控制模块340包括移位寄存器341与电平移位器343，且控制模块340接收参考电源电压VDD、VSS以作为电源，并接收来自控制信号输入模块320的控制信号Ctr1以分别输出扫描启动信号GS1-GSN(N为一正整数)与补偿启动信号CS1-CSN(N为一正整数)至扫描信号输出模块350与补偿信号输出模块370。

承上所述，扫描信号输出模块350接收参考电源电压VGH、VGL作为电源，并接收来自控制信号输入模块320的扫描启动信号GS1-GSN，而输出扫描信号G1-Gn至对应的扫描线。同时补偿信号输出模块370亦接收缓冲电压VBH1、VBL1作为电源，并接收来自控制模块340的补偿启动信号CS1-CSN，而输出补偿信号S1-Sn至对应的补偿线。更进一步来说，扫描信号输出模块350与补偿信号输出模块370分别由扫描输出缓冲器bf2与补偿输出缓冲器bf3所构成。上述的补偿信号S1-Sn可对对应的子像素电路中的存储电容进行补偿，而提高子像素的亮度及对比。也由于补偿信号输出模块370接收稳定的缓冲电压VBH1、VBL1以作为电源，在走线上电压电平漂移的问题将不会造成补偿信号S1-Sn的失真，而影响到补偿信号S1-Sn对子像素亮度及对比的补偿效果。

需注意的是，由于本实施例的栅极驱动器被整合在芯片上，亦即控制信号输入模块、缓冲电压输入模块、控制模块、扫描信号输出模块与补偿信号输出模块皆被整合在此芯片上，相较于现有栅极驱动器无法遏止走线上电压电平漂移的问题，本实施例的栅极驱动器利用缓冲电压输入模块缓冲参考电源电压，故能有效地改善电压电平漂移的情形，同时也简化工艺并节省成本。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用于限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视本发明的申请专利范围所界定者为准。

Claims (23)

1.一种栅极驱动器，包括：

一第一输入缓冲器，用于接收一第一参考电源电压并输出一第一缓冲电压；

一控制电路，用于输出多个扫描启动信号与多个补偿启动信号；

多个补偿输出缓冲器，分别用于接收所述补偿启动信号之一并分别输出一补偿信号，其中，每一个补偿输出缓冲器接收该第一缓冲电压以作为电源；以及

多个扫描输出缓冲器，分别用于接收所述扫描启动信号之一并分别输出一扫描信号。

2.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，更包含一第二输入缓冲器，用于接收一第二参考电源电压并输出一第二缓冲电压。

3.如权利要求2所述的栅极驱动器，其中，该第二缓冲电压用于输出至该多个补偿输出缓冲器以作为电源。

4.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，该输入缓冲器为一单增益缓冲器。

5.如权利要求4所述的栅极驱动器，其中，该单增益缓冲器包含一运算放大器。

6.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，该栅极驱动器设置在一基板上。

7.如权利要求6所述的栅极驱动器，其中，该参考电源电压藉由该基板的走线传输至该第一输入缓冲器。

8.如权利要求6所述的栅极驱动器，其中，该基板为一玻璃基板。

9.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，该控制电路包含一移位寄存器与一电平移位器。

10.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，该多个扫描输出缓冲器分别接收一第三参考电源电压及一第四参考电源电压以作为电源。

11.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，该控制电路接收一第五参考电源电压及一第六参考电源电压以作为电源。

12.如权利要求1所述的栅极驱动器，其中，该栅极驱动器被整合在一芯片中。

13.一种显示装置，包括：

一基板；

多条扫描线，以第一方向形成于该基板上；

多条数据线，以第二方向形成于该基板上；

多条补偿线，形成于该基板上，且与该多条扫描线实质上平行；

多个像素，形成于该多条扫描线与该多条数据线所定义的矩阵区域中，其中，每一个像素更包含一第一子像素电路，该第一子像素电路包含一第一开关及一第一存储电容，其中，该第一存储电容的第一端藉由该第一开关与对应的数据线耦接，且该第一存储电容的第二端与对应的补偿线耦接；

一源极驱动器，与所述数据线耦接；以及

一栅极驱动器，包含：

一缓冲电压输入模块，耦接至一参考电压源并输出一缓冲电压；

一扫描信号输出模块，耦接至所述扫描线；

一补偿信号输出模块，耦接至所述补偿线，其中，该补偿信号输出模块藉由接收该缓冲电压以作为电源；以及

一控制模块，耦接至该扫描信号输出模块与该补偿信号输出模块。

14.如权利要求13所述的显示装置，其中，每一个该像素更包含一第二子像素电路，该第二子像素电路包含一第二开关及一第二存储电容，其中，该第二存储电容的第一端藉由该第二开关与对应的数据线耦接，且该第二存储电容的第二端与对应的补偿线耦接。

15.如权利要求13所述的显示装置，其中，该控制模块输出一扫描启动信号及一补偿启动信号，用于使能对应的扫描信号输出模块及补偿信号输出模块。

16.如权利要求15所述的显示装置，其中，该扫描信号输出模块输出一扫描信号及该补偿信号输出模块输出一补偿信号，该扫描信号及该补偿信号用于驱动所述像素之一。

17.如权利要求13所述的显示装置，其中，该多条扫描线与该多条补偿线交错排列。

18.如权利要求13所述的显示装置，其中，该参考电压源包含一第一参考电源电压与一第二参考电源电压。

19.如权利要求13所述的显示装置，其中，该缓冲电压输入模块包含一单增益缓冲器。

20.如权利要求19所述的显示装置，其中，该单增益缓冲器包含一运算放大器。

21.如权利要求13所述的显示装置，其中，该参考电压源藉由该基板的走线耦接至该缓冲电压输入模块。

22.如权利要求13所述的显示装置，其中，该控制模块包含一移位寄存器与一电平移位器。

23.如权利要求13所述的显示装置，其中，该栅极驱动器被整合于一芯片中。

Images