CN101408700B - 平面显示器 - Google Patents

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Abstract

一种平面显示器,包括显示面板、栅极驱动器、源极驱动器以及信号切换单元。其中,栅极驱动器用以输出一栅极信号。信号切换单元于一画面周期的前半周期中,导通其第一连接端与第二连接端,以致使栅极信号传送至第一扫描线。此外,信号切换单元更于一画面周期的后半周期中,导通其第一连接端与第三连接端,以致使原本传送至第一扫描线的栅极信号,此时由第二扫描线来传送。如此一来,源极驱动器用以配合第一扫描线与第二扫描线所传送的栅极信号,来驱动显示面板。

Description

平面显示器
技术领域
本发明是有关于一种平面显示器,且特别是有关于一种能降低栅极驱动器使用数目的平面显示器。
背景技术
目前最热门、最受关注的显示装置不外乎是配合光电与半导体制造技术,所孕育而出的平面显示器,例如液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)。由于液晶显示器具有低电压操作、无辐射线散射、重量轻以及体积小等优点,已成为平面显示器的主流商品,而液晶显示器的改良创新也逐渐变成各厂商研究的主要课题。
图1绘示为传统液晶显示器100的电路图。请参照图1,传统液晶显示器100包括栅极驱动器110、源极驱动器120以及显示面板130。其中,显示面板130包括n×m个矩阵排列的像素单元,譬如已标示出的像素单元P1~P4,n与m均为大于0的整数。此外,扫描线SCL1~SCLn各自电性连接至栅极驱动器110的一输出端,且数据线DAL1~DALm各自电性连接至源极驱动器120的一输出端。
由图1可知,当显示面板130有n×m个像素单元时,栅极驱动器110则必须具备n个输出端,以分别通过扫描线SCL1~SCLn传送栅极信号至显示面板130。相对地,源极驱动器120必须具备m个输出端,以分别通过数据线DAL1~DALm传送数据信号至显示面板130。借此,显示面板130通过所接收到的栅极信号与数据信号,来驱动显示面板130内的每一像素单元。
然而,当传统液晶显示器100的解析度需求愈高时,也就是当显示面板130内的像素单元增加时,倘若栅极驱动器110与源极驱动器120的输出脚位数固定,则传统液晶显示器100就必须借由增加栅极驱动器110与源极驱动器120的使用数目,来提升画面解析度。由于栅极驱动器与源极驱动器的价格并不便 宜,故当显示器使用较多的栅极驱动器及/或源极驱动器时,其生产成本将随之增加,且显示器的制造时程也将跟着增加。因此,若能将栅极驱动器及/或源极驱动器的使用数目减少,便可轻易地解决成本与制造时程的问题。
为了解决上述问题,现有技术US20060022202揭示一种减少液晶显示器中源极驱动器使用数目的技术。图2绘示为依据此现有技术的液晶显示器200的电路图。请参照图2,传统液晶显示器200包括栅极驱动器210、源极驱动器220、信号产生器230以及显示面板240。其中,显示面板240包括像素单元P1~P4,且同一条扫描线SCL1上的两像素单元P1与P2,分别通过开关SW21与SW22电性连接至同一数据线DAL1。相似地,连接至同一条扫描线SCL2上的两像素单元P3与P4,也分别通过开关SW23与SW24电性连接至同一数据线DAL1
图3绘示为用以说明图2液晶显示器200的信号时序图。图4A与图4B分别绘示为显示面板240于不同期间的动作示意图。请同时参照图2~图4B,当信号产生器230于画面周期T1的前半周期T11传送出控制信号CLK1时,开关SW21与SW23将随之导通,而开关SW22与SW24也将随断开。此时,在配合栅极驱动器210所传送出的栅极信号VG1~VGn下,液晶显示器200于前半周期T11依序驱动像素单元P1与P3,如图4A所示。相对地,当信号产生器230于画面周期T1的后半周期T12传送出控制信号CLK2时,此时开关SW22与SW24导通,开关SW2 1与SW23断开。故在配合栅极信号VG1~VGn下,液晶显示器200于后半周期T12依序驱动像素单元P2与P4,如图4B所示。
由上述可知,与传统液晶显示器100相较之下,液晶显示器200所使用的数据线数目明显可以减少一半。换而言之,倘偌将源极驱动器120与220同时替换成多个具有相同输出脚位数的源极驱动器时,传统液晶显示器200只需使用较少的源极驱动器就可正常动作。
然而,在此现有技术中,显示面板240中的每一像素单元都需要额外配置一个开关来切换,此举将会使显示面板240的开口率下降(背光透光度降低),并且还会增加显示面板240在像素设计上的复杂度 。此外,由于每一像素单元均耦接一开关,故像素单元的充电时间将会随之减半,进而造成像素单元充电不足而影响显示品质。
发明内容
本发明提供一种平面显示器,利用信号切换单元对栅极信号的切换,让同一栅极信号于一画面周期中,可以依序被传送至不同的扫描线,借此减少平面显示器中栅极驱动器的使用数目。
本发明提供一种平面显示器,在不改变传统显示面板的电路架构下,就能减少栅极驱动器的使用数目,进而有效地降低平面显示器的制造成本与制造时程。
本发明提出一种平面显示器,包括显示面板、栅极驱动器、源极驱动器、信号产生器以及信号切换单元。其中,显示面板包括第一扫描线与第二扫描线。而信号转换单元则具有第一、第二以及第三连接端,且其第一连接端电性连接至栅极驱动器的输出端,其第二连接端电性连接至显示面板的第一扫描线,且其第三连接端电性连接至显示面板的第二扫描线。
在此,栅极驱动器用以通过其输出端传送出一栅极信号。信号切换单元于一画面周期的前半周期中,导通其第一连接端与第二连接端,以致使栅极驱动器所输出的栅极信号传送至第一扫描线。此外,信号切换单元还于一画面周期的后半周期中,导通其第一连接端与第三连接端,以致使原本传送至第一扫描线的栅极信号,此时由第二扫描线来传送。信号产生器电性连接至信号切换单元,用以产生控制信号切换单元所需的控制信号。如此一来,源极驱动器用以配合第一扫描线与第二扫描线所传送的栅极信号,来驱动显示面板。
从另一观点来看,本发明提出一种平面显示器,包括显示面板、栅极驱动器、源极驱动器、信号产生器以及信号切换单元。其中,显示面板包括第一扫描线与第二扫描线。而信号转换单元则具有第一、第二以及第三连接端,且其第一连接端电性连接至栅极驱动器的输出端,其第二连接端电性连接至显示面板的第一扫描线,其第三连接端电性连接至显示面板的第二扫描线。
于此,栅极驱动器用以通过其输出端传送出一栅极信号。信号产生器用以在一画面周期中,依序产生第一控制信号与第二控制信号。而信号切换单元则会依据第一控制信号,导通其第一连接端与第二连接端,以致使栅极驱动器所输出的栅极信号传送至第一扫描线。且信号切换单元更依据第二控制信号,导通其第一连接端与第三连接端,以致使原本传送至第一扫描线的栅极信号,此时由第二扫描线来传送。如此一来,源极驱动器用以配合第一扫描线与第二扫描线所传送的栅极信号,来驱动显示面板。
本发明因采用信号转换单元,使得同一栅极信号于一画面周期中,可以依序被传送至不同的扫描线,借此减少平面显示器中栅极驱动器的使用数目,并降低平面显示器的制造成本与制造时程。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明,其中:
图1绘示为传统液晶显示器100的电路图。
图2绘示为另一传统液晶显示器200的电路图。
图3绘示为用以说明图2实施例的信号时序图。
图4A与图4B分别绘示为显示面板240于不同期间的动作示意图。
图5绘示为依照本发明一实施例的平面显示器500的电路图。
图6绘示为用以说明图5实施例的信号时序图。
图7A与图7B分别绘示为显示面板510于不同期间的动作示意图。
图8绘示为信号切换单元SU51的电路布局图。
图9绘示为依照本发明另一实施例的平面显示器900的电路图。
图10绘示为用以说明图9实施例的信号时序图。
主要元件符号说明:
100、200:传统液晶显示器
110、210、520、920:栅极驱动器
120、220、530、930:源极驱动器
130、240、510、910:显示面板
230、540、940:信号产生器
500、900:平面显示器
SU51~SU5n、SU91~SU9n:信号切换单元
P1~P6:像素单元
SW21~SW24、SW51~SW54、SW91~SW99:开关
DAL1~DALm:数据线
SCL1~SCL3n:扫描线
OUT1~OUTn:栅极输出端CLK1~CLK3:控制信号
VG1~VGn、VG11~VGn1、VG12~VGn2、VG13~VGn3:栅极信号
T1、T5、T9:画面周期
T11、T12、T51、T52、T91~T93:用以说明画面周期的各周期
具体实施方式
图5绘示为依照本发明一实施例的平面显示器500的电路图。请参照图5,平面显示器500包括显示面板510、栅极驱动器520、源极驱动器530以及至少一信号切换单元SU51。其中,显示面板510包括扫描线SCL1~SCL2、数据线DAL1~DALm以及多数个像素单元(例如:已标示出的像素单元P1~P4),m为大于0的整数。此外,显示面板510为一液晶显示面板,且像素单元P1~P4的电性连接方式与传统液晶显示器100中的显示面板130类似,故于此不再累述。
继续参照图5,源极驱动器530具有m个输出端,且其通过这些输出端电性连接至对应的数据线DAL1~DALm。信号切换单元SU51设置于栅极驱动器520与显示面板510之间,并具有第一连接端、第二连接端及第三连接端。其中,信号切换单元SU51通过其第一连接端电性连接至栅极驱动器520的输出端OUT1,并且通过其第二连接端与第三连接端分别电性连接至扫描线SCL1与SCL2
更进一步来看,信号切换单元SU51包括开关SW51~SW54。其中,开关SW5 1与SW53的第一端电性连接至栅极驱动器520的输出端OUT1,并且开关SW51与SW53的第二端分别电性连接至扫描线SCL1与SCL2,而其控制端则分别用以接收控制信号CLK1与CLK2。此外,开关SW52的第一端电性连接至开关SW51的控制端,其第二端则电性连接至扫描线SCL1,且其控制端用以接收控制信号CLK2。而开关SW54的第一端电性连接开关SW53的控制端,其第二端则电性连接至扫描线SCL2,且其控制端用以接收控制信号CLK1。值得注意的是,本实施例的开关SW51~SW54是由NMOS晶体管所构成,然本领域技术人员可依设计所需任意更改开关SW51~SW54的内部架构。
依照本实施例的精神,当平面显示器500中的显示面板510包括2n条扫描线SCL1~SCL2n时,平面显示器500将对应地具备n个信号切换单元SU51~SU5n,且栅极驱动器520也将对应地具有n个输出端OUT1~OUTn,其中n为大于0的整数。在此,信号切换单元SU52~SU5n与输出端OUT2~OUTn、扫描线SCL3~SCL2n的电性连接方式,与上述的信号切换单元SU51相似,故在此不予赘述。
为了让本领域技术人员能够更明了本实施例的精神,图6绘示为用以说明图5实施例的信号时序图。图7A与图7B分别绘示为显示面板510于不同期间的动作示意图,请同时参照图5~7来进一步细究本实施例的精神。
在整体操作上,如图6所示,假设显示面板510显示一张影像所需花费的时间为一画面周期T5,则将画面周期T5区分为前半周期T51与后半周期T52。于画面周期T5的前半周期T51中,信号切换单元SU51~SU5n会各自导通其第一连接端与第二连接端,以致使栅极信号VG1~VGn传送至扫描线SCL1、SCL3、...、SCL2n-1。相对地,于画面周期T5的后半周期T52中,信号切换单元SU51~SU5n会各自导通其第一连接端与第三连接端,以致使栅极信号VG1~VGn传送至扫描线SCL2、SCL4、...、SCL2n
接下来,以信号切换单元SU51为例来说明平面显示器500的动作原理。请同时参照图5与图6,于画面周期T5的前半周期T51中,由于控制信号CLK1为高逻辑状态(例如:逻辑1),且控制信号CLK2为低逻辑状态(例如:逻辑0),故此时的开关SW51与SW54导通其两端,而开关SW52与SW53则断开其两端。借此,栅极信号VG1通过开关SW51的导通而被传送至扫描线SCL1,且控制信号CLK2通过开关SW54的导通而被传送至扫描线SCL2。如此一来,如图7A所示,在配合栅极信号VG1下,源极驱动器530于前半周期T51依序驱动像素单元P1与P2,而像素单元P3与P4则在控制信号CLK2的控制下,无法被驱动。
相对地,于画面周期T5的后半周期T52中,由于控制信号CLK1为低逻辑状态,且控制信号CLK2为高逻辑状态,故此时的开关SW52与SW53导通其两端,而开关SW51与SW54则断开其两端。由于开关SW53的导通,以致使扫描线SCL2接收到栅极信号VG1,并且由于开关SW52的导通,使得扫描 线SCL1接收到控制信号CLK1而处于低逻辑状态。因此,如图7B所示,在配合栅极信号VG1下,源极驱动器530于后半周期T52依序驱动像素单元P3与P4,而像素单元P1与P2则在控制信号CLK1的控制下,无法被驱动。
从另一角度来看,如图6所示,如果将显示面板510于前半周期T51所接收到的栅极信号VG1~VGn重新命名为VG11~VGn1,且于后半周期T52所接收到的栅极信号VG1~VGn重新命名为VG12~VGn2,则在信号切换单元SU51~SU5n 的控制下,显示面板510于前半周期T51会通过扫描线SCL1、SCL3、...、SCL2n-1 来接收栅极信号VG11~VGn1。相对地,显示面板510于后半周期T52会通过扫描线SCL2、SCL4、...、SCL2n来接收栅极信号VG12~VGn2。由于栅极信号VG11~VGn1与VG12~VGn2在时序上互不重迭(non-overlap),故显示面板510中的像素单元可依序被驱动。
值得注意的是,平面显示器500还包括一信号产生器540,且此信号产生器540电性连接至信号切换单元SU51~SU5n。在此,信号产生器540用以产生控制切换单元SU51~SU5n所需的控制信号CLK1与CLK2,以致使信号切换单元SU51~SU5n得以依据控制信号CLK1而决定是否导通其第一连接端与第二连接端,并依据控制信号CLK2而决定是否导通其第一连接端与第三连接端。
另外要注意的是,信号产生器540输出控制信号CLK1与CLK2至信号切换单元SU51~SU5n的传输路径中,可能会发生寄生电阻与寄生电容带来的延迟效应(即传输路径中的寄生电阻与寄生电容会增加控制信号CLK1与CLK2的上升与下降时间)。为了预防此延迟效应,如图6所示,本实施例的控制信号CLK1与CLK2在栅极信号VG1致能前就先进行切换,以让控制信号CLK1与CLK2有足够的时间回复到正常的逻辑状态,进而避免信号切换单元SU51~SU5n中的开关在非预期的时间导通或断开。
图8绘示为信号切换单元SU51的电路布局图。由图8可得知,信号切换单元SU51在具体实现上,可通过其内部开关SW51~SW54的相对布局位置,来降低其电路布局面积。此外,由上述实施例可得知,同一栅极信号于一画面周期中,依序被传送至不同的两扫描线。譬如,栅极信号VG1于画面周期T5中,依序传送至扫描线SCL1与SCL2。是故,当显示面板510具有n条扫描线时,栅极驱动器520仅需使用到n/2个输出端,就可致使平面显示器500正常动作。
换而言之,与现有技术相比之下,如果将传统平面显示器100与200中的栅极驱动器110与210,以及本实施例中的栅极驱动器520,同时替换成多个具有相同输出脚位数的栅极驱动器时,本实施例的平面显示器500只需使用较少的栅极驱动器就可正常动作。
图9绘示为依照本发明另一实施例的平面显示器900的电路图。请参照图9,平面显示器900包括显示面板910、栅极驱动器920、源极驱动器930、信号产生器940以及信号切换单元SU91~SU9n。其中,显示面板910包括扫描线SCL1~SCL3n、数据线DAL1~DALm以及多数个像素单元(例如:已标示出的像素单元P1~P6),n与m为大于0的整数。
在本实施例中,其内部电路的电性连接方式与工作原理都与图5实施例相似,而其中较大的不同点在于,本实施例的信号切换单元SU91~SU9n具有四个连接端。其中,切换单元SU91的第一连接端电性连接至栅极驱动器920的输出端OUT1,其第二至第四连接端则分别电性连接至扫描线SCL1~SCL3,以此类推切换单元8U92~SU9n的电性连接方式。此外,如图10所绘示的用以说明图9实施例的信号时序图,本实施例将一画面周期T9区分为前段周期T91、中段周期T92与后段周期T93。
在此,信号切换单元SU91~SU9n于前段周期T91中各自导通其第一连接端与第二连接端,以致使栅极信号VG1~VGn传送至扫描线SCL1、SCL4、...、SCL3n-2。相似地,于中段周期T92中,信号切换单元SU91~SU9n各自导通其第一连接端与第三连接端,以致使栅极信号VG1~VGn传送至扫描线SCL2、SCL5、...、SCL3n-1。最后,于后段周期T93中,信号切换单元SU91~SU9n各自导通其第一连接端与第四连接端,以致使栅极信号VG1~VGn传送至扫描线SCL3、SCL6、...、SCL3n
从另一角度来看,如图10所示,倘若将显示面板910于前段周期T91所接收到的栅极信号VG1~VGn重新命名为VG11~VGn1,于中段周期T92所接收到的栅极信号VG1~VGn重新命名为VG12~VGn2,且于后段周期T93所接收到的栅极信号VG1~VGn重新命名为VG13~VGn3。则在配合扫描线SCL1~SCL3n所接收到的栅极信号VG11~VGn1、VG12~VGn2以及VG13~VGn3下,源极驱动器930将依序驱动显示面板910内的像素单元。
换而言之,依照本实施例的精神,当平面显示器900中的显示面板910只具备n条扫描线时,栅极驱动器920只需使用到n/3个输出端,就可致使显示面板910正常动作。因此,与现有技术相比之下,本实施例明显降低了平面显示器中栅极驱动器的使用数目。
至于本实施例所列举的信号切换单元SU91~SU9n的内部电路架构,在此以信号切换单元SU91为例作进一步的解说。参照图9,信号切换单元SU91包括开关SW91~SW99,且开关SW91~SW99都为一NMOS晶体管所构成,至于开关SW91~SW99电性连接方式与图5实施例相似,在此就不多加叙述。
请同时参照图9与图10,于前段周期T91中,由于控制信号CLK1为高逻辑状态,且控制信号CLK2与CLK3为低逻辑状态,故此时的开关SW91、SW95与SW98导通,而其余开关则断开。由于开关SW91的导通,以致使扫描线SCL1 可接收到栅极信号VG1。相对地,由于开关SW95与SW98的导通,使得扫描线SCL2与SCL3分别接收到控制信号CLK2而处于低逻辑状态。因此,在配合栅极信号VG1下,平面显示器900于前段周期T91依序驱动像素单元P1与P2,而像素单元P3~P6则在控制信号CLK2的控制下,无法被驱动。
于中段周期T92中,由于控制信号CLK2为高逻辑状态,且控制信号CLK1与CLK3为低逻辑状态,故此时的开关SW92、SW94与SW99导通,而其余开关则断开。由于开关SW94的导通,以致使扫描线SCL2可接收到栅极信号VG1。相对地,由于开关SW92与SW99的导通,使得扫描线SCL1与SCL3分别接收到控制信号CLK1与CLK3而处于低逻辑状态。因此,在配合栅极信号VG1下,平面显示器900于中段周期T92依序驱动像素单元P3与P4,而像素单元P1~P2与P5~P6则分别在控制信号CLK1与CLK3的控制下,无法被驱动。
最后,于后段周期T93中,当控制信号CLK3为高逻辑状态,且控制信号CLK1与CLK2为低逻辑状态时,此时的开关SW93、SW96与SW97导通,而其余开关则断开。由于开关SW97的导通,以致使扫描线SCL3可接收到栅极信号VG1。相对地,由于开关SW93与SW96的导通,使得扫描线SCL1与SCL2 分别由接收到控制信号CLK2而处于低态。因此,在配合栅极信号VG1下,平面显示器900于后段周期T93依序驱动像素单元P5与P6,而像素单元P1~P4则分别在控制信号CLK2的控制下,无法被驱动。
综上所述,本发明借由信号切换单元对栅极信号的切换,使得同一栅极信号于一画面周期中,可以依序地被传送至不同的扫描线,借此减少平面显示器中栅极驱动器的使用数目。此外,传统显示面板也可应用在本发明的平面显示器中,故与现有相较下,本发明无需减少像素单元的充电时间,就可降低平面显示器的制造成本与制造时程。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的修改和完善,因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (8)

1.一种平面显示器,其特征在于包括:
一显示面板,包括一第一扫描线与一第二扫描线;
一栅极驱动器,配置在该显示面板的一侧,具有至少一输出端,该栅极驱动器通过该输出端传送出一栅极信号;
一源极驱动器,配置在该显示面板的另一侧,并电性连接至该显示面板,该源极驱动器用以配合该栅极信号来驱动该显示面板;
一信号切换单元,具有电性连接至该输出端的一第一连接端、电性连接至该第一扫描线的一第二连接端、以及电性连接至该第二扫描线的一第三连接端,其中该信号切换单元在一画面周期的前半周期导通该第一连接端与该第二连接端,且在该画面周期的后半周期导通该第一连接端与该第三连接端;以及
一信号产生器,电性连接至该信号切换单元,用以产生控制该信号切换单元所需的控制信号。
2.如权利要求1所述的平面显示器,其特征在于,该信号切换单元包括:
一第一开关,其第一端电性连接至该输出端,该第一开关的第二端电性连接至该第一扫描线,其中该第一开关用以在该画面周期的前半周期导通;
一第二开关,其第一端电性连接至该第一开关的控制端,该第二开关的第二端电性连接至该第一扫描线,其中该第二开关用以在该画面周期的后半周期导通;
一第三开关,其第一端电性连接至该输出端,该第三开关的第二端电性连接至该第二扫描线,其中该第三开关用以在该画面周期的后半周期导通;以及
一第四开关,其第一端电性连接至该第三开关的控制端,该第四开关的第二端电性连接至该第二扫描线,其中该第四开关用以在该画面周期的前半周期导通。
3.如权利要求2所述的平面显示器,其特征在于,该第一开关、该第二开关、该第三开关、以及该第四开关分别由一NMOS晶体管所构成。
4.如权利要求1所述的平面显示器,其特征在于,该显示面板包括一液晶显示面板。
5.一种平面显示器,其特征在于包括:
一显示面板,包括一第一扫描线与一第二扫描线;
一栅极驱动器,配置在该显示面板的一侧,具有至少一输出端,该栅极驱动器通过该输出端传送出一栅极信号;
一源极驱动器,配置在该显示面板的另一侧,并电性连接至该显示面板,该源极驱动器用以配合该栅极信号来驱动该显示面板;
一信号产生器,用以在一画面周期中依序产生一第一控制信号与一第二控制信号;以及
一信号切换单元,具有电性连接至该输出端的一第一连接端、电性连接至该第一扫描线的一第二连接端、以及电性连接至该第二扫描线的一第三连接端,其中该信号切换单元用以依据该第一控制信号而决定是否导通该第一连接端与该第二连接端,并依据该第二控制信号而决定是否导通该第一连接端与该第三连接端。
6.如权利要求5所述的平面显示器,其特征在于,该信号切换单元包括:
一第一开关,电性连接在该输出端与该第一扫描线之间,且该第一开关的控制端用以接收该第一控制信号;
一第二开关,电性连接在该第一开关的控制端与该第一扫描线之间,且该第二开关的控制端用以接收该第二控制信号;
一第三开关,电性连接在该输出端与该第二扫描线之间,且该第三开关的控制端用以接收该第二控制信号;以及
一第四开关,电性连接在该第三开关的控制端与该第二扫描线之间,且该第四开关的控制端用以接收该第一控制信号。
7.如权利要求6所述的平面显示器,其特征在于,该第一开关、该第二开关、该第三开关、以及该第四开关分别由一NMOS晶体管所构成。
8.如权利要求5所述的平面显示器,其特征在于,该显示面板包括一液晶显示面板。
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