CN102737591A

CN102737591A - 双闸极显示器的闸极驱动器以及其图框控制方法

Info

Publication number: CN102737591A
Application number: CN2011100934690A
Authority: CN
Inventors: 江嘉胤; 黄子建; 张加昇
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2012-10-17

Abstract

本发明公开了一种双闸极显示器的闸极驱动器以及其图框控制方法，双闸极显示器的闸极驱动器包括一移位缓存器以及一奇/偶切换单元。移位缓存器接收一频率信号与一起始脉冲。该移位缓存器被该起始脉冲启动后输出多个闸极线驱动信号，其中该些闸极线驱动信号以每相邻二个为一对闸极信号，以一第一信号与一第二信号表示。奇/偶切换单元接收该些闸极线驱动信号以及一切换控制信号。该切换控制信号有一第一状态与一第二状态。该第一状态将该对闸极信号以由该第一信号到该第二信号的一第一顺序开启。该第二状态将该对闸极信号以由该第二信号到该第一信号的一第二顺序开启。可用来减少显示影像的相对暗线的问题。

Description

双闸极显示器的闸极驱动器以及其图框控制方法

技术领域

本发明涉及一种双闸极显示器的闸极驱动器以及其图框控制方法。

背景技术

液晶显示器的显示方式是藉由一闸极驱动器以及一源极驱动器所控制。闸极驱动器控制闸极线，图1显示传统闸极驱动器驱动闸极线的信号示意图。

参阅图1，闸极驱动器使用移位缓存器(shift register)来控制闸极输出的开启顺序，其经由一个起始脉冲(start pulse，STV)启动移位缓存器之后，闸极输出通道，以GO1，GO2，GO3，GO4...来表示会随着频率信号(CLK)依序进行开与关的动作。当闸极信号打开连接的像素时，影像数据会由源极输入。

为了降低液晶显示器成本，现有的技术，液晶显示器的像素结构改以双闸极(dual gate)结构。双闸极结构在操作上是利用同一个源极输出在一条水平线时间内分别对奇数与偶数相邻两个像素进行驱动，如此可以节省一半的源极数目但必须增加一倍的闸极数目，对于传统源极数目大于闸极数目的液晶显示器可以达到降低成本的效果。

图2为传统双闸极结构的闸极开启时序示意图。参阅图2，相对于一水平同步信号，以线图框的显示方式，闸极线GO1与GO2是属于相同水平线的两个闸极线。GO3与GO4是属于下一条相同水平线的两个闸极线。依此类推到闸极线GOn。闸极线可分成奇数闸极线，GO1、GO3...与偶数闸极线GO2、GO4...。Tgo是奇数闸极线的开启时间，Tge是偶数闸极线的开启时间。

由现有的技术可以得知在双闸极驱动方式下搭配奇数源极与偶数源极共享正极性与负极性数字模拟转换器(DAC)的架构，会使得双闸极液晶显示器在像素数组中出现2点反转或是1+2点反转的驱动机制。

图3为在1+2点反转驱动机制下闸极线的开启顺序示意图。参阅图3，对于像素数组中取四条显示线的一部分来描述，其是由闸极线GO1-GO8与源极线SO1-SO5来控制。当闸极线被开启时，源极线SO1-SO5会输入像素灰阶数据。由于是双闸极结构，每相邻的两条闸极线GO1、GO2构成一对，而源极线交替以不同电压极性输入像素灰阶数据，如+/-符号所标示。像素所要显示的颜色例如是红绿蓝以RGB表示。相对于源极线的一条垂直显示线而言，其闸极线的开启顺序如虚线所示，又称为Z型模式。

闸极线在Z型模式的驱动下，会使显示画面的垂直线产生亮暗的现象。图4为在Z型模式的驱动下，显示画面的垂直线的亮暗变化示意图。图5为对应一条源极线的闸极线的电压极性变化示意图。参阅图5，水平线是对应一条源极线，而垂直的显示线是由闸极线所依序控制。如果是依照Z型模式的驱动，影像会产生亮暗交替变化的现象，其原因如图5所示。参阅图3与图5，以源极线SO1为例，其所对应的闸极线的开启顺序是Z型模式，而电压极性是+--++--....的变化。对于偶数的闸极线，其开启时源极在线的电压是处于充电不足的状态，反之奇数像素是在充电完成的状态下显示。因此偶数像素无法正确显示所要的灰阶值进而产生相对暗线。

图6为传统反Z(invert-Z)型模式的驱动模式示意图。参阅图6，反Z(invert-Z)型模式下的闸极线开启方式是将图3的开启顺序

GO1→GO2→GO3→GO4→GO5→GO6→GO7→GO8...修正为

GO2→GO1→GO4→GO3→GO6→GO5→GO8→GO7...。

另外，在维持源极线的原本电压极性下，+/-的符号也是相反的顺序。

图7为在反Z型模式的驱动下，显示画面的垂直线的亮暗变化示意图。图8为对应一条源极线的闸极线的电压极性变化示意图。参阅图7与图8，基于相同原因，此反Z型模式的奇数像素是处于充电不足的状况，因此奇数的垂直显示线会相对较暗。

为了能解决上述的显示问题，传统方式又提出另一种以时间平均机制为基础的驱动方式。图9A-9B为传统闸极驱动模式示意图。参阅图9A-9B，图9A是如图3的Z型模式，图9B是如图6的反Z型模式。时间平均的方式是在每个不同图框的时间内，分别采用不同的闸极线开启顺序，即是Z型模式与反Z型模式在不同时间采用。利用不同时刻在这两个闸极驱动顺序下不断变化，以达到视觉平均的效果，让人眼无法察觉到垂直暗线的问题。图10为在Z型与反Z型模式的时间平均驱动下，显示画面的垂直线的亮暗变化示意图。参阅图10，垂直显示线在时间平均下，达到亮度一致。

前述的传统驱动方式，在一显示画面下仅能使用一种闸极驱动模式，不能有弹性变化。

发明内容

本发明提供一种双闸极显示器的闸极驱动器以及图框控制方法，可用来减少显示影像的相对暗线的问题。

本发明提出一种双闸极显示器的闸极驱动器，包括一移位缓存器及一奇/偶切换单元。移位缓存器接收一频率信号与一起始脉冲，该移位缓存器被该起始脉冲启动后输出多个闸极线驱动信号。其中该些闸极线驱动信号以每相邻二个构成一对闸极信号，以一第一信号与一第二信号表示。奇/偶切换单元接收该些闸极线驱动信号以及一切换控制信号。该切换控制信号有一第一状态与一第二状态。该第一状态将该对闸极信号以由该第一信号到该第二信号的一第一顺序开启。该第二状态将该对闸极信号以由该第二信号到该第一信号的一第二顺序开启。

本发明提出一种双闸极显示器的图框控制方法，包括使用一频率信号与一起始脉冲给一移位缓存器，其中该移位缓存器被该起始脉冲启动后输出多个闸极线驱动信号，其中该些闸极线驱动信号以每相邻二个为一对闸极信号，以一第一信号与一第二信号表示。又，此方法使用一切换控制信号给一奇/偶切换单元以切换该些闸极线驱动信号的输出顺序，其中该切换控制信号有一第一状态与一第二状态，该第一状态将该对闸极信号以由该第一信号到该第二信号的一第一顺序输出，该第二状态将该对闸极信号以由该第二信号到该第一信号的一第二顺序输出。又，此方法依照该切换控制信号的该第一状态与该第二状态的混合变化以产生该些闸极线驱动信号的一输出顺序以控制多个线图框的显示。可用来减少显示影像的相对暗线的问题。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为传统闸极驱动器驱动闸极线的信号示意图。

图2为传统双闸极结构的闸极开启时序示意图。

图3为在1+2点反转驱动机制下闸极线的开启顺序示意图。

图4为在Z型模式的驱动下，显示画面的垂直线的亮暗变化示意图。

图5为对应一条源极线的闸极线的电压极性变化示意图。

图6为传统反Z(invert-Z)型模式的驱动模式示意图。

图7为在反Z型模式的驱动下，显示画面的垂直线的亮暗变化示意图。

图8为对应一条源极线的闸极线的电压极性变化示意图。

图9A-9B为传统闸极驱动模式示意图。

图10为在Z型与反Z型模式的时间平均驱动下，显示画面的垂直线的亮暗变化示意图。

图11为依据本发明一实施例，闸极线驱动模式示意图。

图12为依据本发明一实施例，以图11的驱动方式下的像素充电机制示意图。

图13为依据本发明一实施例，双闸极显示器的闸极驱动器方块示意图。

图14为依据本发明一实施例，Z型模式的控制机制示意图。

图15为依据本发明一实施例，反C型与C型混合模式的控制机制示意图。

图16为依据本发明一实施例，C+Z型模式的控制机制示意图。

图17为依据本发明一实施例，反Z型模式的控制机制示意图。

图18-21是在图14-17的闸极信号与信号F_Ctrl的时序关系示意图。

主要组件符号说明

100：输出缓冲单元

102：准位移位单元

104：奇/偶切换单元

106：移位缓存器

GO1-GO8：闸极线

SO1-SO5：源极线

HSYNC：水平同步信号

具体实施方式

本发明提出至少可以用来减少显示影像的相对暗线的问题。以下提出多个实施例来说明本发明，然而本发明不仅限于所举多个实施例。又实施例之间也允许有适当的结合。

本发明提出的闸极线驱动机制，除可以兼容于传统的闸极驱动模式外，还可以组合成混合模式。还多一种以空间平均机制为基础的驱动方式，其改变每一条显示线的闸极开启顺序。图11为依据本发明一实施例，闸极线驱动模式示意图。参阅图11，定义反C形与C形混合模式的开启顺序为：

GO1→GO2→GO4→GO3→GO5→GO6→GO8→GO7...。

在同一个图框时间内，利用每条显示线切换反C与C混合模式，达成如虚线所示的驱动顺序，如此达到空间平均的效果。显示影像经过时间平均或是空间平均后，可以减少相对暗线的现象，如图10所示的效果。

基于相同机制与相同的效果，闸极线的开启顺序也可以为更改为C形与反C形混合模式：

GO2→GO1→GO3→GO4→GO6→GO5→GO7→GO8...。

图12为依据本发明一实施例，以图11的驱动方式下的像素充电机制示意图。参阅图12，取源极线SO1所输入的像素数据为例，对应水平同步信号以HSYNC表示，虽然奇数像素与偶数像素都是处于未完全充电的状态，但是二者的状态接近，因此就相对亮度而言是很接近，因此不会有明显亮暗的差异。像素所要显示的颜色以RGB来表示，但是不限定于所举的实施例。

就闸极驱动器的电路而言，其可以加入一奇/偶(O/E)切换单元，由单一个控制信号F_Ctrl即可达成依需要选则各种模式。图13为依据本发明一实施例，双闸极显示器的闸极驱动器方块示意图。参阅图13，双闸极显示器的闸极驱动器会包括多个单元，其中仅就与本发明相关的部份描述。

双闸极显示器的闸极驱动器包括一移位缓存器(shift register)106，接收一频率信号以CLK表示以及一起始脉冲以STV表示。移位缓存器106被该起始脉冲启动后输出多个闸极线驱动信号，其中这些闸极线驱动信号以每相邻二个构成一对闸极信号，以一第一信号与一第二信号表示。

一奇/偶切换单元104接收这些闸极线驱动信号以及一切换控制信号以F_Ctrl表示。切换控制信号F_Ctrl有一第一状态与一第二状态。第一状态将该对闸极信号以由该第一信号到该第二信号的一第一顺序开启。第二状态将该对闸极信号以由该第二信号到该第一信号的一第二顺序开启。

经过奇/偶切换单元104切换后的闸极线驱动信号，会经过准位移位单元(level shifter)102做电压的调整。调整后的闸极线驱动信号再经由输出缓冲单元(output buffer)100以输出闸极线驱动信号G1到Gn以驱动连接的像素。

以下进一步描述奇/偶切换单元104的操作机制。切换控制信号F_Ctrl的两个状态所控制的对应顺序例如：

F_Ctrl＝L：GOn(奇)-＞GOn(偶)：

F_Ctrl＝H：GOn(偶)-＞GOn(奇)。

也就是说，对于一条水平线的线图框而言，如果F_Ctrl＝L，L代表低准位，则其闸极线的开启顺序是由奇数闸极线到偶数闸极线。反之，如果F_Ctrl＝H，H代表高准位，则其闸极线的开启顺序是由偶数闸极线到奇数闸极线。

藉由F_Ctrl的两个状态的切换，就可以达到多种选择的控制模式。图14为依据本发明一实施例，Z型模式的控制机制示意图。参阅图14，当信号F_Ctrl维持在L状态时，其切换顺序是由奇数闸极线到偶数闸极线，因此构成Z型模式的开启顺序。

图15为依据本发明一实施例，反C型与C型混合模式的控制机制示意图。参阅图15，当信号F_Ctrl是在L与H二个状态交替变化时，其切换顺序由L状态切换到H状态时，是由奇数闸极线到偶数闸极线，构成反C型模式。而当切换顺序由H状态切换到L状态时，闸极线是由偶数闸极线到奇数闸极线开启，因此构成C型模式的开启顺序，如此就达到反C型与C型混合模式的选择。

图16为依据本发明一实施例，C+Z型模式的控制机制示意图。参阅图16，信号F_Ctrl是在L与H二个状态交替变化，但是持续长度包含四条闸极线开启的所需时间，其切换顺序在L状态的时间是由奇数闸极线到偶数闸极线，构成Z型模式。在后续的H状态的时间内，闸极线是由偶数闸极线到奇数闸极线开启，对于L与H交替的四条闸极线GO3-GO6，其构成反C型模式的开启顺序，如此就达到C+Z型混合模式的选择。

图17为依据本发明一实施例，反Z型模式的控制机制示意图。参阅图17，当信号F_Ctrl维持在H状态时，其切换顺序是由偶数闸极线到奇数闸极线，因此构成反Z型模式的开启顺序。

图18-21是在图14-17的闸极信号与信号F_Ctrl的时序关系示意图。参阅图18，F_Ctrl持续在L状态，因此闸极线的的开启顺序由奇数到偶数，构成Z型模式的驱动。参阅图19，F_Ctrl持续在H状态，因此闸极线的开启顺序由偶数到奇数，构成反Z型模式的驱动。参阅图20，F_Ctrl持续在L与H状态交替变化，构成反C与C型混合模式的驱动。参阅图21，F_Ctrl持续在L与H状态交替变化，但是持续时间是驱动四条闸极线的长度，构成C与Z型混合模式的驱动。于此，所举的F_Ctrl的L与H状态也可以互换。也就是说，实际上可达成的模式切换不仅限于前面所举的四种模式。

本发明所提出的闸极驱动方式，除了可以增加达到空间平均的多种变化的平均效果外，就硬件的控制，其仅需要单一个控制输入即可达成。就四种选择模式为例，用单一个控制信号即可达到模式选择的需求，而无须利用二控制端来辨别四种选择模式。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中的普通技术人员，当可作些许的更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种双闸极显示器的闸极驱动器，包括：

一移位缓存器，接收一频率信号与一起始脉冲，该移位缓存器被该起始脉冲启动后输出多个闸极线驱动信号，其中该些闸极线驱动信号以每相邻二个构成一对闸极信号，以一第一信号与一第二信号表示；以及

一奇/偶切换单元，接收该些闸极线驱动信号以及一切换控制信号，该切换控制信号有一第一状态与一第二状态，该第一状态将该对闸极信号以由该第一信号到该第二信号的一第一顺序开启，该第二状态将该对闸极信号以由该第二信号到该第一信号的一第二顺序开启。

2.根据权利要求1所述的双闸极显示器的闸极驱动器，其中该切换控制信号都维持在该第一状态以使该些闸极线驱动信号为一Z型态驱动模式。

3.根据权利要求1所述的双闸极显示器的闸极驱动器，其中该切换控制信号都维持在该第二状态以使该些闸极线驱动信号为一反Z型态驱动模式。

4.根据权利要求1所述的双闸极显示器的闸极驱动器，其中该切换控制信号是该第一状态与该第二状态交替变化，以使该些闸极线驱动信号为C/反C混合型态驱动模式。

5.根据权利要求1所述的双闸极显示器的闸极驱动器，其中该切换控制信号是该第一状态与该第二状态交替变化，而变化周期为二条水平显示线变化一次，以使该些闸极线驱动信号为Z/C/反Z/反C混合型态驱动模式。

6.根据权利要求1所述的双闸极显示器的闸极驱动器，其中该奇/偶切换单元根据该切换控制信号的该第一状态与该第二状态的混合变化以产生该些闸极线驱动信号的一输出顺序。

7.根据权利要求1所述的双闸极显示器的闸极驱动器，其中该切换控制信号是由单一个输入端输入。

8.根据权利要求1所述的双闸极显示器的闸极驱动器，其中该双闸极显示器是1+2点反转驱动模式。

9.一种双闸极显示器的图框控制方法，包括：

使用一频率信号与一起始脉冲给一移位缓存器，其中该移位缓存器被该起始脉冲启动后输出多个闸极线驱动信号，其中该些闸极线驱动信号以每相邻二个为一对闸极信号，以一第一信号与一第二信号表示；

使用一切换控制信号给一奇/偶切换单元以切换该些闸极线驱动信号的输出顺序，其中该切换控制信号有一第一状态与一第二状态，该第一状态将该对闸极信号以由该第一信号到该第二信号的一第一顺序输出，该第二状态将该对闸极信号以由该第二信号到该第一信号的一第二顺序输出；以及

依照该切换控制信号的该第一状态与该第二状态的混合变化以产生该些闸极线驱动信号的一输出顺序以控制多个线图框的显示。

10.根据权利要求9所述的双闸极显示器的图框控制方法，其中该切换控制信号都维持在该第一状态以使该些闸极线驱动信号为一Z型态驱动模式。

11.根据权利要求9所述的双闸极显示器的图框控制方法，其中该切换控制信号都维持在该第二状态以使该些闸极线驱动信号为一反Z型态驱动模式。

12.根据权利要求9所述的双闸极显示器的图框控制方法，其中该切换控制信号是该第一状态与该第二状态交替变化，以使该些闸极线驱动信号为C/反C混合型态驱动模式。

13.根据权利要求9项所述的双闸极显示器的图框控制方法，其中该切换控制信号是该第一状态与该第二状态交替变化，而变化周期为二条水平显示线变化一次，以使该些闸极线驱动信号为Z/C/反Z/反C混合型态驱动模式。

14.根据权利要求9所述的双闸极显示器的图框控制方法，其中该切换控制信号是由单一个输入端输入。

15.根据权利要求9所述的双闸极显示器的图框控制方法，其中该双闸极显示器是1+2点反转驱动模式。