CN104680990A - 栅极驱动单元、包括其的显示面板及显示器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种栅极驱动单元、包括其的显示面板及显示器。该栅极驱动单元用于接收驱动IC的输出信号并向液晶面板的多个扫描线提供驱动信号，其中显示面板包括显示区和非显示区，多条扫描线位于显示区内，栅极驱动单元位于非显示区内。该栅极驱动单元包括：移位寄存器部、第一布线部以及第二布线部，其中，移位寄存器部通过第一布线部连接到驱动IC，多个扫描线中的部分扫描线由驱动IC经过第一布线部以及移位寄存器部进行驱动；以及多个扫描线中的其余部分扫描线由驱动IC经过第二布线部直接驱动。通过部分使用移位寄存器进行栅极驱动，部分使用驱动IC直接驱动，对于任何分辨率下的显示面板，均能兼顾窄边框要求和功耗要求。

Description

栅极驱动单元、包括其的显示面板及显示器

技术领域

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种栅极驱动单元、包括其的显示面板及显示器。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光显示器(OrganicLight Emitting Display，OLED)等显示装置具有轻薄、功耗小、显示信息量大等优点，现已广泛应用于电子计算机、电子记事本、移动电话、摄像机、高清电视机等电子设备。液晶显示装置的原理是，在电场作用下，液晶分子的排列会发生偏转，从而影响通过其的光线变化，这种光线的变化通过偏光片的作用可以表现为明暗的变化。而有机发光显示装置则通过电流驱动薄膜发光器件发光，通过调节电流的大小控制发光的强度。因此，人们通过对电压或电流的控制最终控制了光线的明暗变化，从而达到显示图像的目的。

为了达到显示的目的，需要对显示装置中的显示区的栅极进行驱动。图1示出了使用驱动IC直接驱动栅极的示例。如图1所示，由驱动IC 100输出的信号经栅极输入信号线105直接输入到显示区110(图中以虚线框示出)的栅极线115。之前，人们使用这种方式进行栅极驱动，但在对于显示面板窄边框要求较高的应用领域(例如手机)，这种方式愈发突显出不足。比如使用1280x720HD，所需栅极线数量为1280条，就算是两侧交替输入(一边驱动奇数，另一边驱动偶数)，一侧也需要640条栅极输入信号线。以目前的工程水平，信号线线宽、线距最小大致是2.5微米左右，640条栅极输入信号线至少需要3.2毫米边框。更严重的是驱动IC只设置在面板一侧，远离驱动IC的一侧的栅极信号必须通过面板左右两侧边框，导致左右两个边框均非常宽。

为了实现窄边框，一种方法是采用非晶硅栅极集成驱动器来对栅极进行驱动。图2示出了使用非晶硅栅极集成驱动器来对栅极进行驱动的示例。如图2所示，栅极集成驱动器200(图中以点划线框示出)包括多级串联的移位寄存器205(Shift Register，SR)以及布线部210，所述布线部210将来自驱动IC 215的信号施加于各个移位寄存器205，并且各个移位寄存器205的输出端子向显示区220(图中以虚线框示出)中对应的栅极线225输出用于控制栅极开关的驱动信号。使用非晶硅栅极集成驱动器可以在1.5毫米左右设置整个面板栅极驱动部分。

然而，随着对窄边框的需求越来越高，使得采用非晶硅栅极集成驱动器的边框继续变窄变得越来越有挑战性。另外，对于同样数量的栅极线，使用栅极集成驱动器驱动相比于驱动IC直接驱动从功耗上处于劣势。如何能在保证窄边框的情况下降低功耗也是人们希望看到的。

发明内容

本申请的发明人发现本领域存在一个被忽视的问题：并不是对于任何分辨率的显示面板，均能够通过使用集成栅极驱动器替代IC直接驱动都能实现窄边框。那么当什么时候使用集成栅极驱动器替代IC直接驱动可以减小边框呢？

根据发明人研究得知，例如，按照现有面板工程能力，只有200条栅极线以上使用集成栅极驱动器技术可以减小边框。例如，以低分辨率(160条栅极线)为例，使用驱动IC直接驱动的边框宽度为约0.8毫米，而使用集成栅极驱动器需要1.0毫米。可见，低分辨率下使用驱动IC直接驱动对于实现窄边框更有优势，而且这种情况下，功耗更小。

尽管随着面板工程能力的提高，这个阈值(200条)也会不断变化，但是无论是对于哪种分辨率，基于本申请的发明人的上述研究结果，提出了一种栅极驱动单元、包括该栅极驱动单元的液晶面板及显示器，其可以综合这两方面的优点，即窄边框和低功耗。

第一方面，本申请提供了一种栅极驱动单元，用于接收驱动IC的输出信号并向显示面板的多个扫描线提供驱动信号，其中显示面板包括显示区和非显示区，多条扫描线位于显示区内，栅极驱动单元位于非显示区内。该栅极驱动单元包括：移位寄存器部、第一布线部以及第二布线部，其中，移位寄存器部通过第一布线部连接到驱动IC，多个扫描线中的部分扫描线由驱动IC经过第一布线部以及移位寄存器部进行驱动；以及多个扫描线中的其余部分扫描线由驱动IC经过第二布线部直接驱动。

第二方面，本申请提供了一种显示面板，包括驱动IC、显示区、以及根据第一方面的栅极驱动单元。

第三方面，本申请提供了一种显示器，包括第二方面提供的液晶面板。

本申请提供的栅极驱动单元、包括该栅极驱动单元的显示面板及显示器，通过部分扫描线使用移位寄存器进行栅极驱动，部分扫描线使用驱动IC直接驱动，对于任何分辨率下的显示面板，均能兼顾窄边框要求和功耗要求。基于本申请的发明人的发现以及本申请的具体结构，本领域技术人员可以根据具体应用对窄边框或功耗的需求侧重，而选择有多少栅极线用移位寄存器驱动，有多少栅极线用IC驱动。进一步地，根据某些实施例，相比于现有技术中均采用移位寄存器直接驱动的情况，能够获得更窄的边框。更进一步的地，根据某些实施例，相比于现有技术中均采用移位寄存器直接驱动的情况，能够在获得更窄边框的同时还能够保持用于连接驱动IC和移位寄存器的布线部的电阻不大于均采用移位寄存器直接驱动时布线部的电阻。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有技术中使用驱动IC直接驱动栅极的结构示意图；

图2是现有技术中使用移位寄存器驱动栅极的结构示意图；

图3是根据本申请一个实施例的栅极驱动单元的结构示意图；

图4是图3所示结构的改进形式；

图5是图4所示结构的一种变形；以及

图6是图3所示结构的可替换形式；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图3是根据本申请一个实施例的栅极驱动单元的结构示意图。如图3所示的栅极驱动单元300，用于接收驱动IC 305的输出信号并向液晶面板的多个扫描线(也即前文中所述的栅极线)310提供驱动信号，其中液晶面板包括显示区315和非显示区318，多条扫描线310位于显示区315内，栅极驱动单元300位于非显示区318内。栅极驱动单元300包括：移位寄存器部320、第一布线部325以及第二布线部330，其中，移位寄存器部320通过第一布线部325连接到驱动IC 305，多个扫描线310中的部分扫描线由驱动IC 305经过第一布线部325以及移位寄存器部320进行驱动；以及多个扫描线310中的其余部分扫描线由驱动IC 305经过第二布线部330直接驱动。

在一个具体实施方式中，仍如图3所示，栅极驱动单元300包括远离驱动IC 305的第一区335(图中以虚线框表示)以及邻近驱动IC305的第二区340(图中以点划线框表示)，其中移位寄存器部320位于第一区335中，第二布线部330位于第二区340中。第一布线部325由第一区335延伸至第二区340。

图6示出了图3结构的可替换形式。在图6中，与图3类似的部件使用类似的附图标记表示，即用“6**”代替“3**”。如图6所示，栅极驱动单元包括远离驱动IC(为了突出重点，图中未示出)的第一区635(图中以虚线框示出)以及邻近驱动IC的第二区640(图中以点划线框示出)，其中移位寄存器部620位于第二区640中；第一布线部625位于第二区640中。第二布线部630由第二区640延伸至第一区635。图6的进一步说明会在后续部分描述。

图3和图6所示的实施方式通过部分使用移位寄存器进行栅极驱动，部分使用驱动IC直接驱动，对于任何分辨率下的显示面板，均能兼顾窄边框要求和功耗要求。基于本申请的具体结构，本领域技术人员可以根据具体应用对窄边框或功耗的需求侧重，而选择有多少栅极线用移位寄存器驱动，有多少栅极线用IC驱动。例如，在图3的结构中，由于连接驱动IC 305和扫描线310的第二布线部330仅仅位于第二区340中，而不需跨过第二区340延伸到第一区335，因此，相对于图6的结构，可以将扫描线310中更大比例的扫描线使用驱动IC 305直接驱动，减少使用移位寄存器的需要，进而减少功耗。这适用于对功耗更敏感的显示应用。

图4示出了图3结构的改进形式。从窄边框的需求来看，可以对图3中直线型的第一布线部325的宽度进一步缩小(即缩小组成第一布线部的信号线的宽度和间距，如果工程能力允许的话)，但这势必会造成第一布线部的总体纵向电阻变大，使得装置的整体性能变劣。另一方面，从图3可以看出，如果对功耗不敏感，则不需要过多的扫描线使用驱动IC直接驱动，那么可以减少第二区中第二布线部占的位置，那么空出的空间可以被第一布线部利用。在图4中，与图3类似的部件使用类似的附图标记表示，即用“4**”代替“3**”。如图4所示，第一布线部425在第一区435(图中以虚线框示出)具有宽度A；移位寄存器部420具有宽度B；移位寄存器部420包括通过互联线路部445级联的多级移位寄存器450，互联线路部具有宽度C；第一布线部在第二区440(图中以点划线框示出)具有宽度D；第二布线部具有宽度E，其中A+B+C＝D+E。从图4中可以看出，由于第二区中除第二布线部所占的位置还留有很大的空间，第一布线部在第二区相对于在第一区整体向显示区方向突出，使得D>A。这样做的效果是：相对于图3的结构，可以使得第一布线部425在第一区435的宽度可以进一步减小，同时，为了不使得第一布线部425的总体纵向电阻随之变大，第一布线部425在第二区440的宽度随之增大。视第二区留给第一布线部的空间，这种方案至少部分抵消、完全消除由于为了实现边框进一步变窄而减小第一布线部在第一区的宽度而导致的纵向电阻变大的趋势。使用图4所示的结构，相比于图3的结构，甚至能够进一步降低第一布线部的总体纵向电阻。

在一个具体实施方式中，对于任意分辨率的显示面板，为了保证边框宽度小于完全使用栅极集成驱动器驱动时的边框宽度，并且兼顾功耗，经过发明人研究，优选地，第二布线部由n(n为自然数)条第二信号线组成，并且每条第二信号线的宽度为a，相邻两条第二信号线的间距为b，其中n的取值范围由下式决定：n<(B+C)/(a+b)。当第二信号线的数量满足上述关系式时，n(a+b)<(B+C)，其中n(a+b)＝E,即E<B+C，此时第二区具有留给第一布线部的空间，使得第一布线部在第二区相对于在第一区整体向显示器方向突出，进而可以减小第一布线部在第一区的宽度。以1280x720HD的分辨率为例，宽度B和宽度C之和可以设计为400-600微米，a可以为3-5微米，b可以为2-3微米。

进一步地，在一个具体实施方式中，n按如上所述范围取值，并且第一布线部在第一区的宽度A<X，在第二区的宽度D>X(假设所述扫描线均由栅极集成驱动器驱动时的布线部的宽度为X)。仍以1280x720HD的分辨率为例，根据现有的实际情况，1280条扫描线均由栅极集成驱动器驱动时的布线部的宽度为200-360微米(其中每条信号线的宽度约为25-30微米，间距为10微米，信号线的数量为8-12条)，n取为80，则第二布线部的宽度为0.4毫米，第一布线部在第一区的宽度A＝1/2D，则A是1280条扫描线均由栅极集成驱动器驱动时的布线部的宽度的14/15，即减小了20微米。

本领域技术人员根据本申请的教导，可以设计A和D的大小，从而使得第一布线部的总体纵向电阻不大于扫描线均由栅极集成驱动器驱动时的布线部的总体纵向电阻。这种方案，相比于扫描线均由栅极集成驱动器驱动的方案，显然能够保证边框进一步变窄，并且纵向电阻至少不变大。

在一个具体实施方式中，第一布线部在第一区的宽度和在第二区的宽度被设计为使得第一布线部的总电阻不大于1000Ω。

在一些实施例中，仍如图4所示，第一布线部425由多条第一信号线(作为示例，图中仅示出了4条)组成，其中第一信号线的宽度在第一区内保持不变，为第一宽度a1；第一信号线的宽度在第二区内保持不变，为第二宽度a2，其中a1<a2。

图4所示的第一布线部的宽度在第一区和第二区中均保持不变。但第一信号的结构可以有其他形式。图5示出了图4实施例的一种变形。在图5中，与图4类似的部件使用类似的附图标记表示，即用“5**”代替“4**”。从图5中可以看出，第一布线部525由多条第一信号线(作为示例，图中仅示出了4条)组成，其中每个第一信号线在第二区540(图中以点划线框示出)内的宽度向第一区535(图中以虚线框示出)方向逐渐加宽，在第二区540内最小的宽度不小于在第一区535内最大的宽度。这种情况下，第二布线部530中第二信号线布线的走向也宜于与第一信号线525在第二区540的走向一致，即向显示区倾斜，如图所示。

图5所示的结构尽管从易制作的角度不如图4的结构，但由于第一信号线在第二区中的宽度可以朝着显示区非恒定的变宽，这样可以更有效的利用可用空间，使得第一信号线在第二区的宽度大于图4中的情形，有利于进一步降低第一布线部的整体纵向电阻。

以上实施例是移位寄存器部位于远离驱动IC的实施例。本申请还提供了另外一种结构。图6示出了图3所示结构的替换结构。

如图6所示的栅极驱动单元600，用于接收驱动IC(为了突出重点，图中未示出)的输出信号并向液晶面板的多个扫描线610提供驱动信号，其中液晶面板包括显示区615和非显示区618，多条扫描线610位于显示区615内，栅极驱动单元位于非显示区618内。该栅极驱动单元包括：移位寄存器部620、第一布线部625以及第二布线部630，其中，移位寄存器部620通过第一布线部625连接到驱动IC，多个扫描线610中的部分扫描线由驱动IC经过第一布线部625以及移位寄存器部620进行驱动；以及多个扫描线610中的其余部分扫描线由驱动IC经过第二布线部630直接驱动。

该栅极驱动单元包括远离驱动的第一区635以及邻近驱动IC的第二区640，其中移位寄存器部620位于第二区640中；第一布线部625位于第二区640中；以及第二布线部630由第二区640延伸至第一区635。

在一个具体实施方式中，第一布线部625具有宽度A’；移位寄存器部620具有宽度B’；所述移位寄存器部620包括通过一互联线路部645级联的多级移位寄存器650，所述互联线路部645具有宽度C’；第二布线部630在第二区具有宽度D’；第二布线部630在第一区具有宽度E’，其中A’+B’+C’+D’＝E’。

假设面板在垂直方向上的高度为H，当采用第二布线部630直接驱动的扫描线位于远离驱动IC处时，第一布线部的高度为h。相对于现有技术中全部采用集成栅极驱动器驱动，假设现有技术中第一布线部中的第一信号线宽度W，现有技术每条第一信号线电阻：其中S是信号线截面积，t是信号线厚度。保持电阻R不变，W’小于W，当具有N条第一信号线的时候，第一信号线的宽度A可减小N(W-W’)。当第二信号线的条数n小于N(W-W’)/(a+b)时，可以使得面板的边框宽度小于现有技术的面板边框宽度。

更进一步地，现在由于上边空出了很多区域，可以将移位寄存器做得比现有技术更为宽度减小，高度增加，移位寄存器向第一区“借用”空间，使得移位寄存器宽度B’减小，进而边框更窄。

在一个具体实施方式中，第二布线部630中的第二信号线可以类似于图3中的第一信号线，第二信号线的宽度在第一区内保持不变，为第一宽度a1’；第二信号线的宽度在第二区内保持不变，为第二宽度a2’，其中a1’>a2’。即使得位于第一区635的第二信号线加宽，位于第二区640的第二信号线变窄，也能起到减小边框宽度的效果。

需要说明的是，对于图6所示的结构，由于第二信号线的宽度为3-5微米，在制备过程中，现有普通曝光机的曝光精度一般为2.5-3微米，通过使得位于第二区640的第二信号线变窄的方式减小边框宽度不如通过移位寄存器向第一区“借用”空间的方式来减小边框的效果明显。

本申请还提供了一种显示面板，包括驱动IC、显示区以及根据本申请的栅极驱动单元。

本申请还提供了一种显示器，包括本申请的显示面板。

本申请提供的栅极驱动单元、包括该栅极驱动单元的显示面板及显示器，通过部分使用移位寄存器进行栅极驱动，部分使用驱动IC直接驱动，对于任何分辨率下的显示面板，均能兼顾窄边框要求和功耗要求。基于本申请的发明人的发现以及本申请的具体结构，本领域技术人员可以根据具体应用对窄边框或功耗的需求侧重，而选择有多少栅极线用移位寄存器驱动，有多少栅极线用IC驱动。进一步地，根据某些实施例，相比于现有技术中均采用移位寄存器直接驱动的情况，能够获得更窄的边框。更进一步的地，根据某些实施例，相比于现有技术中均采用移位寄存器直接驱动的情况，能够在获得更窄边框的同时还能够保持用于连接驱动IC和移位寄存器的布线部的电阻不大于均采用移位寄存器直接驱动时布线部的电阻。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (13)

1.一种栅极驱动单元，用于接收驱动IC的输出信号并向显示面板的多个扫描线提供驱动信号，其中所述显示面板包括显示区和非显示区，所述多条扫描线位于所述显示区内，其特征在于，所述栅极驱动单元位于所述非显示区内，包括：移位寄存器部、第一布线部以及第二布线部，其中，

所述移位寄存器部通过第一布线部连接到所述驱动IC，所述多个扫描线中的部分扫描线由所述驱动IC经过第一布线部以及所述移位寄存器部进行驱动；以及

所述多个扫描线中的其余部分扫描线由所述驱动IC经过第二布线部直接驱动。

2.根据权利要求1所述的栅极驱动单元，其特征在于，所述栅极驱动单元包括远离所述驱动IC的第一区以及邻近所述驱动IC的第二区，其中

所述移位寄存器部位于所述第一区中；

所述第二布线部位于所述第二区中；以及

所述第一布线部由所述第一区延伸至所述第二区。

3.根据权利要求2所述的栅极驱动单元，其特征在于，

所述第一布线部在所述第一区具有宽度A；

所述移位寄存器部具有宽度B；

所述移位寄存器部包括通过一互联线路部级联的多级移位寄存器，所述互联线路部具有宽度C；

所述第一布线部在所述第二区具有宽度D；

所述第二布线部具有宽度E，

其中A+B+C＝D+E，且D>A。

4.根据权利要求3所述的栅极驱动单元，其特征在于，

所述第一布线部由多条第一信号线组成，其中所述第一信号线的宽度在所述第一区内保持不变，为第一宽度a1；

所述第一信号线的宽度在所述第二区内保持不变，为第二宽度a2，

其中a1<a2。

5.根据权利要求3所述的栅极驱动单元，其特征在于，

所述第一布线部由多条第一信号线组成，

其中所述第一信号线在所述第二区内最小的宽度不小于在所述第一区内最大的宽度。

6.根据权利要求3所述的栅极驱动单元，其特征在于，所述第二布线部由n条第二信号线组成，并且每条第二信号线的宽度为a，相邻两条第二信号线的间距为b，其中

n<(B+C)/(a+b)。

7.根据权利要求6所述的栅极驱动单元，其特征在于，

宽度B和宽度C之和为400-600微米；

a为3-5微米，b为2-3微米。

8.根据权利要求1所述的栅极驱动单元，其特征在于，所述栅极驱动单元包括远离所述驱动IC的第一区以及邻近所述驱动IC的第二区，其中

所述移位寄存器部位于所述第二区中；

所述第一布线部位于所述第二区中；以及

所述第二布线部由所述第二区延伸至所述第一区。

9.根据权利要求8所述的栅极驱动单元，其特征在于，

所述第一布线部具有宽度A’；

所述移位寄存器部具有宽度B’；

所述移位寄存器部包括通过一互联线路部级联的多级移位寄存器，所述互联线路部具有宽度C’；

所述第二布线部在所述第二区具有宽度D’；

所述第二布线部在所述第一区具有宽度E’，

其中A’+B’+C’+D’＝E’。

10.根据权利要求9所述的栅极驱动单元，其特征在于，

所述第二布线部由多条第二信号线组成，其中所述第二信号线的宽度在所述第一区内保持不变，为第一宽度a1’；

所述第二信号线的宽度在所述第二区内保持不变，为第二宽度a2’，

其中a1’>a2’。

11.根据权利要求9所述的栅极驱动单元，其特征在于，

所述第二布线部由多条第二信号线组成，

其中所述第二信号线在所述第一区内最小的宽度不小于在所述第二区内最大的宽度。

12.一种显示面板，其特征在于包括：

驱动IC；

显示区；以及

根据权利要求1-11中任一项所述的栅极驱动单元。

13.一种显示器，其特征在于，包括权利要求12所述的液晶面板。