专利名称：双边栅极驱动型的液晶显示器及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器及其驱动方法，特别涉及一种双边栅极驱动 型的液晶显示器及其驱动方法。
背景技术：
图1为使用双边栅极移位寄存器驱动的薄膜晶体管液晶显示器的电路示 意图。如图1所示，双边栅极移位寄存器驱动的薄膜晶体管液晶显示器的数据线31(data line)数量为传统单边栅极驱动型薄膜晶体管液晶显示器的一半。 第一栅极线ll(odd gate line)由左侧的第一移位寄存器IO驱动，第二栅 极线21(even gate line)则由右侧的第二移位寄存器20驱动，左右两侧栅极驱 动信号呈交错排列。每一级移位寄存器具有四个输入及一个输出，分别定义 如下VSS为直流参考电压，ST为输入起始脉冲信号，CK为输入时脉信号， XCK为输入反相时脉信号，N为输出信号。
图2为双边栅极驱动器的移位寄存器输入信号与输出信号的时序示意 图。如图2所示，STL为左侧总线(busline)的起始脉冲信号，CKL为左侧总 线的时脉信号，XCKL为左侧总线的反相时脉信号，STR为右侧总线的起始 脉冲信号，CKR为右侧总线的时脉信号，XCKR为右侧总线的反相时脉信号。 CKL、 XCKL、 CKR与XCKR的占空比均为50%， STR、 CKR与XCKR较 STL、 CKL与XCKL延迟1/4时脉周期，所输出的栅极驱动信号依序为第一 栅极驱动信号(左)G1L、第二栅极驱动信号(右)G1R、第一栅极驱动信号 (左)G2L、第二栅极驱动信号(右)G2R、第一栅极驱动信号(左)G3L、第二栅 极驱动信号(右)G3R…等，且各栅极驱动信号分别与前一级移位寄存器的输 出信号重叠1/2栅极脉冲信号的时间长度(H)。由于任一时刻都有两个输出脉 冲信号，所以任一时刻每一数据线31会同时对相邻两个像素充电，造成原 先供给单边像素的充电电流被部份分配到相邻的像素中，使得各像素若要达 到高充电率所需要的充电电流较原先的大，所以其耗电量会较高。
因此，如何能提供一种较省电的驱动方式成为研究人员待解决的问题之发明内容本发明鉴于以上的问题，本发明提供一种双边栅极驱动型的液晶显示器 及其驱动方法，通过信号调变技术使移位寄存器输出的栅极驱动信号的时序 无重叠，从而避免栅极驱动信号重叠时两像素同时充电而造成功率消耗的问 题，进而降低双边栅极驱动型的液晶显示器的耗电量。本发明所揭示的双边栅极驱动型的液晶显示器包含有多个第一移位寄 存器，接收一驱动信号，并产生一对应驱动信号的时序的第一栅极驱动信号； 及多个第二移位寄存器，接收驱动信号，并产生一对应驱动信号的时序的第 二栅极驱动信号；其中各个第一移位寄存器与各个第二移位寄存器所接收的 驱动信号具1/4周期脉冲宽度，各个第一移位寄存器与各个第二移位寄存器 根据驱动信号的时序，产生具1/4周期脉冲宽度的第一栅极驱动信号与第二 栅极驱动信号，以控制多个薄膜晶体管的导通时间。在上述双边栅极驱动型的液晶显示器中，该驱动信号包含有直流参考电 压、起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号。在上述双边栅极驱动型的液晶显示器中，该驱动信号的占空比为等于 25%。在上述双边栅极驱动型的液晶显示器中，该驱动信号的占空比为大于 25%，以使该第一栅极驱动信号与该第二栅极驱动信号的重叠时间小于1/2 周期脉冲宽度。根据本发明所揭示的双边栅极驱动型的液晶显示器的驱动方法，该液晶 显示器包括有多个薄膜晶体管、具有多个第一移位寄存器的第一栅极驱动 器，以及具有多个第二移位寄存器的第二栅极驱动器，该驱动方法包含有 调变驱动信号的占空比为1/4，并输入调变后的驱动信号至各个第一移位寄 存器与各个第二移位寄存器；各个第一移位寄存器与各个第二移位寄存器根 据输入的驱动信号的时序产生具1/4周期脉冲宽度的第一栅极驱动信号与第 二栅极驱动信号；及各个第一移位寄存器与各个第二移位寄存器输出的第一 栅极驱动信号与第二栅极驱动信号至各个薄膜晶体管，以控制各个薄膜晶体 管的导通时间。在上述双边栅极驱动型的液晶显示器的驱动方法中，该驱动信号包含有 直流参考电压、起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号。在上述双边栅极驱动型的液晶显示器的驱动方法中，输入该第二栅极驱 动器的起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号的时序比输入该第一栅极驱 动器的起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号的时序延迟1/4周期。通过这种双边栅极驱动型的液晶显示器及其驱动方法，将输入至移位寄 存器的信号的占空比调变至25%，以使移位寄存器输出的栅极驱动信号的时 序无重叠，从而避免栅极驱动信号重叠时两像素同时充电而造成功率消耗的 问题，进而降低双边栅极驱动型的液晶显示器的耗电量，另外，将输入至移位寄存器的信号的占空比调变至大于25%但小于50%之间，使移位寄存器输 出的栅极驱动信号可提早一段时间开始对像素进行充电，以解决栅极驱动信 号在传输过程中产生失真导致充电率不足的问题。有关本发明的特征与实施例，结合附图详细说明如下。
图1为公知技术中使用双边栅极移位寄存器驱动的薄膜晶体管液晶显示 器的电路示意图；图2为公知技术中双边栅极驱动器的移位寄存器输入信号与输出信号的 时序示意图；图3为本发明第一实施例的双边栅极驱动器的移位寄存器输入信号与输 出信号的时序示意图；图4为栅极信号与数据信号的充电时间比较示意图；图5为本发明第二实施例的双边栅极驱动器的移位寄存器输入信号与输 出信号的时序示意图；图6为本发明第一实施例的驱动方法步骤流程图；图7为本发明第二实施例的驱动方法步骤流程图；及图8为本发明的薄膜晶体管的电路示意图。
并且，上述附图中的各附图标记说明如下:10第一移位寄存器11第一栅极线20第二移位寄存器21第二栅极线30数据驱动器31数据线32数据信号40薄膜晶体管110理想的栅极驱动信号120失真的栅极驱动信号Cp液晶电容Cs像素电容CKL左侧总线的时脉信号 CKR右侧总线的时脉信号 GIL第一栅极驱动信号(左) G1R第二栅极驱动信号(右) G2L第一栅极驱动信号(左) G2R第二栅极驱动信号(右) G3L第一栅极驱动信号(左) G3R第二栅极驱动信号(右) H时间长度 Hl第一有效充电时间 H2第二有效充电时间Ids充电电流STL左侧总线的起始脉冲信号 STR右侧总线的起始脉冲信号 T周期V。数据线的电位 Vc栅极线的电位 vP像素内的电位 XCKL左侧总线的反相时脉信号 XCKR右侧总线的反相时脉信号AH重叠时间△ to时间长度具体实施方式
下面图1为使用双边栅极移位寄存器驱动的薄膜晶体管液晶显示器的电 路示意图。如图1所示，液晶显示器包含有多个第一移位寄存器10、多个第 二移位寄存器20、数据驱动器30、多条数据线31、多条第一栅极线ll、多 条第二栅极线21与多个薄膜晶体管40。多个第一移位寄存器10接收左侧总线的驱动信号，并产生对应驱动信 号的时序的第一栅极驱动信号(例如，G1L、 G2L、 G3L、 G4L、 G5L…等)。 驱动信号包含有直流参考电压、起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号。多个第二移位寄存器20接收右侧总线的驱动信号，并产生对应驱动信 号的时序的第二栅极驱动信号(例如，G1R、 G2R、 G3R、 G4R、 G5R…等)。 驱动信号包含有直流参考电压、起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号。 各个第一移位寄存器10与各个第二移位寄存器20所接收的驱动信号具1/4 周期的脉冲宽度，而各个第一移位寄存器10与各个第二移位寄存器根据接 收的驱动信号的时序，产生具1/4周期的脉冲宽度的第一栅极驱动信号与第 二栅极驱动信号，以控制多个薄膜晶体管40的导通时间。图3为本发明第一实施例的双边栅极驱动器的移位寄存器输入信号与输 出信号的时序示意图。如图3所示，CKL、 XCKL、 CKR与XCKR的周期为 T，栅极驱动信号的时间长度为H， CKR、 XCKR分别较CKL、 XCKL延迟 1/4时脉周期。STL、 STR、 CKL、 XCKL、 CKR与XCKR具有1/4周期的脉 冲宽度。通过调变CKL、 XCKL、 CKR与XCKR的占空比为25。/。，以使任意两 个栅极驱动信号(例如，第一栅极驱动信号(左)G1L、第二栅极驱动信号 (右)G1R、第一栅极驱动信号(左)G2L、第二栅极驱动信号(右)G2R、第一栅 极驱动信号(左)G3L、第二栅极驱动信号(右)G3R)的时序无重叠。此种栅极驱
动信号时序可避免栅极驱动信号重叠时两像素同时充电而造成功率消耗的 问题。图4为栅极信号与数据信号的充电时间比较示意图。如图4所示，理想的栅极驱动信号110与数据信号32构成的第一有效充电时间Hl，但实际上 栅极驱动信号在传输时会因信号延迟产生失真(distortkm)，使理想的栅极驱 动信号110变为失真的栅极驱动信号120，而失真的栅极驱动信号120与数 据信号32构成的第二有效充电时间H2，由于第二有效充电时间H2小于第 一有效充电时间H1，致使像素的等效充电时间縮短了一段时间长度Atc，对 于较大像素电容而言，可能会发生充电不足的影响。因此，通过将栅极驱动信号的开启时间提前一段时间长度Atc，如此便 可达到最大充电时间。因不同栅极信号阻抗会存在不同信号延迟，因此时间 长度A tc为可变，为了使像素有最大充电时间及减轻栅极信号时序重叠造成 的功率浪费，栅极驱动信号的开启时间需为可任意调变，以达到最大充电效 率。图5为本发明第二实施例的双边栅极驱动器的移位寄存器输入信号与输 出信号的时序示意。如图5所示，CKL、 XCKL、 CKR与XCKR的周期为T， CKR与XCKR分别较CKL与XCKL延迟1/4的时脉周期。将CKL、 XCKL、 CKR、 XCKR的占空比调变为大于25%但小于50%之 间，且CKL和CKR相差1/4相位，XCKL与XCKR相差1/4相位，相邻的 两个栅极驱动信号的重叠时间为AH，而重叠时间AH与占空比的关系如下列式子(l》AH-占空比承T-T/4.....................(1)其中T为周期，且当重叠时间AH与时间长度Atc相等时，具有最大的 像素充电效率。如此，通过调整移位寄存器的输出栅极驱动信号的时序重叠 时间，可改善因栅极驱动信号的波形失真造成的像素充电时间延迟所导致的 充电率不足的问题，且因栅极驱动信号的时序重叠时间较短，仍可避免过多 功率消耗。图6为本发明第一实施例的驱动方法步骤流程图。本发明的双边栅极驱 动型的液晶显示器包括有多个薄膜晶体管、具有多个第一移位寄存器的第一 栅极驱动器与具有多个第二移位寄存器的第二栅极驱动器，该驱动方法包含 有下列步骤-首先，调变驱动信号的占空比为25%，并输入调变后的驱动信号至各个 第一移位寄存器与各个第二移位寄存器，如步骤200，其中驱动信号包含有 直流参考电压、起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号。接着，各个第一移位寄存器与各个第二移位寄存器根据输入的驱动信号 的时序，产生具1/4周期脉冲宽度的第一栅极驱动信号与第二栅极驱动信号， 如步骤201。各个第一移位寄存器与各个第二移位寄存器输出第一栅极驱动信号与 第二栅极驱动信号至各个薄膜晶体管，以控制各个薄膜晶体管的导通时间， 如步骤202。图7为本发明第二实施例的驱动方法步骤流程图。如图7所示，本发明 的双边栅极驱动型的液晶显示器包括有多个薄膜晶体管、具有多个第一移位 寄存器的第一栅极驱动器与具有多个第二移位寄存器的第二驱动器，该驱动 方法包含有下列步骤首先，调变驱动信号的占空比为大于25%但小于50%之间，并输入至各 级第一移位寄存器与各级第二移位寄存器，如步骤300。驱动信号包含有直 流参考电压、起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号。接着，各个第一移位寄存器与各个第二移位寄存器根据驱动信号的时 序，产生重叠时间小于1/2但大于1/4周期脉冲宽度的第一栅极驱动信号与 第二栅极驱动信号，如步骤301。各个第一移位寄存器与各个第二移位寄存器传输第一栅极信号与第二 栅极信号至多个薄膜晶体管，以控制各个薄膜晶体管的导通时间，如步骤 302。另外，假设理想的栅极驱动信号110的电阻-电容延迟时间(RC delay time) 为td。若要达到充电率为99%，则必须满足下列式子(2):vd =0.99.....................(2)其中V。为栅极线的电位，V。为数据线的电位，Vp为像素内的电位，Ids 为充电电流，O为液晶电容，Cs为像素电容(如图8所示)，因此，若要达到
充电率为99%,则薄膜晶体管40所需的栅极驱动信号的导通时间tg为第一 有效充电时间HI加上电阻-电容延迟时间td。
综上所述，本发明的双边栅极驱动型的液晶显示器及其驱动方法，可将 输入至移位寄存器的信号的占空比较佳地调变至25%，以使移位寄存器输出 的栅极驱动信号的时序无重叠，藉以避免栅极驱动信号重叠时两像素同时充 电而造成功率消耗的问题，进而降低双边栅极驱动型的液晶显示器的耗电 量，另外，将输入至移位寄存器的信号的占空比调变至大于25%但小于50% 之间，使移位寄存器输出的栅极驱动信号可提早一段时间开始对像素进行充 电，以解决栅极驱动信号在传输过程中产生失真导致充电率不足的问题。
虽然本发明以前述的较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发 明，对于所属领域普通技术人员，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，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要 求书所限定的范围为准。
权利要求
1. 一种双边栅极驱动型的液晶显示器，包含有多个第一移位寄存器，接收一驱动信号，并产生一对应该驱动信号的时 序的第一栅极驱动信号；及多个第二移位寄存器，接收该驱动信号，并产生一对应该驱动信号的时 序的第二栅极驱动信号；其中所述多个第一移位寄存器与所述多个第二移位寄存器所接收的驱 动信号小于1/2周期脉冲宽度，所述多个第一移位寄存器与所述多个第二移 位寄存器根据该驱动信号的时序，产生具有小于1/2周期脉冲宽度的第一栅 极驱动信号与第二栅极驱动信号，以控制多个薄膜晶体管的导通时间。
2. 如权利要求1所述的双边栅极驱动型的液晶显示器，其中该驱动信号 包含有直流参考电压、起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号。
3. 如权利要求2所述的双边栅极驱动型的液晶显示器，其中该驱动信号 的占空比为等于25%。
4. 如权利要求1所述的双边栅极驱动型的液晶显示器，其中该驱动信号 的占空比为大于25°/。，以使该第一栅极驱动信号与该第二栅极驱动信号的重 叠时间小于1/2周期脉冲宽度。
5. —种双边栅极驱动型的液晶显示器的驱动方法，该液晶显示器包括有 多个薄膜晶体管、具有多个第一移位寄存器的第一栅极驱动器，以及具有多 个第二移位寄存器的第二驱动器，该驱动方法包含有调变一驱动信号的占空比为小于1/2，并输入调变后的驱动信号至所述 多个第一移位寄存器与所述多个第二移位寄存器；所述多个第一移位寄存器与所述多个第二移位寄存器根据输入的驱动 信号的时序产生具有小于1/2周期脉冲宽度的第一栅极驱动信号与第二栅极 驱动信号；及所述多个第一移位寄存器与所述多个第二移位寄存器输出该第一栅极 驱动信号与该第二栅极驱动信号至所述多个薄膜晶体管，以控制所述多个薄 膜晶体管的导通时间。
6. 如权利要求5所述的双边栅极驱动型的液晶显示器的驱动方法，其中 该驱动信号包含有直流参考电压、起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号。
7. 如权利要求6所述的双边栅极驱动型的液晶显示器的驱动方法，其中输入该第二栅极驱动器的起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号的时序比 输入该第一栅极驱动器的起始脉冲信号、时脉信号与反相时脉信号的时序延迟l/4周期。
8. 如权利要求5所述的双边栅极驱动型的液晶显示器的驱动方法，其中 该驱动信号的占空比为等于25%。
9. 如权利要求5所述的双边栅极驱动型的液晶显示器的驱动方法，其中 还包含有调变该驱动信号的占空比为大于25%，以使该第一栅极驱动信号与 该第二栅极驱动信号的重叠时间小于1/2但大于1/4周期脉冲宽度的步骤。
全文摘要
一种双边栅极驱动型的液晶显示器及其驱动方法，将第一移位寄存器与第二移位寄存器接收的驱动信号进行调变，以使第一移位寄存器与第二移位寄存器分别输出具1/4周期脉冲宽度的第一栅极驱动信号与第二栅极驱动信号，进而控制多个薄膜晶体管的导通时间，以避免像素同时充电所造成功率消耗的问题。
文档编号G09G3/36GK101122697SQ200710148249
公开日2008年2月13日 申请日期2007年9月4日 优先权日2007年9月4日
发明者廖一遂, 罗时勋, 魏俊卿 申请人:友达光电股份有限公司