液晶显示装置的选通驱动单元及其修复方法

专利名称：液晶显示装置的选通驱动单元及其修复方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示(LCD)装置和驱动液晶显示装置的方法。具体地，本发明涉及一种液晶显示装置的可包括冗余修复移位寄存器的选通驱动单元和修复该选通驱动单元的方法。
背景技术：
随着工业应用的升级，显示装置变得更薄更大。在各种类型的平板显示(FPD)装置中，液晶显示(LCD)装置和等离子体显示板(PDP)装置得到了广泛使用。因为重量轻、便于携带和低功耗特性，LCD装置被广泛用作笔记本计算机和台式计算机的监视器。特别是，由于对移动图像显示质量的要求，人们研究和开发出了以薄膜晶体管(TFT)为开关元件的有源矩阵型LCD装置。
LCD装置利用液晶分子的光学各向异性和偏振特性来显示图像。液晶分子由于其薄且长的形状而具有排列上的取向特性。由此，液晶分子的排列方向可通过对其施加电场而加以控制。具体来讲，包括作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)的LCD装置(称为有源矩阵LCD(AM-LCD)装置)具有高分辨率和显示移动图像的优异特性。由于LCD装置包括作为开关元件的TFT，所以可将其称为TFT-LCD装置。
图1是根据现有技术的液晶显示装置的示意性框图。在图1中，液晶显示装置包括液晶板2和液晶模块(LCM)驱动电路单元26。 LCM驱动电路单元26包括接口 10、定时控制器12、源电压生成器14、参考电压生成器16、数据驱动器18和选通驱动器20。数据驱动器18还可称为源驱动器，这样就可以与源电压生成器14区分开。选通驱动器20可称为选通驱动单元。作为诸如个人计算机的驱动系统的接口 IO接收数据和控制信号，数据例如为红(r)、绿(G)和蓝(B)数据，控制信号例如为从诸如计
5算机的驱动系统输入到LCD驱动电路单元26的输入时钟、水平同步信 号、竖直同步信号和数据使能信号。随后，接口 IO将RGB数据和控制 信号输出给定时控制器12。例如，可以使用低压差分信号(LVDS)接口和 晶体管-晶体管逻辑(TTL)接口来发送RGB数据和控制信号。另外，接口 10可与定时控制器12 —起集成在单个芯片上。
图2示出了根据现有技术的液晶显示装置的液晶板，参照图2，玻 璃基板上形成有多条选通线"GL1"到"GLn"和多条数据线"DL1"到 "DLm"，从而限定了多个像素区。在每个像素区中都形成有薄膜晶体管 (TFT)和液晶单元(Cw)，从而液晶显示装置能够显示图像。
再次参照图1，定时控制器12为包括多个数据集成电路(IC)的源驱 动器18生成数据控制信号，并为包括多个选通IC的选通驱动单元20生 成选通控制信号。另外，定时控制器12从接口 10向源驱动器18输出数 据信号。
参考电压生成器16生成源驱动器18中所使用的数模转换器(DAC) 的参考电压。参考电压是根据液晶板2的透射率-电压特性来设定的。
源驱动器18根据来自定时控制器12的控制信号来确定数据信号的 参考电压，并将确定的参考电压输出给液晶板2以调整液晶分子的旋转角度。
选通驱动单元20根据来自定时控制器12的控制信号来控制液晶板 2中的薄膜晶体管(TEF)的导通(ON)/截止(OFF)动作。选通驱动单元20 使得能够向液晶板2的选通线GL1到GLn供应扫描信号。因此，来自源 驱动器18的数据信号经由TFT被供应给液晶板2的像素区中的像素。源 电压生成器14向LCD装置的元件供应源电压并向液晶板2供应公共电 压。
尽管图1和图2中未示出，但是液晶板2下方设置有包括至少一个 灯的背光单元用于向液晶板2提供光。
图3示出了根据现有技术的选通驱动单元。在图3中，第一到第n 移位寄存器SR1到SRn都根据时钟信号CLK1到CLK2之一来供应输出， 例如第一到第n选通电压Vgl到Vgn。时钟信号CLK1和CLK2被输入到时钟信号端CLK。例如，第n移位寄存器SRn的输出被输入到开始信号端STR，从而用作上一个移位寄存器的开始信号Vst。第n移位寄存器SRn的输出被输入到重置信号端RST，从而用作下一个移位寄存器的重置信号。结果，选通驱动单元20输出了连续的定时扫描信号Vgl到Vgn，如图4所示，图4示出了来自根据现有技术的选通驱动单元的扫描信号的信号定时图。
尽管未示出，但是每个移位寄存器SR1到SRn都接收高电平驱动电压VDD和低电平驱动电压VSS来对其进行驱动。另外，最后一个即第n移位寄存器SRn通过单独的途径来接收重置信号Vrst。
选通驱动单元20包括用于修复第一到第n移位寄存器SR1到SRn中的失序(disordered)移位寄存器的冗余修复移位寄存器SR(r)和多条修复线RL。在配备了冗余修复移位寄存器SR(r)和多条修复线RL的情况下，当第一到第n移位寄存器SR1到SRn中的至少一个移位寄存器损坏时，冗余修复移位寄存器SR(r)充当了失序移位寄存器的角色，如图5所示，图5示出了根据现有技术的选通驱动单元的修复方法。
在图5中，当第二移位寄存器SR2损坏时，通过激光断开第二移位寄存器SR2的输入线和输出线。然后，通过激光熔接将冗余修复移位寄存器SR(r)的线连接至修复线RL，使得冗余修复移位寄存器SR(r)代替第二移位寄存器SR2来输出第二扫描信号V2。
很遗憾，上述利用冗余修复移位寄存器的修复方法存在很多问题。参照图6，修复移位寄存器与失序移位寄存器之间的距离越大，输入线和输出线上的负载就更大。因此，输出信号中存在信号失真。在移位寄存器SR1到SRn与TFT是同时形成在基板的边缘处的情况下这个问题尤为明显。这被称为板内选通(GIP)型。

发明内容
因此，本发明的实施方式涉及一种液晶显示装置的选通驱动单元，它能够基本上消除因现有技术的局限或缺点而引起的一个或多个问题。本发明的附加特征和优点将在随后的描述中阐述，其部分地将通过
7此描述而变得明显，或可通过本发明的实践而习得。本发明的目的将通 过书面描述及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现和获得。
为了实现这些和其它优点并根据具体实施和宽泛描述的本发明的目 的，本发明提供了一种液晶显示装置的选通驱动单元，该液晶显示装置 包括多个液晶像素、第一到第N选通线、多个液晶电容器以及多个薄膜 晶体管，该选通驱动单元包括第一时钟信号线和第二时钟信号线，用
于提供第一时钟信号和第二时钟信号；分别与第一到第N选通线相对应 的第一到第N移位寄存器，所述第一到第N移位寄存器接收第一时钟信 号和第二时钟信号之一，并分别输出第一到第N扫描信号；作为第(N+1) 移位寄存器的冗余修复移位寄存器，其接收第一时钟信号和第二时钟信 号之一并输出修复扫描信号；多个第一开关，用于分别将第一时钟信号 线和第二时钟信号线之一连接至第一到第N移位寄存器和所述冗余修复 移位寄存器；多个第二开关，用于分别切换第一到第N移位寄存器与第 一到第N选通线的连接；以及多个第三开关，用于分别切换第二到第N 移位寄存器以及所述冗余修复移位寄存器与第一到第N选通线的连接， 其中N是正整数。
另一方面，本发明提供了一种修复选通驱动器的方法，该选通驱动 器包括第一时钟信号线和第二时钟信号线，用于分别提供第一时钟信 号和第二时钟信号；第一到第N移位寄存器，用于分别向第一到第N选 通线提供第一到第N扫描信号；作为冗余移位寄存器的第(N+1)移位寄存 器，用于修复失序移位寄存器并向冗余修复选通线提供冗余修复信号； 多个第一开关，用于分别将第一时钟信号线和第二时钟信号线之一与第 一到第(N+1)移位寄存器的时钟信号端连接起来；多个第二开关，用于分 别将第一到第N移位寄存器的输出线与第一到第N选通线连接起来；多 个第三幵关，用于分别将第二到第(N+1)移位寄存器的输出线与第一到第 N选通线连接起来；开始信号线，其将第二到第(N+1)移位寄存器的开始 信号端与第一到第N移位寄存器的输出线连接起来；以及重置信号线， 其将第一到第N移位寄存器的重置信号端与第二到第(N+1)移位寄存器 的输出线连接起来，所述方法包括以下步骤检测到第M移位寄存器的失序；断开第M移位寄存器的第一开关以阻止输入的时钟信号进入第M移位寄存器；切断第M移位寄存器的开始信号线和重置信号线；断开第M到第N移位寄存器中的每一个的第二开关以阻止来自第M到第N移位寄存器的输出信号进入第M到第N选通线；切换第(M+1)到第(N+1)移位寄存器中的每一个的第一开关以将施加到相应移位寄存器上的第一时钟信号改变为第二时钟信号，并将施加到相应移位寄存器上的第二时钟信号改变为第一时钟信号；以及接通第M到第N移位寄存器中的每一个的第三开关以将第(M+1)到第(N+1)移位寄存器的输出信号分别提供给第M到第N选通线，其中N和M都是正整数，M大于l，并且M小于等于N。
应该理解的是，上面的概括性描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的，都是为了提供对要求保护的发明的进一步理解。


附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，且并入而构成说明书的一部分，附图示出了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释
本发明的原理。在附图中
图1是根据现有技术的液晶显示装置的示意性框图。
图2是示出根据现有技术的液晶显示装置的液晶板的示意图。
图3是示出根据现有技术的选通驱动单元的示意性框图。
图4是来自根据现有技术的选通驱动单元的扫描信号的信号定时图。
图5是示出根据现有技术的选通驱动单元的修复方法的示意性框图。
图6是根据现有技术的修复处理之后来自选通驱动单元的扫描信号的信号定时图。
图7是示出根据本发明的选通驱动单元的示意性框图。
图8是示出根据现有技术的选通驱动单元的修复处理的示意性框图。图9是根据本发明的修复处理之后来自选通驱动单元的扫描信号的 信号定时图。
图10是修复后的根据现有技术的选通驱动单元的扫描信号的一部 分的与修复后的根据本发明的选通驱动单元的扫描信号的一部分的比较 图。
具体实施例方式
下面将详细描述优选实施方式，附图中示出了其实例。
图7是示出根据本发明的选通驱动单元的示意性框图。该选通驱动 单元包括第一到第n移位寄存器SR1到SRn和冗余修复移位寄存器 SR(r)，其中"n"是正整数。冗余修复移位寄存器8尺(10被布置在第(11+ 1)移位寄存器的位置上。该选通驱动单元包括用于向第一到第n移位寄存 器SR1到SRn中的每一个的时钟信号端CLK提供第一时钟信号CLK1 和第二时钟信号CLK2的多条时钟信号线CL。
第一到第n移位寄存器SR1到SRn输出第一到第n扫描信号Vgl 到Vgn。第一到第n移位寄存器SR1到SRn与液晶板(未示出)中的第一 到第n选通线(未示出)相对应，从而第一到第n扫描信号Vgl到Vgn被 分别输入第一到第n选通线。移位寄存器SR1到SRn都从上一个移位寄 存器接收扫描信号。来自上一个移位寄存器的扫描信号被输入相应移位 寄存器的开始信号端STR并充当该相应移位寄存器的开始信号。另外， 移位寄存器SR1到SRn都从下一个移位寄存器接收扫描信号。来自下一 个移位寄存器的扫描信号被输入相应移位寄存器的重置信号端RST并充 当该相应移位寄存器的重置信号。例如，第二移位寄存器SR2接收第一 移位寄存器SR1的第一扫描信号Vgl。第一扫描信号Vgl充当第三移位 寄存器SR3中的重置信号。另外，第二移位寄存器SR2接收第三移位寄 存器SR3的第三扫描信号Vg3。第三扫描信号Vg3充当第二移位寄存器 SR2中的重置信号。换句话说，第m移位寄存器SRm接收第(m-l)移位 寄存器SR(m-l)的第(m-l)扫描信号Vgm。第(m-l)扫描信号Vgm充当第 m移位寄存器SRm中的开始信号。另外，第m移位寄存器SRm接收第(m+l)移位寄存器SR(m+l)的第(m+l)扫描信号Vg(m+1)。第(m+l)扫描信 号Vg(m+l)充当第m移位寄存器SRm中的重置信号。在此，m是大于1 并小于等于n的正整数。g卩，第一到第n移位寄存器具有彼此依赖的连 接关系。第一移位寄存器SR1从外部开始信号提供部件(未示出)接收开 始信号Vst，而冗余修复移位寄存器SR(r)从外部重置信号提供部件(未示 出)接收重置信号Vrst。
冗余修复移位寄存器SR(r)连接至第一到第n移位寄存器SR1到SRn 中的最后一个移位寄存器SRn，并具有与第一到第n移位寄存器SR1到 SRn都相同的电路元件。第一到第n移位寄存器SRl到SRn中的每一个 和冗余修复移位寄存器SR(r)的结构和逻辑替换可以有多种变化。
该选通驱动单元还包括用于对输入到输出自第一到第n移位寄存器 SR1到SRn和冗余修复移位寄存器SR(r)的输入信号和输出信号进行控制 的多个开关SW-1到SW-n， SWl-r， SW2-1到SW2-n， SW2-r以及SW3-1 到SW3-n。多个第一开关SW1-1到SWl-n和SWl-r分别连接至第一到 第n移位寄存器SR1到SRn和冗余修复移位寄存器SR(r)，使得第一时 钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2之一施加在第一到第n移位寄存器 SR1到SRn和冗余修复移位寄存器SR(r)的相应一个上。即，第一开关 SW1-1到SWl-r中的每一个将第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2
之一连接至第一到第n移位寄存器SR1到SRn和冗余修复移位寄存器 SR(r)的每一个的时钟信号端CLK。多个第二开关SW2-1到SW2-n和 SW2-r的每一个分别连接至第一到第n移位寄存器SR1到SRn和冗余修 复移位寄存器SR(r)，以控制移位寄存器SR1到SRn和SR(r)与相应选通 线之间的连接。当第一到第n移位寄存器SRl到SRn中的没有失序移位 寄存器时，不使用来自冗余移位寄存器SR(r)的输出。因此，连接至冗余 移位寄存器SR(r)的第二开关SW2-r不是必需的。可以忽略第二开关 SW2-r。多个第三开关SW3-1到SW3-n对相应移位寄存器的选通线与上 一个移位寄存器的选通线之间的连接迸行控制。即，第三开关SW3-1到 SW3-n分别将第二到第n移位寄存器和冗余修复移位寄存器SR(r)的输出 线与第一到第n移位寄存器SR1到SRn的输出线连接起来。
ii各种开关电路或各种开关元件。在GIP型LCD 装置中，每个开关都是薄膜晶体管(TFT)开关。TFT开关可与液晶板中的 连接至液晶电容器的开关TFT同时形成。液晶板中形成有多条选通线和 多条数据线。图像信号施加到数据线上，而扫描信号施加到选通线上。 此外，第一开关SW1-1到SWl-n和SWl-r中的每一个都可以包括金属氧 化物半导体(MOS)电路型开关。
下面将参照图8来描述上述LCD装置的选通驱动单元的修复方法。 为了方便描述，假设第二移位寄存器损坏。
在图8中，损坏的第二移位寄存器SR2的输入线和输出线断开了。 更具体来讲，第二移位寄存器SR2的连接至第一移位寄存器SR1的输出 线的开始信号线，和第二移位寄存器SR2的连接至第三移位寄存器SR3 的输出线的重置信号线被切断。例如，利用激光切断第二移位寄存器SR2 的开始信号线的一部分和第二移位寄存器SR2的重置信号线的一部分。 所述部分用"X "标记标出。第二移位寄存器SR2的第一开关SW1-2和 第二移位寄存器SR2的第二开关SW2-2是断开的。因此，输入到第二移 位寄存器SR2的输入信号和输出自第二移位寄存器SR2的输出信号被完 全阻断。即，第二移位寄存器SR2被电绝缘。
对第一开关SW1-3到SWl-n和SWl-r、第二开关SW2-3到SW2-n 和SW2-r以及第三开关SW3-1到SW3-n进行切换。例如，在第三移位寄 存器SR3中，最初连接至第一时钟信号CLK1的第一开关SW1-3被切换 成连接至第二时钟信号CLK2。最初连接至第三选通线(未示出)的第二开 关SW2-3被切换成断开。最初断开的第三开关SW3-3被切换成将第三选 通线和第四移位寄存器SR4的输出线连接起来。在冗余修复移位寄存器 SR(r)中，最初连接至第一时钟信号CLK1的第一开关SWl-r被切换成连 接至第二时钟信号CLK2。最初连接至修复选通线(未示出)的第二开关 SW2-r被切换成断开。
尽管未示出，但是形成有用于提供每个开关的开关信号的开关控制 信号线和用于生成这些开关信号的开关控制信号生成单元来控制这些开
12通过上述切换处理，第一移位寄存器SR1处于初始状态。即，第一
移位寄存器SR1接收第一时钟信号CLK1和开始信号Vst，并向第一选通 线(未示出)输出第一扫描信号Vgl 。由于第二移位寄存器SR2是电绝缘的 并且第三开关SW3-2被切换成连接状态，所以从第三移位寄存器SR3向 第二选通线(未示出)提供第二扫描信号Vg2。类似地，第四到第n移位寄 存器SR4到SRn和冗余修复移位寄存器SR(r)都向上一条选通线提供扫 描信号。例如，从第n移位寄存器SRn向第(n-l)选通线(未示出)提供第(n-l) 扫描信号Vg(n-l)，并且从冗余修复移位寄存器SR(r)向第n选通线(未示 出)提供第n扫描信号Vgn。 S口，损坏的移位寄存器的下一个相应移位寄 存器的输出信号移位了一步。
图9是根据本发明的修复处理之后来自选通驱动单元的扫描信号的 信号定时图，而图IO是修复后的根据现有技术的选通驱动单元的扫描信 号的一部分的和修复后的根据本发明的选通驱动单元的扫描信号的一部 分的比较图。在图9中，全部扫描信号Vgl到Vg4都为相同形状。艮口， 如图IO所示，与现有技术的修复处理之后的扫描信号"扫描-旧"不同， 本发明的修复处理之后的扫描信号"扫描-新"中没有信号失真。
在本发明的选通驱动单元中，损坏的移位寄存器的下一个移位寄存 器的输出信号移位了一步。由于损坏的移位寄存器与补偿移位寄存器的 距离相对较近，所以不存在信号延迟。特别地，由于是在除损坏的移位 寄存器以外的移位寄存器上进行修复处理，所以相邻移位寄存器的输出 信号没有差别。
本领域技术人员容易想到，可在本发明中进行各种变型和修改而不 偏离本发明的实质和范围。由此，本发明意在覆盖落入所附权利要求范 围内的这些变型和修改。
本发明要求2008年7月7日提交的韩国专利申请2008-0065283号
的优先权，在此通过引用将其全部内容并入。
权利要求
1、一种液晶显示装置的选通驱动单元，该液晶显示装置包括多个液晶像素、第一到第N选通线、多个液晶电容器以及多个薄膜晶体管，该选通驱动单元包括第一时钟信号线和第二时钟信号线，用于提供第一时钟信号和第二时钟信号；分别与第一到第N选通线相对应的第一到第N移位寄存器，所述第一到第N移位寄存器接收第一时钟信号和第二时钟信号之一，并分别输出第一到第N扫描信号；作为第(N+1)移位寄存器的冗余修复移位寄存器，其接收第一时钟信号和第二时钟信号之一并输出修复扫描信号；多个第一开关，用于分别将第一时钟信号线和第二时钟信号线之一连接至第一到第N移位寄存器和所述冗余修复移位寄存器；多个第二开关，用于分别切换第一到第N移位寄存器与第一到第N选通线的连接；以及多个第三开关，用于分别切换第二到第N移位寄存器以及所述冗余修复移位寄存器与第一到第N选通线的连接，其中N是正整数。
2、 根据权利要求1所述的选通驱动单元，其中所述冗余修复移位寄 存器具有与第一到第N移位寄存器都相同的电路元件。
3、 根据权利要求1所述的选通驱动单元，其中第一到第N移位寄存 器具有彼此依赖的连接关系，并且第N移位寄存器依赖性地与所述冗余 修复移位寄存器相连接。
4、 根据权利要求3所述的选通驱动单元，其中第二到第N移位寄存 器和所述冗余修复移位寄存器分别接收第一到第N扫描信号而用作开始 信号，而第一到第N移位寄存器分别接收第二到第N扫描信号和所述修 复扫描信号而用作重置信号。
5、 根据权利要求1所述的选通驱动单元，该选通驱动单元还包括向第一移位寄存器施加开始信号的幵始信号生成单元和向所述冗余修复移 位寄存器施加重置信号的重置信号生成单元。
6、 根据权利要求1所述的选通驱动单元，其中所述多个第一开关都 是金属氧化物半导体电路型幵关。
7、 根据权利要求1所述的选通驱动单元，其中所述多个第二幵关和 所述多个第三开关都是薄膜晶体管开关。
8、 根据权利要求1所述的选通驱动单元，其中第一到第N移位寄存 器、第一开关、第二开关以及第三开关都形成在所述液晶板所在的同一 基板上。
9、 一种修复选通驱动器的方法，该选通驱动器包括第一时钟信号 线和第二时钟信号线，用于分别提供第一时钟信号和第二时钟信号；第 一到第N移位寄存器，用于分别向第一到第N选通线提供第一到第N扫 描信号；作为冗余移位寄存器的第(N+1)移位寄存器，用于修复失序移位寄存器并向冗余修复选通线提供冗余修复信号；多个第一开关，用于分 别将第一时钟信号线和第二时钟信号线之一与第一到第(N+1)移位寄存 器的时钟信号端连接起来；多个第二开关，用于分别将第一到第N移位 寄存器的输出线与第一到第N选通线连接起来；多个第三开关，用于分 别将第二到第(N+1)移位寄存器的输出线与第一到第N选通线连接起来； 幵始信号线，其将第二到第(N+1)移位寄存器的幵始信号端与第一到第N 移位寄存器的输出线连接起来；以及重置信号线，其将第一到第N移位 寄存器的重置信号端与第二到第(N+1)移位寄存器的输出线连接起来，所 述方法包括以下步骤检测到第M移位寄存器的失序；断开第M移位寄存器的第一幵关以阻止输入的时钟信号进入第M 移位寄存器；切断第M移位寄存器的所述开始信号线和所述重置信号线； 断开第M到第N移位寄存器中的每一个的第二开关以阻止来自第M到第N移位寄存器的输出信号进入第M到第N选通线；切换第(M+1)到第(N+1)移位寄存器中的每一个的第一开关以将施加到相应移位寄存器上的第一时钟信号改变为第二时钟信号，并将施加到 相应移位寄存器上的第二时钟信号改变为第一时钟信号；以及接通第M到第N移位寄存器中的每一个的第三开关以将第(M+1)到 第(N+1)移位寄存器的输出信号分别提供给第M到第N选通线， 其中N和M都是正整数，M大于l，并且M小于等于N。
10、根据权利要求9所述的方法，其中第一移位寄存器从开始信号 生成单元接收开始信号，而第(N+1)移位寄存器从重置信号生成单元接收 重置信号。
全文摘要
本发明提供了一种选通驱动单元，该选通驱动单元包括第一和第二时钟信号线，用于提供第一和第二时钟信号；分别与第一到第N选通线相对应的第一到第N移位寄存器，它们接收第一和第二时钟信号之一，并分别输出第一到第N扫描信号；作为第(N+1)移位寄存器的冗余修复移位寄存器，其接收第一和第二时钟信号之一并输出修复扫描信号；多个第一开关，用于分别将第一和第二时钟信号线之一连接至第一到第N移位寄存器和冗余修复移位寄存器；多个第二开关，用于分别切换第一到第N移位寄存器与第一到第N选通线的连接；和多个第三开关，用于分别切换第二到第N移位寄存器和冗余修复移位寄存器与第一到第N选通线的连接，其中N是正整数。
文档编号G09G3/36GK101625837SQ20081019055
公开日2010年1月13日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年7月7日
发明者慎弘縡, 李增相, 金玷宰 申请人:乐金显示有限公司