TW201312533A - 閘極驅動裝置與殘影消除方法 - Google Patents

Abstract

一種閘極驅動裝置與一種殘影消除方法。此閘極驅動裝置包括二條電源軌線、二個電壓產生器、一電壓位準轉換器、一閘極驅動器與一開關電路。上述二個電壓產生器分別電性連接上述二條電源軌線。電壓位準轉換器電性連接上述二條電源軌線，並用以轉換第一與第二時脈訊號的位準而分別形成第三與第四時脈訊號。閘極驅動器電性連接其中一電源軌線與電壓位準轉換器，以接收一電壓、第三與第四時脈訊號，並據以產生至少一閘極脈衝訊號。開關電路電性連接上述二條電源軌線，並依據顯示裝置之關機偵測訊號而決定是否使上述二條電源軌線互相電性連接。

Description

閘極驅動裝置與殘影消除方法

本發明乃是有關於顯示技術之領域，且特別是有關於一種閘極驅動裝置與一種殘影消除方法。

液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)為一種平面顯示裝置，其具有輕、薄、省電、低輻射等優點，因此被廣泛地運用於各種電子設備中。

然而，液晶顯示器在關機時，儲存在畫素之等效電容的電荷並無法快速放電，只能藉由畫素中的薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)的漏電特性來將電荷逐漸釋放掉，因而造成關機時產生殘影(residual image)的現象。

本發明提供一種閘極驅動裝置，其可消除顯示裝置於關機時之殘影。

本發明另提供一種殘影消除方法，其適合應用於前述之閘極驅動裝置。

本發明提出一種閘極驅動裝置，其適用於一顯示裝置。此閘極驅動裝置包括有一第一電源軌線、一第二電源軌線、一第一電壓產生器、一第二電壓產生器、一電壓位準轉換器、一閘極驅動器與一開關電路。第一電壓產生器電性連接第一電源軌線，以輸出第一電壓至第一電源軌線。第二電壓產生器電性連接第二電源軌線，以輸出第二電壓至第二電源軌線。電壓位準轉換器電性連接第一電源軌線與第二電源軌線，並用以將一第一時脈訊號的高、低位準分別轉換至第一電壓與第二電壓的位準，以形成一第三時脈訊號。此電壓位準轉換器還用以將一第二時脈訊號的高、低位準分別轉換至第一電壓與第二電壓的位準，以形成一第四時脈訊號。閘極驅動器電性連接第二電源軌線與電壓位準轉換器，以接收第二電壓、第三時脈訊號與第四時脈訊號，並據以產生至少一閘極脈衝訊號。至於開關電路，其電性連接於第一電源軌線與第二電源軌線之間，並用以依據上述顯示裝置之一關機偵測訊號而決定是否將第一電源軌線電性連接至第二電源軌線。

本發明另提出一種殘影消除方法，其適用於一顯示裝置。此顯示裝置具有一閘極驅動裝置，而此閘極驅動裝置又具有一第一電源軌線、一第二電源軌線、一第一電壓產生器、一第二電壓產生器、一電壓位準轉換器與一閘極驅動器。第一電壓產生器電性連接第一電源軌線，以輸出第一電壓至第一電源軌線。第二電壓產生器電性連接第二電源軌線，以輸出第二電壓至第二電源軌線。電壓位準轉換器電性連接第一電源軌線與第二電源軌線，並用以將一第一時脈訊號的高、低位準分別轉換至第一電壓與第二電壓的位準，以形成一第三時脈訊號。電壓位準轉換器還用以將一第二時脈訊號的高、低位準分別轉換至第一電壓與第二電壓的位準，以形成一第四時脈訊號。而閘極驅動器電性連接第二電源軌線與電壓位準轉換器，以接收第二電壓、第三時脈訊號與第四時脈訊號，並據以產生至少一閘極脈衝訊號。此殘影消除方法包括有下列步驟：取得上述顯示裝置之一關機偵測訊號；以及當關機偵測訊號顯示出顯示裝置係進入關機狀態時，將第一電源軌線電性連接至第二電源軌線。

本發明解決前述問題的手段，乃是在由二條電源軌線、二個電壓產生器、一電壓位準轉換器與一閘極驅動器所組成的傳統閘極驅動裝置中加入一開關電路，而此開關電路係電性連接於上述二條電源軌線之間，並用以依據顯示裝置之一關機偵測訊號而決定是否將這二條電源軌線電性連接在一起。只要關機偵測訊號顯示出顯示裝置係進入關機狀態時，開關電路便將這二條電源軌線電性連接在一起，讓這二條電源軌線可進行殘餘電荷的分享，以將電壓位準轉換器的工作電源維持一段時間，使得電壓位準轉換器內之各緩衝器的輸出訊號(即第三時脈訊號與第四時脈訊號)的電壓位準在該段時間內維持在高準位。如此一來，在顯示裝置關機時，閘極驅動器的所有輸入訊號皆會在該段時間內維持在高準位，使得閘極驅動器可於此段時間內輸出高準位的閘極訊號去導通各畫素中的薄膜電晶體，讓各畫素中的殘餘電荷可藉由薄膜電晶體快速放電，以消除顯示裝置於關機時之殘影。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

第一實施例：

圖1繪示有依照本發明一實施例之閘極驅動裝置的示意圖。此閘極驅動裝置適用於一顯示裝置，例如是一液晶顯示裝置。請參照圖1，此閘極驅動裝置包括有電壓產生器110、電壓產生器120、電壓位準轉換器130、閘極驅動器140、開關電路150、電源軌線170與電源軌線180。電壓產生器110電性連接電源軌線170，以輸出電壓VGH至電源軌線170。而電壓產生器120電性連接電源軌線180，以輸出電壓VGL至電源軌線180。

上述之電壓位準轉換器130電性連接電源軌線170與180，並用以將時序控制器160所輸出之時脈訊號CLK1的高、低位準分別轉換至電壓VGH與VGL的位準，以形成時脈訊號CK1。此電壓位準轉換器130還用以將時序控制器160所輸出之時脈訊號CLK2的高、低位準分別轉換至電壓VGH與VGL的位準，以形成時脈訊號CK2。其中，時脈訊號CK1與時脈訊號CK2互為反相。而閘極驅動器140電性連接電源軌線180與電壓位準轉換器130，以接收電壓VGL、時脈訊號CK1與CK2，並據以產生至少一閘極脈衝訊號GS。至於開關電路150，其電性連接於電源軌線170與180之間，並用以依據顯示裝置(未繪示)之一關機偵測訊號XON而決定是否將電源軌線170電性連接至電源軌線180。

電壓位準轉換器130包括有緩衝器132與134。緩衝器132電性連接電源軌線170與180，以將電壓VGH與VGL當作其工作電源。而此緩衝器132用以將時脈訊號CLK1的高、低位準分別轉換至電壓VGH與VGL的位準，以形成時脈訊號CK1。緩衝器134亦電性連接電源軌線170與180，以將電壓VGH與VGL當作其工作電源。而此緩衝器134用以將時脈訊號CLK2的高、低位準分別轉換至電壓VGH與VGL的位準，以形成時脈訊號CK2。

在此例中，開關電路150包括有開關151與152。開關151具有第一端151-1、第二端151-2與控制端151-3，且其第一端151-1電性連接電源軌線170，而其控制端151-3用以接收關機偵測訊號XON，據以決定是否導通。開關152具有第一端152-1、第二端152-2與控制端152-3，且其第一端152-1電性連接開關151之第二端151-2，其第二端152-2電性連接電源軌線180，而其控制端152-3用以接收關機偵測訊號XON，據以決定是否導通。

由於關機偵測訊號XON具有二種位準，因此當顯示裝置關機，使得關機偵測訊號XON由其中一位準轉換至另一位準時，開關151與152就必須導通。而由於顯示裝置在正常操作時，關機偵測訊號XON一般為高位準，而顯示裝置在關機時，關機偵測訊號XON一般為低位準，因此開關151與152皆可採用P型電晶體來實現。此外，在較佳的設計中，開關電路150可以進一步包括阻抗153，而此阻抗153係電性連接於開關151之第二端151-2與開關152之第一端152-1之間。此阻抗153例如是以電阻來實現。

如此一來，當顯示裝置關機，使得關機偵測訊號XON由高位準轉換至低位準時，開關電路150便會將電源軌線170與180電性連接在一起，讓這二條電源軌線可進行殘餘電荷的分享，以將電壓位準轉換器130的工作電源維持一段時間，使得電壓位準轉換器130內之各緩衝器的輸出訊號(即時脈訊號CK1與CK2)的電壓位準在該段時間內維持在高準位。換句話說，在顯示裝置關機時，閘極驅動器140的所有輸入訊號皆會在該段時間內維持在高準位，使得閘極驅動器140可於此段時間內輸出高準位的閘極訊號GS去導通各畫素中的薄膜電晶體，讓各畫素中的殘餘電荷可藉由薄膜電晶體快速放電，以消除顯示裝置於關機時之殘影。

值得一提的是，本發明所使用的閘極驅動器可以是以N型金屬氧化物半導體電晶體為基礎的閘極驅動電路基板技術(NMOS based GOA)來實現，或是以P型金屬氧化物半導體電晶體為基礎的閘極驅動電路基板技術(PMOS based GOA)來實現。

第二實施例：

圖2繪示有依照本發明另一實施例之閘極驅動裝置的示意圖。請同時參照圖2與圖1，經比較二者之後，可以發現二者的不同之處在於開關電路的設計方式。如圖2所示，電壓產生器110與120係透過開關電路250而分別電性連接電源軌線170與180，且開關電路250更用以依據關機偵測訊號XON而決定是否將電壓產生器110與120切離電源軌線170與180。

在此例中，開關電路250包括有四個開關，分別以251、252、254與255來標示。開關251，具有第一端251-1、第二端251-2與控制端251-3，且其第一端251-1電性連接電源軌線170，而其控制端251-3用以接收關機偵測訊號XON，據以決定是否導通。開關252具有第一端252-1、第二端252-2與控制端252-3，且其第一端252-1電性連接開關251之第二端251-2，其第二端252-2電性連接電源軌線180，而其控制端252-3用以接收關機偵測訊號XON，據以決定是否導通。

開關254具有第一端254-1、第二端254-2與控制端254-3，且其第一端254-1電性連接電壓產生器110，其第二端254-2電性連接開關251之第一端251-1，而其控制端254-3用以接收關機偵測訊號XON，據以決定是否導通。至於開關255，其具有第一端255-1、第二端255-2與控制端255-3，且其第一端255-1電性連接電壓產生器120，其第二端255-2電性連接開關252之第二端252-2，而其控制端255-3用以接收關機偵測訊號XON，據以決定是否導通。此外，在較佳的設計中，開關電路250可以進一步包括阻抗253，而此阻抗253係電性連接於開關251之第二端251-2與開關252之第一端252-1之間。此阻抗253例如是以電阻來實現。

由於關機偵測訊號XON具有二種位準，因此當顯示裝置關機，使得關機偵測訊號XON由其中一位準轉換至另一位準時，開關251與252皆必須導通，以進行電荷分享，而開關254與255皆必須關閉，以將電壓產生器110與120切離電源軌線170與180，避免電流回流至電壓產生器110與120。而由於顯示裝置在正常操作時，關機偵測訊號XON一般為高位準，而顯示裝置在關機時，關機偵測訊號XON一般為低位準，因此開關251與252皆可採用P型電晶體來實現，而開關254與255則皆採用N型電晶體來實現。

藉由上述各實施例之教示，此領域具有通常知識者當可歸納出本發明之殘影消除方法的一些基本操作步驟，一如圖3所示。圖3為依照本發明一實施例之殘影消除方法的流程圖。所述之殘影消除方法適用於一顯示裝置。此顯示裝置具有一閘極驅動裝置，而此閘極驅動裝置又具有一第一電源軌線、一第二電源軌線、一第一電壓產生器、一第二電壓產生器、一電壓位準轉換器與一閘極驅動器。第一電壓產生器電性連接第一電源軌線，以輸出第一電壓至第一電源軌線。第二電壓產生器電性連接第二電源軌線，以輸出第二電壓至第二電源軌線。電壓位準轉換器電性連接第一電源軌線與第二電源軌線，並用以將一第一時脈訊號的高、低位準分別轉換至第一電壓與第二電壓的位準，以形成一第三時脈訊號。而此電壓位準轉換器還用以將一第二時脈訊號的高、低位準分別轉換至第一電壓與第二電壓的位準，以形成一第四時脈訊號。至於閘極驅動器，其電性連接第二電源軌線與電壓位準轉換器，以接收第二電壓、第三時脈訊號與第四時脈訊號，並據以產生至少一閘極脈衝訊號。如圖3所示，此殘影消除方法之步驟包括有：取得顯示裝置之一關機偵測訊號(如步驟S302所示)；以及當關機偵測訊號顯示出顯示裝置係進入關機狀態時，將第一電源軌線電性連接至第二電源軌線(如步驟S304所示)。

當然，此殘影消除方法還可進一步包括下列步驟：當關機偵測訊號顯示出顯示裝置係進入關機狀態時，將第一電壓產生器與第二電壓產生器切離第一電源軌線與第二電源軌線。

綜上所述，本發明解決前述問題的手段，乃是在由二條電源軌線、二個電壓產生器、一電壓位準轉換器與一閘極驅動器所組成的傳統閘極驅動裝置中加入一開關電路，而此開關電路係電性連接於上述二條電源軌線之間，並用以依據顯示裝置之一關機偵測訊號而決定是否將這二條電源軌線電性連接在一起。只要關機偵測訊號顯示出顯示裝置係進入關機狀態時，開關電路便將這二條電源軌線電性連接在一起，讓這二條電源軌線可進行殘餘電荷的分享，以將電壓位準轉換器的工作電源維持一段時間，使得電壓位準轉換器內之各緩衝器的輸出訊號(即第三時脈訊號與第四時脈訊號)的電壓位準在該段時間內維持在高準位。如此一來，在顯示裝置關機時，閘極驅動器的所有輸入訊號皆會在該段時間內維持在高準位，使得閘極驅動器可於此段時間內輸出高準位的閘極訊號去導通各畫素中的薄膜電晶體，讓各畫素中的殘餘電荷可藉由薄膜電晶體快速放電，以消除顯示裝置於關機時之殘影。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

110、120．．．電壓產生器

130．．．電壓位準轉換器

140．．．閘極驅動器

150、250．．．開關電路

151、152．．．開關

151-1、152-1、251-1、252-1、254-1、255-1．．．第一端

151-2、152-2、251-2、252-2、254-2、255-2．．．第二端

151-3、152-3、251-3、252-3、254-3、255-3．．．控制端

153、253．．．阻抗

160．．．時序控制電路

170、180．．．電源軌線

CLK1、CLK2、CK1、CK2．．．時脈訊號

GS．．．閘極脈衝訊號

VGH、VGL．．．電壓

S302、S304．．．步驟

XON．．．關機偵測訊號

圖1繪示有依照本發明一實施例之閘極驅動裝置的示意圖。

圖2繪示有依照本發明另一實施例之閘極驅動裝置的示意圖。

圖3為依照本發明一實施例之殘影消除方法的流程圖。

110、120．．．電壓產生器

130．．．電壓位準轉換器

140．．．閘極驅動器

150．．．開關電路

151、152．．．開關

151-1、152-1．．．第一端

151-2、152-2．．．第二端

151-3、152-3．．．控制端

153．．．阻抗

160．．．時序控制電路

170、180．．．電源軌線

CLK1、CLK2、CK1、CK2．．．時脈訊號

GS．．．閘極脈衝訊號

VGH、VGL．．．電壓

XON．．．關機偵測訊號

Claims (17)

1. 一種閘極驅動裝置，適用於一顯示裝置，該閘極驅動裝置包括：一第一電源軌線；一第二電源軌線；一第一電壓產生器，電性連接該第一電源軌線，以輸出一第一電壓至該第一電源軌線；一第二電壓產生器，電性連接該第二電源軌線，以輸出一第二電壓至該第二電源軌線；一電壓位準轉換器，電性連接該第一電源軌線與該第二電源軌線，並用以將一第一時脈訊號的高、低位準分別轉換至該第一電壓與該第二電壓的位準，以形成一第三時脈訊號，以及將一第二時脈訊號的高、低位準分別轉換至該第一電壓與該第二電壓的位準，以形成一第四時脈訊號；一閘極驅動器，電性連接該第二電源軌線與該電壓位準轉換器，以接收該第二電壓、該第三時脈訊號與該第四時脈訊號，並據以產生至少一閘極脈衝訊號；以及一開關電路，電性連接於該第一電源軌線與該第二電源軌線之間，並用以依據該顯示裝置之一關機偵測訊號而決定是否將該第一電源軌線電性連接至該第二電源軌線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之閘極驅動裝置，其中該開關電路包括：一第一開關，具有一第一端、一第二端與一第一控制端，該第一端電性連接該第一電源軌線，而該第一控制端用以接收該關機偵測訊號，據以決定是否導通；以及一第二開關，具有一第三端、一第四端與一第二控制端，該第三端電性連接該第一開關之該第二端，該第四端電性連接該第二電源軌線，而該第二控制端用以接收該關機偵測訊號，據以決定是否導通。
3. 如申請專利範圍第2項所述之閘極驅動裝置，其中該開關電路更包括：一阻抗，電性連接於該第一開關之該第二端與該第二開關之該第三端之間。
4. 如申請專利範圍第2項所述之閘極驅動裝置，其中該關機偵測訊號具有一第一位準與一第二位準，且當該關機偵測訊號由該第一位準轉換至該第二位準時，該第一開關與該第二開關皆導通。
5. 如申請專利範圍第4項所述之閘極驅動裝置，其中該第一位準為高位準，該第二位準為低位準，且該第一開關與該第二開關皆為一P型電晶體。
6. 如申請專利範圍第2項所述之閘極驅動裝置，其中該電壓位準轉換器包括：一第一緩衝器，電性連接該第一電源軌線與該第二電源軌線，並用以將該第一時脈訊號的高、低位準分別轉換至該第一電壓與該第二電壓的位準，以形成該第三時脈訊號；以及一第二緩衝器，電性連接該第一電源軌線與該第二電源軌線，並用以將該第二時脈訊號的高、低位準分別轉換至該第一電壓與該第二電壓的位準，以形成該第四時脈訊號。
7. 如申請專利範圍第1項所述之閘極驅動裝置，其中該第一電壓產生器與該第二電壓產生器更透過該開關電路而分別電性連接該第一電源軌線與該第二電源軌線，且該開關電路更用以依據該關機偵測訊號而決定是否將該第一電壓產生器與該第二電壓產生器切離該第一電源軌線與該第二電源軌線。
8. 如申請專利範圍第7項所述之閘極驅動裝置，其中該開關電路包括：一第一開關，具有一第一端、一第二端與一第一控制端，該第一端電性連接該第一電源軌線，而該第一控制端用以接收該關機偵測訊號，據以決定是否導通；一第二開關，具有一第三端、一第四端與一第二控制端，該第三端電性連接該第一開關之該第二端，該第四端電性連接該第二電源軌線，而該第二控制端用以接收該關機偵測訊號，據以決定是否導通；一第三開關，具有一第五端、一第六端與一第三控制端，該第五端電性連接該第一電壓產生器，該第六端電性連接該第一開關之該第一端，而該第三控制端用以接收該關機偵測訊號，據以決定是否導通；以及一第四開關，具有一第七端、一第八端與一第四控制端，該第七端電性連接該第二電壓產生器，該第八端電性連接該第二開關之該第四端，而該第四控制端用以接收該關機偵測訊號，據以決定是否導通。
9. 如申請專利範圍第8項所述之閘極驅動裝置，其中該開關電路更包括：一阻抗，電性連接於該第一開關之該第二端與該第二開關之該第三端之間。
10. 如申請專利範圍第8項所述之閘極驅動裝置，其中該關機偵測訊號具有一第一位準與一第二位準，且當該關機偵測訊號由該第一位準轉換至該第二位準時，該第一開關與該第二開關皆導通，而該第三開關與該第四開關皆關閉。
11. 如申請專利範圍第8項所述之閘極驅動裝置，其中該第一位準為高位準，該第二位準為低位準，且該第一開關與該第二開關皆為一P型電晶體，而該第三開關與該第四開關皆為一N型電晶體。
12. 如申請專利範圍第8項所述之閘極驅動裝置，其中該電壓位準轉換器包括：一第一緩衝器，電性連接該第一電源軌線與該第二電源軌線，並用以將該第一時脈訊號的高、低位準分別轉換至該第一電壓與該第二電壓的位準，以形成該第三時脈訊號；以及一第二緩衝器，電性連接該第一電源軌線與該第二電源軌線，並用以將該第二時脈訊號的高、低位準分別轉換至該第一電壓與該第二電壓的位準，以形成該第四時脈訊號。
13. 如申請專利範圍第1項所述之閘極驅動裝置，其中該閘極驅動器包括是以N型金屬氧化物半導體電晶體為基礎的閘極驅動電路基板技術來實現，或是以P型金屬氧化物半導體電晶體為基礎的閘極驅動電路基板技術來實現。
14. 如申請專利範圍第1項所述之閘極驅動裝置，其中該第一時脈訊號與該第二時脈訊號互為反相。
15. 如申請專利範圍第1項所述之閘極驅動裝置，其中該第一時脈訊號與該第二時脈訊號係由一時序控制器所輸出。
16. 一種殘影消除方法，適用於一顯示裝置，該顯示裝置具有一閘極驅動裝置，而該閘極驅動裝置又具有一第一電源軌線、一第二電源軌線、一第一電壓產生器、一第二電壓產生器、一電壓位準轉換器與一閘極驅動器，該第一電壓產生器電性連接該第一電源軌線，以輸出一第一電壓至該第一電源軌線，該第二電壓產生器電性連接該第二電源軌線，以輸出一第二電壓至該第二電源軌線，該電壓位準轉換器電性連接該第一電源軌線與該第二電源軌線，並用以將一第一時脈訊號的高、低位準分別轉換至該第一電壓與該第二電壓的位準，以形成一第三時脈訊號，以及將一第二時脈訊號的高、低位準分別轉換至該第一電壓與該第二電壓的位準，以形成一第四時脈訊號，而該閘極驅動器電性連接該第二電源軌線與該電壓位準轉換器，以接收該第二電壓、該第三時脈訊號與該第四時脈訊號，並據以產生至少一閘極脈衝訊號，該殘影消除方法包括：取得該顯示裝置之一關機偵測訊號；以及當該關機偵測訊號顯示出該顯示裝置係進入關機狀態時，將該第一電源軌線電性連接至該第二電源軌線。
17. 如申請專利範圍第16項所述之殘影消除方法，其中該殘影消除方法更包括：當該關機偵測訊號顯示出該顯示裝置係進入關機狀態時，將該第一電壓產生器與該第二電壓產生器切離該第一電源軌線與該第二電源軌線。