CN101996549A - 栅极驱动器的启动保护电路及应用其的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种栅极驱动器的启动保护电路，其应用于液晶显示器，其中该启动保护电路包含一侦测电路及一开关。该侦测电路用来侦测一栅极低电压，以产生一控制信号。该开关电性连接于该侦测电路，由该控制信号所控制，用来传输一栅极高电压。该侦测电路先输出该栅极低电压，并侦测该栅极低电压是否达到一预设准位。当该栅极低电压达到该预设准位时，该侦测电路开启该开关以输出该栅极高电压。

Description

栅极驱动器的启动保护电路及应用其的液晶显示器

技术领域

本发明是相关于一种栅极驱动器，尤指一种具有启动保护电路的栅极驱动器。

背景技术

请参考图1，图1为先前技术的液晶显示器的示意图。液晶显示器10包含一系统板12及一显示面板16，系统板12上设有一电源电路14，显示面板16上设有一栅极驱动器18。栅极驱动器18包含一移位缓存器(shiftregister)181、一电位转换器(level shifter)182及一输出缓冲器183。移位缓存器181接收液晶显示器10的控制信号CPV、UD、XON、OE、STV，电位转换器182接收由电源电路14产生的栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG以产生栅极控制信号VG，输出缓冲器183将栅极控制信号VG输出至显示面板16。电源电路14用来产生液晶显示器10所需的电压，电源电路14包含一直流/直流转换器141、一充电泵(charge pump)142、一第一延迟器143及一第二延迟器144。直流/直流转换器141将电源电压VCC转换为电压VDDA，充电泵142根据电压VDDA产生栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG。

请参考图2，图2为栅极驱动器启动时的电压的波形图。液晶显示器10开机时，电源电压VCC达到稳定，接着栅极低电压VEEG达到一低准位，使栅极驱动器18关闭所有扫描线，以预防开机噪声，之后再启动栅极高电压VDDG达到一高准位，以驱动扫描线。因此，为确保液晶显示器10的操作正常及预防栅极驱动器18损害，液晶显示器10的开机的电压时序分别为：VCC→VEEG→VDDG。

根据上述电压时序，栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG在输入电位转换器182之前分别经过第一延迟器143及第二延迟器144，使栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG会被先后送至栅极驱动器18，以产生正确的开机顺序。

请参考图3，图3为栅极驱动器启动时的电压时序发生错误的示意图。在正常的情况下，栅极低电压VEEG会在栅极高电压VDDG启动的前先动作，使栅极驱动器18关闭所有的扫描线，如此将可避免液晶显示器10开机时可能发生的不良现象。然而，由于一般的栅极驱动器18内部并无任何针对电压时序进行侦测的机制，当电源电路14将栅极低电压VEEG与门极高电压VEEG同步传输到显示面板16时，液晶显示器10于开机的瞬间，会因为栅极高电压VDDG的耦合现象使得栅极低电压VEEG产生突波，造成栅极驱动器18动作不正确，如此液晶显示器10可能无法开机，甚至损害栅极驱动器18。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供液晶显示器的栅极驱动器的启动保护电路，以解决上述的问题。

本发明是提供一种栅极驱动器的启动保护电路，包含一侦测电路及一开关。该侦测电路用来传输及侦测一栅极低电压，以产生一控制信号。该开关电性连接于该侦测电路，该开关由该控制信号所控制，用来传输一栅极高电压。

本发明还提供一种保护栅极驱动器的启动电压的方法，包含：接收一栅极低电压及一栅极高电压；输出该栅极低电压；侦测该栅极低电压是否达到一预设准位；及当该栅极低电压达到该预设准位时，输出该栅极高电压。

本发明还提供一种栅极驱动器，包含一启动保护电路、一移位缓存器、一电位转换器及一输出缓冲器。该启动保护电路用来传输一栅极低电压，当该栅极低电压达到一预设准位时，输出一栅极高电压。该移位缓存器用来接收一显示信号。该电位转换器电性连接于该移位缓存器、该侦测电器及该开关，用来根据该显示信号、该栅极低电压及该栅极高电压产生一栅极控制信号。该输出缓冲器电性连接于该电位转换器，用来输出该栅极控制信号。

本发明还提供一种液晶显示器，包含一显示面板、一启动保护电路及一栅极驱动电路。该启动保护电路电性连接于显示面板，用来传输一栅极低电压，当该栅极低电压达到一预设准位时，输出一栅极高电压。该栅极驱动器电性连接于该侦测电路及该开关，用来根据该栅极低电压及该栅极高电压驱动该液晶显示面板。

附图说明

图1为先前技术的液晶显示器的示意图。

图2为栅极驱动器启动时的电压的波形图。

图3为栅极驱动器启动时的电压时序发生错误的示意图。

图4为本发明的液晶显示器的第一实施例的示意图。

图5为栅极驱动器启动时的电压的时序图。

图6为图4的启动保护电路的示意图。

图7为图4的启动保护电路的操作流程图。

图8为本发明的液晶显示器的第二实施例的示意图。

图9为本发明的液晶显示器的第三实施例的示意图。

图10为说明本发明的液晶显示器的示意图。

图11为本发明的启动时序保护电路的示意图。

图12为说明本发明的启动时序保护电路的操作流程图。

具体实施方式

在说明书及前述的权利要求范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及前述的权利要求范围并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及前述的权利要求当中所提及的「包含」是为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「电性连接」一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电性连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地连接至该第二装置。

请参考图4，图4为本发明的液晶显示器的第一实施例的示意图。液晶显示器40包含一系统板42及一显示面板46，系统板42上设有一电源电路44，显示面板46上设有一栅极驱动器48。栅极驱动器48包含一移位缓存器(shiftregister)481、一电位转换器(level shifter)482及一输出缓冲器483及一启动保护电路49。移位缓存器481接收液晶显示器40的显示信号CPV、UD、XON、OE、STV，电位转换器482接收由电源电路44产生的栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG以产生栅极控制信号VG，输出缓冲器483将栅极控制信号VG输出至显示面板46。电源电路44用来产生液晶显示器40所需的电压，电源电路44包含一直流/直流转换器441及一充电泵442。直流/直流转换器441将电源电压VCC转换为电压VDDA，充电泵442根据电压VDDA产生栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG。启动保护电路49可防止栅极驱动器48于液晶显示器40开机时，栅极高电压VDDG与门极低电压VEEG的时序错误，造成液晶显示器40的画面异常或无法正常开机的情形发生。

请参考图5，图5为栅极驱动器启动时的电压的时序图。首先电源电压VCC经过一第一时间t1达到稳定，接着栅极低电压VEEG在经过一第二时间t2的后达到一低准位，最后栅极高电压VDDG在经过一第三时间t3的后达到一高准位。第二时间t2及第三时间t3是根据液晶显示器的规格决定。在本发明实施例中，启动保护电路49可侦测栅极低电压VEEG的准位，当栅极低电压VEEG达到低准位时，才将栅极高电压VDDG输入栅极驱动器48，因此启动保护电路49可避免栅极高电压VDDG与门极低电压VEEG同步输入栅极驱动器48，或门极高电压VDDG较栅极低电压VEEG先输入栅极驱动器48的错误的电压时序。

请参考图6，图6为图4的启动保护电路的示意图。启动保护电路49包含一侦测电路491及一开关492。侦测电路491用来侦测栅极低电压VEEG，以产生一控制信号S1。开关492电性连接于侦测电路491，由控制信号S1所控制。栅极低电压VEEG经由侦测电路491传输到栅极驱动器48，栅极高电压VDDG经由开关492传输到栅极驱动器48。启动保护电路49藉由侦测栅极低电压VEEG是否达到低准位来确保栅极高电压VDDG与门极低电压VEEG的时序正确。当栅极低电压VEEG小于低准位时，控制信号S1将开关492关闭。当栅极低电压VEEG达到低准位时，控制信号S1将开关492打开让栅极高电压VDDG输入至栅极驱动器48。因此，栅极驱动器48一定会先接收达到低准位的栅极低电压VEEG，接着才会接收达到高准位的栅极高电压VDDG。

请参考图7，图7为图4的启动保护电路的操作流程图。启动保护电路49根据下列步骤进行动作：

步骤710：液晶显示器40开机，电源电压VCC输入系统板42中。

步骤720：电源电路44产生栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG，侦测电路491将栅极低电压VEEG输入到栅极驱动器48。

步骤730：侦测电路491侦测栅极低电压VEEG是否达到低准位，若是，则进行步骤740，若否，则回到步骤720。

步骤740：侦测电路491打开开关492。

步骤750：经由开关492将栅极高电压VDDG输入到栅极驱动器48。

当液晶显示器40开机后，电源电路44利用充电泵442产生栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG，此时侦测电路491会先将栅极低电压VEEG传输到栅极驱动器48，并持续侦测栅极低电压VEEG是否达到低准位，以产生控制信号S1。当栅极低电压VEEG达到低准位时，控制信号S1将开关492打开，此时栅极高电压VDDG经由开关492输入至栅极驱动器48。另外，在电压时序的规范中，在栅极低电压VEEG达到低准位之后，会设定经过一预设时间之后，栅极高电压VDDG才能达到高准位。因此，在本发明实施例中，也可以藉由控制信号S1来延迟输出栅极高电压VDDG，使栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG的时序符合规范。

请参考图8，图8为本发明的液晶显示器的第二实施例的示意图。在本实施例中，电源电路44另包含一第一延迟器443及一第二延迟器444。因此，栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG在输入栅极驱动器48之前会分别经过第一延迟器443及第二延迟器444，使栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG会被先后送至栅极驱动器48，以产生正确的开机顺序。然而，第一延迟器443及第二延迟器444不能确保电源电路44输出正确时序的栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG，因此，本发明的启动保护电路49亦适用于设有延迟电路的电源电路44。

请参考图9，图9为本发明的液晶显示器的第三实施例的示意图。本实施例的电路架构与图4的第一实施例相似，不同的是，在本实施例中，启动保护电路49设置于电源电路44之中。如此一来，栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG在输入栅极驱动器48之前会先进入启动保护电路49，使栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG会被先后送至栅极驱动器48，以产生正确的开机顺序。因此，将启动保护电路49设置于电源电路44之中，可确保电源电路44产生正确时序的栅极低电压VEEG与门极高电压VDDG。

综上所述，本发明的栅极驱动器的启动保护电路包含一侦测电路及一开关。该侦测电路用来侦测一栅极低电压，以产生一控制信号。该开关电性连接于该侦测电路，由该控制信号所控制，用来传输一栅极高电压。该侦测电路先输出该栅极低电压，并侦测该栅极低电压是否达到一预设准位。当该栅极低电压达到该预设准位时，该侦测电路开启该开关以输出该栅极高电压。

以下是本发明的另一实施例

请参考图10。图10为说明本发明的液晶显示器30的示意图。液晶显示器30包含一电源电路32、一栅极驱动电路34、一启动时序保护电路33、一源极驱动电路36及一显示面板38。当液晶显示器30开机时，电源电路32接收输入电压V_CC，并据以产生数据驱动电压V_S、栅极低电压V_GL与门极高电压V_GH。启动时序保护电路33电性连接于电源电路32与栅极驱动电路34之间，同时并接收输入电压V_CC。启动时序保护电路33是用来确保栅极低电压V_GL与门极高电压V_GH的正确时序。栅极驱动电路34用来从启动时序保护电路33接收正确启动时序的栅极低电压V_GL与门极高电压V_GH，以产生栅极控制信号_SG。源极驱动电路36电性连接于电源电路32，用来接收数据驱动电压V_S，以产生数据驱动信号S_S。显示面板38电性连接于栅极驱动电路34与源极驱动电路36。显示面板38根据所接收的栅极控制信号S_G与数据驱动信号S_S，显示画面。

请参考图11。图11为本发明的启动时序保护电路33的示意图。启动时序保护电路33包含一栅极参考电压源331、一比较器332、一与门333、一输入电压准位判断电路334、一开关335以及一输出端O_GL。栅极参考电压源331是提供一接近于0伏特的负电压(举例来说，-0.5伏特)的栅极参考电压。比较器332包含一第一输入端、一第二输入端，以及一输出端。栅极低电压V_GL输入至比较器332的一第一输入端，同时并藉由输出端O_GL输入至栅极驱动电路34；栅极参考电压源331是输入栅极参考电压至比较器332的一第二输入端。比较器332用来比较栅极参考电压与栅极低电压V_GL，并据以产生栅极低电压准位判断信号S_GL。举例来说，当栅极低电压V_GL为0伏特时，栅极低电压V_GL高于栅极参考电压，栅极低电压准位判断信号S_GL为逻辑「0」(低电位)；当栅极低电压V_GL下降为-6伏特时，栅极低电压V_GL低于栅极参考电压，栅极低电压准位判断信号S_GL为逻辑「1」(高电位)。

输入电压准位判断电路334用来接收输入电压V_CC，并根据一输入参考电压，以产生一输入电压准位判断信号S_CC。举例来说，设输入参考电压为2伏特；当输入电压V_CC为0伏特时(低于输入参考电压)，输入电压准位判断信号_SCC为逻辑「0」(低电位)；当输入电压V_CC为5伏特时(高于输入参考电压)，输入电压准位判断信号S_CC为逻辑「1」(高电位)。与门333包含一第一输入端、一第二输入端以及一输出端。与门333的第一输入端电性连接于输入电压准位判断电路334，用来接收输入电压准位判断信号S_CC；第二输入端电性连接于比较器332的输出端，用来接收栅极低电压准位判断信号S_GL。与门333是对输入电压准位判断信号S_CC与栅极低电压准位判断信号S_GL进行及运算，用来输出一栅极高电压准位判断信号S_GH。举例来说，当输入电压准位判断信号S_CC与栅极低电压准位判断信号S_GL皆为逻辑「1」(高电位)时，与门333输出逻辑「1」(高电位)的栅极高电压准位判断信号S_GH。

开关335是用来接收栅极高电压V_GH，同时并电性连接于与门333的输出端。开关335是由与门333所输出的栅极高电压准位判断信号S_GH所控制。举例来说，当栅极高电压准位判断信号S_GH为逻辑「0」(低电位)时，开关335为不导通；当栅极高电压准位判断信号S_GH为逻辑「1」(高电位)时，开关335导通。当开关335导通时，栅极高电压V_GH便能经由开关335传送至栅极驱动电路34。

更进一步地说，只有在开关335为导通的状态时，栅极高电压V_GH才能经由开关335传送至栅极驱动电路34；只有当栅极高电压准位判断信号S_GH为逻辑「1」(高电位)时，开关335才会导通；只有在输入电压准位判断信号S_CC与栅极低电压准位判断信号S_GL皆为逻辑「1」(高电位)时，与门333才会输出逻辑「1」(高电位)的栅极高电压准位判断信号S_GH；只有当栅极低电压V_GL下降为-6伏特时，比较器332才会据以输出逻辑「1」(高电位)的栅极低电压准位判断信号S_GL。因此，经由启动时序保护电路33的保护，栅极驱动电路34一定会先接收达到低准位的栅极低电压V_GL，接着才会接收达到高准位的栅极高电压V_GH。

请参考图12，图12为说明本发明的启动时序保护电路33的操作流程图。启动时序保护电路33是根据下列步骤进行动作：

步骤51：液晶显示器30开机，输入电压V_CC输入至电源电路32与输入电压准位判断电路334；

步骤52：电源电路32产生栅极低电压V_GL与门极高电压V_GH；启动时序保护电路33藉由输出端O_GL将栅极低电压V_GL输入到栅极驱动电路34；

步骤53：比较器332根据参考电压源331，侦测栅极低电压V_GL是否达到一低准位；若是，则进行步骤54；若否，则回到步骤52；

步骤54：比较器332输出逻辑「1」(高电位)，以使与门333输出逻辑「1」(高电位)，进而导通开关332；

步骤55：经由开关332将栅极高电压V_GH输入到栅极驱动电路34。

当液晶显示器40开机后，输入电压V_CC同时输入至电源电路32与输入电压准位判断电路334。输入电压准位判断电路334根据输入电压V_CC的准位，用来产生一输入电压准位判断信号S_CC。电源电路32根据输入电压V_CC产生栅极低电压V_GL与门极高电压V_GH。栅极低电压V_GL与门极高电压V_GH分别被传送至时序保护电路33的比较器332以及开关335。接着，时序保护电路33会先藉由输出端O_GL将栅极低电压V_GL传输到栅极驱动电路34。比较器332根据参考电压源331来侦测栅极低电压V_GL是否达到一低准位。当栅极低电压V_GL达到该低准位，比较器332输出逻辑「1」(高电位)的栅极低电压准位判断信号S_GL。与门333对输入电压准位判断信号S_CC与栅极低电压准位判断信号S_GL进行及运算。当输入电压准位判断信号S_CC与栅极低电压准位判断信号S_GL皆为逻辑「1」(高电位)时，与门333输出逻辑「1」(高电位)的栅极高电压准位判断信号S_GH。当栅极高电压准位判断信号S_GH为逻辑「1」(高电位)时，开关335关闭，此时栅极高电压V_GH经由开关335输入至栅极驱动电路34。藉由利用栅极高电压准位判断信号S_GH来延迟输出栅极高电压V_GH传送至栅极驱动电路34，本发明的时序保护电路33可以控制栅极低电压V_GL与门极高电压V_GH的时序以符合规范。

综上所述，本发明的栅极驱动器的启动保护电路包含一侦测电路及一开关。该侦测电路用来侦测一栅极低电压，以产生一控制信号。该开关电性连接于该侦测电路，由该控制信号所控制，用来传输一栅极高电压。该侦测电路先输出该栅极低电压，并侦测该栅极低电压是否达到一预设准位。当该栅极低电压达到该预设准位时，该侦测电路开启该开关以输出该栅极高电压。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种栅极驱动器的启动保护电路，包含：

一侦测电路，用来传输及侦测一栅极低电压，以产生一控制信号；

一开关，电性连接于该侦测电路，该开关由该控制信号所控制，用来传输一栅极高电压。

2.如权利要求1所述的栅极驱动器的启动保护电路，其特征在于，该侦测电路是用来侦测该栅极低电压是否达到一预设准位，该开关是于该栅极低电压达到该预设准位时被开启。

3.如权利要求1所述的栅极驱动器的启动保护电路，其特征在于，该侦测电路是电性连接于一充电泵，以接收该充电泵产生的栅极低电压；该开关是电性连接该充电泵，以接收该充电泵产生的栅极高电压。

4.如权利要求3所述的栅极驱动器的启动保护电路，其特征在于，该侦测电路是经由一第一延迟电路电性连接该充电泵；该开关是经由一第二延迟电路电性连接该充电泵。

5.如权利要求1所述的栅极驱动器的启动保护电路，其特征在于，该侦测电路是电性连接于一电位转换器，以将该栅极低电压传输至该电位转换器；该开关是电性连接于该电位转换器，以将该栅极高电压传输至该电位转换器。

6.一种栅极驱动器的启动时序保护电路，其特征在于，包含：

一比较器，用来侦测一栅极低电压是否达到一第一预设准位，包含：

一第一输入端，用来接收该栅极低电压；

一第二输入端，用来接收一栅极参考电压；以及

一输出端，用来根据该栅极低电压及该栅极参考电压的比较结果，输出一栅极低电压准位判断信号；

一输入电压准位判断电路，用来接收一输入电压，并根据一输入参考电压，以产生一输入电压准位判断信号；

一逻辑栅，包含：

一第一输入端，电性连接于该输入电压准位判断电路，用来接收该输入电压准位判断信号；

一第二输入端，电性连接于该比较器，用来接收该栅极低电压准位判断信号；以及

一输出端，该逻辑栅针对该输入电压准位判断信号与该栅极低电压准位判断信号进行逻辑运算，以于该逻辑栅的该输出端输出一栅极高电压准位判断信号；

一开关，电性连接于该逻辑栅；以及

一栅极低电压输出端，用来接收该栅极低电压，并将其传输至一栅极驱动电路。

7.如权利要求6所述的栅极驱动器的启动时序保护电路，其特征在于，该逻辑栅为一与门。

8.如权利要求6所述栅极驱动器的启动时序保护电路，其特征在于，还包含一电源电路，其用来根据该输入电压，产生该栅极低电压及该栅极高电压；

该比较器的该第一输入端电性连接于该电源电路，以接收该栅极低电压；

该开关还电性连接于该电源电路，以接收该栅极高电压；该栅极低电压输出端电性连接于该电源电路，以将该栅极低电压传输至该栅极驱动电路。

9.一种保护栅极驱动器的启动电压的方法，其特征在于，包含：

接收一栅极低电压及一栅极高电压；

输出该栅极低电压；

侦测该栅极低电压是否达到一预设准位；及

当该栅极低电压达到该预设准位时，输出该栅极高电压。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，当该栅极低电压达到该预设准位时，输出该栅极高电压是为当该栅极低电压达到该预设准位时，于一预设时间之后输出该栅极高电压。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包含：

提供一电源电压；及

根据该电源电压产生该栅极低电压及该栅极高电压。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包含：

将该栅极低电压及该栅极高电压传输至该栅极驱动器。

13.一种启动电压时序的方法，其特征在于，包含：

接收一栅极低电压以及一栅极高电压；

输出该栅极低电压至一栅极驱动电路；

藉由和一栅极参考电压比较，侦测该栅极低电压是否达到一第一预设准位，以产生一第一控制信号；

接收一输入电压；

藉由和一输入参考电压比较，侦测该输入电压是否达到一第二预设准位，以产生一第二控制信号；

根据该第一控制信号与该第二控制信号，输出该栅极高电压至该栅极驱动电路。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包含：

提供该输入电压；以及

根据该输入电压，产生该栅极低电压以及该栅极高电压。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，

当该栅极低电压达到该第一预设准位时，该第一控制信号为一第一逻辑；或者

当该输入电压达到该第二预设准位时，该第二控制信号为该第一逻辑。

16.一种栅极驱动器，其特征在于，包含：

一启动保护电路，用来传输一栅极低电压，当该栅极低电压到一预设准位时，输出一栅极高电压；该启动保护电路包含：

一侦测电路，用来传输及侦测该栅极低电压是否达到该预设准位，以产生该一控制信号；及

一开关，电性连接于该侦测电路，该开关由该控制信号所控制，用来传输该栅极高电压；

一移位缓存器，用来接收一显示信号；

一电位转换器，电性连接于该移位缓存器、该侦测电器及该开关，用来根据该显示信号、该栅极低电压及该栅极高电压产生一栅极控制信号；及

一输出缓冲器，电性连接于该电位转换器，用来输出该栅极控制信号。

17.如权利要求16所述的栅极驱动器，其特征在于，该侦测电路是电性连接于一充电泵，以接收该充电泵产生的栅极低电压；该开关是电性连接该充电泵，以接收该充电泵产生的栅极高电压。

18.如权利要求16所述的栅极驱动器，其特征在于，该侦测电路是经由一第一延迟电路电性连接该充电泵；该开关是经由一第二延迟电路电性连接该充电泵。

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