CN102364571A - 栅极驱动装置与残影消除方法 - Google Patents
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Abstract
一种栅极驱动装置与一种残影消除方法。此栅极驱动装置包括二条电源轨线、二个电压产生器、一电压电平转换器、一栅极驱动器与一开关电路。上述二个电压产生器分别电性连接上述二条电源轨线。电压电平转换器电性连接上述二条电源轨线，并用以转换第一与第二时钟脉冲信号的电平而分别形成第三与第四时钟脉冲信号。栅极驱动器电性连接其中一电源轨线与电压电平转换器，以接收一电压、第三与第四时钟脉冲信号，并据以产生至少一栅极脉冲信号。开关电路电性连接上述二条电源轨线，并依据显示装置的关机检测信号而决定是否使上述二条电源轨线互相电性连接。本发明可消除显示装置于关机时的残影。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术的领域，尤其涉及一种栅极驱动装置与一种残影消除方法。
背景技术
液晶显示器(liquid crystal display，LCD)为一种平面显示装置，其具有轻、薄、省电、低辐射等优点，因此被广泛地运用于各种电子设备中。
然而，液晶显示器在关机时，存储在像素的等效电容的电荷并无法快速放电，只能借由像素中的薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)的漏电特性来将电荷逐渐释放掉，因而造成关机时产生残影(residual image)的现象。
发明内容
本发明提供一种栅极驱动装置，其可消除显示装置于关机时的残影。
本发明另提供一种残影消除方法，其适合应用于前述的栅极驱动装置。
本发明提出一种栅极驱动装置，其适用于一显示装置。此栅极驱动装置包括有一第一电源轨线、一第二电源轨线、一第一电压产生器、一第二电压产生器、一电压电平转换器、一栅极驱动器与一开关电路。第一电压产生器电性连接第一电源轨线，以输出第一电压至第一电源轨线。第二电压产生器电性连接第二电源轨线，以输出第二电压至第二电源轨线。电压电平转换器电性连接第一电源轨线与第二电源轨线，并用以将一第一时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至第一电压与第二电压的电平，以形成一第三时钟脉冲信号。此电压电平转换器还用以将一第二时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至第一电压与第二电压的电平，以形成一第四时钟脉冲信号。栅极驱动器电性连接第二电源轨线与电压电平转换器，以接收第二电压、第三时钟脉冲信号与第四时钟脉冲信号，并据以产生至少一栅极脉冲信号。至于开关电路，其电性连接于第一电源轨线与第二电源轨线之间，并用以依据上述显示装置的一关机检测信号而决定是否将第一电源轨线电性连接至第二电源轨线。
本发明另提出一种残影消除方法，其适用于一显示装置。此显示装置具有一栅极驱动装置，而此栅极驱动装置又具有一第一电源轨线、一第二电源轨线、一第一电压产生器、一第二电压产生器、一电压电平转换器与一栅极驱动器。第一电压产生器电性连接第一电源轨线，以输出第一电压至第一电源轨线。第二电压产生器电性连接第二电源轨线，以输出第二电压至第二电源轨线。电压电平转换器电性连接第一电源轨线与第二电源轨线，并用以将一第一时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至第一电压与第二电压的电平，以形成一第三时钟脉冲信号。电压电平转换器还用以将一第二时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至第一电压与第二电压的电平，以形成一第四时钟脉冲信号。而栅极驱动器电性连接第二电源轨线与电压电平转换器，以接收第二电压、第三时钟脉冲信号与第四时钟脉冲信号，并据以产生至少一栅极脉冲信号。此残影消除方法包括有下列步骤：取得上述显示装置的一关机检测信号；以及当关机检测信号显示出显示装置进入关机状态时，将第一电源轨线电性连接至第二电源轨线。
本发明解决前述问题的手段，乃是在由二条电源轨线、二个电压产生器、一电压电平转换器与一栅极驱动器所组成的传统栅极驱动装置中加入一开关电路，而此开关电路电性连接于上述二条电源轨线之间，并用以依据显示装置的一关机检测信号而决定是否将这二条电源轨线电性连接在一起。只要关机检测信号显示出显示装置进入关机状态时，开关电路便将这二条电源轨线电性连接在一起，让这二条电源轨线可进行残余电荷的分享，以将电压电平转换器的工作电源维持一段时间，使得电压电平转换器内的各缓冲器的输出信号(即第三时钟脉冲信号与第四时钟脉冲信号)的电压电平在该段时间内维持在高电平。如此一来，在显示装置关机时，栅极驱动器的所有输入信号均会在该段时间内维持在高电平，使得栅极驱动器可于此段时间内输出高电平的栅极信号去导通各像素中的薄膜晶体管，让各像素中的残余电荷可借由薄膜晶体管快速放电，以消除显示装置于关机时的残影。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1示出有依照本发明一实施例的栅极驱动装置的示意图。
图2示出有依照本发明另一实施例的栅极驱动装置的示意图。
图3为依照本发明一实施例的残影消除方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
110、120：电压产生器
130：电压电平转换器
140：栅极驱动器
150、250：开关电路
151、152：开关
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：时序控制电路
170、180：电源轨线
CLK1、CLK2、CK1、CK2：时钟脉冲信号
GS：栅极脉冲信号
VGH、VGL：电压
S302、S304：步骤
XON：关机检测信号
具体实施方式
第一实施例：
图1示出有依照本发明一实施例的栅极驱动装置的示意图。此栅极驱动装置适用于一显示装置，例如是一液晶显示装置。请参照图1，此栅极驱动装置包括有电压产生器110、电压产生器120、电压电平转换器130、栅极驱动器140、开关电路150、电源轨线170与电源轨线180。电压产生器110电性连接电源轨线170，以输出电压VGH至电源轨线170。而电压产生器120电性连接电源轨线180，以输出电压VGL至电源轨线180。
上述的电压电平转换器130电性连接电源轨线170与180，并用以将时序控制器160所输出的时钟脉冲信号CLK1的高、低电平分别转换至电压VGH与VGL的电平，以形成时钟脉冲信号CK1。此电压电平转换器130还用以将时序控制器160所输出的时钟脉冲信号CLK2的高、低电平分别转换至电压VGH与VGL的电平，以形成时钟脉冲信号CK2。其中，时钟脉冲信号CK1与时钟脉冲信号CK2互为反相。而栅极驱动器140电性连接电源轨线180与电压电平转换器130，以接收电压VGL、时钟脉冲信号CK1与CK2，并据以产生至少一栅极脉冲信号GS。至于开关电路150，其电性连接于电源轨线170与180之间，并用以依据显示装置(未示出)的一关机检测信号XON而决定是否将电源轨线170电性连接至电源轨线180。
电压电平转换器130包括有缓冲器132与134。缓冲器132电性连接电源轨线170与180，以将电压VGH与VGL当作其工作电源。而此缓冲器132用以将时钟脉冲信号CLK1的高、低电平分别转换至电压VGH与VGL的电平，以形成时钟脉冲信号CK1。缓冲器134也电性连接电源轨线170与180，以将电压VGH与VGL当作其工作电源。而此缓冲器134用以将时钟脉冲信号CLK2的高、低电平分别转换至电压VGH与VGL的电平，以形成时钟脉冲信号CK2。
在此例中，开关电路150包括有开关151与152。开关151具有第一端151-1、第二端151-2与控制端151-3，且其第一端151-1电性连接电源轨线170，而其控制端151-3用以接收关机检测信号XON，据以决定是否导通。开关152具有第一端152-1、第二端152-2与控制端152-3，且其第一端152-1电性连接开关151的第二端151-2，其第二端152-2电性连接电源轨线180，而其控制端152-3用以接收关机检测信号XON，据以决定是否导通。
由于关机检测信号XON具有二种电平，因此当显示装置关机，使得关机检测信号XON由其中一电平转换至另一电平时，开关151与152就必须导通。而由于显示装置在正常操作时，关机检测信号XON一般为高电平，而显示装置在关机时，关机检测信号XON一般为低电平，因此开关151与152均可采用P型晶体管来实现。此外，在较佳的设计中，开关电路150可以进一步包括阻抗153，而此阻抗153电性连接于开关151的第二端151-2与开关152的第一端152-1之间。此阻抗153例如是以电阻来实现。
如此一来，当显示装置关机，使得关机检测信号XON由高电平转换至低电平时，开关电路150便会将电源轨线170与180电性连接在一起，让这二条电源轨线可进行残余电荷的分享，以将电压电平转换器130的工作电源维持一段时间，使得电压电平转换器130内的各缓冲器的输出信号(即时钟脉冲信号CK1与CK2)的电压电平在该段时间内维持在高电平。换句话说，在显示装置关机时，栅极驱动器140的所有输入信号均会在该段时间内维持在高电平，使得栅极驱动器140可于此段时间内输出高电平的栅极信号GS去导通各像素中的薄膜晶体管，让各像素中的残余电荷可借由薄膜晶体管快速放电，以消除显示装置于关机时的残影。
值得一提的是，本发明所使用的栅极驱动器可以是以N型金属氧化物半导体晶体管为基础的栅极驱动电路基板技术(NMOS based GOA)来实现，或是以P型金属氧化物半导体晶体管为基础的栅极驱动电路基板技术(PMOSbased GOA)来实现。
第二实施例：
图2示出有依照本发明另一实施例的栅极驱动装置的示意图。请同时参照图2与图1，经比较二者之后，可以发现二者的不同之处在于开关电路的设计方式。如图2所示，电压产生器110与120通过开关电路250而分别电性连接电源轨线170与180，且开关电路250还用以依据关机检测信号XON而决定是否将电压产生器110与120切离电源轨线170与180。
在此例中，开关电路250包括有四个开关，分别以251、252、254与255来标示。开关251，具有第一端251-1、第二端251-2与控制端251-3，且其第一端251-1电性连接电源轨线170，而其控制端251-3用以接收关机检测信号XON，据以决定是否导通。开关252具有第一端252-1、第二端252-2与控制端252-3，且其第一端252-1电性连接开关251的第二端251-2，其第二端252-2电性连接电源轨线180，而其控制端252-3用以接收关机检测信号XON，据以决定是否导通。
开关254具有第一端254-1、第二端254-2与控制端254-3，且其第一端254-1电性连接电压产生器110，其第二端254-2电性连接开关251的第一端251-1，而其控制端254-3用以接收关机检测信号XON，据以决定是否导通。至于开关255，其具有第一端255-1、第二端255-2与控制端255-3，且其第一端255-1电性连接电压产生器120，其第二端255-2电性连接开关252的第二端252-2，而其控制端255-3用以接收关机检测信号XON，据以决定是否导通。此外，在较佳的设计中，开关电路250可以进一步包括阻抗253，而此阻抗253电性连接于开关251的第二端251-2与开关252的第一端252-1之间。此阻抗253例如是以电阻来实现。
由于关机检测信号XON具有二种电平，因此当显示装置关机，使得关机检测信号XON由其中一电平转换至另一电平时，开关251与252均必须导通，以进行电荷分享，而开关254与255均必须关闭，以将电压产生器110与120切离电源轨线170与180，避免电流回流至电压产生器110与120。而由于显示装置在正常操作时，关机检测信号XON一般为高电平，而显示装置在关机时，关机检测信号XON一般为低电平，因此开关251与252均可采用P型晶体管来实现，而开关254与255则均采用N型晶体管来实现。
借由上述各实施例的教示，本领域普通技术人员当可归纳出本发明的残影消除方法的一些基本操作步骤，一如图3所示。图3为依照本发明一实施例的残影消除方法的流程图。所述的残影消除方法适用于一显示装置。此显示装置具有一栅极驱动装置，而此栅极驱动装置又具有一第一电源轨线、一第二电源轨线、一第一电压产生器、一第二电压产生器、一电压电平转换器与一栅极驱动器。第一电压产生器电性连接第一电源轨线，以输出第一电压至第一电源轨线。第二电压产生器电性连接第二电源轨线，以输出第二电压至第二电源轨线。电压电平转换器电性连接第一电源轨线与第二电源轨线，并用以将一第一时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至第一电压与第二电压的电平，以形成一第三时钟脉冲信号。而此电压电平转换器还用以将一第二时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至第一电压与第二电压的电平，以形成一第四时钟脉冲信号。至于栅极驱动器，其电性连接第二电源轨线与电压电平转换器，以接收第二电压、第三时钟脉冲信号与第四时钟脉冲信号，并据以产生至少一栅极脉冲信号。如图3所示，此残影消除方法的步骤包括有：取得显示装置的一关机检测信号(如步骤S302所示)；以及当关机检测信号显示出显示装置进入关机状态时，将第一电源轨线电性连接至第二电源轨线(如步骤S304所示)。
当然，此残影消除方法还可进一步包括下列步骤：当关机检测信号显示出显示装置进入关机状态时，将第一电压产生器与第二电压产生器切离第一电源轨线与第二电源轨线。
综上所述，本发明解决前述问题的手段，乃是在由二条电源轨线、二个电压产生器、一电压电平转换器与一栅极驱动器所组成的传统栅极驱动装置中加入一开关电路，而此开关电路电性连接于上述二条电源轨线之间，并用以依据显示装置的一关机检测信号而决定是否将这二条电源轨线电性连接在一起。只要关机检测信号显示出显示装置进入关机状态时，开关电路便将这二条电源轨线电性连接在一起，让这二条电源轨线可进行残余电荷的分享，以将电压电平转换器的工作电源维持一段时间，使得电压电平转换器内的各缓冲器的输出信号(即第三时钟脉冲信号与第四时钟脉冲信号)的电压电平在该段时间内维持在高电平。如此一来，在显示装置关机时，栅极驱动器的所有输入信号均会在该段时间内维持在高电平，使得栅极驱动器可于此段时间内输出高电平的栅极信号去导通各像素中的薄膜晶体管，让各像素中的残余电荷可借由薄膜晶体管快速放电，以消除显示装置于关机时的残影。
虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，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，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。
Claims (17)
1.一种栅极驱动装置，适用于一显示装置，该栅极驱动装置包括：
一第一电源轨线；
一第二电源轨线；
一第一电压产生器，电性连接该第一电源轨线，以输出一第一电压至该第一电源轨线；
一第二电压产生器，电性连接该第二电源轨线，以输出一第二电压至该第二电源轨线；
一电压电平转换器，电性连接该第一电源轨线与该第二电源轨线，并用以将一第一时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至该第一电压与该第二电压的电平，以形成一第三时钟脉冲信号，以及将一第二时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至该第一电压与该第二电压的电平，以形成一第四时钟脉冲信号；
一栅极驱动器，电性连接该第二电源轨线与该电压电平转换器，以接收该第二电压、该第三时钟脉冲信号与该第四时钟脉冲信号，并据以产生至少一栅极脉冲信号；以及
一开关电路，电性连接于该第一电源轨线与该第二电源轨线之间，并用以依据该显示装置的一关机检测信号而决定是否将该第一电源轨线电性连接至该第二电源轨线。
2.如权利要求1所述的栅极驱动装置，其中该开关电路包括：
一第一开关，具有一第一端、一第二端与一第一控制端，该第一端电性连接该第一电源轨线，而该第一控制端用以接收该关机检测信号，据以决定是否导通；以及
一第二开关，具有一第三端、一第四端与一第二控制端，该第三端电性连接该第一开关的该第二端，该第四端电性连接该第二电源轨线，而该第二控制端用以接收该关机检测信号，据以决定是否导通。
3.如权利要求2所述的栅极驱动装置，其中该开关电路还包括：
一阻抗，电性连接于该第一开关的该第二端与该第二开关的该第三端之间。
4.如权利要求2所述的栅极驱动装置，其中该关机检测信号具有一第一电平与一第二电平，且当该关机检测信号由该第一电平转换至该第二电平时，该第一开关与该第二开关均导通。
5.如权利要求4所述的栅极驱动装置，其中该第一电平为高电平，该第二电平为低电平，且该第一开关与该第二开关均为一P型晶体管。
6.如权利要求2所述的栅极驱动装置，其中该电压电平转换器包括：
一第一缓冲器，电性连接该第一电源轨线与该第二电源轨线，并用以将该第一时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至该第一电压与该第二电压的电平，以形成该第三时钟脉冲信号；以及
一第二缓冲器，电性连接该第一电源轨线与该第二电源轨线，并用以将该第二时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至该第一电压与该第二电压的电平，以形成该第四时钟脉冲信号。
7.如权利要求1所述的栅极驱动装置，其中该第一电压产生器与该第二电压产生器还通过该开关电路而分别电性连接该第一电源轨线与该第二电源轨线，且该开关电路还用以依据该关机检测信号而决定是否将该第一电压产生器与该第二电压产生器切离该第一电源轨线与该第二电源轨线。
8.如权利要求7所述的栅极驱动装置，其中该开关电路包括：
一第一开关，具有一第一端、一第二端与一第一控制端，该第一端电性连接该第一电源轨线，而该第一控制端用以接收该关机检测信号，据以决定是否导通；
一第二开关，具有一第三端、一第四端与一第二控制端，该第三端电性连接该第一开关的该第二端，该第四端电性连接该第二电源轨线，而该第二控制端用以接收该关机检测信号，据以决定是否导通；
一第三开关，具有一第五端、一第六端与一第三控制端，该第五端电性连接该第一电压产生器，该第六端电性连接该第一开关的该第一端，而该第三控制端用以接收该关机检测信号，据以决定是否导通；以及
一第四开关，具有一第七端、一第八端与一第四控制端，该第七端电性连接该第二电压产生器，该第八端电性连接该第二开关的该第四端，而该第四控制端用以接收该关机检测信号，据以决定是否导通。
9.如权利要求8所述的栅极驱动装置，其中该开关电路还包括：
一阻抗，电性连接于该第一开关的该第二端与该第二开关的该第三端之间。
10.如权利要求8所述的栅极驱动装置，其中该关机检测信号具有一第一电平与一第二电平，且当该关机检测信号由该第一电平转换至该第二电平时，该第一开关与该第二开关均导通，而该第三开关与该第四开关均关闭。
11.如权利要求8所述的栅极驱动装置，其中该第一电平为高电平，该第二电平为低电平，且该第一开关与该第二开关均为一P型晶体管，而该第三开关与该第四开关均为一N型晶体管。
12.如权利要求8所述的栅极驱动装置，其中该电压电平转换器包括：
一第一缓冲器，电性连接该第一电源轨线与该第二电源轨线，并用以将该第一时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至该第一电压与该第二电压的电平，以形成该第三时钟脉冲信号；以及
一第二缓冲器，电性连接该第一电源轨线与该第二电源轨线，并用以将该第二时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至该第一电压与该第二电压的电平，以形成该第四时钟脉冲信号。
13.如权利要求1所述的栅极驱动装置，其中该栅极驱动器包括是以N型金属氧化物半导体晶体管为基础的栅极驱动电路基板技术来实现，或是以P型金属氧化物半导体晶体管为基础的栅极驱动电路基板技术来实现。
14.如权利要求1所述的栅极驱动装置，其中该第一时钟脉冲信号与该第二时钟脉冲信号互为反相。
15.如权利要求1所述的栅极驱动装置，其中该第一时钟脉冲信号与该第二时钟脉冲信号由一时序控制器所输出。
16.一种残影消除方法，适用于一显示装置，该显示装置具有一栅极驱动装置，而该栅极驱动装置又具有一第一电源轨线、一第二电源轨线、一第一电压产生器、一第二电压产生器、一电压电平转换器与一栅极驱动器，该第一电压产生器电性连接该第一电源轨线，以输出一第一电压至该第一电源轨线，该第二电压产生器电性连接该第二电源轨线，以输出一第二电压至该第二电源轨线，该电压电平转换器电性连接该第一电源轨线与该第二电源轨线，并用以将一第一时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至该第一电压与该第二电压的电平，以形成一第三时钟脉冲信号，以及将一第二时钟脉冲信号的高、低电平分别转换至该第一电压与该第二电压的电平，以形成一第四时钟脉冲信号，而该栅极驱动器电性连接该第二电源轨线与该电压电平转换器，以接收该第二电压、该第三时钟脉冲信号与该第四时钟脉冲信号，并据以产生至少一栅极脉冲信号，该残影消除方法包括：
取得该显示装置的一关机检测信号；以及
当该关机检测信号显示出该显示装置进入关机状态时，将该第一电源轨线电性连接至该第二电源轨线。
17.如权利要求16所述的残影消除方法，其中该残影消除方法还包括：
当该关机检测信号显示出该显示装置进入关机状态时，将该第一电压产生器与该第二电压产生器切离该第一电源轨线与该第二电源轨线。
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