TWI383352B - 影像顯示裝置的低功率驅動方法與驅動信號產生方法 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種顯示器的驅動方法。本發明特別有關於一種顯示器的低功率驅動方法,即使閘極驅動能力不甚足夠,仍能儘量避免顯示異常。
以目前的顯示器市場來看,平面顯示器已逐漸成為主流。平面顯示器的種類繁多,比如至少包括:液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器等。液晶顯示器具有體積小、低電壓驅動、低耗電性、低幅射等優勢。
圖1繪示為習知薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)之方塊示意圖。請參照圖1,薄膜電晶體液晶顯示器100至少包括:電源101,直流-直流電壓轉換電路(DC/DC)102,時序控制器(Timing Controller)103,閘極驅動電路104,源極驅動電路105,顯示面板106,以及背光源107。
直流-直流電壓轉換電路102轉換由電源101所供應的電壓,並將轉換後的直流電壓供應給其他電路,如時序控制器103,閘極驅動電路104與源極驅動電路105等。
時序控制器103依時序將輸入影像資料IN傳送給源極驅動電路105。時序控制器103更將源極時脈信號HCLK、源極起始脈衝STH、極性信號POL、以及其他信號等傳送給源極驅動電路105。此外,時序控制器103傳輸,如閘極起始脈衝信號STV、閘極時脈信號CPV、輸出致能信號OE等給閘極驅動電路104。
源極驅動電路105將接收到之資料儲存於其內部之暫存器中。此外,源極驅動電路105將資料轉換為類比電壓信號,並輸出給顯示面板106,以驅動面板106。
顯示面板106耦接至源極驅動電路105與閘極驅動電路104。顯示面板106被源極驅動電路105所輸出之複數源極驅動信號S_OUT與閘極驅動器104所輸出之複數閘極驅動信號G_OUT所驅動,而顯示影像。
顯示面板106包括以陣列形式排列的複數個子像素(sub-pixel)。各子像素包括:薄膜電晶體、液晶電容和儲存電容。薄膜電晶體當作子像素的開關,來控制每個子像素的灰階。閘極驅動電路104依序掃描每一條掃描線,使該些薄膜電晶體依序打開。在同一整條的薄膜電晶體被打開時,源極驅動電路105將圖像資料寫入至該些子像素,以進行影像的顯示。閘極驅動信號G_OUT即是用於決定是否要打開同一條掃描線上的薄膜電晶體。
當輸出致能訊號OE為邏輯高時,閘極驅動信號G_OUT會被強制為邏輯低,以避免相鄰的兩條水平顯示線的顯示資料發生互相干擾,使畫面顯示異常。在習知技術中,閘極時脈信號CPV、輸出致能訊號OE與閘極驅動信號G_OUT的時序圖如圖2所示。
當閘極驅動信號G_OUT為邏輯高(VGH)時,顯示面板106內的相對應掃描線會被打開。相反地,當閘極驅動信號G_OUT為邏輯低(VGL)時,顯示面板106內的相對應掃描線會被關閉。
在此,以VGH為+18V而VGL為-6V為例做說明。由於要開關薄膜電晶體的電壓差高達24V(+18V-(-6V)=24V),功率消耗甚多。
甚至當閘極驅動電路104的驅動能力不足時,也容易造成開關不正常,發生畫面異常現象。一般來說,會造成閘極驅動電路104的驅動能力不足的原因甚多,比如(1)由電源101所供應的電源不足夠或電源不穩定;(2)如果面板的信號線阻抗過高,使得遠端子像素(離閘極驅動電路較遠)所接收到的閘極驅動電壓不夠高的話,將影響後端子像素的開關,使顯示異常。
故而,希望能有一種顯示器的驅動方法,其能節省功率消耗,並避免因閘極驅動電路的驅動能力不足所造成的顯示異常。
本發明提供一種顯示器的驅動方法與產生閘極驅動信號的方法,即使閘極驅動能力不甚足夠,仍能儘量避免顯示異常。
本發明提供一種顯示器的驅動方法與產生閘極驅動信號的方法,能大幅降低閘極驅動所消耗的功率。
本發明的一實施例提出一種影像顯示裝置的驅動方法,包括:(a)產生一輸出致能信號,該輸出致能信號至少包括一第一脈衝與一第二脈衝;(b)當偵測到該第一脈衝之一信號轉態時,令處於一第一邏輯狀態之一閘極驅動信號放電至一參考電位;(c)當偵測到該第一脈衝之另一信號轉
態時,令處於該參考電位之該閘極驅動信號充電至一第二邏輯狀態;(d)當偵測該第二脈衝之一信號轉態時,令處於該第二邏輯狀態之該閘極驅動信號放電至該參考電位;(e)當偵測該第二脈衝之另一信號轉態時,令處於該參考電位之該閘極驅動信號充電至該第一邏輯狀態;以及(f)根據所產生之該閘極驅動信號,來驅動該影像顯示裝置。
本發明的另一實施例提供一種驅動信號產生方法,適用於一影像顯示裝置,該方法包括:偵測一輸出致能信號,其中該輸出致能信號至少包括一第一脈衝與一第二脈衝;當該輸出致能信號之該第一脈衝為一第一邏輯低狀態時,產生處於一第二邏輯低狀態之一閘極驅動信號;當該輸出致能信號之該第一脈衝由該第一邏輯低狀態轉態至一第一邏輯高狀態時,將目前為該第二邏輯低狀態之該閘極驅動信號耦合至一接地端;當該輸出致能信號之該第一脈衝維持於該第一邏輯高狀態時,維持該閘極驅動信號處於接地耦合狀態;當該輸出致能信號之該第一脈衝由該第一邏輯高狀態轉態至該第一邏輯低狀態時,將該閘極驅動信號充電至一第二邏輯高狀態,以及維持該閘極驅動信號處於該第二邏輯高狀態;當該輸出致能信號之該第二脈衝由該第一邏輯低狀態轉態至該第一邏輯高狀態時,將目前為該第二邏輯高狀態之該閘極驅動信號耦合至該接地端;當該輸出致能信號之該第二脈衝維持於該第一邏輯高狀態時,維持該閘極驅動信號處於接地耦合狀態;以及當該輸出致能信號之該第二脈衝由該第一邏輯高狀態轉態至該第一邏輯
低狀態時,將該閘極驅動信號充電至該第二邏輯低狀態,以及維持該閘極驅動信號處於該第二邏輯低狀態。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
在本發明一實施例中,在不需增加電路成本下,修改閘極驅動電路的內部動作機制,以改善閘極驅動電路的功率消耗,並降低因閘極驅動電路的驅動能力不足所造成的顯示異常。
當偵測到輸出致能脈衝之上升緣時,將邏輯低閘極驅動信號放電。當偵測到此輸出致能脈衝之下降緣時,將處於接地電位之此閘極驅動信號充電至邏輯高。當偵測到下一個輸出致能之上升緣時,將邏輯高閘極驅動信號放電至接地電位。當偵測到此下一個輸出致能脈衝之下降緣時,將處於接地電位之此閘極驅動信號充電至邏輯低。如此將可以節省部份的電源消耗,達到省電的效果。
圖3繪示根據本發明一實施例之薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)之方塊示意圖。請參照圖3,薄膜電晶體液晶顯示器300至少包括:電源301,直流-直流電壓轉換電路302,時序控制器303,閘極驅動電路304,源極驅動電路305,顯示面板306,背光源307,以及OE判斷電路308。
時序控制器303送出信號OE給閘極驅動電路304與OE判斷電路308。根據所接收到之信號OE的上升緣,OE判斷電路308會使得閘極驅動電路304的閘極驅動信號
G_OUT自動放電。根據所接收到之信號OE的下降緣,OE判斷電路308會使得閘極驅動電路304的閘極驅動信號G_OUT充電。
OE判斷電路308對閘極驅動信號G_OUT的影響可參考圖4與圖5。圖4與圖5顯示根據此實施例之閘極時脈信號CPV、輸出致能訊號OE與閘極驅動信號G_OUT的時序圖。圖5是圖4的一部份的放大圖。在圖4與圖5中,以閘極驅動信號G_OUT的邏輯高電位VGH與邏輯低電位VGL分別為+18V與-6V為例說明。但習知此技藝者當知,本發明並不受限於此。
請同時參照圖4與圖5。在圖4與圖5中,OE(n)、OE(n+1)…分別代表在輸出致能信號OE中的第n個脈衝、第n+1個脈衝,其餘可依此類推。G_OUT(x)、G_OUT(x+1)…分別代表由閘極驅動電路304輸出至顯示面板的第x條掃描線、第x+1條掃描線的信號,其餘可依此類推。
在本實施例中,將各閘極驅動信號G_OUT(x)…的波形變化分成4個階段,其中2個階段是放電階段,另2個階段是充電階段。底下以閘極驅動信號G_OUT(x)的波形變化為例說明,至於其他的閘極驅動信號G_OUT(x+1)…的波形變化可依此類推。
當OE判斷電路308偵測到輸出致能信號OE(n)處於上升緣時,OE判斷電路308輸出一偵測結果給閘極驅動電路304,以令閘極驅動信號G_OUT(x)從邏輯低電位(-6V)
被放電或被改變至另一參考電位(比如,接地電位0V)。在此所謂的”放電”指的是,閘極驅動信號G_OUT(x)耦合至接地端。此外,閘極驅動信號的改變指的是,G_OUT(x)的電位變化並不是被閘極驅動電路304將閘極驅動信號G_OUT(x)的電位強行上拉至接地電位所造成。請注意,在習知技術中,閘極驅動信號G_OUT由邏輯低至邏輯高的電位變化都是由閘極驅動電路強行上拉所造成。
當OE判斷電路308偵測到輸出致能信號OE(n)處於下降緣時,OE判斷電路308輸出另一偵測結果給閘極驅動電路304,以令閘極驅動電路304將閘極驅動信號G_OUT(x)從接地電位GND充電至邏輯高電位VGH。
在習知技術中,當輸出致能信號OE(n)的下降緣出現時,閘極驅動信號G_OUT(x)會從邏輯低電位VGL被充電(強行上拉)至邏輯高電位VGH。亦即,在習知技術中,習知的閘極驅動電路需供給24V(VGH-VGL=+18V-(-6)V=24V)的電壓差,才能將閘極驅動信號G_OUT(x)從邏輯低電位VGL變化至邏輯高電位VGH。
但在本實施例中,(1)輸出致能信號OE(n)的上升緣出現時,閘極驅動信號G_OUT(x)會從邏輯低電位VGL放電(非強行上拉)至接地電位GND;接著,(2)當輸出致能信號OE(n)的下降緣出現時,閘極驅動信號G_OUT(x)會從接地電位GND被充電(強行上拉)至邏輯高電位VGH。亦即,在本實施例中,閘極驅動電路304只需供給
18V(VGH-GND=+18V-0V=18V)的電壓差,就能將閘極驅動信號G_OUT(x)從邏輯低電位VGL變化至邏輯高電位VGH。
請再次參考圖4與圖5。當OE判斷電路308偵測到輸出致能信號OE(n+1)處於上升緣時,OE判斷電路308輸出偵測結果給閘極驅動電路304,以令閘極驅動信號G_OUT(x)從邏輯高電位(VGH,+18V)放電至接地電位0V)。
當OE判斷電路308偵測到輸出致能信號OE(n+1)處於下降緣時,OE判斷電路308輸出另一偵測結果給閘極驅動電路304,以令閘極驅動電路304將閘極驅動信號G_OUT(x)從接地電位GND充電至邏輯低電位VGL。
在習知技術中,當輸出致能信號OE(n+1)的上升緣出現時,閘極驅動信號G_OUT(x)會從邏輯高電位VGH被充電(強行上拉)至邏輯低電位VGL。亦即,在習知技術中,習知的閘極驅動電路需供給24V(VGL-VGH=-6V-18V=-24V)的電壓差,才能將閘極驅動信號G_OUT(x)從邏輯高電位VGH變化至邏輯低電位VGL。
但在本實施例中,(1)輸出致能信號OE(n+1)的上升緣出現時,閘極驅動信號G_OUT(x)會從邏輯高電位VGH放電(非強行上拉)至接地電位GND;接著,(2)當輸出致能信號OE(n+1)的下降緣出現時,閘極驅動信號G_OUT(x)會從接地電位GND被充電至邏輯低電位VGL。亦即,在本實
施例中,閘極驅動電路304只需供給6V(GND-VGL=0V-(-6V)=6V)的電壓差,就能將閘極驅動信號D_OUT(x)從邏輯高電位VGH變化至邏輯低電位VGL。
從圖5更可看出,在OE(n+1)的上升緣,閘極驅動信號G_OUT(x)從邏輯高電位VGH放電至接地電位GND而閘極驅動信號G_OUT(x+1)從邏輯低電位VGL放電至接地電位GND。
從上述描述可知,在習知技術中,閘極驅動電路要開/關一條掃描線,需消耗24V+24V=48V的電位差。但在本實施例中,閘極驅動電路要開/關一條掃描線,消耗18V+6V=24V的電位差。在功率消耗上,本實施例的確具有相當大的改善。
此外,在習知技術中,每次開或關一條掃描線,閘極驅動電路要對此條掃描線進行24V的充電。如果充電時間不夠或電源電壓不穩定(或供電不夠高)時,將無法完整充電,易發生顯示異常現象。但在本實施例中,要打開一條掃描線,閘極驅動電路要對此條掃描線進行18V的充電;要關閉一條掃描線,閘極驅動電路要對此條掃描線進行6V的充電。所以,即使充電時間稍微不夠,或者電源電壓不穩定(或供電不夠高)時,仍有可能完整充電,以儘量避免顯示異常現象。
圖6顯示本發明實施例與習知技術之閘極驅動信號的充放電比較圖。由圖6可看出,為打開掃描線,本發明實施例所需施加的電壓差(V1)小於習知技術所需施加的電壓
差(V2);為關閉掃描線,本發明實施例所需施加的電壓差(V3)小於習知技術所需施加的電壓差(V4)。
本發明實施例之應用並不受限於液晶顯示器,本發明實施例亦可應用至其他類型的影像顯示裝置,如液晶電視等。以液晶電視為例,邏輯高電位(VGH)可能高於+20V,而邏輯低電位(VGL)可能高於-10V。所以,應用本發明實施例於液晶電視上時,更可發揮節省功率消耗及解決因閘極驅動不足所造成的顯示異常。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,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。
100‧‧‧薄膜電晶體液晶顯示器
101‧‧‧電源
102‧‧‧直流-直流電壓轉換電路
103‧‧‧時序控制器
104‧‧‧閘極驅動電路
105‧‧‧源極驅動電路
106‧‧‧顯示面板
107‧‧‧背光源
300‧‧‧薄膜電晶體液晶顯示器
301‧‧‧電源
302‧‧‧直流-直流電壓轉換電路
303‧‧‧時序控制器
304‧‧‧閘極驅動電路
305‧‧‧源極驅動電路
306‧‧‧顯示面板
307‧‧‧背光源
308‧‧‧OE判斷電路
圖1繪示為習知薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)之方塊示意圖。
圖2顯示習知技術之閘極時脈信號CPV、輸出致能訊號OE與閘極驅動信號G_OUT的時序圖。
圖3繪示根據本發明一實施例之薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)之方塊示意圖。
圖4與圖5顯示根據此實施例之閘極時脈信號CPV、輸出致能訊號OE與閘極驅動信號G_OUT的時序圖。
圖6顯示本發明實施例與習知技術之閘極驅動信號的充放電比較圖。
OE(n)、OE(n+1)、OE(n+2)‧‧‧輸出致能信號
G_OUT(x)、G_OUT(x+1)‧‧‧閘極驅動信號
Claims (15)
- 一種影像顯示裝置的驅動方法,包括:(a)產生一輸出致能信號,該輸出致能信號至少包括一第一脈衝與一第二脈衝;(b)當偵測到該第一脈衝之一信號轉態時,處於一第一邏輯狀態之一閘極驅動信號放電至一參考電位;(c)當偵測到該第一脈衝之另一信號轉態時,處於該參考電位之該閘極驅動信號充電至一第二邏輯狀態;(d)當偵測該第二脈衝之一信號轉態時,處於該第二邏輯狀態之該閘極驅動信號放電至該參考電位;(e)當偵測該第二脈衝之另一信號轉態時,處於該參考電位之該閘極驅動信號充電至該第一邏輯狀態;以及(f)根據所產生之該閘極驅動信號,來驅動該影像顯示裝置。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該參考電位為一接地電位。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中步驟(b)包括:偵測該第一脈衝之一上升緣。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中步驟(c)包括:偵測該第一脈衝之一下降緣。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中步驟(d)包括:偵測該第二脈衝之一上升緣。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中步驟(e)包括:偵測該第二脈衝之一下降緣。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該影像顯示裝置包括一液晶顯示器。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該第一邏輯狀態為邏輯低。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該第二邏輯狀態為邏輯高。
- 一種驅動信號產生方法,適用於一影像顯示裝置,包括:偵測一輸出致能信號,其中該輸出致能信號至少包括一第一脈衝與一第二脈衝;當該輸出致能信號之該第一脈衝為一第一邏輯狀態時,產生處於一第二邏輯狀態之一閘極驅動信號;當該輸出致能信號之該第一脈衝由該第一邏輯狀態轉態至一第三邏輯狀態時,將目前為該第二邏輯狀態之該閘極驅動信號耦合至一參考電位;當該輸出致能信號之該第一脈衝維持於該第三邏輯狀態時,維持該閘極驅動信號於該參考電位;當該輸出致能信號之該第一脈衝由該第三邏輯狀態轉態至該第一邏輯狀態時,將該閘極驅動信號充電至一第四邏輯狀態,以及維持該閘極驅動信號處於該第四邏輯狀態;當該輸出致能信號之該第二脈衝由該第一邏輯狀態轉態至該第三邏輯狀態時,將目前為該第四邏輯狀態之該閘極驅動信號耦合至該參考電位; 當該輸出致能信號之該第二脈衝維持於該第三邏輯狀態時,維持該閘極驅動信號於該參考電位;以及當該輸出致能信號之該第二脈衝由該第三邏輯狀態轉態至該第一邏輯狀態時,將該閘極驅動信號充電至該第二邏輯狀態,以及維持該閘極驅動信號於該第二邏輯狀態。
- 如申請專利範圍第10項所述之方法,其中該第一邏輯狀態為邏輯低。
- 如申請專利範圍第10項所述之方法,其中該第二邏輯狀態為邏輯低。
- 如申請專利範圍第10項所述之方法,其中該第三邏輯狀態為邏輯高。
- 如申請專利範圍第10項所述之方法,其中該第四邏輯狀態為邏輯高。
- 如申請專利範圍第10項所述之方法,其中該影像顯示裝置包括一液晶顯示器。
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