TWI413073B - 具有消除關機殘影功能之液晶顯示器 - Google Patents

Description

具有消除關機殘影功能之液晶顯示器

本發明係相關於一種具有消除關機殘影功能之液晶顯示器，尤指一種具有消除關機殘影功能之液晶顯示器，其閘極驅動器設置於顯示面板。

目前造成液晶顯示器發生關機殘影的主要原因為當液晶顯示器之供應電源關閉時，顯示面板的畫素電極放電速度太慢，使得關機後的殘留電荷無法及時釋放而殘留於液晶電容中，產生關機後液晶顯示器還有殘留影像，即為關機殘影。

請參考第1圖及第2圖，第1圖為先前技術之可消除關機殘影之液晶顯示器10之示意圖，第2圖為第1圖之訊號之波形圖。液晶顯示器10包含一電源供應器11、一電壓偵測器12、一顯示面板13、一閘極驅動器14及源極驅動器15。電源供應器11提供一輸入電壓VIN給源極驅動器15及閘極驅動器14。同時，電源供應器11亦提供輸入電壓VIN給電壓偵測器12，電壓偵測器12可將輸入電壓VIN與一參考電壓進行比較。當液晶顯示器10關機時，輸入電壓VIN下降到低於該參考電壓的準位，此時電壓偵測器12會發出一關機訊號XDON給閘極驅動器14，當關機訊號XDON由高準位轉為低準位時，閘極驅動器14將顯示面板13上之薄膜電晶體全部打開，使殘留電荷有效釋放，因此可以改善關機殘影。

然而，在先前技術之閘極驅動器設置於顯示面板(gate in panel,GIP)之液晶顯示器中，閘極驅動器是以薄膜電晶體製程在玻璃基板上形成移位暫存器的電路，由於閘極驅動器的電路就是移位暫存器，因此在液晶顯示器關機的瞬間無法讓所有輸出閘極高準位電壓VGH到所有的閘極線，使得閘極驅動器設置於顯示面板之液晶顯示器在關機時仍會有殘影的問題產生。

因此，本發明係提供一種具有消除關機殘影功能之液晶顯示器。

本發明係提供一種閘極驅動器設置於顯示面板之關機放電電路。該關機放電電路包含：一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體、一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻、一第四電阻、一第五電阻、一第六電阻、一第七電阻、一第八電阻、一第九電阻、一第一電容、一第二電容及一第三電容。該第一電晶體具有一閘極，一源極電性連接於一高電壓端，及一汲極。該第二電晶體具有一閘極，一源極電性連接於一接地端，及一汲極。該第三電晶體具有一閘極，一源極電性連接於該接地端，及一汲極。該第一電阻電性連接於該第三電晶體之閘極及一電源控制端之間。該第二電阻電性連接於該第三電晶體之閘極及該接地端之間。該第三電阻電性連接於該第三電晶體之汲極及該高電壓端之間。該第四電阻電性連接於該第三電晶體之汲極及該接地端之間。該第五電阻電性連接於該第一電晶體之源極及該第一電晶體之閘極之間。該第六電阻電性連接於該第三電晶體之汲極及該第二電晶體之閘極之間。該第七電阻電性連接於該第一電晶體之閘極及該第二電晶體之汲極之間。該第八電阻電性連接於該第一電晶體之汲極及該接地端之間。該第九電阻電性連接於該第一電晶體之汲極及一低電壓端之間。該第一電容電性連接於該第三電晶體之汲極及該接地端之間。該第二電容電性連接於該第一電晶體之源極及該第一電晶體之閘極之間。該第三電容電性連接於該第一電晶體之汲極及該接地端之間。

本發明另提供一種液晶顯示器。該液晶顯示器包含一顯示面板、一印刷線電路板及一軟性電路板。該顯示面板包含一薄膜電晶體陣列及一閘極驅動電路。該閘極驅動電路用來驅動該薄膜電晶體陣列。該印刷線電路板包含一電壓轉換電路及一關機放電電路。該電壓轉換電路用來產生控制該閘極驅動電路之訊號。該關機放電電路用來於該液晶顯示器關機時電性連接一高電壓端及一低電壓端。該軟性電路板電性連接於該顯示面板及該印刷線電路板之間，用來傳輸控制該閘極驅動電路之訊號。

在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區別的基準。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。此外，「電性連接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置電性連接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接連接於該第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地連接至該第二裝置。

請參考第3圖，第3圖為本發明之閘極驅動器設置於顯示面板(gate in panel,GIP)之液晶顯示器之方塊圖。液晶顯示器20包含一印刷線電路板(PWB)22、一軟性電路板(FPC)24及一顯示面板26。印刷線電路板22上包含一準位轉換電路(level shift circuit)28及一關機放電電路30。顯示面板26上包含一閘極驅動電路32及一薄膜電晶體(TFT)陣列34。閘極驅動電路32是以薄膜電晶體製程在玻璃基板上形成移位暫存器的電路。準位轉換電路28根據一啟動訊號STV、一時脈訊號CPV及一致能訊號OE產生一高準位啟動訊號STVP、一第一時脈訊號CKV及一第二時脈訊號CKVB。第一時脈訊號CKV及第二時脈訊號CKVB為互補之訊號。關機放電電路30根據一關機訊號XDON、一閘極高準位電壓VGH及一閘極低準位電壓VGL來輸出閘極電壓。高準位啟動訊號訊號STVP、第一時脈訊號CKV、第二時脈訊號CKVB及閘極低準位電壓VGL經由軟性電路板24傳送到閘極驅動電路32，以產生閘極控制訊號來驅動薄膜電晶體陣列38上之薄膜電晶體。

請參考第4圖及第5圖，第4圖為閘極驅動電路32之電路圖，第5圖為第4圖之訊號之波形圖。閘極驅動電路32係為一移位暫存器，包含N個SR正反器34。閘極驅動電路32由第一時脈訊號CKV及第二時脈訊號CKVB來驅動，奇數的SR正反器34之CK1輸入端及CK2輸入端分別接收第一時脈訊號CKV及第二時脈訊號CKVB，偶數的SR正反器34之CK1輸入端及CK2輸入端分別接收第二時脈訊號CKVB及第一時脈訊號CKV。每一個SR正反器34產生之閘極控制訊號將輸出到薄膜電晶體陣列38，另外，每一個SR正反器34之設置端S接收上一個SR正反器34產生之閘極控制訊號，每一個SR正反器34之重置端R接收下一個SR正反器34產生之閘極控制訊號，第一個SR正反器34之設置端S及最後一個第一個SR正反器34之重置端R接收高準位啟動訊號STVP。閘極低準位電壓VGL使用直流準位，以提供每一個SR正反器34產生閘極控制訊號之電壓準位。高準位啟動訊號STVP、第一時脈訊號CKV、第二時脈訊號CKVB及閘極低準位電壓VGL由印刷線電路板22上之準位轉換電路28及關機放電電路30所產生，奇數的SR正反器34產生之閘極控制訊號跟隨第一時脈訊號CKV之波形，偶數的SR正反器34產生之閘極控制訊號跟隨第二時脈訊號CKVB之波形。

請參考第6圖，第6圖為第4圖之第n個SR正反器34之電路圖。當閘極驅動電路32開啟薄膜電晶體陣列38上之閘極線時，由電晶體M1將根據第一時脈訊號CKV將閘極高準位電壓VGH傳送到閘極線上。當閘極驅動電路32關閉薄膜電晶體陣列38上之閘極線時，由電晶體M5和電晶體M3輪流導通，使閘極線輸出閘極低準位電壓VGL。當第一時脈訊號CKV為高準位，第二時脈訊號CKVB為低準位時，奇數的SR正反器34透過電晶體M3來輸出閘極低準位電壓VGL，偶數的SR正反器34則透過電晶體M5來輸出閘極低準位電壓VGL。當第一時脈訊號CKV為低準位，第二時脈訊號CKVB為高準位時，奇數的SR正反器34透過電晶體M5來輸出閘極低準位電壓VGL，偶數的SR正反器34則透過電晶體M3來輸出閘極低準位電壓VGL。若閘極驅動電路32有N條閘極線，當閘極驅動電路32在動作時，除了其中一條閘極線接收閘極高準位電壓VGH，其餘的N-1條閘極線都接收閘極低準位電壓VGL。閘極驅動電路32在遮沒(blanking)時段時，所有的閘極線都接收閘極低準位電壓VGL。因此，在液晶顯示器20關機的瞬間，閘極線的電壓可能有其中一條為閘極高準位電壓VGH，其餘的閘極線為閘極低準位電壓VGL，或所有的閘極線皆為閘極低準位電壓VGL。本發明利用液晶顯示器20關機時的關機訊號XDON來觸發關機放電電路30，將閘極低準位電壓VGL輸出為閘極高準位電壓VGH，如此晶顯示器20關機時將開啟膜薄電晶體陣列34的所有薄膜電晶體，使殘留電荷釋放以消除關機殘影。

請參考第7圖，第7圖為本發明關機放電電路30之電路圖。關機放電電路30包含一PMOS電晶體P1、一NMOS電晶體N1、一NMOS電晶體N2、九電阻R1~R9及三電容C1~C3。第一電阻R1電性連接於電晶體N2之閘極及關機訊號端XDON之間，第二電阻R2電性連接於電晶體N2之閘極及接地端之間，第三電阻R3電性連接於電晶體N2之汲極及閘極高準位電壓端VGH之間，第四電阻R4電性連接於電晶體N2之汲極及接地端之間，第五電阻R5電性連接於電晶體P1之源極及電晶體P1之閘極之間，第六電阻R6電性連接於電晶體N2之汲極及電晶體N1之閘極之間，第七電阻R7電性連接於電晶體P1之閘極及電晶體N1之汲極之間，第八電阻R8電性連接於電晶體P1之汲極及接地端之間，第九電阻R9電性連接於電晶體P1之汲極及閘極低準位電壓端VGL之間。第一電容C1電性連接於電晶體N2之汲極及接地端之間，第二電容C2電性連接於電晶體P1之源極及電晶體P1之閘極之間，第三電容C3電性連接於電晶體P1之汲極及接地端之間。當關機訊號XDON為高準位時，電晶體N2導通，節點A的電壓為接地電壓，使電晶體N1為截止的狀態，因此電晶體P1之閘極電壓為閘極高準位電壓VGH，使電晶體P1為截止的狀態，所以閘極高準位電壓端VGH與閘極低準位電壓端VGL被隔離。當關機訊號XDON為低準位時，電晶體N2截止，節點A的電壓為VGH*R4/(R3+R4)，使電晶體N1導通，電晶體P1的閘極電壓將會小於VGH，因此電晶體P1導通，使閘極高準位電壓端VGH電性連接於閘極低準位電壓端VGL。在液晶顯示器20關機的瞬間，關機訊號XDON由高準位轉為低準位，閘極低準位電壓VGL將被拉到閘極高準位電壓VGH，使膜薄電晶體陣列34的所有薄膜電晶體開啟。

請參考第8圖，第8圖為本發明液晶顯示器20關機時之波形圖。由於關機時關機訊號XDON由高準位轉為低準位，而觸發關機放電電路30，閘極高準位電壓端VGH電性連接於閘極低準位電壓端VGL，由於兩電壓電性中和與阻抗變化的影響，使閘極低準位電壓端VGL之電壓最後還是低於閘極高準位電壓端VGH，但是仍可以使膜薄電晶體陣列34的薄膜電晶體導通，而消除關機殘影。

綜上所述，本發明之閘極驅動器設置於顯示面板之液晶顯示器具有消除關機殘影功能。該液晶顯示器包含一印刷線電路板、一軟性電路板及一顯示面板。該印刷線電路板上包含一準位轉換電路及一關機放電電路。該顯示面板上包含一閘極驅動電路及一薄膜電晶體陣列。該關機放電電路可於該液晶顯示器關機時將一閘極高準位電壓端電性連接於閘極低準位電壓端以驅動該閘極驅動電路開啟該薄膜電晶體陣列之所有的薄膜電晶體。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．液晶顯示器

11．．．電源供應器

12．．．電壓偵測器

13．．．顯示面板

14．．．閘極驅動器

15．．．源極驅動器

20．．．液晶顯示器

22．．．印刷線電路板

24．．．軟性電路板

26．．．顯示面板

28．．．準位轉換電路

30．．．關機放電電路

32．．．閘極驅動電路

34．．．SR正反器

38．．．薄膜電晶體陣列

VIN．．．輸入電壓

XDON．．．關機訊號

M1~M14．．．薄膜電晶體

STV．．．啟動訊號

CPV．．．時脈訊號

OE．．．致能訊號

STVP．．．高準位啟動訊號

CKV．．．第一時脈訊號

CKVB．．．第二時脈訊號

VGH．．．閘極高準位電壓

VGL．．．閘極低準位電壓

P1．．．PMOS電晶體

N1、N2．．．NMOS電晶體

R1~R9．．．電阻

C1~C3．．．電容

第1圖為先前技術之可消除關機殘影之液晶顯示器10之示意圖。

第2圖為第1圖之訊號之波形圖。

第3圖為本發明之閘極驅動器設置於顯示面板之液晶顯示器之方塊圖。

第4圖為閘極驅動電路之電路圖。

第5圖為第4圖之訊號之波形圖。

第6圖為第4圖之SR正反器之電路圖。

第7圖為本發明關機放電電路之電路圖。

第8圖為本發明液晶顯示器關機時之波形圖。

20．．．液晶顯示器

22．．．印刷線電路板

24．．．軟性電路板

26．．．顯示面板

28．．．準位轉換電路

30．．．關機放電電路

32．．．閘極驅動電路

38．．．薄膜電晶體陣列

Claims (10)

1. 一種閘極驅動器設置於顯示面板之關機放電電路，包含：一第一電晶體，具有一閘極，一源極電性連接於一高電壓端，及一汲極；一第二電晶體，具有一閘極，一源極電性連接於一接地端，及一汲極；一第三電晶體，具有一閘極，一源極電性連接於該接地端，及一汲極；一第一電阻，電性連接於該第三電晶體之閘極及一電源控制端之間；一第二電阻，電性連接於該第三電晶體之閘極及該接地端之間；一第三電阻，電性連接於該第三電晶體之汲極及該高電壓端之間；一第四電阻，電性連接於該第三電晶體之汲極及該接地端之間；一第五電阻，電性連接於該第一電晶體之源極及該第一電晶體之閘極之間；一第六電阻，電性連接於該第三電晶體之汲極及該第二電晶體之閘極之間；一第七電阻，電性連接於該第一電晶體之閘極及該第二電晶體之汲極之間；一第八電阻，電性連接於該第一電晶體之汲極及該接地端之間；一第九電阻，電性連接於該第一電晶體之汲極及一低電壓端之 間；一第一電容，電性連接於該第三電晶體之汲極及該接地端之間；一第二電容，電性連接於該第一電晶體之源極及該第一電晶體之閘極之間；及一第三電容，電性連接於該第一電晶體之汲極及該接地端之間。
2. 如請求項1所述之關機放電電路，其中該第一電晶體係為P型金氧半電晶體，該第二電晶體及該第三電晶體係為N型金氧半電晶體。
3. 如請求項1所述之關機放電電路，其中當該電源控制端為高準位訊號時，該第一電晶體及該第二電晶體截止，該第三電晶體導通。
4. 如請求項1所述之關機放電電路，其中該當該電源控制端為低準位訊號時，該第一電晶體及該第二電晶體導通，該第三電晶體截止。
5. 一種液晶顯示器，包含：一顯示面板，包含；一薄膜電晶體陣列；及一閘極驅動電路，用來驅動該薄膜電晶體陣列；一印刷線電路板，包含： 一電壓轉換電路，用來產生控制該閘極驅動電路之訊號；及一關機放電電路，用來於該液晶顯示器關機時電性連接一高電壓端及一低電壓端，其中該關機放電電路包含：一第一電晶體，具有一閘極，一源極電性連接於該高電壓端，及一汲極；一第二電晶體，具有一閘極，一源極電性連接於一接地端，及一汲極；一第三電晶體，具有一閘極，一源極電性連接於該接地端，及一汲極；一第一電阻，電性連接於該第三電晶體之閘極及一電源控制端之間；一第二電阻，電性連接於該第三電晶體之閘極及該接地端之間；一第三電阻，電性連接於該第三電晶體之汲極及該高電壓端之間；一第四電阻，電性連接於該第三電晶體之汲極及該接地端之間；一第五電阻，電性連接於該第一電晶體之源極及該第一電晶體之閘極之間；一第六電阻，電性連接於該第三電晶體之汲極及該第二電晶體之閘極之間；一第七電阻，電性連接於該第一電晶體之閘極及該第二電晶體之汲極之間； 一第八電阻，電性連接於該第一電晶體之汲極及該接地端之間；一第九電阻，電性連接於該第一電晶體之汲極及該低電壓端之間；一第一電容，電性連接於該第三電晶體之汲極及該接地端之間；一第二電容，電性連接於該第一電晶體之源極及該第一電晶體之閘極之間；及一第三電容，電性連接於該第一電晶體之汲極及該接地端之間；及一軟性電路板，電性連接於該顯示面板及該印刷線電路板之間，用來傳輸控制該閘極驅動電路之訊號。
6. 如請求項5所述之液晶顯示器，其中該閘極驅動電路係由薄膜電晶體所形成。
7. 如請求項5所述之液晶顯示器，其中該閘極驅動電路係電性連接於該低電壓端。
8. 如請求項5所述之液晶顯示器，其中該第一電晶體係為P型金氧半電晶體，該第二電晶體及該第三電晶體係為N型金氧半電晶體。
9. 如請求項5所述之液晶顯示器，其中當該電源控制端為高準位訊號時，該第一電晶體及該第二電晶體截止，該第三電晶體導通。
10. 如請求項5所述之液晶顯示器，其中該當該電源控制端為低準位訊號時，該第一電晶體及該第二電晶體導通，該第三電晶體截止。