TWI424419B - 具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器及其方法 - Google Patents

Description

具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器及其方法

本發明係關於一種具有偵測及消除殘影現象的液晶顯示器及其方法，特別是具有偵測及消除筆記型電腦於進行輸出模式之切換時液晶顯示器所發生之殘影現象的液晶顯示器及其方法。

平面顯示器，例如：液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱為LCD)等，由於具有高畫質、體積小、重量輕、低驅動電壓、與低消耗功率等優點，因此被廣泛應用於個人數位助理(Personal Digital Assistant，簡稱為PDA)、行動電話、攝錄放影機、筆記型電腦、桌上型顯示器、車用顯示器及投影電視等消費性通訊或電子產品。

傳統的薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)之系統架構係如第一圖所示，其中薄膜電晶體液晶顯示器10係包含驅動電路板100、面板200、源極驅動器201、閘極驅動器203及背光源205。驅動電路板100包含直流電源轉換器(DC/DC Converter)101、時序控制器(Timing Controller)103及背光源驅動電路(Backlight Driving Circuit)105。電源訊號VDD係藉由電性連接於直流電源轉換器101以輸入至此直流電源轉換器101來提供此薄膜電晶體液晶顯示器10所需之電源，且輸入信號S係藉由電性連接於時序控制器103以輸入此輸入信號S於其中。當時序控制器103接收到此輸入信號S後，相對應地輸出資料及控制訊號至源極驅動器(Source Driver)201以及閘極驅動器(Gate Driver)203。再者，源極驅動器201輸出資料線訊號Sn及閘極驅動器203輸出掃描線訊號Gn，並分別電性連接至薄膜電晶體液晶顯示器面板200之畫素中。另外，面板200所需的光源則係由背光源(Backlight Unit)205。背光源205藉由背光源驅動電路105來驅動。

此外，薄膜電晶體液晶顯示器10的顯示方式一般為當某一列輸出掃描線訊號Gn由閘極驅動器203輸出脈衝(pulse)觸發後，源極驅動器201則將相對應的顯示資料轉換成電壓，再對面板200的畫素充放電到相對應灰階的電壓值，以使面板200顯示影像。

且，由於液晶顯示器具有高畫質、體積小、重量輕、低驅動電壓與低消耗功率等優點，因此廣泛地應用於行動攜帶的電子裝置上，例如，筆記型電腦(notebook)及小筆記型電腦(netbook)。筆記型電腦及小筆記型電腦除了攜帶方便之優點外，於各種會議的時候更經常會被以投影的方式將於筆記型電腦或小筆記型電腦中之畫面輸出至投影機或其他的顯示器，透過投射或放映於大螢幕上，使得畫面可讓會議中的其他人來觀看，以利於解說報告或研討之內容。為了令筆記型電腦或小筆記型電腦中的畫面可以順利與投影機或其他的顯示器連接，一般會於筆記型電腦或小筆記型電腦中設置一影像輸出之切換模式功能，即為利用一傳輸線來連接筆記型電腦或小筆記型電腦上的影像輸出接頭和所欲輸出之顯示裝置中的影像輸入接頭，例如VGA端子。當將筆記型電腦與所欲輸出之顯示裝置連接完成後，使用者即可利用設置於筆記型電腦中的輸出切換模式功能來選擇影像輸出訊號所欲輸出之裝置。

如此之影像輸出訊號的切換模式功能的狀況一般包含有由筆記型電腦和所連接之輸出顯示器同步顯示畫面、或僅由外接之顯示器單獨顯示畫面而筆記型電腦的液晶顯示器不顯示畫面、或僅由筆記型電腦的液晶顯示器單獨顯示畫面而外接之顯示器不顯示畫面、或兩者分別顯示不同區域之畫面等切換模式。

在正常的情況下，請參照第二A圖所顯示之電源訊號和輸入信號的時序示意圖。當使用者執行切換模式1時，即為僅由外接顯示器顯示畫面而筆記型電腦的液晶顯示器不顯示畫面的狀況下，則電源訊號VDD和輸入信號S皆為關閉(OFF)，如此，則可以順利的完成切換影像輸出。然而，此影像輸出之切換模式卻存在著一些問題。請接著參照第二B圖所顯示之電源訊號和輸入信號的示意圖。其中，若筆記型電腦電源訊號VDD和輸入信號S的時脈訊號不一致時，在影像輸出為切換模式1’時，其電源訊號VDD維持在開啟(ON)狀態，而輸入信號S卻已關閉(OFF)，如此時序控制器103並無接受到輸入信號S而未輸出控制訊號至源極驅動器201和閘極驅動器203，而直流電源轉換器101卻仍接收到電源訊號VDD並持續的輸出高電壓及低電壓至源極驅動器201及閘極驅動器203。而如此的狀況則會導致閘極驅動器203持續的釋放約-6~-12伏特(V)的低電壓至薄膜電晶體顯示器的面板200中，並造成薄膜電晶體元件關閉，而於面板200內所儲存的電荷會經由薄膜電晶體元件本身的寄生電容和畫素電極、掃描線的寄生電容和畫素電極或/及資料線的寄生電容的電路路徑緩慢的放電，而使面板200發生殘影現象。

雖然此殘影現象會隨著時間緩慢的消失，但依舊會對使用者在使用上造成相當的不方便，因此，亟需一種方法來解決筆記型電腦於影像輸出切換模式下所造成的殘影現象。

本發明之目的係為了解決於筆記型電腦或小筆記型電腦的影像輸出切換模式之不良設計下所造成液晶顯示器的殘影現象。

本發明之另一目的係為了即時偵測出筆記型電腦或小筆記型電腦的異常輸入電源訊號及輸入信號狀況，並解決由於異常輸入電源訊號及輸入信號狀況所造成液晶顯示器的殘影現象。

為達到上述之目的，本發明係提供一種具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器，其包含：一驅動電路板，係包含一直流電源轉換器及一時序控制器，其中直流電源轉換器係用以接收一電源訊號及時序控制器係用以接收一輸入信號；一閘極驅動器，係電性連接於直流電源轉換器及時序控制器，並電性連接於一面板；及一偵測模組，係電性連接於閘極驅動器並用以偵測電源訊號及輸入信號。其中當偵測模組判斷電源訊號和輸入信號係為異常時，則輸出一輸出脈衝訊號至閘極驅動器以消除殘影現象。

於一些實施例中，本發明之具有偵測並消除殘影現象功能之液晶顯示器，其中偵測模組更包含：一偵測電路，係用以偵測電源訊號和輸入信號並判斷此電源訊號及輸入信號是否異常；一計數電路，電性連接於偵測電路並對偵測電路的偵測結果進行計數；一比較電路，電性連接於計數電路，並接收計數電路的計數結果進行比較以判斷是否輸出一觸發訊號；及一觸發電路，電性連接於比較電路並於接收此觸發訊號後輸出一輸出脈衝訊號至閘極驅動器。於本發明之另一些實施例中，偵測模組更包含一儲存模組，電性連接於比較電路以提供一預設數值使比較電路判斷是否需傳輸觸發訊號至觸發電路中。

另外，本發明亦提供一種偵測並消除液晶顯示器之殘影現象之方法，其步驟包含：提供一偵測模組，用以接收一電源訊號及一輸入信號，並電性連接於一閘極驅動器；於邏輯電路偵測到異常之電源訊號及輸入信號時，輸出一輸出脈衝訊號閘極驅動器；以及基於回應輸出脈衝信號，閘極驅動器輸出一脈衝電壓至液晶顯示器之一面板，以消除面板之殘影現象。

本發明之優點為利用偵測模組偵測並輸出一輸出脈衝訊號至閘極驅動器即可以有效的解決由於未遵循電源時序規格所設計之筆記型電腦或小筆記型電腦所造成液晶顯示器的殘影現象，如此，不但增加筆記型電腦設計電源訊號和輸入信號之時序彈性，更可加速產品的量產避免不良率的產生。

這些優點從以下較佳實施例之敘述並伴隨後附圖式及申請專利範圍將使讀者得以清楚了解本發明。

本發明將以較佳之實施例及觀點加以詳細敘述，而此類敘述係解釋本發明之結構及程序，只用以說明而非用以限制本發明之申請專利範圍。因此，除說明書中之較佳實施例之外，本發明亦可廣泛實行於其他實施例。

現將描述本發明之細節，其包括本發明之實施例。參考附圖及以下描述，相同參考標號用於識別相同或功能上類似之元件，且期望以高度簡化之圖解方式說明實施例之主要特徵。此外，附圖並未描繪實際實施例之每一特徵，所描繪之圖式元件係皆為相對尺寸而非按比例繪製。

本發明係提供一種具有偵測異常的電源訊號和輸入信號輸入至閘極驅動器所導致的殘影現象並消除此殘影現象的液晶顯示器及其方法。尤其是應用於筆記型電腦(Notebook)或小筆記型電腦(Netbook)在設計影像輸出之切換模式時由於未遵照液晶顯示器要求之規格所造成之筆記型電腦輸入液晶顯示器的輸入信號已被關閉，但卻仍持續輸入電源訊號至此液晶顯示器而造成的殘影現象。

請參閱第三圖，係為本發明之具有偵測並消除殘影現象的薄膜電晶體液晶顯示器之系統架構示意圖。其中，薄膜電晶體液晶顯示器20係包含一驅動電路板100、一面板200、一源極驅動器201、一閘極驅動器203及一背光源205。驅動電路板100包含一直流電源轉換器101、時序控制器103及背光源驅動電路105。直流電源轉換器101則用以接收一電源訊號VDD，並進行轉換以輸出高電壓及低電壓至源極驅動器201及閘極驅動器203中用以提供其所需之電源。其中，此電源訊號VDD例如為3.3伏特(V)。時序控制器103係用以接收一輸入信號S，並藉由接收此輸入信號S後輸出控制訊號至源極驅動器201及閘極驅動器203，以使源極驅動器201及閘極驅動器203分別以資料線和掃描線傳送控制訊號至面板200之中，並驅動面板200中之畫素來顯示影像。一背光源205係電性連接於背光源驅動電路105，並接收背光源驅動電路105的驅動訊號以輻射光，用以提供面板200所需之光源。

在此，電源訊號VDD與輸入信號S電性連接至一偵測模組30，且此偵測模組30亦電性連接至閘極驅動器203。如此，當異常的訊號出現時，此處的異常訊號即為電源訊號VDD持續輸入至直流電源轉換器101而輸入信號S卻已停止輸入至時序控制器103。換言之，直流電源轉換器101持續接收到電源訊號VDD以輸出高電壓及低電壓至源極驅動器201和閘極驅動器203，而時序控制器103並未接收到輸入信號S，因此未輸出控制訊號至源極驅動器201和閘極驅動器203。由於持續接收到高電壓和低電壓，閘極驅動器203輸出一閘極低電壓(gate low voltage)至面板200中而導致殘影現象的出現。在此，此異常訊號亦會以電源訊號VDD開啟(ON)而輸入信號關閉(OFF)來表示。因此，當偵測模組30接收到此異常的訊號時，就會輸出一輸出脈衝訊號至閘極驅動器203中，以使閘極驅動器203以各掃描線輸出一脈衝電壓至面板200中以消除此由於異常訊號所造成之殘影現象。

接著，對此偵測模組30作一詳細的說明，請參閱第四圖，其中偵測模組30係包含一偵測電路301、一計數電路303、一比較電路305、一觸發電路307及一儲存電路309。所述的偵測電路301係用以偵測輸入電源訊號VDD及輸入信號S，並將所偵測的結果輸出至計數電路303中。舉例而言，當偵測電路301接收到正常的電源訊號VDD及輸入信號S時，則會輸出一「正常」的訊號至計數電路303中，而其接收到異常的電源訊號VDD及輸入信號S時，則會輸出一「異常」的訊號至計數電路303中。於本實施例中，當偵測電路301接收到正常的電源訊號VDD及輸入信號S時，則會輸出「0」的訊號至計數電路303中，而當接收到異常的電源訊號VDD及輸入信號S時，則會輸出「1」的訊號至計數電路303中。

計數電路303則會依據由偵測電路301所傳送過來的訊號進行計數的動作，並將一段間隔內所計數的結果傳送至比較電路305中。儲存電路309係用以預先儲存一個(些)預設數值，以作為比較電路305於判斷上之比較基準。於本發明之實施例中，儲存於儲存電路309中的預設數值可依據不同的狀況以儲存不同的數值。比較電路305係用以比較計數電路303與儲存電路309中的預設數值。當計數電路303於一段間隔中所接收到由偵測電路301所偵測到的異常訊號的計數結果大於或相當於儲存電路309中所儲存之數值時，則比較電路305傳送一觸發訊號至觸發電路307，使觸發電路307傳送一輸出脈衝訊號至閘極驅動器203中，使得閘極驅動器203輸出一電壓Go至面板200中，以達到快速消除殘影現象之效果。在此，依據閘極驅動器203之電路設計，此輸出脈衝電壓Go係可為一閘極高電壓(gate high voltage)或亦可為一閘極低電壓。

於本實施例中，偵測電路301輸出所偵測的訊號至計數電路303，計數電路303會依據偵測電路301所偵測「異常」訊號與「正常」訊號開始計數，並將一段間隔內所計數的結果輸出至比較電路305。比較電路305接收計數電路303計數輸入與儲存電路309中所儲存之預設數值後，進行比較以決定或判定何時開始輸出一觸發訊號，例如：脈波信號。此觸發訊號輸入至觸發電路307，以觸發輸出一輸出脈衝訊號，例如一位準(電壓)，其輸出位準可為高電壓或低電壓，端視觸發電路307與閘極驅動器203之間的協定或設計而定。

為了更清楚的說明本發明的消除殘影現象的運作，請接著參閱第五圖，係顯示本發明之液晶顯示器消除殘影現象之時序示意圖。由第三圖、第四圖及第五圖中可知，當一筆記型電腦由於電源訊號VDD及輸入信號S的設計上未匹配於薄膜電晶體液晶顯示器20所要求之規格時，則於其執行影像輸出之切換模式1’則出現異常的電源訊號VDD和輸入信號S狀態，即為輸入信號S係為關閉(OFF)，然電源訊號VDD為開啟(ON)，而此為一異常訊號的狀況。於本實施例中，偵測模組30中的偵測電路301則會偵測到此異常訊號並將之輸出至計數電路303中，由於此異常狀況並非瞬間的情況，所以計數電路303於一間隔的計數結果輸出至比較電路305中，此計數結果會大於或等於儲存在儲存電路309中之預設數值，因此，比較電路305輸出一觸發訊號至觸發電路307，使其輸出一輸出脈衝訊號至閘極驅動器203。於本實施例中，請參閱第五圖，可知於切換模式1’出現異常訊號的狀況時，則輸出脈衝訊號就會由觸發電路307輸出至閘極驅動器203中，並使閘極驅動器203中的每一掃描線(Go1~Gon)都於切換模式1’時產生一脈衝電壓。於本實施例中，以掃描線Go1作為例子來說明，在正常訊號下時(即電源訊號VDD為開啟且輸入信號S亦為開啟的狀況下)，此掃描線Go1係維持輸出一閘極低電壓VEE，而當偵測模組30偵測到在切換模式1’時所出現的異常訊號時，則會由觸發電路307傳送輸出脈衝訊號至閘極驅動器203，而閘極驅動器203會使其每一掃瞄線都輸出一脈衝電壓，而此處之脈衝電壓係為一閘極高電壓VGG。於一些實施例中，此閘極高電壓VGG之數值包含為約15~18伏特(V)之間的數值，而閘極低電壓VEE之數值包含為約-6~-12伏特(V)之間的數值。

因此，本發明所提供之具有偵測和消除殘影現象功能之液晶顯示器及其方法可有效的解決由於當筆記型電腦或小筆記型電腦未遵循液晶顯示器所要求之規格時設計其電源訊號及輸入信號的相關電路時所導致液晶顯示器發生的殘影現象，如此，不但增加筆記型電腦設計電源訊號和輸入信號時的彈性，更可加速產品的量產並避免不良率的產生。

上述敘述係為本發明之較佳實施例。此領域之技藝者應得以領會其係用以說明本發明而非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

10．．．薄膜電晶體液晶顯示器

100．．．驅動電路板

101．．．直流電源轉換器

103．．．時序控制器

105．．．背光源驅動電路

200．．．面板

201．．．源極驅動器

203．．．閘極驅動器

205．．．背光源

1．．．切換模式

1’．．．切換模式

20．．．薄膜電晶體液晶顯示器

30．．．偵測模組

301．．．偵測電路

303．．．計數電路

305．．．比較電路

307．．．觸發電路

309．．．儲存電路

VDD．．．電源訊號

S．．．輸入信號

VGG．．．閘極高電壓

VEE．．．閘極低電壓

第一圖係顯示傳統之薄膜電晶體液晶顯示器之系統架構示意圖。

第二A圖係顯示正常情況下影像輸出切換模式時電源訊號與輸入信號之時序示意圖。

第二B圖係顯示不正常情況下影像輸出切換模式時電源訊號與輸入信號之時序示意圖。

第三圖係顯示本發明之具有偵測及消除殘影現象功能之液晶顯示器之系統架構示意圖。

第四圖係顯示本發明之具有偵測及消除殘影現象功能的偵測模組之示意圖。

第五圖係顯示本發明之消除殘影現象之時序示意圖。

20．．．薄膜電晶體液晶顯示器

100．．．驅動電路板

101．．．直流電源轉換器

103．．．時序控制器

105．．．背光源驅動電路

200．．．面板

201．．．源極驅動器

203．．．閘極驅動器

205．．．背光源

30．．．偵測模組

VDD．．．電源訊號

S．．．輸入信號

Claims (16)

1. 一種具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器，係包含：一驅動電路板，係包含一直流電源轉換器及一時序控制器，其中該直流電源轉換器係用以接收一電源訊號及該時序控制器係用以接收一輸入信號；一閘極驅動器，係電性連接於該直流電源轉換器及該時序控制器，並電性連接於一面板；及一偵測模組，係電性連接於該閘極驅動器並用以偵測該電源訊號及該輸入信號，其中該偵測模組更包含：一偵測電路，係用以偵測該電源訊號和該輸入信號並判斷該電源訊號及該輸入信號是否異常；一計數電路，電性連接於該偵測電路並對偵測電路的偵測結果進行計數；一比較電路，電性連接於該計數電路，並接收計數電路的計數結果進行比較以判斷是否輸出一觸發訊號；及一觸發電路，電性連接於該比較電路並於接收該觸發訊號後輸出一輸出脈衝訊號至閘極驅動器。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器，其中該偵測模組更包含一儲存模組，電性連接於該比較電路以提供一預設數值使該比較電路判斷是否需傳輸該觸發訊號至該觸發電路。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器，其中該觸發訊號係用以觸發該觸發電路輸出該輸出脈衝訊號至該閘極驅動器，且該閘極驅動器接收到該輸出脈衝訊號後會輸出一脈衝電壓至面板以消除殘影現象。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器，其中該脈衝電壓係為一閘極高電壓。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器，其中該閘極高電壓係為15至18伏特。
6. 如申請專利範圍第3項所述之具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器，其中該脈衝電壓係為一閘極低電壓。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器，其中該閘極低電壓係為-6至-12伏特。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具有偵測並消除殘影現象之液晶顯示器，其中異常訊號係包含為該電源訊號為開啟的狀態而該輸入信號為關閉的狀態。
9. 一種偵測並消除液晶顯示器之殘影現象之方法，其步驟包含：提供一偵測模組，用以接收一電源訊號及一輸入信號，並電性連接於一閘極驅動器；於該偵測模組偵測到異常之該電源訊號及該輸入信號 時，輸出一輸出脈衝訊號至該閘極驅動器；以及基於回應該輸出脈衝信號，該閘極驅動器輸出一脈衝電壓至該液晶顯示器之一面板，以消除該面板之殘影現象，其中該偵測模組更包含：一偵測電路，係用以偵測該電源訊號和該輸入信號並判斷該電源訊號及該輸入信號是否異常；一計數電路，電性連接於該偵測電路並對偵測電路的偵測結果進行計數；一比較電路，電性連接於該計數電路，並接收計數電路的計數結果進行比較以判斷是否輸出一觸發訊號；及一觸發電路，電性連接於該比較電路並於接收該觸發訊號後輸出一輸出脈衝訊號至閘極驅動器。
10. 如申請專利範圍第9項所述之偵測並消除液晶顯示器之殘影現象之方法，其中該偵測模組更包含一儲存模組，電性連接於該比較電路以提供一預設數值使該比較電路判斷是否需輸出該觸發訊號至該觸發電路。
11. 如申請專利範圍第9項所述之偵測並消除液晶顯示器之殘影現象之方法，其中該液晶顯示器更包含一驅動電路板，係包含一直流電路轉換器用以接收該電源訊號及一時序控制器用以接收該輸入信號，且該直流電路轉換器及該時序控制器係電性連接於該閘極驅動器。
12. 如申請專利範圍第9項所述之偵測並消除液晶顯示器之 殘影現象之方法，其中該脈衝電壓係為一閘極高電壓。
13. 如申請專利範圍第12項所述之偵測並消除液晶顯示器之殘影現象之方法，其中該閘極高電壓係為15至18伏特。
14. 如申請專利範圍第9項所述之偵測並消除液晶顯示器之殘影現象之方法，其中該脈衝電壓係為一閘極低電壓。
15. 如申請專利範圍第14項所述之偵測並消除液晶顯示器之殘影現象之方法，其中該閘極低電壓係為-6至-12伏特。
16. 如申請專利範圍第9項所述之偵測並消除液晶顯示器之殘影現象之方法，其中異常訊號係包含為該電源訊號為開啟的狀態而該輸入信號為關閉的狀態。