TWI450256B - 改善開機延遲的液晶驅動裝置、時序控制電路及改善液晶顯示器開機延遲的方法 - Google Patents

Description

改善開機延遲的液晶驅動裝置、時序控制電路及改善液晶顯示器開機延 遲的方法

本發明係有關於一種液晶驅動裝置及其方法，尤指一種改善開機延遲的液晶驅動裝置及其方法。

請參照第1圖，第1圖係說明應用於閘極驅動電路中的移位暫存器100之示意圖。如第1圖所示，當液晶顯示器的掃描起始訊號為高電位(液晶顯示器開機)時，掃描起始訊號輸入至閘極驅動電路中的移位暫存器100的輸入端IN1，此時薄膜電晶體T1開啟，導致節點N1開始充電以及薄膜電晶體T2開啟。但由於此時輸入端CK1輸入的圖幀時脈CK為低電位，所以移位暫存器100的輸出端OUT的輸出訊號(薄膜電晶體T2的源極端的電位)為低電位。當圖幀時脈CK轉變為高電位時，薄膜電晶體T2依然維持開啟(因為節點N1仍在充電狀態)。因薄膜電晶體T2的閘極端和源極端有一升壓電容C1，所以節點N1的電壓會耦合圖幀時脈CK的高電位而更高。如此，將保持薄膜電晶體T2開啟，此時移位暫存器100輸出端OUT的輸出訊號為高電位，亦即高電位的圖幀時脈CK經由薄膜電晶體T2的源極端輸出。

然而薄膜電晶體T2不僅要驅動掃描線上像素的開關，亦要設定下一級移位暫存器以及重設定上一級移位暫存器。因此，薄膜電晶體T2的尺寸必須很大，以得到較大的驅動電流。如此薄膜電晶體T2的寄生電容也跟著變大，造成節點N1的充電時間增加。因此，會使開機初期的節點N1的電壓無法到達需求，而造成開機延遲。

本發明的一實施例提供一種改善開機延遲的液晶驅動裝置。該液晶驅動裝置包含一閘極驅動電路、一源極驅動電路及一時序控制電路。該閘極驅動電路包含複數個移位暫存器；該源極驅動電路係用以將一顯示資料轉換成一資料電壓，然後根據該資料電壓將相對應的像素，充放電到相對應灰階的電壓；及該時序控制電路係耦接於該閘極驅動電路及該源極驅動電路，用以在該液晶顯示器開機時，送出低於該液晶顯示器的正常圖幀時脈的一低頻圖幀時脈(frame rate)以及高於該液晶顯示器的正常掃描啟始訊號的頻率的一高頻掃描啟始訊號運作該閘極驅動電路一預定時脈數。

本發明的另一實施例提供一種用於改善開機延遲的液晶驅動裝置之時序控制電路。該時序控制電路包含一計數器、一觸發器及一調整頻率電路。該計數器係用以計數一預定時脈數；該觸發器係耦接於該計數器，用以根據該預定時脈數，產生一觸發訊號；及該調整頻率電路係耦接於該觸發器，用以根據該觸發訊號，將一低頻圖幀時脈調整至該液晶顯示器的正常圖幀時脈以及將一高頻掃描啟始訊號調整至該液晶顯示器的正常掃描啟始訊號。

本發明的另一實施例提供一種改善液晶顯示器開機延遲的方法。該方法包含在一液晶顯示器開機時，根據低於該液晶顯示器的正常圖幀時脈的一低頻圖幀時脈以及高於該液晶顯示器的正常掃描啟始訊號的頻率的一高頻掃描啟始訊號，運作該閘極驅動電路一預定時脈數；根據該液晶顯示器的一時序控制電路的觸發訊號，將該低頻圖幀時脈調整至該液晶顯示器的正常圖幀時脈以及將該高頻掃描啟始訊號調整至該液晶顯示器的正常掃描啟始訊號；及根據該正常圖幀時脈以及該正常掃描啟始訊號，運作該液晶顯示器。

本發明所提供的一種改善開機延遲的液晶驅動裝置、時序控制電路及改善液晶顯示器開機延遲的方法，係在液晶顯示器開機時，液晶顯示器的時序控制電路送出低於液晶顯示器的正常圖幀時脈的低頻圖幀時脈以及高於液晶顯示器的正常掃描啟始訊號的頻率的高頻掃描啟始訊號，運作液晶顯示器的閘極驅動電路一預定時脈數，且同時由時序控制電路送黑資料訊號給液晶顯示器的源極驅動電路，所以此時液晶顯示器呈現黑色的圖幀。當時序控制電路的計數器計數預定時脈數後，時序控制電路的調整頻率電路根據來自時序控制電路的觸發器的觸發訊號，將低頻圖幀時脈調整至液晶顯示器的正常圖幀時脈以及將高頻掃描啟始訊號調整至液晶顯示器的正常掃描啟始訊號，且時序控制電路開始送出正常資料給源極驅動電路，以顯示正常的畫面。如此，閘極驅動電路上的薄膜電晶體的尺寸可因開機時充電時間延長而縮小，而薄膜電晶體的寄生電容也跟著變小。另外，因為掃描起始訊號為高電位的時間增加且在一圖幀期間輸出多次掃描起始訊號，所以可增加薄膜電晶體的開啟次數，使得薄膜電晶體的溫度上升，提高薄膜電晶體的驅動能力。因此，本發明可減少閘極驅動電路面積，以及減少開機延遲。

請參照第2圖，第2圖係本發明的一實施例說明改善開機延遲的液晶驅動裝置200的示意圖。液晶驅動裝置200包含一閘極驅動電路202、一源極驅動電路204及一時序控制電路206。閘極驅動電路202包含複數個移位暫存器，複數個移位暫存器係以輸出端耦接的方式相互連接。舉例來說，複數個移位暫存器包含依序耦接的一第n-1級移位暫存器Gn-1、一第n級移位暫存器Gn、及一第n+1級移位暫存器Gn+1，其中第n級移位暫存器Gn的輸出端的訊號另做為第n+1級移位暫存器Gn+1的設定端SET的輸入訊號以及第n-1級移位暫存器Gn-1的重設定端RESET的輸入訊號，其中值得注意的是閘極驅動電路202最後附加的虛擬移位暫存器Gdummy的輸出端的訊號不會做為虛擬移位暫存器Gdummy前面各級移位暫存器的重設定端RESET的輸入訊號。每一級移位暫存器的輸出端的訊號係用以控制耦接於一像素2024的開關2026的開啟與關閉。源極驅動電路204係用以將一顯示資料轉換成一資料電壓，然後根據資料電壓將相對應的像素2024，充放電到相對應灰階的電壓。時序控制電路206係耦接於閘極驅動電路202以及源極驅動電路204，用以在液晶顯示器開機時，送出低於液晶顯示器的正常圖幀時脈CK的一低頻圖幀時脈LCK以及高於液晶顯示器的正常掃描啟始訊號NSTV的頻率的一高頻掃描啟始訊號HSTV，運作閘極驅動電路202一預定時脈數CP。

請參照第3圖，第3圖係本發明的另一實施例說明液晶驅動裝置200中的時序控制電路206示意圖。時序控制電路206包含一計數器2062、一觸發器2064及一調整頻率電路2066。在液晶顯示器開機時，時序控制電路206先設定液晶顯示器進入自我測試(built-in self test,BIST)模式。此時，時序控制電路206內的調整頻率電路2066送出低於液晶顯示器的正常圖幀時脈CK的低頻圖幀時脈LCK以及高於液晶顯示器的正常掃描啟始訊號NSTV的頻率的高頻掃描啟始訊號HSTV，運作閘極驅動電路202。在以低頻圖幀時脈LCK運作閘極驅動電路202的同時，計數器2062開始計數以及時序控制電路206送黑資料訊號給源極驅動電路204，所以此時液晶顯示器呈現黑色的圖幀。當計數器2062計數預定時脈數CP後，耦接於計數器2062的觸發器2064根據預定時脈數CP，產生一觸發訊號Tr。耦接於觸發器2064的調整頻率電路2066根據觸發訊號Tr，將低頻圖幀時脈LCK調整成為液晶顯示器的正常圖幀時脈CK以及將高頻掃描啟始訊號HSTV調整至液晶顯示器的正常掃描啟始訊號NSTV，且時序控制電路206開始送出正常資料給源極驅動電路204，以顯示正常的畫面。

請參照第4圖，第4圖係說明以低頻圖幀時脈LCK以及高頻掃描啟始訊號HSTV，運作閘極驅動電路202示意圖。本發明係以正常圖幀時脈60Hz、768條掃描線(每一條掃描線耦接於每一級移位暫存器的輸出端)的液晶顯示器為例，其正常掃描啟始訊號NSTV係為一圖幀出現一次。但本發明並不受限於正常圖幀時脈60Hz、768條掃描線的液晶顯示器。當液晶顯示器開機時，係以30Hz的圖幀時脈以及每192條掃描線產生一個掃描啟始訊號的高頻掃描啟始訊號HSTV(亦即在一圖幀中，出現四次掃描啟始訊號脈衝)，運作閘極驅動電路202。但本發明並不受限於使用30Hz的圖幀時脈和每192條掃描線產生一個掃描啟始訊號脈衝的高頻掃描啟始訊號HSTV開機，只要是利用低頻圖幀時脈LCK以及高頻掃描啟始訊號HSTV開機，皆落入本發明的範疇。

由於非晶矽薄膜電晶體在一般使用條件下，流過的電流I可由式(1)決定：

I=0.5×10^-6 ×W/L(A)　(1)

其中W/L係為非晶矽薄膜電晶體的寬長比。將式(1)代入式(2)，可得式(3)：

其中V係為第1圖中的升壓電容C1的充電電壓，C係為第1圖中的電容C1的電容值。由式(3)可得式(4)：

其中t_w 係為充電時間。因此，由式(4)可知，如果當液晶顯示器使用正常圖幀時脈CK的一半頻率開機時(充電時間增加為2倍)，則在理想上非晶矽薄膜電晶體的寬可為原來非晶矽薄膜電晶體的寬的1/2，但本發明並不受限於使用正常圖幀時脈CK的一半頻率開機，只要是利用低於正常圖幀時脈CK的頻率開機，皆落入本發明的範疇。

請參照第1圖、第5A圖和第5B圖，第5A圖和第5B圖係說明在正常圖幀時脈CK(60Hz)和低頻圖幀時脈LCK(30Hz)運作閘極驅動電路202時，移位暫存器100中的節點N1充電過程的示意圖。如第5B圖所示，使用低頻圖幀時脈LCK運作閘極驅動電路202時，掃描起始訊號脈衝為高電位的時間也同步增加，所以節點N1的電位可以較高，薄膜電晶體T2開啟更完全，使得薄膜電晶體T2溫度上升。另外，在一圖幀期間輸出多次掃描起始訊號脈衝，則增加薄膜電晶體T1的開啟次數，使得薄膜電晶體T1溫度上升。如此，可增加薄膜電晶體T2的驅動能力，減少開機啟動不良、暖機時間及薄膜電晶體T2的設計面積。

請參照第6圖，第6圖係本發明的另一實施例說明改善液晶顯示器開機延遲的方法之流程圖。第6圖之方法係利用第2圖的液晶驅動裝置200說明，詳細步驟如下：步驟600：開始；步驟602：在液晶顯示器開機時，根據低於液晶顯示器的正常圖幀時脈CK的低頻圖幀時脈LCK以及高於液晶顯示器的正常掃描啟始訊號NSTV的頻率的高頻掃描啟始訊號HSTV，運作閘極驅動電路202預定時脈數CP；步驟604：當已以低頻圖幀時脈LCK和高頻掃描啟始訊號HSTV運作閘極驅動電路202預定時脈數CP時，產生觸發訊號Tr；步驟606：當接收到觸發訊號Tr，將低頻圖幀時脈LCK調整成為液晶顯示器的正常圖幀時脈CK以及將高頻掃描啟始訊號HSTV調整至液晶顯示器的正常掃描啟始訊號NSTV；步驟608：根據正常圖幀時脈CK以及正常掃描啟始訊號NSTV，運作閘極驅動電路202；步驟610：結束。

在步驟602中，時序控制電路206送出黑資料至液晶顯示器的源極驅動電路204。在步驟604中，當計數器2062計數預定時脈數CP後，耦接於計數器2062的觸發器2064根據預定時脈數CP，產生觸發訊號Tr。在步驟606中，耦接於觸發器2064的調整頻率電路2066根據觸發訊號Tr，將低頻圖幀時脈LCK調整成為液晶顯示器的正常圖幀時脈CK以及將高頻掃描啟始訊號HSTV調整至液晶顯示器的正常掃描啟始訊號NSTV。在步驟608中，根據正常圖幀時脈CK以及正常掃描啟始訊號NSTV，運作閘極驅動電路202，且時序控制電路206開始送出正常資料給源極驅動電路204，以顯示正常的畫面。

綜上所述，本發明所提供的改善開機延遲的液晶驅動裝置、時序控制電路及改善液晶顯示器開機延遲的方法，係在液晶顯示器開機時，時序控制電路送出低頻圖幀時脈以及高頻掃描啟始訊號，運作閘極驅動電路，且同時由時序控制電路送黑資料訊號給源極驅動電路，所以此時液晶顯示器呈現黑色的圖幀。當計數器計數預定時脈數後，調整頻率電路根據來自觸發器的觸發訊號，將低頻圖幀時脈調整至液晶顯示器的正常圖幀時脈以及將高頻掃描啟始訊號調整至液晶顯示器的正常掃描啟始訊號，且時序控制電路開始送出正常資料給源極驅動電路，以顯示正常的畫面。因此，由式(4)可知，如果當液晶顯示器使用低頻圖幀時脈開機時，則在理想上非晶矽薄膜電晶體的尺寸可因開機時充電時間延長而縮小，而薄膜電晶體的寄生電容也跟著變小。另外，如第5B圖所示，因為掃描起始訊號為高電位的時間增加且在一圖幀期間輸出多次掃描起始訊號脈衝，所以可增加薄膜電晶體的開啟次數，使得薄膜電晶體的溫度上升，提高薄膜電晶體的驅動能力。因此，本發明利用上述優點，可減少閘極驅動電路面積，以及減少開機延遲。

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。

100．．．移位暫存器

200．．．液晶驅動裝置

202．．．閘極驅動電路

204．．．源極驅動電路

206．．．時序控制電路

2024．．．像素

2026．．．開關

2062．．．計數器

2064．．．觸發器

2066．．．調整頻率電路

Gn-1．．．第n-1級移位暫存器

Gn．．．第n級移位暫存器

Gn+1．．．第n+1級移位暫存器

Gdummy．．．虛擬移位暫存器

IN1、CK1．．．輸入端

T1、T2．．．薄膜電晶體

CK．．．正常圖幀時脈

CP．．．預定時脈數

N1．．．節點

C1．．．升壓電容

NSTV．．．正常掃描起始訊號

HSTV．．．高頻掃描起始訊號

LCK．．．低頻圖幀時脈

Tr．．．觸發訊號

OUT．．．輸出端

SET．．．設定端

RESET．．．重設定端

600-610．．．步驟

第1圖係說明應用於閘極驅動電路中的移位暫存器之示意圖。

第2圖係本發明的一實施例說明改善開機延遲的液晶驅動裝置的示意圖。

第3圖係本發明的另一實施例說明液晶驅動裝置中的時序控制電路示意圖。

第4圖係說明以低頻圖幀時脈以及高頻掃描啟始訊號，運作閘極驅動電路示意圖。

第5A圖和第5B圖係說明在正常圖幀時脈和低頻圖幀時脈運作閘極驅動電路時，移位暫存器中的節點充電過程的示意圖。

第6圖係本發明的另一實施例說明改善液晶顯示器開機延遲的方法之流程圖。

600-610．．．步驟

Claims (5)

1. 一種改善開機延遲的液晶驅動裝置，包含：一閘極驅動電路，包含複數個移位暫存器，其中該複數個移位暫存器中的一虛擬移位暫存器(dummy shift register)的輸出，不會對其他複數個移位暫存器作重設定的動作；一源極驅動電路，用以將一顯示資料轉換成一資料電壓，然後根據該資料電壓將相對應的像素，充放電到相對應灰階的電壓；及一時序控制電路，耦接於該閘極驅動電路及該源極驅動電路，用以在該液晶顯示器開機時，送出低於該液晶顯示器的正常圖幀時脈的一低頻圖幀時脈(frame rate)以及高於該液晶顯示器的正常掃描啟始訊號的頻率的一高頻掃描啟始訊號運作該閘極驅動電路一預定時脈數。
2. 如請求項1所述之液晶驅動裝置，其中該時序控制電路包含：一計數器，用以計數該預定時脈數；一觸發器，耦接於該計數器，用以根據該預定時脈數，產生一觸發訊號；及一調整頻率電路，耦接於該觸發器，用以根據該觸發訊號，將該低頻圖幀時脈調整至該液晶顯示器的正常圖幀時脈以及將該高頻掃描啟始訊號調整至該液晶顯示器的正常掃描啟始訊號。
3. 如請求項2所述之液晶驅動裝置，其中當該液晶顯示器運作於該低頻圖幀時脈以及該高頻掃描啟始訊號時，該時序控制電路另送出一黑資料訊號至該源極驅動電路。
4. 如請求項1所述之液晶驅動裝置，其中該閘極驅動電路中的每一移位暫存器的輸出端的訊號係用以控制耦接於一像素的開關的開啟與關閉。
5. 如請求項1所述之液晶驅動裝置，其中該複數個移位暫存器中的一第n級移位暫存器的輸出端的訊號另做為該複數個移位暫存器中的一第n+1級移位暫存器的設定端的輸入訊號，且該第n級移位暫存器的輸出端的訊號另做為該複數個移位暫存器中的一第n-1級移位暫存器的重設定端的輸入訊號。