TWI230371B - Circuit for clearing after image - Google Patents

Description

1230371 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種影像消除電路，且特別是有關於 一種當顯示器不正常的斷電時，消除顯示器之殘留影像的 電路。 【先前技術】 液晶材料由歐洲發現後，在美國研究開發其實用性， 日本深入地探討其物性及各種領域之應用技術，並不斷地 研製新世代之液晶平面顯示器。目前，各種液晶技術已被 廣泛地使用在顯示器上，尤其是液晶平面顯示器（LCD)， 各製造商已經由TN-LCD (Twisted Nematic -Liquid Crystal Display，扭曲向列型液晶平面顯示器）擴展至 STN-LCD (Super Twisted Nematic- Liquid Crystal D i s p 1 a y，超扭曲向列型液晶平面顯示器），並更加擴大 至非晶石夕TFT-LCD (Thin Film Transistor LCD，薄膜電 晶體液晶平面顯示器），且規模有越來越大之趨勢。另 外’也已有液晶顯不為、製造商已開始著手研發低溫多晶砍 平面顯示器（LPTS-LCD ， Low Temperature Poly_Si Liquid Crystal Display )之生產技術。 請參考第5圖，其繪示習知一種顯示器。此顯示器5 0 0 包括閘極驅動電路5 1 0、資料驅動電路5 2 0、閘極驅動線 5 1 2、資料驅動線5 2 2、電晶體5 3 2、電容5 3 4以及像素胞 5 3 6。其中，閘極驅動線5 1 2與資料驅動線5 2 2係構成了一 液晶顯示單元5 5 0。此液晶顯示單元5 5 0當有資料要寫入 (即欲在顯示器5 0 0顯示資料）時，閘極驅動電路5 1 〇即將

11552twf.ptd 第7頁 1230371 五、發明說明（2) 閘極驅動線5 1 2由低電位變為高電位，使得電晶體5 3 2呈現 導通狀態’然後貨料驅動電路5 2 0即透過資料驅動線5 2 2寫 入資料（帶有一電位）至電容5 3 4中。在資料寫入後，閘 極驅動電路5 1 0即將間極驅動線5 1 2之電位由南電位轉換成 低電位，以使得像素胞5 3 6在下一個資料寫入前能繼續顯 示此資料。但當液晶顯示單元5 5 0不正常斷電時，此資料 所代表之電位仍然還是儲存於電容5 3 4中，因此就造成了 殘留影像的問題。 在習知之技術中，解決殘留影像的方法為將電晶體 5 3 2之電流-電壓曲線（如第6圖所繪）向左移，以將電晶 體5 3 2之臨界電壓設計成非常接近0伏特，使得電晶體53 2 之閘極電壓在低到接近0伏特時，即可導通電晶體5 3 2，使 得儲存在電容5 3 4中代表資料之電位能被釋出至資料驅動 線5 2 2中。 不過，在目前為了要有更好之解析度與將元件設計於 顯示器5 0 0之基板内，所以就無法任意調整電晶體5 3 2之電 流-電壓曲線，以避免同時影響到顯示器5 0 0内電路的特 性。但在這樣的情況下，將使得液晶顯示單元5 5 0在遇到 不正常斷電時，會有殘留影像的情形發生。 【發明内容】 有鑑於此，本發明的目的在提供一種殘留影像消除電 路，係當平面顯示單元不正常斷電時，以電荷儲存元件儲 存之電何來提Τ§7閘極驅動線之電位，並導通影像控制早元 内之開關元件，使影像電荷儲存元件釋能出所儲存之影像

11552twf.ptd 第8頁 1230371 五、發明說明（3) 電荷，以消除殘留影像。 本發明提出一種殘留影像消除電路，其係適用於當平 面顯示單元不正常斷電時。其中，平面顯示單元包括閘極 驅動電路與由此閘極驅動電路所驅動之多條閘極驅動線、 資料驅動電路與由此資料驅動電路所驅動之多條資料驅動 線，以及多個影像控制單元。此殘留影像消除電路包括有 二極體、電荷儲存元件以及阻絕元件。 依照本發明的較佳實施例所述，上述之電荷儲存元件 具有第一端與第二端，其第一端電性耦接至電壓轉換器之 第一電位端，第二端電性耦接至地電位。此電荷儲存元件 係於平面顯示單元供電正常時，負責儲存電荷，並當平面 顯示單元不正常斷電時，釋出所儲存之電荷。 依照本發明的較佳實施例所述，上述之阻絕元件具有 第一端、第二端與第三端，其阻絕元件之第一端電性耦接 至電荷儲存元件之第一端、阻絕元件之第二端電性耦接至 電壓轉換器之第一電位端、阻絕元件之第三端電性耦接至 閘極驅動電路之第二電位端。此阻絕元件在平面顯示單元 不正常斷電時被導通，而且當阻絕元件導通後，電荷儲存 元件所釋出之電荷將可提高閘極驅動線之電位。 依照本發明的較佳實施例所述，上述之二極體具有第 一端與第二端，其二極體之第一端電性耦接至電壓轉換器 之第一電位端、二極體之第二端電性耦接至電荷儲存元件 之第一端，以使得流經二極體之電流為從二極體之第一端 流向二極體之第二端。

11552twf.ptd 第9頁 1230371 五、發明說明（4) 依照本發明的較佳眚 ί!ί像素胞、開關元件以iJi電影像控制單元 ί電荷儲存元件具有第-端：ί ::儲存元件。其中， 件I孓端電性搞接至地電位，負'責儲存&二，電荷儲存元 t i f第一端、第二端與第：ΐ ί Ϊ:像電荷。開關元 驅動線1關元件之第』端電性輕接至資； 料。 象電荷代表之電位來顯示j何 依照本發明的較佳實扩 、、 電荷提高了閘極驅動線上二二當電荷儲存元件釋 使付影像電荷儲存元件釋出影^丄開，7G件被導通，而 依照本發明的其他較佳〜何至貧料驅動線上。 電路之特徵在於耦接至電壓号^ j，此殘留影像消除 括大電阻、第一端與第二端，與閘極驅動電路，其包 換：之第一電位端’第二端電生耦耦接至電壓轉 一電位端，而大電阻則電性耦接於 j極驅動電路之第 其中，此殘留影像消除電路更包括二:=與第二端之間。 第二端，二極體之第一端電性耦接至雷懕絲具^第一端與 位端，而二極體之第二端則電性耦接至大換器之第一電 本本發明因採用殘留影像消除電路，因阻2第一端。 單元為不正常斷電時，其將導通阻絕元 =t平面顯示 元件儲存之電荷來提高閘極驅動線之電w釋出電荷儲存 以導通影像控 11552twf.ptd 第10頁 1230371 五 發明說明（5) 制單元之開關元件，並 件釋出影像電荷儲存元$ 控制單元之影像電荷儲存元 上的殘留影像。 諸存之影像電荷，以消除顯示器 為讓本發明之卜；+、ι β 易懂，下文特舉一較佳：目=、特徵和優點能更明顯 說明如下。 彳實施例，並配合所附圖式，作詳細 【實施方式】： # # f參照第1 A圖，其繪示依照本發明一較佳f f W ^留影像消除電路圖。在第；月^ 的- (vdd)，而問極轉換器140之第-電位端 轉換器140之第一電位端端分別電性耦接至電壓 另外，平面海_ „電位鳊（VDD)與第二電位端（VEE)。 料驅動線丨2 2所不:成'丨5 〇係由多條閘極驅動線1 1 2與多條資 ^ ^ ^ ^ ^ ^ , 而在實^#弟^囷中僅、、日不有一個影像控制單元1 30， 施ίΐ 4 制單元130可以是任意多數個。在本實 2例：，衫像控制單元130包括開 2在本實 存兀件1 3 4與傻去睑Ί Q β 甘叫Μ - p丨尽电何储 叙接$ Μ托/象素胞136，其開關70件132之第一端166電性 耦接至閘極驅動線112，開關元件/ 接至資料驅動绩〗99叫Μ ！ 0〇 弟一知b8電性耦 至影像電苻Si V 之第三端170電性耦接 元件134之第，影像電荷儲存元件 接至Λ一雷 則接地電位’而像素胞136之一端電性耗 接至汾像電何儲存元件134之第—端172，另一端電性耦

11552twf.ptd 第11頁 1230371 五、發明說明（6) 至地電位。

± ，二二施例中，當平面顯示單元1 5 0電源供仏不A V二盘器140將提供閘極驅動電路11 〇」、：雷： (VDD )與-低電位（VEE )，此高電位 := 的正電廢’低電位可以例如是—2伏特的負電：Ί2伏特 路1 1 0則透過閘極驅動 問極驅動電 關元件132，在開關伏特）來導通開 將資料透過資料m @ i 9 9 (^導k後，貝料驅動電路1 2 0則 資料寫人至至影t控制單元13°中。在 gf7征扒PI Μ - A工制早兀1 3 〇後，這時的閘極驅動電路1 1 0 供件132低電位（_2伏特）之電壓，以 代ί之電位V^!a閉狀態。而影像控制單元130則將資料所 胞1 36在還沒接到下_杳钮卩主r曰日日h3 T从便传像素 )〇 Λ 題。 在顯不為上將會產生殘留影像的問 絕元二續(參具考有第二圖端；= -^ r ^ΙΖ 鳊 16〇、第二端 162 與第三端 164 )、 :二ϋϋΐ —端152與第二端154)與電荷儲存元

f ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 13¾ it ^'p ί I 面％效電晶體，電荷儲在^从彳 主接 不以此為限。在殘留影像消 ^均 極體1〇4之第一端152電性輕接至電壓轉内換之器=【㈡

1230371 ，發明說明（？） 存ί )，二極體1 〇4之第二端1 54電性耗接至電荷儲 性叙技〇6之第一端156，電荷儲存元件106之第二端158電 電荷ϊί地電位，阻絕元件102之第一端160電性耦接至 電性勉ί兀件106之第一端156，阻絕元件1〇2之第二端162 件102之/電壓轉換器14〇之第一電位端（VDD)，阻絕元 之第二端1 6 4電性耦接至閘極驅動電路丨丨〇之第二電 干單實f例中，當電壓轉換器140正常供電給平面顯 ΠίΓ 即電壓轉換器140亦正常供給阻絕元件1〇2 f ’阻絕元件1 0 2處於關閉狀態，因此電荷儲一 件106將儲存電荷。 此冤何儲存疋 請同時參照第2圖，其繪示依照本發明_ 兀15 0々不正吊斷電時，在阻絕元件1〇2之第二端Η?， 幾乎等於0伏特，所以阻絕元件丨〇 2導通，”位 1〇6即釋出其所儲存之電荷。此時，閘極電m几件 位將因此被提高（如第2圖所繪）。此時，開二之電 導通，ff像電荷儲存元件1 3 4即可將其所儲存之影 破

:出至資料驅動線i 22上，亦即消除了顯示器上：殘留J 罕父佳實施例中，二極體1QJ氣 只能從二極體丨〇 4 τ 瓶1u 4為用來讓電 阻 1 5 4，也就是說當雷 "之第一端 ，元件102之第存70件106放電時，電流只會每 第4160至阻絕元件102之第三端164^

1230371 五、發明說明（8) ^ 而不會從二極體10 4流過，其中，阻頌开彳φ 1 η 9 ^ r-轉換器140未提供電壓時才會導通。阻、、、邑疋件1 〇2在電壓 在本發明之較佳實施例中， 本來顯示器電路中之雷# ^ 了储存兀件106可以是 力太恭η0 電谷，不一定是外加之電容。 本毛月之較佳實施例中，此殘 還可在阻絕元件102之黛i衫像$除電路100 1 Q 9 η么 之第一鈿1 6 0之W電性耦接一電ρ且 卜在電£轉換器140與閘極驅動電路11〇第— 間亦可電性耦接一Rc雷玖r 4筮η闽，電位端之 雷衮19fi ) ，·、，士 C電路（如第1A圖所繪示之電阻19 4與 使電壓轉換器“0操作正常，並使 本發：所舉之一個例子，當不僅以此為：“以上僅為 请接著參考第丨B圖，其繪示依照本發明一較 Ξ = 影像消除電路圖。在第1B圖中，其與第1a 132m\曰r絕元件102為_的電晶體，而開關元件 為MOS電日日體。因此，電壓轉換器14〇之第一 至電阻194，而壓轉換器140之第二電位端電性搞接 至=極？動電路11Q與二極體104之第一端152，二極體^。4 之第一端1 5 4則電性耦接至電荷儲存元件丨〇 6之第一端 156。其運作方式為當電壓轉換器14〇供給電源 件1 〇 2不^導通，電荷儲存元件1 0 6内之電流經二極體1 0 4， 因此電荷儲存元件1 〇 6中之電位會變得與第二電位端相 同。當電壓轉換器140未供應電源時，電荷儲存元件1〇6之 電位例如是負電位，阻絕元件丨〇2之電位例如為零，所以

1230371 五、發明說明（9) 阻絕元件被導通，而使得開關元件1 3 2被導通。因此，影 像電荷儲存元件1 3 4即可將儲存之影像電荷經開關元件1 3 2 釋出至資料驅動線1 2 2上。 接著請參考第3 A圖與第4圖，其分別繪示依照本發明 之其他一較佳實施例的殘留影像消除電路圖。其與第1 A圖 不同之處，乃為殘留影像消除電路300與400内之組成元 件。 在本實施例中，殘留影像消除電路3 0 0包括有大電阻 3 0 2與二極體3 0 4，其耦接關係為大電阻3 0 2之第一端3 8 0電 性耦接至二極體3 0 4之第二端3 8 6，大電阻3 0 2之第二端3 8 2 電性耦接至閘極驅動電路1 1 0之第二電位端，而二極體3 0 4 之第第一端384電性耦接至電壓轉換器140之第一電位端 (VDD ) 〇 在本實施例中，大電阻3 0 2為用來在電壓轉換器1 4 0正 常供電時，阻絕電壓轉換器1 4 0所供給之高電位電壓（例 如是正電壓）進入開關元件1 3 2之閘極。當電壓轉換器1 4 0 不正常斷電時，則利用高電位與低電位間之寄生電容3 4 2 釋出儲存之電荷（如第3 C圖所繪）來加快開關元件1 3 2之 漏電流，使得影像電荷儲存元件1 34儲存之影像電荷能很 快的釋出至資料驅動線1 2 2。 在本實施例中，還可如第4圖所繪，殘留影像消除電 路4 0 0只包括一大電阻4 0 2，而此大電阻4 0 2動作方式係與 上述之大電阻302 —樣。 請參考第3 B圖，其繪示依照本發明一較佳實施例的再

11552twf.ptd 第15頁 1230371 五、發明說明（10)

一種殘留影像消除電路圖。在本實施例中，其與第3 A圖不 同之處在於第3A圖中之開關元件132為NM0S電晶體，而第 3 B圖中之開關元件1 3 2為P Μ 0 S電晶體。因此，流經電晶體 304之方向則為由第二端386流向第一端384，且電壓轉換 器1 4 0之第一電位端電性耦接至電阻丨9 4，第二電位端電性 搞接至二極體3 0 4之第一端3 84與閘極驅動電路1 1 〇。而其 動作方式則為’電阻3 〇 2在電壓轉換器1 4 0正常供電時，阻 絕電壓轉換器1 4 0所供給之低電位電壓（例如是負電壓） 進入開關元件1 3 2之閘極。當電壓轉換器1 4 〇不正常斷電 時，則利用鬲電位與低電位間之寄生電容3 4 2釋出儲存之 電荷（如第3 C圖所繪）來加快開關元件丨3 2之漏電流，使 得影像電荷儲存元件1 3 4儲存之影像電荷能很快的釋出至 資料驅動線1 2 2。 在本發明之較佳實施例 3 0 0與殘留影像消除電路4 〇〇 其極小，所以並不會對閘極 響。 中’雖然殘留影像消除電路 中平常會有漏電流產生，但因 驅動電路所需的VEE造成影 4 〇 2可以例 在本發明之較佳實施例中，大電阻3 〇 2 是1 0 0 k〜1 0 Μ歐姆之電阻，但均不以此為限 β 明之較佳實施例中，電壓轉換;14〇可以 疋直電壓/直流電壓轉換器，但不以此為限。

，本發明之較佳實施例中，開關元件丨32可以 低溫夕晶矽薄膜電晶體（LTPS —TFT )， 傻 7^ U4可以例如是電|，但均不以此為〕限，像電何儲存元

11552twf.ptd 第16頁 1230371 五、發明說明（π) 在本發明之較佳實施例中，電壓轉換器1 4 0電性耦接 至直流電壓源，並將所接收到之直流電壓轉換成顯示器内 各電路所需之直流電壓值後輸出。 在本發明之較佳實施例中，開關元件1 3 2為N型金屬氧 化物半導體場效電晶體時，阻絕元件1 0 2則為P型金屬氧化 物半導體場效電晶體，則其耦接關係即如第1 A圖所繪；反 之，當開關元件1 3 2為P型金屬氧化物半導體場效電晶體 時，阻絕元件1 0 2則為N型金屬氧化物半導體場效電晶體， 且二極體1 0 4之方向亦需顛倒。 在本發明之較佳實施例中，如熟悉此技藝者可輕易知 曉，平面顯示單元可以是液晶顯示單元或有機發光二極體 顯示單元（〇 L E D )，但均不以此為限。 在本發明之較佳實施例中，如熟悉此技藝者可輕易知 曉，第一電位端可以是高電位端，第二電位端可以是低電 位端，但均不以此為限。 綜合以上所述，本發明之殘留影像消除電路可不必調 整影像控制單元之電流-電壓曲線，並避免同時影響到顯 示器内電路之特性，在平面顯示單元不正常關機時，對影 像控制單元作放電，以消除顯示器上之殘留影像。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，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。

11552twf.ptd 第17頁 1230371 圖式簡單說明 第1 A圖是繪示依照本發明一較佳實施例的一種殘留影 像消除電路圖。 第1 B圖是繪示依照本發明一較佳實施例的另一種殘留 影像消除電路圖。 第2圖是繪示依照本發明一較佳實施例的一種閘極驅 動線上之電壓-時間曲線圖。 第3 A圖是繪示依照本發明一較佳實施例的再一種殘留 影像消除電路圖。 第3 B圖是繪示依照本發明一較佳實施例的再一種殘留 影像消除電路圖。 第3 C圖是繪示依照本發明一較佳實施例的另一種閘極 驅動線上之電壓-時間曲線圖。 第4圖是繪示依照本發明一較佳實施例的再一種殘留 影像消除電路圖。 第5圖係習知一種顯示器。 第6圖係習知一種薄膜電晶體之臨界電壓-電流曲線 圖。 圖式標不說明 ： 1 0 0，3 0 0，4 0 0 :殘留影像消除電路 1 0 2 :阻絕元件 104，304 :二極體 1 0 6，3 4 2 :電荷儲存元件 1 1 0，5 1 0 :閘極驅動電路 1 1 2，5 1 2 :閘極驅動線

11552twf.ptd 第18頁 1230371 圖式簡單說明 120 ，520 :資料驅動電路 122 ，522 :資料驅動線 130 :影像控制單元 132 :開關 元件 134 :影像 電荷儲存元件 136 ，536 :像素胞 140 ，540 :電壓轉換器 150 :平面 顯示單元 152 ，156 ，160，1 66，1 72 ，380 154 ，1 58 ，162，168，1 74 ，382 164 ，1 70 :第三端 192 ，1 94 :電阻 196 ，534 :電容 302 ，402 :大電阻 342 :寄生 電容 500 •顯不 器 532 •電晶 體 550 •液晶 顯示單元 端 端

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Claims (1)

1230371 六、申請專利範圍 1 . 一種殘留影像消除電路，適用於一平面顯示單元不 正常斷電時，其中，該殘留影像消除電路係電性耦接至一 閘極驅動電路與一電壓轉換器，該殘留影像消除電路包 括： 一電荷儲存元件，具有一第一端與一第二端，該電荷 儲存元件之該第一端電性耦接至該電壓轉換器之一第一電 位端，該電荷儲存元件之該第二端電性耦接至一地電位； 以及 一阻絕元件，具有一第一端、一第二端與一第三端， 該阻絕元件之該第一端電性耦接至該電荷儲存元件之該第 一端，該阻絕元件之該第二端電性耦接至該電壓轉換器之 該第一電位端，該阻絕元件之該第三端電性耦接至該閘極 驅動電路之一第二電位端，該阻絕元件係於該平面顯示單 元不正常斷電時被導通； 其中，當阻絕元件被導通後，該電荷儲存元件將釋出 所儲存之電荷。 2 .如申請專利範圍第1項所述之殘留影像消除電路， 更包括一二極體，該二極體具有一第一端與一第二端，該 二極體之該第一端電性耦接至該電壓轉換器之該第一電位 端，該二極體之該第二端電性耦接至該電荷儲存元件之該 第一端，用以使電流係從該二極體之該第一端流向該二極 體之該第二端。 3.如申請專利範圍第1項所述之殘留影像消除電路， 其中該閘極驅動電路之一端電性耦接至該電壓轉換器之該

11552twf.ptd 第20頁 1230371 六、申請專利範圍 第一電位端，而另一端電性耦接至該電壓轉換器之該第二 電位端。 4.如申請專利範圍第1項所述之殘留影像消除電路， 其中該阻絕元件為P型金屬氧化物半導體場效電晶體。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之殘留影像消除電路， 其中該阻絕元件為P型接面場效電晶體。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之殘留影像消除電路， 其中該電荷儲存元件為電容。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之殘留影像消除電路， 其中該電壓轉換器為直流電壓/直流電壓轉換器。 8. 如申請專利範圍第1項所述之殘留影像消除電路， 其中該平面顯示單元包括液晶顯示單元。 9. 如申請專利範圍第1項所述之殘留影像消除電路， 其中該平面顯示單元更包括有機發光二極體顯示單元。 1 0 .如申請專利範圍第1項所述之殘留影像消除電路， 其中該第’一電位端為高電位端。 1 1 .如申請專利範圍第1項所述之殘留影像消除電路， 其中該第二電位端為低電位端。 1 2. —種殘留影像消除電路，其特徵在於耦接一電壓 轉換器與一閘極驅動電路，包括： 一第一端，電性耦接至該電壓轉換器之一第一電位 端， 一第二端，電性耦接至該閘極驅動電路一第二電位 端；以及

11552twf.ptd 第21頁 1230371 六、申請專利範圍 一大電阻，電性辆接於該第一端與該第二端之間。 1 3.如申請專利範圍第1 2項所述之殘留影像消除電 路，更包括一二極體，具有一第一端與一第二端，該二極 體之該第一端電性耦接至該電壓轉換器之該第一電位端， 該二極體之該第二端電性耦接至該大電阻之該第一端，用 以使電流係從該二極體之該第一端流向該二極體之該第二 端。 1 4.如申請專利範圍第1 2項所述之殘留影像消除電 路，其中該大電阻之阻值包括100k〜10M歐姆。 1 5.如申請專利範圍第1 2項所述之殘留影像消除電 路，其中該第一電位端為高電位端。 1 6.如申請專利範圍第1 2項所述之殘留影像消除電 路，其中該第二電位端為低電位端。

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