TWI413051B - 閘極驅動器之啟動保護電路及應用其之液晶顯示器 - Google Patents

Description

閘極驅動器之啟動保護電路及應用其之液晶顯示器

本發明係相關於一種閘極驅動器，尤指一種具有啟動保護電路之閘極驅動器。

請參考第1圖，第1圖為先前技術之液晶顯示器之示意圖。液晶顯示器10包含一系統板12及一顯示面板16，系統板12上設有一電源電路14，顯示面板16上設有一閘極驅動器18。閘極驅動器18包含一移位暫存器(shift register)181、一電位轉換器(level shifter)182及一輸出緩衝器183。移位暫存器181接收液晶顯示器10之控制訊號CPV、UD、XON、OE、STV，電位轉換器182接收由電源電路14產生之閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG以產生閘極控制訊號VG，輸出緩衝器183將閘極控制訊號VG輸出至顯示面板16。電源電路14用來產生液晶顯示器10所需之電壓，電源電路14包含一直流/直流轉換器141、一充電泵(charge pump)142、一第一延遲器143及一第二延遲器144。直流/直流轉換器141將電源電壓VCC轉換為電壓VDDA，充電泵142根據電壓VDDA產生閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG。

請參考第2圖，第2圖為閘極驅動器啟動時之電壓之波形圖。液晶顯示器10開機時，電源電壓VCC達到穩定，接著閘極低電壓VEEG達到一低準位，使閘極驅動器18關閉所有掃描線，以預防開機雜訊，之後再啟動閘極高電壓VDDG達到一高準位，以驅動掃描線。因此，為確保液晶顯示器10之操作正常及預防閘極驅動器18損害，液晶顯示器10之開機之電壓時序分別為：

VCC→VEEG→VDDG

根據上述電壓時序，閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG在輸入電位轉換器182之前分別經過第一延遲器143及第二延遲器144，使閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG會被先後送至閘極驅動器18，以產生正確的開機順序。

請參考第3圖，第3圖為閘極驅動器啟動時之電壓時序發生錯誤之示意圖。在正常的情況下，閘極低電壓VEEG會在閘極高電壓VDDG啟動之前先動作，使閘極驅動器18關閉所有的掃描線，如此將可避免液晶顯示器10開機時可能發生的不良現象。然而，由於一般的閘極驅動器18內部並無任何針對電壓時序進行偵測的機制，當電源電路14將閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VEEG同步傳輸到顯示面板16時，液晶顯示器10於開機的瞬間，會因為閘極高電壓VDDG的耦合現象使得閘極低電壓VEEG產生突波，造成閘極驅動器18動作不正確，如此液晶顯示器10可能無法開機，甚至損害閘極驅動器18。

因此，本發明之一目的在於提供液晶顯示器之閘極驅動器之啟動保護電路，以解決上述之問題。

本發明係提供一種閘極驅動器之啟動保護電路，包含一偵測電路及一開關。該偵測電路用來傳輸及偵測一閘極低電壓，以產生一控制訊號。該開關電性連接於該偵測電路，該開關由該控制訊號所控制，用來傳輸一閘極高電壓。

本發明另提供一種保護閘極驅動器之啟動電壓之方法，包含：接收一閘極低電壓及一閘極高電壓；輸出該閘極低電壓；偵測該閘極低電壓是否達到一預設準位；及當該閘極低電壓達到該預設準位時，輸出該閘極高電壓。

本發明另提供一種閘極驅動器，包含一啟動保護電路、一移位暫存器、一電位轉換器及一輸出緩衝器。該啟動保護電路用來傳輸一閘極低電壓，當該閘極低電壓達到一預設準位時，輸出一閘極高電壓。該移位暫存器用來接收一顯示訊號。該電位轉換器電性連接於該移位暫存器、該偵測電器及該開關，用來根據該顯示訊號、該閘極低電壓及該閘極高電壓產生一閘極控制訊號。該輸出緩衝器電性連接於該電位轉換器，用來輸出該閘極控制訊號。

本發明另提供一種液晶顯示器，包含一顯示面板、一啟動保護電路及一閘極驅動電路。該啟動保護電路電性連接於顯示面板，用來傳輸一閘極低電壓，當該閘極低電壓達到一預設準位時，輸出一閘極高電壓。該閘極驅動器電性連接於該偵測電路及該開關，用來根據該閘極低電壓及該閘極高電壓驅動該液晶顯示面板。

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4圖，第4圖為本發明之液晶顯示器之第一實施例之示意圖。液晶顯示器40包含一系統板42及一顯示面板46，系統板42上設有一電源電路44，顯示面板46上設有一閘極驅動器48。閘極驅動器48包含一移位暫存器(shift register)481、一電位轉換器(level shifter)482及一輸出緩衝器483及一啟動保護電路49。移位暫存器481接收液晶顯示器40之顯示訊號CPV、UD、XON、OE、STV，電位轉換器482接收由電源電路44產生之閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG以產生閘極控制訊號VG，輸出緩衝器483將閘極控制訊號VG輸出至顯示面板46。電源電路44用來產生液晶顯示器40所需之電壓，電源電路44包含一直流/直流轉換器441及一充電泵442。直流/直流轉換器441將電源電壓VCC轉換為電壓VDDA，充電泵442根據電壓VDDA產生閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG。啟動保護電路49可防止閘極驅動器48於液晶顯示器40開機時，閘極高電壓VDDG及閘極低電壓VEEG之時序錯誤，造成液晶顯示器40之畫面異常或無法正常開機的情形發生。

請參考第5圖，第5圖為閘極驅動器啟動時之電壓之時序圖。首先電源電壓VCC經過一第一時間t1達到穩定，接著閘極低電壓VEEG在經過一第二時間t2之後達到一低準位，最後閘極高電壓VDDG在經過一第三時間t3之後達到一高準位。第二時間t2及第三時間t3係根據液晶顯示器之規格決定。在本發明實施例中，啟動保護電路49可偵測閘極低電壓VEEG之準位，當閘極低電壓VEEG達到低準位時，才將閘極高電壓VDDG輸入閘極驅動器48，因此啟動保護電路49可避免閘極高電壓VDDG及閘極低電壓VEEG同步輸入閘極驅動器48，或閘極高電壓VDDG較閘極低電壓VEEG先輸入閘極驅動器48之錯誤的電壓時序。

請參考第6圖，第6圖為第4圖之啟動保護電路之示意圖。啟動保護電路49包含一偵測電路491及一開關492。偵測電路491用來偵測閘極低電壓VEEG，以產生一控制訊號S1。開關492電性連接於偵測電路491，由控制訊號S1所控制。閘極低電壓VEEG經由偵測電路491傳輸到閘極驅動器48，閘極高電壓VDDG經由開關492傳輸到閘極驅動器48。啟動保護電路49藉由偵測閘極低電壓VEEG是否達到低準位來確保閘極高電壓VDDG及閘極低電壓VEEG之時序正確。當閘極低電壓VEEG小於低準位時，控制訊號S1將開關492關閉。當閘極低電壓VEEG達到低準位時，控制訊號S1將開關492打開讓閘極高電壓VDDG輸入至閘極驅動器48。因此，閘極驅動器48一定會先接收達到低準位之閘極低電壓VEEG，接著才會接收達到高準位之閘極高電壓VDDG。

請參考第7圖，第7圖為第4圖之啟動保護電路之操作流程圖。啟動保護電路49根據下列步驟進行動作：

步驟710：液晶顯示器40開機，電源電壓VCC輸入系統板42中。

步驟720：電源電路44產生閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG，偵測電路491將閘極低電壓VEEG輸入到閘極驅動器48。

步驟730：偵測電路491偵測閘極低電壓VEEG是否達到低準位，若是，則進行步驟740，若否，則回到步驟720。

步驟740：偵測電路491打開開關492。

步驟750：經由開關492將閘極高電壓VDDG輸入到閘極驅動器48。當液晶顯示器40開機後，電源電路44利用充電泵442產生閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG，此時偵測電路491會先將閘極低電壓VEEG傳輸到閘極驅動器48，並持續偵測閘極低電壓VEEG是否達到低準位，以產生控制訊號S1。當閘極低電壓VEEG達到低準位時，控制訊號S1將開關492打開，此時閘極高電壓VDDG經由開關492輸入至閘極驅動器48。另外，在電壓時序的規範中，在閘極低電壓VEEG達到低準位之後，會設定經過一預設時間之後，閘極高電壓VDDG才能達到高準位。因此，在本發明實施例中，也可以藉由控制訊號S1來延遲輸出閘極高電壓VDDG，使閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG之時序符合規範。

請參考第8圖，第8圖為本發明之液晶顯示器之第二實施例之示意圖。在本實施例中，電源電路44另包含一第一延遲器443及一第二延遲器444。因此，閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG在輸入閘極驅動器48之前會分別經過第一延遲器443及第二延遲器444，使閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG會被先後送至閘極驅動器48，以產生正確的開機順序。然而，第一延遲器443及第二延遲器444不能確保電源電路44輸出正確時序之閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG，因此，本發明之啟動保護電路49亦適用於設有延遲電路之電源電路44。

請參考第9圖，第9圖為本發明之液晶顯示器之第三實施例之示意圖。本實施例之電路架構與第4圖之第一實施例相似，不同的是，在本實施例中，啟動保護電路49設置於電源電路44之中。如此一來，閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG在輸入閘極驅動器48之前會先進入啟動保護電路49，使閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG會被先後送至閘極驅動器48，以產生正確的開機順序。因此，將啟動保護電路49設置於電源電路44之中，可確保電源電路44產生正確時序之閘極低電壓VEEG及閘極高電壓VDDG。

綜上所述，本發明之閘極驅動器之啟動保護電路包含一偵測電路及一開關。該偵測電路用來偵測一閘極低電壓，以產生一控制訊號。該開關電性連接於該偵測電路，由該控制訊號所控制，用來傳輸一閘極高電壓。該偵測電路先輸出該閘極低電壓，並偵測該閘極低電壓是否達到一預設準位。當該閘極低電壓達到該預設準位時，該偵測電路開啟該開關以輸出該閘極高電壓。

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、40．．．液晶顯示器

12、42．．．系統板

14、44．．．電源電路

16、46．．．顯示面板

18、48．．．閘極驅動器

181、481．．．移位暫存器

182、482．．．電位轉換器

183、483．．．輸出緩衝器

441．．．直流/直流轉換器

442．．．充電泵

49．．．啟動保護電路

491．．．偵測電路

492．．．開關

710~750．．．步驟

VCC．．．電源電壓

VDDA．．．電壓

VEEG．．．閘極低電壓

VDDG．．．閘極高電壓

VG．．．閘極控制電壓

CPV、UD、XON、OE、STV．．．顯示訊號

S1．．．開關控制訊號

t1．．．第一時間

t2．．．第二時間

t3．．．第三時間

第1圖為先前技術之液晶顯示器之示意圖。

第2圖為閘極驅動器啟動時之電壓之波形圖。

第3圖為閘極驅動器啟動時之電壓時序發生錯誤之示意圖。

第4圖為本發明之液晶顯示器之第一實施例之示意圖。

第5圖為閘極驅動器啟動時之電壓之時序圖。

第6圖為第4圖之啟動保護電路之示意圖。

第7圖為第4圖之啟動保護電路之操作流程圖。

第8圖為本發明之液晶顯示器之第二實施例之示意圖。

第9圖為本發明之液晶顯示器之第三實施例之示意圖。

40．．．液晶顯示器

42．．．系統板

44．．．電源電路

46．．．顯示面板

48．．．閘極驅動器

481．．．移位暫存器

482．．．電位轉換器

483．．．輸出緩衝器

49．．．啟動保護電路

Claims (15)

1. 一種閘極驅動器之啟動保護電路，包含：一偵測電路，用來傳輸及偵測一閘極低電壓，以產生一控制訊號；及一開關，電性連接於該偵測電路，該開關由該控制訊號所控制，用來傳輸一閘極高電壓；其中該偵測電路係電性連接於一充電泵(charge pump)，以接收該充電泵產生之閘極低電壓；該開關係電性連接該充電泵，以接收該充電泵產生之閘極高電壓。
2. 如請求項1所述之閘極驅動器之啟動保護電路，其中該偵測電路係用來偵測該閘極低電壓是否達到一預設準位。
3. 如請求項2所述之閘極驅動器之啟動保護電路，其中該開關係於該閘極低電壓達到該預設準位時被開啟。
4. 如請求項1所述之閘極驅動器之啟動保護電路，其中該偵測電路係經由一第一延遲電路電性連接該充電泵；該開關係經由一第二延遲電路電性連接該充電泵。
5. 如請求項1所述之閘極驅動器之啟動保護電路，其中該偵測電路係電性連接於一電位轉換器(level shifter)，以將該閘極低電壓 傳輸至該電位轉換器；該開關係電性連接於該電位轉換器，以將該閘極高電壓傳輸至該電位轉換器。
6. 一種保護閘極驅動器之啟動電壓之方法，包含：接收一閘極低電壓及一閘極高電壓；輸出該閘極低電壓；偵測該閘極低電壓是否達到一預設準位；及當該閘極低電壓達到該預設準位時，於一預設時間之後輸出該閘極高電壓。
7. 如請求項6所述之方法，另包含：提供一電源電壓；及根據該電源電壓產生該閘極低電壓及該閘極高電壓。
8. 如請求項6所述之方法，另包含：將該閘極低電壓及該閘極高電壓傳輸至該閘極驅動器。
9. 一種閘極驅動器，包含：一啟動保護電路，用來傳輸一閘極低電壓，當該閘極低電壓達到一預設準位時，輸出一閘極高電壓；一移位暫存器，用來接收一顯示訊號；一電位轉換器，電性連接於該移位暫存器、一偵測電路及一開關，用來根據該顯示訊號、該閘極低電壓及該閘極高電壓產 生一閘極控制訊號，其中該偵測電路係電性連接於一充電泵，以接收該充電泵產生之閘極低電壓；該開關係電性連接該充電泵，以接收該充電泵產生之閘極高電壓；及一輸出緩衝器，電性連接於該電位轉換器，用來輸出該閘極控制訊號。
10. 如請求項9所述之閘極驅動器，其中該啟動保護電路包含：一偵測電路，用來傳輸及偵測該閘極低電壓是否達到該預設準位，以產生該一控制訊號；及一開關，電性連接於該偵測電路，該開關由該控制訊號所控制，用來傳輸該閘極高電壓。
11. 如請求項10所述之閘極驅動器，其中該開關係於該閘極低電壓達到該預設準位時被開啟。
12. 如請求項9所述之閘極驅動器，其中該偵測電路係經由一第一延遲電路電性連接該充電泵；該開關係經由一第二延遲電路電性連接該充電泵。
13. 一種液晶顯示器，包含：一顯示面板；一啟動保護電路，電性連接於顯示面板，用來傳輸一閘極低電壓，當該閘極低電壓達到一預設準位時，輸出一閘極高電壓； 一閘極驅動器，電性連接於該偵測電路及該開關，用來根據該閘極低電壓及該閘極高電壓驅動該液晶顯示面板；及一充電泵，用來產生該閘極低電壓以及該閘極高電壓。
14. 如請求項13所述之液晶顯示器，其中該啟動保護電路包含：一偵測電路，用來傳輸及偵測該閘極低電壓是否達到該預設準位，以產生一控制訊號；及一開關，電性連接於該偵測電路，該開關由該控制訊號所控制，用來傳輸該閘極高電壓。
15. 如請求項14所述之液晶顯示器，其中該開關係於該閘極低電壓達到該預設準位時被開啟。