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TWI423240B - 控制閘極訊號之方法及相關裝置 - Google Patents

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TWI423240B
TWI423240B TW099136731A TW99136731A TWI423240B TW I423240 B TWI423240 B TW I423240B TW 099136731 A TW099136731 A TW 099136731A TW 99136731 A TW99136731 A TW 99136731A TW I423240 B TWI423240 B TW I423240B
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Shih Hsun Lo
Shih Chieh Kuo
Che Hsien Chen
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Description

控制閘極訊號之方法及相關裝置
本發明係有關於一種控制液晶顯示器之閘極訊號之方法，尤指一種控制液晶顯示器之閘極訊號之方法，以節省功率並改善低溫啟動不良現象。
薄膜電晶體(Thin Film Transister,TFT)液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)包含閘極驅動電路、源極驅動電路以及複數個像素。閘極驅動電路包含複數條掃描線，而源極驅動電路包含複數條資料線。複數條掃描線以及複數條資料線交錯，且每一交錯之資料線和掃描線用來驅動一個像素，所以複數個像素形成一顯示陣列。每個像素包含一薄膜電晶體(TFT)，其閘極(Gate)連接至水平方向之掃描線，汲極(Drain)連接至垂直方向之資料線，而源極(Source)則連接至像素電極。閘極驅動電路輸出閘極訊號於掃描線。若於一掃描線上施加足夠的驅動電壓，如閘極訊號之高偏壓Vgh，該掃描線上所有的薄膜電晶體導通，即該掃描線上的像素電極會與垂直方向的資料線連接，而將資料線上的顯示訊號寫入該掃描線對應之像素中，以控制該像素顯示之色彩。
GOA(Gate on Array)技術係將閘極驅動電路整合於液晶面板，以減少製作程序並降低產品成本。目前薄膜電晶體液晶顯示器利用GOA技術在低溫起動時通常會有開機不良現象。現有的解決方法為利用一溫度偵測器來偵測薄膜電晶體液晶顯示器啟動時之溫度；若偵測之溫度小於一預設值，薄膜電晶體液晶顯示器提高閘極訊號之偏壓(如閘極訊號之高偏壓Vgh)，以使像素之薄膜電晶體在低溫下仍能正常導通。然而，現有解決方法需要如溫度偵測器及相關裝置等額外元件，需要較高製造成本，而提高閘極訊號之偏壓亦消耗額外功率。
本發明揭露一種控制液晶顯示器之閘極訊號之方法。該方法包含：根據一預設脈衝寬度之閘極訊號產生一調變脈衝寬度之閘極訊號；於該液晶顯示器啟動時，輸出該調變脈衝寬度之閘極訊號；以及於該液晶顯示器之背光模組開啟時，將該調變脈衝寬度之閘極訊號切換為該預設脈衝寬度之閘極訊號。
本發明另揭露一種液晶顯示器。該液晶顯示器包含一時序控制器及一閘極驅動器。該時序控制器包含一除頻器、一計數器以及一開關。該除頻器用來對預設頻率之時脈訊號進行除頻以產生一調變頻率之時脈訊號。該計數器用來計算該液晶顯示器之背光模組之開啟時間，以產生一切換訊號。該開關耦接於該計數器，用來根據該切換訊號輸出該預設頻率之時脈訊號或該調變頻率之時脈訊號。該閘極驅動器耦接於該時序控制器，用來根據該預設頻率之時脈訊號產生一預設脈衝寬度之閘極訊號，以及根據該調變頻率之時脈訊號產生一調變脈衝寬度之閘極訊號。
由於增加閘極訊號之脈衝寬度，可增加液晶顯示器之低溫啟動容差(margin)即閘極訊號之高偏壓Vgh與低偏壓Vgl之差異。因此本發明之精神在於調變閘極訊號之脈衝寬度以提升液晶顯示器之低溫啟動容差(margin)，以幫助液晶顯示器不需提升閘極訊號之高偏壓Vgh在低溫的情況正常啟動。
請參考第1圖。第1圖為說明本發明控制液晶顯示器之閘極訊號之方法之示意圖。本發明之液晶顯示器根據圖框頻率CLK，產生閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vgn，其中n為一正整數，對應液晶顯示器掃描線之數目。藉由改變液晶顯示器之圖框頻率CLK，液晶顯示器對應改變閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vgn之脈衝寬度。舉例來說，當圖框頻率CLK為預設脈衝寬度W2時，閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vgn亦為預設脈衝寬度W2；當圖框頻率CLK為調變脈衝寬度W1時，閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vgn亦為調變脈衝寬度W1。
如第1圖所示，於第一時間T1時，液晶顯示器接收到電源電壓Vdd為一高準位，液晶顯示器開啟。當液晶顯示器開啟時，液晶顯示器降低圖框頻率CLK，以將圖框頻率CLK由預設脈衝寬度W2改變為調變脈衝寬度W1，而閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn由預設脈衝寬度W2對應轉換為調變脈衝寬度W1。液晶顯示器根據具有調變脈衝寬度W1之圖框頻率CLK，依序產生具有調變脈衝寬度W1之閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn。舉例來說，當輸出圖框頻率CLK之第一脈衝P1時，液晶顯示器產生閘極訊號Vg1；當輸出圖框頻率CLK之第二脈衝P2時，液晶顯示器產生閘極訊號Vg2；當輸出圖框頻率CLK之第n脈衝Pn時，液晶顯示器產生閘極訊號Vgn，以此類推。
於第二時間T2時，液晶顯示器之背光電源Vb1為一高準位，此時液晶顯示器之背光模組開啟。當液晶顯示器之背光模組開啟時，液晶顯示器將圖框頻率CLK由調變脈衝寬度W1切換回預設脈衝寬度W2，而閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn由調變脈衝寬度W1切換回預設脈衝寬度W2。液晶顯示器根據具有預設脈衝寬度W2之圖框頻率CLK，依序產生具有預設脈衝寬度W2之閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn。於本實施例中，調變脈衝寬度W1大於預設脈衝寬度W2兩倍以上。
須注意的是，於第一時間T1至第二時間T2中，液晶顯示器降低圖框頻率CLK，以將閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn由預設脈衝寬度W2對應轉換為調變脈衝寬度W1。降低圖框頻率CLK可能會造成顯示畫面閃爍。由於第一時間T1至第二時間T2之間，液晶顯示器之背光模組並未開啟(背光電源Vb1為一低準位)，液晶顯示器於第一時間T1至第二時間T2之間並不會顯示畫面，且液晶顯示器於第二時間T2開啟背光模組後即將圖框頻率CLK提升回預設脈衝 寬度W2，因此液晶顯示器在顯示畫面時不會造成閃爍。
簡言之，本發明係根據預設脈衝寬度W2之閘極訊號產生調變脈衝寬度W1之閘極訊號。當液晶顯示器啟動時，輸出調變脈衝寬度W1之閘極訊號，以幫助液晶顯示器順利啟動。當液晶顯示器之背光模組開啟時，將輸出調變脈衝寬度W1之閘極訊號切換為輸出預設脈衝寬度W2之閘極訊號，以使液晶顯示器正常顯示畫面。
請參考第2圖。第2圖係為說明本發明之液晶顯示器2於啟動後至背光模組啟動前之示意圖。液晶顯示器2包含一時序控制器20及一閘極控制器30。時序控制器20用來產生一預設頻率fd之時脈訊號。時序控制器20包含一振盪器21、一除頻器22、一計數器23及一開關SW。振盪器21用來產生預設頻率fd之時脈訊號clk。除頻器22耦接於振盪器21，用來對預設頻率fd之時脈訊號clk進行除頻以產生一調變頻率fm之時脈訊號clk。計數器23計算液晶顯示器2之背光模組之開啟時間，以產生一切換訊號Ssw。開關SW耦接於計數器23，用來根據切換訊號Ssw輸出預設頻率fd之時脈訊號clk或調變頻率fm之時脈訊號clk。舉例來說，當液晶顯示器2啟動後至背光模組啟動前(即第一時間T1及第二時間T2之間)，計數器23輸出第一準位之切換訊號Ssw，以控制開關SW輸出調變頻率fm之時脈訊號clk；當液晶顯示器2及背光模組皆啟動時(即第二時間T2之後)，計數器23輸出第二準位之切換訊號Ssw，以控制開關SW輸出預設頻率fd之時脈訊號clk。
閘極驅動器30耦接於時序控制器20，包含複數條掃描線G1、G2、G3...Gn，其中n為一正整數。閘極驅動器30根據預設頻率fd之時脈訊號clk產生預設脈衝寬度W2之閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn，或根據調變頻率fm之時脈訊號clk產生一調變脈衝寬度W1之閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn。預設頻率fd大於調變頻率fm，意即調變脈衝寬度W1大於預設脈衝寬度W2。於本實施例中，脈衝寬度W1大於預設脈衝寬度W2兩倍以上。
於本實施例中，由於背光模組尚未開啟，計數器23輸出第一準位之切換訊號Ssw，以控制開關SW輸出調變頻率fm之時脈訊號clk。因此，閘極驅動器30根據調變頻率fm之時脈訊號clk，產生調變脈衝寬度W1之閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn。當液晶顯示器2啟動後至背光模組啟動前(即第一時間T1及第二時間T2之間)，閘極驅動器30輸出閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn之脈衝寬度W1大於預設脈衝寬度W2兩倍以上，以幫助液晶顯示器順利啟動。
請參考第3圖。第3圖係為說明本發明之液晶顯示器2於液晶顯示器2及背光模組皆啟動後之示意圖。第3圖之液晶顯示器2相似於第2圖之液晶顯示器2。不同之處在於由於液晶顯示器2及背光模組皆為開啟，計數器23由輸出第一準位之切換訊號Ssw切換為輸出第二準位之切換訊號Ssw，以控制開關SW輸出預設頻率fd之 時脈訊號clk。閘極驅動器30根據預設頻率fd之時脈訊號clk，由輸出調變脈衝寬度W1之閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn切換為輸出預設脈衝寬度W2之閘極訊號Vg1、Vg2、Vg3...Vn，來控制液晶顯示器以預設值顯示畫面。
綜上所述，本發明之控制液晶顯示器之閘極訊號之方法係根據一預設脈衝寬度之閘極訊號產生一調變脈衝寬度之閘極訊號。當液晶顯示器啟動時，輸出調變脈衝寬度之閘極訊號，而當於液晶顯示器之背光模組開啟時，將調變脈衝寬度之閘極訊號切換為預設脈衝寬度之閘極訊號。調變脈衝寬度大於預設脈衝寬度兩倍以上。藉由在液晶顯示器啟動後至背光模組開啟前增加閘極訊號之脈衝寬度，可控制液晶顯示器在不提升閘極訊號之偏壓的情況下，於低溫時順利啟動。如此，液晶顯示器可省略溫度偵測器及相關裝置等額外元件，可降低成本，而不提升閘極訊號之偏壓亦可避免消耗額外功率。
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。
Vdd．．．電源電壓
Vbl．．．背光電源
CLK．．．圖框頻率
Vg1、Vg2、Vg3...Vn．．．閘極訊號
W1．．．調變脈衝寬度
W2．．．預設脈衝寬度
P1、P2、P3...Pn．．．圖框頻率之脈衝
T1．．．第一時間
T2．．．第二時間
2．．．液晶顯示器
20．．．時序控制器
30．．．閘極控制器
21．．．振盪器
22．．．除頻器
23．．．計數器
SW．．．開關
clk．．．時脈訊號
fd．．．預設頻率
fm．．．調變頻率
Ssw．．．切換訊號
G1、G2、G3...Gn．．．掃描線
第1圖為說明本發明控制液晶顯示器之閘極訊號之方法之示意圖。
第2圖係為說明本發明之液晶顯示器於啟動後至背光模組啟動前之示意圖。
第3圖係為說明本發明之液晶顯示器於液晶顯示器及背光模組皆啟動後之示意圖。
Vdd．．．電源電壓
Vbl．．．背光電源
CLK．．．圖框頻率
Vg1、Vg2、Vg3...Vn．．．閘極訊號
W1．．．調變脈衝寬度
W2．．．預設脈衝寬度
P1、P2、P3...Pn．．．圖框頻率之脈衝
T1．．．第一時間
T2．．．第二時間

Claims (7)

  1. 一種控制液晶顯示器之閘極訊號之方法，包含：根據一預設脈衝寬度之閘極訊號產生一調變脈衝寬度之閘極訊號；於該液晶顯示器啟動且該液晶顯示器之背光模組尚未開啟時，輸出該調變脈衝寬度之閘極訊號；以及於該液晶顯示器之背光模組開啟時，將該調變脈衝寬度之閘極訊號切換為該預設脈衝寬度之閘極訊號；其中，該調變脈衝寬度係大於該預設脈衝寬度。
  2. 如請求項1所述之方法，另包含：根據該液晶顯示器之圖框頻率，產生該預設脈衝寬度之閘極訊號。
  3. 如請求項2所述之方法，其中根據該預設脈衝寬度之閘極訊號產生該調變脈衝寬度之閘極訊號包含：改變該液晶顯示器之圖框頻率，以將該預設脈衝寬度之閘極訊號轉換為該調變脈衝寬度之閘極訊號。
  4. 如請求項3所述之方法，其中改變該液晶顯示器之圖框頻率包含降低該液晶顯示器之圖框頻率，使該調變脈衝寬度大於該預設脈衝寬度兩倍以上。
  5. 一種液晶顯示器，包含：一時序控制器，用來產生一預設頻率之時脈訊號，該時序控制器包含：一除頻器，用來對該預設頻率之時脈訊號進行除頻以產生一調變頻率之時脈訊號；一計數器，用來計算該液晶顯示器之背光模組之開啟時間，以產生一切換訊號；以及一開關，耦接於該計數器，用來根據該切換訊號輸出該預設頻率之時脈訊號或該調變頻率之時脈訊號；以及一閘極驅動器，耦接於該時序控制器，用來根據該預設頻率之時脈訊號產生一預設脈衝寬度之閘極訊號，以及根據該調變頻率之時脈訊號產生一調變脈衝寬度之閘極訊號；其中，該開關係根據該切換訊號於該液晶顯示器啟動且該液晶顯示器之背光模組尚未開啟時輸出該調變頻率之時脈訊號，並於該液晶顯示器之背光模組開啟時切換輸出該預設頻率之時脈訊號；且該預設頻率大於該調變頻率。
  6. 如請求項5所述之液晶顯示器，其中該時序控制器另包含：一振盪器，耦接於該除頻器，用來產生該預設頻率之時脈訊號。
  7. 如請求項5所述之液晶顯示器，其中該調變脈衝寬度大於該預設脈衝寬度兩倍以上。
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