显示装置的电源侦测单元及相关电荷释放方法及驱动模块转让专利
申请号 : CN201710357017.6
文献号 : CN107481680B
文献日 : 2019-11-26
发明人 : 林春生 , 廖敏男
申请人 : 矽创电子股份有限公司
摘要 :
本发明公开了一种电源侦测单元及相关电荷释放方法与驱动模块，电源侦测单元包括一电压侦测器，电压侦测器侦测耦接于驱动模块的一外部电源是否发生异常，并据以调整一电压调整信号及一栅极开启信号；以及一电压调整器，电压调整器根据电压调整信号，调整一栅极负电压源；其中外部电源产生一栅极正电压源及栅极负电压源，且栅极正电压源及栅极负电压源提供能量来产生控制显示装置中多个晶体管的多个栅极驱动信号；其中在侦测到外部电源发生异常时，电压侦测器会在调整电压调整信号来使电压调整器将栅极负电压源的电压值提升至一定电压后，调整栅极开启信号以利用栅极正电压源提升多个栅极驱动信号。
权利要求 :
1.一种电源侦测单元，用于一显示装置的一驱动模块中，包括：
一电压侦测器，所述电压侦测器侦测耦接于所述驱动模块的一外部电源是否发生异常，并据以调整一电压调整信号及一栅极开启信号；以及一电压调整器，所述电压调整器根据所述电压调整信号，调整一栅极负电压源；
其中所述外部电源产生一栅极正电压源及所述栅极负电压源，且所述栅极正电压源及所述栅极负电压源提供能量来产生控制所述显示装置中多个晶体管的多个栅极驱动信号；
其中在侦测到所述外部电源发生异常时，所述电压侦测器会在调整所述电压调整信号来使所述电压调整器将所述栅极负电压源的电压值提升至一定电压后，调整所述栅极开启信号以利用所述栅极正电压源提升所述多个栅极驱动信号。
2.如权利要求1所述的电源侦测单元，其特征在于所述定电压为一地端电压。
3.如权利要求1所述的电源侦测单元，其特征在于所述电压调整器为一开关，所述开关耦接于所述栅极负电压源与所述定电压之间。
4.如权利要求1所述的电源侦测单元，其特征在于所述电压侦测器通过所述驱动模块中一时序控制单元来调整所述电压调整信号及所述栅极开启信号其中至少一者。
5.如权利要求1所述的电源侦测单元，其特征在于所述电压侦测器在一延迟区间中调整所述电压调整信号来使所述电压调整器将所述栅极负电压源的电压值提升至所述定电压，并在所述延迟区间结束后调整所述栅极开启信号以利用所述栅极正电压源提升所述多个栅极驱动信号。
6.如权利要求1所述的电源侦测单元，其特征在于当所述外部电源的电压值小于一临界值电压时，所述电压侦测器判断所述外部电源发生异常。
7.一种电荷释放方法，用于一显示装置的一驱动模块，包括：
在侦测到耦接于所述驱动模块的一外部电源发生异常时，提升一栅极负电压源的电压值至一定电压；以及利用一栅极正电压源，提升控制所述显示装置中多个晶体管的多个栅极驱动信号；
其中所述外部电源产生一栅极正电压源及所述栅极负电压源，且所述栅极正电压源及所述栅极负电压源提供能量来产生所述多个栅极驱动信号；
其中在侦测到所述外部电源发生异常时，一电压侦测器在调整一电压调整信号来使一电压调整器将所述栅极负电压源的电压值提升至一定电压后，调整一栅极开启信号以利用所述栅极正电压源提升所述多个栅极驱动信号。
8.一种驱动模块，用于一显示装置，包括：
一电源转换单元，所述电源转换单元根据一外部电源产生一源极正电压源及一源极负电压源；
一栅极控制单元，所述栅极控制单元根据所述源极正电压源、所述源极负电压源及一栅极开启信号，产生一栅极控制信号，其中所述栅极控制单元通过所述栅极控制信号来调整控制所述显示装置中多个晶体管的多个栅极驱动信号；以及一电压侦测单元，包括：
一电压侦测器，所述电压侦测器侦测所述外部电源是否发生异常，并据以调整一电压调整信号及所述栅极开启信号；以及一电压调整器，所述电压调整器根据所述电压调整信号，调整一栅极负电压源；
其中在侦测到所述外部电源发生异常时，所述电压侦测器会在调整所述电压调整信号来使所述电压调整器将所述栅极负电压源的电压值提升至一定电压后，调整所述栅极开启信号以利用一栅极正电压源提升所述多个栅极驱动信号。
说明书 :
显示装置的电源侦测单元及相关电荷释放方法及驱动模块
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于显示装置的电源侦测单元及相关的电荷释放方法及驱动模块，尤其涉及一种在外部电源异常时能够正常释放显示装置中残存电荷的电源侦测单元及相关的电荷释放方法及驱动模块。
背景技术
[0002] 液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有外型轻薄、低辐射、体积小及低耗能等优点，广泛地应用在笔记型计算机或平面电视等资讯产品上。因此，液晶显示器已逐渐取代传统的阴极射线管显示器(Cathode Ray Tube Display)成为市场主流，其中又以主动矩阵式薄膜晶体管液晶显示器(Active Matrix TFT LCD)最受欢迎。简单来说，主动矩阵式薄膜晶体管液晶显示器的驱动系统是由一时序控制器(Timing Controller)、源极驱动器(Source Driver)以及栅极驱动器(Gate Driver)所构成。源极驱动器及栅极驱动器分别控制数据线(Data Line)及扫描线(Scan Line)，其在面板上相互交叉形成电路单元矩阵，而每个电路单元(Cell)包含液晶分子及晶体管。液晶显示器的显示原理是栅极驱动器先将扫描信号送至晶体管的栅极，使晶体管导通，接着源极驱动器将时序控制器送来的数据转换成输出电压后，将输出电压送至晶体管的源极，此时液晶一端的电压会等于晶体管漏极的电压，并根据漏极电压改变液晶分子的倾斜角度，进而改变透光率达到显示不同颜色的目的。
[0003] 当液晶显示器的外部电源发生异常时，时序控制器需控制栅极驱动器输出高电压准位的扫描信号来导通每一电路单元中的晶体管，以重置液晶分子两端的电压来消除残影及避免液晶分子发生极化。然而，在液晶显示器的外部电源发生异常的情况下，栅极驱动器可能无法获得足够的能量来使扫描信号达到能够导通电路单元中的晶体管的电压准位。在此状况下，储存在液晶分子两端的电荷无法被释放，从而导致残影发生并使液晶分子发生极化。因此，如何在液晶显示器的外部电源发生异常时确保储存在液晶分子两端的电荷能够被释放便成为业界亟欲探讨的议题。
发明内容
[0004] 为了解决上述的问题，本案提供了一种在外部电源异常时能够正常释放显示装置中残存电荷的电源侦测单元及相关的电荷释放方法及驱动模块。
[0005] 在一方面，本发明公开一种电源侦测单元，用于一显示装置的一驱动模块中。所述电源侦测单元包括一电压侦测器，所述电压侦测器侦测耦接于所述驱动模块的一外部电源是否发生异常，并据以调整一电压调整信号及一栅极开启信号；以及一电压调整器，所述电压调整器根据所述电压调整信号，调整一栅极负电压源；其中所述外部电源产生一栅极正电压源及所述栅极负电压源，且所述栅极正电压源及所述栅极负电压源提供能量来产生控制所述显示装置中多个晶体管的多个栅极驱动信号；其中在侦测到所述外部电源发生异常时，所述电压侦测器会在调整所述电压调整信号来使所述电压调整器将所述栅极负电压源的电压值提升至一定电压后，调整所述栅极开启信号以利用所述栅极正电压源提升所述多个栅极驱动信号。
[0006] 在还一方面，本发明公开一种电荷释放方法，用于一显示装置的一驱动模块。所述电荷释放方法包括在侦测到耦接于所述驱动模块的一外部电源发生异常时，提升一栅极负电压源的电压值至一定电压；以及利用一栅极正电压源，提升控制所述显示装置中多个晶体管的多个栅极驱动信号；其中所述外部电源产生一栅极正电压源及所述栅极负电压源，且所述栅极正电压源及所述栅极负电压源提供能量来产生所述多个栅极驱动信号；其中在侦测到所述外部电源发生异常时，所述电压侦测器在调整所述电压调整信号来使所述电压调整器将所述栅极负电压源的电压值提升至一定电压后，调整所述栅极开启信号以利用所述栅极正电压源提升所述多个栅极驱动信号。
[0007] 在又还一方面，本发明公开一种驱动模块，用于一显示装置。所述驱动模块包括一电源转换单元，所述电源转换单元根据一外部电源产生一源极正电压源及一源极负电压源；一栅极控制单元，所述栅极控制单元根据所述源极正电压源、所述源极负电压源及一栅极开启信号，产生一栅极控制信号，其中所述栅极控制单元通过所述栅极控制信号来调整控制所述显示装置中多个晶体管的多个栅极驱动信号；以及一电压侦测单元，包括一电压侦测器，所述电压侦测器侦测所述外部电源是否发生异常，并据以调整一电压调整信号及所述栅极开启信号；以及一电压调整器，所述电压调整器根据所述电压调整信号，调整一栅极负电压源；其中在侦测到所述外部电源发生异常时，所述电压侦测器会在调整所述电压调整信号来使所述电压调整器将所述栅极负电压源的电压值提升至一定电压后，调整所述栅极开启信号以利用所述栅极正电压源提升所述多个栅极驱动信号。
附图说明
[0008] 图1为本发明实施例中一显示装置的示意图。
[0009] 图2为图1所示显示装置运作时相关信号的示意图。
[0010] 图3为图1所示显示装置运作时相关信号的示意图。
[0011] 图4为本发明实施例中一显示装置的示意图。
[0012] 图5为本发明实施例中一显示装置的示意图。
[0013] 图6为本发明实施例中一显示装置的示意图。
[0014] 图7为本发明实施例一电荷释放方法的流程图。
[0015] 其中，附图标记说明如下：
[0016] 10、40、50、60 显示装置
[0017] 100 面板
[0018] 102 驱动模块
[0019] 104 栅极驱动单元
[0020] 106 电源转换单元
[0021] 108 源极驱动单元
[0022] 110 栅极控制单元
[0023] 112 电源侦测单元
[0024] 114 电压侦测器
[0025] 116 电压调整器
[0026] 500、600 时序控制器
[0027] 70 电荷释放方法
[0028] 700～706 步骤
[0029] DL0～DLm 数据线
[0030] G0～Gn 栅极驱动信号
[0031] G_CTRL 栅极控制信号
[0032] G_ON 栅极开启信号
[0033] G_ON_CTRL 栅极开启控制信号PIX像素
[0034] S0～Sm 数据信号
[0035] SL0～SLn 扫描线
[0036] SW 开关
[0037] T1～T3 时间点
[0038] VAS 电压调整信号
[0039] VAS_CTRL 电压调整控制信号
[0040] VC 定电压
[0041] VG1、VG2 电压
[0042] VGH 栅极正电压源
[0043] VGL 栅极负电压源
[0044] VGMAX 栅极最高电压
[0045] VGMIN 栅极最低电压
[0046] VLH 高逻辑电压
[0047] VLL 低逻辑电压
[0048] VSH 源极正电压源
[0049] VSL 源极负电压源
[0050] VTH 临界值电压
[0051] AVDD 外部电源
[0052] PD 延迟区间
具体实施方式
[0053] 请参考图1，图1为本发明实施例中一显示装置10的示意图。显示装置10可为智能移动电话、平板计算机、笔记型计算机等具有显示面板的电子产品，其详细组成方式或架构视不同应用而有所不同。为求简单说明，图1仅绘示出显示装置10的一面板100及一驱动模块102，其余如壳体、连接介面等非直接相关于本发明概念的元件则略而未示。如图1所示，面板100包括扫描线SL0～SLn、数据线DL0～DLm。其中，扫描线SL0～SLn与数据线DL0～DLm的每一交界处具有一像素PIX。面板100另包括一栅极驱动单元104，用来根据一栅极控制信号G_CTRL，分别在扫描线SL0～SLn上产生栅极驱动信号G0～Gn。驱动模块102可为一驱动芯片，用来利用外部电源AVDD来产生栅极控制信号G_CTRL及数据线DL0～DLm上的数据信号S0～Sm。值得注意的是，根据不同应用及设计理念，栅极驱动单元104可改为设置在驱动模块102。
[0054] 在此实施例中，驱动模块102能够侦测外部电源AVDD是否异常。通常而言，当外部电源AVDD发生异常(如外部电源AVDD被切断)时，驱动模块102需立即调整栅极控制信号G_CTRL，以控制栅极驱动单元104将栅极驱动信号G0～Gn调整至一栅极最高电压VGMAX来导通像素PIX中的晶体管，来避免面板100显示残影并防止像素PIX发生极化现象。一般而言，当外部电源AVDD发生异常时，用于提供栅极驱动单元104提升栅极驱动信号G0～Gn能量的栅极正电压源VGH可能无法提供充足的能量来让栅极驱动单元104将栅极驱动信号G0～Gn提升至能够导通像素PIX中的晶体管的导通电压。为了确保栅极驱动信号G0～Gn能够提升至像素PIX中的晶体管的导通电压，此实施例的驱动模块102会在判断外部电源AVDD发生异常时，将一栅极负电压源VGL的电压值由一栅极最低电压VGMIN提升至一定电压VC。通过栅极控制信号G_CTRL，调整后的栅极负电压源VGL会使栅极驱动单元104将栅极驱动信号G0～Gn提升至定电压VC。举例来说，定电压VC可为地端电压或是驱动模块中其他电路元件(如数字电路)的工作电压。在将栅极负电压源VGL的电压值提升至定电压VC后，驱动模块102才调整栅极控制信号G_CTRL，使栅极驱动单元104开始利用栅极正电压源VGH将栅极驱动信号G0～Gn提升至一栅极最高电压VGMAX。通过先将栅极驱动信号G0～Gn提升至定电压VC，驱动模块102可确保栅极驱动信号G0～Gn提升至可导通像素PIX中晶体管的导通电压，从而消除残影且避免像素PIX发生极化现象。
[0055] 详细来说，驱动模块102包括一电源转换单元106、一源极驱动单元108、一栅极控制单元110及一电源侦测单元112。电源转换单元106耦接于外部电源AVDD，用来产生栅极正电压源VGH、栅极负电压源VGL、一源极正电压源VSH及一源极负电压源VSL，其中栅极正电压源VGH的电压值为栅极最高电压VGMAX，且栅极负电压源VGL的电压值为栅极最低电压VGMIN。源极驱动单元108耦接于源极正电压源VSH及源极负电压源VSL，用来产生数据信号S0～Sm。栅极控制单元110耦接于栅极正电压源VGH及栅极负电压源VGL，用来产生栅极控制信号G_CTRL。值得注意的是，驱动模块102可另包含一时序控制单元(未绘示于图1)，用来根据外部输入信号产生源极驱动单元108及栅极控制单元110的控制信号。
[0056] 电源侦测单元112包括一电压侦测器114及一电压调整器116。电压侦测器114耦接于外部电源AVDD，用来侦测外部电源AVDD是否发生异常。电压调整器116耦接于栅极负电压源VGL，用来调整栅极负电压源VGL的电压值。当电压侦测器114判断外部电源AVDD发生异常时，电压侦测器114调整一电压调整信号VAS，以使电压调整器116在随后的一延迟区间PD中将栅极负电压源VGL由栅极最低电压VGMIN提升至定电压VC。通过栅极控制信号G_CTRL，调整后的栅极负电压源VGL会使栅极驱动单元104将栅极驱动信号G0～Gn提升至定电压VC。在延迟区间PD结束后，电压侦测器114调整一栅极开启信号G_ON，以使栅极控制单元110调整栅极控制信号G_CTRL来使栅极驱动单元104开始利用栅极正电压源VGH将栅极驱动信号G0～Gn提升至栅极最高电压VGMAX。举例来说，栅极控制单元110是利用栅极正电压源VGH来产生控制栅极驱动单元104提升栅极驱动信号G0～Gn的栅极控制信号G_CTRL。由于在利用栅极正电压源VGH提升栅极驱动信号G0～Gn前栅极驱动信号G0～Gn已先被提升至定电压VC，驱动模块102可确保栅极驱动信号G0～Gn提升至可导通像素PIX中晶体管的导通电压，从而避免残影产生并防止像素发生极化现象。
[0057] 请参考图2，图2为图1所示显示装置10运作时相关信号的示意图。如图2所示，外部电源AVDD在时间点T1开始发生异常状态且其电压值开始下降。在时间点T2，外部电源AVDD的电压值下降至一临界值电压VTH，电压侦测器114判断外部电源AVDD发生异常。此时，电压侦测器114立即将栅极开启信号G_ON由一低逻辑电压VLL切换至一高逻辑电压VLH(如由低逻辑准位〝0〞切换至高逻辑准位〝1〞)，以使栅极驱动单元104开始利用栅极正电压源VGH残存的能量将栅极驱动信号G0～Gn(图2仅绘示栅极驱动信号G0为例)提升至栅极最高电压VGMAX。然而，栅极正电压源VGH残存的能量仅能使栅极驱动信号G0～Gn由栅极最低电压VGMIN提升至一电压VG1，且电压VG1不足以导通像素PIX中的晶体管。在此状况下，像素PIX中残存的电荷无法被释放，从而导致残影产生并使像素PIX可能发生极化现象。
[0058] 请参考图3，图3为图1所示显示装置10运作时相关信号的示意图。在图3中，外部电源AVDD也在时间点T1开始发生异常状态且其电压值开始下降。不同于图2所示实施例，电压侦测器114在时间点T2判断外部电源AVDD发生异常时，会将电压调整信号VAS由低逻辑电压VLL切换至高逻辑电压VLH，以使电压调整器116在时间点T2后的延迟区间PD中将栅极负电压源VGL的电压由栅极最低电压VGMIN提升至定电压VC。通过栅极控制信号G_CTRL，栅极驱动单元104也会将栅极驱动信号G0～Gn(图3仅绘示栅极驱动信号G0为例)提升至定电压VC。
[0059] 在延迟区间PD结束后(即时间点T3)，电压侦测器114切换栅极开启信号G_ON，以使栅极驱动单元104开始利用栅极正电压源VGH残存的能量将栅极驱动信号G0～Gn提升至栅极最高电压VGMAX。如图3所示，栅极正电压源VGH所残存的能量能使栅极驱动信号G0～Gn由定电压VC提升至一电压VG2。举例来说，电压VG2可为定电压VC与图2所示电压VG1的和。通过先将栅极驱动信号G0～Gn提升至定电压VC，驱动模块102可使栅极驱动信号G0～Gn更为接近栅极最高电压VGMAX，以确保栅极驱动信号G0～Gn能够导通像素PIX中的晶体管。
[0060] 根据不同应用及设计理念，电源侦测单元112可以各式各样的方式来实现。请参考图4，图4为本发明实施例一显示装置40的示意图。显示装置40相似于图1所示显示装置10，因此功能相近的元件及信号沿用相同的符号。在此实施例中，电压调整器116是以一开关SW来实现。根据电压调整信号VAS，开关SW切换定电压VC与栅极负电压源VGL之间的连结。当电压侦测器114判断外部电源AVDD发生异常，电压侦测器114调整电压调整信号VAS来导通开关SW，从而使栅极负电压源VGL的电压值由栅极最低电压VGMIN提升至定电压VC。
[0061] 请参考图5，图5为本发明实施例一显示装置50的示意图。显示装置50相似于图4所示显示装置40，因此功能相近的元件及信号沿用相同的符号。显示装置50新增一时序控制器500，用来根据电压调整控制信号VAS_CTRL产生电压调整信号VAS。在一实施例中，时序控制器500可为驱动模块102中用来控制源极驱动单元108及栅极控制单元110的电路。也就是说，电压侦测器114是利用时序控制器500来调整电压调整信号VAS。当电压侦测器114判断外部电源AVDD发生异常时，电压侦测器114改为调整电压调整控制信号VAS_CTRL，以使时序控制器500切换电压调整信号VAS来导通开关SW。如此一来，在栅极驱动单元104开始利用栅极正电压源VGH残存的能量提升栅极驱动信号G0～Gn之前，栅极驱动信号G0～Gn已先提升至定电压VC，以确保栅极驱动信号G0～Gn能够导通像素PIX中的晶体管。
[0062] 请参考图6，图6为本发明实施例一显示装置60的示意图。显示装置60相似于图5所示显示装置50，因此功能相近的元件及信号沿用相同的符号。在此实施例中，电压侦测器114是通过控制时序控制器600来调整栅极开启信号G_ON。在电压侦测器114侦测到外部电源AVDD发生异常并调整电压调整控制信号VAS_CTRL来导通开关SW后，电压侦测器114调整一栅极开启控制信号G_ON_CTRL，以使时序控制器600切换栅极开启信号G_ON来控制栅极驱动单元104开始利用栅极正电压源VGH提升栅极驱动信号G0～Gn的电压。
[0063] 上述实施例中驱动模块102在外部电源AVDD发生异常时提升栅极驱动信号G0～Gn来释放像素PIX中所累积电荷的程序可归纳为一电荷释放方法70，如图7所示。电荷释放方法70可用于一用来驱动一面板的一驱动模块，且包括以下步骤：
[0064] 步骤700：开始。
[0065] 步骤702：在侦测到耦接于该驱动模块的一外部电源发生异常时，将一[0066] 栅极负电压源由一栅极最低电压调整至一定电压。
[0067] 步骤704：利用一栅极正电压源提升多个栅极驱动信号。
[0068] 步骤706：结束。
[0069] 根据电荷释放方法70，驱动模块持续侦测耦接于自身的外部电源是否发生异常。驱动模块利用外部电源产生一栅极正电压源及一栅极负电压源，栅极正电压源及栅极负电压源用来产生多个栅极驱动信号，且多个栅极驱动信号用来控制面板中多个像素的多个晶体管。当驱动模块侦测到外部电源发生异常(如判断外部电源的电压值小于一临界值电压)时，驱动模块会将栅极负电压源的电压值由一栅极最低电压提升至一定电压(如地端电压)。根据调整后的栅极负电压源，用于产生多个栅极驱动信号的一栅极驱动单元会将多个栅极驱动信号的电压值调整至定电压。在将栅极负电压源的电压值提升至定电压之后，驱动模块才开始利用栅极正电压源提升多个栅极驱动信号的电压值。通过在侦测到外部电源异常时先将多个栅极信号由栅极最低电压提升至定电压，驱动模块可确保栅极驱动信号的电压值提升至能够导通晶体管的导通电压，以释放像素中累积的电荷。如此一来，在外部电源发生异常时，显示模块可避免面板显示残影且防止面板中像素发生极化现象。电荷释放方法70的详细运作方式可参照上述实施例，为求简洁，在此不赘述。
[0070] 在外部电源异常时，本发明实施例的驱动模块及电荷释放方法通过先提升栅极负电压源来使多个栅极驱动信号由栅极最低电压提升至定电压，以确保栅极驱动信号的电压值提升至能够导通面板中每一像素的晶体管的导通电压。如此一来，在外部电源发生异常时面板中每一像素中累积的电荷可被释放，从而消除残影并防止极化现象发生。
[0071] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。