TWI384755B - 可改善斷電時殘影之移位暫存器 - Google Patents

Description

可改善斷電時殘影之移位暫存器

本發明係相關於一種液晶顯示器之移位暫存器，尤指一種可改善斷電時殘影之移位暫存器。

目前造成液晶顯示器發生關機殘影的主要原因為當液晶顯示器之供應電源關閉時，顯示面板的畫素電極放電速度太慢，使得關機後的殘留電荷無法及時釋放而殘留於液晶電容中，產生關機後液晶顯示器還有殘留影像，即為關機殘影。

請參考第1圖，第1圖為先前技術之可消除關機殘影之液晶顯示器之示意圖。液晶顯示器10包含一電源供應器11、一電壓偵測器12、一顯示面板13、一閘極驅動器14及源極驅動器15。電源供應器11提供一電源電壓VCC給源極驅動器15及閘極驅動器14。同時，電源供應器11亦提供電源電壓VCC給電壓偵測器12，電壓偵測器12可將電源電壓VCC與一參考電壓進行比較。當液晶顯示器10關機時，電源電壓VCC下降到低於該參考電壓的準位，此時電壓偵測器12會發出一控制訊號XAO給閘極驅動器14，閘極驅動器14在接收控制訊號XAO後，將顯示面板13上之薄膜電晶體全部打開，使殘留電荷有效釋放，因此可以改善關機殘影。

請參考第2圖，第2圖為閘極驅動器之移位暫存器所產生之閘極訊號之示意圖。閘極驅動器14利用移位暫存器16產生循序之閘極訊號以開啟顯示面板上之薄膜電晶體。第2圖中以PMOS移位暫存器為例，當閘極訊號為低準位時，閘極線上之薄膜電晶體將被開啟。當液晶顯示器10關機時，閘極驅動器14在接收到控制訊號XAO後，所有的閘極訊號將輸出低準位以開啟閘極線上之薄膜電晶體。然而，假設液晶顯示器10在時序t1發生非關機的斷電情況，每一級之移位暫存器16所輸出之閘極訊號將維持在高準位，因此顯示面板13將顯示前一個畫面之影像。

綜上所述，液晶顯示器使用一顆外部的電壓偵測器來偵測電源電壓的準位，當偵測到電源電壓低於參考電壓的準位時，電壓偵測器會輸出控制訊號至閘極驅動器，以啟動液晶顯示器之消除關機殘影之機制，此時閘極驅動器將開啟顯示面板的所有薄膜電晶體，使殘留電荷釋放，來達到消除關機殘影。然而，當液晶顯示器在非關機的情況下發生斷電時，閘極驅動器並不會將顯示面板上之薄膜電晶體全部打開。因此，顯示面板上仍有殘留電荷而可以看到前一個畫面之影像，造成使用者的不便。

因此，本發明之一目的在於提供一種可改善斷電時殘影之移位暫存器。

本發明係提供一種移位暫存器，包含複數級電性連接之移位單元，其中每一移位單元包含一提升電路、一提升驅動電路、一下拉電路、一下拉驅動電路以及一斷電控制電路。該提升電路用來根據一驅動節點之電壓輸出一第一電壓準位至一輸出節點。該提升驅動電路電性連接於該驅動節點，用來根據上一級移位單元之輸出節點之電壓驅動該提升電路。該下拉電路電性連接於該輸出節點，用來根據下一級移位單元之輸出節點之電壓輸出一第二電壓準位至該輸出節點。該下拉驅動電路電性連接於該驅動節點，用來根據該輸出節點之電壓輸出該第二電壓準位至該驅動節點。該斷電控制電路用來根據一第一電源信號以及一第二電源信號關閉該提升電路以及該下拉電路，並輸出該第一電壓準位至該輸出節點。

請參考第3圖，第3圖為本發明之移位暫存器之示器。在本發明實施例中，以PMOS移位暫存器說明作為說明。移位暫存器20包含複數級電性連接之移位單元，每一級移位單元包含一提升電路21、一提升驅動電路22、一下拉電路23、一下拉驅動電路24以及一斷電控制電路25。提升電路21根據驅動節點Q之電壓輸出第一電壓準位至輸出節點Gn。提升驅動電路22根據上一級移位單元之輸出節點Gn-1之電壓驅動提升電路21。下拉電路23根據下一級移位單元之輸出節點Gn+1之電壓輸出第二電壓準位至輸出節點Gn。下拉驅動電路24根據輸出節點Gn之電壓輸出第二電壓準位至驅動節點Q。斷電控制電路25根據第一電源信號XDON以及第二電源信號XDONB關閉提升電路21以及下拉電路23，並輸出第一電壓準位至輸出節點Gn。提升電路21包含第一電晶體M1。下拉電路23包含第二電晶體M2。斷電控制電路25包含一控制隔離電路以及一電壓輸出電路。控制隔離電路包含第三電晶體M3以及第五電晶體M5。電壓輸出電路包含第四電晶體M4、第六電晶體M6以及第七電晶體M7。提升驅動電路22包含第八電晶體M8以及第九電晶體M9。下拉驅動電路24包含第十電晶體M10至第十七電晶體M17。

第一電晶體M1之第一端用來接收時脈信號CLK，第一電晶體M1之控制端用來接收驅動節點Q之電壓，第一電晶體M1之第二端電性連接於輸出節點Gn。第二電晶體M2之第一端電性連接於輸出節點Q，第二電晶體M2之控制端用來接收下一級移位單元之輸出節點Gn+1之電壓，第二電晶體M2之第二端用來接收第二電壓準位。第三電晶體M3之第一端電性連接於驅動節點Q，第三電晶體M3之控制端用來接收第一電源信號XDON，第三電晶體M3之第二端電性連接於第一電晶體M1之控制端。第四電晶體M4之第一端用來接收第二電壓準位，第四電晶體M4之控制端用來接收第二電源信號XDONB，第四電晶體M4之第二端電性連接於第一電晶體M1之控制端。第五電晶體M5之第一端電性連接於第二電晶體M2之控制端，第五電晶體M5之控制端用來接收第一電源信號XDON，第五電晶體M5之第二端電性連接於下一級移位單元之輸出節點Gn+1。第六電晶體M6之第一端電性連接於第二電晶體M2之控制端，第六電晶體M6之控制端用來接收第二電源信號XDONB，第六電晶體M6之第二端用來接收該第二電壓準位。第七電晶體M7之第一端用來接收第二電源信號XDONB，第七電晶體M7之控制端電性連接於第七電晶體M7之第一端，第七電晶體M7之第二端電性連接於輸出節點Gn。第八電晶體M8之第一端電性連接於上一級移位單元之輸出節點Gn-1，第八電晶體M8之控制端電性連接於第八電晶體M8之第一端。第九電晶體M9之第一端電性連接於第八電晶體M8之第二端，第九電晶體M9之控制端電性連接於第八電晶體M8之控制端，第九電晶體M9之第二端電性連接於驅動節點Q。在本實施例中，第十電晶體M10以及第十六電晶體M16接收閘極低準位電壓VGL。在本發明之另一實施例中，下拉驅動電路25也可利用互補之時脈訊號CLK以及XCLK作控制，也就是第十電晶體M10接收時脈訊號CLK，第十六電晶體M16接收時脈訊號XCLK。

請參考第4圖，第4圖為第3圖之移位暫存器之操作波形圖。STV為垂直起始訊號，CLK、XCLK為互補之時脈訊號，XDON、XDONB為電源訊號，G1~G4為閘極訊號。當電源穩定時，訊號XDON為低準位，訊號XDONB為高準位，所以第三電晶體M3以及第五電晶體M5導通，第四電晶體M4、第六電晶體M6以及第七電晶體M7關閉。因此，移位暫存器20可以正常的操作。當移位暫存器20之前一級輸出節點Gn-1為低準位時，第八電晶體M8以及第九電晶體M9導通，將低準位電壓傳送至第一電晶體M1之閘極使第一電晶體M1導通，因此輸出節點Gn輸出時脈訊號CLK之低準位電壓。當移位暫存器20之下一級輸出節點Gn+1為低準位時，第二電晶體M2導通，將閘極高準位電壓VGH傳送至輸出節點Gn。在時序t1時，電源訊號XDON由低準位轉換為高準位，表示電源中斷，此時斷電控制電路便開始動作。當電源訊號XDON為高準位時，第三電晶體M3以及第五電晶體M5關閉，此時電源訊號XDONB為低準位，所以第四電晶體M4、第六電晶體M6以及第七電晶體M7導通。因此，閘極高準位電壓VGH透過第四電晶體M4傳送至第一電晶體M1之控制端將第一電晶體M1關閉；閘極高準位電壓VGH透過第六電晶體M6傳送至第二電晶體M2之控制端將第二電晶體M2關閉，第七電晶體M7導通將電源訊號XDONB之低準位傳送至傳出節點Gn。如此一來，當電源中斷發生時，斷電控制電路將關閉提升電路以及下拉電路，再將電源訊號之低準位傳送至閘極線上以開啟閘極線上之所有電晶體，寫入相同的資料。在正常供電的情況下，資料線將輸出灰階資料，然而當電源中斷時，所有的資料線將輸出低電壓準位GND，因此液晶顯示面板將顯示一白畫面或黑畫面。

綜上所述，本發明之移位暫存器可於斷電時將所有閘極線上之薄膜電晶體導通，使顯示面板上顯示一白畫面或黑畫面，解決影像殘留的問題。本發明之移位暫存器包含一提升電路、一提升驅動電路、一下拉電路、一下拉驅動電路以及一斷電控制電路。該提升電路根據一驅動節點之電壓輸出一第一電壓準位至一輸出節點。該提升驅動電路根據上一級移位單元之輸出節點之電壓驅動該提升電路。該下拉電路根據下一級移位單元之輸出節點之電壓輸出一第二電壓準位至該輸出節點。該下拉驅動電路根據該輸出節點之電壓輸出該第二電壓準位至該驅動節點。該斷電控制電路根據一第一電源信號以及一第二電源信號關閉該提升電路以及該下拉電路，並輸出該第一電壓準位至該輸出節點。

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．．．液晶顯示器

11．．．電源供應器

12．．．電壓偵測器

13．．．顯示面板

14．．．閘極驅動器

15．．．源極驅動器

16、20．．．移位暫存器

21．．．上拉電路

22．．．上拉驅動電路

23．．．下拉電路

24．．．下拉驅動電路

25．．．斷電控制電路

VCC．．．電源電壓

XAO．．．控制訊號

M1~M17．．．電晶體

XDON．．．第一電源訊號

XDONB．．．第二電源訊號

CLK．．．時脈訊號

VGH．．．閘極高準位電壓

VGL．．．閘極低準位電壓

Gn．．．輸出節點

Q．．．驅動節點

第1圖為先前技術之可消除關機殘影之液晶顯示器之示意圖。

第2圖為閘極驅動器之移位暫存器所產生之閘極訊號之示意圖。

第3圖為本發明之移位暫存器之示器。

第4圖為第3圖之移位暫存器之操作波形圖。

20．．．移位暫存器

21．．．上拉電路

22．．．上拉驅動電路

23．．．下拉電路

24．．．下拉驅動電路

25．．．斷電控制電路

M1~M17．．．電晶體

XDON．．．第一電源訊號

XDONB．．．第二電源訊號

CLK．．．時脈訊號

VGH．．．閘極高準位電壓

VGL．．．閘極低準位電壓

Gn．．．輸出節點

Q．．．驅動節點

Claims (12)

1. 一種移位暫存器，包含複數級電性連接之移位單元，其中每一級移位單元包含：一提升電路，用來根據一驅動節點之電壓輸出一第一電壓準位至一輸出節點；一提升驅動電路，電性連接於該驅動節點，用來根據上一級移位單元之輸出節點之電壓驅動該提升電路；一下拉電路，電性連接於該輸出節點，用來根據下一級移位單元之輸出節點之電壓輸出一第二電壓準位至該輸出節點；一下拉驅動電路，電性連接於該驅動節點，用來根據該輸出節點之電壓輸出該第二電壓準位至該驅動節點；以及一斷電控制電路，用來根據一第一電源信號以及一第二電源信號關閉該提升電路以及該下拉電路，並輸出該第一電壓準位至該輸出節點。
2. 如請求項1所述之移位暫存器，其中該提升電路包含：一第一電晶體，具有一第一端用來接收一第一時脈信號，一控制端用來接收該驅動節點之電壓，以及一第二端電性連接於該輸出節點。
3. 如請求項2所述之移位暫存器，其中該下拉電路包含：一第二電晶體，具有一第一端電性連接於該輸出節點，一控制端用來接收下一級移位單元之輸出節點之電壓，以及一第二端用來接收該第二電壓準位。
4. 如請求項3所述之移位暫存器，其中該斷電控制電路包含：一控制隔離電路，用來隔離該第一電晶體接收該驅動節點之電壓以及隔離該第二電晶體之控制端接收下一級移位單元之輸出節點之電壓；以及一電壓輸出電路，用來輸出該第一電壓準位至該輸出節點。
5. 如請求項4所述之移位暫存器，其中該控制隔離電路包含：一第三電晶體，具有一第一端電性連接於該驅動節點，一控制端用來接收該第一電源信號，以及一第二端電性連接於該第一電晶體之控制端；一第四電晶體，具有一第一端用來接收該第二電壓準位，一控制端用來接收該第二電源信號，以及一第二端電性連接於該第一電晶體之控制端；一第五電晶體，具有一第一端電性連接於該第二電晶體之控制端，一控制端用來接收該第一電源信號，以及一第二端電性連接於下一級移位單元之輸出節點；以及一第六電晶體，具有一第一端電性連接於該第二電晶體之控制端，一控制端用來接收該第二電源信號，以及一第二端用來接收該第二電壓準位。
6. 如請求項4所述之移位暫存器，其中該電壓輸出電路包含：一第七電晶體，具有一第一端用來接收該第二電源信號，一控制端電性連接於該第一端，以及一第二端電性連接於該輸出節點。
7. 如請求項3所述之移位暫存器，其中該提升驅動電路包含：一第八電晶體，具有一第一端電性連接於上一級移位單元之輸出節點，一控制端電性連接於該第一端，以及一第二端；以及一第九電晶體，具有一第一端電性連接於該第八電晶體之第二端，一控制端電性連接於該第八電晶體之控制端，以及一第二端電性連接於該驅動節點。
8. 如請求項3所述之移位暫存器，其中該下拉驅動電路包含：一第十電晶體，具有一第一端，一控制端電性連接於該第一端，以及一第二端；一第十一電晶體，具有一第一端電性連接於該第十電晶體之第二端，一控制端電性連接於上一級移位單元之輸出節點，以及一第二端用來接收該第二電壓準位；一第十二電晶體，具有一第一端電性連接該輸出節點，一控制端電性連接於該第十電晶體之第二端，以及一第二端；一第十三電晶體，具有一第一端電性連接該第十二電晶體之第二端，一控制端電性連接於該第十一電晶體之控制端，以及一第二端用來接收該第二電壓準位；一第十四電晶體，具有一第一端電性連接於該驅動節點，一控制端電性連接於該第十二電晶體之第二端，以及一第二端；一第十五電晶體，具有一第一端電性連接於該第十四電晶體之第二端，一控制端電性連接於該第十二電晶體之第二端，以及一第二端用來接收該第二電壓準位；一第十六電晶體，具有一第一端，一控制端電性連接於該第一端，以及一第二端；以及一第十七電晶體，具有一第一端電性連接於該第十六電晶體之第二端，一控制端電性連接於該輸出節點，以及一第二端用來接收該第二電壓準位。
9. 如請求項8所述之移位暫存器，其中該第十電晶體之第一端用來接收該第一電壓準位，該第十六電晶體之第一端用來接收該第一電壓準位。
10. 如請求項8所述之移位暫存器，其中該第十電晶體之第一端用來接收該第一時脈信號，該第十六電晶體之第一端用來接收一第二時脈信號。
11. 如請求項1所述之移位暫存器，其中該第一電源信號以及該第二電源信號為互補信號，用來表示電源下降。
12. 一種閘極驅動電路，包含一斷電偵測電路以及如請求項1所述之移位暫存器，該斷電偵測電路用來提供該第一電源信號以及該第二電源信號，當電源電壓中斷時，該第一電源信號由一低準位轉換為一高準位，該第二電源信號由該高準位轉換為該低準位。