CN1160678C - 液晶显示器 - Google Patents

Abstract

消除电源关断时的残留图像的液晶显示器包含栅线32、馈有低栅压Vgl的节点A、电荷储存装置36、连接在节点A和电荷储存装置36之间的P沟晶体管37、连接于晶体管37栅极的节点C、电压馈送装置38、降压装置39、以及用来响应变成低阻态的晶体管37而通过节点A将储存在电荷储存装置36中的电荷馈送到栅线32从而使有源开关元件31中的晶体管31a变成低阻态的控制装置33。

Description

液晶显示器

本发明涉及到一种液晶显示器，其中，在切断电源之后仍继续显示一段时间的残留图像可以被液晶显示板中液晶显示元件所具有的负载电容消除。

在带有有源开关元件的TFT型LCD的结构中，多个有源开关元件被排列成矩阵。图1示出了这种TFT的等效电路。TFT的一端连接于数据线，而另一端连接于象素电压端Vp。其栅极连接于栅线N，且响应于提供给栅线N的信号而选择性地接通/断开TFT。而且，象素电压端Vp通过液晶电容CLC连接于电压端VCOM并通过二次电容CS连接于栅线N-1。

通常，关断电源的同时中断用来驱动这种板的驱动电路的输出。这样，即使为了消除屏幕上的显示而关断了电源，有时也能在一定时间内在屏幕上看到像黑斑那样的残留的图象。这种残留图象的出现是液晶电容CLC和二次电容CS所组成的负载电容上保持的电荷引起的。亦即，当关断电源后电荷自然放电时，反射光使其在屏上可见，仿佛它被写入一样。由于反射光使之可见的残留图像的程度随TFT型LCD的孔径比的增加而增加，故从显示屏质量的观点出发这就是一个问题。

为了解决残留图像显示问题，只需要在电源被关断时，所有由栅线驱动电路馈以低栅压(例如-10V)的栅线(所有未被选取的栅线)在电源关断之后的一定时间内被馈以约+2V数量级的电压即可。由于借助于向未被选定的栅线提供这种范围的电压而导致相应有源开关元件中的TFT成为低阻态(通态)，故能够强迫象素电容中的电荷立即放电到栅线。因而可以立即清除残留图像。

作为与此问题有关的背景技术，有公开的未经审查的日本专利申请1-170986。这是为了自动探测液晶显示器的电源关断，并基于此而将液晶显示元件的TFT在预定时间内保持于通态以便象素电容的储存电荷能在短时间内被放电。如图2的方框图所示，借助于从液晶显示器主体馈至端1的源电压V1，电容很大的电容器2b通过二极管2a被充电。源电压V1还被馈至栅总线驱动电路3。这一源电压保持电路2是用来在液晶显示器电源被关断后的一个预定时间内保持馈给液晶显示屏的工作电源。电压降探测电路4是用来探测源电压V1的压降，并同时根据探测到的信号而在预定时间内使栅总线驱动电路3的输出保持在激活电平。亦即，在此法中，当系统电源V1被关断时，LCD屏内的电源不立即关断，而是先探测来自系统的压降使用来提高栅压的电压馈送电路工作。然后，在清除了屏上的残留图象之后，关断LCD屏的主电源，指令被送至电源电路以最终关断电源。

但背景技术有下列问题。首先，由于源电压V1是通过二极管2a馈至栅总线驱动电路3，故在二极管2a中出现压降。为了解决这一压降所造成的不利因素，上述文献指出可将电压V1本身进一步提高或在电源保持电路2的输入侧提供一个DC-DC转换器以提高电压。但不能否认的是，由于提供这一电路而使电路设计复杂化了。

而且，更大的问题是，在系统电源V1被关断之后，要求保留诸如用来探测系统电源的关断的电路或残留图像清除电源保持/馈送电路以及电源关断请求/启动电路之类的上述技术所需要的工作电路的电源。但这种电路结构是复杂而又昂贵的。

因此，本发明的目的是在电源关断之后有效地清除由TFT型LCD中负载电容所造成的残留图像显示。

本发明的又一目的是只采用一种简单的电路结构来清除残留图像显示。

为了解决上述问题，本发明的第一方案提供了一种液晶显示器，其中多个有源开关元件排列成矩阵，每个有源开关元件有一个晶体管，且消去了源电压停止馈送时出现的残留图像，此液晶显示器包含：连接于有源开关元件中晶体管的栅极的栅线；馈有源电压产生的第二源电压的第一节点；用来储存预定电荷的电荷储存装置；连接在第一节点与电荷储存装置之间的P沟晶体管；连接于P沟晶体管栅极的第二节点；用来向第二节点馈送使P沟晶体管在源电压馈于液晶显示器时保持于高阻态的电压的电压馈送装置；用来在液晶显示器的源电压馈送被停止时，响应源电压的改变而用容性耦合将第二节点的电压降到使P沟晶体管成为低阻态的电压的降压装置；以及用来响应已成为低阻态的P沟晶体管而将储存在电荷储存装置中的电荷通过第一节点馈送到栅线，从而使有源开关元件中的晶体管成为低阻态的控制装置。

本发明的第二方案则涉及到用来控制其中多个有源开关元件排列成矩阵的液晶显示器中提供的残留图像清除电路的一种方法，每个有源开关元件有一个晶体管，而栅线连接于有源开关元件中晶体管的栅极。残留图像清除电路包含一个用来馈送源电压所产生并低于源电压的第二源电压的第一节点、一个用来储存预定电荷的电荷储存电路、以及一个连接在第一节点与电荷储存装置之间且其栅极连接于第二节点的P沟晶体管。为了消除源电压停止馈送时出现的残留图像，残留图像清除电路按以下步骤加以控制。

(a)当源电压馈向液晶显示器时，向第二节点馈送一个使P沟晶体管保持于高阻态的电压。

(b)当液晶显示器的源电压停止馈送时，响应源电压的改变而用容性耦合将第二节点的电压降低到使P沟晶体管成为低阻态的电压。

(c)响应已成为低阻态的P沟晶体管而将储存的预定电荷通过第一节点馈至栅线，从而使有源开关元件中的晶体管成为低阻态。

在这种配置中，用来将储存在电荷储存装置中的电荷馈至栅线的控制由作为开关元件的P沟晶体管来执行。首先，当电源开通时，馈送一个电压使P沟晶体管关断。由于当电源被关断时，源电压急剧地从某一数值改变到零，故可利用容性耦合来接通P沟晶体管。借助于靠储存在电荷储存装置中的电荷而使栅线电位上升以使有源开关元件中的晶体管成为低阻态(通常指通态)，储存在元件中的电荷可立即被放电。

图1是TFT的等效电路；

图2是用来解释背景技术的方框图；

图3是本发明实施例中的液晶显示器的示意电路图；以及

图4电路图示出了电压馈送电路的另一实施例。

图3是本实施例中液晶显示器的示意电路图。在TFT型LCD中，多个有源开关元件31排列成一个矩阵。每个有源开关元件由一个FET31a及对置的象素电极31b组成。各FET31a的栅极连接于栅线32，而其源极连接于未示出的源线。栅线驱动电路33是用来选择性地选取所需的栅线，并向选定的栅线馈送一个高栅压Vgh(第三源电压)。而向未被选中的所有其它栅线(未选定的栅线)馈送一个低栅压Vgl(第二源电压)。电压发生电路34是在馈至液晶显示器的外部电源为单一源电压Vdd(例如+5V)时用来产生诸如高栅压Vgh(例如+20V)和低栅压Vgl(例如-10V)之类的各种电压的。

当源电压Vdd被馈至液晶显示器时，低栅压Vgl被馈至节点A，而栅线驱动电路33在诸如节点A电位为源电压Vdd、高栅压Vgh和低栅压Vgl之类的源电压下工作。残留图像电路35包含电荷储存电路36、P沟晶体管37、电压馈送电路38和降压电路39。

在电荷储存电路36中，二极管D1和电容串联连接在源电压端Vdd与地电位端Vss之间。而且当液晶显示器的电源被接通(馈送Vdd)时，预定的电荷通过二极管D1被储存在电容C1中。电容C1的容量被定为使多个未被选中的栅线的电位上升到一个预定的电位(例如大约+2V)。

P沟晶体管37的漏极连接于节点A，源极连接于电荷储存电路36中的节点B，而栅极连接于电压馈送电路38中的节点C。以下将详述的晶体管37是一个开关元件，当电源开通时，它关断(高阻态)，而当电源关断时，它转变为开通(低阻态)。因此，它只在电源被关断时才通过栅线驱动电路33将电荷馈至未被选中的栅线。

电压馈送电路38是一个提供在源电压端Vdd与节点C之间的P沟晶体管40，其栅极固定地馈有地电位。以此，当电源开通时，节点C的电压被保持在使P沟晶体管37关断的电压。

降压电路39由二个电容C2和C3以及一个二极管D2组成。电容C2提供在节点C和节点D之间，而电容C3提供在节点D和高栅电位端Vgh之间。而且，二极管D2正向连接于从节点D到地的方向。只要电源开通时高栅电位电压Vgh稳定，节点D的电位就为零，且对被电压馈送电路38所稳定的节点C的电位没有影响。

现描述一下对液晶显示器停止馈送电源情况下的工作。此时，源电压Vdd立即变为零。于是，不仅源电压Vdd，而且由之产生的高栅压Vgh和低栅压Vgl也立即变为零。因此就使电荷储存电路36中的源电压端Vdd的电位变成零，但由于连接有二极管D1，电容C1中的电荷不向源电压端Vdd一侧(已变为零)放电。

电压馈送装置38中的源电压端Vdd也变成零，但由于浮置态中的节点C的电位较高，故节点C的电位不被P沟晶体管40降低。然而，由于降压电路39中的高栅压端Vgh的电位立即变为零(例如从+20V变为0V)，故节点C的电位被电容C2与C3之间的容性耦合同时降低，从而使P沟晶体管37开通。结果，节点A的电位被储存在电容C1中的电荷升高，且此电压被馈至栅线驱动电路33。

因此，未被栅线驱动电路33选中的多个栅线31的电位升高(例如大约+2V)，使有源开关元件31中的FET 31a开通(低阻态)。这就使储存在元件31中的电荷例如向源线强迫放电。由于储存在有源开关元件31中的电荷能够被强迫放电，故有可能比自然放电情况下更快地擦除显示的残留图像。

于是，在本实施例中，利用电源关断时出现的源电压的瞬时改变以及降压电路中的容性耦合，P沟晶体管的开关作用就被用来执行残留图像的消除。因此就有无需保留现有技术所要求的用于系统电源关断后进行工作的特殊电源而只需要极为简单而价廉的电路结构的优点。

以上已对残留图像清除电路35提供在馈向栅线驱动电路33的低栅压端侧上的情况进行了描述。然而，本发明不局限于此，而是应当认为可不通过栅线驱动电路33而直接将残留图像清除电路35提供在栅线32一侧上。

而且，电压馈送电路38可构造成如图4所示。借助于以这种方式与二极管并联地提供一个电阻器，可以更容易地控制P沟晶体管37的开通时间。

于是，根据本发明，可用非常简单而廉价的电路结构来消除电源关断时出现的残留图像，而无需保留系统电源关断后用于使电路工作的特殊电源。

Claims (7)

1.一种带有多个排列成矩阵的有源开关元件的液晶显示器，上述有源开关元件中的每一个有一个晶体管以便在停止馈送源电压时消去残留图像的出现，上述液晶显示器包含：

连接于上述有源开关元件中上述晶体管的栅极的栅线；

用来储存预定电荷的电荷储存装置；

P沟晶体管，其漏极馈有上述源电压产生的第二源电压，其源极与上述电荷储存装置相连；

用来在上述源电压被馈至上述液晶显示器时向上述P沟晶体管的栅极馈送使上述P沟晶体管保持高阻态的电压的电压馈送装置；

在上述液晶显示器的源电压被停止馈送时，用来以容性耦合根据上述源电压的变化而将上述P沟晶体管的栅极电压降低到使上述P沟晶体管成为低阻态的电压的降压装置；以及

用来响应已处于低阻态的上述P沟晶体管而通过上述P沟晶体管的漏极将储存在上述电荷储存装置中的电荷馈送到上述栅线从而使上述有源开关元件中的上述晶体管成为低阻态的控制装置，

上述控制装置是一种用来选择性地选取所需栅线的栅线驱动电路，且上述栅线驱动电路将储存在上述电荷储存装置中的电荷通过上述P沟晶体管的漏极馈送到多个未被选取的上述栅线而不馈送到上述被选取的栅线。

2.权利要求1所述的液晶显示器，其特征是上述第二源电压是一个由上述液晶显示器的源电压产生的低栅压。

3.权利要求2所述的液晶显示器，其特征是上述控制装置是一种栅线驱动电路，且储存在上述电荷储存装置中的电荷使通过上述栅线驱动电路馈有上述低栅压的多个上述有源开关元件中的上述晶体管成为低阻态。

4.权利要求2所述的液晶显示器，其特征是上述降压装置具有其一端连接于上述P沟晶体管的栅极而其另一端馈有第三源电压的串联连接的第一电容和第二电容。

5.权利要求4所述的液晶显示器，其特征是，上述第三源电压是由上述液晶显示器源电压产生的高栅压且高于上述低栅压。

6.权利要求4所述的液晶显示器，其特征是上述降压装置具有正极连接于第一电容和第二电容之间而负极连接于地电位端的二极管。

7.一种液晶显示器的控制方法，所述液晶显示器中有多个有源开关元件排列成矩阵，每个上述有源开关元件有一个晶体管以及连接于上述有源开关元件中上述晶体管栅极的栅线，上述液晶显示器包含一个残留图像清除电路，上述残留图像清除电路又有一个电荷储存电路和一个P沟晶体管，上述P沟晶体管的漏极被馈以由上述源电压产生并低于上述源电压的第二源电压，上述电荷储存器储存一个预定电荷；而上述P沟晶体管的源极和上述电荷储存电路连接，所述控制方法用来控制残留图像清除电路以便消除在源电压停止馈送时出现的残留图像，上述方法包含下列步骤：

当上述源电压被馈至上述液晶显示器时，向上述P沟晶体管的栅极馈送一个使上述P沟晶体管保持于高阻态的电压；

当上述液晶显示器的源电压被停止馈送时，利用容性耦合，响应上述源电压的变化而将上述P沟晶体管的栅极电压降低到使上述P沟晶体管成为低阻态的电压；以及

响应上述已成为低阻态的P沟晶体管，将上述储存的预定电荷通过上述P沟晶体管的漏极馈至上述栅线，从而使上述有源开关元件中的上述晶体管成为低阻态。

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