DE19935834A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Eliminieren von Nachleuchtbildern in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Eliminieren von Nachleuchtbildern in einer FlüssigkristallanzeigevorrichtungInfo
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Abstract
Vorrichtung und Verfahren zum Eliminieren von Nachleuchtbildern in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, um ein Nachleuchtbild zu eliminieren, das infolge einer in den Pixelzellen nach dem Ausschalten der Spannungsversorgung verbleibenden elektrischen Spannung auftritt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird bei dessen Einschalten ein erster Spannungspegel zum Ausschalten der Dünnschichttransistoren an die Gateleitungen angelegt. Beim Ausschalten der Vorrichtung wird eine Spannung mit einem höheren Pegel als die Massespannung an die Gateleitungen angelegt. Damit wird die an der Gateleitung anliegende Spannung auf einen Spannungspegel erhöht, der ausreicht, den Kanal des Dünnschichttransistors zu öffnen, um dadurch die in dem Pixel gespeicherte elektrische Ladung zu entladen. Folglich werden Nachleuchtbilder beim Ausschalten der Flüssigkristallanzeigevorrichtung schnell eliminiert.
Description
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
welche ein Bild unter Verwenden der Lichtdurchlässigkeit von
Flüssigkristallen anzeigt, und insbesondere eine
Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung und ein Verfahren
dafür, um ein Nachleuchtbild auf einem Bildschirm zu
eliminieren, das infolge einer in einem Bildelement (oder
Pixel) nach dem Ausschalten der Spannungsversorgung
verbleibenden elektrischen Ladung auftritt.
Flachpaneelanzeigevorrichtungen mit einem Aktiv-Matrix-
Ansteuerungssystem, wie beispielsweise eine
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die Dünnschichttransistoren
(thin film transistors, TFT) als Schaltelemente verwendet,
haben in der letzten Zeit eine schnelle Entwicklung erfahren.
Da eine solche Flüssigkristallanzeigevorrichtung im Vergleich
zu der bekannten Kathodenstrahlröhre (oder Braunsche Röhre)
kleine Abmessungen aufweist, ist sie als Anzeigevorrichtung für
ein tragbares Fernsehgerät, einen Laptop-Computer oder
ähnliches kommerziell anwendbar.
Aus Fig. 1 ist eine Pixelzelle eines
Flüssigkristallanzeigepaneels ersichtlich, welche einen TFT 10,
dessen Gateanschluß mit einer Gateleitung 11 und dessen
Sourceanschluß mit einer Datenleitung 13 verbunden ist, eine
Flüssigkristallzelle 12 und einen Hilfskondensator 14 aufweist,
wobei die Flüssigkristallzelle 12 und der Hilfskondensator 14
zwischen den Drainanschluß des TFTs 10 und eine gemeinsame
Spannungsversorgung Vcom parallelgeschaltet sind. Der TFT 10
wird mit Hilfe einer Spannung eingeschaltet, welche höher als
eine an dem Gateanschluß des TFTs 10 bei Anzeigen eines Bildes
angelegte Tresholdspannung ist, um dadurch die Datenleitung 13
mit der Flüssigkristallzelle 12 und dem Hilfskondensator 14 zu
verbinden. Die Flüssigkristallzelle 12 und der Hilfskondensator
14 speichern eine an der Datenleitung 13 anliegende Spannung
eines Bildsignals Vd, wenn der TFT 10 eingeschaltet ist, und
halten diese gespeicherte Spannung so lange bis der TFT 10
wieder eingeschaltet wird. Nach der Leitungsinversions-
Ansteuerung wird die Polarität der gemeinsamen Spannung Vcom in
Abhängigkeit von der Gateleitung 11 invertiert, um dadurch die
benachbarten Gateleitungen mit einer gemeinsamen Spannung Vcom
zu versorgen, welche eine zur vorgenannten gemeinsamen Spannung
Vcom entgegengesetzte Polarität aufweist.
Wird die Spannungsversorgung der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung eingeschaltet, so wird eine
Gate-Niederpannung Vgl mit einem Spannungspegel, welcher
kleiner als die Gate-Tresholdspannung Vth ist, an die
Gateleitungen 11 angelegt, jedoch nicht an die Gateleitung, an
welcher das Bildsignal Vd anliegt. Diese Gate-Niederspannung
Vgl wird auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der
Minimalwert des Bildsignals Vd ist. Wird andererseits die
Spannungsversorgung des Flüssigkristallanzeigepaneel
ausgeschaltet, so wird die Gate-Niederspannung Vgl, das
Bildsignal Vd und die gemeinsame Spannung Vcom auf einen
bestimmten Pegel (d. h. einen Spannungspegel entsprechend einer
während der Operation des Flüssigkristallanzeigepaneels
vorhandenen Massespannung, hiernach als Massepegel GND
bezeichnet) eingestellt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ändert
sich die Gate-Niederspannung Vgl zu diesem Zeitpunkt.
Typischerweise weist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine
Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung auf, um das
Nachleuchtbild zu eliminieren, indem die Gate-Niederspannung
Vgl auf den Massepegel GND gezogen wird, nachdem die
Spannungsversorgung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung
ausgeschaltet wurde.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist die Nachleuchtbild-
Eliminierungsvorrichtung eine Zenerdiode ZD, um die an die
Gateleitungen 11 anzulegende Gate-Niederspannung Vgl auf einem
vorbestimmten Pegel zu halten, und einen Transistor Q1 zum
Schalten eines Strompfades auf, um die Gate-Niederspannung Vgl
auf den Massepegel GND zu ziehen, wenn die Spannungsversorgung
des Flüssigkristallanzeigepaneels ausgeschaltet wird. Die
Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung weist ebenfalls einen
Kondensator C1 auf, welcher zwischen eine positive
Spannungsleitung PVL und den Basisanschluß des Transistors Q1
geschaltet ist. Die Zenerdiode ZD ist gemeinsam an die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL und den Emitteranschluß des
Transistor Q1 angeschlossen, um die an der negativen
Spannungsleitung NVL anliegende negative Spannung VEE immer auf
die Durchbruchspannung der Zenerdiode ZD zu senken, und die
gesenkte Spannung an die Gate-Niederspannungsleitung VGLL
anzulegen. Beträgt die negative Spannung VEE beispielsweise -5 V
und die Durchbruchspannung der Zenerdiode ZD 1 V, so beträgt die
Gate-Niederspannung Vgl -6 V. Der Transistor Q1 ist ein PNP-
Transistor, welcher eine an der positiven Spannungsleitung PVL
anliegende Spannung VDD mit einem positiven Pegel (z. B. 5 V oder
3,3 V) über den Kondensator C1 an seinem Basisanschluß empfängt,
wenn die Spannungsversorgung des Flüssigkristallanzeigepaneels
eingeschaltet ist. Da zu diesem Zeitpunkt ein nahezu
unendlicher Widerstandswert zwischen dem Emitteranschluß und
dem Kollektoranschluß des Transistors Q1 besteht, wird die an
dem Verbindungspunkt zwischen der Zenerdiode ZD und dem
Transistor Q1 anliegende Gate-Niederspannung Vgl an der Gate-
Niederspannungsleitung VGLL angelegt und nicht an die
Massespannung GND weitergeleitet. Inzwischen speichert der
Kondensator C1 die an der positiven Spannungsleitung PVL
anliegende positiven Spannung VDD.
Wird die Spannungsversorgung des Flüssigkristallanzeigepaneels
ausgeschaltet, so baut sich die Massespannung GND an der
negativen Spannungsleitung NVL sowie an der positiven
Spannungsleitung PVL auf. Zur gleichen Zeit legt der
Kondensator C1 mit Hilfe der in dem Kondensator gespeicherten
elektrischen Ladung eine Spannung mit negativer Polarität -VDD
an den Basisanschluß des Transistors Q1 an. Folglich wird der
Transistor Q1 eingeschaltet, indem die positive Spannung VDD auf
den Massepegel GND gezogen wird, wodurch der Emitteranschluß
mit dem Kollektoranschluß verbunden wird. Die Gate-
Niederspannung Vgl wird durch Einschalten des Transistors Q1
auf den Massepegel GND gezogen. Die Zenerdiode ZD wird
ausgeschaltet, indem die negative Spannung VEE (und die Gate-
Niederspannung Vgl) auf den Massepegel GND gezogen werden.
Andererseits wird die gemeinsame Spannung Vcom nach der
Leitungsinversions-Ansteuerung mit einer in Fig. 4
dargestellten Wechselstromform an die Flüssigkristallzelle 12
und den Hilfskondensator 14 angelegt. Während der
Leitungsinversions-Ansteuerung wird die Gate-Niederspannung Vgl
in Form eines Wechselstroms, welcher mit der gemeinsamen
Spannung Vcom synchronisiert ist, mit Hilfe einer
Wechselstromquelle AC und eines Kopplungskondensators Cc an die
Gateleitung 11 angelegt. Wird die Spannungsversorgung des
Flüssigkristallanzeigepaneels ausgeschaltet, so wird die
gemeinsame Spannung Vcom auf den Massepegel GND gezogen. Zu
diesem Zeitpunkt weist das Flüssigkristallanzeigepaneel A
Seiten-Pixel, welche auf einen Pegel mit negativer Polarität
bezogen auf den Massepegel GND aufgeladen sind, und B Seiten-
Pixel auf, welche auf einen Pegel mit positiver Polarität
bezogen auf den Massepegel GND aufgeladen sind. Wird die
Spannungsversorgung des Flüssigkristallanzeigepaneels
ausgeschaltet, wird folglich der Kanal des TFTs eingeschaltet,
da das Bildsignal Vd, die Gate-Niederspannung Vgl und die
gemeinsame Spannung Vcom auf den Massepegel GND gezogen werden
und die A Seiten-Pixel mit einer Spannung mit negativer
Polarität bezogen auf den Massepegel GND geladen werden.
Dementsprechend wird die in den A Seiten-Pixel gespeicherte
Spannung auf den Massepegel GND gezogen. Anders gesagt, wenn
die Flüssigkristallzelle 12 mit einer negativen (-) Spannung
bezogen auf den Massepegel GND geladen wird, wird eine an dem
Gateanschluß des TFTs 10 angelegte Spannung größer als die
Pixel-Ladespannung Vp. Folglich werden die in der
Flüssigkristallzelle 12 gespeicherten elektrischen Ladungen in
die Datenleitung 13 abgeleitet, so daß kein Nachleuchtbild in
den entsprechenden Leitungen auftritt.
Andernfalls, da ein Kanal des TFTs, der mit dem mit einer
positiven (+) Spannung bezogen auf den Massepegel GND
aufgeladenen B Seiten-Pixel verbunden ist, ausgeschaltet wird,
wird die Pixelspannung Vp langsam auf den Massepegel GND
gezogen. Anders gesagt, im Falle, daß die Flüssigkristallzelle
12 mit einer positiven (+) Spannung bezogen auf den Massepegel
GND aufgeladen ist, bevor die Spannungsversorgung ausgeschaltet
wird, wird die an dem Gateanschluß des TFTs 10 angelegte
Spannung kleiner als die Pixelspannung Vp. Dementsprechend
tritt, auch wenn die Spannungsversorgung des
Flüssigkristallanzeigepaneels ausgeschaltet ist, ein
Nachleuchtbild auf dem Bildschirm (d. h. das
Flüssigkristallanzeigepaneel) auf. Ferner, für den Fall, daß im
Leitungsinversionssystem angesteuert wird, tritt ein
Nachleuchtbild bei den ungeradzahligen Gateleitungen 11 oder
den geradzahligen Gateleitungen 11 auf. Es benötigt eine
beträchtliche Zeit (d. h. mehr als 1 Minute) ein solches
Nachleuchtbild zu löschen.
Folglich ist es ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung und
ein Nachleuchtbild-Eliminierungsverfahren bereitzustellen, um
ein Nachleuchtbild zu eliminieren, das infolge der in einer
Pixelzelle nach dem Ausschalten der Spannungsversorgung
verbleibenden elektrischen Spannung auftritt.
Um dies zu erreichen, weist eine Nachleuchtbild-
Eliminierungsvorrichtung für eine
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß eines Aspekts der
Erfindung ein Flüssigkristallpaneel mit einer Mehrzahl von
Gateleitungen und einer Mehrzahl von Datenleitungen, welche
einander senkrecht kreuzen, mit den Gateleitungen und den
Datenleitungen verbundene Dünnschichttransistoren, um die an
Flüssigkristallzellen anzulegenden Bildsignale zu schalten, und
ein Pegelverschiebungsmittel auf, von welchem die
Versorgungsspannung und eine Massespannung empfangen wird, und
ein erster Spannungspegel zum Ausschalten der
Dünnschichttransistoren an die Gateleitungen nach dem
Einschalten (power-on) angelegt wird und ein höherer
Spannungspegel als die Massespannung an die Gateleitungen nach
dem Ausschalten (power-off) angelegt wird.
Ein Nachleuchtbild-Eliminierungsverfahren für eine
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß eines anderen Aspekts
der Erfindung weist folgende Schritte auf: Empfangen der
Versorgungsspannung und der Massespannung zum Anlegen eines
ersten Spannungspegels unter Ausschalten der
Dünnschichttransistoren an die Gateleitungen nach dem
Einschalten (power-on) und zum Anlegen eines höheren
Spannungspegels als die Massespannung an die Gateleitungen nach
dem Ausschalten (power-off).
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter
Ausführungsformen mit Hilfe der Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Ersatzschaltbild einer Pixelzelle eines
herkömmlichen Flüssigkristallanzeigepaneels mit
Dünnschichttransistoren;
Fig. 2 ein Kurvenformdiagramm, welches die Spannungsänderung
in der Gateleitung darstellt, wenn die Spannungsversorgung des
Flüssigkristallanzeigepaneels ausgeschaltet wird;
Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer Nachleuchtbild-
Eliminerungsvorrichtung der herkömmlichen
Flüssigkristallanzeigevorrichtung;
Fig. 4 ein Kurvenformdiagramm, welches Variationen der an die
in Fig. 1 dargestellte Pixelzelle angelegten gemeinsamen
Spannung darstellt;
Fig. 5 die in der Pixelzelle während des Ausschalt-Zustands
gespeicherten Spannungen;
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, welche eine Nachleuchtbild-
Eliminierungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der
Erfindung verwendet;
Fig. 7 ein detailliertes Blockschaltbild des in Fig. 6
dargestellten Gate-Niederspannungsgenerators;
Fig. 8 ein Kurvenformdiagramm, welches Variationen der Gate-
Niederspannung zeigt, die von dem in Fig. 7 dargestellten
Gate-Niederspannungsselektor während des Ausschalt-Zustandes
abgegeben wird;
Fig. 9 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform des in
Fig. 7 dargestellten Gate-Niederspannungsselektors und des in
Fig. 7 dargestellten Elektrische-Ladung-Akkumulators;
Fig. 10 ein detailliertes Schaltbild einer zweiten
Ausführungsform des in Fig. 7 dargestellten Gate-
Niederspannungsselektors und des in Fig. 7 dargestellten
Elektrische-Ladung-Akkumulators; und
Fig. 11 ein detailliertes Schaltbild einer dritten
Ausführungsform des in Fig. 7 dargestellten Gate-
Niederspannungsselektors und des in Fig. 7 dargestellten
Elektrische-Ladung-Akkumulators.
Aus Fig. 6 ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ersichtlich. Die
Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist m Gateleitungen und n
Datenleitungen, welche einander kreuzen, und ein
Flüssigkristallanzeigepaneel 40 mit einer gemeinsamen
Spannungselektrode 15 auf. Jede Gateleitung 11 ist jeweils mit
dem Gateanschluß eines TFTs MN verbunden und jede Datenleitung
13 ist jeweils mit dem Sourceanschluß eines TFTs MN verbunden.
Eine Flüssigkristallzelle 12 und ein Hilfskondensator 14 sind
zwischen den Drainanschluß des TFTs MN und der gemeinsamen
Spannungselektrode 15 parallelgeschaltet. Der Hilfskondensator
14 kann anstatt an die gemeinsame Spannungselektrode 15 an die
benachbarte Gateleitung 11 angeschlossen sein. Die gemeinsame
Spannungselektrode 15 ist plattenförmig auf einem nicht
dargestellten Glassubstrat ausgebildet, das einem anderen die
Gateleitungen 11 und Sourceleitungen 13 aufweisenden
Glassubstrat (nicht dargestellt) gegenüberliegend angeordnet
ist. Alternativ dazu kann die gemeinsame Spannungselektrode 15
eine Mehrzahl von gemeinsamen Spannungsleitungen aufweisen,
welche parallel zu den Gateleitungen 11 oder den
Sourceleitungen 13 ausgebildet sind, wie bei einer IPS LCD (In
Plain Switching mode LCD).
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist einen mit den
Gateleitungen 11 verbundenen Gatetreiber 20, einen mit den
Datenleitungen 13 verbundenen Datentreiber 30, eine
Spannungsversorgung 2 zum Anlegen einer Massespannung GND und
einer Versorgungsspannung VDD, einen Gate-
Niederspannungsgenerator 4 und einen Gate-
Hochspannungsgenerator 6 auf, welche beide zwischen die
Spannungsversorgung 2 und den Gatetreiber 20 geschaltet sind,
um unterschiedliche Pegel der Gatespannungen Vgl bzw. Vgh an
die gemeinsame Spannungselektrode 15 anzulegen. Ein gemeinsamer
Spannungsgenerator 8 ist zwischen die Spannungsversorgung 2 und
die gemeinsame Spannungselektrode 15 geschaltet, um die
gemeinsame Spannung Vcom an die gemeinsame Spannungselektrode
15 anzulegen. Der Gatetreiber 20 legt einen Abtastimpuls
sequentiell an die m Gateleitungen 11 an, um dadurch die Pixel
auf dem Flüssigkristallanzeigepaneel 40 Leitung für Leitung
anzusteuern.
Der Datentreiber 30 wird mit dem Abtastimpuls synchronisiert,
um ein Bildsignal Vd entsprechend einem logischen Wert der
roten (R), grünen (G) und blauen (B) Videodaten an jede der n
Datenleitungen 13 anzulegen. Der Gate-Niederspannungsgenerator
4 verschiebt den Pegel der Gate-Niederspannung Vgl nach
Ausschalten der Versorgungsspannung auf einen höheren Pegel als
den Massepegel GND, um einen Kanal in dem TFT MN auszubilden,
um dadurch die in der Flüssigkristallzelle 12 und dem
Hilfskondensator 14 gespeicherte elektrische Ladung über den
Drainanschluß und den Sourceanschluß des TFT MN in die
Sourceleitungen 13 zu entladen. Dabei ist die Gate-
Niederspannung Vgl eine Differenzspannung zwischen einer an der
Massespannung-Eingangsleitung GNDL des Gate-
Niederspannungsgenerators 4 anliegenden Spannung und einer an
der Ausgangsleitung VGLL des Gate-Niederspannungsgenerators 4
(oder eines optionalen Punktes c an der Gateleitung 11, welche
die Ausgangsleitung des Gatetreibers 20 ist) anliegenden
Spannung. Diese Gate-Niederspannung Vgl wird mit Hilfe der
Meßanschlüsse eines nicht dargestellten Spannungsmeßgerätes an
jedem der beiden oben genannten Punkte (d. h. a und b oder a und
c) ermittelt.
Der Gate-Hochspannungsgenerator 6 verwendet die von der
Spannungsversorgung 2 über die Versorgungsspannungsleitung VDDL
angelegte Versorgungsspannung VDD, um eine Gate-Hochspannung
Vgh mit einem höheren Spannungspegel als der Maximalwert der
Daten plus der Tresholdspannung des TFTs MN zu erzeugen, und
legt die Gate-Hochspannung Vgh über die Gate-
Hochspannungsleitung VGHL an den Gatetreiber 20 an. Der
gemeinsame Spannungsgenerator 8 ermöglicht, daß die gemeinsame
Spannung Vcom mit entgegengesetzter Polarität an die
Flüssigkristallzellen 12 und die Hilfskondensatoren 14, welche
mit den geradzahligen und den ungeradzahligen Gateleitungen 11
verbunden sind, angelegt wird.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild, welches eine Ausführungsform
des in Fig. 6 dargestellten Gate-Niederspannungsgenerators 4
zeigt. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, weist der Gate-
Niederspannungsgenerator 4, welcher eine Art DC/DC-Umwandler
ist, einen Negativ-Spannungsgenerator 52 zum Erzeugen einer
eine Gleichstromform oder eine Wechselstromform aufweisenden
Spannung mit negativer Polarität VEE, einen Elektrische-Ladung-
Akkumulator 56 zum Speichern einer elektrischen Ladung und
einen mit dem Negativ-Spannungsgenerator 52 und dem
Elektrische-Ladung-Akkumulator 56 verbundenen Gate-
Niederspannungsselektor 54 auf, um an die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL eine Gate-Niederspannung Vgl mit
einem höheren Pegel als den Massepegel GND nach dem Ausschalten
der Spannungsversorgung vorübergehend anzulegen und mit einem
kleineren Pegel als den Massepegel GND anzulegen, während ein
Bild auf dem Flüssigkristallanzeigepaneel angezeigt wird.
Der Negativ-Spannungsgenerator 52 ist zwischen die
Spannungsversorgung 2 und den Gate-Niederspannungsselektor 54
geschaltet, um die Polarität der Versorgungsspannung VDD,
welche mit einen positiven Polaritätspegel über die
Versorgungsspannungsleitung VDDL eingegeben wird, zu
invertieren und folglich eine Spannung mit negativer Polarität
VEE (z. B. -5 V) an die negative Spannungsleitung NVL anzulegen.
Der Negativ-Spannungsgenerator 52 kann ebenfalls eine Spannung
mit negativer Polarität VEE mit einer Wechselstromsignalform
durch Invertieren der Polarität der Versorgungsspannung VDD und
Steuern des Pegels der invertierten Versorgungsspannung
erzeugen. Demzufolge wird die auf diese Weise erzeugte Spannung
mit negativer Polarität VEE über die negative Spannungsleitung
NVL an den Gate-Niederspannungsselektor 54 angelegt.
Der Elektrische-Ladung-Akkumulator 56 ist mit dem Gate-
Niederspannungsgenerator 6 und/oder der Spannungsversorgung 2
und gleichzeitig mit dem Gate-Niederspannungsselektor 54
verbunden, um dadurch eine ihm von dem Gate-
Niederspannungsgenerator 6 über die Gate-Hochspannungsleitung
VGHL zugeführte elektrische Ladung zu speichern, wenn die
Versorgungsspannung VDD eine positive Polarität aufweist. Das
heißt, wenn die Spanungsversorgung des Flüssigkristallpaneels
ausgeschaltet wird (wenn die Spannungsversorgung des
Flüssigkristallpaneels zu dem Gate-Niederspannungsselektor 54
ausgeschaltet wird), entlädt der Elektrische-Ladung-Akkumulator
56 die elektrische Ladung in den Gatetreiber 20, wenn die
Versorgungsspannung VDD auf den Massepegel GND abfällt. Wie aus
Fig. 8 ersichtlich, wird die Gate-Niederspannung Vgl von dem
Gate-Niederspannungsselektor 54, welcher zwischen den Negativ-
Spannungsgenerator 52 und den Elektrische-Ladung-Akkumulator 56
geschaltet ist, derart erhöht, daß die Gate-Niederspannung Vgl
mit Hilfe der von dem Elektrische-Ladung-Akkumulator 56
angelegten elektrischen Ladung einen höheren Spannungspegel als
den Massepegel GND aufweist, wenn die Spannungsversorgung VDD
auf den Massepegel GND abfällt. Der Negativ-Spannungsgenerator
52, der Gate-Niederspannungsselektor 54 und der
Elektrische-Ladung-Akkumulator 56 empfangen von der
Spannungsversorgung 2 über die Massespannungsleitung GNDL eine
Massespannung GND. Zu diesem Zeitpunkt wird der Gate-
Niederspannungsgenerator 4, der Gate-Hochspannungsgenerator 6,
der gemeinsame Spannungsgenerator 8, der Gatetreiber 20 und der
Datentreiber 30 mit Hilfe einer nicht dargestellten
Steuereinheit, welche auf einer gedruckten Platine (PCB,
Printed Circuit Board) ausgebildet sind, gesteuert.
Wie aus Fig. 8 ersichtlich, wird die Gate-Niederspannung Vgl,
wenn die Spannungsversorgung des Flüssigkristallpaneels
ausgeschaltet wird, von einem negativen Polaritätspegel auf
einen Spannungspegel höher als der Massepegel GND erhöht und
fällt danach wieder auf den Massepegel GND ab. Dementsprechend
wird die Gate-Niederspannung Vgl während eines Zeitintervalls A
mit einem höheren Spannungspegel als der Massepegel GND an den
Gateanschluß des TFTs MN angelegt, wodurch der Kanal des TFTs
MN geöffnet wird. Folglich wird die in der Flüssigkristallzelle
12 und dem Hilfskondensator 14 gespeicherte elektrische Ladung
über den offenen Kanal des TFT MN in die Sourceleitungen 13
entladen. Anders gesagt, wenn die an dem Gateanschluß des TFT
MN anliegende Spannung gleich der an dem Drainanschluß und an
dem Sourceanschluß des TFTs MN anliegenden Spannungen oder
kleiner als die an dem Drainanschluß und an dem Sourceanschluß
des TFTs MN anliegenden Spannungen ist, fließt ein AUS-
Stromsignal entlang des Kanals des TFTs MN. Wenn die an dem
Gateanschluß des TFT MN anliegende Spannung größer als eine der
an dem Drainanschluß und an dem Sourceanschluß des TFTs MN
anliegenden Spannungen ist, wird ferner ein Stromsignal mit
einem intermediärem Wert zwischen dem EIN-Stromsignal und dem
AUS-Stromsignal in dem Kanal des TFTs MN erzeugt. Folglich kann
die in dem Pixel gespeicherte elektrische Ladung schnell
entladen werden. Das Pixel kann mit hohem Entlade-Effekt
entladen werden, wenn die Gate-Niederspannung höher als die
Tresholdspannung des TFTs MN ist. Das Pixel kann jedoch bereits
dann mit einem ausreichenden Entlade-Effekt entladen werden,
wenn die Gate-Niederspannung Vgl einen Spannungswert zwischen
dem Massepegel und dem Tresholdspannungspegel des TFTs MN
aufweist.
Fig. 9 zeigt ein detailliertes Schaltbild einer ersten
Ausführungsform des in Fig. 7 dargestellten Gate-
Niederspannungsselektors 54 und des in Fig. 7 dargestellten
Elektrische-Ladung-Akkumulators 56. Wie aus Fig. 9
ersichtlich, weist der Gate-Niederspannungsselektor 54 eine
Zenerdiode ZD1, um die Spannung mit negativer Polarität VEE von
dem Negativ-Spannungsgenerator 52 auf die Durchbruchspannung
der Zenerdiode ZD1 zu senken und die verringerte Spannung an
die Gate-Niederspannungsleitung VGLL anzulegen, einen
Transistor Q2, um die Ausgangsspannung der Zenerdiode ZD1 auf
den Massepegel GND zu ziehen, wenn die Spannungsversorgung des
Flüssigkristallanzeigepaneels ausgeschaltet wird, und einen
ersten Widerstand R1 auf, welcher zwischen den Verbindungspunkt
N zwischen den Emitteranschluß des Transistor Q2 und der
Zenerdiode ZD1 und die Gate-Niederspannungsleitung VGLL
geschaltet ist. Wenn die Gate-Niederspannung Vgl während der
Anzeige eines Bildes ein Gleichstromsignal ist, kann die
Zenerdiode ZD eliminiert werden und ein korrektes
Spannungssignal kann an den Verbindungspunkt N als Spannung mit
negativer Polarität VEE angelegt werden. Der Elektrische-
Ladung-Akkumulator 56 weist einen Kondensator C1 zum Speichern
der durch die Gate-Hochspannung Vgh auf der Gate-
Hochspannungsleitung VGHL erzeugten elektrischen Ladung und
einen zwischen den Kondensator C1 und die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL geschalteten zweiten Widerstand R2
auf, um zu verhindern, daß die elektrische Ladung in die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL gelangt, wenn der Kondensator C1
mit der Gate-Hochspannung Vgh geladen ist. Die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL ist mit dem in Fig. 6
dargestellten Gatetreiber 20 verbunden, um die Gate-
Niederspannung Vgl an den Gatetreiber 20 anzulegen. Der erste
Widerstand R1 verhindert, daß die in dem Kondensator C1
gespeicherte elektrische Ladung über den Kollektoranschluß und
den Emitteranschluß des Transistors Q2 in die Massespannung GND
weitergeleitet wird und begrenzt gleichzeitig die Strommenge
des von dem Verbindungspunkt N an die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL angelegten Spannungssignals. Der
erste Widerstand R1 weist einen Widerstandswert größer als 0
auf. Wenn die an den Elektrische-Ladung-Akkumulator 56
angelegte Gate-Hochspannung Vgh während des Betriebs des
Paneels erhöht wird, verhindert der zweite Widerstand R2, daß
die Gate-Hochspannung Vgh an die Gate-Niederspannungsleitung
VGLL gelangt. Für den Fall, daß der zweite Widerstand R2
eliminiert wird, kann der TFT MN mit Hilfe der Gate-
Hochspannung Vgh mit einem höheren Spannungspegel ausgeschaltet
werden und die Entladung des Kondensators C1 wird von der Gate-
Hochspannung Vgh mit einem höheren Spannungspegel beeinflußt.
Der Gate-Niederspannungsselektor 54 weist ebenfalls einen
zwischen die Versorgungsspannungsleitung VDDL und den
Basisanschluß des Transistors Q2 geschalteten Kondensator C2
und einen zwischen den Basisanschluß und den Kollektoranschluß
des Transistors Q2 geschalteten dritten Widerstand R3 auf. Der
Transistor Q2 ist ein PNP-Transistor, welcher die
Versorgungsspannung VDD mit einem positiven Pegel (z. B. 5 V oder
3,3 V) von der Versorgungsspannungsleitung VDDL über den
Kondensator C2 an seinem Basisanschluß empfängt, wenn die
Spannungsversorgung des Flüssigkristallanzeigepaneels
eingeschaltet wird. Da zu diesem Zeitpunkt ein nahezu
unendlicher Widerstandswert zwischen dem Emitteranschluß und
dem Kollektoranschluß des Transistors Q2 besteht, wird das an
dem Verbindungspunkt N zwischen der Zenerdiode ZD und dem
Transistor Q2 anliegende Spannungssignal an die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL angelegt und nicht an die
Massespannung GND weitergeleitet. Inzwischen speichert der
Kondensator C2 die an der Versorgungsspannungsleitung VDDL
anliegende Versorgungsspannung VDD. Zu diesem Zeitpunkt wird
eine mit Hilfe der Zenerdiode ZD1 verringerte Spannung mit
negativer Polarität VEE über den Verbindungspunkt N und den
ersten Widerstand R1 an die Gate-Niederspannungsleitung VGLL
ausgegeben. Ferner speichert der Kondensator C1 die an der
Gate-Hochspannungsleitung VGHL anliegende Gate-Hochspannung Vgh
und der zweite Widerstand R2 unterdrückt die in dem Kondensator
C1 gespeicherte elektrische Ladung.
Andererseits, wenn die Spannungsversorgung des
Flüssigkristallanzeigepaneels ausgeschaltet wird, wird die an
der Versorgungsspannungsleitung VDDL anliegende
Versorgungsspannung VDD und die an der Negativ-Spannungsleitung
NVL anliegende Spannung mit negativer Polarität VEE auf den
Massepegel GND gezogen und die in dem Kondensator C1
gespeicherte elektrische Ladung wird über den zweiten
Widerstand R2, die Gate-Niederspannungsleitung VGLL und den
ersten Widerstand R1 in den Verbindungspunkt N entladen. Zur
gleichen Zeit legt der Kondensator C2 mit Hilfe der darin
gespeicherten elektrischen Ladung eine Spannung negativer
Polarität -VDD an den Basisanschluß des Transistors Q2 an.
Folglich wird der Transistor Q2 eingeschaltet, um den
Verbindungspunkt N mit der Massespannungsleitung GNDL zu
verbinden, um dadurch die an dem Verbindungspunkt N anliegende
Spannung schnell auf den Massepegel GND zu erhöhen.
Dementsprechend wird, wie aus Fig. 8 ersichtlich, die an der
Gate-Niederspannungsleitung VGLL anliegende Spannung Vgl
ebenfalls auf einen Pegel, welcher höher als der Massepegel GND
ist, erhöht. Ist der Kondensator C1 ausreichend groß, so kann
die Gate-Niederspannung Vgl auf einen Pegel, der höher als die
Tresholdspannung des TFTs MN bezogen auf den Massepegel GND
ist, erhöht werden.
Demzufolge wird die elektrische Ladungsmenge, welche von dem
Kondensator entladen wird, allmählich verringert und die
Spannung an der Gate-Niederspannungsleitung VGLL hält den
Massepegel GND nach dem vollständigen Entladen. Folglich liegt
die in Fig. 8 dargestellte Gate-Niederspannung Vgl an der
Gate-Niederspannungsleitung VGLL an. Die an der Datenleitung 13
anliegende Spannung fällt während des Zeitintervalls A auf den
Massepegel GND ab, während die in Fig. 8 dargestellte Gate-
Niederspannung Vgl während des Zeitintervalls A auf einen Pegel
höher als der Massepegel GND erhöht wird und danach wieder auf
den Massepegel GND abfällt.
Während des Zeitintervalls A wird die Gate-Niederspannung Vgl,
welche einen höheren Pegel als den Massepegel GND aufweist, an
den Gateanschluß des TFTs MN angelegt, um dadurch den Kanal des
TFTs MN zu öffnen. Dementsprechend wird die in der
Flüssigkristallzelle 12 und dem Hilfskondensator 14
gespeicherte elektrische Ladung über den offenen Kanal des TFTs
MN in die Sourceleitungen 13 entladen. Der Zeitintervall A, bei
dem die Gate-Niederspannung Vgl einen Spannungspegel höher als
der Massepegel GND hält, wird durch eine Zeitkonstante in
Abhängigkeit von dem zweiten Widerstand R2 und dem Kondensator
C1 und einem nicht dargestellten parasitären Widerstand in dem
Pfad der Gate-Hochspannung Vgh (d. h. in der Gate-
Hochspannungsleitung VGHL) festgelegt. Es ist ausreichend, wenn
der Spannungspegel der Gate-Hochspannung Vgh höher als der
Massepegel GND ist, die Gate-Hochspannung Vgh weist jedoch
vorzugsweise den höchsten Pegel der in dem
Flüssigkristallanzeigepaneel verwendeten Versorgungsspannungen
auf. Anders gesagt, der Kondensator C1 wurde bei der oben
beschriebenen Ausführungsform mit Hilfe der Gate-Hochspannung
Vgh geladen, kann jedoch mit Hilfe jeder Versorgungsspannung
geladen werden, die einen höher Spannungspegel als den
Massepegel GND aufweist.
Außerdem kann der Gate-Niederspannungsselektor 54 einen
Kopplungskondensator Cc und eine Wechselspannungsquelle AC
aufweisen, welche in Reihe zwischen den Verbindungspunkt N und
die Massespannungsleitung GNDL geschaltet sind. Die
Wechselspannungsquelle AC legt eine Wechselspannung an den
Verbindungspunkt N an, wenn die Spannungsversorgung
eingeschaltet ist, um dadurch die an der Gate-
Niederspannungsleitung VGLL anliegende Gate-Niederspannung Vgl
mit einer konstanten Periode zu ändern. Der
Kopplungskondensator Cc sperrt den von der
Wechselspannungsquelle AC an dem Verbindungspunkt N anliegenden
Gleichspannungsanteil. Der Kopplungskondensator Cc und die
Wechselspannungsquelle AC werden verwendet, wenn das
Flüssigkristallanzeigepaneel im Leitungsinversionssystem
angesteuert wird.
Fig. 10 zeigt ein detailliertes Schaltbild einer zweiten
Ausführungsform des in Fig. 7 dargestellten Gate-
Niederspannungsselektors 54 und des in Fig. 7 dargestellten
Elektrische-Ladung-Akkumulators 56. Wie aus Fig. 10
ersichtlich, weist der Gate-Niederspannungsselektor 54 eine
Zenerdiode ZD1, um die Spannung mit negativer Polarität VEE von
dem Negativ-Spannungsgenerator 52 über die Negativ-
Spannungsleitung NVL auf die Durchbruchspannung der Zenerdiode
ZD1 zu senken und die verringerte Spannung an die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL anzulegen, und einen ersten
Widerstand R1 auf, welcher zwischen den mit der Zenerdiode ZD1
verbundenen Verbindungspunkt N und die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL geschaltet ist. Wenn die Gate-
Hochspannung Vgh während der Anzeige eines Bildes ein
Gleichstromsignal ist, kann die Zenerdiode ZD eliminiert werden
und ein korrektes Spannungssignal kann an den Verbindungspunkt
N als Spannung mit negativer Polarität VEE angelegt werden. Der
Elektrische-Ladung-Akkumulator 56 weist einen Kondensator C1
zum Speichern der durch die Gate-Hochspannung Vgh auf der Gate-
Hochspannungsleitung VGHL erzeugten elektrischen Ladung und
einen zwischen den Kondensator C1 und die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL geschalteten zweiten Widerstand R2
auf, um zu verhindern, daß die elektrische Ladung in die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL gelangt, wenn der Kondensator C1
mit der Gate-Hochspannung Vgh geladen wird. Die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL ist mit dem in Fig. 6 dagestellten
Gatetreiber 20 verbunden, um die Gate-Niederspannung Vgl an den
Gatetreiber 20 anzulegen. Der erste Widerstand R1 verhindert,
daß die in dem Kondensator C1 gespeicherte elektrische Ladung
in den Verbindungspunkt N weitergeleitet wird und begrenzt
gleichzeitig die Strommenge des von dem Verbindungspunkt N an
die Gate-Niederspannungsleitung VGLL angelegten
Spannungssignals. Der erste Widerstand R1 weist einen
Widerstandswert größer als 0 auf. Wenn die an den Elektrische-
Ladung-Akkumulator 56 angelegte Gate-Hochspannung Vgh während
des Betriebs des Paneels erhöht wird, verhindert der zweite
Widerstand R2, daß die Gate-Hochspannung Vgh in die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL gelangt. Für den Fall, daß der
zweite Widerstand R2 eliminiert wird, kann der TFT MN mit Hilfe
der Gate-Hochspannung Vgh mit einem höheren Spannungspegel
ausgeschaltet werden und die Entladung des Kondensators C1 wird
von der Gate-Hochspannung Vgh mit einem höheren Spannungspegel
beeinflußt.
Der Kondensator C1 wird mit der an der Gate-
Hochspannungsleitung VGHL anliegende Gate-Hochspannung Vgh
geladen und der zweite Widerstand R2 unterdrückt die in dem
Kondensator C1 gespeicherte elektrische Ladung. Andererseits,
wenn die Spannungsversorgung des Flüssigkristallanzeigepaneels
ausgeschaltet wird, wird die von der negativen Spannungsleitung
NVL an die Zenerdiode ZD1 angelegte Spannung mit negativer
Polarität VEE auf den Massepegel GND gezogen, und die in dem
Kondensator C1 gespeicherte elektrische Ladung wird über den
zweiten Widerstand R2, die Gate-Niederspannungsleitung VGLL und
den ersten Widerstand R1 in den Verbindungspunkt N entladen.
Folglich wird die an dem Verbindungspunkt N anliegende Spannung
schnell auf den Massepegel GND erhöht. Wie aus Fig. 8
ersichtlich, wird zu diesem Zeitpunkt die an der Gate-
Niederspannungsleitung VGLL anliegende Spannung Vgl ebenfalls
auf einen Pegel höher als der Massepegel GND erhöht. Ist der
Kondensator C1 ausreichend groß, so kann die Gate-
Niederspannung Vgl auf einen Pegel, der höher als die
Tresholdspannung des TFTs MN bezogen auf den Massepegel GND
ist, erhöht werden.
Demzufolge wird die elektrische Ladungsmenge, welche von dem
Kondensator C1 entladen wird, allmählich verringert und die
Spannung an der Gate-Niederspannungsleitung VGLL hält den
Massepegel GND nach dem vollständigen Entladen. Folglich liegt
die in Fig. 8 dargestellte Gate-Niederspannung Vgl an der
Gate-Niederspannungsleitung VGLL an. Die an der Datenleitung 13
anliegende Spannung fällt während des Zeitintervalls A auf den
Massepegel GND ab, während die in Fig. 8 dargestellte Gate-
Niederspannung Vgl während des Zeitintervalls A auf einen Pegel
höher als den Massepegel GND erhöht wird und danach wieder auf
den Massepegel GND abfällt.
Während des Zeitintervalls A wird die Gate-Niederspannung Vgl,
welche einen höheren Pegel als den Massepegel GND aufweist, an
den Gateanschluß des TFTs MN angelegt, um dadurch den Kanal des
TFTs MN zu öffnen. Dementsprechend wird die in der
Flüssigkristallzelle 12 und dem Hilfskondensator 14
gespeicherte elektrische Ladung über den offenen Kanal des TFTs
MN in die Sourceleitungen 13 entladen. Der Zeitintervall A, bei
dem die Gate-Niederspannung Vgl einen höheren Spannungspegel
als den Massepegel GND hält, wird durch eine Zeitkonstante in
Abhängigkeit von dem zweiten Widerstand R2 und dem Kondensator
C1 und einem nicht dargestellten parasitären Widerstand in dem
Pfad der Gate-Hochspannung Vgh (d. h. in der Gate-
Hochspannungsleitung VGHL) festgelegt. Es ist ausreichend, wenn
der Spannungspegel der Gate-Hochspannung Vgh höher als der
Massepegel GND ist, die Gate-Hochspannung Vgh weist jedoch
vorzugsweise den höchsten Pegel der in dem
Flüssigkristallanzeigepaneel verwendeten Versorgungsspannungen
auf. Anders gesagt, der Kondensator C1 wurde bei der oben
beschriebenen Ausführungsform mit Hilfe der Gate-Hochspannung
Vgh geladen, kann jedoch mit Hilfe jeder Versorgungsspannung
geladen werden, die einen höheren Spannungspegel als den
Massepegel GND aufweist.
Außerdem kann der Gate-Niederspannungsselektor 54 einen
Kopplungskondensator Cc und eine Wechselspannungsquelle AC
aufweisen, welche in Reihe zwischen den Verbindungspunkt N und
die Massespannungsleitung GNDL geschaltet sind. Die
Wechselspannungsquelle AC legt eine Wechselspannung an den
Verbindungspunkt N an, wenn die Spannungsversorgung
eingeschaltet ist, um dadurch die an der Massespannungsleitung
GNDL anliegende Gate-Niederspannung Vgl mit einer konstanten
Periode zu ändern. Der Kopplungskondensator Cc sperrt den von
der Wechselspannungsquelle AC an den Verbindungspunkt N
anliegenden Gleichspannungsanteil. Der Kopplungskondensator Cc
und die Wechselspannungsquelle AC werden verwendet, wenn das
Flüssigkristallanzeigepaneel im Leitungsinversionssystem
angesteuert wird.
Wie oben beschrieben, erzielt der in Fig. 10 dargestellte
Gate-Niederspannungsselektor 54 den gleichen Effekt wie der in
Fig. 9 dargestellte Gate-Niederspannungsselektor 54, jedoch
ohne den Kondensator C2, den Transistor Q2 und den dritten
Widerstand R3 zu verwenden. Demzufolge ist der in Fig. 10
dargestellte Gate-Niederspannungsselektor 54 eine vereinfachte
Schaltkreiskonstruktion.
Fig. 11 zeigt ein detailliertes Schaltbild einer dritten
Ausführungsform des in Fig. 7 dargestellten Gate-
Niederspannungsselektors 54 und des in Fig. 7 dargestellten
Elektrische-Ladung-Akkumulators 56. Wie aus Fig. 11
ersichtlich, weist der Gate-Niederspannungsselektor 54 einen
Transistor Q3 zum Schalten der von dem in Fig. 7 dargestellten
Negativ-Spannungsgenerator 52 zugeführten Spannung mit
negativer Polarität VEE an die Gate-Niederspannungsleitung
VGLL. Der Elektrische-Ladungs-Akkumulator 56 weist einen
zwischen die Gate-Hochspannungsleitung VGHL und die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL geschalteten Pull-Up-Widerstand R4
und einen zwischen die Gate-Hochspannungsleitung VGHL und die
Massespannungsleitung GNDL geschalteten Kondensator C3 auf. Der
Transistor Q3 ist ein NPN-Transistor, dessen Basisanschluß mit
der Massespannungsleitung GNDL verbunden ist.
Wird die Spannungsversorgung des Flüssigkristallanzeigepaneels
eingeschaltet, wird der Transistor Q3 mit Hilfe der von dem in
Fig. 7 dargestellten negativen Spannungsgenerator 52 an den
Emitteranschluß des Transistors Q3 angelegten Spannung mit
negativer Polarität VEE eingeschaltet. Dies resultiert aus der
zwischen dem Basisanschluß und dem Emitteranschluß des
Transistors Q3 entsprechend der Spannung mit negativer
Polarität VEE anliegenden Spannungsdifferenz. Anders gesagt,
wird die Spannungsversorgung des Flüssigkristallanzeigepaneels
eingeschaltet, so wird der Transistor Q3 eingeschaltet, um
einen Strompfad zwischen dessen Emitteranschluß und dessen
Kollektoranschluß auszubilden. Die Spannung mit negativer
Polarität VEE wird über den Strompfad an die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL angelegt, um dadurch eine Gate-
Niederspannung Vgl mit dem Spannungspegel der Spannung mit
negativer Polarität VEE zu erhalten. Der Pull-Up-Widerstand R4
verhindert, daß die von dem Gate-Hochspannungsgenerator 6 über
die Gate-Hochspannungsleitung VGHL angelegte Gate-Hochspannung
Vgh an die Gate-Niederspannungsleitung VGLL angelegt wird. Wenn
die an den Elektrische-Ladung-Akkumulator 56 angelegte Gate-
Hochspannung Vgh während des Betriebs des Paneels erhöht wird,
verhindert der Pull-Up-Widerstand R4, daß die Gate-Hochspannung
Vgh an die Gate-Niederspannungsleitung VGLL gelangt. Für den
Fall, daß der Pull-Up-Widerstand R4 eliminiert wird, kann der
TFT MN mit Hilfe der Gate-Hochspannung Vgh mit einem höheren
Spannungspegel ausgeschaltet werden und die Entladung des
Kondensators C3 wird von der Gate-Hochspannung Vgh mit einem
höheren Spannungspegel beeinflußt. Dementsprechend wird der
Kondensator C3 mit der an der Gate-Hochspannungsleitung VGHL
anliegenden Gate-Hochspannung Vgh aufgeladen.
Wird die Spannungsversorgung des Flüssigkristallanzeigepaneels
ausgeschaltet, so werden die an der Gate-Hochspannungsleitung
VGHL anliegende Gate-Hochspannung Vgh und die an der negativen
Spannungsleitung NVL anliegende Spannung mit negativer
Polarität VEE auf den Massepegel GND gezogen und dadurch die
zwischen dem Emitteranschluß und dem Kollektoranschluß des
Transistors Q3 anliegende Spannungsdifferenz im wesentlichen zu
"0". Dementsprechend ist der Strompfad zwischen dem
Emitteranschluß und dem Kollektoranschluß des Transistors Q3
offen und die in dem Kondensator C3 gespeicherte elektrische
Ladung wird über die Gate-Hochspannungsleitung VGHL und den
Pull-Up-Widerstand R4 in die Gate-Niederspannungsleitung VGLL
entladen. Folglich ändert sich die an der Gate-
Niederspannungsleitung VGLL anliegende Gate-Niederspannung Vgl,
wie aus Fig. 8 ersichtlich. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, wird
die Gate-Niederspannung Vgl auf einen Spannungspegel höher als
der Massepegel GND erhöht und fällt danach wieder auf den
Massepegel GND ab, um dadurch während des Zeitintervalls A
einen höheren Spannungspegel als den Massepegel GND zu halten.
Andererseits wird die an der Sourceleitung 13 anliegende
Spannung auf den Massepegel GND reduziert.
Während des Zeitintervalls A wird die Gate-Niederspannung Vgl,
welche einen höheren Pegel als den Massepegel GND aufweist, an
den Gateanschluß des TFTs MN angelegt, um dadurch den Kanal des
TFTs MN zu öffnen. Dementsprechend wird die in der
Flüssigkristallzelle 12 und dem Hilfskondensator 14
gespeicherte elektrische Ladung über den offenen Kanal des TFTs
MN in die Sourceleitungen 13 entladen. Der Zeitintervall A, bei
dem die Gate-Niederspannung Vgl einen Spannungspegel höher als
den Massepegel GND hält, wird durch eine Zeitkonstante in
Abhängigkeit von dem Pull-Up-Widerstand R4 und dem Kondensator
C3 und einem nicht dargestellten parasitären Widerstand in dem
Pfad der Gate-Hochspannung Vgh (d. h. in der Gate-
Hochspannungsleitung VGHL) festgelegt. Der Pull-Up-Widerstand
R4 muß einen Widerstandwert aufweisen, der groß genug ist, zu
verhindern, daß die Gate-Hochspannung Vgh an die Gate-
Niederspannungsleitung VGLL gelangt, wenn der Kondensator C3
mit der Gate-Hochspannung Vgh geladen wird. Wenn beispielsweise
eine Zeitkonstante von 4 Sekunden angenommen wird, weisen der
Pull-Up-Widerstand R4 und der Kondensator C3 vorzugsweise einen
Widerstandswert von 20 kΩ bzw. einen Kapazitätswert von 60 bis
200 µF auf.
Gemäß der Erfindung, hält die an der Gateleitung 11 anliegende
Spannung während eines vorbestimmten Zeitintervalls einen
höheren Spannungspegel als den Massepegel GND (d. h. einen
Spannungspegel, der ausreichend ist, den Kanal des TFTs zu
öffnen), um den Kanal des TFTs auszubilden, wenn die
Spannungsversorgung des Flüssigkristallanzeigepaneels
ausgeschaltet wird. Dementsprechend kann die in den Pixeln mit
einer positiven oder negativen Polarität bezogen auf den
Massepegel GND gespeicherte elektrische Ladung über die
Drainanschlüsse und die Sourceanschlüsse der TFTs schnell in
die Sourceleitungen 13 entladen werden. Folglich, wie
experimentell bewiesen, dauert es im Falle einer herkömmlichen
Flüssigkristallanzeigevorrichtung länger als eine Minute bis
Nachleuchtbilder vollständig verschwunden sind, während es im
Falle der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung
weniger als 10 Sekunden dauert bis Nachleuchtbilder vollständig
verschwunden sind.
Gemäß der Erfindung können weitere Ausführungsformen des Gate-
Niederspannungsgenerators 4 zum Ausgeben einer höheren Gate-
Niederspannung Vgl während der Ausschaltphase des Paneels
verwendet werden. Beispielsweise kann ein Schaltkreis zum
Erzeugen von Impulsen während der Ausschaltphase verwendet
werden.
Wie oben beschrieben, hält die bei der erfindungsgemäßen
Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung für
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen und dem Verfahren dafür an
der Gateleitung anliegende Spannung während eines bestimmten
Zeitintervalls einen Spannungspegel, der es ermöglicht, den
Kanal des TFTs zu öffnen, wenn die Spannungsversorgung des
Flüssigkristallanzeigepaneels ausgeschaltet ist, um dadurch die
in den Flüssigkristallzellen gespeicherte elektrische Ladung in
die Sourceleitungen zu entladen. Dementsprechend verschwindet
jedes Nachleuchtbild schnell, wenn die Spannungsversorgung des
Flüssigkristallanzeigepaneels ausgeschaltet wird. Folglich ist
es mit der Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung für Flüssig
kristallanzeigevorrichtungen und dem entsprechenden Verfahren
gemäß der Erfindung möglich, jedes Nachleuchtbild effektiv zu
eliminieren.
Claims (26)
1. Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung für eine
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, mit:
einer Mehrzahl von Gateleitungen (11) und einer Mehrzahl von Datenleitungen (13), welche in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung angeordnet sind und einander kreuzen, wobei Dünnschichttransistoren (TFT), welche Flüssigkristallzellen (12) definieren, mit den Gateleitungen (11) und den Datenleitungen (13) verbunden sind, um die an den Flüssigkristallzellen (12) angelegten Bildsignale zu schalten; und
einem Pegelverschiebungsmittel, von welchem eine Versorgungsspannung und eine Massespannung empfangen wird, um einen ersten Spannungspegel zum Ausschalten der Dünnschichttransistoren (TFT) an die Gateleitungen (11) nach dem Einschalten der Flüssigkristallanzeigevorrichtung anzulegen und einen höheren Spannungspegel als die Massespannung an die Gateleitungen (11) nach dem Ausschalten der Flüssigkristallanzeigevorrichtung anzulegen.
einer Mehrzahl von Gateleitungen (11) und einer Mehrzahl von Datenleitungen (13), welche in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung angeordnet sind und einander kreuzen, wobei Dünnschichttransistoren (TFT), welche Flüssigkristallzellen (12) definieren, mit den Gateleitungen (11) und den Datenleitungen (13) verbunden sind, um die an den Flüssigkristallzellen (12) angelegten Bildsignale zu schalten; und
einem Pegelverschiebungsmittel, von welchem eine Versorgungsspannung und eine Massespannung empfangen wird, um einen ersten Spannungspegel zum Ausschalten der Dünnschichttransistoren (TFT) an die Gateleitungen (11) nach dem Einschalten der Flüssigkristallanzeigevorrichtung anzulegen und einen höheren Spannungspegel als die Massespannung an die Gateleitungen (11) nach dem Ausschalten der Flüssigkristallanzeigevorrichtung anzulegen.
2. Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei
der der erste Spannungspegel einen niedrigeren Wert als den
Minimalwert der Bildsignale aufweist.
3. Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei
der der erste Spannungspegel eine Spannung ist, welche an die
Gateleitungen (11) angelegt wird, wenn das
Flüssigkristallanzeigepaneel in Betrieb ist.
4. Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei
der das Pegelverschiebungsmittel:
ein Mittel zum Speichern von elektrischer Ladung nach dem Einschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels (40); und
ein Spannungs-Auswahl-Mittel aufweist, mit dem die in dem Speichermittel gespeicherte Spannung beim Ausschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels (40) an die Gateleitungen (11) anlegbar ist.
ein Mittel zum Speichern von elektrischer Ladung nach dem Einschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels (40); und
ein Spannungs-Auswahl-Mittel aufweist, mit dem die in dem Speichermittel gespeicherte Spannung beim Ausschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels (40) an die Gateleitungen (11) anlegbar ist.
5. Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei
der das Pegelverschiebungsmittel derart ausgelegt ist, daß von
ihm eine an der Gateleitung (11) anliegende Spannung beim
Ausschalten des Flüssigkristallpaneels auf einen Spannungspegel
zwischen dem Massepegel (GND) und der Tresholdspannung der
Dünnschichttransistoren (TFT) erhöht wird.
6. Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei
der das Pegelverschiebungsmittel aufweist:
eine Zenerdiode (ZD) zum Anlegen einer um die Durchbruchspannung der Zenerdiode (ZD) verringerten negativen Eingangsspannung an die Gateleitungen (11);
einen zwischen jede Gateleitung (11) und der Massespannung geschalteten Transistor (Q2, Q3) zum Schalten eines Strompfades derart, daß eine an der Gateleitung (11) anliegende Spannung beim Ausschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels an die Massespannung kurzgeschaltet wird; und
einen Kondensator (C2) zum Speichern einer elektrischen Ladung mit einer Eingangsladespannung bis zum Ausschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels und zum Anlegen einer höheren Spannung als die Massespannung an jede der Gateleitungen (11) beim Ausschalten.
eine Zenerdiode (ZD) zum Anlegen einer um die Durchbruchspannung der Zenerdiode (ZD) verringerten negativen Eingangsspannung an die Gateleitungen (11);
einen zwischen jede Gateleitung (11) und der Massespannung geschalteten Transistor (Q2, Q3) zum Schalten eines Strompfades derart, daß eine an der Gateleitung (11) anliegende Spannung beim Ausschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels an die Massespannung kurzgeschaltet wird; und
einen Kondensator (C2) zum Speichern einer elektrischen Ladung mit einer Eingangsladespannung bis zum Ausschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels und zum Anlegen einer höheren Spannung als die Massespannung an jede der Gateleitungen (11) beim Ausschalten.
7. Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei
der das Pegelverschiebungsmittel ferner aufweist:
einen ersten Widerstand (R1), um zu verhindern, daß die in dem Kondensator (C2) gespeicherte Ladung in die Gateleitung (11) gelangt, wenn der Kondensator (C2) mit der Eingangsladespannung geladen wird; und
einen zweiten Widerstand (R2), um zu verhindern, daß die an der Gateleitung (11) anliegende Spannung während des Ausschaltens an den Transistor (Q2) angelegt wird.
einen ersten Widerstand (R1), um zu verhindern, daß die in dem Kondensator (C2) gespeicherte Ladung in die Gateleitung (11) gelangt, wenn der Kondensator (C2) mit der Eingangsladespannung geladen wird; und
einen zweiten Widerstand (R2), um zu verhindern, daß die an der Gateleitung (11) anliegende Spannung während des Ausschaltens an den Transistor (Q2) angelegt wird.
8. Nachleuchtbild-Eliminierungsvorrichtung nach Anspruch 6, bei
der das Pegelverschiebungsmittel ferner aufweist:
eine Wechselspannungsquelle (AC), um eine Wechselspannung an die Gateleitungen (11) anzulegen; und
einen Kopplungskondensator (Cc), um den in der Wechselspannung enthaltenen Gleichstromanteil zu eliminieren.
eine Wechselspannungsquelle (AC), um eine Wechselspannung an die Gateleitungen (11) anzulegen; und
einen Kopplungskondensator (Cc), um den in der Wechselspannung enthaltenen Gleichstromanteil zu eliminieren.
9. Nachleuchtbild-Eliminierungsverfahren für eine
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, welche zwischen
Gateleitungen (11) und Datenleitungen (13) geschaltete
Dünnschichttransistoren (TFT) aufweist, um die an die
Flüssigkristallzellen (12) angelegten Bildsignale zu schalten,
mit folgenden Schritten:
Empfangen einer Versorgungsspannung und einer Massespannung, um einen ersten Spannungspegel zum Ausschalten der Dünnschichttransistoren (TFT) an die Gateleitungen (11) beim Einschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels anzulegen; und
Anlegen einer Spannung mit einem höheren Pegel als die Massespannung an die Gateleitungen (11) beim Ausschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels.
Empfangen einer Versorgungsspannung und einer Massespannung, um einen ersten Spannungspegel zum Ausschalten der Dünnschichttransistoren (TFT) an die Gateleitungen (11) beim Einschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels anzulegen; und
Anlegen einer Spannung mit einem höheren Pegel als die Massespannung an die Gateleitungen (11) beim Ausschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels.
10. Nachleuchtbild-Eliminierungsverfahren nach Anspruch 9,
wobei der Schritt zum Erhöhen der an den Gateleitungen (11)
anliegenden Spannung auf einen höheren Pegel als die
Massespannung aufweist:
Speichern von elektrischen Ladungen während des Einschaltzustands des Flüssigkristallanzeigepaneels; und
Entladen der gespeicherten elektrischen Ladung in die Gateleitungen (11) beim Ausschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels.
Speichern von elektrischen Ladungen während des Einschaltzustands des Flüssigkristallanzeigepaneels; und
Entladen der gespeicherten elektrischen Ladung in die Gateleitungen (11) beim Ausschalten des Flüssigkristallanzeigepaneels.
11. Vorrichtung zum Eliminieren von Nachleuchtbildern auf einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, welche Gateleitungen (11)
und Datenleitungen (13) aufweist, welche unter Ausbildung von
Flüssigkristallzellen (12) einander kreuzend angeordnet sind,
wobei jede Flüssigkristallzelle (12) einen
Dünnschichttransistor (TFT) aufweist, die Vorrichtung mit:
einem Gate-Spannungsgenerator mit einem zwischen eine erste Spannungsquelle und eine zweite Spannungsquelle geschalteten Transistor, um eine Gate-Abschaltspannung an einem Ausgang zu erzeugen; und
einer Spannungserhöhungsvorrichtung mit einem an den Ausgang und die zweite Spannungsquelle gekoppelten Kondensator, wobei der Kondensator geladen wird, wenn die erste Spannungsquelle eingeschaltet ist, und der Kondensator die Gate-Abschaltspannung an dem Ausgang auf einen Pegel höher als die Tresholdspannung des Dünnschichttransistors (TFT) erhöht, wenn die erste Spannungsquelle ausgeschaltet wird.
einem Gate-Spannungsgenerator mit einem zwischen eine erste Spannungsquelle und eine zweite Spannungsquelle geschalteten Transistor, um eine Gate-Abschaltspannung an einem Ausgang zu erzeugen; und
einer Spannungserhöhungsvorrichtung mit einem an den Ausgang und die zweite Spannungsquelle gekoppelten Kondensator, wobei der Kondensator geladen wird, wenn die erste Spannungsquelle eingeschaltet ist, und der Kondensator die Gate-Abschaltspannung an dem Ausgang auf einen Pegel höher als die Tresholdspannung des Dünnschichttransistors (TFT) erhöht, wenn die erste Spannungsquelle ausgeschaltet wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Gate-
Spannungsgenerator eine zwischen die erste Spannungsquelle und
den Transistor geschaltete Diode aufweist und die
Spannungserhöhungsvorrichtung einen in Reihe mit dem
Kondensator geschalteten Widerstand aufweist, wobei der
Kondensator zwischen eine Gate-Einschalt-Spannungsquelle und
die zweite Spannungsquelle geschaltet ist und der Wert des
Widerstands und der Wert des Kondensators eine RG-Zeitkonstante
definieren.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Diode eine
Zenerdiode ist und der Transistor ein PNP-Transistor ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Gate-
Spannungsgenerator ferner eine Wechselspannungsquelle aufweist,
welche über einen Kopplungskondensator (Cc) an den Ausgang
angeschlossen ist, um die Gleichstromanteile der
Wechselspannungsquelle herauszufiltern.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der der Gate-
Spannungsgenerator einen zwischen die Gate-Ausschalt-
Spannungsquelle und den Transistor geschalteten Widerstand
aufweist und die Spannungserhöhungsvorrichtung einen in Reihe
mit dem Kondensator geschalteten Widerstand aufweist, wobei der
Kondensator zwischen eine Gate-Einschalt-Spannungsquelle und
die zweite Spannungsquelle geschaltet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der der Wert des
Widerstands und der Wert des Kondensators eine RC-Zeitkonstante
definieren.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der der Kondensator
während des normalen Betriebs der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung geladen wird und wenn die
Gate-Einschalt-Spannnungsquelle ausgeschaltet wird, entladen
wird.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Transistor ein NPN-
Transistor ist.
19. Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Vorrichtung zum
Eliminieren von Nachleuchtbildern, mit:
Gateleitungen (11) und Datenleitungen (13), welche unter Ausbilden von Flüssigkristallzellen (12) einander kreuzend angeordnet sind, von denen jede einen Dünnschichttransistor (TFT) aufweist;
einem mit den Gateleitungen (11) verbundenen Gatetreiber (20), um die mit den Gateleitungen (11) verbundenen Dünnschichttransistoren (TFT) einzuschalten;
einem Gate-Einschaltspannungsgenerator, von dem eine Gate- Einschaltspannung zum Einschalten der Dünnschichttransistoren (TFT) erzeugt wird;
einem Gate-Ausschaltspannungsgenerator mit einem zwischen eine erste Spannungsquelle und eine zweite Spannungsquelle geschalteten Transistor, um eine Gate-Ausschaltspannung an einem Ausgang zu erzeugen; und
einer Spannungserhöhungsvorrichtung mit einem an den Ausgang und die zweite Spannungsquelle gekoppelten Kondensator, wobei der Kondensator geladen wird, wenn die erste Spannungsquelle eingeschaltet wird, und der Kondensator die Gate-Ausschaltspannung an dem Ausgang auf einen Pegel höher als die Tresholdspannung des Dünnschichttransistors erhöht, wenn die erste Spannungsquelle ausgeschaltet wird.
Gateleitungen (11) und Datenleitungen (13), welche unter Ausbilden von Flüssigkristallzellen (12) einander kreuzend angeordnet sind, von denen jede einen Dünnschichttransistor (TFT) aufweist;
einem mit den Gateleitungen (11) verbundenen Gatetreiber (20), um die mit den Gateleitungen (11) verbundenen Dünnschichttransistoren (TFT) einzuschalten;
einem Gate-Einschaltspannungsgenerator, von dem eine Gate- Einschaltspannung zum Einschalten der Dünnschichttransistoren (TFT) erzeugt wird;
einem Gate-Ausschaltspannungsgenerator mit einem zwischen eine erste Spannungsquelle und eine zweite Spannungsquelle geschalteten Transistor, um eine Gate-Ausschaltspannung an einem Ausgang zu erzeugen; und
einer Spannungserhöhungsvorrichtung mit einem an den Ausgang und die zweite Spannungsquelle gekoppelten Kondensator, wobei der Kondensator geladen wird, wenn die erste Spannungsquelle eingeschaltet wird, und der Kondensator die Gate-Ausschaltspannung an dem Ausgang auf einen Pegel höher als die Tresholdspannung des Dünnschichttransistors erhöht, wenn die erste Spannungsquelle ausgeschaltet wird.
20. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 19, bei der
der Gate-Spannungsgenerator eine zwischen die erste
Spannungsquelle und den Transistor geschaltete Diode aufweist
und die Spannungserhöhungsvorrichtung einen in Reihe mit dem
Kondensator geschalteten Widerstand aufweist, wobei der
Kondensator zwischen eine Gate-Einschalt-Spannungsquelle und
die zweite Spannungsquelle geschaltet ist und der Wert des
Widerstands und der Wert des Kondensators eine RC-Zeitkonstante
definieren.
21. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 20, bei der
die Diode eine Zenerdiode ist und der Transistor ein PNP-
Transistor ist.
22. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 20, bei der
der Gate-Spannungsgenerator ferner eine Wechselspannungsquelle
aufweist, welche über einen Kopplungskondensator (Cc) an den
Ausgang angeschlossen ist, um die Gleichstromanteile der
Wechselspannungsquelle herauszufiltern.
23. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 19, bei der
der Gate-Spannungsgenerator einen zwischen die Gate-Ausschalt-
Spannungsquelle und den Transistor geschalteten Widerstand
aufweist und die Spannungserhöhungsvorrichtung einen in Reihe
mit dem Kondensator geschalteten Widerstand aufweist, wobei der
Kondensator zwischen eine Gate-Einschalt-Spannungsquelle und
die zweite Spannungsquelle geschaltet ist.
24. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 23, bei der
der Wert des Widerstands und der Wert des Kondensators eine RC-
Zeitkonstante definieren.
25. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 24, bei der
der Kondensator während des normalen Betriebs der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung geladen wird und wenn die
Gate-Ein-Spannnungsquelle ausgeschaltet wird, entladen wird.
26. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 25, bei der
der Transistor ein NPN-Transistor ist.
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