JP2005157157A

JP2005157157A - 残留映像除去電気回路

Info

Publication number: JP2005157157A
Application number: JP2003398439A
Authority: JP
Inventors: An Shih; 安石; Shou Mo; 昭宇孟; Wenlong Weng; 文龍翁; Kenshi Chin; 建志陳
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】フラットディスプレイユニットの電源が異常事態下で断たれた時、電荷を保存する素子の電荷によりゲート極駆動ラインのグランド電位を上げ、また映像コントロールユニット内のスイッチ素子を導通し、映像蓄電素子を利用し保存される全ての映像電荷を消去する残留映像除去電気回路の提供。
【解決手段】フラットディスプレイユニットはゲート極駆動電気回路及びゲート極駆動電気回路により駆動される複数のデータ駆動ライン、及び複数の映像コントロールユニットを含む。この残留映像除去電気回路はダイオード、蓄電素子、スイッチ素子を含む。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、映像除去電気回路に関するものであり、特にディスプレイの電源が不正常な状態で断たれた際に、ディスプレイの残留映像を除去する電気回路に関するものである。

液晶材料はヨーロッパで見出された後、アメリカにおいてその実用性を研究、開発され、日本でその物質性及び様々な領域での応用技術の研究が進められた。また並びに絶え間ない新世代の液晶フラットディスプレイの開発が行われてきた。現在、各種液晶技術は広くディスプレイ上に使用されており、特に液晶フラットディスプレイ（LCD）、また各製造者は既にTN−LCD（Twisted Nematic−Liquid Crystal Display、ツイストネマチック液晶フラットディスプレイ）をSTN−LCD（Super Twisted Nematic−Liquid Crystal Display、超ツイストネマチック液晶フラットディスプレイ）にまで発展させ、更に拡大してTFT−LCD（Thin Film Transistor LCD、薄膜トランジスタ液晶フラットディスプレイ）の製造を行い、その規模は留まるところを知らない。また他にも、液晶ディスプレイの製造者は低温ポリシリコン液晶ディスプレイ（LPTS−LCD、Low Temperature Poly−Si Liquid Crystal Display）の生産技術の開発を開始させている。

図５は、従来のディスプレイを示す図である。このディスプレイ５００はゲート極駆動電気回路５１０、データ駆動電気回路５２０、ゲート極駆動ライン５１２、データ駆動ライン５２２、トランジスタ５３２、コンデンサ５３４及び画素セル５３６を含んでいる。その中で、ゲート極駆動ライン５１２及びデータ駆動ライン５２２は液晶ディスプレイユニット５５０を構成している。この液晶ディスプレイユニット５５０はデータインプット（ディスプレイ５００にデータを表示する）時に、ゲート極駆動電気回路５１０はゲート極駆動ライン５１２のグランド電位を低いものから高電位へ変化させ、トランジスタ５３２を導通の状態にさせ、次にデータ駆動電気回路５２０はデータ駆動ライン５２２を通過しデータをコンデンサ５３４にインプットする（その際グランド電位を帯びている）。データをインプットした後、ゲート極駆動電気回路５１０はゲート極駆動ライン５１２のグランド電位を高電位から低電位に変化させ、画素セル５３６が次のデータをインプットする前にこのデータを継続して表示させるようにする。しかし液晶ディスプレイユニット５５０が異常事態により電源が断たれた時も、このデータのグランド電位はコンデンサ５３４中に蓄積されるので、これにより残留映像の問題が発生する。

従来の技術において、残留映像の問題を解決する方法はトランジスタ５３２の電流−電圧曲線（図６）を左方に移動させ、トランジスタ５３２の臨界電圧を０ボルトに限りなく近づけ、トランジスタ５３２のゲート電極を０ボルトに近づけると、トランジスタ５３２を導通でき、コンデンサ５３４に保存されている代表データのグランド電位もデータ駆動ライン５２２中に放出される。

しかし、現在はより良い解像度を得るため、素子をディスプレイ５００の基板内で設計するので、トランジスタ５３２の電流−電圧曲線を調整する事はディスプレイ５００内の電気回路の特性に影響を与えないためにも不可能である。しかしこのような状況下では、液晶ディスプレイユニット５５０の電源が不正常な状態下で断たれてしまった時、残留映像が残る可能性がある。

よって、本発明は残留映像除去電器回路を提供し、フラットディスプレイユニットの電源が異常事態下で断たれた時、電荷を保存する素子の電荷によりゲート極駆動ラインのグランド電位を上げ、また映像コントロールユニット内のスイッチ素子を導通し、映像蓄電素子を利用し保存される全ての映像電荷を消去し、よって残留映像を除去する。

本発明はフラットディスプレイユニットの電源が正常ではない状態で断たれた時に適用される残留映像除去電気回路を提供する。その中で、フラットディスプレイユニットはゲート極駆動電気回路及びゲート極駆動電気回路により駆動される複数のデータ駆動ライン、及び複数の映像コントロールユニットを含む。この残留映像除去電気回路はダイオード、蓄電素子、スイッチ素子を含む。

本発明実施例によると、前記の電気保存素子は第１端および第２端を含み、その第１端はトランス（変圧器）の第１電位端に電気接続しており、第２端はそのグランド電位に接続している、この蓄電素子はフラットディスプレイユニットが正常に運転されている時は、電荷を保存する働きを行い、ディスプレイユニットの電源が不正常な状態で立たれたときはその電荷を放出する役割を果たす。

本発明実施例によると、前記のスイッチ素子は第１端、第２端及び第３端を含み、スイッチ素子の第１端は蓄電素子の第１端に電気接続し、スイッチ素子の第２端はトランスの第１電位端に接続し、また第３端はゲート極駆動電気回路の第２電位端に接続する。このスイッチ素子はフラットディスプレイユニットの電源が異常事態で立たれたときに導通され、またスイッチ素子が導通した後、蓄電素子が放出して全ての電荷はゲート極駆動ラインのグランド電位を向上させる。

本発明実施例によると、前記のダイオードはダイオードは第１端と第２端を含み、ダイオードの第１端はトランスの第１電位端に電気接続し、また第２端は蓄電素子の第１端に接続し、それによりダイオードの電流の第１端から第２端への流れはスムーズになる。

本発明実施例によると、前記の映像コントロールユニットは画素セル、スイッチ部及び映像蓄電素子を含んでおり、その映像蓄電素子は第１端と第２端を含んでいる。映像蓄電素子の第２端はグランド電位に電気接続され、映像電荷を保存する役割を果たす。スイッチ素子もまた第１端、第２端、第３端を含み、スイッチ素子の第１端はゲート極駆動ラインに電気接続し、第２端のデータ駆動ラインに接続し、また第３端は映像蓄電素子の第１端に電気接続しており、このスイッチ素子は蓄電素子が電荷を放出する時に導通される。画素セルは映像電荷が示すグランド電位に基づいてデータを表示する。

本発明実施例によると、蓄電素子が電荷を放出し、ゲート極駆動ライン上のグランド電位を高めた後、スイッチ素子は導通され、かつ映像蓄電素子をしてデータ駆動ライン上に映像電荷を放出させる。

本発明の別の実施例によれば、この残留映像除去電気回路の特徴はトランスとゲート極駆動電気回路に接続される部分にあり、それには高抵抗値用抵抗器、第１端及び第２端が含まれており、その第１端はトランスの第１電位端と電気接続しており、第２端はゲート極駆動電気回路の第２電位端と電気接続し、また高抵抗値用抵抗器は第１端及び第２端の間に電気接続されている。かつ、この残留映像除去電気回路は更に第１端及び第２端を備えるダイオードを含み、ダイオードの第１端はトランスの第１電位端に電気接続され、また第２端は高抵抗値用抵抗器の第１端に電気接続される。

本発明の採用した残留映像除去電気回路により、フラットディスプレイユニットの電源が異常事態下で断たれた時、スイッチ素子を導通し、蓄電素子が保存している電荷を放出することでゲート極駆動ラインのグランド電位を高め、それをもって映像コントロールユニットのスイッチ素子を導通し、映像コントロールユニットの映像蓄電素子が保存していた映像電荷を放出する。それによってディスプレイ上の残留映像は消去される。

本発明の残留映像除去電気回路は映像コントロールユニットの電流−電圧曲線を調整する必要が無く、同時にディスプレイ内の電気回路の特性への影響を防ぐ事ができ、フラットディスプレイユニットの電源が異常事態で断たれた時、映像コントロールユニットに対し放電し、よってディスプレイ上の残留映像を除去する。

本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施例を例示し、図面を参照にしながら、詳細に説明する。

図１Aは、本発明の残留映像除去電気回路の好ましい実施例を示す図である。図１Aでの接続は残留映像除去電気回路１００がトランス１４０の第１電位端（V_DD）に電気接続、またゲート極駆動電気回路１１０の２端は個々にトランス１４０の第１電位端（V_DD）及び第２電位端（V_EE）に電気接続されるものである。他に、フラットディスプレイユニット１５０は複数のゲート極駆動ライン１１２および複数のデータ駆動ライン１２２から構成されている。

また、以下に実施例の解説を適宜に進めるため、まず映像コントロールユニット１３０の説明を先に行う。図１Aには映像コントロールユニット１３０が１つのみ表示されているが、実際には映像コントロールユニット１３０は任意によりその数を設定できる。本実施例において、映像コントロールユニット１３０はスイッチ素子１３２、映像蓄電素子１３４及び画素セル１３６を含んでおり、そのスイッチ素子１３２の第１端１６６はゲート極駆動ライン１１２に電気接続し、スイッチ素子１３２の第２端１６８はデータ駆動ライン１２２に電気接続し、スイッチ素子１３２の第３端１７０は映像蓄電素子１３４の第１端１７２に電気接続し、また映像蓄電素子１３４の第２端１７４は電子に接続し、画素セル１３６の一端は映像蓄電素子１３４の第１端１７２に電気接続し、別の１端はグランド電位に接続している。

本実施例において、フラットディスプレイユニット１５０の電源供給が正常である時、トランス１４０はゲート極駆動電気回路１１０に高電位（V_DD）及び低電位（V_EE）を提供し、この高電位とは１２ボルトのような正電圧の事であり、低電圧とは−２ボルトのような負電圧の事を言う。データ駆動電気回路１２０が映像コントロールユニット１３０にデータをインプットする時、ゲート極駆動電気回路１１０はゲート極駆動ライン１１２の高電位（１２ボルト）を通過してスイッチ素子１３２を導通した後、データ駆動電気回路１２０はデータ駆動ライン１２２に通過させたデータを映像コントロールユニット１３０にインプットする。データが映像コントロールユニット１３０にインプットされた後、このときゲート極駆動電気回路１１０はスイッチ素子１３２に低電位の電圧（−２ボルト）を供給し、それによりスイッチ素子１３２はオフの状態になる。また映像コントロールユニット１３０はデータの全てのグランド電位を映像蓄電素子１３４に保存し、画素セル１３６次のデータをまだ把握していない間（即ちスイッチ素子１３２が再び導通されるまで）に表示を継続できる。この時、ディスプレイ上には残留映像の問題が発生する。

また図１Aの残留映像除去電気回路１００には、第１端１６０、第２端１６２、及び第３端１６４を含むスイッチ素子１０２、第１端１５２及び第２端１５４を含むダイオード１０４、および第１端１５６及び第２端１５８を含む蓄電素子１０６が含まれる。その中で、スイッチ素子１０２はP型金属酸化物半導体の電界効果トランジスタまたはP型接合の電界効果トランジスタのようなものという事ができ、蓄電素子１０６はコンデンサのようなものと言えるが、これに限られたものではない。残留映像除去電気回路１００内の接続関係はダイオード１０４の第１端１５２がトランス１４０の第１電位端（V_DD）に電気接続され、ダイオード１０４の第２端１５４は蓄電素子１０６の第１端１５６に電気接続され、蓄電素子１０６の第２端１５８はグランド電位に電気接続され、スイッチ素子１０２の第１端１６０は蓄電素子１０６の第１端１５６に電気接続され、スイッチ素子１０２の第２端１６２はトランス１４０の第１電位端（V_DD）に電気接続されスイッチ素子１０２の第３端１６４はゲート極駆動電気回路１１０の第２電位端に電気接続される、というものである。

本実施例において、トランス１４０が正常な状態で電気をフラットディスプレイユニット１５０に供給する時、トランス１４０はまた正常にスイッチ素子１０２に正電圧を供給し、スイッチ素子１０２のスイッチがオフ状態であることにより、蓄電素子１０６は電荷を保存する。

図２は、本発明の好ましい実施例におけるゲート極駆動ライン上の電圧と時間の曲線グラフ図である。フラットディスプレイユニット１５０の電源が不正法に断たれる時、スイッチ素子１０２の第２端１６２のグランド電位がほとんど０ボルトに近くなり、よってスイッチ素子１０２は導通し、また蓄電素子１０６はその保存している電荷を放出する。この時、ゲート極駆動ライン１１２上のグランド電位はこれらの原因により高められる（図２表示）。またこの時、スイッチ素子１３２は導通され、映像蓄電素子１３４はその保存している電荷すべてをデータ駆動ライン１２２上に放出でき、それによりディスプレイ上の残留映像は除去される。

本発明の実施例において、ダイオード１０４は電流をダイオード１０４の第１端１５２から第２端１５４に流すためだけの目的からなり、また蓄電素子１０６が放電している時、電流はスイッチ素子１０２の第１端１６０から第３端１６４を通過するのみで、ダイオード１０４から流れ出す事は無く、その中でスイッチ素子１０２はトランス１４０が電圧を提供していないときに導通できる。

本発明の実施例において、蓄電素子１０６は本来のディスプレイのコンデンサである事ができ、新たに付加しなければならないコンデンサであるとは限らない。

本発明の実施例において、残留映像除去電気回路１００は、スイッチ素子１０２から流れ出る電流の量が過度に多いことによる被害を防ぐ為、スイッチ素子１０２の第１端１６０以前に抵抗１９２に電気接続できる。他にも、トランス１４０及びゲート極駆動電気回路１１０の第２電位端の間にRC電気回路（図１A表示の抵抗１９４及びコンデンサ１９６のようなもの）を電気接続でき、これによりグランド電位の上昇が補償される。例を挙げると、０．７ボルトを超過した時、トランス１４０の操作は正常であり、またV_EE電圧も安定している。以上は本発明の一例を挙げたのみであり、これに留まるものではない。

図１Bは、本発明における好ましい実施例の別の残留映像除去電気回路を示す図である。図１Bにおいて、図１Aと異なる部分はスイッチ素子１０２がNMOSトランジスタであり、スイッチ素子１３２がPMOSトランジスタである部分である。よって、トランス１４０の第１電位端は抵抗１９４に電気接続し、またトランス１４０の第２電位端はゲート極駆動電気回路１１０及びダイオード１０４の第１端１５２に電気接続し、ダイオード１０４の第２端１５４は蓄電素子１０６の第１端１５６に接続されている。この運行方式がトランス１４０が電源を供給する時、スイッチ素子１０２は導通せず、蓄電素子１０６内の電流はダイオード１０４を通過し、よって蓄電素子１０６のグランド電位は第２電位端と同位に変化する。トランス１４０が電源を供給していない時、蓄電素子１０６のグランド電位は例えるならば負電位であり、スイッチ素子１０２のグランド電位は例えれば０であり、よってスイッチ素子は導通され、またスイッチ素子１３２も導通される。よって、映像蓄電素子１３４は保存している映像電荷をスイッチ素子１３２を経てデータ駆動ライン１２２上に放出できる。

次に図３A及び図４は、それぞれ本発明による他の好ましい実施例の残留映像除去電気回路を示す図である。これらと図１Aとの異なる点は、残留映像除去電気回路３００及び４００を構成している素子にある。

本実施例において、残留映像除去電気回路３００は高抵抗値用抵抗器３０２及びダイオード３０４を含み、また高抵抗値用抵抗器３０２の第１端３８０はダイオード３０４の第２端３８６に電気接続し、高抵抗値用抵抗器の第２端３８２はゲート極駆動電気回路１１０の第２電位端に電気接続し、またダイオード３０４の第１端３８４はトランス１４０の第１電位端（V_DD）に電気接続する。

本実施例において、高抵抗値用抵抗器３０２はトランス１４０が正常に電源を供給する時、トランス１４０が高電位の電圧（例えば正電圧など）の、スイッチ素子１３２のゲート極への進入を防ぐ役割をする。トランス１４０が不正常な状態で電源を断つ時、高電位及び低電位間の寄生コンデンサ３４２が保存していた電荷を全て放出して（図３C表示）スイッチ素子１３２の漏電流を早め、映像蓄電素子１３４の保存する映像電荷を速やかにデータ駆動ライン１２２に放出する。

本実施例において、図４に示すように、残留映像除去電気回路４００は高抵抗値用抵抗器４０２のみ含み、またこの高抵抗値用抵抗器４０２の動作は前記の高抵抗値用抵抗器３０２と同様である。

図３Bは、本発明の好ましい実施例におけるまた別の残留映像除去電気回路を示す図である。本実施例において、図３Aと異なる部分は図３Aのスイッチ素子１３２がNMOSトランジスタであるのに対し、図３Bのスイッチ素子１３２はPMOSトランジスタであるという部分である。よって、電流はトランジスタ３０４の方向へ、第２端３８６から第１端３８４へと流れていき、またトランス１４０の第１電位端は抵抗１９４と電気接続し、第２電位端はダイオード３０４の第１端３８４およびゲート極駆動電気回路１１０に電気接続する。その動作方式は、抵抗３０２はトランス１４０が正常に電源を供給している時、トランス１４０の供給する低電位電圧（例えば負電圧）がスイッチ素子１３２のゲート極に侵入するのを防ぐというものである。トランス１４０の電源が負正常な状態で断たれた時、高電位及び低電位間の寄生コンデンサ３４２を利用して保存していた電荷を放出し（図３C表示）、スイッチ素子１３２の漏電流を早め、映像蓄電素子１３４が保存する映像電荷を速やかにデータ駆動ライン１２２に放出する。

本発明の実施例において、残留映像除去電気回路３００および４００は通常漏電流を発することは無いが、たとえ漏電流が発生しても、極めてそれが小さいという事から、ゲート極駆動電気回路が必要とするV_EEに影響を及ぼす事は無い。

本発明の実施例において、高抵抗値用抵抗器３０２、４０２は例えば１００k〜１０Mオームの抵抗などにでき、またこれに限られたものではない。

本発明の実施例において、トランス１４０は例えば直流電圧、または直流変圧器などにできるが、これも限られたものではない。

本発明の実施例において、スイッチ素子１３２は例えば低温ポリシリコン薄膜トランジスタ（LTPS−TFT）などにでき、映像蓄電素子１３４はコンデンサなどにできるが、これも限られたものではない。

本発明の実施例において、トランス１４０は直流電圧源に電気接続されるが、受け止めた直流電圧はディスプレイ内の各電気回路が必要とする直流電圧値に変換された後放出される。

本発明の実施例において、スイッチ素子１３２がN型金属酸化物半導体の電界効果トランジスタである時、スイッチ素子１０２はP型酸化物半導体の電界効果トランジスタとなり、その接続は図１Aが示すとおりである。しかしそれに反して、スイッチ素子１３２がP型金属酸化物半導体の電界効果トランジスタであった時、スイッチ素子１０２はN型金属酸化物半導体の電界効果トランジスタであり、またダイオード１０４の方向は逆方向になる。

本発明の実施例において、その技術を熟知する当業者であれば容易に知る所であるように、フラットディスプレイユニットは液晶ディスプレイユニットまたは有機発光ダイオードディスプレイ（OLED）となりうる事ができ、またこれに限らない。

本発明の実施例において、当業者であれば容易に知る所であるように、第１電位端は高電位端となり、第２電位端は低電位端となりうるが、これも以上に限られたものではない。

以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。

本発明の好ましい実施例の残留映像除去電気回路を示す図である。本発明の好ましい実施例の別の残留映像除去電気回路を示す図である。本発明の好ましい実施例のゲート極駆動ライン上の電圧と時間の曲線グラフ図である。本発明の好ましい実施例の別の残留映像除去電気回路を示す図である。本発明の好ましい実施例の別の残留映像除去電気回路を示す図である。本発明の好ましい実施例の別のゲート極駆動ライン上の電圧と時間の曲線グラフ図である。本発明の好ましい実施例の別の残留映像除去電気回路を示す図である。従来のディスプレイを示す図である。従来の薄膜トランジスタの臨界電圧と電流の曲線グラフ図である。

符号の説明

１００、３００、４００残留映像除去電気回路
１０２スイッチ素子
１０４、３０４ダイオード
１０６、３４２蓄電素子
１１０、５１０ゲート極駆動電気回路
１１２、５１２ゲート極駆動ライン
１２０、５２０データ駆動電気回路
１２２、５２２データ駆動ライン
１３０映像コントロールユニット
１３２スイッチ素子
１３４映像蓄電素子
１３６、５３６画素セル
１４０、５４０トランス
１５０フラットディスプレイパネル
１５２、１５６、１６０、１６６、１７２、３８０、３８４第１端
１５４、１５８、１６２、１６８、１７４、３８２、３８６第２端
１６４、１７０第３端
１９２、１９４抵抗
１９６、５３４コンデンサ
３０２、４０２高抵抗値用抵抗器
３４２寄生コンデンサ
５００ディスプレイ
５３２トランジスタ
５５０液晶ディスプレイユニット

Claims

フラットパネルディスプレイの電源が異常事態下で断たれた時に適用され、ゲート極駆動電気回路及びトランスに電気接続し、
前記トランスの第１電位端に電気接続する第１端及びグランド電位に電気接続する第２端を含む蓄電素子、
及び前記蓄電素子の第１端と電気接続する第１端、前記トランスの第１電位端と電気接続する第２端、前記ゲート極駆動電気回路の第２電位端と接続する第３端を含み、フラットパネルディスプレイの電源が不正常にたたれたときに導通されるスイッチ素子を含み、
前記スイッチ素子が導通された後、前記蓄電素子は保存していた電荷を放出する残留映像除去電気回路。
更に第１端及び第２端を含むダイオードを含み、前記ダイオードの前記第１端は前記トランスの前記第１電位端に電気接続し、前記ダイオードの前記第２端は前記蓄電素子の前記第１端と電気接続し、それにより電流は前記ダイオードの前記第１端から前記第２端へと流れ、前記蓄電素子はコンデンサである請求項１に記載の残留映像除去電気回路。
前記ゲート極駆動電気回路の１端は前記トランスの前記第１電位端と電気接続し、また別の１端は前記トランスの前記第２電位端と電気接続する請求項１に記載の残留映像除去電気回路。
前記スイッチ素子はＰ型金属酸化物半導体の電界効果トランジスタまたはＰ型接続の電界効果トランジスタであり、その中の前記第１電位端は高電位端であり、また前記第２電位端は低電位端である請求項１に記載の残留映像除去電気回路。
前記トランスは直流電圧または直流変圧器である請求項１に記載の残留映像除去電気回路。
前記フラットディスプレイユニットは液晶ディスプレイもしくは有機発光ダイオードディスプレイ（OLED）から選択できる請求項１に記載の残留映像除去電気回路。
トランス及びゲート極駆動電気回路に接続し、前記トランスの第１電位端に電気接続する第１端、前記ゲート極駆動電気回路の第２電位端に電気接続する第２端、及び前記第１端と第２端間に電気接続する高抵抗値用抵抗器を含む残留映像除去電気回路。
更に第１端及び第２端を含むダイオードを備え、前記ダイオードの前記第１端は前記トランスの前記第１電位端に電気接続し、前記ダイオードの前記第２端は前記高抵抗値用抵抗器の前記第１端に電気接続し、それにより電流が前記ダイオードの前記第１端から前記第２端へと流れる請求項７に記載の残留映像除去電気回路。
前記高抵抗値用抵抗器の抵抗値は１００k〜１０Mである請求項７に記載の残留映像除去電気回路。
前記第１電位端は高電位端となり、前記第２電位端は低電位端となる請求項７に記載の残留映像除去電気回路。