專利名稱：斷電時(shí)像素電極放電時(shí)間縮短的顯示裝置和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是一種已經(jīng)廣泛應(yīng)用的平板顯示器，并且它包括配置有諸如像素電極和公共電極的場(chǎng)產(chǎn)生電極的兩個(gè)面板。具有介電各向異性的液晶(LC)層置于兩個(gè)面板之間，并且圖像由用于產(chǎn)生選通信號(hào)(例如，柵極導(dǎo)通電壓和柵極截止電壓)的柵極驅(qū)動(dòng)器和用于輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制。
像素電極排列成矩陣，并且連接至諸如薄膜晶體管(TFT)的開(kāi)關(guān)元件，開(kāi)關(guān)元件通過(guò)柵極導(dǎo)通電壓或柵極截止電壓導(dǎo)通或截止。柵極驅(qū)動(dòng)器將柵極導(dǎo)通電壓施加到成排地連接到像素電極的開(kāi)關(guān)元件并且順序地導(dǎo)通開(kāi)關(guān)元件。通過(guò)導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)元件，將數(shù)據(jù)信號(hào)電壓提供給像素電極。公共電極覆蓋兩個(gè)面板中的一個(gè)面板的整個(gè)表面，并且提供有公共電壓。像素電極、公共電極、以及LC層形成LC電容器，其和開(kāi)關(guān)元件都是像素的基本元件。
LCD將電壓施加到場(chǎng)產(chǎn)生電極，以在LC層中產(chǎn)生電場(chǎng)，并且能夠通過(guò)調(diào)整穿過(guò)LC電容器的電壓來(lái)控制電場(chǎng)的強(qiáng)度。由于電場(chǎng)確定LC分子的方向，并且分子方向確定穿過(guò)LC層的光的透光率，通過(guò)控制施加的電壓來(lái)調(diào)整光透射率，從而獲得期望的圖像。
當(dāng)使用開(kāi)關(guān)切斷施加到LCD上的電源電壓時(shí)，施加到像素電極的電壓(像素電極電壓)不會(huì)迅速地放電。該緩慢放電導(dǎo)致圖像惡化。響應(yīng)于開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)，顯示的圖像不得不從屏幕上消失。然而，由于像素電極電壓的緩慢放電，圖像逗留在屏幕上，直到像素電極電壓通過(guò)導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)元件完全放電。
像素電極電壓的放電速度至少部分地依賴于柵極截止電壓。也就是說(shuō)，當(dāng)大約-10V到-15V的柵極截止電壓放電到例如大約0V的接地電壓時(shí)，由于柵極截止電壓的放電，像素電極電壓基于開(kāi)關(guān)元件的變化經(jīng)由開(kāi)關(guān)元件和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器放電。
在關(guān)閉LCD顯示裝置時(shí)，減小像素電極放電時(shí)間將減少圖像惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問(wèn)題。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了包括多個(gè)開(kāi)關(guān)元件和連接至開(kāi)關(guān)元件的多個(gè)像素電極的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。該設(shè)備包括柵極截止電壓發(fā)生器，用于產(chǎn)生柵極截止電壓；以及柵極驅(qū)動(dòng)器，用于將來(lái)自柵極截止電壓發(fā)生器的柵極截止電壓輸出到開(kāi)關(guān)元件。當(dāng)切斷施加到顯示裝置的電源電壓時(shí)，柵極截止電壓發(fā)生器使柵極截止電壓增加到預(yù)定電壓。
柵極截止電壓發(fā)生器可以包括電荷泵單元，用于使從外部輸入的電壓沿著預(yù)選(-)方向增加預(yù)定幅度，以產(chǎn)生柵極截止電壓；以及偏移電壓(offset voltage)發(fā)生器，用于當(dāng)來(lái)自電荷泵單元的柵極截止電壓放電時(shí)，產(chǎn)生偏移電壓并且將偏移電壓加上放電柵極截止電壓后施加到開(kāi)關(guān)元件。柵極截止電壓發(fā)生器也可以包括反向連接在電荷泵單元的輸出端和柵極驅(qū)動(dòng)器之間的至少一個(gè)二極管單元；以及電容器，其與二極管單元并聯(lián)連接。
偏移電壓可以由二極管單元控制，并且二極管單元可以包括三個(gè)串聯(lián)連接的二極管。
柵極截止電壓發(fā)生器還可以包括用于為柵極截止電壓提供放電路徑的放電單元。放電單元可以包括與電荷泵單元并聯(lián)連接的電阻器和電容器。
放電單元可以包括與電荷泵單元并聯(lián)連接的第一電容器、具有連接至所述電荷泵單元的集電極端和接地的發(fā)射極端的晶體管、連接至晶體管的發(fā)射極端和基極端的電阻器、以及連接至電阻器的第二電容器和連接至第二電容器的電源電壓。晶體管可以是pnp型晶體管。
可以從外部裝置接收電源電壓，并且當(dāng)切斷電源電壓時(shí)，電源電壓的幅度可以變?yōu)榻拥仉妷骸?br> 預(yù)定電壓可以是接地電壓。
在本發(fā)明的另一方面，顯示裝置包括多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；多個(gè)像素電極；多條柵極線，連接至開(kāi)關(guān)元件并且將柵極截止電壓傳輸?shù)介_(kāi)關(guān)元件的；柵極截止電壓發(fā)生器，用于產(chǎn)生柵極截止電壓；以及柵極驅(qū)動(dòng)器，用于將來(lái)自柵極截止電壓發(fā)生器的柵極截止電壓輸出到開(kāi)關(guān)元件，其中，當(dāng)切斷施加到顯示裝置的電源電壓時(shí)，柵極截止電壓發(fā)生器使柵極截止電壓增加到預(yù)定電壓。
柵極截止電壓發(fā)生器可以包括電荷泵單元，用于使從外部輸入的電壓沿著預(yù)選(-)方向增加預(yù)定幅度，以產(chǎn)生柵極截止電壓；偏移電壓發(fā)生器，用于當(dāng)來(lái)自電荷泵單元的柵極截止電壓放電時(shí)，產(chǎn)生偏移電壓并且將偏移電壓加上放電柵極截止電壓后施加到開(kāi)關(guān)元件；至少一個(gè)二極管單元，反向連接在電荷泵單元的輸出端和柵極驅(qū)動(dòng)器之間；以及電容器，與二極管單元并聯(lián)連接?？蛇x地，二極管單元可以包括三個(gè)串聯(lián)的二極管。
柵極截止電壓發(fā)生器還可以包括用于為柵極截止電壓提供放電路徑的放電單元。放電單元可以包括與電荷泵單元并聯(lián)連接的電阻器和電容器。
放電單元可以包括第一電容器，與電荷泵單元并聯(lián)連接；晶體管，具有連接至電荷泵單元的集電極端并且接地的發(fā)射極端；電阻器，連接至晶體管的發(fā)射極端和基極端；以及第二電容器，連接至電阻；以及電源電壓，連接至第二電容器。晶體管可以是pnp型結(jié)型晶體管。
可以從外部施加電源電壓，并且當(dāng)切斷電源電壓時(shí)，電源電壓幅度可以變?yōu)榻拥仉妷骸?br> 預(yù)定電壓可以是地電壓。


通過(guò)參考附圖具體描述優(yōu)選實(shí)施例，使本發(fā)明變得更加顯而易見(jiàn)，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD的像素的等效電路圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器的電路圖；圖4是當(dāng)切斷根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD的電源電壓時(shí)，圖3中所示的柵極截止電壓發(fā)生器以及連接至像素的開(kāi)關(guān)元件的柵極驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器的等效電路圖；圖5是示出在硅(Si)薄膜晶體管的開(kāi)關(guān)元件的輸出端和輸入端之間流動(dòng)的電流相對(duì)于在開(kāi)關(guān)元件的控制端和輸出端之間施加的電壓的曲線圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器的電路圖；圖7是當(dāng)切斷根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD的電源電壓時(shí)，圖6中所示的柵極截止電壓發(fā)生器以及連接至像素的開(kāi)關(guān)元件的柵極驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器的等效電路圖；圖8是示出了當(dāng)切斷根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD的電源電壓時(shí)，像素電極電壓相對(duì)于控制電壓的變化的曲線圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器的電路圖；圖10是示出了當(dāng)采用圖9中所示的放電部分時(shí)，施加到連接至像素電極的開(kāi)關(guān)元件的控制端的控制電壓和像素電極電壓的變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)并且不應(yīng)當(dāng)理解為限于此處所述的實(shí)施例。
在圖中，為了清楚起見(jiàn)放大了層和區(qū)域的厚度。在說(shuō)明書(shū)中，相同的標(biāo)號(hào)代表相同的元件。應(yīng)該理解，當(dāng)例如層、薄膜、區(qū)域、基板或面板的元件被稱為在另一個(gè)元件之上時(shí)，可以是直接在其他元件上或者也可能存在中間元件。
現(xiàn)在將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD及其驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD的框圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD的像素的等效電路圖。
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的LCD包括LC面板組件300、與其相連的柵極驅(qū)動(dòng)器400和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500、DC-DC轉(zhuǎn)換器900、連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器900和柵極驅(qū)動(dòng)器400的柵極截止電壓發(fā)生器710、連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器900和柵極驅(qū)動(dòng)器400的柵極導(dǎo)通電壓發(fā)生器720、連接至數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500的灰度電壓(gray voltage)發(fā)生器800、以及控制上述元件的信號(hào)控制器600。
在圖2中示出的結(jié)構(gòu)視圖中，LC面板組件300包括下面板100、上面板200、和置于其間的LC層3，并且其包括如圖1和圖2所示的電路圖中的多條顯示信號(hào)線G1-Gn和D1-Dm以及多個(gè)與其連接并且基本上排列成矩陣形式的像素PX。
顯示信號(hào)線G1-Gn和D1-Dm設(shè)置在下面板100上并且包括多條用于傳輸選通信號(hào)(稱為掃描信號(hào))的柵極線G1-Gn和多條用于傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)線D1-Dm。柵極線G1-Gn基本上沿著第一方向延伸并且基本上彼此平行，數(shù)據(jù)線D1-Dm基本上沿著垂直于第一方向的第二方向延伸并且基本上彼此平行。
每個(gè)像素PX，例如連接至第i條柵極線Gi(i＝1，2，…n)和第j條數(shù)據(jù)線Dj(j＝1，2，…m)的像素PX，包括連接至信號(hào)線Gi和Dj的開(kāi)關(guān)元件Q，以及連接至開(kāi)關(guān)元件Q的LC電容器Clc和存儲(chǔ)電容器Cst。如果存儲(chǔ)電容器Cst不是必要的，則可以省略。
開(kāi)關(guān)元件Q(例如TFT)設(shè)置在下面板100上并且具有三個(gè)端子連接至柵極線Gi的控制端；連接至數(shù)據(jù)線Dj的輸入端；以及連接至LC電容器Clc和存儲(chǔ)電容器Cst的輸出端。
LC電容器Clc包括設(shè)置在下面板100上的像素電極191和設(shè)置在上面板200上的公共電極270，作為兩個(gè)端子。位于兩個(gè)電極191和270之間的LC層3用作LC電容器Clc的電介質(zhì)。像素電極191連接至開(kāi)關(guān)元件Q，并且公共電極270被提供有公共電壓Vcom，并且覆蓋上面板200的整個(gè)表面。與圖2中的不同，公共電極270可以設(shè)置在下面板100上，并且兩個(gè)電極191和270可以制成棒狀或條狀。
存儲(chǔ)電容器Cst是LC電容器Clc的輔助電容器。存儲(chǔ)電容器Cst包括像素電極191和設(shè)置在下面板100上的分離信號(hào)線(未示出)。信號(hào)線通過(guò)絕緣體與像素電極191交疊，并且被提供有預(yù)定電壓，例如公共電壓Vcom?？蛇x地，存儲(chǔ)電容器Cst包括像素電極191和稱作前一柵極線(previous gate line)的相鄰柵極線，其通過(guò)絕緣體與像素電極191交疊。
對(duì)于彩色顯示器，每個(gè)像素唯一地代表原色中的一個(gè)(即，空間劃分)或者每個(gè)像素順序地輪流代表原色(即，時(shí)間劃分)，使得原色空間或時(shí)間的總和被識(shí)別為期望的顏色。一組原色的實(shí)例包括紅色、綠色、藍(lán)色。圖2示出了空間劃分的實(shí)例，其中，每個(gè)像素包括濾色器(color filter)230，濾色器230代表上面板200面對(duì)像素電極191的區(qū)域中的原色中的一個(gè)?？蛇x地，濾色器230設(shè)置在下面板100上的像素電極191之上或之下。
一對(duì)用于使光偏振的偏光器(未示出)被附著在面板組件300的面板100和200的外表面上。
灰度電壓發(fā)生器800產(chǎn)生涉及像素透光率的兩組多個(gè)灰度電壓(或兩組多個(gè)參考灰度電壓)。一組中的灰度電壓相對(duì)于公共電壓Vcom具有正極性，而另一組中的灰度電壓相對(duì)于公共電壓Vcom具有負(fù)極性。
DC-DC轉(zhuǎn)換器900將來(lái)自外部的DC電壓(未示出)轉(zhuǎn)換為多個(gè)期望幅度的DC電壓V1和V2。電壓V1是大約0V的接地電壓，電壓V2具有大約+8V的幅度。
柵極截止電壓發(fā)生器710將來(lái)自DC-DC轉(zhuǎn)換器900的DC電壓V1轉(zhuǎn)換為預(yù)定幅度的電壓(例如，大約-10V)，以作為柵極截止電壓Voff輸出。
柵極導(dǎo)通電壓發(fā)生器720將來(lái)自DC-DC轉(zhuǎn)換器900的DC電壓V2轉(zhuǎn)換為預(yù)定幅度的電壓(例如，大約+20V)，以作為柵極導(dǎo)通電壓Von輸出。
柵極驅(qū)動(dòng)器400連接至面板組件300的柵極線G1-Gn并且與柵極截止電壓Voff和柵極導(dǎo)通電壓Von同步以產(chǎn)生用于施加到柵極線G1-Gn的選通信號(hào)。柵極截止電壓Voff在柵極截止電壓發(fā)生器710中產(chǎn)生并且柵極導(dǎo)通電壓Von在柵極導(dǎo)通電壓發(fā)生器720產(chǎn)生。
數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500連接至面板組件300的數(shù)據(jù)線D1-Dm，并且將從灰度電壓選擇的數(shù)據(jù)電壓施加到數(shù)據(jù)線D1-Dm?；叶入妷河苫叶入妷喊l(fā)生器800提供。當(dāng)灰度電壓發(fā)生器800提供預(yù)定數(shù)量的參考灰度電壓使得參考灰度電壓不對(duì)應(yīng)于所有灰度等級(jí)(例如，預(yù)定數(shù)量小于灰度等級(jí)的總數(shù))時(shí)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500劃分參考灰度電壓，以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所有灰度值的灰度電壓，并且從產(chǎn)生的灰度電壓選擇數(shù)據(jù)電壓。
信號(hào)控制器600控制驅(qū)動(dòng)器400和500。
各個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置400、500、600、710、720、800和900可以實(shí)現(xiàn)為安裝在面板組件300上的集成電路(IC)芯片、安裝在帶載封裝(TCP)型的柔性線路板(FPC)膜上并且附著到LC面板組件300上的集成電路芯片、或者安裝在分離印刷電路板(PCB)上的集成電路芯片。可選地，驅(qū)動(dòng)裝置400、500、600、710、720、800和900可以與顯示信號(hào)線G1-Gn和D1-Dm以及TFT開(kāi)關(guān)元件Q一起集成到面板組件300中。此外，驅(qū)動(dòng)裝置400、500、600、710、720、800和900可以實(shí)現(xiàn)為IC芯片，并且其中的至少一個(gè)或者包括在其中的至少一個(gè)電路元件可以由IC芯片實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在，將具體描述LCD的操作。
向信號(hào)控制器600提供RGB圖像信號(hào)R、G和B以及用于控制來(lái)自外部圖形控制器(未示出)的控制RGB圖像信號(hào)R、G和B的顯示的輸入控制信號(hào)。輸入控制信號(hào)的實(shí)例是垂直同步信號(hào)Vsync、水平同步信號(hào)Hsync、主時(shí)鐘信號(hào)MCLK、以及數(shù)據(jù)使能信號(hào)DE。
在基于輸入控制信號(hào)產(chǎn)生柵極控制信號(hào)CONT1和數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2并且處理圖像信號(hào)R、G和B以適合于面板組件300的操作后，信號(hào)控制器600為柵極驅(qū)動(dòng)器400提供柵極控制信號(hào)CONT1，并且為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500提供處理后的圖像信號(hào)DAT和數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2。
柵極控制信號(hào)CONT1包括用于指示開(kāi)始掃描的掃描啟動(dòng)信號(hào)STV，以及至少一個(gè)用于控制柵極導(dǎo)通電壓Von的輸出時(shí)間的時(shí)鐘信號(hào)。柵極控制信號(hào)CONT1還可以包括用于限定柵極導(dǎo)通電壓Von的持續(xù)時(shí)間的輸出使能信號(hào)OE。
數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2包括用于通知開(kāi)始一組像素的數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃酵絾?dòng)信號(hào)STH、用于指示將數(shù)據(jù)電壓施加到數(shù)據(jù)線D1-Dm的LOAD、以及數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)HCLK。數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2還可以包括用于使數(shù)據(jù)電壓的極性(相對(duì)于公共電壓Vcom)反轉(zhuǎn)的反相控制信號(hào)RVS。
響應(yīng)于來(lái)自信號(hào)控制器600的數(shù)據(jù)控制信號(hào)CONT2，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500接收來(lái)自信號(hào)控制器600的用于該組像素的圖像數(shù)據(jù)DAT的數(shù)據(jù)包，將圖像數(shù)據(jù)DAT轉(zhuǎn)換為從灰度電壓發(fā)生器800提供的灰度電壓中選擇的模擬數(shù)據(jù)電壓，并且將數(shù)據(jù)電壓施加到數(shù)據(jù)線D1-Dm。
柵極截止電壓發(fā)生器710將來(lái)自DC-DC轉(zhuǎn)換器900的電壓V1轉(zhuǎn)換為大約-7V的DC電壓，以作為柵極截止電壓Voff輸出。此外，當(dāng)切斷提供用于驅(qū)動(dòng)LCD的電源電壓時(shí)，柵極截止電壓發(fā)生器710將施加到像素電極191的像素電極電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)元件Q放電。下面將具體描述柵極截止電壓發(fā)生器710。
柵極導(dǎo)通電壓發(fā)生器720使用電荷泵單元將來(lái)自DC-DC轉(zhuǎn)換器900的電壓V2升高到大約+20V的DC電壓，以作為柵極導(dǎo)通電壓Von輸出。
響應(yīng)于來(lái)自信號(hào)控制器600的柵極控制信號(hào)CONT1，柵極驅(qū)動(dòng)器400將柵極導(dǎo)通電壓Von施加到柵極線G1-Gn，從而導(dǎo)通與柵極線連接的開(kāi)關(guān)元件Q。通過(guò)活化(activate)的開(kāi)關(guān)元件Q向像素提供施加到數(shù)據(jù)線D1-Dm的數(shù)據(jù)電壓。
數(shù)據(jù)電壓和公共電壓Vcom之間的差表現(xiàn)為跨接在LC電容器Clc的電壓，其被稱為像素電壓。LC電容器Clc中的LC分子具有取決于像素電壓的幅度的方向，并且分子方向確定通過(guò)LC層3的光的偏振。偏光器將光偏振轉(zhuǎn)換成光透射。
通過(guò)重復(fù)該過(guò)程一個(gè)水平周期單位(其表示為“1H”并且等于水平同步信號(hào)Hsync和數(shù)據(jù)使能信號(hào)DE的一個(gè)周期)，在一幀期間，向所有柵極線G1-Gn順序提供柵極導(dǎo)通電壓，從而將數(shù)據(jù)電壓施加到所有像素。在完成一幀后下一幀開(kāi)始時(shí)，控制施加到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500的反相控制信號(hào)RVS，使得數(shù)據(jù)電壓的極性被反轉(zhuǎn)(其被稱作“幀反轉(zhuǎn)”)。也可以控制反相控制信號(hào)RVS，使得在一幀中流入數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)電壓的極性反轉(zhuǎn)(例如線反轉(zhuǎn)和點(diǎn)反轉(zhuǎn)(dot inversion))，或者在一個(gè)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)電壓的極性被反轉(zhuǎn)(例如，列反轉(zhuǎn)和點(diǎn)反轉(zhuǎn))。
現(xiàn)在，將參考圖3和圖4描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器710。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器的電路圖，并且圖4是圖3中所示的柵極截止電壓發(fā)生器的等效電路圖。柵極驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器被連接至像素的開(kāi)關(guān)元件，并且將電源從LCD切斷。
參考圖3，柵極截止電壓發(fā)生器710包括電荷泵單元711、放電單元712、和連接至放電單元712的偏移電壓發(fā)生器713。
電荷泵單元711包括彼此并聯(lián)的二極管(未示出)和電容器(未示出)，并且接收外部脈沖信號(hào)。二極管與DC-DC轉(zhuǎn)換器900反向串聯(lián)。
放電單元712包括并聯(lián)的電阻R1和電容器C1。
偏移電壓發(fā)生器713包括與放電單元712反向連接并且通過(guò)其陽(yáng)極端輸出柵極截止電壓Voff的二極管D11、連接在二極管D11的陽(yáng)極端和接地之間的電阻器R2、以及連接在二極管D11的兩端的電容器C2。
現(xiàn)在將描述柵極截止電壓發(fā)生器710的操作。
首先，將描述當(dāng)通過(guò)向其提供電源電壓而正常地操作LCD時(shí)柵極截止電壓發(fā)生器710的操作。
當(dāng)從DC-DC轉(zhuǎn)換器900提供大約0V的DC電壓V1時(shí)，電荷泵單元711通過(guò)從DC-DC轉(zhuǎn)換器900反向連接的電容器(未示出)和二極管(未示出)沿著預(yù)選(-)方向升高該大約0V的DC電壓，以通過(guò)放電單元712和偏移電壓發(fā)生器713向柵極驅(qū)動(dòng)器400提供升高的大約-10V的電壓Vout。
來(lái)自電荷泵單元711的升高電壓Vout被充入放電單元712的電容器C1和偏移電壓發(fā)生器713的電容C2中，并且被提供到柵極驅(qū)動(dòng)器400。此時(shí)，偏移電壓發(fā)生器713的二極管D11維持關(guān)閉狀態(tài)。
接下來(lái)，將描述當(dāng)從LCD切斷電源電壓時(shí)(例如由用戶操作)柵極截止電壓發(fā)生器710的操作。
當(dāng)切斷電源電壓時(shí)，在放電單元712的電容器C1中的電荷通過(guò)電阻器R1放電，并且在放電單元712的輸出端(即，A11點(diǎn))的電壓逐漸增加到大約0V的接地電壓。基于通過(guò)電阻器R1的阻抗和電容器C1的電容計(jì)算的RC時(shí)間常數(shù)，限定柵極截止電壓Voff的放電時(shí)間。
通過(guò)偏移電壓發(fā)生器713的電容器C2的操作，二極管D11的兩端維持大約0.7V的閾值電壓的電壓差(下文稱作“偏移電壓(offset voltage，也稱失調(diào)電壓)”)。偏移電壓被加到在偏移電壓發(fā)生器713的輸出端A12的電壓上。因此，偏移電壓發(fā)生器713的輸出電壓Voff大于在放電單元712的輸出端A11的電壓。也就是說(shuō)，通過(guò)在輸出端A11的電壓和偏移電壓限定輸出電壓Voff，并將其施加到柵極驅(qū)動(dòng)器400。
如上所述，當(dāng)切斷電源電壓時(shí)，柵極截止電壓發(fā)生器710、連接至像素電極191的開(kāi)關(guān)元件Q、柵極驅(qū)動(dòng)器400、以及數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500的等效電路圖如圖4所示。
參考圖4，柵極驅(qū)動(dòng)器400處于導(dǎo)通狀態(tài)，并且數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500接地。電阻器R11是柵極線的布線電阻，并且電阻器R12是數(shù)據(jù)線的布線電阻。
大約+0.7V的柵極截止電壓Voff(下文稱作“控制電壓”)通過(guò)柵極驅(qū)動(dòng)器400和電阻器R11，被施加到開(kāi)關(guān)元件Q的控制端G。從而，限定在開(kāi)關(guān)元件Q的控制端G和輸出端D之間的電壓Vgd，并且對(duì)應(yīng)于電壓Vgd的電流Ids開(kāi)始從開(kāi)關(guān)元件Q的輸出端D流到輸入端S。在點(diǎn)P1的電壓(即，像素電極電壓)通過(guò)開(kāi)關(guān)元件Q被放電到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500。此時(shí)，由于控制電壓大于放電單元712的輸出端A11的電壓(大約0V)，電流Ids的量變得比在輸出端A11的電壓大約為0V的情況下更高。更高的電流Ids加速了像素電極電壓的放電速度。
將參考圖5描述電流Ids相對(duì)于電壓Vgd的變化。
圖5是示出在硅薄膜晶體管的開(kāi)關(guān)元件的輸出端和輸入端之間流動(dòng)的電流相對(duì)于施加在硅薄膜晶體管的開(kāi)關(guān)元件的控制端和輸出端之間的電壓的曲線圖。
參考圖5，當(dāng)電壓Vgs在大約-5V到+20V的電壓范圍內(nèi)增加時(shí)，電流Ids的量增加。因此，當(dāng)大約+0.2V的控制電壓而不是大約0V控制電壓被施加到開(kāi)關(guān)元件Q的控制端G時(shí)，電流Ids的量增加，從而縮短了像素電極電壓的放電時(shí)間。
現(xiàn)在，將參考圖6和圖7描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器的電路圖，并且圖7是圖6中所示的柵極截止電壓發(fā)生器的等效電路圖。柵極驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器連接至像素的開(kāi)關(guān)元件，并且電源電壓被從LCD切斷。
參考圖6，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器710a具有與圖3中所示的柵極截止電壓發(fā)生器710相同的結(jié)構(gòu)(除了偏移電壓發(fā)生器713a外)。因此，執(zhí)行相同操作的元件用與圖3中所示的相同的參考標(biāo)號(hào)表示，并且省略其具體描述。
與圖3中所示的偏移電壓發(fā)生器713相比，偏移電壓發(fā)生器713a的二極管D12-D14的數(shù)量與偏移電壓發(fā)生器713的二極管數(shù)量不同。也就是說(shuō)，偏移電壓發(fā)生器713具有一個(gè)二極管D11，而偏移電壓發(fā)生器713a具有三個(gè)串聯(lián)連接的二極管D12-D14。
當(dāng)通過(guò)為其提供電源電壓而正常操作LCD時(shí)，柵極截止電壓發(fā)生器710a的操作與圖3中所示的柵極截止電壓發(fā)生器710的操作類似。也就是說(shuō)，電荷泵單元711利用電容器(未示出)和二極管(未示出)沿著預(yù)選(-)方向升高DC電壓V1，以產(chǎn)生大約-10V的升高電壓Vout。在對(duì)放電單元712和偏移電壓發(fā)生器713a的電容器C1和C3分別充電后，將升高電壓Vout作為柵極截止電壓Voff提供到柵極驅(qū)動(dòng)器400。
當(dāng)切斷提供到LCD的電源后，放電單元712的電容器C1中的電荷通過(guò)電阻器R1放電。結(jié)果，放電單元712的輸出端A11的電壓逐漸放電，直到達(dá)到大約0V的接地電壓。
然而，偏移電壓發(fā)生器713a的輸出端A12a的電壓是施加到柵極驅(qū)動(dòng)器400的大約+2.1V(+0.7V×3)的電壓。也就是說(shuō)，輸出端A12的電壓較大，因?yàn)槎O管D12-D14的閾值電壓比每個(gè)二極管的閾值電壓更高。
如圖7所示，當(dāng)切斷電源電壓時(shí)，柵極驅(qū)動(dòng)器400處于導(dǎo)通狀態(tài)并且數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器500接地。因此，施加到開(kāi)關(guān)元件Q的控制端G的電壓(下文稱作“控制電壓”)具有通過(guò)二極管D12-D14和電容器C3產(chǎn)生的大約2.1V的偏移電壓以及基本上等于接地電壓的柵極截止電壓。通過(guò)施加控制電壓，增加了在開(kāi)關(guān)元件Q的控制端G和輸出端D之間的電壓Vgd。從而，漏電流Ids在開(kāi)關(guān)元件Q的輸出端D和輸入端S之間流動(dòng)，其量與將被增加的電壓的幅度成比例。結(jié)果，通過(guò)偏移電壓發(fā)生器713a縮短了像素電極電壓的放電時(shí)間。
參考圖8，將描述使用和不使用柵極截止電壓發(fā)生器713和713a施加到開(kāi)關(guān)元件Q的控制端G的控制電壓和在點(diǎn)P1的像素電極電壓的變化。
圖8是示出了當(dāng)從LCD切斷電源電壓時(shí)像素電極電壓相對(duì)于控制電壓的變化的曲線圖。在圖8中，GC1和PC1是分別示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)施加到開(kāi)關(guān)元件的控制電壓和像素電極電壓的變化的曲線，GC2和PC2是分別示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的施加到開(kāi)關(guān)元件的控制電壓和像素電極電壓的變化的曲線，并且GC3和PC3是分別示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的施加到開(kāi)關(guān)元件的控制電壓和像素電極電壓的變化的曲線。
參考圖8，各個(gè)曲線GC1-GC3顯示施加到開(kāi)關(guān)元件Q的控制端G的控制電壓的變化，并且曲線PC1-PC3顯示像素電極電壓的變化，也就是說(shuō)，在點(diǎn)P1的電壓變化。
如圖8所示，在切斷電源電壓后，當(dāng)控制電壓(大約0V、大約0.2V、和大約1.2V)變大時(shí)，曲線PC1、PC2和PC3中所示的各個(gè)像素電極電壓的放電時(shí)間變短。更具體地，與在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的曲線PC1中所示的像素電極電壓的放電時(shí)間(大約75ms)相比，在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的曲線PC2中所示的像素電極電壓的放電時(shí)間(大約60ms)縮短大約10ms，并且在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的曲線PC3中所示的像素電極電壓的放電時(shí)間(大約20ms)縮短大約50ms。施加到柵極驅(qū)動(dòng)器400的柵極截止電壓Voff和施加到開(kāi)關(guān)元件Q的控制端G的控制電壓的差值是由于布線電阻器R11等的電壓下降引起的。
將參考附圖9描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器710b。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器的電路圖。
參考圖9，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的柵極截止電壓發(fā)生器710b與圖6中所示的柵極截止電壓發(fā)生器710a相同(除了放電單元712a外)。執(zhí)行與圖6的實(shí)施例中相同操作的元件用與圖6中的相同的參考標(biāo)號(hào)表示，并且其具體描述將不再重復(fù)。
參考圖9，放電單元712a包括位于電荷泵單元711的輸出端和接地之間的電容器C1、晶體管Q1、連接在晶體管Q1的基極端B和接地之間的電阻器R4、連接在晶體管Q1的基極端B和電源電壓Vdd之間的電容器C4。晶體管Q1的集電極端C連接至電荷泵電壓711的輸出端，并且發(fā)射極E端接地。在示出的實(shí)施例中，晶體管Q1是pnp型晶體管。
電源電壓Vdd可以從DC-DC轉(zhuǎn)換器900提供，或者可以從另一個(gè)裝置提供。
下面將描述放電單元712a的操作。
當(dāng)通過(guò)對(duì)LCD提供電源電壓Vdd而使LCD正常操作時(shí)，放電單元712a被提供有電源電壓Vdd。此時(shí)，晶體管Q1的基極端B的電勢(shì)高于發(fā)射極端E的電勢(shì)，開(kāi)關(guān)元件Q1被關(guān)斷。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)元件Q1被關(guān)斷，放電單元712a的電容器C1中的電荷的放電路徑被斷開(kāi)，并且來(lái)自電荷泵單元711的柵極電壓Voff通過(guò)偏移電壓發(fā)生器713a施加到柵極驅(qū)動(dòng)器400。
然而，當(dāng)切斷施加到LCD的電源電壓Vdd時(shí)，電源電壓Vdd的幅度變?yōu)榇蠹s0V，等于接地電壓。因此，電容器C4中的電荷通過(guò)電阻器R4放電，并且基極端B的電壓減小到接地電壓。通過(guò)基于電阻器R4的電阻和電容器C4的電容的RC時(shí)間常數(shù)限定放電時(shí)間。直到電容器C4通過(guò)電阻器R4完成放電，晶體管Q1的基極端B的電勢(shì)低于接地的發(fā)射極端E的電勢(shì)，所以晶體管Q1導(dǎo)通。因此，來(lái)自電荷泵單元711的電容器C1中的電荷通過(guò)導(dǎo)通的晶體管Q1放電。從而在不延遲圖3和圖6中所示的電阻器R1和電容器C1的RC時(shí)間常數(shù)的情況下，執(zhí)行柵極截止電壓Voff的放電，并且縮短了像素電極電壓通過(guò)圖8中示出的開(kāi)關(guān)元件Q的放電時(shí)間。
放電單元712a用在圖6中所示的柵極截止電壓發(fā)生器710a中，但是它可以用在圖3中所示的柵極截止電壓發(fā)生器710中。
將參考圖10以及圖8描述曲線GC1’-GC3’中所示的施加到開(kāi)關(guān)元件Q的控制端G的控制電壓和曲線PC1’-PC3’中示出的像素電極電壓的變化。
圖10是示出了當(dāng)采用圖9中所示的放電部時(shí)，施加到連接至像素電極的開(kāi)關(guān)元件的控制端的控制電壓和像素電極電壓的變化的曲線圖。
參考圖8，當(dāng)柵極截止電壓改變到大約0V的目標(biāo)電壓時(shí)發(fā)生延遲。通過(guò)由電阻器R1和電容器C1得到的RC時(shí)間常數(shù)確定延遲量。
然而，參考圖10，因?yàn)橛捎赗C時(shí)間常數(shù)的延遲沒(méi)有發(fā)生，當(dāng)切斷電源電壓時(shí)，曲線GC1’-GC3’中所示的控制電壓變?yōu)槟繕?biāo)電壓。GC1’是示出了在圖9中所示的放電單元712a用在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的柵極電壓發(fā)生器中后，當(dāng)切斷電源電壓時(shí)的控制電壓的變化曲線。GC2’是示出在圖9中所示的放電單元712a用在圖3中所示的柵極截止電壓發(fā)生器710中后，當(dāng)切斷電源電壓時(shí)的控制電壓的變化曲線。GC3’是當(dāng)切斷電源電壓時(shí)，圖9中所示的柵極截止電壓發(fā)生器710b的控制電壓的變化曲線。
如上所述，縮短了曲線GC1’-GC3’中所示的控制電壓的放電時(shí)間，因此在曲線PC1’-PC3’中所示的像素電極電壓的放電時(shí)間。
比較圖10和圖8，將具體描述在曲線GC1’-GC3’中所示的控制電壓和在曲線PC1’-PC3’中所示的像素電極電壓的放電時(shí)間。
在圖10中，PC1’是示出了在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的柵極截止電壓發(fā)生器中使用圖9中所示的放電單元712a后，在切斷電源電壓時(shí)像素電極電壓的變化曲線。PC2’是示出在圖3中所示的柵極截止電壓發(fā)生器710中使用圖9中示出的放電單元712a后，在切斷電源電壓時(shí)像素電極電壓的變化曲線，以及PC3’是示出在切斷電源電壓時(shí)通過(guò)在圖9中所示的柵極截止電壓發(fā)生器710b的像素電極電壓的變化曲線。
如圖10所示，與圖8中示出的曲線PC1的像素電極電壓的放電時(shí)間(大約75ms)相比，曲線PC1’的像素電極電壓的放電時(shí)間(大約70ms)縮短大約5ms，與圖8中示出的曲線PC2的像素電極電壓的放電時(shí)間(大約60ms)相比，曲線PC2’的像素電極電壓的放電時(shí)間(大約55ms)縮短大約5ms，并且與圖8中示出的曲線PC2的像素電極電壓的放電時(shí)間(大約20ms)相比，曲線PC3’的像素電極電壓的放電時(shí)間(大約18ms)縮短大約2ms。
當(dāng)從LCD切斷電源電壓時(shí)，施加到像素的開(kāi)關(guān)元件的控制電壓幅度增加，從而通過(guò)開(kāi)關(guān)元件增加漏電流以縮短像素電極電壓的放電時(shí)間。結(jié)果，增加了由于像素電極電壓的放電延遲的圖像惡化。
當(dāng)柵極截止電壓被放電時(shí)，在開(kāi)關(guān)元件的輸入端和輸出端之間流動(dòng)的電流量不足夠高以使柵極截止電壓放電。這至少部分地因?yàn)槭┘拥介_(kāi)關(guān)元件的電壓的幅度不足夠大。在開(kāi)關(guān)元件的輸入和輸出端之間流動(dòng)的弱電流延長(zhǎng)了像素電極電壓的放電時(shí)間。
本發(fā)明通過(guò)利用像素電極的放電時(shí)間與控制電壓的放電時(shí)間成比例的事實(shí)，減小了像素電極電壓的放電時(shí)間?？s短控制電壓的放電時(shí)間也減小了像素電極電壓的放電時(shí)間，降低了由像素電極電壓的放電延遲引起的圖像惡化。
雖然參考優(yōu)選的實(shí)施例具體地描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限于公開(kāi)的實(shí)施例，而是，相反地，旨在覆蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同替換。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，所述顯示裝置包括多個(gè)開(kāi)關(guān)元件和連接至所述開(kāi)關(guān)元件的多個(gè)像素電極，所述設(shè)備包括柵極截止電壓發(fā)生器，用于產(chǎn)生柵極截止電壓；以及柵極驅(qū)動(dòng)器，用于將來(lái)自所述柵極截止電壓發(fā)生器的所述柵極截止電壓輸出到所述開(kāi)關(guān)元件，其中，當(dāng)切斷施加到所述顯示裝置的電源電壓時(shí)，所述柵極截止電壓發(fā)生器使所述柵極截止電壓增加到預(yù)定電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述柵極截止電壓發(fā)生器包括電荷泵單元，用于使輸入電壓沿預(yù)選方向增加預(yù)定幅度，以產(chǎn)生所述柵極截止電壓；以及偏移電壓發(fā)生器，用于當(dāng)來(lái)自所述電荷泵單元的所述柵極截止電壓被放電時(shí)，產(chǎn)生偏移電壓并且將所述偏移電壓加到放電柵極截止電壓，以將其施加到所述開(kāi)關(guān)元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述柵極截止電壓發(fā)生器包括至少一個(gè)二極管單元，反向連接在所述電荷泵單元的輸出端和所述柵極驅(qū)動(dòng)器之間；以及電容器，與所述二極管單元并聯(lián)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，所述偏移電壓由所述二極管單元控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述二極管單元具有三個(gè)串聯(lián)連接的二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，所述柵極截止電壓發(fā)生器還包括用于為所述柵極截止電壓提供放電路徑的放電單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述放電單元包括與所述電荷泵單元并聯(lián)連接的電阻器和電容器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，所述放電單元包括第一電容器，并聯(lián)連接至所述電荷泵單元；晶體管，具有連接至所述電荷泵單元的集電極端和接地的發(fā)射極端；電阻器，連接至所述晶體管的發(fā)射極端和基極端；以及第二電容器，連接至所述電阻器；以及電源電壓，連接至所述第二電容器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述晶體管是pnp型晶體管。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，從外部裝置接收所述電源電壓，并且當(dāng)切斷所述電源電壓時(shí)，所述電源電壓的幅度變?yōu)榻拥仉妷骸?br> 11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述預(yù)定電壓是接地電壓。
12.一種顯示裝置包括多個(gè)開(kāi)關(guān)元件；多個(gè)像素電極；多條柵極線，連接至所述開(kāi)關(guān)元件，并且將柵極截止電壓傳輸?shù)剿鲩_(kāi)關(guān)元件；柵極截止電壓發(fā)生器，用于產(chǎn)生所述柵極截止電壓；以及柵極驅(qū)動(dòng)器，用于將來(lái)自所述柵極截止電壓發(fā)生器的所述柵極截止電壓輸出到所述開(kāi)關(guān)元件，其中，當(dāng)切斷施加到所述顯示裝置的電源電壓時(shí)，所述柵極截止電壓發(fā)生器使所述柵極截止電壓增加到預(yù)定電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述柵極截止電壓發(fā)生器包括電荷泵單元，用于使來(lái)自所述外部的輸入電壓沿預(yù)選方向增加預(yù)定幅度，以產(chǎn)生所述柵極截止電壓；以及偏移電壓發(fā)生器，用于當(dāng)來(lái)自所述電荷泵單元的所述柵極截止電壓被放電時(shí)，產(chǎn)生偏移電壓并且將所述偏移電壓加上所述放電柵極截止電壓后施加到所述開(kāi)關(guān)元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述柵極截止電壓發(fā)生器包括至少一個(gè)二極管單元，反向連接在所述電荷泵單元的輸出端和所述柵極驅(qū)動(dòng)器之間；以及電容器，并聯(lián)連接至所述二極管單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，所述二極管單元包括三個(gè)串聯(lián)連接的二極管。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述柵極截止電壓發(fā)生器還包括用于為所述柵極截止電壓提供放電路徑的放電單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述放電單元包括與所述電荷泵單元并聯(lián)連接的電阻器和電容器。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述放電單元包括第一電容器，與所述電荷泵單元并聯(lián)連接；晶體管，具有連接至所述電荷泵單元的集電極端和接地的發(fā)射極端；電阻器，連接至所述晶體管的發(fā)射極端和基極端；以及第二電容器，連接至所述電阻器；以及電源電壓，連接至所述第二電容器。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，所述晶體管是pnp型結(jié)型晶體管。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，從外部裝置接收所述電源電壓，并且當(dāng)切斷所述電源電壓時(shí)，所述電源電壓的幅度變?yōu)榻拥仉妷骸?br> 21.根據(jù)權(quán)利要求12所述設(shè)備，其中，所述預(yù)定電壓是接地電壓。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種包括多個(gè)開(kāi)關(guān)元件和連接至開(kāi)關(guān)元件的多個(gè)像素電極的顯示裝置的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，其中，該設(shè)備包括柵極截止電壓發(fā)生器，用于產(chǎn)生柵極截止電壓；以及柵極驅(qū)動(dòng)器，用于將來(lái)自柵極截止電壓發(fā)生器的柵極截止電壓輸出到開(kāi)關(guān)元件，其中，當(dāng)切斷施加到顯示裝置的電源電壓時(shí)，柵極截止電壓發(fā)生器使柵極截止電壓增加到預(yù)定電壓。
文檔編號(hào)G02F1/133GK1892785SQ20061008670
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月27日
發(fā)明者李龍淳, 文勝煥, 樸幸源, 姜南洙 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社