CN100470310C - 液晶显示设备及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种能够在低温下稳定工作的液晶显示器及其驱动方法。该液晶显示器包括面板，具有其上形成有导电黑矩阵的第一基板和面对该第一基板的第二基板、以及介入到所述基板之间的液晶。所述第一和第二基板利用密封剂而被装配到一起。所述液晶显示器还包括用于感测面板温度和/或其环境温度的温度传感器，以及用于响应于温度传感器所感测的温度而控制面板的温度的电源。

Description

液晶显示设备及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器及其驱动方法，并尤其涉及一种能够在低温下稳定工作的液晶显示器(LCD)及其驱动方法。
背景技术
随着个人计算机和TV近来变得更轻更薄，显示设备也同样需要变得更轻和更薄。因此，如LCD的平板显示设备已经得到发展并取代阴极射线管(CRT)。
在LCD中，具有介电各向异性的液晶层被注入面板的两层基板之间，并且通过施加和控制电场而控制面板的光透射率。用这样的方式来获得期望的图像。
LCD是平板显示器中最普通的代表性显示器，并且特别地，采用TFT作为开关元件的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)得到了最为广泛的使用。
所述TFT-LCD的每个像素可以被建模成液晶电容器，因为电极(像素电极和公共电极)被彼此面对地排列，其间***了液晶。所述TFT-LCD的每个像素可以表示为图1所示的等价电路。
如图1所示，LCD的每个像素包括源极被连接到数据线Dm而栅极被连接到扫描线Sn的TFT 10、耦接在TFT10的漏极和公共电极Vcom之间的液晶电容器CI、和耦接到TFT 10的漏极的存储电容器Cst。
所述TFT 10响应于来自扫描线Sn的扫描信号，而通过TFT 10从数据线Dm向每个像素电极(未示出)供给数据电压Vd。然后，与供给到像素电极的像素电压Vp和供给到公共电极的的公共电压Vcom之间的差对应的电场被供给到液晶(如图1所示等价液晶电容器CI)。存储电容器Cst维持供给到液晶电容器CI的像素电压Vp，直到供给下一数据电压为止，使得在一个周期期间，可以通过液晶传送期望数量的光。
一般说来，LCD可以根据表示彩色图像的方法而分类成两组。所述方法包括滤色镜方法和场序驱动方法。
使用滤色镜方法的LCD具有位于面板的上基板上的具备红R、绿G、和蓝B的三基色的滤色层，并通过控制通过其的光的透射率而显示期望的图像。然而，与显示黑白色的LCD相比，使用滤色镜方法的LCD需要多三倍的像素，因为需要对应于红R、绿G、和蓝B色彩的单位像素。因此，需要精密的面板制造工艺以获得高分辨率图像。此外，难于制造使用滤色镜方法的LCD，因为需要形成用于红R、绿G、和蓝B色彩的每一个的滤色镜。
使用场序驱动方法的LCD顺序地和周期性地开启红R、绿G、和蓝B光的光源，并在每一开启周期通过向每一像素供给像素电压Vp来显示彩色图像。使用场序驱动方法的LCD不将每个像素分为红R、绿G、和蓝B色的单位像素，而是通过按照时间划分光并顺序施加这些光使用不同色彩背光来显示红R、绿G、和蓝B的三基色，并然后利用眼睛的余像效应来表现彩色图像。
所述使用场序驱动方法的LCD通过将一帧分为R场、G场、和B场来驱动一帧，并且因此所述LCD的液晶响应速度应该比使用滤色镜方法的LCD的液晶响应速度快。但是由于经常暴露于低温下的便携设备(即移动电话)中的液晶的响应时间随温度的降低而降低，所以当使用场序驱动方法时，出现色彩再现性根据响应时间的降低而降级的问题。
发明内容
在根据本发明的示范性实施例中，提供了一种能够在低温下更稳定地工作的液晶显示器(LCD)及其驱动方法。
在本发明的一个方面中，LCD包括面板、温度传感器、和电源。所述面板包括其上形成有导电黑矩阵的第一基板、和面对该第一基板的第二基板。液晶被介入到所述第一与第二基板之间。第一与第二基板利用密封剂而装配在一起。
所述温度传感器感测面板和/或面板周围环境的温度。所述电源响应于温度传感器所感测的温度而控制面板的温度。
当温度传感器所感测的温度低于预定的温度时，所述电源可以向黑矩阵供给加热电压。
在本发明的另一个方面中，提供了一种液晶显示器(LCD)驱动方法。所述驱动方法涉及驱动具有面板的LCD，所述面板包括其上形成有导电黑矩阵的第一基板、和面对该第一基板的第二基板。液晶被介入到所述基板之间。所述第一和第二基板利用密封剂而被装配在一起。根据本发明的示范性驱动方法，感测面板和/或面板周围环境的温度，并且当所感测的温度低于预定的温度时，加热该黑矩阵。
附图说明
附图和说明书一起图解了本发明的示范性实施例，并和描述一起用于解释本发明的原理。
图1是传统TFT-LCD的像素的等价电路图。
图2示出了根据本发明的示范性实施例的液晶显示器。
图3A和图3B是示出了根据本发明的第一示范性实施例的面板的结构的示意图。
图4是示出了根据本发明的第二示范性实施例的面板的结构的示意图。
图5是示出了根据本发明的第三示范性实施例的面板的结构的示意图。
具体实施方式
在以下详细描述中，通过图示的方式而示出和描述了本发明的示范性实施例。本领域的技术人员应该认识到，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以以各种方式对所描述的示范性实施例进行修改。因此，附图与描述应被视为实质上图示性的而非限制性的。
可能存在没有在说明书中讨论的图中示出的部分或图中未示出的部分，因为它们对于全面理解本发明不是必须的。此外，用相同的附图标记指定相同的元件。
现在将通过参考附图详细描述本发明的示范性实施例。
图2示出了根据本发明的示范性实施例的液晶显示器(LCD)。
参考图2，所述LCD包括面板100、扫描驱动器300、数据驱动器200、灰度等级电压发生器400、定时控制器500、各自输出红(R)、绿(G)、和蓝(B)光的发光二极管(LED)610R、610G、和610B、光源控制器600、温度传感器800、和电源700。
所述面板100包括在扫描线(S)和数据线(D)的交叉区域以矩阵形式排列的多个像素120。
所述定时控制器500接收来自图形控制器(未示出)或其它外部设备的灰度等级数据信号(R、G、B数据)、水平同步信号(Hsync)、和垂直同步信号(Vsync)。所述定时控制器500输出用于控制扫描驱动器300的扫描控制信号(Sg)、用于控制数据驱动器200的数据控制信号(Sd)、和用于控制光源控制器600的光源控制信号(Sb)。所述定时控制器500将灰度等级信号(R、G、B数据)供给到灰度等级电压发生器400。
所述扫描驱动器300响应于从定时控制器500供给的扫描控制信号(Sg)而顺序地供给扫描信号到扫描线，从而选择要被供给数据电压(Vd)的水平线。
所述灰度等级电压发生器400产生与灰度等级数据信号(R、G、B数据)对应的灰度等级电压(也称为数据电压)(Vd)，并将产生的数据电压(Vd)供给到数据驱动器200。所述数据驱动器200根据数据控制信号(Sd)的控制而供给数据电压(Vd)到数据线(D)。
响应于光源控制信号(Sb)，光源控制器600控制LED 610R、610G、和610B，使得红LED、绿LED、和蓝LED可以在一帧中的各不相同的周期(场)中发光。在本发明的示范性实施例中，所述LED被用作背光，但是本发明不限于上述实施例。
所述温度传感器800感测面板温度和/或面板周围环境的环境温度。当所感测的温度低于预定的温度(例如，室温)时，温度传感器产生控制信号并将产生的控制信号供给到电源700。根据本发明的示范性实施例，所述预定温度被预置为从10℃到25℃范围内的值。
当从所述温度传感器800供给控制信号时，电源700供给DC电压(DV)到面板100。因此，所述电源700防止面板100的温度降低到低于室温。也就是说，面板100的温度始终维持在预定温度之上，而与周围温度无关，因为当感测到面板和/或周围环境的温度比预定温度低时，就加热该面板。因此，可以保证所述LCD的可靠性，因为***到面板中的液晶将响应时间维持在超出预定的水平。
图3A和图3B是示出了根据本发明的第一示范性实施例的面板200的结构的示意图。该面板200例如可用作图2的面板100。
参考图3A和3B，所述面板200包括上基板130、下基板132、和注入其间的液晶131。
在上基板130上顺序形成黑矩阵134、扁平层136、公共电极138、和间隔物(未示出)。TFT和像素电极140形成于下基板132上。其间***有液晶的上基板130和下基板132被装配在一起并利用密封剂142密封。所述密封剂142置于上基板130和下基板132的边缘，并与黑矩阵134的边缘交迭。
对应于下基板132的TFT区域和未示出的扫描线和数据线的区域而形成所述黑矩阵134。所述黑矩阵134被定义为格子格式(以允许数据线和扫描线沿水平和垂直方向彼此交叉)，使得可如图3B所示提供像素区域220。所述黑矩阵134防止相邻像素之间的漏光，并通过吸收外部光来提高对比度。所述黑矩阵134包括例如包括铬(Cr)的导体。
所述扁平层136形成于黑矩阵134和公共电极138之间，并消除黑矩阵134的水平差。所述扁平层136使得黑矩阵134的水平差变平，从而可以无水平差地以相同的高度形成公共电极。所述扁平层由绝缘材料制成。
所述公共电极138形成于扁平层136上，并接收外部公共电压(Vcom)。所述公共电极138包括例如由氧化铟锡(ITO)制成的透明电极，使得通过下基板132从外部供给的光可以通过共用电极138而传送到上基板130。
所述间隔物维持上基板130和下基板132之间的间隙。
形成于下基板上的所述TFT包括耦接到扫描线的栅极、耦接到数据线的源极、和耦接到像素电极140的漏极。所述TFT响应从扫描线供给的扫描信号，并将从数据线供给的数据电压(Vd)供给到像素电极140。然后，对应于供给到像素电极140的数据电压与供给到公共电极的公共电压之间的电压(也就是，电场强度)差，而确定用于确定光的透射率的液晶的扭曲。所述像素电极140由具有高光透射率的透明导电材料制成，使得通过下基板132供给的光可以被供给到上基板130。
所述面板200维持其温度高于预定的温度(例如，高于10℃)。当感测到所述面板200和/或面板的周围温度低于预定的温度时，加热该黑矩阵134，并因此面板200的温度升高。所以，面板200的温度可以被维持在高于预定的温度，而与周围的温度无关。
根据本发明的第一示范性实施例，图2所示的温度传感器800感测面板的温度、或面板周围环境的环境温度。当面板200处于低于预定温度(例如，10℃)的情况下的时候，所述温度传感器800供给控制信号到电源700，并且电源供给直流(DC)电压DV到黑矩阵134。下文中，用于加热黑矩阵134的DC电压将被称作加热电压。
由于所述黑矩阵134包括导电材料，所以通过供给加热电压在黑矩阵134中产生热量，并用该热量加热面板。由于黑矩阵134以格子的形式形成于面板200上，所以黑矩阵134中产生的热量被基本均匀地传递到面板200的整个部分。
在这一和其他实施例中，所述加热电压DV可能通过一个或更多位置的电触点而施加到黑矩阵。此外，所述供给到面板200的加热电压DV的供给位置可以如下文所述作出各种改变。
图4是示出了根据本发明的第二示范性实施例的面板300的结构和加热电压DV的供给位置的示意图。所述面板300可例如用作图2的面板100。在图4中，与图3A中相同的元件被标以相同的附图标记，并且这里将省略重复的描述。
根据本发明的第二示范性实施例，所述上基板130和下基板132被耦接在一起并利用传导性密封剂143而密封。所述液晶131被介入到基板之间。更详细地说，密封剂被电耦接到黑矩阵134。例如，所述密封剂143包括用于在基板之间传导电力的导电球。
如图4所示，从电源700供给的加热电压DV可以被供给到密封剂143。供给到密封剂143的所述加热电压DV然后被供给到黑矩阵134，因为密封剂143与黑矩阵134电耦接。所述黑矩阵134通过供给的加热电压DV而产生热量，并然后因为该热量而使得面板300的温度维持高于预定温度。
图5是示出了根据本发明的第三示范性实施例的面板400的结构和加热电压(DV)的供给位置的示意图。所述面板400例如可以用作图2的面板100。在图5中，与图4相同的元件被标以相同的附图标记，并且在此将省略重复的描述。
如图5所示，在密封剂143和下基板132之间形成辅助电极150。供给到辅助电极150的加热电压DV通过密封剂143而供给到黑矩阵134。
根据本发明的上述示范性实施例，仅引入一级低于加热面板的预定温度，以维持面板温度高于预定温度。但是，应该明白本发明的范围不限于此。作为变化，可对于多个预定温度而引入多个温度级，并且对应于不同的温度级而分别施加具有不同电压值的加热电压。
例如，温度范围可以被分为二个或更多的温度级，并且更高的加热电压可以用于更低的温度级。因此，当面板温度比较低时，面板100、200、300或400因为更高的加热电压而被更快地加热。
更详细地说，温度传感器800将对于预定的温度级而不同地预置的控制信号供给到电源700。例如，当面板100、200、300或400的温度和/或面板周围的温度高于典型室温(例如，25℃)时，温度传感器800供给控制信号“0000”到电源700，并且温度传感器800根据确定的温度级而向电源700供给不同的控制信号，也就是控制信号“0001”到“1111”。然后，响应于从温度传感器800供给的控制信号，电源700供给为确定的温度级而不同地预置的对应的加热电压。从温度传感器800供给到电源700的控制信号对应于越低的级别，则加热电压越高。因此，面板100、200、300或400的加热速度可以受到控制。
如上所述，根据本发明的示范性实施例，可以防止色彩表现率的降低，因为当感测面板或其周围的温度低于预定的温度时，通过加热面板，而使得面板的温度维持为高于特定的温度。
尽管结合某些示范性实施例而对本发明进行了描述，但是应该明白本发明不限于所公开的实施例，并相反地，本发明意欲覆盖所附权利要求及其等同的精神和范围内包括的各种修改和等同配置。
例如，在本发明的上述示范性实施例中，使用场序驱动方法的LCD被作为例子提出，但其可以应用到使用除了场序驱动方法之外的各种LCD。

Claims (13)

1.一种液晶显示器，包括:
面板，包括其上形成有导电黑矩阵的第一基板和面对该第一基板的第二基板、以及介入到所述基板之间的液晶，所述第一和第二基板利用密封剂而被装配到一起；
温度传感器，用于感测面板和/或面板周围环境的温度；
电源，用于响应于温度传感器所感测的温度而控制面板的温度，
其中，所述密封剂是导电密封剂，并且当温度传感器所感测到的温度低于预定温度时，将来自电源的加热电压通过该密封剂供给该黑矩阵。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，当温度传感器所感测的温度低于预定温度时，所述电源向与黑矩阵耦接的密封剂供给该加热电压。
3.如权利要求1所述的液晶显示器，其中，
所述液晶显示器还包括安排到密封剂和第二基板之间的辅助电极；并且当温度传感器所感测的温度低于预定温度时，电源向该辅助电极供给加热电压。
4.如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述预定温度的范围为从10℃到25℃。
5.如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述预定温度的范围为从10℃到25℃。
6.如权利要求3所述的液晶显示器，其中所述预定温度的范围为从10℃到25℃。
7.如权利要求1所述的液晶显示器，还包括用于顺序施加红(R)、绿(G)、和蓝(B)光到第二基板上的像素的光源，和用于控制该光源的光源控制器。
8.如权利要求1所述的液晶显示器，其中该温度传感器输出与多个温度级对应的不同的控制信号，所述多个温度级低于预定温度。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其中该电源供给具有分别与多个温度级对应的不同电压值的加热电压。
10.如权利要求9所述的液晶显示器，其中由电源供给的加热电压的电压电平随着温度级的降低而增加。
11.一种液晶显示器的驱动方法，该液晶显示器包括面板，该面板包括其上形成有导电黑矩阵的第一基板和面对该第一基板的第二基板、以及介入到所述基板之间的液晶，所述第一和第二基板利用导电密封剂而被装配到一起，所述驱动方法包括:
感测面板和/或面板周围环境的温度；和
当所感测的温度低于预定的温度时，通过该导电密封剂将加热电压从电源提供给该黑矩阵以加热该黑矩阵。
12.如权利要求11所述的液晶显示器的驱动方法，其中该黑矩阵的加热还包括:
在多个温度级中确定与所感测的温度相对应的温度级；和
将与所确定的温度级相对应的加热电压施加到黑矩阵。
13.如权利要求12所述的液晶显示器的驱动方法，其中该加热电压的电压电平随着所确定的温度级的降低而增加。
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