DE3608419C2

DE3608419C2 -

Info

Publication number: DE3608419C2
Application number: DE3608419A
Authority: DE
Inventors: Nobuaki Tenri Nara Jp Matsuhashi; Makoto Nara Jp Takeda; Hiroshi Ikoma Nara Jp Take
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-03-15
Filing date: 1986-03-13
Publication date: 1988-08-25
Also published as: JPH0766249B2; GB2173628B; GB8606485D0; DE3608419A1; JPS61210398A; US4830466A; GB2173628A

Description

Die Erfindung betrifft eine aktive Matrix-Flüssigkristall anzeige mit Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche (DE-OS 32 20 958).

Bei einer derartigen Flüssigkristallanzeige ist jedem einzelnen Bildelement der Anzeigematrix ein Adressen- Schalttransistor zugeordnet.

Ein typisches Beispiel einer bekannten Matrix-Flüssig kristallanzeige mit nichtlinearen Elementen zur Ansteuerung des Flüssigkristalls ist eine aktive Matrix-Flüssigkristall anzeige mit Dünnschichttranssistoren (TFT), wie sie in der DE-OS 32 20 958 beschrieben wird. Die Dünnschichttransisto ren sind matrixförmig in dem Anzeigefeld der Flüssig kristallanzeige angeordnet. Mit einer solchen Anzeige wird selbst bei einer Ansteuerung im Zeitmultiplexverfahren mit kleinem Tastverhältnis, d. h., mit vielen Zeilen, der gleiche Bildkontrast wie bei statischer Ansteuerung erreicht.

Zur näheren Erläuterung der Problemstellung, die der Erfindung zugrundeliegt, soll bereits hier auf Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen Bezug genommen werden.

Die Steuereinrichtung für eine aktive Matrix-Flüssig kristallanzeige mit TFT-Transistoren weist beispiels weise die in Fig. 1 und 3 gezeigte Schaltungsanordnung auf. Die Signalwellenformen dieser Steuereinrichtung sind in Fig. 2 veranschaulicht. Ein Dünnschichttransistor 11 c ist am Schnittpunkt zwischen einer Zeilenelektrode 11 a und einer Spaltenelektrode 11 b mit einer Flüssig kristall-Anzeigetafel 11 verbunden. Die Kapazität der Flüssigkristallschicht ist in dem Schaltschema mit 11 d bezeichnet. Ein Zeichenelektroden-Treiber 12 wird im wesentlichen durch ein Schieberegister gebildet, das Taktsignale Φ von einer Tor-Signalsteuerung 13 aufnimmt. Entsprechend den Taktsignal Φ werden von dem Schiebe register Abtastimpulse S durchgeschoben und sequentiell an die entspechenden Zeilenelektroden ausgegeben. Die gesamte Bildabtastperiode, d. h., die Periode, mit der die Information über das vollständige Bild abgetastet wird, soll im folgenden mit T bezeichnet werden. Die Waagerecht-Abtastperiode, d. h., die Periode, mit der die Bildinformation über eine Bildzeile abgetastet wird, soll mit H bezeichnet werden. Innerhalb der Periode H muß die Bildinformation für die entsprechende Zeile gelesen (abgetastet) und in die entsprechende Zeile der Flüssigkristallanzeige eingeschrieben werden. Die Periode H soll daher im folgenden auch als Zeilen schreibperiode bezeichnet werden. Wenn die Anzahl der Bildzeilen mit N bezeichnet wird, so gilt die Beziehung: H = T/N. Den Zeilenelektroden wird sequentiell eine ge pulste Spannung zugeführt, deren Impulsbreite mit der Abtastperiode oder Zeilenschreibperiode H übereinstimmt. Durch diese Spannung werden die Dünnschichttransistoren der betreffenden Zeile aufgesteuert. Ein Spaltenelektroden- Treiber 14 umfaßt ein Schieberegister, Abtastschalter und dergleichen, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Der Spalten elektroden-Treiber 14 tastet die seriell von einer Daten-Signalsteuerung 15 übermittelten Datensignale ab und liefert diese Datensignale synchron mit den Taktsignalen Φ sequentiell und in zeitlicher Abstimmung mit der An steuerung der Zeilenelektroden an die jeweiligen Spalten elektroden. Auf diese Weise werden die Datensignale über die Dünnschichttransistoren 11 c in die Flüssig kristallschicht eingeschrieben. Dieses Treibersystem, bei dem die Datensignale direkt in der Anzeigetafel (Panel) gesammelt und gehalten werden, wird als "Panel-SH" Treibersystem bezeichnet (SH für Sample-Hold).

Bei diesem Treibersystem erfolgt die Abtastung der Daten und das Einschreiben der Daten in die Flüssigkristall schicht mit Hilfe der Dünnschichttransistoren in der gleichen Zeilenschreibperiode H. Die Zeitdauer, die zur Übertragung der Daten in die Flüssigkristall schicht zur Verfügung steht, beträgt daher beispielsweise für ein Fernsehsignal zwischen 1 H oder 63,5 µs (eine Zeilenschreibperiode) und 11 µs (Rückkehrzeit für das Waagerecht-Ablenksignal). Die Schreibzeit, die zum Überschreiben der Daten in die Flüssigkristallschicht zur Verfügung steht, ist daher um so kürzer, je später das Datensignal für das betreffende Element eintrifft und beträgt im ungünstigsten Fall (beim letzten Bild element der Zeile) nur 11 µs.

Die Wechselspannunsansteuerung des Flüssigkristalls wird dadurch erreicht, daß die Polarität des Daten signals bei jedem Zeilenschreibvorgang umgekehrt wird.

Ein Nachteil des oben beschriebenen herkömmlichen Treiber systems besteht darin, daß die Schreibzeit für die zuletzt eintreffenden Datensignale einer Zeile zu kurz werden kann. Die Zeitkonstante T _ON für das Aufladen des durch die Flüssigkristallschicht gebildeten Konden sators ist gegeben durch das Produkt aus dem Widerstand R _ON des Dünnschichtkondensators im durchgeschalteten Zustand und der Kapazität C _LC der Flüssigkristallschicht. Am Zeilenanfang, wo die Datensignale verhältnismäßig früh eintreffen, ist die zur Verfügung stehende Zeit so groß, daß die Flüssigkristallschicht durch die an der Spaltenelektrode anliegende Spannung über den Dünnschichttransistor auf ein vorgegebenes Potential aufgeladen werden kann. Am Zeilenende ist jedoch die verbleibende Zeit bis zum Sperren des Dünnschicht transistors so kurz, daß die Flüssigkristallschicht nicht mehr auf das vorgegebene Potential aufgeladen werden kann. In diesem Fall können die alten Daten nicht vollständig durch die neuen Daten ersetzt wer den. Das an die Flüssigkristallschicht angelegte Potential weist einen Zwischenwert zwischen den Potentialen auf, die den alten und den neuen Daten entsprechen. Folglich entspricht die auf dem Anzeige feld angezeigte Information einer Mischung der aktuellen Daten mit den vorausgegangenen Daten. Die Unterschiede in den zur Verfügung stehenden Schreibzeiten für die Bildelemente längs einer Zeile des Anzeigefeldes können daher zu einer Unbestimmtheit oder zu einem unzureichenden Kontrast des Anzeigebildes führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Flüssigkristallanzeige der eingangs genannten Art den Kontrast zu erhöhen und zu vergleichmäßigen.

Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich aus dem jeweiligen kennzeichnenden Teil der Patentan sprüche.

Erfindungsgemäß sind die Zeilenelektroden etwa in der Mitte des Anzeigefeldes unterteilt, so daß in jeder Zeile zwei nebeneinanderliegende Zeilenelektroden vorhanden sind. Die Bildinformation für die gesamte Zeile wird in einem Zug abgetastet. Die beiden getrennten Zeilenelektroden gestatten es jedoch, die Adressen-Schalt transistoren für die beiden Zeilenhälften zeitlich ver setzt zu steuern, so daß die abgetastete Bildinformation in den beiden Zeilenhälften zu unterschiedlichen Zeiten in die Flüssigkristallschicht überschrieben wird. Hier durch wird erreicht, daß mehr Zeit zum Überschreiben der Informationen in die Flüssigkristallschicht zur Verfügung steht, und die Unterschiede in den zur Verfügung stehen den Schreibzeiten können verringert werden.

Bei der Lösung gemäß Patentanspruch 1 werden den beiden Zeilenelektroden die Impulse zum Aufsteuern der Schalt transistoren um etwa eine halbe Waagerecht-Abtastperiode phasenversetzt zugeführt. Die Breite dieser Impulse ent spricht einer ganzen Waagerecht-Abtastperiode. Da die Abtastung der Daten für die betreffende Zeilenhälfte bereits nach der Hälfte der Impulsdauer abgeschlosen ist, steht zum Überschreiben dieser Daten in die Flüssig kristallschicht mindestens eine der zweiten Hälfte dieses Impulses entsprechende Zeitdauer zur Verfügung.

Bei der Lösung gemäß Patentanspruch 2 werden sämtliche Schalt transistoren der betreffenden Zeilenhälfte gleich zeitig bei Eintreffen der Bildinformation für das letzte Bildelement dieser Zeilenhälfte aufgesteuert. Auf diese Weise wird eine völlige Vereinheitlichung der Schreib zeiten erreicht.

In beiden Fällen gestattet es die Erfindung, die Spuren des vorausgegangenen Bildes in allen Bereichen des Anzeigefeldes vollständig zu löschen und einen hohen Bildkontrast zu erzielen.

Aus der DE-OS 34 11 102 ist bereits eine Matrix-Flüssig kristallanzeige mit unterteilten Elektroden bekannt, bei der das Anzeigefeld durch die Unterteilung der Elektroden in mehrere Bereiche aufgeteilt wird. Bei dieser herkömm lichen Anzeige wird jedoch jeweils ein gesamter Anzeige bereich abgetastet, bevor zu dem nächsten Anzeigebereich übergegangen wird, während erfindungsgemäß die beiden zu verschiedenen Anzeigebereichen aber zur gleichen Bild zeile gehörenden Zeilenhälften in einem Zug, mit über lappten Abtastimpulsen abgetastet werden.

Die Verwendung überlanger, einander überlappender Abtast impulse wird bereits in der älteren Anmeldung, die zur nachveröffentlichten DE-OS 34 32 991 geführt hat, vorgeschlagen. Dort ist jedoch keine Aufteilung der Zeilenelektroden vorgesehen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen, die auch Figuren zum Stand der Technik enthalten, näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer herkömm lichen Flüssigkristallanzeige;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm verschiedener Signale in der herkömmlichen Flüssigkristallanzeige gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines wesentlichen Teils der Flüssigkristallanzeige gemäß Fig. 1;

Fig. 4 einen schematischen Grundriß einer Flüssigkeitsanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 ein Zeitdiagramm von Torsignalen in einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall anzeige;

Fig. 6 ein höher aufgelöstes Zeitdiagramm der in Fig. 5 gezeigten Torsignale;

Fig. 7 ein Zeitdiagramm von Torsignalen in einer Flüssigkristallanzeige gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 8 ein höher aufgelöstes Zeitdiagramm der Torsignale gemäß Fig. 7.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf die Anwen dung einer Flüssigkristallanzeige mit Treibersystem gemäß der Erfindung auf ein Fernsehgerät mit Flüssig kristall-Bildschirm.

Fig. 4 veranschaulicht die Anordnung von Zeilenelektroden in einem Flüssigkristall-Anzeigefeld. Die waagerecht verlaufenden Zeilenelektroden sind etwa in der Mitte des Anzeigefeldes 1 in zwei Abschnitte unterteilt, so daß Paare von Zeilenelektroden 1 a, 1 b gebildet werden, die sich von den seitlichen Enden bis etwa zur Mitte des Anzeigefelds 1 erstrecken. Die einzelnen Zeilenelektroden 1 a in der linken Bildhälfte sind mit Bezugszeichen e ₁, e ₃, . . . e _m _{- 1} mit ungeradem Index be zeichnet, während die Zeilenelektroden 1 b in der rechten Bildhälfte mit Bezugszeichen e ₂, e ₄, . . ., e _m mit geradem Index bezeichnet sind. Die Zeilenelektroden e ₁, e ₂, . . ., e _m sind an den Schnittpunkten mit nicht gezeigten Spaltenelektroden mit nicht gezeigten Adressen-Schalt transistoren verbunden. Für jedes einzelne Paar von nebeneinanderliegenden Zeilenelektroden 1 a und 1 b oder speziell e ₁ und e ₂ wird ein Zeilenschreibvorgang aus geführt. Die Zeilenelektrode e ₁ liefert eine Anzeige entsprechend der ersten Hälfte des Zeilenschreibvorgangs (1 H), und die Zeilenelektrode e ₂ liefert eine Anzeige entsprechend der zweiten Hälfte des Zeilenschreibvorgangs.

Fig. 5 und 6 zeigen Wellenformen der Torsignale für die Schalttransistoren. Die Torsignale werden von einem nicht gezeigten Zeilenelektroden-Treiber an die Zeilen elektroden e ₁, e ₂, . . ., e _m übermittelt. Die Torsignale weisen eine Impulsbreite entsprechend der Periode 1 H (63,5 µs) auf. Das Torsignal für eine Elektrode 1 a mit ungeradem Index ist mit der abfallenden Flanke eines Waagerecht-Synchronisationssignals synchronisiert, wäh rend das Torsignal für eine Elektrode 1 b mit geradem Index mit der Mitte der Impulsstücke A des Waagerecht-Synchro nisationssignals synchronisiert ist. Dies bedeutet, daß die an die nebeneinanderliegenden Zeilenelektroden 1 a und 1 b übermittelten Impulse um etwa die Hälfte der Zeilenschreibdauer gegeneinander phasenversetzt sind. Das Datensignal wird mit Hilfe eines nicht gezeigten Spaltenelektroden-Treibers während der ersten Hälfte der Impulslücke A (26,25 µs) abgetastet und während der Restzeit der Periode des Synchronisationssignals (37,25 µs) in die Flüssigkristallschicht eingeschrieben.

Die Schreibzeit, während der die Flüssigkristallschicht auf den gewünschten Anzeigewert für den betreffenden Punkt eingestellt wird, liegt somit im Bereich von 63,5 µs bis 37,25 µs. Bei der erfindungsgemäßen Steuer anordnung beträgt somit die kürzeste Schreibzeit 37,25 µs, im Vergleich zu 11 µs bei der herkömmlichen Steueranord nung. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung steht somit eine längere Zeit zum Einschreiben der Datensignale in die Flüssigkristallschicht zur Verfügung, und die Unterschiede zwischen der maximalen und der mini malen Schreibzeit sind gegenüber der herkömmlichen Anordnung verringert, so daß die Flüssigkristallschicht auf ein höheres Potential aufgeladen werden kann und die Unterschiede in den Schreibzeiten der Bildelemente in seitlicher Richtung des Anzeigefeldes minimiert werden.

Fig. 7 und 8 zeigen die an die Zeilenelektroden e ₁, e ₂, . . ., e _m angelegten Tonsignale für die Schalttransistoren gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Impulsbreite der Torsignale beträgt 37,25 µs oder etwa die Hälfte der Zeilenschreib periode 1 H (63,5 µs). Die Torsignale für eine Zeilen elektrode 1 a mit ungeradem Index sind mit der Mitte der Impulslücke des Synchronisationssignals synchronisiert, während die Torsignale einer Elektrode 1 b mit geradem Index mit der ansteigenden Flanke des Synchronisations signals synchronisiert sind.

Bei diesem Ausführungsbeispiel werden jeweils nach der Abtastung des Datensignals während eines Zeitintervalls der Länge ¹/₂ H die Impulse zum Aufsteuern der Schalt transistoren an die Zeilenelektroden 1 a und 1 b über mittelt. Folglich wird die Zeit zum Einschreiben der Datensignale in die Flüssigkristallschicht durch die Schalttransistoren einheitlich auf 37,25 µs oder etwa ¹/₂ H begrenzt. Unterschiede der Schreibzeiten für nebeneinander in derselben Zeile liegende Bildelemente werden somit vollständig vermieden.

Claims

1. Aktive Matrix-Flüssigkristallanzeige mit Steuereinrich tung, bei der das Anzeigefeld der Flüssigkristallanzeige mit Zeilenelektroden versehen ist, die mit den Torelek troden von Adressen-Schalttransistoren verbunden sind, und bei der die Daten direkt in das Anzeigefeld abgetastet und gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenelektroden etwa in der Mitte des Anzeige felds (1) in zwei Abschnitte unterteilt sind, so daß Paare von nebeneinanderliegenden Zeilenelektroden (1 a, 1 b) gebildet werden, die sich von den beiden Seiten des An zeigefelds bis etwa zur Mitte des Anzeigefelds erstrecken, daß für jedes Paar (1 a, 1 b) von Zeilenelektroden jeweils eine Zeilenabtastung erfolgt und daß Impulse, deren Im pulsbreite einer Waagerecht-Abtastperiode (H) entspricht, den beiden Zeilenelektroden (1 a, 1 b) um etwa eine halbe Waagerecht-Abtastperiode (H) phasenversetzt zugeführt werden.

2. Aktive Matrix-Flüssigkristallanzeige mit Steuereinrich tung, bei der das Anzeigefeld der Flüssigkristallanzeige mit Zeilenelektroden versehen ist, die mit den Torelek troden von Adressen-Schalttransistoren verbunden sind, und bei der die Daten direkt in das Anzeigefeld abgetastet und gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenelektroden etwa in der Mitte des Anzeige felds (1) in zwei Abschnitte unterteilt sind, so daß Paare von nebeneinanderliegenden Zeilenelektroden (1 a, 1 b) gebildet werden, die sich von den beiden Seiten des An zeigefelds bis etwa zur Mitte des Anzeigefelds erstrecken, daß für jedes Paar (1 a, 1 b) von Zeilenelektroden jeweils eine Zeilenabtastung erfolgt, wobei für jede einzelne der Zeilenelektroden (1 a oder 1 b) das Datensignal während einer halben Waagerecht-Abtastperiode abgetastet wird, und daß der betreffenden Zeilenelektrode im Anschluß an die Abtastung des Datensignals ein Impuls zugeführt wird, dessen Impulsbreite der halben Waagerecht-Abtast periode (¹/₂ H) entspricht, so daß ein Zeitintervall von der Länge etwa einer halben Waagerecht-Abtastperiode zum Einschreiben des Datensignals in die Flüssigkristall schicht zur Verfügung steht.