DE102011122574A1

DE102011122574A1 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102011122574A1
Application number: DE102011122574A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-07-05
Also published as: TWI440926B; FR2970091B1; US20150070618A1; FR2973894B1; CN102737597B; US8912994B2; CN102737597A; US20120169954A1; US9202441B2; US20150070345A1; FR2973894A1; US20120229443A1; US8917228B2; TW201227053A; US9274358B2; FR2970091A1

Abstract

Die Erfindung offenbart eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und einen Pixelelemententwurf davon. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung umfasst ein Register, eine Flüssigkristallanzeigetafel, eine Ansteuerungsschaltkreis, eine Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung und einen Steuerungsschaltkreis. Die Flüssigkristallanzeigetafel umfasst mehrere Flüssigkristallkondensatoren und mehrere Pixeleinheiten. Der Ansteuerungsschaltkreis umfasst mehrere Speicherkondensatoren entsprechend zu den Flüssigkristallkondensatoren. Eine Kapazität der Speicherkondensatoren übersteigt eine Kapazität der Flüssigkristallkondensatoren bei weitem. Der Ansteuerungsschaltkreis überträgt die Bildinformationen auf die Flüssigkristallanzeigetafel. Die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung berechnet und beurteilt, basierend auf einer Klassifizierung der Bildcharakteristik der Bildinformationen, um so dynamisch ein Anzeigemodussteuerungssignal zu erzeugen.

Description

Verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der taiwanesischen Anmeldung mit der Seriennummer 099147378 , eingereicht am 31. Dezember 2010, die hierin unter Bezugnahme aufgenommen ist.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristalldisplayvorrichtung bzw. eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Pixelelementanordnung und ein Verfahren zum Betrieb der Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Beschreibung des Standes der Technik
In den letzten Jahren wurde eine Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung in vielen Bereichen angewendet, umfassend einen Notebook PC, einen Monitor, eine Fahrzeugsnavigationsvorrichtung, einen funktionellen Taschenrechner, verschiedene Größen von Fernsehapparaten, ein Mobiltelefon und eine elektronische Anzeigetafel. Insbesondere wurden die aktuellen dünnen und leichten tragbaren elektronischen Produkte ein neuer Trend auf dem Markt. Die LCD-Vorrichtung hat ein kleineres Volumen und Dicke als die vorherigen CRT(Kathodenstrahlröhren)-Anzeigevorrichtungen, weswegen die LCD-Vorrichtung umfangreich angewendet wurde.
In der Entwicklung der aktuellen elektronischen Anzeigetechnologie wird der Energieverbrauch der Anzeigevorrichtung betont, weswegen die LCD-Vorrichtung mit geringem Energieverbrauch die Anforderungen an Energiesparen und Umweltschutz eines Benutzers besser erfüllt. Insbesondere beeinflusst in einer tragbaren Anzeigevorrichtung (wie etwa ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein PDA (personal digital assistant), ein elektronisches Buch bzw. E-Book und ein Tablet-Computer) der Energieverbrauch des LCD-Moduls direkt die Ausdauer bzw. die Akkulaufzeit der gesamten Vorrichtung. Insbesondere wird in der aktuellen großformatigen dünnen und leichten Anzeigenvorrichtung das LCD-Modul mit dem geringen Energieverbrauch und hoher Effizienz dringend verlangt.
Die aktuelle LCD-Vorrichtung hat allgemein eine gewisse Wiederholungsrate oder Bildfrequenz. Allgemein nimmt die LCD-Vorrichtung die Rate von 50–70 Hz an. Das heißt, der Rahmen bzw. das Bild bzw. der Frame erneuert sich 50–70-mal pro Sekunde.
Anders gesagt, selbst wenn der Anzeigerahmen der LCD-Vorrichtung keine Änderungen oder wenig Änderungen aufweist, kann der Anzeigeansteuerungsschaltkreis trotzdem ein Anzeigesignal jedes Pixels des Anzeigemoduls mit einer Rate von 60-mal pro Sekunde periodisch erneuern. Daher wird ein unnötiger Energieverbrauch erzeugt.
Für eine aktuelle TFT-LCD(Dünnschichttransistorflüssigkristallanzeige)-Vorrichtung auf dem Markt wird der Energieverbrauch hauptsächlich durch die LCD-Konsole, den Ansteuerungsschaltkreis und das Hintergrundbeleuchtungsmodul verursacht. Bei der 10.1-Inch LCD-Vorrichtung zum Beispiel ist der Energieverbrauch der LCD-Konsole und des Ansteuerungsschaltkreises näherungsweise zwischen 1000 mW und 2000 mW. Andererseits ist der Energieverbrauch des Hintergrundbeleuchtungsmoduls zwischen 2000 mW und 3000 mW.
Obwohl ein Polaritätsumkehrbetriebsverfahren bzw. Polaritätsumkehrsteuerungsverfahren, z. B. ein Reihenumkehrbetriebsverfahren oder ein Rahmenumkehrbetriebsverfahren, gerichtet auf den Ansteuerungsschaltkreis in dieser Industrie vorgeschlagen wurde und ein Bereichsabtastverfahren für die Hintergrundbeleuchtung gerichtet auf das Hintergrundbeleuchtungsmodul vorgeschlagen wurde, haben die obigen Verfahren nur begrenzte Effekte. Daher sind diejenigen in der Industrie bemüht, eine LCD-Vorrichtung, die einen stabilen Anzeigeeffekt und geringen Energieverbrauch aufweist, und ein Betriebsverfahren davon zu linden.
Zusammenfassung
Um die obigen Probleme zu lösen, offenbart die Erfindung eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer dynamisch einstellbaren Wiederholungsrate und eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer geringen Wiederholungsrate durch den Entwurf eines Pixelelements und einen Speicherkondensator in einer (multi) Dual-TFT-Anzeigevorrichtung und das Flüssigkristallmaterial davon. In der Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit der dynamisch einstellbaren Wiederholungsrate der Erfindung kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung dementsprechend die Anzeigewiederholungsrate des Ansteuerungsschaltkreises anpassen, basierend auf einer Klassifizierung der Bildcharakterisierung bzw. Bildcharakteristik (wie etwa ein dynamischer Zustand, ein statischer Zustand, Bilder, Texte, schnelle Änderung und langsame Änderung) der aktuell angezeigten Bildinformation, dabei den Energiespareffekt durch Annehmen einer geringen Anzeigewiederholungsrate erreichend. Die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung hat dabei zwei oder mehr Sätze von Bildfrequenzen.
Bei einer geringen Wiederholungsrate verändert sich das Potential eines Speicherkondensators in einer allgemeinen Flüssigkristallanzeigevorrichtung allmählich mit der Zeit, was eine entsprechende Veränderung der Übertragung der Flüssigkristallanzeigetafel verursacht. Zum Beispiel nimmt die Übertragung unter einem normal weißen Modus mit der Zeit zu und die Übertragung unter einem normal schwarzen Modus nimmt mit der Zeit ab, was zu einer ungleichen Anzeigehelligkeit oder Leuchtdichte in einem Anzeigerahmenzyklus führen kann, wodurch weiter Phänomene von Szintillation und Bildschirmflackern verursacht werden können. Dieses Problem kann zum Beispiel durch periodische Anpassung der Treiberkonfiguration des Hintergrundbeleuchtungsmoduls in einem Anzeigerahmenzyklus durch eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit Helligkeit oder Leuchtdichte haltender Ratenkompensation gelöst werden.
Dementsprechend stellt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung bereit, die ein Register, eine Flüssigkristallanzeigetafel, einen Ansteuerungsschaltkreis, eine Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung und einen Steuerungsschaltkreis umfasst. Das Register wird zum vorübergehenden Speichern von Bildinformationen verwendet. Die Flüssigkristallanzeigetafel umfasst mehrere Flüssigkristallkondensatoren. Der Ansteuerungsschaltkreis umfasst mehrere Speicherkondensatoren entsprechend zu den Flüssigkristallkondensatoren. Eine Kapazität der Speicherkondensatoren übersteigt eine Kapazität der Flüssigkristallkondensatoren bei Weitem. Der Ansteuerungsschaltkreis wandelt die Bildinformationen auf die Flüssigkristallanzeigetafel um bzw. gibt die Bildinformationen auf die Flüssigkristallanzeigetafel. Die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung erzeugt dynamisch ein Anzeigemodussteuerungssignal basierend auf einer Klassifizierung der Bildcharakteristik der Bildinformationen. Der Steuerungsschaltkreis ist elektrisch mit der dynamischen Frequenzanpassungseinheit und dem Ansteuerungsschaltkreis verbunden. Der Steuerungsschaltkreis passt dementsprechend die Anzeigewiederholungsrate und die Betriebsparameter des Ansteuerungsschaltkreises an gemäß dem Anzeigemodussteuerungssignal.
Gemäß einer Ausführungsform eines anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung, umfasst der Ansteuerungsschaltkreis wenigstens zwei Dünnschichttransistorschalter, entsprechend zu jeder Pixeleinheit. Ein Kriechstrom bzw. Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises ist im Aus-Zustand weniger oder gleich 10^–12 Ampere. In dieser Ausführungsform bilden die wenigstens zwei Dünnschichttransistorschalter einen Doppeltordünnschichttransistor bzw. einen Dual-Gate-Dünnschichttransistor (TFT). In einer anderen Ausführungsform kann ein Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises im Aus-Zustand weniger oder gleich 10^–13 Ampere sein.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Ansteuerungsschaltkreis einen leicht dotierten Drain (LDD) TFT. Der TFT hat einen ersten LDD und einen zweiten LDD mit unterschiedlichen Längen. Der erste LDD am nächsten zu dem Treibertransistor bzw. Steuertransistor hat die größte Länge und ein Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises ist im Aus-Zustand weniger oder gleich 10^–12 Ampere. In dieser Ausführungsform kann ein Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises im Aus-Zustand weniger oder gleich 10^–13 Ampere sein.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung nimmt der Ansteuerungsschaltkreis eine Dual-Gate-Treiberarchitektur bzw. Dual-Gate-Steuerarchitektur an. Ein Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises ist im Aus-Zustand weniger als 10^–13 Ampere.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Durchschnittskapazität der Flüssigkristallkondensatoren größer oder gleich 0,5 Picofarad und die Kapazität der Speicherkondensatoren ist größer oder gleich dem Zehnfachen der Kapazität der Flüssigkristallkondensatoren.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Kapazität der Speicherkondensatoren größer oder gleich dem Fünfzigfachen der Kapazität der Flüssigkristallkondensatoren.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Flüssigkristallwiderstand größer oder gleich 10¹³ Ohm/cm und ein Ausrichtungsschichtwiderstand der Flüssigkristallanzeigetafel ist größer als das Zehnfache des Flüssigkristallwiderstands.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Ausrichtungsschichtwiderstand der Flüssigkristallanzeigetafel ist weiter größer oder gleich dem Fünfzigfachen des Flüssigkristallwiderstands.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Flüssigkristallanzeigetafel mehrere Pixeleinheiten jeweils entsprechend zu den Speicherkondensatoren. Das Flächenverhältnis der Speicherkondensatoren zu den Pixeleinheiten ist größer oder gleich 85%.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform wird in einem Verfahren zum Betrieb der Flüssigkristallanzeigetafel Reihenumkehr oder Rahmenumkehr verwendet, um die Anzeigekonsole zu betreiben.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Klassifizierung der Bildcharakteristik wenigstens ein dynamisches Bild, ein statisch langsames Bild und ein statisches gehaltenes Bild.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat die Bildinformation weiter eine Unterklassifizierung der Bildcharakteristik. Die Unterklassifizierung der Bildcharakteristik umfasst wenigstens einen Vollfarbenmodus, einen Bildmodus, einen Textmodus und/oder ein monochromatisches bzw. einfarbiges System. Die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung erzeugt ein entsprechendes Anzeigemodussteuerungssignal, basierend auf der Klassifizierung der Bildcharakteristik und der Unterklassifizierung der Bildcharakteristik der Bildinformationen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hat die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung wenigstens zwei oder mehr Sätze an Wiederholungsraten.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Anzeigeeinstellung wenigstens eine Graustufe bzw. eine Grauwertstufe.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung wenigstens eine Bildfrequenz, die geringer als 20 Hz ist. In noch einer anderen Ausführungsform hat die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung wenigstens eine Bildfrequenz, die geringer als 5 Hz ist.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Flüssigkristallanzeigetafel mehrere Pixeleinheiten. Jede Pixeleinheit entspricht wenigstens einem der Flüssigkristallkondensatoren und einem der Speicherkondensatoren. Jede Pixeleinheit umfasst eine erste Elektrodenschicht (M1), eine Erweiterungsschicht (M2) einer Source-Schicht und eine Drain-Schicht einer zweiten Elektrodenschicht und eine Pixelelektrodenschicht (M3) einer dritten Elektrodenschicht, die nacheinander auf einem unteren Substrat angeordnet sind, und ein dielektrisches Schichtmaterial ist jeweils dazwischen angeordnet. Die erste Elektrodenschicht umfasst eine Gate-Schicht und/oder eine gemeinsame leitfähige Elektrodenschicht. Die Erweiterungsschicht der Drain-Schicht der zweiten Elektrodenschicht ist mit der Pixelelektrodenschicht verbunden und/oder die gemeinsame leitfähige Elektrodenschicht der ersten Elektrodenschicht ist elektrisch mit einer gemeinsamen transparenten Elektrodenschicht des oberen Substrats verbunden. Der Flüssigkristallkondensator ist zwischen den gemeinsamen transparenten Elektrodenschichten (ITO, IZO) des oberen Substrats und der Pixelelektrodenschicht des unteren Substrats gebildet. Auf dem unteren Substrat ist der Speicherkondensator zwischen der gemeinsamen leitfähigen Elektrodenschicht der ersten Elektrodenschicht und der Erweiterungsschicht der zweiten Elektrodenschicht und/oder zwischen der gemeinsamen leitfähigen Elektrodenschicht der ersten Elektrodenschicht und der Pixelelektrodenschicht und/oder zwischen der Gate-Schicht der ersten Elektrodenschicht und der Pixelelektrodenschicht angeordnet.
In einer Ausführungsform kann die Pixelelektrodenschicht die Pixelelektrodenschichtarchitektur aufweisen, umfassend Indium-Zinn-Oxid(ITO)-Schlitze, und die Flüssigkristallschicht ist durch negative Flüssigkristalle konstruiert, die vertikal ausgerichtet sind.
In dieser Ausführungsform ist die Pixelelektrodenschicht eine transparente Elektrode, eine reflektive Metallelektrode oder eine Kombination daraus. Die Flüssigkristallanzeigetafel ist eine durchlässige bzw. transmissive Flüssigkristallanzeigetafel, eine reflektive Flüssigkristallanzeigetafel, eine transflektive Flüssigkristallanzeigetafel oder eine teilreflektive Flüssigkristallanzeigetafel.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst die Flüssigkristallanzeigetafel mehrere Pixeleinheiten. Jede Pixeleinheit entspricht wenigstens einem der Flüssigkristallkondensatoren und einem der Speicherkondensatoren. Jede Pixeleinheit umfasst eine Gate-Schicht (M1), eine erste Elektrodenschicht, eine zweite Elektrodenschicht (M2), eine gemeinsame Elektrodenschicht (M3) einer dritten Elektrodenschicht, die auf dem unteren Substrat angeordnet ist, und ein dielektrisches Schichtmaterial ist jeweils dazwischen angeordnet.
Die zweite Elektrodenschicht umfasst eine Source-Schicht, eine Drain-Schicht und eine Pixelelektrodenschicht, die mit der Drain-Schicht verbunden ist. Die Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht weisen eine kammförmige oder eine gitterförmige Elektrodenarchitektur auf. Keine gemeinsame Elektrodenschicht ist auf dem oberen Substrat angeordnet. Der Flüssigkristallkondensator ist in dem krümmenden bzw. krummen elektrischen Feld zwischen der Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht und der gemeinsamen Elektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht gebildet. Auf dem unteren Substrat ist der Speicherkondensator zwischen der Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht und der gemeinsamen Elektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht angeordnet.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das untere Substrat der Flüssigkristallanzeigevorrichtung wenigstens eine Pixelelektrodenschicht und eine gemeinsame Elektrodenschicht und eine Isolationsschicht ist dazwischen zur Isolation angeordnet. Die Pixelelektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht können eine kammförmige oder eine gitterförmige Elektrodenarchitektur oder eine gekrümmte kammförmige oder gitterförmige Elektrodenarchitektur aufweisen, wie etwa eine Schaltarchitektur in einer Ebene bzw. eine In-Der-Ebene-Schaltarchitektur. Die Flüssigkristallmolekularschicht kann positive oder negative Flüssigkristalle, die horizontal ausgerichtet sind, sein. Die Pixelelektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht sind leitende Metall- oder Legierungselektroden.
In noch einer anderen Ausführungsform umfasst die Flüssigkristallanzeigevorrichtung der In-Der-Ebene-Schaltarchitektur wenigstens eine Pixelelektrodenschicht und eine gemeinsame Elektrodenschicht. Die Pixelelektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht können eine kammförmige oder eine gitterförmige Elektrodenarchitektur oder einer gekrümmte kammförmige oder gitterförmige Elektrodenarchitektur aufweisen. Die gemeinsame Elektrodenschicht ist eine erste Metallelektrode M1 und die Pixelelektrodenschicht ist eine zweite Metallelektrode M2. Der Speicherkondensator, der durch die M1 und M2 gebildet wird, kann sich an der Stelle der kammförmigen oder gitterförmigen Elektroden befinden und es wird sogar ein kammförmiger oder gitterförmiger Speicherkondensator oder ein umgebender oder kreisförmiger (oder quadratischer) Speicherkondensator gebildet.
In noch einer anderen Ausführungsform umfasst das untere Substrat der Flüssigkristallanzeigevorrichtung wenigstens eine Pixelelektrodenschicht und eine gemeinsame Elektrodenschicht und eine Isolationsschicht ist dazwischen zur Isolation angeordnet. Die Pixelelektrodenschicht kann eine Streufeldschaltarchitektur aufweisen. Die Flüssigkristallmolekularschicht kann aus negativen Flüssigkristallen, die horizontal ausgerichtet sind, konstruiert sein. Die Pixelelektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht sind transparente ITO- oder IZO-Elektroden oder leitfähige Metall- oder Legierungselektroden. Die Pixelelektrodenschicht der Streufeldschaltarchitektur kann eine Rechteck- oder Einheitspixelelektrode, eine kammförmige oder gitterförmige Elektrode oder eine gekrümmte kammförmige oder gitterförmige Elektrode sein. Die gemeinsame Elektrodenschicht kann eine kammförmige oder gitterförmige Elektrode oder eine gekrümmte kammförmige oder gitterförmige Elektrode sein.
In dieser Ausführungsform ist das dielektrische Schichtmaterial ein Siliziumoxidmaterial SiOx, ein Stickstoffoxidmaterial SiNx, ein Harzmaterial, ein Kunststoffmaterial oder ein Fotolackmaterial. In dieser Ausführungsform ist auf dem oberen Substrat ein Intervall zwischen gemeinsamen Elektrodenschicht und der Drain-Schicht weniger oder gleich 0,2 μm.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Um die folgenden und andere Aspekte, Merkmale, Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung augenscheinlicher zu machen, sind die begleitenden Zeichnungen wie folgt beschrieben:
1 zeigt ein funktionsgemäßes Blockdiagramm einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung;
3 zeigt eine schematische Draufsicht einer Pixeleinheit der Flüssigkristallanzeigevorrichtung;
4 zeigt ein schematisches Querschnittsdiagramm der Flüssigkristallanzeigetafel und des Ansteuerungsschaltkreises der Flüssigkristallanzeigevorrichtung;
5 zeigt ein schematisches Diagramm eines Speicherkondensators einer Pixeleinheit;
6 zeigt ein schematisches Diagramm einer Dual-Gate-Architektur;
7 zeigt ein schematisches Diagramm einer anderen Dual-Gate-Architektur;
8 zeigt eine schematische Draufsicht einer Pixeleinheit einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer zweiten spezifischen Ausführungsform der Erfindung;
9 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der Pixeleinheit gemäß der zweiten spezifischen Ausführungsform der Erfindung;
10 zeigt ein schematisches Diagramm einer Pixeleinheit von einer In-Der-Ebene-Schaltarchitektur;
11 zeigt ein schematisches Diagramm einer Pixeleinheit von einer In-Der-Ebene-Schaltarchitektur;
12 zeigt ein schematisches Diagramm einer Pixeleinheit von einer Streufeldschaltarchitektur;
13 zeigt ein schematisches Diagramm einer Pixeleinheit von einer Streufeldschaltarchitektur; und
14 zeigt ein schematisches Diagramm einer Pixelelektrodenschicht mit ITO-Schlitzen.
Detaillierte Beschreibung
Auf 1 beziehend zeigt 1 ein funktionsgemäßes Blockdiagramm einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß einer spezifischen Ausführungsform der Erfindung. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 ein Register 102, eine Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung 104, eine Flüssigkristallanzeigetafel 120, einen Ansteuerungsschaltkreis 140, und einen Steuerungsschaltkreis 160.
Das Register 102 ist mit dem Ansteuerungsschaltkreis 140 und der dynamischen Frequenzanpassungseinheit 104 verbunden, um vorübergehend Bildinformationen zu speichern, die angezeigt werden sollen. Der Ansteuerungsschaltkreis 140 wird zum Umwandeln bzw. Übertragen der Bildinformationen auf die Flüssigkristallanzeigetafel 120 verwendet. Der Steuerungsschaltkreis 160 ist elektrisch mit der dynamischen Frequenzanpassungseinheit 104 und dem Ansteuerungsschaltkreis 140 verbunden, Es sei angemerkt, dass in dieser Ausführungsform der Ansteuerungsschaltkreis 140 dynamisch verschiedene Anzeigewiederholungsraten anstatt einer festen Anzeigewiederholungsrate annimmt.
Das Verfahren des dynamischen Auswählens verschiedener Anzeigewiederholungsraten wird durch dynamisches Erzeugen eines Anzeigemodussteuerungssignals durch die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung 104 durchgeführt, basierend auf einer Klassifizierung der Bildcharakteristik der Bildinformationen. Nacheinander passt der Steuerungsschaltkreis 160 dementsprechend die Anzeigewiederholungsrate des Ansteuerungsschaltkreises 140 gemäß dem Anzeigemodussteuerungssignal an.
Die Klassifizierung der Bildcharakteristik der oben erwähnten Bildinformationen umfasst wenigstens ein dynamisches Bild (wie etwa einen Film, eine Animation und ein bewegtes Bild), ein statisch langsames Bild (wie etwa ökologische Fotografie und eine Bildschirmblätternde Werbung) oder ein statisch haltendes Bild (wie etwa ein Bild, eine Fotografie, eine statische Druckwerbung und Texte). Die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung 104 kann das entsprechende Anzeigemodussteuerungssignal erzeugen, basierend auf der Klassifizierung der Bildcharakteristik der Bildinformationen. Zum Beispiel kann das dynamische Bild bei einer hohen Anzeigewiederholungsrate (wie etwa 60 Hz) beibehalten bleiben; das statisch langsame Bild kann zu einer mittleren Anzeigewiederholungsrate (wie etwa 20 Hz und 15 Hz) geschaltet werden; und das statisch haltende Bild kann zu einer geringen Anzeigewiederholungsrate (wie etwa 5 Hz, 3 Hz und 0,3 Hz) geschaltet werden, aber die Erfindung ist nicht auf diesen Fall beschränkt. Für eine starke Energiesparanforderung kann das dynamische Bild auch zu einer geringen Anzeigewiederholungsrate geschaltet werden.
Wie oben beschrieben, kann in dieser Ausführungsform die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung 104 der Erfindung zwei Sätze (eine hohe Anzeigewiederholungsrate und eine geringe Anzeigewiederholungsrate), drei Sätze (eine hohe Anzeigewiederholungsrate, eine mittlere Anzeigewiederholungsrate und eine geringe Anzeigewiederholungsrate) und mehr von Bildfrequenzen aufweisen. In einer Ausführungsform hat die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung wenigstens eine Bildfrequenz, die geringer als 20 Hz ist. In einer anderen Ausführungsform hat die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung wenigstens eine Bildfrequenz, die geringer als 5 Hz ist. In noch einer anderen Ausführungsform hat die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung wenigstens eine Bildfrequenz, die weiter geringer als 1 Hz ist.
Außerdem hat die Bildinformation weiter eine Unterklassifizierung der Bildcharakteristik. Die Unterklassifizierung der Bildcharakteristik umfasst wenigstens einen Vollfarbenmodus, einen Bildmodus, einen Textmodus und/oder ein einfarbiges System. Die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung 104 kann ein entsprechendes Anzeigemodussteuerungssignal erzeugen, basierend auf der Klassifizierung der Bildcharakteristik (das dynamische Bild, das statisch langsame Bild und das statisch haltende Bild) und der Unterklassifizierung der Bildcharakteristik (der Vollfarbenmodus, der Bildmodus, der Textmodus und/oder das einfarbiges System) der Bildinformationen.
Zum Beispiel können das dynamische Bild, das statisch langsame Bild und das statisch haltende Bild weiter in einen Vollfarbmodus/einfarbiges System und einen Text/Bildmodus aufgeteilt werden. Das heißt, dass das dynamische/statisch langsame/statisch haltende Bild weiter in wenigstens vier Untersortierungen aufgeteilt werden kann, umfassend ein Vollfarbbild, Vollfarbtexte, ein einfarbiges Bild und einfarbige Texte, aber die Erfindung ist nicht durch diesen Fall begrenzt.
Als nächstes kann die Anzeigewiederholdungsrate angepasst werden, basierend auf verschiedenen Sortierungen. Außerdem können anderen Anzeigekonfigurationen, wie etwa eine Grauwertstufe, weiter angepasst werden, basierend auf der Klassifizierung der Bildcharakteristik und der Unterklassifizierung der Bildcharakteristik.
Zum Beispiel kann das dynamische Bild zu der Anzeigewiederholungsrate von 10 Hz–60 Hz und der Grauwertstufe von 256 geschaltet werden; kann das statisch langsame Bild in einem Vollfarbmodus weiter zu der Anzeigewiederholungsrate von 3 Hz–10 Hz und der Grauwertstufe von 64 oder 256 geschaltet werden; kann das statisch langsame Bild in einem Textmodus Vollfarbmodus weiter zu der Anzeigewiederholungsrate von 0,5 Hz–3 Hz und der Grauwertstufe von 4 oder 16 geschaltet werden; und kann das statisch haltende Bild in dem Textmodus und einem Energiesparmodus weiter zu der Anzeigewiederholungsrate von 0,05 Hz–0,5 Hz und der Grauwertstufe von 2 oder 4 angepasst werden.
Außerdem beurteilt die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung 104 zuerst den Anzeigemodus der Bildinformationen und führt nacheinander einen Datenabgleich der Bildinformationen durch, die angezeigt werden sollen. Die Beispiele des Datenabgleichs sind wie folgt gezeigt.
Wir nehmen an, dass die ursprünglichen Daten eine Bildfrequenz von 60 Hz, d. h. 60 Rahmen pro Sekunde haben, dann haben die ursprünglichen Daten 600 Rahmen pro zehn Sekunden und die Auflösung ist (Nx, Ny). Daher können die Datenfunktionen dargestellt werden als Daten (f, x, y, Daten(R, G, B)), f = 1–600, x = 1 – Nx, y = 1 – Ny, wobei die Daten (R, G, B) RGB-Tristimuluswerte oder Signalwerte (oder als Daten (Y, x, y) oder Daten (Y, u, v) sind.
Die Bildfrequenz 10 Hz als Beispiel genommen, werden alle 6 Rahmen bzw. immer 6 Bilder gemittelt, um Mittelwertdaten10(6, x, y, Daten) zu erhalten, um die Funktionsänderung zu vergleichen und den Modus davon zu beurteilen. Das heißt, Daten6(x, y, Daten) = (1/6)ΣDaten(f, x, y, Daten), f = 1–6, repräsentiert, dass die Summe aller 6 Rahmendaten bzw. Bilddaten gemittelt wird.
Die Bildfrequenz von 5 Hz als Beispiel genommen, werden immer 12 Rahmen gemittelt, um einen Durchschnittswert12(x, y, Daten) zum Vergleich zu erhalten. Die Bildfrequenz von 1 Hz als Beispiel genommen, werden immer 60 Rahmen gemittelt, um einen Durchschnittswert60(x, y, Daten) zum Vergleich zu erhalten. Wird die Bildfrequenz von 0,5 Hz als Beispiel genommen, werden immer 120 Rahmen gemittelt, um einen Durchschnittswert120(x, y, Daten) zum Vergleich zu erhalten.
In einer anderen Ausführungsform wird außerdem zusätzlich innerhalb von 10 Sekunden oder einer anderen gewissen Zeitlänge ein quadratischer Mittelwert (ΔDaten6, ΔDaten12, ΔDaten60 und ΔDaten600) der oben erwähnten Daten6, Daten12, Daten60 und Daten600 zum Vergleich erhalten. Zum Beispiel ΔDaten6(x, y, Daten) = {1/NΣ[Daten6(x, y, Daten) – Daten(f, x, y, Daten)]^2}^0,5. Der Modus wird durch die obigen Verknüpfungen beurteilt und dieses statistische Verfahren verbessert die Stabilität der Beurteilung. Außerdem kann, wenn die Menge an Daten zur Berechnung zu groß ist, die Anzahl an Proben und Graustufen zur Beurteilung reduziert werden (zum Beispiel nur den oberen Stufenabschnitt nehmend).
Auf 2 beziehend, zeigt 2 ein schematisches Schaltungsdiagramm einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100, aber die Hardwareelemente, die in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 umfasst sind, ist nicht durch 1 begrenzt. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 auch andere Elemente, die zum Anzeigen erforderlich sind, wie etwa eine Zeiteinteilungssteuerungsschaltkreis, einen Empfangskreis für Niederspannungsdifferentialsignalisierung (low voltage differential signaling LVDS), eine erweiterte Anzeigeidentifikationsdateneinheit (EDID unit) und Ähnliches.
Auf 3 beziehend, zeigt 3 eine schematische Draufsicht einer Pixeleinheit 122 der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100. Es sei angemerkt, dass die Flüssigkristallanzeigetafel 120 mehrere Pixeleinheiten 122 (wie etwa 1024·768 Pixeleinheiten 122) umfasst und jede Pixeleinheit umfasst einen Flüssigkristallkondensator Clc. Der Ansteuerungsschaltkreis 140 umfasst mehrere Speicherkondensatoren Cst und die Speicherkondensatoren entsprechen jeweils den Flüssigkristallkondensatoren Clc. Allgemein repräsentiert die Spannungsstufe der Flüssigkristallkondensatoren Clc den Inhalt des Anzeigesignals. Der Speicherkondensator Cst und der Flüssigkristallkondensatoren Clc sind parallel verbunden. Der Speicherkondensator Cst wird hauptsächlich zum Beibehalten der Spannungsstufe des Anzeigesignals verwendet. Der Wiederholungszyklus des oben erwähnten Kondensators erhöht sich, wenn die Anzeigewiederholungsrate abnimmt, was ein Abnehmen des Spannungseinbehaltungssatzes verursachen kann, die in einer Anzeigeverzerrung resultiert. In der Erfindung übersteigt jedoch die Kapazität des Speicherkondensators Cst die des Flüssigkristallkondensatoren Clc bei Weitem, um so den Spannungseinbehaltungssatz des Anzeigesignals zu verbessern. In einer Ausführungsform ist die Kapazität des Speicherkondensators Cst größer oder gleich dem Zehnfachen oder dem Fünfzigfachen der des Flüssigkristallkondensatoren Clc. Dadurch wird der Spannungseinbehaltungssatz des Anzeigesignals verbessert.
Auf 4 beziehend, zeigt 4 ein schematisches Querschnittsdiagramm der Flüssigkristallanzeigetafel 120 und des Ansteuerungsschaltkreises 140 der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100. 4 ist ein schematisches Diagramm eines reflektiven TFT-Pixels, eines transflektiven TFT-Pixels oder eines teilreflektiven TFT-Pixels oder eines TFT-Pixels mit hoher Blendrate bzw. Durchbruchrate bzw. Durchlassrate (Top ITO bzw. Oberteil des ITO). Jede Pixeleinheit umfasst eine Gate-Schicht und eine erste Metallschicht M1 (eine gemeinsame Elektrodenschicht), eine zweite Metallschicht M2 (eine Drain-Schicht und eine Erweiterungsschicht der Drain-Schicht) und eine dritte Metallschicht oder Pixelelektrodenschicht M3 (die Pixelelektrodenschicht ist eine reflektive Schicht oder eine teiltransmissive und teilreflektive Schicht oder eine transparente ITO-Elektrodenschicht), die nacheinander auf einem unteren Substrat angeordnet sind. Dielektrische Schichtmaterialien I1 und I2 können jeweils zwischen M1 und M2 und zwischen M2 und M3 angeordnet sein. Der Flüssigkristallkondensator Clc ist zwischen der gemeinsame transparenten Elektrodenschicht (wie etwa die ITO und IZO transparenten Elektroden) des oberen Substrats (d. h. das Filtersubstrat CF in 4) und der Pixelelektrodenschicht M3 angeordnet. Auf dem unteren Substrat ist der Speicherkondensator Cst zwischen der gemeinsamen Elektrodenschicht M1 und der Erweiterungsschicht M2 der Drain-Schicht und zwischen der gemeinsamen Elektrodenschicht M1 und der Pixelelektrodenschicht M3 angeordnet. In einer praktischen Anwendung kann das obere Substrat ein Farbfiltersubstrat sein.
Außerdem kann in der transmissiven Flüssigkristallkonsole, der transflektiven Flüssigkristallkonsole oder der teilreflektiven Flüssigkristallkonsole jede der Schichten von M1, M2 und M3 teilweise eine transparente ITO- oder IZO-Elektrodenschicht annehmen (besonders für den Anzeigebereich), um die Durchlassrate zu erhöhen und die Materialien sind nicht auf nichttransparente Metalle begrenzt.
Die Distanz zwischen den leitfähigen Materialien (die gemeinsame Elektrodenschicht M1 und die Erweiterungsschicht M2 der Drain-Schicht des unteren Substrats), die den Speicherkondensator Cst bilden, können viel kleiner entworfen werden als die der leitfähigen Materialien (die gemeinsame Elektrodenschicht des oberen Substrats und die Pixelelektrodenschicht M3), die den Flüssigkristallkondensator Clc bilden, so dass die kleinere Distanz zwischen den leitfähigen Materialien, die den Speicherkondensator Cst bilden, zur Verbesserung der Kapazität des Speicherkondensators Cst verwendet wird. Außerdem, auf 5 beziehend, kann der plane bzw. ebene Erweiterungsbereich des Speicherkondensators Cst auch zur Verbesserung der Kapazität des Speicherkondensators Cst verwendet werden. 5 zeigt ein schematisches Diagramm eines Speicherkondensators Cst der Pixeleinheit 122. In einer Ausführungsform ist das Flächenverhältnis des Speicherkondensators Cst zu der Pixeleinheit 122 größer oder gleich 85% (wie in 5 gezeigt). Diesbezüglich ist die Kapazität des Speicherkondensators Cst größer oder gleich dem Zehnfachen oder sogar dem Fünfzigfachen der des Flüssigkristallkondensators Clc. Dadurch wird der Spannungseinbehaltungssatz des Anzeigesignals verbessert.
In einer Ausführungsform ist die Durchschnittskapazität des Flüssigkristallkondensators Clc größer oder gleich 0,5 Picofarad. Ein Flüssigkristallwiderstand der Flüssigkristallanzeigetafel ist größer oder gleich 10¹³ Ohm/cm und ein Ausrichtungsschichtwiderstand der Flüssigkristallanzeigetafel ist größer oder gleich dem Zehnfachen des Flüssigkristallwiderstands.
In dieser Ausführungsform kann außerdem der Ansteuerungsschaltkreis 140 der Erfindung weiter die Dual-Gate-Architektur 142 annehmen (auf 3 und 4 beziehend). Die Dual-Gate-Architektur 142 kann den Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises 140 reduzieren, was eine Verbesserung des Spannungseinbehaltungssatzes des Anzeigesignals ermöglicht. In einer Ausführungsform kann ein Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises 140 im Aus-Zustand weniger oder gleich 10^–13 Ampere sein. In einer anderen Ausführungsform kann der Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises 140 im Aus-Zustand weiter weniger oder gleich 10^–14 Ampere sein.
Die detaillierten Anwendungen der Dual-Gate-Architektur 142 sind in 6 gezeigt, die ein schematisches Diagramm einer Dual-Gate-Architektur 142 zeigt. Wie in 6 gezeigt umfasst die Dual-Gate-Architektur 142 des Ansteuerungsschaltkreises 140 einen leicht dotierten Drain (LDD) TFT. Der leicht dotierte Drain (LDD) TFT umfasst wenigstens einen ersten leicht dotierten Drain LDD1 und einen zweiten leicht dotierten Drain LDD2 mit unterschiedlichen Längen und der erste leicht dotierte Drain LDD1 am Nächsten zu dem Ansteuerungstransistor hat die größte Länge. Der leicht dotierte Drain (LDD) TFT ist ein Dual-Gate-TFT, der wenigstens ein erstes Gate G1 und ein zweites Gate G2 umfasst. Der Dual-Gate-Dünnschichttransistor (TFT) umfasst weiter einen dritten leicht dotierten Drain LDD3 und einen vierten leicht dotierten Drain LDD4. Das erste Gate G1 entspricht dem ersten leicht dotierten Drain LDD1 und dem zweiten leicht dotierten Drain LDD2 und das zweite Gate G2 entspricht dem dritten leicht dotierten Drain LDD3 und dem vierten leicht dotierten Drain LDD4. Der erste leicht dotierte Drain LDD1 ist am nächsten zu dem Ansteuerungstransistor und der erste leicht dotierte Drain LDD1 hat eine Länge, die größer als die der anderen drei leicht dotierten Drains (LDD2–LDD4) ist.
Auf 7 beziehend zeigt 7 ein schematisches Diagramm einer anderen Dual-Gate-Architektur 142'. Wie in 7 gezeigt, umfasst die Dual-Gate-Architektur 142' ein Substrat, eine Aktivschicht, eine erste Gate-Isolationsschicht, eine zweite Gate-Isolationsschicht, eine erste Gate-Schicht und eine zweite Gate-Schicht. Die Aktivschicht ist auf dem Substrat gebildet. Die erste Gate-Isolationsschicht ist auf der Aktivschicht gebildet und bedeckt einen ersten Kanalbereich, den vierten leicht dotierten Bereich und den zweiten leicht dotierten Bereich. Die zweite Gate-Isolationsschicht ist auf der Aktivschicht gebildet und bedeckt einen zweiten Kanalbereich, den dritten leicht dotierten Bereich und den fünften leicht dotierten Bereich. Die erste Gate-Schicht ist auf der ersten Gate-Isolationsschicht gebildet und bedeckt die erste Gate-Isolationsschicht über dem ersten Kanalbereich. Die zweite Gate-Schicht ist auf der zweiten Gate-Isolationsschicht gebildet und bedeckt die Gate-Isolationsschicht über dem zweiten Kanalbereich. Die detaillierten Beschreibungen und Verfahren zur Bildung verschiedener Dual-Gate-Architekturen sind einem Fachmann gut bekannt und hier nicht beschreiben.
Wie oben beschrieben, kann der Ansteuerungsschaltkreis 140 der Erfindung weiter verschiedene Dual-Gate-Architekturen oder Multi-Gate-Architekturen annehmen, die den Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises 140 reduzieren, wodurch der Spannungseinbehaltungssatz des Anzeigesignals verbessert wird. Von daher kann, auch wenn die Anzeigewiederholdungsrate der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 abnimmt, trotzdem ein guter Anzeigeeffekt beibehalten bleiben.
In einer Ausführungsform umfasst der Ansteuerungsschaltkreis 140 der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 weiter ein Reihenumkehrverfahren und ein Rahmenumkehrverfahren.
In den oben erwähnten Absätzen offenbart die Erfindung eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 mit einer dynamisch anpassbaren Wiederholungsrate. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 kann dementsprechend die Anzeigewiederholungsrate des Ansteuerungsschaltkreises anpassen, basierend auf einer Klassifizierung der Bildcharakteristik (wie etwa ein dynamischer Zustand, ein statischer Zustand, Bilder, Texte, schnelle Änderungen und langsame Änderungen) der aktuell angezeigten Bildinformationen, wodurch der Energiespareffekt durch Annehmen einer dynamisch schaltbaren und geringen Anzeigewiederholungsrate erreicht wird. Außerdem stellt die Erfindung weiter einen Ansteuerungsschaltkreis mit einer Dual-Gate-Architektur bereit zur Verbesserung der Kapazität des Speicherkondensators Cst und zur Verbesserung des Spannungseinbehaltungssatz des Anzeigesignals bei einer geringen Anzeigewiederholungsrate.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung der zweiten spezifischen Ausführungsform umfasst eine Flüssigkristallanzeigetafel. Die Flüssigkristallanzeigetafel umfasst wenigstens mehrere Flüssigkristallkondensatoren, mehrere Pixeleinheiten 332 (wie in 8 gezeigt), eine obere Ausrichtungsfilmschicht und eine untere Ausrichtungsfilmschicht. Der Flüssigkristallwiderstand ist größer oder gleich 10¹³ Ohm/cm und der Ausrichtungsfilmwiderstand der Flüssigkristallanzeigetafel ist größer oder gleich dem Zehnfachen der des Flüssigkristallwiderstands.
Der Ansteuerungsschaltkreis umfasst wenigstens eine Anzeigewiederholungsrate und mehrere Speicherkondensatoren. Die Speicherkondensatoren entsprechen jeweils den Flüssigkristallkondensatoren. Die Kapazität der Speicherkondensatoren ist größer oder gleich dem Zehnfachen der der Flüssigkristallkondensatoren. Der Ansteuerungsschaltkreis überträgt die Bildinformationen auf die Flüssigkristallanzeigetafel. Der Ansteuerungsschaltkreis umfasst zwei oder mehr TFT-Schalter, einen Dual-Gate-TFT oder einen LDD-TFT entsprechend zu jedem Pixelelement und ein Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises ist im Aus-Zustand weniger oder gleich 10^–12 Ampere. Andere detaillierte Beschreibungen der Flüssigkristallanzeigevorrichtung können auf die Ausführungen bzw. Zeichnungen der ersten spezifischen Ausführungsform bezogen werden.
Auf 9 beziehend zeigt 9 eine schematische Querschnittsansicht der Pixeleinheit 322 gemäß der zweiten spezifischen Ausführungsform der Erfindung. Es sei angemerkt, dass, wie in 8 und 9 gezeigt, die Pixeleinheit 322 eine erste Elektrodenschicht M1, eine zweite Elektrodenschicht M2 und eine dritte Elektrodenschicht M3 umfasst, die auf dem unteren Substrat angeordnet sind. Ein dielektrisches Material I1 ist zwischen der ersten Elektrodenschicht M1 und der zweiten Elektrodenschicht M2 angeordnet und ein dielektrisches Material I2 ist zwischen der zweiten Elektrodenschicht M2 und der dritten Elektrodenschicht M3 angeordnet.
Wie in 8 und 9 gezeigt, umfasst die zweite Elektrodenschicht M2 eine Erweiterungsschicht einer Drain-Schicht. Die dritte Elektrodenschicht M3 umfasst eine Pixelelektrodenschicht. Ein dielektrisches Material ist jeweils zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht und zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der dritten Elektrodenschicht angeordnet. Die erste Elektrodenschicht M1 umfasst eine Gate-Schicht 342 und/oder eine gemeinsame leitfähige Elektrodenschicht 324 (wie in 8 gezeigt). Die Erweiterungsschicht der Drain-Schicht ist mit der Pixelelektrodenschicht verbunden und/oder die gemeinsame leitfähige Elektrodenschicht 324 ist elektrisch mit einer gemeinsamen transparenten Elektrodenschicht des oberen Substrats verbunden. Der Flüssigkristallkondensator ist zwischen der gemeinsamen transparenten Elektrodenschicht des oberen Substrats und der Pixelelektrodenschicht des unteren Substrats gebildet. Der Speicherkondensator kann drei Teile haben. Der erste Teil, Speicherkondensator Cst1, ist zwischen der gemeinsamen leitfähigen Elektrodenschicht 324 der ersten Elektrodenschicht M1 und der Erweiterungsschicht der zweiten Elektrodenschicht angeordnet. Der zweite Teil, Speicherkondensator Cst2, ist zwischen der gemeinsamen leitfähigen Elektrodenschicht der ersten Elektrodenschicht M1 und der Pixelelektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht M3 angeordnet. Der dritte Teil, Speicherkondensator Cst3, ist zwischen der Gate-Schicht der ersten Elektrodenschicht M1 und der Pixelelektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht M3 angeordnet.
In dem Entwurf der oben erwähnten Pixeleinheit 322 ist die Pixelelektrodenschicht eine transparente Elektrode, eine reflektive Metallelektrode oder eine Kombination daraus. Die Flüssigkristallanzeigetafel kann eine transmissive Flüssigkristallanzeigetafel, eine reflektive Flüssigkristallanzeigetafel, eine transflektive Flüssigkristallanzeigetafel oder eine teilreflektive Flüssigkristallanzeigetafel sein. Das dielektrische Material des Speicherkondensators ist ein Siliziumoxidmaterial SiOx, ein Stickstoffoxidmaterial SiNx, ein Harzmaterial, ein Kunststoffmaterial oder ein Fotolackmaterial. Das dielektrische Material des Speicherkondensators hat eine Dicke von weniger oder gleich 0,2 μm. In der Pixeleinheit 322 der oben erwähnten Ausführungsform weist die Pixelelektrodenschicht eine Pixelelektrodenschichtarchitektur auf, umfassend Indium-Zinn-Oxid(ITO)-Schlitze. Auf 14 beziehend, zeigt 14 ein schematisches Diagramm einer Pixelelektrodenschicht mit ITO-Schlitzen. Wie in 14 gezeigt, sind mehrere Schlitze auf der gemeinsamen Elektrodenschicht ITO der Pixeleinheit 322 angeordnet. Die Flüssigkristallschicht ist durch negative Flüssigkristalle, die vertikal ausgerichtet sind, konstruiert.
In einer anderen Ausführungsform ist außerdem ein anderer Pixeleinheitsentwurf der Erfindung wie folgt. Jede Pixeleinheit entspricht wenigstens einem der Flüssigkristallkondensatoren und einem der Speicherkondensatoren. Jede Pixeleinheit umfasst die Gate-Schicht der ersten Elektrodenschicht M1, der zweiten Elektrodenschicht M2 und der gemeinsamen Elektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht M3, die nacheinander auf dem unteren Substrat angeordnet sind. Dielektrische Materialien (I1, I2) sind jeweils zwischen der ersten Elektrodenschicht M1 und der zweiten Elektrodenschicht M2 und zwischen der zweiten Elektrodenschicht M2 und der dritten Elektrodenschicht M3 angeordnet, wie in 8 und 9 gezeigt.
Es sollte hervorgehoben werden, dass die zweite Elektrodenschicht M2 eine Source-Schicht, eine Drain-Schicht und eine Pixelelektrodenschicht, die mit der Drain-Schicht verbunden ist, umfasst. Die Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht M2 und die gemeinsame Elektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht M3 weisen eine kammförmige oder gitterförmige Elektrodenarchitektur oder eine gekrümmte kammförmige oder gitterförmige Elektrodenarchitektur auf. Auf dem oberen Substrat ist keine gemeinsame Elektrodenschicht angeordnet. Ein Farbfilter oder eine Flachschicht kann auf dem oberen Substrat angeordnet sein. Der Flüssigkristallkondensator ist in dem gekrümmten elektrischen Feld zwischen der Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht und der gemeinsamen Elektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht angeordnet. Der Speicherkondensator ist zwischen der Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht und der gemeinsamen Elektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht angeordnet.
In einer Ausführungsform, beziehend auf 10 und 11, weist die Pixelelektrodenschicht in 10 und 11 eine In-Der-Ebene-Schaltarchitektur auf. Die Flüssigkristallmolekularschicht kann aus Flüssigkristallen (positiven oder negativen Flüssigkristallen), die horizontal ausgerichtet sind, gebildet sein. Die Pixelelektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht sind leitende Metall- oder Legierungselektroden. Die Pixelelektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht des unteren Substrats der Flüssigkristallanzeigevorrichtung sind kammförmig oder gitterförmige Elektroden oder gekrümmte kammförmige oder gitterförmige Elektroden.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Flüssigkristallanzeigevorrichtung in der In-Der-Ebene-Schaltarchitektur wenigstens eine Pixelelektrodenschicht und eine gemeinsame Elektrodenschicht. Die Pixelelektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht können eine kammförmige oder gitterförmige Elektrodenarchitektur oder eine gekrümmte kammförmige oder gitterförmige Elektrodenarchitektur aufweisen. Die gemeinsame Elektrodenschicht ist eine erste Metallelektrode M1 und die Pixelelektrodenschicht ist eine zweite Metallelektrode M2. Der Speicherkondensator, der durch die M1 und M2 gebildet ist, kann sich an einer Stelle der kammförmigen oder gitterförmigen Elektroden befinden und es wird sogar ein kreisrunder (oder rechteckiger) Speicherkondensator gebildet.
In noch einer anderen Ausführungsform, auf 12 und 13 beziehend, kann die Pixelelektrodenschicht auch eine Streufeldschaltarchitektur aufweisen. Die Flüssigkristallmolekularschicht kann aus negativen Flüssigkristallen, die horizontal ausgerichtet sind, konstruiert sein. Die Pixelelektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht sind transparente ITO- oder IZO-Elektroden oder leitfähige Metall- oder Legierungselektroden. In dieser Ausführungsform kann die Pixelelektrodenschicht eine Rechteck- oder Einheitspixelelektrodenschicht sein. Die gemeinsame Elektrodenschicht kann eine kammförmige oder gitterförmige Elektrode oder eine gekrümmte kammförmige oder gitterförmige Elektrode sein (wie in 12 gezeigt).
In dem Entwurf der oben erwähnten Pixeleinheit kann die Pixelelektrodenschicht auch eine transparente Elektrode, eine reflektive Metallelektrode oder eine Kombination daraus sein. Die Flüssigkristallanzeigetafel kann eine transmissive Flüssigkristallanzeigetafel, eine reflektive Flüssigkristallanzeigetafel, eine tranflektive Flüssigkristallanzeigetafel oder eine teilreflektive Flüssigkristallanzeigetafel sein. Das dielektrische Schichtmaterial des Speicherkondensators ist ein Siliziumoxidmaterial SiOx, ein Stickstoffoxidmaterial SiNx, ein Harzmaterial, ein Kunststoffmaterial oder ein Fotolackmaterial. Das dielektrische Schichtmaterial des Speichekondensators hat eine Dicke von weniger oder gleich 0,2 μm. Im Anbetracht dessen kann der Pixelentwurf und das Flüssigkristallmaterial verschiedener Pixeleinheiten, die in der zweiten Ausführungsform offenbart sind, zur Unterstützung verwendet werden, um die Flüssigkristallanzeigevorrichtung dynamisch zu einer geringen Anzeigewiederholungsrate anzupassen, wodurch die Energiekosten der Flüssigkristallanzeigevorrichtung reduziert werden. Daher wird unter Verwendung des Verfahrens der Erfindung eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit hoher Energieeffizienz und einem stabilen Anzeigeeffekt bereitgestellt (abnormale Anzeigebedingungen, wie etwa Bildschirmszintillation, können vermieden werden).
Außerdem kann die Erfindung weiter in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit Helligkeit oder Leuchtdichte haltenden Ratenausgleich angewendet werden. Der Durchlässigkeitsgrad bzw. die Transmission der Flüssigkristallanzeigetafel erhöht sich mit der Zeit in einem Anzeigerahmenzyklus. Das Hintergrundbeleuchtungsmodul kann mehrere Hintergrundbeleuchtungsschildblockperioden in einem Anzeigerahmenzyklus bilden oder den Hintergrundbeleuchtungsbetriebsstrom bzw. -Steuerstrom allmählich anpassen.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf die obigen Ausführungsformen offenbart wurde, sind diese Ausführungsformen nicht zur Beschränkung der Erfindung beabsichtigt. Es wird für Fachleute offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der Struktur der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich oder das Wesen der Erfindung zu verlassen. Daher soll der Schutzbereich der Erfindung durch die angehängten Ansprüche definiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

TW 099147378 [0001]

Claims

Flüssigkristallanzeigevorrichtung, umfassend: ein Register, um Bildinformationen vorübergehend zu speichern; eine Flüssigkristallanzeigetafel, umfassend mehrere Flüssigkristallkondensatoren, mehrere Pixeleinheiten, eine obere Ausrichtungsfilmschicht und eine untere Ausrichtungsfilmschicht; einen Ansteuerungsschaltkreis, umfassend mehrere Speicherkondensatoren entsprechend zu den Flüssigkristallkondensatoren, wobei eine Kapazität der Speicherkondensatoren die Kapazität der Flüssigkristallkondensatoren bei weitem übersteigt und der Ansteuerungsschaltkreis die Bildinformationen auf die Flüssigkristallanzeigetafel überträgt; eine Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung für die Berechnung und Beurteilung, basierend auf einer Klassifizierung der Bildcharakteristik der Bildinformationen, die in dem Register gespeichert sind, und für die dynamische Erzeugung eines Anzeigemodussteuerungssignals; und einen Steuerungsschaltkreis, der elektrisch mit der Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung und dem Ansteuerungsschaltkreis verbunden ist, wobei der Steuerungsschaltkreis eine Anzeigewiederholungsrate und eine Anzeigekonfiguration des Ansteuerungsschaltkreises anpasst, gemäß dem Anzeigemodussteuerungssignal.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Klassifizierung der Bildcharakteristik ein dynamisches Bild, ein statisch langsames Bild oder ein statisch haltendes Bild umfasst und die Anzeigekonfiguration eine Graustufentiefe umfasst.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Bildinformationen eine Unterklassifizierung der Bildcharakteristik haben, die einen Vollfarbmodus, einen Bildmodus, einen Textmodus, einen einfarbigen Bildmodus und/oder einen Modus mit wenigen Graustufen umfasst, und wobei die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung ein entsprechendes Bildschirmmodussteuerungssignal erzeugt, basierend auf der Klassifizierung der Bildcharakteristik und der Unterklassifizierung der Bildcharakteristik der Bildinformationen.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einheit zur dynamischen Frequenzanpassung wenigstens zwei oder mehr Sätze von Anzeigebildfrequenzen hat.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Ansteuerungsschaltkreis zwei oder mehr Dünnschichttransistoren(TFT)-Schalter, einen Dual-Gate-Dünnschichttransistor oder einen leicht dotierten Drain(LDD)-Dünnschichttransistor entsprechend jeder Pixeleinheit umfasst und ein Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises im Aus-Zustand weniger oder gleich 10^–12 Ampere ist, der LDD TFT des Ansteuerungsschaltkreises wenigstens einen ersten leicht dotierten Drain und einen zweiten leicht dotierten Drain mit unterschiedlichen Längen hat, und wobei der erste leicht dotierte Drain am nächsten zu dem Steuertransistor die größte Länge hat.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, umfassend: eine Flüssigkristallanzeigetafel, umfassend mehrere Flüssigkristallkondensatoren, mehrere Pixeleinheiten, eine oberen Ausrichtungsfilmschicht und eine untere Ausrichtungsfilmschicht, wobei der Flüssigkristallwiderstand größer oder gleich 10¹³ Ohm/cm ist und ein Ausrichtungsschichtwiderstand der Flüssigkristallanzeigetafel größer oder gleich dem Zehnfachen des Flüssigkristallwiderstands ist; und einen Ansteuerungsschaltkreis, umfassend eine Anzeigewiederholungsrate und mehrere Speicherkondensatoren, wobei die Speicherkondensatoren jeweils den Flüssigkristallkondensatoren entsprechen, eine Kapazität der Speicherkondensatoren größer oder gleich dem Zehnfachen der Kapazität der Flüssigkristallkondensatoren ist und der Ansteuerungsschaltkreis die Bildinformationen auf die Flüssigkristallanzeigetafel überträgt, wobei der Ansteuerungsschaltkreis zwei oder mehr Dünnschichttransistorenschalter, einen Dual-Gate-Dünnschichttransistor oder einen leicht dotierten Drain-Dünnschichttransistor entsprechend jeder Pixeleinheit umfasst, und wobei ein Fehlstrom des Ansteuerungsschaltkreises im Aus-Zustand kleiner gleich 10^–12 Ampere ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei ein Ausrichtungsschichtwiderstand der Flüssigkristallanzeigetafel weiter größer oder gleich dem Fünfzigfachen des Flüssigkristallwiderstands ist und die Kapazität der Speicherkondensatoren größer oder gleich dem Fünfzigfachen der Kapazität der Flüssigkristallkondensatoren ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei jede der mehreren Pixeleinheiten der Flüssigkristallanzeigetafel wenigstens einem der Flüssigkristallkondensatoren und einem der Speicherkondensatoren entspricht, wobei jede Pixeleinheit eine erste Elektrodenschicht, eine zweite Elektrodenschicht und eine dritte Elektrodenschicht, die nacheinander auf einem unteren Substrat angeordnet sind, umfasst, wobei die zweite Elektrodenschicht eine Erweiterungsschicht einer Drain-Schicht umfasst, die dritte Elektrodenschicht eine Pixelelektrodenschicht umfasst, wobei dielektrische Materialien jeweils zwischen der ersten Elektrodenschicht und der zweiten Elektrodenschicht und zwischen der zweiten Elektrodenschicht und der dritten Elektrodenschicht angeordnet sind, wobei die erste Elektrodenschicht eine Gate-Schicht und/oder eine gemeinsame leitfähige Elektrodenschicht umfasst und die Erweiterungsschicht der Drain-Schicht mit der Pixelelektrodenschicht verbunden ist und/oder die gemeinsame leitfähige Elektrodenschicht elektrisch mit einer gemeinsamen transparenten Elektrodenschicht des oberen Substrats verbunden ist, wobei der Flüssigkristallkondensator zwischen der gemeinsamen transparenten Elektrodenschicht und der Pixelelektrodenschicht des unteren Substrats gebildet ist und der Speicherkondensator zwischen der gemeinsamen leitfähigen Elektrodenschicht der ersten Elektrodenschicht und der Erweiterungsschicht der zweiten Elektrodenschicht und/oder zwischen der gemeinsamen leitfähigen Elektrodenschicht der ersten Elektrodenschicht und der Pixelelektrodenschicht und/oder zwischen der Gate-Schicht der ersten Elektrodenschicht und der Pixelelektrodenschicht angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Pixelelektrodenschicht eine Pixelelektrodenschichtarchitektur mit Indium-Zink-Oxid (IZO) oder Indium-Zinn-Oxid(ITO)-Schlitzen ist und die Flüssigkristallschicht durch negative Flüssigkristalle gebildet ist, die vertikal ausgerichtet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Pixelelektrodenschicht und/oder die gemeinsame Elektrodenschicht eine transparente Elektrode, eine reflektive Metallelektrode oder eine Kombination daraus ist und die Flüssigkristallanzeigetafel eine transmissive Flüssigkristallanzeigetafel, eine reflektive Flüssigkristallanzeigetafel oder eine transflektive Flüssigkristallanzeigetafel oder eine teilreflektive Flüssigkristallanzeigetafel ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei jede der Pixeleinheiten der Flüssigkristallanzeigetafel wenigstens einem der Flüssigkristallkondensatoren und einem der Speicherkondensatoren entspricht, wobei jede Pixeleinheit eine Gate-Schicht einer ersten Elektrodenschicht, eine zweite Elektrodenschicht und eine gemeinsame Elektrodenschicht einer dritten Elektrodenschicht, die nacheinander auf dem unteren Substrat angeordnet sind, umfasst, wobei ein dielektrisches Material jeweils dazwischen angeordnet ist, die zweite Elektrodenschicht eine Source-Schicht, eine Drain-Schicht und eine Pixelelektrodenschicht, die mit der Drain-Schicht verbunden ist, umfasst, wobei die Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht eine kammförmige oder gitterförmige Elektrodenarchitektur oder eine gekrümmte kammförmige oder gitterförmige Elektrodenarchitektur aufweist, und keine gemeinsame Elektrodenschicht auf dem oberen Substrat angeordnet ist, wobei der Flüssigkristallkondensator in dem gekrümmten elektrischen Feld zwischen der Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht und der gemeinsamen Elektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht gebildet ist und der Speicherkondensator zwischen der Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht und der gemeinsamen Elektrodenschicht der dritten Elektrodenschicht gebildet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Pixelelektrodenschicht eine Streufeldschaltarchitektur aufweist und die Flüssigkristallmolekularschicht durch negative Flüssigkristalle, die horizontal ausgerichtet sind, aufgebaut ist oder die Pixelelektrodenschicht eine In-Der-Ebene-Schaltarchitektur aufweist und die Flüssigkristallmolekularschicht flüssige Kristalle aufweist, die horizontal ausgerichtet sind, und die Pixelelektrodenschicht und die gemeinsame Elektrodenschicht ITO oder IZO transparente Elektroden, Kohlenstoffnanoröhrenelektroden oder leitfähige Metall- oder Legierungselektroden sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Pixelelektrodenschicht weiter ein Rechteck oder eine Einheitspixelelektrodenschicht ist, und wobei die gemeinsame Elektrodenschicht eine kammförmige oder gitterförmige Elektrode oder eine gekrümmte kammförmige oder gitterförmige Elektrode sein kann.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei jede der Pixeleinheiten der Flüssigkristallanzeigetafel wenigstens einem der Flüssigkristallkondensatoren und einem der Speicherkondensatoren entspricht, wobei jede Pixeleinheit eine erste Elektrodenschicht und eine zweite Elektrodenschicht, die nacheinander auf dem unteren Substrat angeordnet sind, umfasst, wobei ein dielektrisches Schichtmaterial jeweils dazwischen angeordnet ist, wobei die erste Elektrodenschicht eine Gate-Schicht und eine gemeinsame Elektrodenschicht umfasst, die zweite Elektrodenschicht eine Source-Schicht, eine Drain-Schicht und eine Pixelelektrodenschicht, die mit der Drain-Schicht verbunden ist, umfasst, die gemeinsame Elektrodenschicht der ersten Elektrodenschicht und die Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht eine kammförmige oder gitterförmige Elektrodenarchitektur oder eine gekrümmte kammförmigen oder gitterförmige Elektrodenarchitektur aufweisen und keine gemeinsame Elektrodenschicht auf dem oberen Substrat angeordnet ist, wobei der Flüssigkristallkondensator in dem ebenen Schaltfeld zwischen der gemeinsamen Elektrodenschicht der ersten Elektrodenschicht und der Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht gebildet ist und der Speicherkondensator zwischen der gemeinsamen Elektrodenschicht der ersten Elektrodenschicht und der Pixelelektrodenschicht der zweiten Elektrodenschicht angeordnet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei sich der Speicherkondensator der Pixeleinheit der Flüssigkristallanzeigevorrichtung an der Stelle der kammförmigen oder gitterförmigen Elektrode befindet und weiter ein kammförmiger oder gitterförmiger oder ein umgebender Speicherkondensator gebildet wird.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die Flüssigkristallanzeigevorrichtung wenigstens eine Anzeigewiederholungsrate kleiner oder gleich 5 Hz umfasst, und der Ansteuerungsschaltkreis der Flüssigkristallanzeigevorrichtung weiter wenigstens ein Zeilenumkehrbetriebsverfahren oder ein Rahmenumkehrbetriebsverfahren umfasst.