DE19801263C2

DE19801263C2 - Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung für Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige unter Verwendung einer elektrischen Ladungs-Recyclingtechnik

Info

Publication number: DE19801263C2
Application number: DE1998101263
Authority: DE
Inventors: Oh-Kyong Kwon
Original assignee: LG Semicon Co Ltd
Current assignee: MagnaChip Semiconductor Ltd
Priority date: 1997-05-31
Filing date: 1998-01-15
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2018-01-16
Also published as: TW374149B; KR19980086264A; KR100218375B1; GB2326013B; DE19801263A1; GB2326013A; JPH10339863A; JP2879681B2; GB9811665D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Dünnfilmtran sistor-Flüssigkristallanzeige (TFT-LCD) und insbesondere auf eine verbesserte Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung einer TFT-LCD unter Verwendung einer elektrischen Ladungs-Recyclingtechnik, welche in der Lage ist, eine Leistungsaufnahme einer Gate-Ansteu ereinheit durch Entladen einer elektrischen Ladung, die in einer Kapazität einer Gateleitung geladen ist, zu einer Kapazität einer anderen Gateleitung zu reduzieren.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt eine herkömmliche TFT-LCD eine Flüssigkristalltafel 10 mit einer Vielzahl Pixel 10' an jeder Schnittstelle von Gateleitungen GL und Datenleitungen DL, eine Datenansteuereinheit 20 zum Ausgeben eines Bildsignales zu der Flüssigkristalltafel 10 über die Datenleitungen DL und eine Gateansteuereinheit 30 zum Einschalten der Pixel 10' durch Ansteuern der Gateleitungen GL.

Hier umfaßt jedes Pixel 10' einen Dünnfilmtransistor 1 sowie einen Speicherkondensator Cs und einen Flüssigkristallkondensator Clc, die jeweils mit dem Dünnfilmtransistor 1 parallel geschaltet sind. Der Betrieb des herkömmlichen TFT-LCD's wird nunmehr beschrieben.

Zunächst empfängt ein (nicht gezeigter) Schieberegister der Datenansteuereinheit 20 sequentiell ein Bilddaten durch ein Einzelpixel und speichert Bilddaten, die jeder der Datenleitungen DL entsprechen.

Dann gibt die Gateansteuereinheit 30 ein Signal mit einer in Fig. 2 gezeigten Wellenform aus, um so die Vielzahl von Gate leitungen GL sequentiell anzusteuern, wobei hier die Gatelei tungen GL jeweils als Widerstand und Kapazität angesehen werden können.

Im vorliegenden Fall ändert sich die Größe des Widerstandes und der Kapazität abhängig von der Schirmabmessung und einem Aufbau material der Gateleitung. Im allgemeinen mißt der Widerstand ei nige kΩ, und die Kapazität hat einige bis Hunderte von pF.

Zusätzlich liefert bei einer O/A-Anwendung die Gateansteuerein heit 30 ein Signal mit der in Fig. 2A gezeigten Wellenform, und bei einer Audio/Video-(A/V)-Anwendung gibt die Gateansteuerein heit 30 ein Signal mit einer in Fig. 2B angegebenen Wellenform für ein geradzahliges Halbbild und ein Signal mit einer in Fig. 2C dargestellten Wellenform für ein ungeradzahliges Halbbild ab, um so die Gateleitungen GL anzusteuern.

Das heißt, bei einer sequentiellen Abtastmethode für die O/A-An wendung lädt die Gateansteuereinheit 30 (nicht gezeigte) Kapazi täten der Gateleitungen GL gemäß einem Signal, das das gleiche wie in Fig. 2A gezeigte Muster aufweist, und entlädt die elek trische Ladung, die geladen ist, nach Masse (oder VSS), um so die Vielzahl von Gateleitungen GL anzusteuern.

Bei einem geradzahligen Halbbild einer Doppelzeilen-Simultan- Abtastmethode für die A/V-Anwendung steuert die Gateansteuerein heit 30, wie in Fig. 2B gezeigt ist, die Vielzahl von Gatelei tungen GL an, indem wiederholt das gleiche Signal an die ersten und zweiten Gateleitungen GL1 und GL2 angelegt wird, und dann das gleiche Signal an die dritten und vierten Gateleitungen GL3 und GL4 angelegt wird.

Bei einem ungeradzahligen Halbbild einer Doppelzeilen-Simultan- Abtastmethode für die A/V-Anwendung lädt die Gateansteuereinheit 30, wie in Fig. 2C gezeigt ist, die (nicht gezeigten) Kapazi täten der Gateleitungen GL durch wiederholtes Anlegen eines Signales an die erste Gateleitung GL1, durch Anlegen des gleichen Signales an die zweiten und dritten Gateleitungen GL2 und GL3 sowie durch Anlegen des gleichen Signales an die vierten und fünften Gateleitungen GL4 und GL5 auf, und entlädt die elek trische Ladung nach Masse (oder VSS), um so die Gateleitungen GL anzusteuern. Als Ergebnis wird die Vielzahl der Dünnfilmtran sistoren, die mit den gewählten Gateleitungen GL verbunden sind, eingeschaltet, und in den (nicht gezeigten) Schieberegistern der Datenansteuereinheit 20 gespeicherte Bilddaten werden den Dünn filmtransistoren zugeführt, um so die Bilddaten auf der Flüssig kristalltafel 10 anzuzeigen. Der oben beschriebene Betrieb wird wiederholt, und daher werden die Bilddaten auf der Flüssigkri stalltafel 10 angezeigt.

Im allgemeinen schwingt jedoch das Ausgangssignal der Gateansteu ereinheit 30 von VDD nach VSS (oder Masse) oder von VSS nach VDD.

Wenn hier die Gateansteuereinheit 30 eine n-te Gateleitung GL an steuert, ist die Energie E, die die Gateansteuereinheit 30 ver braucht, durch die folgende Gleichung (1) gegeben:

E = Cn × VDD² (1)

Hier ist Cn ein Kondensator einer n-ten Gateleitung GL.

Demgemäß liefert bei der herkömmlichen TFT-LCD-Ansteuerschaltung die Gateansteuereinheit 30 ein Signal, das von VDD nach VSS (oder Masse) oder VSS nach VDD schwingt, um die Kapazität der Gatelei tung GL zu laden/entladen, wodurch die Energie verbraucht wird, die proportional zu einem Wert von VDD im Quadrat beim Prozeß des Ladens/Entladens ist.

Gemäß der EP 0 539 185 A1 wird der Kontrast für die Wiedergabe qualität einer Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige mit Zeilen- und Spaltenelektroden verbessert, indem ein spezieller Steuerimpuls verwendet wird, um Daten für eine Reihe der Spalten elektroden zu jeder der Zeilenelektroden zu übertragen. Der spe zielle Steuerimpuls dient zum Einschalten der Gateanschlüsse der Elektroden und weist eine Wellenform auf, die während einer ho rizontalen Periode wenigstens einen konkaven Bereich aufweist. Diese Wellenform führt dazu, daß die Periode, in der die Gate anschlüsse eingeschaltet sind, verkürzt wird. Da auf diese Weise die Flüssigkristallschicht immer ausreichend aufgeladen ist, wird der Kontrast der Wiedergabe verbessert.

Aus der DE 195 40 146 A1 ist ein Steuersignalgenerator zum Ausge ben von Steuersignalen bekannt, der eine reduzierte Anzahl von Steuersignalanschlüssen aufweist, um einen verbesserten Rausch abstand und kleinere Bauformen zu erreichen. Dieser Steuersignal generator wird bei einer sequentiellen Abtastmethode oder bei einer Doppelzeilen-Simultan-Abtastmethode eingesetzt.

Aus der DE 37 24 086 C2 ist es bekannt, elektrische Ladungen, die in Elektroden einer Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung vorlie gen, in einen Speicherkondensator zu entladen und dort zu spei chern. In dem Speicherkondensator gespeicherte elektrische Ladung wird dann für einen nachfolgenden Betrieb von Elektroden diesen zur Bildwiedergabe auf der Elektrolumineszenzanzeigevorrichtung wieder zugeführt.

Die EP 0 479 552 A2 offenbart eine Flüssigkristallanzeige, bei der ein Auswahlsignal simultan an zwei Abtastsignalleitungen an gelegt wird. Hierbei wird die Zufuhr des Auswahlsignales zu einer der beiden Abtastsignalleitungen früher beendet, als die Zufuhr des Auswahlsignales zu der anderen der zwei Abtastsignalleitun gen. Alternativ ist es dort vorgesehen, für die zwei Abtast signalleitungen zwei Auswahlsignale unterschiedlicher Pegel zu verwenden. Einrichtungen zum Entladen elektrischer Leistung, die in Elektroden der Flüssigkristallanzeige gespeichert ist, sind nicht beschrieben.

Um die Bildqualität von Anzeigevorrichtungen, wie z. B. Flüssig kristallanzeigen zu verbessern, werden gemäß der US-5,298,913 die Abtastleitungen für Bildelemente (z. B. Flüssigkristallelektro den) in Abtastleitungen mit ungeraden Nummern und Abtastleitungen mit geraden Nummern unterteilt. Während eines ersten Halbbildes werden nur die Steuersignale für Abtastleitungen mit ungeraden Nummern verwendet, um lediglich diese anzusteuern. Während eines zweiten nachfolgenden Halbbildes werden dann nur die Steuersigna le für die Abtastleitungen mit geraden Nummern verwendet, so daß nun nur Abtastleitungen mit geraden Nummern aktiviert werden. Auf diese Weise wird die Frequenz, mit der die Bildelemente aktiviert werden, verdoppelt.

Die US-5,585,815 offenbart eine Anzeigevorrichtung mit in Matrix- Form angeordneten einzelnen Zellen, die jeweils einen Dünnfilm transistor und ein Pixel aufweisen. Erste Schaltelemente sind an Kreuzungspunkten zwischen Signalleitungen und Abtastleitungen angeordnet, die von Abtastleitungssteuerelementen gesteuert wer den. Ferner ist zwischen jeder Abtastleitung und einem entspre chenden Abtastleitungssteuerelement ein zweites Schaltelement angeordnet. Jedes zweite Schaltelement wird bei einem Abfall des Pegels eines einer Signalleitung bereitgestellten Videoeingangs signales geöffnet, um die entsprechende Abtastleitung von dem zugeordneten Abtastleitungssteuerelement elektrisch zu trennen.

Es ist demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung einer TFT-LCD unter Verwendung einer elektrischen Ladungs-Recyclingtechnik bereitzustellen, welche die Schaltvorrichtung, die zwischen Gateleitungen liegt, steuert und die elektrische Ladung durch Entladen der elektrischen Ladung, die in einem Kondensator der Gateleitung geladen ist, zu einem Kondensator einer anderen Gateleitung rückführt (rezykliert), um so die Energie zu vermindern, die eine Gateansteuereinheit verbraucht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung eine Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung einer Dünnfilmtransistor- Flüssigkristallanzeige mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen TFT-LCD,

Fig. 2 ein Wellenformdiagramm eines Ausgangssignales einer Gate ansteuereinheit in Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Niederleistung-Gate-Ansteuer schaltung einer TFT-LCD unter Verwendung einer erfindungsgemäßen elektrischen Ladungs-Recyclingtechnik,

Fig. 4 ein Detailschaltbild eines Steuersignalgenerators von Fig. 3,

Fig. 5 ein Wellenformdiagramm eines Eingangs/Ausgangssignales eines Steuersignalgenerators in Fig. 4,

Fig. 6 ein Wellenformdiagramm eines Ausgangssignales einer Gate ansteuereinheit für einen Ausgang eines Steuersignalgenerators und eines elektrischen Ladungsrecyclings in einer sequentiellen Abtastmethode für eine O/A-Anwendung,

Fig. 7 ein Diagramm eines vergrößerten elektrischen Recyclingteils in Fig. 6,

Fig. 8 ein Wellenformdiagramm einer Gateansteuereinheit für ein Ausgangssignal eines Steuersignalgenerators und eines elektri schen Ladungsrecyclings in einem geradzahligen Halbbild einer Doppelzeilen-Simultan-Abtastmethode für eine A/V-Anwendung,

Fig. 9 ein Wellenformdiagramm einer Gateansteuereinheit für ein Ausgangssignal eines Steuersignalgenerators und eines elektri schen Ladungsrecyclings in einem ungeradzahligen Halbbild einer Doppelzeilen-Simultan-Abtastmethode für eine A/V-Anwendung,

Fig. 10 ein Diagramm, das eine Schaltung jeder Gateleitung sowie erste und zweite Schalteinheiten veranschaulicht,

Fig. 11 ein Diagramm, das den Betrieb einer Schalteinheit in Fig. 3 veranschaulicht, und

Fig. 12 ein Schaltungsdiagramm eines Dreizustand-Puffers, der für eine Vielzahl von Schaltern der ersten Schalteinheit einge setzt werden kann und die Gateansteuereinheit in Fig. 3 puffert.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, umfaßt eine Niederleistung-Gate-An steuerschaltung einer TFT-LCD unter Verwendung einer erfindungs gemäßen elektrischen Ladungs-Recyclingtechnik eine erste Schalt einheit 40, die zwischen einer Gateansteuereinheit 30 und einer Flüssigkristalltafel 10 angeordnet ist, um eine Vielzahl von Gateleitungen GL gemäß einem Steuersignal CRO, das während einer Horizontalaustastzeit vorliegt, in einen potientialfreien Zustand zu bringen, einen Steuersignalgenerator 50 zum Empfangen einer Quellenspannung VDD und von Impulssignalen PUL1 und PUL2 und zum Ausgeben einer Vielzahl von Steuersignalen CR₁, . . . CR_n sowie eine zweite Schalteinheit 60 für ein Recycling einer elektrischen Ladung, die in die Gateleitungen GL geladen sind, gemäß den Steuersignalen CR1, . . . CRn.

Die zweite Schalteinheit 60 ist zwischen jeder der Gateleitungen GL angeordnet und mit einer Vielzahl von Schaltern SW1 bis SWn versehen, die gemäß den von dem Steuersignalgenerator 50 ausge gebenen Steuersignalen CR1, . . . CRn die Gateleitungen GL mit einander verbinden. Hier können die Schalter SW1 bis SWn durch eine Vielzahl von Übertragungsgattern oder Leittransistoren er setzt werden.

Auch können eine Vielzahl von Puffern BF1 bis BFn in der Gatean steuereinheit 30 und die erste Schalteinheit 40 durch einen Drei zustand-Puffer ersetzt werden.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt der Steuersignalgenerator 50 Multiplexer 51 und 52 zum selektiven Ausgeben eines Impulssigna les PUL2 und einer Quellenspannung VDD gemäß einem Eingangssignal INT, Multiplexer 53 und 54 zum selektiven Ausgeben eines Impuls signales PUL1 und der Quellenspannung VDD gemäß dem Eingangssi gnal INT, einen Multiplexer 55 zum Ausgeben eines Signales, das zwischen einem Ausgangssignal von dem Multiplexer 51 und dem Impulssignal PUL2 als ein Steuersignal CR4 gemäß einem Eingangs signal FLD gewählt ist, einen Multiplexer 56 zum Ausgeben eines Signales, das zwischen einem Ausgangssignal von dem Multiplexer 52 und dem Impulssignal PUL1 als ein Steuersignal CR3 gemäß dem Eingangssignal FLD gewählt ist, einen Multiplexer 57 zum Ausgeben eines Signales, das zwischen einem Ausgangssignal von dem Multi plexer 53 und dem Impulssignal PUL2 als ein Steuersignal CR2 gemäß dem Eingangssignal FLD gewählt ist, und einen Multiplexer 58 zum Ausgeben eines Signales, das zwischen einem Ausgangssignal von dem Multiplexer 54 und dem Impulssignal PUL1 als ein Steuer signal gemäß dem Eingangssignal FLD gewählt ist.

Der Betrieb der oben beschriebenen Niederleistung-Gate-Ansteuer schaltung einer TFT-LCD unter Verwendung elektrischer Ladungs- Recyclingtechnik gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr beschrieben.

Jede Austastzeit liegt zwischen Vollbildern, bei denen das Bild signal extern eingespeist wird, und zwischen den Gateleitungen GL, bei denen das Bildsignal nicht eingespeist wird, vor.

Die Austastzeit zwischen den Gateleitungen GL ist eine Horizon talaustastzeit, während zwischen den Vollbildern eine Vertikal austastzeit vorliegt. Im allgemeinen betragen die Horizontalaus tastzeit 5,72 µs und die Vertikalaustastzeit etwa 10 µs. Um die sequentielle Abtastmethode für die O/A-Anwendung und die Doppel zeilen-Simultan-Abtastmethode für die A/V-Anwendung zu unter stützen, gibt demgemäß die Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung der TFT-LCD unter Verwendung der elektrischen Ladungs-Recycling technik gemäß der vorliegenden Erfindung die Steuersignale CR1, . . . CRn, die jeweils eine bestimmte Impulsbreite für einen gewissen Teil der Horizontalaustastzeit haben, an die zweite Schalteinheit 60 mittels des Steuersignalgenerators 50 aus, um so die elektrische Ladung, die in jede der Gateleitungen GL geladen ist, mittels der Schalter SW1, . . . SWn der zweiten Schalteinheit 60, die eingeschaltet sind, zu rezyklieren.

Das heißt, die Niederleistung-Gate-Ansteuereinheit gemäß der vor liegenden Erfindung kann die Anzahl der Eingangsstifte durch Ver wenden des in Fig. 4 gezeigten Steuersignalgenerators 50 redu zieren, ohne alle Steuersignale CR1, . . . CRn von außen zu empfan gen.

Zunächst empfängt die Datenansteuereinheit 20 sequentiell ein Bildsignal für jeweils ein Pixel und gibt ein Bildsignal ab, das jeder der Vielzahl von Datenleitungen DL entspricht. Die Gatean steuereinheit 30 liefert ein Gateleitungswählsignal, um so se quentiell die Vielzahl von Gateleitungen GL nacheinander zu wäh len.

Hier können, wie in Fig. 10 gezeigt ist, die Gateleitungen GL jeweils als Widerstand und Kondensator modelliert werden, wobei gewöhnlich der Widerstand R von 3,5 kΩ bis 6,5 kΩ reicht und der Kondensator C 100 pF beträgt.

Zusätzlich empfängt der Steuersignalgenerator 50 eine externe Quellenspannung VDD und in Fig. 5A gezeigte Impulssignale PUL1 und PUL2, und erzeugt, wenn das Eingangssignal INT den Wert 1 hat, für die auf O/A-Anwendung angewandte sequentielle Abtast methode unabhängig von dem Wert des Eingangssignales FLD, wie in Fig. 5B gezeigt, ein Steuersignal. Wenn das Eingangssignal INT den Wert 0 hat und das Eingangssignal FLD den Wert 0 aufweist, erzeugt der Steuersignalgenerator 50 ein Steuersignal für ein geradzahliges Halbbild der auf A/V angewandten Doppelzeilen- Simultan-Abtastmethode, wie in Fig. 5C gezeigt ist, und erzeugt, wenn das Eingangssignal INT den Wert 0 hat und das Eingangssignal FLD den Wert 1 aufweist, ein Steuersignal für ein ungeradzahliges Halbbild der auf A/V angewnadten Doppelzeilen-Simultan-Abtast methode, wie dies in Fig. 5D gezeigt ist.

Hier bestimmt das Eingangssignal INT, ob die Flüssigkristalltafel 10 für A/V oder für O/A eingestellt ist. Wenn das Eingangssignal INT den Wert 1 hat, so bedeutet dies, daß die Flüssigkristallta fel für A/V eingestellt ist, und wenn das Eingangssignal INT den Wert 0 hat, so ist die Flüssigkristalltafel 10 für O/A einge stellt. Das Eingangssignal FLD ist ein Halbbildsignal. Wenn das Eingangssignal FLD den Wert 0 hat, so bedeutet dies das gerad zahlige Halbbild der Doppelzeilen-Simultan-Abtastmethode, und wenn das Eingangssignal FLD den Wert 1 hat, so bedeutet dies das ungeradzahlige Halbbild hiervon.

Der Betrieb zum Erzeugen des Steuersignales für die sequentielle Abtastmethode für die O/A-Anwendung wird nunmehr beschrieben.

Wenn zunächst die mehreren Schalter SW1 bis SWn der ersten Schalteinheit 40 gemäß einem Steuersignal CR0 bei einem in Fig. 6A gezeigten hohen Pegel eingeschaltet werden, liefert die Gateansteuereinheit ein Signal bei einem VDD-Pegel über einen Puffer PUF1 des letzten Ausgangsanschlusses, um so einen Kondensator einer ersten Gateleitung GL1 anzusteuern bzw. zu laden.

Wenn das Eingangssignal INT den Wert 1 hat, so gibt der Steuer signalgenerator 50 ein in Fig. 5B gezeigtes Steuersignal CR1 für eine sequentielle Abtastmethode während der Horizontalsaustast zeit unabhängig von dem Wert des Eingangssignales FLD ab, um dadurch einen Schalter SW1 der zweiten Schalteinheit 60 einzu schalten.

Als Ergebnis wird, wie in den Fig. 6F und 6G sowie in Fig. 7 gezeigt ist, die in die erste Gateleitung GL geladene elektrische Ladung zu einem Kondensator der zweiten Gateleitung GL2 entladen, wodurch ein Pegel des Kondensators hiervon auf einen VDD/2-Pegel durch Recycling elektrischer Ladung ohne Empfang von irgendeiner elektrischen Ladung von einer externen Quelle (einem Puffer der Gateansteuereinheit) angehoben wird. Wenn die zwei Schalter SW1 und SW2 der zweiten Schalteinheit 60 gleichzeitig eingeschaltet werden, nachdem die zweite Gateleitung GL angesteuert (geladen) ist, wird die in den Kondensator der zweiten Gateleitung GL2 aufgeladene elektrische Ladung zu einem Kondensator einer dritten Gateleitung GL3 sowie zu dem Kondensator der ersten Gateleitung GL1 übertragen.

Um demgemäß eine derartige Situation zu vermeiden, werden, wie in den Fig. 6B bis 6E gezeigt ist, Steuersignale CR1 und CR3 von ungeradzahligen Schaltern SW1 und SW3 der zweiten Schalteinheit 60 und Steuersignale CR2 und CR4 von geradzahligen Schaltern Stil und SW3 hiervon abwechselnd dorthin für alle 2H gespeist (H bedeutet hier einen Horizontalabtastzyklus).

Zusätzlich sollten die Schalter SW1, . . . SWn der ersten Schalt einheit 40 gemäß dem Steuersignal CR0 ausgeschaltet werden, wäh rend die elektrische Ladung gerade zwischen den Gateleitungen GL während der Horizontalaustastzeit übertragen wird.

Wenn die Schalter SW1, . . . SWn der ersten Schalteinheit 40 nicht vorliegen oder die Schalter SW1, . . . SWn derselben beispielsweise eingeschaltet sind, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist, so wird die in einen Kondensator Cn - 1 der Gateleitung GLn - 1 geladene elektri sche Ladung vollständig über einen Absenktransistor entladen, der in einem Puffer BFn der Gateansteuereinheit 30 eingeschaltet ist, so daß das elektrische Potential eines Kondensators Cn in einer Gateleitung GLn aufgrund der von der Gateleitung GLn - 1 übertrage nen elektrischen Ladung nicht auf den VDD/2-Pegel angehoben wer den kann.

Als Ergebnis kann der Kondensator Cn der Gateleitung GLn voll ständig durch den Puffer BFn des letzten Anschlusses der Gatean steuereinheit 30, d. h., eine von der externen Quelle VDD zuge führte elektrische Ladung, aufgeladen werden.

Im folgenden wird der Betrieb zum Erzeugen des Steuersignales für das geradzahlige Halbbild in der Doppelzeilen-Simultan-Abtast methode für die A/V-Anwendung beschrieben.

Zunächst führt, wie in Fig. 2C gezeigt ist, die Gateansteuerein heit 30 ein Einschaltsignal der ersten Gateleitung GL1, ein iden tisches Signal den zweiten bzw. dritten Gateleitungen GL2 und GL3 und ein identisches Signal den vierten bzw. fünften Gateleitungen GL4 und GL5 zu.

Wenn hier, wie in den Fig. 8B bis 8E gezeigt ist, beide Ein gangssignale INT und FLD 0 sind, liefert während der Horizontal austastzeit der Steuersignalgenerator 50 für die ungeradzahligen Schalter SW1, . . . SW2n + 1 der zweiten Schalteinheit 60 Steuer signale CR1, . . . CR2n + 1 auf dem VDD-Pegel und führt für alle 2H abwechselnd Taktimpulstyp-Steuersignale CR2, . . . CR2n den gerad zahligen Schaltern SW2, . . . SW2n der zweiten Schalteinheit 60 zu.

Als Ergebnis wird so ein Recycling der elektrischen Ladungen zwi schen den Gateleitungen GL ausgeführt, wie dies in den Fig. 8F bis 8K gezeigt ist, wobei die ersten und die zweiten Gateleitun gen GL1 und GL2, die dritten und die vierten Gateleitungen GL3 und GL4 sowie die fünften und sechsten Gateleitungen GL5 und GL6 jeweils das identische Potential haben und das elektrische La dungsrecycling zwischen Gateleitungen GL2n und Gateleitungen GL2n + 1 ausgeführt wird.

Nunmehr wird der Betrieb zum Erzeugen des Steuersignales für das ungeradzahlige Halbbild in der Doppelzeilen-Simultan-Abtastme thode für die A/V-Anwendung näher beschrieben.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, führt die Gateansteuereinheit 30 ein Einschaltsignal der ersten Gateleitung GL1, ein identisches Signal den zweiten bzw. dritten Gateleitungen GL2 bzw. GL3 sowie ein identisches Signal den vierten bzw. fünften Gateleitungen GL4 und GL5 zu.

Wenn hier, wie in den Fig. 9B bis 9E gezeigt ist, das Ein gangssignal INT den Wert 0 und das Eingangssignal FLD den Wert 1 hat, so schaltet der Steuersignalgenerator 50 geradzahlige Schalter SW2, . . . SW2n der zweiten Schalteinheit 60 durch Anlegen von Steuersignalen CR1, . . . CR2n auf dem VDD-Pegel ein und lie fert für alle 2H während der Horizontalaustastzeit abwechselnd Taktimpulstyp-Steuersignale CR1, . . . CR2n + 1 den ungeradzahligen Schaltern SW1, . . . SW2n + 1 der zweiten Schalteinheit 60, so daß, wie in den Fig. 9F bis 9K gezeigt ist, die zweiten und dritten Gateleitungen GL2 und GL3, sowie die vierten und fünften Gatelei tungen GL4 und GL5 jeweils das identische elektrische Potential haben, und das elektrische Ladungsrecycling wird zwischen Gate leitungen GL2n - 1 und Gateleitungen GL2n ausgeführt.

Während demgemäß das Ausgangssignal von der Gateansteuereinheit 30 von VDD nach VSS in der herkömmlichen Ansteuerschaltung der TFT-LCD schwingt, schwingt das Ausgangssignal von der erfindungsgemäßen Gateansteuereinheit 30 von VSS nach VDD/2, und es schwingt wieder von VDD/2 nach VDD. Hier ist die Energie E, die die Gateansteuereinheit 30 verbraucht, durch die folgende Gleichung (2) gegeben:

E = Cn × (VDD/2)² = Cn × VDD²/4 = E/4 (2)

Cn ist hier ein Kondensator einer n-ten Gateleitung GL.

Demgemäß ist die Energie E, die die Gateansteuereinheit 30 gemäß der vorliegenden Erfindung verbraucht, auf 1/4 der Energie E der herkömmlichen Gateansteuereinheit reduziert.

Weiterhin kann jeder der Schalter SW1 bis SWn der ersten Schalt einheit 40 und der Puffer BFn in der Gateansteuereinheit 30 durch einen in Fig. 12 gezeigten Dreizustand-Puffer ersetzt werden. Die zweite Schalteinheit 60 kann durch mehrere Übertragungsgatter oder Leittransistoren ersetzt werden.

Wie oben beschrieben ist, werden bei der erfindungsgemäßen TFT-LCD-Ansteuerschaltung die elektrischen Ladungen zwischen den Gateleitungen durch Steuern der Schalter, die jeweils zwischen den Gateleitungen angeschlossen sind, während der Horizontalaus tastzeit rezykliert, wodurch sie für eine sequentielle Abtast methode und eine Doppelzeilen-Simultan-Abtastmethode anwendbar sind.

Die erfindungsgemäße Schaltung kann die Energie, die die Gatean steuereinheit verbraucht, auf 1/4 von der Energie vermindern, die die herkömmliche Gateansteuereinheit braucht, indem das Übertra gungsgatter, das zwischen den Gateleitungen angeschlossen ist, während der Horizontalaustastzeit gesteuert wird.

Zusätzlich vermag die erfindungsgemäße Gateansteuereinheit ihre Energieaufnahme zu verringern und damit weniger Wärme zu erzeu gen, so daß, wenn die Flüssigkristallanzeige LCD aus einem Polysilicium-Dünnfilmtransistor bzw. Poly-Si-TFT hergestellt ist, eine Verschlechterung der Eigenschaften des Flüssigkristalles und des TFT aufgrund der Wärme vermieden werden.

Die Erfindung schafft also eine Niederleistung-Gate-Ansteuer schaltung für eine Dünnfilmtransistor-Flüssigkristallanzeige mit Recycling elektrischer Ladung, welche eine zwischen den jeweili gen Gateleitungen angeordnete Schaltvorrichtung steuert und die elektrische Ladung durch Entladen der elektrischen Ladung, die in einen Kondensator einer Gateleitung geladen ist, zu einem Konden sator einer anderen Gateleitung rezykliert, um so die Energie zu vermindern, die eine Gateansteuereinheit verbraucht.

Claims

1. Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung für eine Dünnfilmtransi stor-Flüssigkristallanzeige (TFT-LCD) unter Verwendung einer elektrischen Ladungs-Recyclingtechnik, bei der eine Gateansteuer einheit (30) ein zu einem Flüssigkristallkondensator und zu einem Speicherkondensator zu übertragendes zugeführtes Bildsignal steuert, indem die Dünnfilmtransistoren (TFT) mit jeweils einem Pixel einer einzelnen Zeile (Gln) gesteuert werden, und eine Flüssigkristalltafel das übertragene Bildsignal anzeigt, gekenn zeichnet durch:
eine erste Schalteinheit (40), die an einem Ausgangsanschluß der Gateansteuereinheit (30) liegt, um gemäß einem während einer Hori zontalaustastzeit eines Horizontalzyklus angelegten Steuersignal (CR0) eine Gateleitung (Gln) in einen potentialfreien Zustand zu bringen,
einen Steuersignalgenerator (50), der durch Empfang erster und zweiter Signale (PUL1, PUL2) und einer Quellenspannung, die dem selben abwechselnd für zwei Horizontalzyklen eingespeist werden, Steuersignale (CR0, . . ., CR4) ausgibt, die während einer sequen tiellen Abtastmethode oder einer Doppelzeilen-Simultan-Abtastmetho de angelegt werden, und
eine zweite Schalteinheit (60), die zwischen den Gateleitungen (Gln) liegt, um gemäß den Steuersignalen (CR0, . . ., CR4), die von dem Steuersignalgenerator (50) während der Horizontalabtastzeit ausgegeben werden, elektrische Ladung, die in einer Gateleitung (Gln - 1) geladen ist, einer anderen Gateleitung (Gln) zuzuführen.

2. Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinheit (60) eine Vielzahl von Übertragungsgattern (SW1, . . ., SWn) aufweist, um die Gateleitungen (GLn) miteinander zu verbinden.

3. Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die zweite Schalteinheit (60) eine Vielzahl von Leittransistoren aufweist, um die Gateleitungen (Gln) miteinander zu verbinden.

4. Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung nach einem der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalt einheit (40) eine Vielzahl von Übertragungsgattern (SW1, . . ., SWn) aufweist.

5. Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung nach einem der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schalt einheit (40) und Puffer (BF1, . . ., BFn) in der Gateansteuer einheit (30) durch eine Vielzahl von Dreizustand-Puffern gebildet sind.

6. Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung nach einem der An sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem ungerad zahligen Halbbild bei der Doppelzeilen-Simultan-Abtastmethode der Steuersignalgenerator (50) während der Horizontalaustastzeit ein Steuersignal auf einem VDD-Pegel an ungeradzahlige Schalter (SW1, SW3, . . .) ausgibt und für alle zwei Horizontalzyklen Taktimpuls typ-Steuersignale geradzahligen Schaltern (SW2, SW4, . . .) abwechselnd zuführt.

7. Niederleistungs-Gate-Ansteuerschaltung nach einem der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem geradzah ligen Halbbild bei der Doppelzeilen-Simultan-Abtastmethode der Steuersignalgenerator (50) während der Horizontalaustastzeit ein Steuersignal auf einem VDD-Pegel an geradzahlige Schalter (SW2, SW4, . . .) ausgibt und für alle zwei Horizontalzyklen Taktim puls-Steuersignale ungeradzahligen Schaltern (SW1, SW3, . . .) abwechselnd zuführt.

8. Niederleistungs-Gate-Ansteuerschaltung nach einem der An sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schaltein heit (40) während der Horizontalaustastzeit ausgeschaltet ist.

9. Niederleistungs-Gate-Ansteuerschaltung nach einem der An sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Ladung während der Horizontalaustastzeit rezykliert wird.

10. Niederleistungs-Gate-Ansteuerschaltung nach einem der An sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignal generator (50) aufweist:
erste und zweite Multiplexer (51, 52) zum selektiven Ausgeben eines zweiten Impulssignales (PUL2) und einer Quellenspannung (VDD) gemäß einem ersten Eingangssignal (INT),
dritte und vierte Multiplexer (53, 54) zum selektiven Ausgeben eines ersten Impulssignales (PUL1) und der Quellenspannung (VDD) gemäß dem ersten Eingangssignal (INT),
einen fünften Multiplexer (55) zum Ausgeben eines Signales, das zwischen einem Ausgangssignal des ersten Multiplexers (51) und dem zweiten Impulssignal (PUL2) als ein viertes Steuersignal (CR4) gemäß einem zweiten Eingangssignal (FLD) gewählt ist,
einen sechsten Multiplexer (56) zum Ausgeben eines Signales, das zwischen einem Ausgangssignal des zweiten Multiplexers (52) und dem ersten Impulssignal (PUL1) als ein drittes Steuersignal (CR3) gemäß dem zweiten Eingangssignal (FLD) gewählt ist,
einen siebten Multiplexer (57) zum Ausgeben eines Signales, das zwischen einem Ausgangssignal des dritten Multiplexers (53) und dem zweiten Impulssignal (PUL2), als ein zweites Steuersignal (CR2) gemäß dem zweiten Eingangssignal (FLD) gewählt ist, und
einen achten Multiplexer (58) zum Ausgeben eines Signales, das zwischen einem Ausgangssignal des vierten Multiplexers (54) und dem ersten Impulssignal (PUL1) als ein erstes Steuersignal (CR1) gemäß dem zweiten Eingangssignal (FLD) gewählt ist.

11. Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung nach Anspruch 10, da durch gekennzeichnet, daß das erste Eingangssignal (INT) ein Steuersignal ist, um zu bestimmen, ob sich die Flüssigkristalltafel in einem A/V- oder O/A-Betrieb befindet, und, wenn das Signal den Wert 1 hat, einen O/A-Betrieb bzw., wenn das Signal den Wert 0 hat, einen A/V-Betrieb festzulegen.

12. Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Eingangssignal (FLD) ein Halbbildsteuersignal ist, und bei einem Wert 0 ein geradzahliges Halbbild und bei einem Wert 1 ein ungeradzahliges Halbbild angibt.

13. Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Wert 1 für das erste Eingangssignal (INT) der Steuersignalgenerator (50) unabhängig von dem Wert des zweiten Eingangssignales (FLD) ein Steuersignal für die sequentielle Abtastmethode, die für den O/A-Betrieb angewendet wird, erzeugt.

14. Niederleistung-Gate-Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Wert 0 für das erste und das zweite Eingangssignal (INT, FLD) der Steuersignalgenerator (50) ein Steuersignal für das geradzahlige Halbbild der Doppelzeilen-Simultan-Abtastmethode, die für den A/V-Betrieb angewendet wird, erzeugt.

15. Niederleistungs-Gate-Ansteuerschaltung nach einem der An sprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Wert 0 für das erste Eingangssignal (INT) und dem Wert 1 für das zweite Ein gangssignal (FLD) der Steuersignalgenerator (50) ein Steuersignal für das ungeradzahlige Halbbild der Doppelzeilen-Simultan-Abtast methode liefert, die bei dem A/V-Betrieb angewendet wird.