DE3208475A1 - Bildwiedergabeeinrichtung - Google Patents

Description

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TELEX: 521730 pate D

Meine Akte: D-4973

Anmelderin: Kabushiki Kaisha Daini Seikosha, Tokyo, Japan

Bildwiedergabeeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Bildwiedergabeeinrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Fig.1 zeigt eine bekannte Bildwiedergabeeinrichtung dieser Art, die eine Flüssigkristall-Zelle und eine Anordnung von MOS-FET enthält. Eine Bildelementeinheit enthält einen MOS-FET 1 , einen Kondensator 2 und eine Flüssigkristall-Zelle 3. Wenn eine negattive Impulsspannung an eine Gatterleitung Xi als Gattersignal angelegt wird, wird der p-Kanal MOS-FET 1 leitend, so daß der Kondensator 2 über deri MOS-FET 1 bei der Zufuhr eines analogen Videosignals über eine Leitung Yi aufgeladen wird. Der MOS-FET 1 wird nichtleitend, wenn die negative Impulsspannung nicht mehr auftritt. Da der Leckstrom des MOS-FET 1 und der Flüssigkristall-Zelle 3 sehr klein ist, wird die den Videosignalen entsprechende Ladespannung des Rsrlensators 2 während einer verhältnismäßigen langen Zeit an der Flüssigkristall-Zelle 3 angelegt. Die Gattersignale werden in der Folge der Leitungen Xi, Xi+1, Xi+2 ... abgetastet und die den Leitungen entsprechenden Videosignale werden gleichzeitig den Leitung Yi, Yi+1, Yi+2 ... zugeführt, so daß das gesamte Bild wiedergegeben.wird.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer Bildelementeinheit mit dem MOS-FET 1 in Fig. 1. Der p-Kanal MOS-FET enthält ein n-leitendes

Substrat aus Silizium, einen Source-Bereich 5 und einen Drain-Bereich 6 in dem ρ -dotierten Diffusionsbereich und der Source-Bereich 5 ist in der Richtung Yi in Fig. 1 angeschlossen. Ferner ist ein Metalloxid-Gatterbereich 7 vorgesehen und eine Gatterelektrode 8 ist in der Richtung Xi angeschlossen* Eine Bildelektrode 9 ist die eine Elektrode der Flüssigkristall-Zelle und bildet zusammen mit einer dünnen Oxidschicht 11 und dem Substrat 4 einen Kondensator. Die Zelle mit dem Flüssigkristall 12 weist ferner eine transparente Gegenelektrode 13 auf, die als gemeinsame Elektrode für den gesamten Bildbereich dient und an ein Substrat 14 aus Glas angeordnet ist. Auf dem Substrat 4 ist ferner eine Isolierschicht 10 vorgesehen. Bei dieser Einrichtung werden Impulse gleicher Richtung mit einer einzigen Polarität zugeführt und es erfolgt ein direkter Antrieb. Deshalb ist die Lebensdauer des Flüssigkrxstalls verhältnismäßig kurz und die Zuverlässigkeit der Einrichtung entsprechend beschränkt.

Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, das Videosignal synchron mit der gemeinsamen Elektrode während einer gegebenen Zeitspanne zu invertieren, um den Flüssigkristall alternierend anzutreiben. Wenn das Videosignal mit einer Periode von etwa 30 Hz invertiert wird, wird die Hälfte des Bilds negativ wiedergegeben. Selbst wenn jedoch das Signal mit einer Periode von 1 Hz, 10 Hz oder mehr invertiert wird, um die negative Wiedergabe zu vermeiden, ergibt sich die Schwierigkeit, daß das Bild während jeder Inversion flimmert.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkristall-Bild-.Wiedergabeeinrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß bei möglichst we±gehender Vermeidung von Flimmereffekten oder sonstigen Störungen bei der Bildwiedergabe eine größere Lebensdauer und eine verbesserte Zuverlässigkeit erzielt werden können. Diese Aufgabe wird bei einer Bildwiedergabeeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 ein Äquivalentschaltbild einer bekannten Flüssigkristall-Bildwiedergabeeinrichtung;

Fig. 2 eine Schnittansicht durch eine Bildelementeinheit der Bildwiedergabeeinrichtung JnFig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines ersten Ausführungsbeispiels einer Bildwiedergabeeinriehtung gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine grafische Darstellung von Wellenformen in der Schaltung in Fig. 3;

Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Videosignal-Nachweisschaltung für das Ausführungsbeispiel in Fig. 3;

Fig. 6 eine grafische Darstellung von Wellenformen in der Schaltung in Fig. 5;

Fig. 7 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Videosignal-Nachweisschaltung; und

Fig. 8 eine grafische Darstellung von Wellenformen in der Schaltung in Fig. 7.

Bei dem in Fig. 3. dargestellten Ausführungsbclspiel einer Flüssig kristall-Bildwiedergabeeinrichtung ist eine Gatterleitung-Treiberschaltung 15 vorgesehen, die ein Schieberegister enthält und einen Taktsignal-Eingangsanschluß 16 und einen zweiten Eingangsanschluß 17 aufweist. Eine Videosignal-Inverterschaltung 18 ist mit einem Videosignal-Eingangsanschluß 19 verbunden, der ebenfalls mit einer Video-signal-Nachweisschaltung 20 verbunden ist, die einen Taktsignal-Eingangsanschluß 21 aufweist und an die ein Flipflop 22 angeschlossen ist. Eine Treiberschaltung 2 3 dient zur Zufuhr von Videosignalen zu der betreffenden Signalleitung nach Durchführung einer Abtastung und weist einen Taktsignal-Eingangsanschluß 24 auf. Ferner ist ein Eingangsanschluß 25 für eine gemeinsame Elektrode vorgesehen.

In Verbindung mit Fig. 4 soll die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels in Fig. 3 erläutert werden. Anfänglich wird ein Videosignal a mit einer positiven Polarität dem Eingangsanschluß 19 zugeführt. Wenn ein der Inverterschaltung 18 zugeführtes Steuersignal c "0" ist, wird das Videosignal der Treiberschaltung 23 in Form des Signals d zugeführt. Wenn aus irgendeinem Grund während einer gewissen Zeitspanne kein Videosignal zugeführt wird, wird in der Nachweisschaltung 2O ein Impulssignal b erzeugt, durch das das Flipflop 22 getriggert wird. Dadurch wird das

Steuersignal c invertiert und das Ausgangssignal d der Inverterschaltung 18 wird ein Videosignal mit negativer Polarität. Gleichzeitig wird die Polarität der der gemeinsamen Elektrode 25 zugeführten Spannung invertiert. Auf diese Weise wird die Polarität der an den Flüssigkristall angelegten Spannung invertiert. Die Polarität wird deshalb immer invertiert, wenn das Videosignal unterbrochen wird, so daß die Lebensdauer des Flüssigkristalls wesentlich verlängert ist. Da ferner die Inversion durchgeführt wird, wenn das Videosignal unterbrochen ist/ ist das durch die Inversion verursachte Bildflimmern gering und praktisch nicht erkennbar. Da die Polarität durch ein momentanes Unterbrechen des Videosignals invertiert werden kann, kann die Inversion durchgeführt werden, selbst wenn das Bild geringfügig gestört wird. Deshalb ist es wünschenswert, daß die Inversion durchgeführt wird, wenn das Videosignal während einer gegebenen Zeitspanne TO unterbrochen wird, die z.B. mehr als eine Periode eines Felds (etwa 16 msec) beträgt.

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Videosignal-Nachweisschaltung. Wenn das Videosignal einem Eingangsanschluß 27.eines Synchronseparators· 26 zugeführt wird, wird ein Synchronsignal e in Fig. 6 erzeugt. Das Synchronsignal e wird einer Zählerschaltung 28 als Rückstellsignal zugeführt. Die Zählerschaltung 28 ■. zählt die Anzahl von Impulsen f an einem Taktsignal-Eingangsanschluß 29. Wenn das Rückstellsignal nicht während mehr als 16 msec zugeführt wird, wird das Impulssignal b von der Zählerschaltung 28 erzeugt. Während das Ausführungsbeispiel in Fig. den Fall betrifft, daß das Vorhandensein des Videosignal durch Nachweis eines horizontalen Synchronsignals nachgewiesen wird, kann das Vorhandensein des Videosignals auch durch Nachweis eines vertikalen Synchronsignals nachgewiesen werden.

Fi<j. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Videosignal-Nachweisschaltung. Wenn ein Videosignal einem Eingangsanschluß 31 einer Integrierschaltung 30 zugeführt wird, erzeugt dieser ein Ausgangssignal g mit einem mittleren Spannungsniveau des Videosignals. Wenn das Videosignal normal ist, ergibt sich die Spannung VS (Fig. 8) , während die Spannung VN erzeugt wird, wenn das Videosignal unterbrochen wird. Das Ausgangssignal der Integrierschaltung 30 wird einem Komparator 32 zugeführt, dessen

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zweitem Eingangsanschluß 33 eine Bezugsspannung VO zugeführt wird, die zwischen der Spannung VS und der Spannung VN liegt. Das Ausgangssignal des Komparators 32 ist "1", wenn ein normales Videosignal auftritt, und das Ausgangssignal is "0", wie durch die Wellenform i in Fig. 8 dargestellt ist.. Das Ausgangssignal i dient als Rückstellsignal für einen Zähler 34. Durch Zufuhr eineis Taktsignals f über einen Eingangsanschluß 35 wird ein Ausgangimpuls b erzeugt, wenn das Videosignal während der gegebenen Zeitspanne TO unterbrochen ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Inversion durchgeführt, wenn das Videosignal während .der Periode eines Felds unterbrochen ist. Der gleiche Effekt kann jedoch erzielt werden, wenn die Inversion durchgeführt wird, während das Videosignal während der Periode eines Bilds (etwa 32 msec) nach einer Sekunde oder dergleichen unterbrochen wird.

Das beschriebene Antreibverfahren kann bei TN-Flüssigkristall-AnZeigeeinrichtungen, bei DSM-Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtungon oder dergleichen Einrichtungen angewendet werden. Die Invursionsperiode wird als verhältnismäßig lang angesehen, da die Inversion durchgeführt wird, wenn der Kanal geschaltet ist oder wenn das Videosignal durch eine Störung der empfangenen'elektrischen WeI lenform unterbrochen wird. Deshalb ist dieses Antriebsverfahren besonders vorteilhaft bei "guest-host"-Flüssigkristallen, deren Lebensdauer durch Inversion mit verhältnismäßig langen Perioden erhöht werden kann. Versuche haben gezeigt, daß die Lebensdauer des Flüssigkristalls von 5000 Stunden bei einem Gleichstromantrieb auf mehr als 30 000 Stunden bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens erhöht werden kann.

Aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen geht deshalb hervor, daß eine derartige Bildwiedergabeeinrichturig den Inversionsvorgang durchführt, wenn das Videosignal während einer gegebenen Zeitspanne durch Kanalumschaltung unterbrochen wird, oder durch eine Störung der empfangenen elektrischen Wellenform. Deshalb wird eine Störung oder ein Flimmern des Bilds nicht wahrgenommen und das sonst durch den Inversionsvorgang verursachte Bildflimmern praktisch vollständig vermieden. Ferner haben die durchgeführten Versuche gezeigt, daß die Lebensdauer von "guest-host"-Flüssigkristallen auch durch irreguläre Änderungen der Polarität

bei großer Zuverlässigkeit der Arbeitsweise erhöht werden kann.

Leerseite

Claims (3)

1. Patentansprüche

   Bildwiedergabeeinrichtung mit in Zeilen und Reihen in einer Halbleiterschicht auf einem isolierenden Substrat angeordneten Feldeffekttransistoren, wobei zwischen einer ersten Elektrode des betreffenden Feldeffekttransistors und einer zweiten transparenten Elektrode, die auf einem transparenten Substrat gegenüber der ersten Elektrode angeordnet ist, ein Flüssigkristall angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nachweisschaltung (20) zur Feststellung des Vorhandenseins von Bildsignalen vorgesehen ist, der eine Schaltung (22) zum Invertieren der Polarität der Spannung zugeordnet ist, die dem Flüssigkristall (12) zwischen den beiden Elektroden (9,13) zugeführt wird, wenn die Bildsignale während einer Zeitspanne nicht zugeführt werden, die größer als eine vorgegebene Zeitspanne ist.
2. 2. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ .e i c h η e t, daß eine Schaltung (26) zum Nachweis des Vorhandenseins eines horizontalen Synchronsignals öder eines vertikalen Synchronsignals eines Videosignals vorgesehen ist, um das Vorhandensein der Bildsignale festzustellen,
3. 3. Bildwiedergabeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Komparatorschaltung (30,32) zum Vergleich eines mittleren Spannungsniveaus des

   m ψ m

   Videosignals mit einer Bezugsspannung vorgesehen ist, um das Vorhandensein der Bildsignale festzustellen.