DE3382770T2 - Anzeigeeinrichtung. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung für die Matrixanzeige von Videosignalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Eine Anzeigeeinrichtung dieser Art ist in GB-A- 2 069 739 offenbart. Diese Schrift behandelt eine Festkörperanzeigeeinrichtung, die sowohl eine Lese- als auch Schreibfähigkeit besitzt. Bei der in dieser Schrift offenbarten Schaltung ist jedoch kein Lesemittel in einem Einzelbildelement enthalten, und für jede Spalte der Anzeige ist eine Abtast/Auffrisch-Schaltung notwendig. Dies führt zu einer unökonomischen Anzeigeeinrichtung mit einer erhöhten Anzahl von Komponenten.
• Es ist ebenso bekannt, einen Steuerkreis gemäß Fig. 1 dieser Patentschrift vorzusehen, der in einer zweidimensionalen Bildanzeigeeinrichtung mit Steuerkreisen für entsprechende Bildelemente verwendet wird. Dieser Steuerkreis dient für ein Einzelbildelement und enthält ein aktives Element, das Daten über einen kurzen Zeitraum hält. Ein Schreibtransistor 2 wird durch ein Signal leitend, das an eine Abtastsignalleitung 1 gesteuert wird, so daß eine Spannung auf einer Videosignalleitung 3 vorübergehend von einem Kondensator 4 gehalten wird. Die Spannung, die von dem Kondensator 4 gehalten wird, wird an das Gate eines Anzeigeelement-Steuertransistors 6 angelegt, um die Spannung seines Drain-Anschlusses 7 einzustellen, wodurch ein Anzeigeelement 8 betrieben wird, das LCD, LED, EL, eine Fluoreszenzanzeigebildröhre oder dergleichen umfaßt.
• Die oben beschriebenen Steuerkreise, deren Anzahl der Anzahl von Bildelementen entspricht, sind auf einem Isoliersubstrat durch eine Schichttechnik oder unter Verwendung eines Halbleitersubstrats integriert ausgebildet. Damit die Anzeigeeinrichtung zweidimensionale Daten anzeigt, muß jeder der Steuerkreise, die für die Bildelemente ausgebildet sind, zufriedenstellend arbeiten. Wenn daher vor dem Anschluß der Steuerkreise an die Anzeigeelemente bestimmt werden kann, ob die Steuerkreise zufriedenstellend arbeiten oder nicht, können die Anzeigeeinrichtungen mit einer hohen Ausbeute und einer hohen Effizienz hergestellt werden, da nur die betriebsfähigen Substrate ausgewählt und mit den Anzeigeelementen verbunden werden. Zur Testung des in Fig. 1 dargestellten Steuerkreises ist es jedoch notwendig, daß die Komponenten des Steuerkreises zusammengebaut und daß der Steuerkreis mit dem Anzeigeelement verbunden wird.
• Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit schafft die Japanische Patentanmeldung, veröffentlicht unter Nr. JP-A- 58 216 088, einen Steuerkreis, der ohne Anschluß an sein Anzeigeelement untersucht werden kann. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist ein Lesetransistor 9 zwischen der Videosignalleitung 3 und dem Steuertransistor 6 angeschlossen. Daher kann die Drain-Spannung des Steuertransistors 6 an die Signalleitung 3 angelegt werden, wenn ein Signal 10 zu dem Gate des Lesetransistors 9 geleitet wird, so daß der Steuerkreis untersucht werden kann, ohne mit dem Anzeigeelement 8 verbunden zu sein. Der Kreis von Fig. 2 ist jedoch in der Hinsicht nachteilig, daß für eine matrixförmige Bildanzeige ein eigener Speicher zum Halten der Daten vorgesehen werden muß.
• Ein Hauptziel dieser Erfindung ist die Beseitigung der obengenannten Nachteile herkömmlicher Anzeigeeinrichtungen. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigeeinrichtung zu schaffen, die zum Halten des gewünschten Bildes imstande ist, ohne eine eigene Speichervorrichtung zum Halten der Daten und eine eigene Abtast/Auffrisch-Schaltung für jede Spalte der Anzeige zu erfordern.
• Diese Aufgaben werden durch die Anzeigeeinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale der Anzeigeeinrichtung gehen aus den Unteransprüchen und aus der Beschreibung der beiliegenden Zeichnungen hervor, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen.
• Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm eines ersten Beispiels eines herkömmlichen Steuerkreises für ein Anzeigeelement;
• Fig. 2 ist ein Schaltungsdiagramm eines zweiten Beispiels eines herkömmlichen Steuerkreises für ein Anzeigeelement;
• Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und
• Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm des Anzeigeelement- Steuerkreises, der in der Schaltung von Fig. 3 verwendet wird.
• Die Erfindung wird mit Bezugnahme auf den Fall beschrieben, in dem ein binäres Bild als ein zweidimensionales Bild durch ein punktsequentielles Abtastungssystem angezeigt wird.
• Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer Anzeigeschaltung für eine Anzeigeeinrichtung mit Bildelementen, die Steuerkreise enthält, welche in Form einer Matrix angeordnet sind. Die Steuerkreise A&sub1;&sub1;, A&sub1;&sub2;, . . . und Amn für die entsprechenden Bildelemente werden durch Bildung von Filmtransistoren auf demselben Substrat oder unter Verwendung eines Halbleitersubstrats gebildet. In jedem Steuerkreis Aij, wie in Fig. 4 dargestellt, sind ein Schreibtransistor Tra und ein Lesetransistor Trc gemeinsam mit einer Signalleitung li verbunden, und ein Steuertransistor Trb besitzt ein Gate für den Empfang eines Signals, das durch den Schreibtransistor Tra geleitet wird. Ein Signal an dem Knoten, der einen Anschluß des Steuertransistors Trb und des Lesetransistors Trc verbindet, wird zu einem Anzeigeelement Bij gesteuert. In Fig. 4 arbeitet ein Kondensator Ca zum vorübergehenden Halten von geschriebenen Daten, welcher der MOS-Gatekapazität des Steuertransistors Trb in dem Steuerkreis entspricht.
• In jeder Spalte der Anzeige ist die Signalleitung li mit den entsprechenden Steuerkreisen verbunden. Die Signalleitungen l&sub1; bis lm sind-durch Abtast-Schalttransistoren S&sub1; bis Sm jeweils mit einem Videosignal-Eingangsanschluß S&sub0; verbunden. Der Eingangsanschluß S&sub0; dient nicht nur als Anschluß für die Zuleitung eines Videosignals Vv zu den Bildelementen, sondern auch als Anschluß zum Übertragen von Daten zwischen den Steuerkreisen und einer Rückkopplungsschaltung E, die in der Folge beschrieben wird.
• Eine horizontale Abtastschaltung C steuert ein horizontales Abtastsignal zu den Gates der oben beschriebenen Abtast-Schalttransistoren S&sub1; bis Sm zur Steuerung der horizontalen Abtastung der Bildelemente. Das vertikale Abtasten der Bildelemente wird durchgeführt, wenn eine vertikale Abtastschaltung D in jedem der Steuerkreise in jeder Reihe ein Schreibsignal oder ein Lesesignal zu dem Gate des Schreibtransistors Tra bzw. zu dem Gate des Lesetransistors Trc steuert. Das heißt, die horizontale Abtastschaltung C und die vertikale Abtastschaltung D wählen ein Bildelement Aij, dem das Videosignal Vv eingegeben werden soll, so daß der Anzeigeelement-Steuertransistor Trb durch den Schreibtransistor Tra in dem Steuerkreis entsprechend dem Bildelement ein- oder ausgeschaltet wird, um das Anzeigeelement Bij anzusteuern.
• In der Folge wird die Rückkopplungsschaltung E zum Halten der Bilder beschrieben. Der Eingangsanschluß S&sub0;, mit dem die Abtast-Schalttransistoren S&sub1; bis Sm verbunden sind, ist mit einem ersten Schaltelement verbunden, das zur Bestimmung ausgebildet ist, ob die Anzeigeelemente ein Bild anzeigen, das auf einem extern angesteuerten Videosignal basiert, oder ein Standbild, das auf Daten beruht, die bereits in den Bildelementen eingeschrieben sind. Das erste Schaltelement umfaßt einen MOS-Transistor Tr&sub1; mit einem Anschluß, der als externer Videosignal-Eingangsanschluß dient, und einen MOS-Transistor Tr&sub2;. Das erste Schaltelement bestimmt, ob das externe Videosignal empfangen oder ausgeschaltet wird, um das gespeicherte Bild zu halten, abhängig von den Eingangsschaltsignalen V&sub1; und V&sub1;, die an das Gate des Transistors Tr&sub1; bzw. Tr&sub2; geleitet werden. Der MOS- Transistor Tr&sub2; ist mit einem zweiten Schaltelement verbunden, um zwischen einer Bildsignal-Leseoperation und einer Bildsignal-Schreiboperation in der Rückkopplungsschaltung E umzuschalten. Das zweite Schaltelement umfaßt MOS- Transistoren Tr&sub3; und Tr&sub4;, zu deren Gates Schreib- und Leseschaltsignale R/ und R/ zur Steuerung der Schreib- und Leseoperationen dar Rückkopplungsschaltung E gesteuert werden. Der Knoten, der die MOS-Transistoren Tr&sub2; und Tr&sub4; verbindet, ist auch mit einem MOS-Transistor Tr&sub5; verbunden, der während des Bildsignallesens als Ziehelement verwendet wird. Der MOS-Transistor Tr&sub4; des zweiten Schaltelements ist mit dem Gate eines MOS-Transistors Tr&sub6; verbunden, der gemeinsam mit einem MOS-Transistor Tr&sub7; einen Inverter bildet. Der Knoten, der den MOS-Transistor Tr&sub6; und Tr&sub7; verbindet, ist mit einem Anschluß des MOS-Transistors Tr&sub3; verbunden. Somit wird ein Signalleseweg von der Rückkopplungsschaltung E gebildet.
• Wenn in der obengenannten Schaltungsanordnung eine Anzeige eines Bildes aufrechterhalten werden muß, das gegenwärtig auf der Basis des externen Videosignals Vv angezeigt wird, wird das Eingangsschaltsignal VI verwendet, um den MOS-Transistor Tr&sub1; nichtleitend zu machen, wodurch das externe Videosignal Vv ausgeschaltet wird, und den MOS- Transistor Tr&sub2; leitend zu machen, wodurch der Videosignal- Eingangsanschluß S&sub0; mit der Seite des Inverters zur Datenkorrektur elektrisch verbunden wird. Für alle Bildelemente führen die Steuerkreise und die Rückkopplungsschaltung E die folgenden beiden Operationen der Reihe nach während eines Zeitraumes aus, der durch die Zeit definiert wird, in welcher das Signal, das in dem Kondensator Ca jedes Anzeigeelements gespeichert ist (die Gateoxidschichtkapazität des MOS-Transistors Trb), zum Beispiel durch Lecken zerstreut wird.
• 1) Der Signalwert des Bildelements in der i. Reihe und j Spalte wird durch die Transistoren Trc, Tr&sub2; und Tr&sub4; gelesen und als invertiertes Anzeigesignal in dem Kondensator C' in der Rückkopplungsschaltung E gespeichert.
• 2) In der Rückkopplungsschaltung E werden die Transistoren Tr&sub4; und Tr&sub3; nichtleitend bzw. leitend gemacht, das Signal in dem Kondensator C' wird durch den Inverter invertiert, der die Transistoren Tr&sub6; und Tr&sub7; umfaßt, und wird dann über die Transistoren Tr&sub3;, Tr&sub2; und den Schreibtransistor Tra des Anzeigeelements in den Steuerkreis eingegeben.
• Die oben beschriebenen Operation 1) und 2) werden wiederholt zum Halten des Bildes durchgeführt.
• Wenn die Bildhalteoperation angehalten wird, um wieder ein extern eingegebenes Bild anzuzeigen, wird das Eingangsschaltsignal V&sub1; zur Änderung des Zustandes des ersten Schaltelements verwendet, d. h., um die Transistoren Tr&sub1; und Tr&sub2; leitend bzw. nichtleitend zu machen. Infolgedessen wird das externe Videosignal Vv zu den Steuerkreisen gesteuert, so daß diese das externe Videosignal zur Anzeige des Bildes schreiben.
• In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden binäre Daten angezeigt. Wenn der Inverter zur Datenkorrektur in der Rückkopplungsschaltung E jedoch aus einer Schaltung besteht, welche das eingegebene Signal korrigiert und ausgibt, kann auch ein Gradationsbild dargestellt werden.
• Wenn die Rückkopplungsschaltung E außerdem auf demselben Substrat gebildet ist wie die Steuerkreise, kann die Erfindung ohne Erhöhung der Anzahl von Herstellungsschritten und Komponentenzahl ausgeführt werden.
• Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kann das Bild erfindungsgemäß nur durch Verbindung einer einfachen Schaltung und ohne eine eigene Speichervorrichtung zu erfordern auf der Anzeigeoberfläche gehalten werden. Somit wurde die Funktion der Anzeigeeinrichtung verbessert und der Anwendungsbereich deutlich vergrößert.

Claims (4)

1. Anzeigeeinrichtung für die Matrixanzeige von Videosignalen, umfassend:

- eine Mehrzahl von Zeilenelektroden, die mit einem vertikalen Abtastmittel (D) verbunden sind, und Säulenelektroden, die mit einem horizontalen Abtastmittel (C) verbunden sind,

- eine Mehrzahl von Bildelementen (Aij), die von Schaltvorrichtungen gesteuert werden, welche an den Schnittstellen von Reihenelektroden mit Säulenelektroden verbunden sind, und

- Abtast/Auffrisch-Schaltungen (E) für das aktive Element (C), die zur selektiven Kopplung an die aktiven Elemente (Ca) der Bildelemente (Aij) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß

- jedes der Bildelemente (Aij) ein aktives Element (Ca) zum Halten von Daten über eine begrenzte Zeitdauer, eine Leseschaltung (Trc) und eine Schreibschaltung (Tra) für das aktive Element (Ca), ein Anzeigeelement (Bij) und einen Steuerkreis (TRb) für das Anzeigeelement (Bij) enthält, und durch

- Schalttransistoren (S&sub1; bis &sup5;m), deren Gates mit dem horizontalen Abtastmittel (C) verbunden sind, und die imstande sind, eine der vertikalen Säulenelektroden (1&sub1; bis 1m) mit einem Eingabeanschluß (S&sub0;) zu verbinden,

- ein erstes Schaltelement (Tr&sub1;, Tr&sub2;), dessen Gates mit einer Eingangsleitung verbunden sind, die ein Eingangsschaltsignal (V&sub1;) überträgt, um den Eingangsanschluß (S&sub0;) selektiv mit einer Leitung, die das Videosignal (Vv) überträgt, oder mit einer Rückkopplungsschaltung (E) zu verbinden.

2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Rückkopplungsschaltung (E) ein zweites Schaltelement (Tr&sub3;, Tr&sub4;) enthält, dessen Gates mit einer Leitung verbunden sind, die ein Schreib/Lese-Schaltsignal (R/W) überträgt.

3. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Leseschaltung (Trc), die Schreibschaltung (Tra) und der Steuerkreis (Trb) jeweils einen MOS-Transistor umfassen und wobei die Kapazität (Ca) die MOS-Gatekapazität des Steuertransistors umfaßt.

4. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei das Anzeigeelement (Bij) ein Element ausgewählt aus einem Flüssigkristallanzeigeelement, einer Leuchtdiode, einem Lumineszenzanzeigeelement und einer Fluoreszenzanzeigeröhre umfaßt.