DE3608419C2 - - Google Patents
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- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
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- G09G3/3666—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix with the matrix divided into sections
Description
Die Erfindung betrifft eine aktive Matrix-Flüssigkristall
anzeige mit Steuereinrichtung gemäß dem Oberbegriff der
Patentansprüche (DE-OS 32 20 958).
Bei einer derartigen Flüssigkristallanzeige ist jedem
einzelnen Bildelement der Anzeigematrix ein Adressen-
Schalttransistor zugeordnet.
Ein typisches Beispiel einer bekannten Matrix-Flüssig
kristallanzeige mit nichtlinearen Elementen zur Ansteuerung
des Flüssigkristalls ist eine aktive Matrix-Flüssigkristall
anzeige mit Dünnschichttranssistoren (TFT), wie sie in der
DE-OS 32 20 958 beschrieben wird. Die Dünnschichttransisto
ren sind matrixförmig in dem Anzeigefeld der Flüssig
kristallanzeige angeordnet. Mit einer solchen Anzeige
wird selbst bei einer Ansteuerung im Zeitmultiplexverfahren
mit kleinem Tastverhältnis, d. h., mit vielen Zeilen,
der gleiche Bildkontrast wie bei statischer Ansteuerung
erreicht.
Zur näheren Erläuterung der Problemstellung, die der
Erfindung zugrundeliegt, soll bereits hier auf Fig.
1 bis 3 der Zeichnungen Bezug genommen werden.
Die Steuereinrichtung für eine aktive Matrix-Flüssig
kristallanzeige mit TFT-Transistoren weist beispiels
weise die in Fig. 1 und 3 gezeigte Schaltungsanordnung
auf. Die Signalwellenformen dieser Steuereinrichtung
sind in Fig. 2 veranschaulicht. Ein Dünnschichttransistor
11 c ist am Schnittpunkt zwischen einer Zeilenelektrode
11 a und einer Spaltenelektrode 11 b mit einer Flüssig
kristall-Anzeigetafel 11 verbunden. Die Kapazität der
Flüssigkristallschicht ist in dem Schaltschema mit
11 d bezeichnet. Ein Zeichenelektroden-Treiber 12 wird im
wesentlichen durch ein Schieberegister gebildet, das
Taktsignale Φ von einer Tor-Signalsteuerung 13 aufnimmt.
Entsprechend den Taktsignal Φ werden von dem Schiebe
register Abtastimpulse S durchgeschoben und sequentiell
an die entspechenden Zeilenelektroden ausgegeben. Die
gesamte Bildabtastperiode, d. h., die Periode, mit der
die Information über das vollständige Bild abgetastet
wird, soll im folgenden mit T bezeichnet werden. Die
Waagerecht-Abtastperiode, d. h., die Periode, mit der
die Bildinformation über eine Bildzeile abgetastet
wird, soll mit H bezeichnet werden. Innerhalb der
Periode H muß die Bildinformation für die entsprechende
Zeile gelesen (abgetastet) und in die entsprechende
Zeile der Flüssigkristallanzeige eingeschrieben werden.
Die Periode H soll daher im folgenden auch als Zeilen
schreibperiode bezeichnet werden. Wenn die Anzahl der
Bildzeilen mit N bezeichnet wird, so gilt die Beziehung:
H = T/N. Den Zeilenelektroden wird sequentiell eine ge
pulste Spannung zugeführt, deren Impulsbreite mit der
Abtastperiode oder Zeilenschreibperiode H übereinstimmt.
Durch diese Spannung werden die Dünnschichttransistoren
der betreffenden Zeile aufgesteuert. Ein Spaltenelektroden-
Treiber 14 umfaßt ein Schieberegister, Abtastschalter
und dergleichen, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Der Spalten
elektroden-Treiber 14 tastet die seriell von einer
Daten-Signalsteuerung 15 übermittelten Datensignale
ab und liefert diese Datensignale synchron mit den
Taktsignalen Φ sequentiell und in zeitlicher Abstimmung
mit der An
steuerung der Zeilenelektroden an die jeweiligen Spalten
elektroden. Auf diese Weise werden die Datensignale
über die Dünnschichttransistoren 11 c in die Flüssig
kristallschicht eingeschrieben. Dieses Treibersystem,
bei dem die Datensignale direkt in der Anzeigetafel
(Panel) gesammelt und gehalten werden, wird als "Panel-SH"
Treibersystem bezeichnet (SH für Sample-Hold).
Bei diesem Treibersystem erfolgt die Abtastung der Daten
und das Einschreiben der Daten in die Flüssigkristall
schicht mit Hilfe der Dünnschichttransistoren in der
gleichen Zeilenschreibperiode H. Die Zeitdauer, die
zur Übertragung der Daten
in die Flüssigkristall
schicht zur Verfügung steht, beträgt daher beispielsweise
für ein Fernsehsignal zwischen 1 H oder 63,5 µs (eine
Zeilenschreibperiode) und 11 µs (Rückkehrzeit für das
Waagerecht-Ablenksignal). Die Schreibzeit, die zum
Überschreiben der Daten in die Flüssigkristallschicht
zur Verfügung steht, ist daher um so kürzer, je später
das Datensignal für das betreffende Element eintrifft
und beträgt im ungünstigsten Fall (beim letzten Bild
element der Zeile) nur 11 µs.
Die Wechselspannunsansteuerung des Flüssigkristalls
wird dadurch erreicht, daß die Polarität des Daten
signals bei jedem Zeilenschreibvorgang umgekehrt wird.
Ein Nachteil des oben beschriebenen herkömmlichen Treiber
systems besteht darin, daß die Schreibzeit für die
zuletzt eintreffenden Datensignale einer Zeile zu kurz
werden kann. Die Zeitkonstante T ON für das Aufladen
des durch die Flüssigkristallschicht gebildeten Konden
sators ist gegeben durch das Produkt aus dem Widerstand
R ON des Dünnschichtkondensators im durchgeschalteten
Zustand und der Kapazität C LC der Flüssigkristallschicht.
Am Zeilenanfang, wo die Datensignale verhältnismäßig
früh eintreffen, ist die zur Verfügung stehende Zeit
so groß, daß die Flüssigkristallschicht durch die
an der Spaltenelektrode anliegende Spannung über den
Dünnschichttransistor auf ein vorgegebenes Potential
aufgeladen werden kann. Am Zeilenende ist jedoch die
verbleibende Zeit bis zum Sperren des Dünnschicht
transistors so kurz, daß die Flüssigkristallschicht
nicht mehr auf das vorgegebene Potential aufgeladen
werden kann. In diesem Fall können die alten Daten
nicht vollständig durch die neuen Daten ersetzt wer
den. Das an die Flüssigkristallschicht angelegte
Potential weist einen Zwischenwert zwischen den
Potentialen auf, die den alten und den neuen Daten
entsprechen. Folglich entspricht die auf dem Anzeige
feld angezeigte Information einer Mischung der aktuellen
Daten mit den vorausgegangenen Daten. Die Unterschiede
in den zur Verfügung stehenden Schreibzeiten für die
Bildelemente längs einer Zeile des Anzeigefeldes
können daher zu einer Unbestimmtheit oder zu einem
unzureichenden Kontrast des Anzeigebildes führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer
Flüssigkristallanzeige der eingangs genannten Art
den Kontrast zu erhöhen und zu vergleichmäßigen.
Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich
aus dem jeweiligen kennzeichnenden Teil der Patentan
sprüche.
Erfindungsgemäß sind die Zeilenelektroden etwa in der
Mitte des Anzeigefeldes unterteilt, so daß in jeder
Zeile zwei nebeneinanderliegende Zeilenelektroden
vorhanden sind. Die Bildinformation für die gesamte
Zeile wird in einem Zug abgetastet. Die beiden getrennten
Zeilenelektroden gestatten es jedoch, die Adressen-Schalt
transistoren für die beiden Zeilenhälften zeitlich ver
setzt zu steuern, so daß die abgetastete Bildinformation
in den beiden Zeilenhälften zu unterschiedlichen Zeiten
in die Flüssigkristallschicht überschrieben wird. Hier
durch wird erreicht, daß mehr Zeit zum Überschreiben der
Informationen in die Flüssigkristallschicht zur Verfügung
steht, und die Unterschiede in den zur Verfügung stehen
den Schreibzeiten können verringert werden.
Bei der Lösung gemäß Patentanspruch 1 werden den beiden
Zeilenelektroden die Impulse zum Aufsteuern der Schalt
transistoren um etwa eine halbe Waagerecht-Abtastperiode
phasenversetzt zugeführt. Die Breite dieser Impulse ent
spricht einer ganzen Waagerecht-Abtastperiode. Da die
Abtastung der Daten für die betreffende Zeilenhälfte
bereits nach der Hälfte der Impulsdauer abgeschlosen
ist, steht zum Überschreiben dieser Daten in die Flüssig
kristallschicht mindestens eine der zweiten Hälfte dieses
Impulses entsprechende Zeitdauer zur Verfügung.
Bei der Lösung gemäß Patentanspruch 2 werden sämtliche Schalt
transistoren der betreffenden Zeilenhälfte gleich
zeitig bei Eintreffen der Bildinformation für das letzte
Bildelement dieser Zeilenhälfte aufgesteuert. Auf diese
Weise wird eine völlige Vereinheitlichung der Schreib
zeiten erreicht.
In beiden Fällen gestattet es die Erfindung, die Spuren
des vorausgegangenen Bildes in allen Bereichen des
Anzeigefeldes vollständig zu löschen und einen hohen
Bildkontrast zu erzielen.
Aus der DE-OS 34 11 102 ist bereits eine Matrix-Flüssig
kristallanzeige mit unterteilten Elektroden bekannt, bei
der das Anzeigefeld durch die Unterteilung der Elektroden
in mehrere Bereiche aufgeteilt wird. Bei dieser herkömm
lichen Anzeige wird jedoch jeweils ein gesamter Anzeige
bereich abgetastet, bevor zu dem nächsten Anzeigebereich
übergegangen wird, während erfindungsgemäß die beiden
zu verschiedenen Anzeigebereichen aber zur gleichen Bild
zeile gehörenden Zeilenhälften in einem Zug, mit über
lappten Abtastimpulsen abgetastet werden.
Die Verwendung überlanger, einander überlappender Abtast
impulse wird bereits in der älteren Anmeldung, die zur nachveröffentlichten DE-OS
34 32 991 geführt hat, vorgeschlagen. Dort ist jedoch keine Aufteilung
der Zeilenelektroden vorgesehen.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnungen, die auch Figuren
zum Stand der Technik enthalten, näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer herkömm
lichen Flüssigkristallanzeige;
Fig. 2 ein Zeitdiagramm verschiedener
Signale in der herkömmlichen
Flüssigkristallanzeige gemäß
Fig. 1;
Fig. 3 ein Blockdiagramm eines wesentlichen
Teils der Flüssigkristallanzeige
gemäß Fig. 1;
Fig. 4 einen schematischen Grundriß einer
Flüssigkeitsanzeige gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 5 ein Zeitdiagramm von Torsignalen in
einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall
anzeige;
Fig. 6 ein höher aufgelöstes Zeitdiagramm
der in Fig. 5 gezeigten Torsignale;
Fig. 7 ein Zeitdiagramm von Torsignalen in
einer Flüssigkristallanzeige gemäß
einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
Fig. 8 ein höher aufgelöstes Zeitdiagramm
der Torsignale gemäß Fig. 7.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf die Anwen
dung einer Flüssigkristallanzeige mit Treibersystem
gemäß der Erfindung auf ein Fernsehgerät mit Flüssig
kristall-Bildschirm.
Fig. 4 veranschaulicht die Anordnung von Zeilenelektroden
in einem Flüssigkristall-Anzeigefeld. Die waagerecht
verlaufenden Zeilenelektroden sind etwa in der Mitte
des Anzeigefeldes 1 in zwei Abschnitte unterteilt,
so daß Paare von Zeilenelektroden 1 a, 1 b gebildet
werden, die sich von den seitlichen Enden bis etwa
zur Mitte des Anzeigefelds 1 erstrecken. Die einzelnen
Zeilenelektroden 1 a in der linken Bildhälfte sind mit
Bezugszeichen e 1, e 3, . . . e m - 1 mit ungeradem Index be
zeichnet, während die Zeilenelektroden 1 b in der rechten
Bildhälfte mit Bezugszeichen e 2, e 4, . . ., e m mit geradem
Index bezeichnet sind. Die Zeilenelektroden e 1, e 2, . . .,
e m sind an den Schnittpunkten mit nicht gezeigten
Spaltenelektroden mit nicht gezeigten Adressen-Schalt
transistoren verbunden. Für jedes einzelne Paar von
nebeneinanderliegenden Zeilenelektroden 1 a und 1 b oder
speziell e 1 und e 2 wird ein Zeilenschreibvorgang aus
geführt. Die Zeilenelektrode e 1 liefert eine Anzeige
entsprechend der ersten Hälfte des Zeilenschreibvorgangs
(1 H), und die Zeilenelektrode e 2 liefert eine Anzeige
entsprechend der zweiten Hälfte des Zeilenschreibvorgangs.
Fig. 5 und 6 zeigen Wellenformen der Torsignale für
die Schalttransistoren. Die Torsignale werden von einem
nicht gezeigten Zeilenelektroden-Treiber an die Zeilen
elektroden e 1, e 2, . . ., e m übermittelt. Die Torsignale
weisen eine Impulsbreite entsprechend der Periode 1 H
(63,5 µs) auf. Das Torsignal für eine Elektrode 1 a mit
ungeradem Index ist mit der abfallenden Flanke eines
Waagerecht-Synchronisationssignals synchronisiert, wäh
rend das Torsignal für eine Elektrode 1 b mit geradem Index
mit der Mitte der Impulsstücke A des Waagerecht-Synchro
nisationssignals synchronisiert ist. Dies bedeutet,
daß die an die nebeneinanderliegenden Zeilenelektroden
1 a und 1 b übermittelten Impulse um etwa die Hälfte der
Zeilenschreibdauer gegeneinander phasenversetzt sind.
Das Datensignal wird mit Hilfe eines nicht gezeigten
Spaltenelektroden-Treibers während der ersten Hälfte
der Impulslücke A (26,25 µs) abgetastet und während
der Restzeit der Periode des Synchronisationssignals
(37,25 µs) in die Flüssigkristallschicht eingeschrieben.
Die Schreibzeit, während der die Flüssigkristallschicht
auf den gewünschten Anzeigewert für den betreffenden
Punkt eingestellt wird, liegt somit im Bereich von
63,5 µs bis 37,25 µs. Bei der erfindungsgemäßen Steuer
anordnung beträgt somit die kürzeste Schreibzeit 37,25 µs,
im Vergleich zu 11 µs bei der herkömmlichen Steueranord
nung. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung steht somit
eine längere Zeit zum Einschreiben der Datensignale
in die Flüssigkristallschicht zur Verfügung, und
die Unterschiede zwischen der maximalen und der mini
malen Schreibzeit sind gegenüber der herkömmlichen
Anordnung verringert, so daß die Flüssigkristallschicht
auf ein höheres Potential aufgeladen werden kann und
die Unterschiede in den Schreibzeiten der Bildelemente
in seitlicher Richtung des Anzeigefeldes minimiert
werden.
Fig. 7 und 8 zeigen die an die Zeilenelektroden e 1, e 2,
. . ., e m angelegten Tonsignale für die Schalttransistoren
gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Impulsbreite der Torsignale
beträgt 37,25 µs oder etwa die Hälfte der Zeilenschreib
periode 1 H (63,5 µs). Die Torsignale für eine Zeilen
elektrode 1 a mit ungeradem Index sind mit der Mitte der
Impulslücke des Synchronisationssignals synchronisiert,
während die Torsignale einer Elektrode 1 b mit geradem
Index mit der ansteigenden Flanke des Synchronisations
signals synchronisiert sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden jeweils nach der
Abtastung des Datensignals während eines Zeitintervalls
der Länge 1/2 H die Impulse zum Aufsteuern der Schalt
transistoren an die Zeilenelektroden 1 a und 1 b über
mittelt. Folglich wird die Zeit zum Einschreiben der
Datensignale in die Flüssigkristallschicht durch die
Schalttransistoren einheitlich auf 37,25 µs oder etwa
1/2 H begrenzt. Unterschiede der Schreibzeiten für
nebeneinander in derselben Zeile liegende Bildelemente
werden somit vollständig vermieden.
Claims (2)
1. Aktive Matrix-Flüssigkristallanzeige mit Steuereinrich
tung, bei der das Anzeigefeld der Flüssigkristallanzeige
mit Zeilenelektroden versehen ist, die mit den Torelek
troden von Adressen-Schalttransistoren verbunden sind,
und bei der die Daten direkt in das Anzeigefeld abgetastet
und gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeilenelektroden etwa in der Mitte des Anzeige
felds (1) in zwei Abschnitte unterteilt sind, so daß
Paare von nebeneinanderliegenden Zeilenelektroden (1 a, 1 b)
gebildet werden, die sich von den beiden Seiten des An
zeigefelds bis etwa zur Mitte des Anzeigefelds erstrecken,
daß für jedes Paar (1 a, 1 b) von Zeilenelektroden jeweils
eine Zeilenabtastung erfolgt und daß Impulse, deren Im
pulsbreite einer Waagerecht-Abtastperiode (H) entspricht,
den beiden Zeilenelektroden (1 a, 1 b) um etwa eine halbe
Waagerecht-Abtastperiode (H) phasenversetzt zugeführt
werden.
2. Aktive Matrix-Flüssigkristallanzeige mit Steuereinrich
tung, bei der das Anzeigefeld der Flüssigkristallanzeige
mit Zeilenelektroden versehen ist, die mit den Torelek
troden von Adressen-Schalttransistoren verbunden sind,
und bei der die Daten direkt in das Anzeigefeld abgetastet
und gespeichert werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeilenelektroden etwa in der Mitte des Anzeige
felds (1) in zwei Abschnitte unterteilt sind, so daß
Paare von nebeneinanderliegenden Zeilenelektroden (1 a, 1 b)
gebildet werden, die sich von den beiden Seiten des An
zeigefelds bis etwa zur Mitte des Anzeigefelds erstrecken,
daß für jedes Paar (1 a, 1 b) von Zeilenelektroden jeweils
eine Zeilenabtastung erfolgt, wobei für jede einzelne
der Zeilenelektroden (1 a oder 1 b) das Datensignal während
einer halben Waagerecht-Abtastperiode abgetastet wird,
und daß der betreffenden Zeilenelektrode im Anschluß
an die Abtastung des Datensignals ein Impuls zugeführt
wird, dessen Impulsbreite der halben Waagerecht-Abtast
periode (1/2 H) entspricht, so daß ein Zeitintervall von
der Länge etwa einer halben Waagerecht-Abtastperiode
zum Einschreiben des Datensignals in die Flüssigkristall
schicht zur Verfügung steht.
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