DE3689153T2

DE3689153T2 - Anzeigetafel und Verfahren zur Steuerung dieser Tafel.

Info

Publication number: DE3689153T2
Application number: DE86101460T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Enari; Hideo Kanno; Mitsutoshi Kuno; Atsushi Mizutome; Shinichi Yamashita
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-02-06
Filing date: 1986-02-05
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2006-02-06
Also published as: EP0190738A3; US4714921A; EP0190738A2; JPH0680477B2; JPS61180293A; EP0190738B1; DE3689153D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristall-Anzeigetafel und auf ein Verfahren zur Steuerung dieser Tafel, insbesondere auf ein Verfahren zur Korrektursteuerung einer Flüssigkristall-Anzeigetafel, die einen Dünnfilmtransistor (TFT) als Schaltglied zur Steuerung in Blöcke aufgegliederter Pixel verwendet, wobei die Steuerung im Zeitmultiplex-Betrieb erfolgt, wobei eine Zeile hoher Leuchtdichte jeden Blockes ausgeschieden wird, wenn diese Tafel in eine Inversionsperiode einer Horizontalperiode gesteuert wird.
In einer herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigetafel (d. h. LCD-Tafel), die einen TFT als Schaltglied verwendet, um in Blöcke gegliederte Pixel zu steuern, wobei die Steuerung im Zeitmultiplex-Betrieb erfolgt, ist ein aktives Matrixschaltungs-Substrat, das zum Steuern eines aktiven Matrixschaltungs-Substrats eines Anzeigeabschnitts erforderlich ist, auf dem gleichen Substrat gebildet. Fig. 3 ist ein schematischer Schaltplan des Aufbaus, der eine solche LCD-Tafel beispielhaft darstellt. Da zwei grundlegende Schaltungen zur Matrixsteuerung einen Anzeigeabschnitt P steuern, sind ein Gate-Leitungsverstärker G und ein Source- Leitungsverstärker D vorgesehen. Weiterhin ist eine Blockteilungs-TFT-Anordnung 1 für eine Matrixschaltung 2 von dem Source-Leitungsverstärker D vorgesehen. Die TFT-Anordnung 1 wird von einen TFT-Anordnung-Verstärker B angesteuert. Der von einer gestrichelten Linie umrahmte Teil des Schaltplans, nämlich der Anzeigeabschnitt P, die TFT-Anordnung 1 und die Matrixschaltung 2, sind auf demselben Substrat aufgebaut.
Fig. 4 ist ein Verdrahtungsplan, der des weiteren den Teil auf dem oben genannten selben Substrat detailliert darstellt. In Fig. 4 werden Ausgangsleitungen D&sub1;, D&sub2;, D&sub3;, . . , Dm von Source- Leitungsverstärker D, der die Videoausgabeschaltung ist, als ein Block auf m-Leitungs-Einheitsbasis der Ausgangsleitung von der Matrixschaltung 2 zusammengefaßt. Wenn angenommen wird, daß die Anzahl der Blöcke k ist, erhält man aufgrund der Matrix vom mxk (mxk) Videosignalleitungen. Die betreffenden Blöcke sind zu m Videosignalleitungen S&sub1;, S&sub2;, S&sub3;, . . . , Sm zusammengefaßt durch Ausgangsleitung B&sub1;, B&sub2;, . . . , Bk von der Ansteuerung der TFT-Anordnung B. Die Videosignalleitungen S&sub1; bis Sm sind über Haltekondensatoren C mit Masse verbunden. Ein Pixel U einer Flüssigkristallzelle, die im Plan von einem Kreis umgeben ist, ist an jedem Kreuzungspunkt der Matrix angeordnet, die aus den (inxk) Videosignalleitungen und den Ausgangsleitungen G&sub1;, . . . Gm-1, Gm von der Blockteilungs-TFT-Anordnung G zusammengesetzt ist.
Wenn die oben genannte LCD-Tafel zur Inversionsperiode einer Horizontalperiode angesteuert wird, tritt ein Ladungs-Verschiebungs-Phänomen, das mit Ladungsteilungseffekt bezeichnet wird, an der Randzone zwischen den abgeteilten Blöcken auf, nämlich zwischen den Videosignalleitungen Sm und S&sub1; in Fig. 4 auf Grund der kapazitiven Komponenten zwischen den Source-Leitungen. Auf diese Weise wird eine Spannung von ΔV in dem Maße, wie dieser Effekt auftritt, zu dem Videosignal auf der Signalleitung Sm addiert, und es wird ein Signal mit einer Spannungsamplitude ausgegeben, die größer ist als das eigene Videosignal. (Die gegenüberliegenden Elektroden sind mit Masse verbunden).
Das Prinzip des Ladungsteilungseffektes wird nachstehend anhand der Fig. 5 und 6 beschrieben. Fig. 5 ist ein Prinzipschaltbild zum Ladungsteilungseffekt, und Fig. 6 ist eine Zeittafel davon. In Fig. 5 bedeutet eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie in der Mitte eine Randzone zwischen den Blöcken, und die linke Hälfte der abwechselnd lang und kurz gestrichelten Linie wird als erster Block und die rechte Seite als der zweite Block angenommen. Für die letzte Signalleitung Sm im ersten Block wird ein Ausgangssignal der ersten Source-Leitung D&sub1; von einer zweiten Blocksteuerspannung B&sub2; vom Blockteilungs-TFT eingespeist. Die Source-Leitungskapazitäten Cm und C&sub1; entsprechen hinsichtlich der Source-Anschlüsse der zugehörigen Blockteilungs-TFT dem Videosignal-Haltekondensator C. Eine Kapazität C&sub5;&sub5; zwischen den Leitungen, die die Spannung ΔV bewirkt, existiert zwischen den Source-Leitungen. Wie in Fig. 6 dargestellt, wird das Videosignal Dm durch den Kanal des TFT zu Sm übertragen, wenn ein Gate-Impuls bei B&sub1; eingegeben wird, er wird nämlich in Cm gespeichert. Nachdem die Source-Leitungen im ersten Block, zu dem Cm gehört, vollständig geladen sind, wird dann ein Impuls an B&sub2; eingegeben, und die Source-Leitungen, einschließlich S&sub1;, die zum zweiten Block gehören, werden geladen. Zu dieser Zeit ändern sich Ladekurvenformen von Sm und S&sub1;, die an der Randzone der beiden Blöcke angeordnet sind, wie in Fig. 6 dargestellt. Die Amplitude ΔV, die durch den gestrichelten Abschnitt in Fig. 6 gekennzeichnet ist, wird zu Sm addiert, so daß dieses Sm größer als das eigene Videosignal ist. Einerseits schwankt eine Kurvenform von S&sub1;, wie durch den gestrichelten Abschnitt im Diagramm dargestellt, zu Beginn der Umkehr. Ein solches Phänomen tritt auf, da die Kapazität C&sub5;&sub5; zwischen den Source-Leitungen den Ladungsteilungseffekt zwischen Cm und C&sub1; erzeugt. Die Beziehung zwischen ΔV und V wir angenähert durch den folgenden Ausdruck (C=Cm=C&sub1;).
ΔV=Css/C+CssV(v)
Wenn die obige LCD-Tafel ohne irgendeine Korrektur gesteuert wird, wird die letzte Sm-Zeile in jedem Block von den Augen als Zeile hoher Leuchtdichte wahrgenommen, was sich letztlich bei der Anzeige als ziemlich störend bemerkbar macht.
Die vorliegende Erfindung entstand, um das oben genannte Problem zu lösen, nämlich um Zeilen mit derartiger Leuchtdichte zu beseitigen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Flüssigkristall-Anzeigetafel zu schaffen, die das zuvor genannte Problem löst.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung einer Flüssigkristall-Anzeigetafel zu schaffen, bei der die Zeile hoher Leuchtdichte, die auf Grund des Ladungsteilungseffektes erzeugt wird, durch eine externe Korrekturschaltung beseitigt wird, ohne daß es irgendwelcher tafelseitiger Änderungen bedarf, und bei der die Blockteilungssteuerung ausgeführt wird, wenn die LCD-Tafel zur Umkehrperiode einer Horizontalperiode gesteuert wird.
Erfindungsgemäß ist eine Flüssigkristallanzeige vorgesehen mit einem Flüssigkristall- Elementabschnitt, der durch eine Blockteilungsanordnung aus schaltgliedern in Blöcke gegliedert ist, um so über eine aktive Matrixschaltung Videosignale zu liefern, die aus Videodaten einer externen Videosignal-Ausgabeschaltung gewonnen werden mittels einer Source-Ansteuerschaltung für Videosignalleitungen, die über die Schaltglieder der Blockteilungsanordnung mit einzelnen Blöcken des Flüssigkristall-Elementabschnitts verbunden sind, wobei beim Ausgeben von Videosignalen aus der aktiven Matrixschaltung an einen ersten Block des Flüssigkristall-Elementabschnitts ein als Videosignal an die erste Videosignalleitung eines zweiten, an den ersten Block angrenzenden Blockes des Flüssigkristall-Elementabschnitts auszugebendes Videodatum dazu verwendet wird, mittels einer Verstärkungsregelschaltung eine Verstärkung zu erzeugen, die von einem Videodatum abgezogen wird, um dadurch ein Videosignal zu bekommen,. das an die letzte Videosignalleitung des ersten Blockes auszugeben ist.
Des weiteren kann die Flüssigkristalltafel ein einen ferroelektrischen Flüssigkristall verwendendes Bauelement enthalten oder das Flüssigkristallelement kann ein eine aktive Matrix zur Steuerung eines verdrillt neinatischen Flüssigkristalls durch einen Schalttransistor für jedes Pixel verwendendes Flüssigkristallelement enthalten, dessen Schalttransistoren auch Dünnfilmtransistoren enthalten können.
Fig. 1 ist ein Schaltplan des Aufbaus, der das grundlegende Prinzip der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 2 ist ein Teil-Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 3 ist ein Schaltplan des Aufbaus eines herkömmlichen Beispiels;
Fig. 4 ist ein Teil-Schaltbild gemäß Fig. 3;
Fig. 5 ist ein Prinzipschaltbild zum Ladungsteilungseffekt; und
Fig. 6 ist eine Zeittafel gemäß Fig. 5.
Zur Lösung des zuvor genannten Problems sind in dieser Erfindung Mittel vorgesehen zur Darstellung eines Verfahrens zur Steuerung einer Flüssigkristall-Anzeige-(LCD-) Tafel mit: einem LCD-Abschnitt, der aus einem Substrat mit aktiver Dünnfilmtransistor- (TFT-) Matrixschaltung aufgebaut ist; einer Anordnung aus Schaltgliedern, die als Abtast-Halteglieder arbeiten und die an den seitlichen Videosignalleitungen des LCD-Abschnitts angeordnet sind und deren Anzahl mit der der Videosignalleitungen übereinstimmt; einer aktiven Matrixschaltung, die die Anordnung aus Schaltgliedern in eine Vielzahl von Blöcken aufteilt und diese Blöcke im Zeitmultiplexbetrieb steuert; und mit einer externen Videosignal-Ausgabeschaltung mit ebenso vielen Ausgangsleitungen wie Signalleitungen eines Blockes der Anordnung aus Schaltgliedern vorhanden sind, wobei beim Steuern der LCD-Anzeige nach einer Wechselstrommethode zu einer Umkehrperiode einer Horizontalperiode der LCD-Tafel eine arithmetische Arbeitsweise zur Beseitigung einer im Videobild erzeugten Zeile hoher Leuchtdichte für jeden Block für das Videosignal durch die videosignal-Ausgabeschaltung erfolgt, wobei die Korrektur ausgeführt wird.
Die arithmetische Arbeitsweise wird ausgeführt durch Verbinden eines Subtrahierers mit der letzten Signalleitung der Source-Ansteuerung. Im Ausführungsbeispiel wird ein digitales Register verwendet, da die Source-Ansteuerung aus einem Digital/Analog-Wandler, wie in Fig. 2 dargestellt, besteht. Das Register ist jedoch nicht auf das digitale Register beschränkt, sondern die Korrekturschaltung kann durch andere Register verwirklicht werden.
Für den Fall, das überall analoge Source- Ansteuerungen verwendet werden, können für die Register Abtast-Halte-Kondensatoren verwendet werden.
Die Höhe von ΔV ist auf Grund des Ladungsteilungseffektes proportional zu einer Spannung V des angrenzenden Blockes, wie oben beschrieben.
ΔV=Css/C+CssV
Da die Spannung V auf Grund des Videosignals, das an den benachbarten Block ausgegeben wird, schwankt, wird der Wert von V aus dem Wert von V der ersten Signalleitung geschätzt, und wenn dieser geschätzte Wert an den relevanten Block ausgegeben wird, wird der geschätzte Wert vom Wert von V abgezogen. Auf diese Weise kann die Zeile hoher Leuchtdichte im Prinzip beseitigt werden.
Die vorliegende Erfindung wird hiernach im einzelnen bezüglich eines Ausführungsbeispiels und dessen Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 ist ein Teil-Schaltplan des Aufbaus, der ein grundlegendes Beispiel der Korrekturschaltung darstellt, die geeignet ist, die Erfindung zu verkörpern. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 die Blockteilungs-TFT-Anordnung; 2 ist die aktive Matrixschaltung; 3 eine Source-Ansteuerschaltung; und 4 eine Ausgangsstufe davon. Videodaten d&sub1;, d&sub2;, d&sub3;, . . . , dm aus einer externen Videoausgabeschaltung 5 werden in einem ersten Register 6 zwischengespeichert, und auch das erste Videodatum D&sub1; wird in einem zweiten Register 7 zwischengespeichert. Ein Ausgangssignal des zweiten Registers 7 wird von einer Verstärkungsregelschaltung 8 eingestellt und danach wird es zur arithmetischen Bearbeitung eines Ausgangssignals des letzten Videodatums dm des ersten Registers 6 durch einen Substrahierer 9 verwendet. Ein Halteimpuls 10 wird zur Bewerkstelligung der Zeitsteuerung verwendet, wenn die Videodaten d&sub1; bis dm in das erste Register 7 gespeichert werden. Ein anderer Halteimpuls 11 wird verwendet, um die Zeitsteuerung zu bewerkstelligen, wenn das erste Videodatum d&sub1; in das zweite Register 7 eingespeichert wird.
Der Ladungsteilungseffekt tritt auf den Videosignalleitungen Sm, Sm-1, . . . im ersten Block auf und erscheint auch auf den Signalleitungen S&sub1;, S&sub2;, . . . im zweiten Block. Wenn die Videosignale D&sub1; bis Dm von der aktiven Matrixschaltung 2 zum ersten Block der TFT-Anordnung 1 ausgegeben werden, ist das Videodatum d&sub1;, das an dem zweiten Block auszugeben ist, schon von der Source-Ansteuerschaltung 3 bestimmt. Dieses Datum d&sub1; wird an die Ausgangsstufe von dm angelegt und eine Verstärkung g eines Betrages, der ΔV zugeordnet ist, wird von der Verstärkungsregelungsschaltung 8 erzeugt. Die Verstärkung g wird von dm abgezogen, um das Videosignal Dm zu bekommen. Durch Ausgabe von Dm an die letzte Leitung Sm im ersten Block kann dann ein gewünschtes Korrekturansteuerverfahren realisiert werden.
Als praktisches Beispiel wird eine Flüssigkristall-Anzeigetafel einer Größe benutzt, die beispielsweise 240 Horizontal-Abtastleitungen (Gate-Leitungen) x 480 Vertikalleitungen (Source- Leitungen) verwendet. Diese Tafelgröße entspricht der Größe von etwa 3 Inch auf dem Fernsehbildschirm. Es wird nun angenommen, daß die Anzahl aufgeteilter Blöcke der Source-Leitungen 4 ist, die Anzahl der Leitungen eines Blockes 120 werden und die Verdrahtungsschaltung der aktiven Matrix 120 Leitungen hat. Zusätzlich besteht die Anzahl gemeinsamer Gate-Leitungen der Blockteilungs-TFT-Anordnung aus 4 Bits. Ein Farbfernsehsignal wird als Videoquelle verwendet und es wird angenommen, daß ein volles Farbfernseh-Videosignal auf die Tafel ausgegeben wird.
Fig. 2 ist ein Teil-Schaltbild, das ein Beispiel eines Korrekturschaltungsabschnitts des Ausführungsbeispiels darstellt. In Fig. 2 bezeichnet Bezugszeichen 12 ein erstes Register; 13 einen Digital/Analog-Wandler; 14 einen Inverter; 15 einen Subtrahierer; 16 Ausgabestufen; 17 ein zweites Register; 18 und 19 sind Verstärkungsregeler; und 20 ein Addierer. Das erste Register 12, das zweite Register 17 und der Subtrahierer 15 entsprechen dem ersten Register 6, dem zweiten Register 7 und dem Subtrahierer 9 in Fig. 1. Die Verstärkungsregelschaltung 8 in Fig. 1 ist aufgebaut aus zwei Verstärkungsreglern 18 und 19 so wie einem Addierer 20.
Zur Ausführung der Korrektur ist es unter der Annahme, daß in gleich 120, erforderlich zu wissen, in welchem Verhältnis die betreffenden Signalleitungen S&sub1;, S&sub2;, . . . in Fig. 1 vorläufig auf die betreffenden Signalleitungen S&sub1;&sub2;&sub0;, S&sub1;&sub1;&sub9;, . . . im angrenzenden Block den Einfluß des Ladungsverteilungseffektes ausüben. Das Verstärkungsverhältnis der Verstärkungsregelschaltung 8 muß abhängig von diesem Ergebnis eingestellt werden.
Als Ergebnis von Versuchen ist herausgefunden worden, daß der Grad des Einflusses von V, der auf die Videosignalleitungen S&sub1;&sub2;&sub0;, S&sub1;&sub1;&sub9;, . . . in einem bestimmten Block durch die Videosignalleitungen S&sub1;, S&sub2;, . . . im angrenzenden Block ausgeübt wird, so ausfällt, daß 80% des Einflusses von S&sub1; ausgehen und die verbleibenden 20% von S&sub2;. Zusätzlich wurde ein Bereich von vier Leitungen beeinflußt, nämlich S&sub1;&sub2;&sub0; bis S&sub1;&sub1;&sub7; warenbeeinflußt. Es ist daher ausreichend, daß die Korrekturschaltung mit den Videosignalleitungen D&sub1;&sub2;&sub0; bis D&sub1;&sub1;&sub7; verbunden wird und daß die Verstärkung des Subtraktionsbetrages eingestellt wird auf ein Verhältnis von acht zu zwei von d&sub1; zu d&sub2;, und das addierte Ausgangssignal wird durch den Subtrahierer korrigiert, wodurch die Korrektur erfolgt.
Obwohl im Ausführungsbeispiel das Videosignal des digitalen Wertes zurückgekoppelt wurde und zur Datumsabschätzung verwendet wurde, ist die Erfindung nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Selbst wenn auch ein Videosignal eines analogen Wertes verwendet wird, kann es rückgekoppelt werden, indem ein Abtast-/Halte-Kondensator in der analogen Ausgangsstufe vorgesehen wird.
Nach der Erfindung kann beispielsweise ein verdrillt nematisches Flüssigkristallelement als Flüssigkristall verwendet werden. Außer diesem Element ist es jedoch auch möglich, ein ferroelektrisches Flüssigkristallelement zu verwenden, das als eine schiral smektische Phase (z. B. C-Phase, H- Phase oder dergleichen) auftritt, das keine Spiralstruktur aufweist, und das im Official Gazette of U.S. Patent Serial No. US-A-4367924 veröffentlicht ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, ein Verfahren zur Steuerung einer Flüssigkristalltafel vorzusehen, wobei beim Steuern der LCD-Tafel zur Umkehrperiode einer Horizontalperiode, selbst bei bestehender Kapazität Css unter den Source-Leitungen, die Blockteilungssteuerung realisiert werden kann, ohne daß irgendeine Zeile hoher Leuchtdichte in der Leitung nahe der Randzone des Blockes verursacht wird. Es ist weiterhin nicht nötig, die Verdrahtung und den Aufbau abzuändern, um die Leitungskapazitäten Css zu verringern. Diese Korrekturschaltung kann auch verwirklicht werden durch einfaches geringfügiges Abwandeln einer Schaltungsdimensionierung in Verbindung mit der Herstellung eines IC der Steuerung. Da die Herstellkosten kaum ansteigen, wird damit ein ökonomisches Ergebnis erzielt.

Claims

1. Flüssigkristallanzeige mit einem Flüssigkristall-Elementabschnitt, der durch eine Blockteilungsanordnung (1) aus Schaltgliedern (TFT) in Blöcke gegliedert ist, um so über eine aktive Matrixschaltung (2) Videosignale (D&sub1;, . . . Dm) zu liefern, die aus Videodaten (d&sub1;, . . . , dm) einer externen Videosignal-Ausgabeschaltung gewonnen werden mittels einer Source-Ansteuerschaltung (3) für Videosignalleitungen (S&sub1;&sub1;, . . . .Sm), die über die Schaltglieder (TFT) der Blockteilungsanordnung (1) mit einzelnen Blöcken (BLOCK 1, BLOCK 2, . . . .) des Flüssigkristall-Elementabschnitts verbunden sind, wobei beim Ausgeben von Videosignalen (D&sub1;, . . . , Dm) aus-der aktiven Matrixschaltung (2) an einen ersten Block (BLOCK 1) des Flüssigkristall-Elementabschnitts ein als Videosignal (D&sub1;) an die erste Videosignalleitung (S&sub1;) eines zweiten, an den ersten Block (BLOCK 1) angrenzenden Blockes (BLOCK 2) des Flüssigkristall-Elementabschnitts auszugebendes Videodatuin (d&sub1;) dazu verwendet wird, mittels einer Verstärkungsregelschaltung (8) eine Verstärkung (g) zu erzeugen, die von einem Videodatum (dm) abgezogen wird, um dadurch ein Videosignal (Dm) zu bekommen, das an die letzte Videosignalleitung (Sm) des ersten Blockes (BLOCK 1) auszugeben ist.

2. Flüssigkristalltafel nach Anspruch 1, dessen Flüssigkristallelement ein einen ferroelektrischen Flüssigkristall verwendendes Bauelement enthält.

3. Flüssigkristalltafel nach Anspruch 1, dessen Flüssigkristallelement ein eine aktive Matrix zur - Steuerung eines verdrillt neinatischen Flüssigkristalls durch einen Schalttransistor für jedes Pixel verwendendes Flüssigkristallelement enthält.

4. Flüssigkristalltafel nach Anspruch 3, dessen Schalttransistoren Dünnfilmtransistoren enthalten.