-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Flüssigkristallgerät in Form einer Anzeigevorrichtung mit
aktiver Dünnfilm-Transistormatrix, das in der Lage ist, Zeilen
großer Helligkeit zu unterdrücken, die bei der Ansteuerung des
Gerätes in Blockeinheiten unter Verwendung von TFT
(Dünnfilmtransistoren) als Schaltglieder auftreten.
-
Die Schrift JP-A-59221183 (SEIKO EPSON KK.) offenbart ein
Flüssigkristall-Bildwiedergabegerät, in dem eine verschachtelte
Bildwiedergabetechnik angewandt wird, und in dem Rastersignale
für spezielle Raster-Elektrodenleitungen in starr
aufeinanderfolgender Reihenfolge vorgesehen sind, wodurch eine
genaue Bildsignalwiedergabe auf der Basis eines Aktivmatritzen-
Ansteuersystems geschaffen ist, bei dem Dünnfilmtransistor (TFT)
oder nicht-lineare Elemente wie Metall-Isolator-Metall-(MIM)-
Elemente verwendet werden. Rasterzeilen werden in der Weise
verschachtelt, daß eine Auswahlspannung für jede zweite
Rasterelektrode innerhalb der Rasterperiode bereitgestellt wird,
die sich in der Reihenfolge jeder zweiten Rasterelektrode
verschiebt, und es wird eine andere Auswahlspannung für die
restlichen Rasterelektroden bereitgestellt, so daß die
Bereitstellungsdauer dieser Spannung für die Rasterelektroden
sich teilweise mit jenen der angrenzenden Rasterelektroden über
dieser und unter dieser überlagert. Gesteuert von der
Horizontalsynchronisation des wiederzugebenden Bildsignals
erzeugt ein Schieberegister Signale zur aufeinanderfolgenden
Auswahl einer jeden Rasterelektrode mittels Analogschalter, die
mit jeder Rasterzeile verbunden sind. Da die Spannungssignale so
gesteuert werden, daß diese in zeitlicher Überlappungsdauer
sequentiell an die angrenzenden Rasterelektroden angelegt
werden, ist es möglich, das Flimmern des wiedergegebenen Bildes
zu vermindern, wodurch das Bild an Qualität gewinnt und
angenehm zu betrachten ist.
-
In einem derartigen bekannten Flüssigkristall-
Bildwiedergabegerät, bei dem die Matrixanzeige in eine Vielzahl
von Blöcken aufgeteilt ist, besteht jedoch eine unerwünschte
Leitungskapazität zwischen zwei aneinandergrenzenden internen
Leitungen. Aufgrund dieser Leitungskapazität stören sich an zwei
aneinandergrenzende Signalleitungen angelegte Spannungen
untereinander, indem sie eine unerwünschte Abweichung der sich
auf beiden Bildsignalleitungen einstellenden Spannungen
verursachen, wenn die Spannungen in ihrer Höhe verschieden sind.
Dieser Störeffekt tritt bei benachbarten Leitungen
unterschiedlicher Blöcke der aktiven Matrixanzeige auf und
ergibt sich aus dem Ladungsteilungseffekt der
Leitungskapazitäten und führt zu einer ungleichen Helligkeit an
bestimmten Stellen der Flüssigkristallanzeige.
-
Wie insbesondere in Fig. 3 dargestellt, sind bei einem
herkömmlichen Steuerverfahren für eine Flüssigkristallanzeige
mit einer aktiven TFT-Matrixschaltung interne
Bildsignalleitungen einer Flachanzeige 1 in eine Vielzahl von
Blöcken eingeteilt. Eine Matrixschaltung 2 ist vorgesehen zur
Matrixverbindung zwischen den internen Bildsignalleitungen eines
jeden Blockes und externen Bildsignalleitungen, die dieselbe
Leitungszahl wie die zuvor genannten Leitungen haben. Aus einer
B-TFT-(Blockeinteilungs-TFT)-Gruppierung 3 aufgebaute
Abtast/Halte-Schaltglieder werden bei den betreffenden internen
Bildsignalleitungen zwischen die Matrixschaltung 2 und die
Flachanzeige 1 eingefügt. An die Schaltglieder eines jeden
Blockes werden Steuersignale angelegt, um die Flachanzeige im
Zeitmultiplexbetrieb anzusteuern, wobei eine Horizontalperiode
(1H) als Umkehrperiode dient.
-
Fig. 4 stellt ein detailliertes der Verbindungsschaltbild
zu Fig. 3 dar, dessen äußere Bildsignalleitungen D1, D2,
Dm jeweils für einen Block der Matrixschaltung 2 eingeteilt sind
in m interne Bildsignalleitungen S1, S2, . . . , Sm. Im Falle von k
Blöcken beträgt die Gesamtzahl der Bildsignalleitung m · k. Jede
der äußeren Bildsignalleitungen S1, S2, . . . Sm ist über einen
Haltekondensator 10 mit Masse verbunden. Zwischen den
Haltekondensator 10 und die Matrixschaltung 2 eingefügte
Schaltglieder 11 werden zeitmultiplex von betreffenden
Blockeinteilungs-Gatetreibern B1, B2, . . . , Bk zur Ausgabe von
Bildsignalen an die Bildelemente angesteuert.
-
Wenn eine derart aufgebaute Flüssigkristallanzeige unter
Benutzung einer Horizontalperiode (1H) als Umkehrperiode
angesteuert wird, tritt ein Verschiebephänomen eines sogenannten
Ladungsteilungseffektes am Schnittpunkt zwischen geteilten
Blöcken, zum Beispiel zwischen Leitungen Sm und S1 in Fig. 4,
aufgrund der Kapazität zwischen den Source-Leitungen von B-TFT
auf. Folglich wird die erste Signalleitung S1 von Block 2 wird
angesteuert von dem Ausgangssignal aus der ersten Source-Leitung
D1 und der Ansteuerspannung B2 für die Blockteilungs-TFT von
Block 2, wobei die Source-Leitungskapazität m und C1 wie man sie
von der Source-Anschlußseite sieht, von den Blockteilungs-TFT,
der Videosignal-Haltekapazität C entsprechen. Die
Leitungskapazität Css, die das ΔV erzeugt, tritt zwischen
Source-Leitungen auf. Wenn unter jetziger Bezugnahme auf Fig.
dem Videosignal auf Leitung Sm eine Spannung Δ
V überlagert, so daß ein Videosignal ausgegeben wird, dessen
Spannungsamplitude größer ist als die des ursprünglichen
Videosignals (wobei die gegenüberliegende Elektrode 12 auf Masse
liegt).
-
Fig. 5 veranschaulicht das Prinzip des
Ladungsteilungseffektes, und Fig. 6 ist eine Zeittafel, die den
Ladungsteilungseffekt zeigt. In Fig. 5 bedeutet eine Strich-
Mittellinie den Schnittpunkt zweier Blöcke, von denen der Block
auf der linken Seite der Linie mit Block 1 und der auf der
rechten Seite mit Block 2 bezeichnet wird. Die letzte
Signalleitung Sm des Blockes 1 wird von dem Ausgangssignal aus
der letzten Source-Leitung Dm und der Ansteuerspannung D1 für
die Blockteilungs-TFT von Block 1 angesteuert. Die erste
Signalleitung S1 von Block 2 wird angesteuert von dem
Ausgangssignal aus der ersten Source-Leitung D1 und der
Ansteuerspannung B2 für die Blockteilungs-TFT von Block 2, wobei
die Source-Leitungskapazität Cm und C1, wie man sie von der
Source-Anschlußseite von den Blockteilungs-TFT sieht, der
Videosignal-Haltekapazität c entsprechen. Die Leitungskapazität
Css, die das ΔV erzeugt, tritt zwischen Source-Leitungen auf.
Wenn nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 6 ein Gateimpuls an
Leitung B1 angelegt wird, wird ein Bildsignal auf Leitung Dm zu
Leitung Sm über den B-TFT transferriert, um den Source-
Leitungskondensator Cm zu laden. Nachdem die Ladung der Source-
Leitungen von Block 1, zu dem der Kondensator Cm gehört,
abgeschlossen ist, wird ein anderer Gate-Impuls an Leitung B2
angelegt, um dadurch die Source-Leitungen, einschließlich
Leitung S1 von Block 2, zu laden. In diesem Falle verändern sich
die Lade-Kurvenformen auf der Leitung Sm und S1 an dem
Schnittpunkt der beiden Blöcke, wie in Fig. 6 dargestellt.
Insbesondere wird das durch Schrägstrichelung dargestellte ΔV
auf Leitung Sm überlagert, und dessen Bildsignal wird in der
Amplitude größer als sein ursprüngliches Signal, während das
Bildsignal auf Leitung S1 zu Beginn der Umkehr, wie durch
Schrägstrichelung dargestellt, wechselt. Derartige Phänomene
resultieren aus dem Ladungsteilungseffekt der Source-
Leitungskapazität Css zwischen den Kondensatoren Cm und C1. Die
Beziehung zwischen ΔV und V kann ungefähr durch die folgende
Formel angegeben werden
ΔV Css/(C+Css)·V(v)
-
(C = Cm C1)
-
Wenn eine Flüssigkristall-Flachanzeige in der oben
beschriebenen Art ohne irgendeine Korrektur angesteuert wird,
dann führen die letzten Leitungen Sm der Blöcke zu starker
Überstrahlung, so daß dies ziemlich ungeeignet für eine
Flüssigkristallanzeige ist.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die
obigen Probleme zu lösen und eine Anzeigevorrichtung mit aktiver
Dünnfilm-Transistormatrix zu schaffen, bei der Zeilen des
Blockes mit hoher Intensität bedingt durch den
Ladungsteilungseffekt während der 1H-Umkehr-Ansteuerung
entstehen, unterdrückt werden, wodurch eine hohe Bildqualität
realisiert wird.
-
Die Aufgabe wird nach vorliegenden Erfindung gelöst durch
eine Anzeigevorrichtung mit aktiver Dünnfilmtransistormatrix,
die ausgestattet ist mit Horizontal-Gatesignal-
Leitungselektroden, Vertikal-Videosignal-Leitungselektroden und
mit einer Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Vertikal-
Videosignal-Leitungselelktroden im Zeitmultiplexbetrieb, dessen
Vertikal-Videosignal-Leitungselektroden in eine Vielzahl von
Blöcken eingeteilt sind und dessen Ansteuereinheit einerseits
über äußere Videosignalleitungen verfügt, die der Reihe nach
über Schaltglieder mit den Vertikal-Videosignal-
Leitungselektroden jeden Blockes verbunden werden, und
andererseits über ein Steuermittel, das ein Steuersignal an die
Schaltglieder jeden Blockes anlegt, so daß die Blöcke der
Vertikal-Videosignal-Leitungselektroden sequentiell in einer
Zeitmultiplex-Ansteuerart angesteuert werden, die dadurch
gekennzeichnet ist, daß das Steuermittel einerseits eine
Vorderseiten-Steuerleitung zur Aktivierung der Schaltglieder im
Vorderteil jeden Blocken und andererseits eine Rückseiten-
Steuerleitung zur Aktivierung der Schaltglieder in Hinterteil
jeden Blockes aufweist und daß das Steuersignal auf der
Rückseiten-Steuerleitung eines Blockes sich mit dem Steuersignal
auf der Vorderseiten-Steuerleitung des nächsten Blockes zeitlich
überlappt.
-
Fig. 1 ist ein Verbindungsschaltbild des Hauptteil des
Flüssigkristallgerätes in Form einer Anzeigevorrichtung mit
aktiver Dünnfilm-Transistormatrix gemäß einem
Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung;
-
Fig. 2 ist eine Zeittafel, die die Arbeitsweise des Gerätes
gemäß Fig. 1 veranschaulicht;
-
Fig. 3 ist ein schematisches Blockschaltbild, das das
Flüssigkristallgerät herkömmlicher Art darstellt;
-
Fig. 4 ist eine Zeittafel, die die Arbeitsweise des Gerätes
gemäß Fig. 3 darstellt;
-
Fig. 5 ist eine äquivalente Schaltung, die den
Ladungsteilungseffekt veranschaulicht;
-
Fig. 6 ist eine Zeittafel, die die Arbeitsweise der
äquivalenten Schaltung veranschaulicht; und
-
Fig. 7 ist eine äquivalente Schaltung bei der
Zeitmultiplexansteuerung.
-
Der Ladungsteilungseffekt tritt während der Zeit auf, die
mit dem Impuls beginnt, der an die B-TFT eines Blockes angelegt
wird, der diese leitend schaltet, und die endet, wenn ein
anderer Impuls an die B-TFT des nächsten Blockes angelegt wird,
um diese leitend zu schalten. Die Leitung Sm in Fig. 5 hält
während des Nicht-Leitend-Schaltens der B-TFT über Leitung B1
ein Potential, auf das der Kondensator Cm geladen ist, und
bleibt bezüglich der Signalquelle, wie dem Source-
Leitungstreiber gemäß Fig. 3, offen bestehen. Wenn ein Signal
während dieses Offen-Zustandes an die B-TFT des nächsten Blockes
2 angelegt wird, um diese zu schalten, wird die Leitung S1
aktiviert, um das Signal aus der der Signalquelle zu empfangen,
so daß der Kondensator C1 geladen wird. Gleichzeitig lädt das
Signal auf Leitung S1 den Kondensator Css, und dessen Ladung
wird in den Kondensator Cm übertragen und dort gespeichert.
Folglich ändert sich die Kurvenform auf Leitung Sm um ΔV, wie in
Fig. 6 dargestellt. Fig. 7 ist eine äquivalente Schaltung, bei
der die Leitung Sm offen gehalten wird und die Signalquelle 13
an die Leitung S1 angekoppelt wird.
-
Um nun ΔV zu eleminieren oder zu verringern, kann in
Betracht gezogen werden, daß die Trennung von der Signalquelle
und die Verbindung mit der Signalquelle nicht gleichzeitig
zwischen den Leitungen benachbarter Blöcke durchgeführt werden
sollte und auch daran, daß der Kapazitätswert Css und V klein
gehalten werden sollten. Da der Kapazitätswert Css bestimmt wird
durch den Aufbau der Flachanzeige, sind die verbleibenden, zu
lösenden Probleme gerichtet auf ΔV, die Schaltzeitvorgabe und
den Wert V.
-
Unter Beachtung der Schaltzeitvorgabe ermöglicht die
vorliegende Erfindung es, eine Potentialdifferenz zwischen
Leitung Sm und Leitung S1 einzurichten, die sehr klein ist.
Insbesondere ist die B-TFT Anordnung der Schaltorgane jeden
Blockes des weiteren eingeteil in zwei Halbblöcke. Eine
Schaltsignalleitung ist vorgesehen für jeden der Halbblöcke,
wobei die Phase eines Steuersignals, das an die Schaltglieder
jeden Halbblockes angelegt wird, zwischen benachbarten
Halbblöcken geschoben wird, um Ausgangsbildsignale zu
überlagerten Zeiten auf die interne Bildsignalleitungen zu
geben.
-
Das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun
anhand der Zeichnungen beschrieben.
-
Fig. 1 ist ein Verbindungsschaltbild, das die die
vorliegende Erfindung verkörpernden B-TFT und die
Matrixschaltung darstellt. In diesem Ausführungsbeispiel wird
die gleiche Flachanzeige verwendet wie bei der herkömmlichen,
in Fig. 3 dargestellten. Eine aktive Dünnfilm-Transistormatrix
ist gebildet aus einem Anzeigeteil, einer B-TFT Anordnung und
einer Matrixschaltung, die alle auf einem einzigen Substrat
hergestellt sind. In Fig. 1 beträgt die Gesamtzahl der
Matrixdrahtleitungen 240, die hier als erste Hälfte 120 Drähte
und als letzte Hälfte 120 Drähte aufweisen. Bildsignalleitungen
eines Blockes, das heißt Flachanzeige-Leitungen sind mit 240
Bit-B-TFT verbunden. Die Flachanzeige-Source-Leitungen und die
B-TFT werden gleichermaßen als 120 der Vorderhälfte und der
Hinterhälfte bezeichnet.
-
Eine Steuersignalleitung, mit der die B-TFT der ersten 120
Bits von Block 1 leitend und nicht-leitend geschaltet werden,
wird als "B1-FTRST" bezeichnet, während eine Steuerleitung, mit
der die B-TFT der letzteren 120 Bit von Block 1 leitend und
nicht-leitend geschaltet werden, als "B1-LATTER" bezeichnet
werden. Die gleiche Bezeichnung wird herauf bis zu "B8-Latter"
vergeben. Auf diese Weise beträgt die Gesamtzahl der
Sourceleitungen 8 · 240. Die Anzahl der Gate-Leitungen
(Rasterleitungen) beträgt 480, und die Flachanzeige entspricht
einem Fernsehbildschirm von etwa 7 Inch.
-
Fig. 2 ist eine Zeittafel, die die Arbeitsweise des
Flüssigkristallgerätes gemäß Fig. 1 veranschaulicht, wobei ein
NTSC-Fernsehsignal als Bildsignalquelle verwendet wird. Das
Fernsehbildsignal wird eingeteilt in acht Abschnitte, die den
Blöcken 1 bis 8 als Bildsignalquelle der Flachanzeige zugeordnet
sind, wobei jeder der Blöcke eingeteilt ist in die vordere
Hälfte und in die hintere Hälfte. In der vorliegenden Erfindung
wird das geteilte Bildsignal durch Steuerung der Ausgabezeiten
des Source-Leitungsverstärkers verarbeitet, wie nachfolgend
beschrieben.
-
Wenn Bilddaten der ersten 120 Bit von Block 1 eingegeben
werden, dann werden die Daten auf die Source-Leitungen D1 bis
D120 ausgegeben. Zeitgleich damit wird ein Impuls, mit dem die
B-TFT der ersten 120 Bit leitend geschaltet werden, an die
Steuerleitung "B1-FIRST" angelegt, um die ersten 120 Source-
Leitungen von Block 1 zu laden. Wenn als nächstes Bilddaten der
hinteren 120 Bit von Block 1 vorbereitet sind, werden diese
Daten auf die Source-Leitungen D121 bis D240 ausgegeben.
Zeitgleich damit wird ein Impuls, der die B-TFT der hinteren 120
Bit leitend schaltet, auf Steuerleitung "B1-LATTER" angelegt, um
die hinteren 120 Source-Leitungen von Block 1 zu laden. Die
Phase des leitend/nicht-leitend schaltenden Steuersignals von
"B1-FIRST" und "B1-LATTER" usw. wird so geschoben, daß eine
Überlagerung um 90º zwischen zwei benachbarten Halbblöcken
besteht. Gleiche Zeitvorgaben des Steuersignals werden herauf
bis zu Block 8 wiederholt, um ein 1H-Fernsehsignal auf 1920
Source-Leitungen zu schreiben. In diesem Fall wird der
Flüssigkristall (TN-Flüssigkristall, ferroelektischer
Flüssigkristall) wechselspannungsgesteuert, in dem die
gegenüberliegende Elektrode auf Masse gelegt wird, oder jede 1H
synchron mit dem Fernsehsignal erfolgt.
-
In der obigen Flüssigkristallansteuerung werden die Source-
Leitungskurvenformen in der in Fig. 2 dargestellten
Flachanzeige, insbesondere die Lade-/Entlade-Kurvenformen der
Source-Leitungen S120 und S122 an der Kreuzung der Blöcke,
überwacht. Die Potentialdifferenz V auf der Source-Leitung 5121
ist sehr gering. Zu der Zeit, wenn ein Impuls auf "B1-FIRST" für
die Source-Leitung S120 von Block 1 nicht-leitend schaltet, ist
die Potentialdifferenz V sehr gering. Dieses V stimmt überein
mit dem V der zuvor beschriebenen Annäherungsformel. Folglich
fällt ΔV beachtenswert gering aus. Die Potenialdifferenz δV an
der ansteigenden Flanke der Source-Leitungskurvenform, wie in
Fig. 2 dargestellt, wird äußerst gering.
-
Ein Block des obigen Ausführungsbeispiels kann in drei oder
mehr geteilt sein.
-
Wie aus der vorstehenden Beschreibung der vorliegenden
Erfindung ersichtlich, kann die sich ergebende
Potentialdifferenz der fein eingeteilten Blöcke mit überlagerter
Zeitvorgabe auf ein Minimum reduziert werden, selbst wenn der
Ladungs-Teilungseffekt während der 1H-Umkehransteuerung
auftritt. Des weiteren kann die Potentialdifferenz für den Fall,
daß die Ladegeschwindigkeit mit einem B-TFT hoch ist,
theoretisch zu Null gemacht werden. Auf diese Weise ist es
möglich, Zeilen großer Helligkeit an Blockschnittpunkten zu
beseitigen aktiver Dünnfilm-Transistormatrix bereit zustellen,
das eine hohe Bildqualität liefert.