DE3702335C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, insbesondere für Fernseh- oder andere Bildschirmanzeigen.

Fernsehempfänger mit Flüssigkristallbildschirm sind in der letzten Zeit in den Handel gekommen, und die Nachfrage nach ihnen hat rapide zugenommen. Insbesondere werden Flüssigkristallfernsehempfänger in Verbindung mit der NTCS-Fernsehnorm eingesetzt, bei der pro Sekunde 60 Halbbilder übertragen werden. Wenn dabei die Polarität des Bildsignals bei jedem Halbbild umgekehrt wird, um den Flüssigkristall mit Wechselstrom zu betreiben, dann ergibt sich für den Flüssigkristall eine Treiberfrequenz von 30 Hz.

Wenn Flüssigkristalle mit einer Frequenz von unter 40 Hz betrieben werden, tritt ein deutliches Flackern auf. Eine Lösung, dieses Flackern zu vermeiden, ist in der Druckschrift JP-A-15 33 788/1984 offenbart. Bei diesen Stand der Technik werden an jedes einzelne Bildelement abwechselnd ein unipolares Bildsignal und ein festgelegtes Gleichstrompotential angelegt, wobei mit jedem Halbbild eine Umschaltung auftritt. Das angelegte Bildsignal ist also unipolar, weshalb das Bildflackern begrenzt werden kann.

Der erwähnte Stand der Technik besitzt allerdings den Nachteil, daß Schattierungs- oder Kontrastunregelmäßigkeiten zwischen den oberen und den unteren Bildteilen auftreten. Bezogen auf ein Bildelement im oberen Bildteil wird ein Signal, Bildsignal oder festgelegtes Gleichstrompotential, innerhalb kurzer Zeit nach dem Umschalten zwischen Bildsignal und festgelegtem Gleichstrompotential eingeschrieben und danach die Source- oder Spaltenleitung auf der eingeschriebenen Signalart gehalten, so daß die Potentialdifferenz zwischen dem im Bildelement gespeicherten Potential und dem an der Spaltenleitung jeweils anliegenden Potential verhältnismäßig gering ist und dementsprechend die im Bildelement gespeicherte Ladung durch Leckstrom nur unwesentlich beeinträchtigt wird. Bezogen auf ein Bildelement im unteren Bildteil ist die Situation anders. Nach Umschalten der Spaltenleitungen von Bildsignal auf festgelegtes Gleichstrompotential oder umgekehrt, erfolgt das Einschreiben eines solchen Bildelements erst gegen Ende des Halbbildes, so daß eine relativ lange Zeit ein großer Potentialunterschied zwischen dem im Bildelement gespeicherten Potential und dem jeweiligen Potential der Spaltenleitung besteht, was zu einem entsprechenden Leckstrom und damit zu einem Ladungsabfluß aus dem Bildelement führt. Da dieser Leckstrom während einer Zeitspanne fließt, die im wesentlichen der Dauer eines Halbbildes entspricht, kann im unteren Teil eines derart aufgebauten Bildschirms keine getreue Bildwiedergabe erfolgen, was zu den erwähnten Unterschieden zwischen oberem und unterem Bildteil führt.

Aus der DE-35 19 792 A1 ist eine Flüssigkristallanzeigevor­ richtung mit in einer Matrix angeordneten Bildelementen be­ kannt, bei der die Anzeige mit einer Halbbildperiode erneu­ ert wird, indem Bildsignale nacheinander in die Bildele­ mente eingeschrieben werden. Die Flüssigkristallanzeigevor­ richtung enthält eine Abtasteinrichtung, durch welche die Bildelemente innerhalb einer Halbperiode zweimal abgetastet werden. Eine Steuerschaltung legt während der einen Abta­ stung Echtzeitbildsignale und während der anderen Abtastung zwischengespeicherte Bildsignale an die Bildelemente an. Mit diesem Stand der Technik kann das vorgenannte Problem des Flackerns durch eine Quasi-Frequenzverdopplung erhöht werden. Erforderlich dafür ist jedoch ein Bildspeicher mit einer der Anzahl von Bildelementen der Anzeigevorrichtung entsprechenden Kapazität, in dem die Bildsignale, die während der ersten Abtastung an die Bildelemente angelegt werden, zugleich gespeichert werden, so daß während der nächsten Abtastung die gespeicherten Bildsignale angelegt werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flüssigkristallanzeige­ vorrichtung der angegebenen Art zu schaffen, bei der sowohl das eingangs erwähnte Flackern als auch die erwähnte Schat­ tierungsungleichmäßigkeit innerhalb des Bildes vermieden werden, ohne daß dafür ein zusätzlicher Bildspeicher erfor­ derlich wäre.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Patenanspruchs gelöst.

Bei dieser Lösung werden die Bildelemente während der Dauer jeder Halbbildabtastung selektiv dem Bildsignal und dem festgelegten Gleichstrompotential ausgesetzt. Auf diese Weise wird ein 60-Hz-Betrieb und damit eine Frequenzverdoppelung gegenüber herkömmlichen Flüssigkristallanzeigenvorrichtungen für die NTSC-Norm erreicht. Dadurch wird das Flackern ausgeschaltet. Die Wirkung ist besonders für die PAL- und SECAM-Norm von Bedeutung, bei denen die Übertragungsgeschwindigkeit gering ist. Da kein Flackern auftritt, kann die Form des Flüssigkristalls frei gewählt werden, und man kann einen Flüssigkristall hoher Geschwindigkeit, hohen Widerstands und hoher Zuverlässigkeit einsetzen.

Da alle Bildelemente, die an der Darstellung eines Bildes beteiligt sind, unter gleichen Voraussetzungen angesteuert werden, läßt sich ein Bild guter Qualität ohne jegliche Schattierung anzeigen. Die Anforderungen an die Schaltelemente bezüglich des Leckstroms können demzufolge weniger streng sein.

Schließlich brauchen die Bildsignale nicht invertiert zu werden, und man benötigt auch keinen Bildspeicher für eine Doppelgeschwindigkeitsabtastung, was zu einem einfachen Schaltungsaufbau führt.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 Zeitdiagramme zur Erläuterung der Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung,

Fig. 3 ein Schaltbild mit einem Schaltnetz, das einen Teil von Fig. 1 im einzelnen zeigt, und Fig. 4 ein Zeitdiagramme zur Erläuterung der Funktionsweise der in Fig. 3 gezeigten Anordnung.

In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Schieberegister zur Auswahl jeweils einer Source- oder Spaltenleitung. Mit 2 ist eine Ab­ tasthalteschaltung für Bildsignale bezeichnet. S₁₁, S₁₂ . . . S₂₁, S₂₂ . . ., sind Schaltelemente, die dazu dienen, an die Spaltenleitungen S wahlweise ein Bildsignal oder ein gewünschtes Gleichstrompotential V_H anzulegen. 3 ist ein Gate- oder Zeilentreiber. 4 bezeichnet eine Steuerschaltung zur Erzeugung der verschiedenen Zeitsteuersignale. L₁₁, L₁₂, . . . sind die Bildelemente und M₁₁, M₁₂, . . . sind den jeweiligen Bildelemente zugeordnete Schaltelemente.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Anordnung soll nun unter Bezug auf die Zeitdiagramme in Fig. 2 erläutert werden. Ein Vertikalsynchronsignal V.SYNC und ein Horizontalsynchronsignal H.SYNC, die in Fig. 4 gezeigt sind, werden an die Steuerschaltung 4 angelegt. Die von dieser Steuerschaltung ausgegebenen Zeitsteuersignale steuern den Betrieb des Schieberegisters 1 und des Zeilentreibers 3. Das Bildsignal wird mittels der Abtast-Halteschaltung 2 während jeder Zeile (Horizontalabtastung) durch die Ausgangssignale des Schieberegisters 1 abgetastet und zwischengespeichert. Die so gewonnenen Abtastwerte des Bildsignals werden Pufferverstärkern S₁₁, S₁₂, . . . geliefert.

An die Schaltelemente S₂₁, S₂₂, . . . ist ein gewünschtes Gleichstrompotential V_H angelegt. Dieses Gleichstrompotential und die Abtastwerte des Bildsignals werden gesondert an die Spaltenleitungen S angelegt, und zwar erfolgt die Umschaltung einmal während jeder Zeile unter der Steuerung durch die in Fig. 2B gezeigten Impulse. Wenn das Potential am Anschluß B dem logischen Wert "1" entspricht, werden die Spaltenleitungen S auf das Gleichstrompotential V_H gelegt, während die Abtastwerte des Bildsignals angelegte werden, wenn das Potential am Anschluß B dem logischen Wert "0" entspricht.

Die jeweiligen Signale an den Spaltenleitungen werden mit Hilfe der Signale vom Zeilentreiber 3 in nachfolgend beschriebener Weise in die einzelnen Bildelemente eingeschrieben. Der Zeilentreiber 3 erzeugt die in Fig. 2 gezeigten Impulse G₁, G₂, . . . die an die Gate- oder Zeilenleitungen G₁, G₂, . . . angelegt werden. Mit Hilfe dieser Impulse werden in jedes Bildelement einmal während jeder Halbbildabtastzeit ein Abtastwert des Bildsignals und des Gleichstrompotentials V_H eingeschrieben.

Der Impuls P₁ des Signals G₁, das in Fig. 2 gezeigt ist, wird synchron mit einem Bildsignalschreibstartimpuls, der in Fig. 2 unter C gezeigt ist, und von der Steuerschaltung 4 ausgegeben wird, erzeugt. Da der Impuls P₁ zu einem Zeitpunkt erzeugt wird, zu dem Abtastwerte des Bildsignals an den Spaltenleitungen S anliegen, werden diese Abtastwerte in die Bildelemente L₁₁, L₁₂, L₁₃, . . . eingeschrieben.

In ähnlicher Weise werden die in Fig. 2 gezeigten Impulse von G₂, G₃, . . . an den Zeilenleitungen G₂, G₃, . . . G₁₃₀ synchron mit dem Anlegen der Abtastwerte des Bildsignals erzeugt, so daß diese Abtastwerte nacheinander in die Bildelemente der Zeilenleitungen G₂, G₃, . . . G₁₃₀ eingeschrieben werden.

Andererseits werden an den Zeilenleitungen G₁₃₁ bis G₂₄₀ Impulse unmittelbar vor den Impulsen an den Zeilenleitungen G₁ bis G₁₃₀ erzeugt, das heißt zu Zeitpunkten, zu denen das Gleichstrompotential V_H an den Spaltenleitungen S anliegt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Dadurch wird durch diese Impulse nacheinander das Gleichstrompotential V_H eingeschrieben.

Auf diese Weise werden während der ersten Hälfte jeder Halbbildabtastzeit jeweilige Abtastwerte des Bildsignals in die Bildelemente der Zeilenleitungen G₁ bis G₁₃₀ und während der zweiten Hälfte das Gleichstrompotential V_H in die Bildelemente der Zeilenleitungen G₁₃₁ bis G₂₄₀ eingeschrieben.

Am Ende des voranstehend beschriebenen Schreibvorgangs wird an der Zeilenleitung G₁ ein Impuls P₂ des Signals G₁ erzeugt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Der Impuls P₂ wird synchron mit einem Schreibstartimpuls für das Gleichstrompotential erzeugt, welcher in Fig. 2 unter D gezeigt ist, also zu einem Zeitpunkt, zu dem das Gleichstrompotential V_H an den Spaltenleitungen S anliegt. Das Gleichstrompotential V_H wird unter Steuerung durch diesen Impuls P₂ in die Bildelemente der Zeilenleitung G₁ eingeschrieben. In ähnlicher Weise wird das Gleichstrompotential V_H nacheinander in die Bildelemente der Zeilenleitungen G₂ bis G₁₃₀ eingeschrieben.

Auf der anderer Seite werden Abtastwerte des Bildsignals nacheinander in die Bildelemente der Zeilenleitungen G₁₃₁ bis G₂₄₀ eingeschrieben.

Betrachtet man ein einzelnes Bildelement, dann werden in dieses ein Abtastwert des Bildsignals und das Gleichstrompotential V_H eingeschrieben, wobei die Umschaltung im Verlauf jeder Halbbildabtastzeit erfolgt.

Dadurch wird im wesentlichen eine 60-Hz-Ansteuerung ermöglichet und ein Flackern ausgeschaltet.

In Fig. 2 ist ein E ein Signal, wie es in die Bildelemente der Zeilenleitung G₁ eingeschrieben wird, und F ein solches, das in die Bildelemente der Zeilenleitung G₁₃₁ eingeschrieben wird.

Da die Spaltenleitungen S während der Zeitspanne einer Horizontalabtastung zwischen den Abtastwerten des Bildsignals und dem Gleichstrompotential umgeschaltet werden, wie es in Fig. 2B gezeigt ist, tritt kein wesentlicher Ladungsabfluß von den einzelnen Bildelementen auf, und die Bildelemente in den oberen Bildzeilen und diejenigen in den unteren Bildzeilen unterliegen denselben Bedingungen, so daß keine ungleichförmige Schattierung auftritt.

Der Aufbau der Zeilentreibers 3 im einzelnen ist in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 3 sind mit 5 und 6 Schieberegister von je 480 Bits bezeichnet. Das Schieberegister 5 liefert Ausgangssignale nur in ungeradzahligen Schritten, während das Schieberegister 6 Ausgangssignale nur in geradzahligen Schritten abgibt. Das Schreibstartimpulse C, D (bei denen es sich um die gleichen wie C, D in Fig. 2 handelt) für das Bildsignal und das Gleichstrompotential werden an das Schieberegister 5 bzw. 6 angelegt.

480 Taktimpulse werden an den Takteingang CK jedes Schieberegisters 5, 6 während der Dauer einer Halbbildabtastung angelegt. An den Anschlüsse b₁ bis b₂₄₀ des Schieberegisters 6 werden demzufolge die in Fig. 4 gezeigten Impulse b₁ bis b₂₄₀ ausgegeben. Die in Fig. 4 gezeigten Impulse a₁ bis a₂₄₀ werden von den Anschlüssen a₁ bis a₂₄₀ des Schieberegisters 5 ausgegeben. Verknüpfungsglieder (Torschaltungen) g₁ bis g₂₄₀ und Inverter t₁ bis t₂₄₀ empfangen diese Impulse und erzeugen die Impulse G₁ bis G₂₄₀, die in Fig. 4 gezeigt sind und an die jeweiligen Zeilenleitungen G₁ bis G₂₄₀ angelegt werden. Auf diese Weise erhält man die in Fig. 2 gezeigten Impulse.

Bei der vorausgehenden Beschreibung ist das Verhältnis von Bildsignalzeit zur Anlegezeit des Gleichstrompotentials 1 : 1. Das Verhältnis ist aber nicht auf diesen Wert geschränkt, sondern kann beispielsweise auch auf etwa 2 : 1 gesetzt werden.

Darüberhinaus ist es möglich, die Helligkeit durch Verändern des Gleichstrompotentials V_H zu steuern.

Beim obigen Ausführungsbeispiel sind 240 Zeilenleitungen vorgesehen. Die Erfindung läßt sich auch im Fall von 480 Zeilenleitungen dadurch einsetzen, daß die Geschwindigkeit des Bildsignals verdoppelt wird, ohne daß eine weitere Änderung erforderlich wäre.

Das Ausführungsbeispiel wurde unter Bezug auf Schwarz-Weiß- Fernsehen beschrieben. Die Erfindung ist aber in ähnlicher Weise auch auf Farbfernsehen anwendbar.

Claims (1)

1. Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit in einer Matrix angeordneten Bildelementen, bei der die Anzeige mit einer Halbbildperiode erneut wird, indem Bildsignale nachein­ ander in die Bildelemente eingeschrieben werden, umfassend eine Abtasteinrichtung (3, 4), durch welche die Bildele­ mente innerhalb einer Halbbildperiode zweimal abgetastet werden, und eine Steuerschaltung (S₁₁-S₁₃, S₂₁-S₂₃), die während der einen Abtastung die Bildsignale und während der anderen Abtastung ein Gleichstrompotential (V_H) an die Bildelemente (L₁₁-L₂₄₀₃) anlegt.