DE4446330B4

DE4446330B4 - Bildanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE4446330B4
Application number: DE4446330A
Authority: DE
Inventors: Yasushi Sakurai Kubota; Hiroshi Ikoma Yoneda; Kenichi Tenri Katoh
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2014-12-24
Also published as: KR950019835A; US5748165A; DE4446330A1; TW277129B; KR0139697B1; CN1112797C; CN1115535A

Abstract

Bildanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp mit
– einer Vielzahl matrixförmig auf einem isolierenden Substrat angeordneter Pixel (5) mit zugehörigen Pixelelektroden;
– einer Vielzahl von Halbleiterschaltelementen (SW), die den jeweiligen Pixelelektroden angeordnet sind;
– einer Vielzahl von Abrastersignalleitungen (GL1n, GL2n), die mit der Vielzahl der Halbleiterschaltelemente unter Bildung von Zeilen aus Pixelelektroden verbunden sind;
– einer Vielzahl mit den Halbleiterschaltelementen unter Bildung von Spalten aus Pixelelektroden verbundener Datensignalleitungen (SLm);
– Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2), die in jeder bestimmten Vertikalabrasterperiode allen Abrastersignalleitungen ein Abrastersignal einspeisen; und
– Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2), die den Datensignalleitungen ein Datensignal zuführen, wobei die Abrastersignalleitungen so angeordnet sind, dass jeder Zeile von Pixelelektroden jeweils eine erste und zweite Abrastersignalleitung zugeordnet sind, von denen die erste mit den Halbleiterschaltelementen der Zeile korrespondierend mit Pixelelektroden ungeradzahliger Spalten und die zweite Abrasterleitung mit den Halbleiterschaltelementen derselben Zeile korrespondierend mit Pixelelektroden geradzahliger Spalten verbunden sind, und
– die...

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 1, 13, 22 und 33. Eine derartige Bildanzeigevorrichtung ist aus JP 05-134629 AA bekannt.
Das Treiberverfahren für eine Bildanzeigevorrichtung wird auf Grundlage der Zwecke ausgewählt, für die die Bildanzeigevorrichtung verwendet wird, und unter solchen verfahren ist vor allem ein Aktivmatrix-Treiberverfahren bekannt. Eine solche Art von Bildanzeigevorrichtung weist, wie in 1 dargestellt, ein Pixelarray 121, eine Abrastersignalleitung-Treiberschaltung 122, eine Datensignalleitung-Treiberschaltung 123 und eine Zeitsteuersignal-Erzeugungsschaltung 124 auf. Bei einer Bildanzeigevorrichtung mit einem solchen Aufbau gibt die Abrastersignalleitung-Treiberschaltung 122 ein Abrastersignal an jeweilige Abrastersignalleitungen GLj, GLj+1 ... im Pixelarray 121 unter Verwendung von Zeitsteuersignalen aus, wie sie von der Zeitsteuersignal-Erzeugungsschaltung 124 auf Grundlage von Synchronisiersignalen erzeugt werden. ußerdem tastet die Datensignalleitung-Treiberschaltung 123 Videosignale ab und überträgt die abgetasteten Videosignale an Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... (oder sie überträgt sie nach einer Verstärkung) unter Verwendung des Zeitsteuersignals.
Wie in 2A dargestellt, sind im Pixelarray 121 eine Anzahl von Abrastersignalleitungen GLj, GLj+1 ... und eine Anzahl von Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... so angeordnet, dass sie einander überkreuzen, und ein Pixel 125 ist jeweils in einem Bereich vorhanden, der von zwei benachbarten Abrastersignalleitungen und zwei benachbarten Datensignalleitungen eingeschlossen wird. Auf solche Weise sind die Pixel 125 matrixförmig im Pixelarray 121 angeordnet, und eine Datensignalleitung SL ist für eine Spalte von Pixeln vorhanden, während eine Abrastersignalleitung GL für eine Zeile von Pixel vorhanden ist.
Bei einem LCD (Liquid Crystal Display = Flüssigkristallanzeige) weist jedes Pixel 125, wie in 2B dargestellt, einen Transistor 126 als Schaltelement sowie eine Pixelkapazität 127 auf, die aus einer Flüssigkristallkapazität CL besteht, und, falls erforderlich, eine Hilfskapazität Cs. Im Allgemeinen ist bei einem LCD vom Aktivmatrixtyp die Hilfskapazität Cs parallel zur Flüssigkristallkapazität CL im Pixel 125 angeordnet, um angezeigte Bilder zu stabilisieren. Die Hilfskapazität ist vorhanden, um den Effekt eines elektrischen Leckstroms aus der Flüssigkristallkapazität CL oder einem Transistor 126, Schwankungen des Pixelpotentials aufgrund einer parasitären Kapazität wie der Kapazität zwischen dem Gate und der Source des Transistors 126 sowie die Abhängigkeit von Anzeigedaten von der Flüssigkristallkapazi tät CL und dergleichen auf das Minimum zu beschränken.
Das Gate des Transistors 126 ist mit der Abrastersignalleitung GLj verbunden. Eine Elektrode der Flüssigkristallkapazität CL und der Hilfskapazität Cs ist über den Drain oder die Source des Transistors 126 mit der Datensignalleitung SLi verbunden, und die andere Elektrode der Flüssigkristallkapazität CL ist mit der gemeinsamen Gegenelektrode verbunden, und dazwischen ist ein Flüssigkristall angeordnet. Zusätzlich ist die andere Elektrode der Hilfskapazität Cs mit einer gemeinsamen (nicht dargestellten) Elektrodenleitung, die allen Pixeln (wenn Cs in einer gemeinsamen Struktur vorhanden ist) oder der benachbarten Abrastersignalleitung GL (wenn Cs auf einer Gatestruktur vorhanden ist) verbunden ist. Im letzteren Fall bestehen Schwierigkeiten dahingehend, daß die Signalverzögerung zunimmt und der Signalverlauf abgerundet wird, da die parasitäre Kapazität der Abrastersignalleitung GLj größer wird. Andererseits existiert im ersteren Fall keine Schwierigkeit hinsichtlich eines Anwachsens der parasitären Kapazität der Abrastersignalleitung. Jedoch ist es erforderlich, zusätzlich eine Hilfskapazitätsleitung (gemeinsame Elektrodenleitung) anzuordnen, die parallel zur Abrastersignalleitung Glj liegt, und infolgedessen existiert eine andere Schwierigkeit dahingehend, daß die Fläche, die für ein Pixel zur Verfügung steht, verringert ist.
Die Anzahl der Abrastersignalleitungen Glj, GLj+1 ... ist mit der Abrastersignalleitung-Treiberschaltung 122 verbunden, und die Anzahl von Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... ist mit der Datensignalleitung-Treiberschaltung 123 verbunden. Die Abrastersignalleitung-Treiberschaltung 122 und die Datensignalleitung-Treiberschaltung 123 sind in der Figur nicht dargestellt; sie werden jeweils mit verschiedenen Versorgungsspannungen VDD·VSS bzw. VCC·VEE betrieben.
In der Bildanzeigevorrichtung gibt die Datensignalleitung-Treiberschaltung 123 ein Datensignal zum Anzeigen jedes Pixels für jede Horizontalabrasterperiode (1H für eine Zeile) an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... aus. Wenn die Abrastersignalleitungen GLj, GLj+1 ... in aktivem Zustand sind, ist der Transistor 126 elektrisch leitend, wodurch die Datensignale für die Anzeige, wie sie auf den Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... übertragen werden, in die Pixelkapazität 127 eingeschrieben werden, so daß die Anzeige durch diese eingeschriebene elektrische Ladung aufrechterhalten bleibt.
Dabei ist es erforderlich, mit einer Wechselvorspannung anzusteuern, um eine Eigenschaftsverschlechterung der Flüssigkristallkapazität CL zu verhindern. Wenn Wechselspannungsansteuerung (Umkehransteuerung) in einer Vollbildperiode ausgeführt wird, ist Flackern mit z. B. 30 Hz oder 25 Hz deutlich erkennbar, abhängig von der Vollbildfrequenz des Signals. Daher ist es üblich, außer einer Vollbildumkehr eine sogenannte "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung zu verwenden, bei der die Polarität mit jeder Horizontalabrasterperiode umgekehrt wird, wie in den 3A, 3B dargestellt, oder eine sogenannte "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung, bei der die Polarität des Datensignals mit jeder Vertikalabrasterperiode umgekehrt wird, wie auch die Polarität des Datensignals mit jeder Zeile im Halbbild umgekehrt wird, wie in 4 dargestellt.
Jedoch ist es im Fall einer Bildanzeigevorrichtung, die mit Wechselspannung betrieben werden muß, wie bei einem LCD, erforderlich, Videosignale periodisch von der Datensignalleitung-Treiberschaltung 123 zu den Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... zu führen und die Daten in jedes Pixel 125 einzuschreiben, selbst wenn sich der Anzeigeinhalt (die Information) nicht ändert. Infolgedessen ist für die Anzeige ein großer elektrischer Strom erforderlich.
Ferner ist bei der "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung, da die Polarität der an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... ausgegebenen Datensignale mit jeder Auswahl der Abrastersignalleitungen GLj, GLj+1 ... umgekehrt wird, wie in 3 dargestellt, der Energieverbrauch aufgrund des Lade- und Entladestroms für die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... mit Polaritätsumkehr erhöht. Außerdem wird, wie in 3B dargestellt, die Gegenelektrode mit Wechselspannung betrieben, um den Ausgangsspannungsbereich der Datensignalleitung-Treiberschaltung 123 gering zu halten, was ebenfalls zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs führt. So besteht im Fall einer "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung die Schwierigkeit, dass der Energieverbrauch der Bildanzeigevorrichtung groß ist.
Andererseits ist im Fall einer "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung, da Signale mit derselben Polarität in einer Vertikalabrasterperiode eingeschrieben werden, wie in 4 dargestellt, der Lade- und Entladestrom für die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... klein, wie im Bereich dargestellt, der in 4 mit schrägen Linien gekennzeichnet ist. Ferner ist es zu erwarten, dass der Lade- und Entladestrom für die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... relativ klein ist, da im Allgemeinen die Videodaten für benachbarte Pixel ziemlich ähnlich sind. Im Ergebnis kann der Energieverbrauch aufgrund des Lade- und Entladestroms für die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... verringert werden.
Jedoch kann im Fall einer "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung ein Wechselspannungsbetrieb der Gegenelektrode, wie er bei der "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung ausgeführt wird, nicht ausgeführt werden, und infolgedessen ist der Ausgangsspannungsbereich für die Datensignalleitungen vergrößert. Demgemäß muß die Spannungsfestigkeit der Treiberschaltung erhöht werden, und der Energieverbrauch steigt an.
Die dicke durchgehende Linie in den 3 und 4 repräsentiert den Signalverlauf der an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... angelegten Spannung, während die gestrichelte Linie in 3 den Signalverlauf der an die Gateelektrode angelegten Spannung repräsentiert, und der durch schräge Linien gekennzeichnete Bereich repräsentiert den Energieverbrauch aufgrund des Lade- und Entladestroms für die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ....
In einer Bildanzeigevorrichtung, insbesondere einem LCD, ist es erwünscht, den Bereich, der an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... angelegten Spannung dadurch klein zu machen, daß die Tatsache genutzt wird, daß die elektrische Energie proportional zum Quadrat der Spannung ist, und den Energieverbrauch durch die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... dadurch klein zu halten, daß die Datensignalleitung-Treiberschaltung 123 mit kleinerer Spannung betrieben wird. Da es erforderlich ist, in einem LCD mit Umkehrung anzusteuern, ist es jedoch erforderlich, daß die Datensignalleitung-Treiberschaltung 123 eine Spannung in einem Bereich, der das Doppelte des Bereichs der Flüssigkristall-Treiberspannung ist (Summe der Signale mit positiver und negativer Polarität) an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 ... anlegt, was zu einer Zunahme des Energieverbrauchs führt.
In jüngster Zeit werden häufig Bildanzeigevorrichtungen eines solchen Typs als Anzeigevorrichtungen für tragbare Informationsgeräte verwendet. Bei einer solchen Anwendung wird angenommen, daß die Nutzung außer Haus erfolgt, so daß es erforderlich ist, sie mit einer kleinen Spannungsquelle wie einer Batterie oder dergleichen zu betreiben, und infolge dessen muß die Schwierigkeit hinsichtlich eines zu großen Energieverbrauchs überwunden werden. So ist es sehr nachteilig, wenn die Bildanzeigevorrichtung in einem tragbaren Gerät viel Energie verbraucht.
Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, besteht der Vorschlag, neben der "Vollbild + Sour eleitungsumkehrung"-Ansteuerung bei einem LCD vom Aktivmatrixtyp, bei dem ein TFT aus amorphem Silizium (a-Si) verwendet wird, den Energieverbrauch dadurch herabzusetzen, dass die Datensignalleitung-Treiberschaltung dadurch mit niedriger Spannung betrieben wird, dass die Versorgungsspannung wie der Wechselstrom geändert wird, während der Ausgangsbereich der Datensignalleitung-Treiberschaltung aufrechterhalten wird (Society for Information Display, Collected Pre-papers, 4.3 1993).
Obwohl das hier vorgeschlagene LCD einen gewissen vorteilhaften Effekt hinsichtlich einer Verringerung der Spannungsfestigkeit der Datensignalleitung-Treiberschaltung wie auch einer Herabsetzung des Energieverbrauchs hat, kann es nicht nur zu einer größeren Belastung einer externen Spannungsversorgungsschaltung durch Ändern der Versorgungsspannung, wie einer Wechselspannung, kommen, sondern auch zu einer Fehlfunktion und einer gestörten Anzeige aufgrund von Störsignalen beim Umschalten der Spannungsversorgung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildanzeigevorrichtung zu schaffen, bei der der Energieverbrauch weiter verringert ist und die Spannungsfestigkeit, wie sie für Elemente erforderlich ist, die ein Treibersystem einschließlich einer Abrasterleitung-Treiberschaltung und ein Pixelarray aufbauen, herabgesetzt ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bildanzeigevorrichtung zu schaffen, bei der neben den eben genannten der Datensignalleitungen eine etwa konstante Effektivspannung angelegt ist, um damit durch parasitäre kapazitive Effekte hervorgerufene Einstreuungen in die Flüssigkristallanzeige zu eliminieren.
Bei einer anderen aus DE 38 06 050 A1 bekannten Bildanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp ist durch konstruktive Maßnahmen die gewährleisten, dass die elektrisch leitenden Lichtschutzschichten von jeweils den Bildpunkten zugeordneten Feldeffekttransistoren zeilenförmig elektrisch leitend über eine gemeinsame Kontaktbahn innerhalb einer Passivierungsschicht untereinander verbunden sind und dass jede Kontaktbahn als elektrischer Anschluss aus der Passivierungsschicht herausgeführt ist, so dass jede Lichtschutzschicht über die Passivierungsschicht den Gatekontakt eines weiteren Feldeffekttransistors aus der Halbleiterschicht, dem Sourcekontakt und dem Drainkontakt des ersten Feldeffekttransistors bildet, Sorge dafür getragen, dass ein Ausfall von Bildpunkten oder gar Bildpunktzeilen weitgehend verhindert wird.
Bei einer weiteren aus DE 36 36 230 A1 bekannten Bildanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp mit LCD-Bildpixeln wird durch eine Einfügung von Hilfsadressleitungen, die für eine elektrische Verbindung zwischen Abschnitten der Hauptadressleitung sorgen, eine verbesserte Fertigungsausbeute erreicht.
International Electron Devices Meeting 1993, Technical Digest, T. Tanaka et al. Seite 389–392 beschreibt die Herstellung eines aus Polysiliziumdünnfilm bestehenden TFT-Transistors in invertierter gestapelter Bauweise mittels peripherer Lasertemperung im Plasma-CVD.
Eine in EP 0 368 572 A2 (SHARP KABUSHIKI KAISHA) beschriebene Farbbildanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp befasst sich mit einer Vergrösserung der Anzeigetafel, d. h. einer Erhöhung der Pixelzahl und gleichzeitig einer Verbesserung der Bildanzeigequalität, wobei als Ergebnis einer schnelleren Abrasterung sich die Taktfrequenz der Abrastertaktimpulse erhöht, die Linearität analoger Abtast- und Halteschaltungen verloren geht und der Leistungsverbrauch ansteigt. Die in dieser Druckschrift beschriebene Lösung schlägt vor, die Anzeigetafel in Blöcke zu unterteilen und die so geteilten Blöcke, die aus einer Vielzahl von Pixelspalten bestehen, durch entsprechende Sourcetreiber zu treiben, um eine Abrasterung durch niederfrequentere Sourcetreiber und gleichzeitig eine Größenverringerung der Treiberschaltungen zu erzielen.
Bei einer aus JP 04-088770 AA (SHARP KABUSHIKI KAISHA) bekannten Bildanzeigevorrichtung von Aktivmatrixtyp werden Streifenmuster zwischen den Bildelementzeilen dadurch vermieden, dass links und rechts der Bildanzeigetafel jeweils eine Treiberschaltung für ungeradzahlige Abrastersignalleitungen und für geradzahlige Abrastersignalleitungen angeordnet sind, wobei eine Zeitsteuerschaltung die beiden Treiberschaltungen für eines von zwei einen Rahmen bildenden Feldern gleichzeitig betreibt und die Treiberschaltung für die geradzahligen Zeilen mit einer Verzögerung um eine Horizontalabrasterperiode gegenüber der Treiberschaltung für die ungeradzahligen Zeilen startet.
JP 63-056627 AA befasst sich in erster Linie mit der Konstruktion einer Referenzspannungsgeneratorschaltung, die sechs verschiedene Referenzspannungen mittels eines Widerstandsspannungsteilers erzeugt. Von den derart erzeugten Referenzspannungen empfängt eine Zeilentreiberschaltung die erste, zweite, fünfte und sechste Referenzspannung und legt eine einer Referenzspannung entsprechende Spannung einer ersten Flüssigkristallanzeigeelement-Elektrode in Übereinstimmung mit der entsprechenden Abrasterzeit an. Dann empfangen Vertikaltreiberschaltungen von den so erzeugten Referenzspannungen die erste, dritte, vierte und sechste Referenzspannung und bildet zur Ansteuerung der LCD-Anzeigetafel Wechselstromimpulssignale, die eine zusammengesetzte Signalform haben. Die durch die Referenzspannungsgeneratorschaltung erzeugten Referenzspannungen werden so eingestellt, dass zum Einen die Differenz zwischen der ersten und zweiten Referenzspannung gleich der Differenz zwischen der dritten und vierten Referenzspannung und zum Anderen die Differenz zwischen der zweiten und dritten Referenzspannung gleich der Differenz zwischen der vierten und fünften Referenzspannung sind und dass sich jeweils die Differenz zwischen der ersten und zweiten Referenzspannung und der zweiten und dritten Referenzspannung innerhalb eines Bereichs unterscheiden, in dem das Übersprechen der Anzeigetafel erlaubt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildanzeigevorrichtung zu schaffen, bei der der Energieverbrauch weiter verringert ist und die Spannungsfestigkeit, wie sie für Elemente erforderlich ist, die ein Treibersystem einschließlich einer Abrasterleitung-Treiberschaltung und ein Pixelarray aufbauen, herabgesetzt ist.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bildanzeigevorrichtung zu schaffen, bei der neben den ebengenannten Effekten noch derjenige erzielt ist, dass eine bestimmte Betriebstoleranz gewährleistet ist.
Die Erfindung ist durch die Lehren der nebengeordneten Ansprüche 1, 13, 22 und 33 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Bei der Erfindungsgruppe gemäß den Ansprüchen 1 bis 21 kann der Lade- und Entladestrom für die Datensignalleitungen verringert werden, da das Potential einer Datensignalleitung während einer Halbbildperiode (Vertikalabrasterperiode) auf derselben Polarität gehalten wird.
Außerdem kann, da die Datensignalleitung-Treiberschaltung oder die Abrastersignalleitung-Treiberschaltung unterteilt ist und mit einer gesonderten Spannungsversorgung betrieben wird, die jeweilige Treiberspannung herabgesetzt werden, und im Ergebnis kann die Spannungsfestigkeit der aufbauenden Elemente verringert werden.
Bei diesem Aufbau einer Abrastersignalleitung oder einer Datensignalleitung wird die Polarität der in eine Datensignalleitung eingeschriebenen Daten während einer Vertikalabrasterperiode auf demselben Wert gehalten, und der Ausgangsbereich für die Datensignalleitung-Treiberschaltung ist klein gemacht. Infolgedessen kann in der Treiberschaltung eine kleinere Spannungsfestigkeit verwendet werden, was für ein Verringern des Energieverbrauchs und eine monolithische Herstellung wirkungsvoll ist.
Bei der Erfindungsgruppe gemäß den Ansprüchen 22 bis 47 erhalten die geradzahligen und die ungeradzahligen Datensignalleitungen während einer Vertikalabrasterperiode Videosignale von verschiedenen Datensignalleitung-Treiberschaltungen, und während der nächsten Vertikalabrasterperiode werden Videosignale von jeweiligen Datensignalleitung-Treiberschaltungen ausgegeben, die sich von denen bei der vorigen Datensignalperiode unterscheiden. Ferner werden durch zwei Systeme von Datensignalleitung-Treiberschaltungen z. B. Videosignale mit positiver Polarität an die geradzahligen Datensignalleitungen gegeben, und Videosignale mit negativer Polarität werden an die ungeradzahligen Datensignalleitungen gegeben, was während einer bestimmten Vertikalabrasterperiode erfolgt. In der anschließenden Vertikalabrasterperiode werden an die geradzahligen Datensignalleitungen Videosignale negativer Polarität, und an die ungeradzahligen Datensignalleitungen Videosignale positiver Polarität gegeben.
Anders gesagt, müssen in jeweiligen Datensignalleitung-Treiberschaltungen nur Videosignale einer Polarität gehandhabt werden, und zwar durch Kombinieren des Betriebs mit der Umschalteinrichtung und der "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung der Datensignalleitung-Treiberschaltungen, wie oben beschrieben. Im Ergebnis kann die Treiberspannung der Datensignalleitung-Treiberschaltung herabgesetzt werden.
Bei einer erfindungsgemäßen Datenanzeigevorrichtung existiert, da vom ersten und zweiten Schaltelement eines dann leitet, wenn die Datensignalleitung-Treiberschaltung und die Datensignalleitung miteinander verbunden sind, nur ein Schaltelement zwischen der Videosignalleitung oder der Spannungsleitung und der Datensignalleitung bei diesem Ansteuerungsverfahren. Daher ist die Impedanz des Schaltelements im leitenden Zustand verringert, und ein Videosignal kann leicht auf die Datensignalleitung gegeben werden.
Ferner wird bei einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ein Videosignal einmal in das erste Schaltelement übernommen und dann über das zweite Schaltelement in zwei Systeme aus gegeben, und zwar für jede der Datensignalleitungen. Bei diesem Aufbau muss hinter dem ersten Schaltelement nur das zweite Schaltelement angeordnet werden. Dabei kann der Flächenzuwachs der Treiberschaltung mit der Umschalteinrichtung auf relativ kleinem Wert gehalten werden, mit dem Ergebnis, dass der Flächenzuwachs der Bildanzeigevorrichtung so klein wie möglich gehalten werden kann.
Ferner besteht bei einer erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung die Tendenz, da die Datensignalleitung-Treiberschaltungen, die Umschalteinrichtungen und die die Pixel bildenden aktiven Elemente ganz oder teilweise auf einem einkristallinen oder polykristallinen Siliziumdünnfilm ausgebildet sind, der auf einem isolierenden Substrat ausgebildet ist, die Spannungsfestigkeit derselben im Vergleich zu der eines herkömmlichen aktiven Elements verringert ist, das auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet ist. Jedoch kann eine ausreichende Betriebstoleranz gewährleistet werden, da die Treiberspannung der Datensignalleitung-Treiberschaltung verringert werden kann.
Ferner werden bei einer erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung ein n-Kanal-Transistor und ein p-Kanal-Transistor am Gate einer CMOS-Struktur gleichzeitig dadurch leitend geschaltet, dass Spannungen mit voneinander verschiedener Polarität angelegt werden. Dabei läuft das Videosignal auf der Seite mit niedrigerem Potential durch den n-Kanal-Transistor, während das Videosignal auf der Seite mit dem höheren Potential durch den p-Kanal-Transistor läuft. Demgemäß können Videosignale in einem größeren Bereich zwischen dem niedrigen und dem hohen Potential wiedergegeben werden.
Ferner werden bei einer erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung Spannungsversorgungen mit verschiedenen Spannungspegeln an die geradzahligen Datensignalleitungen und die un geradzahligen Datensignalleitungen über die zwei Systeme der Datensignalleitung-Treiberschaltungen mittels Verbindungseinrichtungen angelegt, und die Verbindung wird mit jeder Vertikalabrasterperiode umgeschaltet. Die jeweiligen Datensignalleitung-Treiberschaltungen werden durch verschiedene Spannungsversorgungen betrieben, und die betreibenden Spannungsversorgungen werden mit jeder Vertikalabrasterperiode umgeschaltet. Außerdem wird mittels der zwei Systeme der Datensignalleitung-Treiberschaltung, die durch die verschiedenen Spannungsversorgungen betrieben werden, z. B. in einer bestimmten Vertikalabrasterperiode, ein Videosignal mit positiver Polarität an die geradzahligen Datensignalleitungen gegeben, während ein Videosignal negativer Polarität an die ungeradzahligen Datensignalleitungen gegeben wird. In der nächsten Vertikalabrasterperiode wird ein Videosignal negativer Polarität an die geradzahligen Datensignalleitungen, und ein Videosignal positiver Polarität an die ungeradzahligen Datensignalleitungen gegeben.
Anders gesagt, müssen in den jeweiligen Datensignalleitung-Treiberschaltungen nur Videosignale mit einer Polarität gehandhabt werden, und zwar durch Kombinieren des Betriebs durch Umschalten der Spannungsversorgung mittels der Verbindungseinrichtung, und der "Vollbild + Sourceleitung-Umkehrung"-Ansteuerung der Datensignalleitung-Treiberschaltungen, wie oben beschrieben. Im Ergebnis kann die Treiberspannung der Datensignalleitung-Treiberschaltung herabgesetzt werden.
Die Datensignalleitung-Treiberschaltungen und die in den Pixeln vorhandenen aktiven Elemente sind auf einem einkristallinen oder polykristallinen Siliziumdünnfilm auf einem isolierenden Substrat ausgebildet, wodurch die Belastung der Spannungsversorgung verringert ist und das Umschalten der Spannungsversorgungen leicht und schnell ausgeführt werden kann.
Ferner ist bei einer erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung die Verbindungseinrichtung auf dem isolierenden Substrat ausgebildet, wodurch Anschlussdrähte zum Anschließen der Verbindungseinrichtung an die Datensignalleitung-Treiberschaltung und dergleichen im isolierenden Substrat vorhanden sind, mit dem Ergebnis, dass keine externe Verdrahtung zum Anschließen der Verbindungseinrichtung an eine externe Schaltung (Steuerung, Spannungsversorgung usw. ) erforderlich ist. Demgemäß ist keine besondere Leitung zum Anschließen der Verbindungseinrichtung an eine externe Schaltung erforderlich, und eine externe Schaltung, wie sie für andere Zwecke verwendet wurde, kann unverändert für diesen Zweck eingesetzt werden.
Ferner wird bei einer erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung das Videosignal durch die Abtasteinrichtung abgetastet und direkt an eine Datensignalleitung übertragen. Dies ist ein sogenanntes Abtast-Halte-Verfahren, bei dem nur eine einzige Abtasteinrichtung für eine Datensignalleitung erforderlich ist. Demgemäß ist die Anzahl von Schaltungen, die die Transmissionsgates und die Abtasteinrichtungen steuern, verringert.
Ferner wird bei einer erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung das Videosignal durch die Abtasteinrichtung abgetastet und direkt an eine Datensignalleitung übertragen. Dies ist ein sogenanntes Abtast-Halte-Verfahren, bei dem die erforderliche Anzahl von Abtasteinrichtungen für eine Datensignalleitung die Anzahl Eins sein kann. Demgemäß ist die Anzahl von Schaltungen, die die Übertragungstorschaltungen und die Abtasteinrichtungen in einer späteren Stufe steuern, verringert.
Ferner wird bei einer erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung das Videosignal durch die Abtasteinrichtung abgetastet und einmal in einer Halteeinrichtung gespeichert, um über eine Verstärkungseinrichtung eine Übertragung an eine Datensignalleitung vorzunehmen. Dies ist ein sogenanntes Treiber-Abtast-Halte-Verfahren, bei dem die Schreibzeit für das Videosignal in eine Datensignalleitung volle Länge hat (ungefähr eine Horizontalabrasterperiode). Demgemäß kann das Schaltelement, das die Abtasteinrichtung bildet, mit kleinerer Leistung betrieben werden, mit den Ergebnis, daß die Größe des Schaltelements verringert werden kann.
Ferner werden bei einer erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung digitale Signale durch die Abtasteinrichtung abgetastet. Danach wird eine diskrete Spannung aus den mehreren diskreten Spannungen mittels der Auswahleinrichtung auf Grundlage der abgetasteten Digitalsignale ausgewählt und an eine Datensignalleitung übertragen. Dies ist ein sogenanntes Digitaltreiberverfahren, bei dem zum Darstellen mehrerer Graupegel, was eine große Anzahl von Spannungsversorgungen für die zu handhabenden Videosignale erfordert, nur eine Polarität erforderlich ist, was zu einer Halbierung der erforderlichen Spannungsversorgungen führt.
Die zwei Systeme der Datensignalleitung-Treiberschaltungen sind auf derselben Seite der Pixelmatrix angeordnet. Demgemäß kann durch diese konzentrierte Schaltungskonzentration, gemäß der Signale von einer Seite in die Bildanzeigevorrichtung eingegeben werden, die Länge der verschalteten Signalleitungen und dergleichen verringert werden, wie auch dieser Aufbau verwendet werden kann, wenn das identische Videosignal von beiden Seiten einer Datensignalleitung her eingegeben wird, wenn eine Anzeigetafel verbreitert wird.
Ferner ist eine erfindungsgemäße Bildanzeigevorrichtung vom Matrixtyp mit einen Flüssigkristallelement als Pixel, und außerdem kann eine Energieverbrauchsverringerung dadurch erzielt werden, dass die Treiberspannung für die Datensignalleitung-Treiberschaltung herabgesetzt wird, so dass dank eines LCDs nur wenig Energie verbraucht wird.
Bei einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 22 und 33 kann die Polarität des Potentials einer Datensignalleitung während einer Vertikalabrasterperiode aufrechterhalten werden, und daher kann die Bildanzeige im Zustand erfolgen, dass Lade- und Entladeströme für eine Datensignalleitung unterdrückt sind. Außerdem können, da die Datensignalleitung-Treiberschaltung in mehrere Teile unterteilt ist, die durch einzelne Spannungsversorgungen unabhängig voneinander betrieben werden, die jeweiligen Versorgungsspannungen herabgesetzt werden, und außerdem können Erfordernisse hinsichtlich der Spannungsfestigkeit der Aufbauelemente abgeschwächt werden. In Ergebnis kann die Wirkung erzielt werden, dass der Energieverbrauch der Treiberschaltung verringert ist.
Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 35 existiert nur ein Schaltelement zwischen der Datensignalleitung oder der Spannungsversorgungsleitung sowie der Datensignalleitung, wodurch die Impedanz des Schaltelements im leitenden Zustand verringert ist und das Videosignal leicht in die Datensignalleitung eingeschrieben werden kann.
Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 36 kann das Umschalten dadurch realisiert werden, dass nur das zweite Schaltelement hinter das erste Schaltelement gesetzt wird, das auch beim herkömmlichen Aufbau dazu verwendet wurde, Videosignale aufzunehmen, und daher kann der Zuwachs jeder Pixelfläche relativ klein gehalten werden. Demgemäß kann die Wirkung erzielt werden, dass der Zuwachs der Fläche der Bildanzeigevorrichtung so klein wie möglich ist.
Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 37 besteht die Tendenz, dass die Spannungsfestigkeit des aktiven Elements kleiner als diejenige eines herkömmlichen, auf einem Halbleitersubstrat ausgebildeten aktiven Elements ist. Da die Treiberspannung der Datensignalleitung-Treiberschaltung abgesenkt werden kann, wie oben beschrieben, kann jedoch die Wirkung erzielt werden, dass eine ausreichende Betriebstoleranz gewährleistet ist.
Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 38 läuft das Videosignal auf der Seite des niedrigen Potentials durch den n-Kanal-Transistor und das Videosignal auf der Seite des hohen Potentials läuft durch den p-Kanal-Transistor. Demgemäß können Videosignale mit einem größeren Bereich zwischen dem niedrigen und dem hohen Potential wiedergegeben werden, weswegen Bilder hoher Qualität dargestellt werden können.
Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 33 brauchen nur Videosignale einer Polarität gehandhabt werden müssen, und daher kann die Treiberspannung der Datensignalleitung-Treiberschaltung verringert werden.
Da gemäß Anspruch 37 alle Datensignalleitung-Treiberschaltungen und aktiven Elemente in den Pixeln, oder ein Teil derselben, auf einem einkristallinen oder polykristallinen Siliziumdünnfilm ausgebildet sind, der auf einem isolierenden Substrat ausgebildet ist, ist die Belastung der Spannungsversorgung verringert und das Umschalten der Versorgungsspannung leicht und schnell ausführbar. Demgemäß kann die Wirkung erzielt werden, dass sich der Energieverbrauch der Treiberschaltung verringert.
Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 39 kann die Treiberspannung minimal werden. Demgemäß können mit einfachem Aufbau der Energieverbrauch und die Spannungsfestigkeit der Treiberschaltung der Bildanzeigevorrichtung verringert werden.
Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 40 werden Videosignale durch die Abtasteinrichtung abgetastet und direkt an eine Datensignalleitung übertragen. Dadurch muss nur eine Abtasteinrichtung pro Datensignalleitung vorhanden sein. Demgemäß ist die Anzahl von Schaltungen verringert, die die Übertragungstorschaltung und die Abtasteinrichtung in einer späteren Stufe steuern. Demgemäß kann die Wirkung erzielt werden, dass die Anzahl von Teilen verringert ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 41 gewährleistet eine lange Schreibzeitspanne für ein Videosignal in eine Datensignalleitung (ungefähr eine Horizontalabrasterperiode). Demgemäß kann die Größe eines Schaltelements, das die Übertragungseinrichtung bildet, verringert werden, und im Ergebnis kann die Größe der Datensignalleitung-Treiberschaltung verringert werden.
Bei der Vorrichtung von Anspruch 42 müssen beim Anzeigen in mehreren Graustufen, was eine große Anzahl von Versorgungsspannungen erfordert, nur Videosignale einer Polarität gehandhabt werden, was zu einer Halbierung der erforderlichen Versorgungsspannungen führt. Im Ergebnis kann die Größe der Spannungsversorgung verringert werden.
Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 43 werden Signale auf konzentrierte Weise an einer Position in die Bildanzeigevorrichtung eingegeben. Demgemäß kann die Länge einer verschalteten Signalleitung und dergleichen verringert werden, und es kann auch eine Ansteuerung mit zwei Systemen von Datensignalleitung-Treiberschaltungen dadurch erfolgen, dass zwei Systeme dieser Schaltungen auf der anderen Seite der Pixelmatrix angebracht werden, wenn das identische Videosignal von den beiden Seiten einer Datensignalleitung her eingegeben wird, wenn eine Anzeigetafel verbreitert wird. Demgemäß ist die Bildanzeigevorrichtung leicht an eine verbreiterte Anzeigetafel anpassbar.
Die Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 36 ist vom Matrixtyp und weist geringen Energieverbrauch auf, da sie ein LCD ist. Ein LCD, auf das die Erfindung angewandt ist, weist besonders niedrigen Energieverbrauch auf.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch den Aufbau eines herkömmlichen LCDs zeigt;
2A ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines Pixelarrays im LCD von 1 zeigt, und 2B ist ein Schaltbild, das den Aufbau eines Pixels zeigt;
3A ist ein Signalverlaufsdiagramm, das die angelegte Spannung und andere Signale für Datensignalleitungen bei einer "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung bei einem herkömmlichen LCD veranschaulicht; und 3B ist ein Signalverlaufsdiagramm, das die angelegte Spannung und andere Signale für Datensignalleitungen mit Wechselspannungsbetrieb einer Gegenelektrode bei "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung veranschaulicht.
4 ist ein Signalverlaufsdiagramm, das die angelegte Spannung und andere Signale für Datensignalleitungen bei einer "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung bei einem herkömmlichen LCD veranschaulicht;
5 ist ein Diagramm, das ein erstes Beispiel für eine Pixelarrayeinheit bei einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einem Beispiel 1 der Erfindung zeigt;
6A, 6B sind Diagramme, die Beispiele für Signalverläufe auf Abrastersignalleitungen beim Beispiel von 5 zeigen;
7A, 7B sind Diagramme, die Beispiele von Signalverläufen auf den Abrastersignalleitungen für die 6A, 6B im Detail zeigen;
8 ist ein Diagramm, das ein Anschlussbeispiel für eine Hilfskapazität beim Beispiel gemäß 5 zeigt;
9–11 sind Diagramme, die Beispiele für die Verbindung zwischen Abrastersignalleitungen und einer Abrastersignalleitung-Treiberschaltung beim Beispiel von 5 zeigen;
12 ist ein Diagramm, das ein zweites Beispiel einer Pixelarrayeinheit bei einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einem Beispiel 2 der Erfindung zeigt;
13 ist ein Diagramm, das ein Signalverlaufsbeispiel für gemeinsame Gegenelektrodenleitungen und Datensignalleitungen beim Beispiel von 12 zeigt;
14 und 15 sind Diagramme, die Beispiele für Verbindungen zwischen Datensignalleitungen und einer Datensignalleitung-Treiberschaltung für das Beispiel von 12 zeigen;
16 ist ein Diagramm, das ein drittes Beispiel einer Pixelarrayeinheit bei einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einem Beispiel 3 der Erfindung zeigt;
17 ist ein Diagramm, das ein viertes Beispiel einer Pixelarrayeinheit bei einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einem Beispiel 3 der Erfindung zeigt;
18 ist ein Diagramm, das Unterteilungen der gemeinsamen Gegenelektrode bei den in den 16 und 17 dargestellten Beispielen zeigt;
19 ist ein Diagramm, das ein Treiberverfahren in Zusammenhang mit 18 veranschaulicht;
20 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau wesentlicher Teile von Bildanzeigevorrichtungen gemäß einem Beispiel 4 und einem Beispiel 5 der Erfindung zeigt;
21 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Datensignalleitung-Treiberschaltung eines Tafel-Abtast-Halte-Systems bei der Bildanzeigevorrichtung von 20 zeigt;
22 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Datensignalleitung-Treiberschaltung eines Treiber-Abtast-Halte-Systems bei der Bildanzeigevorrichtung von 20 zeigt;
23 ist ein Schaltbild, das den Aufbau eines Verstärkers in der Datensignalleitung-Treiberschaltung von 22 zeigt;
24 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Datensignalleitung-Treiberschaltung im Digitaltreibersystem der Bildanzeigevorrichtung von 20 zeigt;
25 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines digitalen Puffers in der Datensignalleitung-Treiberschaltung von 24 zeigt;
26 ist ein Schaltbild, das den Aufbau einer Auswahlschaltung zeigt, wie sie im Tafel-Abtast-Halte-System der Bildanzeigevorrichtung gemäß dem Beispiel 4 der Erfindung verwendet wird;
27A, 27B sind Schaltbilder, die zwei Beispiele zeigen, wie sie beim Treiber-Abtast-Halte-System verwendet werden, wobei es sich um Auswahlschaltungen vom selben Typ wie bei der Auswahlschaltung von 26 handelt;
28 ist ein Schaltbild, das den Aufbau einer Auswahlschaltung im Digitaltreibersystem zeigt, vom selben Typ wie dem der Auswahlschaltung in 26;
29 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer anderen Auswahlschaltung in der Bildanzeigevorrichtung gemäß dem Beispiel 4 der Erfindung zeigt;
30 ist ein Querschnitt, der die Struktur eines Dünnfilmtransistors zeigt, der das Schaltelement und die Treiberschaltung in der Bildanzeigevorrichtung von 20 aufbaut;
31 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen der an einen Flüssigkristall angelegten Spannung und dem Transmissionsvermögen des Flüssigkristalls zeigt;
32 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel einer ersten Auswahlschaltung für das Tafel-Abtast-Halte-System bei einer Bildanzeigevorrichtung gemäß dem Beispiel 5 der Erfindung zeigt;
33 ist ein Schaltbild, das eine erste Auswahlschaltung für das Treiber-Abtast-Halte-System zeigt;
34 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel einer ersten Auswahlschaltung im Digitaltreibersystem zeigt;
35 bis 37 sind Schaltbilder, die den Aufbau einer zweiten bis vierten Auswahlschaltung bei einer Bildanzeigevorrichtung gemäß dem Beispiel 5 der Erfindung zeigen;
38 und 39 sind Blockdiagramme, die den Aufbau wesentlicher Teile von Bildanzeigevorrichtungen gemäß einem Beispiel 7 der Erfindung zeigen; und
40 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau wesentlicher Teile einer anderen Bildanzeigevorrichtung gemäß dem Beispiel 7 der Erfindung zeigt.
[Beispiel 1]
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Bildanzeige- Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. In 5 ist jedes Pixel, das aus einem Schaltelement SW und einer Pixelkapazität C1 (die aus der Flüssigkristallkapazität und einer, falls erforderlich, hinzugefügten Hilfskapazität besteht) besteht, in Matrixform angeordnet, und eine Datensignalleitung SLm (m = i, 1+1, 1+2, ...) ist in jeder Pixelspalte verlegt, und ein Satz zweier Abrastersignalleitungen GL1n und GL2n (n = j, j+1, j+2, ...) ist in jeder Pixelzeile verlegt, wobei jedes Pixel abwechselnd mit einer der Abrastersignalleitungen GL1n oder GL2n des Satzes verbunden ist. In jede Datensignalleitung SLm werden abwechselnd Daten mit positiver Polarität bzw. negativer Polarität eingeschrieben, die zur Anzeige dienen.
Bei diesem Aufbau werden innerhalb einer Halbbildperiode Daten derselben Polarität in eine Datensignalleitung SLm eingeschrieben, und daher ist der Lade- und Entladestrom für die Datensignalleitung SLm unterdrückt, wie in 4 dargestellt. Es reicht aus, nur denjenigen Bereich zu laden (oder zu entladen), der eine Differenz gegenüber der Spannung der Datensignalleitung bei der vorigen Horizontalzeilenabrasterung aufweist, und daher wird der Unterdrückungseffekt hinsichtlich des Stromverbrauchs deutlicher, wenn eine enge Beziehung hinsichtlich der Anzeigedaten benachbarter Pixel besteht. Bei diesem Aufbau wird die Gegenelektrode nicht mit Wechselspannung betrieben, da es sich im Wesentlichen um eine "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung handelt.
Bei der herkömmlichen "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung ist es für die Abrastersignalleitung GL1n und GL2n erforderlich, um Daten mit sowohl positiver Polarität als auch negativer Polarität von der Datensignalleitung SLm in die Pixel einzuschreiben, Signale mit großer Amplitude zuzuführen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch, da die Abrastersignalleitungen GL1n und GL2n so arbeiten, daß entweder Daten positiver Polarität oder negativer Polarität von der Datensignalleitung SLm in die Pixel eingeschrieben werden, keine große Amplitude wie bei der herkömmlichen "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung erforderlich. Daher ist ein höheres Potential nur dann erforderlich, wenn Daten positiver Polarität eingeschrieben werden.
Wie in den 3, 6A oder 6B dargestellt, können, wenn ein Ansteuern mit verschiedenen Spannungspegeln abhängig von der Polarität eines Datenwerts auf der Datensignalleitung SLm und der Polarität des in ein Pixel eingeschriebenen Datenwerts erfolgt, Daten ausreichend mit einem Signal kleinerer Amplitude in ein Pixel eingeschrieben werden. Zum Zeitpunkt des nächsten Schreibvorgangs oder des nächsten Halbbilds wird die Polarität der Daten umgekehrt, und daher kann der Spannungspegel der Abrastersignalleitungen GL1n und GL2n umgeschaltet werden.
Die 7A, 7B sind Zeitsteuerdiagramme zum speziellen Erläutern der durch die 6A bzw. 6B veranschaulichten Treiberverfahren. In 7A wird in einer Anzeigeperiode (Halbbild), wenn sich das Videosignal auf der positiven Seite befindet, jede Abrastersignalleitung GL mit einer Abrasterleitung-Treiberschaltung (Versorgungsspannung: VDD1, VSS1) verbunden, die einen Abrasterleitungsimpuls auf der Seite des höheren Potentials in der Periode ab gerade vor dem Auswählen der Abrasterleitung (z. B. vor einer Abrasterperiode) bis zum Ende der Anzeigeperiode ausgibt, und in den anderen Perioden (Periode ab dem Beginn der Anzeigeperiode, zu der ein Videosignal auf der positiven oder der negativen Seite liegt, bis gerade vor dem Auswählen einer Abrasterzei le (d. h. vor einer Abrasterperiode), wenn das Videosignal auf der positiven Seite liegt), wird sie mit einer Abrasterleitung-Treiberschaltung (Versorgungsspannung: VDD2, VSS2) verbunden, die Abrasterleitungsimpulse auf der Seite des niedrigeren Potentials ausgibt.
Andererseits wird, wie in 7B dargestellt, in einer Anzeigeperiode (einem Halbbild), in der sich das Videosignal auf der positiven Seite befindet, jede Abrastersignalleitung GL mit einer Abrasterleitung-Treiberschaltung (Versorgungsspannung: VDD1, VSS1) verbunden, die einen Abrasterleitungsimpuls auf der Seite höheren Potentials ausgibt, und zwar in der Periode direkt vor der Auswahl der Abrasterleitung (z.B. vor einer Abrasterperiode) bis direkt nach dem Auswählen der Abrasterleitung, und in den anderen Perioden (Periode ab dem Beginn der Anzeigeperiode, wenn sich ein Videosignal auf der positiven Seite befindet, bis direkt nach der Auswahl einer Abrasterleitung (z. B. nach einer Abrasterperiode), wenn sich das Videosignal auf der positiven Seite befindet) wird sie mit einer Abrasterleitung-Treiberschaltung (Versorgungsspannung: VDD2, VSS2) verbunden, die einen Abrasterleitungsimpuls auf der Seite des niedrigeren Potentials ausgibt.
In den Figuren ist die Versorgungsspannung von GD1 VDD1, VSS1 und diejenige von GD2 ist VDD2, VSS2 (VSS2 < VSS1 < VDD2 < VDD1). Für jede Abrastersignalleitung GL wird die unten angegebene Umschaltstufe SEL betrieben, um die Verbindung von GD2 auf GD1 und umgekehrt umzuschalten.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann jeweils eine unter den Abrastersignalleitungen GL1n und GL2n ausgewählt werden, jedoch kann das Einschreiben aus verschiedenen Datensignalleitungen SLm gleichzeitig erfolgen, weswegen es wirkungsvoll ist, ein Paar Abrastersignalleitungen GL1n und GL2n gleich zeitig auszuwählen.
Bei den Pixeln des LCDs mit Aktivmatrix ist eine Hilfskapazität Cs parallel zur Flüssigkristallkapazität C1 geschaltet, um die Anzeige zu stabilisieren. Dies soll den Einfluß eines Leckstroms aus der Flüssigkristallkapazität C1 oder dem Pixeltransistor SW, Schwankungen des Pixelpotentials aufgrund einer parasitären Kapazität wie der Gate-Source-Kapazität des Pixeltransistors SW, eine Abhängigkeit der Flüssigkristallkapazität C1 von den Anzeigedaten usw. minimieren.
Eine Elektrode der Hilfskapazität Cs ist mit der Pixelelektrode verbunden, und die andere ist im allgemeinen mit der angrenzenden Abrastersignalleitung oder einer gemeinsamen Hilfskapazitätsleitung verbunden. Im ersteren Fall tritt, da die parasitäre Kapazität der Abrastersignalleitung anwächst, eine Vergrößerung der Anzeige oder der Unschärfe des Signalverlaufs auf. Ferner ist es im Fall des Umkehrens und Betreibens der Gegenelektrode erforderlich, das erforderliche Signal auch auf der Abrastersignalleitung zu überlagern, weswegen die Abrasterleitung-Treiberschaltung kompliziert werden kann. Im letzteren Fall ist es andererseits, obwohl die parasitäre Kapazität der Abrastersignalleitung nicht anwächst, erforderlich, eine neue Hilfskapazitätsleitung parallel zur Abrastersignalleitung zu verlegen, weswegen sich das Öffnungsverhältnis verringert.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann, wie in 8 dargestellt, die andere Elektrode der Hilfskapazität Cs mit einer der beiden benachbarten Abrastersignalleitungen des Paars GL1n und GL2n verbunden werden. Die Anzahl von Pixeltransistoren, die mit jeder Abrastersignalleitung GL1n und GL2n verbunden sind, ist 1/2 derjenigen im Fall einer einzigen Abrastersignalleitung, und die Anzahl angeschlossener Hilfs kapazitäten Cs ist ebenfalls 1/2 der üblichen Anzahl, so daß die parasitäre Kapazität der Abrastersignalleitungen GL1n und GL2n auf 1/2 des früheren Werts unterdrückt werden kann. Andererseits ist die Anzahl von Abrasterleitungen verdoppelt, und daher entspricht das Öffnungsverhältnis nahezu dem letzteren Fall.
So sind bei diesem Ausführungsbeispiel, obwohl die Anzahl von Abrastersignalleitungen verdoppelt ist, die parasitäre Kapazität der Abrastersignalleitungen und das Öffnungsverhältnis der Pixel gleich wie im Fall der Verwendung von Hilfskapazitätsleitungen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Versorgungsspannungspegel für die Abrastersignalleitungen GL2n und GL2n bei der Ansteuerung umgeschaltet, und daher ist es möglich, wie in 9 dargestellt, die Abrastersignalleitungen GL1n und GL2n in zwei Abrasterleitung-Treiberschaltungen GD1 und GD2 mit verschiedenem Betriebsspannungspegel zu betreiben. Daher wird der Ausgangsspannungsbereich der Abrasterleitung-Treiberschaltungen GD1 und GD2 klein, und die Abrasterleitung-Treiberschaltungen können mit kleinerer Spannungsfestigkeit ausgebildet werden, was zum Einsparen von Kosten wirksam ist.
Der Aufbau der Abrasterleitung-Treiberschaltung ist gleich wie derjenige der entsprechenden Schaltung beim Beispiel 4, der später beschrieben wird.
In diesem Fall können die Versorgungsspannungspegel VDD1/VSS1 und VDD2/VSS2 der Abrastersignalleitungen GL1n und GL2n durch Synchronisiersignale von Bilddaten oder dergleichen mittels einer Schaltstufe SEL umgeschaltet werden, die zwischen den Abrastersignalleitungen GL1n und GL2n sowie zwei Abrasterleitung-Treiberschaltungen GD1 und GD2 vorhanden ist. Bei diesem Aufbau kann die von den Abrasterleitung-Treiberschaltungen GD1 und GD2 eingenommene Fläche vergrößert sein, jedoch ist die Spannungsfestigkeit der Abrasterleitung-Treiberschaltung nicht besonders im Vergleich zu der anderer Elemente (Datenleitung-Treiberschaltung, Pixeltransistor usw.) erhöht, und daher ist es möglich, wenn der Pixeltransistor und die Treiberschaltung auf demselben Substrat (als monolithische Struktur) ausgebildet werden, die Herstellung mit demselben Prozeß (Filmdicke des Gateisolierfilms usw.) auszuführen, weswegen die Funktionsfähigkeit anderer Elemente nicht in überflüssiger Weise herabgesetzt wird (z. B. ist es nicht erforderlich, die Dicke des Gateisolierfilms zu erhöhen, um die Transistortreiberkraft zu verringern, um die Spannungsfestigkeit des Elements in Übereinstimmung mit der der Abrasterleitung-Treiberschaltung zu erhöhen), so daß ein Vorteil auch aus Kostengesichtspunkten besteht.
Dieses Ausführungsbeispiel wird im wesentlichen mit "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung betrieben, und Daten positiver Polarität und solche negativer Polarität werden abwechselnd in die Datensignalleitungen SLm eingeschrieben, und Daten derselben Polarität werden mit jeder Halbbildperiode in eine Datensignalleitung SLm eingeschrieben, weswegen Daten durch zwei Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2, die verschiedenen Betriebsspannungspegel aufweisen, den Datensignalleitungen SLm zugeführt werden können. Im Ergebnis wird der Ausgangsspannungsbereich der Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 klein, so daß die Spannungsfestigkeit verringert werden kann, was zum Einsparen von Kosten wirkungsvoll ist. Der Aufbau einer Datenleitung-Treiberschaltung ist derselbe wie derjenige einer solchen Schaltung beim Beispiel 4, der später beschrieben wird.
In diesem Fall ist ein Umschalten der Versorgungsspannungspegel VCC1/VEE1 und VCC2/VEE2 der Datensignalleitungen in jeder Halbbildperiode möglich, wie in 10 dargestellt, nämlich durch Umschalten des Betriebsspannungspegels der zwei Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 durch die Versorgungsspannung-Umschaltstufe PSW. Bei diesem Aufbau kann die Abtastfrequenz der Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 auf 1/2 des üblichen Werts verringert werden.
In diesem Fall kann ein Umschalten der Versorgungsspannungspegel VCC1/VEE1 und VCC2/VEE2 einer Datensignalleitung SLm für jede Halbbildperiode, wie in 11 dargestellt, durch eine Schaltstufe SEL erfolgen, die zwischen der Datensignalleitung SLm und zwei Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 angeordnet ist, und zwar durch das Vertikalsynchronisiersignal der Bilddaten oder dergleichen. Bei diesem Aufbau kann auch die Abtastfrequenz der Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 auf 1/2 des üblichen Werts verringert werden. Um eine Übereinstimmung mit der Anzeigeposition herzustellen, ist jedoch eine bestimmte Anzeigeposition-Einstellschaltung (nicht dargestellt) erforderlich. Z. B. handelt es sich um eine Verzögerungsschaltung für ein Pixel in den Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 oder um eine Schaltung zum Verzögern des Bitsignals selbst, das in die Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 eingegeben wird.
[Beispiel 2]
12 zeigt ein anderes Beispiel einer Bildanzeigevorrichtung. In 12 sind Pixel in Matrixform angeordnet, ein Satz zweier Datensignalleitungen SL1m und SL2m ist in jeder Pixelspalte verlegt, eine Abrastersignalleitung GLn ist in jeder Pixelzeile vorhanden, und jedes Pixel ist abwechselnd mit einer der Datensignalleitungen SL1m und SL2m des Satzes verbunden. Daten positiver Polarität und solche negativer Polarität werden in den Satz der zwei Datensignalleitungen SL1m bzw. SL2m eingeschrieben, um angezeigt zu werden. In 12 ist keine Hilfskapazität Cs dargestellt, jedoch kann eine solche bei Bedarf hinzugefügt werden. Bei diesem Aufbau werden, wie beim Aufbau von 5, in jeder Halbbildperiode Daten derselben Polarität in eine der Datensignalleitungen SL1m oder SL2m eingeschrieben, weswegen ein Lade- und Entladestrom in den Datensignalleitungen unterdrückt ist.
Da dieses Ausführungsbeispiel im wesentlichen durch "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung betrieben wird, ist, wie in 13 dargestellt, auch Wechselspannungsansteuerung der Gegenelektrode möglich. Dies soll Darstellung mit kleiner Datensignalleitung-Amplitude dadurch ermöglichen, daß eine Spannung mit umgekehrter Polarität in bezug auf die Polarität der Datensignalleitungsdaten DATEN an die Gegenelektrode GEMEINSAM gelegt wird. Dabei kommt es zu Energieverbrauch durch das Betreiben der Gegenelektrode, jedoch kann die Amplitude auf der Datensignalleitung verringert werden, so daß insgesamt Energie gespart wird.
Bei der herkömmlichen "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung ist es erforderlich, Daten mit umgekehrter Polarität für jede Horizontalzeile in die Datensignalleitungen einzuschreiben. Daher fließt abhängig vom Bild z. B. bei einem LCD vom TN(verdrillt nematisch)-Modus dann, wenn schwarze Daten in einem Modus mit normalerweise weißer Anzeige dargestellt werden, ein übermäßig großer Lade- und Entladestrom in jeder Horizontalabrasterperiode, was zu einem Anstieg des Energieverbrauchs führt.
Demgegenüber werden beim vorliegenden Aufbau mit zwei Sätzen von Datensignalleitungen SL1m und SL2m in jede Datensignalleitung nur Daten mit positiver Polarität bzw. negativer Po larität innerhalb einer bestimmten Halbbildperiode eingeschrieben. Im nächsten Halbbild erfolgt durch Umkehren der Polarität der in die Datensignalleitungen SL1m und SL2m eingeschriebenen Daten eine Vollbildumkehrung. Daher ist es auch bei einer "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung zum Umkehren und Betreiben der Gegenelektrode zum Geringhalten der Amplitude auf der Datensignalleitung möglich, den Lade- und Entladestrom in der Datensignalleitung zu unterdrücken, was zum Verringern des Energieverbrauchs wirkungsvoll ist.
Hierbei können die Abrastersignalleitungen GLn einzeln ausgewählt werden, da jedoch die Datensignalleitungen SL1m und SL2m bei diesem Aufbau mit jedem zweiten Pixel in Spaltenrichtung verbunden sind, besteht selbst dann keine Auswirkung auf die Anzeige, wenn zwei Abrastersignalleitungen GLn, die verschiedenen Datensignalleitungen entsprechen, gleichzeitig angesteuert werden.
Wie vorstehend angegeben, erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung, und Daten derselben Polarität werden in jeder Halbbildperiode in eine Datensignalleitung SL1m oder SL2m eingeschrieben, und demgemäß ist es möglich, den Datensignalleitungen SL1m oder SL2m Daten durch zwei Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 zuzuführen, die verschiedene Betriebsspannungspegel aufweisen. Demgemäß wird der Ausgangsspannungsbereich der Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 klein, und die Spannungsfestigkeit kann verringert werden, was für Kostenersparnis wirkungsvoll ist.
In diesem Fall wird das Umschalten der Versorgungsspannungspegel VCC1/VEE1 und VCC2/VEE2 der Datensignalleitung in jeder Halbbildperiode z. B. dadurch bewirkt, daß, wie in 14 dargestellt, der Betriebsspannungspegel der zwei Daten leitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 durch die Versorgungsspannung-Umschaltstufe PSW umgeschaltet wird.
Außerdem wird das Umschalten der Versorgungsspannungspegel VCC1/VEE1 sowie VCC2/VEE2 der Datensignalleitung in jeder Halbbildperiode dadurch ausgeführt, daß, wie in 15 dargestellt, die Umschaltstufe SEL verwendet wird, die zwischen der Datensignalleitung SL1m oder SL2m und zwei Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 vorhanden ist, was mittels des Vertikalsynchronisiersignals der Bilddaten usw. erfolgt.
[Beispiel 3]
16 ist ein Diagramm, das ein anderes Beispiel für eine Bildanzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform zeigt. In 16 sind die Pixel matrixförmig angeordnet, und eine Datensignalleitung ist entlang jeder Pixelspalte verlegt, während eine Abrastersignalleitung GLn entlang jeder Pixelzeile verlegt ist. In die Datensignalleitung SLm werden abwechselnd Daten positiver und negativer Polarität eingeschrieben, die von zwei Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 zugeführt werden, deren Betriebsspannungspegel verschieden sind, wobei das Umschalten von Versorgungsspannungspegeln VCC1/VEE1 und VCC2/VEE2 für die Datensignalleitung SLM in jeder Halbbildperiode dadurch erfolgt, daß der Betriebsspannungspegel der zwei Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 umgeschaltet wird.
17 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für eine Bildanzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform zeigt. In 17 sind Pixel matrixförmig angeordnet, und eine Datensignalleitung SLm ist entlang jeder Pixelspalte verlegt, während eine Abrastersignalleitung GLn entlang jeder Pixelzeile verlegt ist. In die Datensignalleitung SLm werden Daten positiver und negativer Polarität abwechselnd einge schrieben, die von zwei Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 zugeführt werden, die verschiedenen Betriebsspannungspegel aufweisen, und das Umschalten der Versorgungsspannungspegel VCC1/VEE1 und VCC2/VEE2 der Datensignalleitung in jeder Halbbildperiode erfolgt durch die Schaltstufe SEL, die das Vertikalsynchronisiersignal der Bilddaten oder dergleichen verwendet und die zwischen der Datensignalleitung SLM und zwei Datenleitung-Treiberschaltungen SD1 und SD2 vorhanden ist, um eine Anzeige auszuführen.
Bei den in den 16 und 17 dargestellten Aufbauten ist keine Hilfskapazität Cs dargestellt, jedoch kann eine solche bei Bedarf vorhanden sein.
Diese zwei Ausführungsformen werden durch "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung betrieben, und sie haben denselben Aufbau wie in 5 dargestellt, wobei Daten derselben Polarität für jede Halbbildperiode in eine Datensignalleitung SLm eingeschrieben werden, weswegen der Lade- und Entladestrom für die Datensignalleitung unterdrückt ist.
Außerdem kann dem Grunde nach, da der vorige Aufbau "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerung abweichend von "Vollbild + Gateleitungsumkehrung"-Ansteuerung aufweist, keine Wechselspannungsansteuerung der Gegenelektrode erfolgen. Jedoch können, wie in 18 dargestellt, dieselben Wirkungen dann erzielt werden, wenn die Gegenelektrode für jede Pixelspalte unterteilt wird, ein wechselseitiges Verbinden erfolgt und diese zwei Gegenelektroden COM1 und COM2 in jedem Halbbild invertiert angesteuert werden. Dabei tritt ein Energieverbrauch aufgrund des Betreibens der Gegenelektroden COM1 und COM2 auf, da jedoch die Amplitude auf der Datensignalleitung SLm verringert werden kann, kann der Energieverbrauch insgesamt gesenkt werden.
Genauer gesagt wird, wie in 19 dargestellt, die Vorrichtung so betrieben, daß ein Signal mit negativer Polarität während der Periode, in der ein Videosignal mit positiver Polarität in die Datensignalleitung SL eingeschrieben wird, an die entsprechende gemeinsame Gegenelektrode und gemeinsame Elektrodenleitung (parallel zur Datensignalleitung) angelegt wird, während andererseits ein Signal mit positiver Polarität während der Periode, wenn ein Videosignal mit negativer Polarität in die Datensignalleitung SL eingeschrieben wird, an die entsprechende gemeinsame Gegenelektrode und gemeinsame Elektrodenleitung angelegt wird.
Die Gegenelektrode-Treiberschaltung weist eine Logik, deren Ausgangssignal durch ein Synchronisiersignal umgekehrt wird, und eine Pufferschaltung auf, die die Amplitude des ausgegebenen Signals verstärkt.
Jedes Ausführungsbeispiel kann auch bei einem LCD verwendet werden, wobei das Pixelarray, die Abrasterleitung-Treiberschaltung und die Datenleitung-Treiberschaltung getrennt auf Substraten ausgebildet werden. Ferner kann Anwendung bei einem LCD mit integrierter Treiberschaltung erfolgen, wobei eine Treiberschaltung oder beide auf demselben Substrat, auf dem sich das Pixelarray befindet, ausgebildet sind.
Als Substrat kann ein auf einem transparenten Substrat ausgebildeter einkristalliner oder polykristalliner Siliziumdünnfilm verwendet werden, und in diesem Fall ist die hohe Ladungsträgerbeweglichkeit im einkristallinen oder polykristallinen Siliziumdünnfilm-Transistor wirkungsvoll, um Treiberschaltungen bei den Beispielen der Erfindung zu realisieren, und außerdem kann, da der Dünnfilmtransistor nicht das Potential des Substrats hat, dessen Eigenschaft in vollem Umfang verwendet werden, daß er den Pegel der Versorgungsspannung (Gleichspannung) frei ändern kann.
Bei jedem Ausführungsbeispiel können mehrere Spannungsversorgungen für die Treiberspannungen auf demselben Substrat ausgebildet werden, auf dem sich die Treiberschaltungen befinden.
Im vorstehenden ist eine Bildanzeigevorrichtung beschrieben, bei deren Betrieb Energie eingespart werden kann, wobei genauer gesagt grundsätzliche Ausführungsbeispiele beschrieben sind, die modifiziert oder kombiniert werden können.
[Beispiel 4]
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 20 bis 31 beschrieben.
Die Bildanzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels ist ein LCD vom Aktivmatrixsystem, und sie weist, wie in 20 dargestellt, ein Pixelarray 1, eine Abrastersignalleitung-Treiberschaltung 2 sowie Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 auf. Im Pixelarray 1 sind mehrere Abrastersignalleitungen GLj, GLj+1, ... und mehrere Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... angeordnet, die einander rechtwinklig schneiden. In einem Bereich, der von benachbarten Abrastersignalleitungen GL und benachbarten Datensignalleitungen SL eingeschlossen wird, ist jeweils ein Pixel 5 vorhanden, wobei die Pixel 5 insgesamt matrixförmig angeordnet sind.
Ein Pixel 5 weist ein Schaltelement 6 und eine Pixelkapazität 7 auf, wobei das Schaltelement 6 aus z. B. einem MOSFET besteht, dessen Gate mit einer Abrastersignalleitung GL (GLj, GLj+1, ...) verbunden ist. Die Pixelkapazität 7 besteht aus einer Flüssigkristallkapazität (des Flüssigkristallelements) und einer (nicht dargestellten) Hilfskapazität, wobei die Flüssigkristallkapazität so aufgebaut ist, wie es beim Stand der Technik erläutert wurde (siehe 4(b)). D. h., daß das Pixel 5 auf ähnliche Weise aufgebaut ist wie das Pixel bei der herkömmlichen Bildanzeigevorrichtung und daß es ähnlich arbeitet.
Die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 sind an beiden Seiten des Pixelarrays 1 vorhanden, und ein Ende der Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... ist mit der einen derselben über Analogschalter 8 verbunden, während das andere Ende mit der anderen über Analogschalter 9 verbunden ist. In der Datensignalleitung-Treiberschaltung 3 ist VCC1 als positive Spannung vorhanden und VEE1 als negative Spannung, und in der Datensignalleitung-Treiberschaltung 4 ist VCC2 als positive Spannung vorhanden und VEE2 als negative Spannung.
Die Versorgungsspannungen VCC1, VEE1, VCC2, VEE2 sind der Größe nach wie folgt geordnet: VEE2 < VCC2 < VEE1 < VCC1. Wenn angenommen wird, daß die Schwellenspannung des Flüssigkristalls VT ist, die Sättigungsspannung desselben VS ist und die Schwellenspannung der Analogschalter 8, 9 Vth ist, können die Versorgungsspannungen VCC1, VEE1, VCC2, VEE2 wie folgt ausgedrückt werden: VCC1 = VS + Vth + Vein VEE1 = VT + Vth – Vaus VCC2 = – VT + Vth + Vein VEE2 = – VS + Vth + Vauswobei Vein, Vaus die Einschalttoleranz und Ausschalttoleranz der Analogschalter 8, 9 sind.
Die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 arbeiten gemäß einem "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Ansteuerungssystem. Genauer gesagt, gibt die Datensignalleitung-Treiberschaltung 3 ein positives Videosignal aus, wenn die Spannung (Versorgungsspannung), wie sie an die Torschaltung angelegt wird, die in den unten näher erläuterten Abtastschaltungen 13 bis 16, 17 usw. verwendet wird, die Versorgungsspannung VCC1, VEE1 ist. Andererseits gibt die Datensignalleitung-Treiberschaltung 4 auf ähnliche Weise ein negatives Videosignal aus, wenn die an die Torschaltung angelegte Spannung (Versorgungsspannung) die Versorgungsspannung VCC2, VEE2 ist. D. h., daß sich die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 im Betriebsspannungsbereich der Torschaltung voneinander unterscheiden und demgemäß die Videosignale in verschiedenen Bereichen liegen, die an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... angelegt werden.
Für die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 besteht keine Beschränkung auf das Tafel-Abtast-Halte-System, sondern es kann sich auch um ein Treiber-Abtast-Halte-System oder ein Digitaltreibersystem handeln. Beim Tafel-Abtast-Halte-System wird das abgetastete Videosignal direkt an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... übertragen, während beim Treiber-Abtast-Halte-System das abgetastete Videosignal einmal in einen Datenspeicher übertragen wird, in einem Verstärker verstärkt wird und dann in eine Datensignalleitung eingeschrieben wird. Im Digitaltreibersystem wird eine der Spannungsversorgungen zum Ausgeben mehrerer diskreter Spannungen selektiv durch das digitale Videosignal an die Datensignalleitung gelegt und das Videosignal wird eingeschrieben.
Die Datensignalleitung-Treiberschaltung beim Tafel-Abtast-Halte-System weist, wie in 21 dargestellt, ein Schieberegister 11, Latchschaltungen 12, ... und Abtastschaltungen 13, ... auf. Das Schieberegister 11 gibt einen Verschiebeimpuls durch Verschieben eines (in den Figuren nicht dargestellten) Startimpulses synchron mit der ansteigenden oder fallenden Flanke eines Zeitsteuersignals aus. Die Abtastschaltung 13 ist als Abtasteinrichtung eine Schaltstufe, die sich synchron mit dem Verschiebeimpuls über die Latchschal tung 12 öffnet und schließt und die so ausgebildet ist, daß sie ein Videosignal an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... anlegt, wenn sie durch den Verschiebeimpuls geschlossen wird.
Die Datensignalleitung-Treiberschaltung beim Treiber-Abtast-Halte-System weist, wie in 22 dargestellt, ein Schieberegister 11, Latchschaltungen 12, ..., Abtastschaltungen 14, ..., 15, ..., Abtastkapazitäten Cabtast, ..., Haltekapazitäten Chalte, ... und Verstärker 16, ... auf.
Die Abtastschaltungen 14, 15 bestehen als Abtasteinrichtung aus Analogschaltern, die in Reihe geschaltet sind, und die Abtastschaltung 14 öffnet und schließt synchron mit dem durch die Latchschaltung 12 laufenden Verschiebeimpuls, während die Abtastschaltung 15 synchron mit dem Datenübertragungssignal TRF öffnet und schließt.
Die Abtastkapazität Cabtast als Halteeinrichtung befindet sich in der Ausgangsstufe der Abtastschaltung 14, und sie ist so beschaffen, daß sie die von der Abtastschaltung 14 abgetasteten Daten (Videosignale) aufrechterhält. Die Haltekapazität Chalte als Halteeinrichtung ist in der Ausgangsstufe der Abtastschaltung 15 vorhanden, und sie ist so beschaffen, daß sie die von der Abtastkapazität Cabtast mittels der Abtastschaltung 15 übertragenen Daten (Videosignale) aufrechterhält. Der Verstärker 16 als Verstärkungseinrichtung ist in einer noch späteren Stufe bezogen auf die Haltekapazität Chalte vorhanden.
Der Verstärker 16 weist, wie in 23 dargestellt, Transistoren TR1 bis TR7 sowie einen Kondensator C auf, und konstante Vorspannungen Vb1, Vb2 werden an die Gates von Transistoren TR1, TR6 angelegt. Dieser Verstärker 16 ist ein Pufferverstärker mit einer symmetrischen Schaltung aus p- Kanal-MOS-Transistoren TR2, TR3 und n-Kanal-MOS-Transistoren TR4, TR5 in der Eingangsstufe und einem Sourcefolger aus einem n-MOS-Transistor TR7 in der Ausgangsstufe.
Die Datensignalleitung-Treiberschaltung beim Digitaltreibersystem weist, wie in 24 dargestellt, Schieberegister 11, ..., Latchschaltungen 12, ..., Abtastschaltungen 17, ... und Digitalpuffer 18, ... auf. Die Abtastschaltung 17 als Abtasteinrichtung ist so konzipiert, daß sie das digitale Videosignal synchron mit dem Verschiebeimpuls durch die Latchschaltung 12 öffnet und schließt.
Der Digitalpuffer 18 weist, wie in 25 dargestellt, einen Decodierer 19 und Analogschalter 20, ... auf. Der Decodierer 19 ist so beschaffen daß er durch Kombination von Bits S1 bis S3 eines digitalen Videosignals, das durch die Abtastschaltung 17 abgetastet wird, acht Auswahlsignale erzeugt. Die Analogschalter 20, ... als Auswahleinrichtung sollen eine von acht diskreten Spannungen V1 bis V8 auswählen, die von (hier nicht dargestellten) Spannungsquellen ausgegeben werden, und sie sollen sie an die Datensignalleitungen SL legen. Die Spannungen V1 bis V8 sind auf Werte festgelegt, die solchen Pegeln entsprechen, daß das Transmissionsvermögen des Flüssigkristalls (siehe 31) acht gleich beabstandete Werte aufweisen kann.
Die Analogschalter 8, 9 werden durch Umschalten selektiv mit einer von zwei benachbarten Datensignalleitungen SL (ungeradzahlig), SL (geradzahlig) zwischen leitend und nichtleitend in jedem Halbbild auf Grundlage eines externen Signals umgeschaltet, auf das Ausgangssignal der Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 hin. Diese Anlaogschalter 8, 9 sind so beschaffen, daß sie immer voneinander verschiedene Signalleitungen SL auswählen.
Genauer gesagt, sind die Analogschalter 8, 9 Teil der Auswahlschaltungen 26, 42, wie in 26 oder 29 dargestellt. Diese Analogschalter 8, 9 können bei den Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 vom Tafel-Abtast-Halte-System, vom Treiber-Abtast-Halte-System und vom Digitaltreibersystem verwendet werden.
Wie in 26 dargestellt, besteht die Auswahlschaltung 26 als Umschalteinrichtung aus einem Analogschalter 8 (9), einem Schieberegister 11 sowie Invertern 24, 25.
Der Analogschalter 8 (9) besteht aus n-Kanal-Transistoren 21 bis 23. Der n-Kanal-Transistor 21 als erstes Schaltelement nimmt in leitendem Zustand das Videosignal auf. Die n-Kanal-Transistoren 22, 23 als zweite Schaltelemente wiederholen einen leitenden und einen nichtleitenden Zustand abwechselnd, wenn der Zustand in jedem Halbbild umgekehrt wird, und dem Gate werden voneinander verschiedene Halbbild-Umschaltsignale FR1, FR2 zugeführt. Demgemäß legen die n-Kanal-Transistoren 22, 23 Videosignale vom n-Kanal-Transistor 21 auf Grundlage der Halbbild-Umschaltsignale FR1, FR2 abwechselnd entweder an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... (ungeradzahlig) oder an die Datensignalleitungen SLi+1, SLi+3, ... (geradzahlig) an.
Die Inverter 24, 25 sind in Reihe geschaltet, und sie sind in den Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 zusammen mit dem Schieberegister 11 vorhanden. Diese Inverter 24, 25 erhöhen die Ausfächerungskapazität der Ausgangsseite des Schieberegisters 11 und sie legen den Verschiebeimpuls vom Schieberegister 11 als Steuersignal an das Gate des n-Kanal-Transistors 21 an.
Wenn die Auswahlschaltung 26 auf das Treiber-Abtast-Halte-System angewandt wird anstatt auf das Tafel-Abtast-Halte- System, wie beim obenbeschriebenen Aufbau, sind in der Ausgangsstufe des Verstärkers 16 n-Kanal-Transistoren 21, 22, 23 vorhanden, wie in 27A oder B dargestellt. In 27B ist das Signal WE (Write Enable = Schreibaktivierung) ein durch eine Schreibperiode festgelegtes Signal. Wenn die Auswahlschaltung 26 auf das Digitaltreibersystem angewandt wird, wie in 28 dargestellt, sind n-Kanal-Transistoren 22, 23 in der Ausgangsstufe der Analogschalter 20, ... vorhanden.
Andererseits bildet, wie in 29 dargestellt, eine Auswahlschaltung 42 als Umschalteinrichtung eine Schaltung im Tafel-Abtast-Halte-System, und sie weist einen Analogschalter 8 (9), ein Schieberegister 11 und Inverter 34 bis 41 auf.
Der Analogschalter 8 (9) besteht aus CMOS-Transistoren 31 bis 33, die als Übertragungstorschaltungen bekannt sind. Der CMOS-Transistor 31 des ersten Schaltelements besteht aus einer Parallelverbindung eines n-Kanal-Transistors 31a und eines p-Kanal-Transistors 31b, und er ist so beschaffen, daß er das Videosignal aufnimmt und es CMOS-Transistoren 32, 33 als zweiten Schaltelementen zuführt.
Im CMOS-Transistor 32 wird ein Halbbild-Umschaltsignal FR1 in das Gate des n-Kanal-Transistors 32a eingegeben, und ein Halbbild-Umschaltsignal FR2 wird in das Gate des p-Kanal-Transistors 32b eingegeben. Im CMOS-Transistor 33 werden die Halbbild-Umschaltsignale FR1, FR2 in die Gates des n-Kanal-Transistors 33a und des p-Kanal-Transistors 33b eingegeben, umgekehrt zum Fall beim CMOS-Transistor 32. Im Ergebnis wiederholen die CMOS-Transistoren 32, 33 den leitenden und sperrenden Zustand zu verschiedenen Zeitpunkten.
Inverter 34 bis 36 sind in Reihe geschaltet, und sie sind in den Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 zusammen mit dem Schieberegister 11 vorhanden. Inverter 37 bis 39 sowie Inverter 40, 41 sind in den Pfaden vorhanden, die vom Ausgangsanschluß des Inverters 36 abzweigen. Der Ausgangsanschluß des Inverters 39 ist mit dem Gate des n-Kanal-Transistors 31a verbunden, und der Ausgangsanschluß des Inverters 41 ist mit dem Gate des p-Kanal-Transistors 31b verbunden. D. h., daß im Signalpfad zum n-Kanal-Transistor 31a geradzahlige Inverter 34 bis 39 vorhanden sind, während im Signalpfad zum p-Kanal-Transistor 31b ungeradzahlige Inverter 34 bis 36, 40, 41 vorhanden sind.
Die aus den Invertern 34 bis 41 bestehende Schaltung weist dieselbe Funktion wie die der Inverter 24, 25 auf, und sie ist ferner so beschaffen, daß sie Steuersignale mit umgekehrter Polarität (Gatespannungen) an das Gate des n-Kanal-Transistors 31a und das Gate des p-Kanal-Transistors 31b liefert. Im Ergebnis wird der CMOS-Transistor 31 in den leitenden und sperrenden Zustand versetzt, und das Videosignal wird im leitenden Zustand aufgenommen. Das Videosignal wird durch die CMOS-Transistoren 32, 33, die auf Grundlage der Halbbild-Umschaltsignale FR1, FR2 zu verschiedenen Zeitpunkten leitend sind, an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 gegeben.
In der Auswahlschaltung 42 laufen die Videosignale auf der Niederpotentialseite unter Verwendung der CMOS-Transistoren 31 bis 33 durch die n-Kanal-Transistoren 31a bis 33a, während die Videosignale auf der Hochpotentialseite durch die p-Kanal-Transistoren 31b bis 33b laufen, so daß Videosignale in einem großen Bereich von der Niederpotentialseite bis zur Hochpotentialseite entnommen werden können. Im Ergebnis ist eine Videoanzeige mit hoher Auflösung realisiert.
In der Auswahlschaltung 26 werden die Signale, nachdem sie einmal in den n-Kanal-Transistor 21 aufgenommen wurden, in die zwei Systeme mit den n-Kanal-Transistoren 22, 23 verteilt, weswegen die Steuerung der Analogschalter 8, 9 in den Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 dem Grunde nach dadurch erfolgt, daß nur der n-Kanal-Transistor 21 gesteuert wird. Um die Videosignale aufzunehmen, wurde beim herkömmlichen Aufbau ein Schaltelement wie ein n-Kanal-Transistor 21 verwendet. Die Auswahlschaltung 26 kann dadurch aufgebaut werden, daß lediglich die n-Kanal-Transistoren 22, 23 neu hinzugefügt werden. Dasselbe gilt für die Auswahlschaltung 42.
Das Umschalten der Signalpolarität mit jedem Halbbild durch die Auswahlschaltungen 26, 42 und die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 wird wie folgt ausgeführt. Z. B. wird die Datensignalleitung SLi in einem bestimmten Anzeigehalbbild (Datenanzeigeperiode) mit der Datensignalleitung-Treiberschaltung 3 verbunden, und Daten mit positiver Polarität werden eingeschrieben, und die benachbarte Datensignalleitung SLi+1 wird mit der Datensignalleitung-Treiberschaltung 4 verbunden, und Daten mit negativer Polarität werden eingeschrieben. Im nächsten Anzeigehalbbild wird die Datensignalleitung SLi mit der Datensignalleitung-Treiberschaltung 4 verbunden, und Daten mit negativer Polarität werden eingeschrieben, und die Datensignalleitung SLi+1 wird mit der Datensignalleitung-Treiberschaltung 3 verbunden, und Daten mit positiver Polarität werden eingeschrieben.
Bei diesem Aufbau ist jedoch, um die richtige Anzeigeposition in jedem Halbbild zu erzielen, eine bestimmte Anzeigeposition-Einstellschaltung (die in den Figuren nicht dargestellt ist) erforderlich. Z. B. wird das erste Ausgangssignal der Datensignalleitung-Treiberschaltung 3 für das Anzeigevollbild an die Datensignalleitung SL1 oder die Datensignalleitung SL2 gegeben. Daher ändert sich der Zeit punkt für das erste Ausgangssignal der Datensignalleitung-Treiberschaltung 3 und das erste Ausgangssignal der Datensignalleitung-Treiberschaltung 4 für jedes Halbbild, und die Anzeigeposition muß entsprechend eingestellt werden.
Zu Beispielen für die Anzeigeposition-Einstellschaltung können u. a. folgende Schaltungen gehören: eine Schaltung zur Verzögerung um ein Pixel, wie sie in den Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 vorhanden ist, und externe Verzögerungsschaltungen zum verzögern der in die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 eingegebenen Videosignale. Es ist auch möglich, eine Realisierung dadurch vorzunehmen, daß das Taktsignal oder der Startimpuls verändert wird, wie an das Schieberegister 11 gegeben.
Für die verschiedenen Schaltelemente in dieser Bildanzeigevorrichtung werden Siliziumdünnfilm-Transistoren, wie in 3a dargestellt, verwendet. Diese Siliziumdünnfilm-Transistoren sind Dünnfilmtransistoren aus polykristallinem Silizium (nachfolgend als p-Si-Dünnfilmtransistoren bezeichnet), und ein Metall-Isolator-Halbleiter(MIS)-Feldeffekttr.ansistor ist auf einem polykristallinen Siliziumdünnfilm (p-Si-Dünnfilm) 52 ausgebildet, der auf einem Glassubstrat 51 als isolierendem Substrat ausgebildet ist.
Auf dem p-Si-Dünnfilm 52 ist eine Gateelektrode 54 über einem Siliziumoxidfilm 53 als Gateisolierfilm ausgebildet, und Fremdstoffionen sind in einem anderen Bereich als demjenigen, der durch die Gateelektrode 52 abgedeckt ist, in den p-Si-Dünnfilm 52 injiziert. Ein Sourcebereich 55 und ein Drainbereich 56 sind vorhanden. Ferner ist zum Abdecken des Siliziumoxidfilms 53 und der Gateelektrode 54 ein Siliziumnitridfilm 57 als Zwischenschicht-Isolierfilm vorhanden, und Metalleitungen 58, 58 sind so ausgebildet, daß sie von Aussparungen im Siliziumnitridfilm 57 bis zur Sourceelektrode 55 bzw. zur Drainelektrode 56 reichen.
Als Siliziumdünnfilm ist ein polykristalliner Siliziumdünnfilm 52 geeignet, da die Treiberschaltung integral ausgebildet werden kann und ein billiges Glassubstrat 51 wegen der niedrigen Prozeßtemperaturen als isolierendes Substrat verwendet werden kann. Jedoch besteht keine Beschränkung hierauf, sondern dieselben Wirkungen können mit einem Dünnfilm aus einkristallinem Silizium oder aus amorphem Silizium erzielt werden. Das Material für den Dünnfilm ist nicht auf Silizium beschränkt; Germanium, eine Siliziumlegierung mit Germanium sowie Verbindungshalbleiter (ZnS usw.) können verwendet werden.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt das Ansteuern durch das "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung"-Verfahren. Demgemäß werden Daten abwechselnd eingeschrieben, d. h. positive Daten werden in die Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... eingeschrieben, und negative Daten werden in die Datensignalleitungen SLi+1, SLi+3, ... eingeschrieben. Daher werden in jeder Halbbildperiode Daten derselben Polarität in eine Datensignalleitung SLi eingeschrieben, und Daten jeweiliger Polaritäten werden durch die zwei Datensignal-Treiberschaltungen 3, 4, die verschiedene Spannungsversorgungspegel aufweisen, den Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... zugeführt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel reicht es demgemäß aus, da die Anzeige durch das Einschreiben eines Signals mit nur einer Polarität erfolgt, Spannung mit nur einem Bereich zuzuführen, wobei die Flüssigkristall-Treiberspannung (genauer gesagt, Flüssigkristall-Treiberspannung vermindert um die Flüssigkristall-Schwellenspannung) nicht überschreitet, und der Ausgangsspannungsbereich der Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 kann eingeengt werden. Im Hinblick darauf werden nachfolgend der Stand der Technik und das Ausführungsbeispiel miteinander verglichen.
Beim bekannten Treibersystem sind die Versorgungsspannungen der Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4, wie zur Einschaltzeit und Ausschaltzeit der Analogschalter 8, 9 erforderlich, die folgenden:
beim Ausschalten –VS+Vth–Vaus
beim Einschalten +Vs+Vth+Vein
Aus diesen zwei Formeln ergibt sich als Maximalamplitude für die Versorgungsspannungen 2VS + (Vaus + Vein) (1),mit

VT:: Schwellenspannung des Flüssigkristalls
VS:: Sättigungsspannung des Flüssigkristalls
Vth:: Schwellenspannung der Analogschalter 8, 9
Vaus:: Ausschalttoleranz der Analogschalter 8, 9
Vein:: Einschalttoleranz der Analogschalter 8, 9

Andererseits sind die Versorgungsspannungen beim erfindungsgemäßen Treibersystem wie folgt gegeben:
beim Ausschalten +VT + Vth – Vaus (= VEE1)
beim Einschalten +VS + Vth + Vein (= VCC1)
Aus diesen zwei Formeln ergibt sich die Maximalamplitude der Versorgungsspannungen: VS – VT + (Vaus + Vein) (2)Z. B. ist gemäß den Gleichungen (1) und (2), wenn die Schwellenspannung des Flüssigkristalls 2 V und die Sättigungsspannung mit 7 V angenommen wird, beim herkömmlichen Treiberverfahren ein Bereich von 14 V erforderlich (oder von 16 V, wenn sowohl Vaus als auch Vein 1 V sind), jedoch reichen beim Aufbau des Ausführungsbeispiels 5 V (oder 7 V), falls sowohl Vaus als auch Vein 1 V sind.
D. h., daß es, wie in 31 dargestellt, beim Stand der Technik erforderlich ist, an den Flüssigkristall eine Spannung im Bereich von –VS bis +VS anzulegen, weswegen die Amplitude der Spannung groß sein muß. Beim Ausführungsbeispiel reicht es dagegen aus, auf der positiven Seite eine Spannung von +VT bis +VS an den Flüssigkristall anzulegen und auf der negativen Seite ein solche im Bereich von –VT bis –VS anzulegen, weswegen die Amplitude der Spannung kleiner als beim Stand der Technik ist.
Wenn bei einem LCD vom VGA-Typ 5,6 (480 × 640 × RGB) eine Schwellenspannung von 2 V für den Flüssigkristall und eine Sättigungsspannung von 7 V angenommen wird, führt dies zu berechneten Werten (Lade- und Entladewerte in zwei Halbbildperioden) für den ungünstigsten Fall (Bilddaten mit größtem Energieverbrauch), wie in der nachfolgenden Tabelle angegeben, die für schrittweise Daten bei Gateleitungsumkehr und Sourceleitungsumkehr gilt. Beim Vergleich der Werte für den ungünstigsten Fall bei der Sourceleitungsumkehr mit denen bei Gateleitungsumkehr ergaben sich ungefähr 36 % (ungefähr 56 % im Vergleich mit Gateleitungsumkehr + Umkehr des gemeinsamen Potentials).
Tabelle 1
Demgemäß kann die Treiberspannung der Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 verringert werden. Im Ergebnis kann der Energieverbrauch der Bildanzeigevorrichtung verringert werden, und es kann die Spannungsfestigkeit der Aufbauelemente verringert werden. Insbesondere bei Bildanzeigevorrichtungen (besonders bei solchen vom Transmissionstyp) mit monolithischem Treiber (wobei das Pixelschaltelement und die Treiberschaltung auf demselben Substrat ausgebildet sind), wie sie in letzter Zeit entwickelt werden, weist, da die Elemente zum Aufbauen der Treiberschaltung ebenfalls Dünnfilmtransistoren sind, die Schaltung geringere Spannungsfestigkeit als Elemente auf einem einkristallinen Halbleitersubstrat auf, und demgemäß kann eine Schaltung verwendet werden, die mit einer so niedrigen Spannung betrieben werden kann, wie oben angegeben.
Beim Ausführungsbeispiel entspricht eine Datensignalleitung SL einem Ausgang des Schieberegisters 11, wenn jedoch RGB-Signale gleichzeitig gehandhabt werden, wie im Fall von Farbbildern von einem Computer, können mehrere (im Fall von RGB) Datensignalleitungen einem Ausgang des Schieberegisters 21 entsprechen.
[Beispiel 5]
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 20 und die 32 bis 37 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Aufbauelemente bei diesem Ausführungsbeispiel, die dieselben Funktionen wie die Aufbauelemente beim zweiten Ausführungsbeispiel haben, sind mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Bei der Bildanzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels sind die in 20 dargestellten Analogschalter 8, 9 so aufgebaut, wie es in 32 oder 35 dargestellt ist. Diese Analogschalter gelten für eine Datensignalleitung-Treiberschaltung vom Tafel-Abtast-Halte-System, jedoch können sie auf entsprechende Weise auf das Treiber-Abtast-Halte-System und das Digitaltreibersystem angewandt werden.
Wie in 32 dargestellt, weist eine Auswahlschaltung 67 als Umschalteinrichtung einen Analogschalter 8 (9), ein Schieberegister 11, NAND-Gatter 63, 64 und Interverter 65, 66 auf. Der Analogschalter 8 (9) besteht aus n-Kanal-Transistoren 61, 62 als Schaltelementen. Die NAND-Gatter 63, 64 und die Inverter 65, 66 sind in den Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 vorhanden, und sie sind so aufgebaut, daß sie den Betrieb des Analogschalters 8 (9) auf Grundlage des vom Schieberegister 11 ausgegebenen Verschiebeimpulses steuern.
Der Verschiebeimpuls aus dem Schieberegister 11 wird in einen Eingangsanschluß von NAND-Gattern 63, 64 eingegeben. In den anderen Eingangsanschluß des NAND-Gatters 63 wird ein erstes Halbbild-Umschaltsignal FR1 eingegeben, und in den anderen Eingangsanschluß des NAND-Gatters 64 wird ein Halbbild-Umschaltsignal FR2 eingegeben. Die Eingangsanschlüsse von Invertern 65, 66 sind mit den Ausgangsanschlüssen der NAND-Gatter 63, 64 verbunden. Andererseits sind in n-Kanal-Transistoren 61, 62 die Ausgangsanschlüsse der Inverter 65, 66 mit den jeweiligen Gates verbunden, und den Sources werden Videosignale zugeführt.
Bei diesem Aufbau wird die UND-Verknüpfung (oder ODER-Verknüpfung, abhängig von der Anzahl von Invertern) zwischen dem Verschiebeimpulse aus dem Schieberegister 11 und den Halbbild-Umschaltsignalen FR1, FR2 in der Torschaltung gebildet, wobei nur einer der zwei n-Kanal-Transistoren 61, 62 leitend gemacht wird. Wenn dieser leitende Zustand abwech selnd ausgeführt wird, wird das Videosignal in die n-Kanal-Transistoren 61, 62 übernommen und abwechselnd an die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 angelegt.
Die Auswahlschaltung 67 ist als Schaltung vom Tafel-Abtast-Halte-System ausgebildet, jedoch sind n-Kanal-Transistoren 22, 23 in der Ausgangsstufe des Verstärkers 16 vorhanden, wie in 33 dargestellt, wenn sie auf ein Treiber-Abtast-Halte-System angewandt wird. Diese n-Kanal-Transistoren 22, 23 werden dadurch auf Ein- oder Ausgeschaltet durch NOR-Gatter 68, 69 gesteuert, daß ein Schreibperiode-Einstellsignal /WE gemäß Negativlogik und Halbbild-Umschaltsignale /FR1, /FR2 gemäß Negativlogik zugeführt werden. Wenn die Auswahlschaltung 67 bei einem Digitaltreibersystem verwendet wird, ist, wie in 34 dargestellt, ein Ausgang eines Decodierers 19 zweigeteilt, und jedes Ausgangssignal wird einem der NAND-Gatter 63, 64 zugeführt. Die Analogschalter 61, 62 sind mit jeder Spannungsversorgungsleitung verbunden, um die Versorgungsspannungen V1 bis V8 zuzuführen, um auch als Analogschalter 8 zu dienen.
Wie in 35 dargestellt, bildet eine Auswahlschaltung 83 als Umschalteinrichtung eine Schaltung im Tafel-Abtast-Halte-System, und sie weist einen Analogschalter 8 (9), ein Schieberegister 11, Inverter 73 bis 78, NOR-Gatter 79, 80 sowie NAND-Gatter 81, 82 auf. Die Inverter 73 bis 78, die NOR-Gatter 79, 80 und die NAND-Gatter 81, 82 sind in den Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 vorhanden.
Der CMOS-Transistor 71 als Schaltelement besteht aus einem n-Kanal-Transistor 71a und einem p-Kanal-Transistor 71b, die parallelgeschaltet sind. Der CMOS-Transistor 72 als Schaltelement besteht aus einem n-Kanal-Transistor 72a und einem p-Kanal-Transistor 72b, die parallelgeschaltet sind.
Die Inverter 73 bis 75 sind in Reihe geschaltet, und die Inverter 76, 77 und der Inverter 78 sind in Pfaden vorhanden, die jeweils vom Ausgangsanschluß des Inverters 75 abzweigen. Der Ausgangsanschluß des Inverters 77 ist mit einem Eingangsanschluß der NOR-Gatter 79, 80 verbunden, und der Ausgangsanschluß des Inverters 78 ist mit einem Eingangsanschluß der NAND-Gatter 81, 82 verbunden. Das Halbbild-Umschaltsignal FR1 wird dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gatters 80 und des NAND-Gatters 81 zugeführt, und das Umschaltsignal FR2 wird dem anderen Eingangsanschluß des NOR-Gatters 79 und des NAND-Gatters 82 zugeführt.
Im CMOS-Transistor 71 ist der Ausgangsanschluß des NOR-Gatters 79 mit dem Gate des n-Kanal-Transistors 71a verbunden, und der Ausgangsanschluß des NAND-Gatters 81 ist mit dem Gate des p-Kanal-Transistors 71b verbunden. Andererseits ist im CMOS-Transistor 72 der Ausgangsanschluß des NOR-Gatters 80 mit dem Gate des n-Kanal-Transistors 72a verbunden, und der Ausgangsanschluß des NAND-Gatters 82 ist mit dem Gate des p-Kanal-Transistors 72b verbunden.
Bei diesem Aufbau werden die CMOS-Transistoren 71, 72 abwechselnd auf Grundlage des Ausgangssignals des Inverters 77 und des Ausgangssignals des Inverters 78 sowie der Halbbild-Umschaltsignale FR1, FR2 leitend geschaltet, um die NOR-Gatter 79, 80 und die NAND-Gatter 81, 82 auf umgekehrte Polarität zu setzen. Die über die CMOS-Transistoren 71, 72 eingelesenen Videosignale werden den Datensignalleitungen SLi, SLi+1 abwechselnd mit jedem Halbbild mit verschiedener zeitlicher Steuerung zugeführt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden benachbarte Datensignalleitungen SLi, SLi+1 durch den Betrieb der Analogschalter 8, 9 bei jedem Halbbild umgeschaltet und mit den Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 verbunden, auf diesel be Weise wie bei der Ausführungsform gemäß dem Beispiel 1.
In der Auswahlschaltung 67 ist es erforderlich, da die Videosignale direkt über die n-Kanal-Transistoren 61, 62 eingelesen werden, direkt beide Transistoren 61, 62 einzeln zu steuern, und es muß eine gesonderte Steuerschaltung vorhanden sein, jedoch werden die folgenden Vorteile erzielt, wenn die Anzahl von Schaltelementen minimiert wird. Ein Schaltelement, das das Videosignal durchläßt, bis es in die Datensignalleitungen SLi, SLi+1 eingeschrieben ist, ist nur jeweils ein n-Kanal-Transistor 61, 62, und im Vergleich mit den Auswahlschaltungen 26 bei der Ausführungsform gemäß dem Beispiel 1 kann die Impedanz im leitenden Zustand beider Transistoren 61, 62 verringert werden. Dasselbe gilt für den Fall der Auswahlschaltung 83.
Da dieses Ausführungsbeispiel auf dieselbe Weise wie bei der Ausführungsform gemäß dem Beispiel 4 im wesentlichen mit "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung" betrieben wird, können Daten der jeweiligen Polaritäten den Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... durch zwei Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 zugeführt werden, die verschiedenen Versorgungsspannungspegel haben. Demgemäß ist der Ausgangsspannungsbereich der Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 verringert, und die Treiberspannung kann abgesenkt werden, wodurch Energie eingespart wird und die Spannungsfestigkeit der Elemente verringert werden kann.
Bei der in 35 dargestellten Auswahlschaltung 83 sind NOR-Gatter 79, 80 und NAND-Gatter 81, 82 direkt vor dem Analogschalter 8 (9) angeordnet, und eine andere Umschalteinrichtung kann dadurch aufgebaut werden, daß NAND-Gatter 91, 92 direkt hinter dem Schieberegister 11 angeordnet werden, wie bei der in 36 dargestellten Auswahlschaltung 101.
Bei diesem Aufbau werden Verschiebeimpulse aus dem Schieberegister 11 einem Eingangsanschluß der NAND-Gatter 91, 92 zugeführt, während Halbbild-Umschaltsignale FR1, FR2 dem anderen Eingangsanschluß des NAND-Gatters 91 bzw. 92 zugeführt werden. In der Ausgangsstufe der NAND-Gatter 91, 92 sind Inverter 93 bis 99 in Zweigleitungen vorhanden, die CMOS-Transistoren 100, 100 steuern.
Darüber hinaus können Schieberegister 11a, 11b bei einem anderen System vorhanden sein, wie bei der in 37 dargestellten Auswahlschaltung 103 (Umschalteinrichtung). Bei diesem Aufbau sind, wenn Inverter 102, 102 statt der NAND-Gatter 91, 92 vorhanden sind und verhindert wird, daß das Zeitsteuersignal oder der Startimpuls in das Schieberegister 11a auf der Seite der durch den Analogschalter 8 (9) abgetrennten Datensignalleitung SL eingegeben wird, die Halbbild-Umschaltsignale FR1, FR2 nicht erforderlich.
Die Bildanzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiels erfordert auch eine Anzeigeposition-Einstellschaltung zum Erzeugen der richtigen Anzeigeposition in jedem Halbbild.
[Beispiel 6]
Ein noch weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 38 beschrieben. Die Aufbauelemente bei diesem Ausführungsbeispiel, die dieselben Funktionen wie die Aufbauelemente bei der Ausführungsform des Beispiels 2 haben, sind mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und Erläuterungen zu ihnen werden weggelassen.
Die Bildanzeigevorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist, wie in 38 dargestellt, ein Pixelarray 1, eine Abrastersignalleitung-Treiberschaltung 2, Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 und eine Spannungsversorgung- Umschaltstufe 111 auf.
Die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 sind so aufgebaut, daß sie mit Versorgungsspannungen VCC1, VEE1 sowie Versorgungsspannungen VCC2, VEE2 arbeiten, die über die Spannungsversorgung-Umschaltstufe 111 zugeführt werden. Die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 bestehen aus Dünnfilmtransistoren (siehe 30), die auf einem isolierenden Substrat (Glassubtrat) ausgebildet sind. Die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 können solche gemäß dem Tafel-Abtast-Halte-System, gemäß dem Treiber-Abtast-Halte-System oder gemäß dem Digitaltreibersystem sein.
Die Versorgungsspannung-Umschaltstufe 111 ist so beschaffen, daß sie die Versorgungsspannungen VCC1, VEE1 sowie die Versorgungsspannungen VCC2, VEE2 abwechselnd durch ein externes Signal (das in den Figuren nicht dargestellt ist), das mit jedem Halbbild umgeschaltet wird, umschaltet und ausgibt. Bei der Spannungsversorgung-Umschaltstufe 111 sind das Pixelarray 1 und die Treiberschaltung in ein Bildanzeigemodul eingebaut, integral auf demselben Substrat ausgebildet. Demgemäß ist die Anzahl der in das Modul geführten Signalleitungen und Versorgungsspannungsleitungen verringert, und die Schnittstelle ist vereinfacht, und das System weist kleinere Größe auf. Selbst wenn die Spannungsversorgung-Umschaltstufe 111 außerhalb des Moduls vorhanden ist, werden die inneren Funktionen der Bildanzeigevorrichtung nicht beeinträchtigt.
Wenn unter diesen Bedingungen eine Anzeige erfolgt, wird z. B. in einem bestimmten Anzeigehalbbild eine bestimmte Datensignalleitung SLi mit der Datensignalleitung-Treiberschaltung 3 verbunden, und Daten positiver Polarität werden eingeschrieben, und die angrenzende Datensignalleitung SLi+1 wird mit der Datensignalleitung-Treiberschaltung 4 verbunden, und Daten negativer Polarität werden eingeschrieben. Im nächsten Anzeigehalbbild werden die Versorgungsspannungen der Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 durch die Versorgungsspannung-Umschaltstufe 111 umgeschaltet, wodurch auch die Pegel des Zeitsteuersignals und des Videosignals umgeschaltet werden. Im Ergebnis werden Daten mit einer Polarität, die zu der im vorigen Halbbild umgekehrt ist, in die Datensignalleitungen SLi bzw. SLi+1 eingeschrieben.
Da dieses Ausführungsbeispiel auf dieselbe Weise wie bei der Ausführungsform gemäß dem Beispiel 4 dem Grunde nach mit "Vollbild + Sourceleitungsumkehrung" betrieben wird, können den Datensignalleitungen SLi, SLi+1, ... durch die zwei Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4, die verschiedene Versorgungsspannungspegel aufweisen, Daten mit jeweiliger Polarität zugeführt werden. Im Ergebnis ist der Ausgangsspannungsbereich der Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 verringert, und der Energieverbrauch ist verringert, und die Spannungsfestigkeit der Elemente kann verringert werden.
Da die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 beim Ausführungsbeispiel aus Dünnfilmtransistoren bestehen, die auf einem isolierenden Substrat ausgebildet sind, existiert keine parasitäre Substratkapazität, und die Last ist klein. Bei einem allgemeinen IC existiert eine parasitäre Kapazität zwischen dem Substrat und der Verdrahtung, und wenn das Massepotential zum Zeitpunkt des Umschaltens der Versorgungsspannung geändert wird, fließt aufgrund der parasitären Kapazität kurz ein großer Strom, der eine hohe Belastung für den Umschaltvorgang darstellt. Im vorliegenden Fall kann die Versorgungsspannung schnell umgeschaltet werden, da keine parasitäre Substratkapazität vorhanden ist, und es können auch durch den Umschaltvorgang in der Versorgungsspannung hervorgerufene Störsignale verringert werden.
Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel keine Anzeigeposition-Einstellschaltung erforderlich, wie sie die in den Beispielen 4 und 5 offenbarten Ausführungsformen benötigen, und zwar weil der Anschluß der Datensignalleitung SL festliegt.
[Beispiel 7]
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 39 und 40 beschrieben. Die Aufbauelemente bei diesem Ausführungsbeispiel, die dieselben Funktionen wie die Aufbauelemente bei den Ausführungsformen der Beispiele 4 und 5 haben, sind mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und Erläuterungen zu diesen werden weggelassen.
Die Bildanzeigevorrichtung dieses Ausführungsbeispiel weist, wie in 39 dargestellt, ein Pixelarray 1, eine Abrastersignalleitung-Treiberschaltung 2 sowie Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 auf, und der Aufbau ist im wesentlichen derselbe wie der der Bildanzeigevorrichtung der Ausführungsform des Beispiels 4. Bei dieser Bildanzeigevorrichtung unterscheidet sich jedoch der Aufbau von dem gemäß dem Beispiel 4 dahingehend, daß die Datensignalleitung-Treiberschaltung 4 auf derselben Seite wie die Datensignalleitung-Treiberschaltung 3 des Pixelarrays 1 vorhanden ist. Außerdem ist der Analogschalter 9 entsprechend auf derselben Seite der Datensignalleitung-Treiberschaltung 3 vorhanden.
Andererseits weist die andere Bildanzeigevorrichtung des Ausführungsbeispiels, wie in 40 dargestellt, ein Pixelarray 1, eine Abrastersignalleitung-Treiberschaltung 2, Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 und eine Spannungsversorgung-Umschaltstufe 111 auf, und sie hat im wesentlichen denselben Aufbau wie die Bildanzeigevorrichtung der Ausführungsform beim Beispiel 6. Jedoch unterscheidet sich diese Bildanzeigevorrichtung vom Aufbau der Ausführungsform beim Beispiel 6 dahingehend, daß die Datensignalleitung-Treiberschaltung 4 auf derselben Seite des Pixelarrays 1 vorhanden ist wie die Datensignalleitung-Treiberschaltung 3.
Bei beiden Bildanzeigevorrichtungen können die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4, die bei verschiedenen Versorgungsspannungen arbeiten, benachbart angeordnet sein, oder sie können auf andere Weise enthalten und ausgebildet sein. In diesem Fall kann die Anordnung dann leicht realisiert werden, wenn die Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 aus Dünnfilmtransistoren bestehen, ohne Substrat oder Wanne.
Wenn die zwei Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 dergestalt auf derselben Seite des Pixelarrays 1 angeordnet werden, können die Verteilungen der Signalleitungen von einer (in den Figuren nicht dargestellten) Schaltung wie der Signalversorgungsquelle zu den Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 nahezu gleich sein, und Übertragungsabweichungen der Signale zu den beiden Treiberschaltungen 3, 4 können beseitigt werden. Um eine Kombination für die Signalverzögerung zu schaffen, wenn ein großer Schirm für eine Bildanzeigevorrichtung ausgebildet wird oder wenn das Treibervermögen der Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 nicht ausreicht, ist es erforderlich, Datensignale von beiden Seiten der Datensignalleitungen SLi, SLi+1 zuzuführen, und wenn zwei weitere Datensignalleitung-Treiberschaltungen 3, 4 an der anderen Seite des Pixelarrays 1 vorhanden sind, ist es auch in diesem Fall möglich, eine Ansteuerung durch diese Schaltungen 3, 4 vorzunehmen.
Bisher wurden Beispiele für eine Technik zum Einsparen von Energie und eine Technik zum Verringern der Treiberspannung angegeben, deren Aufbau ziemlich grundsätzlich ist, jedoch können die bei den Beispielen 4–7 offenbarten Ausführungsformen weiter modifiziert oder kombiniert werden. Die vorstehenden Ausführungsbeispiele betreffen ein LCD mit Aktivmatrix, jedoch besteht hierauf keine Beschränkung, sondern es kann Anwendung auf andere Anzeigevorrichtungen mit Aktivmatrix erfolgen. Zu Beispielen für andere Anzeigevorrichtungen gehören Plasmaanzeigen, LED-Anzeigen und EL-Anzeigen.

Claims

Bildanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp mit – einer Vielzahl matrixförmig auf einem isolierenden Substrat angeordneter Pixel (5) mit zugehörigen Pixelelektroden; – einer Vielzahl von Halbleiterschaltelementen (SW), die den jeweiligen Pixelelektroden angeordnet sind; – einer Vielzahl von Abrastersignalleitungen (GL1n, GL2n), die mit der Vielzahl der Halbleiterschaltelemente unter Bildung von Zeilen aus Pixelelektroden verbunden sind; – einer Vielzahl mit den Halbleiterschaltelementen unter Bildung von Spalten aus Pixelelektroden verbundener Datensignalleitungen (SLm); – Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2), die in jeder bestimmten Vertikalabrasterperiode allen Abrastersignalleitungen ein Abrastersignal einspeisen; und – Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2), die den Datensignalleitungen ein Datensignal zuführen, wobei die Abrastersignalleitungen so angeordnet sind, dass jeder Zeile von Pixelelektroden jeweils eine erste und zweite Abrastersignalleitung zugeordnet sind, von denen die erste mit den Halbleiterschaltelementen der Zeile korrespondierend mit Pixelelektroden ungeradzahliger Spalten und die zweite Abrasterleitung mit den Halbleiterschaltelementen derselben Zeile korrespondierend mit Pixelelektroden geradzahliger Spalten verbunden sind, und – die Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2) den Pixelelektroden ungeradzahliger und geradzahliger Spalten abwechselnd in jeder Vertikalabrasterperiode Datensignale verschiedener Polaritäten einspeisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) in jede erste und zweite Abrastersignalleitung (GL1n, GL2n) in einer Vertikalabrasterperiode ein Abrastersignal mit einem ersten (VDD1, VDD2) und einem zweiten anderen Versorgungsspannungspegel (VSS1, VSS2) einspeisen, und in der nächsten Vertikalabrasterperiode in umgekehrter Weise in jede erste und zweite Abrastersignalleitung (GL1n, GL2n) ein Abrastersignal mit dem zweiten (VSS2, VSS1) und dem ersten (VDD2, VDD1) Versorgungsspannungspegel einspeisen.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Abrastersignalleitung (GL1n, GL2n) in einer Horizontalabrasterperiode gleichzeitig ausgewählt werden.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – jedes Anzeigepixel aus mindestens einem Halbleiterschaltelement (SW) zum Auswählen des Pixels, einem Anzeigeelement (C1) und einem Hilfskapazitätselement (Cs) besteht; – wobei eine Elektrode des Hilfskapazitätselements eines Anzeigepixels mit einer Elektrode seines Schaltelements verbunden ist und die andere Elektrode des Hilfskapazitätselements mit einer Abrastersignalleitung (GL1j–1, GL2j–1) einer der betrachteten Zeile benachbarten Zeile verbunden ist, – diese andere Elektrode des Hilfskapazitätselements (Cs) mit einer benachbarten Abrastersignalleitung derselben Ordnungszahl verbunden ist, wie die Ordnungszahl der mit dem zum betrachteten Pixel gehörenden Schaltelement verbundenen Abrastersignalleitung.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrastersignalleitung-Treibereinrichtung (GD) zwei Abrastersignalleitung-Treiberschaltungen (GD1, GD2) enthält, die durch verschiedene Versorgungspannungssysteme (VDD1, VSS1; VDD2, VSS2) einzeln angesteuert werden.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Abrastersignalleitung (GL1n, GL2n) einzeln über Schaltelemente (SEL) mit verschiedenen Abrastersignalleitung-Treiberschaltungen verbunden ist, und dass jedesmal dann, wenn eine erste und zweite Abrastersignalleitung ausgewählt wird, die eine der Abrastersignalleitungen umgeschaltet und durch das jeweilige Schaltelement mit der anderen der beiden Abrastersignalleitung-Treiberschaltungen verbunden wird.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitung-Treibereinrichtung (SD) zwei Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2) aufweist, die von verschiedenen Versorgungsspannungssystemen (VCC1, VEE1; VCC2, VEE2) einzeln betrieben werden.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitungen der geradzahligen und der ungeradzahligen Spalten einzeln mit verschiedenen Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD) verbunden sind, die durch Umschalten des Versorgungsspannungssystems in jeder Vertikalabrasterperiode betrieben werden.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitungen (SL) der geradzahligen und der ungeradzahligen Spalten einzeln über Schaltelemente (SEL) mit verschiedenen Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2) verbunden sind und zur jeweils anderen Datensignalleitung-Treiberschaltung durch die Schaltelemente mit jeder Vertikalabrasterperiode umgeschaltet werden.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) und/oder die Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2) auf demselben Substrat wie die Pixel ausgebildet sind.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der oder alle aktiven Elemente, die die Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) und die Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2) bilden, sowie Schaltelemente, die Bauelemente der Pixel sind, auf einkristallinem Dünnfilm oder polykristallinem Siliziumdünnfilm gebildet sind, der auf einem transparenten Substrat gebildet ist.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Zuführen elektrischer Energie zum Betreiben der Abrastersignalleitung-Treibereinrichtung (GD1, GD2) und der Datensignalleitung-Treibereinrichtung (SD1, SD2) auf demselben Substrat ausgebildet sind.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine LCD-Anzeigevorrichtung ist.
Bildanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp mit – einer Vielzahl matrixförmig auf einem isolierenden Substrat angeordneter Pixel (5) mit zugehörigen Pixelelektroden; – einer Vielzahl von Halbleiterschaltelementen (SW), die den jeweiligen Pixelelektroden zugeordnet sind; – einer Vielzahl von Abrastersignalleitungen (GL1n, GL2n), die mit der Vielzahl der Halbleiterschaltelemente unter Bildung von Zeilen aus Pixelelektroden verbunden sind; – einer Vielzahl mit den Halbleiterschaltelementen unter Bildung von Spal ten aus Pixelelektroden verbundener Datensignalleitungen (SLm); – Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2), die in jeder bestimmten Vertikalabrasterperiode allen Abrastersignalleitungen einen Abrasterleitungsimpuls einspeisen; und – Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2), die den Datensignalleitungen ein Datensignal zuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitungen (SL1m, SL2m) so angeordnet sind, dass jeder Spalte der Pixelelektroden erste und zweite Datensignalleitungen zugeordnet sind, von denen die ersten Datensignalleitungen mit den Halbleiterschaltelementen der Spalte entsprechend den Pixelelektroden ungeradzahliger Zeilen und die zweiten der Datensignalleitungen mit den Halbleiterschaltelementen derselben Spalte verbunden sind, die Pixelelektroden geradzahliger Zeilen entsprechen, und – die Datensignalleitung-Treibereinrichtungen Datensignale unterschiedlicher Polaritäten abwechselnd mit jeder Vertikalabrasterperiode jeweils den den ersten und zweiten Datensignalleitungen entsprechenden Pixelelektroden einspeisen.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixel eine gemeinsame Gegenelektrode (GEMEINSAM) aufweisen, die in einer Vertikalabrasterperiode durch eine Wechselspannung angesteuert wird, wobei eine Spannung umgekehrter Polarität bezogen auf die Polarität der mit dem Pixel verbundenen Datensignalleitung (SLm) angelegt wird.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitung-Treibereinrichtung (SD) zwei Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2) aufweist, die durch verschiedene Spannungsversorgungen (VCC1, VEE1; VCC2, VEE2) gesondert betrieben werden.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Datensignalleitungen (SLm) jeweils über Schaltelemente (SEL) mit verschiedenen Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SC1, SC2) verbunden sind, und die Datensignalleitung-Treiberschaltungen von Spannungsversorgungen betrieben werden, die mit jeder Vertikalabrasterperiode umgeschaltet werden.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Datensignalleitungen (SLm) jeweils über Schaltelemente (SEL) mit verschiedenen Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2) verbunden sind und in jeder Vertikalabrasterperiode durch die Schaltelemente mit der jeweils anderen der beiden Datensignalleitung-Treiberschaltungen verbunden werden.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrastersignalleitung-Treibereinriichtungen (GD1; GD2) und/oder die Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2) auf demselben Substrat wie die Pixel ausgebildet sind.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der oder alle aktiven Elemente, die die Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) und die Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2) bilden, sowie Schaltelemente, die Bauelemente der Pixel sind, auf einkristallinem Dünnfilm oder polykristallinem Siliziumdünnfilm gebildet sind, der auf einem transparenten Substrat gebildet ist.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Zuführen elektrischer Energie zum Betreiben der Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) und der Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2) auf demselben Substrat ausgebildet sind.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine LCD-Anzeigevorrichtung ist.
Bildanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp mit – einer Vielzahl matrixförmig auf einem isolierenden Substrat angeordneter Pixel (5) mit zugehörigen Pixelelektroden; – einer Vielzahl von Halbleiterschaltelementen (SW), die den jeweiligen Pixelelektroden angeordnet sind; – einer Vielzahl von Abrastersignalleitungen (GL1n, GL2n), die mit der Vielzahl der Halbleiterschaltelemente unter Bildung von Zeilen aus Pixelelektroden verbunden sind; – einer Vielzahl mit den Halbleiterschaltelementen unter Bildung von Spal ten aus Pixelelektroden verbundener Datensignalleitungen (SLm); – Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2), die in jeder bestimmten Vertikalabrasterperiode allen Abrastersignalleitungen ein Abrastersignal einspeisen; und – Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2: 3, 4), die den Datensignalleitungen ein Datensignal zuführen, wobei – die Datensignalleitung-Treibereinrichtung eine erste Datensignalleitung-Treiberschaltung (SD1; 3), die ein Datensignal an Datensignalleitungen geradzahliger Spalten liefert, und eine zweite Datensignalleitung-Treiberschaltung (SD2; 4) enthält, die ein Datensignal an Datensignalleitungen ungeradzahliger Spalten liefert, und – Datensignale unterschiedlicher Polaritäten abwechselnd den Datensignalleitungen der ungeradzahligen und geradzahligen Spalten in jeder Vertikalabrasterperiode eingespeist werden, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste und zweite Datensignalleitung-Treiberschaltung (SD1, SD2; 3, 4) jeweils durch verschiedene Versorgungsspannungssysteme (VCC1, VEE1; VCC2, VEE2) betrieben werden, welche mit jeder Vertikalabrasterperiode über eine Versorgungsspannungs-Umschaltstufe (PSW; 111) umgeschaltet werden.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Gegenelektrode der Pixel aus einer ersten und zweiten Gegenelektrode (COM1, COM2) besteht, die in Spaltenrichtung in geradzahlige und ungeradzahlige Gegenelektroden unterteilt sind, wobei die geradzahligen Gegenelektroden miteinander und die ungeradzahligen Gegenelektroden miteinander verbunden sind und verschiedene Potentiale in einer jeweiligen Vertikalanzeigeperiode an einzelne Gegenelektroden angelegt werden, und in der nächsten Vertikalanzeigeperiode jeweils dazu umgekehrte Polaritäten an die geradzahligen und ungeradzahligen Gegenelektroden angelegt werden.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Systeme von Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2; 3, 4) mit einer solchen Versorgungsspannung betrieben werden, dass an jede der Datensignalleitungen nur jeweils ein Videosignal einer Polarität angelegt wird.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2; 3, 4) eine Abtasteinrichtung (13) zum Abtasten der Videosignale und zum Übertragen derselben an die Datensignalleitungen (SLm) aufweisen.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2; 3, 4) folgendes aufweisen: – eine Abtasteinrichtung (14) zum Abtasten der Videosignale; – eine Halteeinrichtung (15) zum zeitweiligen Halten der durch die Abtasteinrichtung abgetasteten Videosignale und – eine Verstärkungseinrichtung (16) zum Verstärken der von der Halteeinrichtung gehaltenen Videosignale und zum Übertragen derselben an die Datensignalleitungen.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2; 3, 4) folgendes aufweisen: – eine Abtasteinrichtung (17) zum Abtasten digitaler Signale, die Videoinformation repräsentieren; und – eine Auswahleinrichtung (18) zum Auswählen einer von mehreren diskreten Spannungen auf Grundlage der von der Abtasteinrichtung abgetasteten digitalen Signale, für eine Übertragung an die Datensignalleitungen.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Systeme von Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2; 3, 4) auf derselben Seite der Pixelmatrix angeordnet sind.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) und/oder die Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2; 3, 4) auf demselben Substrat wie die Pixel ausgebildet sind.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der oder alle aktiven Elemente, die die Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) und die Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2; 3, 4) bilden, sowie Schaltelemente, die Bauelemente der Pixel sind, auf einkristallinem Dünnfilm oder polykristallinem Siliziumdünnfilm gebildet sind, der auf einem transparenten Substrat gebildet ist.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Zuführen elektrischer Energie zum Betreiben der Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) und der Datensignalleitung-Treibereinrichtung (SD1, SD2; 3, 4) auf demselben Substrat ausgebildet sind.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine LCD-Anzeigevorrichtung ist und jedes Pixel (5) ein Flüssigkristallelement (7) enthält.
Bildanzeigevorrichtung vom Aktivmatrixtyp mit – einer Vielzahl matrixförmig auf einem isolierenden Substrat angeordneter Pixel (5) mit zugehörigen Pixelelektroden; – einer Vielzahl von Halbleiterschaltelementen (SW), die den jeweiligen Pixelelektroden zugeordnet sind; – einer Vielzahl von Abrastersignalleitungen (GL1n, GL2n), die mit der Vielzahl der Halbleiterschaltelemente unter Bildung von Zeilen aus Pixelelektroden verbunden sind; – einer Vielzahl mit den Halbleiterschaltelementen unter Bildung von Spalten aus Pixelelektroden verbundener Datensignalleitungen (SLm); – Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2; 2), die in jeder bestimmten Vertikalabrasterperiode allen Abrastersignalleitungen ein Abrastersignal einspeisen; und – eine Datensignalleitung-Treibereinrichtung, die den Datensignalleitungen ein Datensignal zuführt, wobei – die Datensignalleitung-Treibereinrichtung eine erste (SD1) und zweite (SD2) Datensignalleitung-Treiberschaltung enthält, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste und zweite Datensignalleitung-Treiberschaltung jeweils durch verschiedene Spannungsversorgungssysteme (VCC1, VEE1; VCC2, VEE2) betrieben werden, – die erste Datensignalleitung-Treiberschaltung (SD1, 3) über eine erste Umschalteinrichtung (8) mit Datensignalleitungen entweder ungeradzahliger Spalten oder geradzahliger Spalten verbunden ist; – die zweite Datensignalleitung-Treiberschaltung (SD2, 4) über eine zweite Umschalteinrichtung (9) mit den jeweiligen anderen Datensignalleitungen der ungeradzahligen oder geradzahligen Spalten verbunden ist, und – die erste und zweite Umschalteinrichtung (8, 9) die Datensignalleitungen mit jeder Vertikalanzeigeperiode umschaltet.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Gegenelektrode der Pixel aus einer ersten und zweiten Gegenelektrode (COM1, COM2) besteht, die in Spaltenrichtung in geradzahlige und ungeradzahlige Gegenelektroden unterteilt sind, wobei die geradzahligen Gegenelektroden miteinander und die ungeradzahligen Gegenelektroden miteinander verbunden sind und verschiedene Potentiale in einer jeweiligen Vertikalanzeigeperiode an einzelne Gegenelektroden angelegt werden, und in der nächsten Vertikalanzeigeperiode jeweils dazu umgekehrte Polaritäten an die geradzahligen und ungeradzahligen Gegenelektroden angelegt werden.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung zwei Systeme von Schaltelementen (22, 23; 61, 63, 65 und 62, 64, 66) aufweist, die gemeinsam mit der Ausgangsstufe der Datensignalleitung-Treiberschaltungen (3, 4) verbunden sind und die jeweils mit den ungeradzahligen bzw. geradzahligen Datensignalleitungen (SL) verbunden sind, die jeweils Paare bilden, wobei die zwei Schaltelementsysteme abwechselnd in jeder Datenanzeigeperiode leitend geschaltet werden, um dadurch die Datensignalleitung-Treiberschaltungen mit den Datensignalleitungen zu verbinden.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung ein erstes Schaltelement (31), das mit einer Ausgangsstufe der Datensignalleitung-Treiberschaltungen (3, 4) verbunden ist, um ein Videosignal aufzunehmen, und ein zweites Schaltelement (32) in zwei Systemen zum Anlegen der in das erste Schaltelement (31) aufgenommenen Videosignale an die zwei Datensignalleitungen aufweist, wobei die beiden Systeme der zweiten Schaltelemente abwechselnd in jeder Datenanzeigeperiode leitend geschaltet werden, um dadurch abwechselnd die Datensignalleitung-Treiberschaltungen mit den Datensignalleitungen (SLi, SLi+1) zu verbinden.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Datensignalleitung-Treiberschaltungen (3, 4), der Umschalteinrichtungen (8, 9) und der in den Pixeln vorhandenen Aktivelemente, oder alle auf einem einkristallinen Dünnfilm oder auf polykristallinem Siliziumdünnfilm gebildet sind, der auf einem isolierenden Substrat gebildet ist.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente oder das erste Schaltelement und die beiden Systeme der zweiten Schaltelemente Torschaltungen in CMOS-Struktur mit einer Parallelschaltung aus einem n-Kanal-Transistor und einem p-Kanal-Transistor sind.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Systeme von Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2; 3, 4) mit einer solchen Versorgungsspannung betrieben werden, dass an jede der Datensignalleitungen nur jeweils ein Videosignal einer Polarität angelegt wird.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2; 3, 4) eine Abtasteinrichtung (13) zum Abtasten der Videosignale und zum Übertragen derselben an die Datensignalleitungen (SLm) aufweisen.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2; 3, 4) folgendes aufweisen: – eine Abtasteinrichtung (14) zum Abtasten der Videosignale; – eine Halteeinrichtung (15) zum zeitweiligen Halten der durch die Abtasteinrichtung abgetasteten Videosignale und – eine Verstärkungseinrichtung (16) zum Verstärken der von der Halteeinrichtung gehaltenen Videosignale und zum Übertragen derselben an die Datensignalleitungen.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2; 3, 4) folgendes aufweisen: – eine Abtasteinrichtung (17) zum Abtasten digitaler Signale, die Videoinformation repräsentieren; und – eine Auswahleinrichtung (18) zum Auswählen einer von mehreren diskreten Spannungen auf Grundlage der von der Abtasteinrichtung abgetasteten digitalen Signale, für eine Übertragung an die Datensignalleitungen.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Systeme von Datensignalleitung-Treiberschaltungen (SD1, SD2; 3, 4) auf derselben Seite der Pixelmatrix angeordnet sind.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) und/oder die Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2; 3, 4) auf demselben Substrat wie die Pixel ausgebildet sind.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der oder alle aktiven Elemente, die die Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) und die Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2; 3, 4) bilden, sowie Schaltelemente, die Bauelemente der Pixel sind, auf einkristallinem Dünnfilm oder polykristallinem Siliziumdünnfilm gebildet sind, der auf einem transparenten Substrat gebildet ist.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 44 oder 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Zuführen elektrischer Energie zum Betreiben der Abrastersignalleitung-Treibereinrichtungen (GD1, GD2) und der Datensignalleitung-Treibereinrichtungen (SD1, SD2; 3, 4) auf demselben Substrat ausgebildet sind.
Bildanzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine LCD-Anzeigevorrichtung ist und jedes Pixel (5) ein Flüssigkristallelement (7) enthält.