DE60203628T2 - Flüssigkristallanzeige mit redundantem spaltenschaltkreis - Google Patents

Flüssigkristallanzeige mit redundantem spaltenschaltkreis Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Bildanzeigeanordnungen und, im Besonderen, auf Flüssigkristallanzeigeanordnungen sowie auf Steuerkreise für Anordnungen dieser Art.
  • Beschreibung des verwandten Standes der Technik Bildanzeigeanordnungen, wie z.B. Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Anordnungen, sind allgemein bekannt. Bezug nehmend auf die nachfolgende Beschreibung werden Ähnlichkeiten mit konventionellen Merkmalen solcher Anordnungen zugrunde gelegt, so dass lediglich die Merkmale beschreiben werden, die sich auf die vorliegende Erfindung beziehen.
  • 1 zeigt relevante Teile einer exemplarischen Flüssigkristallanzeige(LCD)-Anordnung 100. Diese Art LCD-Anordnung ist aus 3 von EP 825 584 A bekannt.
  • Die LCD-Anordnung 100 weist im Wesentlichen auf: eine große Anzahl Pixel 110; eine große Anzahl Spalten-(Daten)-Leitungen 120, die mit der großen Anzahl Pixel 110 verbunden sind; eine große Anzahl Spalten-(Daten)-Treiber 130, um den Pixeln 110 über die Spaltenleitungen 120 Daten zuzuführen; eine große Anzahl Spaltentreiberschalter 140; eine große Anzahl Zeilen-(Abtast)-Leitungen 150, die mit Zeilen von Pixeln 110 verbunden sind; sowie eine große Anzahl Zeilentreiber 160, welche mit den Zeilenleitungen 120 verbunden sind, um eine Zeile von Pixeln 110 auszuwählen, welcher Daten von den Spaltentreibern 130 zuzuführen sind.
  • Typischerweise weist jedes Pixel 110 ein Pixelschaltelement 112 sowie einen Speicher (Pixelkondensator) 114 auf. Das Pixelschaltelement 112, welches durch einen Dünnschichttransistor (TFT) dargestellt sein kann, reagiert auf ein Abtastsignal auf der verbundenen Zeilenleitung 150, um ein über die verbundene Spaltenleitung 120 angelegtes Datensignal in das Speicherelement 114 zu schalten.
  • Die LCD-Anordnung 100 kann durch eine Flüssigkristall-auf-Silicium-(LCOS)-LCD-Anordnung dargestellt sein. In diesem Fall können die Spalten-(Daten)-Treiber 130, die Spaltentreiberschalter 140 und/oder die Zeilen-(Abtast)-Treiber 160 auf einem gleichen Siliciumsubstrat wie die Flüssigkristallpixel 110 integriert sein.
  • Im Folgenden werden nun einige Probleme der bekannten LCD-Anordnung 100 erläutert.
  • Gelegentlich kann sich bei der Herstellung einer oder mehrerer Spaltenleitungen 120 eine Bruchstelle ergeben. Zum Beispiel zeigt sich eine Bruchstelle oder ein Leitungsdefekt 170 zwischen den Punkten A und A' der Spaltenleitung 120 von Spalte 2. Auf Grund des Leitungsdefekts 170 besteht nicht die Möglichkeit, Pixeln 110 von Spalte 2 von Zeilennummer 3 bis Zeilennummer N ein Datensignal zuzuführen. Folglich fallen sämtliche Pixel 110 von Spalte 2 von Zeilennummer 3 bis Zeilennummer N aus, und diese Pixel 110 der Anordnung 100 sind, je nachdem, ob die Anordnung in einem „Normally White"- oder „Normally Black"-Modus arbeitet, permanent weiß oder schwarz.
  • Ebenso kann ein Spaltentreiber 130 für eine bestimmte Spalte defektbehaftet sein und dadurch der Spaltenleitung 120 kein Datensignal zuführen. Zum Beispiel ist in 1 ein ausgefallener Spaltentreiber 130 für Spalte 4 dargestellt. In diesem Fall ist es nicht möglich, einem Pixel 110 von Spalte 4 ein Datensignal zuzuführen. Infolgedessen fallen sämtliche Pixel 110 von Spalte 4 aus, und die gesamte Spalte 4 der Anordnung 100 ist, je nachdem, ob die Anordnung in einem „Normally White"- oder „Normally Black"-Modus arbeitet, permanent weiß oder schwarz.
  • Demnach wäre es wünschenswert, ein Bildanzeigesystem vorzusehen, welches trotz eines oder mehrerer Spaltenleitungsdefekte oder Bruchstellen und/oder ausgefallener Spaltentreiber arbeiten kann. Andere und weitere Aufgaben und Vorteile ergeben sich nachfolgend.
  • Die Europäische Patentanmeldung EP 404 528 A offenbart eine Flüssigkristallanzeigeanordnung mit aktiver Matrix. Sie weist zwei Reserveleitungen auf, welche sich jeweils senkrecht zu den Busleitungen der Energiequelle an den Enden derselben erstrecken. Im Falle einer defektbehafteten Busleitung sind die Endabschnitte dieser defektbehafteten Busleitung mit den Reserveleitungen verbunden, und die beiden Reserveleitungen sind über Anschlussleitungen auf einer Schaltkreisplatte miteinander elektrisch verbunden.
  • Die Europäische Patentanmeldung EP 825 584 A offenbart eine Flüssigkristallanzeigeanordnung mit einer aktiven Matrix der in dem ersten Teil von Anspruch 1 defi nierten Art, und die Europäische Patentanmeldung EP 306 011 A offenbart eine Flüssigkristallanzeigeanordnung der in dem ersten Teil von Anspruch 16 definierten Art. Bei diesen bekannten Anordnungen macht eine Bruchstelle oder ein Defekt in einer Datenleitung es unmöglich, einem der Pixel ein Datensignal zuzuführen.
  • Der Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristallanzeigeanordnung vorzusehen, welches trotz eines oder mehrerer Spaltenleitungsdefekte und/oder ausgefallener Spaltentreiber betriebsbereit bleibt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 und Anspruch 16 gelöst. Ein entsprechendes Verfahren zur Behebung eines Defekts in einer Flüssigkristallanzeigeanordnung ist in Anspruch 8 definiert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 – eine Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Anordnung nach dem Stand der Technik;
  • 2 – ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bildanzeigeanordnung, welche bei einem Spaltenleitungs- oder Spaltentreiberdefekt arbeiten kann;
  • 3 – ein zweites Ausführungsbeispiel einer Bildanzeigeanordnung, welche bei einem Spaltenleitungs- oder Spaltentreiberdefekt arbeiten kann;
  • 4 – ein drittes Ausführungsbeispiel einer Bildanzeigeanordnung, welche bei einem Spaltenleitungs- oder Spaltentreiberdefekt arbeiten kann; sowie
  • 5 – ein viertes Ausführungsbeispiel einer Bildanzeigeanordnung, welche bei einem Spaltenleitungs- oder Spaltentreiberdefekt arbeiten kann.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einem oder mehreren Gesichtspunkten der Erfindung. Das erste Ausführungsbeispiel ist in Bezug auf eine Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Anordnung 200 beschrieben. Zum Zwecke einer deutlicheren Wiedergabe sind nur die Teile der LCD-Anordnung 200 dargestellt, welche sich auf die vorliegende Erfindung beziehen.
  • Die LCD-Anordnung 200 weist im Wesentlichen auf eine große Anzahl Pixel 210; eine große Anzahl (M) Spalten-(Daten)-Leitungen 220, welche mit der großen Anzahl Pixel 210 verbunden sind; eine große Anzahl Spalten-(Daten)-Treiber 230, um den Pixeln 210 über die Spaltenleitungen 220 Daten zuzuführen; eine große Anzahl Spaltentrei berschalter 240; eine große Anzahl (M) Spaltentreiberschaltregister 245; eine große Anzahl (N) Zeilen-(Abtast)-Leitungen 250, welche mit N Zeilen von Pixeln 210 verbunden sind; eine große Anzahl Zeilentreiber 260, welche mit den Zeilenleitungen 250 verbunden sind, um eine Zeile von Pixeln 210 auszuwählen, welcher Daten von den Spaltentreibern 230 zuzuführen sind; eine große Anzahl (M-1) Querspaltenschalter 280, welche sich jeweils zwischen zwei benachbarten Spaltenleitungen 220 erstrecken; sowie eine große Anzahl (M-1) Querspaltenschaltregister 290, welche jeweils einen, mit einem Steueranschluss eines entsprechenden Querspaltenschalters 280 verbundenen Ausgang aufweisen. Vorteilhafterweise können die Spaltentreiberschaltregister 245 und/oder die Querspaltenschaltregister 290 als Schieberegister ausgeführt sein.
  • Typischerweise weist jedes Pixel 210 ein Pixelschaltelement 212 mit einem ersten und einem zweiten Anschluss und einem Steueranschluss sowie ein, mit dem ersten Anschluss des Pixelschaltelements 212 verbundenes Speicherelement (Pixelkondensator) 214 auf. Es kann jedoch ein zweipoliger Schalter, wie z.B. eine Diode, verwendet werden. Der zweite Anschluss des Pixelschaltelements 212 ist mit einer der Spaltenleitungen 220 verbunden. Das Pixelschaltelement 212, welches durch einen Dünnschichttransistor (TFT) dargestellt sein kann, reagiert auf ein Abtastsignal auf der verbundenen Zeilenleitung 250, um die Spaltenleitung 220 mit dem Speicherelement 214 selektiv zu verbinden und dadurch ein über die Spaltenleitung 220 zugeführtes Datensignal in dem Speicherelement 214 zu speichern.
  • Die LCD-Anordnung 200 kann durch eine Flüssigkristall-auf-Silicium-(LCOS)-LCD-Anordnung dargestellt sein. In diesem Fall können die Spalten-(Daten)-Treiber 230 und/oder Zeilen-(Abtast)-Treiber 260 auf einem gleichen Siliciumsubstrat wie die Flüssigkristallpixel 210 integriert sein. Ebenso können die Spaltentreiberschalter 240, die Spaltentreiberschaltregister 245, die Querspaltenschalter 280 und/oder die Querspaltenschaltregister 290 auf dem gleichen Substrat integriert sein.
  • Im Folgenden wird der Betrieb verschiedener relevanter Elemente der LCD-Anordnung 200 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels im Falle einer defektbehafteten Spalte erläutert.
  • In 2 ist zwischen den Punkten A und A' in der Spaltenleitung von Spalte 2 eine Bruchstelle bzw. ein Leitungsdefekt 270 dargestellt. Durch den Leitungsdefekt 270 besteht nicht die Möglichkeit, einem der Pixel 210 für Zeilennummer 3 bis N von dem Spaltentreiber 230 für Spalte 2 ein Datensignal zuzuführen. Infolgedessen wird während eines Tests der LCD-Anordnung 200 ermittelt, dass, je nachdem, ob die Anordnung in einem „Normally White"- oder „Normally Black"-Modus arbeitet, diese Pixel 210 der LCD-Anordnung 200 permanent weiß oder schwarz sind.
  • In diesem Fall wird ein Datenwert (z.B. „1" oder „0") in einem Querspaltenschaltregister 290, welches mit dem Steueranschluss des Querspaltenschalters 280 zwischen den Spalten 2 und 3 verbunden ist, gespeichert, so dass ein Steuersignalausgang durch das Querspaltenschaltregister 290 bewirkt, dass der Querspaltenschalter 280 zwischen der Spalte 2 und 3 geschlossen wird. Mit anderen Worten, durch den in jedem Querspaltenschaltregister 290 gespeicherten Datenwert wird signalisiert, ob der entsprechende Querspaltenschalter 280 geöffnet oder geschlossen werden soll. Bei geschlossenem Querspaltenschalter 280 zwischen der Spalte 2 und 3 sind die Pixel 210 für Zeile 3 bis N von Spalte 2 mit der Spaltenleitung 220 für Spalte 3 verbunden. Demnach werden die für Zeile 3 bis N von Spalte 2 in Reaktion auf ein Abtast-(Gate)-Signal der entsprechenden Zeilen-(Abtast)-Leitung 250 durch das Datensignal von Spalte 3 so angesteuert, dass Bilddaten gespeichert und angezeigt werden.
  • Ebenso besteht die Möglichkeit, dass ein Spaltentreiber 230 für eine bestimmte Spalte defektbehaftet ist und einer Spaltenleitung 220 kein Datensignal zuführen kann. Zum Beispiel ist in 2 ein ausgefallener Spaltentreiber 230 für Spalte 4 dargestellt. Durch den fehlerhaften Spaltentreiber 230 ist es nicht möglich, einem der Pixel 210 von Spalte 4 ein gewünschtes Datensignal von dem Spaltentreiber 230 für Spalte 4 zuzuführen. Infolgedessen wird während eines Tests der LCD-Anordnung 200 festgestellt, dass die Pixel 210 von Spalte 4 der LCD-Anordnung 200, je nachdem, ob die Anordnung in einem „Normally White"- oder „Normally Black"-Modus arbeitet, permanent weiß oder schwarz sind.
  • In diesem Fall wird ein Datenwert (z.B. „1" oder „0") in einem Querspaltenschaltregister 290, welches mit dem Steueranschluss des Querspaltenschalters 280 zwischen den Spalten 3 und 4 verbunden ist, gespeichert, so dass ein Steuersignalausgang durch das Querspaltenschaltregister 290 bewirkt, dass der Querspaltenschalter 280 zwischen der Spalte 3 und 4 geschlossen wird. Ebenso wird in einem Spaltentreiberschaltregister 245 für Spalte 4 ein Datenwert gespeichert, so dass ein Steuersignalausgang durch das Spaltentreiberschaltregister 245 für Spalte 4, welches mit dem Steueranschluss von Spaltentreiberschalter 240 für Spalte 4 verbunden ist, bewirkt, dass der Spaltentreiberschalter 240 für Spalte 4 geöffnet wird. Mit anderen Worten, durch den in jedem Spaltentreiberschaltre gister 245 gespeicherten Datenwert wird signalisiert, ob der entsprechende Spaltentreiberschalter 240 geöffnet oder geschlossen werden soll. Bei geschlossenem Querspaltenschalter 280 zwischen der Spalte 3 und 4 und geöffnetem Spaltentreiberschalter 240 für Spalte 4 sind die Pixel 210 von Spalte 4 mit der Spaltenleitung 220 für Spalte 3 verbunden. Demnach werden die Pixel 210 für Spalte 4 in Reaktion auf ein Abtast-(Gate)-Signal der entsprechenden Zeilen-(Abtast)-Leitung 250 durch das Datensignal von Spalte 3 so angesteuert, dass Bilddaten gespeichert und angezeigt werden.
  • Es sei erwähnt, dass, obgleich in dem obigen Beispiel die Pixel 210 für Zeile 3 bis N von Spalte 2 bei dem Leitungsdefekt 270 mit Spalte 3 verbunden waren, stattdessen die Möglichkeit besteht, die Pixel 210 für Zeile 3 bis N von Spalte 2 mit Spalte 1 zu verbinden. Ebenso können in dem obigen Beispiel, in welchem der Spaltentreiber für Spalte 4 defekt ist, die Pixel 210 von Spalte 4 mit Spalte 5 statt mit Spalte 3 verbunden werden. Es können bei Vorhandensein mehrerer defekter Spaltenleitungen 220 und/oder Spaltentreiber 230 in der Tat mehrere Spalten in verschiedenen Konfigurationen geschaltet werden.
  • Vorteilhafterweise können Datenwerte für die Spaltentreiberschaltregister 245 und Querspaltenschaltregister 290 der LCD-Anordnung 200, wenn die Spaltentreiberschaltregister 245 und/oder die Querspaltenschaltregister 290 als Schieberegister ausgeführt sind, durch entsprechendes Verschieben unter Verwendung eines Verschiebungsaktivierungs- oder Taktsignals bereitgestellt werden. Ebenso besteht die Möglichkeit, die Daten nach Durchführung eines Tests der LCD-Anordnung 200 entweder permanent in den Registern 245 und 290 zu speichern, oder die Daten können periodisch, wie z.B. bei Einschalten der LCD-Anordnung 200, wieder in die Register eingegeben werden.
  • Auch ist es möglich, den Inhalt der Register 290 dynamisch zu ändern. In diesem Fall können die Pixel 210 für Zeile 3 bis N von Spalte 2, zum Beispiel bei dem Leitungsdefekt 270, wechselweise mit Spalte 3 und Spalte 1, sagen wir, in wechselnden Rahmen, verbunden werden. Hierdurch kann eine verbesserte Anzeige vorgesehen werden, da das menschliche Auge die durch die Pixel 210 für Zeile 3 bis N von Spalte 2 dargestellten Videodaten gewöhnlich mittelt. Gleichermaßen können die Pixel 210 von Spalte 4 alternativ mit Spalte 3 und Spalte 5, sagen wir, in wechselnden Rahmen, verbunden werden, wenn der Spaltentreiber für Spalte 4 defektbehaftet ist.
  • Viele LCD-Anordnungen sehen eine Spalten-(Daten)-Treiberkonfiguration vor, bei welcher die Spalten-(Daten)-Treiber auf zwei Seiten (z.B. auf der Ober- und Unterseite) der Pixelfläche angeordnet sind. Typischerweise sind bei einer solchen Konfiguration Spaltenleitungen abwechselnd mit Spaltentreibern auf gegenüberliegenden Seiten der Pixelfläche verbunden. Das heißt, ungeradzahlige Spaltenleitungen sind sämtlich mit Spaltentreibern auf einer Seite (z.B. der Oberseite) der Pixelfläche verbunden, während geradzahlige Spaltenleitungen sämtlich mit Spaltentreibern auf der gegenüberliegenden Seite (z.B. der Unterseite) der Pixelfläche verbunden sind. Durch Verwenden einer solchen versetzten Spaltentreiberkonfiguration kann die Frequenz des Datensignals, welches jedem Spalten-(Daten)-Treiber zugeführt und von diesem verarbeitet werden muss, um ½ reduziert werden.
  • 3 zeigt ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Bildanzeigeanordnung gemäß einem oder mehreren Gesichtspunkten der Erfindung. Das zweite Ausführungsbeispiel wird im Hinblick auf eine Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Anordnung 300 mit Spalten-(Daten)-Treibern, welche auf zwei Seiten (Ober- und Unterseite) der Pixelfläche angeordnet sind, d.h. der so genannten versetzten Spalten-(Daten)-Treiberkonfiguration, beschrieben. Zum Zwecke einer deutlicheren Wiedergabe sind nur die Teile der LCD-Anordnung 300 dargestellt, welche sich auf die vorliegende Erfindung beziehen.
  • Die LCD-Anordnung 300 weist im Wesentlichen auf eine große Anzahl Pixel 310; eine große Anzahl (M) Spalten-(Daten)-Leitungen 320, welche mit der großen Anzahl Pixel 310 verbunden sind; eine große Anzahl Spalten-(Daten)-Treiber 330, welche auf gegenüberliegenden Seiten der Pixel 310 angeordnet sind, um den Pixeln 310 über die Spaltenleitungen 320 Daten zuzuführen; eine große Anzahl Spaltentreiberschalter 340; eine große Anzahl (M) Spaltentreiberschaltregister (nicht dargestellt); eine große Anzahl (N) Zeilen-(Abtast)-Leitungen 350, welche mit N Zeilen von Pixeln 310 verbunden sind; eine große Anzahl Zeilentreiber 360, welche mit den Zeilenleitungen 350 verbunden sind, um eine Zeile von Pixeln 310 auszuwählen, welcher Daten von den Spaltentreibern 330 zuzuführen sind; eine große Anzahl Querspaltenschalter 380, welche sich jeweils zwischen zwei Spaltenleitungen 320 erstrecken; sowie eine große Anzahl Querspaltenschaltregister 390, welche jeweils einen, mit einem Steueranschluss eines entsprechenden Querspaltenschalters 380 verbundenen Ausgang aufweisen. Vorteilhafterweise können die Spaltentreiberschaltregister und/oder die Querspaltenschaltregister 390 als Schieberegister ausgeführt sein.
  • Typischerweise weist jedes Pixel 310 ein Pixelschaltelement 312 mit einem ersten und einem zweiten Anschluss und einem Steueranschluss sowie ein, mit dem ersten Anschluss des Pixelschaltelements 312 verbundenes Speicherelement (Pixelkondensator) 314 auf. Der zweite Anschluss des Pixelschaltelements 312 ist mit einer der Spaltenleitungen 320 verbunden. Das Pixelschaltelement 312, welches durch einen Dünnschichttransistor (TFT) dargestellt sein kann, reagiert auf ein Abtastsignal auf der verbundenen Zeilenleitung 350, um die Spaltenleitung 320 mit dem Speicherelement 314 selektiv zu verbinden und dadurch ein über die Spaltenleitung 320 zugeführtes Datensignal in dem Speicherelement 314 zu speichern.
  • Die LCD-Anordnung 300 kann durch eine Flüssigkristall-auf-Silicium-(LCOS)-LCD-Anordnung dargestellt sein. In diesem Fall können die Spalten-(Daten)-Treiber 330 und/oder Zeilen-(Abtast)-Treiber 360 auf einem gleichen Siliciumsubstrat wie die Flüssigkristallpixel 310 integriert sein. Ebenso können die Spaltentreiberschalter 340, die Spaltentreiberschaltregister, die Querspaltenschalter 380 und/oder die Querspaltenschaltregister 390 auf dem gleichen Substrat integriert sein.
  • Im Folgenden wird der Betrieb verschiedener relevanter Elemente der LCD-Anordnung 300 des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels im Falle einer defektbehafteten Spalte erläutert.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel der LCD-Anordnung 300 arbeitet ähnlich wie das erste Ausführungsbeispiel der LCD-Anordnung 200, mit der Ausnahme, dass das zweite Ausführungsbeispiel der LCD-Anordnung 300 Spaltentreiber 330, Querspaltenschalter 380 und Querspaltenschaltregister 390 aufweist, welche auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Pixelfläche angeordnet sind.
  • Wenn folglich zum Beispiel ein zwischen den Punkten A und A' in der Spaltenleitung 320 von Spalte 2 dargestellter Leitungsdefekt 370 auftritt, sind die Pixel für Zeile 3 bis N von Spalte 2 noch immer mit dem Spaltentreiber 330 für Spalte 3, der auf einer ersten (Unter-) Seite der Pixelfläche angeordnet ist, verbunden. Die Pixel für Zeile 1 und 2 sind jedoch von dem Spaltentreiber 330 für Spalte 2 getrennt. In diesem Fall wird ein Datenwert (z.B. „1" oder „0") in das Querspaltenschaltregister 390 eingegeben, welches mit dem Steueranschluss des Querspaltenschalters 380 zwischen Spalte 2 und 3 verbunden ist, der sich auf der gegenüberliegenden (Ober-) Seite der Pixelfläche von dem Spaltentreiber 330 für Spalte 2 befindet, so dass ein Steuersignalausgang durch das Querspaltenschaltregister 390 bewirkt, dass der Querspaltenschalter 380 zwischen Spalte 2 und Spalte 3 geschlossen wird. Mit anderen Worten, durch den in jedem Querspaltenschaltregister 390 gespeicherten Wert wird signalisiert, ob der entsprechende Querspaltenschalter 380 geöffnet oder geschlossen werden soll.
  • Ist der Querspaltenschalter 380 zwischen Spalte 2 und Spalte 3 geschlossen, sind die Pixel 310 für Zeile 1 und Zeile 2 von Spalte 2 mit der Spaltenleitung 320 für Spalte 3 verbunden. Folglich werden die Pixel 310 für Zeile 1 und Zeile 2 von Spalte 2 in Reaktion auf ein Abtast-(Gate)-Signal der entsprechenden Zeilen-(Abtast)-Leitung 350 durch das Datensignal von Spalte 3 angesteuert, um Bilddaten zu speichern und anzuzeigen. Es sei erwähnt, dass die Möglichkeit besteht, die Pixel 310 für Zeile 1 und Zeile 2 von Spalte 2 mit Spalte 1 statt mit Spalte 3 zu verbinden.
  • Ebenso kann zum Beispiel ein Spaltentreiber 330 für Spalte 4 defekt sein, so dass er einer Spaltenleitung 320 von Spalte 4 kein Datensignal zuführen kann. In diesem Fall wird ein Datenwert (z.B. „1" oder „0") in einem Querspaltenschaltregister 390, welches mit einem der Querspaltenschalter 380 (Ober- oder Unterseite) zwischen Spalte 3 und Spalte 4 verbunden ist, gespeichert, so dass ein Steuersignalausgang durch das Querspaltenschaltregister 390 bewirkt, dass der Querspaltenschalter 380 zwischen Spalte 3 und Spalte 4 geschlossen wird. Ebenso wird ein Datenwert (z.B. „1" oder „0") in einem Spaltentreiberschaltregister für Spalte 4 gespeichert, so dass ein Steuersignalausgang durch das Spaltentreiberschaltregister 390 für Spalte 4 bewirkt, dass der Spaltentreiberschalter 340 für Spalte 4 geöffnet wird. Mit anderen Worten, durch den in dem Spaltentreiberschaltregister 390 gespeicherten Datenwert wird signalisiert, ob der entsprechende Spaltentreiberschalter 340 geöffnet oder geschlossen werden soll. Bei einem geschlossenen Querspaltenschalter 380 zwischen der Spalte 3 und 4 und geöffnetem Spaltentreiberschalter 340 für Spalte 4 sind die Pixel 310 von Spalte 4 mit der Spaltenleitung 320 für Spalte 3 verbunden. Demnach werden die Pixel 310 für Spalte 4 in Reaktion auf ein Abtast-(Gate)=Signal der entsprechenden Zeilen-(Abtast)-Leitung 350 durch das Datensignal von Spalte 3 so angesteuert, dass Bilddaten gespeichert und angezeigt werden.
  • Es sei erwähnt, dass in dem obigen Beispiel die Pixel 310 von Spalte 4 bei einem defekten Spaltentreiber 330 für Spalte 4 mit Spalte 5 statt mit Spalte 3 verbunden sein können.
  • 4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel gemäß einem oder mehreren Gesichtspunkten der Erfindung. Das dritte Ausführungsbeispiel wird im Hinblick auf eine Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Anordnung 400 beschrieben. Zum Zwecke einer deutlicheren Wiedergabe sind lediglich die Teile der LCD-Anordnung 400, die sich auf die vorliegende Erfindung beziehen, dargestellt.
  • Die LCD-Anordnung weist im Wesentlichen auf eine große Anzahl Pixel 410; eine große Anzahl (M) Spalten-(Daten)-Leitungen 420, welche mit der großen Anzahl Pixel 410 verbunden sind; eine große Anzahl Spalten-(Daten)-Treiber 430, um den Pixeln 410 über die Spaltenleitungen 420 Daten zuzuführen; eine große Anzahl Spaltentreiberschalter 440; eine große Anzahl (M) Spaltentreiberschaltregister 445; eine große Anzahl (N) Zeilen-(Abtast)-Leitungen 450, welche mit N Zeilen von Pixeln 410 verbunden sind; eine große Anzahl Zeilentreiber 460, welche mit den Zeilenleitungen 450 verbunden sind, um eine Zeile von Pixeln 410 auszuwählen, welcher Daten von den Spaltentreibern 430 zuzuführen sind; eine große Anzahl (M) Spaltentestschalter 480, welche jeweils mit einer entsprechenden Spaltenleitung 420 verbunden sind; eine gemeinsame Testleitung 486, welche mit jedem der Spaltentestschalter 480 verbunden ist; einen Puffer 488, welcher mit der gemeinsamen Testleitung 486 verbunden ist; sowie eine große Anzahl (M) Spaltentestschaltregister 490, welche jeweils einen Ausgang aufweisen, der mit einem Steueranschluss eines entsprechenden Spaltentestschalters 480 verbunden ist. Vorteilhafterweise können die Spaltentreiberschaltregister 445 und/oder die Spaltentestschaltregister 490 als Schieberegister ausgeführt sein.
  • Typischerweise weist jedes Pixel 410 ein Pixelschaltelement 412 mit einem ersten und einem zweiten Anschluss und einem Steueranschluss sowie ein, mit dem ersten Anschluss des Pixelschaltelements 412 verbundenes Speicherelement (Pixelkondensator) 414 auf. Der zweite Anschluss des Pixelschaltelements 412 ist mit einer der Spaltenleitungen 420 verbunden. Das Pixelschaltelement 412, welches durch einen Dünnschichttransistor (TFT) dargestellt sein kann, reagiert auf ein Abtastsignal auf der verbundenen Zeilenleitung 450, um die Spaltenleitung 420 mit dem Speicherelement 414 selektiv zu verbinden und dadurch ein über die Spaltenleitung 420 zugeführtes Datensignal in dem Speicherelement 414 zu speichern.
  • Die LCD-Anordnung 400 kann durch eine Flüssigkristall-auf-Silicium-(LCOS)-LCD-Anordnung dargestellt sein. In diesem Fall können die Spalten-(Daten)-Treiber 430 und/oder Zeilen-(Abtast)-Treiber 460 auf einem gleichen Siliciumsubstrat wie die Flüssigkristallpixel 410 integriert sein. Ebenso können die Spaltentreiberschalter 440, die Spaltentreiberschaltregister 445, die Spaltentestschalter 480, der Puffer 488 und/oder die Spaltentestschaltregister 490 auf dem gleichen Substrat integriert sein.
  • In Folgenden wird der Betrieb verschiedener relevanter Elemente der LCD-Anordnung 400 des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels im Falle einer defektbehafteten Spalte erläutert.
  • Das dritte Ausfürungsbeispiel der LCD-Anordnung 400 arbeitet ähnlich wie das erste Ausführungsbeispiel der LCD-Anordnung 200, mit der Ausnahme, dass das dritte Ausführungsbeispiel an Stelle der Querspaltenschalter, die sich zwischen Paaren benachbarter Spalten erstrecken, die Spaltentestschalter 480 aufweist, welche jeweils eine entsprechende Spaltenleitung 420 mit der gemeinsamen Testleitung 486 verbinden. Folglich wird bei Ermitteln eines Defekts einer Spaltenleitung 420 oder eines Spaltentreibers 430 in dem entsprechenden Spaltentestschaltregister 490 ein Datenwert gespeichert, um ein Steuersignal abzugeben, welches bewirkt, dass sich der entsprechende Spaltentestschalter 480 schließt, wodurch Pixel der defekten Spalte mit der gemeinsamen Testleitung 486 verbunden werden. Ebenso wird ein Datenwert in einem Spaltentestschaltregister 490 für eine weitere, ordnungsgemäß arbeitende Spalte, vorzugsweise eine benachbarte Spalte, gespeichert, um ein Steuersignal abzugeben, welches bewirkt, dass der entsprechende Spaltentestschalter 480 geschlossen wird, wodurch auch die ordnungsgemäß arbeitende Spaltenleitung 420 mit der gemeinsamen Testleitung 486 verbunden wird. Mit anderen Worten, durch den in jedem Querspaltenschaltregister 490 gespeicherten Datenwert wird signalisiert, ob der entsprechende Querspaltenschalter 480 geöffnet oder geschlossen werden soll. Infolgedessen werden die Pixel der defekten Spalte über die gemeinsame Testleitung 486 durch das Datensignal einer ordnungsgemäß arbeitenden (vorzugsweise benachbarten) Spaltenleitung 420 angesteuert, um Bilddaten zu speichern und anzuzeigen.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel ist besonders dann zweckmäßig, wenn die LCD-Anordnung eine selbst kalibrierende Schaltung aufweist, um Helligkeitsschwankungen zwischen Pixeln oder Spalten der LCD-Anordnung, einschließlich der großen Anzahl Spaltentestschalter 480, auszugleichen. Eine LCD-Anordnung dieser Art ist in der U.S.-Patentanmeldung US 2 003 034 941 A, hinterlegt am 16. August 2001 und bekannt gemacht am 20. Februar 2003, beschrieben.
  • 5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Bildanzeigeanordnung gemäß einem oder mehreren Gesichtspunkten der Erfindung. Das vierte Ausführungsbeispiel wird im Hinblick auf eine Flüssigkristallanzeige-(LCD)-Anordnung 500 beschrieben. Zum Zwecke einer deutlicheren Wiedergabe sind nur die Teile der LCD-Anordnung 500 dargestellt, welche sich auf die vorliegende Erfindung beziehen.
  • Die LCD-Anordnung 500 weist im Wesentlichen auf eine große Anzahl Pixel 510; eine große Anzahl (M) Spalten-(Daten)-Leitungen 520, welche mit der großen Anzahl Pixel 510 verbunden sind; eine große Anzahl Spalten-(Daten)-Treiber 530, um den Pixeln 510 über die Spaltenleitungen 520 Daten zuzuführen; eine große Anzahl Spaltentreiberschalter 540; eine große Anzahl (M) Spaltentreiberschaltregister 545; eine große Anzahl (N) Zeilen-(Abtast)-Leitungen 550, welche mit N Zeilen von Pixeln 510 verbunden sind; eine große Anzahl Zeilentreiber 560, welche mit den Zeilenleitungen 550 verbunden sind, um eine Zeile von Pixeln 510 auszuwählen, welcher Daten von den Spaltentreibern 530 zuzuführen sind; eine große Anzahl (M) Spaltentestschalter 580, welche jeweils mit einer entsprechenden Spaltenleitung 520 verbunden sind; eine große Anzahl (≈M/2) Spaltenpaaransteuerungsschalter 582; eine große Anzahl Spaltenpaaransteuerungsschaltregister 584, welche jeweils einen Ausgang aufweisen, der mit einem Steueranschluss eines entsprechenden Spaltenpaaransteuerungsschalters 582 verbunden ist; eine gemeinsame Testleitung 586, die mit den Spaltenpaaransteuerungsschaltern 582 verbunden ist; einen Puffer 588, welcher mit der gemeinsamen Testleitung 586 verbunden ist; sowie eine große Anzahl (M) Spaltentestschaltregister 590, welche jeweils einen Ausgang aufweisen, der mit einem Steueranschluss eines entsprechenden Spaltentestschalters 580 verbunden ist. Vorteilhafterweise können die Spaltentreiberschaltregister 545 und/oder die Spaltentestschaltregister 590 sowie Spaltenpaaransteuerungsschaltregister 584 als Schieberegister ausgeführt sein.
  • Typischerweise weist jedes Pixel 510 ein Pixelschaltelement 512 mit einem ersten und einem zweiten Anschluss und einem Steueranschluss sowie ein, mit dem ersten Anschluss des Pixelschaltelements 512 verbundenes Speicherelement (Pixelkondensator) 514 auf. Der zweite Anschluss des Pixelschaltelements 512 ist mit einer der Spaltenleitungen 520 verbunden. Das Pixelschaltelement 512, welches durch einen Dünnschichttransistor (TFT) dargestellt sein kann, reagiert auf ein Abtastsignal auf der verbundenen Zeilenleitung 550, um die Spaltenleitung 520 mit dem Speicherelement 514 selektiv zu verbinden und dadurch ein über die Spaltenleitung 520 zugeführtes Datensignal in dem Speicherelement 514 zu speichern.
  • Die LCD-Anordnung 500 kann durch eine Flüssigkristall-auf-Silicium-(LCOS)-LCD-Anordnung dargestellt sein. In diesem Fall können die Spalten-(Daten)-Treiber 530 und/oder Zeilen-(Abtast)-Treiber 560 auf einem gleichen Siliciumsubstrat wie die Flüssigkristallpixel 510 integriert sein. Ebenso können die Spaltentreiberschalter 540, die Spaltentreiberschaltregister 545, die Spaltentestschalter 580 und/oder die Spaltentestschaltregister 590 auf dem gleichen Substrat integriert sein.
  • Im Folgenden wird der Betrieb verschiedener relevanter Elemente der LCD-Anordnung 500 des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels im Falle einer defektbehafteten Spalte erläutert.
  • Das vierte Ausführungsbeispiel der LCD-Anordnung 500 arbeitet ähnlich wie das dritte Ausführungsbeispiel der LCD-Anordnung 400, mit der Ausnahme, dass es die Spaltenpaaransteuerungsschalter 582 und Spaltenpaaransteuerungsschaltregister 584 aufweist. Im Gegensatz zu dem dritten Ausführungsbeispiel, in welchem lediglich eine einzelne Spalte in jeder Gruppe wiederhergestellt werden kann, können in dem vierten Ausführungsbeispiel mehrere Defekte von Spaltenleitungen 520 und Spaltentreibern 530 innerhalb einer Gruppe behoben werden, da jedes Paar Spaltenleitungen 520 seinen eigenen Spaltenpaaransteuerungsschalter 582 aufweist, welcher geöffnet werden kann, um das Spaltenpaar von allen anderen Spalten der LCD-Anordnung 500 zu isolieren. Wie in dem ersten bis dritten Ausführungsbeispiel wird ein Datenwert in jedem Querspaltenschaltregister 590 gespeichert, um zu signalisieren, ob der entsprechende Querspaltenschalter 580 geöffnet oder geschlossen werden soll.
  • Obgleich hier bevorzugte Ausführungsbeispiele offenbart sind, sind viele Variationen möglich, ohne dabei von dem Schutzumfang und dem Wesen der Erfindung abzuweichen. Solche Variationen liegen für Fachkundige nach Einsichtnahme in die Beschreibung, die Zeichnung und die Ansprüche auf der Hand. Folglich ist die Erfindung, außer innerhalb des Anwendungsbereichs der beigefügten Ansprüche, nicht einzuschränken.
  • Inschrift der Zeichnung
    • 1, 2, 3, 4, 5
    • COL DRIVER SPALTENTREIBER
    • ROW DRIVER ZEILENTREIBER
    • ROW ZEILE
    • COLUMN SPALTE

Claims (19)

  1. Flüssigkristallanzeigeanordnung, welche aufweist: – eine große Anzahl Pixel, welche in einer Matrix von Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei jedes Pixel ein Pixelschaltelement (212) mit einem ersten und einem zweiten Anschluss sowie einem Steueranschluss sowie ein Speicherelement (214) aufweist, welches mit dem ersten Anschluss des Pixelschaltelements verbunden ist, – eine große Anzahl Datenleitungen (220), welche mit den zweiten Anschlüssen der Pixelschaltelemente verbunden sind, – eine große Anzahl Datentreiber (230) welche mit den Datenleitungen verbunden sind und den Pixeln Daten zuführen, – eine große Anzahl Abtastleitungen (250), welche mit den Steueranschlüssen der Pixelschaltelemente verbunden sind, um den ersten und zweiten Anschluss der Pixelschaltelemente selektiv zu verbinden und den Speicherelementen Daten zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, dass – die Flüssigkristallanzeigeanordnung weiterhin mindestens einen Schalter (290) aufweist, welcher auf ein entsprechendes Steuersignal anspricht, um zwei der Datenleitungen (220) miteinander selektiv zu verbinden.
  2. Flüssigkristallanzeigeanordnung nach Anspruch 1, wobei jeder Schalter durch einen Querspaltenschalter dargestellt ist, welcher sich zwischen den beiden, selektiv miteinander verbundenen Datenleitungen erstreckt.
  3. Flüssigkristallanzeigeanordnung nach Anspruch 2, welche weiterhin ein Register (290) aufweist, welches jedem Querspaltenschalter zugeordnet ist und das Steuersignal für den Querspaltenschalter abgibt.
  4. Flüssigkristallanzeigeanordnung nach Anspruch 1, welche weiterhin eine gemeinsame Testleitung (486) aufweist, wobei der mindestens eine Schalter durch einen Spaltentestschalter (480) dargestellt, welcher sich zwischen einer entsprechenden Datenleitung und der gemeinsamen Testleitung erstreckt.
  5. Flüssigkristallanzeigeanordnung nach Anspruch 4, welche weiterhin ein Register (490) aufweist, welches jedem Schalter zugeordnet ist und das Steuersignal für den Spaltentestschalter abgibt.
  6. Flüssigkristallanzeigeanordnung nach Anspruch 1, wobei jeder Schalter durch einen Spaltentestschalter (580) dargestellt ist, wobei die Flüssigkristallanzeigeanordnung weiterhin aufweist: – eine gemeinsame Testleitung (586) und – eine große Anzahl Spaltenpaaransteuerungsschalter (582), welche jeweils zwischen einem Paar Spaltentestschalter und der gemeinsamen Testleitung geschaltet sind.
  7. Flüssigkristallanzeigeanordnung nach Anspruch 1, welche weiterhin ein Register (290) aufweist, welches jedem Schalter zugeordnet ist und das Steuersignal für den Schalter abgibt.
  8. Verfahren zur Behebung eines Defekts in einer Flüssigkristallanzeigeanordnung, welche aufweist: – eine große Anzahl Pixel, welche in einer Matrix von Zeilen und Spalten angeordnet sind, – eine große Anzahl Spaltenleitungen (220), welche mit der großen Anzahl Pixel verbunden sind, – eine große Anzahl Spaltentreiber (230), welche mit den Spaltenleitungen verbunden sind und den Pixeln Daten zuführen, – eine große Anzahl Schalter (290), welche jeweils auf ein entsprechendes Steuersignal ansprechen, um zwei der Datenleitungen (220) miteinander selektiv zu verbinden, wobei nach dem Verfahren – eine defekte Pixelspalte in der Flüssigkristallanzeigeanordnung ermittelt wird, wobei die defekte Pixelspalte eine erste Spaltenleitung aufweist, – die erste Spaltenleitung mit einer zweiten Spaltenleitung durch Schließen von mindestens einem der Schalter verbunden wird, so dass mindestens eines der Pixel des defekten Teils der Pixelspalte mit der zweiten Spaltenleitung verbunden wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei mit Verbinden des mindestens einen Pixels der defekten Pixelspalte mit der zweiten Spaltenleitung ein erster Schalter, der mit der defekten Spalte verbunden ist, geschlossen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Flüssigkristallanzeigeanordnung eine große Anzahl Register (290) aufweist, welche mit der großen Anzahl Schalter verbunden sind, wobei nach dem Verfahren weiterhin ein Datenwert in einem der mit dem ersten Schalter verbundenen Register gespeichert wird, um zur Schließung des ersten Schalters ein Steuersignal abzugeben.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei mit Verbinden des mindestens einen Pixels der defekten Pixelspalte mit der zweiten Spaltenleitung einer der mit der defekten Spalte und mit der zweiten Spaltenleitung verbundenen Schalter geschlossen wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 8, wobei mit Verbinden des mindestens einen Pixels der defekten Pixelspalte mit der zweiten Spaltenleitung – ein erster Schalter, welcher mit der defekten Spalte und mit einer gemeinsamen Testleitung verbunden ist, geschlossen wird, und – ein zweiter Schalter, welcher mit der zweiten Spalte und mit der gemeinsamen Testleitung verbunden ist, geschlossen wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 8, wobei mit Nachweisen der defekten Pixelspalte ein Teil der ersten Spaltenleitung, welcher nicht mit einem der Spaltentreiber verbunden ist, ermittelt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 8, wobei mit Nachweisen der defekten Pixelspalte ein defekter Spaltentreiber (230) ermittelt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Flüssigkristallanzeigeanordnung eine große Anzahl Spaltentreiberschalter (240), welche jeweils mit einen der Spaltenleitungen (220) und einem der Spaltentreiber (230) verbunden sind, sowie eine große Anzahl Register (245) aufweist, welche jeweils mit Steueranschlüssen der Spaltentreiberschalter verbunden sind, wobei nach dem Verfahren weiterhin ein Datenwert in einem der mit einem ersten Spaltentreiberschalter verbundenen Register gespeichert wird, um ein Steuersignal zur Schließung des ersten Spaltentreiberschalters abzugeben.
  16. Flüssigkristallanzeigeanordnung, welche aufweist: – eine große Anzahl Pixel, welche in einer Matrix von Zeilen und Spalten angeordnet sind, – eine große Anzahl Spaltenleitungen (220), welche mit der großen Anzahl Pixel verbunden sind, – eine große Anzahl Spaltentreiber (230), welche mit den Spaltenleitungen verbunden sind und den Pixeln Daten zuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristallanzeigeanordnung weiterhin mindestens einen Schalter (290) aufweist, welcher auf ein entsprechendes Steuersignal anspricht, um zwei der Spaltenleitungen (220) miteinander selektiv zu verbinden.
  17. Anordnung nach Anspruch 16, welche weiterhin eine große Anzahl Register (290) aufweist, welche jeweils einem der Schalter zugeordnet sind und einen Datenwert speichern, welcher signalisiert, ob der entsprechende Schalter geöffnet oder geschlossen werden soll.
  18. Anordnung nach Anspruch 16, wobei jeder der Schalter durch einen Querspaltenschalter dargestellt ist, welcher sich zwischen den beiden Spaltenleitungen, welche selektiv miteinander verbunden sind, erstreckt.
  19. Anordnung nach Anspruch 16, welche weiterhin eine gemeinsame Testleitung aufweist, wobei jeder der Schalter einen Spaltentestschalter aufweist, welcher sich zwischen einer entsprechenden Spaltenleitung und der gemeinsamen Testleitung erstreckt.
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