DE69110361T2

DE69110361T2 - Flüssigkristall-Anzeigetafel mit reduziertem Flimmern.

Info

Publication number: DE69110361T2
Application number: DE69110361T
Authority: DE
Inventors: Shinichi Kimura; Hiroshi Suzuki; Hidefumi Yamaguchi
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2011-07-02
Also published as: EP0466378A2; CA2046357A1; CA2046357C; EP0466378A3; EP0466378B1; DE69110361D1; JPH0467091A; US5253091A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristall-Anzeige mit aktiver Matrix, in der Dünnfilm-Transistoren (TFT) als Schaltelemente eingesetzt werden, und bei der das Bildschirmflimmern reduziert wurde.
Flüssigkristall-Anzeigen mit aktiver Matrix umfassen in Form einer Matrix angeordnete Pixel, die über Anordnungen von Reihen- und Spaltenleitern an die Eingangsdatensignale angeschlossen sind. Nach herkömmlichen Methoden werden die Pixel mit Wechselstromsignalen angesteuert, um einen Verschleiß zu verhindern. Wenn jedoch alle Pixel der Anzeige während einer Rahmenperiode mit derselben Polarität angesteuert werden, entsteht ein unangenehmes Bildflimmern. Um dies zu vermeiden, wird die Polarität von Wechselstromsignal-Paaren, die an benachbarte Pixel der Anzeige angelegt werden, jeweils umgekehrt.
In USP 46335127 wird zum Beispiel eine Flüssigkristall-Anzeige beschrieben, in der die Polaritäten der in die Spaltenleiter eingespeisten Datensignale periodisch mit einer Geschwindigkeit umgekehrt werden, die im wesentlichen dem Reihenabtastintervall entspricht.
In der japanischen PUPA 62-137981 wird eine Flüssigkristall- Anzeige beschrieben, in der die Polarität eines an ein Pixel angelegten Datensignals bezogen auf die Polarität eines an ein horizontal benachbartes Pixel angelegten Datensignals umgekehrt wird.
Um die Polarität der Datensignale an jedem Spaltenleiter umzukehren, hat die Ansteuerungsschaltung herkömmlicher Flüssigkristall-Anzeigen im allgemeinen ein schnelles Ausgangs-Ansprechverhalten. Dies führt jedoch zu einem entsprechend hohen Stromverbrauch in der Datenansteuerungsschaltung der Anzeige.
Darüber hinaus wird durch die Erzeugung dieser schnellen Datensignal-Übergänge an den Spaltenleitern, ohne Reduzierung des Ausgangswiderstands der Ansteuerungs-Schaltung, das von der Ansteuerungs-Schaltung kommende Ausgangssignal geschwächt. Die Bildqualität wird hierdurch verschlechtert. Der Ausgangswiderstand der Ansteuerungs-Schaltung könnte reduziert werden, indem man in der Ansteuerungs-Schaltung größere Ausgangstransistoren verwendet. Hierdurch würde jedoch der Chip für die integrierte Schaltung größer und die Fertigungskosten würden steigen.
In EP-A-0 287 055 wird eine Flüssigkristall-Anzeige beschrieben, die folgendes aufweist: einen ersten Satz von Spaltenleitern; einen zweiten Satz von Spaltenleitern; wobei der erste Satz von Spaltenleitern zwischen dem zweiten Satz von Spaltenleitern zwischengeschaltet ist; und eine Vielzahl von Dünnfilm-Transistoren, die in Form einer Matrix von Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei jeder eine an einen Reihenleiter angeschlossene Gate-Elektrode und einen Leitungskanal aufweist, der an einem Ende an einen Spaltenleiter und am anderen Ende an eine Pixel-Elektrode angeschlossen ist; dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Transistoren-Spalte die Transistoren mit ihren Leitungskanälen abwechselnd an verschiedene Gruppen von Spaltenleitern angeschlossen sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jetzt eine Flüssigkristall-Anzeige bereitgestellt, die folgendes aufweist: eine erste Gruppe von Spaltenleitern (D1 bis Dm-1); eine zweite Gruppe von Spaltenleitern (D2 bis Dm-2); wobei die erste Gruppe von Spaltenleitern (D1 bis Dm-1) zwischen die zweite Gruppe von Spaltenleitern (D2 bis Dm-2) geschaltet ist; und eine Vielzahl von Dünnfilm-Transistoren, die in Form einer Matrix von Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei jeder Transistor eine an einen Reihenleiter angeschlossene Gate- Elektrode aufweist und einen Leitungskanal, der an einem Ende an einen Spaltenleiter und am anderen Ende an eine Pixel- Elektrode angeschlossen ist, wobei in jeder Transistor-Spalte die Transistoren mit ihren Leitungskanälen abwechselnd an unterschiedliche Gruppen von Spaltenleitern angeschlossen sind; dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Transistorreihe die Transistoren mit ihren Gate-Elektroden abwechselnd an unterschiedliche Reihenleiter eines Paares von benachbarten Reihenleitern angeschlossen sind.
Hierdurch wird auf vorteilhafte Weise eine Flüssigkristall- Anzeigetafel mit aktiver Matrix bereitgestellt, mit reduziertem Flimmern, jedoch ohne erhöhten Stromverbrauch oder eine höhere Schaltungskomplexität.
Vorzugsweise umfaßt eine Flüssigkristall-Anzeige der vorliegenden Erfindung desweiteren Mittel zum Einspeisen eines ersten Datensignals in den ersten Spaltenleiter und zum Einspeisen eines zweiten Datensignals in den zweiten Spaltenleiter, wobei das zweite Datensignal gegenüber dem ersten Datensignal eine umgekehrte Polarität aufweist.
Beispiele von Flüssigkristall-Anzeigen der vorliegenden Erfindung können Mittel zum Umkehren der Polaritäten der ersten und zweiten Datensignale umfassen, in einem Zyklus, der im wesentlichen einer Rahmenperiode in einem Datensignal zur Ansteuerung der Anzeige entspricht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Flüssigkristall-Anzeige bereitgestellt, auf die in der Erfindung Bezug genommen wird, die eine Vielzahl von Reihenleitern, eine Vielzahl von Spaltenleitern und eine Vielzahl von in Form einer Matrix angeordneten Pixeln umfaßt; und ein Mittel zum Einspeisen eines ersten Datensignals in einen ersten Spaltenleiter und zum Einspeisen eines zweiten Datensignals in einen zweiten Spaltenleiter, der an den ersten Spaltenleiter angrenzt, wobei die Polaritäten des genannten ersten Datensignals und des genannten zweiten Datensignals zueinander umgekehrt sind; die Anschlüsse der TFTs, die jeweils ein Pixel der genannten Vielzahl von matrixförmig angeordneten Pixeln ansteuern, an die Spalten- und Reihensignalleiter sind hierbei an jedem Pixel unterschiedlich, und zwar in der Weise, daß nebeneinanderliegende Pixel jeweils mit umgekehrter Polarität angesteuert werden.
So wird in der vorliegenden Erfindung das Flimmern des Bildschirms vorteilhaft reduziert, indem die Anschlüsse der TFTs, die die Vielzahl von in Form einer Matrix angeordneten Pixeln ansteuern, an die Reihensignalleiter und die Spaltensignalleiter jedes Pixels verändert werden, und indem die Phase des Signals zwischen den nebeneinanderliegenden Pixeln verschoben wird.
Anhand eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen sollen im folgenden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben werden; es zeigt:
Figuren 1 und 2 schematische Schaltpläne von Flüssigkristalltafeln, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind,
Figuren 3 und 4 schematische Schaltpläne von Flüssigkristalltafeln der vorliegenden Erfindung,
Figur 5 ein Diagramm der Wellenform der an eine Flüssigkristalltafel der Erfindung angelegten Signale,
Figur 6 einen schematischen Schaltplan einer herkömmlichen Flüssigkristalltafel,
Figuren 7 und 8 Diagramme der Wellenform der an die Flüssigkristalltafel in Figur 6 angelegten Signale.
Bezugnehmend auf Figur 6; eine herkömmliche Flüssigkristall- Anzeige mit aktiver Matrix umfaßt eine Gate-Ansteuerungsschaltung 1, die an n Reihensignalleiter G1 bis Gn angeschlossen ist. Die Gate-Ansteuerungsschaltung sendet nacheinander die in den Figuren 7a, 7b und 8a gezeigten Ansteuerungssignale an die Reihensignalleiter G1 bis Gn. Eine erste Daten-Ansteuerungsschaltung 2 verbindet die in den Figuren 7c und 8c gezeigten Ansteuerungssignale mit den Spaltensignalleitern mit den ungeraden Zahlen, D1 bis Dm-1. Eine zweite Daten-Ansteuerungsschaltung 3 verbindet die ebenfalls in den Figuren 7c und 8c gezeigten Ansteuerungssignale mit den Spaltensignalleitern mit den geraden Zahlen, D2 bis Dm. An jedem Kreuzungspunkt der Reihen- und Spaltenleiter sind Dünnfilm- Transistoren (TFTs) 4 angeordnet. Die Gate- und Drain-Elektroden der TFTs sind jeweils an die Reihen- und Spaltenleiter angeschlossen. Die Source-Elektroden der TFTs sind an die Pixel 5 angeschlossen.
Im Betrieb werden die Gate-Signale VGn und VGn+1, die in den Figuren 7a und 7b gezeigt werden, über die Reihenleiter nacheinander an die Gate-Elektroden der TFTs 4 angelegt. Die TFTs 4 werden dadurch nacheinander eingeschaltet. Synchron zu den Gate-Signalen wird das in Figur 7c gezeigte Datensignal von der ersten und zweiten Daten-Ansteuerungsschaltung 2 beziehungsweise 3 gesendet. n Pixel 5, die an jeden Spaltenleiter angeschlossen sind, werden dadurch bei jedem Gate-Impuls abwechselnd mit negativer und positiver Polarität angesteuert. Das Flimmern der n Pixel wird dadurch reduziert. m Pixel 5, die an jeden Reihenleiter angeschlossen sind, werden jedoch nicht mit derselben Polarität angesteuert. So wird auch das Flimmern dieser m Pixel 5 nicht reduziert. Um das Flimmern der m Pixel 5 zu reduzieren, wird ein erstes Datensignal VDM, dargestellt in Figur 8b, von der ersten Daten-Ansteuerungsschaltung 2, die an die Spaltenleiter mit den ungeraden Zahlen angeschlossen ist, und ein zweites Daten-Ansteuerungssignal VDm+1, dargestellt in Figur 8c, von der zweiten Daten-Ansteuerungsschaltung 3, die an die Spaltenleiter mit den geraden Zahlen angeschlossen ist, mit dem in Figur 8 gezeigten, von der Gate-Ansteuerungsschaltung 1 kommenden Gate-Signal VGn synchronisiert. Die jeweils an die Reihen- und Spaltenleiter angeschlossenen n und m Pixel werden so abwechselnd mit positiver und negativer Polarität angesteuert, wodurch das Flimmern zwischen benachbarten Pixeln reduziert wird.
Bezugnehmend auf Figur 1; eine Flüssigkristalltafel umfaßt eine Gate-Ansteuerungsschaltung 1, die mit n Leitungen der Signalleiter G1 bis Gn verbunden ist. Die Gate-Ansteuerungsschaltung 1 erzeugt das in Figur 5a gezeigte Gate-Signal Gn. Eine erste Daten-Ansteuerungsschaltung 2 ist an die Signalleiter D1 bis Dm-1 mit den ungeraden Zahlen angeschlossen und erzeugt das in Figur 5b gezeigte erste Datensignal VDm. Eine zweite Daten-Ansteuerungsschaltung 3 ist an die Signalleiter D2 bis Dm mit den geraden Zahlen angeschlossen und erzeugt das in Figur 5c gezeigte zweite Datensignal VDm+1. Bezugnehmend auf Figur 5; die Polarität des ersten Datensignals VDm ist zu der Polarität des zweiten Datensignals VDm+1 umgekehrt. Zurückgehend zu Figur 1; die Gate-Elektroden der TFTs 4a, 4b, 4c ..., die die Pixel 5a, 5b beziehungsweise 5c ... ansteuern, werden nacheinander mit jedem Reihensignalleiter verbunden. Die Drain-Elektroden der TFTs 4a, 4b, 4c ... werden abwechselnd mit den Signalleitern D1 bis Dm-1 mit den ungeraden Zahlen und mit den Signalleitern mit den geraden Zahlen verbunden. Die Source-Elektrode der TFTs 4a, 4b, 4c ... wird mit den Pixeln 5a, 5b beziehungsweise 5c ... verbunden. Die Pixel 5a, 5b und 5c sind Flüssigkristallzellen, die die drei Primärfarben Rot, Grün bzw. Blau anzeigen. So bilden die Pixel 5a, 5b und 5c ein Farbeinheits-Pixel 5. Die Gate-Elektroden jedes TFT, die jedes Pixel in einer bestimmten Reihe ansteuern, sind an einen Signalleiter dieser Reihe angeschlossen.
Im Betrieb wird das in Figur 5a gezeigte Datensignal VGn nacheinander von der Gate-Ansteuerungsschaltung 1 an die Reihensignalleiter G1 bis Gn angelegt, wodurch die an dieselbe Reihe angeschlossenen TFTs 4 nacheinander angesprochen werden. Synchron zu dem Datensignal wird während eines Rahmenzyklus T das in Figur 5b gezeigte erste Datensignal VDm von der ersten Daten-Ansteuerungsschaltung 2 und das in Figur 5c gezeigte zweite Datensignal VDm+1 von der zweiten Daten-Ansteuerungsschaltung 3 an die Spaltenleiter mit den ungeraden beziehungsweise den geraden Zahlen angelegt. Hierdurch wird das Bildschirmflimmern reduziert, weil jedes Pixel 5a, 5b, 5c ... mit einem Datensignal angesteuert wird, das zwischen den benachbarten Pixeln jeder Reihe und Spalte um 180 Grad phasenverschoben ist. Das Datensignal kann ein Signal mit langer Impulsdauer sein, wie in Figur 5a gezeigt, so daß eine Erhöhung der Betriebsfrequenz der Daten-Ansteuerungsschaltung nicht erforderlich ist.
Bezugnehmend auf Figur 2; in einer anderen Flüssigkristalltafel dienen die Pixel 5a, 5b, 5c einer Reihe jeweils zur Anzeige der drei Primärfarben Rot, Grün und Blau. Die an die TFTs 4, die jedes Pixel ansteuern, angeschlossenen Reihen- und Spaltensignalleiter sind dieselben, wie in Figur 1. Die Ansteuerungsmethode für jedes Pixel auf der Flüssigkristall- Anzeigetafel entspricht daher der Methode in Figur 1.
Bezugnehmend auf Figur 3; in der Flüssigkristall-Anzeigetafel der vorliegenden Erfindung sind die Reihen- und Spaltensignalleiter so angeordnet, daß die Gate-Elektroden der TFTs 4a, 4b, 4c ..., welche die Pixel 5a, 5b, 5c ... in Reihenrichtung ansteuern, abwechselnd an die nebeneinanderliegenden Reihensignalleiter angeschlossen sind. Die Drain-Elektroden der TFTs 4a, 4b, 4c ... sind an die nebeneinanderliegenden Spaltensignalleiter angeschlossen. Im Betrieb wird an jedes Pixel, wie Figur 5 zeigt, eine Ansteuerungs-Wellenform angelegt, um die Pixel in Reihenrichtung mit derselben Polarität anzusteuern, und um die Pixel in Spaltenrichtung abwechselnd mit positiver und negativer Polarität anzusteuern. So wird das Flimmern in Spaltenrichtung reduziert.
Bezugnehmend auf Figur 4; in einer Abänderung der Flüssigkristall-Anzeigetafel der Figur 3 wurden die Anschlüsse der TFTs 4a, 4b, 4c ... verändert. Durch diese Abänderung wird das Flimmern in derselben Weise wie in Figur 3 reduziert.
Man kann also zu dem Schluß gelangen, daß in einer Flüssigkristall-Anzeigetafel mit aktiver Matrix, wie sie in der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, die Anschlüsse zwischen den Reihen- und Spaltenleitern und den Dünnfilm-Transistoren zwischen benachbarten Pixeln in der Weise verändert werden, daß benachbarte Pixel mit entgegengesetzter Polarität angesteuert werden. Das Flimmern in einer Flüssigkristall-Anzeige der vorliegenden Erfindung wird daher ohne Erhöung des Stromverbrauchs oder der Komplexität der integrierten Schaltung reduziert.

Claims

1. Eine Flüssigkristall-Anzeige, folgendes aufweisend:

eine erste Gruppe von Spaltenleitern (D1 bis Dm-1);

eine zweite Gruppe von Spaltenleitern (D2 bis Dm-2);

wobei die erste Gruppe von Spaltenleitern (D1 bis Dm-1) zwischen der zweiten Gruppe von Spaltenleitern (D2 bis Dm-2) zwischengeschaltet ist; und

eine Vielzahl von Dünnfilm-Transistoren (4), in einer Matrix von Reihen und Spalten angeordnet, jeweils mit einer an einen Reihenleiter angeschlossenen Gate-Elektrode und einem Leitungskanal, der an einem Ende an einen Spaltenleiter und am anderen Ende an eine Pixel- Elektrode (5) angeschlossen ist, bei der

in jeder Transistor-Spalte (4) die Transistoren (4a, 4b) mit ihren Leitungskanälen abwechselnd an verschiedene Gruppen von Spaltenleitern angeschlossen sind;

dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Transistorreihe (4) die Transistoren (4a, 4b) mit ihren Gate-Elektroden abwechselnd an verschiedene Leiter eines Paares von benachbarten Reihenleitern angeschlossen sind.

2. Eine Flüssigkristall-Anzeige nach Anspruch 1, desweiteren Mittel (2, 3) zum Einspeisen erster beziehungsweise zweiter Datensignale in den ersten und zweiten Satz von Spaltenleitern umfassend, wobei das zweite Datensignal gegenüber dem ersten Datensignal eine umgekehrte Polarität aufweist.

3. Eine Flüssigkristall-Anzeige nach Anspruch 2, Mittel zum Umkehren der Polaritäten der ersten und zweiten Datensignale umfassend, in einem Zyklus, der im wesentlichen der Rahmenperiode in einem Datensignal zum Ansteuern der Anzeige entspricht.