DE3433474C2

DE3433474C2 -

Info

Publication number: DE3433474C2
Application number: DE3433474A
Authority: DE
Inventors: Makoto Tenri Nara Jp Takeda; Kunihiko Kitakatsuragi Nara Jp Yamamoto; Hiroshi Ikoma Nara Jp Take
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1983-09-12
Filing date: 1984-09-12
Publication date: 1988-12-01
Also published as: JPS6059389A; JPH0210436B2; GB2146479A; DE3433474A1; GB8422801D0; GB2146479B; US4651149A

Description

Die Erfindung betrifft eine Datenelektroden-Treiberschal tung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 für Daten elektroden eines Flüssigkristall-Matrixdisplays, das mit jedem Display-Bildelement verbundene Schalttransistoren aufweist.

Eine derartige Datenelektroden-Treiberschaltung ist bereits aus der US-PS 41 58 860, insbesondere Fig. 3, bekannt. Die se Datenelektroden-Treiberschaltung enthält

- einen Schaltkreis zur Abtastung eines Datensignals für die Datenelektroden,
- einen ersten elektrischen Schalter pro Datenelektrode, durch den der Abtastwert des Datensignals an einen Steuer anschluß eines Ausgabe-Transistors übertragbar ist, dessen Ausgangsanschluß mit der Datenelektrode verbunden und über ein weiteres elektrisches Bauelement auf ein erstes elek trisches Potential (V _L) gelegt wird, über das die Ladung am Ausgangsanschluß abgebaut wird, und
- einen zweiten elektrischen Schalter, der zwischen dem Steueranschluß des Ausgabe-Transistors und einem zweiten elektrischen Potential (V _T) liegt, und durch den im ge schlossenen Schaltzustand der Ausgabe-Transistor so lange gesperrt wird, bis über den ersten elektrischen Schalter der Abtastwert zum Steueranschluß des Ausgabe-Transistors geliefert wird.

Bei Flüssigkristall-Matrixdisplays, die in eine LCD-Platte eingebaute Schalttransistoren aufweisen, lassen sich auch bei kleinen Ansteuer- und Erregerleistungen durch Änderung des Tastverhältnisses oder durch Ansteuerung mehrerer Lei tungen im Multiplexbetrieb kontraststarke Anzeigen erzie len, die denen eines Displays mit statischer Erregung äqui valent sind. Ein solches Flüssigkristall-Matrixdisplay kann z. B. auch über eine Schaltung und durch Signale erregt werden, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind. Das Bezugszeichen 11 bezeichnet eine LCD-Platte, wobei jeweils ein Schalt transistor 11-c am Kreuzungspunkt von Spalten und Zeilen mit der Zeilenelektrode 11-a und der Spaltenelektrode 11-b verbunden ist. Das Bezugszeichen 12 bezeichnet die Zeilen elektroden-Treiberschaltung, die hauptsächlich aus einem Schieberegister aufgebaut ist, das an alle Zeilenelektroden Scanpulse S ausgibt, die aus einem Puls unter Verwendung des von der Signal-Steuereinheit 13 gelieferten Clockpulses Φ 1 durch sequentielle Verschiebung erzeugt werden. Das Be zugszeichen 14 weist die Spalten- bzw. Datenelektroden- Treiberschaltung aus, die im wesentlichen aus einem Schie beregister und einer Halteschaltung besteht, welche seriell von der Datensteuereinheit 15 ausgesandte Daten abtastet, und zwar unter einer synchron mit dem Clockpuls Φ 2 ablau fenden Zeitsteuerung, die ein Zusammenwirken mit allen Spaltenelektroden erlaubt, und dann den Tastwert über eine Scanperiode (f) hält, bevor er im Bedarfsfall an die ent sprechenden Spalten- bzw. Datenelektroden abgegeben wird.

Die Datenelektroden-Treiberschaltung 14 tastet aus einer Mehrzahl von Datensignalen, die zu entsprechenden Bildele menten gehören und seriell ankommen, nur denjenigen Span nungswert heraus, der exakt zur Periode gehört, die Bild elementen der entsprechenden Spalte zugeordnet ist. Sodann gibt sie während der nächsten Abtastperiode den abgetaste ten Spannungswert ab. Bei der in den Fig. 2(a) und 2(b) er läuterten Datenelektroden-Treiberschaltung weisen die Be zugsziffern 21 und 22 jeweils elektrische Schalter aus, die auf EIN wechseln, wenn Steuersignale Pa und Pb empfangen werden. Wenn der elektrische Schalter 21 bei Erhalt des zu der entsprechenden Spalte gehörenden Steuersignals Pa sprungartig auf EIN wechselt, wird die Datenspannung in diesem Moment in den Kondensator 23 geladen. Nachdem die Abtastvorgänge für alle Datenelektroden abgeschlossen sind, schaltet das Steuersignal Pb den Schalter 22 auf EIN, un mittelbar bevor die Abtastung für die erste Datenelektrode wieder aufgenommen wird. Hierdurch wird der Kondensator 23 veranlaßt, seine gespeicherte Spannung auf den Kondensator 24 zu entladen, und diese Spannung wird dann während der nächsten Abtastperiode gehalten. Während diese Spannung noch im Kondensator 24 bleibt, wird für den Kondensator 23 die nächste Datenspannung abgetastet. Die vom Kondensator 24 gehaltene abgetastete Spannung wird dann über einen als Puffer arbeitenden Ausgabetransistor 25 an die als Last wirkende Datenelektrode 26 überstellt. Die Last entspricht einem Kondensator, dessen Kapazität C _L sich aus der Kapazi tät des Flüssigkristalls und der freien Kapazität des Aus gabetransistors 25 zusammensetzt.

In dieser Datenelektroden-Treiberschaltung entlädt der mit der Last 26 parallel geschaltete Widerstand 27 die in der Last 26 gespeicherte Ladung. Der Ausgabetransistor 25 ist darauf ausgelegt, einen konstanten Stromfluß in einerRich tung zu erlauben, und deshalb würde sich bei Abwesenheit des Widerstands 27 die Last 26 immer aufladen, ohne ir gendeiner Variation in Eingabesignalen zu folgen, die ein Entladen erfordern. Im Ergebnis sollten die Zeitkonstanten C _L und R _L auf Werte festgesetzt werden, die deutlich gerin ger sind als eine Abtastperiode. Da nun aber dauernd Strom durch den Widerstand fließt, wird der Stromverbrauch ein Problem, wenn viele Datenelektroden bei großer Last vorhan den sind. In entsprechender Weise sollte die Kapazität C 1 auf einen Wert festgesetzt werden, der beträchtlich größer ist als C 2, um die abgetastete Spannung V _i ordnungsgemäß vom Kondensator 23 als Spannung V _g an den Kondensator 24 zu überstellen, da sonst der Kondensator C 2 nur ungenügend aufgeladen wird. Hierdurch kann im Ergebnis der Inhalt ei ner bestimmten Zeile nachteilig durch den Inhalt der vor hergehenden Zeile beeinflußt werden, wodurch es schwierig wird, Zwischentöne sauber wiederzugeben. Nichtsdestoweniger ist es von dem Gesichtspunkt des Stromverbrauchs und den An forderungen für eine Bauteilintegration mit hoher Dichte nicht wünschenswert, die Kapazität übermäßig zu vergrößern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Datenelektro den-Treiberschaltung der eingangs genannten Art so weiter zubilden, daß sie mit größerer Integrationsdichte herstell bar ist und gleichzeitig stabilere Ausgangssignale liefert.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß

- das weitere elektrische Bauelement als dritter elektri scher Schalter ausgebildet ist, der kurz vor dem und bis zum Schließen des ersten elektrischen Schalters geschlossen wird,
- der Steueranschluß des Ausgabe-Transistors nur mit dem ersten und dem zweiten elektrischen Schalter verbunden ist, und
- der zweite elektrische Schalter nach Öffnung des ersten elektrischen Schalters so lange geschlossen ist, bis wenig stens der dritte elektrische Schalter geschlossen ist.

Hierdurch wird erreicht, daß sich die Anzeigequalität des Flüssigkristall-Matrixdisplays bei gleichzeitiger Verminde rung des Stromverbrauchs verbessern läßt.

Vorteilhaft ist das erste elektrische Potential in Abhän gigkeit des Datensignals veränderbar, so daß im Ergebnis weitere Einsparungen beim Energieverbrauch erzielt werden.

Die Zeichnung stellt neben dem Stand der Technik ein Aus führungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt

Fig. 1(a) ein Blockdiagramm eines Flüssigkristall-Matrix displays,

Fig. 1(b) Steuersignale zum Betrieb des Flüssigkristall-Ma trixdisplays nach Fig. 1(a),

Fig. 2(a) eine konventionelle Datenelektroden-Treiberschal tung,

Fig. 2(b) Steuersignale zum Betrieb der Datenelektroden- Treiberschaltung nach Fig. 2(a),

Fig. 3(a) eine Datenelektroden-Treiberschaltung nach der Erfindung, und

Fig. 3(b) Steuersignale zum Betrieb der Datenelektroden- Treiberschaltung nach Fig. 3(a).

Fig. 3(a) zeigt eine Datenelektroden-Treiberschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Mit dem Ausgang des Ausgabetransistors 45 mit isoliertem Gate ist in Paral lelschaltung mit der Last 47 ein dritter elektrischer Schalter 46 verbunden. Dieser hat die Funktion, unter der Wirkung des Steuersignals Pc den Ausgangspol des Ausgabe transistors zwingend auf das VL-Potential zu legen, so daß die Ladung von der Last 47 entladen werden kann. Zusätzlich ist ein zweiter elektrischer Schalter 44 mit der Gate-Elek trode des Ausgabetransistors 45 verbunden.

Während die Ladung von der Last 47 über den dritten elek trischen Schalter 46 entladen wird, speist der zweite elek trische Schalter 44 einen hinreichenden Betrag von der Spannung VT auf die Gate-Elektrode, so daß der Ausgabe- Transistor 45 wenigstens während einer solchen Periode auf OFF übergeht, während der dritte elektrische Schalter 46 ON ist und keine Ladung über den Ausgabe-Transistor 45 an die Last 47 überstellt werden kann. Die Gate-Elektrode des Aus gabe-Transistors 45 ist auch mit einem ersten elektrischen Schalter 43 verbunden, der die abgetastete Datenspannung Vi an den Ausgabe-Transistor 45 weitergibt, um sie zu halten.

Wenn zunächst die Gate-Spannung des Ausgabe-Transistors 45 auf den VT-Pegel gelegt wird, bevor die Datenspannung Vi über den ersten elektrischen Schalter 43 an den Ausgabe- Transistor 45 gegeben wird, geht der zweite elektrische Schalter 44 auf ON und der Ausgabe-Transistor 45 auf OFF über. Dann geht der dritte elektrische Schalter 46 auf ON über, um ein Entladen der Ladung von der Last 47 zu ermög lichen, so daß die Spannung an dem Ausgabepol 48 auf ein bestimmtes Niveau V _L gesenkt werden kann. Sodann wechselt der zweite elektrische Schalter 44 auf OFF und der erste elektrische Schalter 43 auf ON, um die Datenspannung V _i zum Ausgabe-Transistor 45 zu übertragen, worauf der Ausgabe- Transistor 45 auf ON wechselt. Die Last 47 wird dann wieder geladen, um die Abgabe bzw. den Austritt der Datenspannung zu erlauben. Die entsprechenden Signale Pa, Pb, Pc und Pd zur Ansteuerung der Schalter 41, 43, 46 und 44 sowie die Spannungen V _T, V _L, V _i, V _o sind in Fig. 3(b) gezeigt.

Die Datenelektroden-Treiberschaltung nach der Erfindung be wirkt ein Entladen der in der Last befindlichen Ladung über einen dritten elektrischen Schalter 46. Damit wird der eingangs erwähnte, fortwährende Stromfluß durch den Entla dewiderstand 27 zeitweilig unterbrochen. Im Ergebnis mini miert diese Datenelektroden-Treiberschaltung in wirkungs voller Weise ihren Stromverbrauch. Zusätzlich kann diese Datenelektroden-Treiberschaltung eine Variation der an dem Ausgabepol 48 anliegenden Entladespannung V _L in Abhängig keit von irgendeiner Datenspannung bewirken, die während eines spezifischen Zeitabschnitts erwartet wird. Es ist da her möglich, den Ladungsbetrag zu minimieren, der an die Last 47 anzulegen und davon zu entladen ist, so daß im Er gebnis weitere Einsparungen beim Energieverbrauch erzielt werden.

Die Datenelektroden-Treiberschaltung nach der Erfindung be wirkt, daß die Spannung am Gateanschluß des Ausgabe-Transi stors 45 dauernd auf dem spezifischen Wert VT verbleibt, bis die Datenspannung V _i über den ersten elektrischen Schalter 43 als Spannung Vg an den Ausgabe-Transistor 45 geliefert wird, so daß dieser auf ON wechselt, um die Last 47 zu laden. Eine bestimmte, Vg entsprechende Spannung kann ausgegeben werden. Wenn die Last 47 bis zu dem Sättigungs wert geladen ist, geht der Ausgabe-Transistor 45 auf OFF über und bleibt auf OFF, wenn nicht die Spannung Vg an steigt. Der Ausgabe-Transistor 45 selbst ist mit einer Hal tefunktion versehen, was es möglich macht, den Haltekonden sator 24 in Fig. 2(a) entfallen zu lassen. Wenn der Halte kondensator 24 in Fig. 2(a) nicht vorhanden ist, kann die Größe des Kondensators 23 in Fig. 2(a) bzw. 42 vermindert werden, was einen großen Fortschritt bei der Verwirklichung einer Bauteilintegration mit hoher Dichte bedeutet. Nach hinreichendem Laden der Last 47 und bevor der dritte elek trische Schalter 46 wieder auf ON wechselt, hält der zweite elektrische Schalter 44 den Ausgabe-Transistor 45 vollstän dig auf OFF, so daß eine stabile Ausgabe gesichert wird.

Claims

1. Datenelektroden-Treiberschaltung (14) für Datenelek troden (11-b, 47) eines Flüssigkristall-Matrixdisplays (11), das mit jedem Display-Bildelement verbundene Schalt transistoren (11-c) aufweist, mit

- einem Schaltkreis (41, 42) zur Abtastung eines Datensi gnals für die Datenelektroden (11-b, 47),
- einem ersten elektrischen Schalter (43) pro Datenelektro de (11-b, 47), durch den der Abtastwert des Datensignals an einem Steueranschluß eines Ausgabe-Transistors (45) übertragbar ist, dessen Ausgangsanschluß mit der Daten elektrode (11-b, 47) verbunden und über ein weiteres elektrisches Bauelement (46) auf ein erstes elektrisches Potential (V _L) gelegt wird, über das die Ladung am Aus gangsanschluß abgebaut wird, und
- einem zweiten elektrischen Schalter (44), der zwischen dem Steueranschluß des Ausgabe-Transistors (45) und einem zweiten elektrischen Potential (V _T) liegt, und durch den im geschlossenen Schaltzustand der Ausgabe-Transistor (45) so lange gesperrt wird, bis über den ersten elektri schen Schalter (43) der Abtastwert zum Steueranschluß des Ausgabe-Transistors (45) geliefert wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

- das weitere elektrische Bauelement (46) als dritter elek trischer Schalter ausgebildet ist, der kurz vor dem und bis zum Schließen des ersten elektrischen Schalters (43) geschlossen wird,
- der Steueranschluß des Ausgabe-Transistors (45) nur mit dem ersten und demzweiten elektrischen Schalter (43, 44) verbunden ist, und
- der zweite elektrische Schalter (44) nach Öffnung des er sten elektrischen Schalters (43) so lange geschlossen ist, bis wenigstens der dritte elektrische Schalter (46) geschlossen ist.

2. Datenelektroden-Treiberschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste elektrische Potential (V _L) in Abhängigkeit des Datensignals veränderbar ist.