DE3650454T2

DE3650454T2 - Rasteranzeigetafel

Info

Publication number: DE3650454T2
Application number: DE3650454T
Authority: DE
Inventors: Yuji Inoue; Atsushi Mizutome; Hideo Sugano; Shinichi Yamashita
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-08-29
Filing date: 1986-08-28
Publication date: 1996-05-30
Anticipated expiration: 2006-08-29
Also published as: JPS6249398A; EP0216188B1; EP0216188A3; US4779085A; JPH0685108B2; EP0216188A2; DE3650454D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Matrixanzeigefeld mit einem Dünnfilmtransistor und insbesondere ein Flüssigkristall-Matrixanzeigefeld zum Anzeigen eines Fernsehbildes oder dergleichen.

Verwandter Stand der Technik

Bis jetzt ist ein Anzeigefeld zum Anzeigen eines mehrwertigen Bildes, beispielsweise eines Fernsehbildes durch Verwendung eines zweidimensionalen Matrix-Flüssigkristallfeldes mit hoher Dichte (Aktivmatrix-Flüssigkristallfeldes) unter Verwendung eines Dünnfilmtransistors vorgeschlagen worden.
Bei einem Verfahren zum Ansteuern eines derartigen Anzeigefeldes wird ein sämtlichen Bildelementen in der horizontalen Richtung entsprechendes Bildsignal abgetastet und innerhalb eines horizontalen Abtastintervalls gehalten bzw. gespeichert, und danach wird ein vertikales Abtastsignal (nachstehend mit Gateimpuls abgekürzt) der Gateleitung des Dünnfilmtransistors zugeführt, wodurch gestattet wird, daß das Bildsignal zu einer gleichwertigen bzw. äquivalenten Kapazität einer Flüssigkristallzelle übertragen und das Fernsehbild oder dergleichen auf dem Flüssigkristallfeld angezeigt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Steuerverfahren beträgt, wenn das Fernsehsignal zu dem NTSC-System gehört, ein horizontales Abtastintervall 63,5 us und das andere Intervall (horizontales Austastintervall) als die Bildinformationen in einem horizontalen Abtastintervall ungefähr 11 us, so daß die maximale Breite des Gateimpulses des Dünnfilmtransistors auf den Wert beschränkt ist, der fast so lang wie das horizontale Austastintervall ist. Deswegen kann in dem Fall dieser Gateimpulsbreite das Bildsignal nicht ausreichend zu der Flüssigkristallzelle wegen der Veränderungen der Eigenschaften (insbesondere des Einschaltwiderstands) des Dünnfilmtransitors des Matrixsubstrats übertragen werden, so daß eine Veränderung der Luminanz des Flüssigkristallfeldes auftritt. In den zurückliegenden Jahren vergrößert sich die Fläche des Feldes mehr und mehr, die Teilung des Feldes wird feiner und feiner, die Abmessung des Dünnfilmtransistors werden miniaturisiert, und das Leiterbahnmuster wird fein, so daß auch seine Impedanz zunimmt. Infolgedessen kann in dem Fall der vorstehend erwähnten Gateimpulsbreite eine ausreichende Laderate zu der äquivalenten Kapazität der Flüssigkristallzelle kaum erhalten werden. Außerdem ist zum Senken der Amplitude des Bildsignals auch ein Verfahren in Betracht gezogen worden, bei dem eine Spannung mit einer umgekehrten Phase zu der des Bildsignals an die gegenüberliegenden gemeinsamen Elektroden angelegt wird. In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, die gemeinsamen Elektroden umzukehren bzw. umzupolen, nachdem der erste Gateimpuls angelegt worden ist, so daß die mit der zulässigen Zeit verbundene Bedingung noch strenger wird.
Die GB-A-2 124 816 offenbart eine Anzeigevorrichtung mit einem Punktmatrix-Flüssigkristallanzeigefeld des Twist-Nematik- Typs. Außerdem ist die Anzeige von einem Doppelmatrixtyp, bei dem zwei Bildelementelektroden, die auf jeder der Signalelektroden liegen, die gemeinsam in der Richtung der Breite der Abtastelektroden vorgesehen sind, einander gegenüberliegen. Das Doppelmatrixsystem benötigt nur die Hälfte der Anzahl von Abtastelektroden, da dort die Breite der Abtastelektrode über zwei Punkte gewählt wird. Außerdem bestehen die Signalelektroden dieser Anzeigevorrichtung aus vier Blöcken, da andernfalls die verwendeten hochintegrierten Schaltkreise bzw. LSIs zum Steuern der Signalelektroden zu teuer wären und ein Anschluß schwierig wäre.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Flüssigkristall-Anzeigefeld mit einer hohen Bildqualität zu schaffen, bei dem selbst dann, wenn die Fläche des Feldes vergrößert und die Teilung des Feldes relativ fein gemacht wird, kein Verlust von Luminanz und keine Veränderung der Luminanz verursacht werden.
Die Erfindung ist in den Ansprüchen definiert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 zeigt eine Aufbauabbildung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Fig. 2 zeigt Zeitverläufe für die Arbeitsweise gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bei einem Flüssigkristall-Matrixanzeigefeld mit einem Aktivmatrixsubstrat, das durch Source- und Gate-Leitungen ange steuert wird, ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente auf der Matrix in zumindest zwei Gruppen von Bildelementen eingeteilt sind, insbesondere werden die Bildelemente in rechte und linke Bildelementgruppen aufgeteilt, und jede Bildelementgruppe wird jeweils unab hängig voneinander innerhalb eines horizontalen Abtastintervalls angesteuert. Infolge der Tatsache, daß das Anzeigefeld in erste und zweite Bildelementgruppen in der seitlichen Richtung aufgeteilt ist, sind die Gateleitungen auch in einen vorderen Teil und einen rückwärtigen Teil aufgeteilt. Die aufgeteilten Bildelementgruppen werden jeweils durch unabhängige Steuerschaltungen über erste und zweite Gateleitungen und erste und zweite gemeinsame Elektroden angesteuert.
Die aufgeteilten zwei Bildelementgruppen werden unabhangig voneinander angesteuert, weshalb es ausreicht, die Flüssigkristallzellen einer Bildelementgruppe für das horizontale Abtastintervall der anderen Bildelementgruppe auf zuladen. Die Breite des Gateimpulses kann auf die Zeit von ungefähr einer Hälfte eines horizontalen Abtastintervalls erweitert bzw. verlängert werden. Durch Erhöhen der Laderate der Flüssigkristallzellen wird das Bildsignal effektiv zu den Flüssigkristallzellen übertragen, so daß der Verlust von Luminanz und die Veränderung der Luminanz wegen einer Veränderung der Eigenschaften des Dünnfilmtransistors nicht verursacht werden.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt eine Aufbauabbildung eines Flüssigkristallanzeigefeldes und seiner peripheren Schaltungen. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Bildsignal-Eingangsanschluß, 2 einen Verstärker, 3 einen Inverter bzw. Umkehrer, 4 einen Umschalter, 5 einen Horizontal-Synchronisiersignal-Eingangsanschluß, 6 einen Taktgenerator, 7 ein horizontales Schieberegister, 8 ein Vertikal-Synchronisiersignal-Eingangsanschluß, 9 einen Umkehrsignal-Eingangsanschluß, 10-1 sowie 10-2 erste und zweite vertikale Schieberegister und 11 ein Flüssigkristallfeld. Das Flüssigkristallfeld 11 ist ein Aktivmatrix- Flüssigkristallfeld, das durch Source-Leitungen S&sub1; bis S2m und Gate-Leitungen G&sub1; bis Gn angesteuert wird. Eine Gruppe von Bildelementen ist in eine Hälfte aufgeteilt, eine Matrix ist durch die Source-Leitungen S&sub1; bis Sm und die Gate-Leitungen GL1 bis GLn von dem ersten vertikalen Schieberegister 10- 1 und eine andere Matrix durch die verbleibenden Source-Leitungen Sm+1 bis S2m und Gate-Leitungen GR1 bis GRn von dem zweiten vertikalen Schieberegister 10-2 gebildet.
Ein Bildsignal wird in den Bildsignal-Eingangsanschluß 1 eingegeben und durch den Verstärker 2 verstärkt. Danach wird das verstärkte Signal direkt zu einem Anschluß des Umschalters 4 übertragen und ebenfalls dem Inverter 3 zugeführt, wodurch es invertiert bzw. umgekehrt und zu dem anderen Anschluß des Umschalters 4 gesendet wird. Der Umschalter 4 schaltet diese beiden Signalpfade entsprechend der Polarität eines INV-(Umkehr-) Signals von dem Umkehrsignal-Eingangsanschluß 9 und wird durch einen Wechselstrom angesteuert. Ein HD-Signal (Horizontal-Synchronisiersignal) wird in den Horizontal-Synchronisiersignal-Eingangsanschluß 5 eingegeben. Wenn der Taktgenerator 6 einen Takt erzeugt, der fast 2m-mal so groß wie der des HD-Signals ist, erzeugt das horizontale Schieberegister 7 sequentielle Abtastimpulse H&sub1; bis H2m, die mit dem HD-Signal synchronisiert sind, auf der Grundlage sowohl des HD-Signals als auch des Taktsignals. Das Bildsignal, dem durch den Umschalter 4 die Polarität gegeben wurde, wird zu Kondensatoren C&sub1; bis C2m durch Schalter T&sub1; bis T2m im Ansprechen auf die sequentiellen Abtastimpulse H&sub1; bis H2m verteilt. Die Source-Leitungen S&sub1; bis S2m sind jeweils an die Kondensatoren C&sub1; bis C2m angeschlossen. Demgegenüber wird das HD-Signal als Takt in die vertikalen Schieberegister 10-1 sowie 10-2 eingegeben. Diese vertikalen Schieberegister 10-1 sowie 10-2 (ver-) schieben mit der Periode des HD-Signals und übertragen die sequentiellen Abtastimpulse, die mit einem VD-Signal (Vertikal-Synchronisiersignal) synchronisiert sind, das in einen Vertikal-Synchronisiersignal-Eingangsanschluß 8 eingegeben worden ist, zu den ersten Gate-Leitungen GL1 bis GLn und den zweiten Gate-Leitungen GR1 bis GRn. Entsprechende Bildelemente LC&sub1;&sub1; bis LCnx2m des Flüssigkristallfeldes 11 sind auf den Matrizen durch die Source-Leitungen S&sub1; bis S2m und die Gate-Leitungen GL1 bis GLn sowie GR1 bis GRn angeordnet.
Wie vorstehend beschrieben ist die Gate-Leitung, die herkömmlicherweise durch eine einzelne Leitung gebildet ist, in die rechten und linken Teile aufgeteilt. Darüberhinaus können, obwohl in Fig. 1 nicht dargestellt, die gemeinsamen Elektroden aufgeteilt sein und entsprechend den Gate-Leitungen in Abhängigkeit von einem Steuerverfahren herausgenommen bzw. entfernt sein.
Während das horizontale Schieberegister 7 das Bildsignal sequentiell abtastet und in den nächsten Kondesatoren Cm+1 bis C2m hält bzw. speichert, wird ein Gateimpuls an eine der er sten Gate-Leitungen GLl bis GLn angelegt, und die abgetasteten und in den Kondensatoren C&sub1; bis Cm gespeicherten Daten, die dem Bildsignal der ersten Gate-Leitungen entsprechen, werden zu den Bildelementen LCK1 bis LCKm übertragen, die an die Gate-Leitung GLK angeschlossen sind, und dann angezeigt. Während das horizontale Schieberegister 7 das Bildsignal der nächsten Leitung sequentiell abtastet und in den Kondensatoren C&sub1; bis Cm hält bzw. speichert, wird ein Gateimpuls an eine der zweiten Gate-Leitungen GR1 bis GRn angelegt, und die abgetasteten und in den Kondensatoren Cm+1 bis C2m gespeicherten Daten, die dem Bildsignal der zweiten Gate-Leitungen entsprechen, werden daraufhin zu den Bildelementen LCKxm+1 bis LCKx2m übertragen, die an die Gate-Leitung GRK angeschlossen sind, und dann angezeigt. Durch Wiederholen des vorstehend beschriebenen Zyklusses wird ein Fernsehbild auf dem Flüssigkristallfeld 11 angezeigt.
Fig. 2 zeigt Zeitverläufe, die ein Beispiel der Arbeitsweise des Flüssigkristall-Anzeigefelds mit den vorstehend beschriebenen peripheren Schaltungen darstellt. Gemäß Fig. 2 ist das Bildsignal das NTSC-Signal, das zu dem Fernsehsystem gehört. Abtasten und Speichern 1 sowie 2 bezeichnen Intervalle zum Abtasten und Halten bzw. Speichern des Bildsignals in den Kondensatoren, das in die Bildelemente eingegeben wird, die an die ersten bzw. zweiten Gate-Leitungen angeschlossen sind. PW1 sowie PW2 bezeichnen die Breiten der Gateimpulse, die an die ersten und zweiten Gate-Leitungen angelegt werden. Das Signal an der gemeinsamen Elektrode 1 und das Signal an der gemeinsamen Elektrode 2 werden an die gemeinsamen Elektroden angelegt, die den ersten bzw. zweiten Gate-Leitungen entsprechen. In Fig. 2 bezeichnen tf sowie tr eine Zeit der fallenden Flanke bzw. eine Zeit der steigenden Flanke bei den gemeinsamen Elektroden.
Gemäß Fig. 2 können durch Aufteilen der Gate-Leitungen in die ersten und zweiten Gate-Leitungen die Gateimpulsbreiten PW1 sowie PW2 von innerhalb des herkömmlichen horizontalen Austastintervalls auf die Zeitdauer von ungefähr einer Hälfte des anderen Bildsignal-Abtast-/Speicherintervalls, nämlich ein horizontales Abtastintervall erweitert bzwc verlängert werden. Diese Breiten sind ungefähr dreimal so lang wie die herkömmlichen. Selbst in dem Fall des Anlegens der Spannung an die gegenüberliegenden gemeinsamen Elektroden wird die Beschränkung der Zeiten tr sowie tf, die zum Invertieren bzw. Umkehren der Polarität erforderlich sind, wegen der folgenden Gründe erleichtert. Obwohl das Intervall PW + tr oder Pw + tf auf ein Intervall innerhalb des horizontalen Austastinter valls beschränkt ist, reicht es mit anderen Worten aus, die Zeit von ungefähr einer Hälfte eines horizontalen Abtastintervalls zu nehmen. Das in den Kondensatoren C&sub1; bis C2m gehaltene bzw. gespeicherte Bildsignal wird auf ausreichende Weise zu den Flüssigkristallzellen übertragen. Das Fehlen von Luminanz und die Veränderung der Luminanz in Verbindung mit der Veränderung der Eigenschaften des Dünnfilmtransistors und mit der Verwirklichung einer großen Fläche sowie einer sehr feinen Teilung des Feldes wird nicht verursacht, und eine hervorragende Anzeigequalität kann erhalten werden. Darüberhinaus ist das Anzeigefeld in die ersten und zweiten Bildelementgruppen aufqeteilt, und jede Bildelementgruppe wird jeweils durch die unabhängigen Steuerschaltungen angesteuert. Deswegen wird die Beschränkung des Ansteuerzeitpunkts auch erleichtert, und es besteht auch ein Vorteil dahingehend, daß die Last für die Ansteuerfähigkeit der Steuerschaltung auch verringert ist.
Gemäß dem vorangehenden Ausführungsbeispiel ist das NTSC-Signal als Beispiel beschrieben worden. Die Erfindung ist jedoch auch in dem Fall des Anzeigens von Zeichen oder dergleichen durch Verwendung eines Vollbildspeichers oder dergleichen nützlich.
Wie vorstehend beschrieben sind eine Gruppe von Bildelementen des Anzeigefeldes und ihre Gate-Leitungen aufgeteilt, und die Gateimpulsbreiten bei der Ansteuerung werden erweitert bzw. verlängert. Auf diese Weise werden selbst dann, wenn die Fläche des Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigefelds vergrößert und die Teilung dieses Feldes sehr fein gemacht wird, das Fehlen von Luminanz und die Veränderung der Luminanz nicht verursacht, und das Bild kann mit einer hohen Qualität angezeigt werden.

Claims

1. Anzeigevorrichtung mit:

(A) einem Matrixanzeigefeld mit einer Aktivmatrix- Sockelplatte (11), wobei die Aktivmatrix-Sockelplatte (11)

eine erste Gruppe von Transistoren (LC&sub1;&sub1; bis LCnm), die in Reihen und Spalten angeordnet sind, und

eine zweite Gruppe von Transistoren (LC1m+1 bis LCn2m) aufweist, die in Reihen und Spalten angeordnet sind, wobei bei der ersten Gruppe von Transistoren (LC&sub1;&sub1; bis Lcnm) die Gates der entlang jeder Reihe angeordneten Transistoren gemeinsam an eine Gate-Leitung (GL1 bis GLn) für jede Reihe angeschlossen sind, und bei der ersten Gruppe von Transistoren (LC&sub1;&sub1; bis LCnm) die Sources der entlang der Spalte angeordneten Transistoren gemeinsam an eine Source Leitung (S&sub1; bis Sm) für jede Spalte angeschlossen sind, und

wobei bei der zweiten Gruppe von Transistoren (LC1m+1 bis LCn2m) die Gates der entlang jeder Reihe angeordneten Transistoren gemeinsam an eine Gate-Leitung (GR1 bis GRn) für jede Reihe angeschlossen sind, und bei der zweiten Gruppe von Transistoren (LC1m+1 bis LCn2m) die Sources der entlang der Spalte angeordneten Transistoren gemeinsam an eine Source- Leitung (Sm+1 bis S2m) für jede Spalte angeschlossen sind,

(B) einer ersten Steuervorrichtung (10-1, 10-2) mit:

einer ersten Abtastimpuls-Generatorschaltung (10-1), die an die Gate-Leitungen (GL1 bis GLn) angeschlossen ist, an die die Transistoren bei der ersten Gruppe von Transistoren (LC&sub1;&sub1; bis LCnm) für jede Reihe angeschlossen sind, und

einer zweiten Abtastimpuls-Generatorschaltung (10-2), die an die zweiten Gate-Leitungen (GR1 bis GRn) angeschlossen ist, an die die Transistoren bei der zweiten Gruppe von Transistoren (LC1m+1 bis LCn2m) für jede Reihe angeschlossen sind,

wobei Abtastimpulse wahlweise von der ersten und der zweiten Abtastimpuls-Generatorschaltung (10-1, 10-2) erzeugt werden, und

innerhalb eines horizontalen Abtastintervalls, während die abgetasteten und gehaltenen Daten zu Flüssigkristallzellen von einer der Gruppen von Transistoren übertragen werden, die zu den Flüssigkristallzellen der anderen Gruppe von Transistoren zu übertragenen Daten abgetastet und gehalten werden, und

(C) einer zweiten Steuervorrichtung (7) mit:

einer ersten Datenausgabeschaltung (H&sub1; bis Hm), die an die Source-Leitungen (S1 bis Sm) angeschlossen ist, an die die Transistoren bei der ersten Gruppe von Transistoren (LC&sub1;&sub1; bis LCnm) für jede Spalte angeschlossen sind, und

einer zweiten Datenausgabeschaltung (Hm+1 bis H2m), die an die Source-Leitungen (Sm+1 bis S2m) angeschlossen ist, an die die Transistoren bei der zweiten Gruppe von Transistoren (LC1m+1 bis LCn2m) für jede Spalte angeschlossen sind,

wobei Datenimpulse wahlweise von der ersten und der zweiten Datenausgabeschaltung (H&sub1; bis Hm, Hm+1 bis H2m) synchron mit der Erzeugung der Abtastimpulse erzeugt werden.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Datenausgabeschaltung (H&sub1; bis Hm) und die zweite Datenausgabeschaltung (Hm+1 bis H2m) jeweils Abtast- und Halteschaltungen zum wahlweisen Abtasten und Halten von eingegebenen Daten aufweisen.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Datenausgabeschaltungen (H&sub1; bis Hm, Hm+1 bis H2m) jeweils Abtast- und Halteschaltungen zum wahlweisen Abtasten und Halten von eingegebenen Daten sowie eine Schaltung aufweisen, bei der, während eine der Datenausgabeschaltungen die eingegebenen Daten abtastet und hält, die andere der Daten ausgabeschaltungen die abgetasteten und gehaltenen Daten ausgibt.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Gruppe von Transistoren (LC&sub1;&sub1; bis LCnm) und die zweite Gruppe von Transistoren (LC1m+1 bis LCn2m) jeweils in rechte und linke Bereiche auf einem Anzeigebildschirm aufgeteilt sind.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Transistor (LC&sub1;&sub1; bis LCnm, LC1m+1 bis LCn2m) einen Dünnfilmtransistor aufweist.