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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Bildanzeigevorrichtung mit einer Vorabladeschaltung
zum vorab erfolgenden Laden einer Signalleitung durch Anlegen einer
vorbestimmten Spannung vor dem Anlegen eines Bildsignals an die
Signalleitung.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Ein
Flüssigkristalldisplay
mit Aktivmatrixansteuerung ist eine von gut bekannten herkömmlichen
Bildanzeigevorrichtungen. Ein Flüssigkristalldisplay
besteht, wie in der 36, aus einem Pixelarray ARY,
einer Scansignalleitungs-Treiberschaltung GD, einer Datensignalleitungs-Treiberschaltung
SD und einer Vorabladeschaltung PC. Das Pixelarray verfügt über zahlreiche
Scansignalleitungen GL (GL1 bis GLj; diese werden gemeinsam als
GL bezeichnet) und Datensignalleitungen SL (SL1 bis SLj; diese werden
gemeinsam als SL bezeichnet), die einander schneiden, sowie Pixel
PIX, die in einzelnen Segmenten liegen, die von zwei benachbarten
Scanleitungen GL und zwei benachbarten Datensignalleitungen SL umgeben
sind und in einer Matrix angeordnet sind.
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Die
Datensignalleitungs-Treiberschaltung SD tastet das eingehende Videosignal
DAT synchron mit einem von außen
zugeführten
Taktsignal CKS und anderen Timingsignalen ab, verstärkt die
Abtastwerte nach Bedarf und schreibt sie in die Datensignalleitungen
SL ein. Die Scansignalleitungs-Treiberschaltung GD wählt die
Scansignalleitungen GL synchron mit einem Taktsignal CKG und anderen
Timingsignalen sequenziell aus und steuert das Öffnen/Schließen der
Schaltelemente in den Pixeln PIX, um dadurch das Videosignal (Daten),
das auf die oben erläuterte
Weise in die Datensignalleitungen geschrieben wurde, in die Pixel
PIX zu schreiben und dafür
zu sorgen, dass die in die Pixel PIX geschriebenen Daten gehalten
werden.
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Die
Vorabladeschaltung PC schreibt während
einer Periode (Vorabladeperiode), die vor dem Zeitpunkt liegt, zu
dem die Datensignalleitungs-Treiberschaltung SD Daten in die Datensignalleitungen SL
schreibt, und in der die Scansignalleitungs-Treiberschaltung GD
keine Scanleitung GL auswählt,
auf von außen
zugeführte
Vorablade-Steuersignale PCTL, PCTLB, usw. eine Vorabladespannung
auf die Datensignalleitungen, wie es in der Offenlegung Nr. 7-295521/1995 (Tokukaihei
7-295521; veröffentlicht am
10. November 1995) zu einer japanischen Patentanmeldung offenbart
ist. Dadurch werden Lade-und Entladevorgänge während des Schreibens von Daten
auf die Datensignalleitung SL durch die Datensignalleitungs-Treiberschaltung
SD verringert, und es werden Schwankungen des Potenzials der Bildsignalleitung
(Datensignalleitung) eingeschränkt.
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Beim
auf die o.g. Weise aufgebauten Flüssigkristalldisplay werden
Steuersignale und andere Arten von Signalen (Taktsignale CKS/CKG,
Startsignale SPS/SPG, das Vorablade-Steuersignal PCTL usw.) von
außen
direkt an die Datensignalleitungs-Treiberschaltung SD, die Scansignalleitungs-Treiberschaltung
GD und eine Vorabladeschaltung PC mit derselben Spannung wie der
Versorgungsspannung (VDD) der jeweiligen Schaltungen geliefert.
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Indessen
haben in den letzten Jahren Technologien, bei denen das Pixelarray
ARY und die Treiberschaltungen SD und GD auf einer Tafel integriert werden,
auf der das Pixelarray ARY hergestellt wird, anstatt dass sie auf
gesonderten integrierten Schaltkreischips hergestellt werden und
anschließend
auf einer Tafel montiert werden, zu den Zwecken der Miniaturisierung,
einer Verbesserung der Auflösung und
einer Senkung der Baugruppen-Herstellkosten für ein Flüssigkristalldisplay weites
Interesse auf sich gezogen. Bei einem Flüssigkristalldisplay mit eingebauter
Treiberschaltung muss das Substrat transparent sein (wenn es als
Komponente in einem transparenten Flüssigkristalldisplay verwendet
wird, wie es nun in weiter Verbreitung verwendet wird), und daher werden
als aktive Elemente häufig
Dünnschichttransistoren
aus polykristallinem Silicium verwendet, die auf einem Quarz- oder
Glassubstrat hergestellt werden können.
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Übrigens
zeigt ein Flüssigkristalldisplay
mit eingebauter Treiberschaltung unter Verwendung von Dünnschichttransistoren
aus polykristallinem Silicium schlechtere Transistoreigenschaften
als Transistoren aus monokristallinem Silicium, die aus den o.g.
integrierten Schaltkreischips hergestellt werden. Insbesondere hat
der Absolutwert der Schwellenspannung den hohen Wert von 1 V bis
6 V, wodurch in unvermeidlicher Weise die Treiberversorgungsspan nung auf
einen hohen Wert von ungefähr
15 V bis 20 V erhöht
ist.
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Unter
diesen Umständen
müssen
ein von außen
zugeführtes
Steuersignal und dergleichen ebenfalls eine große Amplitude aufweisen. Dies
führt zu einem
Energieverbrauch in externen Schaltkreisen wie einer Steuerschaltung
zum Erzeugen eines Steuersignals. Ein anderes sich ergebendes großes Problem
wäre unerwünschte Abstrahlung
von Signalleitungen. Demgemäß erfolgt
ein Vorschlag dahingehend, diese Probleme dadurch zu lösen, dass
eine Signalspannungs-Anhebeschaltung (Pegelschiebeschaltung) seitens
der Schaltung des Flüssigkristalldisplays
montiert wird, um das Erfordernis für die o.g. hohe Treiberversorgungsspannung
VDD in der Tafel zu erfüllen,
während über die
Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle eine niedrige Spannung erhalten bleibt.
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EP-A-0
821 490 offenbart eine Vorabladeschaltung, die zum vorab erfolgenden
Laden einer Signalleitung auf eine vorbestimmte Spannung vor dem
Anlegen eines Videosignals an die Signalleitung geeignet ist. Saito
S. et al. offenbaren in 'A
6-Bit Digital Data Driver for Color FTF-LCDS' NEC Research and Development, Nippon
Electric Ltd. Tokyo',
JP, Vol. 36, No. 4, 1. Oktober 1995 (1995-10-01), Seiten 485–492, XP000546441
ISSN: 0547-051X einen Treiber-IC, der eine Verringerung des Energieverbrauchs
mittels eines logischen Pegels ermöglicht, der unter einem Vorabladepegel
liegt.
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Matsueda
Y. et al. offenbaren in '30.1:
A 6-Bit-Color VGA Low-Temperature Poly-Si TFT-LCD With Integrated
Digital Data Drivers' 1998
SID International Symposium Digest of Technical Papers', Anaheim, CA., 17.–22. Mai
1998, SID International Symposium Digest of Technical Papers, Santa
Ana, CA: SID, USA, Vol. 29, 17. Mai 1998 (1998-05-17), Seiten 879–882, XP000792572
ISSN: 0098-966X ein Niedertemperatur-Poly-Si-TFT-LCD mit integrierten, digitalen
6-Bit-VGA-Treibern. Pegelschieber sind vorhanden, um die zwischengespeicherten
digitalen Datenspannungen von 5 V auf die 12 V zu verschieben, die
erforderlich sind, um den LC zu betreiben.
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US-A-5,726,676
offenbart ein Polysilicium-TFT-LCD, das einen niedrigeren Energieverbrauch
aufgrund eines Logikpegels von 3,3 V oder tiefer für einen
Treiber-IC mit einer Treiberspannung von 5 V, der auf das TFT-Substrat
integriert ist, ermöglicht.
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JP 10 096 958 A offenbart
ein Polysilicium-TFT-LCD, bei. dem der Treiber-IC auf das TFT-Substrat
integriert ist, was es ermöglicht,
eine externe Schaltung dadurch zu verkleinern, dass Pegelschieber
in Form von Differenzver stärkern
auf das TFT-Substrat integriert werden, um Eingangssignale unter
3 V zu verstärken.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung zielt darauf ab, eine Bildanzeigevorrichtung mit einer
Vorabladeschaltung mit der Fähigkeit,
den Energieverbrauch zu senken, zu schaffen.
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Gemäß der Erfindung
ist dieses Ziel durch eine Bildanzeigevorrichtung gemäß dem Anspruch
1 erreicht.
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Herkömmlicherweise
arbeitet die Vorabladeschaltung kontinuierlich, und selbst während Nicht-Vorabladeperioden
fließt
ein Strom in die Vorabladeschaltung solange diese arbeitet, was
zu einer Erhöhung
des Energieverbrauchs in der Vorabladeschaltung führt.
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Demgegenüber ist
bei der Erfindung eine Vorablade-Steuerschaltung vorhanden, in der
ein Pegelschieber für
das Vorablade-Steuersignal nicht kontinuierlich aktiv ist sondern
vielmehr zwischen Vorabladeperioden inaktiv gemacht wird. Dank dieser
Steuerung fließt
während
nicht aktiven Perioden kein Konstantstrom mehr in der Vorabladeschaltung. Der
Energieverbrauch ist nur auf aktive Perioden beschränkt, was
Erhöhungen
des Energieverbrauchs in der Vorabladeschaltung mit entsprechender
Sicherheit einschränkt.
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Eine
externe Schaltung muss nur ein von außen eingegebenes Vorablade-Steuersignal
mit einer Amplitude unter der einer Treiberspannung der Vorabladeschaltung
an die Vorablade-Steuerschaltung liefern, was es ermöglicht,
die Last und den Energieverbrauch in der externen Schaltung zu senken.
Dies gewährleistet
das Bereitstellen einer Schnittstelle mit niedriger Spannung.
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Vorzugsweise
ist die Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp. Pegelschiebeschaltungen
können
in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden: Spannungstreibertyp und
Stromtreibertyp. Der Spannungstreibertyp benötigt keinen Konstantstrom und weist
daher niedrigen Energieverbrauch auf. Jedoch ist sein Betrieb durch
Schwellenwerte der Schaltelemente in der Schaltung bestimmt und
die Betriebstoleranz für
Betriebselementeigenschaften ist eng. Der Stromtreibertyp benötigt einen
Konstantstrom und zeigt daher den Nachteil eines relativ großen Energieverbrauchs.
Jedoch zeigt er den Vorteil einer großen Betriebstoleranz für die Eigenschaften
der Schaltelemente in der Schaltung. Z.B. erschweren es Polykristalleigenschaften,
allen Transistoren in der Schaltung gleichmäßige Schwellenwerte und Beweglichkeiten
zu verleihen. Daher löst
die Verwendung einer Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp diese
Probleme, da sie für
eine große
Betriebstoleranz sorgt.
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Andere
bevorzugte Merkmale sind in Ansprüchen 3 bis 16 definiert.
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Für ein vollständigeres
Verständnis
der Art und der Vorteile der Erfindung ist auf die folgende detaillierte
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug zu nehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine Anordnung einer Vorabladeschaltung
für eine
Bildanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine Anordnung einer Vorablade-Steuerschaltung
in der Vorabladeschaltung der 1 zeigt.
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3 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, eine Anordnung einer Pegelschiebeschaltung
zeigt, die in der Vorablade-Steuerschaltung der 2 enthalten
ist.
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4 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, eine Anordnung einer Vorabladeschaltung
als Vergleichsbeispiel zur Erfindung.
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5 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, eine Anordnung einer Latchstufe
in der Vorablade-Steuerschaltung der 2.
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6 ist
eine Zeichnung, die das Schalten von Zuständen der Latchstufe der 5 zeigt.
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7 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, Timings von Operationen der Latchstufe
der 5 zeigt.
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8 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, andere Timings von Operationen
der Latchstufe der 5 zeigt.
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9 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine Anordnung der Vorablade-Steuerschaltung
der 2 zeigt, wenn die Latchstufe der 5 ver wendet
wird.
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10 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, Timings von Operationen der Vorablade-Steuerschaltung
der 9 zeigt.
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11 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, eine andere Anordnung der Latchstufe
in der Vorablade-Steuerschaltung der 2 zeigt.
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12 ist
eine Zeichnung, die Schaltvorgänge
von Zuständen
der Latchstufe der 11 zeigt.
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13 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, Timings von Operationen der Latchstufe
der 11 zeigt.
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14 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, andere Timings von Operationen
der Latchstufe der 11 zeigt.
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15 ist
ein Blockdiagramm, das, als modifiziertes Beispiel, eine Anordnung
der Vorablade-Steuerschaltung der 2 zeigt,
wenn die Latchstufe der 11 verwendet
wird.
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16 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, Timings von Operationen der Vorablade-Steuerschaltung
der 15 zeigt.
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17 ist
ein Blockdiagramm, das, als anderes modifiziertes Beispiel, eine
andere Anordnung der Vorablade-Steuerschaltung der 2 zeigt, wenn
die Latchstufe der 11 verwendet wird.
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18 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, Timings von Operationen der Vorablade-Steuerschaltung
der 17 zeigt.
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19 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine Anordnung einer erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung
zeigt.
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20 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, eine interne Struktur eines Pixels
in der Bildanzeigevorrichtung der 19 zeigt.
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21 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, eine Schaltung zum Erzeugen einer
Vorabladespannung zeigt.
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22 ist
ein Blockdiagramm, das die Schaltung zum Erzeugen der Vorabladespannung detailliert
zeigt.
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23 ist
ein Signalverlaufsdiagramm, das eine Vorabladespannung zeigt, wenn
eine konstante Vorabladespannung erzeugt wird.
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24 ist
ein Signalverlaufsdiagramm, das eine Vorabladespannung zeigt, wenn
diese auf Grundlage eines Horizontalsynchronisiersignals und eines
Vorablade-Steuersignals in der Anordnung der 22 erzeugt
wird.
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25(a) bis 25(c) sind
Signalverlaufsdiagramme, die eine Vorabladespannung zeigen, wenn
diese nur auf Grundlage eines Korrektursignals in der Anordnung
der 22 erzeugt wird.
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25(d) ist ein Signalverlaufsdiagramm, das eine
Vorabladespannung zeigt, wenn diese auf Grundlage eines Horizontalsynchronisiersignals
oder eines Vertikalsynchronisiersignals in der Anordnung der 22 erzeugt
wird.
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26 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine Anordnung einer Datensignalleitungs-Treiberschaltung
zeigt.
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27 ist
ein Signalverlaufsdiagramm, das Operationen der Datensignalleitungs-Treiberschaltung
der 26 zeigt.
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28(a) ist eine Zeichnung, die, als Beispiel, ein
Eingangssignal-Timingdiagramm für
eine Bildanzeigevorrichtung zeigt, bei der eine Vorabladeschaltung
gemäß der Erfindung
angebracht ist.
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28(b) ist eine Zeichnung, die, als Beispiel, Timings
der Operation eines internen Knotens zeigt, wenn die Vorablade-Steuerschaltung
der 9 montiert ist.
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28(c) ist eine Zeichnung, die, als Beispiel, Timings
der Operation eines internen Knotens zeigt, wenn die Vorablade-Steuerschaltung
der 17 montiert ist.
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29 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, einen Schnittaufbau eines Dünnschichttransistors aus
polykristallinem Silicium zeigt, der in eine erfindungsgemäße Bildanzeigevorrichtung
eingebaut ist.
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30(a) bis 30(k) sind
Zeichnungen, die, als Beispiel, Herstellschritte für den Dünnschichttransistor
aus polykristallinem Silicium der 29 zeigen.
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31 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine andere Anordnung einer
Pegelschiebeschaltung zeigt.
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32 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine Anordnung einer Pegelschiebeschaltung vom
Spannungstreibertyp zeigt.
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33 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, Timings von Operationen und den
Energieverbrauch der Pegelschiebeschaltung vom Spannungstreibertyp
der 32 zeigt.
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34 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, eine Anordnung einer Pegelschiebeschaltung
vom Stromtreibertyp zeigt.
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35 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, Timings von Operationen und den
Energieverbrauch der Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp der 34 zeigt.
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36 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine Anordnung einer herkömmlichen
Bildanzeigevorrichtung zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die 1 bis 35 erörtert die.
folgende Beschreibung eine Ausführungsform
der Erfindung. Hierbei werden ein Flüssigkristalldisplay und eine
Vorabladeschaltung zum Anlegen einer vorbestimmten Spannung an deren
Datensignalleitung während
einer Vorabladeperiode als Bildanzeigevorrichtung und Vorabladeschaltung
erläutert,
die das technische Gebiet repräsentieren, das
bei der Erfindung von Interesse ist. Jedoch ist die Erfindung in
keiner Weise auf diese Ausführungsform beschränkt, und
sie ist auch bei anderen Bildanzeigevorrichtungen und Vorabladeschaltungen
anwendbar.
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Die 1 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine Anordnung einer Vorabladeschaltung 3 gemäß der Erfindung
zeigt. Wie es in der 1 dargestellt ist, verfügt die Vorabladeschaltung 3 über einen
Abtastschalter 2 und eine Vorablade-Steuerschaltung 1 als
Hauptkomponenten. Die Vorablade-Steuerschaltung 1 empfängt eine
Versorgungsspannung VDD; ein in der Tafel erzeugtes Signal mit einer
Amplitude, die mit der der Versorgungsspannung VDD übereinstimmt
(Eingangssignal mit identischer Amplitude); und ein Signal, das
von außerhalb der
Tafel zugeführt
wird, mit einer Amplitude unter der der Versorgungsspannung VDD
(externes Eingangssignal niedriger Amplitude). Der Abtastschalter 2 empfängt eine
Vorabladespannung (die später
detailliert angegeben wird), um, auf Grundlage von Anweisungen von
der Vorablade-Steuerschaltung 1, den Leitungs- und den
Trennzustand zwischen einer Ausgangsleitung PL, an die eine Vorabladespannung
gelegt wird, und Signalleitungen SL1 bis SLn, an die während einer
Vorabladeperiode eine Vorabladespannung angelegt wird, zu steuern.
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Die
Vorablade-Steuerschaltung 1 wird durch Steuerung mittels
des Eingangssignals mit identischer Amplitude aktiviert und deaktiviert.
Wenn sie aktiviert ist, wird der Abtastschalter 2 durch
ein Ausgangssignal gesteuert, das dadurch erhalten wird, dass die
Spannung des externen Eingangssignals niedriger Amplitude auf einen
Pegel angehoben wird, der dem der Versorgungsspannung VDD entspricht. Dies
ermöglicht
es, dass die Vorabladeschaltung 3 nur während ausgewählter Perioden
arbeitet und dadurch weniger elektrische Energie verbraucht.
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Die 2 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine Anordnung einer in die
Vorabladeschaltung 3 eingebauten Vorablade-Steuerschaltung 1 zeigt.
In der 2 besteht die Vorablade-Steuerschaltung 1 aus
einem oder mehreren einheitlichen Blöcken, von denen jeder über eine
Latchstufe zum Schalten zwischen Zuständen auf das Eingangssignal
identischer Amplitude und zum Halten der Vorablade-Steuerschaltung 1 im
geschalteten Zustand sowie eine Pegelschiebeschaltung 5 verfügt, die
auf ein Ausgangssignal der Latchstufe 4 hin zwischen einem aktiven
und einem nicht aktiven Zustand schaltbar ist.
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Das
Bereitstellen der Latchstufe 4 ermöglicht die Verwendung eines
Signals, dessen aktive Periode kürzer
als eine spezifizierte Betriebsperiode der Vorabladeschaltung ist,
die die Vorabladeperiode beinhaltet, als Eingangssignal identischer
Amplitude, das an die Vorablade-Steuerschaltung 1 geliefert wird,
um den Betrieb/Nicht-Betrieb der Vorabladeschaltung 3 zu
bestimmen. Auf diese Weise wird die Steuerung der Vorabladeschaltung 3,
wie später
erläutert,
mittels eines Signals bewirkt, das ursprünglich in der Flüssigkristalltafel
vorhanden ist. Auch verringert eine Kombination von zwei oder mehr
Blöcken die
Anzahl der Eingangssignale, die von außen an die Vor abladeschaltung 3 zu
liefern sind.
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Die 3 ist
ein Schaltbild, das, als Beispiel, eine Anordnung einer Pegelschiebeschaltung 5 zeigt,
die in die Vorablade-Steuerschaltung 1 in der Vorabladeschaltung 3 eingebaut
ist. Die Pegelschiebeschaltung 5 der 3 ist
dem Grunde nach vom Differenzverstärkertyp, und zu ihren Grundoperationen
gehört
das Zuführen
eines Ausgangssignals, dessen Amplitude beinahe identisch mit der
der Treiberspannung VDD für
die Pegelschiebeschaltung 5 ist, und zwar synchron mit
einem Eingangssignal PCTL/PCTLB an die Gates von MP1 und MP2 (p-MOSFETs),
die als Eingangsabschnitt für
den Differenzverstärker-Schaltungsabschnitt 6 wirken.
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Hierbei
enthält
die Pegelschiebeschaltung 5 der 3 MN1 und
MN2, die zwischen den Signaleingangsanschlüssen für PCTL/PCTLB und den Gates
von MP1 und MP2 liegen, die als Eingangsabschnitt für den Differenzverstärker-Schaltungsabschnitt 6 wirken,
sowie MN3 zwischen GND und dem Differenzverstärker-Schaltungsabschnitt 6 (MN1
bis MN3 sind alle n-MOSFETs), als Schalter zum Steuern des Betriebs
der Schaltung. Damit die Pegelschiebeschaltung 5 während nicht
aktiver Perioden in einem stabilen Zustand verbleibt, verfügt sie ferner über Pullup-Schalter
MP3, MP4 und MP5 (p-MOSFETs) zwischen den Gates von MP1 und MP2,
die sich potenzialfrei in einem nicht aktiven Zustand befinden,
dem Ausgangsknoten des Differenzverstärker-Schaltungsabschnitts 6 und
der Spannungsversorgung VDD.
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Alle
Schalter MN1, MN2, MN3, MP3, MP4 und MP5 empfangen an ihren Gates
ein in der Tafel erzeugtes Steuersignal Φ als Eingangssignal identischer
Amplitude, dessen Amplitude mit der der Versorgungsspannung VDD übereinstimmt.
Wenn sich das Steuersignal Φ auf
hohem Pegel befindet (aktiv ist), sind die Pullup-Schalter MP3,
MP4 und MP5 ausgeschaltet, während
die Schalter MN1, MN2 und MN3 zum Steuern des Betriebs der Schaltung
eingeschaltet sind. Dies ermöglicht
es der Pegelschiebeschaltung 5 zu arbeiten.
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Demgegenüber sind,
wenn das Steuersignal Φ niedrig
ist (nicht aktiv ist), die Pullup-Schalter MP3, MP4 und MP5 eingeschaltet,
während
die Schalter MN1, MN2 und MN3 zum Steuern des Betriebs der Schaltung
ausgeschaltet sind. Dadurch wird der Differenzverstärker-Schaltungsabschnitt 6 mit
einer Konstantstromquelle 7 im aktiven Zustand von GND getrennt,
und dies bewirkt, dass die Gates von MP1 und MP2 auf VDD hochgezogen
werden; daher fließt kein
Strom durch den Differenzverstärker-Schaltungsabschnitt 6.
Ferner wird hierbei das Ausgangssignal der Pegelschiebeschaltung 5 auf
niedrig ge klemmt, da der Ausgangsknoten des Differenzverstärker-Schaltungsabschnitts 6 auf
das Einschalten von MN6 hin ebenfalls auf die Versorgungsspannung VDD
hochgezogen wird.
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Hierbei
zeigt die 4, als Vergleichsbeispiel, eine
Anordnung einer Vorabladeschaltung, bei der eine dauernd arbeitende
Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp vorhanden ist. Bei der
Schaltung der 4 ist eine Pegelschiebeschaltung
SH vom Stromtreibertyp unmittelbar vor einem Abtastschalter SW zum
Abtasten von an Datensignalleitungen SL anzulegenden Vorabladespannungen
angeordnet, und der Abtastschalter SW wird durch eine hohe Treiberspannung
VDD angesteuert, die in der Tafel als Ergebnis einer Anhebung der
Spannung eines Signals (externes Eingangssignal niedriger Amplitude)
verfügbar
ist, das von außerhalb
der Tafel mit einer Amplitude unter der der Versorgungsspannung VDD
zugeführt
wird. Ein Nachteil des Anbringens eines Pegelschiebers vom Stromtreibertyp
auf diese Weise ist jedoch der durch die Konstantstromquelle 7 und
dergleichen während
der ganzen Zeit, einschließlich
von Vorabladeperioden, erzeugte Konstantstrom, der zu erhöhtem Energieverbrauch
führt.
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Demgegenüber ermöglicht es
die Anordnung der 1 bis 3 dem Pegelschieber 5,
nur während
ausgewählter
Perioden zu arbeiten, und dies gewährleistet Verringerungen des
Energieverbrauchs in der Vorabladeschaltung 3. Es sei darauf hingewiesen,
dass in der 3 sowohl PCTL als PCTLB Vorablade-Steuersignale
sind, die beide externe Eingangssignale niedriger Amplitude sind.
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Die 5 ist
ein Schaltbild, das eine Anordnung einer Latchstufe 4 zeigt,
die in die Vorablade-Steuerschaltung 1 in der Vorabladeschaltung 3 eingebaut
ist. Die Latchstufe 4 bestehe aus einem SR-Flipflop (Setz-Rücksetz-Flipflop), so dass
sich ihr Ausgangssignal entsprechend eingehenden Setz- und Rücksetzsignalen ändert.
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Die 6 zeigt
das Schalten des Ausgangssignals auf die Eingangssignale hin. Nachfolgend wird
die Notation (Setzsignalzustand, Rücksetzsignalzustand) verwendet,
und H und L repräsentieren einen
hohen Pegel bzw. einen niedrigen Pegel. Wenn das Ausgangssignal
im Anfangszustand L ist, ändert es
sich auf (H, L) hin von L auf H. Dann verbleibt das Ausgangssignal
auf (H, L) oder (L, L) hin auf H, und auf (L, H) hin wechselt es
von H auf L. Im letzteren Fall verbleibt das Ausgangssignal anschließend auf (L,
H) oder (L, L) hin auf L. Hierbei ist die Kombination (H, H) verboten.
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Die 7 und 8 zeigen
Timings tatsächlicher
Operationen der Schaltung. Das Ausgangssignal wechselt von L auf
H, wenn das Setzsignal von L auf H wechselt, und dann verbleibt
es auf H bis (L, H) erreicht ist. Anders gesagt, wechselt das Ausgangssignal
von H auf L, nachdem das Setzsignal von H auf L gewechselt hat und
das Rücksetzsignal
anschließend
von L auf H gewechselt hat, wie es in der 7 dargestellt
ist, oder nachdem das Setz- und das
Rücksetzsignal
gleichzeitig von H auf L bzw. von L auf H gewechselt haben, wie
es in der 8 dargestellt ist. Danach verbleibt
das Ausgangssignal auf L bis das Setzsignal erneut von L auf H wechselt.
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Die
oben erörterte
Anordnung ermöglicht
es der Vorabladeschaltung 3, unter Verwendung des Setzsignals
und des Rücksetzsignals
nur während ausgewählter Perioden
zu arbeiten. Außerdem
ermöglicht
es die Verwendung der Latchstufe 4, als Setz- und Rücksetzsignal
ein Signal mit wahlfreier H-Periode zu verwenden, vorausgesetzt,
dass das Setz- und das Rücksetzsignal:
(1) zwischen ihren ansteigenden Perioden eine Vorabladeperiode einschließen; und
(2) sie keine gemeinsame H-Periode haben. Dies ermöglicht die
Verwendung eines Signals, das ursprünglich in der Flüssigkristalltafel
vorhanden ist, wie es später
detailliert erörtert
wird. Ein anderer Vorteil besteht darin, dass es nicht erforderlich
ist, die Anzahl der Signale zu erhöhen, die von außen der
Flüssigkristalltafel
zugeführt
werden.
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Die 9 ist
ein Blockdiagramm, das eine spezielle Anordnung der Vorablade-Steuerschaltung 1 zeigt,
die die Vorabladeschaltung 3 unter Verwendung der Latchstufe 4 der 5 realisiert.
In der 9 ist die Latchstufe 4 mit dem RS-Flipflop
der 5 identisch, und die Pegelschiebeschaltung 5 vom
Stromtreibertyp ist mit der der 3 identisch. In
dieser Vorabladeschaltung 3 werden ein Setzsignal S0 und
ein Rücksetzsignal
S1 als o.g. Signale verwendet, die (1) zwischen ihren Anstiegsperioden eine
Vorabladeperiode einschließen;
und (2) keine gemeinsame H-Periode aufweisen. Es wird dafür gesorgt,
dass die Pegelschiebeschaltung 5 nur während einer speziellen Periode
arbeitet, die die Vorabladeperiode beinhaltet, was dadurch erfolgt,
dass als Steuersignal zum Steuern der Pegelschiebeschaltung 5 das
Ausgangssignal AO0 der Latchstufe 4 verwendet wird, die
durch das Setzsignal S0 und das Rücksetzsignal S1 (1) gesteuert
wird. Demgemäß gibt die
Pegelschiebeschaltung 5 ein Signal ALO aus, das dadurch
erhalten wird, dass die Spannung eines Vorablade-Steuersignals PCTL
oder eines Vorablade-Steuersignals PCTLB angehoben wird. Daher ist der
Stromverbrauch in der Vorabladeschaltung 3 im Vergleich
zum Fall verringert, bei dem dafür
gesorgt ist, dass die Pegelschiebeschaltung 5 die ganze
Zeit arbeitet. Die Signale S0 und S1 entsprechen dem Eingangssignal
identischer Amplitude, das in der Tafel mit derselben Amplitude
wie die der Versorgungsquelle VDD erzeugt wird, um die Vorablade-Steuerschaltung 1 zu
steuern, und dies wird später
detailliert erörtert.
Entsprechend dem externen Eingangssignal niedriger Amplitude werden
die Vorablade-Steuersignale PCTL und PCTLB von außen zur Tafel
geleitet, und sie spezifizieren eine Vorabladeperiode mit einer
Amplitude unter der der Versorgungsquelle VDD.
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Die 10 zeigt
das Timing von Operationen der Vorablade-Steuerschaltung 1 der 9.
Das Setzsignal S0 schaltet die Latchstufe 4 von einem nicht
aktiven Zustand auf einen aktiven Zustand um, und sie wechselt das
Steuersignal AO0 von L auf H. Während
der Periode, in der das Steuersignal AO0 H ist, verbleibt die Pegelschiebeschaltung 5,
deren Aktivierung/Deaktivierung durch das Steuersignal AO0 gesteuert
wird, im aktiven Zustand, und sie gibt ein Ausgangssignal ALO aus,
das dadurch erhalten wird, dass die Spannung des von außen zugeführten Vorablade-Steuersignals
PCTL niedriger Amplitude oder das Vorablade-Steuersignal PCTLB auf
im Wesentlichen dieselbe Amplitude wie die der Treiberspannung für die Vorabladeschaltung 3 angehoben
wird. Danach deaktiviert das Rücksetzsignal
S1 die Latchstufe 4, und es wechselt das Steuersignal AO0
von H auf L, und die Pegelschiebeschaltung 5 wird deaktiviert.
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Bei
dieser Reihe von Operationen tritt ein Konstantstrom nur während der
Betriebsperiode der Vorabladeschaltung der 10 auf,
was Verringerungen des Stromverbrauchs im Vergleich zum in der 4 dargestellten
Vergleichsbeispiel ermöglicht, bei
dem die Vorabladeschaltung die ganze Zeit arbeitet.
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Die 11 ist
ein Schaltbild, das, als Beispiel, eine Anordnung einer anderen
Latchstufe 4a zeigt, die in die Vorablade-Steuerschaltung 1 in
der Vorabladeschaltung 3 eingebaut ist. Da die Latchstufe 4a der 11 ein
Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop
ist, wechselt es sein Ausgangssignal entsprechend den eingehenden
Setz- und Rücksetzsignalen.
Die 12 zeigt das Schalten des Ausgangssignals auf
das Eingangssignal hin.
-
Nachfolgend
wird die Notation (Setzsignalzustand, Rücksetzsignalzustand) ähnlich wie
im Fall der 6 verwendet. Wenn das Ausgangssignal
der Latchstufe 4a im Anfangszustand L ist, wechselt das Ausgangssignal
auf (H, L) oder (H, H) hin von L auf H. Dann verbleibt das Ausgangssignal
auf (H, L), (H, H) oder (L, L) auf H, und auf (L, H) wechselt es
von H auf L. Im letzteren Fall verbleibt das Ausgangssignal dann
auf (L, H) oder (L, L) hin auf L.
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Die 13 und 14 zeigen
das Timing tatsächlicher
Operationen der Schaltung. Das Ausgangssignal wechselt von L auf
H nachdem das Setzsignal von L auf H gewechselt hat, und dann verbleibt es
bis (L, H) auf H. D.h., dass das Ausgangssignal von H auf L wechselt
nachdem entweder das Rücksetzsignal
von L auf H gewechselt hat, was erfolgt, nachdem das Setzsignal
von H auf L gewechselt hat, oder nachdem das Setzsignal von H auf
L gewechselt hat, was erfolgt, nachdem das Rücksetzsignal von L auf H gewechselt
hat. Danach verbleibt das Ausgangssignal auf L bis das Setzsignal
erneut von L auf H wechselt.
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Gemäß der oben
erörterten
Anordnung nimmt das Signal (H, H) bei der Anordnung der 11 ein
tolerierbares Muster im Vergleich zum Fall der 5 ein,
und als Setz- und Rücksetzsignal
können
zwei Signale verwendet werden, die eine gemeinsame H-Periode aufweisen.
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Die 15 ist
ein Blockdiagramm, das eine andere Anordnung der Vorablade-Steuerschaltung 1 in
der Vorabladeschaltung 3 zeigt. Das Beispiel hier verfügt über eine
Latchstufe 4a, die durch das o.g. Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop der 11 gebildet
ist, und eine Pegelschiebeschaltung 5, wie sie im vorigen
Beispiel erörtert
wurde. Ein durch Anheben der Spannung in der Pegelschiebeschaltung 5 vom
Stromtreibertyp erhaltenes Ausgangssignal ALO wird über einen
Inverter 8 als Rücksetzsignal S1a
der Latchstufe 4a zugeführt.
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Die 16 zeigt
das Timing und Operationen der Vorablade-Steuerschaltung 1 der 15. Das
Setzsignal S0 wird aktiv bevor das Vorablade-Steuersignal PCTL aktiv
wird, und es bleibt zumindest solange aktiv bis das Vorablade-Steuersignal
PCTL aktiv wird. Nachdem dieses Setzsignal S0 von L auf H gewechselt
hat, ist die Latchstufe 4a aktiviert, und sie wechselt
ihr Ausgangssignal, d.h. das Steuersignal AO0 von L auf H. Dies
bewirkt, dass die Pegelschiebeschaltung 5, deren Aktivierung/Deaktivierung
durch das Steuersignal AO0 kontrolliert wird, in einen aktiven Zustand
wechselt und in diesem verbleibt und ein Ausgangssignal AL0 ausgibt,
das durch Anheben der Spannung des von außen zugeführten Vorablade-Steuersignals
PCTL niedriger Amplitude oder des Vorablade-Steuersignals PCTLB
auf im Wesentlichen dieselbe Amplitude wie die der Treiberspannung
für die
Vorabladeschaltung 3 erhalten wurde.
-
Das
Ausgangssignal AL0 wird durch den Inverter 8 invertiert
und der Latchstufe 4a als Rücksetzsignal S1a zugeführt. Dies
bewirkt, dass die Latchstufe 4a auf nicht aktiv wechselt,
nachdem das Ausgangssignal AL0 von H auf L gewechselt hat, und dass
das Ausgangssignal AL0 der Pegelschiebeschaltung 5 auf
L verbleibt, wenn das Setzsignal S0 von H auf L gewechselt hat,
wie es mit der durchgezogenen Linie in der 16 dargestellt
ist, nachdem die Vorablade-Steuersignale PCTL und PCTLB von aktiv
auf nicht aktiv gewechselt haben. Demgegenüber wechselt, wenn das Setzsignal
S0 von H auf L gewechselt hat, wie es mit der gestrichelten Linie
in der 16 dargestellt ist, bevor die
Vorablade-Steuersignale PCTL und PCTLB von aktiv auf nicht aktiv wechseln,
die Latchstufe 4a auf einen Wechsel des Setzsignals S0
von H auf L in den nicht aktiven Zustand.
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Diese
Anordnung beseitigt das Erfordernis, das Rücksetzsignal S1 der Anordnung
der 9 von außen
zuzuführen.
Der Vorablade-Steuerschaltung 1 müssen nur drei Eingangssignale
zugeführt
werden: nämlich
das Setzsignal S0 mit derselben Amplitude wie die der Versorgungsspannung
VDD sowie die Vorablade-Steuersignale PCTL und PCTLB, die mit niedrigen
Amplituden von außen
an die Tafel gelegt werden. Daher ist die Anzahl der Leitungen verringert und
das Schaltungslayout ist einfach gemacht.
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Die 17 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine andere Anordnung der
in die Vorabladeschaltung 3 eingebauten Vorablade-Steuerschaltung 1 zeigt.
Das hier vorliegende Beispiel beinhaltet: eine Latchstufe 4a aus
einem Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop
und eine identische Latchstufe 4b anstelle der oben erörterten
Latchstufe 4; sowie Pegelschiebeschaltungen 5a und 5b vom Stromtreibertyp.
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Die 18 zeigt
das Timing und Operationen der Vorablade-Steuerschaltung 1 der 17. Nachdem
das Setzsignal S2 von L auf H gewechselt hat, wird die Latchstufe 4a aktiviert,
und sie wechselt ihr Ausgangssignal, d.h. das Steuersignal AO1,
von L auf H. Dies bewirkt, dass die Pegelschiebeschaltung 5a,
deren Aktivierung/Deaktivierung durch AO1 gesteuert wird, in einen
aktiven Zustand wechselt und in diesem verbleibt und, an die Latchstufe 4b,
ein Steuersignal AL1 ausgibt, das durch Anheben der Spannung des
von außen
zugeführten
Vorablade-Steuersignals PCTL niedriger Amplitude oder des Vorablade-Steuersignals
PCTLB auf im Wesentlichen dieselbe Amplitude wie die der Treiberspannung
für die
Vorabladeschaltung 3 erhalten wurde.
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Nachdem
das Steuersignal AL1 von L auf H gewechselt hat, befindet sich die
Latchstufe 4b im zweiten Zustand, in dem sie das Steuersignal
AL1 als ihr Setzsignal verwendet, und sie wechselt von einem nicht
aktiven Zustand in einen aktiven Zustand und wechselt ihr Ausgangssignal,
d.h. das Steuersignal BO1, an die Pegelschiebeschaltung 5b der
zweiten Stufe von L auf H. Hierbei verwendet die Latchstufe 4a im
ersten Zustand das Steuersignal BO1 als Rücksetzsignal; daher wechselt,
wenn das Setzsignal S2 nun bereits von H auf L gewechselt hat, die Latchstufe 4a von
einem aktiven Zustand in einen nicht aktiven Zustand, nachdem das
Steuersignal BO1 von L auf H gewechselt hat; demgegenüber wechselt,
wenn das Setzsignal S2 auf H verbleibt, die Latchstufe 4a von
einem aktiven Zustand in einen nicht aktiven Zustand nachdem das
Setzsignal S2 von H auf L gewechselt hat, und ihr Ausgangssignal, d.h.
das Steuersignal AO1, wechselt von H auf L.
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Auf
diese Weise wechselt die Pegelschiebeschaltung 5a in einen
nicht aktiven Zustand, und das Steuersignal AL1 wechselt von H auf
L. Außerdem wechselt,
nachdem das Steuersignal BO1 auf H gegangen ist, die Pegelschiebeschaltung 5b in
der zweiten Stufe in einen aktiven Zustand, und sie gibt ein Ausgangssignal
BL1 aus, das dadurch erhalten wurde, dass die Spannung des von außen zugeführten Vorablade-Steuersignals
PCTL niedriger Amplitude oder des Vorablade-Steuersignals PCTLB
auf im Wesentlichen dieselbe Amplitude wie die der Treiberspannung
für die
Vorabladeschaltung 3 angehoben wurde.
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Das
Ausgangssignal BL1 wird durch den Inverter 8 invertiert,
um als Rücksetzsignal
der Latchstufe 4b zu dienen. Selbst wenn die Pegelschiebeschaltung 5a in
einen nicht aktiven Zustand wechselt und das Steuersignal AL1 von
H auf L wechselt, verbleibt die Pegelschiebeschaltung 5b in
einem aktiven Zustand und gibt weiterhin ein hohes Steuersignal BO1
aus, da das Umkehrsignal des Ausgangssignals BL1, das das Rücksetzsignal
ist, L ist. Danach wird, wenn das Ausgangssignal BL1 von H auf L.
wechselt, nachdem ein Wechsel der Vorablade-Steuersignale PCTL und
PCTLB auftrat, das Rücksetzsignal
der Latchstufe 4b aktiv, diese Latchstufe 4b wechselt
in einen nicht aktiven Zustand und das Steuersignal BO1 wechselt
von H auf L. Als Ergebnis des Wechsels von BO1 auf L wechselt die
Pegelschiebeschaltung 5b ebenfalls in einen nicht aktiven
Zustand. Bei dieser Reihe von Operationen tritt ein Konstantstrom nur
während
der Betriebsperiode der Vorabladeschaltung gemäß der 18 auf,
was Verringerungen des Stromverbrauchs im Vergleich zum in der 4 dargestellten
Vergleichsbeispiel gewährleistet, bei
dem die Vor abladeschaltung die ganze Zeit über arbeitet.
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Diese
Anordnung benötigt
nur drei Eingangssignale für
die Vorablade-Steuerschaltung 1, wie die Anordnung der 15:
nämlich
das Setzsignal S2 und die Vorablade-Steuersignale PCTL und PCTLB.
Daher kann die Anzahl der Leitungen verringert werden.
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Die 19 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, eine Anordnung einer Bildanzeigevorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt. Die Anordnung der 19 ist
diejenige eines Flüssigkristalldisplays
mit aktiver Matrix, das, ähnlich
wie ein herkömmliches, aus
einem Pixelarray ARY, einer Scansignalleitungs-Treiberschaltung
(Gatetreiber) GD, einer Datensignalleitungs-Treiberschaltung (Datentreiber)
SD und einer Vorabladeschaltung 3 besteht. Das Pixelarray
ARY verfügt über in einer
Matrix angeordnete Pixel PIX (die 20 ist
ein Diagramm einer die interne Struktur zeigenden Ersatzschaltung).
Ein Unterschied gegenüber
der herkömmlichen
Vorabladeschaltung PC findet sich in der Vorabladeschaltung 3, die
auf die o.g. Weise aufgebaut ist.
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Im
Allgemeinen ist bei einem Flüssigkristalldisplay
eine relativ hohe Treiberspannung von 15 V bis 25 V erforderlich,
um ein Flüssigkristallelement anzusteuern,
und daher wird die Treiberschaltung auch häufig mit einer Spannung von ähnlichem
Wert betrieben. Demgegenüber
hat das der Bildanzeigevorrichtung zugeführte Signal, das durch einen
IC erzeugt wird, einen typischen Spannungswert von 3,3 V bis 5 V.
Daher entsteht das Erfordernis, eine Spannungswandlerschaltung (Pegelschiebeschaltung)
irgendeiner Art zwischen diesen einzufügen. Bei der Erfindung wird,
wie bereits angegeben, der Energieverbrauch dadurch eingeschränkt und
für eine
zufriedenstellende Bildanzeige gesorgt, dass dafür gesorgt wird, dass die Pegelschiebeschaltung 5 vom
Stromtreibertyp nur während
ausgewählter
Perioden arbeitet.
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Gemäß der 1 besteht
der Abtastschalter 2 aus einem CMOS-Schalter mit Paaren
aus jeweils einem p-Transistor Mp1 bis Mpi und einem n-Transistor
Mn1 bis Mni für
jede Datensignalleitung SL1 bis SLi. Die Transistoren Mp1 bis Mpi
und Mn1 bis Mni sind mit ihren Drains mit den Datensignalleitungen SL1
bis SLi verbunden, und sie empfangen an ihren Sources eine gemeinsame
Vorabladespannung. Die n-Transistoren Mn1 bis Mni empfangen an ihren Gates
die o.g. gemeinsamen Ausgangssignale AL0 und BL1 von der Vorablade-Steuerschaltung 1,
die durch zweistufige Inverter 9a und 9b gepuffert
werden. Die p-Transistoren Mp1 bis Mpi empfangen an ihren Gates
die gemeinsamen Ausgangssignale AL0 und BL1, die hier nicht nur
durch die Inverter 9a und 9b sondern auch durch
einen anderen Inverter 9c gepuffert werden.
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Die
Vorabladespannung ist entweder eine variable oder eine konstante
Spannung, was von einem Videosignal (Daten) abhängt, das in die Datensignalleitungs-Treiberschaltung
SD eingegeben wird. Durch Herstellen des Abtastschalters 2 aus
einem CMOS, wie oben angegeben, wird, wenn die Vorabladespannung
dicht beim Potenzial VDD liegt, bei dem es sich um die Versorgungsspannung
für den hohen
Pegel der Vorabladeschaltung 3 handelt, die Vorabladespannung
prinzipiell über
p-Transistoren Mp1 bis Mpi an die Datensignalleitungen SL1 bis SLi angelegt.
Wenn die Vorabladespannung dicht beim Potenzial VSS liegt, bei dem
es sich um die Versorgungsspannung für den niedrigen Pegel der Vorabladeschaltung 3 handelt,
wird die Vorabladespannung prinzipiell über n-Transistoren Mn1 bis
Mni an die Datensignalleitungen SL1 bis SLi angelegt. Dies schränkt die
Abhängigkeit
des Treibervermögens
des Abtastschalters 2 von der Vorabladespannung auf das
kleinstmögliche
Ausmaß ein,
was es ermöglicht, gleichmäßige Vorabladeeffekte
zu erzielen.
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Die
Schaltung zum Erzeugen der Vorabladespannung verfügt über eine
Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 zum Erzeugen einer
Spannung auf ein einzelnes oder mehrere Spannungseinstellsignale
hin, wie dies beispielsweise in der 21 dargestellt
ist, sowie eine Pufferschaltung 12 zum Puffern eines Ausgangssignals
der Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 und zum Ausgeben des
gepufferten Ausgangssignals an die Ausgangsleitung PL der 1.
Die Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 verfügt, wie
es in 22 dargestellt ist, über
einen Trimmerwiderstand 15 zwischen der Spannungsversorgung 13 für den hohen
Pegel und der Spannungsversorgung 14 für den niedrigen Pegel. Mittels
einer Spannungsauswahlschaltung 16 zum Einstellen des Trimmerwiderstands 15 auf
das Spannungseinstellsignal hin wird eine Zwischenspannung zwischen
dem hohen und dem niedrigen Pegel, wie durch den Trimmerwiderstand 15 erzeugt, als
Vorabladespannung ausgegeben. Die Anordnung der 22 sorgt
dafür,
dass von einem Horizontalsynchronisiersignal HSYNC, einem Vertikalsynchronisiersignal
VSYNC, dem Vorablade-Steuersignal PCTL und einem Korrektursignal
abhängig
vom Modus der Vorabladespannung ein beliebiges oder alle als Spannungseinstellsignale
eingegeben werden.
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Als
Beispiel einer Anordnung, wie sie dann geeignet ist, wenn das Videosignal
durch einen Wechselstrom betrieben wird, erfolgt eine Erläuterung
für den
Fall, dass die Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 als
Erstes ein Potenzial mit entgegengesetzter Polarität zu der
des unmittelbar vorange gangenen Videosignals als Vorabladespannung
ausgibt und dann das Ausgangssignal entweder zum Start der Vorabladeperiode
oder mit einer vorbestimmten Periode nach dem Start auf ein Vorablade-Zielpotenzial
wechselt.
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Bei
z.B. einer solchen Anordnung, bei der das Videosignal mit einem
Wechselstrom mit einer Frequenz betrieben wird, die einer Horizontalperiode entspricht,
und das Ausgangssignal mit dem Start der Vorabladeperiode auf ein
Vorabladepotenzial wechselt, empfängt die Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 Eingänge des
Vorablade-Steuersignals PCTL und des Horizontalsynchronisiersignals HSYNC
als Spannungseinstellsignale. In diesem Fall steuert die Spannungsauswahlschaltung 16 den Trimmerwiderstand 15 auf
Grundlage des Horizontalsynchronisiersignals HSYNC in solcher Weise,
dass ein Potenzial entgegengesetzter Polarität unter den Potenzialen für jede Polarität vorbestimmt
wird, wenn das Vorablade-Steuersignal PCTL nicht aktiv ist. Demgegenüber steuert
die Spannungsauswahlschaltung 16 den Trimmerwiderstand 15 zur
Ausgabe eines vorbestimmten Vorabladepotenzials, wenn das Vorablade-Steuersignal
PCTL aktiv ist.
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Wenn
die Vorabladespannung eine Konstantspannung ist, fällt die
Ausgangsspannung der Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 auf
die Polarität
der unmittelbar vorangegangenen Horizontal- oder Vertikalperiode,
und sie konvergiert auf eine vorbestimmte Vorabladespannung. Im
Ergebnis kann, wenn die Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 kein
ausreichend großes
Treibervermögen
aufweist, ihre Ausgangsspannung möglicherweise nicht innerhalb
einer Vorabladeperiode auf eine Vorabladespannung konvergieren,
wie es in der 23 dargestellt ist.
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Demgegenüber liegt,
wenn die Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 ein Potenzial
entgegengesetzter Polarität
zu dem des unmittelbar vorangegangenen Videosignals ausgibt, wie
oben angegeben, und zwar selbst dann, wenn ein Ziehen in gewissem
Ausmaß auftritt,
wie es in der 24 dargestellt ist, das sich
ergebende Potenzial näher
an der Ziel-Vorabladespannung als im Fall der 23. Die
Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 wechselt ihre
Ausgangsspannung auf die Ziel-Vorabladespannung bevor die Vorabladespannungperiode endet.
Dies gewährleistet,
dass, abweichend vom Fall der 23, die
Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 selbst bei unzureichendem
Treibervermögen
bis zur Vorabladespannung laden kann.
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Die
vorstehende Erläuterung
konzentrierte sich auf die Ansteuerung mittels eines Wechselstroms
mit einer Frequenz, die einer Horizontalperiode ent spricht; wenn
jedoch das Horizontalsynchronisiersignal HSYNC durch ein Vertikalsynchronisiersignal
VSYNC ersetzt wird, gilt dieselbe Erläuterung für eine Ansteuerung mittels
eines Wechselstroms mit einer Frequenz, die einer Vertikalperiode
entspricht. In jedem Fall ergeben sich identische Vorteile, wenn die
Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 ein Potenzial
mit entgegengesetzter Polarität
zur der des unmittelbar vorangegangenen Videosignals auf Grundlage
des Vorablade-Steuersignals PCTL und des Signals ausgibt, durch
das die Polarität
des unmittelbar vorangegangenen Videosignals beurteilt werden kann.
-
Nun
erfolgt unter Bezugnahme auf die 25(a) bis 25(c) eine Erläuterung
zum Fall, dass ein Korrektursignal an die Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 der 23 als
Spannungseinstellsignal geliefert wird. Das Korrektursignal kompensiert
Versätze
betreffend Eigenschaftsunterschiede der p- und n-Transistoren in
der Tafel und die Vorabladespannung, wie durch Messen von Flackern
bei der Anzeige tatsächlicher
Bilder erhalten.
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Jede
Datensignalleitung SL1 bis SLi ist individuell mit einem Analogschalter
ASW1 bis ASWi zum Abtasten eines Videosignals (Daten) DAT versehen,
wie es in der 26 dargestellt ist.
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Diese
Analogschalter ASW1 bis ASWi sorgen dafür, dass das Videosignal (Daten)
DAT sequenziell abgetastet wird und auf die Datensignalleitungen
SL1 bis SLi geschrieben wird. Die Analogschalter ASW1 bis ASWi bestehen
aus CMOS-Schaltern, wie der Abtastschalter 2 der 1,
so dass sie in beiden Richtungen ansteuern können. Jedoch können sich
der n- und der p-Kanal-Transistor,
wie sie in jedem CMOS-Schalter vorhanden sind, hinsichtlich des
Treibervermögens
aufgrund z.B. von Unterschieden der Transistoreigenschaften voneinander
verschieden sein.
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Hier
sei angenommen, dass die Transistoren so spezifiziert sind, dass
sie ein ausreichendes Treibervermögen zeigen, so dass solche
mit kleinerem Treibervermögen
immer noch ausreichend leistungsfähig für den Abtastvorgang sind, obwohl
solche Unterschiede vorliegen, so dass die Analogschalter ASW1 bis
ASWi das Videosignal unabhängig
von der Ladepolarität
abtasten können.
Wenn jedoch das Treibervermögen über das
Erfordernis hinaus erhöht wird,
sind die Transistoren für
eine unerwünscht
vergrößerte Fläche verantwortlich,
und sie verbrauchen einen unerwünscht
großen
Strom. Indessen kann, wenn die Treiberfähigkeiten auf niedrige Werte
spezifiziert werden, einer der Transistoren ausreichend leistungsfähig für den Abtastvorgang
sein, während dies
der andere Transistor nicht ist.
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Demgegenüber gibt,
wenn die zwei Transistoren dasselbe Treibervermögen aufweisen, die Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11,
die auf das Korrektursignal Bezug nimmt, wie es in der 25(a) dargestellt ist, einen Mittelwert aus der
Maximalamplitude positiver Polarität und der Maximalamplitude
negativer Polarität
aus. Indessen schaltet, wenn die zwei Transistoren nicht über das
identische Treibervermögen
verfügen
und abhängig
von der Laderichtung ein unregelmäßiger Schaltvorgang auftritt,
wie es in den 25(b) und 25(c) dargestellt
ist, die Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 das Vorabladepotenzial
vom Mittelwert (im Fall der 25(a))
auf einen Wert um, der den unregelmäßigen Schreibvorgang auf Grundlage
des Korrektursignals kompensiert. Dies ermöglicht sowohl eine Verringerung
des Treibervermögens
als auch eine Beseitigung des unregelmäßigen Schreibens. Ferner existiert,
wenn das Vorabladepotenzial konstant ist, eine geringere Belastung
der die Bildanzeigevorrichtung ansteuernden externen Schaltung, was
die externe Schaltung einfacher und weniger energieverbrauchend
macht.
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Die
vorstehende Erläuterung
konzentrierte sich auf den Fall, dass auf einen Mittelwert Bezug
genommen wird, was eine geeignete Anordnung für einen Abtastschalter 2 mit
relativ hohem Treibervermögen
und ein Videosignal (Daten) mit einem Amplitudenpegel ist, der ausreichend
klein im Vergleich zur Treiberversorgungsspannung der Datensignalleitungs-Treiberschaltung
SD ist. Um die Belastung der die Vorabladespannung erzeugenden Schaltung oder
den Energieverbrauch weiter zu senken, kann die Vorabladespannung
auf einen konstanten Wert eingestellt werden, der häufiger als
andere verwendet wir, nicht auf den Mittelwert.
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Die 22 zeigt
als weiteres Beispiel eine Anordnung, bei der die Vorabladespannung-Erzeugungsschaltung 11 als
Spannungseinstellsignal entweder ein Horizontalsynchronisiersignal
HSYNC oder ein Vertikalsynchronisiersignal VSYNC liefert, um die
Vorabladespannung entsprechend der Polarität eines anschließend geschriebenen
Videosignals zu wechseln, wie es in der 25(d) dargestellt
ist. In diesem Fall ist die Differenz zwischen dem Vorabladepotenzial
und dem Potenzial des geschriebenen Videosignals weiter verringert.
Im Ergebnis kann selbst dann, wenn der Abtastschalter 2 über ein
kleines Treibervermögen
verfügt,
das Videosignal sicher geschrieben werden, und es wird die Fähigkeit
erzielt, Bilder mit guter Qualität
anzuzeigen.
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Die
vorstehende Erläuterung
behandelte der Zweckdienlichkeit halber die Einstellverfahren einzeln.
Alternativ können
zwei oder mehr Einstellverfahren gleichzeitig genutzt werden: z.B.
können
alle Einstellverfahren gleichzeitig genutzt werden, bei denen das
Korrektursignal, das Horizontalsynchronisiersignal HSYNC oder das
Vertikalsynchronisiersignal VSYNC und das Vorablade-Steuersignal
PCTL als Spannungseinstellsignale zugeführt werden.
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Die 26 ist
ein Blockdiagramm, das, als Beispiel, eine Anordnung der Datensignalleitungs-Treiberschaltung
SD zeigt, während
die 27 den Signalverlauf im Betrieb zeigt. Die Datensignalleitungs-Treiberschaltung
SD empfängt
ein Startsignal SPS und ein Taktsignal CKS/CKSB niedriger Amplitude,
die von außen
der Tafel zugeführt werden,
wobei das Startsignal SPS dadurch erhalten wird, dass die Spannung
des Startsignals SP/SPB niedriger Amplitude durch die Pegelschiebeschaltung
LV auf den Pegel der Versorgungsspannung VDD der Datensignalleitungs-Treiberschaltung
SD angehoben wird. Wenn das für
den Start eines Horizontalscanzyklus repräsentative Startsignal SPS an ein
Schieberegister SR1 einer ersten Stufe geliefert wird, werden Impulse
auf Taktsignale CKS/CKSB hin an Schieberegister SR2 bis SRi und
SRd in einer zweiten und späteren
Stufe, die in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind, übertragen.
Der Signalverlauf der Impulse wird in den individuell vorhandenen Signalverlauf-Modifizierschaltungen
F1 bis Fi und Fd modifiziert und als Signalleitungs-Auswählsignale SO1
bis SOi sowie SOd ausgegeben.
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Indessen
ist jede Datensignalleitung SL1 bis SLi mit einem individuellen
Analogschalter ASW1 bis ASWi versehen, um ein Videosignal (Daten)
DAT abzutasten. Als Ergebnis dessen, dass die Analogschalter ASW1
bis ASWi durch die Signalleitungs-Auswählsignale SO1 bis SOi angesteuert
werden, wird das Videosignal (Daten) DAT sequenziell abgetastet
und auf die Datensignalleitungen SL1 bis SLi geschrieben. Das Signalleitungs-Auswählsignal SOi
wandert über
die Tafel und wird an die Vorabladeschaltung 3 geliefert.
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Die 28(a) zeigt ein typisches Eingangssignal-Timingdiagramm
einer Bildanzeigevorrichtung, an der die Vorabladeschaltung 3 angebracht
ist. In der 28(a) ist SPS ein Signal, das
für den
Start eines Horizontalscanzyklus repräsentativ ist, CKS ist ein Taktsignal
niedriger Amplitude, das der Datensignalleitungs-Treiberschaltung
SD zugeführt
wird, und SOi – 1
und SOi sind Signalleitungs-Auswählsignale. GPS
und GPSB repräsentieren
ausgewählte
Periode, d.h. effektive Anzeigegebiete, für die Scansignalleitung GL,
wie durch die Scansignalleitungs-Treiberschaltung GD erzeugt. PCTL
und PCTLB sind Vorabladesignale, wie bereits erläutert, und in der 28(a) befindet sich die Vorabladeperiode in einer Horizontalaustastperiode.
Gemäß der Erfindung
arbeitet die Vorabladeschaltung 3, d.h. die o.g. Pegelschiebeschaltung 5, 5a oder 5b nur
während
einer vorbestimmten, kürzeren
Periode, die diese Periode einschließt, als es einer effektiven
Anzeigeperiode innerhalb einer Horizontalperiode entspricht.
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Die 28(b) ist ein Timingdiagramm zu Operationen der
Vorabladeschaltung 3, die die gemäß der 9 aufgebaute
Vorablade-Steuerschaltung 1 enthält und das letzte Signalleitungs-Auswählsignal
SOi als Setzsignal S0 und das Startsignal SPS als Rücksetzsignal
S1 verwendet. Daher kann die Vorabladeschaltung 3 dazu
veranlasst werden, ab dem Zeitpunkt unmittelbar vor der Horizontalaustastperiode
bis dann zu arbeiten, bis das erste Signalleitungs-Auswählsignal
SO1 ausgegeben wird. Anders gesagt, arbeitet die Vorabladeschaltung 3 beinahe während der
gesamten effektiven Anzeigeperiode nicht. In diesem Fall arbeitet,
und verbraucht demgemäß Energie,
tatsächlich
während
einer Horizontalaustastperiode zuzüglich einer Signaltaktperiode des
Taktsignals CKS während
das letzte Signalleitungs-Auswählsignal
SOi ausgegeben wird. Z.B. beträgt
für den
NTSC-Modus die Horizontalaustastperiode 13 μs bei einem
effektiven Anzeigegebiet von ungefähr 50 μs, und eine einzelne Taktperiode
ist ungefähr
einige wenige hundert ns lang. Der Energieverbrauch in der Vorabladeschaltung 3 kann
auf ungefähr
ein Viertel (genauer gesagt, 13/50) desjenigen einer Vorabladeschaltung
verringert werden, die die ganze Zeit über arbeitet.
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Die
Offenlegung Nr. 7-121139/1995 einer japanischen Patentanmeldung
(Tokukaihei 7-121139; veröffentlicht
am 12. Mai 1995) gibt das Absenken des Energieverbrauchs durch ein
vorab erfolgendes Laden nur während
effektiver Anzeigeperioden an. Jedoch geht der effektiven Anzeigeperiode
unmittelbar eine Vertikalaustastperiode voran, und es folgt eine
solche, und die Vorabladeschaltung arbeitet während beinahe einer gesamten
Vertikalaustastperiode nicht. Während
einer Vertikalaustastperiode beträgt, im NTSC-Modus, ein Vertikalzyklus
16,7 ms, wohingegen eine Vertikalaustastperiode 2,85 ms beträgt und 17%
ausmacht. Demgegenüber
beträgt
die Nicht-Betriebsperiode bei der Erfindung, wie oben angegeben,
ungefähr
drei Viertel, was stark zu einer Verringerung des Energieverbrauchs
beiträgt.
Jedoch kann die in Tokukaihei 7-121139 offenbarte Anordnung selbstverständlich in
Kombination verwendet werden.
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Außerdem wird,
gemäß Tokukaihei
7-121139 die Vorabladespannung dauernd erzeugt, jedoch wird dadurch,
dass dafür
gesorgt wird, dass die Ausgangs schaltung hohe Impedanz aufweist,
verhindert, dass sie ausgegeben wird. Bei der Erfindung wird der Konstantstrom
in der Vorabladeschaltung 3 (der durch die Konstantstromquelle 7 gelieferte
Strom) durch die Steuerung des Pegelschiebers vom Stromtreibertyp
gestoppt, und daher wird weniger Energie verbraucht.
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Die 28(c) ist ein Timingdiagramm zu Operationen einer
Vorabladeschaltung für
den Fall, dass SOi als Setzsignal S2 für die gemäß der 17 aufgebaute
Vorablade-Steuerschaltung 1 verwendet wird. In diesem Fall
arbeitet die Vorabladeschaltung 3 während der Vorabladeperiode
mit Betriebstoleranzen dwr und dpr. Der Energieverbrauch kann weiter entsprechend
dwf +– dpf eingeschränkt werden, wobei dieser Wert
ungefähr
der Hälfte
der Summe der Betriebstoleranzen, im Vergleich zum vorigen Fall,
beträgt.
Ferner ist kein anderes Steuersignal als S2 erforderlich; daher
kann, wie bereits angegeben, die Verdrahtung leicht konzipiert werden
und die Tafelgröße wird
im geringstmöglichen
Ausmaß beeinflusst.
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Ferner
kann bei einer Anordnung, bei der ein Signalleitungs-Auswählsignal
SOd, das keiner der Signalleitungen entspricht, folgend auf das
letzte Signalleitungs-Auswählsignal
SOi ausgegeben wird, wie in der Datensignalleitungs-Treiberschaltung
SD der 26, wenn das Signalleitungs-Auswählsignal SOd
als die vorstehend genannten Setzsignale S0 und S2 verwendet wird,
die Vorabladeschaltung 3 dazu veranlasst werden, gleichzeitig
mit dem Abschluss des Ansteuerns der letzten Signalleitung SLi zu
arbeiten, die Betriebsperiode der Vorabladeschaltung 3 kann
um eine Signaltaktperiode des vorangegangenen Signalleitungs-Auswählsignals
SOi verkürzt
werden, die Verdrahtung bildet keinerlei zusätzliche Belastung für die Signalverlaufs-Modifizierschaltung
Fi der letzten Signalleitung SLi, und es können auch dadurch verursachte
Unregelmäßigkeiten
der Anzeige beseitigt werden.
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Bei
der Erfindung können
nicht nur das Signalleitungs-Auswählsignal SOi der letzten Signalleitung
SLi und das zugehörige,
folgende Signalleitungs-Auswählsignal
SOd sondern auch andere Signale, wie SOi – 1 und SOi – 2, als
Setzsignale S0 und S2 verwendet werden. Außerdem können nicht nur das Startsignal
SPS sondern auch andere Signale, wie SO1 und SO2, als Rücksetzsignal
S1 verwendet werden. Die Vorabladeschaltung 3 muss nur
während
einer kürzeren
Periode, die die Vorabladeperiode beinhaltet, arbeiten als es der
effektiven Anzeigeperiode innerhalb einer Horizontalperiode entspricht.
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Außerdem kann
bei der Bildanzeigevorrichtung der 19 die
Treiberschal tung mit verringerten Kosten und verbesserter Zuverlässigkeit
hergestellt und als Baustein fertiggestellt werden, wenn die Datensignalleitungs-Treiberschaltung
SD, die Scansignalleitungs-Treiberschaltung GD und die Vorabladeschaltung 3 auf
demselben Substrat wie Pixel vorhanden sind (monolithische Struktur),
im Vergleich zum Fall, dass diese Schaltungen auf einem von den Pixeln
getrennten Substrat vorhanden sind.
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Die 29 ist
eine Zeichnung, die, als Beispiel, eine Struktur eines Dünnschichttransistors
aus polykristallinem Silicium in der Bildanzeigevorrichtung zeigt.
Der in der 29 dargestellte Dünnschichttransistor
aus polykristallinem Silicium verfügt über eine Stapelstruktur (obenliegendes
Gate), bei der der Dünnfilm
aus polykristallinem Silicium auf dem isolierenden Substrat (Isolationssubstrat)
als aktive Schicht wirkt. Die Erfindung ist nicht hierauf beschränkt; der
Dünnschichttransistor
aus polykristallinem Silicium kann eine andere Struktur, wie eine
invertierte Stapelstruktur, aufweisen.
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Das
Anbringen derartiger Dünnschichttransistoren
aus polykristallinem Silicium ermöglicht es, die Scansignalleitungs-Treiberschaltung
GD, die Datensignalleitungs-Treiberschaltung SD und die Vorabladeschaltung 3 auf
demselben Substrat wie das Pixelarray durch im Wesentlichen dieselben
Herstellschritte wie ursprünglich
herzustellen, jedoch mit Treiberfähigkeiten für praktische Zwecke. Ferner
verfügt
ein Dünnschichttransistor
aus polykristallinem Silicium über
ein Treibervermögen,
das um eine oder zwei Größenordnungen
kleiner als das eines Dünnschichttransistors
aus einkristallinem Silicium (MOS-Transistor) ist, und er zeigt
weniger gleichmäßige Eigenschaften,
weswegen es erforderlich ist, bei einer Treiberschaltung über eine
größere Betriebstoleranz
zu verfügen.
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Demgemäß wird für die in
eine Niederspannungs-Schnittstelle der Bildanzeigevorrichtung eingebaute
Pegelschiebeschaltung typischerweise ein Stromtreibertyp verwendet,
da dieser größere Betriebstoleranzen
für die
Transistoreigenschaften als ein Spannungstreibertyp gewährleistet.
In einer Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp existiert ein
Konstantstrom, was den Energieverbrauch durch die Bildanzeigevorrichtung
erhöht.
Jedoch kann unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorabladeschaltung 3 dafür gesorgt
werden, dass die Pegelschiebeschaltung, 5, 5a oder 5b,
vom Stromtreibertyp in der Vorabladeschaltung nur während ausgewählter Perioden
arbeitet, und der Energieverbrauch kann in der Vorabladeschaltung 3 mit
einer Niederspannungs-Schnittstelle eingegrenzt werden.
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Die 30(a) bis 30(k) sind
erläuternde Zeichnungen,
die, als Beispiel, Herstellschritte für einen Dünnschichttransistor aus polykristallinem
Silicium in der erfindungsgemäßen Bildanzeigevorrichtung
veranschaulichen.
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Das
Folgende ist eine kurze Erläuterung
eines Herstellprozesses für
einen Dünnschichttransistor
aus polykristallinem Silicium bei 600°C oder darunter unter Bezugnahme
auf die 30(a) bis 30(k).
Die 30(a) bis 30(k) repräsentieren
Schritte im Prozess.
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Als
Erstes wird ein Glassubstrat bereitgestellt (sh. die 30(a)). Dann wird auf dem Glassubstrat ein Dünnfilm aus
amorphem Silicium abgeschieden (sh. die 30(b)).
Es wird Excimerlaserlicht aufgestrahlt, um einen Dünnfilm aus
polykristallinem Silicium auszubilden (sh. die 30(c)). Der Dünnfilm
aus polykristallinem Silicium wird nach Wunsch strukturiert (sh.
die 30(d)), und aus Siliciumdioxid
wird ein Gateisolierfilm ausgebildet (sh. die 30(e)). Anschließend werden Gateelektroden
aus Aluminium oder einem anderen Metall für den Dünnschichttransistor hergestellt
(sh. die 30(f)). Danach werden der Source-
und der Drainbereich im Dünnschichttransistor
mit Fremdstoffen durchsetzt (Phosphor für den n-Bereich und Bor für den p-Bereich)(sh.
die 30(g) und 30(h)).
Dann wird ein Zwischenschicht-Isolierfilm aus Siliciumdioxid, Siliciumnitrid
oder dergleichen abgeschieden (sh. die 30(i)),
durch den hindurch ein Kontaktloch gebildet wird (sh. die 30(j)). Abschließend wird eine Leiterbahn aus Aluminium
oder einem anderen Metall hergestellt (sh. die 30(k)). Während
aller dieser Schritte überschreitet
die Temperatur 600°C
nicht, die während
der Herstellung des Gateisolierfilms erreicht wird. Daher kann ein
hoch wärmebeständiges Glas, wie
das von Corning Inc. in den USA erhältliche Glas 1737, verwendet
werden.
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Um
die Herstellung eines Flüssigkristalldisplays
abzuschließen,
werden ferner Elektroden (Transparente für ein transparentes Flüssigkristalldisplay
und Reflektive für
ein reflektierendes Flüssigkristalldisplay)
ferner über
einem anderen Zwischenschicht-Isolierfilm angebracht. Hierbei erlaubt
die Herstellung eines Dünnschichttransistors
aus polykristallinem Silicium bei 600°C oder darunter durch die Herstellschritte
der 30(a) bis 30(k) die Verwendung
eines billigen Glassubstrats großer Fläche, was wiederum einen größeren Bereich
von Wahlmöglichkeiten
für das
Substratmaterial eröffnet und
Kostensenkungen und Flächenvergrößerungen der
Bildanzeigevor richtung ermöglicht.
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Bisher
konzentrierte sich die Beschreibung auf die Verwendung der Schaltung
der 3 als Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp;
jedoch existieren Alternativen. Z.B. kann eine Pegelschiebeschaltung 51 gemäß der 31 verwendet
werden. Die Pegelschiebeschaltung 51 ist dem Grunde nach vom
Sourcefolgertyp, und sie wird mit einem Ausgangssignal gespeist,
dessen Amplitude beinahe mit der der Treiberspannung VDD der Pegelschiebeschaltung 51 ist,
in Phase mit einem Vorablade-Steuersignal PCTL, das an das Gate
des MN8 geliefert wird, und einem Vorablade-Steuersignal PCTLB,
das an das Gate des MP8 und die Source des MN10 geliefert wird.
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Hierbei
beinhaltet die Pegelschiebeschaltung 51 den MN7 als Schalter
zum Steuern des Betriebs der Schaltung, der sich zwischen einem
Signaleingangsanschluss und dem Gate des MP8 (d.h. der Source des
MN10) befindet, wobei es sich um einen der Eingangsabschnitte handelt.
Damit die Pegelschiebeschaltung 51 während nicht aktiver Perioden in
einem stabilen Zustand verbleibt, enthält sie ferner einen MP7 zwischen
dem Gate des MP8, mit potenzialfreiem Zustand in einem nicht aktiven
Zustand, dem Knoten der Source des MN10 und der Spannungsversorgung
VDD, und einen MN9 als Potenzialklemmschalter zwischen GND und dem
Knoten, der die Drains von MN8 und MP8 mit den Gates MN10 und MP9
verbindet.
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Die
Schalter MN7 und MP7 empfangen an ihren Gates ein Steuersignal.
Wenn das Steuersignal den hohen Pegel einnimmt (aktiv ist), schaltet
der Potenzialklemmschalter MP7 aus, während der Schalter MN7 zum
Steuern des Betriebs der Schaltung einschaltet. Dies ermöglicht es
der Pegelschiebeschaltung 51, zu arbeiten. Demgegenüber schaltet,
wenn das Steuersignal niedrig (nicht aktiv) ist, der Potenzialklemmschalter
MP7 ein, MN9 schaltet entsprechend ein, und der Schalter MN7 zum
Steuern des Betriebs der Schaltung schaltet aus. Dies bewirkt, dass
MP8, MN7 und MN10 den Pfad von der Spannungsversorgung VDD über MP8
und MN8 nach GND, über
den in einem aktiven Zustand ein konstanter Strom fließt, vollständig sperren,
und dass sie den Pfad von der Spannungsversorgung VDD über MP9,
MN10 und MN7 zu einem externen Signaleingangsanschluss, über den
in einem aktiven Zustand ein konstanter Strom fließt, vollständig sperren;
daher fließt
in einem nicht aktiven Zustand kein Strom.
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Ferner
klemmt der Potenzialklemmschalter MP7 das Ausgangssignal der Pegelschiebeschaltung 51 in
einem nicht aktiven Zustand aus den folgenden Grün den auf niedrig. Wenn das
Steuersignal niedrig ist, schaltet der Potenzialklemmschalter MP7 ein,
und MN9 schaltet entsprechend ein. Nach dem Einschalten von MN9
schaltet MP9 ein, wodurch MN11 eingeschaltet wird. Nach dem Einschalten
von MN11 schaltet MP11 ein, wodurch MN13 eingeschaltet wird. Im
Ergebnis wird das Ausgangssignal der Pegelschiebeschaltung 51 auf
niedrig geklemmt. MP7 bis MP12 sind alle p-MOSFETs, und MN7 bis MN13
sind alle n-MOSFETs.
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Die
oben erörterte
Anordnung ermöglicht
es dem Pegelschieber, nur während
ausgewählter
Perioden zu arbeiten, wodurch Verringerungen des Energieverbrauchs
in der Vorabladeschaltung 3 gewährleistet sind.
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Jedoch
ist es bevorzugt, die Anordnung der 3 für normalen
Gebrauch zu verwenden, da die Pegelschiebeschaltung 5 der 3 für eine große Betriebstoleranz
hinsichtlich Unregelmäßigkeiten
der Transistoreigenschaften und des Pegelschiebepegels im Vergleich
zur Pegelschiebeschaltung 51 sorgt.
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Die
Erfindung wurde bisher mittels mehrerer Ausführungsformen erörtert, jedoch
ist sie nicht auf diese Beispiele beschränkt. Die Erfindung ist in ähnlicher
Weise bei beliebigen Kombinationen der obigen Ausführungsformen
und weiteren Anordnungen, einschließlich der Arten und der Polaritäten der
verwendeten Signale, anwendbar.
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Wie
bisher detailliert angegeben, dient eine erfindungsgemäße Vorabladeschaltung
(3) zum vorab erfolgenden Laden einer Signalleitung (SL)
auf eine vorbestimmte Spannung vor dem Anlegen eines Videosignals
an die Signalleitung, und sie ist durch die folgende Anordnung gekennzeichnet.
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Die
Vorabladeschaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie über eine
Vorablade-Steuerschaltung (1) verfügt, die während einer kürzeren Periode, die
eine Vorabladeperiode umfasst, die nicht mit einer Ansteuerperiode
der Signalleitung zusammenfällt,
als einer effektiven Anzeigeperiode innerhalb einer Horizontalperiode
arbeitet, und die eine solche Steuerung ausführt, dass sie die vorbestimmte
Spannung ausgibt.
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Gemäß dieser
Anordnung wird ein Videosignal an die Signalleitung angelegt, nachdem
diese auf eine vorbestimmte Spannung vorab geladen wurde.
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Herkömmlicherweise
arbeitet eine Vorabladeschaltung während der ganzen Zeit. In der
Vorabladeschaltung fließt
selbst während
Nicht-Vorabladeperio den ein Konstantstrom solange die Vorabladeschaltung
arbeitet, was zu erhöhtem
Energieverbrauch in der Vorabladeschaltung führt.
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Demgemäß ist bei
der Erfindung eine Vorablade-Steuerschaltung vorhanden, die während einer speziellen,
kürzeren
Periode, die eine Vorabladeperiode beinhaltet, die nicht mit einer
Treiberperiode der Signalleitung übereinstimmt, als einer effektiven
Anzeigeperiode innerhalb einer Horizontalperiode arbeitet; daher
wird die Vorabladespannung nur während
aktiver Perioden der Vorabladeschaltung ausgegeben. Dank dieser
Steuerung fließt
während
nicht aktiven Perioden kein Konstantstrom mehr in der Vorabladeschaltung.
Der Energieverbrauch ist nur auf aktive Perioden beschränkt, was
eine Erhöhung
des Energieverbrauchs in der Vorabladeschaltung mit entsprechender
Sicherheit einschränkt.
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Hierbei
ist die Horizontalaustastperiode, obwohl sie im NTSC- oder einem
anderen Fernsehmodus vorbestimmt ist, in einigen Situationen in
PCs und in einem anderen Bildanzeigemodus als relativ lang spezifiziert,
um eine Anpassung an Eingaben mittels eines Stifts und andere Zusatzfunktionen
der Tafel zu ermöglichen.
Wenn die Horizontalaustastperiode extrem lang wird, kann die effektive
Anzeigeperiode kürzer
sein. Die Erfindung wird in derartigen Situationen geeigneterweise
verwendet, da die Betriebsperiode der Vorabladeschaltung weiter
beschnitten wird.
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Vorzugsweise
steuert die Vorablade-Steuerschaltung das vorab erfolgende Laden
auf Grundlage eines von außen
zugeführten
externen Eingangssignals niedriger Amplitude mit einer Amplitude
unter derjenigen einer Treiberspannung der Vorabladeschaltung, wobei
diese Amplitude während
der Vorabladeperiode aufrechterhalten bleibt.
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In
diesem Fall muss eine externe Schaltung an die Vorablade-Steuerschaltung
nur ein externes Eingangssignal mit einer Amplitude unter der einer Treiberspannung
der Vorabladeschaltung liefern, was es ermöglicht, die Last und den Energieverbrauch
in der externen Schaltung zu verringern. Dies gewährleistet
das Bereitstellen einer Niederspannungs-Schnittstelle.
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Wie
bisher detailliert angegeben, dient eine erfindungsgemäße Vorabladeschaltung
zum vorab erfolgenden Laden einer Signalleitung auf ein Potenzial
mit konstantem Pegel bevor ein Signal mit gewünschtem Pegel an die Signalleitung
angelegt wird, und sie ist durch die folgende Anordnung gekennzeichnet.
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Die
Vorabladeschaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie über eine
Vorablade-Steuerschaltung verfügt,
die nur während
einer Vorabladeperiode arbeitet, die nicht mit einer Treiberperiode
der Signalleitung übereinstimmt,
und die für
eine solche Steuerung sorgt, dass das Potenzial von konstantem Pegel ausgegeben
wird. Gemäß dieser
Anordnung arbeitet die Vorabladeschaltung nur während der Vorabladeperiode,
und sie senkt daher den Energieverbrauch im Vergleich mit einer
Vorabladeschaltung, die mit denselben Ergebnissen, jedoch während der
gesamten Zeit arbeitet.
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Vorzugsweise
verfügt
jede der o.g. Vorablade-Steuerschaltungen über eine Pegelschiebeschaltung
(5, 5a, 5b, 51), die während einer
Periode aktiviert wird, in der eine Eingabe des externen Eingangssignals
niedriger Amplitude erforderlich ist, um den Pegel des externen
Eingangssignals niedriger Amplitude zu verschieben.
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In
diesem Fall wird die Pegelschiebeschaltung während der Vorabladeperiode
und derjenigen Periode aktiv, während
der eine Eingabe des externen Eingangssignals niedriger Amplitude
erforderlich ist; daher ist es gewährleistet, dass der Vorabladevorgang
nur während
der Vorabladeperiode auf Grundlage des externen Eingangssignals
mit einer Amplitude unter der der Treiberspannung der Vorabladeschaltung
steuerbar ist.
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Indessen
dient, wie bisher detailliert angegeben, eine andere erfindungsgemäße Vorabladeschaltung
zum vorab erfolgenden Laden einer Signalleitung, an die eine Signalspannung,
die den Inhalt eines Signals anzeigt, intermittierend mit bis zu
einer vorbestimmten Vorabladespannung angelegt wird, bevor die Signalspannung
angelegt wird;
- – wobei die Vorabladeschaltung über eine
Vorablade-Steuerschaltung zum Überwachen
eines Vorablade-Steuersignals verfügt, das für eine Vorabladeperiode repräsentativ
ist, die außerhalb
einer Periode spezifiziert ist, während der die Signalspannung
angelegt wird, um für
eine solche Steuerung zu sorgen, dass die Vorabladespannung während der
Vorabladeperiode an die Signalleitung ausgegeben wird; wobei:
- – die
Vorablade-Steuerschaltung die Ausgabe der Vorabladespannung auf
Grundlage eines von außen
zugeführten
externen Eingangssignals niedriger Amplitude als Vorablade-Steuersignal
mit einem niedrigen Pegel als einem Treibersignalpegel der Vorabladeschaltung
steuert; und
- – die
Vorablade-Steuerschaltung das Überwachen
des externen Eingangssignals niedriger Amplitude mit jedem Intervall
zwischen Vorabladeperioden auf Grundlage eines Eingangssignals stoppt,
das im Wesentlichen denselben Pegel wie der Treibersignalpegel aufweist
und das zeitlich synchron ist, wenn das Vorablade-Steuersignal angelegt
wird oder die Signalspannung angelegt wird.
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Gemäß dieser
Anordnung ermittelt die Vorablade-Steuerschaltung jedes Intervall
zwischen Vorabladeperioden auf Grundlage eines Eingangssignals synchron
mit entweder dem Anlegezeitpunkt des Vorablade-Steuersignals oder
des Anlegezeitpunkts der Signalspannung, z.B. auf Grundlage von Signalleitungs-Auswählsignalen
SO1 bis SOi und SOd, sie stoppt die Eingangsschaltung, z.B. die
Pegelschiebeschaltung, um das externe Eingangssignal niedriger Amplitude
mit jedem Intervall zwischen Vorabladeperioden zu überwachen,
und sie nimmt den Betrieb der Eingangsschaltung mit dem Start einer
folgenden Vorabladeperiode, oder davor, wieder auf.
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Hierbei
ist es wahrscheinlich, dass eine Eingangsschaltung, an die ein Signal
mit einem Pegel angelegt wird, der vom Pegel des ursprünglichen Treibersignals
verschieden ist, eine komplizierte Schaltungsanordnung aufweist
und relativ viel Energie verbraucht. Daher kann eine derartige Eingangsschaltung,
wenn sie dauernd arbeitet, eine erhöhte Energiemenge verbrauchen.
Jedoch wird, gemäß der Anordnung,
die Eingangsschaltung mit jedem Intervall zwischen Vorabladeperioden
gestoppt, und dadurch wird der Energieverbrauch in der Vorabladeschaltung
im Vergleich zu dem einer Vorabladeschaltung gesenkt, bei der die
Eingangsschaltung in der Vorablade-Steuerschaltung dauernd arbeitet,
wobei dieselben Ergebnisse wie bei der Vorabladeschaltung erzielt
werden.
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Außerdem verfügt das Eingangssignal
im Wesentlichen über
denselben Pegel wie der Treibersignalpegel, und es kann diejenigen
Elemente in der Vorabladeschaltung ohne Pegelverschiebung durch die
Pegelschiebeschaltung ansteuern. Daher kann die Vorablade-Steuerschaltung
den Start und das Ende des Betriebs der Eingangsschaltung ohne eine Schaltung
steuern, an die ein Eingangssignal mit anderem Pegel angelegt wird,
wie eine andere Pegelschiebeschaltung, um den Betrieb der Eingangsschaltung
zu stoppen.
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Vorzugsweise
verfügt
jede der o.g. Vorablade-Steuerschaltungen über eine Latchstufe (4, 4a, 4a, 4b)
zum Halten eines Signals, das während
einer aktiven Periode der Vorabladeschaltung aktiv wird; und
- – die
Pegelschiebeschaltung ist auf Grundlage des Ausgangssignals der
Latchstufe steuerbar.
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In
diesem Fall muss keine spezielle Schaltung gesondert vorhanden sein,
um ein Eingangssignal der Latchstufe zu erzeugen, sondern als Eingangssignal
kann ein Signal synchron mit der Vorabladeperiode verwendet werden,
was die Anordnung entsprechend einfach macht. Ferner kann, wenn
ein Signal synchron mit der Vorabladeperiode bereits im System existiert,
an dem die Vorabladeschaltung angebracht wird, dieses Signal eine
Doppelrolle dahingehend spielen, dass es es ermöglicht, die Vorabladeschaltung
mittels eines vorhandenen Eingangsanschlusses und eines Eingangssignals
im System zu steuern.
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Vorzugsweise
ist die Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp. Pegelschiebeschaltungen
können
grob in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden: Spannungstreibertypen
und Stromtreibertypen. Ein Stromtreibertyp benötigt keinen Konstantstrom und kann
daher den Energieverbrauch beschneiden. Jedoch wird sein Betrieb
stark durch Schwellenwerte der Schaltelemente in der Schaltung beeinflusst,
und die Betriebstoleranz für
Schaltelementeigenschaften ist eng. Demgegenüber benötigt ein Stromtreibertyp einen
konstanten Strom und zeigt daher den Nachteil eines relativ großen Energieverbrauchs.
Jedoch zeigt er den Vorteil einer großen Betriebstoleranz für die Eigenschaften
der in der Schaltung enthaltenen Schaltelemente. Wenn z.B. das Schaltelement
so ausgebildet ist, dass es einen Dünnschichttransistor aus polykristallinem
Silicium enthält,
machen es die Polykristalleigenschaften schwierig, allen Transistoren
in der Schaltung gleichmäßige Schwellenwerte und
Beweglichkeit zu verleihen. Eine Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp
bietet eine große
Betriebstoleranz und löst
daher diese Probleme.
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Genauer
gesagt, ist die Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp durch
den in der 32 dargestellten 6-Transistor-Pegelschieber
repräsentiert.
Dieser Typ benötigt
keinen Konstantstrom und weist daher niedrigen Energieverbrauch
auf, wie es aus der 33 erkennbar ist, die die zugehörigen Eigenschaften
bei der Eingabe, der Ausgabe und dem Stromverbrauch zeigt. Jedoch
wird seine Betriebsgeschwindigkeit stark durch die Schwellenwerte
der Transistoren in der Schaltung diktiert, und die Betriebstoleranz
für Transistoreigenschaften
ist eng. Die Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp ist durch
die in der 34 dargestellte Differenzverstärkerschaltung
repräsentiert.
Wie es aus der 35 erkennbar ist, die die zugehörigen Eigenschaften
der Eingabe, der Ausgabe und des Stromverbrauchs zeigt, benötigt dieser
Typ einen Konstantstrom und zeigt daher den Nachteil eines relativ
großen
Energieverbrauchs. Jedoch zeigt er den Vorteil einer großen Betriebstoleranz
hinsichtlich der Eigenschaften der in der Schaltung enthaltenen
Transistoren. Wenn eine Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp
als Pegelschiebeschaltung in der Vorabladeschaltung verwendet wird,
bietet sie, bei erhöhtem
Energieverbrauch, eine große
Betriebstoleranz.
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Vorzugsweise
ist die Latchstufe ein Setz-Rücksetz-Flipflop
(4), so dass ein Setzsignal einen Impuls aufweist, der
synchron mit einem Startzeitpunkt der aktiven Periode der Vorabladeschaltung
liegt und dessen Breite der aktiven Periode der Vorabladeschaltung
entspricht oder kürzer
ist, so dass die Pegelschiebeschaltung während der Vorabladeperiode
in einem aktiven Zustand gehalten wird, und dass ein Rücksetzsignal
synchron mit dem Endzeitpunkt der aktiven Periode der Vorabladeschaltung
ist und nicht mit dem Setzsignal überlappt.
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In
diesem Fall wechselt das Setz-Rücksetz-Flipflop,
wenn es ein Setzsignal empfängt,
sein Ausgangssignal vom nicht aktiven Zustand in den aktiven Zustand.
Bei Empfang eines Rücksetzsignals wechselt
es sein Ausgangssignal von einem aktiven in einen nicht aktiven
Zustand, und es hält
das Ausgangssignal in diesem Zustand. Dies ermöglicht eine Steuerung des Vorabladevorgangs.
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Vorzugsweise
ist die Latchstufe ein Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop
(4a), so dass ein Setzsignal einen Impuls aufweist, der
synchron mit dem Startzeitpunkt der aktiven Periode der Vorabladeschaltung
ist, dessen Breite der aktiven Periode der Vorabladeschaltung entspricht
oder kürzer
ist, und mit einer aktiven Periode eines externen Eingangssignals
niedriger Amplitude überlappt,
das durch die Pegelschiebeschaltung im Pegel verschoben wird, dass
die Pegelschiebeschaltung während der
aktiven Periode der Vorabladeschaltung in einem aktiven Zustand
gehalten wird und dass ein Rücksetzsignal
ein invertiertes Signal eines Ausgangssignals der Pegelschiebeschaltung
ist.
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In
diesem Fall wechselt das Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop
bei Empfang eines Setzsignals sein Ausgangssignal von einem nicht
aktiven in einen aktiven Zustand. Ferner wird, da das Ausgangssignal
der Pegelschiebeschaltung als Rücksetzsignal
verwendet wird, ein Selbstrücksetzen
ausgeführt,
und das Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop wechselt
sein Ausgangssignal von einem aktiven in einen nicht aktiven Zustand
und hält
das Ausgangssignal in diesem Zustand. Dies ermöglicht eine Steuerung des Vorabladevorgangs.
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Vorzugsweise
verfügt
die Latchstufe über
ein erstes und ein zweites Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop
(4a, 4b);
- – die Pegelschiebeschaltung
vom Stromtreibertyp verfügt über eine
erste und eine zweite Pegelschiebeschaltung (5a, 5b),
die durch das erste bzw. zweite Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop gesteuert
wird; das erste Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop
verwendet als Setzsignal ein Signal, das synchron mit dem Startzeitpunkt
einer aktiven Periode der Vorabladeschaltung aktiv wird und nicht
aktiv wird entweder bevor ein Ausgangssignal der zweiten Pegelschiebeschaltung
aktiv wird oder wenn das Ausgangssignal aktiv ist, und es verwendet
als Rücksetzsignal
ein Ausgangssignal des zweiten Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflops;
und
- – das
zweite Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop verwendet
als Setzsignal ein Ausgangssignal der ersten Pegelschiebeschaltung,
und es verwendet als Rücksetzsignal
das invertierte Signal eines Ausgangssignals der zweiten Pegelschiebeschaltung.
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In
diesem Fall muss das Setzsignal von außen nur an das erste Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflop
geliefert werden. Das Rücksetzsignal des
ersten Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflops
sowie das Setz- und das Rücksetzsignal
des zweiten Setz-Überschreib-Rücksetz-Flipflops
können
innerhalb der Vorablade-Steuerschaltung geliefert werden. Daher
wird die Anordnung entsprechend einfach.
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Vorzugsweise
ist die Vorabladespannung von entgegengesetzter Polarität zu der
eines Videosignals während
einer unmittelbar vorangehenden Horizontal- oder Vertikalperiode, und es verfügt über einen
vorbestimmten Versatzwert. In diesem Fall fällt die Vorabladespannung aufgrund
der Kopplung mit der Datensignalleitung auf die Polarität der unmittelbar
vorangehenden Horizontal- oder Vertikalperiode. Ein unzureichendes
Laden kann, falls dies auftritt, durch den Versatz kompensiert werden,
so dass die Ausgangsspannung auf eine vorbestimmte Vorabladespannung
konvergiert.
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Vorzugsweise
verfügt
die Bildanzeigevorrichtung über
eine der vorstehenden Vorabladeschaltungen. In diesem Fall kann
der Energieverbrauch der Bildanzeigevorrichtung dadurch gesenkt
werden, dass dafür
gesorgt wird, dass die Vorabladeschaltung nur während ausgewählter Perioden
arbeitet.
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Vorzugsweise
ist die Vorabladeschaltung auf demselben Substrat wie (i) Pixel
(PIX), die durch Signalleitungen und Scanleitungen umgeben sind
und mit Matrixform angeordnet sind, und (ii) die Signalleitungs-Treiberschaltung (SD)
und eine Scanleitungs-Treiberschaltung (GD) zum Ansteuern der Pixel
vorhanden. In diesem Fall können
die Pixel zum Bewerkstelligen einer Anzeige, die Signalleitungs-Treiberschaltung
und die Scanleitungs-Treiberschaltung zum Ansteuern der Pixel sowie
die Vorabladeschaltung durch gemeinsame Schritte auf demselben Substrat
hergestellt werden, was es ermöglicht,
die Herstell- und Bausteinfertigungskosten zu senken und den Anteil
von Einzelstücken
zu verbessern, die den Bausteinstandards genügen.
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Vorzugsweise
werden die in der Vorabladeschaltung enthaltenen aktiven Elemente
und die Pixel alle so hergestellt, dass sie jeweils einen Dünnschichttransistor
aus polykristallinem Silicium enthalten.
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In
diesem Fall werden im Vergleich zu einer Vorabladeschaltung und
Pixeln, die mit Dünnschichttransistoren
hergestellt werden, die amorphes Silicium enthalten, extrem hohe
Treiberfähigkeiten
verfügbar.
Daher können
die Pixel, die Signalleitungs-Treiberschaltung und die Vorabladeschaltung
leicht auf einem einzelnen Substrat hergestellt werden. Außerdem zeigt
ein Dünnschichttransistor
aus polykristallinem Silicium im Vergleich zu einem Dünnschichttransistor
aus einkristallinem Silicium keine gleichmäßigen elektrischen Eigenschaften;
daher ist die verwendete Pegelschiebeschaltung typischerweise vom Stromtreibertyp,
der eine große
Toleranz von Transistoreigenschaften gewährleistet. Ein wahrscheinliches
Ergebnis ist ein Anstieg des Energieverbrauchs aufgrund der Stromsteuerung.
Jedoch kann, gemäß der Erfindung,
der in einer Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp erforderliche
Strom dahingehend beschränkt
werden, dass er nur während
ausgewählter
Perioden fließt,
wie es bereits angegeben wurde. Daher arbeitet die Schaltung bei
eingeschränktem
Energieverbrauch auf zufriedenstellende Weise.
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Vorzugsweise
wird der Dünnschichttransistor
aus polykristallinem Silicium auf einem Glassubstrat bei Prozesstemperaturen
hergestellt, die 600°C entsprechen
oder darunter liegen. In diesem Fall kann das Substrat aus Glas
hergestellt werden, das zwar eine niedrige Verformungstemperatur
aufweist, jedoch billig ist und leicht mit großen Abmessungen hergestellt
werden kann. Dadurch ist für
das Substratmaterial ein größerer Auswahlbereich
verfügbar und
eine Bildanzeigevorrichtung kann billig mit einer großen Schirmfläche hergestellt
werden.
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Gemäß dem Vorstehenden
enthält
die erfindungsgemäße Vorabladeschaltung
eine Vorablade-Steuerschaltung zum Steuern des Betriebs der Vorabladeschaltung,
und sie kann den Energieverbrauch in der Vorabladeschaltung dadurch
ein schränken,
dass sie dafür
sorgt, dass die Vorabladeschaltung mit einer Niederspannungs-Schnittstelle unter
Verwendung eines Pegelschiebers vom Stromtreiber innerhalb einer
begrenzten Zeit arbeitet.
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Ferner
bietet die Bildanzeigevorrichtung unter Verwendung der Vorabladeschaltung
eine Schnittstelle mit niedrigem Energieverbrauch und niedriger
Spannung, und dadurch ist die Amplitude des logischen Eingangssignals
verringert, was die Belastung externer Komponenten, wie eines Steuerungs-IC,
verringert, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Bildqualität käme.
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Insbesondere
dann, wenn die Vorabladeschaltung unter Verwendung von Dünnschichttransistoren
aus polykristallinem Silicium auf demselben Substrat hergestellt
wird, um eine Niederspannungs-Schnittstelle zu erhalten, muss eine
Pegelschiebeschaltung vom Stromtreibertyp verwendet werden, die
für eine
große
Betriebstoleranz der Transistoreigenschaften sorgt, da ihre Eigenschaften
denen von Transistoren aus einkristallinem Silicium unterlegen sind.
Aus diesem Grund sind die Vorteile bei der Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorabladeschaltung
angesichts ihres niedrigen Energieverbrauchs sehr zu schätzen.
-
Nachdem
die Erfindung auf diese Weise beschrieben wurde, ist es ersichtlich,
dass sie auf viele Arten variiert werden kann. Derartige Variationen sind
nicht als Abweichung vom Schutzumfang der Erfindung anzusehen, und
alle Modifizierungen, wie sie dem Fachmann erkennbar sind, sollten
im Schutzumfang der folgenden Ansprüche enthalten sein.