DE69621074T2 - Helligkeitsregelung in einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung mit Kompensation der Nichtlinearität - Google Patents

Helligkeitsregelung in einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung mit Kompensation der Nichtlinearität

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Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung, zum Beispiel ein Fernsehgerät mit einer Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung und eine Flüssigkristallanzeige, und zwar mit einer Helligkeits-Anpassungsfunktion, wobei Pixel an Kreuzungspunkten von Zeilenelektroden und Spaltenelektroden in Matrixform vorgesehen sind.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die folgende Beschreibung bezieht sich auf eine herkömmliche Ausführungsform: eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einem aktiven Matrix-Treibersystem, welche TFTs (Thin Film Transistors, Dünnschicht-Transistoren) als Schaltelemente verwendet (nachfolgend einfach TFT-LCD genannt).
  • Das TFT-LCD, welches in Fig. 12 dargestellt ist, besitzt eine Flüssigkristalltafel 51 mit:
  • - Signalelektroden 52 und Gateelektroden 53, welche in rechten Winkeln einander kreuzend vorgesehen sind,
  • - TFTs 55, welche in der Nähe jedes Kreuzungspunkts der Signalelektroden 52 und der Gateelektroden 53 vorgesehen sind, um eine Matrix zu bilden,
  • - Pixelelektroden 54, welche jeweils mit einer Drain der TFTs 55 verbunden sind, und
  • - einer Gegenelektrode 56, welche den Pixelelektroden 54 in Bezug auf eine Flüssigkristallschicht gegenüberliegend angeordnet sind,
  • wobei jede Source der TFTs 55 mit einer der Signalelektroden 52, jedes Gate der TFTs 55 mit einer der Gateelektroden 53 verbunden ist und die Flüssigkristalltafel 51 durch einen Sourcetreiber-Schaltkreis 57 betrieben wird, welcher mit den Signalelektroden 52 über den Gatetreiber-Schaltkreis 58 verbunden ist, welcher mit den Gateelektroden 53 verbunden ist.
  • Der Sourcetreiber-Schaltkreis 57 empfängt ein Steuersignal vom Treiber-Steuerschaltkreis (nicht dargestellt) und auch ein Bildsignal (später erläutert). Auf der Grundlage eines Samplepulses oder Abtastpulses des Steuersignals in Synchronizität mit einem horizontalen Synchronisierungssignal wird das Bildsignal, welches zu einer horizontalen Abtastperiode korrespondiert, an einen Abtast/Halte- oder Sample/Hold- Schaltkreis 60 über ein Schieberegister/Schiebewiderstand (shift resistor) 59 übertragen und dann an jede der Signalelektroden 52 über einen Ausgabepuffer 61 ausgegeben.
  • Andererseits empfängt der Gatetreiber-Schaltkreis 58 ein Steuersignal vom Treiber-Steuerschaltkreis. Auf der Grundlage eines Steuersignals in Synchronizität mit einem horizontalen Synchronisierungssignal wird ein Gate-On-Signal an einen Pegelverschieber oder Pegelschieber (level shifter) 63 übertragen, wenn das Gate-On-Signal sequentiell durch ein Schieberegister/Schiebewiderstand (shift resistor) 62 verschoben wird. Das Gate-On-Signal wird dann durch den Pegelverschieber oder Pegelschieber (level shifter) 63 umgewandelt, um einen Pegel zu erreichen, welches die TFTs 55 einschalten kann, und dann an jede der Gateelektroden 53 über einen Ausgabepuffer 64 ausgegeben.
  • Wie oben erläutert wurde, werden die TFTs 55 an den Gateelektroden 53 sequentiell eingeschaltet, wenn die Gateelektroden 53 sequentiell abgetastet werden, und es wird eine Signalspannung Vs des Bildsignals an die Pixelelektroden 54 angelegt.
  • Eine Gegenspannung Vcom wird als Gegenelektrodensignal in einem Gegenelektroden-Signalerzeugungsschaltkreis 71 erzeugt und an die Gegenelektrode 56 angelegt, welche in Bezug auf die Flüssigkristallschicht (siehe Fig. 15) den Pixelelektroden 54 gegenüberliegend vorgesehen ist.
  • Im Ergebnis davon tritt hier eine Potenzialdifferenz zwischen den Pixelelektroden 54, welchen die Signalspannung Vs zugeführt wird, und der Gegenelektrode 56, an welcher die Gegenspannung Vcom anliegt, auf, wobei die Potenzialdifferenz zwischen den Pixelelektroden 54 und der Gegenelektrode 56 ein elektrisches Feld bewirkt Das elektrische Feld betreibt den Flüssigkristall. Flüssigkristall in normal weißen TFT-LCDs lassen normalerweise Licht passieren, blockieren jedoch das Licht, wenn eine Spannung angelegt wird. Der Lichttransmissionsindex dieser Art Flüssigkristalle besitzt eine Charakteristik, wie sie zum Beispiel in Fig. 5 gezeigt ist. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, ändert sich der Lichttransmissionsindex gemäß dem Unterschied zwischen der Gegenspannung Vcom und der Signalspannung Vs (nachfolgend als Treiberspannung V bezeichnet), so dass gemäß dem Bildsignal eine Anzeige ermöglicht wird.
  • Es ist zu bemerken, dass, wenn eine bestimmte Spannung konstant am Flüssigkristall anliegt, der Flüssigkristall durch Elektrolyse verschlechtert wird und dann häufig ein Flackern auftritt. Deshalb ist es notwendig, die Polarität der Treiberspannung V mit einer vorbestimmten Frequenz zu invertieren. Es ist möglich, die Polarität durch Schalten des Bildsignals in Bezug auf jede horizontale Abtastperiode zu invertieren, während die Gegenspannung Vcom des Gegenelektrodensignals auf einem bestimmten Pegel oder Niveau gehalten wird. Dies bewirkt jedoch eine Spitze-zu-Spitze-Amplitude des gesamten Bildsignals, welche dann zu einer vom Sourcetreiber-Schaltkreis 57 zu den Signalelektroden 52 zugeführten hohen Spannung führt. Daher verbraucht die Einrichtung mehr Strom, und der Sourcetreiber-Schaltkreis 57 benötigt ein Treiber IC mit einer höheren Haltespannung. Aus diesem Grund wird herkömmlicherweise ein AC-Treiberverfahren verwendet. Das AC-Treiberverfahren verwendet ein Gegenelektrodensignal mit Wechselstrom, durch welches die Spitze-zu- Spitze-Amplitude des gesamten Bildsignals reduziert werden kann, während die Differenz zwischen der Gegenspannung Vcom und der Signalspannung Vs, d. h. die Treiberspannung V für den Flüssigkristall, aufrecht erhalten werden kann.
  • Da der Lichttransmissionsindex vom Blickwinkel abhängt, variiert die Helligkeit mit der Position des Betrachters in zufälliger Art und Weise, zum Beispiel beim Betrachten der Flüssigkristalltafel 51 von oberhalb oder von unterhalb. Daher wird die Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung, zum Beispiel ein TV-Gerät mit einer Flüssigkristallanzeige oder eine Flüssigkristallanzeige, normalerweise mit einer Helligkeits-Anpassungsfunktion versehen, um die Blickwinkelcharakteristika zu kompensieren. Daher kann die Flüssigkristall- Anzeigeeinrichtung die Helligkeit derart anpassen, dass diese zu derjenigen Umgebung passt, in welcher die Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung verwendet wird.
  • Wie in Fig. 13 dargestellt ist, wird eine derartige Helligkeitsanpassung herkömmlicherweise durch Ändern des Spannungspegels des Bildsignals, welcher mit einer horizontalen Abtastperiode korrespondiert, durchgeführt. Die Änderung des Spannungspegels oder Spannungsniveaus des Bildsignals bewirkt eine Änderung in der gesamten Spannungsdifferenz zwischen dem Bildsignal und dem Gegenelektrodensignal, d. h. eine Änderung der Treiberspannung V, welche am Flüssigkristall angelegt wird. Als Ergebnis davon kann die Helligkeit der Anzeige geändert werden.
  • Bei dem TFT-LCD mit der oben beschriebenen Anordnung, bei welcher die Helligkeit der Anzeige durch Ändern des Spannungspegels des Bildsignals angepasst wird, bewirkt die Änderung des Spannugnspegels des Bildsignals jedoch in unveränderbarer Art und Weise eine Änderung der Spitze-zu-Spitze- Amplitude des gesamten Bildsignals. Daher sollte- ein Treiber-IC mit einer hohen Haltespannung oder ein Treiber-IC für mittlere Haltespannungen als Treiber-IC für den Sourcetreiber-Schaltkreis 57 verwendet werden. Das Treiber-IC für mittlere Haltespannungen besitzt, verglichen mit einem gewöhnlichen Treiber-IC für niedrige Haltespannungen, Schwächen im Hinblick auf die Chipgröße und die Kosten. Im Ergebnis davon ist ein Treiber-IC für mittlere Haltespannungen ein Hindernis beim Verkleinern und Ausdünnen von TFT-LCD- Modulen, und ein derartiges IC bewirkt eine Kostensteigerung eines TFT-LCD.
  • Um ein Treiber-IC für geringe Haltespannungen als Treiber-IC für den Sourcetreiber-Schaltkreis 57 verwenden zu können, haben die Erfinder ein anderes Verfahren zum Anpassen der Helligkeit der Anzeigeeinrichtung gemäß der Offenbarung der Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 7-295164/1995 (nachfolgend als Spannungsabsenkungsverfahren bezeichnet) vorgeschlagen. Das offenbarte Spannungsabsenkungsverfahren ändert den Spannungspegel des Gegenelektrodensignals gemäß der in Fig. 14 gezeigten horizontalen Zeilenperiode, anstelle des Änderns des Spannungspegels des Bildsignals gemäß einer horizontalen Zeilenperiode. Das Spannungsabsenkungsverfahren ändert somit die Spannungsdifferenz zwischen dem Bildsignal und dem Gegenelektrodensignal, wodurch die Helligkeit der Anzeige geändert wird. Wie in Fig. 15 dargestellt ist, stellt ein Benutzer eine Zielhelligkeit, insbesondere über einen Helligkeitsanpassungsbereich 72 zum Einstellen der Helligkeit der Anzeige ein. Ein Helligkeitssteuersignal gemäß der Zielhelligkeit wird vom Helligkeitsanpassungsbereich 72 zum Gegenelektroden- Signalerzeugungsschaltkreis 71 übersandt. Der Gegenelektroden-Signalerzeugungsschaltkreis 71 erzeugt das Gegenelektrodensignal durch Verstärken eines Polarisationsinvertierungssignals gemäß dem Helligkeitssteuersignal über einen Rückkopplungs-Verstärkungsschaltkreis (nicht dargestellt), welcher Bestandteil eines Amplituden-Anpassungsbereichs ist. Auf diese Art und Weise ist es den Erfindern gelungen, eine Flüssigkristallanzeige mit einer Anzeigehelligkeits- Anpassungsfunktion zu schaffen, welche kleiner, dünner und preiswerter ist.
  • Andererseits besitzt der Lichttransmissionsindex, wie in Fig. 7 dargestellt ist, eindeutige Charakteristika. Im Hinblick auf das Bildsignal ist es daher notwendig, eine Kompensation gemäß den Charakteristika durchzuführen, um eine gute Abstufung oder Helligkeitsgradation zu erreichen. Gewöhnlich wird diese Art von Kompensation als Gamma-Steuerung oder γ-Steuerung bezeichnet. Das Bildsignal wird hinsichtlich der Helligkeit angepasst, um in ein Flüssigkristallmodul, ähnlich wie dem oben beschriebenen, eingegeben zu werden. Die Gamma-Steuerung kompensiert die an den Flüssigkristall angelegte Spannung gemäß dem Pegel des angepassten Bildsignals.
  • Fig. 8 zeigt Charakteristika des Transmissionsindex, nachdem die Spannung am Flüssigkristall angelegt wurde, d. h. die Treiberspannung ist kompensiert, um proportional zum Transmissions- oder Transmittanzindex zu sein. Wenn, wie das in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, die Charakteristika durch A bzw. B bezeichnet werden, kann B durch Kompensieren von A erhalten werden, das bedeutet mit anderen Worten, durch Multiplizieren A mit einem Kompensationsfaktor 'B ÷ A'.
  • Fig. 9 zeigt Transmittanz-Treiberspannungscharakteristika des Kompensationsfaktors gemäß dieser Idee (nachfolgend als Kompensationscharakteristika bezeichnet). Die Treiberspannung wird proportional zum Transmittanz- oder Transmissionsindex, wie das in Fig. 8 gezeigt ist, und zwar durch Umwandeln des Pegels des Bildsignals gemäß der Kompensationscharakteristika. Bemerkenswert ist, dass in der Praxis nur eine ungefähre Kompensation in Bezug auf die Lichttransmissions- Indexcharakteristika der Flüssigkristalltafel 51 durchgeführt wird, um den Schaltkreis zu vereinfachen. Zum Beispiel können die idealen Kompensationscharakteristika ersetzt werden durch Polygonlinienapproximationscharakteristika (polygon line approximation characteristics), die auch Polygonapproximationscharakteristika genannt werden, mit Stützpunkten (inflection points) oder Wendepunkten γ&sub1; und γ&sub2;, wie das in Fig. 10 dargestellt ist. In der Praxis wird der Pegel des Bildsignals daher gemäß der Polygonapproximationscharakteristika gewandelt. Die Wendepunktspannungen oder Stützpunktspannungen (inflection point voltages) γ&sub1; und γ&sub2; dieser Art Polygonapproximationscharakteristika werden auf der Grundlage eines bestimmten Bezugswerts des Bildsignals bestimmt.
  • Unter bestimmten Bedingungen kann eine gute Abstufung oder Helligkeitsgradation bei einem TFT-LCD zufällig erreicht werden, welches die Helligkeit durch Ändern des Spannungspegels des Bildsignals gemäß einer Horizontallinienperiode ändert. Wie in Fig. 16 dargestellt ist, ist die Bedingung, dass die Wendepunktspannungen γ&sub1; und γ&sub2; der Polygon- Approximationscharakteristika auf der Grundlage eines Offsetpunkts L des Gegenelektrodensignals bestimmt werden oder bestimmt sind, oder mit anderen Worten, auf der Basis eines Bezugspunkts des Bildsignals. Unter dieser Bedingung ändern sich die Wendepunktsspannungen γ&sub1; und γ&sub2; selbst dann nicht, wenn der Spannungspegel des Bildsignals sich ändert und eine Spannungsänderung mit einer Variation von γ bewirkt. Daher kann eine gute Abstufung oder Helligkeitsgradation erhalten werden.
  • Jedoch ändert das oben beschriebene TFT-LCD im Zusammenhang mit dem Spannungsabsenkungsverfahren die Amplitude des Gegenelektrodensignals anstelle einer Änderung des Spannungspegels des Bildsignals gemäß einer Horizontallinienperiode. Eine derartige Änderung in der Amplitude ändert dann die Treiberspannung, welche am Flüssigkristall anliegt, wodurch die Helligkeit der Anzeige geändert wird. Wie in Fig. 17 gezeigt ist, besteht bei dem Spannungsabsenkungsverfahren daher ein Problem, falls die Wendepunktsspannungen γ&sub1; und γ&sub2; der Polygonapproximationscharakteristika auf der Grundlage des Offsetpunkts L des Gegenelektrodensignals oder, mit anderen Worten, auf der Grundlage des Bezugspunkts des Bildsignals bestimmt werden oder sind. Das Problem besteht darin, dass, wenn die Amplitude des Gegenelektrodensignals sich ändert, die Wendepunktsspannungen γ&sub1; und γ&sub2; der Polygonapproximationscharakteristika sich genauso wie die Abweichung oder Variation α ändern. Daher ist die Kompensation unvollständig, wodurch eine nicht ausreichende Abstufung oder Helligkeitsgradation resultiert.
  • Das Dokument EP-A-0 428 250 aus dem Stand der Technik offenbart eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit denselben technischen Merkmalen, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben sind.
  • Des Weiteren beschreibt das Dokument US-A-5,298,892 ein Anzeigetafelsystem mit einer stapelartigen Anzeigetafel und mit Treibereinheiten dafür. Die Treibereinheiten weisen einen Computer zum Anpassen der individuellen Gamma- Charakteristika für jede der Anzeigetafeln zur Farbbalance und zur Maximierung der Luminanz jeder Tafel auf oder zum Erhalten eines gesteigerten Intensitätspegels oder zum Abschatten jeder einzelnen Farbe.
  • Das Dokument JP-A-4320296 aus dem Stand der Technik beschreibt eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung, bei welcher Analogsignale mit jeweiligen Farben von Spaltenelektroden korrespondieren und Bildelementen einer Flüssigkristalltafel, welche mit den jeweiligen Farben korrespondieren, zugeführt werden. Es wird eine Spannung zwischen den Elektroden und einer Gegenelektrode angelegt, um eine Spannung letztlich an die Flüssigkristall-Anzeigeelemente anzulegen. Ein LC-Helligkeits-Korrekturschaltkreis, welcher ein Eingangssignal unter Berücksichtigung der Nichtlinearität des Flüssigkristalls derart wandelt, dass sich die Helligkeitscharakteristika linear ändern, stellt eine Eingabe/Ausgabecharakteristik ein, welche genau entgegengesetzt zur Transmissions-Spannungscharakteristik der Flüssigkristallanzeige ist, um die Transmission oder Durchlässigkeit der Flüssigkristallanzeige derart einzustellen, dass sich die Transmission oder Durchlässigkeit linear mit den jeweiligen Farbsignaleingaben für rot, blau und grün ändert. Der LC-Helligkeits-Korrekturschaltkreis weist für jedes Farbsignal Umwandlungsschaltkreise und Invertierungsschaltkreise zum Anpassen der Pegel und Amplituden der Analogsignale für die jeweiligen Farben in geeigneter Weise auf zum individuellen Betreiben des Flüssigkristalls.
  • Schließlich offenbart das Dokument JP-A-6027901 aus dem Stand der Technik eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung, bei welcher eine gemeinsame Spannung in ihrer Polarität alternierend synchron mit einem Inversionssteuersignal an eine gemeinsame Elektrode eines Flüssigkristalls angelegt wird. Des Weiteren werden Potenzialdifferenzen zwischen acht Arten bestimmter Gradations- oder Abstufungsspannungen, korrespondierend zu Anzeigedaten, weiter expandiert als andere Potenzialdifferenzen, so dass die Stärke der Variation der Durchlässigkeit oder der Transmission in der Nachbarschaft eines Schwarzpegels mit einem Linearitätsproblem gemäß den Potenzialdifferenzen vergrößert werden kann, wobei die Abstufung oder Helligkeitsgradation fast am Schwarzpegel unterschiedlich gewählt werden kann.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine kleine, dünne und preiswerte Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einer Helligkeits-Anpassungsfunktion zu schaffen, welche in der Lage ist, eine korrekte Helligkeitsgradation zu bewirken.
  • Zur Lösung der Aufgabe schafft der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung gemäß Anspruch 1.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Bei der oben beschriebenen Anordnung verschiebt der Bezugswert-Verschiebungsbereich in der Bildsignal- Erzeugungseinrichtung den Bezugswert der Kompensationscharakteristika so stark wie die Variation oder Änderung der Gegenelektroden-Signalamplitude, welche auf der Grundlage der Einstellung über den Helligkeitseinstellbereich angepasst ist. Auf der Grundlage des gemäß der Abweichung oder Variation der Gegenelektroden-Signalamplitude verschobenen Bezugswerts wandelt der Pegelwandelbereich des Bildsignal- Kompensationsbereichs den Pegel des Bildsignals gemäß den Kompensationscharakteristika zum Kompensieren der Nichtlinearität des Transmissions- oder Transmittanzindex des Flüssigkristalls zur angelegten Spannung. Ferner kann die Gegenelektrodensignal-Erzeugungseinrichtung, welche im Amplituden-Anpassungsbereich vorgesehen ist, die Amplitude des Gegenelektrodensignals auf der Grundlage der Einstellung über den Helligkeitseinstellbereich anpassen. Die Anordnung ändert also die an den Flüssigkristall angelegte Spannung (die Treiberspannung) und die Anzeigehelligkeit. Entsprechend ist es möglich, das Bildsignal derart geeignet zu kompensieren, dass der Transmissionsindex oder Transmittanzindex des Flüssigkristalls proportional zur angelegten Spannung ist, und zwar unabhängig von der Amplitudenvariation des Gegenelektrodensignals. Die richtige Abstufung oder Helligkeitsgradation wird somit erreicht. Folglich ist die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung klein, dünn und preiswert und kann trotz der Anzeigehelligkeits-Anpassungsfunktion eine korrekte Helligkeitsgradation erzeugen.
  • Der Bereich der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung. Die vorliegende Erfindung wird weiter erläutert auf der Grundlage der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, welche ausschließlich der Illustration dienen.
    • KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau eines Hauptteils für die Signalverarbeitung bei einem TFT-LCD gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Fig. 2 ist eine erläuternde Ansicht, welche den Aufbau einer Flüssigkristalltafel und eines Treiberbereichs in einem TFT-LCD zeigt.
  • Fig. 3 ist ein Schaltplan, welcher einen Gegenelektroden-Signalerzeugungsschaltkreis des TFT-LCD zeigt.
  • Fig. 4(a)-(e) sind Zeitablaufdiagramme, welche ein Bildsignal, ein Polarisations-Invertierungssignal und ein Gegenelektrodensignal des TFT-LCD zeigen:
  • Fig. 4(a) zeigt eine Wellenform des Bildsignals.
  • Fig. 4(b) zeigt eine Wellenform des Polarisations- Invertierungssignals.
  • Fig. 4(c)-(e) zeigen Wellenformen von Gegenelektrodensignalen, wobei jede der Wellenformen eine andere Amplitude aufweist als die anderen.
  • Fig. 5 ist ein erläuternder Graph, welcher die Korrelation zwischen der Treiberspannung und dem Lichttransmittanzindex des Flüssigkristalls sowie weiter die Korrelation zwischen den Lichttransmittanzcharakteristika und den Bildsignalwellenformen zeigt.
  • Fig. 6(a)-(c) sind Wellenformdiagramme, welche die Wellenformen der Bildsignale und der Gegenelektrodensignale des TFT-LCD zeigen, wobei jede der Wellenformen der Gegenelektrodensignale eine andere Amplitude aufweist als die anderen.
  • Fig. 7 ist ein Graph, welcher die Lichttransmittanz- Indexcharakteristika des Flüssigkristalls zeigt.
  • Fig. 8 ist ein Graph, welcher die Lichttransmittanz- Indexcharakteristika des Flüssigkristalls nach einer Kompensation zeigt.
  • Fig. 9 ist ein Graph, welcher die Kompensationscharakteristika zur Kompensation der Lichttransmittanz-Indexcharakteristika des Flüssigkristalls zeigt.
  • Fig. 10 ist ein Graph, welcher die Polygon- Approximationscharakteristika zeigt, welche tatsächlich anstelle der realen Kompensationscharakteristika verwendet werden.
  • Fig. 11 ist eine erläuternde Zeichnung, welche die Verschiebungen der Wendepunkte gemäß einer Gamma-Steuerung der TFT-LCD zeigt.
  • Fig. 12 ist eine erläuternde Ansicht, welche den Aufbau einer Flüssigkristalltafel und eines Treiberbereichs davon bei einem herkömmlichen TFT-LCD zeigt.
  • Fig. 13 ist ein Wellenformdiagramm, welches die Wellenform eines Bildsignals und eines Gegenelektrodensignals gemäß der herkömmlichen Vorgehensweise zeigt.
  • Fig. 14 ist ein Wellenformdiagramm, welches Wellenformen eines Bildsignals und eines Gegenelektrodensignals bei einem Spannungsabsenkungsverfahren zeigt.
  • Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, welches den Aufbau zur Helligkeitsanpassung einer Anzeige bei einem TFT-LCD unter Verwendung des Spannungsabsenkungsverfahrens zeigt.
  • Fig. 16 ist eine erläuternde Zeichnung, welche die Positionen der Wendepunkte zeigt, wenn eine Gamma-Steuerung in Bezug auf eine Flüssigkristall-Treiberspannung bei einem herkömmlichen Verfahren angewandt wird.
  • Fig. 17 ist eine erläuternde Zeichnung, welche die Positionen von Wendepunkten zeigt, wenn eine Gamma-Steuerung in Bezug auf eine an den Flüssigkristall angelegte Spannung ausgeführt wird, und zwar unter der Bedingung, dass gemäß dem herkömmlichen Vorgehen · die--Helligkeit durch Ändern der Amplitude des Gegenelektrodensignals angepasst wird.
    • BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 11 wird in der nachfolgenden Beschreibung eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung diskutiert.
  • Eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wie das in Fig. 2 dargestellt ist, vom Typ eines aktiven Matrixtreibersystems, welches TFTs 5 als Schaltelemente verwendet (nachfolgend der Einfachheit halber als TFT-LCD bezeichnet). Es wird ein normal weißes TFT-LCD erläutert. Das normal weiße TFT-LCD lässt normalerweise Licht passieren und blockiert aber das Licht, wenn eine Spannung angelegt wird.
  • Das TFT-LCD besitzt ein TFT-Substrat mit TFTs 5 in Matrixform, ein Gegensubstrat, welches dem TFT-Substrat gegenüberliegend vorgesehen ist, sowie eine Flüssigkristalltafel 1 mit einer Flüssigkristallschicht, welche zwischen dem TFT- Substrat und dem Gegensubstrat und zwei Polarisationsplatten vorgesehen ist. Auf dem TFT-Substrat der Flüssigkristalltafel 1 sind Signalelektroden 2 und Gateelektroden 3 derart ausgebildet, dass sie sich in rechtem Winkel kreuzen. Die Signalelektroden 2 und die Gateelektroden 3 sind aus transparenten leitfähigen Schichten in streifenartiger Form ausgebildet. In der Nähe der Kreuzungspunkte der Signalelektroden 2 und der Gateelektroden 3 sind auf dem TFT-Substrat die TFTs 5 und Pixelelektroden (Anzeigeelektroden) 4 vorgesehen. Die Pixelelektroden 4 sind aus leitfähigen transparenten Schichten gebildet. Jede Source der TFTs 5 ist mit einer jeweiligen Signalelektrode 2 verbunden. Jedes Drain der TFTs 5 ist jeweils mit einer Pixelelektrode 4 verbunden. Jedes Gate der TFTs 5 ist jeweils mit einer jeweiligen Gateelektrode 3 verbunden. Auf dem Gegensubstrat ist eine Gegenelektrode 6 vorgesehen. Die Gegenelektrode 6 besteht aus einer transparenten leitfähigen Schicht.
  • Die Flüssigkristalltafel 1 wird durch einen Sourcetreiber- Schaltkreis (Signalspannungs-Beaufschlagungseinrichtung) betrieben, welcher mit den Signalelektroden 2 und einem Gatetreiber-Schaltkreis 8 verbunden ist, der seinerseits mit den Gateelektroden 3 verbunden ist.
  • Der Sourcetreiber-Schaltkreis 7 ist ein Treiber-IC für niedrige Haltespannungen, welcher im Wesentlichen gebildet wird von einem Schiebewiderstand 9, einem Abtast-Halteschaltkreis 10 oder Sample-Hold-Schaltkreis 10 und einem Ausgabepuffer 11. Eine Stromquelleneinrichtung (nicht dargestellt) sorgt für die Stromversorgung für den Sourcetreiber-Schaltkreis 7. Wie in Figur. 1 dargestellt ist, empfängt der Sourcetreiber- Schaltkreis 7 ein Bildsignal von der Videoschnittstelle 19 und ein Steuersignal vom Treiber-Steuerschaltkreis 20. Die Videoschnittstelle 19 wird nachfolgend der Einfachheit halber als Video-I/F 19 bezeichnet und später beschrieben.
  • Der Gatetreiber-Schaltkreis 8 wird im Wesentlichen gebildet von einem Schieberegister/Schiebewiderstand (shift resistor) 12, einem Pergelverschieber oder Pegelschieber (level shifter) 13 und einem Ausgabepuffer 14. Die Stromquelleneinrichtung führt dem Gatetreiber-Schaltkreis 8 Strom zu. Der Gatetreiber-Schaltkreis 8 empfängt ein Steuersignal vom Treiber-Steuerschaltkreis 20.
  • Es wird eine Gegenspannung Vcom (ein durch einen in Fig. 1 gezeigten Gegenelektrodensignal-Erzeugungsschaltkreis 21 erzeugtes Gegenelektrodensignal) an die Gegenelektrode 6 angelegt, welche in Bezug auf die Flüssigkristallschicht den Pixelelektroden 4 gegenüberliegend angeordnet ist.
  • Der Gegenelektrodensignal-Erzeugungsschaltkreis 21 erzeugt durch Verstärken eines Polaritäts-Invertierungssignals (siehe Fig. 4(b) über den Rückkopplungs-Verstärkungsschaltkreis 21a (Amplituden-Anpassungsbereich (siehe Fig. 3)) ein Gegenelektrodensignal. Ein Beispiel für ein Gegenelektrodensignal, welches auf diese Weise durch den Gegenelektrodensignal-Erzeugungsschaltkreis 21 erzeugt wurde, ist in Fig. 4(c) dargestellt. Das Polaritäts-Invertierungssignal wird hier durch den Treiber-Steuerschaltkreis 20 erzeugt und besitzt eine Pulsbreite, welche mit der horizontalen Abtastperiode korrespondiert. Der Rückkopplungs-Verstärkungsschaltkreis 21a wird gebildet von Widerständen R1 und R2, einem variablen Widerstand VR und von einem Verstärker 22. Der Verstärker 22 empfängt an einem positiven Eingangsanschluss eine DC-Spannung und an einem negativen Eingangsanschluss über den Widerstand R1 ein Polaritäts-Invertierungssignal. Ein Ausgabesignal des Verstärkers 22 wird zum negativen Eingangsanschluss des Verstärkers 22 über den Widerstand R2 und den variablen Widerstand VR rückgekoppelt oder zurückgeführt. Der Widerstand R2 und der variable Widerstand VR sind miteinander in Serie geschaltet. Folglich ist es möglich, das Ausgabesignal des Verstärkers 22, d. h. die Spitze-zu- Spitze-Amplitude des Gegenelektrodensignals, durch Ändern des Widerstandswerts des variablen Widerstands VR zu ändern. Beispiele des vom Verstärker 22 ausgegebenen Gegenelektrodensignals sind in den Fig. 4(c) bis 4(e) dargestellt. Der Widerstandswert des variablen oder veränderlichen Widerstands VR wird durch ein Helligkeitssteuersignal bestimmt, und zwar gemäß der im Helligkeitsanpassungs- oder Helligkeitseinstellungsbereich 23 (siehe Fig. 1) eingestellten oder gewählten Helligkeit. Der Helligkeitsanpassungsbereich 23 ist an einer Außenfläche der Vorrichtung oder Einrichtung vorgesehen.
  • Das TFT-LCD ist mit einem Video-I/F 19 (Bildsignal- Erzeugungseinrichtung) oder einer Videoschnittstelle 19 ausgebildet. Die Videoschnittstelle erzeugt ein Bildsignal mit einer Wellenform, welche geeignet ist, den Flüssigkristall anzutreiben, und zwar durch Verarbeiten eines zum Beispiel von einem TV-Signal abgespaltenen Bildsignals. Die in Fig. 1 dargestellte Videoschnittstelle 19 weist einen Basis- oder Fundamentalklemmschaltkreis (pedestal clamp circuit) 16, einen invertierenden Verstärkerschaltkreis 17 und einen Gamma-Steuerbereich 25 (Bildsignal-Kompensationsbereich) auf. Der Basisklemmschaltkreis 16 hält den Basispegel des Bildsignals konstant. Der Inversions-Verstärkerschaltkreis 17 invertiert die Polarität des Bildsignals mit einer vorbestimmten Frequenz (eine Frequenz, welche gleich ist dem Kehrwert der horizontalen Abtastperiode). Der Gamma- Steuerbereich 25 führt in Bezug auf das Bildsignal eine Gammasteuerung aus. Das Bildsignal wird an den Sourcetreiber- Schaltkreis 7 über die Videoschnittstelle 19 ausgegeben. Der Gamma-Kompensationsbereich 25, welcher die sog. Gammasteuerung ausführt, wird von einem Pegelumwandlungsbereich 25a und von einem Bezugswert-Verschiebungsbereich 25b gebildet.
  • Der Pegelumwandlungsbereich 25a wandelt den Pegel des Bildsignals vom Inversions-Verstärkerschaltkreis 17 um. Die Pegelwandlung wird gemäß Polygon-Approximationscharakteristika mit Wendepunkten oder Stützpunkten γ&sub1; und γ&sub2; durchgeführt, wie das in Fig. 10 dargestellt ist. Die Spannungspegel der Stützpunkte oder Wendepunkte γ&sub1; und γ&sub2; werden auf der Grundlage eines variablen Bezugswerts ermittelt, welcher sich gemäß einer Abweichung oder Variation der Gegenelektroden- Signalamplitude ändert.
  • Es ist aus dem folgenden Grund notwendig, die Gammasteuerung durchzuführen.
  • Der Lichttransmittanz- oder Lichttransmissionsindex des die Flüssigkristalltafel 1 bildenden Flüssigkristalls hat bestimmte Charakteristika, wie das in den Fig. 3 und 7 dargestellt ist. Deshalb ist es notwendig, die sog. Gammasteuerung in Bezug auf das Bildsignal gemäß dieser bestimmten Charakteristika durchzuführen, um eine gute Helligkeitsgradation zu bewirken. Fig. 8 zeigt die Charakteristika des Transmissionsindex oder Transmittanzindex, nachdem die Kompensation derart ausgeführt wurde, dass die Treiberspannung, welche am Flüssigkristall anliegt, proportional zum Transmittanzindex oder Transmissionsindex ist. Werden die in den Fig. 7 und 8 dargestellten Charakteristika mit A bzw. B bezeichnet, so ist durch B durch Kompensieren von A erhaltbar, das bedeutet mit anderen Worten, durch Multiplizieren von A mit einem Kompensationsfaktor 'B ÷ A'. Fig. 9 zeigt die Transmittanz-Treiberspannungscharakteristika des Kompensationsfaktors gemäß dieser Idee. Die Treiberspannung wird proportional zum Transmittanzindex oder Transmissionsindex, wie das in Fig. 8 gezeigt ist, und zwar durch Wandeln des Pegels des Bildsignals gemäß den Kompensationscharakteristika. Es wird jedoch ein sehr komplexer Schaltkreis notwendig, um diese Kompensation auszuführen, welche die Kompensationscharakteristika auf exakte Art und Weise berücksichtigt, wie das in Fig. 9 dargestellt ist. Deshalb wird die Kompensation in Bezug auf die Lichttransmittanz-Indexcharakteristika des Flüssigkristalls approximativ oder näherungsweise durchgeführt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass der Pegel des Bildsignals gemäß den Polygonlinienapproximationscharakteristika oder Polygonapproximationscharakteristika mit Stützpunkten oder Wendepunkten γ&sub1; und γ&sub2; gewandelt wird, wie das in Fig. 10 gezeigt ist. Es ist zu bemerken, dass die Anzahl der Wendepunkte höher sein kann als zwei. Je mehr Wendepunkte verwendet werden, desto näher kommt die tatsächlich durchgeführte Kompensation der idealen Kompensation, wie das in Fig. 9 dargestellt ist.
  • Andererseits ändert der Bezugswert-Verschiebungsbereich 25b den Bezugswert der Polygon-Approximationscharakteristika, welche im Pegelwandelbereich 25a verwendet werden. Der Bezugswert-Verschiebungsbereich 25b führt diese Änderung auf der Grundlage des Helligkeitssteuersignals gemäß der über den Helligkeitseinstellbereich 23 eingestellten Helligkeit durch. Der Referenzwert verschiebt sich insbesondere zusammen mit einer Abweichung der Variation der Gegenelektroden- Signalamplitude. Entsprechend verschiebt der Bezugswert- Verschiebungsbereich 25a den Bezugswert in eine Richtung, welche entgegengesetzt ist zu der oben beschriebenen Verschiebungsrichtung, so dass bewirkt wird, dass der Bezugswert auf einem konstanten Wert verbleibt. Der Referenz- oder Bezugswert der Polygon-Approximationscharakteristika wird nämlich genauso stark verschoben wie die Variation α des Gegenelektrodensignals. Die Variation α entspricht dem Helligkeitssteuersignal des Helligkeitseinstellbereichs 23. Im Ergebnis der Verschiebung des Bezugwerts sind die Wendepunkte γ&sub1; und γ&sub2; der Polygon-Approximationscharakteristika auf vorbestimmte Spannungspegel fixiert, wie das in Fig. 11 dargestellt ist. Die Verschiebung des Bezugswertes ist aus den folgenden Gründen notwendig. Die Spitze-zu-Spitze-Amplitude des Gegenelektrodensignals variiert, wie das zum Beispiel in Fig. 4(c) bis 4(e) dargestellt ist, wenn sich die Einstellung des variablen Widerstands VR des Gegenelektroden- Signalerzeugungsschaltkreis 21 gemäß dem Helligkeitssteuersignals des Helligkeitseinstellbereichs 23 ändert. Die variierende Amplitude resultiert in einer Verschiebung des Offsetpunkts L des Gegenelektrodensignals, oder mit anderen Worten, in einer Verschiebung des Referenzpunkts des Bildsignals. Falls der Spannungspegel des Bildsignals auf der Grundlage des Offsetpunkts L kompensiert wird, verschieben die Wendepunkte γ&sub1; und γ&sub2; ebenfalls gemäß der Verschiebung des Offsetpunkts L. Folglich ist es unmöglich, eine korrekte Kompensation gemäß der Treiberspannung durchzuführen.
  • Das TFT-LCD besitzt einen Synchronisations- Trennungsschaltkreis 24 und einen Treiber-Steuerschaltkreis 20. Der Synchronisations-Trennungsschaltkreis 24 trennt oder separiert das Synchronisierungssignal vom eingegebenen Bildsignal. Der Treiber-Steuerschaltkreis 20 erzeugt auf der Grundlage des vom Synchronisierungs-Trennungsschaltkreises 24 ausgesandten Synchronisationssignals verschiedene Signale, zum Beispiel das Steuersignal zum Steuern des Betriebs des Sourcetreiber-Schaltkreises und des Gatetreiber- Schaltkreises 8, des Polaritäts-Invertierungssignals, welches dem Gegenelektrodensignal-Erzeugungsschaltkreis 21 zugeführt wird, und eines Gatepulses zum Klemmen des Grundpegelbereichs (Pedestal Level Portion) des Bildsignals.
  • Der Betrieb des TFT-LCD gemäß den oben beschriebenen Anordnungen wird nachfolgend erläutert.
  • Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird zunächst das Original- Bildsignal, welches zum Beispiel aus einem Fernsehsignal separiert oder getrennt wurde, der Videoschnittstelle 19 und dem Synchronisations-Separationsschaltkreis 24 eingegeben. Der Synchronisations-Separationsschaltkreis 24 separiert horizontale und vertikale Synchronisationssignale vom Original-Bildsignal und gibt die horizontalen und vertikalen Synchronisationssignale an den Treiber-Steuerschaltkreis 20 weiter. Der Treiber-Steuerschaltkreis 20 bildet den Gatepuls aus zum Klemmen des Basispegelbereichs des Bildsignals und gibt den Gatepuls an den Basisklemmschaltkreis 16 der Videoschnittstelle 19. Zur Ausbildung des Gatepulses verwendet der Treiber-Steuerschaltkreis einen Verzögerungsschaltkreis (nicht dargestellt) und verzögert das horizontale Synchronisationssignal, welches vom Synchronisations- Separationsschaltkreis 24 ausgesandt wird, um eine vorbestimmte Zeitspanne.
  • In der Videoschnittstelle 19 wird zunächst der Basispegelbereich des Bildsignals mittels des Basisklemmschaltkreises 16 auf einen konstanten Wert gehalten. Dann wird die Polarität des Bildsignals mit einer vorbestimmten Frequenz durch den Inversions-Verstärkerschaltkreis 17 invertiert. Als Ergebnis davon erhält das Bildsignal eine Wellenform, wie sie zum Beispiel in Fig. 4(a) dargestellt ist. Dabei wird die Pegeldifferenz zwischen dem Schwarzpegel und dem Weißpegel des Bildsignals vom Inversions-Verstärkerschaltkreis 17 (d. h. die Spitze-zu-Spitze-Amplitude des gesamten Bildsignals) auf etwa 4 V eingestellt, wobei der Lichttransmittanzindex gemäß der Lichttransmittanz-Indexcharakteristika des Flüssigkristalls, wie das in Fig. 5 dargestellt ist, zwischen den Maximalwerten und den Minimalwerten variieren kann.
  • Das vom Inversions-Verstärkerschaltkreis 17 ausgegebene Bildsignal wird dem Gamma-Kompensationsbereich 25 zugeführt. Der Pegel des Bildsignals wird durch den Pegelwandlungsbereich 25a gemäß der Polygon-Approximationscharakteristika mit Wendepunkten γ&sub1; und γ&sub2;, wie sie in Fig. 10 dargestellt sind, gewandelt. Die Wendepunkte γ&sub1; und γ&sub2; sind jeweils auf konstanten Spannungspegeln fixiert, selbst dann, wenn die Amplitude des Gegenelektrodensignals variiert. Dies ist deshalb der Fall, weil der Bezugswert der Polygon- Approximationscharakteristika durch den Bezugswert- Verschiebungsbereich 25b gemäß dem angegebenen Helligkeitssteuersignal verschoben wird. Es wird zum Beispiel angenommen, dass der Offsetpunkt L des Gegenelektrodensignals genauso verschoben wird wie die Variation oder Änderung α gemäß der Amplitudenvariation des Gegenelektrodensignals in Antwort auf das Helligkeitssteuersignal, wie das in Fig. 11 dargestellt ist. Um zu verhindern, dass die Spannungspegel der Wendepunkte γ&sub1; und γ&sub2; genauso verschoben werden wie die Variation oder Änderung α bei der oben beschriebenen Verschiebung des Offsetpunkts L, verschiebt der Bezugswert- Verschiebungsbereich 25b den Bezugswert der Polygon- Approximationscharakteristika wie die Variation oder Änderung α in eine Richtung, welche der Verschiebungsrichtung des Offsetpunkts L entgegengesetzt ist. Im Ergebnis davon sind die Wendepunkte γ&sub1; und γ&sub2; jeweils auf konstante Spannungspegel fixiert, und zwar unabhängig von der Amplitudenvariation des Gegenelektrodensignals, wie das in Fig. 11 dargestellt ist.
  • Das durch die Videoschnittstelle 19 gebildete Bildsignal wird dann an den Sourcetreiber-Schaltkreis 7 ausgegeben.
  • Der Sourcetreiber-Schaltkreis 7 empfängt das Steuersignal vom Treiber-Steuerschaltkreis 20 und auch das oben beschriebene Bildsignal. Auf der Grundlage eines Abtastpulses des Steuersignals in Synchronizität mit dem horizontalen Synchronisierungssignal wird das Bildsignal gemäß der horizontalen Abtastperiode oder Abtastzeitspanne zum Sample-Hold- Schaltkreis über den Schieberegister/Schiebewiderstand (shift resistor) 9 übertragen und an jede der Signalelektroden 2 über den Ausgabepuffer 11 ausgegeben, wie das in Fig. 2 dargestellt ist.
  • Andererseits empfängt der Gatetreiber-Schaltkreis 8 das Steuersignal vom Treiber-Steuerschaltkreis 20. Auf der Grundlage des Steuersignals wird ein Gate-On-Signal zum Pegelschieber 13 übertragen, da das Gate-On-Signal den Schleberegister/Schiebewiderstand (shift resistor) 12 nachfolgend verschiebt. Das Gate-On-Signal wird dann im Pegelschieber 13 umgewandelt, um einen Pegel zu erreichen, welcher in der Lage ist, die TFTs 5 einzuschalten. Das Gate-On-Signal wird dann an jede der Gateelektroden 3 über den Ausgabepuffer 14 ausgegeben.
  • Auf diese Art und Weise werden die Gateelektroden 3 sequentiell abgerastet oder abgetastet. Es werden die TFTs 5 an den Gateelektroden 3 aufeinanderfolgend oder sequentiell eingeschaltet, und die Signalspannung Vs des Bildsignals wird an die Pixelelektroden 4 angelegt.
  • Andererseits erzeugt der Treiber-Steuerschaltkreis 20 auf der Grundlage des vom Synchronisationsseparationsschaltkreises 24 ausgesandten Synchronisationssignals das Polaritäts- Invertierungssignal mit einer Pulsbreite, welche mit einer horizontalen Abtastperiode korrespondiert, wie das in Fig. 4(b) gezeigt ist. Das Polaritäts-Invertierungssignal wird an dem Gegenelektrodensignal-Erzeugungsschaltkreis 21 ausgegeben. Wenn der Benutzer den Helligkeitsanpass- oder Helligkeitseinstellbereich 23 betätigt, sendet der Helligkeitsanpassbereich 23 ein Helligkeitssteuersignal an den Gegenelektrodensignal-Erzeugungsschaltkreis 21 aus. Das Helligkeitssteuersignal ändert die Einstellung des variablen Widerstands VR des Gegenelektrodensignalerzeugungsschaltkreises 21, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Die Änderung der Einstellung ändert die Verstärkung des Rückkopplungsverstärkerschaltkreises 21a. Der Rückkopplungsverstärkerschaltkreis 21a erzeugt dann das Gegenelektrodensignal mit einer variierenden Spitze-zu-Spitze-Amplitude und gibt dieses aus. Beispiele für derartige Gegenelektrodensignale sind in den Fig. 4(c) bis 4(e) dargestellt. Das so erzeugte Gegenelektrodensignal wird der Gegenelektrode 6 zugeführt, welche in Bezug auf die Flüssigkristallschicht den Pixelelektroden 4 gegenüberliegend angeordnet ist.
  • Im Ergebnis davon entsteht zwischen den Pixelelektroden 4, an welchen die Signalspannung Vs des Bildsignals angelegt ist, und der Gegenelektrode 6, an welcher die Gegenspannung Vcom des Gegenelektrodensignals angelegt ist, eine Potenzialdifferenz, welche ein elektrisches Feld bewirkt. Das elektrische Feld betreibt den Flüssigkristall und ermöglicht somit eine Anzeige gemäß dem Bildsignal. Bei TFT-LCD wird der Spannungspegel des Bildsignals, welcher dem Sourcetreiber-Schaltkreis 7 (siehe Fig. 4(a)) zugeführt wird, auf einem konstanten Wert gehalten. Deshalb ändert sich, wie oben bereits erwähnt wurde, die Differenz zwischen der Signalspannung und der Gegenspannung (d. h. die Treiberspannung V, welche am Flüssigkristall anliegt) als Ganzes, weil sich die Amplitude des Gegenelektrodensignals ändert. Die Treiberspannung V kann somit die Anzeigehelligkeit gemäß der Änderung des Gegenelektrodensignals bereitstellen.
  • Es ist anzumerken, dass die Fig. 4(a) bis 4(e) Wellenformen von Signalen zeigen, welche dem Sourcetreiber-Schaltkreis 7 zugeführt werden. Der Zeitpunkt, bei welchem das Bildsignal den Pixelelektroden 4 zugeführt wird, unterscheidet sich vom Zeitpunkt, bei welchem die Signale dem Sourcetreiber- Schaltkreis 7 zugeführt werden. Die Zeitdifferenz korrespondiert mit der horizontalen Abtastperiode und wird durch den Sample-Hold-Vorgang des Sourcetreiber-Schaltkreises 7 bewirkt. Die Fig. 6(a) bis 6(c) zeigen das Bildsignal aus Fig. 4(a), wie es mit den Gegenelektrodensignalen der Fig. 4(c) bis 4(e) überlappt, und zwar zu einem Zeitpunkt, bei welchem die Signalspannung Vs und die Gegenspannung Vcom an die Flüssigkristallschicht angelegt werden.
  • Kurz gesagt, verwendet das TFT-LCD der vorliegenden Ausführungsform eine Anordnung, bei welcher die Spitze-zu-Spitze- Amplitude des Gegenelektrodensignals, welches durch den Gegenelektrodensignal-Erzeugungsschaltkreis 21 erzeugt wird, sich gemäß einem vom Helligkeitsanpassungsbereich 23 ausgesandten Helligkeitssteuersignal ändert. Bei dieser Anordnung verschiebt der Referenzwert-Verschiebungsbereich 25b des in der Videoschnittstelle 19 vorgesehenen Gamma-Steuerbereichs 25 den Bezugswert der Polygon-Approximationscharakteristika genauso wie die Amplitudenvariation (α) des Gegenelektrodensignals, welches auf der Grundlage der Einstellungen über den Helligkeitsanpassungsbereich 23 angepasst ist. Der Pegelwandlerbereich 25a wandelt den Pegel des Bildsignals gemäß den Polygon-Approximationscharakteristika, und zwar bestimmt auf der Grundlage des verschobenen Bezugswerts. Das TFT-LCD der vorliegenden Ausführungsform kompensiert Nichtlinearitäten des Transmittanz- oder Transmissionsindex des Flüssigkristalls im Hinblick auf die anliegende Spannung.
  • Das TFT-LCD der vorliegenden Ausführungsform verwendet eine Anordnung, bei welcher die Amplitude des Gegenelektrodensignals anstelle des Spannungspegels des Bildsignals geändert wird, um die am Flüssigkristall anliegende Spannung zu ändern. Die Änderung der anliegenden Spannung ändert folglich die Helligkeit der Anzeige. Selbst bei dieser Anordnung kompensiert das TFT-LCD das Bildsignal in geeigneter Weise derart, dass der Transmittanzindex oder Transmissionsindex des Flüssigkristalls proportional zur Treiberspannung wird, und zwar unabhängig von der variierenden Amplitude des Gegenelektrodensignals. Damit wird eine korrekte Helligkeitsgradation erreicht.
  • Folglich kann durch die vorliegende Erfindung ein dünnes, kleines und preiswertes TFT-LCD gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit einer Helligkeits-Anpassungsfunktion geschaffen werden, durch welche eine korrekte Helligkeitsgradation erreichbar ist.
  • Zu bemerken ist noch, dass bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein TFT-LCD vom positiven Anzeigetyp verwendet wurde. Die Ausführungsform kann aber auch auf ein TFT-LCD vom aktiven Anzeigetyp (Active Display Type TFT- LCD), auf ein LCD vom Driver-Typ (Drive Type LCD) ohne Verwendung von Schaltelementen wie beim TFT-LCD und selbst bei einem LCD vom statischen Betriebstyp (Static Drive Type LCD) verwendet werden.
  • Die so beschriebene Erfindung kann auf verschiedene Art und Weisen abgeändert werden.

Claims (6)

1. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung mit:
- Anzeigeelektroden (4), welche in einer Matrixform Pixel an Kreuzungspunkten von Zeilenelektroden (3) und Spaltenelektroden (2) bilden,
- einer Gegenelektrode (6), welche in Bezug auf eine Flüssigkristallschicht den Anzeigeelektroden (4) gegenüberliegend vorgesehen ist,
- einer Bildsignalverarbeitungseinrichtung (19) zum Verarbeiten eines Eingangsbildsignals derart, dass dessen Polarität mit einer vorbestimmten Polaritätsumkehrfrequenz invertiert wird, wobei die Bildsignalverarbeitungseinrichtung (19) ferner einen Signalspannungskompensationsbereich (25a) zum Kompensieren des Bildsignals gemäß einer Kompensationscharakteristik aufweist,
- einer Signalspannungsbeaufschlagungseinrichtung (7) zum Beaufschlagen der Anzeigeelektroden (4) mit Signalspannungen gemäß dem verarbeiteten Bildsignal der Bildsignalverarbeitungseinrichtung (19) und
- einer Gegenelektrodensignalerzeugungseinrichtung (21) zum Erzeugen eines Gegenelektrodensignals, dessen Polarität synchron mit der Polaritätsinversionsfrequenz des Bildsignals invertiert wird und zum Zuführen des erzeugten Gegenelektrodensignals zur Gegenelektrode (6),
dadurch gekennzeichnet,
- dass die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung einen Helligkeitseinstellbereich (23) zum Einstellen der Anzeigehelligkeit aufweist,
- dass die Gegenelektrodensignalerzeugungseinrichtung (21) ferner einen Amplitudenanpassungsbereich zum Anpassen der Spitze-zu-Spitze-Amplitude des Gegenelektrodensignals auf der Basis einer vom Helligkeitseinstellbereich (23) erhaltenen Einstellung aufweist,
- dass die Bildsignalverarbeitungseinrichtung (19) des Weiteren aufweist: einen Bezugsspannungsverschiebungsbereich (25b) zum Verschieben einer Bezugsspannung um denselben Wert wie die Variation (α) der Gegenelektrodensignalamplitude aufgrund der Anpassung durch den Amplitudenanpassungsbereich auf der Grundlage der vom Helligkeitseinstellbereich (23) erhaltenen Einstellung, und
- dass die Kompensationscharakteristik des Signalspannungskompensationsbereichs (25a) auf der Grundlage der verschobenen Bezugsspannung und auf der Grundlage der Nichtlinearität des Transmittanzindex des Flüssigkristalls als Funktion der beaufschlagten Spannung derart bestimmt ist, dass der Signalspannungskompensationsbereich (25a) die Nichtlinearität kompensiert.
2. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher der Signalspannungskompensationsbereich (25a) das Bildsignal kompensiert:
a) auf der Grundlage der Nichtlinearität des Transmittanzindex des Flüssigkristalls (A) auf der Grundlage einer Polygonapproximation einer Kurve (B ÷ A), welche das Ergebnis einer Division darstellt, und zwar des gewünschten linearen Transmittanzindex (B) durch den Transmittanzindex des Flüssigkristalls (A), wobei die Polygonapproximation mindestens zwei Vertices (γ&sub1;, γ&sub2;) aufweist, und
b) auf der Grundlage der verschobenen Bezugspannung.
3. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
bei welcher der Amplitudenanpassungsbereich einen Rückkopplungsverstärkerkreis mit einem variablen Widerstand aufweist und welche die Spitze-zu-Spitze-Amplitude des Gegenelektrodenignals anpasst durch Ändern eines Einstellwerts des variablen Widerstands auf der Grundlage eines vom Helligkeitseinstellbereich (23) ausgesandten Steuersignals.
4. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Signalspannungsbeaufschlagungseinrichtung (7) des Weiteren einen Abtast-Haltekreis (10) zum Abtasten und Halten eines Eingangsbildsignals aufweist.
5. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher jedes Pixel ein Schaltelement (5) zum Schalten der Signalspannung zu jeder der Anzeigeelektroden (4) aufweist.
6. Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, bei welcher das Schaltelement ein Dünnschichttransistor (5) ist.
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