DE102004037031B4

DE102004037031B4 - Flüssigkristall-Vorrichtung

Info

Publication number: DE102004037031B4
Application number: DE102004037031A
Authority: DE
Inventors: Byoung Cho Taegu Kim; Kyoung Hun Taejeon Lee
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2024-07-31
Also published as: DE102004037031A1; KR20050054215A; US20050253836A1; US7859496B2; KR100847823B1

Abstract

Flüssigkristalldisplay (LCD)-Vorrichtung mit:
– einer LCD-Tafel (41) mit einer Vielzahl von Gateleitungen (G) und Datenleitungen (D), die einander schneiden, um eine Vielzahl von Pixelbereichen in einem Anzeigegebiet (61) zu bilden;
– einer gemeinsamen Elektrode zum Empfangen einer kompensierten gemeinsamen Spannung;
– einer Metallleitung (M) rechtwinklig zu den Datenleitungen (D), wobei die Metallleitung (M) mit einigen der Datenleitungen (D) außerhalb des Anzeigegebiets (61) überlappt, so dass auf der Metallleitung (M) durch einen Kopplungseffekt zwischen der Metallleitung (M) und den Datenleitungen (D) ein Rückkopplungssignal erzeugt wird;
– einer Erzeugungsschaltung (51) zur Erzeugung einer gemeinsamen Spannung, wobei die Erzeugungsschaltung (51) basierend auf der gemeinsamen Spannung und dem zugeführten Rückkopplungssignal eine kompensierte gemeinsame Spannung ausgibt, die an die gemeinsame Elektrode angelegt wird, um Änderungen in der gemeinsamen Spannung zu kompensieren, die durch einen Kopplungseffekt zwischen der gemeinsamen Elektrode und den Datenleitungen (D) erzeugt werden.

Description

Priorität: 4. Dezember 2003, Rep. Korea Nr. P 2003-87559 (P)

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtung, und spezieller betrifft sie eine Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtung zum Verhindern einer Verfälschung einer gemeinsamen Spannung.

Einhergehend mit der Entwicklung der Informationsgesellschaft nehmen die Anforderungen an verschiedene Anzeigevorrichtungen zu. Demgemäß erfolgten viele Anstrengungen zum Erforschen und Entwickeln verschiedener flacher Anzeigevorrichtungen wie eines Flüssigkristalldisplays (LCD), einer Plasmadisplaytafel (PDP), eines Elektrolumineszenzdisplays (ELD) und eines Vakuumfluoreszenzdisplays (VFD), und einige Arten flacher Anzeigevorrichtungen werden bereits bei Displays verschiedener Anlagen verwendet.

Unter den verschiedenen flachen Anzeigevorrichtungen werden Anzeigevorrichtungdisplay(LCD)-Vorrichtungen auf Grund vorteilhafter Eigenschaften eines flachen Profils, eines geringen Gewichts und niedrigen Energieverbrauchs am verbreitetsten verwendet, wobei LCD-Vorrichtungen Kathodenstrahlröhren (CRTs) ersetzen. Zusätzlich zu LCD-Vorrichtungen vom mobilen Typ, wie als Display für einen Notebookcomputer, wurden LCD-Vorrichtungen für Computermonitore und Fernseher entwickelt, um Rundfunksignale zu empfangen und anzuzeigen.

Trotz verschiedener technischer Entwicklungen bei der LCD-Technologie einhergehend mit Anwendungen auf verschiedenen Gebieten hinkt die Forschung hinsichtlich der Verbesserung der Bildqualität von LCD-Vorrichtungen in gewisser Hinsicht gegenüber anderen Merkmalen und Vorteilen von LCD-Vorrichtungen nach. Um eine LCD-Vorrichtung auf verschiedenen Gebieten als übliches Display zu verwenden, liegt der Schlüssel bei der Entwicklung von LCD-Vorrichtungen darin, ob die se ein Bild hoher Qualität, wie hoher Auflösung und hoher Leuchtstärke, bei einem großen Schirm realisieren können, während geringes Gewicht, flaches Profil und niedriger Energieverbrauch erhalten bleiben.

Indessen verfügt eine übliche LCD-Vorrichtung über eine LCD-Tafel zum Anzeigen eines Bildinhalts sowie einen Treiber zum Anlegen eines Ansteuersignals an die LCD-Vorrichtung. Auch verfügt die LCD-Vorrichtung über ein erstes und ein zweites Substrat, die mit einem vorbestimmten Abstand miteinander verbunden sind, und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat. Dabei verfügt das erste Substrat (TFT-Arraysubstrat) über eine Vielzahl von in einer Richtung mit festen Intervallen angeordneten Gateleitungen, eine Vielzahl von mit festen Intervallen so angeordneten Datenleitungen, dass sie rechtwinklig zur Vielzahl von Gateleitungen verlaufen, eine Vielzahl von Pixelelektroden, die vom Matrixtyp in jeweiligen Pixelbereichen angeordnet sind, die durch die Vielzahl einander schneidender Gate- und Datenleitungen gebildet sind, und eine Vielzahl von Dünnschichttransistoren, die abhängig von Signalen auf den Gateleitungen geschaltet werden, um Signale auf den Datenleitungen an die jeweiligen Pixelelektroden zu übertragen.

Nachfolgend wird eine LCD-Vorrichtung gemäß der einschlägigen Technik unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Die 1 ist ein Ersatzschaltbild eines Pixels bei einer LCD-Vorrichtung gemäß einer einschlägigen Technik. Im Ersatzschaltbild einer LCD-Vorrichtung, wie es in der 1 dargestellt ist, sind ein Dünnschichttransistor T, eine Flüssigkristallkapazität C_LC und ein Speicherkondensator C_st vorhanden. Dabei verfügt der Dünnschichttransistor T über eine Sourceelektrode und eine Gateelektrode, die mit einer auf einem ersten Substrat ausgebildeten Datenleitung D bzw. Gateleitung G verbunden sind. Die Flüssigkristallkapazität C_LC ist zwischen einer Pixelelektrode und einer gemeinsamen Elektrode C ausgebildet, wobei die Pixelelektrode mit einer Drainelektrode des Dünnschichttransistors T verbunden ist und die gemeinsame Elektrode C auf einem oberen Substrat ausgebildet ist. Auch ist der Speicherkondensator C_st zwischen der mit der Drainelektrode des Dünnschichttransistors T verbundenen Pixelelektrode und der benachbarten Gateleitung oder ein zusätzlichen Speicherleitung ausgebildet.

Ein Betriebsablauf der Ersatzschaltung für die Pixel wird wie folgt beschrieben.

Als Erstes schaltet der Dünnschichttransistor T ein, wenn ein Gatesignal an die Gateleitung G gelegt wird, damit eine Grauspannung, die entsprechend einem Datensignal von der Datenleitung D eingestellt wird, für jeden Rahmen des Pixels geliefert wird. Danach wird ein elektrisches Feld, das der Differenz zwischen der an das Pixel angelegten Grauspannung und eine an die gemeinsame Elektrode C angelegten gemeinsamen Spannung entspricht, an eine Flüssigkristallschicht angelegt, um dadurch die Lichttransmission auf Grundlage der Stärke des elektrischen Felds zu steuern. Dabei hält der Speicherkondensator C_st die an das Pixel während eines Rahmens angelegte Spannung aufrecht, um dadurch ein Bild eines Rahmens anzuzeigen. Wenn ein elektrisches Feld konstanter Richtung dauernd an die Flüssigkristallschicht angelegt wird, wird diese beeinträchtigt. Um eine Beeinträchtigung der Flüssigkristallschicht zu verhindern, wird die an die Datenleitung D angelegte Grauspannung invers mit positiver (+) Polarität oder negativer (–) Polarität zur gemeinsamen Spannung an der gemeinsamen Elektrode C geliefert. Das heißt, dass dann, wenn die Grauspannung an ein Pixel gelegt wird, im ersten Rahmen eine Grauspannung positiver Polarität zur gemeinsamen Spannung angelegt wird, während im zweiten Rahmen eine Grauspannung negativer Polarität zur gemeinsamen Spannung angelegt wird, wodurch die Grauspannungen positiver und negativer Polarität abwechselnd in jeweiligen Rahmen für dasselbe Pixel angelegt werden. Dieses Ansteuerverfahren wird als Inversions-Ansteuerverfahren bezeichnet.

Dabei ist der Effektivwert der an die Flüssigkristallschicht angelegten Spannung durch die Spannung bestimmt, die der Differenz zwischen der an die Pixelelektrode angelegten Grauspannung und der an die gemeinsame Elektrode C angelegten gemeinsamen Spannung entspricht. Im Fall des Ansteuerns einer LCD-Vorrichtung beim Inversions-Ansteuerverfahren wird die gemeinsame Spannung aus konstantem Pegel gehalten, so dass die Grauspannung positiver Polarität und diejenige negativer Polarität symmetrisch in Bezug auf die gemeinsame Spannung sind, so dass die Grauspannung positiver Polarität und diejenige negativer Polarität, wie sie an das Pixel angelegt werden, denselben Absolutwert zeigen.

Jedoch wird, wie es in der 1 dargestellt ist, im Schnittabschnitt zwischen der die gemeinsame Spannung übertragenden gemeinsamen Elektrode C und der die Grauspannung übertragenden Datenleitung D eine parasitäre Kapazität C_cd erzeugt, wodurch ein Kopplungseffekt erzeugt wird. Im Ergebnis wird die gemeinsame Spannung auf Grund der Grauspannung verfälscht.

Die 2 ist ein Signalverlaufsdiagramm für die normale gemeinsame Spannung. Die 3 ist ein Signalverlaufsdiagramm, das eine Verfälschung der gemeinsamen Spannung durch die Grauspannung positiver Polarität und diejenige negativer Polarität zeigt.

Es ist nämlich, wie es in der 2 dargestellt ist, die gemeinsame Spannung eine Gleichspannung mit konstantem Gleichspannungspegel. Durch den Kopplungseffekt wird, wie es in der 3 dargestellt ist, die gemeinsame Spannung auf Grund der ansteigenden Welle und der abfallenden Welle in der Grauspannung positiver Polarität und negativer Polarität in ein Signal mit Wechselspannungspegel verfälscht. Auch wird im Schnittabschnitt zwischen der Datenleitung D und der Gateleitung G eine parasitäre Kapazität C_gd erzeugt, wodurch der Kopplungseffekt erzeugt wird. Im Ergebnis ist das von der Gateleitung G übertragene Gatesignal mit der Verfälschung der gemeinsamen Spannung synchronisiert, wodurch das Gatesignal durch die ansteigende Welle und die fallende Welle entsprechend der Grauspannung positiver Polarität und derjenigen negativer Polarität verfälscht wird. Um eine Verfälschung der gemeinsamen Spannung zu verhindern, wurde ein Verfahren zum Kompensieren der Verfälschung der gemeinsamen Spannung unter Verwendung der verfälschten gemeinsamen Spannung und einer invertierten gemeinsamen Spannung mit einer Phase von 180° untersucht und erforscht.

Nachfolgend wird eine Erzeugungsschaltung für die gemeinsame Spannung gemäß einer einschlägigen Technik unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die 4 ist eine schematische Ansicht einer Erzeugungsschaltung für die gemeinsame Spannung. Die 5 ist ein Signalverlaufsdiagramm einer kompensieten gemeinsamen Spannung.

Wie es in der 4 dargestellt ist, ist die Erzeugungsschaltung 31 für die gemeinsame Spannung mit einem Gemeinsame-Spannung-Generator 31a und einem Gemeinsame-Spannung-Kompensator 31b versehen. Der Gemeinsame-Spannung-Generator 31a erzeugt die gemeinsame Spannung und der Gemeinsame-Spannung-Kompensator 31b empfängt die vom Gemeinsame-Spannung-Generator 31a ausgegebene gemeinsame Spannung und gibt eine kompensierte gemeinsame Spannung aus.

Dabei ist der Gemeinsame-Spannung-Generator 31a zwischen eine Bezugsspannung und einen Masseanschluss in Reihe geschaltet, wobei er aus einem variablen Widerstand mit mehreren Widerstände R1, R2 und R3 zum Teilen der Bezugsspannung besteht. Auch besteht der Gemeinsame-Spannung-Kompensator 31b aus einem Differenzverstärker A. Dann sind ein Kondensator C1 und ein Widerstand R4 mit einem invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A in Reihe geschaltet, und die vom Gemeinsame-Spannung-Generator 31a ausgegebene gemeinsame Spannung wird an einem nicht invertierenden Anschluss (+) des Differenzverstärkers A eingegeben. Auch ist ein Widerstand R6 mit einem Ausgangsanschluss des Differenzverstärkers A in Reihe geschaltet. Ein Widerstand R5, der den Ausgangsanschluss mit dem invertierenden Anschluss (–) paralle verbindet, zwischen dem Ausgangsanschluss und dem invertierenden Anschluss (–) vorhanden.

Im von einem Gatesignalgenerator (nicht dargestellt) ausgegebenen Gatesignal, wie es an die Gateleitung G gelegt wird, sind ein Gate-hoch-Signal (V_gh und ein Gate-niedrig-Signal V_gl enthalten, wobei das Letztere mit Gleichspannungspegel am invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A über den Kondensator C1 und den Widerstand R4 eingegeben wird. Dabei wirkt das am invertierenden Anschluss (–) eingegebene Gate-niedrig-Signal V_gl als Erfassungssignal zum Erfassen der Verfälschung der gemeinsamen Spannung, wenn diese an die gemeinsame Elektrode C gelegt wird.

Das heißt, dass, wie es oben beschrieben ist, das an die Gateleitung G gelegte Gatesignal entsprechend dem Signalverlauf der Grauspannung der Datenleitung D auf Grund des Kopplungseffekts verfälscht wird, wie er durch die zwischen der Datenleitung D und der Gateleitung G gebildete parasitäre Kapazität C_gd erzeugt wird. Dabei wird das Gate-niedrig-Sig nal V_gl auf das Verfälschungssignal vom Wechselspannungspegel mit der wiederholten ansteigenden und abfallenden Welle auf Grund des Signalverlaufs der Grauspannung geändert.

Wenn der Kopplungseffekt nicht erzeugt wird, werden das Gatesignal und das Gate-niedrig-Signal V_gl nicht verfälscht, wodurch das Gate-niedrig-Signal V_gl im Signalzustand mit konstantem Gleichspannungspegel gehalten wird. Demgemäß wird die Verfälschung der gemeinsamen Spannung durch Synchronisierung mit der Verfälschung des Gatesignals und des Gate-niedrig-Signals V_gl erzeugt. Bei einer Verfälschung des Gate-niedrig-Signals V_gl wird die gemeinsame Spannung verfälscht, wenn sie an die gemeinsame Elektrode C angelegt wird. Wenn eine Verfälschung des Gate-niedrig-Signals V_gl vorliegt, wird die gemeinsame Spannung nicht verfälscht, wenn sie an die gemeinsame Elektrode C angelegt wird.

Ein Betriebsablauf der Erzeugungsschaltung 31 für die gemeinsame Spannung gemäß der einschlägigen Technik wird wie folgt beschrieben.

Als Erstes wird die Bezugsspannung durch Steuern des variablen Widerstands geteilt, um dadurch die gemeinsame Spannung auszugeben. Gleichzeitig wird das vom Gatesignalgenerator ausgegebene Gate-niedrig-Signal V_gl am invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A über den Kondensators C1 und den Widerstand R4 eingegeben. Dabei wird das Gate-niedrig-Signal V_gl nicht verzerrt, so dass es auf dem Gleichspannungspegel bleibt. Im Ergebnis wird das Gate-niedrig-Signal V_gl nicht über den Kondensator C1 übertragen, der in Reihe mit dem invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A verbunden ist. So legt der Differenzverstärker A die vom Gemeinsame-Spannung-Generator 31a eingegebene gemeinsame Spannung an die gemeinsame Elektrode C an.

Indessen durchläuft, wenn das Gate-niedrig-Signal V_gl auf Grund seiner Verfälschung durch den Kopplungseffekt den Wechselspannungspegel aufweist, dieses Gate-niedrig-Signal V_gl den Kondensator C1, der mit dem invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A verbunden ist. Danach wird das Gate-niedrig-Signal V_gl am invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A über den Kondensator C1 und den Widerstand R4 eingegeben. Dann verstärkt der Differenzverstärker A die Differenz zwischen der gemeinsamen Spannung vom Gleichspannungspegel, wie sie am nicht invertierenden Anschluss (+) eingegeben wird, und dem am invertierenden Anschluss (–) eingegebenen Gate-niedrig-Signal. Im Ergebnis werden, wie es in der 5 dargestellt ist, das Gate-niedrig-Signal V_gl und die kompensierte gemeinsame Spannung mit einer inversen Phasendifferenz von 180° über den Ausgangsanschluss ausgegeben. Dabei ist die Verstärkungsrate für die kompensierte gemeinsame Spannung durch das Verhältnis des mit dem invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A verbundenen Widerstands R4 und des zwischen den invertierenden Anschluss (–) und den Ausgangsanschluss geschalteten Widerstand R5 bestimmt. Dann wird die kompensierte gemeinsame Spannung an die gemeinsame Elektrode C gelegt. Auch wird die Wechselspannungskomponente (Welligkeit) der kompensierten gemeinsamen Spannung durch das Grausignal mit entgegengesetzter Phase zur kompensierten gemeinsame Spannung aufgehoben und entfernt. Im Ergebnis hat die kompensierte gemeinsame Spannung konstanten Gleichspannungspegel, wodurch sie stabilisiert ist.

Jedoch zeigt die Erzeugungsschaltung für die gemeinsame Spannung gemäß der einschlägigen Technik die folgenden Nachteile.

Bei der Erzeugungsschaltung für die gemeinsame Spannung gemäß der einschlägigen Technik wird das Gate-niedrig-Signal dazu verwendet, zu erfassen, ob die gemeinsame Spannung durch den Kopplungseffekt verfälscht ist oder nicht. Das Gate-niedrig-Signal enthält einen Rauschsignalanteil, da es dazu verwendet wird, das Gatesignal zu erzeugen. Demgemäß verfügt das Gate-niedrig-Signal über eine Welligkeit, die durch die Rauschsignalkomponente und auch durch die. durch den Kopplungseffekt erzeugte Welligkeit erzeugt wird. Das heißt, dass dann, wenn die durch die Rauschsignalkomponente erzeugte Welligkeit im Differenzverstärker verstärkt wird, die in diesen eingegebene gemeinsame Spannung durch die Rauschsignalkomponente in der unerwünschten Richtung verfälscht wird.

Die KR10-0233147 B1 beschreibt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung. Das LCD-Panel enthält eine gemeinsame Elektrode und eine Signalleitung, auf der durch einen Kopplungseffekt ein Signal erzeugt wird. Eine Erzeugungsschaltung erzeugt eine gemeinsame Spannung, wobei dieser Erzeugungsschaltung das durch den Kopplungseffekt erzeugte Signal zugeführt wird, um eine korrigierte gemeinsame Spannung auszugeben.

Die US 5,818,402 A beschreibt eine LCD-Ansteuerschaltung mit einer Kompensationsschaltung. Ein durch die gemeinsame Elektrode fließender Strom und ein durch einen Kopplungseffekt zwischen einer Signalleitung und einer Datenleitung erzeugtes Rückkopplungssignal wird als Eingangssignal detektiert.

Demgemäß ist die Erfindung auf eine Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtung gerichtet, die eines oder mehrere Probleme auf Grund von Einschränkungen und Nachteilen der einschlägigen Technik im Wesentlichen vermeidet.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkristalldisplay(LCD)-Vorrichtung mit stabilisierter gemeinsamer Spannung zu schaffen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.

Zusätzliche Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie sind für den Fachmann teilweise nach dem Studium des Folgenden ersichtlich oder ergeben sich beim Ausüben der Erfindung. Die Ziele und andere Vorteile der Erfindung können durch die Struktur realisiert und erreicht werden, wie sie speziell in der hier vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen dargelegt ist.

Um diese Ziele und andere Vorteile zu erreichen, und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie sie realisiert wurde und hier umfassend beschrieben ist, ist eine Flüssigkristallvorrichtung(LCD)-Vorrichtung mit Folgendem versehen: einer LCD-Ta fel mit einer Vielzahl von Gateleitungen und Datenleitungen, die einander schneiden, um eine Vielzahl von Pixelbereichen zu bilden; einer gemeinsamen Elektrode zum Empfangen einer gemeinsamen Spannung; einer Metallleitung rechtwinklig zu den Datenleitungen, auf der durch einen Kopplungseffekt zu den Datenleitungen ein Signal erzeugt wird; und einer Erzeugungsschaltung für die gemeinsame Spannung, die das Signal empfängt, um Änderungen der gemeinsamen Spannung zu kompensieren, die durch einen Kopplungseffekt zwischen der gemeinsame Elektrode und den Datenleitungen erzeugt werden.

Dabei ist zwischen den Datenleitungen und der Metallleitung eine Isolierschicht ausgebildet.

Auch verfügt die Erzeugungsschaltung für eine gemeinsame Spannung über einen Gemeinsame-Spannung-Generator zum Ausgeben der gemeinsamen Spannung und einen Gemeinsame-Spannung-Kompensator, der die vom Gemeinsame-Spannung-Generator ausgegebene gemeinsame Spannung und das genannte Signal empfängt und die gemeinsame Spannung ausgibt, wobei die Änderungen kompensiert sind.

Auch besteht der Gemeinsame-Spannung-Generator aus einem variablen Widerstand mit einer Bezugsspannung, einem Masseanschluss und mehreren zwischen die Bezugsspannung und den Masseanschluss in Reihe geschalteten Widerständen, um die Bezugsspannung zu teilen und die gemeinsame Spannung auszugeben.

Auch besteht der Gemeinsame-Spannung-Kompensator aus einem Differenzverstärker mit einem nicht invertierenden Anschluss, an dem die gemeinsame Spannung eingegeben wird, einem invertierenden Anschluss, an dem das genannte Signal eingegeben wird, und einem Ausgangsanschluss, an dem die gemeinsame Spannung mit kompensierten Änderungen ausgegeben wird.

Ferner verfügt die LCD-Vorrichtung über einen Widerstand, der in Reihe zwischen den invertierenden Anschluss und die Metallleitung geschaltet ist.

Ferner verfügt die LCD-Vorrichtung über einen Widerstand, der parallel zwischen den invertierenden Anschluss und den Ausgangsanschluss geschaltet ist.

Ferner verfügt die LCD-Vorrichtung über einen Widerstands, der in Reihe zum Ausgangsanschluss geschaltet ist.

Es ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung beispielhaft und erläuternd sind und dazu vorgesehen sind, für eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu sorgen.

Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen und die in diese Anmeldung eingefügt sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen eine Ausführungsform (Ausführungsformen) der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, das Prinzip der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.

1 ist ein Schaltbild eines Pixels bei einer LCD-Vorrichtung gemäß einer einschlägigen Technik;

2 ist ein Signalverlaufsdiagramm einer normalen gemeinsamen Spannung;

3 ist ein Signalverlaufsdiagramm, das eine Verfälschung einer gemeinsamen Spannung durch eine Grauspannung positiver Polarität und eine Grauspannung negativer Polarität zeigt;

4 ist eine schematische Ansicht einer Erzeugungsschaltung für die gemeinsame Spannung gemäß einschlägigen Technik;

5 ist ein Signalverlaufsdiagramm einer kompensierten gemeinsamen Spannung;

6 ist eine schematische Ansicht einer LCD-Vorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

7 ist ein Signalverlaufsdiagramm eines Rückkopplungssignals, wie es durch einen Kopplungseffekt zwischen einer Datenleitung und einer Metallleitung erzeugt wird; und

8 ist ein Signalverlaufsdiagramm einer gemeinsamen Spannung, die durch ein Rückkopplungssignal kompensiert ist.

Nun wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele veranschaulicht sind. Wo immer es möglich ist, werden in allen Zeichnungen dieselben Bezugszahlen dazu verwendet, dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.
Nachfolgend wird eine LCD-Vorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie es in der 6 dargestellt ist, verfügt die LCD-Vorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung über eine LCD-Tafel 41, einen Gatetreiber GD und einen Datentreiber DD sowie eine Erzeugungsschaltung 51 für eine gemeinsame Spannung. Dabei verfügt die LCD-Tafel 41 über ein erstes Substrat 41a und ein zweites Substrat 41b, wobei das erste Substrat 41a über eine Gemeinsame-Elektrode-Leitung (nicht dargestellt) und eine Metallleitung M zum Erzeugen und Ausgeben eines Rückkopplungssignals verfügt, und das zweite Substrat 41b über eine gemeinsame Elektrode (nicht dargestellt) verfügt. Das erste und das zweite Substrat 41a und 41b, die einander zugewandt sind, sind miteinander verbunden. Auch liefern der Gatetreiber GD und der Datentreiber DD ein Ansteuersignal an die LCD-Tafel 41. Die Erzeugungsschaltung 51 für die gemeinsame Spannung empfängt das Rückkopplungssignal von der Metallleitung M der LCD-Tafel 41, sie gibt eine kompensierte gemeinsame Spannung aus, und sie liefert die kompensierte gemeinsame Spannung über die Gemeinsame-Elektrode-Leitung des ersten Substrats 41a an die gemeinsame Elektrode des zweiten Substrats 41b.
Die LCD-Tafel 41 ist in ein Anzeigegebiet 61, in dem ein Bildinhalt angezeigt wird, und ein Nicht-Anzeigegebiet 62 eines Kontaktfleckbereichs, in dem kein Bildinhalt angezeigt wird, unterteilt. Das Anzeigegebiet 61 verfügt über einen aktiven Bereich 61a und einen Flüssigkristall-Randbereich 61b. Im aktiven Bereich 61 ist eine Vielzahl von Gateleitungen G und Datenleitungen D, die einander schneiden, ausgebildet, um eine Vielzahl von Pixelbereichen zu bilden, und an den Schnittpunkten der Gateleitungen G und der Datenleitungen D ist in den Pixelbereichen eine Vielzahl von Dünnschichttransistoren (nicht dargestellt) ausgebildet. Der Flüssigkristall-Randbereich 61b ist am Umfang des aktiven Bereichs 61a ausgebildet. Obwohl es nicht dargestellt ist, ist zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat 41a und 41b eine Flüssigkristallschicht ausgebildet.
Auch bildet der Flüssigkristall-Randbereich 61b den Rand für einen in den Zwischenraum zwischen den zwei Substraten 41a und 41b eingefüllten Flüssigkristall, so dass der Flüssigkristall-Randbereich 61b mit vorbestimmtem Raum am Umfang des aktiven Bereichs 61a vorhanden ist. Der Gatetreiber GD liefert Gatesignale an die Vielzahl von auf der LCD-Tafel 41 ausgebildeten Gateleitungen G, und der Datentreiber DD liefert Grauspannungen entsprechend Datensignalen an die Vielzahl von auf der LCD-Tafel 41 ausgebildeten Datenleitungen D. Die Gemeinsame-Elektrode-Leitung ist an einigen der Grenzen zwischen dem Flüssigkristall-Randbereich 61b des ersten Substrats 41a und dem Nicht-Anzeigegebiet 62 vorhanden. Auch ist die Gemeinsame-Elektrode-Leitung des ersten Substrats 41a durch Ag-Punkte (nicht dargestellt) elektrisch mit der gemeinsamen Elektrode des zweiten Substrats 41b verbunden. Demgemäß wird die von der Erzeugungsschaltung 51 für die gemeinsame Spannung ausgegebene kompensierte gemeinsame Spannung an die Gemeinsame-Elektrode-Leitung des ersten Substrats 41a geliefert, und die an die gemeinsame Elektrode gelieferte kompensierte gemeinsame Spannung wird durch die Ag-Punkte an die gemeinsame Elektrode des zweiten Substrats 41b geliefert.
Auch ist die Metallleitung M auf dem Nicht-Anzeigegebiet 62 des ersten Substrats 41a ausgebildet. Dabei ist die Metallleitung M so auf der Datenleitung D ausgebildet, dass sie mit einigen der auf dem Nicht-Anzeigegebiet 62 ausgebildeten Datenleitungen D überlappt. Auch ist zwischen die Metallleitung M und die Datenleitung D eine Isolierschicht eingefügt, so dass im Zustand, in dem keine Spannung an die Datenleitung D angelegt ist, kein Signal an die Metallleitung M angelegt wird. Wenn jedoch die vom Datentreiber D ausgegebene Grauspannung in die Datenleitung D fließt, kann zwischen dieser und der Metallleitung M eine parasitäre Kapazität erzeugt werden. Im Ergebnis wird zwischen der Datenleitung D und der Metallleitung M der Kopplungseffekt erzeugt. Gemäß dem Kopplungseffekt wird in der Metallleitung M ein Rückkopplungssignal erzeugt, das durch die an die Datenleitung D angelegte Grauspannung verfälscht ist. Das heißt, dass die Grauspannung positiver (+) Polarität und die Grauspannung negativer (–) Polarität abwechselnd an die Datenleitung D angelegt werden. Dabei weist, wie es in der 7 dargestellt ist, das in der Metallleitung M erzeugte Rückkopplungssignal eine wiederholte ansteigende Welle und abfallende Welle der Grauspannung positiver (+) Polarität und der Grauspannung negativer (–) Polarität auf. Indessen wird das von der Metallleitung M erzeugte Rückkopplungssignal an die Erzeugungsschaltung 51 für die gemeinsame Spannung gelegt.
Nun wird die Rolle des von der Metallleitung M erzeugten Rückkopplungssignals in der Erzeugungsschaltung 51 für die gemeinsame Spannung detailliert beschrieben.
Wie es in der 6 dargestellt ist, ist die Erzeugungsschaltung 51 für die gemeinsame Spannung mit einem Gemeinsame-Spannung-Generator 51a zum Erzeugen einer gemeinsame Spannung sowie einem Gemeinsame-Spannung-Kompensator 51b versehen, der die vom Gemeinsame-Spannung-Generator 51a erzeugte gemeinsame Spannung empfängt und kompensiert. Dabei ist der Gemeinsame-Spannung-Generator 51a in Reihe zwischen eine Bezugsspannung und einen Masseanschluss geschaltet, wobei er aus einem variablen Widerstand mit einer Anzahl von Widerständen R1, R2 und R3 zum Teilen der Bezugsspannung besteht.
Auch besteht der Gemeinsame-Spannung-Kompensator 51b aus einem Differenzverstärker A und einem Widerstand R4, der zwischen einen invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A und die Metallleitung M in Reihe geschaltet ist. Dann wird die vom Gemeinsame-Spannung-Generator 51a ausgegebene gemeinsame Spannung an einem nicht invertierenden Anschluss (+) des Differenzverstärkers A eingegeben, und zwischen einen Ausgangsanschluss desselben und die Gemeinsame-Elektrode-Leitung ist in Reihe ein Widerstand R6 geschal tet. Außerdem ist ein Widerstand R5, der den Ausgangsanschluss des Differenzverstärkers A parallel mit dem invertierenden Anschluss (–) verbindet, zwischen den invertierenden Anschluss (–) und den Ausgangsanschluss Differenzverstärkers A geschaltet.
In diesem Zustand wird das von der Metallleitung M ausgegebene Rückkopplungssignal über den Widerstand R4 am invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A eingegeben. Dann wirkt das am invertierenden Anschluss (–) eingegebene Rückkopplungssignal als Erfassungssignal zum Erfassen, ob die an die gemeinsame Elektrode angelegte gemeinsame Spannung verfälscht ist oder nicht, wenn die gemeinsame Spannung über die Gemeinsame-Elektrode-Leitung an die gemeinsame Elektrode angelegt wird. Wie oben beschrieben, überlappt die gemeinsame Elektrode mit der Datenleitung D. Demgemäß wird, wenn die Grauspannung in die Datenleitung D fließt, durch die zwischen der gemeinsamen Elektrode und der Datenleitung D erzeugte parasitäre Kapazität der Kopplungseffekt gebildet. Durch den Kopplungseffekt wird die in die gemeinsame Elektrode fließende gemeinsame Spannung in einen Zustand verfälscht, in dem sie die wiederholte ansteigende Welle und abfallende Welle der Grauspannung positiver Polarität und der Grauspannung negativer Polarität aufweist. Das heißt, dass die gemeinsame Spannung den Gleichspannungspegel mit konstantem Wert zeigt. Jedoch ist die gemeinsame Spannung durch die Grauspannung der Datenleitung D so verfälscht, dass sie einen Wechselspannungspegel zeigt.
Dabei werden die verfälschte gemeinsame Spannung und das Rückkopplungssignal der Metallleitung M durch Synchronisation mit der Grauspannung der Datenleitung D erzeugt. Das heißt, dass die Grauspannung an die Datenleitung D gelegt wird, wobei sie gleichzeitig durch die obere Seite der gemeinsamen Elektrode und die untere Seite der Metallleitung M läuft, wodurch zwischen der gemeinsame Elektrode und der Datenleitung D sowie zwischen der Metallleitung M und der Datenleitung D der Kopplungseffekt erzeugt wird. So wird die von der gemeinsamen Elektrode ausgegebene gemeinsame Spannung verfälscht, und in den Metallleitung M wird das Rückkopplungssignal erzeugt und in den Gemeinsame-Spannung-Kompensator 51b der Erzeugungsschaltung 51 für die gemeinsame Spannung eingegeben. Demgemäß ist es möglich, zu ermitteln, dass sich die gemeinsame Spannung im normalen oder im verfälschten Zustand befindet, wenn die Erzeugung des Rückkopplungssignals in der Metallleitung M erfasst wird.
Wie oben beschrieben, fließt das durch die Grauspannung der Datenleitung D erzeugte Rückkopplungssignal in der Metallleitung M, und es wird kein Signal an die Metallleitung M angelegt. Im Fall des in der Metallleitung M fließenden Rückkopplungssignals existiert kein Rauschsignal durch Wechselwirkung mit einem anderen Signal. Auch ist es nicht erforderlich, einen den Gleichspannungspegel verhindernden und den Wechselspannungspegel durchlassenden Kondensator zwischen der Metallleitung M und dem invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A anzubringen. Wenn zwischen der Metallleitung M und der Datenleitung D kein Kopplungseffekt erzeugt wird, wird kein Signal (Gleichspannungspegel und Wechselspannungspegel) in der Metallleitung M erzeugt.
Eine Betriebsweise der LCD-Vorrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nun wie folgt beschrie ben.
Als Erstes wird die Bezugsspannung im variablen Widerstand des Gemeinsame-Spannung-Generators 51a geteilt, um dadurch die gemeinsame Spannung mit konstantem Gleichspannungspegel auszugeben. Danach wird die vom Gemeinsame-Spannung-Generator 51a ausgegebene gemeinsame Spannung am nicht invertie renden Anschluss (+) des Differenzverstärkers A eingegeben. Dabei wird, wenn zwischen der Datenleitung D und der Metallleitung M ein Kopplungseffekt erzeugt wird, in der Metallleitung M kein Signal erzeugt, wodurch kein Signal an den invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A gelegt wird. Dies bedeutet, dass zwischen der Datenleitung D und der gemeinsamen Elektrode kein Kopplungseffekt erzeugt wird.
Demgemäß gibt der Differenzverstärker A die am nicht invertierenden Anschluss (+) eingegebene gemeinsame Spannung am Ausgangsanschluss aus, und dann wird die ausgegebene gemeinsame Spannung über die Gemeinsame-Elektrode-Leitung des ersten Substrats 41a und die Ag-Punkte an die gemeinsame Elektrode des zweiten Substrats 41b geliefert. Indessen wird, wenn zwischen der Datenleitung D und der Metallleitung M der Kopplungseffekt entsteht, das Rückkopplungssignal mit derselben Phase wie der der Grauspannung der Datenleitung D in der Metallleitung M erzeugt. Dies bedeutet, dass zwischen der Datenleitung D und der gemeinsamen Elektrode der Kopplungseffekt entsteht und die an die gemeinsame Elektrode angelegte gemeinsame Spannung so verfälscht wird, dass sie dieselbe Welligkeit wie die Grauspannung der Datenleitung D aufweist. Dabei wird das in der Metallleitung M erzeugte Rückkopplungssignal am invertierenden Anschluss (–) des Differenzverstärkers A eingegeben.
Dann verstärkt der Differenzverstärker A, wie es in der 8 dargestellt ist, die Differenz zwischen der am nicht invertierenden Anschluss (+) eingegebenen gemeinsamen Spannung und dem am invertierenden Anschluss (–) eingegebenen Rückkopplungssignal, wodurch das Rückkopplungssignal und die kompensierte gemeinsame Spannung mit der inversen Phasendifferenz von 180° am Ausgangsanschluss ausgegeben werden. Dabei ist die Verstärkungsrate der kompensierten gemeinsamen Spannung durch das Verhältnis des mit dem invertierenden Anschluss (–) verbundenen Widerstands R4 und dem zwischen dem invertierenden Anschluss (–) und den Ausgangsanschluss geschalteten Widerstand R5 bestimmt. Danach wird die kompensierte gemeinsame Spannung durch die Gemeinsame-Elektrode-Leitung des ersten Substrats 41a und die Ag-Punkte an die gemeinsame Elektrode des zweiten Substrats 41b geliefert. Dabei wird die Wechselspannungskomponente (Welligkeit) der kompensierten gemeinsamen Spannung durch das Grausignal mit der Phase entgegengesetzt zu der der kompensierten gemeinsamen Spannung aufgehoben und entfernt. Im Ergebnis verfügt die kompensierte gemeinsame Spannung über konstanten Gleichspannungspegel, wodurch sie stabilisiert ist.
Wie oben angegeben, zeigt die erfindungsgemäße LCD-Vorrichtung die folgenden Vorteile.
Bei der erfindungsgemäßen LCD-Vorrichtung ist die Metallleitung so ausgebildet, dass sie den zwischen der gemeinsamen Elektrode und der Datenleitung erzeugten Kopplungseffekt erfasst, wodurch es möglich ist, eine durch diesen Kopplungseffekt erzeugte Verfälschung der gemeinsamen Spannung zu verhindern. Dabei ist die Metallleitung so vorhanden, dass sie ausschließlich dazu dient, den Kopplungseffekt zu erfassen. Das heißt, dass im Zustand, in dem keine Spannung an die Datenleitung D angelegt wird, kein Signal an der Metallleitung M anliegt. Wenn jedoch in der unter der Metallleitung ausgebildeten Datenleitung durch die Grauspannung der Kopplungseffekt entsteht, wird das Rückkopplungssignal mit der Welligkeit derselben Phasendifferenz wie der der Grauspannung erzeugt. Das heißt, dass im Zustand, in dem keine Spannung an der Datenleitung D anliegt, in der Metallleitung kein Signal (Rauschen) erzeugt wird. Im Ergebnis zeigt das durch den Kopplungseffekt erzeugte Rückkopplungssignal keine unerwünschte, durch das Rauschen erzeugte Wel ligkeit, wodurch ein stabiles Erfassungssignal (Rückkopplungssignal) ausgegeben wird.

Claims

Flüssigkristalldisplay (LCD)-Vorrichtung mit: – einer LCD-Tafel (41) mit einer Vielzahl von Gateleitungen (G) und Datenleitungen (D), die einander schneiden, um eine Vielzahl von Pixelbereichen in einem Anzeigegebiet (61) zu bilden; – einer gemeinsamen Elektrode zum Empfangen einer kompensierten gemeinsamen Spannung; – einer Metallleitung (M) rechtwinklig zu den Datenleitungen (D), wobei die Metallleitung (M) mit einigen der Datenleitungen (D) außerhalb des Anzeigegebiets (61) überlappt, so dass auf der Metallleitung (M) durch einen Kopplungseffekt zwischen der Metallleitung (M) und den Datenleitungen (D) ein Rückkopplungssignal erzeugt wird; – einer Erzeugungsschaltung (51) zur Erzeugung einer gemeinsamen Spannung, wobei die Erzeugungsschaltung (51) basierend auf der gemeinsamen Spannung und dem zugeführten Rückkopplungssignal eine kompensierte gemeinsame Spannung ausgibt, die an die gemeinsame Elektrode angelegt wird, um Änderungen in der gemeinsamen Spannung zu kompensieren, die durch einen Kopplungseffekt zwischen der gemeinsamen Elektrode und den Datenleitungen (D) erzeugt werden.
LCD-Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der zwischen den Datenleitungen (D) und der Metallleitung (M) eine Isolierschicht ausgebildet ist.
LCD-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Erzeugungsschaltung (51) für die gemeinsame Spannung über einen Gemeinsame-Spannung-Generator (51a) zum Ausgeben der gemeinsamen Spannung und einen Gemeinsame-Spannung-Kompensator (51b) verfügt, der die vom Gemeinsame-Spannung-Generator (51a) ausgegebene gemeinsame Spannung und das Rückkopplungssignal empfängt und die kompensierte gemeinsame Spannung ausgibt, in der Änderungen kompensiert sind.
LCD-Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Gemeinsame-Spannung-Generator (51a) aus einem variablen Widerstand mit einer Bezugsspannung (VDD), einem Masseanschluss und mehreren zwischen die Bezugsspannung (VDD) und den Masseanschluss in Reihe geschalteten Widerständen (R1, R2, R3) besteht, um die Bezugsspannung (VDD) zu teilen und die gemeinsame Spannung auszugeben.
LCD-Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei der der Gemeinsame-Spannung-Kompensator (51b) aus einem Differenzverstärker (A) mit einem nicht invertierenden Anschluss, an dem die gemeinsame Spannung eingegeben wird, einem invertierenden Anschluss, an dem das Rückkopplungssignal eingegeben wird, und einem Ausgangsanschluss, an dem die gemeinsame Spannung mit kompensierten Änderungen ausgegeben wird, besteht.
LCD-Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner mit einem Widerstand (R4), der zwischen den invertierenden Anschluss und die Metallleitung (M) in Reihe geschaltet ist.
LCD-Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner mit einem Widerstand (R5), der zwischen den invertierenden Anschluss und den Ausgangsanschluss parallel geschaltet ist.
LCD-Vorrichtung nach Anspruch 5, ferner mit einem Widerstand (R6), der in Reihe zum Ausgangsanschluss geschaltet ist.