Схема для передачи видеоданных на дисплей

 

Изобретение относится к видеодисплеям и связанным, с ними схемам возбуждения. Техническим результатом является повышение надежности схемы управления за счет сокращения требуемого числа компонентов на стеклянной подложке. Схема для передачи видеоданных на дисплей содержит схему демультиплексирования, предназначенную для демультиплексирования группы из Y столбцов мультиплексированных входных сигналов видеоданных на X групп из Y конденсаторов элементов изображения, и схему управления, предназначенную для передачи напряжения предварительного заряда на Y входных линий столбцов и для последующей передачи видеоданных на Y входных линий столбцов. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к видеодисплеям и связанным с ними схемам возбуждения, в частности к драйверам столбцов видеодисплея на жидких кристаллах, в которых используются упрощенные схемы мультиплексирования для линий передачи данных и конденсаторы элементов изображения, которые предварительно заряжаются до выбранного уровня напряжения, прежде чем на них поступят сигналы видеоданных, с тем, чтобы выделенные линии передачи данных и конденсаторы элементов изображения дополнительно подзаряжались или разряжались до соответствующего уровня приходящими сигналами видеоданных, в целях повышения эффективности работы дисплея.

Матричные дисплеи обычно используют множество отображающих элементов, упорядоченных в матрицу, состоящую из строк и столбцов, и размещенных на противоположных сторонах тонкого слоя электрооптического материала. С отображающими элементами связаны переключающие устройства, предназначенные для управления приложением сигналов данных к отображающим элементам. Отображающие элементы содержат конденсатор элемента отображения, управляемый переключающим устройством на транзисторе. Один из электродов элементов изображения находится на одной стороне матричного дисплея, а общий электрод для каждого из элементов изображения образован на противоположной стороне матричного дисплея. Упомянутый транзистор обычно представляет собой тонкопленочный транзистор, который нанесен на прозрачную подложку, такую как стекло. Электрод истока переключающего транзистора соединен с электродом элемента изображения, который нанесен на стекло на той же стороне матричного дисплея, что и переключающий транзистор. Электроды стока всех переключающих транзисторов конкретного столбца соединены с одним и тем же проводником столбца, к которому прикладываются сигналы данных. Электроды затвора всех переключающих транзисторов конкретной строки соединены с общим проводником строки, к которому прикладываются сигналы селекции строки для переключения всех транзисторов в выделенной строке во включенное состояние.

Путем сканирования проводников строк с помощью сигналов селекции строк все переключающие транзисторы в данной строке переводятся во включенное состояние, и все строки селектируются последовательно. В то же время сигналы видеоданных прикладываются к проводникам столбцов синхронно с селекцией каждой строки. Когда переключающие транзисторы в данной строке отселектированы с помощью сигнала селекции строки, сигналы видеоданных, приложенные к электродам переключающего транзистора, обуславливают заряд конденсаторов элементов изображения до уровня, соответствующего сигналу данных в проводнике столбца. Таким образом, каждый элемент изображения со своими электродами на противоположных сторонах дисплея действует как конденсатор. Когда сигнал для выделенной строки снимается, заряд на конденсаторе элемента изображения сохраняется до тех пор, пока при следующем повторении не будет осуществлена селекция данной строки с помощью сигнала селекции строк и не будут накоплены новые напряжения. Таким образом, формируется изображение на матричном дисплее с помощью зарядов, накопленных на конденсаторах элементов изображения.

Известно осуществление предварительного заряда конденсаторов элементов изображения конкретной выбранной строки до определенного уровня напряжения перед тем, как приложить сигналы видеоданных к проводникам столбцов, как описано в заявке на патент N 971721, поданный в США 3 ноября 1992 г. настоящим заявителем (соответствует заявке N WO 94/10676). При таком выполнении конденсатор элемента изображения может затем дополнительно заряжаться или разряжаться до уровня последующего сигнала видеоданных за более короткий интервал времени, чем потребовалось бы, если бы конденсатор элемента изображения был заряжен только сигналами видеоданных. Для осуществления такой функции предварительного заряда тонкопленочные транзисторы предварительного заряда наносятся на стеклянную подложку, причем каждый из электродов стока соединен с проводником столбца, все электроды затвора соединены вместе со схемой предварительного заряда, а каждый из электродов истока соединен с источником предварительно определенного напряжения.

Вследствие этого, перед приложением сигналов видеоданных схема предварительного заряда включает каждый из тонкопленочных транзисторов предварительного заряда, обеспечивая заряд конденсаторов элементов изображения до определенного уровня.

В заявке ЕР-А-0417578 описан жидкокристаллический дисплей со схемой мультиплексирования-возбуждения, а в заявке WO 92/09986 раскрыта логическая схема для аморфной кремниевой матричной системы со сканированием.

Следует иметь в виду, что использование термина "видео", обычно применяемого для обозначения телевизионных сигналов, считается здесь относящимся и к другим средствам отображения, а не только к телевизионным изображениям и дисплейной индикации. Такие средства отображения могут включать портативные игровые устройства с жидкокристаллическими дисплеями с отображением на них подвижных фигур и т.п.

Задачей изобретения является создание новой схемы драйвера данных, предназначенной для использования со сканируемым видеодисплеем на жидких кристаллах. В соответствии с изобретением эта задача решается схемой для передачи видеоданных на дисплей, имеющий матрицу элементов изображения, упорядоченных в строки и столбцы, содержащий первую и вторую подложки, по меньшей мере первая из которых выполнена из стекла, разделенные слоем электрооптического материала, отличающейся тем, что содержит Y входных линий столбцов, размещенных на одной из подложек, X групп из Y элементов демультиплексирования, размещенных на одной из подложек, причем каждый элемент демультиплексирования непосредственно соединен с соответствующей из Y входных линий столбцов, схему демультиплексирования, внешнюю по отношению к первой подложке, имеющую X средств подачи разрешающего сигнала, соответственно соединенных с X группами по Y элементов демультиплексирования, для отпирания каждой из X групп из Y элементов демультиплексирования, и схему управления, внешнюю по отношению к первой подложке, имеющую Y выходных линий, соединенных с Y входными линиями столбцов для передачи видеоданных и напряжения предварительного заряда на Y входных линий столбцов для заряда каждого элемента изображения в каждой последовательно выбираемой строке до предварительно определенного уровня напряжения постоянного тока, так чтобы напряжение предварительного заряда было обеспечено на Y входных линиях столбцов до передачи видеоданных, а схема демультиплексирования одновременно запускала каждую из X групп из Y элементов демультиплексирования при обеспечении напряжения предварительного заряда с последующим запуском X групп при подаче видеоданных.

В настоящем изобретении при использовании в качестве примера цветного портативного телевизионного устройства с 384 · 240 элементами изображения элементы демультиплексирования выполнены в виде тонкопленочных транзисторов на самом дисплее, чтобы обеспечить перенос напряжения предварительного заряда и видеоданных от источника, расположенного вне стеклянной подложки, к размещенным на ней конденсаторам элементов изображения. Элементы демультиплексирования разделены на определенное количество групп, и схема демультиплексирования управляет возбуждением этих групп. Схема демультиплексирования последовательно и периодически инициирует каждую из групп элементов демультиплексирования для обеспечения заряда конденсаторов элементов изображения посредством видеоданных до соответствующего уровня. Перед подачей видеоданных схема управления вырабатывает напряжения предварительного заряда, а схема демультиплексирования инициирует каждую из групп элементов демультиплексирования одновременно, обеспечивая заряд всех конденсаторов элементов изображения до определенного уровня.

Таким образом, задачей изобретения является создание упрощенных средств обеспечения предварительного заряда конденсаторов элементов изображения.

Кроме того, задачей изобретения является сокращение затрат на изготовление жидкокристаллического дисплея за счет уменьшения числа тонкопленочных компонентов, требуемых для размещения на дисплее.

А также задачей изобретения является создание более надежной схемы драйвера данных столбцов за счет сокращения требуемого числа компонентов на стеклянной подложке.

На фиг. 1 представлена базовая блок-схема новой системы и схемы драйвера данных для тонкопленочного жидкокристаллического видеодисплея с самосканированием; на фиг. 2 - детальная схема матричной решетки на стекле и связанные с ней схемы сканирования данных, выполненные согласно изобретению; на фиг. 3 - детальная схема матричной решетки и схемы сканирования данных, раскрытые в упомянутой совместно поданной заявке на патент; на фиг. 4 - формы сигналов и временные характеристики, соответствующие изобретению; на фиг. 5 - характеристика заряда конденсатора, иллюстрирующая более быстрый разряд конденсатора по сравнению с его зарядом; на фиг. 6 - форма сигнала, иллюстрирующая преимущества в сокращении времени при приложении меньшего, чем полное, напряжения предварительного заряда V+ или V- к конденсаторам элементов изображения.

Схема, показанная на фиг. 3, детально описана в упомянутой заявке на патент США N 971721 от 3 ноября 1992 г. (соответствует WO 94/10676) на "Схему драйвера данных для жидкокристаллического дисплея" и приведена здесь для ссылки.

На фиг. 1 показана базовая блок-схема новой дисплейной системы 10, которая включает дисплейное устройство и размещенные вне стеклянной подложки схемы управления 12, которые выполнены отдельно от дисплея 14 и подключены к нему для управления его элементами. Активный матричный жидкокристаллиический дисплей, показанный на фиг. 1, может в типовом случае состоять из 200000 и более отображающих элементов. Ясно, что при визуализации телевизионных изображений, чем больше число отображающих элементов, тем выше разрешение изображения. Для портативных телевизионных устройств, например, решетка может включать 384 столбца и 240 строк. В этом случае требуется более 92000 отображающих элементов или элементов изображения. Для более крупных телевизионных устройств, естественно, число элементов будет больше. Транзисторы, используемые для возбуждения элементов изображения, обычно представляют собой тонкопленочные транзисторы, размещенные на подложке, например, из стекла. Отображающие элементы включают электроды, нанесенные на стекло, и элементы общего электрода на противолежащей подложке. Обе противолежащие подложки разделены слоем электрооптического материала. На подложке 14, которая может быть выполнена из стекла, схемы драйвера данных столбцов 16 возбуждают столбцы 24 сигналами видеоданных и напряжением предварительного заряда. Драйвер селекции строк 25 может иметь любую форму, известную из уровня техники, предпочтительно выполнен так, как описано в совместно поданной заявке на патент США N 996979 от 24 декабря 1992 г. на "Схему драйвера селекции для жидкокритсталлического дисплея". Драйвер селекции строк 25 последовательно возбуждает элементы изображения в каждой выбранной строке, причем строки с первой до 240-ой возбуждаются последовательно.

Стробирующие конденсаторы 50 в составе внешней схемы управления 12, размещенной отдельно от дисплея 14, получают данные от схемы ввода 64 посредством сдвигового регистра 49. Видеосигналы красного, зеленого и синего цвета подаются со схемы 58 на стробирующие конденсаторы 50 согласованно с данными сдвигового регистра 49. Тактовые сигналы, а также сигналы синхронизации по горизонтали и вертикали формируются логическим блоком управления 60. Генератор высокого напряжения 62 вырабатывает необходимое высокое напряжение. Выход стробирующих конденсаторов 50 соединен с 64 выходными усилителями 52. В свою очередь, усилители 52 соединены с ключевой схемой 53 для управления выводом видеоданных. Ключевая схема 55 соединена с источниками напряжения 63 и 64 и осуществляет управление напряжениями в линиях 57 и 59 для обеспечения подачи напряжения предварительного заряда на подложку 14. Блок управления 61 ключевыми схемами осуществляет управления ключевыми схемами 53 и 55 таким образом, чтобы в каждый данный момент времени отпиралась только одна из ключевых схем. Линия 57 соединена с каждой нечетной выходной линией D1, D3, . . ., D63, а линия 59 соединена с каждой четной входной линией D2, D4, ..., D64.

Таким образом, если одна строка элементов изображения включает 384 отображающих элемента, то 64 линии 13 входных данных соединяются путем мультиплексирования, по 64 бит в каждый данный момент времени, с 384 отображающими элементами на подложке 14 после приложения напряжения предварительного заряда. 64 видеовыхода соединены посредством линии 13 с конденсаторами 24 столбцов через драйверы данных 16 столбцов, как будет пояснено ниже.

Как показано на фиг. 2, линии 104, 106, ..., 130 и 132 от схемы демультиплексирования 102 образуют 6 пар линий подачи разрешающего сигнала, которые соединены с X (6) группами, обозначенными 66,..., 68 и 70 из Y (64) элементов демультиплексирования. Эти элементы, обозначенные 108, 110,..., 112 и 114, нанесены на стекло 14 для демультиплексирования 64 выходных сигналов и подачи их последовательно на X (6) различных групп (66, ..., 68, 70) из Y (64) линий 24 столбцов в выбранной строке из Z (240) строк на стекле 14. Таким образом, линии 104, 106,..., 130 и 132 отпирают все 384 элемента демультиплексирования (108, 110, ..., 112 и 114 в каждой группе) одновременно на интервал времени перед приложением видеоданных к подложке 14, чтобы обеспечить предварительный заряд отображающих элементов до заданного уровня напряжения. Сигналы драйвера селекции строк, тактовые сигналы и питание передаются от схемы управления 12 по линии 21 на схему драйвера селекции строк 25, как показано на фиг. 1. Схема драйвера селекции строк 25 может быть любой из схем данного типа, известных из уровня техники, но предпочтительнее такого типа, как описано в совместно поданной заявке на патент США N 996976 от 24 декабря 1992 г.

Как показано на фиг. 3, если схемой драйвера селекции строк 225 отселектирована первая строка, то в рабочий режим будут приведены транзисторы 278, 280, 282 и 284 в строке 1. Затем схема предварительного заряда 316 и схемы драйвера данных столбцов 266, . .., 268 и 270 выработают сигналы, которые осуществят предварительный заряд каждой линии столбцов и каждый из конденсаторов элементов изображения 294, 296,..., 298 и 300 в первой строке драйвера строк 225 до предварительно определенного напряжения.

Затем при приложении сигналов данных к линии столбцов 224 конденсаторы будут дополнительно заряжаться на величину, которая зависит от уровня сигнала данных, приложенного к линиям 224 столбцов. Предварительный заряд конденсаторов используется потому, что конденсаторы 294, 296,..., 298 и 300 разряжаются намного быстрее, чем заряжаются, как показано на фиг. 5. Как видно из фиг. 5, для осуществления заряда конденсатора от 0 до значения, обозначенного позицией 23, требуется временной интервал длительностью X. Однако для разряда конденсатора от его максимального значения до того же самого уровня требуется интервал времени длительностью Y, много меньший, чем X. Кроме того, для заряда до полной величины требуется время t, а для полного разряда - время Z, меньшее, чем t. Таким образом, интервалы времени разряда существенно меньше, чем интервалы времени заряда, что обеспечивает разряд конденсаторов линии передачи данных до соответственно выбранного напряжения в течение интервала времени ввода сигнала данных. Это может уменьшить время, требуемое для интервала времени ввода данных.

Таким образом, как показано на фиг. 3, схема предварительного заряда 316 генерирует выходной сигнал в линии 318, который подается на затворы всех 384 транзисторов 320, 322, 324 и 326 предварительного заряда, каждый из которых связан с соответствующей из 384 линий столбцов на подложке 314. Пример использования транзисторов предварительного заряда показан для группы 1, обозначенный как блок 266. Сток транзистора предварительного заряда 320 соединен с источником напряжения V+, а его электрод истока соединен со столбцом D1 внутренней линии передачи данных. Для всех нечетных линий столбцов имеется такой транзистор, включенный таким образом. Например, как показано на фиг. 3, электроды стоков транзисторов 320 и 324 соединены с источником 328 напряжения V+. Электроды стоков транзисторов 322 и 326 в каждой линии четных столбцов соединены с источником 327 напряжения V-.

Настоящее изобретение исключает необходимость в схеме 316 предварительного заряда и транзисторах 320, 322,..., 324 и 326, показанных на фиг. 3, при сохранении описанной выше функции предварительного заряда с обеспечиваемыми ею преимуществами, как это следует из сравнения фиг. 3 с фиг. 2. Как показано на фиг. 1, это обеспечивается попеременным выключением ключевой схемы 53 и включением ключевой схемы 55 с помощью схемы управления 61 ключевыми схемами для обеспечения заряда линий 57 и 59 от источников напряжения 63 и 65 до определенного уровня в течение определенного интервала времени. Затем, в течение того же интервала времени ключевая схема 55 включается, схема демультиплексирования 102, показанная на фиг. 2, одновременно инициирует X групп из Y элементов демультиплексирования (108, 110,..., 112 и 114). Это обеспечивает заряд конденсаторов 94, 96, 98 и 100 до предварительно определенного напряжения.

Таким образом, при возбуждении каждой строки последовательно все конденсаторы элементов изображения во всех группах в выбранной строке заряжаются одновременно до предварительно определенного значения и разряжаются последовательно в X группах, когда принимаются видеосигналы. Таким образом, X групп из Y переключающих транзисторов (78, 80, 82, 84) в Z строках размещены на подложке 14. Если дисплей содержит, например, 384 · 240 элементов изображения, то на подложке будут иметься шесть групп из 64 переключающихся элементов в 240 строках. Данный пример будет обсужден ниже.

На фиг. 2 представлена более детальная схема подложки 14. И вновь, схема управления 12, внешняя по отношению к подложке, обеспечивает напряжение предварительного заряда и видеосигналы в линиях 13, ведущих к подложке 14. Схема драйвера строк 25, которая может быть выполнена, как описано выше, и включает тонкопленочные транзисторы, срабатывающие по сигналам управления в линии 21 (фиг. 1), обеспечивает последовательную селекцию строк, как это известно из уровня техники. Строки обозначены на фиг. 2 в виде строк 1-Z (показаны только первая и последняя строки). Остальные строки идентичны. Как показано на фиг. 2, имеется X групп из Y переключающих элементов. Переключающий элемент содержит транзистор и связанный с ним конденсатор элемента изображения. В первой группе, обозначенной номером 72, для простоты показаны только четыре переключающих элемента 86, 88, 90 и 92. В действительности должно быть 64 таких переключающих элемента, если число групп равно шести и общее число используемых столбцов равно 384. Затворы транзисторов 78, 80, 82 и 84, представляющих собой тонкопленочные транзисторы, выполнены на стеклянной подложке 14, связаны посредством проводника строки со схемой драйвера строк 25. Конденсатор элемента изображения или отображающий элемент (94, 96, 98 и 100) соединен с электродом истока соответствующего из транзисторов 78, 80, 82 и 84. Электрод 28 образует вторую обкладку конденсатора элемента изображения и представляет собой сегмент электрода заземления или общего электрода, который размещен на противоположной стороне дисплея 14.

В противоположность схеме, показанной на фиг. 3, настоящее изобретение, иллюстрируемое фиг. 1 и 2, обеспечивает генерацию напряжения предварительного заряда в линиях D1,..., D64, когда схема управления 61 запирает ключевую схему 53 и отпирает ключевую схему 55. Схема управления 61 попеременно включает и выключает ключевые схемы 53 и 55 так, что в каждый данный момент времени включена только одна ключевая схема. Это обеспечивает заряд нечетных и четных линий D1,..., D64 от источников напряжения 63 и 65 соответственно. Когда ключевая схема 55 отперта, схема демультиплексирования генерирует тактовые сигналы для включения транзисторов 108, 110,..., 112 и 114 во всех группах, тем самым обеспечивается заряд всех конденсаторов 94, 96, 98 и 100 в выбранной строке.

Как следует из приведенного выше описания, изобретение позволяет исключить 384 тонкопленочных транзистора (320, 322, 324 и 326) на дисплейной подложке, показанной на фиг. 3. Это, в свою очередь, сокращает затраты на изготовление и увеличивает выход годной продукции и ее надежность. Функцию схемы предварительного заряда 316 в настоящем изобретении выполняют схема управления 12 и схема демультиплексирования 102. После того как функция предварительного заряда выполнена, в остальном работа схемы, показанной на фиг. 3, ничем не отличается от работы схемы, соответствующей настоящему изобретению.

Как показано на фиг. 2, с учетом временной диаграммы, показанной на фиг. 4, ясно, что временной интервал сканирования линий примерно равен 63 мкс для дисплея с 384 · 240 элементами изображения, сопряженного с телевизионной системой Национального комитета по ТВ системам (США). Это время, отведенное на линию, включает: время на отмену селекции (деселекцию) предыдущей линии - 8 мкс, время на предварительный заряд сканируемой линии передачи данных - 6 мкс, время на передачу видеоданных путем демультиплексирования от внешнего источника видеосигнала на X групп линий передачи данных дисплея - 42 мкс и время на переход в устойчивое состояние элементов изображения - 7 мкс. Это показано на фиг. 4(с). Как следует из фиг. 4 (d), в течение первых 8 мкс времени деселекции ранее просканированная (n-1)-я линия разряжается от выбранного уровня селекции, например +20 В, до уровня деселекции, равного -5 В, как показано на фиг. 4(е). Это позволяет изолировать все конденсаторы элементов изображения в (n-1)-й линии, так что они сохраняют свой заряд, соответствующий видеоданным. Спустя интервал времени деселекции длительностью в 8 мкс, сигналы предварительного заряда для n-й строки (фиг. 4(i), (j)) подстраиваются до предварительно выбранного напряжения, например до 15 В за 6 мкс. Как показано на примере первого импульса (фиг. 4 (g), (h), (i), (j)), в течение этого времени предварительного заряда длительностью 6 мкс все сигналы демультиплексирования получают значение высокого уровня. Это приводит к отпиранию транзисторов 108, 110...112 и 114 во всех группах, так что линии данных с нечетными номерами D1, D3,..., D383 заряжаются до уровня V+, а линии данных с четными номерами D2, D4,..., D384 заряжаются до уровня V-. В противоположность этому, в схеме, показанной на фиг. 3, сигнал Фх со схемы предварительного заряда 316 должен перейти в состояние высокого уровня для отпирания транзисторов 320, 322...324 и 326, так чтобы за 6 мкс внутренние линии данных с нечетными номерами D1, D3,..., D383 зарядились до уровня V+, а внутренние линии данных с четными номерами D2, D4,..., D384 зарядились до V-. Отсюда можно видеть, что первые импульсы предварительного заряда (фиг. 4 (f), (g), (h), (i) и (j)) заменяют функцию Фх в схеме по фиг. 3. Следует также отметить, что специалисту в данной области техники должно быть ясно, что показанный на фиг. 4 (f) одиночный импульс длительностью примерно 13 мкс может быть использован вместо двух показанных последовательных импульсов предварительного заряда и управления видеосигналом. Это объясняется тем, что второй импульс следует непосредственно за первым импульсом, так что заменяющий их единственный импульс будет обеспечивать тот же самый результат.

Уровень напряжения V+ в рассматриваемом примере приблизительно равен +5 В, а уровень напряжения V- приблизительно равен 0 В. Однако следует иметь в виду, что эти уровни напряжения можно изменять для повышения быстродействия функционирования устройства. Как видно из фиг. 6, в течение интервала времени предварительного заряда, равного 6 мкс, внутренняя линия передачи данных и конденсатор элемента изображения могут зарядиться до значения V+, которое меньше максимального напряжения 5 В. Затем в течение интервала времени 7 мкс для заряда по линиям передачи данных конденсаторов элементов изображения до уровня напряжения вводимых данных, потребуется одно и то же время для того, чтобы ΔV2 изменилось от V+ до максимального напряжения сигнала данных, а ΔV1 разрядилось до минимального напряжения сигнала данных. В обоих случаях время заряда для ΔV2 и время заряда для ΔV1 может быть снижено или оптимизировано. Время заряда линии передачи данных и конденсатора элемента изображения снижено до интервала времени, требуемого для получения ΔV2, если требуется дальнейший заряд, и, если требуемое предварительно определенное напряжение линии передачи данных меньше, чем 5 В, время разряда до требуемого уровня снижается на интервал времени, равный интервалу на разряд ΔV1. Таким образом, уровень напряжения V+ может быть оптимизирован так, чтобы разность во времени между зарядом внутренней линии передачи данных и связанного с ней конденсатора элемента изображения до максимального уровня входного сигнала видеоданных, например 5 В, и разрядом внутренней линии передачи данных и связанного с ней конденсатора элемента изображения до минимального уровня входного сигнала видеоданных, например 0 В, была минимальна. Поэтому требуется меньшее время предварительного заряда, так как конденсаторы элементов изображения не заряжаются до полного значения 5 В в течение периода времени предварительного заряда. К уровню напряжения V- применим тот же самый анализ, что и к уровню напряжения V+.

После того как все внутренние линии данных и конденсаторы элементов изображения в выбранной строке, такие как 94, 96,..., 98 и 100, предварительно зарядятся до уровней V+ или V-, приходящие сигналы видеоданных (красный, зеленый и синий) и дополнительные для них сигналы подаются в линии D1 - D64 ввода данных. В этом случае D1, D3,..., D63 соответствуют видеосигналам положительной полярности, а D2, D4,..., D64 - видеосигналам дополнительной для них полярности. Эти напряжения видеосигналов показаны на фиг. 4 (i) и (j) пунктирными линиями, следующими за временем предварительного заряда. Сигналы управления со схемы драйвера демультиплексирования 102 в линиях 104 и 106 увеличиваются до 25 В и 30 В соответственно, как показано на фиг. 4 (f) для интервала 7 мкс. Каждая из остальных X групп линий ввода данных, в данном случае X = 6, имеет видеоданные в линиях 13, подаваемые на них в течение 7 мкс, как показано на фиг. 4 (f), (g), (h). Причина деления линий ввода данных на две группы, четные и нечетные, заключается в том, что в данной системе используется схема инверсии полярности напряжения данных. Полярность напряжения данных изменяется между двумя полями ТВ кадра. Последние 7 мкс из интервала длительностью 63 мкс используется для обеспечения лучшего перехода в устойчивое состояние элементов изображения последней группы, группы X.

Транзисторы демультиплексирования 108, 110,..., 112 и 114 выбраны таким образом, чтобы внутренние линии передачи данных D1,..., D64 могли разряжаться до величины в пределах 25 мВ от уровней приходящего сигнала цветности видеоданных за отведенный интервал времени, 7 мкс в данном примере. Последовательные операции повторяются для каждой из схем мультиплексирования 66, 68, 70 или всех шести групп.

В начале операции сканирования n-строки переключающие транзисторы элементов изображения в n-й строке уже полностью включены (переведены в открытое состояние). Поэтому после того как просканированная (n-1)-я строка деселектирована (ее выделение снято), элементы изображения в n-й строке затем предварительно заряжаются. Если оставшееся время переноса входных данных длительностью 49 мкс разделено на по существу равные интервалы времени по 8 мкс каждый, то первый блок транзисторов элементов изображения в столбцах D1, . .., D 64 в n-й строке имеет все 49 интервалов времени разряда, второй блок транзисторов элементов изображения в n-ой строке, соединенных со столбцами D65, . .., D128 имеет время разряда примерно 41 мкс. Третий блок будет иметь примерно 33 мкс и т.д. Последний блок транзисторов элементов изображения в n-й строке будет иметь только 9 мкс, отведенных на разряд элементов изображения.

При выделенном интервале времени 7 мкс каждый из шести групп элементов изображения и последних 7 мкс на переход в устойчивое состояние элементов изображения, как показано на фиг. 4 (d), достаточное время будет выделено на разряд всех транзисторов элементов изображения. Малое время разряда могло бы привести к возникновению напряжений ошибки ΔV для шестого блока элементов изображения. Для того, чтобы уменьшить ΔV и обеспечить разрешение, определяемое 256 уровнями серого, желательно выделить дополнительно 7 мкс в качестве интервала времени, отведенного на переход элементов изображения в устойчивое состояние. В этом случае 14 мкс будут достаточны для шестой группы конденсаторов элементов изображения для обеспечения перехода их в устойчивое состояние, соответствующее их уровню видеосигнала. После того как (n-1)-я линия деселектирована, как показано на фиг. 4(е), селектируется n-я линия, и максимальное приложенное к ней напряжение составляет 20 В, как показано на фиг. 4(к).

Следует иметь в виду, что коэффициент демультиплексирования влияет на число видеопроводников и число проводников для ввода сигналов. Оно может быть оптимизировано или выбрано компромиссным образом, в соответствии с областью применения соответствующего изделия. Например, для обеспечения высокого разрешения и/или высокого качества изображения можно использовать меньший коэффициент демультиплексирования, так чтобы больше, чем 64 видеосигнальных проводника на группу можно было ввести в подложку 14. Можно также уменьшить большое число входных проводников ценой меньшего числа уровней серого или меньшей скорости формирования видеосигнала.

Кроме того, в настоящем изобретении предусматривается, что линии данных и элементы изображения предварительно заряжены до небольших требуемых уровней напряжения, вследствие того факта, что для переноса сигналов используются транзисторы с каналами N-типа, и линии передачи данных или элементы изображения разряжаются при вводе видеосигналов. Так как намного проще и быстрее разряжать их, чем заряжать для получения точного сигнального напряжения.

Кроме того, Ф1, е и Ф1, о (линии 104 и 106) могут быть объединены в одном сигнале линии управления, запитывающей все затворы транзисторов мультиплексирования 108, 110,..., 112 и 114 в группе 1. Объединение сигналов Ф1,е и Ф1, о может быть выполнено, если градиент напряжения на затворе не имеет значения, а характеристики устройств демультиплексирования, транзисторов 108, 110,..., 112 и 114 достаточно хороши для равномерного разряда внутренних линий передачи данных и конденсаторов элементов изображения. Аналогичным образом, другие пары линий демультиплексирования, такие как 130 и 132 к другим пяти группам, включая 68 и 70 на фиг. 2, могут комбинироваться в одну линию управления для каждой пары. В таком случае число линий управления затворами элементов мультиплексирования может быть уменьшено наполовину.

В приведенном здесь примере используется цветной переносной телевизор с 384 · 240 элементами изображения. Число горизонтальных элементов изображения равно 384. Транзисторы демультиплексирования 108, 110,..., 112 и 114 изготовлены в виде тонкопленочных транзисторов на самом дисплее для переноса напряжения предварительного заряда и видеоданных и для сопряжения дисплея непосредственно с источником видеоданных. Напряжение предварительного заряда прикладывается ко всем столбцам одновременно. Видеосигналы с источника видеоданных, внешнего по отношению к дисплею, поступают на 64 дисплейные линии передачи данных в каждый данный момент времени с использованием 1/6 интервала времени, выделенного на линии. 12 управляющих сигналов, по два на каждую из шести групп, отпирают транзисторы демультиплексирования в шести различных блоках для последовательного переноса приходящих видеосигналов на шесть дисплейных групп из 64 внутренних линий передачи данных. После завершения переноса видеоданных на первые 64 внутренние линии передачи данных D1, . .., D64 следующие 64 видеосигнала будут перенесены к внутренним линиям передачи данных D65, ..., D128. Это обеспечивается отпиранием второго набора управляющих сигналов схемы демультиплексирования. Как отмечено, каждый перенос сигнала видеоданных занимает 1/6 от выделенного временного интервала. Эта операция осуществляется последовательно для всех шести схем демультиплексирования. Одна полная строка видеоинформации переносится к внутренним линиям передачи данных за 42 мкс в составе выделенного времени ввода данных.

Формула изобретения

1. Схема для передачи видеоданных на дисплей, имеющий матрицу элементов изображения, упорядоченных в строки и столбцы, содержащий первую и вторую подложки, по меньшей мере первая из которых выполнена из стекла, разделенные слоем электрооптического материала, отличающаяся тем, что содержит Y входных линий столбцов, нанесенных на одной из подложек, X групп из Y элементов демультипликсирования, нанесенных на одной из подложек, причем каждый элемент демультиплексирования непосредственно соединен с соответствующей из Y входных линий столбцов, схему демультиплексирования, внешнюю по отношению к первой подложке, имеющую X средств подачи разрешающего сигнала, соответственно соединенных с X группами из Y элементов демультиплексирования, схему управления, внешнюю по отношению к первой подложке, имеющую Y выходных линий, соединенных с Y входных линий столбцов, предназначенную для передачи напряжения предварительного заряда на Y входных линий столбцов и для последующей передачи видеоданных на Y входных линий столбцов.

2. Схема по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно введены X групп из Y переключающих элементов для каждой из Z строк, причем каждый переключающий элемент содержит переключающий транзистор и связанный с ним конденсатор элемента изображения, а каждый конденсатор элемента изображения имеет первый электрод, нанесенный на первую подложку, и общий электрод, нанесенный на вторую подложку.

3. Схема по п.1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пару линий управления, образующих каждое из X средств подачи запускающего сигнала, нанесенное на первой подложке, причем первая из пары линий управления соединена с каждым нечетным элементом демультиплексирования соответствующей группы, а вторая из пары линий управления соединена с каждым четным элементом демультиплексирования для возбуждения нечетных и четных входных линий для нечетных и четных из переключающих транзисторов соответственно в выделенной одной из Z строк в каждой группе переключающих элементов при последовательном возбуждении каждой строки для создания видеоизображения на дисплее из видеоданных, причем каждый элемент демультиплексирования и каждый переключающий транзистор выполнен в виде тонкопленочного транзистора.

4. Схема по п.3, отличающаяся тем, что в ней число групп X выбрано равным 6, число Y выбрано равным 64, а Z равным 240.

5. Схема по п. 3, отличающаяся тем, что видеоизображение представляет собой телевизионное изображение.

6. Схема по п.1, отличающаяся тем, что схема управления содержит первый источник напряжения предварительно определенной величины (V+, V-), соединенный с нечетными выходными линиями D1, D3, ... D (n - 1) схемы управления для обеспечения на них напряжения предварительного заряда, второй источник напряжения предварительно определенной величины (V+, V-), соединенный с четными выходными линиями D2, D4, ..., Dn схемы управления для обеспечения на них напряжения предварительного заряда, первое ключевое средство для селективной передачи видеоданных на выходные линии D1, ..., Dn, второе ключевое средство для селективного подключения первого и второго источников напряжения к выходным линиям D1, . . . , Dn и средство управления ключевыми средствами для попеременного отпирания и запирания первого и второго ключевых средств так, чтобы в каждый данный момент времени только одно ключевое средство находилось в открытом состоянии.

7. Схема по п.1, отличающаяся тем, что схема управления выполнена с возможностью подачи напряжения предварительного заряда на Y входных линий столбцов в течение первого интервала времени и подачи видеоданных на Y входных линий столбцов в течение последующих вторых интервалов времени, а схема демультиплексирования выполнена с возможностью одновременного запуска каждой X групп из Y элементов демультиплексирования в течение первого интервала времени и последующего последовательного запуска Y входных линий соответствующих из X групп элементов демультиплексирования в течение последующих вторых интервалов времени.

8. Схема по п.1, отличающаяся тем, что дисплей выполнен в виде жидкокристаллического дисплея.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 05.01.2009

Извещение опубликовано: 27.08.2009        БИ: 24/2009