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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft ein Flüssigkristalldisplay (LCD) und ein Ansteuerverfahren für ein LCD, und spezieller betrifft sie ein horizontal schaltendes(IPS = In-Plane-Switching)-LCD sowie ein Ansteuerverfahren für ein IPS-LCD.
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STAND DER TECHNIK
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Im Allgemeinen wird ein Flüssigkristalldisplay (LCD) dadurch hergestellt, dass ein Dünnschichttransistor(TFT)-Arraysubstrat und ein Farbfilter(CF)substrat einander zugewandt unter Einhaltung eines bestimmten Zellenzwischenraums zwischen ihnen aneinander befestigt werden und der Zellenzwischenraum mit einem Flüssigkristallmaterial aufgefüllt wird. Auf dem TFT-Arraysubstrat wird eine Vielzahl von Gateleitungen, die mit regelmässigen Intervallen entlang einer horizontalen Richtung angeordnet sind, und eine Vielzahl von Datenleitungen, die mit regelmässigen Intervallen entlang einer Längsrichtung angeordnet sind, so hergestellt, dass sie einander schneiden, um dadurch Pixelbereiche mit jeweils einem Schaltbauteil und einer Pixelelektrode an jeder Schnittstelle zwischen den Gate- und den Datenleitungen auszubilden. Ausserdem werden auf dem CF-Substrat den Pixelbereichen entsprechende Farbfilter für Rot, Grün und Blau hergestellt, und eine Schwarzmatrix zum Verhindern einer Farbinterferenz von die Pixelbereiche durchlaufendem Licht wird mit einer Matrixkonfiguration hergestellt, die den Aussenrand der Farbfilter umschließt. Ferner existiert eine gemeinsame Elektrode zum Anlegen eines elektrischen Felds in Verbindung mit Pixelelektroden in den Pixelbereichen an das Flüssigkristallmaterial.
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Bei LCDs wird im Allgemeinen ein verdrillt-nematischer (TN) Flüssigkristallmaterial verwendet, das durch ein vertikales elektrisches Feld zwischen der Pixelelektrode und der gemeinsamen Elektrode angesteuert wird. Demgemäss verändert das TN-Flüssigkristallmaterial die Lichttransmission abhängig vom Betrachtungswinkel durch einen Betrachter. Demgemäss ist die Verwendung eines TN-Flüssigkristallmaterials auf grosse LCDs eingeschränkt. Da z. B. die Lichttransmission entlang einer horizontalen Richtung symmetrisch aber entlang einer vertikalen Richtung asymmetrisch ist, wird ein Bild entlang der vertikalen Richtung invertiert, wodurch sich der Betrachtungswinkel durch den Betrachter einengt. Um derartige Probleme zu lösen, wurde ein IPS-Flüssigkristalldisplay vorgeschlagen, bei dem ein Flüssigkristallmaterial durch ein horizontales elektrisches Feld angesteuert wird.
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Ein IPS-LCD kann die winkelmässigen Feldeigenschaften verbessern, wie den Kontrast, die Grauumkehr und die Farbverschiebung, um ein Betrachtungsfeld mit grösserem Winkel im Vergleich zu einem LCD zu erzielen, bei dem das Flüssigkristallmaterial durch ein vertikales elektrisches Feld angesteuert wird. Demgemäss wird bei grossen LCDs im Allgemeinen ein IPS-LCD verwendet.
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Die 1A ist eine schematische Draufsicht eines TFT-Arraysubstrats eines IPS-LCD gemäss der einschlägigen Technik. In der 1A ist eine Vielzahl von Gateleitungen (G1–Gn) parallel zueinander entlang einer horizontalen Richtung angeordnet, und eine Vielzahl von Datenleitungen (D1–Dm) ist parallel zueinander entlang der Längsrichtung angeordnet.
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Demgemäß schneiden die Gateleitungen (G1–Gn) und die Datenleitungen (D1–Dm) einander rechtwinklig, wobei an jeder der Schnittstellen ein Pixelbereich P1 gebildet ist. Um an eine Pixelelektrode 11 gelieferte Bildinformation zu steuern, ist in jedem der Pixelbereiche P1 ein Schaltbauteil wie ein TFT TFT1 vorhanden.
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Obwohl es nicht dargestellt ist, sind die Gateelektroden jedes der TFTs TFT1 mit den Gateleitungen (G1–Gn) verbunden, Sourceelektroden sind mit Datenleitungen (D1–Dm) verbunden, und Drainelektroden sind mit der Pixelelektrode 11 im Pixelbereich P1 verbunden. Demgemäss werden, wenn Scansignale des LCD sequenziell an die Gateleitungen (G1–Gn) geliefert werden, die TFTs TFT1 durch die Gateleitungen (G1–Gn) sequenziell eingeschaltet. Demgemäss wird zwischen der Sourceelektrode und der Drainelektrode jedes der TFTs TFT1, die durch die Gateleitungen (G1–Gn) eingeschaltet sind, ein elektrischer Leitungskanal gebildet, und dieser liefert Bildinformation, die über die Datenleitungen (D1–Dm) an die Sourceelektrode der TFTs TFT1 geliefert wird, an die Drainelektrode. Da die Drainelektrode mit der Pixelelektrode 11 verbunden ist, wird die Bildinformation an diese geliefert. Mindestens eine der Pixelelektroden 11 im Pixelbereich P1 ist entlang einer Richtung parallel zu den Datenleitungen (D1–Dm) strukturiert.
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Im Pixelbereich P1 erzeugt die parallel zur Pixelelektrode 11, entsprechend der Pixelelektrode 11, ausgebildete gemeinsame Elektrode 13, gemeinsam mit der Pixelelektrode 11 ein horizontales elektrisches Feld, um dadurch das Flüssigkristallmaterial unter Verwendung eines Horizontalschaltverfahrens anzusteuern. In ähnlicher Weise ist mindestens eine gemeinsame Elektrode im Pixelbereich P1, wie die Pixelelektrode 11, strukturiert.
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An die im Pixelbereich P1 ausgebildete gemeinsame Elektrode 13 wird über Leitungen (Vcom1–Vcomn) für eine gemeinsame Spannung eine solche angelegt, wobei diese Leitungen (Vcom1–Vcomn) parallel zu den Gateleitungen (G1–Gn) angeordnet sind. Ausserdem ist eine Seite jeder der Leitungen für eine gemeinsame Spannung elektrisch mit einer Seite jeder der Gateleitungen verbunden, um dadurch dieselbe gemeinsame Spannung an jede Pixelelektrode 11 zu liefern.
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Da die Pixelelektrode 11 elektrisch mit einem Speicherkondensator (nicht dargestellt) verbunden ist, wird die an sie gelieferte Bildinformation während einer Einschaltperiode des TFT TFT1, in der Scansignale geliefert werden, in den Speicherkondensator geladen. Demgemäss hält die geladene Bildinformation die Ansteuerung des Flüssigkristallmaterials dadurch aufrecht, dass sie während einer Ausschaltperiode des TFT TFT1, in der das Scansignal nicht geliefert wird, an die Pixelelektrode 11 geliefert wird.
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Die 1B ist eine schematische Draufsicht einer Ersatzschaltung für Pixel des TFT-Arraysubstrats der 1A gemäss der einschlägigen Technik. In der 1B verfügt ein Pixelbereich P1 über einen TFT TFT1 mit einer Gateelektrode, die mit einer Gateleitung (G1–Gn) verbunden ist, und einer Sourceelektrode, die mit einer Datenleitung (D1–Dm) verbunden ist. Ausserdem ist auf Grund der Kapazität des Flüssigkristallmaterials ein parasitärer Kondensator Clc gebildet, und es ist ein Speicherkondensator Cst gebildet, die beide parallel zwischen eine Drainelektrode und die Leitungen (Vcom1–Vcomm) für eine gemeinsame Spannung des TFT TFT1 geschaltet sind.
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Wenn ein elektrisches Feld dauerhaft an das Flüssigkristallmaterial angelegt wird, wird dieses beeinträchtigt, wodurch auf Grund einer Gleichspannungskomponente Nachleuchtbilder hervorgerufen werden. Um eine Beeinträchtigung des Flüssigkristallmaterials zu verhindern und um die Gleichspannungskomponente zu beseitigen, werden daher eine positive (+) Spannung und eine negative (–) Spannung der Bildinformation wiederholt auf Grundlage der gemeinsamen Spannung zugeführt. Ein derartiges Ansteuerverfahren wird allgemein als Inversions-Ansteuerverfahren bezeichnet.
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Unter den verschiedenen Typen von Inversions-Ansteuerverfahren existieren ein Vollbildinversions-Ansteuerverfahren, bei dem die Polarität von Bildinformation mit Vollbildeinheit invertiert und dann zugeführt wird, ein Zeileninversions-Ansteuerverfahren, bei dem die Polarität der Bildinformation mit Gateleitungseinheit invertiert und dann zugeführt wird, und ein Punktinversions-Ansteuerverfahren, bei dem die Polarität von Bildinformation entsprechend benachbarten Pixeln invertiert und dann zugeführt wird, wobei auch eine Inversion mit Vollbildeinheit des Bilds mit anschliessender Zuführung erfolgt. Das Punktinversions-Ansteuerverfahren der obigen Inversions-Ansteuerverfahren kann eine Bildverzerrung, wie Flackern oder Übersprechen effektiver als die anderen Inversions-Ansteuerverfahren einschränken, um dadurch Qualitätsbilder zu erzeugen.
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Die 2 ist ein schematisches Diagramm von Spannungsverläufen bei einem Punktinversionsverfahren gemäss der einschlägigen Technik. Gemäss der 2 wird eine gemeinsame Spannung (Vcom) als Gleichspannung aufrechterhalten, und Scansignale werden in jedem Vollbild sequenziell an Gateleitungen geliefert. Die positive Polarität und die negative Polarität der Bildinformation (VDATA) werden entsprechend benachbarten Pixeln auf Grundlage einer gemeinsamen Spannung invertiert und dann zugeführt, und sie werden auch auf Grundlage der gemeinsamen Spannung mit Vollbildeinheit invertiert und zugeführt.
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Während einer Einschaltperiode, in der die Scansignale (VG1–VG3) mit hohem elektrischem Potenzial zugeführt werden, wird an die Pixelelektrode gelieferte Bildinformation (VDATA) in den Speicherkondensator geladen, und es liegt ein Pixelspannungs(Vp)-Signalverlauf vor. Ausserdem fällt, wenn die Scansignale (VG1–VG3) auf niedriges elektrisches Potenzial überführt werden, die Pixelspannung (Vp) auf Grund der Kopplung eines parasitären Kondensators entsprechend der Überlappung der Gateelektrode und der Drainelektrode des Dünnschichttransistors ab. Der Abfallwert der Pixelspannung (Vp) wird allgemein als Schwankungsbereich (Vp) der Pixelelektrode bezeichnet.
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Während einer Ausschaltperiode des TFT, in der die Scansignale (VG1–VG3) mit niedrigem elektrischem Potenzial zugeführt werden, wird die in den Speicherkondensator geladene Pixelspannung (Vp) kontinuierlich an die Pixelelektrode geliefert, um die Ansteuerung des Flüssigkristallmaterials aufrechtzuerhalten.
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Die Spannungsdifferenz (VDATA–Vcom), die dadurch erhalten wird, dass die gemeinsame Spannung (Vcom) von der Bildinformation (VDATA) subtrahiert wird, wird allgemein als Flüssigkristall-Ansteuerspannung (Vcel) bezeichnet. Damit diese TFT-Ansteuerspannung (Vcel) das Flüssigkristallmaterial ansteuert, sollte die Bildinformation (VDATA) mit einem Spannungspegel über dem der gemeinsamen Spannung (Vcom) zugeführt werden. Jedoch führt dies zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs.
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Außerdem hängt die Höhe der TFT-Ansteuerspannung (Vcel) von der Bildinformation ab, da die gemeinsame Spannung (Vcom) auf den speziellen Pegel fixiert ist. Um im Flüssigkristallmaterial ein hohes elektrisches Feld zu erzeugen, sollte eine integrierte Sourceschaltung mit hoher Ausgangsspannung verwendet werden.
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Ferner ist bei einem IPS-LCD, wenn das Intervall zwischen einer Pixelelektrode und einer gemeinsamen Elektrode erhöht wird, um ein höheres Öffnungsverhältnis zu erzielen, eine höhere Ansteuerspannung erforderlich, um eine erforderliche Helligkeit zu erzielen, wodurch der Energieverbrauch stark ansteigt.
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EP 0 838 801 A1 beschreibt ein Aktivmatrix LCD-Panel, bei dem die TFTs der Pixelbereiche wechselseitig an die Gateleitungen angeschlossen sind, so dass die Schaltbauteile benachbarter Pixelbereiche an eine oberhalb der Pixelbereiche verlaufende Gateleitung bzw. eine unterhalb der Pixelbereiche verlaufende Gateleitung angeschlossen sind. In den Pixelbereichen sind jeweils eine Pixelelektrode und eine gemeinsame Elektrode angeordnet, zwischen denen ein horizontales Feld aufgebaut wird. Die Pixelbereiche einer ungradzahligen Zeile sind an eine Leitung zur Zuführung einer gemeinsamen Spannung angeschlossen. Die Pixelbereiche einer geradzahligen Zeile sind an eine weitere Leitung zur Zuführung einer gemeinsamen Spannung angeschlossen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist die Erfindung auf ein LCD und ein Ansteuerverfahren für ein LCD gerichtet, die eines oder mehrere der Probleme auf Grund von Einschränkungen und Nachteilen in der einschlägigen Technik im Wesentlichen vermeiden.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein LCD mit verringertem Energieverbrauch zu schaffen.
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Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, ein Ansteuerverfahren für ein LCD mit verringertem Energieverbrauch zu schaffen.
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Diese Aufgaben werden durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie werden teilweise aus der Beschreibung ersichtlich oder ergeben sich beim Ausüben der Erfindung. Die Aufgaben und andere Vorteile der Erfindung werden durch die Struktur realisiert und erzielt, wie sie in der schriftlichen Beschreibung und den vorliegenden Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen speziell dargelegt ist.
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Es ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und dazu vorgesehen sind, für eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu sorgen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in die Beschreibung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen gemeinsame mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.
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1A ist eine schematische Draufsicht eines TFT-Arraysubstrats eines IPS-LCD gemäß der einschlägigen Technik;
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1B ist eine schematische Draufsicht einer Ersatzschaltung von Pixeln des TFT-Arraysubstrats der 1A gemäß der einschlägigen Technik;
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2 ist ein schematisches Diagramm von Spannungsverläufen bei einem Punktinversionsverfahren gemäß der einschlägigen Technik;
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3A ist eine beispielhafte, schematische Draufsicht eines TFT-Arraysubstrats eines erfindungsgemäßen IPS-LCD;
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3B ist eine beispielhafte, schematische Draufsicht einer Ersatzschaltung von Pixeln des TFT-Arraysubstrats der 3A gemäß der Erfindung;
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4 ist ein beispielhaftes, schematisches Diagramm von Spannungsverläufen, wie sie Pixel eines erfindungsgemäßen IPS-LCD angelegt werden; und
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5 ist ein schematisches Polaritätsdiagramm eines Pixels eines erfindungsgemäßen IPS-LCD.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele veranschaulicht sind.
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Die 3A ist eine beispielhafte, schematische Draufsicht eines TFT-Arraysubstrats eines erfindungsgemässen IPS-LCD. Gemäss der 3A kann eine Vielzahl von Gateleitungen (G11–G1n) mit regelmässigen Intervallen entlang einer horizontalen Richtung auf einem Substrat angeordnet sein, und eine Vielzahl von Datenleitungen (D11–D1m) kann mit regelmässigen Intervallen entlang einer Längsrichtung auf dem Substrat angeordnet sein. Das Substrat ist ein TFT-Arraysubstrat. Demgemäss können die Gateleitungen (G11–G1n) und die Datenleitungen (D11–D1m) einander schneiden, und an der Schnittstelle kann ein Pixelbereich P11 definiert sein. Ausserdem ist in jedem der Pixelbereiche P11 ein Schaltbauteil TFT11, wie ein TFT, vorhanden, um Bildinformation an eine Pixelelektrode 111 zu liefern. Eine Gatetreibereinheit, die Scansignale an die Gateleitungen (G11–G1n) liefert, ist elektrisch mit dem Substrat verbunden, und eine Datentreibereinheit, die Bildinformation an die Datenleitungen (D11–D1m) liefert, ist elektrisch mit dem Substrat verbunden.
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Gemäß der 3A können Gateelektroden der TFTs TFT11 mit den Gateleitungen (G11–G1n) verbunden sein, Sourceelektroden können mit den Datenleitungen (D11–D1m) verbunden sein, und Drainelektroden können in jedem der Pixelbereiche P11 mit den Pixelelektroden 111 verbunden sein. Demgemäss kann eine der zwei Gateleitungen, die einen Pixelbereich definieren, einer Gateleitung N entsprechen, und die andere der zwei Gateleitungen kann einer Gateleitung N + 1 entsprechen, wobei N eine ganze Zahl ist. So ist die Gateelektrode des TFT (TFT11) abwechselnd mit einer Gateleitung N und einer Gateleitung N + 1 verbunden.
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Wenn die Gatetreibereinheit sequenziell Scansignale an die Gateleitungen (G11–G1n) liefert, können die TFTs TFT11 durch die entsprechende Gateleitung sequenziell eingeschalter werden. Demgemäss kann zwischen der Sourceelektrode und der Drainelektrode des eingeschalteten TFT TFT11 ein elektrischer Leitungskanal ausgebildet werden, und die Datentreibereinheit kann Bildinformation an die Datenleitung (D11–D1m) liefern, und die über die Datenleitungen (D11–D1m) an die Sourceelektrode des TFT gelieferte Bildinformation kann an die Drainelektrode des TFT geliefert werden. Da die Drainelektrode mit der Pixelelektrode 111 verbunden ist, wird die Bildinformation über die Drainelektrode an die Pixelelektrode 111 geliefert.
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Im Pixelbereich P11 erzeugt die der Pixelelektrode 111 entsprechend ausgebildete gemeinsame Elektrode 113 gemeinsam mit der Pixelelektrode 111 ein horizontales elektrisches Feld, um dadurch das Flüssigkristallmaterial entsprechend einem IPS-Modus anzusteuern. Ausserdem kann in jedem der Pixelbereiche P11 eine oder mehrere der gemeinsamen Elektroden 113 entlang einer Richtung parallel zu den Datenleitungen (D11–D1m) strukturiert sein. Ferner kann von den Leitungen (Vcom11–Vcom1n) für eine gemeinsame Spannung eine gemeinsame Spannung an die im Pixelbereich P11 ausgebildete gemeinsame Elektrode 113 geliefert werden. Die Leitungen (Vcom11–Vcom1n) für eine gemeinsame Spannung können mit regelmässigen Intervallen parallel zu den Gateleitungen (G11–G1n) angeordnet sein, wobei alle ungeradzahligen Leitungen (..., Vcom1n) für eine gemeinsame Spannung elektrisch miteinander verbunden sein können. In ähnlicher Weise können alle geradzahligen Leitungen (..., Vcom12, Vcom14 ..., Vcom1n) für eine gemeinsame Spannung elektrisch miteinander verbunden sein. Jede geradzahlige Leitung (..., Vcom12, Vcom14, ...) für eine gemeinsame Spannung kann eine zweite gemeinsame Spannung mit einer Impulsform, die mit Vollbildeinheit Übergänge zeigt, an die gemeinsamen Elektroden 113a der Pixel liefern. Ausserdem kann jede ungeradzahlige Leitung (..., Vcom11, Vcom13, ...) für eine gemeinsame Spannung eine erste gemeinsame Spannung mit einer Impulsform einer invertierten zweiten gemeinsamen Spannung an eine gemeinsame Elektrode 113b der Pixel liefern. Demgemäss kann das erfindungsgemässe LCD durch an die Pixelelektrode 111 gelieferte Bildinformation und die erste und die zweite gemeinsame Spannung, wie sie an die gemeinsame Elektrode 113a und 113b gelegt wird, angesteuert werden.
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Da die Pixelelektrode 111 elektrisch mit einer Speicherelektrode eines im Pixelbereich P11 vorhandenen Speicherkondensators (nicht dargestellt) verbunden sein kann, kann die an die Pixelelektrode 111 gelieferte Bildinformation während einer Einschaltperiode des TFT TFT11 in der ein Scansignal zugeführt wird, in den Speicherkondensator geladen werden. Die in den Speicherkondensator geladene Bildinformation kann die Ansteuerung des Flüssigkristallmaterials dadurch aufrechterhalten, dass sie während einer TFT-Ausschaltperiode, in der kein Scansignal geliefert wird, an die Pixelelektrode 111 geliefert wird.
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Die 3B ist eine beispielhafte, schematische Draufsicht einer Ersatzschaltung für Pixel des TFT-Arraysubstrats der 3A gemäss der Erfindung. Gemäss der 3B kann ein Pixelbereich P11 über einen TFT TFT11 verfügen, jeweils mit einer Gateelektrode, die mit einer Gateleitung (G9–G1n) verbunden ist, einer Sourceelektrode, die mit einer Datenleitung (D11–D1m) verbunden ist, und mit einem parasitären Kondensator (Clc) auf Grund der Kapazität des Flüssigkristallmaterials sowie einem Speicherkondensator, die beide parallel zwischen die Drainelektrode der TFTs TFT11 und eine Leitung (Vcom10–Vcom1n) für eine gemeinsame Spannung geschaltet sind. Die in den Pixelbereichen P11 einer Zeileneinheit ausgebildeten TFTs TFT11 können abwechselnd mit einer Gateleitung N und einer Gateleitung N + 1 verbunden sein, und die parasitären Kondensatoren (Clc) und die Speicherkondensatoren (Cst) können mit einer Leitung für eine gemeinsame Spannung verbunden sein. So kann an die Datenleitungen (D11–D1m) Bildinformation vom Punktinversionstyp geliefert werden, die entsprechend benachbarten Pixeln invertiert ist.
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Jede geradzahlige Leitung (..., Vcom12, Vcom14, ...) für eine gemeinsame Spannung kann eine zweite gemeinsame Spannung mit einer Impulsform, die Übergänge mit Vollbildeinheit aufweist, an eine gemeinsame Elektrode 113a der Pixel liefern. Ausserdem kann jede ungeradzahlige Leitung (..., Vcom11, Vcom13, ...) für eine gemeinsame Spannung eine erste gemeinsame Spannung mit einer Impulsform der invertierten zweiten gemeinsamen Spannung an eine gemeinsame Elektrode 113b der Pixel liefern.
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Ein Zuführverfahren mit Umkehrung der gemeinsamen Spannung, bei dem eine gemeinsame Spannung Vollbild für Vollbild einen Übergang erfährt, ist dahingehend von vorteilhaft, dass der Energieverbrauch des LCD gesenkt werden kann. Wenn z. B. eine gemeinsame Spannung mit hohem elektrischem Potenzial geliefert wird, kann Bildinformation negativer (+) Polarität geliefert werden, und wenn eine gemeinsame Spannung mit niedrigem elektrischem Potenzial angelegt wird, kann Bildinformation positiver (+) Polarität angelegt werden, so dass die Spannungsdifferenz zwischen der gemeinsamen Spannung und jeder Bildinformation erhöht werden kann. Entsprechend dem Zuführverfahren mit Umkehrung der gemeinsamen Spannung kann, wenn zum Zuführen von Bildinformation das Punktinversionsverfahren verwendet wird, positive (+) und negative (–) Bildinformation gleichzeitig an die Pixel einer Zeileneinheit geliefert werden. So können Effekte des Zuführverfahrens mit Umkehrung der gemeinsamen Spannung beeinträchtigt werden.
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Wenn z. B. während des Punktinversionsverfahrens eine gemeinsame Spannung hohes Potenzial aufweist, kann Bildinformation positiver (+) Polarität zugeführt werden und wenn eine gemeinsame Spannung ein niedriges Potenzial einnimmt, kann Bildinformation negativer (–) Polarität zugeführt werden, wodurch die Spannungsdifferenz zwischen der gemeinsamen Spannung und der Bildinformation abnimmt. So kann, wenn das Anlegeverfahren mit Umkehrung der gemeinsamen Spannung verwendet wird, ein Zeileninversionsverfahren verwendet werden, bei dem Bildinformation derselben Polarität an die Pixel einer Zeileneinheit geliefert wird, um zwischen der gemeinsamen Spannung und der Bildinformation eine grosse Spannungsdifferenz zu erzielen. Jedoch ist das Zeileninversionsverfahren dahingehend nachteilig, dass die Bildqualität beeinträchtigt ist, da ein geringer Effekt hinsichtlich des Verhinderns einer Beeinträchtigung bei der Ansteuerung, wie Flackern oder Übersprechen, im Vergleich zum Punktinversionsverfahren besteht. Daher wird ein Verfahren zum Ändern der Pixelanordnung des Flüssigkristalldisplays vorgeschlagen, damit der Effekt des Verfahrens mit Zuführung der gemeinsamen Spannung selbst dann erzielt werden kann, wenn das Punktinversionsverfahren an Stelle des Zeileninversionsverfahrens verwendet wird.
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Wie es in der 3B dargestellt ist, gehört es zu einem erfindungsgemässen LCD, dass ein erster Anschluss eines Dünnschichttransistors in den Pixeln einer Zeileneinheit abwechselnd mit einer Gateleitung N und einer Gateleitung N + 1 verbunden wird. Demgemäss kann das LCD durch das Punktinversionsverfahren angesteuert werden. Anders gesagt, kann, wenn Bildinformation vom Punktinversionstyp mit einer Impulsform, die entsprechend benachbarten Pixeln invertiert ist, eingegeben wird, Bildinformation mit derselben Polarität an ein Schaltbauteil geliefert werden, das mit der Gateleitung N verbunden ist. Ausserdem kann Bildinformation an Schaltbauteile, die mit der Gateleitung N + 1 verbunden sind, mit derselben Polarität wie der der Bildinformation geliefert werden, die an das mit der Gateleitung N verbundene Schaltelement geliefert wird. Demgemäss kann die Polarität der Bildinformation durch Pixel der Bildinformation invertiert werden, und es kann auch die Anschlussposition des Schaltelements abgewechselt werden. So kann Bildinformation mit derselben Polarität an die Pixel der Zeileneinheit, die durch die Gateleitung N und die Gateleitung N + 1 gebildet ist, geliefert werden, um den Effekt eines Anlegeverfahrens mit Umkehrung der gemeinsamen Spannung zu erzielen, wobei zwischen der gemeinsamen Spannung und der Bildinformation eine grosse Spannungsdifferenz erzeugt wird.
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Die 4 ist ein beispielhaftes, schematisches Diagramm von Spannungsverläufen, wie sie an Pixel eines erfindungsgemässen IPS-LCD gelegt werden. Gemäss der 4 kann eine erste gemeinsame Spannung (Vcom odd) mit einer Impulsform mit Übergängen von Vollbild zu Vollbild über jede ungeradzahlige Leitung für eine gemeinsame Spannung an gemeinsame Elektroden entsprechender Pixel geliefert werden. Ausserdem kann eine zweite gemeinsame Spannung (Vcom even) mit einer Impulsform einer invertierten ersten gemeinsamen Spannung (Vcom odd) über jede geradzahlige Leitung für eine gemeinsame Spannung an gemeinsame Elektroden entsprechender Pixel geliefert werden. Demgemäß können Scansignale (..., VG1, VG2, VG3, ...) mit jeder Horizontalperiode sequenziell an Gateleitungen geliefert werden. Ferner können die erste gemeinsame Spannung mit einer Impulsform und die zweite gemeinsame Spannung mit einer Impulsform der invertierten ersten gemeinsamen Spannung gleichzeitig zugeführt werden und mit jeder Vertikalperiode einen Übergang aufweisen.
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Wenn ein Flüssigkristalldisplay auf die obige Weise angesteuert wird, kann eine Flüssigkristall-Ansteuerspannung (Vcel) zwischen einer gemeinsamen Elektrode und einer Pixelelektrode relativ groß werden. Aus diesem Grund, selbst wenn eine an einen Flüssigkristall gelieferte Spannung auf eine relativ niedrige Spannung eingestellt wird, eine Flüssigkristall-Ansteuerspannung (Vcel), die mehrere Pixel ansteuern kann, wodurch der Energieverbrauch minimiert wird. Die an die Pixelelektrode gelieferte Flüssigkristall-Ansteuerspannung kann auf Grund der Umkehrung einer entsprechenden gemeinsamen Spannung durch einen kapazitiven Kopplungseffekt verschoben werden. Jedoch kann eine im Flüssigkristallmaterial eines Pixels erzeugte Spannungsdifferenz gleich groß wie ein existierender Wert aufrechterhalten werden.
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Die 5 ist ein schematisches Paritätsdiagramm eines Pixels eines erfindungsgemässen IPS-LCD. In der 5 kann ein für die Erfindung verwendetes Inversionsverfahren ein Punktinversionsverfahren sein, bei dem die Polarität von Bildinformation, wie sie über eine Datenleitung an ein Pixel geliefert wird, pixelweise invertiert wird und auch mit jeder Horizontalperiode und jeder Vertikalperiode invertiert wird. Demgemäss kann unter Verwendung des Punktinversionsverfahrens eine Bildbeeinträchtigung, wie Flackern oder Übersprechen, im Vergleich zu Zeileninversions- oder Vollbildinversionsverfahren verhindert werden.
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Das Punktinversionsverfahren wird bei einem erfindungsgemäßen Ansteuerverfahren verwendet, jedoch können Pixel einer Zeileneinheit mit einer visuellen Form angezeigt werden, die einer solchen bei einer Ansteuerung durch ein Zeileninversionsverfahren ähnlich ist, bei dem Pixel einer Zeileneinheit dieselbe Polarität aufweisen. Dies, da Schaltbauteile abwechselnd mit einer Gateleitung N und einer Gateleitung N + 1 verbunden werden können.
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Wie es in der 5 dargestellt ist, kann die Polarität von Pixeln in jedem Vollbild mit Zeileneinheit invertiert werden und sie kann auch mit Vollbildeinheit invertiert werden. Eine tatsächliche Bildkonfiguration kann durch das Zeileninversionsverfahren implementiert werden, jedoch kann die Zufuhr der Bildinformation über Datenleitungen durch das Punktinversionsverfahren erfolgen, um dadurch eine Ansteuerungsbeeinträchtigung, wie Flackern und Übersprechen, so weit wie möglich, zu verhindern und so Bilder hoher Qualität zu erzeugen.
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Gemäss der Erfindung kann eine an ein LCD gelieferte Spannungsdifferenz selbst dann zunehmen, wenn eine an ein Flüssigkristallmaterial gelieferte Spannung auf einen relativ niedrigen Wert eingestellt wird, um dadurch den Energieverbrauch zu minimieren. Ausserdem können selbst dann, wenn der Isolationsabstand zwischen einer Pixelelektrode und einer gemeinsamen Elektrode zunimmt, mehrere Pixel angesteuert werden, um dadurch das Gebiet zu erweitern, in dem die Pixelelektrode und die gemeinsame Elektrode isoliert sind, wodurch ein Öffnungsverhältnis verbessert wird.
