DE69434493T2

DE69434493T2 - Spannungserzeugungsschaltung, Steuerungsschaltung für gemeinsame Elektrode, Steuerungsschaltung für Signalleitung und Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung für Anzeigevorrichtungen

Info

Publication number: DE69434493T2
Application number: DE69434493T
Authority: DE
Inventors: Toshihiro Nara-shi Yanagi; Hisao Ikoma-gun Okada; Tadatsugu Amagasaki-shi Nishitani; Yuji Kobe-shi Yamamoto; Takeshi Tenri-shi Takarada
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1993-02-09
Filing date: 1994-02-09
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2014-02-10
Also published as: US6509895B2; US5929847A; EP0611144A3; DE69434493D1; US6310616B1; KR940020152A; KR0139970B1; KR0140041B1; EP0611144B1; US20020018059A1; EP0611144A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spannungserzeugungs(ausgabe)-Schaltung, die als Versorgungsquelle einer Vorrichtung für das direkte oder indirekte Versorgen einer kapazitiven Last verwendet wird; eine Steuerungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode einer Anzeigevorrichtung, die mit der Spannungserzeugungsschaltung ausgestattet ist, zum Versorgen einer gemeinsamen Elektrode in einer Anzeigevorrichtung; und eine Steuerungsschaltung für eine Signalleitung und eine Grauskala(abstufungs)-Spannungserzeugungsschaltung einer Anzeigevorrichtung, die mit der Spannungserzeugungsschaltung ausgestattet ist, zum Versorgen der Signalleitungen in einer Anzeigevorrichtung.
Eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung aus 48 stellt ein Beispiel der oben erwähnten Anzeigevorrichtung dar. Diese Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist einen Flüssigkristall auf, der als Anzeigemedium zwischen zwei Substraten 100 und 101 angeordnet ist, die einander gegenüberliegen. Pixelelektroden 103 (P(i, j)) sind in einer Matrix auf der Flüssigkristallseite des Substrats 100 angeordnet und Signalleitungen (Datenleitungen oder Source-Leitungen) 104 (S(1), S(2), ..., S(i), ..., S(N)) und Scann-Leitungen (Gate-Leitungen) 105 (G(1), G(2), ..., G(j), ..., G(M)) sind um jede Pixelelektrode 103 herum angeordnet, um sich zu kreuzen. Ein Dünnfilmtransistor (TFT) 102 (T(i, j)) ist als Schaltelement in der Nähe eines jeden Kreuzungsabschnitts der Signalleitungen 104 und der Scann-Leitungen 105 vorgesehen. Der TFT 102 ist mit der Signalleitung 104, der Scann-Leitung 105 und der Pixelelektrode 103 verbunden, um die Pixelelektrode 103 zu steuern.
Eine gemeinsame Elektrode 101a ist auf der Flüssigkristallseite des anderen Substrats 101 vorgesehen. Eine Kapazität des Flüssigkristalls, die zu einer Anzeige beiträgt, ist zwischen der gemeinsamen Elektrode 101a und den Pixelelektroden 103 ausgebildet.
Eine Source-Versorgung (Signalleitungssteuerschaltung) 200 ist mit den Signalleitungen 104 verbunden, und eine Gate-Versorgung 300 ist mit den Scann-Leitungen 105 verbunden. Die Source-Versorgung 200 liefert eine Spannung an die Signalleitungen 104; in dem in 48 dargestellten Beispiel wird eine digitale Source-Versorgung verwendet, an die ein Videosignal in digitaler Form angelegt wird. Die Source-Versorgung 200 und die Gate-Versorgung 300 empfangen ein Ausgangssignal einer Steuerschaltung 600. Die Steuerschaltung 600 liefert ein Steuersignal POL an eine Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 400 und an eine Versorgungsschaltung einer gemeinsamen Elektrode 500. Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 400 gibt Grauskala-Spannungen v₀, v₁, v₂ und v₃ an die Source-Versorgung 200 ab, und die Versorgungsschaltung der gemeinsamen Elektrode 500 gibt eine Spannung für die gemeinsame Elektrode v_com an die gemeinsame Elektrode 101a ab.
Im Folgenden sollen die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 400 und die Versorgungsschaltung der gemeinsamen Elektrode 500, die in der so aufgebauten Anzeigevorrichtung vorgesehen sind, wie oben beschrieben sein. 49 zeigt ein Beispiel einer Versorgungsschaltung, wie sie in der japanischen Offenlegungsschrift 5-53534 "Eine Versorgungsschaltung für eine Anzeigevorrichtung" von H. Okada vorgeschlagen ist. Diese Versorgungsschaltung arbeitet sowohl als Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 400 als auch als Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 500. Die Versorgungsschaltung ist mit einem Operationsverstärker OP_C zum Erzeugen der Spannung für die gemeinsame Elektrode v_com und Operationsverstärkern OP₀ bis OP₃ zum Erzeugen der Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃ ausgestattet. Jeder Inversionseingangsanschluss der Operationsverstärker OP_C, OP₀ und OP₁ wird mit dem Steuersignal POL versorgt. Das Steuersignal POL wird durch einen Invertierer INV invertiert und anschließend an jeden Inversionseingangsanschluss der Operationsverstärker OP₂ und OP₃ eingegeben. Jeder Nicht-Inversionseingangsanschluss der Operationsverstärker OP_C und OP₀ bis OP₃ wird mit einem Ausgangssignal von widerstandsbasierten Spannungsteilern PD_com und PD₀ bis PD₃ versorgt. Die Spannungsteiler PD_com und PD₀ bis PD₃ bestehen aus zwei festen Widerständen R_c1, und R_c2, R₀₁ und R₀₂, R₁₁ und R₁₂, R₂₁ und R₂₂ sowie R₃₁ und R₃₂. Ein Anschluss eines jeden der Widerstände R_c1, R₀₁, R₁₁, R₂₁ und R₃₁ ist mit einer Stromversorgung V_dd auf einem positiven elektrischen Potential verbunden; und jeder der anderen Anschlüsse der Widerstände R_c2, R₀₂, R₁₂, R₂₂, R₃₂ ist mit einer Stromversorgung V_ss auf einem elektrischen Erdungspotential verbunden.
50A zeigt ein Beispiel einer Ausgangswellenform der oben erwähnten Versorgungsschaltung. Wenn das Steuersignal POL sich auf einem hohen Niveau befindet, werden die Spannung für die gemeinsame Elektrode v_com und die Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃ ausgegeben, so dass eine Spannung, die an ein Pixel angelegt wird, eine positive Polarität bezüglich der gemeinsamen Elektrode besitzt (ein Zeitraum in diesem Zustand wird als "positiver Zeitraum" bezeichnet). Wenn das Steuersignal POL sich auf einem niedrigen Niveau befindet, werden die Spannung für die gemeinsame Elektrode v_com und die Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃ ausgegeben, so dass eine Spannung, die an ein Pixel angelegt wird, eine negative Polarität bezüglich der gemeinsamen Elektrode besitzt (ein Zeitraum in diesem Zustand wird als "negativer Zeitraum" bezeichnet). In beiden Zeiträumen wird der absolute Wert der elektrischen Potentialdifferenz zwischen der gemeinsamen Elektrode und der Pixelelektrode in der Reihenfolge der Datenwerte 0 bis 3 jeweils höher eingestellt (d.h. |v₀ – v_com| < |v₁ – v_com| < |v₂ – v_com| < |v₃ – v_com|).
Der obige Zusammenhang stellt eine Bedingung für die Versorgung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung in einem üblicherweise schwarzen Modus dar. Der obige Zusammenhang kann auch umgekehrt werden, wenn eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung in einem normalerweise weißen Modus betrieben wird. 50B zeigt ein Ausgangssignal in dem Fall, in dem die Flüssigkristallanzeigevorrichtung in einem normalerweise weißen Modus betrieben wird. Es hat keine Auswirkung auf die vorliegende Erfindung, in welchem Modus die Flüssigkristallanzeigevorrichtung betrieben wird; deshalb wird in den folgenden Beispielen jeder Fall (d.h. ein normalerweise schwarzer Modus oder ein normalerweise weißer Modus) beschrieben. Sofern nicht anders angegeben bezieht sich das Spannungsniveau auf das in einem positiven Zeitraum. 50A und 50B zeigen Wellenformen in einer Leitungsinversion, bei der die Polarität einer Spannung, die an ein Pixel angelegt wird, pro horizontaler Leitung (Querleitung oder Zeilenleitung) invertiert ist.
Die Spannung für die gemeinsame Elektrode v_com und die Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃ oszillieren in Synchronisation mit dem Steuersignal POL auf der Basis einer Referenzspannung v_M (d.h. einer Spannung, die an jedem Nicht-Inversionseinganganschluss anliegt), ausgegeben von den Operationsverstärkers OP_C und OP₀ bis OP₃ durch geeignetes Einstellen der festen Widerstände R₀₁, R₀₂, R₁₁, R₁₂, R₂₁, R₂₂, R₃₁ und R₃₂. Wie aus 50A ersichtlich ist, besitzen die Spannungen v_com, v₀ und v₁ eine Phase, die entgegengesetzt zu der der Spannungen v₂ und v₃ ist. Die Amplitude dieser Spannungen wird bezüglich eines Verstärkungsverhältnisses der Operationsverstärker OP_c und OP₀ bis OP₃ bestimmt.
51 zeigt die Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃ auf der Basis der Spannung für die gemeinsame Elektrode v_com, die an die gemeinsame Elektrode 101a angelegt wird. Wie aus 51 ersichtlich ist, wird die Pixelelektrode 103, wenn ein bestimmtes Pixel durch die Gate-Versorgung 300 durch die Scann-Leitungen 105 ausgewählt wird, mit einem Ausgangssignal (d.h. einer der Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃) aus der Source-Versorgung 200, die mit dem ausgewählten Pixel verbunden ist, versorgt, und es entsteht eine Differenz zwischen dem elektrischen Potential an der Pixelelektrode 103 und dem der gemeinsamen Elektrode 101a, die der Pixelelektrode 103 gegenüberliegt, wobei die Flüssigkristalischicht dazwischen angeordnet ist.
Wie oben beschrieben liegt in dem Fall, bei dem die gemeinsame Elektrode 101a mit einer Wechselspannung versorgt wird, der Vorteil vor, dass die Amplitude einer Spannung, die an eine Signalleitung angelegt werden soll, um eine vorbestimmte Spannung zwischen der Pixelelektrode 103 und der gemeinsamen Elektrode 101a zu erhalten, gesenkt werden kann und eine Arbeitsspannung für die Source-Versorgung 200 verringert werden kann (siehe japanische Offenlegungsschrift 3-177890).
Die Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃ werden an die Source-Versorgung 200 angelegt, die eine Signalleitungsversorgungsschaltung bildet.
52 zeigt ein Schaltbild, das die Struktur der Source-Versorgung 200 zeigt. Videosignaldaten bestehen aus zwei Bits. D.h., die Videosignaldaten besitzen vier Werte (0 bis 3) und eine der Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃, die von der in 48 dargestellten Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 400 geliefert werden, wird ausgewählt, um in Übereinstimmung mit dem entsprechenden Wert der Videosignaldaten ausgegeben zu werden.
53 zeigt ein Schaltbild, das einen Schaltungsabschnitt entsprechend dem (i)ten Ausgang entspricht. Diese Schaltung weist Flip-Flops des D-Typs (Abtast-Flip-Flops) M_SMP jeweils für Videosignaldaten D₀ und D₁ auf, Flip-Flops (Speicher-Flip-Flops) M_H jeweils für Videosignaldaten D₀ und D₁, einen Decoder DEC, Analogschalter ASW₀ bis ASW₃, die entsprechend zwischen vier Arten von Stromversorgungen V₀ bis V₃ vorgesehen sind, die die Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃ ausgeben, und eine Signalleitung S(i) ((i)te Signalleitung 104). Für das Abtasten digitaler Videosignaldaten können verschiedene andere Arten von Flip-Flops als Flip-Flops des D-Typs verwendet werden.
Der Betrieb der Source-Versorgung 200 mit der oben erwähnten Struktur wird nun beschrieben.
Die Zwei-Bit-Videosignaldaten (D₀, D₁) werden zu dem Zeitpunkt in die Abtast-Flip-Flops M_SMP aufgenommen, wenn ein Abtastimpuls T_SMPI entsprechend der (i)ten Signalleitung S(i) ansteigt und darin gehalten wird. Wenn das Abtasten für eine horizontale Periode vervollständigt ist, wird ein Ausgangsimpuls O_E an die Halte-Flip-Flops M_H abgegeben, und das Videosignal D₀, D₁, das in den Abtast-Flip-Flops M_SMP gehalten wird, wird in die Halte-Flip-Flops M_H übernommen, um an den Decoder DEC ausgegeben zu werden. Der Decoder DEC entschlüsselt die Signaldaten (D₀, D₁) und schaltet einen der analogen Schalter ASW₀ bis ASW₃ in Übereinstimmung mit den Werten (0 bis 3) der Videosignaldaten (D₀, D₁) an, wodurch eine der vier Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃ an die Signalleitung S(i) ausgegeben wird.
54 zeigt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die Videosignaldaten empfängt, die aus drei Bits (D₀, D₁, D₂) zusammengesetzt sind. 55 zeigt einen Ausschnitt einer Schaltung entsprechend der Signalleitung S(i) der Source-Versorgung 210 aus 54. Genauer besitzt die Source-Versorgung 210 diese Struktur so oft, wie Signalleitungen 104 eines Displaypanels (d.h. die Anzahl dieser Struktur, die in der Source-Versorgung 210 vorliegt, ist identisch zu der der Signalleitungen 104 eines Displaypanels) vorliegen. In diesem Fall besitzen die Videosignaldaten acht Werte (0 bis 7), und die Signalspannung, die an jedes Pixel ausgegeben wird, besitzt eine von acht Niveaus der Grauskala-Spannungen v₀ bis v₇, die von der Grauskala-Stromversorgung v₀ bis v₇ der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 410 ausgegeben werden.
Die Source-Versorgung 210 weist Flip-Flops M_SMP des D-Typs einer ersten Stufe auf, die für das Abtasten von Daten verwendet werden, Flip-Flops M_H des D-Typs einer zweiten Stufe zum Halten von Daten, einen Decoder DEC und eine Mehrzahl von analogen Schaltern ASW₀ bis ASW₇, die jeweils zwischen den acht externen Stromversorgungen V₀ bis V₇ der Signalleitung S(i) angeordnet sind. Die Flip-Flops M_SMP des D-Typs der ersten Stufe und die Flip-Flops M_H des D-Typs der zweiten Stufe sind für jedes Bit (D₀, D₁, D₂) vorgesehen. Acht Arten von Grauskala-Spannungen v₀ bis v₇ von der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 410 und Steuersignale S₀ bis S₇ vom Decoder DEC werden entsprechend in die analogen Schalter ASW₀ bis ASW₇ eingegeben. Die entsprechenden analogen Schalter ASW₀ bis ASW₇ werden angeschaltet, um die Grauskala-Spannungen v₀ bis v₇ in Übereinstimmung mit dem Niveau der Steuersignale S₀ bis S₇ auszugeben.
In dem Fall, bei dem der Wert der Videosignaldaten in der Source-Versorgung 210 gleich 3 ist, wird der analoge Schalter ASW₃ leitend und die Grauskala-Spannung v₃ wird ausgegeben. In diesem Fall versorgt die Grauskala-Spannung v₃ die Signalleitung S(i) durch den analogen Schalter ASW₃. Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 410 ist getrennt von der Source-Versorgung 210 vorgesehen, die eine Versorgungsschaltung bildet; somit werden die Grauskala-Spannungen v₀ bis v₇ in eine Versorgungsschaltung für jede Signalleitung S(i) eingegeben. Der Grund hierfür ist, dass die Anzahl der tatsächlichen Versorgungsschaltungen identisch ist zu der der Signalleitungen 104. Beispielsweise ist die Anzahl von Signalleitungen 104 im Fall der VGA-Flüssigkristallanzeigevorrichtung gleich 1920. Es besteht die Möglichkeit, dass die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 410 alle Signalleitungen 104 gleichzeitig versorgt. In einem solchen Fall ist es schwierig, eine solche Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 410 herzustellen, die in der Lage ist, einen ausreichend hohen elektrischen Strom zu liefern, der für die gleichzeitige Versorgung aller Signalleitungen 104 benötigt wird, wenn eine hohe Integration auf dem Chip identisch zur Source-Versorgung 210 vorliegen soll.
Außerdem besitzt die Source-Versorgung 210 Probleme wie eine komplizierte Struktur und eine erhebliche Größe. Der Grund hierfür ist folgender: in dem Fall, bei dem das digitale Videosignal ein 4-Bit-Signal ist, werden 16 Arten von Grauskala-Spannungen benötigt; wenn das Videosignal auf 6-Bit, 8-Bit etc. ansteigt, steigt die Anzahl der benötigten Grauskala-Spannungen auf 64, 256 etc. Sozusagen werden so viele Grauskala-Spannungen benötigt, wie Grauabstufungen vorliegen. Deshalb wird die Struktur der Stromversorgungsschaltung zum Ausbilden einer solchen Anzahl von Graustufen-Spannungen kompliziert und größer, und außerdem wird die Verbindungsleitung zwischen der Spannungserzeugungsschaltung und den analogen Schaltern kompliziert.
In der oben erwähnten Situation wird üblicherweise die Source-Versorgung 210 lediglich für ein 3-Bit- oder 4-Bit-Videosignal verwendet. Wenn ein Videosignal aus einer großen Anzahl von Bits zusammengesetzt ist, wurde es somit schwierig, eine Versorgungsschaltung für ein Grauskala-Display zu konstruieren.
Unter Berücksichtigung dieser Punkte ermittelten die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Interpolieren einer Grauskala zwischen einer Mehrzahl von Grauskala-Spannungen, die von außen vorgegeben werden, und haben entsprechende Anmeldungen eingereicht (japanische Patentanmeldung 4-129164 und japanische Offenlegungsschriften 4-136983, 4-140787 und 5-53534).
24 zeigt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung 220 mit einer Basisstruktur der vorliegenden Erfindung, basierend auf einem oszillierenden Spannungsversorgungsverfahren, das in der japanischen Offenlegungsschrift 5-53534 vorgeschlagen wird. 25 ist ein Blockschaltbild entsprechend der Signalleitung S(i) der Source-Versorgung aus 24 pro Ausgang. Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf 24 bis 27, auf die sich auch (später beschriebene) Beispiele der vorliegenden Erfindung beziehen werden.
Der Fall, bei dem Videosignaldaten aus drei Bits (D₀, D₁, D₂) zusammengesetzt sind, wird nun beschrieben. Spezieller besitzen die Videosignaldaten acht Werte (d.h. 0 bis 7), und eine an jedes Pixel anzulegende Signalspannung ist eine der externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇, die von den Grauskala-Stromversorgungen V₀ bis V₇ einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 420 geliefert werden, oder eine von bzw. eine Mehrzahl von externen Grauskala-Spannungen zwischen zwei beliebigen der externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇.
Eine Source-Versorgung 220 ist für jedes Bit (D₀, D₁, D₂) der Videosignaldaten vorgesehen. Die Source-Versorgung 220 weist Flip-Flops M_SMP des D-Typs einer ersten Stufe für das Abtasten auf, Flip-Flops M_H des D-Typs einer zweiten Stufe für das Halten, eine Auswahlsteuerschaltung SCOL und analoge Schalter ASW₀ bis ASW₇, die zwischen den externen Grauskala-Spannungsversorgungen v₀ bis v₇ und einer Signalleitung S(i) angeordnet sind. Die externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇ und Steuersignale S₀, S₂, S₅ und S₇ von der Auswahlsteuerschaltung SCOL werden in die analogen Schalter ASW₀, ASW₂, ASW₅ und ASW₇ eingegeben. Außerdem wird ein Signal t₃ mit einer vorbestimmten Einschaltdauer an die Auswahlsteuerschaltung SCOL geliefert.
Die in 24 und 25 dargestellte Source-Versorgung 220 besitzt dieselben Effekte wie die Source-Versorgung 210, die in 54 und 55 dargestellt ist, hinsichtlich der Verwirklichung eines 8-Grauskala-Displays. Bei der Strom-Versorgung aus 25 wird die Anzahl externer Grauskala-Stromversorgungen auf vier (d.h. die Hälfte des in 55 dargestellten konventionellen Beispiels) reduziert, um das 8-Grauskala-Display zu verwirklichen. In der Source-Versorgung 220 werden die Ausgangssignale der Grauskala-Spannungsversorgungen V₁, V₃, V₄ und V₆ durch das oben erwähnte oszillierende Spannungsversorgungsverfahren gebildet.
Tabelle 1 zeigt den Zusammenhang zwischen den Videosignaldaten, die in die Source-Versorgung 3 eingegeben werden, und der Grauskala-Spannung, die aus der Source-Versorgung 3 erhalten wird.
Tabelle 1
Wenn der Wert der Videosignaldaten entweder 1, 2, 5 oder 7 ist, wird eine der externen Grauskala-Spannungen v₀ bis v₇, die von außen eingegeben werden, an die Signalleitung S(i) ausgegeben. Wenn der Wert der Videosignaldaten nicht 1, 2, 5 oder 7 ist, wird eine oszillierende Spannung, die zwischen zwei beliebigen externen Grauskala-Spannungen v₀ bis v₇ oszilliert, an die Signalleitung S(i) ausgegeben. Somit kann ein 8-Grauskala-Display aus vier externen Grauskala-Spannungen erhalten werden.
Im folgenden wird das oszillierende Spannungsversorgungsverfahren beschrieben.
Die Ausgangswellenform entsprechend der externen Grauskala-Spannung v₁ ist in 26 bei (1) dargestellt, und die Ausgangswellenform entsprechend den externen Grauskala-Spannungen v₀ und v₂ ist in 26 bei (2) dargestellt. Beispielsweise wird eine oszillierende Spannung ausgegeben, die mehrfach während eines Ausgabezeitraums (z.B. einer horizontalen Scannperiode) zwischen den externen Grauskala-Spannungen v₀ und v₂ oszilliert. Der Widerstand und die Kapazität von Leitungen (d.h. Signalleitungen) zwischen der Source-Versorgung 220 und den Pixeln, die ein Display-Panel bilden, bildet einen Tiefpassfilter (LPF), wie in 56 dargestellt ist. Die oszillierende Spannung tritt durch den Tiefpassfilter hindurch, wodurch die Grauskala-Spannung v₁ an ein Pixel als Durchschnittswert der oszillierenden Spannung angelegt wird.
27 zeigt die Wellenform der externen Grauskala-Spannungen v₀ und v₇ zusammen mit einem Signal für die gemeinsame Elektrode v_com. 27 zeigt die Wellenformen in dem Fall der Leitungsinversion, bei dem die Polarität der Spannung pro horizontaler Scannperiode invertiert wird. Im Folgenden wird der Fall der Leitungsinversion beschrieben.
Wie aus 27 hervorgeht, besitzt die externe Grauskala-Spannung v₀ eine Polarität, die entgegengesetzt zu der des Signals der gemeinsamen Elektrode v_com ist, und die externe Grauskala-Spannung v₀ und das Signal der gemeinsamen Elektrode v_com besitzen rechteckige Wellenformen, die abwechselnd an dem selben Punkt invertiert werden. In dem Fall, bei dem die Videosignaldaten den Wert 0 haben, wird die Kapazität der Flüssigkristallschicht eines jeden Pixels und dergleichen mit einer Spannung zwischen der Grauskala-Spannung v₀ und dem Signal der gemeinsamen Elektrode v_com aufgeladen.
Wie oben beschrieben wird die Signalleitung 104 des Display-Panels zwischen einem positiven elektrischen Potential und einem negativen elektrischen Potential aufgeladen und entladen, und zwar jedes Mal dann, wenn die Ausgangssignale der Stromversorgung der gemeinsamen Elektrode 500 und der Grauskala-Erzeugungsschaltung 420 ihre Polarität wechseln. 56 zeigt eine äquivalente Schaltung in dem Fall, bei dem die Signalleitung 104 als Last betrachtet wird. In dieser äquivalenten Schaltung sind ein äquivalenter Widerstand R_s der Signalleitung 104 und eine äquivalente Kapazität C_s in Reihe verbunden. In einer praktischen Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist die Anzahl der Signalleitungen 104 beispielsweise in einem Display-Panel mit VGA-Spezifikation gleich 1920 (640 × 3), und die Grauskala-Stromversorgungen müssen in einigen Fällen eine Last treiben, die 1920 mal so hoch ist wie die der in 56 dargestellten Schaltung.
Im Folgenden wird ein elektrischer Peakstrom betrachtet, der fließt, wenn sich die Polarität der Grauskala-Spannung ändert.
Unter der Annahme, dass der äquivalente Widerstands R_s der Signalleitung 104 den Wert 50 k besitzt und der maximale elektrische Spannungsunterschied zwischen dem positiven Zustand und dem negativen Zustand in der gemeinsamen Elektrode 101a 10V beträgt, ist der maximale elektrische Pixelstrom 10/50 k × 1920 = 384 mA. Üblicherweise soll die Grauskala- Stromversorgung die Fähigkeit besitzen, die maximale Kapazität eines elektrischen Stroms aufzuladen; deshalb kann die Grauskala-Stromversorgung eine Struktur wie in 57 besitzen.
Diese Schaltung weist einen Operationsverstärker OP und eine Komplementärschaltung (Verstärker für den elektrischen Strom) BUF auf. Der Operationsverstärker OP wird mit einer vorbestimmten Spannung und einer Steuerspannung POL versorgt. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP ist mit der Komplementärschaltung BUF verbunden, die aus Transistoren Q₁ und Q₂ besteht. Wenn eine Ausgangsspannung V_out aus der Komplementärschaltung BUF zurück in den Operationsverstärker OP geführt wird, führt der Operationsverstärker OP eine Inversionsverstärkung durch. In der Schaltung aus 57 verwendet der Operationsverstärker OP eine möglichst große Anstiegsgeschwindigkeit und Kapazität des elektrischen Stroms.
Der oben erwähnte Stand der Technik verursacht eine Kostensteigerung. Da die Komplementärschaltung BUF (Transistoren Q₁ und Q₂) selbst Strom verbraucht, steigt zudem der Stromverbrauch an. Die Steigerung im Stromverbrauch führt zu einer Erhöhung des elektrischen Stroms, der nicht für die Versorgung des Displaypanels notwendig ist.
Es gibt keinen wesentlichen Unterschied zwischen dem Fall, bei dem die in 57 dargestellte Schaltung als Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode verwendet wird, und dem Fall, bei dem die in 57 dargestellte Schaltung für jedes Grauskala-Spannungserzeugungselement der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung verwendet wird. In dem Fall, bei dem die Schaltung aus 57 für jedes Grauskala-Spannungserzeugungselement verwendet wird, besitzt die Ausgangsspannung jedoch eine Amplitude und eine Mittelspannung, die den entsprechenden Daten entspricht, und besitzt die selbe Phase bezüglich der Steuerungsspannung POL.
Außerdem gibt es ein weiteres Problem. Wenn die Signalleitungsversorgungsschaltung (Source-Versorgung) in der konventionellen Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung eine der Grauskala-Spannungen v₀ bis v₃ auswählt, wird nämlich eine Last zum Zeitpunkt des Schaltens der Polarität der Ausgangsspannung der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung schnell schwanken. In dem Fall, bei dem das oszillierende Spannungsversorgungsverfahren auf die Signalleitungsversorgungsschaltung angewendet wird, ist die Schwankung der Last und die Wechselgeschwindigkeit größer als in dem Fall, bei dem lediglich eine Grauskala-Spannung ausgewählt wird.
Eine solche Schwankung der Last verursacht die Schwankung der Ausgangsspannung. 58 zeigt ein Beispiel einer Ausgangswellenform eines bestimmten Spannungsniveaus der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung in dem Fall, bei dem das oszillierende Spannungsversorgungsverfahren auf die Signalleitungsversorgungsschaltung angewendet wird. Da die Spannung, wie in dieser Figur dargestellt ist, mit der Ausgangswellenform der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung schwankt, wird die Spannung, die auf ein Pixel geladen wird, nicht gleichmäßig sein, was zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt.
Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, wird in Betracht gezogen, dass ein Kondensator zwischen dem Ausgangsanschluss der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung und dem Grauskala-Spannungseingangsanschluss der Signalleitungsversorgungsschaltung angeordnet wird, wodurch eine Ladung in Übereinstimmung mit der Spannungsschwankung absorbiert und geliefert wird. In diesem Fall war es jedoch schwierig, einen Kondensator mit ausreichender Kapazität zu verwenden. Die Gründe hierfür sind folgende:
Wenn der Ausgangsanschluss der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung mit dem Kondensator verbunden ist, wird der Kondensator selbst zu einer Last der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung, die eine Wechselstromversorgung durchführt. Dies erfordert, dass der Kondensator durch die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung zu dem Zeitpunkt aufgeladen und entladen wird, wenn die Polarität der Grauskala-Spannung wechselt. Somit treten einige Probleme auf wie die verzögerte Ausgangswellenform der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung und der erhöhte Stromverbrauch. In der tatsächlichen Anwendung war es somit unmöglich, einen Kondensator mit ausreichender Kapazität zu verwenden.
Die oben erwähnten Probleme waren bislang kaum in dem Fall bekannt, bei dem die Source-Versorgung 210 mit der in 55 dargestellten Struktur verwendet wird; diese Probleme sind jedoch ernst in dem Fall der Signalleitungsversorgungsschaltung, die in 25 dargestellt ist und das oszillierende Spannungsversorgungsverfahren verwendet. Genauer gesagt kann kein Kondensator mit einer Kapazität verwendet werden, die ausreichend ist für einen Ausgleich der Stromschwankung aufgrund der oszillierenden Spannung, die pro Ausgabezeitraum mit einer höheren Geschwindigkeit umgeschaltet wird. Dies verursacht die Verformung der Spannung, wie in 58 dargestellt ist, und in einigen Fällen wird die Verschlechterung der Anzeige dadurch hervorgerufen. Außerdem treten bei der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode ähnliche Probleme wie bei der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung auf. Die Spannung (Ausgangswellenform) aus der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode schwankt aufgrund der plötzlichen Schwankung der Source-Versorgung 220, insbesondere bei Verwendung Spannungsversorgungsverfahrens; als Ergebnis hiervon wird die Anzeigequalität verschlechtert.
EP-A-0 241 562 offenbart eine Wechselspannungserzeugungsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Spannungserzeugungsschaltung ist in in eine Einstellschaltung für das Brillianzniveau in einer Versorgungsschaltung für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung integriert.
JP-A-01 145 632 offenbart eine Versorgungsschaltung für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit einer Spannungserzeugungsschaltung, die zwischen eine Stromversorgungsleitung 1 und einer Erdungsleitung 3 geschaltet ist. Eine Mehrzahl von Spannungsausgangsleitungen entspringt aus der Spannungserzeugungsschaltung. Jede Spannungserzeugungsleitung ist über einen Kondensator mit der Stromversorgungsleitung verbunden.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung liefert eine Wechselspannungserzeugungsschaltung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode einer Anzeigevorrichtung vorgesehen, in der Pixelelektroden vorgesehen sind, die auf einem von zwei sich gegenüberliegenden Substraten angeordnet sind, wobei ein Anzeigeelement zwischen den Substraten angeordnet ist, und in der eine gemeinsame Elektrode auf dem anderen Substrat angeordnet ist, wobei jedes Pixel eine Kapazität zwischen der gemeinsamen Elektrode und der Pixelelektrode bildet, wobei die Versorgungsschaltung die gemeinsame Elektrode versorgt und eine Wechselspannungserzeugungsschaltung gemäß der obigen Definition aufweist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Signalleitungsversorgungsschaltung für eine Anzeigevorrichtung vorgesehen, in der Pixelelektroden und Signalleitungen auf einem von zwei sich gegenüberliegenden Substraten, zwischen denen ein Displayelement angeordnet ist, angeordnet sind, wobei die Versorgungsschaltung zum Anlegen eines Signals an die Pixelelektroden über die Signalleitungen wenigstens zwei Spannungsversorgungsquellen zum Anlegen einer Spannung an die Signalleitungen aufweist, wobei jede Spannungsversorgungsquelle eine Wechselspannungserzeugungsschaltung nach obiger Definition aufweist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Kondensatormittel unabhängig mit den beiden Leitungen verbunden.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die beiden Leitungen miteinander verbunden, wobei das Kondensatormittel dazwischen angeordnet ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zwei Arten von Steuerspannungen eines vorbestimmten elektrischen Potentials in die beiden Gleichstromversorgungen eingegeben, wobei eine der beiden Gleichstromversorgungen eine Spannung ausgibt, die einer Summe der beiden Arten von Steuerspannungen entspricht, und die andere der beiden Wechselstromversorgungen eine Spannung ausgibt, die einer Differenz zwischen den beiden Arten von Steuerspannungen entspricht.
Somit liefert die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile: (1) Bereitstellen einer Versorgungsschaltung für eine Anzeigevorrichtung, in der die Anzahl von Grauskala-Spannungsversorgungen reduziert werden kann, bei geringen Kosten; (2) Bereitstellen einer Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung, einer Signalleitungsversorgungsschaltung und einer Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode, die ausreichend mit der schnellen Schwankung einer Last umgehen können und eine hochwertige Anzeige verwirklichen können; und (3) Bereitstellen einer Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung, einer Signalleitungsversorgungsschaltung und einer Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode, die eine Anzeigevorrichtung mit geringerem Stromverbrauch ermöglichen.
Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann beim Lesen und Verstehen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich.
1 ist ein Blockschaltbild, das einen Teil einer aus einer Mehrzahl von Schaltungen zeigt, die auf der Ausgangsseite einer Souree-Versorgung nach Beispiel 1 vorgesehen sind.
2 ist ein Blockschaltbild, das einen Teil einer aus einer Mehrzahl von Schaltungen zeigt, die auf der Ausgangsseite einer Source-Versorgung nach Beispiel 2 vorgesehen sind.
3 ist ein Blockschaltbild, das einen Teil einer aus einer Mehrzahl von Schaltungen zeigt, die auf der Ausgangsseite einer Source-Versorgung nach Beispiel 3 vorgesehen sind.
4 ist ein Blockschaltbild, das einen Teil einer aus einer Mehrzahl von Schaltungen zeigt, die auf der Ausgangsseite einer Source-Versorgung nach Beispiel 4 vorgesehen sind.
5 ist ein Schaltbild, das die Struktur einer konventionellen Source-Versorgung zeigt, bei der ein Durchgangsstrom erzeugt wird.
6 ist ein Schaltbild, das die Struktur einer Source-Versorgung nach Beispiel 5 zeigt.
7 ist ein Diagramm, das Wellenformen von Eingangs- und Ausgangssignalen der Source-Versorgung aus 6 zeigt.
8 ist ein Diagramm, das einen grundsätzlichen Aufbau der Spannungserzeugungsschaltung nach Beispiel 6 zeigt.
9 ist ein grundsätzliches Zeitdiagramm der Spannungserzeugungsschaltung aus 8.
10 ist ein Schaltbild, das die Spannungserzeugungsschaltung nach Beispiel 7 zeigt.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Wellenformen eines Ausgangssignals zeigt, das von der Spannungserzeugungsschaltung für die Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung geliefert wird.
12 ist ein Schaltbild einer Spannungserzeugungsschaltung nach Beispiel 8.
13 ist ein Schaltbild einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung nach Beispiel 9.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Ausgangswellenform der Grauskala-Spannungsversorgungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Er findung in dem Fall zeigt, bei dem eine Spannungsschwankung aufgrund der Schwankung einer Last verbessert wird.
15 ist ein Schaltbild einer Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode für eine Anzeigevorrichtung nach Beispiel 10.
16 ist ein Diagramm, das eine Ausgangsspannung V_out der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode für die Anzeigevorrichtung aus 15 zeigt.
17 ist ein Schaltbild einer Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode für eine Anzeigevorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform von Beispiel 10.
18 ist ein Diagramm, das die Ausgangsspannung von zwei Wechselstromversorgungen zeigt, die in der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode für die Anzeigevorrichtung gemäß 17 vorgesehen sind.
19 ist ein Diagramm, das Wellenformen eines Signals zeigt, das in die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode der Anzeigevorrichtung nach 17 eingegeben wird, und eine Spannung, die davon ausgegeben wird.
20 ist ein Schaltbild, das einen grundsätzlichen Aufbau gemäß Beispiel 11 zeigt.
21 ist ein grundsätzliches Zeitdiagramm von Beispiel 11.
22 ist ein Schaltbild einer Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode für eine Anzeigevorrichtung nach Beispiel 12.
23 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 14.
24 ist ein Schaltbild einer Anzeigevorrichtung nach Beispiel 14.
25 ist ein Blockschaltbild einer Datenversorgungsschaltung, die einen grundsätzlichen Aufbau der vorliegenden Erfindung zeigt.
26 ist ein Diagramm, das Wellenformen von Ausgangsspannungen beim oszillierenden Spannungsversorgungsverfahren zeigt.
27 ist ein Wellenformdiagramm, das den Zusammenhang zwischen einem Videodatensignal und einem Versorgungssignal für die gemeinsame Elektrode zeigt.
28 ist ein Wellenformdiagramm eines Steuersignals POL.
29 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 15.
30 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 16.
31 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 17.
32 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 18.
33 ist ein Zeitdiagramm, das Steuersignale POL, SON₁ und SON₂ zeigt.
34 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 19.
35 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 20.
36 ist ein Blockschaltbild der Datenversorgungsschaltung.
37 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb einer Stromversorgungsschaltung darstellt.
38 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 21.
39 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 22.
40 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 23.
41 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 23 darstellt.
42 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 24.
43 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 25.
44 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung nach Beispiel 26.
45 ist ein Schaltbild, das die Struktur einer Anzeigeversorgungsvorrichtung nach Beispiel 27 zeigt.
46 ist ein Wellenformdiagramm, dass das Signalzeitverhalten eines jeden Hauptabschnitts der Anzeigeversorgungsvorrichtung aus 45 zeigt.
47 ist ein Schaltbild, das den Aufbau der Anzeigeversorgungsvorrichtung aus Beispiel 28 zeigt.
48 ist ein Schaltbild, das eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
49 zeigt ein Beispiel eines Schaltbilds einer konventionellen Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung und einer Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode.
50A ist ein Zeitdiagramm des Ausgangs der Schaltung aus 49 in einem normalerweise schwarzen Modus.
50B ist ein Zeitdiagramm des Ausgangs der Schaltung aus 49 in einem normalerweise weißen Modus.
51 ist ein Blockdiagramm, das jede Grauskala-Spannung bezüglich der Spannung einer gemeinsamen Elektrode zeigt.
52 ist ein Blockschaltbild einer digitalen Source-Versorgung.
53 ist ein Blockschaltbild, das einen Teil der digitalen Source-Versorgung aus 52 zeigt.
54 ist ein Blockschaltbild, das eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
55 ist ein Blockschaltbild einer konventionellen Source-Versorgung.
56 ist ein äquivalentes Schaltbild einer Signalleitung, die als Last betrachtet wird.
57 zeigt ein Beispiel eines Schaltbilds einer konventionellen Spannungserzeugungsschaltung, die mit einem elektrischen Stromverstärker ausgestattet ist.
58 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Ausgangswellenform der konventionellen Spannungserzeugungsschaltung in dem Fall zeigt, bei dem die Spannung aufgrund der Schwankung der Last fluktuiert.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung durch veranschaulichende Beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In jedem der folgenden Beispiele wird eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Matrix-Typs erläutert. Es soll klar sein, dass die vorliegende Erfindung auch auf andere Arten von Anzeigevorrichtungen angewendet werden kann.
Beispiel 1
1 zeigt eine Ausgangsseite einer Versorgungsschaltung (Source-Versorgung oder Treiber digitaler Daten) einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Spezieller zeigt 1 einen beispielhaften Aufbau einer Schaltung 50 entsprechend einem (i)ten Pixel unter N Pixeln. In dieser Struktur bestehen die digitalen Videodaten aus 3 Bits.
Die Schaltung 50 weist Flip-Flops M_SMP zum Abtasten, Flip-Flops M_H zum Halten, eine Auswahlsteuerschaltung SCOL und neun analoge Schalter ASW_OH, ASW_OL, ASW₁ bis ASW₇ auf. Digitale Videodaten werden von den Flip-Flops M_SMP zum Abtasten empfangen und von den Flip-Flops M_H zum Halten festgehalten. Ein Ausgangssignal von den Flip-Flops M_H zum Halten wird in die Auswahlsteuerschaltung SCOL eingegeben. Die Auswahlsteuerschaltung SCOL besitzt neun Ausgangsanschlüsse S_OH, S_OL, S₁ – S₇. Neun analoge Schalter ASW_OH, ASW_OL, ASW₁ bis ASW₇ werden auf der Basis des Ausgangssignals von den neun Ausgangsanschlüssen S_OH, S_OL, S₁ – S₇ der Auswahlsteuerschaltung SCOL an- oder ausgeschaltet.
Die analogen Schalter ASW_OH und ASW_OL werden jeweils mit Spannungen v_DD und v_GND von einer Hochpotential-Stromversorgung V_DD und einer Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND versorgt. Die Hochpotential-Stromversorgung V_DD und die Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND sind beide in einer Stromversorgung zum Versorgen der Source-Versorgung vorgesehen. Die analogen Schalter ASW₁ bis ASW₇ werden jeweils mit Grauskala-Spannungen v₁ bis v₇ versorgt, die getrennt von der Stromversorgung angeordnet sind. Die analogen Schalter ASW_OH, ASW_OL, ASW₁ bis ASW₇ geben die Spannung v_DD oder dergleichen, die von der hochpotentialseitigen Stromversorgung V_DD geliefert wird, an eine Signalleitung S(i) aus, wenn sie auf der Basis des Signalausgangs von den Ausgangsanschlüssen S_OH, S_OL, S₁ – S₇ der Auswahlsteuerschaltung SCOL angeschaltet werden.
Im vorliegenden Beispiel wird der Fall beschrieben, bei dem eine Anzeigevorrichtung in einem normalerweise weißen Modus betrieben wird, der die höchste Spannung erfordert, wenn die Dateninformation 0 ist.
Tabelle 2 ist eine logische Tabelle, die den Zusammenhang zwischen dem Eingangssignal und Ausgangssignal der Auswahlsteuerschaltung SCOL zeigt.
Tabelle 2
Der erste Abschnitt von Tabelle 2 zeigt den Wert eines jeden Bits, das in Eingangsanschlüsse d₀, d₁ und d₂ der Auswahlsteuerschaltung SCOL eingegeben wird. Der zweite Abschnitt von Tabelle 2 zeigt den Wert eines jeden Steuersignals, das von den Ausgangsanschlüssen S_OH, S_OL, S₁ – S₇ der Auswahlsteuerschaltung SCOL ausgegeben wird.
Wenn der Wert des Steuersignals 1 ist, wird der analoge Schalter, der mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist, von dem das Steuersignal mit dem Wert 1 ausgegeben wird, angeschaltet. Wenn der Wert des Steuersignals 0 ist, wird der analoge Schalter, der mit dem Ausgangsanschluss verbunden ist, von dem das Steuersignal mit dem Wert 0 ausgegeben wird, ausgeschaltet. Die weißen Felder des zweiten Abschnitts von Tabelle 2 stellen den Wert des Steuersignals als 0 dar. Das Symbol p repräsentiert den Wert des Steuersignals POL in den 50A und 50B. Wenn der Wert des Steuersignals POL sich auf einem hohen Niveau befindet, d.h. in einem positiven Zeitraum, ist der Wert eines Signals p gleich 1, und wenn der Wert des Steuersignals POL sich auf einem niedrigen Niveau befindet (d.h. in einem negativen Zeitraum), dann ist der Wert des Steuersignals p gleich 0. Es gibt zwei Fälle bezüglich der Inversion des Steuersignals POL: das Steuersignal POL wird pro horizontaler Zeile oder pro vertikaler Spalte invertiert. Hier wird prinzipiell der Fall beschrieben, bei dem das Steuersignal POL pro horizontaler Zeile invertiert wird. In der nachfolgenden Beschreibung wird dies auch der Fall sein, falls nicht anders angegeben.
Als nächstes wird der Betrieb der Auswahlsteuerschaltung SCOL beschrieben.
In dem Fall, bei dem die Werte aller in die Eingangsanschlüsse d₀, d₁ und d₂ eingegebenen Bits der Auswahlsteuerschaltung SCOL gleich 0 sind, d.h. die auszugebenden Daten gleich 0 sind, ist der entsprechende Wert in der logischen Tabelle p. Wenn p gleich 1 ist, wird in diesem Fall der Ausgangsanschluss S_OH angeschaltet, um die Spannung v_DD von der Hochpotential-Stromversorgung V_DD an die Signalleitung S(i) auszugeben. Wenn p gleich 0 ist, wird andererseits der Ausgangsanschluss S_OL angeschaltet, um die Spannung V_GND von der Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND an die Signalleitung S(i) auszugeben.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel kann somit eine Ausgangsspannung erhalten werden, die äquivalent zu der einer Grauskala-Stromversorgung V₀ in einer herkömmlichen Schaltung ist, und zwar als rechteckige Wellenform, die aus zwei Spannungen V_DD und V_GND von der Hochpotential-Stromversorgung V_DD und der Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND besteht. Dementsprechend kann die Anzahl der Grauskala-Stromversorgungen im Vergleich zum herkömmlichen Beispiel reduziert werden.
Beispiel 2
Im vorliegenden Beispiel wird eine Source-Versorgung beschrieben, die in der Lage ist, die Anzahl der Grauskala-Stromversorgungen im Vergleich zu Beispiel 1 weiter zu reduzieren. Bestandteile, die identisch zu denen aus Beispiel 1 sind, tragen dieselben Bezugsziffern.
2 ist ein Blockschaltbild einer Source-Versorgung gemäß dem vorliegenden Beispiel.
Die Schaltung des vorliegenden Beispiels wird mit Spannungen v_DD und v_GND von der Hochpotential-Stromversorgung V_DD und der Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND versorgt. In einem positiven Zeitraum besteht die Grauskala-Spannung v₀ aus der Spannung v_DD, und in einem negativen Zeitraum besteht die Grauskala-Spannung v₀ aus der Spannung v_GND. Somit kann eine Ausgangswellenform erhalten werden, die ähnlich zu der Grauskala-Spannung v₀ ist, die in 50B dargestellt ist. Die interpolierten Grauskala-Spannungen v₁, v₃, v₄ und v₆ bestehen jeweils aus Grauskala-Spannungen an beiden Seiten davon. Beispielsweise besteht die interpolierte Spannung v₂ aus der Spannung, die höher ist als die interpolierte Spannung v₂, und aus der Spannung, die niedriger ist als die interpolierte Spannung v₂ (d.h. v₁ und v₃), indem ein oszillierendes Spannungsversorgungsverfahren angewendet wird.
Die oben erwähnte Schaltung wird nun detaillierter beschrieben. Die Schaltung weist die Auswahlsteuerschaltung SCOL auf, fünf analoge Schalter ASW_OH, ASW_OL, ASW₂, ASW₅ und ASW₇ und drei Grauskala-Stromversorgungen V₂, V₅ und V₇. Die Auswahlsteuerschaltung SCOL besitzt fünf Ausgangsanschlüsse S_OH, S_OL, S₂, S₅ und S₇. Die analogen Schalter ASW_OH, ASW_OL, ASW₂, ASW₅ und ASW₇ werden auf der Basis des Ausgangssignals von den Ausgangsanschlüssen S_OH, S_OL, S₂, S₅ und S₇ an- oder ausgeschaltet. Außerdem werden die analogen Schalter ASW₂, ASW₅ und ASW₇ mit Grauskala-Spannungen v₂, v₅ und v₇ von den Grauskala-Stromversorgungen V₂, V₅ und V₇ versorgt. Die analogen Schalter ASW_OH und ASW_OL werden jeweils mit Spannungen v_DD und v_GND von der Hochpotential-Stromversorgung V_DD und der Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND versorgt. Die Hochpotential-Stromversorgung V_DD und die Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND sind jeweils in einer Stromversorgung zum Versorgen der Source-Versorgung vorhanden.
Tabelle 3 ist eine logische Tabelle, die den Zusammenhang zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal der Auswahlsteuerschaltung SCOL zeigt.
Tabelle 3
Wenn die Daten in einem positiven Zeitraum den Wert 0 besitzen, wird nur der analoge Schalter ASW_OH angeschaltet, da die Signale p und p in einem positiven Zeitraum jeweils 1 bzw. 0 sind.
Wenn die Daten in einem positiven Zeitraum den Wert 1 besitzen, werden die analogen Schalter ASW_OH und ASW_OL jeweils in Übereinstimmung mit dem Niveau des Signals t an- oder ausgeschaltet, und ein Pixel wird mit einer Spannung zwischen der Grauskala-Spannung v₀ (der Spannung von der Hochpotential-Stromversorgung V_DD) und der Grauskala-Spannung v₂ geladen, wobei die Spannung auf der Basis einer Einschaltdauer des Signals t gemäß dem oszillierenden Spannungsversorgungsverfahren bestimmt wird.
Wenn die Daten den Wert 2 besitzen, wird der Ausgangsanschluss S₂ mit einem Signal l versorgt, und der analoge Schalter ASW₂ wird angeschaltet. Somit wird die Grauskala-Spannung v₂ direkt von der Grauskala-Stromversorgung V₂ in die Signalleitung S(i) ausgegeben.
Wenn die Daten den Wert 3 besitzen, werden die Ausgangsanschlüsse S₂ und S₅ mit Signalen t und t versorgt, und einer der analogen Schalter ASW₂ und ASW₅ wird angeschaltet. Somit wird abwechselnd entweder die Grauskala-Spannung v₂ von der Grauskala-Stromversorgung V₂ oder die Grauskala-Spannung v₅ von der Grauskala-Stromversorgung V₅ an die Signalleitung S(i) ausgegeben. Die Grauskala-Spannung v₃, welche eine interpolierte Spannung zwischen der Grauskala-Spannung v₂ und der Grauskala-Spannung v₅ ist, wird nämlich an die Anzeigevorrichtung abgegeben.
Wenn die Daten den Wert 4 besitzen, werden die Ausgangsanschlüsse S₂ und S₅ jeweils mit Signalen t und t versorgt, und einer der analogen Schalter ASW₂ und ASW₅ wird angeschaltet. Somit wird abwechselnd entweder die Grauskala-Spannung v₂ von der Grauskala-Stromversorgung V₂ oder die Grauskala-Spannung v₅ von der Grauskala-Stromversorgung V₅ an die Signalleitung S(i) ausgegeben. Die Grauskala-Spannung v₄, die eine interpolierte Spannung zwischen der Grauskala-Spannung v₂ und der Grauskala-Spannung v₅ ist, wird nämlich an die Anzeigevorrichtung abgegeben.
Die Spannungswerte der Grauskala-Spannungen v₃ und v₄ hängen von der relativen Einschaltdauer des Signals t zum Signal t ab. Wenn die Einschaltdauer des Signals t zum Signal t für die Grauskala-Spannung v₃ identisch zu der für die Grauskala-Spannung v₄ ist, werden die Grauskala-Spannungen v₃ und v₄ zueinander gleich, was es schwierig macht, eine vorbestimmte Grauskala-Spannung sicherzustellen. In einer Versorgungsschaltung, die die vorliegende Erfindung in der Praxis umsetzt, wird ein Signal mit einer relativen Einschaltdauer von 2:1(hoch/niedrig) als Signal t verwendet. Da die Grauskala-Spannungen v₃ und v₄ den Daten von 3 und 4 entsprechen, können demnach die folgenden Spannungen an die Pixel angelegt werden:
Wenn die Daten den Wert 5 darstellen, wird der Ausgangsanschluss S₅ mit einem Signal l versorgt, und der analoge Schalter ASW₅ wird angeschaltet. Somit wird die Grauskala-Spannung v₅ von der Grauskala-Stromversorgung V₅ direkt an die Signalleitung S(i) abgegeben.
Wenn die Daten dem Wert 6 entsprechen, werden die Ausgangsanschlüsse S₅ und S₇ jeweils mit Signalen t und t versorgt, und einer der analogen Schalter ASW₅ und ASW₇ wird angeschaltet. Somit wird abwechselnd entweder die Grauskala-Spannung v₅ von der Grauskala-Stromversorgung V₅ oder die Grauskala-Spannung v₇ von der Grauskala-Stromversorgung V₇ an die Signalleitung S(i) ausgegeben. Die Grauskala-Spannung v₆, die eine interpolierte Spannung zwischen der Grauskala-Spannung v₅ und der Grauskala-Spannung v₇ ist, wird nämlich an die Anzeigevorrichtung abgegeben.
Wenn die Daten dem Wert 7 entsprechen, wird der Ausgangsanschluss S₇ mit einem Signal l versorgt, und der analoge Schalter ASW₇ wird angeschaltet. Somit wird die Grauskala-Spannung v₇ direkt von der Grauskala-Stromversorgung V₇ an die Signalleitung S(i) ausgegeben.
Wenn die Daten in einem negativen Zeitraum dem Wert 0 entsprechen, besteht die Grauskala-Spannung v₀ aus der Spannung v_GND, und wenn die Daten dem Wert 1 entsprechen, besteht die Grauskala-Spannung v₀ ebenfalls aus der Spannung v_GND. Die oben erwähnten anderen Fälle in einem positiven Zeitraum treffen ebenfalls auf die anderen Fälle in einem negativen Zeitraum zu. Wie oben beschrieben wird nach dem vorliegenden Beispiel die Anzahl der Grauskala-Stromversorgungen kleiner als beim konventionellen Beispiel (die Anzahl von Grauskala-Stromversorgungen nach dem vorliegenden Beispiel kann im Vergleich zu Beispiel 1 weiter reduziert werden).
Beispiel 3
Anders als bei Beispiel 2 besteht im vorliegenden Beispiel die interpolierte Grauskala-Spannung v₁ nicht aus den Spannungen v_DD und v_GND von der Hochpotential-Stromversorgung V_DD und der Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND. sondern aus den Grauskala-Spannungen v₀ und v₂.
3 ist ein Blockschaltbild einer Source-Versorgung gemäß dem vorliegenden Beispiel.
Eine Schaltung nach dem vorliegenden Beispiel besitzt dieselbe Struktur wie die von Beispiel 2 mit den folgenden Änderungen:
Die Auswahlsteuerschaltung SCOL weist außerdem einen Ausgangsanschluss S₀ auf; ein analoger Schalter ASW₀, der auf der Basis des Signals vom Ausgangsanschluss S₀ an- oder ausgeschaltet wird, ist vorgesehen; und eine Grauskala-Stromversorgung V₀, die eine Grauskala-Spannung v₀ an den analogen Schalter ASW₀ abgibt, ist vorgesehen.
Tabelle 4 ist eine logische Tabelle, die den Zusammenhang zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal der Auswahlsteuerschaltung SCOL zeigt.
Tabelle 4
Wenn die Daten den Wert 0 darstellen, wird dieselbe Operation wie bei Beispiel 2 durchgeführt. Wenn die Daten den Wert 1 darstellen, werden die Ausgangsanschlüsse S₀ und S₂ jeweils mit Signalen t und t versorgt, und einer der analogen Schalter ASW₀ und ASW₂ wird angeschaltet. Somit wird abwechselnd entweder die Grauskala-Spannung v₀ von der Grauskala-Stromversorgung V₀ oder die Grauskala-Spannung v₂ von der Grauskala-Stromversorgung V₂ an die Signalleitung S(i) ausgegeben. Die interpolierte Grauskala-Spannung v₁, die zwischen der Grauskala-Spannung v₀ und der Grauskala-Spannung v₂ interpoliert wird, wird an die Anzeigevorrichtung abgegeben.
Somit kann im vorliegenden Beispiel die Spannung, die an ein Pixel angelegt werden soll, wenn die Daten den Wert 0 darstellen, und die Spannung, die an ein Pixel angelegt werden soll, wenn die Daten den Wert 1 darstellen, unabhängig bestimmt werden. Dadurch kann eine Versorgungsschaltung erhalten werden, bei der eine Grauskala in der Nähe eines schwarzen Niveaus für die schwärzeste Anzeige leicht einstellbar ist. Auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 2 wird ein Signal mit einer Einschaltdauer von 2:1(hoch/niedrig) als Signal t verwendet.
Beispiel 4
Gemäß dem vorliegenden Beispiel werden die niedrigsten und höchsten Grauskala-Spannungen auf der Basis von Signalen von einer Stromversorgung zum Versorgen einer Source-Versorgung erhalten.
Eine Schaltung nach dem vorliegenden Beispiel besitzt dieselbe Struktur wie die aus Beispiel 3 mit den folgenden Änderungen:
Die Auswahlsteuerschaltung SCOL weist außerdem Ausgangsanschlüsse S_7H und S_7L auf; und analoge Schalter ASW_7H und ASW_7L sind vorgesehen, die jeweils auf der Basis der Signale von den Ausgangsanschlüssen S_7H und S_7L an- oder ausgeschaltet werden.
Tabelle 5 ist eine logische Tabelle, die den Zusammenhang zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal der Auswahlsteuerschaltung SCOL zeigt.
Tabelle 5
In der Schaltung nach dem vorliegenden Beispiel sind die Operationen in dem Fall, bei dem die Daten dem Wert 0 bis 6 entsprechen, dieselben wie in Beispiel 3. Wenn die Daten den Wert 7 darstellen, wird eine andere Operation ausgeführt. Genauer gesagt wird, wenn die Daten den Wert 7 darstellen, die Spannung V_GND in einem positiven Zeitraum ausgegeben und die Spannung v_DD in einem negativen Zeitraum ausgegeben. Dementsprechend wird die Grauskala-Spannung v₆, die an ein Pixel angelegt werden soll, wenn die Daten dem Wert 6 entsprechen, unabhängig von der Spannung bestimmt, die von der Versorgung ausgegeben wird, wenn die Daten den Wert 7 darstellen. Somit kann eine Versorgungsschaltung erhalten werden, bei der Grauskala-Spannungen in der Nähe eines weißen Niveaus für die weißeste Anzeige ebenso wie in der Nähe eines schwarzen Niveaus einfach eingestellt werden. Im vorliegenden Beispiel wird auch ein Signal mit einer Einschaltdauer von 2:1 (hoch/niedrig) als Signal t verwendet.
In einer tatsächlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist die Transmission bezüglich einer Spannung, die an einen Versorgungsanschluss der Vorrichtung angelegt wird, abhängig von der Polarität (d.h. einem positiven Zeitraum und einem negativen Zeitraum) verschieden. Zum Ausgleich dieses Unterschieds werden der Mittelwert der Grauskala-Spannung und der der Spannung für die gemeinsame Elektrode verschoben. Eine solche Differenz unterscheidet sich leicht abhängig von Spannungen, so dass die entsprechenden Grauskala-Stromversorgungen vorzugsweise unabhängig eingestellt werden. Um dies zu erreichen, haben die Erfinder das folgende Verfahren erfunden:
Der Mittelwert der Spannung für die gemeinsame Elektrode v_com wird bezüglich der Grauskala-Spannung v₀ (welche die größte Spannung in einem normalerweise weißen Modus ist) verschoben, wodurch die Differenz in den Kennlinien zwischen der Grauskala-Spannung v₀ in einem positiven Zeitraum und in einem negativen Zeitraum ausgeglichen wird. Anschließend werden die Mittelwerte der anderen Grauskala-Spannungen auf der Basis des Mittelwerts der gemeinsamen Elektrode, der so bestimmt wurde, verschoben. Somit wird der Unterschied in den Kennlinien aller Grauskala-Spannungen zwischen einem positiven Zeitraum und einem negativen Zeitraum ausgeglichen.
Der Grund für den Unterschied in den Kennlinien zwischen einem positiven Zeitraum und einem negativen Zeitraum und eine Verschiebungsgröße zum Ausgleich des Unterschieds sind in der japanischen Offenlegungsschrift 5-53534 beschrieben.
Im Beispiel 4 werden eine Ausgangsspannung, wenn die Daten gleich 0 sind, und eine Ausgangsspannung, wenn die Daten gleich 7 sind, durch die Hochpotential-Stromversorgung V_DD und die Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND gebildet. Der Mittelwert davon wird auf 1/2 (v_DD + v_GND) festgelegt und kann nicht eingestellt werden. Dies verursacht jedoch keine Probleme. Der Grund hierfür liegt darin, dass in der Grauskala-Spannung v₇ der absolute Wert der elektrischen Potentialdifferenz bezüglich der gemeinsamen Elektrode gering ist (auf einem Niveau, das kaum den Unterschied in den Kennlinien zwischen einem positiven Zeitraum und einem negativen Zeitraum verursacht).
Beispiel 5
Gemäß dem vorliegenden Beispiel wird ein Durchgangsstrom, der in dem Fall hervorgerufen wird, bei dem eine interpolierte Grauskala-Spannung erzeugt wird, verhindert, indem die analogen Schalter geschaltet werden, an die die Grauskala-Spannungen v_DD und v_GND von der Hochpotential-Stromversorgung V_DD und der Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND zum Versorgen der Source-Versorgung geliefert werden.
Bezug nehmend auf 5 wird in einer konventionellen Struktur ein Signal p direkt in einen analogen Schalter ASW_H eingegeben. Das Signal p wird durch einen Invertierer 51 invertiert und anschließend in den anderen analogen Schalter ASW_L eingegeben. Beide analogen Schalter ASW_H und ASW_L werden unmittelbar angeschaltet; die Spannung v_DD von der Hochpotential-Stromversorgung V_DD fließt in die Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND, um einen Durchgangsstrom hervorzurufen. Folglich verbleibt eine beträchtliche Rauschkomponente in der Stromversorgung, was zu mehreren Problemen wie einer Wärmeerzeugung und einer Fehlfunktion der Logik führt.
6 zeigt die Umgebung der analogen Schalter ASW_H und ASW_L der Versorgungsschaltung der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die analogen Schalter ASW_H und ASW_L werden jeweils mit der Grauskala-Spannung V_DD von der Hochpotential-Stromversorgung V_DD und der Grauskala-Spannung v_GND von der Niedrigpotential-Stromversorgung V_GND versorgt. Diese Schaltung besitzt eine Struktur, in der die analogen Schalter ASW_H und ASW_L logisch daran gehindert werden, gleichzeitig zum Zeitpunkt des Schaltens der analogen Schalter ASW_H und ASW_L unmittelbar angeschaltet zu werden. Genauer bestehen zwei Abschnitte der Auswahlsteuerschaltung SCOL, die ein An-/Aus-Steuersignal an die analogen Schalter ASW_H und ASW_L ausgeben, aus einer AND-Schaltung 61 und einer NOR-Schaltung 62. Ein p-Signal wird direkt in einen Eingangsanschluss der AND-Schaltung 61 eingegeben, und das p-Signal wird durch einen Zwischenspeicher 63 in den anderen Eingangsanschluss der AND-Schaltung 61 als ein p'-Signal eingegeben. In den einen Eingangsinversionsanschluss der NOR-Schaltung 62 wird das p-Signal direkt eingegeben, und in den anderen Eingangsinversionsanschluss wird das p-Signal durch den Zwischenspeicher 63 als das p'-Signal eingegeben. Ein Ausgangsanschluss S_H der AND-Schaltung 61 ist elektrisch mit dem analogen Schalter ASW_H verbunden, und ein Ausgangsanschluss S_L der NOR-Schaltung 62 ist elektrisch mit dem analogen Schalter ASW_L verbunden.
7 zeigt Eingangs- und Ausgangswellenformen der Signale in der oben erwähnten Schaltung: (a) eine Wellenform des p-Signals; (b) eine Wellenform des p'-Signals; (c) eine Wellenform des Ausgangsanschlusses S_H; und (d) eine Wellenform des Ausgangsanschlusses S_L. Wie aus dieser Figur klar wird, liefert die AND-Schaltung 61 ein AN-Signal (hohes Niveau) an den analogen Schalter ASW_H durch den Ausgangsanschluss S_H, wenn sowohl das p-Signal als auch das p'-Signal l wird, wodurch der analoge Schalter ASW_H angeschaltet wird.
Anschließend, wenn das p-Signal und das p'-Signal 0 wird, liefert die AND-Schaltung 61 ein AUS-Signal (niedriges Niveau) an den analogen Schalter ASW_H durch den Ausgangsanschluss S_H, wodurch der analoge Schalter ASW_H ausgeschaltet wird. Gleichzeitig liefert die NOR-Schaltung 62 ein AN-Signal (hohes Niveau) an den analogen Schalter ASW_L durch den Ausgangsanschluss S_L, wodurch der analoge Schalter ASW_L angeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Zeitpunkte, an denen das p-Signal und das p'-Signal (die beide 0 sind) an die AND-Schaltung abgegeben werden und an dem das p-Signal und das p'-Signal (die beide invertiert sind) an die NOR-Schaltung abgegeben werden, geringfügig um t verschoben.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel werden die beiden analogen Schalter ASW_H und ASW_L nicht gleichzeitig angeschaltet. Somit kann die Erzeugung des Durchgangsstroms verhindert werden. Dadurch verbleibt keine beträchtliche Rauschkomponente in der Stromversorgung, wodurch die Probleme wie Wärmeerzeugung und Fehlfunktion der Logik gelöst werden.
Beispiel 6
8 zeigt einen grundsätzlichen Aufbau einer Spannungserzeugungsschaltung gemäß dem vorliegenden Beispiel. Diese Spannungserzeugungsschaltung besitzt zwei Wechselstromversorgungen Y und Z. Eine Ausgangsspannung V_y von der Stromversorgung Y wird höher eingestellt als die Ausgangsspannung V_z von der Stromversorgung Z. Der Ausgangsanschluss der Stromversorgung Y ist mit einem Anschluss eines Schalters SW_y verbunden, und der Ausgangsanschluss der Stromversorgung V_z ist mit einem Anschluss eines Schalters SW_z verbunden. Der andere Anschluss des Schalters SW_y und der andere Anschluss des Schalters SW_z sind miteinander verbunden. Eine Spannung am Verbindungspunkt zwischen den Schaltern SW_y und SW_z ist eine Ausgangsspannung V_s. Die Schalter SW_y und SW_z wählen jeweils die Wechelstromversorgungen Y und Z aus. Der Schalter SW_y wird mit einem Steuersignal POL versorgt. Das Steuersignal POL wird durch einen Invertierer INV invertiert und anschließend an den Schalter SW_z weitergegeben. Genauer gesagt, wenn sich der Schalter SW_y in einem AN-Zustand befindet, befindet sich der Schalter SW_z in einem AUS-Zustand, und wenn der Schalter SW_y sich in einem AUS-Zustand befindet, befindet sich der Schalter SW_z in einem AN-Zustand. Ein Anschluss eines Kondensators C_y ist mit dem Verbindungspunkt zwischen der Wechselstromversorgung Y und dem Schalter SW_y verbunden, und ein Anschluss eines Kondensators C_z ist mit dem Verbindungspunkt zwischen der Wechselstromversorgung Z und dem Schalter SW_z verbunden. Die anderen Anschlüsse der entsprechenden Kondensatoren C_y und C_z sind geerdet. Um die Ausgangsimpedanz der Ausgangsspannung V_s zu senken, besitzen die Schalter SW_y und SW_z vorzugsweise die geringstmögliche Impedanz, wenn sie sich in einem AN-Zustand befinden.
9 zeigt ein Zeitdiagramm in dem Fall, bei dem die Spannungserzeugungsschaltung aus 8 als Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung für eine Anzeigevorrichtung verwendet wird. Der Betrieb der Spannungserzeugungsschaltung wird nun unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
Das Steuersignal POL wird pro horizontaler Scann-Periode in einer Leitungsinversionsvorrichtung invertiert. Der Zeitraum, während dem das Steuersignal POL sich auf einem hohen Niveau befindet, entspricht der Zeit, während der ein Pixel positiv aufgeladen wird. Der Zeitraum, während dem das Steuersignal POL sich auf einem niedrigen Niveau befindet, entspricht der Zeit, während der ein Pixel negativ aufgeladen wird. Die Schalter SW_y und SW_z werden angeschaltet, wenn das Steuersignal POL sich auf einem hohen Niveau befindet, und werden ausgeschaltet, wenn sich das Steuersignal POL auf einem niedrigen Niveau befindet.
Im Fall der in 8 dargestellten Spannungserzeugungsschaltung wird, wenn das Steuersignal POL sich auf einem hohen Niveau befindet, der Schalter SW_y angeschaltet und der Schalter SW_z ausgeschaltet. Somit wird die Wechselspannung V_y durch den Schalter SW_y von der Wechselstromversorgung Y als Spannung V_s ausgegeben. Während dieses Zeitraums ist der Kondensator C_z von der Stromversorgung Y mittels des Schalters SW_z getrennt, so dass der Kondensator C_z keine Last für einen Ausgang der Stromversorgung Y wird. Außerdem liefert oder speichert der Kondensator C_y, der zuvor mit der Spannung V_y der Stromversorgung Y aufgeladen wurde, eine Ladung gemäß der Lastschwankung durch den Schalter SW_y. Ebenso wird, wenn das Steuersignal POL sich auf einem niedrigen Niveau befindet, die Spannung V_z von der Wechselstromversorgung Z durch den Schalter SW_z als die Spannung V_s ausgegeben, und der Kondensator C_z liefert oder speichert eine Ladung gemäß der Lastschwankung.
Wie oben beschrieben sind die Kondensatoren C_y und C_z jeweils nur mit der Wechselstromversorgung Y und Z verbunden. Wenn die Polarität der Spannung V_s umgeschaltet wird, werden die Kondensatoren C_y und C_z keine Last für einen Ausgang der Spannungserzeugungsschaltung. Somit sollten die Kondensatoren C_y und C_z eine Kapazität besitzen, die ausreicht, um die Spannungsschwankung aufgrund der Lastschwankung zu verringern.
Beispiel 7
10 zeigt ein Schaltbild einer Spannungserzeugungsschaltung gemäß dem vorliegenden Beispiel. Im vorliegenden Beispiel werden Operationsverstärker OP_Y und OP_Z für die Wechselstromversorgungen Y und Z verwendet. Ein Nicht-Inversions-Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP_Y ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den festen Widerständen R₁ und R₂ verbunden, die in Reihe mit einer Seite hohen Potentials V_high verbunden sind, und ein Nicht-Inversions-Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP_Z ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den festen Widerständen R₂ und R₃ verbunden, die in Reihe mit einer Seite niedrigen Potentials V_low verbunden sind. Im vorliegenden Beispiel werden Transistoren FET_y und FET_z anstelle der Schalter SW_y und SW_z verwendet. FETs erlauben es, dass ein elektrischer Strom in zwei Richtungen fließt und besitzen einen bemerkenswert geringen AN-Widerstand; deshalb sind die FETs geeignet zur Verwendung als Schaltelemente der vorliegenden Erfindung. Die Gates der Transistoren FET_y und FET_z sind jeweils mit einer Niveauumwandlungsschaltung T durch die festen Widerstände R_y und R_z verbunden. Die Niveauumwandlungsschaltung T wandelt die Niveaus des Steuersignals POL und seines invertierten Signals, die an die Transistoren FET_y und FET_z auf einem logischen Niveau geliefert werden, in solche Niveaus um, die geeignet sind, die Transistoren FET_y und FET_z zu steuern. Die Niveauumwandlungsschaltung T wird nicht unbedingt benötigt, abhängig von den Eigenschaften der verwendeten FETs.
Im Folgenden wird der Betrieb der Spannungserzeugungsschaltung nach dem vorliegenden Beispiel in dem Fall, bei dem diese Schaltung als Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung einer Anzeigevorrichtung verwendet wird, unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm aus 11 beschrieben. In diesem Fall wird das Folgende angenommen: ein Steuersignal POL wird pro horizontaler Scannperiode H invertiert. Wenn das Steuersignal POL sich auf einem hohen Niveau befindet, wird ein Pixel positiv aufgeladen, und wenn das Steuersignal POL ein niedriges Niveau besitzt, wird ein Pixel negativ aufgeladen.
Wenn das Steuersignal POL ein hohes Niveau besitzt, befindet sich das Signal, das den Transistor FET_y steuert, auf einem hohen Niveau (d.h. in einem AN-Zustand), und das Signal, das den Transistor FET_z steuert, befindet sich auf einem niedrigen Niveau (d.h. in einem AUS-Zustand). Somit wird eine Spannung V_y vom Operationsverstärker OP_Y von der Spannungserzeugungsschaltung durch den Transistor FET_y in einem AN-Zustand ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kondensator C_z von der Spannungserzeugungsschaltung mittels des Transistors FET_z getrennt; deshalb wird der Kondensator C_z keine Last am Ausgang der Spannungserzeugungsschaltung. Der zuvor aufgeladene Kondensator C_y liefert oder speichert einen Teil einer Ladung eines Stromstoßes, die erzeugt wird, wenn ein Pixel geladen oder entladen wird, in dem Fall, wenn der Ausgang von der Spannungserzeugungsschaltung von einem positiven Zeitraum zu einem negativen Zeitraum oder von einem negativen Zeitraum zu einem positiven Zeitraum umgeschaltet wird. Außerdem vermindert der Kondensator C_y die Spannungsschwankung, die aufgrund der oszillierenden Spannung in einem positiven Zeitraum oder einem negativen Zeitraum verursacht wird, durch den Transistor FET_y in einem AN-Zustand.
Wenn andererseits das Steuersignal POL ein niedriges Niveau aufweist, befindet sich das Signal, das den Transistor FET_z steuert, auf einem hohen Niveau (in einem AN-Zustand), und der Transistor FET_y befindet sich auf einem niedrigen Niveau (in einem AUS-Zustand). Somit wird eine Spannung V_z vom Operationsverstärker OP₂ von der Spannungserzeugungsschaltung durch den Transistor FET_z in einem AN-Zustand ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kondensator C_y vom Ausgangsanschluss der Spannungserzeugungsschaltung mittels des Transistors FET_y getrennt; deshalb wird der Kondensator C_y keine Last am Ausgang der Spannungserzeugungsschaltung. Der zuvor aufgeladene Kondensator C_z liefert oder speichert einen Teil einer Ladung eines Stromstoßes, der erzeugt wird, wenn ein Pixel aufgeladen oder entladen wird, in dem Fall, wenn der Ausgang von der Spannungserzeugungsschaltung von einem positiven Zeitraum in einen negativen Zeitraum umgeschaltet wird oder von einem negativen Zeitraum in einen positiven Zeitraum. Außerdem vermindert der Kondensator C_z die Spannungsschwankung, die aufgrund der oszillierenden Spannung in einem positiven Zeitraum oder einem negativen Zeitraum hervorgerufen wird, durch den Transistor FET_y in einem AN-Zustand.
Wie oben beschrieben sind die Kondensatoren C_y und C_z jeweils nur mit den Operationsverstärkern OP_Y und OP_Z verbunden. Deshalb werden die Kondensatoren C_y und C_z keine Last, wenn die Spannungserzeugungsschaltung die Spannung V_z zu dem Zeitpunkt ausgibt, an dem zwischen dem positiven Zeitraum und einem negativen Zeitraum umgeschaltet wird. Deshalb werden die Kondensatoren C_y und C_z die Kapazität besitzen, die für die Lastschwankung erforderlich ist.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel dienen somit die Kondensatoren C_y und C_z als Ausgleichsmittel für die Lastschwankung, so dass in dem Fall, bei dem diese Spannungserzeugungsschaltung als Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode verwendet wird, eine Wellenform mit einer unterdrückten Spannungsschwankung im Vergleich zu einer Ausgangswellenform der konventionellen Spannungserzeugungsschaltung aus 58 erhalten werden kann, ohne dass sie weniger von einer Spannung beeinflusst wird, die an eine Pixelelektrode von einer Source-Versorgung angelegt wird. Somit kann die Verschlechterung der Anzeigequalität verhindert werden.
In der Spannungserzeugungsschaltung mit der oben erwähnten Struktur liefern die Operationsverstärker OP_Y und OP_Z keine Wechselspannung (kurze rechteckige Wellenform) wie bei den Operationsverstärkern OP_C, OP₀ und OP₁ der in 49 dargestellten Spannungserzeugungsschaltung, sondern dienen lediglich als Wechselspannungsversorgung. Da es nicht notwendig ist, die Anstiegseigenschaften (die Anstiegsgeschwindigkeit) der verwendeten Operationsverstärker zu beachten, werden die Operationsverstärker gemäß dem vorliegenden Beispiel eine ausreichend große Stromkapazität besitzen, auch wenn die Anstiegsgeschwindigkeit gering ist. Außerdem werden die Kondensatoren C_y und C_z keine Last, wenn die Spannungserzeugungsschaltung die Spannung V_z zum Zeitpunkt ausgibt, wenn zwischen einem positiven Zeitraum und einem negativen Zeitraum umgeschaltet wird. Deshalb werden die Kondensatoren C_y und C_z die Kapazität besitzen, die für die Lastschwankung erforderlich ist.
In der Spannungserzeugungsschaltung nach dem vorliegenden Beispiel kann, wenn die Polarität eines Ausgangs umgeschaltet wird, ein Teil der Ladung, die benötigt wird, um die Last aufzuladen oder zu entladen, von den Kondensatoren C_y und C_z geliefert oder gespeichert werden. Deshalb sind Transistoren nicht erforderlich, die wie in 57 dargestellt einen großen Stromstoß erlauben. Es sei bemerkt, dass Transistoren zum Verstärken eines elektrischen Stroms vorgesehen sein können, abhängig von den Eigenschaften der benötigten Versorgungsschaltung.
Die Kondensatoren C_y und C_z vermindern die Lastschwankung, die durch eine oszillierende Spannung oder dergleichen in einer horizontalen Scannperiode verursacht wird, und liefern eine Ladung eines Stromstoßes zum Aufladen oder Entladen der Last, wenn die Polarität eines Ausgangssignals umgeschaltet wird. Die vorliegende Erfindng ist jedoch nicht auf die oben erwähnte Struktur beschränkt. Es ist auch möglich, dass ein Kondensator zum Vermindern der Lastschwankung in einer horizontalen Scannperiode und ein anderer Kondensator zum Liefern einer Ladung eines Stromstoßes separat voneinander in jeder Stromversorgung vorgesehen sind. Diese Struktur ist vorteilhaft, insbesondere in dem Fall, bei dem jeder Kapazitätskoeffizient der beabsichtigten Kondensatoren deutlich unterschiedlich ist.
Beispiel 8
12 zeigt ein Schaltbild einer Spannungserzeugungsschaltung gemäß dem vorliegenden Beispiel. Komponenten, die identisch zu denen aus Beispiel 7 sind, tragen dieselben Bezugsziffern. In der Spannungserzeugungsschaltung aus 12 ist ein Kondensator C_yz mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Operationsverstärker OP_Y und dem Transistor FET_y und mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Operationsverstärker OP_Z und dem Transistor FET_z verbunden.
Da der Kondensator C_yz zwischen den Spannungen V_y und V_z mit unterschiedlichen Polaritäten verbunden ist, verstärkt der Kondensator C_yz den Effekt, eine Ladung für einen Stromstoß zum Zeitpunkt zu liefern, wenn die Polarität umgeschaltet wird, im Vergleich zu den Kondensatoren C_y und C_z, deren einer Anschluss jeweils geerdet ist.
Beispiel 9
13 ist ein Schaltbild einer Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung nach dem vorliegenden Beispiel. Allgemein erfordert die Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung eine Mehrzahl von Spannungserzeugungsschaltungen, wie in 49 dargestellt ist. Somit besitzt jede Spannungserzeugungsschaltung einen Satz von Wechselstromversorgungen. Die Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung gemäß dem vorliegenden Beispiel weist zwei Spannungserzeugungsschaltungen auf, die eine ähnliche Struktur haben wie die aus Beispiel 7, um zwei Arten von Spannungen V_a und V_b auszugeben. Die Spannungserzeugungsschaltungen besitzen jeweils Operationsverstärker OP_j und OP_k und Operationsverstärker OP_y und OP_z. Ein Nicht-Inversions-Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP_j ist mit dem Verbindungspunkt zwischen festen Widerständen R₄ und R₅ verbunden, die in Reihe mit einer Seite hohen Potentials V_high verbunden sind. Ein Nicht-Inversions-Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP_k ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den festen Widerständen R₅ und R₆ verbunden, die in Reihe mit einer Seite niedrigen Potentials V_low verbunden sind. Ebenso ist ein Nicht-Inversions-Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP_Y mit dem Verbindungspunkt zwischen den festen Widerständen R₁ und R₂ verbunden, die in Reihe mit einer Seite hohen Potentials V_high verbunden sind. Ein Nicht-Inversions-Eingangsanschluss des Operationsverstärkers OP_Z ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den festen Widerständen R₂ und R₃ verbunden, die in Reihe mit einer Seite niedrigen Potentials V_low verbunden sind. Die Ausgangsspannungen V_j, V_k, V_y und V_z von den Operationsverstärkern OP_J, OP_K, OP_Y und OP_Z werden auf vorbestimmte Werte eingestellt, indem die Werte der festen Widerstände R₁ bis R₆ geeignet eingestellt werden. Somit werden unterschiedliche Niveaus von Spannungen V_a und V_b erhalten.
Ein Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP_J ist mit einem Kondensator C_j und einem Transistor FET_j verbunden; der des Operationsverstärkers OP_K ist mit einem Kondensator C_k und einem Transistor FET_k verbunden; der des Operationsverstärkers OP_Y ist mit einem Kondensator C_y und einem Transistor FET_y verbunden; und der des Operationsverstärkers OP_Z ist mit einem Kondensator C_z und einem Transistor FET_z verbunden. Jedes Gate der Transistoren FET_j, FET_k, FET_y und FET_z ist mit der Niveauumwandlungsschaltung T jeweils durch feste Widerstände R_j, R_k, R_y und R_z verbunden. Die Niveauumwandlungsschaltung T wandelt das Niveau des Steuersignals POL, das auf einem logischen Niveau vorgegeben ist, in ein Niveau um, das geeignet ist zum Steuern der Transistoren FET_j und FET_y, wodurch das Steuersignal POL an die Transistoren FET_j und FET_y geliefert wird. Die Niveauumwandlungsschaltung T wandelt auch das Niveau eines invertierten Steuersignals POL in ein Signal um, das geeignet ist, die Transistoren FET_k und FET_z zu steuern, wodurch das invertierte Steuersignal POL an die Transistoren FET_k und FET_z geliefert wird. Die Niveauumwandlungsschaltung T wird nicht unbedingt benötigt, abhängig von den Eigenschaften der verwendeten FETs.
Im vorliegenden Beispiel ist außerdem ein Kondensator C_jy zwischen den Ausgangsanschlüssen der Stromversorgungen OP_J und OP_Y vorgesehen, und ein Kondensator C_kz ist zwischen den Ausgangsanschlüssen der Stromversorgungen OP_K und OP_Z vorgesehen.
Auf dieselbe Weise wie bei Beispiel 7 vermindert die Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung die Spannungsschwankung, die durch die Ladungszufuhr eines Stromstoßes und die Lastschwankung hervorgerufen wird, ohne den Stromverbrauch zu erhöhen. Insbesondere bewirken die Kondensatoren C_jy und C_kz zusätzlich zu den Effekten der Spannungserzeugungsschaltung aus Beispiel 7 eine Verminderung der Lastschwankung, die durch eine oszillierende Spannung oder dergleichen verursacht wird. Bei einem oszillierenden Spannungsversorgungsverfahren wählt eine Source-Versorgung abwechselnd die Spannungen Va und Vb pro horizontaler Scannperiode aus. Deshalb vermindert in dem Fall, bei dem die Transistoren FET_j und FET_y in einer horizontalen Scannperiode ausgewählt werden, in einigen Fällen der Kondensator C_jy effektiv die Spannungsschwankung.
Die Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung nach dem vorliegenden Beispiel weist zwei Spannungserzeugungsschaltungen auf; die Anzahl der Spannungserzeugungsschaltungen ist jedoch nicht auf zwei beschränkt. Drei oder mehr Spannungserzeugungsschaltungen können verwendet werden, wie in 49 gezeigt ist. In diesem Fall können Kondensatoren, die zwischen den Ausgangsanschlüssen von zwei Operationsverstärkern vorgesehen sind (d.h. Kondensatoren C_jy und C_kz in 13) zwischen beliebigen Operationsverstärkern einer beliebigen Spannungserzeugungsschaltung angeordnet sein.
14 zeigt eine Ausgangswellenform der Spannungserzeugungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Fall, bei dem die Source- Versorgung mit dem oszillierenden Spannungsversorgungsverfahren betrieben wird. 14 entspricht der Ausgangswellenform des konventionellen Beispiels, das in 58 dargestellt ist. Wie aus 14 und 58 hervorgeht, steigt oder fällt gemäß der vorliegenden Erfindung die Wellenform zum Zeitpunkt des Umschaltens der Polarität im Vergleich zum konventionellen Beispiel schneller. Der Grund hierfür liegt darin, dass Ladungen, die in den Kondensatoren gespeichert sind, als Teil eines Stromstoßes geliefert werden können. Erfindungsgemäß wird außerdem die Spannungsschwankung stärker als beim konventionellen Beispiel unterdrückt. Dies liegt daran, dass die Kondensatoren die Spannungsschwankung ausgleichen, die durch eine oszillierende Spannung oder dergleichen hervorgerufen wird. Somit besitzt die Ausgangswellenform in der Source-Versorgung, die die Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung nach dem vorliegenden Beispiel verwendet, eine geringere Spannungsschwankung, was zu einem schnellen Ansteigen und Abfallen der Wellenform führt. Die Source-Versorgung kann eine Struktur besitzen, in der die Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung integriert ist.
Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, wird bei der Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung nach Beispiel 9 die Verzögerung der Ausgangswellenform verringert und die Spannungsschwankung unterdrückt, so dass die Bildqualität der Anzeigevorrichtung verbessert werden kann.
In der konventionellen Schaltung wird die elektrische Leistung zum Laden oder Entladen der Last unmittelbar anschließend an die Erzeugung eines Wechselstromsignals (rechteckige Wellenform) des Operationsverstärkers verbraucht. Bei der Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Stromverbrauch reduziert werden, da ein Teil einer Ladung zum Aufladen oder Entladen der Last von den Kondensatoren geliefert werden kann. Außerdem wird erfindungsgemäß die elektrische Leistung, die vom Transistor zum Verstärken eines elektrischen Stroms im in 57 dargestellten konventionellen Beispiel verbraucht wird, nicht benötigt. Somit kann der elektrische Stromverbrauch reduziert werden.
Außerdem muss die Stromversorgung keine Wechselspannung ausgeben, so dass der Allzweck-Operationsverstärker mit einer geringen Anstiegsgeschwindigkeit kostengünstig verwendet werden kann. Dadurch kann effektiv eine Kostenreduzierung erzielt werden. In dem Fall, bei dem die Transistoren für einen Stromstoß weggelassen werden, werden die Effekte der Verringerung der Kosten weiter erhöht.
Wenn eine Grauskala-Spannungserzeugungsvorrichtung mit den oben erwähnten Auswirkungen auf eine Source-Versorgung angewendet wird, besitzt die Ausgangswellenform eine geringere Spannungsschwankung und ihr Anstieg und Abfall ist kaum verzögert. Da der Stromverbrauch in der Source-Versorgung verringert wird, kann außerdem eine Anzeigevorrichtung mit einem geringen Stromverbrauch verwirklicht werden.
Außerdem wird in den Beispielen 6 bis 9 der Fall beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung auf eine Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung für eine Anzeigevorrichtung angewendet wird. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung auf eine Spannungserzeugungsschaltung wie eine Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode für eine Anzeigevorrichtung angewendet werden.
Beispiel 10
15 ist ein Blockschaltbild einer Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode nach dem vorliegenden Beispiel. Das vorliegende Beispiel zeigt den Fall, bei dem die Amplitude einer Wechselstromausgangsspannung V_out, die an die gemeinsame Elektrode abgegeben wird, und der Mittelpunkt der Amplitude unabhängig gesteuert werden.
Die Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode, die in 15 dargestellt ist, weist Wechselstromsversorgungen Y und Z auf, an die Steuersignale S_ac und S_dc von außen abgegeben werden. Ausgangsspannungen V_y und V_z von den Wechselstromversorgungen Y und Z werden durch die Steuersignale S_ac und S_dc gesteuert. 16 zeigt ein Beispiel des Betriebs einer Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode nach 15. Der Unterschied eines elektrischen Potentials V_PP der Ausgangsspannungen V_y und V_z von den Wechselstromversorgungen Y und Z wird durch das Steuersignal S_ac gesteuert, und eine Mittelspannung V_dc der Ausgangsspannungen V_y und V_z wird durch das Steuersignal S_dc gesteuert. Folglich können die Amplitude der Ausgangsspannung V_out und ihr Mittelpunkt durch die Steuersignale S_ac und S_dc durch Umschalten der Ausgangsspannungen V_y und V_z mit den Schaltern SW₁ und SW₂ gesteuert werden.
17 zeigt ein Beispiel, bei dem die Steuersignale S_ac und S_dc mit einer Spannung gesteuert werden. Die Steuerspannungen V_ac und V_dc werden jeweils in einen Nicht-Inversions-Eingangsanschluss (+) eines Operationsverstärkers OP_a durch Widerstände R₁ und R2 eingegeben, und das Ausgangssignal vom Operationsverstärker OP_a wird in einen Inversions-Eingangsanschluss (–) eingegeben, nachdem es durch die Widerstände R₃ und R₄ geteilt wurde. Somit bildet der Operationsverstärker OP_a einen Nicht-Inversions-Addierer. Die Spannung V_y wird durch den folgenden Ausdruck 1 dargestellt:
Die Steuerspannung V_dc wird in einen Nicht-Inversions-Eingangsanschluss (+) des Operationsverstärkers OP_b eingegeben, nachdem sie durch die Widerstände R₇ und R₈ geteilt wurde, und die Steuerspannung V_ac wird in den Inversions-Eingangsanschluss (–) durch einen Widerstand R₅ eingegeben. Der Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers OP_b wird mit einem Inversions-Eingangsanschluss (–) durch einen Widerstand R₆ verbunden. Somit bildet der Operationsverstärker OP_b einen Subtrahierer. Die Spannung V_z wird durch den folgenden Ausdruck 2 dargestellt:
Unter der Annahme, dass die Werte der vier Widerstände R₁, R₂, R₃ und R₄, die um den Operationsverstärker OP_a wiederum vorgesehen sind, identisch sind, und die Werte von vier Widerständen R₅, R₆, R₇ und R₈, die um den Operationsverstärker OP_b herum vorgesehen sind, identisch sind, wird die Ausgangsspannung V_y vom Operationsverstärker OP_a durch die folgende Gleichung 3 ausgedrückt, und die Spannung vom Operationsverstärker OP_b wird durch die folgende Gleichung 4 ausgedrückt: Vy = Vdc + Vac (3) Vz = Vdc – Vac (4)
Somit sind die Ausgangsspannungen V_y und V_z wie in 18 gezeigt.
Die Ausgangsspannungen V_y und V_z von den Operationsverstärkern OP_a und OP_b an die gemeinsame Elektrode werden durch Umschalten der Schalter SW₁ und SW₂ gesteuert; wenn die Schalter SW₁ und SW₂ abwechselnd an- und ausgeschaltet werden, wird deshalb die Ausgangsspannung V_out zur gemeinsamen Elektrode eine Wechselspannung mit einer Rechteckform, bei der eine Spannung zwischen zwei Spitzen die Steuerspannung V_ac × 2 ist und der Mittelpunkt der Amplitude die Steuerspannung V_dc, wie in 19 dargestellt ist. Deshalb kann die Amplitude mit der Steuerspannung V_ac eingestellt werden und der Mittelpunkt der Amplitude kann mit der Steuerspannung V_dc eingestellt werden.
Die Gründe für die oben erwähnte Struktur sind folgendermaßen:
Im Fall der Spannungserzeugungsschaltungen aus 8, 10 und 12 besitzen die entsprechenden Spannungen, die von der Wechselstromversorgung Y und Z oder von den Operationsverstärkern OP_Y und OP_Z ausgegeben werden, eine unterschiedliche Amplitude, und ihre Mittelpunkte sind verschieden. Wenn der Mittelpunkt der Amplitude eingestellt wird, nachdem die Amplitude eingestellt ist, wird die so eingestellte Amplitude auch verändert. Andererseits wird, wenn die Amplitude eingestellt wird, nachdem der Mittelpunkt der Amplitude eingestellt ist, der Mittelpunkt der Amplitude ebenfalls verändert. Somit ist die Spannung, die an jedes Pixel abgegeben wird, nicht gleichmäßig, was zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt. In dem Fall der Schaltung aus 17 hingegen wird trotz Veränderung der Steuerspannung V_ac der Mittelpunkt der Amplitude nicht verändert, und trotz Veränderung der Steuerspannung V_dc wird die Amplitude nicht verändert. Genauer gesagt kann in diesem Fall der Mittelpunkt der Amplitude verändert werden, ohne die Amplitude zu ändern, oder die Amplitude kann verändert werden, ohne den Mittelpunkt der Amplitude zu verändern. Insbesondere bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung kann die Bildqualität somit auf hohem Niveau gehalten werden.
Im Fall der Schaltung aus 17 wird eine Spannung als Steuersignal verwendet; ihre Amplitude und ihr Mittelpunkt können jedoch mit einem logischen Signal gesteuert werden, indem ein D/A-Umwandler in die Schaltung integriert wird, anstatt mit der Spannung gesteuert zu werden. In dem in 17 dargestellten Beispiel wird der Nicht-Inversions-Addierer, d.h. die Kombination des Operationsverstärkers und der Widerstände, als eine Wechselstromversorgung verwendet, und der Subtrahierer, d.h. die Kombination des Operationsverstärkers und der Widerstände, wird als die andere Wechselstromversorgung verwendet. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Schaltungen mit einem anderen Aufbau können als die beiden Wechselstromversorgungen verwendet werden.
Die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode nach Beispiel 10 entspricht einer Schaltung, bei der der Ausgangsanschluss der in den Beispielen 7 bis 9 beschriebenen Spannungserzeugungsschaltung an die gemeinsame Elektrode angeschlossen ist. Somit sei bemerkt, dass die Spannungserzeugungsschaltung nach der vorliegenden Erfindung einen Aufbau wie in den Beispielen 7 bis 9 dargestellt besitzen kann. In diesem Fall kann eine geeignete Schaltungsstruktur in Übereinstimmung mit einer externen Vorrichtung ausgewählt werden, an die der Ausgangsanschluss angeschlossen wird. Die externe Vorrichtung, auf die die Spannungserzeugungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, ist nicht auf die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode beschränkt. Alle beliebigen Vorrichtungen, die eine Versorgung mit einer Rechteckform benötigen, können als Zielobjekte dienen. Ein Beispiel einer solchen Vorrichtung umfasst die Grauskala-Spannungsversorgung von Source-Versorgungen, wie in 25 und 55 dargestellt. In diesem Fall kann die Source-Versorgung gemäß der vorliegenden Erfindung die in den Beispielen 7 bis 10 dargestellten Strukturen besitzen.
Beispiel 11
20 zeigt den Aufbau einer Spannungserzeugungsschaltung nach dem vorliegenden Beispiel. Die Spannungserzeugungsschaltung weist eine Mehrzahl von Stromversorgungen auf, eine Wechselstromversorgung Y, die eine hohe Ausgangsspannung V_y ausgibt, eine Wechselstromversorgung Z, die eine niedrige Ausgangsspannung V_z ausgibt, eine erste Schaltgruppe, die aus zwei Schaltern SW₁ und SW₂ besteht, und eine zweite Schaltgruppe, die aus einem Schalter SW₃ besteht.
Die Wechselstromversorgung Y ist über den Schalter SW₁ mit einem Ausgangsanschluss 5 verbunden, die Wechselstromversorgung Z ist über den Schalter SW₂ mit dem Ausgangsanschluss 5 verbunden, und ein Abschnitt zwischen dem Ausgangsanschluss 5 und der ersten Schaltgruppe SW₁ ist über den Schalter SW₃ geerdet (GND).
Die Schalter SW₁, SW₂ und SW₃ wählen jeweils die Wechselstromversorgungen Y, Z und GND aus. Die Schalter SW₁, SW₂ und SW₃ werden durch ein Steuersignal POL (dargestellt bei (a) in 21) und ein Steuersignal DIS (dargestellt bei (b) in 21) an-/ausgeschaltet. Das Steuersignal POL besitzt eine Polarität, die pro horizontaler Scannperiode H umgekehrt ist, und das Steuersignal DIS erreicht einen hohen Wert für einen bestimmten Zeitraum zu einem Zeitpunkt, wenn das Steuersignal POL von einem hohen Niveau zu einem niedrigen Niveau oder von einem niedrigen Niveau zu einem hohen Niveau umgeschaltet wird. Das Steuersignal POL, das von einem Invertierer 1 invertiert wird, und das Signal DIS, das von einem Invertierer 2 invertiert wird, werden durch ein positives logisches AND-Gate 3 geleitet, wodurch ein Signal für die AN-/AUS-Steuerung des Schalters SW₁ erhalten wird. Das Steuersignal DIS, das vom Invertierer 2 invertiert ist, und das Steuersignal POL werden durch ein positives logisches AND-Gate 4 geleitet, wodurch ein Signal für die AN-/AUS-Steuerung des Schalters SW₂ erhalten wird. Die AN-/AUS-Steuerung des Schalters SW₃ wird durch das Steuersignal DIS durchgeführt. Wenn der Schalter SW₁ sich in einem AN-Zustand befindet, sind die Schalter SW₂ und SW₃ ausgeschaltet, und wenn sich der Schalter SW₂ in einem AN-Zustand befindet, sind die Schalter SW₁ und SW₃ ausgeschaltet. Wenn der Schalter SW₃ sich in einem AN-Zustand befindet, sind die Schalter SW₁ und SW₂ ausgeschaltet. Wenn die zweite Schaltgruppe sich in einem AN-Zustand befindet, ist somit die erste Schaltgruppe ausgeschaltet. Genauer gesagt wird lediglich ein Schalter angeschaltet; ein Schalter in einem AN-Zustand wird nachfolgend übertragen.
Die Schalter SW₁, SW₂ und SW₃ besitzen vorzugsweise die kleinstmögliche Impedanz, wenn sie sich in einem AN-Zustand befinden, und die größtmögliche Impedanz, wenn sie sich in einem AUS-Zustand befinden.
Der Ausgangsanschluss der Wechselstromversorgung Y ist mit einem Anschluss eines Kondensators C_y verbunden, und der der Wechselstromversorgung Z ist mit einem Anschluss eines Kondensators C_z verbunden. Die Spannungen, die von den Stromversorgungen Y und Z ausgegeben werden, werden durch die Kondensatoren C_y und C_z stabilisiert.
Im Folgenden wird der Betrieb der Spannungserzeugungsschaltung beispielhaft in dem Fall beschrieben, bei dem die Spannungserzeugungsschaltung in einer Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode einer Anzeigevorrichtung verwendet wird, und zwar unter Bezugnahme auf das Zeitdiagramm von 2. Im Leitungsinversions-Versorgungsverfahren wird angenommen, dass ein Pixel positiv aufgeladen wird, wenn das Steuersignal POL ein hohes Niveau besitzt, und ein Pixel negativ aufgeladen wird, wenn das Steuersignal POL ein niedriges Niveau besitzt.
Unter der oben erwähnten Annahme werden Schalter SW₁, SW₂ und SW₃ verwendet, die den folgenden Bedingungen genügen: die Schalter SW₁, SW₂ und SW₃ werden angeschaltet, wenn das Steuersignal POL ein hohes Niveau besitzt, und die Schalter SW₁, SW₂ und SW₃ werden ausgeschaltet, wenn das Steuersignal POL ein niedriges Niveau besitzt. In diesem Fall, wie bei (a) in 21 dargestellt, wird der Schalter SW₂ angeschaltet und die Schalter SW₁ und SW₃ ausgeschaltet, wenn sich das Steuersignal POL auf einem hohen Niveau befindet und sich das Steuersignal DIS auf einem niedrigen Niveau befindet, d.h. wenn ein Pixel positiv aufgeladen werden soll. Wie bei (c) in 21 dargestellt wird somit eine Spannung V_z, die von der Wechselstromversorgung Z ausgegeben wird, an den Ausgangsanschluss 5 abgegeben. Andererseits wird der Schalter SW₁ angeschaltet und die Schalter SW₂ und SW₃ werden ausgeschaltet, wenn sich das Steuersignal POL auf einem niedrigen Niveau befindet und das Steuersignal DIS auf einem niedrigen Niveau befindet, d.h. wenn ein Pixel negativ aufgeladen werden soll. Somit wird, wie bei (c) in 21 dargestellt ist, eine Spannung V_y von der Wechselstromversorgung Y an den Ausgangsanschluss 5 abgegeben. Wenn die Polarität des Steuersignals POL umgeschaltet wird, d.h. wenn das Steuersignal DIS sich auf einem hohen Niveau befindet, befinden sich die Schalter SW₁ und SW₂ immer in einem AUS-Zustand und der Schalter SW₃ in einem AN-Zustand. Wie bei (c) in 21 dargestellt ist, wird der Ausgangsanschluss 5 durch den Schalter SW₃ geerdet (GND).
Aufgrund des oben erwähnten Aufbaus wird ein Stromstoß, der fließt, wenn die Polarität des Steuersignals POL umgeschaltet wird, von GND geliefert, wodurch der Stromstoß von den Wechselstromversorgungen Y und Z verringert wird.
Beispiel 12
22 zeigt eine Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Zeitdiagramm nach dem vorliegenden Beispiel ist dasselbe wie das in 21 dargestellte Zeitdiagramm gemäß Beispiel 11.
Beim vorliegenden Beispiel werden FETs als Schalter SW₁, SW₂ und SW₃ verwendet. Deshalb wandelt die Niveauumwandlung 10 die Niveaus des Steuersignals DIS und des dazu invertierten Signals, die auf einem logischen Niveau geliefert werden, in solche Signale um, die für die Steuerung der FETs geeignet sind. Die anderen Komponenten sind ähnlich zu denen aus 20. Der Grund für die Verwendung von FETs als Schalter liegt darin, dass die FETs Eigenschaften besitzen, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, d.h. die FETs ermöglichen es, dass ein elektrischer Strom bidirektional fließt und sie besitzen einen bemerkenswert geringen AN-Widerstand. Die Niveauumwandlungsschaltung 10 wird nicht unbedingt benötigt, abhängig von den Eigenschaften der verwendeten FETs.
Wenn bei der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode mit der oben erwähnten Struktur die Polarität des Steuersignals POL umgeschaltet wird, d.h. wenn das Steuersignal DIS ein hohes Niveau besitzt, befinden sich die Schalter SW₁ und SW₂ immer in einem AUS-Zustand, der Schalter SW₃ befindet sich in einem AN-Zustand und der Ausgangsanschluss 5 wird durch den Schalter SW₃ geerdet (GND). Deshalb wird ein Stromstoß, der fließt, wenn die Polarität des Steuersignals POL umgeschaltet wird, von GND geliefert, wodurch der Stromstoß von den Wechselstromversorgungen Y und Z reduziert wird.
Da keine Mehrzahl von Schaltern SW₁, SW₂ und SW₃ gleichzeitig angeschaltet wird, besteht keine Möglichkeit, dass der elektrische Strom, der von den Wechselstromversorgungen Y und Z stammt, durch die Schalter SW₁ und SW₃ oder die Schalter SW₂ und SW₃ zu GND fließt.
Im vorliegenden Beispiel werden die FETs als Schalter verwendet; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Andere Arten von Schaltern können verwendet werden.
Beispiel 13
Das vorliegende Beispiel zeigt den Fall, bei dem Schalter verwendet werden, die eine große vorübergehende Reaktion liefern.
Im Beispiel 12 wird eine Mehrzahl von Schaltern nicht gleichzeitig angeschaltet. In dem Fall, bei dem Schalter mit einer vorübergehenden Reaktion, beispielsweise ein analoger MOS-Schalter, verwendet werden, fließt manchmal ein Durchgangsstrom zu dem Zeitpunkt, wenn von einem AN-Zustand in einen AUS-Zustand oder von einem AUS-Zustand in einen AN-Zustand geschaltet wird. Im vorliegenden Beispiel kann jeder Schalter derart gesteuert werden, dass er einen Zeitraum besitzt, in dem beide Schalter gleichzeitig zum Zeitpunkt des Umschaltens ausgeschaltet sind. Genauer gesagt wird der AUS-Zeitraum vorzugsweise so lang wie möglich festgelegt.
Die Spannungserzeugungsschaltung gemäß den Beispielen 11 bis 13 nach der vorliegenden Erfindung kann auf jede Vorrichtung angewendet werden, die direkt oder indirekt die Last sowie die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode der Anzeigevorrichtung versorgt. Ein Beispiel der Vorrichtung weist eine Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 400 zum Liefern der Grauskala-Spannung an die Source-Versorgung 200 auf, die in 48 gezeigt ist.
Die vorliegende Erfindung kann sowohl auf die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode als auch auf die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung angewendet werden, die in der Anzeigevorrichtung verwendet wird.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, muss bei den Spannungserzeugungsschaltungen gemäß den Beispielen 11 bis 13 ein Stromstoß, der fließt, wenn die Polarität des Steuersignals POL umgeschaltet wird, nicht von der Schaltung selbst geliefert werden, und ein Stromstoß, der in der Schaltung erzeugt wird, kann beträchtlich verringert werden, wodurch eine Spannungserzeugungsschaltung mit geringem Stromverbrauch verwirklicht wird. Außerdem wird die herkömmlicherweise verwendete Komplementärschaltung zum Verstärken eines elektrischen Stroms, die durch einen Transistor oder dergleichen gebildet wird, nicht benötigt, wodurch die Kosten reduziert werden. Außerdem wird die elektrische Leistung, die von den Transistoren beim konventionellen Beispiel verbraucht wird, nicht benötigt, so dass die elektrische Leistung verringert werden kann. Somit verbraucht die Spannungserzeugungsschaltung eine geringe Menge Strom, so dass das Substrat, das darin verwendet wird, miniaturisiert werden kann und eine Vorrichtung, die mit der Spannungserzeugungsschaltung ausgestattet ist, dünn ausgestaltet werden kann.
Wenn die vorliegende Erfindung auf die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode oder die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung der Anzeigevorrichtung, bei der ein Stromstoß die Verformung einer Spannungswellenform zu einer Verschlechterung der Bildqualität hin hervorruft, angewendet wird, kann die Bildqualität verbessert werden, wobei nur wenig elektrische Leistung verbraucht wird. Insbesondere wenn die vorliegende Erfindung auf die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode und die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung der Anzeigevorrichtung angewendet wird, können der geringe Stromverbrauch und die verbesserte Bildqualität noch effizienter erreicht werden.
Beispiel 14
23 ist ein Schaltbild einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P1 (entsprechend Bezugsziffer 24 in 24), die in einer Source-Versorgung 220 (siehe 24) gemäß dem vorliegenden Beispiel enthalten ist. 24 ist ein Blockschaltbild einer Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung (im Folgenden bezeichnet als Anzeigevorrichtung), die die Source-Versorgung 220 verwendet. 25 ist ein Blockschaltbild der Source-Versorgung 220. Das vorliegende Beispiel ist gekennzeichnet durch die Struktur der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P1, die in 23 dargestellt ist.
Wie in 24 dargestellt ist, weist ein Anzeigeabschnitt M × N Pixelelektroden P(i, j) (i=1, 2, ..., N; j=1, 2, ..., M) auf, die in M Zeilen und N Spalten angeordnet sind, und Schaltelemente T(i, j) (i=1, 2, ..., N; j=1, 2, ..., M) die jeweils mit den Pixelelektroden P(i, j) verbunden sind. Die Source-Versorgung 220 und eine Gate-Versorgung 300 bilden eine Versorgungsschaltung zum Versorgen des Anzeigeabschnitts. N Signalleitungen S(i) (i=1, 2, ..., N) verbinden jeweils Ausgangsanschlüsse der Source-Versorgung 220 mit den Schaltelementen T(i, j). M Scannleitungen G(j) (j=1, 2, ..., M) im Anzeigeabschnitt verbinden jeweils Ausgangsanschlüsse der Gate-Versorgung 300 mit den Schaltelementen T(i, j).
Ein Dünnfilmtransistor (TFT) kann als Schaltelement T(i, j) verwendet werden. Andere Arten von Schaltelementen können auch verwendet werden.
Im Folgenden wird der TFT beispielhaft verwendet, so dass die Scannleitung G(j) als Gate-Leitung G(j) bezeichnet wird.
Eine Spannung wird schrittweise von der Gate-Versorgung 300 durch den Ausgangsanschluss G(j) an die Gate-Leitung G(j) ausgegeben. Diese Spannung befindet sich für einen speziellen Zeitraum auf einem hohen Niveau (im Folgenden bezeichnet als eine horizontale Scannperiode von j (j=1, 2, ..., M)). Bezüglich der variablen j=1, 2, ..., M werden die Gesamtzeiträume der entsprechenden horizontalen Scannperiode von j als eine vertikale Scannperiode bezeichnet.
Wenn ein Spannungsniveau eines Gate-Signals, das an die Gate-Leitung G(j) ausgegeben wird, hoch ist, befindet sich das Schaltelement T(i, j) in einem AN-Zustand. Wenn das Schaltelement T(i, j) sich in einem AN-Zustand befindet, wird die Pixelelektrode P(i, j) in Übereinstimmung mit einer Spannung aufgeladen, die vom Ausgangsanschluss der Source-Versorgung 220 an die Signalleitung S(i) ausgegeben wird. Das Niveau der aufgeladenen Spannung wird während einer vertikalen Scannperiode auf einem vorbestimmten Niveau gehalten, und eine Spannung auf diesem Niveau wird an die Pixelelektrode P(i, j) angelegt.
25 ist ein Blockschaltbild, das die innere Struktur (grundsätzliche Struktur) der Source-Versorgung 220 zeigt. Im Folgenden wird der Fall, bei dem Bilddaten aus 3 Bits (D₀, D₁, D₂) bestehen, beispielhaft behandelt. Genauer gesagt besitzen die Bilddaten acht Arten von Werten (d.h. 0 bis 7), und eine Signalspannung, die an jede Pixelelektrode P(i, j) ausgegeben wird, ist folgendermaßen: ein beliebiger aus vier Werten von externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇ aus den externen Grauskala-Stromversorgungen V₀, V₂, V₅ und V₇ in der externen Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P1, oder eine oder mehr von den Grauskala-Spannungen zwischen zwei beliebigen der externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇.
Die Source-Versorgung 220 ist für die Bits (D₀, D₁, D₂) von Bilddaten vorgesehen, einschließlich der Flip-Flops M_SMP der ersten Stufe zum Abtasten für eine Abtastoperation, der Flip-Flops M_H des D-Typs der zweiten Stufe für eine Halteoperation, der Auswahlsteuerschaltung SCOL und den analogen Schaltern ASW₀, ASW₂, ASW₅ und ASW₇, die zwischen der Signalleitung S(i) und den vier Arten von externen Grauskala-Stromver sorgungen V₀, V₂, V₅ und V₇ vorgesehen sind. Die analogen Schalter ASW₀ bis ASW₇ werden mit den externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇ und Steuersignalen von den Ausgangsanschlüssen S₀, S₂, S₅ und S₇ der Auswahlsteuerschaltung SCOL versorgt. Die Auswahlsteuerschaltung SCOL wird mit einem Signal t₃ mit einer vorbestimmten Einschaltdauer versorgt.
Um ein 8-Grauskala-Display in der Source-Versorgung 220 von 25 zu verwirklichen, wird die Anzahl von externen Grauskala-Stromversorgungen auf die Hälfte (d.h. auf 4) des konventionellen Beispiels reduziert, das in 55 dargestellt ist. In der Source-Versorgung 220 werden Ausgangssignale von den Grauskala-Stromversorgungen V₁, V₃, V₄ und V₆ durch ein oszillierendes Spannungsversorgungsverfahren gebildet.
Der Zusammenhang zwischen den Bilddaten, die in die Source-Versorgung 220 aus 25 eingegeben werden, und der Grauskala-Spannung, die von der Source-Versorgung 220 erhalten wird, ist in Tabelle 1 dargestellt.
Wenn der Wert von Bilddaten entweder 1, 2, 5 oder 7 ist, wird eine der externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇ an die Signalleitung S(i) ausgegeben. Wenn der Wert von Bilddaten nicht 1, 2, 5 oder 7 ist, wird eine Spannung, die zwischen zwei beliebigen der externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇ oszilliert, an die Signalleitung S(i) ausgegeben. Auf diese Weise können 8-Grauskala-Anzeigeniveaus aus vier Niveaus der externen Grauskala-Stromversorgungen erhalten werden.
Im Folgenden wird ein oszillierendes Spannungsversorgungsverfahren beschrieben.
26 zeigt (1) eine Ausgangswellenform, die der externen Grauskala-Spannung v₁ entspricht, und (2) eine Wellenform der externen Grauskala-Spannungen v₀ und v₂. D.h., eine oszillierende Spannung, die mehrfach zwischen der externen Grauskala-Spannung v₀ und v₂ während eines Ausgangszeitraums wie einer horizontalen Scannperiode oszilliert, wird ausgegeben. Ein Tiefpassfilter (LPF) wird aufgrund des Widerstands und der Kapazität von Leitungen zwischen der Source-Versorgung und den Pixeln, die das Displaypanel bilden, ausgebildet. Somit tritt die oszillierende Spannung durch den Tiefpassfilter hindurch, wodurch die Grauskala-Spannung v₁ an ein Pixel als Durchschnittswert der oszillierenden Spannung abgegeben wird.
27 zeigt ein Beispiel von Wellenformen der externen Grauskala-Spannungen v₀ und v₇ zusammen mit einem Versorgungssignal für die gemeinsame Elektrode v_com. 27 zeigt Wellenformen in dem Fall einer Leitungsinversion (die Polarität einer Spannung wird pro horizontaler Scannperiode invertiert). Wie in dieser Figur dargestellt ist die Polarität der externen Grauskala-Spannung v₀ entgegengesetzt zu der des Versorgungssignals für die gemeinsame Elektrode. Beide Wellenformen sind rechteckig und am selben Punkt invertiert. Wenn die Bilddaten dem Wert 0 entsprechen, wird die Kapazität einer Flüssigkristallschicht oder dergleichen mit einer Spannung zwischen der Grauskala-Spannung v₀ und dem Versorgungssignal für die gemeinsame Elektrode v_com aufgeladen.
In der in 23 dargestellten Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P1 gibt eine Stromversorgung 7 eine Rechteckwellenform oder eine hierzu ähnliche Wellenform aus. Die Stromversorgung 7 kann dieselbe Struktur wie die in 57 dargestellte Stromversorgungsschaltung besitzen. Der Ausgang von der Stromversorgung 7 wird in entsprechende Eingangsanschlüsse der Schalter SW₁ und SW₂ eingegeben. Ausgangsanschlüsse der Schalter SW₁ und SW₂ sind jeweils mit einem vorbestimmten elektrischen Referenzpotential V_CMS über die Kondensatoren C₁ und C₂ verbunden. Der Schalter SW₁ wird durch das Steuersignal POL in einen leitenden Zustand oder einen nicht-leitenden Zustand versetzt, und der Schalter SW₂ wird durch ein Inversionssignal POL, das durch einen Invertierer 8 invertiert wird, in einen leitenden Zustand oder einen nicht-leitenden Zustand versetzt. Die Schalter SW₁ und SW₂ werden auf ergänzende Weise lediglich entweder in einem positiven Zeitraum oder in einem negativen Zeitraum in einen leitenden Zustand versetzt.
28 zeigt ein Zeitdiagramm des Steuersignals POL. Der Betrieb der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P1 aus 23 wird auf der Basis der Wellenform des Steuersignals POL aus 28 beschrieben. Das Steuersignal POL zeigt den Zeitpunkt, wenn ein Pixel mit einer positiven Spannung oder einen negativen Spannung aufgeladen wird. Das Steuersignal POL auf einem hohen Niveau zeigt den Zeitpunkt, wenn ein Pixel mit einer positiven Spannung aufgeladen wird, und das Steuersignal POL auf niedrigem Niveau gibt den Zeitpunkt wieder, wenn ein Pixel mit einer negativen Spannung aufgeladen wird. Die Stromversorgung 7 schaltet eine Ausgangsspannung zwischen einem positiven Niveau und einem negativen Niveau auf der Basis des Steuersignals POL um.
Bezug nehmend auf 23 befindet sich der Schalter SW₁ in einem AN-Zustand und der Kondensator C₁ ist mit der Stromversorgung 7 verbunden, wenn das Steuersignal POL ein hohes Niveau besitzt. Während dieses Zeitraums absorbiert der Kondensator C₁ auf der Basis der Stromschwankung eine Ladung oder gibt sie ab. Andererseits ist während dieses Zeitraums der Schalter SW₂ in einem AUS-Zustand und der Kondensator C₂ ist von der Stromversorgung 7 getrennt. Somit wird der Kondensator C₂ keine Last für die Stromversorgung 7.
Wenn das Steuersignal POL ein niedriges Niveau besitzt, befindet sich der Schalter SW₁ in einem AUS-Zustand und der Kondensator C₁ ist von der Stromversorgung 7 getrennt. In diesem Fall wird der Kondensator C₁ somit keine Last für die Stromversorgung 7. Andererseits befindet sich während dieses Zeitraums der Schalter SW₂ in einem AN-Zustand, der Kondensator C₂ ist mit der Stromversorgung 7 verbunden und der Kondensator C₂ absorbiert auf der Basis der Stromschwankung eine Ladung oder gibt sie ab.
Sobald bei der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P1 nach dem vorliegenden Beispiel wie oben beschrieben die Kondensatoren C₁ und C₂ auf ein elektrisches Potential aufgeladen werden, das von der Stromversorgung 7 geliefert wird, werden die Kondensatoren C₁ und C₂ weder geladen noch entladen, während der Ausgang von der Stromversorgung 7 zwischen einem positiven Niveau und einem negativen Niveau umgeschaltet wird. Es besteht keine Möglichkeit, dass diese Kondensatoren C₁ und C₂ eine Last für die Stromversorgung 7 werden, die eine Spannung in Rechteckform ausgibt. Somit können Kondensatoren als Kondensatoren C₁ und C₂ ausgewählt werden, die eine so große Kapazität besitzen, dass sie die schnelle Schwankung eines Stroms und einer Spannung aufgrund der Last absorbieren können.
Im vorliegenden Beispiel werden die Kondensatoren C₁ und C₂ auf das beabsichtigte elektrische Potential lediglich einmal zu Beginn des Betriebs der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P1 aufgeladen. Die Kondensatoren C₁ und C₂ können jedoch über eine Mehrzahl positiver oder negativer Zeiträume aufgeladen werden, wodurch die Kondensatoren C₁ und C₂ schrittweise auf das beabsichtigte elektrische Potential aufgeladen werden.
Beispiel 15
29 zeigt die Struktur einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P2 (entsprechend Bezugsziffer 420 in 24) nach dem vorliegenden Beispiel. Komponenten, die identisch zu denen aus Beispiel 14 sind, tragen dieselben Bezugsziffern.
Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P2 ist dadurch gekennzeichnet, dass Feldeffekttransistoren (FETs) als Schalter SW₁ und SW₂ verwendet werden, und dass das Steuersignal POL und das dazu invertierte Signal jeweils in Gates der Schalter SW₁ und SW₂ über eine Niveauverschiebungsschaltung 9 eingegeben wird. Der FET ermöglicht es, dass ein Strom bidirektional fließt und besitzt einen bemerkenswert geringen AN-Widerstand; aus diesem Grund ist der FET für die Schalter SW₁ und SW₂ des vorliegenden Beispiels geeignet. Die Niveauverschiebungsschaltung 9 wandelt das Steuersignal POL und das dazu invertierte Signal, die auf einem logischen Niveau geliefert werden, in ein Signalniveau um, das für die Steuerung des FET geeignet ist. Die Niveauverschiebungsschaltung 9 ist nicht notwendig, abhängig von den Eigenschaften des verwendeten FETs.
In der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P2 mit der oben erwähnten Struktur können dieselben Effekte wie bei der aus Beispiel 14 erhalten werden.
Beispiel 16
30 zeigt die Struktur einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P3 (entsprechend Bezugsziffer 420 in 24) nach dem vorliegenden Beispiel. Komponenten, die denen aus Beispiel 14 entsprechen, tragen dieselben Bezugsziffern.
Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P3 ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Grauskala-Stromversorgungsschaltung 14 und eine Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 10 vorgesehen sind, und dass eine Reihenschaltung mit einem Schalter SW₁₁, einem Kondensator C₁ und einem Schalter SW₁₂ und eine Reihenschaltung mit einem Schalter SW₂₁, einem Kondensator C₂ und einem Schalter SW₂₂ jeweils zwischen die Grauskala-Stromversorgungsschaltung 14 und die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 10 geschaltet sind.
Der Anzeigeabschnitt 5 aus 24 wird durch eine Versorgungsspannung versorgt, die zwischen einer gemeinsamen Spannung v_com von der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 10 und der externen Grauskala-Spannung, die durch die Source-Versorgung 220 ausgegeben wird, oszilliert. Somit wird die Struktur der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P3 verglichen mit dem Fall, bei dem die Grauskala-Spannung v_n(n=0, 2, 5, 7) und die gemeinsame Spannung v_com jeweils durch unterschiedliche Schaltungen gebildet werden, vereinfacht. Außerdem kann die Präzision, mit der diese Signale synchronisiert werden, deutlich verbessert werden.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel können dieselben Effekte wie mit Beispiel 14 erhalten werden. Insbesondere besitzt das vorliegende Beispiel den ihm eigenen Effekt, dass die Struktur der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P3 vereinfacht wird.
Beispiel 17
31 zeigt die Struktur einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P4 (entsprechend Bezugsziffer 420 in 24) nach dem vorliegenden Beispiel. Komponenten, die identisch zu denen aus Beispiel 14 sind, tragen dieselben Bezugsziffern.
Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P4 ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar von Grauskala-Spannungsversorgungsschaltungen 12a und 12b vorgesehen ist, die jeweils die externen Grauskala-Spannungen v₀ und v₂ ausgeben, und dass die Reihenschaltung mit dem Schalter SW₁₁, dem Kondensator C₁ und dem Schalter SW₁₂ und die Reihenschaltung mit dem Schalter SW₂₁, dem Kondensator C₂ und dem Schalter SW₂₂ jeweils zwischen die Grauskala-Stromversorgungsschaltungen 12a und 12b geschaltet ist. Eine oszillierende Spannung, die für das oben erwähnte oszillierende Spannungsversorgungsverfahren verwendet wird, wird zwischen dem Paar externer Grauskala-Spannungen ausgebildet.
Somit kann zwischen jedem Paar von externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂; v₂, v₅; v₅, v₇ eine Stromversorgungsschaltung mit einer Struktur geliefert werden, die der in 31 dargestellten Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P4 ähnelt, was zum Ausbilden der Grauskala-Spannungen v₁, v₃, v₄ und v₆, die in Tabelle 1 dargestellt sind, notwendig ist. Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P4 nach dem vorliegenden Beispiel entspricht einem Paar von externen Grauskala-Stromversorgungen V₀ und V₂ unter Paaren der externen Grauskala-Stromversorgungen V₀, V₂; V₂, V₅; V₅, V₇.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel können dieselben Effekte wie bei Beispiel 14 erhalten werden.
Der grundsätzliche Ablauf bei jedem der oben erwähnten Beispiele 14 bis 17 ist folgendermaßen: die Kondensatoren C₁ und C₂ werden zum selben Zeitpunkt mit der Stromversorgungsschaltung verbunden oder davon getrennt, wenn auch zwischen einem positiven Niveau und einem negativen Niveau der Ausgangsspannung von der Stromversorgungsschaltung umgeschaltet wird. Für die praktische Anwendung ist es wünschenswert, dass die Trennung unmittelbar vor dem Umschalten durchgeführt wird, und dass die Verbindung durchgeführt wird, wenn ein geeigneter Zeitraum nach dem Schaltvorgang vergangen ist; genauer gesagt wird die Verbindung nach einem Übergangszeitraum, der auf das Umschalten folgt, durchgeführt.
Beispiel 18
32 ist ein Schaltbild, das die Struktur einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P5 (entsprechend Bezugsziffer 420 in 24) nach dem vorliegenden Beispiel zeigt. Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P5 besitzt denselben Aufbau wie die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P1, die in 23 dargestellt ist, außer dass die Schaltoperationen der Schalter SW₁ und SW₂ unabhängig voneinander durch Steuersignale SON₁ und SON₂ gesteuert werden. 33 zeigt den Zusammenhang zwischen den Steuersignalen SON₁, SON₂ und POL. Das Steuersignal POL aus 33 ist dasselbe wie das Steuersignal POL aus 28. Die Polarität der Ausgangsspannung von der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P5 wird in einen positiven Zustand oder in einen negativen Zustand invertiert, und zwar synchronisiert mit dem Anstieg oder Abfall des Steuersignals POL.
Die Steuersignale SON₁ und SON₂ werden durch eine Signalerzeugungsschaltung 13 auf der Basis des Steuersignals POL gebildet. Wenn die Steuersignale SON₁ und SON₂ sich jeweils auf einem hohen Niveau befinden, sind die Schalter SW₁ und SW₂ jeweils in einem AN-Zustand und die Kondensatoren C₁ und C₂ sind mit der Stromversorgung 7 verbunden. Beim vorliegenden Beispiel wird die Trennung des Schalters SW₁ mit einer Zeitvorgabe durchgeführt, die um einen Zeitraum T₁ schneller ist als die Zeitvorgabe, mit der das Steuersignal POL von einem hohen Niveau zu einem niedrigen Niveau umgeschaltet wird. Die Verbindung des Schalters SW₁ wird nach Ablauf eines Zeitraums L₁ ausgeführt, der dem Zeitpunkt folgt, bei dem das Steuersignal POL von einem niedrigen Niveau zu einem hohen Niveau umgeschaltet wird. Der Zeitraum L₁ entspricht einem Zeitraum, während dem ein Übergangszeitraum unmittelbar nach dem Umschalten beinahe beendet ist und das Niveau der Ausgangsspannung stabil wird.
In der Signalerzeugungsschaltung 13 wird der Zeitpunkt für den Anstieg des Steuersignals SON₁ so eingestellt, dass das Steuersignal SON₁ ansteigt, nachdem der Zeitraum L₁ vergangen ist, der auf den Anstieg des Steuersignals POL folgt. Der Zeitpunkt für den Abfall des Steuersignals SON₁ wird so eingestellt, dass das Steuersignal SON₁ abfällt, nachdem der Zeitraum L₂ vergangen ist, der auf den Anstieg des Steuersignals POL folgt. Der Zeitraum L₂ wird so eingestellt, dass er um einen vorbestimmten Zeitraum T₁ kürzer ist als ein Anstiegszeitraum H₁ des Steuersignals POL.
Der Zeitpunkt für den Anstieg des Steuersignals SON₂ wird so eingestellt, dass das Steuersignal SON₂ ansteigt, nachdem ein Zeitraum L₃ vergangen ist, der auf den Abfall des Steuersignals POL folgt. Der Zeitraum L₃ ist gleich oder annähernd gleich dem Zeitraum L₁. Der Zeitpunkt für den Abfall des Steuersignals SON₂ wird so eingestellt, dass das Steuersignal SON₂ abfällt, nachdem ein Zeitraum L₄ vergangen ist, der auf den Anstieg des Steuersignals POL folgt. Der Zeitraum L₄ wird so eingestellt, dass er um den Zeitraum T₁ kürzer ist als der Abfallzeitraum H₂ des Steuersignals POL. Der Zeitraum H₂ ist gleich oder annähernd gleich dem Zeitraum H₁.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel können dieselben Effekte wie mit Beispiel 18 erhalten werden. Außerdem werden die Steuersignale SON₁ und SON₂ wie oben beschrieben eingestellt, wodurch die Bildqualität in der in 24 dargestellten Anzeigevorrichtung beträchtlich verbessert werden kann.
Beispiel 19
34 ist ein Schaltbild einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P6 (entsprechend Bezugsziffer 420 in 24) nach dem vorliegenden Beispiel. Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P6 besitzt einen Aufbau, der ähnlich zu dem Aufbau der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung P3 aus Beispiel 16 ist. Komponenten, die identisch zu denen aus Beispiel 16 sind, tragen dieselben Bezugsziffern.
Die Stromversorgungsschaltung P6 ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangsleitung der Grauskala-Stromversorgungsschaltung 14 gemeinschaftlich mit jedem Eingangsanschluss der Schalter SW₁ und SW₃ verbunden ist, und dass eine Ausgangsleitung der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 10 gemeinschaftlich mit jedem Ausgangsanschluss der Schalter SW₂ und SW₄ verbunden ist. Die entsprechenden Ausgangsanschlüsse der Schalter SW₁ und SW₃ sind mit den jeweiligen Eingangsanschlüssen der Schalter SW₂ und SW₄ verbunden. Ein Kondensator C ist zwischen die entsprechenden Ausgangsanschlüsse der Schalter SW₁ und SW₃ geschaltet.
Im vorliegenden Beispiel wird das Steuersignal CON₁, das dem in 33 dargestellten Steuersignal entspricht, zum Steuern der AN-/AUS-Operation der Schalter SW₁ und SW₄ verwendet, und das Steuersignal CON₂ wird zum Steuern der AN-/AUS-Operation der Schalter SW₂ und SW₃ verwendet.
Wenn sich beim vorliegenden Beispiel das Steuersignal CON₁ auf einem hohen Niveau befindet und das Steuersignal CON₂ auf einem niedrigen Niveau befindet, sind die Schalter SW₁ und SW₄ in einem AN-Zustand, die Schalter SW₂ und SW₃ sind in einem AUS-Zustand, eine Elektrode CL des Kondensators C auf der Seite des Schalters SW₁ ist mit der Grauskala-Stromversorgungsschaltung 14 verbunden und eine Elektrode CR des Kondensators C auf der Seite des Schalters SW₃ ist mit der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 10 verbunden. Der Zeitraum, in dem das Steuersignal CON₁ ein hohes Niveau aufweist, entspricht einem positiven Zeitraum. Dies bedeutet, dass die Grauskala-Stromversorgungsschaltung 14 eine positive Spannung an die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 10 ausgibt. D.h., die Elektrode CL wird mit einer positiven Polarität versorgt und die Elektrode CR wird mit einer negativen Polarität versorgt.
Wenn das Steuersignal CON₁ sich auf einem niedrigen Niveau befindet und das Steuersignal CON₂ sich auf einem hohen Niveau befindet, sind die Schalter SW₁ und SW₄ in einem AUS-Zustand, die Schalter SW₂ und SW₃ sind in einem AN-Zustand, die Elektrode CL ist mit der Versorgungsschaltung 10 für die gemeinsame Elektrode verbunden und die Elektrode CR ist mit der Grauskala-Stromversorgungsschaltung 14 verbunden. Der Zeitraum, in dem sich das Steuersignal CON₂ auf einem hohen Niveau befindet, entspricht einem negativen Zeitraum. Das bedeutet, dass die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 14 eine negative Spannung an die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 10 ausgibt. Somit wird die Elektrode CL mit einer positiven Polarität versorgt und die Elektrode CR wird mit einer negativen Polarität versorgt, auf dieselbe Weise wie beim Steuersignal CON₁ auf einem hohen Niveau und dem Steuersignal CON₂ auf einem niedrigen Niveau.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel kann entweder in einem positiven Zeitraum oder in einem negativen Zeitraum der Kondensator C eine Ladung absorbieren oder liefern, die bezüglich der schnellen Schwankung eines Stroms oder einer Spannung aufgrund der Last der Grauskala-Stromversorgungsschaltung 14 und der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 10 ausreicht. Wie oben gemäß jedem der Beispiele 14 bis 19 beschrieben kann eine Ladungsspeichereinheit (Kondensator) verwirklicht werden, die eine große Kapazität besitzt, die zum Absorbieren der Ladung in einem Strom in einem positiven Zeitraum oder einem negativen Zeitraum ausreicht, ohne dass sie eine Last für die Stromversorgungsschaltung, die eine Wechselspannung mit Rechteckform ausgibt, etc. wird. Eine Stromversorgung, die in der Lage ist, die Schwankung einer Spannung in einem positiven oder negativen Zeitraum zu minimieren, kann verwirklicht werden. Deshalb wird das Problem der Schattenbildung gelöst; die Bildqualität einer Anzeigevorrichtung, insbesondere bei Verwendung des oszillierenden Spannungsversorgungsverfahrens, kann beträchtlich verbessert werden.
Die Schattenbildung wird nun kurz beschrieben. Die Schattenbildung wird verursacht in dem Fall, bei dem eine Mehrzahl von Pixeln in einer horizontalen Zeile mit verschiedenen Spannungen versorgt wird. Die Spannung, die an ein Pixel angelegt wird, beeinflusst die Spannung, die an ein anderes Pixel angelegt wird. Die Schattenbildung wird insbesondere in einer Anzeigevorrichtung hervorgerufen, die das oszillierende Spannungsversorgungsverfahren anwendet. Der Fall, bei dem die Grauskala-Spannungen v₁ und v₅ an Pixel in einer horizontalen Zeile angelegt werden, wird beispielhaft erläutert. Da die Grauskala-Spannung v₁ eine interpolierte Spannung aus einer oszillierenden Spannung ist, besitzt ihre Wellenform keine ideale Rechteckform, wie in 58 dargestellt ist. Die Schwankung dieser Wellenform wirkt sich auf die Wellenform der Grauskala-Spannung v₅ aus, die nicht durch eine oszillierende Spannung gebildet wird. Wie oben beschrieben kann jedoch erfindungsgemäß die Schwankung einer Spannung minimiert werden, wodurch die Schattenbildung verhindert wird.
Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung auf die konventionelle Versorgungsschaltung für ein Displaypanel angewendet werden kann, wobei die Source-Versorgung mit der in 55 dargestellten Struktur verwendet wird, die keine Grauskala-Interpolation mittels des oszillierenden Spannungsversorgungsverfahrens durchführt.
Es gibt keine spezielle Einschränkung für die Struktur einer internen Schaltung der Stromversorgung 7, der Grauskala-Stromversorgungsschaltung 14 und der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 10. Sowohl die Stromversorgung 7 als auch die Grauskala-Stromversorgungsschaltung 14 und die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode 10 können eine Struktur besitzen, wie sie in 57 dargestellt ist, oder andere Strukturen. Beispiele der anderen Strukturen schließen diese ein, die im Stand der Technik desselben Anmelders offenbart sind. Alternativ kann die konventionelle Versorgungsschaltung aus 55 verwendet werden. In diesem Fall kann ein großer Effekt erzielt werden, durch den die Erzeugung der Schattenbildung oder dergleichen verhindert werden kann.
Beispiel 20
35 zeigt ein Beispiel eines Schaltbilds einer Stromversorgung gemäß der vorliegenden Erfindung, das in Beispiel 20 verwendet wird.
Das vorliegende Beispiel ist durch die Struktur einer in 35 dargestellten Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11 gekennzeichnet.
Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11 wird für eine Grauskala-Anzeige einer Source-Versorgung in einer Flachbildanzeigevorrichtung wie einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung oder zur Versorgung einer gemeinsamen Elektrode verwendet. Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11 ist mit einer Spannungsquelle und einer Speichereinheit, etwa einem Kondensator, ausgestattet. Die Verbindung und Trennung zwischen der Spannungsquelle und der Speichereinheit wird durch ein Schaltelement gesteuert. Wenn die Speichereinheit von der Spannungsquelle getrennt wird, wird sie mit einer anderen Schaltung verbunden, die ein bestimmtes elektrisches Potential besitzt. Deshalb kann ein Teil des Lade- und Entladestroms zwischen der Stromversorgung und der Last von der Speichereinheit geliefert werden, und zwar in dem Fall, bei dem das Niveau eines Ausgangssignals von der Stromversorgung umgeschaltet wird.
Wie in 24 dargestellt weist ein Anzeigeabschnitt M × N Pixelelektroden P(i, j) (i=1, 2, ..., N; j=1, 2, ..., M) auf, die in M Zeilen und N Spalten angeordnet sind, und Schaltelemente T(i, j) (i=1, 2, ..., N; j=1, 2, ..., M), die jeweils mit den Pixelelektroden P(i, j) verbunden sind. Die Source-Versorgung 220 und eine Scannschaltung 300 bilden eine Versorgungsschaltung zum Versorgen des Anzeigeabschnitts. N Signalleitungen S(i) (i=1, 2, ..., N) im Anzeigeabschnitt verbinden jeweils Ausgangsanschlüsse der Source-Versorgung 220 mit den Schaltelementen T(i, j). M Scannleitungen G(j) (j=1, 2, ..., M) im Anzeigeabschnitt verbinden jeweils Ausgangsanschlüsse der Gate-Versorgung 300 mit den Schaltelementen T(i, j).
Ein Dünnfilmtransistor (TFT) kann als Schaltelement T(i, j) verwendet werden. Andere Arten von Schaltelementen können auch verwendet werden. Im Folgenden wird der TFT beispielhaft verwendet, so dass die Scannleitung G(j) als Gate-Leitung G(j) bezeichnet wird.
Eine Spannung wird fortlaufend von der Gate-Versorgung 300 über den Ausgangsanschluss G(j) an die Gate-Leitung G(j) ausgegeben. Diese Spannung befindet sich für einen bestimmten Zeitraum (im Folgenden als eine horizontale Scannperiode von j bezeichnet (j=1, 2, ..., M)) auf einem hohen Niveau.
Bezüglich der Variablen j=1, 2, ..., M werden die Gesamtzeiträume der entsprechenden horizontalen Periode von j als eine vertikale Scannperiode bezeichnet.
Wenn ein Spannungsniveau eines Gate-Signals, das an die Gate-Leitung G(j) ausgegeben wird, hoch ist, ist das Schaltelement T(i, j) in einem AN-Zustand. Wenn das Schaltelement T(i, j) sich in einem AN-Zustand befindet, wird die Pixelelektrode P(i, j) in Übereinstimmung mit einer Spannung aufgeladen, die von dem Ausgangsanschluss der Source-Versorgung 220 an die Signalleitung S(i) ausgegeben wird. Das Niveau der aufgeladenen Spannung wird während einer vertikalen Scannperiode auf einem vorbestimmten Wert gehalten, und eine Spannung auf diesem Niveau wird an die Pixelelektrode P(i, j) angelegt.
36 ist ein Blockschaltbild, das eine innere Struktur (grundsätzliche Struktur) der Source-Versorgung 220 zeigt. Im Folgenden wird der Fall beispielhaft beschrieben, bei dem Bilddaten aus 3 Bits (D₀, D₁, D₂) bestehen. Genauer gesagt besitzen die Bilddaten 8-Grauskala-Werte (d.h. 0 bis 7), und eine Signalspannung, die an jede Pixelelektrode angelegt werden soll, ist folgendermaßen: ein beliebiges von vier Niveaus der externen Grauscala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇ von den externen Grauskala-Stromversorgungen V₀, V₂, V₅ und V₇ in der externen Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11 oder eine oder mehrere Grauskala-Spannungen zwischen zwei beliebigen der externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇.
Die Source-Versorgung 220 ist für die Bits (D₀, D₁, D₂) von Bilddaten vorgesehen, einschließlich des Flip-Flops M_SMP des D-Typs der ersten Stufe für eine Abtastoperation, der Flip-Flops M_H des D-Typs der zweiten Stufe für eine Halteoperation der Auswahlsteuerschaltung SCOL und der analogen Schalter ASW₀, ASW₂, ASW₅ und ASW₇, die zwischen der Signalleitung S(i) und den vier Arten von externen Grauskala-Stromversorgungen V₀, V₂, V₅ und V₇ vorgesehen sind. Die analogen Schalter ASW₀ bis ASW₇ werden mit den externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇ und mit den Steuersignalen versorgt, die von Ausgangsanschlüssen S₀, S₂, S₅ und S₇ der Auswahlsteuerschaltung SCOL ausgegeben werden. Die Auswahlsteuerschaltung SCOL wird mit dem Einschaltsignal T₃ mit einer vorbestimmten Einschaltdauer versorgt.
Um eine 8-Grauskala-Anzeige in der Source-Versorgung 220 aus 36 zu verwirklichen, wird die Anzahl externer Grauskala-Stromversorgungen auf die Hälfte (d.h. 4) des in 55 dargestellten konventionellen Beispiels verringert. In der Source-Versorgung 220 werden Ausgangsspannungen von den Grauskala-Stromversorgungen V₁, V₃, V₄ und V₆ durch das oszillierende Spannungsversorgungsverfahren gebildet.
Wenn der Wert der Bilddaten 1, 2, 5 oder 7 ist, wird eine der externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇ an die Signalleitung S(i) ausgegeben. Wenn der Wert von Bilddaten nicht 1, 2, 5, oder 7 ist, wird ein oszillierendes Signal mit einer geeigneten Oszillationsfrequenz und Einschaltdauer auf der Basis von zwei beliebigen der externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇ sowie dem Einschaltsignal t₃ gebildet. Auf der Basis der Oszillationsfrequenz und der Einschaltdauer des oszillierenden Signals wird eine oszillierende Spannung, die zwischen zwei beliebigen der externen Grauskala-Spannungen v₀, v₂, v₅ und v₇ oszilliert, an die Signalleitung S(i) ausgegeben. Wenn diese Oszillationsspannung über die Zeit gemittelt wird, können Spannungen erhalten werden, die den Grauskala-Spannungen v₁, v₃, v₄ und v₆ entsprechen. Auf diese Weise können 8-Grauskala-Anzeigeniveaus aus vier Niveaus der externen Grauskala-Stromversorgungen erhalten werden.
35 zeigt die Struktur der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11, die in der Source-Versorgung 220 vorgesehen ist. Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11 weist die Stromversorgung 17 auf, an die das Steuersignal POL geliefert wird, das pro horizontalem Scannzeitraum H zwischen einem hohen Niveau und einem niedrigen Niveau umgeschaltet wird. Die Stromversorgung 17 gibt eine Stromversorgungsspannung mit Rechteckform oder eine Wechselspannungswellenform, die hierzu ähnlich ist, aus. Die Stromversorgung 17 kann eine Struktur aufweisen, die ähnlich zu der in 57 dargestellten Stromversorgungsschaltung ist. Eine Stromversorgungsleitung 18 verbindet die Stromversorgung 17 mit einer Last 19. Die Last 19 weist die Datenleitung auf, jedes Schaltelement T(i, j) und jede Pixelelektrode P(i, j).
Ein Anschluss 20a des Kondensators C₁ ist mit der Stromversorgungsleitung 18 über den Schalter SW₁ verbunden, und der andere Anschluss 20b des Kondensators C₁ ist mit einer Stromversorgung 25 verbunden, die ein vorbestimmtes elektrisches Potential V_y ausgibt. Ein Anschluss 21a des Kondensators C₂ ist mit der Stromversorgungsleitung 18 über den Schalter SW₂ verbunden und der andere Anschluss 21b des Kondensators C₂ ist mit der Stromversorgung 25 verbunden. Außerdem ist der Anschluss 20a des Kondensators C₁ über den Schalter SW₃ mit der Stromversorgung 26 verbunden, die ein vorbestimmtes elektrisches Potential V_y1 ausgibt, und der Anschluss 21a des Kondensators C₂ ist über den Schalter SW₄ mit der Stromversorgung 27 verbunden, die ein vorbestimmtes elektrisches Potential V_y2 ausgibt.
Das Steuersignal POL wird durch eine Steuerschaltung 620 erzeugt, die in der Source-Versorgung 220 vorgesehen ist. Das Steuersignal POL wird in die Stromversorgung 17 und anschließend in die Schalter SW₁ und SW₄ als Steuersignal zum Schalten zwischen einem AN-Zustand (leitender Zustand) und einem AUS-Zustand (nicht-leitender Zustand) der Schalter SW₁ und SW₄ eingegeben. Die Polarität des Steuersignals POL wird durch eine Invertiererschaltung 22 pro horizontalem Scannzeitraum H invertiert, und ein invertiertes Steuersignal POL wird in die Schalter SW₂ und SW₃ als Steuersignal zum Umschalten zwischen einem AN-Zustand und einem AUS-Zustand der Schalter SW₂ und SW₃ eingegeben. Jeder der Schalter SW₁ bis SW₄ befindet sich in einem AN-Zustand, wenn das Steuersignal POL oder das invertierte Steuersignal POL sich auf einem hohen Niveau befindet, und befindet sich in einem AUS-Zustand, wenn das Steuersignal POL oder das invertierte Steuersignal POL ein niedriges Niveau besitzt. Es ist auch möglich, dass jeder der Schalter SW₁ bis SW₄ sich in einem AUS-Zustand befindet, wenn das Steuersignal POL oder das invertierte Steuersignal POL ein niedriges Niveau besitzt, und sich in einem AN-Zustand befindet, wenn das Steuersignal POL oder das invertierte Steuersignal POL ein hohes Niveau besitzt.
Wie oben beschrieben befinden sich die Schalter SW₁ und SW₂ in einem AN-Zustand und die Kondensatoren C₁ und C₂ werden mit der Stromversorgungsleitung 18 verbunden, während das Steuersignal POL ein hohes Niveau oder ein niedriges Niveau besitzt. Die Kondensatoren C₁ und C₂ sind jeweils über die Schalter SW₃ und SW₄ mit den Stromversorgungen 26 und 27 verbunden, wenn sie von der Stromversorgungsleitung 18, die sich von der Stromversorgung 17 aus erstreckt, durch die Schalter SW₁ und SW₂ getrennt werden.
Im vorliegenden Beispiel können unabhängig von der Struktur der Stromversorgung 17 die Peakstrom-Eigenschaften eines Stroms von der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11 zur Last 19 klein gehalten werden. In der folgenden Beschreibung soll die Stromversorgung 17 dieselbe Struktur besitzen wie die Stromversorgungsschaltung in 57.
37 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11 aus 35 darstellt. Hier entspricht der Fall, bei dem das Steuersignal POL ein hohes Niveau besitzt, dem Fall, bei dem das Pixel P, das in 35 dargestellt ist, positiv geladen wird, und der Fall, bei dem das Steuersignal POL sich auf einem niedrigen Niveau befindet, entspricht dem Fall, bei dem das Pixel P negativ geladen wird. Die Stromversorgung 17 schaltet die Polarität der Ausgangsspannung auf der Basis des Niveaus des Steuersignals POL um.
Wenn sich das Steuersignal POL in 37 auf einem niedrigen Niveau befindet, wird die Ausgangsspannung der Stromversorgung 17 negativ, die Schalter SW₂ und SW₃ werden angeschaltet und die Schalter SW₁ und SW₄ werden ausgeschaltet. Dadurch wird der Kondensator C₁ mit dem elektrischen Potential V_y1 aufgeladen, das auf ein Niveau in der Nähe des Niveaus der Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 in einem positiven Zeitraum festgelegt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Kondensator C₂ mit der Stromversorgungsleitung 18 verbunden.
Anschließend erreicht das Steuersignal POL ein hohes Niveau, die Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 wird positiv, die Schalter SW₁ und SW₄ werden angeschaltet und die Schalter SW₂ und SW₃ werden ausgeschaltet. Wenn der Schalter SW₁ angeschaltet wird, wird der Kondensator C₁ mit der Stromversorgungsleitung 18 verbunden und mit dem Ausgangspotential von der Stromversorgung 17 aufgeladen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kondensator C₁ mit dem elektrischen Potential V_y1 aufgeladen und bildet somit eine Schaltung, die eine Ladung liefert oder absorbiert, zwischen der Stromversorgung 17 und der Last 19, die die Signalleitung S(i) oder dergleichen enthält, wie in 58 dargestellt ist. Somit kann in dem Fall, bei dem ein Ladestrom oder ein Entladestrom der Last 19 schnell schwankt, der schwankende Strom von der Stromversorgung 17 und dem Kondensator C₁ geliefert werden. Der Kondensator C₂ wird mit einem elektrischen Potential V_y2 aufgeladen, das auf ein Niveau in der Nähe des Niveaus der Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 in einem negativen Zeitraum festgesetzt wird.
Wenn das Steuersignal POL wieder ein niedriges Niveau erreicht, wird die Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 negativ, die Schalter SW₂ und SW₃ werden angeschaltet und die Schalter SW₁ und SW₄ werden ausgeschaltet. Dadurch wird der Kondensator C₁ mit dem elektrischen Potential V_y1 aufgeladen, das auf ein Niveau in der Nähe des Niveaus der Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 in einem positiven Zeitraum festgesetzt wird. Der Kondensator C₂ ist mit der Stromversorgungsleitung 18 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt bildet der Kondensator C₂ zusätzlich zur Stromversorgung 17 eine Schaltung, die eine Ladung an die Last 19 liefert oder eine Ladung davon absorbiert.
Während der Kondensator C₁ von der Stromversorgung 17 getrennt ist, wird er mit dem elektrischen Potential V_y1 aufgeladen, dessen Niveau sich in der Nähe des Niveaus der Spannung befindet, die während dieses Zeitraums von der Stromversorgung 17 ausgegeben wird. Deshalb wird ein Teil eines Lade- und Entladestroms, der zu dem Zeitpunkt verwendet wird, wenn die Stromversorgungsspannung von der Stromversorgung 17 zwischen einem ersten Niveau und dem zweiten Niveau invertiert wird, vom Kondensator C₁ geliefert. Dank dieser Struktur kann eine vereinfachte und miniaturisierte Stromversorgung mit einer geringen Stromkapazität als Stromversorgung 17 verwendet werden. Folglich kann eine vereinfachte und miniaturisierte Stromversorgungsschaltung mit einer geringen Stromkapazität und einem geringen Stromverbrauch als Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11 verwirklicht werden.
Beispiel 21
38 zeigt ein Schaltbild einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11a gemäß dem vorliegenden Beispiel. Komponenten, die identisch zu denen aus Beispiel 20 sind, tragen dieselben Bezugsziffern. Im vorliegenden Beispiel werden FETs als Transistoren Tr₁, Tr₂, Tr₃ und Tr₄ verwendet, die zwischen der Stromversorgung 17 und entsprechenden Kondensatoren C₁ und C₂ vorgesehen sind. Das Steuersignal POL und das invertierte Steuersignal POL (beispielsweise) wird von dem TTL-Niveau (Transistor-Transistor-Logik) durch die Niveauumwandlungsschaltung 24 auf ein Niveau umgewandelt, das für die Steuerung der FETs geeignet ist.
Ein Widerstand r₁ ist in Reihe zwischen den Transistor Tr₁ und die Stromversorgungsleitung 18 geschaltet, und ein Widerstand r₂ ist in Reihe zwischen den Transistor Tr₂ und die Stromversorgungsleitung 18 geschaltet. Diese Widerstände r₁ und r₂ sind dazu vorgesehen, den Strom zu beschränken. Der Zweck dieser Widerstände r₁ und r₂ liegt darin, den Stromfluss aus den oder in die Kondensatoren C₁ und C₂ zu beschränken, wodurch der plötzliche Fluss eines großen Stroms verhindert wird. Somit wird verhindert, dass Schäden an den Transistoren Tr₁ und Tr₂ und der Last 19, beispielsweise der Signalleitung S(i), hervorgerufen werden. Selbst wenn ein großer Strom in den Kondensatoren C₁ und C₂ erzeugt wird, wird außerdem der unnötige Verbrauch von Strom aufgrund der Absorption des großen Stromes durch die Stromversorgung 17 verhindert. In einigen Fällen, beispielsweise abhängig von den Eigenschaften des FETs oder anderer verwendeter Schaltelemente, sind die Widerstände r₁ und r₂ nicht notwendig. Die Niveauumwandlungsschaltung 24 ist nicht notwendig, abhängig von den Eigenschaften des verwendeten FETs.
Die folgende Beschreibung bezieht sich auf Beispiele 20 und 21.
Die elektrischen Potentiale V_y, V_y1 und V_y2 der Stromversorgungsspannungen, die jeweils von den Stromversorgungen 25, 26 und 27 ausgegeben werden, werden detailliert beschrieben. Es ist wünschenswert, dass die Stromversorgungsschaltung 26 das elektrische Potential V_y1 nahe am elektrischen Potential in dem Fall ausgibt, bei dem die Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 in einem positiven Zeitraum liegt. Andererseits ist es wünschenswert, dass die Stromversorgungsschaltung 27 das elektrische Potential V_y2 nahe am elektrischen Potential in dem Fall ausgibt, bei dem die Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 in einem negativen Zeitraum liegt. Außerdem ist es wünschenswert, dass das elektrische Potential V_y, das von der Stromversorgung 25 ausgegeben wird, zwischen den Potentialen V_y1 und V_y2 liegt. Somit kann in der Anzeigevorrichtung 12 mit den Grauskala-Spannungserzeugungsschaltungen 11 und 11a die vorhandene Stromversorgung als die Stromversorgungen 25, 26 und 27 verwendet werden.
In der praktischen Anwendung müssen die elektrischen Potentiale V_y, V_y1 und V_y2 nicht notwendigerweise auf die oben erwähnten wünschenswerten Potentiale beschränkt werden. So lange ein Teil des Lade- und Entlade stroms zwischen der Last 19 und der Stromversorgung 17 zum Zeitpunkt des Schaltens zwischen einem positiven Zeitraum und einem negativen Zeitraum der Stromversorgungsspannung von der Stromversorgung 17 wie oben beschrieben ausgeglichen werden kann, gibt es keine strikte Beschränkung der elektrischen Potentiale V_y, V_y1und V_y2.
Beispiel 22
39 zeigt ein Schaltbild einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11b nach dem vorliegenden Beispiel. Als das elektrische Potential V_y werden die elektrischen Potentiale V_y1 und V_y2 verwendet. In der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11b wird das elektrische Potential V_y1 auf 0 V gesetzt und das elektrische Potential V_y2 auf V_DD (+5 V) gesetzt.
Wenn im vorliegenden Beispiel das Steuersignal POL ein niedriges Niveau besitzt, wird die Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 negativ, die Transistoren Tr₂ und Tr₃ werden angeschaltet und die Transistoren Tr₁ und Tr₄ werden ausgeschaltet. Deshalb wird der Kondensator C₁ mit einer Spannung zwischen dem elektrischen Potential V_y1 und dem elektrischen Erdungspotential aufgeladen, wobei die Spannung V_y1 so festgesetzt wird, dass sie nahe an der Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 in einem positiven Zeitraum liegt. Der Kondensator C₂ ist mit der Stromversorgungsleitung 18 verbunden.
Anschließend erreicht das Steuersignal POL ein hohes Niveau, die Ausgangsspannung von der Stromquelle 17 wird positiv, die Transistoren Tr₁ und Tr₄ werden angeschaltet und die Transistoren Tr₂ und Tr₃ werden ausgeschaltet. Wenn der Transistor Tr₁ angeschaltet wird, wird der Kondensator C₁ mit der Stromversorgungsleitung 18 verbunden und mit dem von der Stromversorgung 17 ausgegebenen elektrischen Potential aufgeladen. Hier wird der Kondensator C₁ mit einer Spannung zwischen dem elektrischen Potential V_y1 und dem elektrischen Erdungspotential aufgeladen; deshalb bildet der Kondensator C₁ zusätzlich zur Stromversorgung 17 eine Schaltung, die eine Ladung an eine Last 19 einschließlich der Signalleitung S(i) oder dergleichen, die in 56 dargestellt ist, liefert oder eine Ladung davon absorbiert. Dementsprechend wird in dem Fall, bei dem der Ladestrom oder der Entladestrom der Last 19 schnell schwankt, der schwankende Strom von der Stromversorgung 17 und dem Kodensator C₁ geliefert. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kondensator C₂ mit einer Spannung zwischen dem elektrischen Potential V_y2 und dem elektrischen Versorgungspotential V_DD aufgeladen, wobei das elektrische Potential V_y2 so festgelegt wird, dass es nahe an der Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 in einem negativen Zeitraum liegt.
Wenn das Steuersignal POL wieder ein niedriges Niveau erreicht, wird die Ausgangsspannung von der Stromversorgung 17 negativ, die Transistoren Tr₂ und Tr₃ werden angeschaltet und die Transistoren Tr₁ und Tr₄ werden ausgeschaltet. Deshalb wird der Kondensator C₁ mit einer Spannung zwischen dem elektrischen Potential V_y1 und dem elektrischen Erdungspotential aufgeladen. Der Kondensator C₂ ist mit der Stromversorgungsleitung 18 verbunden. Zu diesem Zeitpunkt bildet der Kondensator C₂ zusätzlich zur Stromversorgung 17 eine Schaltung, die eine Ladung an die Last 19 liefert oder eine Ladung davon absorbiert.
Wie oben beschrieben können die bei Beispiel 21 beschriebenen Effekte erhalten werden, selbst wenn die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11b mit einer Struktur, die in 39 dargestellt ist, verwendet wird. Außerdem werden das elektrische Erdungspotential und die Versorgungsspannung V_DD als das elektrische Potential V_y verwendet, so dass es nicht notwendig ist, eine andere Schaltung als elektrisches Potential V_y zu verwenden, was den Aufbau der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11b vereinfacht.
In den Beispielen 20 bis 22 kann die Stromkapazitätscharakteristik bezüglich des Peakstroms der Stromversorgung beträchtlich unterdrückt werden. In jedem dieser Beispiele kann die Stromversorgung einen weniger teuren Operationsverstärker mit einer geringen Durchgangsrate aufweisen. Somit wird gemäß der Spezifikation des Operationsverstärkers die Stromverstärkerschaltung nicht benötigt und die Gesamtstruktur wird vereinfacht, miniaturisiert und verbilligt. Außerdem wird übermäßiger Stromverbrauch minimiert, um eine Stromversorgungsschaltung mit einem geringen Stromverbrauch zu verwirklichen.
Beispiel 23
40 ist ein Schaltbild, das eine elektrische Struktur der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11c nach dem vorliegenden Beispiel zeigt.
Komponenten, die identisch zu denen aus Beispiel 22 sind, tragen dieselben Bezugsziffern. Das vorliegende Beispiel ist folgendermaßen gekennzeichnet: Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung nach dem vorliegenden Beispiel weist zwei Wechselstromversorgungen, Schalter und Kondensatoren auf, die jeweils mit einer Stromversorgungsleitung verbunden sind, die mit der Ausgangsseite der Schalter verbunden ist. Die zwei Wechselstromversorgungen werden mittels der Schalter umgeschaltet, wodurch eine Wechselspannung als Ausgang von der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung erzeugt werden kann. Außerdem wird die zeitliche Abfolge des Verbindens der Kondensatoren mit der Stromversorgungsleitung und des Schaltens der Schalter geeignet gesteuert. Aufgrund dieser Struktur kann der gesamte oder beinahe der gesamte plötzlich erzeugte Lade- und Entladestrom (Peakstrom) der Last von den Kondensatoren geliefert werden, wenn das Ausgangssignal zwischen einem positiven Zustand und einem negativen Zustand in der Stromversorgungsleitung umgeschaltet wird.
Die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11c weist zwei Wechselstromversorgungen 17a und 17b auf. Die Wechselstromversorgung 17a gibt ein vorbestimmtes elektrisches Potential V₁ aus, und die Wechselstromversorgung 17b gibt ein vorbestimmtes elektrisches Potential V₂ aus, das sich von dem elektrischen Potential V₁ unterscheidet. Diese elektrischen Potentiale V₁ und V₂ können dieselben Absolutwerte und entgegengesetzte Polaritäten besitzen.
Eine Stromversorgungsleitung 28, die sich von der Wechselstromversorgung 17a aus erstreckt, ist mit einer Stromversorgung 31 über einen Kondensator C₁₁ verbunden. Eine Stromversorgungsleitung 29, die sich von der Wechselstromversorgung 17b aus erstreckt, ist auch mit einer Stromversorgung 31 über einen Kondensator C₁₂ verbunden. Die Stromversorgung 31 gibt ein vorbestimmtes elektrisches Potential V_y aus. Die Kondensatoren C₁₁ und C₁₂ sind jeweils parallel zu den Stromversorgungsleitungen 28 und 29 angeordnet. Die Stromversorgungsleitungen 28 und 29 sind mit einer gemeinsamen Stromversorgungsleitung 30 jeweils durch Schalter SW₁₁ und SW₁₂ verbunden. Die Schalter SW₁₁ und SW₁₂ werden jeweils durch Steuersignale CS₁₁ und CS₁₂ (später beschrieben) an-/ausgeschaltet.
Die gemeinsame Stromversorgungsleitung 30 ist mit der Last 19 verbunden. Die gemeinsame Stromversorgungsleitung 30 ist mit der Stromversorgung 31 über Reihenschaltungen verbunden, die jeweils aus einem Schalter SW₁₄ und einem Kondensator C₁₃ sowie einem Schalter SW₁₆ und einem Kondensator C₁₄ bestehen. Der Anschluss des Kondensators C₁₃, der mit dem Schalter SW₁₄ verbunden ist, ist außerdem über einen Schalter SW₁₃ mit einer Stromversorgung 32 verbunden. Der Anschluss des Kondensators C₁₄, der mit dem Schalter SW₁₆ verbunden ist, ist außerdem über einen Schalter SW₁₅ mit der Stromversorgung 33 verbunden. Die Stromversorgungen 32 und 33 geben jeweils vorbestimmte elektrische Potentiale V_y1 und V_y2 aus. Die Schalter SW₁₃, SW₁₄, SW₁₅ und SW₁₆ werden jeweils durch Steuersignale CS₁₃, CS₁₄, CS₁₅ und CS₁₆ an-/ausgeschaltet. Die Steuersignale CS₁₁ bis CS₁₆ werden in einer Signalerzeugungsschaltung 34 erzeugt, so dass sie einen zeitlichen Ablauf des Schaltens zwischen einem hohen Niveau und einem niedrigen Niveau (später beschrieben) auf der Basis des Steuersignals POL besitzen.
41 ist ein Zeitdiagramm, das den Betrieb der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11c nach dem vorliegenden Beispiel zeigt. In dieser Figur stellen die Ziffern (1) bis (7) den zeitlichen Zusammenhang zwischen dem Steuersignal POL und den entsprechenden Steuersignalen CS₁₁ bis CS₁₆ dar.
Wie bei (1) dargestellt besitzt das Steuersignal POL abwechselnd einen Zeitraum hohen Niveaus und einen Zeitraum niedrigen Niveaus pro horizontaler Scannperiode. Genauer gesagt steigt das Steuersignal POL zu einem Zeitpunkt t₁ an und fällt zu einem Zeitpunkt t₂ ab (eine horizontale Scannperiode T₁(H) entspricht einem Zeitraum vom Zeitpunkt t₁ bis t₂) und steigt anschließend nach der darauf folgenden horizontalen Scannperiode T₂(H) wieder an. Wie bei (2) dargestellt ist, steigt das Steuersignal CS₁₁ zu einem Zeitpunkt t₃ (d.h. nach einem vorbestimmten Verzögerungszeitraum T₃ vom Zeitpunkt t₁ aus) an und fällt zusammen mit dem Steuersignal POL ab. Wie bei (3) dargestellt ist, fällt das Steuersignal CS₁₂ zusammen mit dem Anstieg des Steuersignals POL und steigt zu einem Zeitpunkt t₄ an (d.h. nach einem vorbestimmten Verzögerungszeitraum T₄ vom Zeitpunkt t₂ ab). Wie bei (4) dargestellt ist, fällt das Steuersignal CS₁₃ zusammen mit dem Anstieg des Steuersignals POL ab und behält während eines Zeitraums T₁₃ ein niedriges Niveau, d. h. bis zum Zeitpunkt t₃. Anschließend steigt das Steuersignal CS₁₃ zum Zeitpunkt t₃ an und behält das hohe Niveau, bis das Steuersignal POL abfällt und wieder ansteigt. Wie bei (5) dargestellt ist das Steuersignal CS₁₄ ein invertiertes Signal des Steuersignals CS₁₃. Somit behält das Steuersignal CS₁₄ während eines Zeitraums T₁₄ (der dem Zeitraum T₁₃ entspricht) ein hohes Niveau, und ein niedriges Niveau, während das Steuersignal CS₁₃ ein hohes Niveau hält. Wie bei (6) dargestellt ist, fällt das Steuersignal CS₁₅ zum Zeitpunkt t₂ ab und steigt zum Zeitpunkt t₄ an; genauer gesagt hält das Steuersignal CS₁₅ während eines Zeitraums T₁₅ (vom Zeitpunkt t₂ bis t₄) ein niedriges Niveau und ein hohes Niveau während des anderen Zeitraums. Wie bei (7) dargestellt ist, ist das Steuersignal CS₁₆ ein invertiertes Signal des Steuersignals CS₁₅. Somit hält das Steuersignal CS₁₆ ein niedriges Niveau, während das Steuersignal CS₁₅ ein hohes Niveau hält, und hält ein hohes Niveau während eines Zeitraums T₁₆ (der dem Zeitraum T₁₅ entspricht).
Im Folgenden wird der Betrieb gemäß dem vorliegenden Beispiel beschrieben.
Wenn sich das Steuersignal CS₁₁ auf einem hohen Niveau befindet, ist der Schalter SW₁₁ mit der Wechselstromversorgung 17a verbunden und das elektrische Stromversorgungspotential V₁, das einer positiven Polarität entspricht, wird an die gemeinsame Stromversorgungsleitung 30 ausgegeben. Während dieses Zeitraums befindet sich der Schalter SW₁₅ auch in einem AN-Zustand und der Kondensator C₁₄ wird mit dem elektrischen Potential V_y2 aufgeladen, das derart festgesetzt wird, dass es so nahe wie möglich an das elektrische Stromversorgungspotential V₂ der Wechselstromversorgung 17b herankommt. Zum Zeitpunkt t₂ wird die Wechselstromversorgung 17a von der gemeinsamen Stromversorgungsleitung 30 getrennt. Zum Zeitpunkt t₃ wird die Stromversorgung 33 (elektrisches Potential V_y2) vom Kondensator C₁₄ getrennt und der Kondensator C₁₄ wird mit der gemeinsamen Stromversorgungsleitung 30 verbunden.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Kondensator C₁₄ mit dem elektrischen Potential V_y2 geladen, das nahe am elektrischen Stromversorgungspotential V₂ liegt, und die Wechselstromversorgungen 17a und 17b werden von der gemeinsamen Stromversorgungsleitung 30 getrennt. Somit wird das Aufladen und Entladen lediglich zwischen der Last 19 und dem Kondensator C₁₄ bewirkt. Nach dem Zeitraum T₄, in dem sich die Vorrichtung in einem Übergangszustand befindet, wird der Schalter SW₁₂ angeschaltet, die Wechselstromversorgung 17b wird mit der gemeinsamen Stromversorgungsleitung 30 verbunden und das elektrische Stromversorgungspotential V₂ wird an die gemeinsame Stromversorgungsleitung 30 ausgegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kondensator C₁₄ von der gemeinsamen Stromversorgungsleitung 30 getrennt und wieder mit dem elektrischen Stromversorgungspotential V_y2 aufgeladen.
Wenn das Steuersignal POL von einem niedrigen Niveau zu einem hohen Niveau umgeschaltet wird, führt der Kondensator C₁₃ eine Operation aus, die ähnlich zu der oben unter Bezugnahme auf Kondensator C₁₄ beschriebenen ist.
Dementsprechend werden die Zeiträume T₃ und T₄ (wenn beide Wechselstromversorgungen 17a und 17b von der gemeinsamen Stromversorgungsleitung 30 getrennt werden) vom Zeitablauf her festgesetzt, wenn die Wechselstromversorgung 17a zur Wechselstromversorgung 17b umgeschaltet wird und wenn die Wechselstromversorgung 17b zur Wechselstromversorgung 17a umgeschaltet wird. Während der Zeiträume T₃ und T₄ ist die gemeinsame Stromversorgungsleitung 30 mit den Kondensatoren C₁₃ und C₁₄ verbunden.
Wie oben beschrieben können beim vorliegenden Beispiel dieselben Effekte wie bei den Beispielen 21 und 22 erhalten werden. Insbesondere können im vorliegenden Beispiel alle Peakströme, die in der gemeinsamen Stromversorgungsleitung 30 erzeugt werden, in dem Fall, bei dem die Polarität der Stromversorgungsspannung, die an die Last 19 geliefert wird, umgeschaltet wird, von den Kondensatoren C₁₃ und C₁₄ geliefert werden. Deshalb wurde das Problem gelöst, dass die Wechselstromversorgungen 17a und 17b sogar einen Teil des Peakstroms liefern sollten. Deshalb können die Stromkapazitätseigenschaften der Wechselstromversorgungen 17a und 17b beträchtlich unterdrückt werden.
Beispiel 24
42 ist ein Schaltbild einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11d nach dem vorliegenden Beispiel. Komponenten, die identisch zu denen aus Beispiel 23 sind, tragen dieselben Bezugsziffern. Im vorliegenden Beispiel werden Transistoren Tr₁₁ bis Tr₁₆, die als FETs ausgebildet sind, als Schalter SW₁₁ bis SW₁₆ der Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung 11e verwendet. Die Transistoren Tr₁₁ und Tr₁₂ werden durch die Steuersignale CS₁₁ und CS₁₂ an-/ausgeschaltet. Die Transistoren Tr₁₄ und Tr₁₆ werden durch die Steuersignale CS₁₄ und CS₁₆ an-/ausgeschaltet. Die Transistoren Tr₁₃ und Tr₁₅ werden durch Steuersignale CS ₁₄ und CS ₁₆ (die durch Invertierung der Steuersignale CS₁₄ und CS₁₆ mit Invertiererschaltungen 35 und 36 erhalten werden) an-/ausgeschaltet.
Wie in 42 dargestellt sind die Transistoren Tr₁₃ und Tr₁₄ über einen Kondensator C₃ mit einer Stromversorgung 37 verbunden, und die Transistoren Tr₁₅ und Tr₁₆ sind über den Kondensator C₄ mit einer Stromversorgung 37 verbunden. Die Stromversorgung 37 gibt ein vorbestimmtes elektrisches Potential V_y3 aus. Widerstände r₁ und r₂ sind jeweils zwischen die gemeinsame Stromversorgungsleitung 30 und den Transistor Tr₁₄ bzw. zwischen die gemeinsame Stromversorgungsleitung 30 und den Transistor Tr₁₆ geschaltet. Die Widerstandswerte der Widerstände r₁ und r₂ können identisch sein. Die Widerstände r₁ und r₂ beschränken den Strom, der von den Kondensatoren C₃ und C₄ zur Last 19 fließt. Die Widerstände r₁ und r₂ sind nicht notwendig, abhängig vom AN-Widerstandswert der Schaltelemente, beispielsweise TFTs, die verwendet werden.
Wie oben beschrieben können im vorliegenden Beispiel dieselben Effekte wie in Beispiel 23 erhalten werden.
Beispiel 25
43 zeigt ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung 11e nach dem vorliegenden Beispiel. In der Stromversorgungsschaltung 11e wird ein elektrisches Erdungspotential GND als das elektrische Potential V_y1 verwendet, und das elektrische Versorgungspotential V_DD wird als elektrisches Potential V_y2 verwendet. Als elektrisches Potential V_y3 werden zwei elektrische Potentiale V_DD und GND verwendet. Der Kondensator C₃ ist mit dem elektrischen Potential V_DD verbunden, und der Kondensator C₄ ist mit dem elektrischen Potential GND verbunden.
In den Beispielen 23, 24 und 25 werden die elektrischen Potentiale V_y1 und V_y2 so eingestellt, dass sie nahe an den positiven und negativen elektrischen Potentialen V₁ und V₂ der Ausgangsspannungen von den Wechselstromversorgungen 17a und 17b liegen. Für die praktische Anwendung müssen die elektrischen Potentiale V_y1 und V_y2 nicht auf solche Weise eingeschränkt sein.
Beispiel 26
44 ist ein Schaltbild einer Stromversorgungsschaltung 11 nach dem vorliegenden Beispiel. Komponenten, die identisch zu denen aus Beispiel 25 sind, tragen dieselben Bezugsziffern. Die Stromversorgungsschaltung 11f besitzt dieselbe Struktur wie die aus Beispiel 25 mit den folgenden Abwandlungen: Der Anschluss des Transistors Tr₁₃ ist anstatt mit dem elektrischen Erdungspotential GND mit der Stromversorgungsleitung 29 verbunden, die von der Wechselstromversorgung 17b ausgeht. Der Anschluss des Transistors Tr₁₅ ist anstatt mit dem elektrischen Versorgungspotential V_DD mit der Stromversorgungsleitung 28 verbunden, die von der Wechselstromversorgung 17a ausgeht. Der Anschluss des Kondensators C₃ ist anstatt mit dem elektrischen Versorgungspotential V_DD mit der Stromversorgungsleitung 28 verbunden, und der Anschluss des Kondensators C₄ ist anstatt mit dem elektrischen Erdungspotential GND mit der Stromversorgungsleitung 29 verbunden.
In der Stromversorgungsschaltung 11f mit der oben erwähnten Struktur können dieselben Effekte wie im Beipiel 25 erhalten werden.
In den Grauskala-Spannungserzeugungsschaltungen 11c bis 11f gemäß den Beispielen 23 bis 26 können die folgenden Effekte verwirklicht werden.

(1) Da die Stromversorgungsschaltung, die eine Wechselspannung mit einer Rechteckform oder dergleichen ausgibt, eine Struktur mit zwei Wechselstromversorgungen 17a und 17b und zwei Schaltelementen SW₁₁ und SW₁₂ aufweist, kann der Hauptanteil des Lade- und Entladestroms zwischen der Stromversorgungsschaltung und der Last, der in dem Fall notwendig ist, wenn die Wechselspannung zwischen einem positiven Zustand und einem negativen Zustand umgeschaltet wird, von den Kondensatoren geliefert werden. Somit können die Stromkapazitätseigenschaften bezüglich eines Peakstroms der Wechselstromversorgung zum Ausbilden der Rechteckform beträchtlich gesenkt werden.
(2) Die Stromkapazitätseigenschaften können um 1/10 oder mehr gesenkt werden. Somit können die Kosten der Wechselstromversorgung deutlich verringert werden.
(3) Trotzdem können die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltungen 11c bis 11f nach den Beispielen 23 bis 26 eine schnelle Anstiegscharakteristik aufweisen.
(4) Folglich wird die Bildqualität der Anzeigevorrichtung, die die Grauskala-Spannungserzeugungsschaltungen 11c bis 11f verwendet, verbessert.
(5) Außerdem kann die Ladungszufuhr zu den Kondensatoren C₁ bis C₄ und C₁₁ bis C₁₄ durch Grauskala-Spannungserzeugungsschaltungen 11c bis 11f, eine Schaltung zum Erzeugen eines elektrischen Versorgungspotentials V_DD, eine Schaltung zum Liefern eines elektrischen Versorgungspotentials V_DD oder eine Erdungsschaltung in der Anzeigevorrichtung 12 durchgeführt werden. Deshalb ist keine andere Schaltung zum Erzeugen und Liefern einer Stromversorgungsspannung, keine andere Erdungsschaltung oder dergleichen notwendig, was die Schaltungsstruktur vereinfacht.
(6) In diesem Fall wird der unnütze Stromverbrauch, der beim Liefern einer Ladung verursacht wird, minimiert, und die Leistung, die zum Versorgen der Wechselstromversorgung selbst verbraucht wird, ist ebenfalls gering. Somit kann der Stromverbrauch, der nicht substantiell für die Versorgung des Anzeigeabschnitts benötigt wird, stark reduziert werden.

Beispiel 27
45 zeigt die Struktur einer Spannungserzeugungsschaltung 43. Eine Versorgungsschaltung 41 ist mit einem Ausgangsanschluss V_out über einen Schalter SW₁ verbunden und ein Stromversorgungsabschnitt 42 ist mit dem Ausgangsanschluss V_out über einen Schalter SW₂ verbunden. Die Versorgungsschaltung 41 empfängt ein Steuersignal POL (Polaritätsinversionssignal). Der Schalter SW₂ empfängt ein Steuersignal DIS. Das Steuersignal DIS wird durch einen Invertierer INV invertiert und anschließend in den Schalter SW₁ eingegeben. Genauer gesagt wird der Schalter SW₂ ausgeschaltet, wenn der Schalter SW₁ sich in einem AN-Zustand befindet, und der Schalter SW₂ wird angeschaltet, wenn sich der Schalter SW₁ in einem AUS-Zustand befindet. Es ist wünschenswert, dass die Schalter SW₁ und SW₂ den geringstmöglichen AN-Widerstand und einen hohen AUS-Widerstand besitzen.
46 zeigt ein Zeitdiagramm eines jeden Hauptteils der Spannungserzeugungsschaltung 43, die in 45 dargestellt ist. Der Betrieb der Spannungserzeugungsschaltung 43 wird unter Bezugnahme auf diese Figur beschrieben.
In einer Leitungsinversionsversorgung wird das Steuersignal POL pro horizontaler Scannperiode invertiert. Wenn das Steuersignal POL ein hohes Niveau besitzt, was dem Zeitraum entspricht, bei dem ein Pixel positiv geladen wird, gibt die Versorgungsschaltung 41 eine Spannung V_a1 aus. Wenn das Steuersignal POL ein niedriges Niveau aufweist, was dem Zeitraum entspricht, in dem ein Pixel negativ geladen wird, gibt die Versorgungsschaltung 41 eine Spannung V_a2 aus. Somit besitzt eine Spannung V_a, die von der Versorgungsschaltung 41 ausgegeben wird, eine Rechteckform aus den Spannungen V_a1 und V_a2. Das Steuersignal DIS erreicht für einen vorbestimmten Zeitraum ein hohes Niveau, synchronisiert mit dem Zeitpunkt, bei dem das Inversionssignal POL von einem hohen Niveau auf ein niedriges Niveau und von einem niedrigen Niveau auf ein hohes Niveau umgeschaltet wird. Außerdem gibt ein Stromversorgungsabschnitt 42 eine Stromversorgungsspannung V_g mit einem Niveau zwischen diesen Spannungen V_a1 und V_a2 von der Versorgungsschaltung 41 aus. Die Versorgungsschaltung 41 ist eine Erzeugungsschaltung für eine Rechteckwellenform, die durch das Steuersignal POL gesteuert wird. Wenn das Steuersignal POL ein hohes Niveau aufweist, gibt die Versorgungsschaltung 41 die Spannung V_a1 auf einem niedrigen Niveau aus, und wenn das Steuersignal POL ein niedriges Niveau aufweist, gibt die Versorgungsschaltung 41 die Spannung V_a2 auf einem hohen Niveau aus.
Somit wird im Fall der Spannungserzeugungsschaltung 42 die Versorgungsschaltung 41 von dem Ausgangsanschluss V_out getrennt und der Stromversorgungsabschnitt 42 wird mit dem Ausgangsanschluss V_out verbunden, wenn die Polarität des Steuersignals POL umgeschaltet wird. Deshalb wird ein Stromstoß (Peakstrom), der fließt, wenn die Polarität umgeschaltet wird, vom Stromversorgungsabschnitt 42 geliefert. Auf diese Weise wird die Belastung der Versorgungsschaltung 41 verringert. Außerdem erzeugt der Stromversorgungsabschnitt 42 die Stromversorgungsspannung V_g, deren Niveau zwischen dem der Spannungen V_a1 und V_a2 liegt, die von der Versorgungsschaltung 41 ausgegeben werden, wodurch der Stromstoß, der von der Versorgungsschaltung 41 ausgegeben werden soll, ebenfalls reduziert werden kann.
Beispiel 28
Wie in 47 dargestellt wird ein Operationsverstärker OP₁ für die Versorgungsschaltung 41 gemäß Beispiel 27 verwendet. Außerdem werden beim vorliegenden Beispiel FETs als Schalter SW₁ und SW₂ verwendet. FETs ermöglichen es, dass ein elektrischer Strom bidirektional fließt, und besitzen einen bemerkenswert kleinen AN-Widerstand, so dass die FETs für die Verwendung als Schaltschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Die Niveaus des Steuersignals DIS und des dazu invertierten Signals, das durch einen Invertierer INV erhalten wird, die beide auf einem logischen Niveau liegen, können durch eine Niveauumwandlungsschaltung 44 in Niveaus umgewandelt werden, die geeignet sind, um die FETs zu steuern. Die Niveauumwandlungsschaltung 44 wird nicht unbedingt benötigt, abhängig von den Eigenschaften der FETs.
In der oben erwähnten Struktur wird eine Ausgangsspannung V_a von dem Operationsverstärker OP₁ von einem Ausgangsanschluss V_out der Versorgungsschaltung durch den Schalter SW₁ getrennt und anschließend wird der Ausgangsanschluss V_out durch den Schalter SW₂ geerdet. In dem Fall, bei dem die Ausgangsspannung V_a vom Operationsverstärker OP₁ positiv bzw. negativ in den verschiedenen Polaritäten des Steuersignals POL wird, wird der Ausgangsanschluss V_out auf ein elektrisches Potential GND geerdet, anstatt wie in 45 dargestellt mit dem Stromversorgungsabschnitt 42 verbunden zu werden, wodurch der Gesamtstromverbrauch der Versorgungsschaltung verringert werden kann. Der Grund hierfür ist folgendermaßen:
Im Beispiel 27 liefert der Stromversorgungsabschnitt 42 einen Stromstoß, während der Stromstoß von der Versorgungsschaltung 41 reduziert wird. Wenn der Ausgangsanschluss V_out auf das elektrische Potential GND geerdet wird, anstatt mit dem Stromversorgungsabschnitt 42 verbunden zu werden, kann der Stromstoß, der fließt, wenn die Polarität des Steuersignals POL umgeschaltet wird, von Erde geliefert werden.
In diesem Fall werden die Schalter SW₁ und SW₂ nicht gemeinsam angeschaltet; deshalb besteht keine Möglichkeit, dass der elektrische Strom, der vom Operationsverstärker OP₁ ausgegeben wird, durch die Schalter SW₁ und SW₂ nach Erde fließt.
Im vorliegenden Beispiel wird ein FET beispielhaft als Schaltschaltung verwendet. Das vorliegende Beispiel ist aber nicht hierauf beschränkt. Andere Arten von Schaltelementen können verwendet werden.
Beispiel 29
In den Beispielen 27 und 28 werden die Schalter SW₁ und SW₂ nicht gemeinsam angeschaltet. In dem Fall, in dem ein Schalter mit einer großen vorübergehenden Reaktion, beispielsweise ein analoger MOS-Schalter, verwendet wird, fließt wahrscheinlich ein Durchgangsstrom in einem Übergangszeitraum von einem AN-Zustand in einen AUS-Zustand oder von einem AUS-Zustand in einen AN-Zustand. Wenn in diesem Fall jeder Schalter gemeinsam für einen vorbestimmten Zeitraum zu einem Zeitpunkt ausgeschaltet wird, bei dem die Schalter SW₁ und SW₂ an-/ausgeschaltet werden, fließt kein Durchgangsstrom. Der AUS-Zeitraum wird länger als ein Schaltzeitraum (Übergangszeitraum) der Schalter SW₁ und SW₂ eingestellt.
In den Beispielen 27 bis 29 wird die Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode beschrieben. Dieselben Effekte wie in diesen Beispielen können bei einer Grauskala-Spannungserzeugungsschaltung erhalten werden, die direkt eine extern vorgesehene Grauskala-Spannung oder eine interpolierte Spannung, die durch Kombination von Grauskala-Spannungen gebildet wird, ausgibt. Außerdem wird in diesen Beispielen der Zeitablauf pro horizontaler Scannperiode beispielhaft in einem Leitungsinversionsversorgungsverfahren beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt, und andere Zeitabläufe können abhängig von der verwendeten Versorgungsmethode verwendet werden.
Wie oben beschrieben wird gemäß den Beispielen 27 bis 29 ein Stromstoß, der fließt, wenn die Polarität des Steuersignals POL umgeschaltet wird, nicht durch den Versorgungsabschnitt selbst ausgeglichen; somit wird der Stromstoß vom Versorgungsabschnitt deutlich verringert und eine Anzeigeversorgungsvorrichtung mit einem geringen Stromverbrauch kann verwirklicht werden. Außerdem kann die Verschlechterung der Bildqualität aufgrund der Verformung der Spannungswellenform durch den Stromstoß, wie sie beim konventionellen Beispiel auftritt, verhindert werden. Außerdem ist im Gegensatz zum konventionellen Beispiel keine Komplementärschaltung zum Verstärken eines elektrischen Stroms notwendig, die aus einem Transistor oder dergleichen besteht, wodurch die Kosten gesenkt werden. Die elektrische Leistung, die von den Transistoren beim konventionellen Beispiel verbraucht wird, ist nicht notwendig, was zu einer Verringerung des Stromverbrauchs führt. Da der Versorgungsabschnitt nur wenig elektrische Leistung verbraucht, d.h. der Versorgungsabschnitt selbst eine Schaltung mit geringem Stromverbrauch ist, kann die Schaltung kleiner als die konventionelle Schaltung gemacht werden, was zu einer Miniaturisierung des Substrats des Versorgungsabschnitts sowie zu einer wirtschaftlichen Raumaufteilung und einer dünnen Anzeigevorrichtung führt.
Verschiedene andere Modifikationen werden für einen Fachmann offensichtlich sein und können von diesem implementiert werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend ist es nicht beabsichtigt, dass der Schutzumfang der beigefügten Ansprüche auf die hier vorliegende Beschreibung beschränkt wird, sondern dass die Ansprüche breit ausgelegt werden.

Claims

Wechselspannungserzeugungsschaltung mit: einer ersten Gleichstromversorgung (Y; OP_y) zum Ausgeben einer ersten vorbestimmten Spannung (V_y), und einer zweiten Gleichstromversorgung (Z; OP_Z) zum Ausgeben einer zweiten vorbestimmten Spannung (V_z) mit einem anderen Wert als die erste vorbestimmte Spannung; Mitteln, die Schaltmittel (SW_y, S_z, FET_y, FET_z) zum abwechselnden Auswählen der Ausgangsspannungen, die von den beiden Wechselstromversorgungen geliefert werden, aufweisen, um die ausgewählte Spannung auszugeben, zum Ausgeben einer Wechselspannung (V_s) auf der Basis der Ausgangsspannung, die von den Schaltmitteln gewählt wurde; und einer ersten und zweiten elektrischen Leitung, die eine entsprechende, nämlich die erste oder die zweite, Stromversorgung mit den Schaltmitteln verbinden; wobei die Spannungserzeugungsschaltung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie außerdem ein erstes Kondensatormittel (C_y) aufweist, das elektrisch zwischen der ersten Leitung und Erde oder einer dritten Stromversorgung angeordnet ist, sowie ein zweites Kondensatormittel (C_z), das elektrisch zwischen der zweiten Leitung und Erde oder der dritten Stromversorgung angeordnet ist.
Wechselspannungserzeugungsschaltung nach Anspruch 1, wobei zwei Arten von Steuerspannungen mit vorbestimmten elektrischen Potentialen jeweils in die beiden Gleichstromversorgungen eingegeben werden, wobei eine der beiden Gleichstromversorgungen eine Spannung ausgibt, die einer Summe der beiden Arten von Steuerspannungen entspricht, und die andere der beiden Gleichstromversorgungen eine Spannung ausgibt, die einer Differenz zwischen den beiden Arten von Steuerspannungen entspricht.
Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode für eine Displayanordnung, bei der Pixelelektroden auf einem von zwei Substraten, die einander zugewandt sind und die einen Displaykörper zwischen sich aufnehmen, angeordnet sind, und bei der eine gemeinsame Elektrode auf dem anderen Substrat angeordnet ist, wobei jedes Pixel eine Kapazität zwischen der gemeinsamen Elektrode und den Pixelelektroden bildet, wobei die Versorgungsschaltung zum Versorgen der gemeinsamen Elektrode dient und eine Wechselspannungserzeugungsschaltung nach Anspruch 1 aufweist.
Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode nach Anspruch 3, desweiteren mit einem dritten und vierten Kondensatormittel, die elektrisch zwischen dem Wechselstromausgang der Versorgungsschaltung für die gemeinsame Elektrode und einer vierten Stromversorgung angeordnet sind, wobei sowohl das dritte als auch das vierte Kondensatormittel mit dem Wechselstromausgang über entsprechende Schaltmittel verbunden ist, wobei sowohl das dritte als auch das vierte Kondensatormittel mit dem Wechselstromausgang abhängig davon verbunden ist, ob das jeweils andere, also das dritte oder das vierte, Kondensatormittel vom Wechselstromausgang abgetrennt ist oder sowohl das dritte als auch das vierte Kondensatormittel unabhängig voneinander mit der Wechselstromausgangsleitung verbunden ist.
Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode nach Anspruch 3, wobei die erste und die zweite Leitung miteinander über ein fünftes Kondensatormittel verbunden sind.
Versorgungsschaltung für eine gemeinsame Elektrode nach Anspruch 3, wobei zwei Arten von Steuerspannungen mit vorbestimmten elektrischen Potentialen jeweils in die beiden Gleichstromversorgungen eingegeben werden, wobei eine der beiden Wechselstromversorgungen eine Spannung ausgibt, die der Summe der beiden Arten von Steuerspannungen entspricht, und die andere der beiden Wechselstromversorgungen ein Spannungssignal ausgibt, das einer Differenz zwischen den beiden Arten von Steuerspannungen entspricht.
Source-Versorgung für eine Displayvorrichtung, in der Pixelelektroden und Signalleitungen auf einem von zwei Substraten angeordnet sind, die einander zugewandt sind, wobei ein Displaykörper zwischen ihnen angeordnet ist, wobei die Versorgung darauf ausgerichtet ist, über die Signalleitungen ein Signal an die Pixelelektroden zu senden, und die Source-Versorgung wenigstens zwei Spannungsversorgungsquellen zum Anlegen einer Spannung an die Signalleitungen aufweist, wobei jede Spannungsversorgungsquelle eine Wechselspannungserzeugungsschaltung nach Anspruch 1 aufweist.
Source-Versorgung nach Anspruch 7, desweiteren mit einem dritten und vierten Kondensatormittel, die elektrisch zwischen dem Wechselstromausgang einer jeden Spannungsversorgung und einer vierten Stromversorgung angeordnet sind, wobei sowohl das dritte als auch das vierte Kondensatormittel mit dem Wechselstromausgang über entsprechende Schaltmittel verbunden ist, wobei sowohl das dritte als auch das vierte Kondensatormittel mit dem Wechselstromausgang abhängig davon verbunden ist, ob das andere, also das dritte oder vierte, Kondensatormittel vom Wechselstromausgang abgetrennt ist oder sowohl das dritte als auch das vierte Kondensatormittel unabhängig voneinander mit dem Wechselstromausgang verbunden ist.
Source-Versorgung nach Anspruch 7, wobei die erste und die zweite Leitung miteinander über ein fünftes Kondensatormittel verbunden sind.
Source-Versorgung nach Anspruch 7, wobei zwei Arten von Steuerspannungen mit vorbestimmten elektrischen Potentialen jeweils in die beiden Gleichstromversorgungen eingegeben werden, wobei eine der beiden Gleichstromversorgungen eine Spannung ausgibt, die einer Summe der beiden Arten von Steuerspannungen entspricht, und die andere der beiden Wechselstromversorgungen eine Spannung ausgibt, die einer Differenz zwischen den beiden Arten von Steuerspannungen entspricht.