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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ansteuern
einer einfachen Matrix-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
umfassend eine Vielzahl von Flüssigkristallelementen,
die jeweils in Übereinstimmung
mit jedem Pixel bzw. Bildpunkt vorgesehen sind, und eine Vielzahl
von Reihenelektroden und Spaltenelektroden zum Antreiben bzw. Ansteuern
der Flüssigkristallelemente
durch ein supergetwistetes, nematisches System (nachfolgend als
ein STN-System bezeichnet), worin vorbestimmte Spannungen an die
Elektroden angelegt werden, um jedes Flüssigkristallelement zu regeln
bzw. zu steuern, um Helligkeit als Antwort auf einen effektiven
Wert einer angelegten Spannung zu produzieren, wobei eine vorbestimmte
Bildabbildung auf einem Anzeigebereich angezeigt ist, welcher aus
einer Matrix der Flüssigkristallelemente
zusammengesetzt ist. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung
auf ein Verfahren zum Ansteuern einer einfachen Matrix-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
welches fähig
ist, die Spannung für
das Antreiben bzw. Ansteuern der Anzeigevorrichtung zu reduzieren.
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Stand der Technik
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Üblicherweise
gibt es als Verfahren zum Ansteuern einer einfachen Matrix-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
die mit Elektroden, die üblicherweise
für eine
Vielzahl von Flüssigkristallelementen
verwendet werden, versehen ist, ein Antriebs- bzw. Ansteuersystem, hauptsächlich basierend
auf einem sogenannten Zeilen folgenden Ansteuersystem, und ein Ansteuersystem,
hauptsächlich
basierend auf einem Mehrfachzeilen adressierenden Ansteuersystem
(oder es wird als ein MLA-System
bezeichnet).
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Das
Zeilen-folgende Ansteuersystem ist ein Ansteuersystem, in welchem
vorbestimmte Spannungen aufeinanderfolgend an Elektroden von jeder
Reihe angelegt werden, und zur selben Zeit vorbestimmte Spannungen
an eine Vielzahl von Spaltenelektroden angelegt werden, wodurch
Steuer- bzw. Regelspannungen an die Reihenelektroden angelegt werden.
Dann wird jedes der Flüssigkristallelemente
so geregelt bzw. gesteuert, um eine Durchlässigkeit bzw. einen Transmissionsgrad
als Antwort auf eine mittlere, effektive Spannung, die während einer
Zeit, in welcher die Spannungen einmal an alle der Reihenelektroden
angelegt werden (nachfolgend als ein Rahmen bzw. Vollbild bezeichnet),
aufzuweisen. Eine vorbestimmte Bildabbildung wird für jede Rahmen-
bzw. Bildperiode angezeigt.
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Das
MLA-Ansteuersystem ist ein Antriebs- bzw. Ansteuersystem, in welchem
sämtliche
der Reihenelektroden, die einen Anzeigebildbereich darstellen, in
Untergruppen unterteilt sind, die jeweils eine Vielzahl von Reihenelektroden
(eine gleichzeitig ausgewählte
Anzahl) umfassen, und vorbestimmte Spannungen an Reihenelektroden
für jede
Untergruppe angelegt werden und zur gleichen Zeit vorbestimmte Spannungen
an eine Vielzahl von Spaltenelektroden angelegt werden, wobei der
oben beschriebene Vorgang wenigstens dieselbe Anzahl von Malen wie
die gleichzeitig ausgewählte
Anzahl für
alle der Untergruppen wiederholt wird. So wird jedes der Flüssigkristallelemente
gesteuert bzw. geregelt, um eine Durchlässigkeit in Antwort auf eine
durchschnittliche, effektive Spannung zu besitzen, die während einer
Zeit angelegt ist, in welcher die obigen, wiederholten Vorgänge beendet
sind (dies wird eine Bildperiode genannt), und eine angezeigte Bildabbildung
in jeder Bildperiode gebildet wird. Ein derartiges MLA-System ist
in der japanischen, ungeprüften
Patentpublikation
JP
6-27907 A , der
US
5262881 A und der japanischen, ungeprüften Patentpublikation
JP 8-234164 A usw. geoffenbart.
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In
dem MLA-Ansteuersystem sind, wenn vorbestimmte Spannungen gleichzeitig
an eine Vielzahl von Reihenelektroden angelegt werden, die an die
Spaltenelektroden angelegten Spannungen das Produkt einer Einheitsspaltenspannung
und Werten, die durch Ausführen
einer Berechnung einer Vielzahl von Anzeigedaten an den Schnittstellen
der Spaltenelektroden und Reihenelektroden und Spaltendaten einer
orthogonalen Matrix, die für
ein Anlegen der Abtastspannungen verwendet werden, erhalten werden.
Der Maximalwert einer Vergrößerungsleistung,
die durch die Matrixberechnung erhalten wird, leidet an einer Beschränkung durch eine
orthogonale Matrix, die für
die Berechnung verwendet wird, und nimmt höchstens einen Wert der Anzahl von
Reihen in der Matrix an.
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Die
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
wurde als eine Anzeigevorrichtung für eine Schnittstelle zwischen
Mensch und Maschine mit dem Fortschritt einer hochintelligenten
Gesellschaft verwendet. In den letzten Jahren ist sie weit verbreitet
nicht nur für
einen Desktop-Typ von Personal Computern bzw. Standgeräten, sondern
auch für
einen Notebook-Typ von Personal Computern bzw. tragbaren Geräten, PDA
(ein tragbares Informationsterminal) oder ein tragbares Telefon
verwendet, welches für
ein Tragen geeignet ist, wobei ausgenützt wird, daß sie dünn ist und
leicht im Gewicht. Als ein Ergebnis tendiert die Entwicklung der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
dahin, den Oberflächenbereich
des Schirms zu vergrößeren, ebenso
wie zu Verbesserungen bei der Reduktion in dem Gewicht und eines
geringeren Leistungsverbrauchs.
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In
einer derartigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
wurden verschiedene Maßnahmen
ergriffen, um die Leistungsaufnahme bzw. die Leistungsverbrauchsrate
zu verringern. In größerem Detail
gibt es Maßnahmen,
um ein Flüssigkristallelement
zu bilden, das fähig
ist, auf eine niedrige, effiziente Spannung zu antworten, oder um
ein Reflexionstyp-Flüssigkristallelement
zu verwenden, ohne ein Hintergrundlicht zu erfordern. Weiter ist
ein Bericht einer Tagung der SID International Display Research
Society in Conference Recordsof the 1988 International Display Research
Conference, 4–6
Oct. 1988 S. 80–S.
85 als Literaturstellen zum Berichten des Verhältnisses zwischen einem Ansteuerverfahren
für eine
derartige Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
und elektrischer Leistungsaufnahme bzw. elektrischem Leistungsverbrauch
publiziert. Die Literaturstellen berichten, daß, wenn ein Mehrfach- bzw.
Vielfach-Zeilenansteuern unter Bedingungen durchgeführt wird,
daß L
= √M (worin
M die Gesamtanzahl der Reihenelektroden für einen Anzeigebereich darstellt
und L eine gleichzeitig ausgewählte
Anzahl darstellt) und das optimale Vorspannungsverhältnis, bei
welchem ein Verhältnis
einer effektiven Spannung gegen ein Verhältnis zwischen einer effektiven Spannung
in einer EIN-Anzeigezeit und einer effektiven Spannung in einer
AUS-Anzeigezeit das Maximum wird, verwendet wird, eine Ansteuerspannung
für die
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
im Vergleich mit einem Fall, der das Zeilenfolgende Ansteuersystem
verwendet, reduziert werden kann.
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Die
konventionelle Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
verwendet eine Lithiumionen-Batterie (eine Knopfbatterie) mit relativ
hoher Spannung (etwa 3,3 V) und verringertem Gewicht. Jedoch erfordert
die Anzeigevorrichtung eine Antriebs- bzw. Ansteuerspannung von
7 bis 9 V, obwohl selbst eine Verbesserung des Flüssigkristallmaterials
durchgeführt
wurde, und dementsprechend ist dies ein etwa dreifacher Spannungsanstieg. Als
ein Ergebnis wird ein Leistungsverlust aufgrund einer Spannungserhöhungsschaltung
bewirkt, welcher einem Versuch geringeren Leistungsverbrauchs widersprach.
Daher war es unmöglich,
den Zweck einer Absenkung des Leistungsverbrauchs auf ein Ausmaß einer
genügenden
Brauchbarkeit zu erreichen. Da eine derartige Spannungsanstiegs-
bzw. -erhöhungsschaltung
eine ziemlich hohe Durchschlagsfestigkeit erforderte, konnte weiters
eine allgemein verwendete 5 V Standardlogik-Verarbeitungsvorrichtung,
welche allgemein verwendet wurde, nicht verwendet werden, um einen
Grad der Integration zu erhöhen.
Dementsprechend mußte ein
Logikprozeß zur
inklusiven bzw. alleinigen Verwendung entwickelt werden, um einen
Grad der Integration zu erhöhen.
Als ein Ergebnis resultierte ein Anstieg der Kosten für die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
umfassend eine Ansteuervorrichtung, und ein verlängerter Designzeitraum. Weiters
bestanden Probleme, daß zusätzliche
Kosten beim Wechseln des Designs und eine Schwierigkeit beim Antworten
auf eine Nachfrage von Mehrelement-Kleinproduktionen bewirkt wurden.
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Beim
gegenwärtigen
Ausbilden der Spannungserhöhungsschaltung
besteht ein Problem, daß sich
die effektive Spannung aufgrund der Temperaturabhängigkeit
des Flüssigkristalls ändert, wodurch
es unmöglich ist,
vorbestimmte Spaltenspannungen und Reihenspannungen anzulegen. Dementsprechend
ist es nötig,
ein Spannungsanstiegsniveau unter Berücksichtigung einer Temperatur
für den
Flüssigkristall
zu bestimmen. Jedoch sind Arbeitsspannungen des Flüssigkristalls
selbst fähig,
unter der oben beschriebenen Bedingung zu variieren. Dementsprechend
war es notwendig, ein Spannungsanstiegsniveau mit einem größeren Spielraum zu
bestimmen, um eine Arbeitsleistung in einem Niedrig temperaturbereich
sicherzustellen. Dies erzeugte einen Grund einer erhöhten Leistungsverbrauchsrate
durch das Vorsehen der Spannungsanstiegsschaltung als eine Zusatzschaltung.
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Weiters
wird neben der Temperaturabhängigkeit
der Antriebsspannung die Antwortgeschwindigkeit des Flüssigkristalls
in einem Hochtemperaturbereich in einer Flüssigkristall-Anzeige hoch,
um Anzeige- bzw. Displaydaten von statischen Bildern zur Verfügung zu
stellen, und dies bewirkt eine Reduktion des Kontrasts aufgrund
der der passiven Matrix inhärenten
Bildantwort, wodurch ein Phänomen
auftritt, welches die Sichtbarkeit verschlechtert. Seit kurzem besteht
eine Nachfrage nach kleinen oder mittleren Flüssigkristallvorrichtungen,
die die Leistung aufweisen, daß sie
fähig sind,
sequentiell Schnitte von Bildern anzuzeigen oder Bilder von Buchstaben
unabhängig
von einem Hochtemperaturbereich abzurollen, was in unvermeidbarer
Weise die Sichtbarkeit selbst in einem statischen Bild reduziert,
mit der Tendenz, daß das
Flüssigkristallmaterial
schnell antwortend wurde. Um derartigen Anforderungen bzw. Nachfragen
zu genügen,
ist es notwendig, eine Antriebs- bzw. Ansteuerfrequenz für die Flüssigkristallvorrichtung
zu erhöhen,
um dadurch einer Reduktion des Kontrastverhältnisses, das von der Bildantwort
resultiert, vorzubeugen. Jedoch tendiert die Leistungsverbrauchsrate
der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
dazu, mit einem Anstieg der Ansteuerfrequenz anzusteigen. Derartig
schlechte Arbeitsumgebungen erzeugen einen Faktor, daß die Vorrichtung
keine ausreichende Verwendbarkeit besitzt.
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Aus
der Druckschrift
JP 07-049668 ist
eine einfache Flüssigkristall-Matrixanzeigevorrichtung
bekannt, bei der eine Gruppe von Reihenelektroden gleichzeitig ausgewählt werden
kann, und wobei die Anzahl der Reihenelektroden in der Gruppe der
Reihenelektroden nicht einer Wurzel der Gesamtanzahl von Reihenelektroden
entspricht. Weiterhin ist daraus bekannt, dass die Verändern eines
Vorspannungsverhältnis
mit Hilfe eines APT-Verfahrens erfolgt.
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Aus
der Druckschrift
WO 95/27972 ist
ein Verfahren zum Betreiben einer Anzeigevorrichtung mit Reihenelektroden
und Spaltenelektroden bekannt, wobei eine Anzahl von Reihenelektroden
gleichzeitig ausgewählt
wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Als
ein Ergebnis von umfassenden Studien, um die oben beschriebenen
Probleme zu eliminieren, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung
gefunden, daß,
wenn eine MLA-Ansteuerung gegen die Reduktion der Sichtbarkeit verwendet
wird und die MLA-Ansteuerung unter einer Bedingung von L ≠ √M durchgeführt wird,
eine Spannungsdifferenz zwischen der maximalen Spaltenspannung und
der Reihenspannung bei dem optimalen Vorbelastungs- bzw. Vormagnetisierungs-Vorspannungsverhältnis, bei
welchem ein effektives Spannungsverhältnis in einer EIN-Anzeigezeit
und einer AUS-Anzeigezeit das Maximum wird, gebildet wird und daß in einem
Graph bzw. einer Darstellung mit einer Abszisse, welche das Verhältnis einer
effektiven Spannung in einer EIN-Anzeigezeit zu einer effektiven
Spannung einer einer AUS-Anzeigezeit darstellt, und einer Ordinate,
welche die Antriebsspannung darstellt, die notwendig ist, um die
Flüssigkristallelemente
anzutreiben bzw. anzusteuern, wenn entweder die maximale Spaltenspannung
oder die Abtastspannung erhöht wird,
die andere verringert wird, worin die maximale Spaltenspannung mit
der Abtastspannung bei einem Vorspannungsverhältnis ungleich dem maximalen
Vorspannungsverhältnis
zusammenfällt
und an welchem Punkt die Ansteuerspannung das Minimum wird, und
daß das
Minimum-Vorspannungsverhältnis existiert,
welches niedriger bzw. kleiner als die Ansteuerspannung zu der Zeit
der optimalen Vorspannung ist, und auf diese Weise wurde die vorliegende
Erfindung getätigt.
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Es
ist ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zum Ansteuern einer einfachen Matrix-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, welches eine Leistungsverbrauchsrate im Vergleich mit
einem Ansteuer- bzw. Antriebsverfahren, das das konventionelle MLA-Ansteuersystem
verwendet, verringern kann, während
das Verhältnis
einer effektiven Spannung in einer EIN-Anzeigezeit zu einer effektiven
Spannung in einer AUS-Anzeigezeit sichergestellt werden kann.
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Weiters
ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zum Ansteuern einer einfachen Matrix-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, welche praktisch unter Verwendung einer Batterie, wie
einer Knopfbatterie, angetrieben bzw. angesteuert werden kann und
welche einen Grad einer Integration für eine Ansteuerschaltung für die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
erhöhen
kann, indem eine Standardlogik-Verarbeitungs- bzw. -Prozeßvorrichtung
verwendet wird.
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In Übereinstimmung
mit dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Mehrfachzeilen-Adressieransteuerung
mit einer Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihenelektroden durchgeführt, um
L ≠ √M zur Verfügung zu
stellen, worin M die Gesamtanzahl von Reihenelektroden zum Ansteuern
eines Anzeigebereichs darstellt und L die Anzahl von gleichzeitig
ausgewählten
Reihenelektroden darstellt, worin ein Ansteuern bzw. Antreiben bei
einem Vorspannungsverhältnis
durchgeführt
ist, welches zu dem Minimium-Vorspannungsverhältnis abweicht, bei welchem
eine Ansteuerspannung das Minimum in bezug auf das optimale Vorspannungsverhältnis BOPT ist, bei welchem ein Verhältnis eines
effektiven Spannungswerts in einer EIN-Anzeigezeit zu einem effektiven
Spannungswert in einer AUS-Anzeigezeigt das Maximum ist.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem obengenannten, ersten
Aspekt der Anzeigebereich bzw. die Anzeigefläche in Untergruppen geteilt,
die jeweils L Zeilen umfassen; werden Spaltenelemente, gewählt in einer
orthogonalen Matrix von L Zeilen, zusammengesetzt aus +1 und –1, entsprechend
jeder Zeile der Untergruppen zusammengestellt; werden Reihenspannungsniveaus,
wo +1 +VR entspricht und –1 –VR entspricht,
an jede Reihenelektrode der Untergruppen angelegt; werden innere
Produkte von einer Anzahl L von Spaltendatenelementen erhalten,
die einen Wert von –1
in einer EIN-Anzeigezeit oder +1 in einer AUS-Zeit aufweisen, welche
eine bestimmte Reihenelektrode und Spaltenelemente in der orthogonalen
Matrix von L Zeilen schneiden; werden vorbestimmte Spaltenspannungen
im Verhältnis
zu den inneren Produkten an die Spaltenelektroden synchron mit den
Reihenelektroden angelegt, und erfüllt ein Vorspannungsverhältnis BX, das durch VR/VC gegeben ist, worin VC
die maximale Spaltenspannung darstellt, 1 ≤ BX ≤ BOPT.
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Gemäß dem dritten
Aspekt der vorliegenden Erfindung werden in dem ersten oder zweiten
Aspekt 0,3√M ≤ L ≤ 2√M und 0,3BOPT ≤ BX ≤ 0,9BOPT erfüllt.
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Gemäß dem vierten
Aspekt der vorliegenden Erfindung werden in dem ersten oder zweiten
Aspekt 40 ≤ M ≤ 100 und BX ≤ 0,7BOPT erfüllt.
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Gemäß dem fünften Aspekt
der vorliegenden Erfindung wird in dem ersten oder zweiten Aspekt
BX = 1 erfüllt.
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Gemäß dem sechsten
Aspekt der vorliegenden Erfindung werden in dem ersten, zweiten,
dritten, vierten oder fünften
Aspekt M = 20 – 40
und L = 4 erfüllt.
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In Übereinstimmung
mit dem siebenten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Mehrfachzeilen-Adressieransteuerung
mit einer Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihenelektroden ausgeführt, um √(M/L·(L + D)) ≠ N zur Verfügung zu
stellen, worin M die Gesamtanzahl von Reihenelektroden zum Ansteuern eines
Anzeigebereichs repräsentiert,
L die Zahl von gleichzeitig ausgewählten Reihenelektroden repräsentiert, D
die Anzahl von Attrappenreihenelektroden repräsentiert und N die maximale
Vergrößerungsleistung
einer Ein heitsspaltenspannung repräsentiert, die durch eine vorbestimmte
Matrixberechnung, basierend auf Anzeigedaten und Abtastspannungen,
die an die Reihenelektroden angelegt sind, erhalten wird, worin
die Ansteuerung bei einem Ansteuervorspannungsverhältnis durchgeführt wird,
welches zu dem minimalen Vorspannungsverhältnis abweicht, bei welchem
eine Ansteuerspannung das Minimum in bezug auf das optimale Vorspannungsverhältnis BOPT ist, bei welchem ein Verhältnis von
einem effektiven Spannungswert in einer EIN-Anzeigezeit zu einem
effektiven Spannungswert in einer AUS-Anzeigezeit das Maximum ist.
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Gemäß dem achten
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in dem siebenten Aspekt der
Anzeigebereich in Untergruppen geteilt, die jeweils L Zeilen umfassen;
werden Spaltenelemente, gewählt
in einer orthogonalen Matrix von L + D Zeilen, zusammengesetzt aus
+1 und –1,
entsprechend jeder Zeile der Untergruppen gebildet; werden Reihenspannungsniveaus,
worin +1 +VR entspricht und –1 –VR entspricht,
an jede Reihenelektrode der Untergruppen angelegt; werden eine Anzahl
L von Spaltendatenelementen, die eine bestimmte Reihenelektrode
schneiden, als –1
in einer EIN-Anzeigezeit oder +1 in einer AUS-Zeit dargestellt und
wird eine Anzahl D von Attrappendaten entsprechend den Spaltendatenelementen
gebildet, um eine Anzahl L + D von Spaltendatenelementen herzustellen;
werden innere Produkte aus derartigen Spaltendatenelementen und Spaltenelementen
in der orthogonalen Matrix von L + D Zeilen erhalten; werden vorbestimmte
Spaltenspannungen im Verhältnis
zu den inneren Produkten an die Spaltenelektroden synchron mit den
Reihenelektroden angelegt; wird L, welches √(M/L·(L + D)) ≠ N erfüllt, worin
N den Maximalwert der inneren Produkte darstellt, verwendet und
erfüllt
ein Vorspannungsverhältnis
BX, das durch VR/VC gegeben ist, worin VC
die maximale Spaltenspannung darstellt, 1 ≤ BX < BOPT.
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Gemäß dem neunten
Aspekt der vorliegenden Erfindung werden in dem siebenten oder achten
Aspekt 0,3√M ≤ L + D ≤ 2√M und 0,3BOPT ≤ BX ≤ 0,9BOPT erfüllt.
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Gemäß dem zehnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dem siebenten, achten
oder neunten Aspekt D/(D + L) < 0,5
erfüllt.
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Gemäß dem elften
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird in dem achten Aspekt BX = 1 erfüllt.
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Gemäß dem zwölften Aspekt
der vorliegenden Erfindung werden in dem siebenten, achten, neunten oder
zehnten Aspekt 20 ≤ M ≤ 80, L = 6
und D = 2 erfüllt.
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Gemäß dem dreizehnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung werden in dem siebenten, achten,
neunten oder zehnten Aspekt 40 ≤ M ≤ 100 und B ≤ 0,7BOPT erfüllt.
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Gemäß dem vierzehnten
Aspekt der vorliegenden Erfindung werden in dem ersten, zweiten,
dritten, vierten, fünften,
sechsten, siebenten, achten, neunten, zehnten oder elften Aspekt
24 ≤ M ≤ 40 und B ≤ 0,75BOPT erfüllt.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird eine Mehrfachzeilen-Adressieransteuerung mit
einer Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihenelektroden ausgeführt, um
L ≠ √M zur Verfügung zu
stellen, worin M die Gesamtanzahl von Reihenelektroden für ein Ansteuern
eines Anzeigebereichs bzw. einer Anzeigefläche darstellt und L die Anzahl
von gleichzeitig gewählten
Reihenelektroden darstellt, worin ein Ansteuern mit einem Ansteuervorspannungsverhältnis durchgeführt wird,
welches zu dem Minimumvorspannungsverhältnis abweicht, bei welchem
eine Ansteuerspannung das Minimum bei VR/VC = 1 in bezug auf das
optimale Vorspannungsverhältnis
ist, bei welchem ein EIN/AUS-Verhältnis das Maximum ist. Dementsprechend ist
eine niedrige Ansteuerspannung im Vergleich mit dem üblichen
Fall erhältlich,
wo ein Ansteuern bzw. Antreiben durch ein MLA-System durchgeführt wird
mit L = √M,
während
die Reduktion der Bildqualität
verhindert ist und ein praktikables EIN/AUS-Verhältnis aufrecht erhalten werden
kann. So wird eine Niedrigspannungsansteuerung durchgeführt, was
in dem konventionellen Ansteuersystem unmöglich war.
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Weiters
kann in der vorliegenden Erfindung, da das Ansteuern mit dem Minimumvorspannungsverhältnis (VR/VC)
= 1 durchgeführt
wird, ein Teil der Spaltenspannungsniveaus und ein Spannungsniveau,
das an die Reihenelektroden angelegt ist, gemeinsam verwendet werden,
und die Anzahl der Spannungsniveaus, die notwendig sind, um den
Flüssigkristall
anzusteuern, kann reduziert werden. Damit kann die Leistungsquellen-Spannungsschaltung
zur Bildung von Spannungsniveaus vereinfacht werden und es sind
eine Kostenreduktion und einer niedrigerer Leistungsverbrauch erreichbar.
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Insbesondere
wenn Dummy- oder Attrappenreihen verwendet werden, wird eine Vielfachzeilen-Adressieransteuerung
mit einer Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihenelektroden ausgeführt, um √(M/L·(L + D)) ≠ N zur Verfügung zu
stellen, worin D die Anzahl der Attrappenreihen repräsentiert
und N die maximale Vergrößerungsleistung
einer Einheitsspaltenspannung darstellt, die durch eine vorbestimmte
Matrixberechnung basierend auf Display- bzw. Anzeigedaten und Abtastspannungen,
die an die Reihenelektroden angelegt sind, erhalten wird. In diesem
Fall kann, wenn das Ansteuern bei einem Vorspannungsverhältnis von
VR/VC durchgeführt
wird, welches zu dem Minimumvorspannungsverhältnis abweicht, bei welchem
eine Antriebsspannung das Minimum in bezug auf das optimale Vorspannungsverhältnis ist,
bei welchem das EIN/AUS-Verhältnis
das Maximum ist, derselbe Effekt erwartet werden. Weiters kann in
diesem Fall unter Verwendung von Attrappendaten die Relation bzw.
der Zusammenhang zwischen Bilddaten und Spaltenspannung bestimmt
werden, um nicht eine Spaltenspannungsserie, enthaltend die maximale
Spaltenspannung, verwenden zu müssen.
In diesem Fall ist, wenn eine Selektion an derselben, simultan ausgewählten Anzahl
L wiederholt wird, der Effekt für ein
Absenken der Ansteuerspannung im Vergleich mit einem Fall ohne Verwendung
von Attrappenreihen erreichbar. Weiters kann aus dem oben beschriebenen
Grund die Anzahl der Spaltenspannungsniveaus reduziert werden und
dementsprechend kann die Leistungsquellen-Spannungsschaltung vereinfacht
werden und eine Reduktion von Kosten und ein geringer Leistungsverbrauch
können
realisiert werden.
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Da
weiters das Ansteuern bzw. Antreiben mit einer Anzahl L von gleichzeitig
ausgewählten
Reihen, welche 0,3√M ≤ L ≤ 2√M erfüllt, und
bei einem Vorspannungsverhältnis
in einem Bereich des 0,3-Fachen bis 0,9-Fachen des optimalen Spannungsverhältnisses
durchgeführt
wird, kann ein vorbestimmtes EIN/AUS-Verhältnis
unabhängig
von der Gesamtanzahl von Elektroden für den Anzeigebereich sichergestellt
werden und das Ansteuern wird mit einer niedrigen Antriebsspannung
durchgeführt,
was in dem konventionellen MLA-System unmöglich zu realisieren war.
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Insbesondere
kann, wenn die Gesamtanzahl von Reihenelektroden für den Anzeigebereich
20–100
ist und ein Antreiben bzw. Ansteuern mit einer simultan ausgewählten Anzahl
von 4 bei dem Minimumvorspannungsverhältnis (VR/VC) = 1 ausgeführt wird,
die Anzahl von Spannungsniveaus, die notwendig sind, um den Flüssigkristall
anzusteuern, zusätzlich
zu dem Effekt einer Absenkung der Spannung reduziert werden; es
ist der Leistungsquellen-Spannungsschaltkreis für die Ausbildung von Spannungsniveaus
vereinfacht und eine Reduktion von Kosten und ein niedriger Leistungsverbrauch
sind erhältlich.
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Bei
der Verwendung von Attrappenreihen sollte weiters eine Anzahl von
Attrappenreihen, die D/(D + L) < 0,5
erfüllt,
für den
Antrieb verwendet werden. Es besteht die Tendenz, das EIN/AUS-Verhältnis mit
einem Anstieg der Anzahl von Attrappenreihen in einem Fall eines
Antreibens bzw. Ansteuerns unter Verwendung einer selben, gleichzeitig
ausgewählten
Anzahl und eines selben Vorspannungsverhältnisses abzusenken. In einem
derartigen Bereich besteht jedoch keine Möglichkeit, als Absenkung bzw.
Verringerung der Anzeigenqualität
erkannt zu werden. Weiters ist das Absenken der Spannung erreichbar.
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Insbesondere
kann, wenn das Ansteuern mit einer Gesamtanzahl von Reihenelektroden
des Anzeigebereichs von 20–80
einer gleichzeitig ausgewählten
Anzahl von 6 und einer Attrappenreihenanzahl von 2 durchgeführt wird,
das Spaltenspannungsniveau zusätzlich
zu einem bemerkenswerten Effekt einer Absenkung der Spannung reduziert
werden, wodurch der Leistungsquellen-Spannungsschaltkreis vereinfacht
werden kann. Weiters werden eine Absenkung von Kosten und ein niedriger
Leistungsverbrauch realisiert.
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Auf
der Basis der oben beschriebenen Erfindungen ist es, wenn ein Ansteuern
unter den Bedingungen durchgeführt
wird, daß die
Gesamtzahl der Reihenelektroden für den Anzeigebereich 40–100 ist,
und ein Vorspannungsverhältnis
für die
Ansteuerung verwendet wird, welches nicht mehr als das 0,7-Fache
des optimalen Vorspannungsverhältnisses
ist, ausreichend, mit einer Leistungsquellenspannung von 5,5 V oder
niedriger zu arbeiten. Dementsprechend ist es anders als bei dem üblichen
Ansteuerverfahren möglich,
eine Leistungsquelle zu bilden mit einer Spannung, die zweifach
erhöht
ist, selbst wenn eine Knopfbatterie für die Ansteuerung verwendet
wird, und eine spezielle Reduktion der Leistungsaufnahme ist erreichbar.
Da ein Verhältnis
der Leistungsquellenspannung zu dem maximalen Wert der Spaltenspannung
und der Reihenspannung, die dem Flüssigkristall geliefert wird,
gering ist, kann weiters ein Ansteuerschaltkreis für die Flüssigkristallvorrichtung mit
einem Standardlogikverfahren gebildet werden.
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Wenn
ein Ansteuern unter den Bedingungen durchgeführt wird, daß die Anzahl
der Gesamtanzahl der Reihenelektroden für den Anzeigebereich 40–100 ist,
und ein Vorspannungsverhältnis,
welches nicht mehr als das 0,6-Fache des optimalen Vorspannungsverhältnisses
ist, für
das Ansteuern verwendet wird, ist es weiters ausreichend, mit einer
Leistungsquellenspannung von 5,0 V oder niedriger zu arbeiten. Dementsprechend kann
ein ausreichender Spielraum sichergestellt werden, selbst wenn eine
Temperaturänderung
vorliegt. Daher kann ein Standardlogikprozeß für das Ausbilden einer Ansteuerschaltung
für die
Flüssigkristallvorrichtung verwendet
werden, um einen stabilen Betrieb zusätzlich zu der Möglichkeit
einer Verwendung einer Knopfbatterie als Ansteuerung zu erhalten.
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Wenn
das Ansteuern unter den Bedingungen durchgeführt wird, daß die Gesamtanzahl
der Reihenelektroden für
den Anzeigebereich 24–40
ist, und ein Vorspannungsverhältnis,
welches nicht größer als
das 0,75-Fache des optimalen Vorspannungsverhältnisses ist, für die Ansteuerung
verwendet wird, ist es weiters ausreichend, mit einer Antriebsspannung
von 3,3 V oder niedriger zu arbeiten. Dementsprechend kann eine Knopfbatterie
für eine
direkte Ansteuerung verwendet werden und die Struktur der Vorrichtung
kann beispielsweise durch die Eliminierung einer Spannungserhöhungsschaltung
vereinfacht werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
und ihre peripheren Abschnitte bzw. Zusatzbereiche gemäß einer
Ausbildung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
ein Diagramm, das eine MLA-Spannungswellenform und eine IAPT-Spannungswellenform zeigt;
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3 ist
ein Diagramm, das einen Zusammenhang einer Ansteuerspannung zu einem
EIN/AUS-Verhältnis
in verschiedenen Ansteuersystemen zeigt;
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4 ist
ein Diagramm, das zeigt, daß Dummy-
bzw. Attrappendaten zu aktuellen Anzeigedaten des MLA-Ansteuersystem
hinzugefügt
werden;
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5 ist
ein Diagramm, das Kurven einer Abtastspannung und Spaltenspannung
zeigt, wenn ein Zusammenhang einer Gesamtanzahl von Reihenelektroden
und einer gleichzeitig ausgewählten
Anzahl im MLA-System geändert
werden;
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6 ist
ein Diagramm, das ein Ergebnis einer Simulation zum Ansteuern der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
gemäß der dritten
Ausbildung der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Diagramm, das einen Spannungsabsenkungseffekt an einem IAPT-Verfahren
in jedem der Systeme zeigt;
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8 ist
ein Diagramm, das ein Ergebnis einer Simulation zum Ansteuern der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
gemäß der vierten
Ausbildung der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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9 ist
ein Diagramm, das einen Spannungsabsenkungseffekt an dem IAPT-Verfahren
in jedem der Systeme zeigt.
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Beste Art zur Ausführung der
Erfindung
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Bevorzugte
Ausbildungen der vorliegenden Erfindung werden beschrieben.
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AUSBILDUNG 1
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1 ist
ein strukturelles Diagramm, das eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
und ihrer Peripherievorrichtungen gemäß der ersten Ausbildung der
vorliegenden Erfindung. In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 eine einfache Matrix-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
(eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung),
umfassend eine Mehrzahl von Flüssigkristall-Anzeigeelementen,
die in einer Matrixform angeordnet sind, ein Mehrzahl von Reihenelektroden,
die entlang einer Richtung einer Anordnung der Flüssigkristall-Anzeigelemente
angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Spaltenelektroden, die entlang
der anderen Richtung der Anordnung der Flüssigkristall-Anzeigeelemente
angeordnet sind, worin ein Grad der Helligkeit von jedem Flüssigkristall-Anzeigeelement
als Antwort auf eine gemittelte, effektive Spannung, die über eine
Reihenelektrode und eine Spaltenelektrode während einer effizienten Spannungsantwortzeit
des Flüssigkristallelements
angelegt wird, gesteuert bzw. geregelt werden kann; bezeichnet Bezugszeichen 2 eine
Reihenelektrodenansteuerung zum Anlegen von Scan- bzw. Abtastspannungen
an die Mehrzahl von Reihenelektroden für jede Gruppe, bestehend aus
einer vorbestimmten Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihenelektroden;
bezeichnet Bezugszeichen 3 eine Spaltenelektrodenansteuerung
zum Anlegen von Spaltenspannungen an die Mehrzahl von Spaltenelektroden
in Synchronisation mit dem Anlegen der Abtastspannungen; bezeichnet
Bezugszeichen 4 einen Eingabekanal, an welchen auf jedem
der Flüssigkristallelemente
anzuzeigende Bilddaten sukzessive eingegeben werden; bezeichnet
Bezugszeichen 5 einen Speicher zum Speichern der Bilddaten
in einem Zustand entsprechend der Matrix; bezeichnet Bezugszeichen 6 einen
Ausgabekanal zum Lesen der Bilddaten als eine Bildmatrix-Information
für jede
Gruppe der gleichzeitig ausgewählten
Reihenelektroden aus dem Speicher; bezeichnet Bezugszeichen 7 eine
Abtastspannungsmatrix-Ausgabeschaltung zum Ausgeben einer Abtastspannungsmatrix-Information,
die an die gleichzeitig ausgewählten
Reihenelektroden anzulegen ist; bezeichnet Bezugszeichen 8 eine
Spaltenspannungsmatrix-Bildungsschaltung zum Durchführen von
Matrixoperationen basierend auf der Abtastspannungsmatrix-Information und der
Bildmatrix-Information, um ein Ergebnis als eine Spaltenspannungs-Matrixinformation
auszugeben; und bezeichnet Bezugszeichen 9 eine Zeitgeber-Erzeugungsschaltung
zur Synchronisation der Arbeitsweise der anderen Schaltungen bzw.
Schaltkreise.
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Die
Arbeitsweise wird beschrieben.
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Die
Bilddaten, die als seriell angeordnete Daten in den Eingabekanal 4 eingegeben
werden, werden sukzessive bzw. aufeinanderfolgend in dem Speicher
in einem Zustand gespeichert, der der Matrix der Flüssigkristallelemente
entspricht, und dann werden sie als Bildmatrix-Information für jede simultan
ausgebildete Reihenelektrodengruppe durch die Ausgabeansteuerung
bzw. den Ausgabetreiber ausgegeben. Synchron damit wird eine Spaltenspannungsmattrix-Information
von dem Abtastspannungsmatrix-Ausgabeschaltkreis 7 zu der
Reihenelektrodenansteuerung 2 und der Spaltenelektrodenmatrix-Erzeugungsschaltung 8 ausgegeben. Der
Spaltenspannungsmatrix-Bildungsschaltkreis 8 führt Matrixoperationen
basierend auf der Abtastspannungsmatrix-Information und der Bildmatrix-Information
durch, um ein Ergebnis zu erhalten, welches als eine Spaltenspannungsmatrix-Information
an die Spaltenelektrodenansteuerung 3 ausgegeben ist. Synchron
damit legt die Reihenelektrodenansteuerung 2 an die gleichzeitig
gewählten
Reihenelektrodengruppen Scan- bzw. Abtastspannungen in Übereinstimmung
mit der Abtastspannungsmatrix an, legt die Spaltenelektrodenansteuerung 3 an
eine Vielzahl von Spaltenelektroden Spaltenspannungen in Übereinstimmung
mit der Spaltenspannungsmatrix. Der oben beschriebene Vorgang wird
wiederholt. Wenn die Abtastspannungen in Übereinstimmung mit der Abtastspannungsmatrix
an alle der Reihenelektroden angelegt werden, wird ein Grad der
Helligkeit an jedem Flüssigkristallelement
als Antwort auf eine effektive Spannung, die während einer Zeit, in welcher die
wiederholten Vorgänge
beendet sind (nachfolgend als eine Bild- bzw. Rahmenperiode bezeichnet), gesteuert
bzw. geregelt, wodurch eine Abbildungsbildbasis auf den Bilddaten
auf der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung 1 angezeigt
wird.
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Ein
konkreteres Beispiel wird beschrieben. Formel 1 zeigt die oben beschriebene
Abtastspannungmatrix, worin ”+1” +VR entspricht und ”–1” –VR entspricht.
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Die
Matrix, wie sie gezeigt ist, wird als eine Hadamard'sche Matrix von vier
Reihen vier Spalten (eine orthogonale Matrix) bezeichnet. Formel
2 zeigt die erste Bildmatrix und Formel 3 zeigt die zweite Bildmatrix, worin ”–1” beispielsweise
einer EIN-Anzeige entspricht und in diesem Fall ”1” einer AUS-Anzeige entspricht. Formel
4 zeigt eine Spaltenspannungsmatrix in Übereinstimmung mit der Formel
2 und Formel 5 zeigt eine Spaltenspannungsmatrix in Übereinstimmung
mit der Formel 3. In den Formeln zeigen ”0”, ”2”, ”4”, ”–2” und ”–4” jeweils eine Vergrößerungsleistung
einer Einheitsspaltenspannung. An jede Reihenelektrode wird eine Spannung,
die durch Multiplizieren der Einheitsspaltenspannung mit einer der
Multiplikatorleistungen erhalten wird, angelegt, vorausgesetzt,
daß in
diesem Fall die maximale Vergrößerungsleistung
(N) 4 ist.
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Die
in diesen Matrizen gezeigten Spannungen werden an eine gleichzeitig
ausgewählte
Reihenelektrodengruppe und vorbestimmte Spaltenelektroden in einer
derartigen Weise angelegt, daß ”zuerst
Spannungen, die in der ersten Spalte in der Abtastspannungsmatrix
gezeigt sind, angelegt werden und zur gleichen Zeit die erste Reihe
der Spaltenspannungsmatrix angelegt ist, und dann Spannungen, die
in der zweiten Spalte in der Abtastspannungsmatrix gezeigt sind,
angelegt werden und zur gleichen Zeit die zweite Reihe der Spaltenspannungsmatrix
angelegt wird, ...”.
Die oben beschriebenen Arbeitsweisen bzw. Vorgänge werden für alle Matrixelemente
wiederholt, wodurch eine mittlere, effektive Spannung in Antwort
auf die Bildmatrix an jedes der vier Flüssigkristallelemente angelegt
wird, so daß das
Flüssigkristallelement
gesteuert bzw. geregelt ist, um einen Grad an Helligkeit entsprechend
der mittleren bzw. durchschnittlichen, effektiven Spannung aufzuweisen.
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Die
mittlere, effektive Spannung ist so bestimmt, daß eine effektive Antwortzeit
für das
Flüssigkristallelement
allgemein mit der oben beschriebene Periode für ein Bild zusammenfällt, d.
h. mittlere, effektive Spannung pro Bild- bzw. Rahmenperiode.
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-
-
In
Ausbildung 1, die die oben beschriebene Basisstruktur aufweist,
wurde das Verhältnis
bzw. der Zusammenhang zwischen einer zugeführten Spannung, die für die Spaltenelektrodenansteuerung
und die Reihenelektrodenansteuerung erforderlich ist, unter den
Bedingungen, die unten beschrieben sind, und dem Verhältnis einer
effektiven Spannung in einer EIN-Anzeigezeit zu einer effektiven
Spannung in einer AUS-Anzeigezeit der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
(nachfolgend als ein EIN/AUS-Verhältnis bezeichnet) überprüft bzw.
untersucht. Die Bedingungen waren derart, daß die Anzahl L von gleichzeitig
ausgewählten
Reihenelektroden 4 war und die Gesamtanzahl M von Reihenelektroden,
die in dem Spaltenspannungsmatrix-Bildungsschaltkreis eingestellt
waren, 32 war. Weiters enthielt die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
STN-Flüssigkristallelemente,
die einen Twist- bzw. Verdrehungswinkel von 240°, eine Brechungsindex-Anisotropie
von 0,145 und eine dielektrische Anisotropie von +24,7 aufwiesen,
welche in einer Punktmatrix von 32 Reihen × 240 Spalten angeordnet waren.
In der Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung
war eine effektive Spannung, die für ein gleichzeitiges Antreiben
bzw. Ansteuern von allen Reihenelektroden notwendig war, um ein
EIN-Anzeige zur Verfügung
zu stellen, 1,2 V.
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Konkrete
Wellenformen, die in dem MLA-Verfahren angewandt wurden, sind in
den 2(a) und 2(b) gezeigt.
Die Spannungswellenform einer Reihenelektrode in 2(a) hat
+VR entsprechend +1 und –VR
entsprechend –1
gemäß den Elementen
einer orthogonalen Matrix und eine Spannungsamplitude von 2VR, die 0
als das Zentrum aufweist. Die Spannungswellenform der Spaltenelektrode
in 2(b) hat eine angelegte Spannung
im Verhältnis
zu einem inneren Produkt von einem Element der orthogonalen Matrix
und einem Anzeigeelement. In dem MLA-Ansteuerverfahren in der Figur (wo L
= 4), wenn eine Spannung entsprechend 4 als der Maximalwert als
ein Ergebnis der Berechnung durch +VC dargestellt ist, hat die Spaltenspannung
eine Spannungsamplitude von 2VC mit 0 als dem Zentrum. Aus dem Obigen
sollte eine Leistungsquellenspannung, die erforderlich ist, um den
Flüssigkristall
anzusteuern (oder eine Ansteuerspannung), eine Leistungsquellenamplitude
von 2VR oder 2VC aufweisen, welche immer größer ist.
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Konkrete
Wellenformen, die für
eine Zeilen-folgende Ansteuerung angewandt werden (nachfolgend als
ein IAPT-Ansteuerverfahren bezeichnet), sind in den 2(c) und 2(d) gezeigt. Um den Flüssigkristall anzusteuern, ist
eine Leistungsquellenspannung, die eine Spannungsamplitude von VR
+ VC aufweist, welche für
das IAPT-Verfahren erforderlich ist, notwendig.
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3 ist
ein Diagramm, das die Zusammenhänge
zwischen einem Verhältnis
einer effektiven Spannung in einer EIN-Anzeigezeit zu einer effektiven
Spannung in einer AUS-Anzeigezeit und einer Ansteuerspannung in
mehreren Ansteuersystemen zeigt, worin das Verhältnis einer Reihenspannung
VR zu der maximalen Spaltenspannung VC (nachfolgend als ein Ansteuervorspannungsverhältnis =
VR/VC bezeichnet) graduell verändert
wird. In der Figur zeigt MLA (L = 4, M = 32) eine Kurve, die in
der Ausbildung 1 erhalten wird; MLA (L = 6, D = 2, M = 36, N = 4)
zeigt eine Kurve, die in Ausbildung 2 erhalten wird; IAPT (M = 32)
zeigt eine Kurve, die in der vergleichenden Ausbildung 1 erhalten
wurde; und MLA (L = 6, M = 36) zeigt eine Kurve, die in der vergleichenden
Ausbildung 2 erhalten wurde.
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Wie
dies aus dieser vergleichenden Figur offensichtlich ist, erstreckt
sich die Kurve entsprechend Ausbildung 1 der vorliegenden Erfindung
in einem unteren, rechten Bereich im Vergleich zu den Kurven der
vergleichenden Ausbildungen bzw. Vergleichsausführungsformen 1 und 2, woraus
verstanden wird, daß sie
dasselbe EIN/AUS-Verhältnis
wie die vergleichenden Ausbildungen 1 und 2 aufweist, und es möglich ist,
die Flüssigkristallelemente
mit einer niedrigeren Ansteuerspannung als die dieser vergleichenden
Ausbildungen anzusteuern. Insbesondere ist es einerseits möglich, die
Vorrichtung mit einer niedrigeren Ansteuerspannung bei einem Betriebs-
bzw. Ansteuervorspannungsverhältnis
(driving biss ratio) anzutreiben, welches höher als VR/VC = 1 ist, bei
welchem die Ansteuerspannung das Minimum ist und welches niedriger
als das optimale Vorspannungsverhältnis (biss ratio) ist, und
andererseits ein hohes EIN/AUS-Verhältnis im Vergleich mit einem Vorspannungsverhältnis zur
Verfügung
zu stellen, welches niedriger als das Minimumvorspannungsverhältnis VR/VC
= 1 ist, wodurch dieselbe Anzeige wie bei dem konventionellen MLA-Ansteuersystem
erhalten werden kann. Wenn weiters das Ansteuern bei dem Minimumvorspannungsverhältnis VR/VC
= 1 durchgeführt
wird, kann ein Teil der Spaltenspannungsniveaus und Spannungsniveaus,
die an Reihenelektroden anzulegen sind, gemeinsam verwendet werden
und das Spannungsniveau, welches notwendig ist, um die Flüssigkristalle
anzusteuern, kann abgesenkt werden. Mit derartigen Maßnahmen
ist der Leistungsquellen-Spannungsschaltkreis für das Ausbilden eines Spannungsniveaus
vereinfacht und eine Kostenreduktion und ein niedriger Leistungsverbrauch
können
realisiert werden.
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AUSBILDUNG 2
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Es
wurde eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
worin die Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihenelektroden 6 war;
die Gesamtanzahl M von Reihenelektroden, die durch den Spaltenspannungsmatrix-Bildungsschaltkreis
gesetzt war, 36 war; und zwei Dummy- bzw. Attrappenreihen D, welche
nicht in dem Anzeigebereich existieren, für jede der gleichzeitig ausgewählten Gruppen
zur Verfügung
gestellt wurden, hergestellt. Dann wurden Daten an der Spaltenspannungsmatrix
eingestellt, so daß die
maximale Vergrößerungsleistung
N der Spaltenspannungen höchstens
4 betrug.
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Dies
wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
Die Gesamtanzahl von Reihenelektroden 36 wird in Untergruppen
unterteilt, die jeweils 6 Reihen umfassen, und eine Hadamard'sche Matrix von 8
Reihen und 8 Spalten als eine orthogonale Matrix wird gebildet.
An jeder Untergruppe werden alle Spaltenvektoren in der Hadamard'schen Matrix einmal
angewandt. Auf die Reihenelektroden werden 6 Zeilen in der achtreihigen,
orthogonalen Matrix an die aktuellen Elektroden entsprechend den
Polaritäten
angewandt. Auf die Spaltenelektroden werden Spaltenvektoren in der
orthogonalen Matrix und Spannungen in Antwort auf innere Produkte der
Anzeigendaten angewandt. Ein Ergebnis der Berechnung von 6 aktuellen
Daten ist in 4(a) gezeigt. Wenn 2
Attrappendaten geeignet zusätzlich
zu den 6 aktuellen Daten bestimmt werden, ist ein Ergebnis der Berechnung
in 4(b) gezeigt. In dem Ergebnis der
Berechnung an den 6 aktuellen Daten sind 7 Spannungsniveaus: 6,
4, 2, 0, –2, –4 und –6 in Antwort
auf die Anzeigedaten erforderlich. Wenn die Berechnung mit zwei Attrappendaten
zusätzlich
zu den 6 aktuellen Daten durchgeführt wird, sind jedoch nur drei
Spannungsniveaus 4, 0 und –4
erforderlich. Selbst wenn die 6 aktuellen Daten verändert werden,
kann weiters ein Ergebnis der Berechnung mit 3 Werten: 4, 0 und –4 durch Ändern der
Attrappendaten als Antwort auf die aktuellen Daten gegeben werden.
Wie oben beschrieben, ist es möglich,
die Anzahl von notwendigen Spaltenspannungsniveaus unter Verwendung
von Attrappendaten in Antwort auf aktuelle Daten im Vergleich mit
einem Fall ohne Verwendung von Attrappendaten zu reduzieren. Lediglich
die Verwendung dieses Verfahrens impliziert nämlich, daß die Leistungsquellen-Spannungsschaltung
zur Ausbildung von Spannungsniveaus vereinfacht werden kann und
eine Kostenreduktion und ein niedriger Leistungsverbrauch realisiert
werden können.
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4
Reihen unter 36 Reihen sind nicht tatsächlich auf die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
angewandt.
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Die
Struktur, außer
der oben beschriebenen, ist dieselbe wie jene von Ausbildung 1 und
die Beschreibung dafür
ist daher weggelassen.
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Ein
durch diese Verfahrensweise erhaltenes Ergebnis ist in 3 gezeigt.
Wie dies aus der Figur klar ist, ist in der Kurve entsprechend der
Ausbildung 2 das minimale Vorspannungsverhältnis durch eine weiter erniedrigte
Ansteuerspannung (2,79 V) im Vergleich zu dem Fall der Ausbildung
1 gebildet und das EIN/AUS-Verhältnis zu
dieser Zeit ist 1,132. Dementsprechend ist es möglich, dieselbe Funktion, wie
in Ausbildung 1 und ein praktisch verwendbares EIN/AUS-Verhältnis zur Verfügung zu
stellen, während
das Antreiben bzw. Ansteuern mit einer weiter erniedrigten Ansteuerspannung
als jene von Ausbildung 1 durchgeführt werden kann.
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VERGLEICHENDE AUSBILDUNG 1
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Die
Konstruktion der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
ist dieselbe wie jene von Ausbildung 1 mit der Ausnahme, daß sie adaptiert
ist, um durch ein IAPT-Ansteuersystem
angesteuert zu werden, und daher ist die Beschreibung weggelassen.
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Ein
erhaltenes Ergebnis ist in 3 gezeigt.
Wie aus dieser Figur klar ist, tendiert in der vergleichenden Ausbildung
1 die Ansteuerspannung Vd dazu, in einem Bereich, wo das EIN/AUS-Verhältnis das
Maximum ist, zu einem Bereich, der ein niedrigeres EIN/AUS-Verhältnis aufweist,
abzusinken. Es ist jedoch kleiner als das optimale Vorspannungsverhältnis von
Ausführungsform
1 und die Treiber- bzw. Ansteuerspannung Vd der vergleichenden Ausbildung
ist immer nicht niedriger als die Ansteuerspannung der Ausbildung
1 in einem Bereich eines EIN/AUS-Verhältnisses,
welches das Minimumvorspannungsverhältnis annimmt. Analog ist die Ansteuerspannung
Vd der vergleichenden Ausbildung 1 immer nicht niedriger als jene
von Ausbildung 1 in einem Bereich eines EIN/AUS-Verhältnisses,
das das Minimumvorspannungsverhältnis
annimmt, und ist kleiner als das optimale Vorspannungsverhältnis von
Ausführungsform
2.
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VERGLEICHENDE AUSBILDUNG 2
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Eine
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
worin die Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihenelektroden 6 war;
die Gesamtzahl M von Reihenelektroden, die durch den Spaltenspannungsmatrix-Bildungsschaltkreis
gesetzt war, 36 war; und eine Abtastspannungsmatrix von 6 Reihen
8 Spalten gesetzt war; wurde hergestellt. 4 Reihen unter 36 Reihen
waren gegenwärtig
nicht an die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
angelegt. Andere Elemente sind dieselben wie jene der Ausbildung
1 und die Beschreibung ist weggelassen.
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Ein
Ergebnis ist in 3 gezeigt. Wie aus dieser Figur
klar ist, zeigt die vergleichende Ausbildung 2 keine Ansteuerspannung,
welche niedriger als das optimale Vorspannungsverhältnis ist,
bei welchem das Verhältnis
einer effektiven Spannung in einer EIN-Anzeigezeit zu einer effektiven
Spannung in einer AUS-Anzeigezeit
das Maximum war. Weiters ist der Punkt, der ein derartiges EIN/AUS-Verhältnis zur
Verfügung
stellt, in einem oberen, linken Bereich in bezug auf die Kurve der
Ausbildung 1 und zeigt nicht eine niedrigere Ansteuerspannung bei
demselben EIN/AUS-Verhältnis.
Weiters ist die Antriebs- bzw. Ansteuerspannung Vd der vergleichenden
Ausbildung 1 immer nicht niedriger in einem Bereich eines EIN/AUS-Verhältnisses,
das das minimale Vorspannungsverhältnis annimmt, und kleiner
als das optimale Vorspannungsverhältnis der Ausbildung 2.
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5 zeigt
die Verhältnisse
bzw. Zusammenhänge
zwischen einem EIN/AUS-Verhältnis (ON/OFF-Verhältnis) und
einer Ansteuerspannung, worin das Verhältnis zwischen der Anzahl L
der gleichzeitig gewählten
Reihen und der Anzahl M der Gesamtreihenelektroden geändert ist. 5(a) zeigt Verhältnisse in einem Fall von 1 < L < √M; 5(b) zeigt ein Verhältnis in einem Fall von L = √M und 5(c) zeigt ein Verhältnis in einem Fall von √M < L, worin VC eine
Kurve darstellt, die die maximale Spaltenspannung (= Einheitsspaltenspannung × Vergrößerungsleistung
N × 2)
anzeigt, und 2VR ist eine Kurve, die eine Abtastspannung zeigt.
Die Kurve der Ausbildung 1 und die Kurve der Ausbildung 2, wie sie
in 2 gezeigt sind, werden auf dieselbe Weise erhalten
wie ein Erhalten durch ein Auswählen
von entweder der Kurve, die die maximale Spaltenspannung anzeigt,
oder der Kurve, die die Abtastspannung angezeigt, die in 5(c) gezeigt ist, welche immer von diesen
beiden eine größere Spannung
aufweist. Die Kurve der vergleichenden Ausbildung 2, die in 3 gezeigt
ist, kann auf dieselbe Weise erhalten werden wie ein Erhalten durch
Auswählen
von entweder der Kurve, die die maximale Spaltenspannung zeigt,
oder der Spalte, die die Abtastspannung zeigt, die in 5(b) gezeigt ist, je nachdem, welche eine
größere Spannung
aufweist.
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AUSBILDUNG 3
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Eine
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
umfassend STN-Flüssigkristallelemente
mit einem Twist- bzw. Verdrehungswinkel von 240°, einer Brechungsindex-Anisotropie von 0,145
und einer dielektrischen Anisotropie von +24,7, welche in einer
Punktmatrix aus 32 Reihen und 240 Spalten angeordnet sind, wurde
verwendet, um ihre Arbeitsweise zu bestätigen. Eine effektive Spannung,
die erhalten wird, wenn alle Reihenelektroden gleichzeitig angesteuert
werden, um eine EIN-Anzeige zur Verfügung zu stellen, war 1,2 V.
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Unter
Verwendung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
wurde eine Simulation an dem EIN/AUS-Verhältnis und der Antriebsspannung
durchgeführt. 6 und 7 zeigen
einen Teil eines erhaltenen Ergebnisses. Zum Vergleich zeigt 6 ein
Ergebnis in einem Fall, wo die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
durch ein IAPT-Ansteuersystem
angesteuert ist, ebenso wie ein Ergebnis in einem Fall, wo die Vorrichtung
durch das konventionelle MLA-Ansteuersystem angesteuert ist.
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Um
deutlich die entsprechenden Effekte von 6 zu zeigen,
ist der Spannungsabsenkungseffekt der Ansteuerspannung in dem IAPT-Verfahren
unter Verwendung desselben ON/OFF- bzw. EIN/AUS-Verhältnisses
(ein Verhältnis
der effektiven Spannungen in EIN- und AUS-Anzeigezeiten) in 7 gezeigt.
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Als
ein Ergebnis wurde bestätigt,
daß, wenn
die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
mit einer Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihenelektroden, welche
0,3√M ≤ L ≤ 2√M genügen, wobei
keine Attrappe verwendet wird, oder einer Anzahl L von gleichzeitig
gewählten
Reihen angesteuert ist, welche 0,3√M ≤ L + D ≤ 2√M erfüllen, worin eine Attrappe oder
Attrappen verwendet wird (werden), und wenn sie an dem Minimumvorspannungsverhältnis von
VR/VC (VR/VC = 1) angesteuert ist, ein vorbestimmtes EIN/AUS-Verhältnis unabhängig von
der Gesamtanzahl der Reihenelektroden für den Anzeigebereich bzw. die
Anzeigefläche
sichergestellt werden kann und die Vorrichtung mit einer niedrigeren
Ansteuerspannung als jene des konventionellen Mehrfachzeilen-Ansteuersystems
oder IAPT-Ansteuersystems angesteuert werden kann.
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Es
wurde auch bestätigt,
daß, wenn
die Gesamtanzahl M der verwendeten Reihenelektroden 24 bis 40 ist
und ein Vorspannungsverhältnis
des 0,75-Fachen oder niedriger als das optimale Vorspannungsverhältnis für die Ansteuerung
verwendet wird, weiters eine Ansteuerspannung von 3,3 V oder weniger
für die
Ansteuerung ausreichend ist. Unter diesen Bedingungen ist es dementsprechend
möglich,
direkt unter Verwendung einer Knopfbatterie anzutreiben bzw. anzusteuern.
Die Struktur der Vorrichtung kann vereinfacht werden, indem ein
Spannungserhöhungsschaltkreis
weggelassen wird, und ein Treiber- bzw. Ansteuerschaltkreis für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
unter Verwendung eines Standardlogikprozesses kann gebildet werden.
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Es
wurde auch bestätigt,
daß, wenn
eine Attrappe (Attrappen) verwendet wird (werden), in diesem Fall eine
Anzahl von Attrappen, die D/(D + L) < 0,5 erfüllt, verwendet wird (werden),
und wenn eine Ansteuerung bei demselben Antriebsvorspannungsverhältnis an
derselben Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihen durchgeführt wird,
das EIN/AUS-Verhältnis
zum Absinken tendiert, wenn die Anzahl der Attrappenreihen erhöht wird.
Es wurde jedoch bestätigt,
daß mit
einem derartigen Bereich keine Gefahr bestand, als eine Reduktion
bei der Anzeigequalität
erkannt zu werden, und die Leistungsquellenspannung ohne Verschlechterung
der Bildqualität
reduziert werden könnte.
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AUSBILDUNG 4
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Eine
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung,
umfassend STN-Flüssigkristallelemente
mit einem Verdrehungswinkel von 240°, einer Brechungsindex-Anisotropie
von 0,144 und einer dielektrischen Anisotropie von +13,6, welche
in einer Punktmatrix aus 64 Reihen und 240 Spalten angeordnet waren,
wurde hergestellt, um ihre Arbeitsweise zu bestätigen. Eine effektive Spannung,
die erhalten wird, wenn alle Reihenelektroden gleichzeitig angesteuert
werden, um eine EIN-Anzeige zur Verfügung zu stellen, betrug 1,55
V.
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Mit
einer derartigen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
wurde eine Simulation an dem EIN/AUS-Verhältnis (ON/OFF-Verhältnis) und
der Ansteuerspannung durchgeführt. 8 und 9 zeigen
einen Teil eines Ergebnisses durch die Simulation. Zum Vergleich
zeigt 8 parallel ein Ergebnis, das durch ein Ansteuern der
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
mit dem konventionellen MLA-Ansteuersysteme erhalten wurde.
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Um
deutlich die entsprechenden Effekte von 8 zu zeigen,
ist der Spannungsabsenkungseffekt auf die Ansteuerspannung an dem
IAPT-Verfahren unter Verwendung desselben EIN/AUS-Verhältnisses
in 9 gezeigt.
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Als
ein Ergebnis wurde bestätigt,
daß, wenn
die Vorrichtung mit einer Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihenelektroden
angetrieben wird, welche 0,3√M ≤ L ≤ 2√M erfüllen, in
einem Fall, wo keine Attrappe verwendet wird, oder wenn die Vorrichtung
mit einer Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihen, welche 0,3√M ≤ L + D ≤ 2√M erfüllen, in
einem Fall einer Verwendung einer Attrappe (Attrappen) angesteuert
wird, worin eine Ansteuerung bei dem Minimumvorspannungsverhältnis von
VR/VC (VR/VC = 1) durchgeführt
wird, das Ansteuern mit einer niedrigeren Ansteuerspannung erreicht
werden kann als in dem konventionellen MLA-Ansteuersystem oder dem
IAPT-Ansteuersystem, während
ein vorbestimmtes EIN/AUS-Verhältnis (ON/OFF-Verhältnis) unabhängig von
der Gesamtzahl der Reihenelektroden für den Anzeigebereich sichergestellt
werden kann.
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Insbesondere
wurde bestätigt,
daß, wenn
die Gesamtanzahl von Reihenelektroden für den Anzeigebereich bzw. die
Anzeigefläche
40 bis 100 ist und ein Vorspannungsverhältnis, das für das Ansteuern
verwendet wird, höchstens
das 0,7-Fache des
optimalen Vorspannungsverhältnisses
ist, eine Leistungsquellenspannung von höchstens 5,5 V ausreichend ist,
um die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
anzusteuern. Es wurde auch bestätigt,
daß die
Leistungsquellenspannung um das Zweifache erhöht wird, um dadurch merkbar
die Leistung abzusenken, und ein Treiber- bzw. Ansteuerschaltkreis
für die
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
unter Verwendung eines Standardlogikprozesses ausgebildet werden
kann.
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Weiters
wurde bestätigt,
daß, wenn
die Gesamtanzahl von Reihenelektroden für den Anzeigebereich 40 bis
100 ist und das Ansteuern bei einem Vorspannungsverhältnis von
höchstens
dem 0,6-Fachen des optimalen Vorspannungsverhältnisses durchgeführt wird,
eine Leistungsquellenspannung von höchstens 5,0 V ausreichend ist.
Es wurde auch bestätigt,
daß die
Verwendung einer Knopfbatterie oder dgl. für das Ansteuern zulässig bzw.
geeignet ist, und eine Ansteuerschaltung für die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
unter Verwendung eines Standardlogikprozesses gebildet werden kann,
um eine stabile Operation bzw. einen stabilen Betrieb zu erhalten,
während
ein ausreichender Rand bzw. Spielraum selbst in einem Fall einer
Temperaturänderung
aufrechterhalten werden kann.
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Wenn
eine Attrappe (Attrappen) verwendet wird (werden) und wenn ein Ansteuern
mit einer Anzahl von Attrappen, die D/(D + L) < 0,5 erfüllen, bei demselben Ansteuervorspannungsverhältnis an
derselben Anzahl L von gleichzeitig gewählten Reihen durchgeführt wird,
tendiert das EIN/AUS-Verhältnis
zum Absinken, wenn die Anzahl der Attrappenreihen erhöht wird.
Es wurde jedoch bestätigt,
daß mit
einem derartigen Bereich keine Gefahr besteht, als eine Reduktion
in der Anzeigequalität
erkannt zu werden, während
die Leistungsquellenspannung reduziert werden kann, ohne eine Verschlechterung
der Bildqualität
zu bewirken.