DE3212863C2

DE3212863C2 - Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE3212863C2
Application number: DE3212863A
Authority: DE
Inventors: Hideo Tokio/Tokyo Hoshi
Original assignee: Seiko Instruments And Electronics Ltd Tokio/tokyo; Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1986-07-10
Also published as: US4455576A; DE3212863A1; GB2098782A; GB2098782B

Abstract

Es wird eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung beschrieben, bei der die gemeinsame Elektrode in Zeilenrichtung mit einer Breite unterteilt ist, die äquivalent einer Mehrzahl von Zeilen der gegenüberliegenden Bildelektroden ist. Es ist eine Einrichtung zum Invertieren der Polarität der Videosignale vorgesehen, die den Bildelektroden zugeführt werden. Ferner ist eine Einrichtung zum Invertieren der Polarität der Spannung der unterteilten gemeinsamen Elektrode in einer Zeilenfolge vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einer MOS-Logik.

F i g. 1 zeigt ein Schaltbild einer bekannten Anzeigeeinrichtung für eine Bildwiedergabe mit Analogsignalen, die einen Flüssigkristall und eine Anordnung von MOS-FET enthält. Eine Bildelementeinheit enthält einen MOS-FET 1, einen Kondensator 2 und eine Flüssigkristallzelle 3. Wenn eine negative Impulsspannung einer Gatterleitung Xi als Gattersignal zugeführt wird, ist der p-Kanal-MOS-FET 1 leitend, und der Kondensator wird durch ein über eine Signalleitung Yi zugeführtes analoges Videosignal über den MOS-FET 1 aufgeladen. Der FET wird nach Beendigung des negativen Impulssignals nichtleitend. Da der Leckstrom durch den FET 1 und der Strom durch die Flüssigkristallzelle 3 im allgemeinen jedoch äußerst gering sind, wird die Ladespannung des Kondensators 2 während einer verhältnismäßig langen Zeitspanne aufrechterhalten und an die Flüssigkristallzelle 3 weiterhin angelegt. Die Gattersignale werden von Xi, Xi+1, Xi+ 2,... in der Reihenfolge der Zeilen abgetastet, und die der Position der Gattersignale entsprechenden Videosignale werden von den Signalleitungen Yi, Yi+1, Yi+ 2, ... zugeführt, so daß das gesamte Bild wiedergegeben wird.

F i g. 2 zeigt eine Schnittansicht einer Bildelementeinheit mit einem p-Kanal-FET, der ein η-leitendes Si-Substrat 4 und in dem ρ +-Diffusionsbereich eine Sourceelektrode 5 und eine Drainelektrode 6 aufweist. Die Sourceelektrode 5 ist in der V7-Richtung in F i g. 1 angeschlossen. Mit 7 ist ein Gatteroxid und mit 8 eine Gatterelektrode bezeichnet, die in der A7-Richtung angeschlossen ist Eine Bildelementelcktrode 9 der Flüssigkristallzelle bildet die eine Elektrode, und durch eine dünne Oxidschicht 11 und das Substrat 4 wird ein Kondensator gebildet Über dem Flüssigkristall 12 ist eine transparente Gegenelektrode 13 ausgebildet, die als gemeinsame Elektrode für den gesamten Bildbereich dient Ferner sind ein Substras 14 aus Glas und eine Isolierschicht 10 vorgesehen. Bei einem Gleici^stromantrieb liegt die Polarität der dem Flüssigkristall zugeführten Spannung in einer Richtung. Eine derartige Struktur arbeitet jedoch nicht sehr zuverlässig, insbesondere weil die Lebensdauer des Flüssigkristalls verhältnismäßig kurz ist In diesem Zusammenhang wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die gemeinsame Elektrode entsprechend der Darstellung in F i g. 3 zu unterteilen, wobei die Gattersignalleitungen Xi, Xi+1, Xi+ 2,... synchronisiert mit den gemeinsamen Elektrodenleitangen Zi, Zi+\, Zi+% ... abgetastet werden. Die Videosignale und die Potentiale der gemeinsamen Elektroden werden gleichzeitig invertiert, so daß ein alternierender Antrieb erfolgt (JP-OS 55-120095). Bei diesem Verfahren ist es jedoch zur Anzeige von beispielsweise 240 χ 240 Bildelementen erforderlich, 240 Elektrodenleitungen der gemeinsamen Elektrode mit der Schaltung zu verbinden, so daß die Ausbildung der gemeinsamen Elektrode sehr schwierig ist

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß ein alternierender Antrieb mit einer einfacher ausgebildeten Schaltung durchführbar ist Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruchs.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaltbild einer bekannten Flüssigkristall-Wiedergabeeinrichtung,

Fig.2 eine Schnittansicht einer Bildelementeinheit einer derartigen Wiedergabeeinrichtung,

Fig.3 ein im Vergleich zu Fig. 1 abgewandeltes Schaltbild bekannter Art,

Fig.4 ein Schaltbild einer Flüssigkristall-Wiedergabeeinrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 5 einen Teilschnitt durch eine Wiedergabeeinrichtung entsprechend dem Schaltbild in F i g. 4,

F i g. 6 eine Draufsicht auf die V/iedergabeeinrichtung in F i g. 5,

F i g, 7 ein Blockschaltbild entsprechend der Wiedergabeeinrichtung in F i g. 4 mit peripheren Treiberschaltungen,

Fig. 8 eine grafische Darstellung von Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels in F i g. 7,

Fig.9 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des Bildqualitätsfaktors in Abhängigkeit von der Unterteilungsanzahl N der gemeinsamen Elektrode mit den Wellenformen in F i g. 8,

F i g. 10 eine grafische Darstellung von Wellenformen beim abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung,

Fig. 11 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des Bildqualitätsfaktors von der Anzahl N mit den Wellenformen in F i g. 8 und 10,

Fig. 12A und 12B schematische Darstellungen der Lagebeziehung zwischen der gemeinsamen Elektrode und den Bildelementleitungen, in denen die invertieren-

den Vorgänge synchronisiert werden,

F i g. 13 eine grafische Darstellung von Wellenformen bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung,

Fig. 14 eine grafische Darstellung der Bildqualitätsfaktoren der Bildelementleitungen,

Fig. 15 ein Blockdiagramm einer Anzeigeeinrichtung und der peripheren Treiberschaltungen bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung,

F i g. 16 Weüenformen der Frequenzteilerschaltung in Fig. 15,

Fi g. 17 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des Bildqualitätsfaktors von der Anzahl N bei einer Verlängerung der Inversionsperiode,

Fig. 18A eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen den Potentialen der gemeinsamen Elektrode und der Videosignale beim alternierenden Antrieb einer gemeinsamen Elektrode ohne Unterteilung und

Fig. 18B eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen den Potentialen der gemeinsamen Elektrode und den Videosignalen bei einer Wiedergabeeinrichtung gemäß der Erfindung.

Bei dem in F i g. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in jeder Bildelementeinheit wie bei bekannten Flüssigkristall-Wiedergabeeinrichtungen ein MOS-FET 1, ein Kondensator 2 und eine Flüssigkristallzelle 3 vorgesehen. Das dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch dadurch von bekannten Schaltungen, daß die Leitungen der gemeinsamen Elektrode zu Gruppen zusammengefaßt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht eine gemeinsame Elektrode drei Leitungen von Bildelementelektroden.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Schnittansicht entsprechen die Bezugszeichen 4—12 den in F i g. 2 dargestellten und beschriebenen Einzelheiten. In F i g. 5 sind ferner transparente Elektroden 15a, 156 und 15c vorgesehen, die mit den Leitungen Zj, Zj+1,... verbunden sind. Die transparenten Elektroden 15a, 156 und 15c sind in der X;-Richtung in einer Breite entsprechend drei Leitungen der "iildelektroden 9 verbunden und in der Yi-Richtung unterteilt. Bei dem in F i g. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt deshalb die Anzahl der Elektrodenleitungen nur V3 der Anzahl der Gatterleitungen, die der Anzahl der Bildelemente in der Zeilenrichtung entspricht. F i g. 6 zeigt eine Draufsicht auf die Wiedergabseinrichtung in F i g. 5.

Das Blockschaltbild in F i g. 7 enthält eine Treiberschaltung 16 für die Gatterleitungen, die aus einem Schieberegister besteht. Es ist ein Eingangsanschluß 17 für serielle Daten, ein El^gangsanschluß 18 für Taktsignale und eine Treiberschaltung 19 für die Elektrodenleitungen Z vorgesehen, welche eine Inversion der beiden vorherbestimmten elektrischen Potentiale synchron mit den Taktsignalen durchführt. Ein Eingangsanschluß 20 dient zur Zuführung serieller Daten. Einem Eingangsanschluß 21 werden Taktsignale zugeführt. Eine Treiberschaltung 22 dient zum Abtasten (Sampling) von Videosignalen, die den Signalleitungen Y zugeführt werden. Ein Eingangsanschluß 23 dient zur Zufahrt von Videosignalen. Ein Eingangsanschluß 24 dient zur Zufuhr von Täktsignälen, eine Schaltung 25 dient zur Inversion der Polarität der Videosignale und ein Eingangsanschluß 26 zur Zufuhr von die Polarität der Videosignale invertierenden Signalen. Fig.8 zeigt die Wellenformen, die ?.n den genannten Teilen auftreten.

In Verbindung mit F i g. 7 und 8 soll die Arbeitsweise der Schaltungen näher erläutert werden. Zunächst wird ein Videosignal a mit positiver Polarität dem Eingangsanschluß 23 zugeführt Wenn ein Signal b, das die Periode von 1-Feld oder eines ganzzahligen Vielfachen von 1-Feld invertiert, dem Anschluß 26 zugeführt wird, wird ein Videosignal c der Treiberschaltung 22 zugeführt, dessen Polarität mit einer Periode von 1-Feld oder einem ganzzahligen Vielfachen davon durch die Schaltung 25 invertiert wird. Ein Impuls d mit einer kürzeren Impulsbreite als die Periode T, die einer Abtastzeile entspricht, wird synchron mit dem Signal b dem Anschluß der Treiberschaltung 16 zugeführt Ein Impuls e mit einer Periode Γ wird seriell dem Eingangsanschluß 18 für Taktsignale zugeführt Schreib-Impulssignale Xi, Xi+1,... werden jeder der betreffenden Gatterleitungen xi, xi+\,... zugeführt. Die p-Kanal-Feldeffekttransistoren werden in der Folge der Zeile leitend. Den Positionen der Bildelemente entsprechende Videosignale werden über die Signalleitungen Yi, VY-t-l,... zugeführt, so daß jeder der Kondensatoren in der Reihenfolge der Leitungen aufgeladen wird. In dieser Weise werden die gewünschten Spannungen den Bildelektroden sequentiell zugeführt

Das Inversionssignal b wird dem seriellen Eingangsanschluß 20 der Treiberschaltung 19 für die Elektrodenleitungen zugeführt Ein Impuls /mit einer Periode 37" wird dem Eingangsanschluß 21 zugeführt, und das Potential jeder der Elektrodenleitungen Z wird mit dem Impuls fpro Feld oder einem ganzzahligen Vielfachen davon synchronisiert, und die Inversion zwischen der hohen Spannung VH und der niedrigen Spannung VL wird wiederholt Dabei liegen die Bildelement-Elektrodenleitungen entsprechend den Gatterleitungen Xi, Xi+\ und Xi+2 den Elektrodenleitungen Zj und die Bildelement-Elektrodenleitungen entsprechend den Gatterleitungen Xi+3, Xi+ 4 und Xi+ 5 den Elektrodenleitungen Zj+ I gegenüber. Die Polarität der dem Flüssigkristall zugeführten Spannung wird deshalb für drei Leitungen von Bildelementen für 1-FeId oder für ein ganzzahliges Vielfaches davon invertiert, um. einen alternierenden Antrieb zu ermöglichen.

Die Beziehung zwischen den Potentialen VH, VL der gerneinsamen Elektrode und den Videosignalen wird derart eingestellt, daß die Potentialdifferenz zwischen dem nichtinvertierten Videosignal C— P und VL im wesentlichen gleich der Potentialdifferenz zwischen dem invertierten Videosignal C— π und VH ist, wie durch die Wellenform Zj in F i g. 8 dargestellt ist. Damit ergibt sich eine gleichförmige Transparenz des Flüssigkristalls. Die Anzahl der gemeinsamen Elektrodenleitungen kann V₃ der Anzahl der Bildelement-Elektrodenleitungen wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel betragen, so daß 80 gemeinsame Elektrodenleitungen bei einem Anzeigefeld mit 240 χ 240 Bildelementen vorhanden sind. Deshalb ist eine Unterteilung auf 80 gemeinsame Elekti odenleitungen vorhanden.

Im folgenden soll die Beziehung zwischen der unterteilten Anzahl /Vder gemeinsamen Elektrodenleitungen und der Bildqualität erläutert werden. Der Bildqualitätsfaktor η ist gegeben durch

wobei tp die Zeit bedeutet, während der jedes Bildelement normalerweise das Bild wiedergibt (positive Wiedergabe), und t„ die Zeit für die negative Wiedergabe bedeutet. Der Bildqualitätsfaktor beinhaltet deshalb das Zeitverhältnis für die normale Wiedergabe des Bildes. Wenn der Bildqualitätsfaktor gleich 0 ist, ist das Bild bei

der Zufuhr irgendeines Signals »grau«, weil die positive und die negative Wiedergabe dasselbe Verhältnis aufweisen. Deshalb wird der Bildqualitätsfaktor jeder Bildelementleitung berechnet, um den durchschnittlichen Wert i7_m des Bildqualitätsfaktors des Gesamtbildes zu s ermitteln. Die Beziehung zwischen der unterteilten Anzahl N und dem Mittelwert des Bildqualitätsfaktors ist durch die Kurve 27 in F i g. 9 dargestellt Der Verlauf der Kurve 27 zeigt, daß die Polarität pro jedem 1-FeId invertiert wird und daß die zeitliche Steuerung der In- to version des Potentials der gemeinsamen Elektrode mit dem Schreibtaktimpuls für die Bildelementleitung an dem Ende der Mehrzahl der gegenüberliegenden Bildelementelektroden synchronisiert ist und daß die Anzahl von Leitungen der Bildelemente größer als die unterteilte Anzahl der gemeinsamen Elektrode ist. Es wurde festgestellt, daß ein ausreichend klares Bild behalten wird, wenn der Bildqualitätsfaktor q_m mehr als 0,9 und vorzugsweise mehr als 0,95 beträgt Fig.9 zeigt, daß eine Unterteilung der gemeinsamen Elektrodenleitungen in eine Anzahl von mehr als 10 praktisch ausreicht und daß ein ausreichend klares Bild bei einer Unterteilung in mehr als 20 erhalten werden kann. Obwohl die Unterteilungs-Anzahl der gemeinsamen Elektrode durch die Breite der drei Leitungen von Bildelementen bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel bestimmt wird, kann die Breite der gemeinsamen Elektrode derart ausgewählt werden, daß die unterteilte Anzahl mehr als 10 und vorzugsweise mehr als 20 beträgt, was von der Anzahl von Bildelementen und der Größe der gesamten Bildfläche abhängt. Wenn 240 κ 240 Bildelemente beispielsweise entsprechend der Anzahl 10 unterteilt werden, entspricht die Breite der gemeinsamen Elektrode 24 Leitungen von Bildelementen. Wenn eine Anzahl von feinen Bildelementen bei Verwendung einer MOS-Logik angetrieben werden, ist das bekannte Verfahren der Unterteilung der gemeinsamen Elektrode für jede Bildelementzeile erheblich schlechter im Hinblick auf die Ausschußrate und die Herstellungskosten. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel kann dagegen eine sehr gute Bildwiedergabe erzielt werden, und die Herstellung der gemeinsamen Elektrode für den alternierenden Antrieb ist wesentlich vereinfacht, falls die gemeinsame Elektrode entsprechend der Anzahl 10 oder 20 durch die Breite einer Mehrzahl von Bildetementzeilen unterteilt wird.

Fig. 10 zeigt Wellenformen bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel, bei dem eine Schaltung entsprechend F i g. 7 vorgesehen ist Die Potentiale der Elektrodenleitungen Zj, Zj+ I₁... werden invertiert, um eine Koinzidenz m'<*. der zeitlichen Steuerung der Inversion der Videosignale für die Bildelementleitung bei Ansteuerung des Zentrums, d. h. einer mittleren Leitung, der gegenüberliegenden Bildelementleitungen zu erhalten. Bei dem Ausführungsbeispiei in Fig. 10 wird die zeitliche Steuerung der Inversion der Elektrodenleitung Zj mit der zeitlichen Steuerung der Inversion des Videosignals für xi+1 im Zentrum der gegenüberliegenden Bildelementleitungen xi, xi+1 und xi+2 synchronisiert, also mit dem Schreibimpuls von Xi+1. In entsprechender Weise erfolgt eine Synchronisation der Inversion von Zi+1 mit dem Schreibimpuls von Xi+ 4.

Im folgenden soll der Bildqualitätsfaktor für den Fall erläutert werden, daß die zeitliche Steuerung der Inversion der gemeinsamen Elektrodenleitungen mit den Schreibimpulsen der Bildelementleitung am Ende der gegenüberliegenden Bildelementleitungen wie in Fi g. 8 synchronisiert werden und falls die zeitliche Steuerung der Inversion der gemeinsamen Elektrodenleitungen mit den Schreibimpulsen der Bildelementleitung im Zentrum der gegenüberliegenden Bildelementleitungen wie in Fig. 10 synchronisiert werden. Wenn die Inversion für jedes Feld durchgeführt wird und die Anzahl von Bildelementleitungen 240 beträgt, ergibt sich tp/ f„=240/0 in der Bildelementleitung xi, t_p/t_n*°239/\ für xi+\ und tp/t„=23B/2 für xi+2, so daß φι)=\, ^jh+I)=- 0,992 und φι+ 2)=0,983 bei dem Ausführungsbeispiel in Fig.8. In entsprechender Weise ist φι) = 0,992, φί+\)=\ und φι'+ 2) = 0,992 bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 10. Der Mittelwert des Bildqualitätsfaktors ist bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 10 größer als bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 8.

In Fig. 11 ist die Abhängigkeit des Bildqualitätsfaktors η«, von der Anzahl A/durch die Kurve 28 dargestellt. Die Kurve 27 in F i g. 11 ist identisch mit der Kurve 27 in Fig.9. Aus Fig. 11 ist ersichtlich, daß bei dem Aiisfiihrungsbeispiel entsprechend Fig. 10 dieselbe Bildqualität wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 8ihiit der Hälfte der Anzahl N erzielt werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiei in Fi g. 8 ist eine Anzahl von mehr als 20 erforderlich, um den Bildqualitätsfaktor von 0,95 zu überschreiten, damit sich ein ausreichend klares Bild ergibt, während bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 10 eine Anzahl N von mehr als 10 ausreicht. Der gleiche Effekt kann dadurch erzielt werden, daß eine Koinzidenz der zeitlichen Steuerung der Inversion für die gemeinsame Elektrode mit der zeitlichen Steuerung der Inversion der Videosignale für die Bildelementleitung im wesentlichen im Zentrum der gegenüberliegenden Bildleitungen bewirkt wird, wobei es nicht erforderlich ist, eine Koinzidenz der zeitlichen Steuerung der Inversion für die Bildelementleitung genau in dem Zentrum der gegenüberliegenden Bildelementleitungen zu bewirken.

Fig. 12A zeigt eine dem Ausführungsbeispiel in F i g. 8 entsprechende schematische Darstellung, wobei die zeitliche Steuerung der Inversion der Polarität für eine in die Anzahl N unterteilte gemeinsame Elektrode 29 synchronisiert mit der zeitlichen Steuerung der Inversion des Videosignals für die Bildelementleitung (durch Pfeile dargestellt) am Ende einer Bildelementgruppe 30 gegenüber jeder der gemeinsamen Teilelektroden erfolgt Fig. 12B zeigt ein Ausführungsbeispiel entsprechend F i g. 10, wobei die zeitliche Steuerung der Inversion des Videosignals für die Bildelementleitung in dem Zentrum der gegenüberliegenden Bildelementleitungen (durch Pfeile dargestellt) synchron mit der zeitlichen Steuerung der Inversion für die gemeinsamen Elektrodenleitungen erfolgt.

Fi g. 13 zeigt Wellenformen in Verbindung mit einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel, bei dem eine Schaltung entsprechend F i g. 7 vorgesehen ist Ein Taktimpuls /wird zugeführt, um die zeitliche Steuerung der Inversion für die gemeinsamen Elektroden Z mit den Schreibimpulsen einer Bildelementleitung der gegenüberliegenden Bildelementleitungen zu synchronisieren und um dann die synchronisierten Bildelementleitungen zu ändern. In Fig. 13 ist die zeitliche Steuerung der Inversion für Zj mit dem ersten Schreibimpuls Xi der gegenüberliegenden Bildelementleitungen synchronisiert, und die zeitliche Steuerung der Inversion für Zj+1 ist in entsprechender Weise mit dem Schreibimpuls Xi+ 3 synchronisiert Die nächste zeitliche Steuerung der Inversion für Zj ist mit dem zweiten Schreibimpuls Xi+1 der gegenüberliegenden Bildelementleitun-

gen synchronisiert, und die zeitliche Steuerung der Inversion für Zj+ 1 ist mit dem Schreibimpuls Xi +4 in entsprechender Weise synchronisiert. Die zeitliche Steuerung der Inversion für die nächste Inversion für Zj ist mit dem dritten Schreibimpuls Xi+ 2 der gegenüberliegenden Bildelementleitungen synchronisiert, und die zeitliche Steuerung der Inversion für Zj+1 ist mit dem Schreibimpuls Xi+ 5 in entsprechender Weise synchronisies*. Ferner erfolgt die zeitliche Steuerung der nächsten Inversion für Zj und Zj+1 entsprechend den anfänglichen Schreibimpulsen A/und Xi+ 3. _:

Im folgenden soll erläutert werden, warum die zeitliche Steuerung der Inversion der gemeinsamen Teilelektroden Verschiebungen aufweist. Wenn die zeitliche Steuerung der Inversion der gemeinsamen Teilelektroden immer mit dem Schreibimpuls derselben Bildelementleitung synchronisiert wird, ergibt sich für jede Bildelement/.eile ein unterschiedlicher Bildqualitätsfaktor. Diesen Sachverhalt zeigt die sägezahnförmige Kurve 3i in Fig. \4. Daraus ist ersichtlich,daß die zeitliche Steuerung der Inversion der gemeinsamen Elektrode synchron mit dem Schreibimpuls auf der ersten Bildelementleitung der gegenüberliegenden Bildelementleitungen auftritt, die durch die Pfeile angedeutet sind, wenn N= 10. Aus der Kurve 31 geht ferner hervor, daß der Bildqualitälsfaktor beim Weggang von der Bildelementzeile abfällt, auf welcher der Schreibimpuls dafür mit der zeitlichen Steuerung der Inversion für die gemeinsame Elektrode koinzidiert. Da die bei dem Flüssigkristall in jeder Bildelementzeile angelegte Spannung selbst dann unterschiedlich ist, wenn Videosignale mit derselben Spannung dem Eingangsanschluß 23 in F i g. 7 zugeführt werden, ergibt sich eine unterschiedliche Leuchtdichte der Bildwiedergabe. Deshalb ist das Bild am Randbereich der gemeinsamen Elektrode unnatürlich. Diese Ungleichförmigkeit tritt mehr oder weniger auf, selbst wenn der mittlere Bildqualitätsfakior etwa 0,9 beträgt. Dieses Phänomen tritt deutlicher auf, wenn die Unterteilungs-Anzahl verringert wird. Deshalb wird die zeitliche Steuerung für die gemeinsame Elektrode mit den Schreibimpulsen der unterschiedlichen Bildelementleitungen aufeinanderfolgend synchronisiert, so daß das Phänomen nicht auftritt, daß der Bildqualitätsfaktor für jedes Bildelement unterschiedlich ist, wie durch die Linie 32 in F i g. 14 dargestellt ist. Da sich dann ein konstanter Wert des Bildqualitätsfaktors ergibt, ergibt sich eine wesentlich verbesserte Bildwiedergabe. Da in Fig. 13 die Bildelementleitungen aufeinanderfolgend wechseln, deren Schreibimpulse mit der zeitlichen Steuerung der Inversion für die gemeinsame Elektrode synchronisiert sind, ist in diesem Zusammenhang zu beachten, daß die obenerwähnte Bildelementleitung beliebig geändert werden kann, oder daß die mit der zeitlichen Steuerung der Inversion synchronisierte Bildelementleitung jeweils nach einer Mehrzahl von Inversionen geändert werden kann.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 15 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 darin, daß eine Frequenzteilerschaltung 33 vorgesehen ist. Wenn das Signal b, das jedes 1-Feld invertiert, dem Eingangsanschluß 26 der Frequenzteilerschaltung 33 zugeführt wird, hat das Ausgangssignal g in F i g. 16 eine entsprechend geringere Frequenz. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 16 hat das Signal g V4 der Frequenz des Signals b. Die Wellenformen der anderen Teile bei dem Ausführungsbeispie! in Fi g. 15 sind nicht dargestellt, da das Inversionssignal b bei den Ausführungsbeispielen in F i g. 8,10 und 13 lediglich durch das Signal g ersetzt ist Fig. 17 zeigt die Abhängigkeit des Bildqualitätsfaktors η_ω bei einer Verlängerung der Periode des Inversionsvorgangs. Die Kurve 28 zeigt den Bildqualitätsfaktor, wenn der Inversionsvorgang für jede Feldeinheit durchgeführt wird, weshalb die Kurve 28 gleich der Kurve 28 in F i g. 11 ist. Die Kurve 34 zeigt den Bildqualitätsfaktor, wenn der Inversionsvorgang für jeweils zwei Felder durchgeführt wird. Aus der Kurve 34 ist ersichtlich, daß sich derselbe Bildqualitätsfaktor mit der Hälfte der Unterteilungs-Anzahl der gemeinsamen Elektrode im Vergleich mit der Kurve 28 ergibt. Deshalb ergibt sich ^_m=0,95 mit N=5. Die Kurve 35 zeigt den Bildqualitätsfaktor, wenn der Inversionsvorgang für jeweils vier Felder durchgeführt wird. Die Kurve 35 zeigt, daß derselbe Bildqualitätsfaktor mit der durch vier geteilten Anzahl der gemeinsamen Teilelektroden im Vergleich zu der Kurve 28 erhalten werden kann. Deshalb ergibt sich ^_m = 0,94, wenn N= 2. Im Hinblick auf den Bildqualitätsfaktor ist an sich eine längere Inversionsperiode vorzuziehen. Bei einer längeren Inversionsperiode ist jedoch ein Bildflimmern bemerkbar, das durch den Inversionsvorgang verursacht wird. Bei einem Fernsehsignal beträgt das 1-FeId '/«> Sekunde, so daß in den Fällen der Durchführung des Inversionsvorgangs für jedes 1-FeId, 2-Feld und 4-FeId die abwechselnden Antriebsfrequenzen 30 Hz, 15 Hz bzw. 7,5 Hz betragen. Ein Flimmern ist bei einer Antriebsfrequenz von 30 Hz praktisch nicht zu bemerken, kann jedoch bei Frequenzen von 15 Hz und 7,5 Hz bemerkbar werden.

Die Antriebsfrequenz, bei der das Flimmern auffallend wird, hängt von der Helligkeit des gesamten Wiedergabefeldes ab, also von dem Reflexionsvermögen und der Farbdichte des Flüssigkristalls und der reflektierenden Platte. Deshalb kann derselbe Bildqualitätsfaktor durch eine kleine Unterteilungs-Anzahl erhalten werden, wenn die Antriebsfrequenz verringert wird, wenn also die Inversionsperiode innerhalb des Bereiches verlängert wird, in dem das Bildflimmern praktisch nicht bemerkbar ist.

Die hauptsächliche Zielsetzung der Erfindung, daß die Anzeigeeinrichtung für die Bildwiedergabe einfach herstellbar sein soll und daß ein alternierender Antrieb durchführbar sein soll, wird entsprechend den obigen Ausführungen durch die beschriebenen Ausführungsbeispiele erreicht. Eine sehr gute Bildwiedergabe kann erzielt werden, selbst wenn die Unterteilungs-Anzahl für die gemeinsame Elektrode je nach den vorliegenden Gegebenheiten beispielsweise 10 oder 20 oder etwa 2 beträgt

Um einen Bildqualitätsfaktor q_m von mehr als 0,95 zu erhalten, muß die folgende Bedingung erfüllt sein:

Nx H^ 10.

Dabei bedeutet N die Unterteilungs-Anzahl der gemeinsamen Elektrode und //das Feld, in dem der Inversionsvorgang durchgeführt wird. Da die Inversion der Videosignale 39a und 396 und die Inversion der Potentiale 38a und 38Z> der gemeinsamen Elektrode entsprechend F i g. 18B bei der Erfindung durchgeführt werden, ist der dynamische Bereich der Videosignale praktisch derselbe wie derjenige der Spannung VOo. Bei dem in F i g. 18A dargestellten bekannten Verfahren zum alternierenden Antrieb der gemeinsamen Elektrode ohne Unterteilung wird dagegen die Vorspannung derart eingestellt, daß die nichtinvertierten und invertierten Videosignale 37a und 376 über und unter dem Potential 36 der gemeinsamen Elektrode liegen, das konstant gehai-

ίο

ten wird. Deshalb ist der dynamische Bereich der Videosignale geringer als die Hälfte der Spannung Vdd-

Deshalb kann bei der Erfindung die Lebensdauer des Flüssigkristalls und die Zuverlässigkeit der Anzeige durch einen alternierenden Antrieb erhöht werden, die Ausschußrate und damit die Herstellungskosten können durch Vereinfachung der Herstellung erhöht werden, und außerdeif-: ist ein geringerer Energieverbrauch vorhanden, weil die Betriebsspannung gleichzeitig verringert werden kann. ι ο

Hierzu 14 Blatt Zeichnungen

20 25 30 35 40 45 50

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Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einer Anordnung von Feldeffekttransistoren in Zeilen und Spalten, mit ersten Elektroden, die an den Feldeffekttransistoren ausgebildet sind und von denen jede das dem betreffenden Bildpunkt entsprechende Videosignal empfängt, mit zweiten transparenten Eiektroden, die auf einem transparenten Substrat gegenüber den ersten Elektroden ausgebildet sind und von denen jede allen ersten Elektroden einer jeweils zugeordneten Zeile gegenüberliegt, sowie mit einem zwischen den ersten und zweiten Elektroden angeordneten Flüssigkristall, wobei die den is zweiten Elektroden zugefOhrten Spannungen mit der Periode eines Feldes oder eines ganzzahligen Vielfachen desselben und mit von einer zweiten Elektrode zur nächsten fortschreitend geänderten Phase in der Polarität umgekehrt werden und die den ersten Elektroden zugeführten Videosignale mit der gleichen Periode in der Polarität umgekehrt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede zweite Elektrode senkrecht zur Zeilenrichtung eine Breite aufweist, die äquivalent mehreren Zeilen der ersten Elektroden ist.

2. Flüssigkristall-Anzeigeeimrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrung der Polarität der einer jeden zweiten Elektrode zugeführten Spannung auf einen der Polarität der Videosignale entgegengesetzten Wert jeweils dann erfolgt, wenn eine mittlere Elektrode der der betreffenden zweiten Elektrode zugeordneten Mehrzahl von ersten Elektroden angesteuert wird.

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