DE3621524A1

DE3621524A1 - Ansteuereinrichtung fuer eine fluessigkristallvorrichtung

Info

Publication number: DE3621524A1
Application number: DE19863621524
Authority: DE
Inventors: Koki Taniguchi; Tamaki Mashiba
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1987-01-08
Also published as: JPS623229A; US4955696A; GB8615918D0; GB2177841B; GB2177841A; DE3621524C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Ansteuereinrichtung für eine Flüssigkristallanzeige mit dynamischer Ansteuerung.

Es ist bekannt, daß die Qualität von Flüssigkristallanzeigevorrichtungen beeinträchtigt wird, wenn die Flüssigkristallanordnung dadurch angesteuert wird, daß man zwischen die beiden Elektroden eine gleiche Richtung behaltende konstante spezielle Spannung anlegt. Um eine solche Qualitätsbeeinträchtigung zu vermeiden, wird ein in eine Wechselgröße umgesetztes Signal, welches in der Lage ist, die Spannungspolarität der Elektroden zu variieren, für jeweils ein Raster (Rahmen) angelegt, in welchem ein Abtastzyklus der Flüssigkristall-Matrix abgeschlossen wird. Allerdings hat diese Methode folgende Nachteile: Mit Erhöhung des Tastverhältnisses wird zwischen identischen eingeschalteten oder ausgeschalteten Bildelementen ein ungleichmäßiger Kontrast erzeugt, wodurch die Anzeigequalität spürbar nachläßt. In extremen Fällen kann es vorkommen, daß, wenn man eine Segment-Zeile, bei der die höchste Frequenz verwendet wird, mit einer Segment-Zeile vergleicht, welche die niedrigste Frequenz verwendet, zwischen den ausgeschalteten Bildelementen der einen Segment-Zeile und den eingeschalteten Bildelementen der anderen Segment-Zeile ein praktisch gleich großer Kontrast erzeugt wird.

Fig. 10 zeigt den Aufbau einer herkömmlichen 16 × 10- Punktmatrix-Flüssigkristallanzeige, bei der Segment- Seitenelektroden 1-16 und gemeinsame Seitenelektroden A-J vorgesehen sind. Die dritte Spalte der Segment- Seitenelektroden weist ein spezielles Muster auf und verwendet die höchste Frequenz, um in jeder zweiten Zeile die Punkte abwechselnd ein- und auszuschalten. Die vierte Spalte der Segment-Seitenelektroden hingegen verwendet die niedrigste Frequenz, um sämtliche Punkte auszuschalten. In der Zeile F der sechsten Reihe der gemeinsamen Seitenelektroden sind die Punkte a und b beide ausgeschaltet. Obschon beide Punkte den gleichen Aus-Kontrast, d. h. die gleiche Helligkeit für den Zustand "Aus" haben sollten, unterscheiden sich die Kontraste der beiden Punkte und bewirken, daß die gesamte Anzeige ungleichmäßig und insgesamt die Bildqualität schlecht ist. Die Gründe hierfür werden nachstehend erläutert.

Fig. 11 zeigt die Impulsdiagramme der Treiber- oder Ansteuersignale, wie sie in einer 16 × 10-Punktmatrix- Flüssigkristallanzeige verwendet werden, die dynamisch mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Vorspannung von 1/3 angesteuert wird. Die Faktoren, welche den Kontrast und die Bildqualität beeinflussen, sind nachstehend angegeben:

(A) Das Wechselsignal (ein Rechtecksignal), dessen Polarität in jeder Raster-Zeitspanne TM umgekehrt wird.
(B) Das gemeinsame Signal CF, mit welchem die Zeile F in der sechsten Reihe der gemeinsamen Seitenelektroden angesteuert wird.
(C) Das Segment-Signal S 4, welches die vierte Spalte der Segment-Seitenelektroden ansteuert.
(D) Das Signal Vb (CF-S 4), welches an den Punkt b angelegt wird.
(E) Das Segment-Signal S 3, welches die dritte Spalte der Sement-Seitenelektroden ansteuert.
(F) Das Signal Va (CF-S 3), welches an den Punkt a angelegt wird.

Im Idealfall sind die Effektivwerte der Signale Va und Vb ebenso wie der Kontrast oder die Helligkeit der Punkte a und b im Ausschaltzustand identisch. In Wirklichkeit jedoch sind die Wellenzüge Störungen unterworfen, hervorgerufen durch den Widerstand der Elektroden, die Kapazität der Flüssigkristallelemente selbst und die Ansteuerkapazität der Treiberschaltung der Flüssigkristallvorrichtung. Diese Wellenform-Störungen oder -Verzerrungen führen zu einer Abweichung zwischen den Signalen Va und Vb. Da in diesem Fall die Wellenformen des Signals Vb durch die Störungen weniger beeinflußt werden als die des Signals Va, hat das Signal Vb einen größeren Effektivwert als Va. Hieraus folgt, daß der Punkt b einen stärkeren Aus-Kontrast erzeugt als der Punkt a. Das gleiche gilt für den Ein-Kontrast, d. h. für den Kontrast oder die Helligkeit im eingeschalteten Zustand des jeweiligen Punkts. Dieses Phänomen tritt noch deutlicher in Erscheinung, wenn ein größeres Tastverhältnis verwendet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansteuereinrichtung für eine Flüssigkristallvorrichtung zu schaffen, durch die die Bildqualität verbessert wird.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebene Erfindung gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angeben. Das benutzte Wechselsignal enthält eine spezifische Frequenz, die größer ist als die Rasterwechselfrequenz.

Außerdem ist das Tastverhältnis unterschiedlich.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 bis 5 sowie 8 vereinfachte Blockschaltbilder von Wechselsignal-Generatorschaltungen gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung.

Fig. 6 ein Impulsdiagramm, welches die Wellenformen für das Wechselsignal M′ veranschaulicht,

Fig. 7 ein Impulsdiagramm, welches die Wellenformen eines Flüssigkristall-Ansteuersignals gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt,

Fig. 9 ein Blockdiagramm, welches den Aufbau der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,

Fig. 10 eine Übersicht über eine 16 × 10-Punktmatrix- Flüssigkristallanzeige, und

Fig. 11 ein Impulsdiagramm, welches die Flüssigkristall- Ansteuersignale bei einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung darstellt.

Fig. 7 zeigt die Wellenform eines Flüssigkristall- Ansteuersignals zum Ansteuern (Antreiben) der in Fig. 10 skizzierten 16 × 10-Punktmatrix-Flüssigkristallanzeige. Die Ansteuerung erfolgt durch Anlegen eines in ein Wechselsignal umgesetzten Signals (Wechselsignals) M′ mit einer spezifischen Frequenz, die größer ist als die Frequenz des Wechselsignals M, welches eine Rasterwechselfrequenz benutzt. In Fig. 7 bezeichnet (A) das Wechselsignal M, welches bei jedem Rasterwechsel die Polarität ändert. (B) bezeichnet den Taktimpuls CL für die gemeinsamen Elektroden. Das Wechselsignal M′, welches bei (C) dargestellt ist, wird aus dem Wechselsignal M erzeugt. Es wechselt bei jeweils zwei Impulsen des Taktimpulssignals CL. (D) bezeichnet das gemeinsame Signal CF′, welches die Zeile F in der sechsten Reihe der gemeinsamen Elektroden ansteuert. Das Signal CF′ ist von dem Wechselsignal M′ abgeleitet. (E) bezeichnet das Segment-Signal S 4′, welches die vierte Reihe der Segment- Elektroden ansteuert. Das Signal S 4′ ist von dem Wechselsignal M′ abgeleitet. (F) bezeichnet das Signal Vb′ (CF′-S 4′), das an den Punkt b angelegt wird und von dem Wechselsignal M′ abgeleitet ist. (G) bezeichnet das Segment-Signal S 3′, welches die dritte Reihe der Segment-Elektroden ansteuert und das von dem Wechselsignal M′ abgeleitet ist. (H) bezeichnet das Signal Va′ (CF′-S 3′), das dem Punkt a zugeführt wird und von dem Wechselsignal M′ abgeleitet ist.

Wie aus der Betrachtung der Wellenzüge der Signale Va′ und Vb′ hervorgeht, besitzen diese Signale praktisch die gleichen Effektivwerte, da das Wechselsignal M′ zugrunde liegt, welches eine höhere Frequenz besitzt und bei jeweils zwei Impulsen des Taktsignals CL wechselt, verglichen mit dem Wechselsignal M, welches nur bei jedem Rasterwechsel die Polarität ändert. Man erreicht, daß der Aus-Kontrast der Punkte a und b für beide Punkte praktisch gleich groß ist.

Benutzt man die in Fig. 7 gezeigten Wellenformen, so kann es zu einer ungleichmäßigen Anzeige bei speziellen Anzeigemustern, die synchron mit dem Wechselsignal M′ sind, kommen, weil die Frequenz des Wechselsignals M′ dem Tastverhältnis entspricht. In anderen Worten: Wenn ein Einschaltsignal empfangen wird, welches synchron mit der Wechselfrequenz des Wechselsignals M′ ist, kann die negative Seite des Signals Vb′ in einem bestimmten Anzeige-Muster auf die positive Seite umschalten. Dadurch werden Wellenformen erzeugt, die dem Signal Vb in Fig. 11 ähnlich sind, mit der Folge, daß die Anzeige unregelmäßig wird. Um dies zu vermeiden, kann man vorsehen, daß das Wechselsignal M′ seinerseits nur alle drei Impulse des Taktsignals CL die Polarität wechselt. Die Synchronisations-Periodendauer wird auf diese Weise ausgedehnt, um die Anzeigequalität etwas zu verbessern. Häufig verbleibt aber immer noch eine ungleichmäßige Anzeige.

Fig. 8 zeigt eine typische Schaltung, die die obigen Gesichtspunkte berücksichtigt. Mit dieser Schaltung wird ein Wechselsignal M′ ausgegeben, dessen Polarität sich alle 28 Impulse des Taktsignals CL ändert. Es ist ersichtlich, daß eine ungleichmäßige Anzeige dadurch beseitigt werden kann, daß man ein Wechselsignal M′ anlegt, welches mehr als zwei Frequenzarten enthält, so daß beim Anzeigebetrieb dann keine Probleme mehr existieren.

Fig. 1 und 2 zeigen Schaltungen zum Erzeugen des Wechselsignals M′. Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung erzeugt ein Wechselsignal M′, welches seine Polarität alle 12 Impulse des Taktsignals CL und dann wiederum alle 16 Impulse ändert, was durch den Zähler 1 erreicht wird. In manchen Fällen kann es besser sein, daß das Wechselsignal M′ die Polarität in einem noch größeren Intervall ändert, beispielweise dann, wenn ein Tastverhältnis von 1/100 zum Ansteuern einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet wird. Unter Berücksichtigung dieser Umstände zeigt Fig. 2 eine Schaltung, die ein Wechselsignal M′ erzeugt, bei dem die Polarität alle 12 und alle 24 Impulse des Taktsignals CL wechselt. Es sei angemerkt, daß das Wechselsignal M′ nicht nur durch die oben beschriebene Hardware sondern auch bei Bedarf durch geeignete Software erzeugt werden kann. Abhängig von der Beschaffenheit des verwendeten Flüssigkristallmaterials ist eine spezielle Periodendauer notwendig. Verwendet man ein Wechselsignal M′, bei dem die Polarität alle 50 Impulse des Taktsignals CL wechselt, um eine Flüssigkristallanzeige mit einem Tastverhältnis von beispielsweise 1/100 anzusteuern, so werden spezielle Spannungen mit identischer Polarität bei jedem Raster angelegt, was möglicherweise zu einer Beeinträchtigung der Flüssigkristallvorrichtung führt. In diesem Fall verknüpft man, um das schließlich benutzte Wechselsignal M′ zu erhalten, mit Hilfe eines Exklusiv-Oder-Glieds das Wechselsignal M, dessen Polarität bei jedem Raster wechselt, mit dem Wechselsignal M′, das mit den Schaltungen nach den Fig. 8, 1 und 2 erzeugt wird, und man kann dadurch das genannte Problem lösen.

Fig. 3, 4 und 5 zeigen Schaltungen zum Erzeugen eines Wechselsignals M′, in denen ein Signal entweder von einem D-Flipflop 3 oder einem D-Flipflop 4 einerseits und ein Wechselsignal M andererseits einem Exklusiv-Oder- Glied 5 zugeführt werden, welches das zu verwendende Wechselsignal M′ ausgibt.

Fig. 9 zeigt den Aufbau einer 16 × 10-Punktmatrix- Flüssigkristallanzeige mit einem Ansteuersystem gemäß der Erfindung. Über ein Schieberegister 21, einen Zwischenspeicher 22 und einen Pegelumsetzer 23 werden einem Analogschalter 24 Anzeigedaten für die Segment-Elektroden zugeführt. Ansprechend auf die Anzeigedaten liefert der Analogschalter 24 Vorspannungen V 4, V 3, V 6 und V 1, die von Schaltern 25 und 26 entsprechend dem Wechselsignal M′ ausgewählt werden, an die Segmentelektroden 1-16 der Flüssigkristallmatrix 20. Die Anzeigedaten für die gemeinsamen Seitenelektroden werden über ein Schieberegister 27, einen Zwischenspeicher 28 und einen Pegelumsetzer 29 an einen Analogschalter 30 gegeben. Ansprechend auf die Anzeigedaten liefert der Analogschalter 30 Vorspannungen V 2, V 5, V 1 und V 6, die nach Maßgabe des Wechselsignals M′ von Schaltern 31 und 32 ausgewählt werden, an die gemeinsamen Elektroden A bis J der Flüssigkristallmatrix 20.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, schafft die Erfindung eine Einrichtung zum wirksamen Ansteuern von Flüssigkristallvorrichtungen, indem ein spezielles Wechselsignal (Rechtecksignal) mit einer speziellen Frequenz angelegt wird, wobei diese Frequenz größer ist als die Rasterwechsel-Frequenzen und sich von dem Tastverhältnis unterscheidet. Hierdurch vermag die Einrichtung ungleichmäßige Anzeigebilder zu beseitigen, die verursacht werden durch unterschiedliche Anzeigemuster und die Rasterumschaltung. Insgesamt wird also die Bildqualität erhöht. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Ansteuereinrichtung für Flüssigkristalle die gleichmäßige Verteilung von Wechselsignalen an gemeinsame Elektroden, ohne daß an spezielle gemeinsame Elektroden Spannungen angelegt werden müssen, die identische Polarität besitzen. Man kann außerdem entsprechend dem Material und der Kapazität des Flüssigkristalls eine spezielle Frequenz für die Wechselsignale einstellen, die außerdem vom Verdrahtungswiderstand und der Ansteuerungskapazität der Flüssigkristall-Treiberschaltung abhängt.

Claims

1. Ansteuereinrichtung für eine Flüssigkristallvorrichtung mit dynamischer Ansteuerung, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die Flüssigkristallvorrichtung durch Anlegen von Wechselsignalen ansteuert, die eine spezifische Frequenz aufweisen, welche größer ist als die Rasterwechselfrequenz, und die ein anderes Tastverhältnis besitzen.

2. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselsignal ein Gemisch aus Signalen mit mehr als zwei Arten von Frequenzen enthält.

3. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallvorrichtung durch ein Wechselsignal angesteuert wird, welches erhalten wird durch die Exklusiv-Oder-Verknüpfung des Signals mit der Rasterwechselfrequenz mit dem Wechselsignal.