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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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(a) Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Halteanzeigeeinheit (Anzeigeeinheit
der Halte-Bauart) zum
Anzeigen es bewegten Bildes und insbesondere eine Halteanzeigeeinheit,
wie beispielsweise eine Halte-LCD-Einheit zum Anzeigen eines bewegten Bildes.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Monitor, ein Lichtventil
und einen Projektor, der die Halteanzeigeeinheit verwendet.
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(b) Beschreibung des Standes
der Technik
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Kürzlich ist
eine twist-nematische (TN)-Modus-LCD-Vorrichtung allgemein als typische LCD-Vorrichtung
verwendet worden. Die TN-Modus-LCD-Vorrichtungen sind in zwei Modi
kategorisiert: einem aktiven Matrixmodus, wie beispielsweise einem
TN-TFT, wobei in jedem Pixel der Anzeigeeinheit ein Dünnschichttransistor-(TFT)-Schalter
vorgesehen ist; und einen super-twist-nematischen-(STN)-Modus. Der
STN-Modus hat den Nachteil einer geringeren Ansprechgeschwindigkeit.
Somit ist die STN-Modus-Anzeigeeinheit
nicht dafür
geeignet, ein bewegtes Bild anzuzeigen. Der STN-Modus hat auch den
Nachteil einer geringen Bildqualität verglichen mit dem TN-TFT-Modus,
der nun auf kommerzieller Basis mehr verwendet wird.
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Unter
den vorstehend beschriebenen Umständen sind Techniken zur Verbesserung
der Betrachtungswinkelabhängigkeit
entwickelt worden und werden nun in praktischen Produkten verwendet.
Somit verwendet der Mainstream der Hochleistungs-LCD-Vorrichtung
einen TN-Modus in Verbindung mit einem Kompensationsfilm, einen
Schaltmodus in der Ebene und einen TFT-Aktivmatrix-Modus, der eine
vertikal ausgerichtete Multibereichstechnik verwendet.
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In
derartigen Aktivmatrix-Modus-LCD-Vorrichtungen wird das Bildsignal
mit einem Zyklus von 60 Hz aktualisiert, um eine positive und negative
Aktualisierung jeweils mit einem Zyklus von 30 Hz zu erzielen, wodurch
ein einzelnes Teilbild ungefähr
16,6 Millisekunden hat. Somit hat die Summe aus positiven und negativen
Teilbildern, genannt Ganzbild, ungefähr 33,3 Millisekunden. Anzumerken
ist, dass die Ansprechgeschwindigkeit der derzeitigen LCD-Vorrichtungen
meist um diese Ganzbildzeit herum liegt. Somit sind LCD-Vorrichtungen
gefordert, die eine höhere
Ansprechgeschwindigkeit als diese Ganzbildzeit erzielen, wenn die
LCD-Vorrichtungen für
die Anzeige von Bildsignalen, wie beispielsweise für bewegte
Bilder, Computergrafiken oder Hochgeschwindigkeitsspielbilder verwendet
werden.
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Es
sind verschiedene Techniken untersucht worden, um einen Hochgeschwindigkeitsmodus
der LCD-Vorrichtungen zu erzielen. Die Techniken zur Erzielung eines
Hochgeschwindigkeitsbetriebes für LCD-Vorrichtungen
sind in zwei Hauptströmungen kategorisiert,
die eine, welche auf die Verwendung eines nematischen Flüssigkristalls
(LC) mit höherer Geschwindigkeit
wie vorstehend beschrieben gerichtet ist, und die andere auf die
Verwendung eines smetischen LC gerichtet ist, der eine spontane
Polarisation und schnellere Ansprechcharakteristik hat.
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Die
auf den nematischen LC mit höherer
Geschwindigkeit gerichtete erste Strömung versucht die Techniken:
Reduzieren der Zelllücke,
um das elektrische Feld pro angelegter Spannung zu erhöhen; Anlegen
einer höheren
Spannung an die LC-Schicht zum Erhöhen des elektrischen Feldes,
dadurch Begünstigen
oder Unterstützen
der Zustandsänderung der
LC-Schicht; Verringern der Viskosität des LC; und Verwenden eines
spezifischen Modus, den die Erzielung einer höheren Geschwindigkeit als inhärent betrachtet
wird. Durch die Verwendung dieser Techniken ist für die LCD-Einheiten
eine Stromansprechzeit von mehreren Millisekunden erzielt worden.
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Solche
Beispiele sind ein sequentieller Teilbild-Anzeigemodus und ein optisch
kompensierter Doppelbrechungsmodus, die Ansprechzeiten zwischen
2 und 5 Millisekunden erzielen. Solche Techniken sind in "Electronic Technology" von Nikkan Kogyou
News Paper, Juli 1998, S. 8–12
und "SID 1994 Digest", S. 927–930 beschrieben.
Durch die Verwendung dieser Techniken sind Ansprechzeiten zwischen
2 und 5 Millisekunden erzielt worden.
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Beispiele
der zweiten Strömung
von smectischen LCs, die eine spontane Polarisation haben, enthalten
oberflächenstabilisierte
ferroelektrische Flüssigkristalle
(SSFLC), die am populärsten
sind und in praktischen Produkten verwendet werden. Von SSFLC wird
berichtet, dass er eine Ansprechzeit von ungefähr 100 Mikrosekunden (μs) hat. Eine ähnliche
Ansprechzeit wird ebenfalls durch einen anti-ferroelektrischen LC
erzielt, der drei stabile Zustände
hat. Zusätzlich
erzielen Modi, die deformierte ferroelektrische Helix-LCs, antiferroelektrische
LCs ohne Schwellwert und LCs, die einen elektroklinischen Effekt
verwenden, ebenfalls höhere
Ansprechzeiten zwischen mehreren Millisekunden und mehreren 10 Mikrosekunden
in einem analogen Anzeigeformat.
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Es
wird jedoch berichtet, dass diese LCs mit höherer Geschwindigkeit nicht
auch noch bewegte Bilder mit ausreichender Bildqualität anzeigen
können.
Dies wird als Folge des Anzeigeprinzips selbst der LCD-Einheit betrachtet.
Anzumerken ist, dass andere Anzeigeeinheiten als die LCD-Einheit,
wie beispielsweise eine CRT-Einheit, eigenes Licht für die Anzeige
durch Selbstlumineszenz emittiert, während die LCD-Einheit Bilder
unter Verwendung einer Schließfunktion
der LC-Schicht anzeigt, die das Licht, welches auf diese durch Transmission
oder Reflektion auftrifft, durchlässt oder blockiert.
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Im
Betrieb der CRT-Einheit wird der Elektronenstrahl auf einen phosphoreszierenden
Stoff zur Fluoreszenz gestrahlt. Die Lebensdauer des fluoreszenten
Elementes hängt
von dem phosphoreszierenden Stoff und dem Ziel der CRT-Einheit ab.
Beispielsweise wird in dem lang nachleuchtenden Oszilloskop, wie
beispielsweise für
Radar, ein phosphoreszierender Stoff allgemein verwendet, der eine
Langzeitfluoreszenz mit einer Länge
von mehreren 100 Millisekunden hat, während welcher die Intensität des Lichtes
sich auf 10% des ursprünglichen
Lichtes reduziert. Andererseits wird in einer Lichtpunkt-Abtaströhre im Allgemeinen
ein phosphoreszierender Stoff verwendet, der eine Kurzzeitfluoreszenz
von 100 Nanosekunden hat. In einer CRT-Einheit, die für die Anzeige
von bewegten Bildern verwendet wird, wird ein phosphoreszierender
Stoff, der eine Kurzzeitfluoreszenz hat, verwendet.
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1 ist
ein Zeitsteuerungsdiagramm der Luminanz einer derartigen CRT-Einheit
zur Anzeige von bewegten Bildern in jedem Teilbild, wobei die Luminanz
nur für
eine anfängliche
Dauer jedes Teilbildes höher
ist und sich in der folgenden Dauer jedes Teilbildes abrupt verringert,
was eine impulsartige Luminanz zeigt.
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Andererseits
ermöglicht
der Verschlussmodus der LCD-Vorrichtung, dass die Luminanz in jedem
Teilbild konstant ist, um eine Luminanz vom Haltetyp zu erzielen,
wie dies in der 2 gezeigt ist. In der 2 zeigt
die durchgezogene Linie den Fall eines idealen Hochgeschwindigkeitsansprechens, während die
gestrichelte Linie den Fall eines praktischen Ansprechens mit niedrigerer
Geschwindigkeit zeigt, als Veranschaulichung der Luminanz vom Haltetyp.
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Die
Impulsluminanz und die Halteluminanz werden bezüglich ihrer Anzeigeleistungen
in der Literatur wie beispielsweise in den Sitzungsberichten der LCD-Forum-Treffen
mit dem Titel "For
LCD unit to replace CRT monitor market in the moving picture view point", August 1998, S.
1–6, und
dem Material des 62. Anschluss-Gesellschaftstreffens, November 1998,
S. 1–5,
von der Division of Intelligent Organic Material of LC-Material
in dem 142 Committee of Organic Material Division of Japan Society
for the Promotion of Science untersucht. Diese Literaturangaben
umfassen Veranschaulichungen der Impuls-Anzeige und der Halte-Anzeige,
und zeigen, wie der Bewegungscharakter zwischen diesen unterschiedlich beobachtet
wird. Die Darstellungen sind hier enthalten und nach geringfügigen Modifikationen
als 3A und 3B gezeigt.
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Die 3A und 3B zeigen
jeweils die Ergebnisse der Beobachtung des bewegten Bildes auf einem
Bildschirm durch ein menschliches Auge, wobei ein Zeichen (oder
Objekt) "A" sich in Pfeilrichtung,
d. h. nach rechts bewegt. Die 3A und 3B entsprechen
einer CRT-Einheit bzw. einer LCD-Einheit.
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An
der CRT-Einheit erscheint, wie in der 3A gezeigt,
der Buchstabe A an einem ersten Ort des Bildschirms zu einem Augenblick,
verschwindet im nächsten
Augenblick, erscheint das nächste Mal
an einem zweiten Ort entfernt vom ersten Ort und verschwindet wieder
im nächsten
Augenblick. An der LCD-Einheit, die ein Ansprechen mit höherer Geschwindigkeit
hat, erscheint, wie in der 3B gezeigt,
der Buchstabe A an einem ersten Ort des Bildschirms, bleibt an dem
ersten Ort bis zu einer nächsten
Abtastperiode, bewegt sich abrupt vom ersten Ort zum zweiten Ort
in der nächsten
Abtastperiode und bleibt an dem zweiten Ort bis zu einer nächsten Abtastperiode.
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Wenn
der Buchstabe A vom menschlichen Auge entlang der Bewegung desselben
auf der CRT-Einheit verfolgt wird, wie dies in der 3A gezeigt
ist, wird der Buchstabe vom menschlichen Auge nur an dessen Lumineszenz
beobachtet, wobei das Auge den Buchstaben verfolgt, während es
sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Dies läßt eine
natürliche
Bewegung des Buchstabens zu. Wenn andererseits der Buchstabe vom
menschlichen Auge entlang der Bewegung desselben an der LCD-Einheit
verfolgt wird, wird, wie in der 3B gezeigt,
der Buchstabe für
eine Zeit an dem ersten Ort durch das menschliche Auge beobachtet,
das die Tendenz hat, den Buchstaben unter einer Bewegung mit konstanter
Geschwindigkeit zu verfolgen. Dies bewirkt, dass der Buchstabe so
beobachtet wird, als wenn sich der Buchstabe auf der Retina des
menschlichen Auges von der linken Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung
des Buchstabens be wegt. Somit wird der Buchstabe als mit einem Schwanz
versehen beobachtet, was daran hindert, den Buchstaben klar zusehen.
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Bei
der Analyse der Beobachtung durch das menschliche Auge ist anzumerken,
dass die Verbesserung der Ansprechzeit allein für die Erzielung einer geeigneten
Anzeige von bewegten Bildern durch die Halte-LCD-Einheit nicht ausreichend
ist, und dass die Verbesserung von spezifischen Halteschemen begleitet
sein sollte. Bei der Berücksichtigung
der spezifischen Halteschemen sollen diese eine Verringerung der
Haltezeit der Lumineszenz und eine Konfiguration, dass das Lumineszenzlicht
in der Nähe des
Ortes der Bewegung des Buchstabens liegt, enthalten.
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Die
Verringerung der Haltezeit kann durch eine Technik erzielt werden,
bei der in einer Hochgeschwindigkeits-LCD-Einheit, die eine pi-Zellen-Struktur
hat, welche eine Kompensationsplatte verwendet, eine Hintergrundlichtquelle
periodisch ein- und ausgeschaltet wird. Diese Technik wird in den
Berichten des vorstehend genannten Forum of LCD Institute, S. 20–23 beschrieben.
Eine andere Technik zur Verringerung der Haltezeit ist so, dass
die Hintergrundlichtquelle normalerweise eingeschaltet ist, wobei
ein Rücksetzzustand
eingesetzt ist. Eine derartige Verringerung wird ebenfalls in den
gleichen Berichten des Forum of LCD Institute, S. 5–6 beschrieben.
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Zusammenfassend
ist, wie vorstehend beschrieben, das erste Problem beim Stand der
Technik, dass die Halte-LCD-Einheit inhärent die Bildqualität des bewegten
Bildes verschlechtert.
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Das
zweite Problem ist, dass der Verschlussmodus, wie beispielsweise
das periodische Schalten oder Rücksetzen
des Hintergrundlichtes eine komplizierte Struktur benötigt und
doch nur einen begrenzten Effekt erzielt, weil eine ausreichende
Verbesserung nur durch eine darin eingesetzte längere Dunkelzeit erzielt wird.
Beispielsweise sollte zur Erzielung einer Anzeigedarstellung in
der LCD-Einheit, die mit der Darstellung der CRT-Einheit vergleichbar
ist, ein einzelnes Teilbild eine 1 Millisekunde lange Hellzeit und
eine übrige Dunkelzeit
enthalten. Beim periodischen Schalten des Hintergrundlichtes ist
es für die
Antriebsschaltung, die für
das Hintergrundlicht eine hohe Treibspannung hat, schwierig, mit
einer höheren
Frequenz zu arbeiten ohne dass ihre Kosten ansteigen. Andererseits
wird beim Rücksetzen
des Hintergrundlichtes eine ausreichende Luminanz nur durch eine
LCD-Schicht mit hoher Ansprechgeschwindigkeit erzielt.
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Eine
Halteanzeigeeinheit gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 ist aus der US-A-6 038 001 und der US-A-6
057 817 bekannt.
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Angesichts
der vorstehenden Probleme der herkömmlichen Halteanzeigeeinheiten
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halteanzeigeeinheit
zu schaffen, die den Schwanz eines bewegten Objektes, welcher allgemein
auf dem Bildschirm der Halteanzeigeeinheit beobachtet wird, unterdrücken kann.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
erwähnt.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
gehen aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden
Figuren im Einzelnen hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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1 ist
ein Luminanzprofil einer typischen CRT-Einheit bezogen auf die Zeit.
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2 ist
ein Luminanzprofil einer herkömmlichen
LCD-Einheit bezogen auf die Zeit.
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3A und 3B sind
erläuternde
Ansichten zum Aufzeigen der Beziehung zwischen einem sich bewegenden
Objekt und dem sich bewegenden Bild, das auf dem CRT-Schirm bzw.
LCD-Schirm vom menschlichen Auge beobachtet wird.
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4 ist
ein Durchlassgradprofil bezogen auf die Zeit einer Halte-LCD-Einheit gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5A bis 5C zeigen
jeweils die Beziehung zwischen den Durchlässigkeitsachsen einer polarisierenden
Platte und der Richtung der Doppelbrechung der LC-Schicht.
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6 ist
eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Durchlässigkeitsgrad
der LC-Schicht und der angelegten Spannung ohne Verwendung einer
Kompensationsplatte.
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7 ist
ein Äquivalentschaltbild
eines Pixelelementes in einer Aktivmatrix-Halte-LCD-Einheit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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8 ist
ein Äquivalentschaltbild
eines Pixelelementes in einer Aktivmatrix-Halte-LCD-Einheit gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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9 ist
eine Ansicht im Schnitt eines Polysilicium-TFT-Schalters in der
LCD-Einheit gemäß 4.
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10 ist
eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen dem Durchlässigkeitsgrad
der LC-Schicht und der angelegten Spannung in einer Halte-LCD-Einheit
gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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11 ist
eine Draufsicht auf den Pixelbereich einer Halte-LCD-Einheit gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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BEVORZUGTE
AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Nun
wird die vorliegende Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf
die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei ähnliche Bauelemente durch ähnliche
Bezugsziffern bezeichnet sind.
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In
einer LCD-Einheit gemäß der vorliegenden
Erfindung sind die Pixel des Pixelarray in jedem Teilbild des bewegten
Bildes in eine erste Gruppe, die höhere Grauskalapegel und eine
zweite Gruppe, die niedrigere Grauskalapegel hat, unterteilt.
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Bezug
nehmend auf 4 zeigt die durchgezogene Linie
den Durchlässigkeitsgrad
eines Pixels der ersten Gruppe, die die höheren Luminanz-Grauskalapegel
in dem Teilbild hat, während
die gestrichelte Linie die wirksame Luminanz des Pixels mit dem durch
die durchgezogene Linie gezeigten Durchlässigkeitsgrad zeigt. Der Begriff "effektive Luminanz" wie hier verwendet
bedeutet eine Luminanz, die vom menschlichen Auge erfasst wird,
das im Allgemeinen das Integral der Luminanz der Pixel erfasst.
Die Pixel der ersten Gruppe übersteigen
den höheren
Luminanz-Grauskalapegel, während
die Pixel der zweiten Gruppe, die niedrigere Grauskalapegel haben,
nicht den höheren
Luminanz-Grauskalapegel überschreiten.
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Anzumerken
ist, dass der Durchlässigkeitsgrad
der Pixel mit dem höheren
Luminanz-Grauskalapegel
am Punkt "A" null oder ein Minimum
ist, am Punkt "B" abrupt auf einen
höchsten
Durchlässigkeitsgrad
an einem Spitzenpunkt ansteigt und am Punkt "C" auf
einen niedrigeren stabilen Durchlässigkeitsgrad abfällt. Das
heißt,
das Pixel übersteigt
einen Durchlässigkeitsgrad
höher als
einen spezifizierten Durchlässigkeitsgad.
Andererseits steigt der Durchlässigkeitsgrad
eines Pixels, das einen niedrigeren Luminanz-Grauskalapegel hat, moderat auf einen
stabilen Durchlässigkeitsgrad,
ohne dass ein Durchlässigkeitsgrad
höher als
ein spezifizierter Durchlässigkeitsgrad überstiegen
wird.
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Die
Halte-LCD-Einheit der ersten Ausführungsform hat vorzugsweise
eine polarisierende Platte zugeordnet zu der LC-Schicht (zweite
Ausführungsform),
oder insbesondere ein Paar polarisierender Platten, die zwischen
die LC-Schicht geschichtet sind (dritte Ausführungsform). Die zwischen Klammern
gesetzte spezifizierte Ausführungsform
meint die Ausführungsform,
die die angegebene spezifische vorzugsweise Struktur hat.
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Die
LC-Schicht in der Halte-LCD-Einheit der zweiten oder dritten Ausführungsform
hat vorzugsweise eine Ansprechcharakteristik, bei der das Ansprechen
der LC-Schicht auf die ungeradzahligen Energien des elektrischen
Feldes höher
als die Antwort der LC-Schicht
auf die geradzahligen Energien des elektrischen Feldes ist.
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Die
LC-Schicht in der Halte-LCD-Einheit der zweiten oder dritten Ausführungsform,
die eine polarisierende Platte oder zwei polarisierende Platten hat,
hat vorzugsweise eine ferroelektrische LC (fünfte Ausführungsform) oder eine antiferroelektrische
LC (sechste Ausführungsform).
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Die
LC-Schicht in der Halte-LCD-Einheit der zweiten oder dritten Ausführungsform
mit einer polarisierenden Platte oder zwei polarisierenden Platten hat
vorzugsweise eine LC-Substanz,
die ein Elektroklinik-Phänomen
hat (siebte Ausführungsform).
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Die
zwei polarisierenden Platten in der Halte-LCD-Einheit einer der
dritten bis siebten Ausführungsformen
haben vorzugsweise optische Achsen, welche sich rechtwinkelig zueinander
erstrecken (achte Ausführungsform).
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Das
Brechungsindex-Ellipsoid der LC-Schicht in der Halte-LCD-Einheit
der zweiten oder achten Ausführungsform
hat eine Projektion auf die Substratoberfläche oder die Tafeloberfläche, wobei
die Projektion eine Ellipse ist, die eine längere Achse und eine kürzere Achse
hat (neunte Ausführungsform).
In der neunten Ausführungsform
unterscheidet sich die Richtung der Rotation in der Ebene der LC-Schicht,
wenn ein elektrisches Feld, das eine spezifische Polarisation hat,
an die LC-Schicht angelegt wird, von der Richtung der Rotation in
der Ebene der LC-Schicht, wenn ein elektrisches Feld, das eine entgegengesetzte
Polarisation hat, angelegt wird.
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Vorzugsweise
teilt die längere
Achse der Ellipse der neunten Ausführungsform den Winkel, welcher
zwischen den Durchlässigkeitsachsen
der zwei polarisierenden Platten gebildet ist, gleichmäßig, wenn
kein elektrisches Feld angelegt wird (zehnte Ausführungs form).
Wenn ein elektrisches Feld, das eine spezifische Polarisation hat,
angelegt wird, dreht die längere
Achse der LC-Schicht in Richtung auf die optische Achse einer der
zwei polarisierenden Platten, während,
wenn ein elektrisches Feld, das die entgegengesetzte Polarität hat, angelegt
wird, die längere
Achse in Richtung auf die optische Achse der anderen der zwei polarisierenden
Platten dreht.
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Bezug
nehmend auf die 5A bis 5C ist
in diesen die mittlere Doppelbrechungsrichtung der LC-Schicht an
der Koordinate gezeigt, definiert durch die Durchlässigkeitsachsen
(optische Achsen) der beiden polarisierenden Platten, welche die
Ordinate und die Abszisse bilden. Die mittlere Doppelbrechungsrichtung
ist durch die Projektion des Brechungsindex-Ellipsoides auf die
Substratoberfläche gezeigt.
Wie dargestellt, erstrecken sich die Durchlässigkeitsachsen der beiden
polarisierenden Platten rechtwinkelig zueinander und die gestrichelte
Linie teilt den zwischen den Durchlässigkeitsachsen gebildeten
Winkel.
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In
der 5A fluchtet die längere Achse der mittleren Doppelbrechungsrichtung
der LC-Schicht mit der Durchlässigkeitsachse
der einen der polarisierenden Platten. Dies ermöglicht, dass die LCD-Einheit
einen Schwarzpegel anzeigt, wobei die Lichtdurchlässigkeit
auf dem Minimum ist. In der 5B liegt
die längere
Achse der mittleren Doppelbrechungsrichtung in der Richtung, welche
den Winkel, welcher zwischen der Ordinate und der Abszisse gebildet
wird, d. h. zwischen den Durchlässigkeitsachsen
der polarisierenden Platten, in gleiche Teile teilt. Dies ermöglicht,
dass die LCD-Einheit einen Weißpegel
anzeigt, wobei die Lichtdurchlässigkeit das
Maximum ist. In der 5C liegt die längere Achse
der mittleren Doppelbrechungsrichtung in der Nähe der Abszisse nach Drehung
in die zu der in der 5A gezeigten entgegengesetzten
Richtung. Dies ermöglicht,
dass die LCD-Einheit einen Grauskalapegel anzeigt, der zwischen
den in den 3A und 3B gezeigten
Pegeln liegt.
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Die Änderung
des Grauskalapegels von dem in der 5A gezeigten
Zustand auf den in der 5C gezeigten Zustand über den
Zustand gemäß 5B entspricht
dem Punkt von A zum Punkt C über
den Punkt B, wie dies in dem Durchlassgradprofil der 4 gezeigt
ist. Die spezifische Polarität
des elektrischen Feldes entspricht der 5A, während die
entgegengesetzte Polarität
des elektrischen Feldes der 5B entspricht.
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Durch
Einstellen der Richtungen der polarisierenden Platten und der LC-Schicht
sowie auch durch Einstellen der Polarisation des elektrischen Feldes
hat die LCD-Einheit ein gewünschtes
Verhalten.
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Das
Brechungsindex-Ellipsoid der LC-Schicht in der LCD-Einheit der zweiten
oder achten Ausführungsform
hat vorzugsweise eine Projektion auf die Substratoberfläche, welche
eine Ellipse ist, die eine längere
Achse und eine kürzere
Achse hat (elfte Ausführungsform).
In dieser Ausführungsform dreht
die längere
Achse der LC-Schicht in einer Ebene, wenn ein elektrisches Feld
mit einer spezifischen Polarisation angelegt wird, während die
längere
Achse sich in der Ebene kaum dreht, wenn ein elektrisches Feld mit
der entgegengesetzten Polarisation angelegt wird.
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Die
LC-Schicht der LCD-Einheit der elften Ausführungsform hat vorzugsweise
ein spezifische Charakteristik der längeren Achse in der Projektion des
Brechungsindex-Ellipsoids,
projiziert auf die Substratoberfläche (zwölfte Ausführungsform). Die spezifische
Charakteristik ist so, dass die längere Achse der LC-Schicht
zu der Durchlässigkeitsachse der
einen der zwei polarisierenden Platten fluchtet, wenn kein elektrisches
Feld oder ein elektrisches Feld mit einer spezifischen Polarisation
angelegt wird und dass die längere
Achse in Richtung auf die Durchlässigkeitsachse
der anderen der zwei polarisierenden Platten dreht, wenn ein elektrisches
Feld mit der entgegengesetzten Polarisation angelegt wird.
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Die
LC-Schicht in der Halte-LCD-Einheit der zweiten oder dritten Ausführungsform
kann eine spezifische Charakteristik haben, wobei das Ansprechen der
LC-Schicht auf die Leistungen der geradzahligen Ordnung des elektrischen
Feldes größer als
das Ansprechen der LC-Schicht auf die ungeradzahligen Leistungen
des elektrischen Feldes ist (13. Ausfüh rungsform). Die ungeradzahligen
Leistungen des elektrischen Feldes umfassen erste, dritte, fünfte, ... Leistungen,
während
die geradzahligen Leistungen zweite, vierte, sechste, ... Leistungen
umfassen.
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Die
Halte-LCD-Einheit gemäß der zweiten oder
dritten Ausführungsform
kann ein nematisches LC als das LC-Material haben (14. Ausführungsform).
Die LCD-Einheit der zweiten oder dritten Ausführungsform kann auch ein cholestrisches
LC (Chiral nematic LC) als das LC-Material enthalten (15. Ausführungsform).
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Die
zwei polarisierenden Platten in der Halte-LCD-Einheit einer der
13. oder 15. Ausführungsformen
haben vorzugsweise optische Achsen, welche sich rechtwinkelig zueinander
erstrecken (16. Ausführungsform).
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Das
Brechungsindex-Ellipsoid der LC-Schicht in der Halte-LCD-Einheit
der zweiten oder 16. Ausführungsform
kann eine Projektion auf die Substratoberfläche haben, wobei die Projektion eine
Ellipse ist, die eine längere
Achse und eine kürzere
Achse hat (17. Ausführungsform).
In dieser Ausführungsform
fluchtet die längere
Achse der Ellipse zu der Durchlässigkeitsachse
einer der polarisierenden Platten, wenn kein elektrisches Feld angelegt wird,
während
die längere
Achse in Richtung auf die Durchlässigkeitsachse
der anderen der polarisierenden Platten dreht.
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Die
Halte-LCD-Einheit der zweiten oder dritten Ausführungsform hat vorzugsweise
eine optische Kompensationsplatte mit der Funktion, die Durchlässigkeits-Spannungscharakteristika
der LC-Schicht zu ändern
(18. Ausführungsform).
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Die
optische Kompensationsplatte in der Halte-LCD-Einheit der 18. Ausführungsform
verwendet vorzugsweise einen höheren
Spannungsbereich für
einen Anzeigebetrieb (19. Ausführungsform).
Der Betrieb der Halte-LCD-Einheiten der 18. und 19. Ausführungsformen
wird im Folgenden beschrieben.
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Bezug
nehmend auf 6 zeigt diese die Durchlassgrad-Charakteristika
bezogen auf die angelegte Spannung in den Halte-LCD-Einheiten. Die durchgezogene
Linie "D" zeigt die Durchlassgradcharakteristik
einer typischen Halte-LCD-Einheit, die keine optische Kompensationsplatte
enthält.
Durch Einbauen einer optischen Kompensationsplatte in die typische
Halte-LCD-Einheit kann die Durchlassgrad-Charakteristik mit Bezug
auf die Spannung geändert
werden, um eine Durchlassgrad-Charakteristik wie beispielsweise "E" und "F" zu
erhalten, bei der die Luminanzspitze in Richtung auf den niedrigeren Spannungsbereich
den höheren
Spannungsbereich verschoben ist. In der Durchlassgradcharakteristik "E" ist es beispielsweise möglich, Durchlassgradprofile
mit Bezug auf die Zeit zu erhalten, wie sie durch die durchgezogene
Linie und die gestrichelte Linie in der 4 gezeigt
sind, indem die angelegte Spannung gesteuert wird.
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Die
Halte-LCD-Einheit der 19. Ausführungsform
ist insbesondere für
ein Hochgeschwindigkeitsansprechen geeignet. Durch Verwendung der
Durchlassgrad-Charakteristik "F", welche die Spitze
in Richtung auf den höheren
Spannungsbereich verschoben hat, kann ein Hochgeschwindigkeitsansprechen
in der LCD-Einheit gemäß der 19.
Ausführungsform
erzielt werden.
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Die
Halte-LCD-Einheit der zweiten und dritten Ausführungsformen hat vorzugsweise
ein Pixel, in welchem ein Parallelwiderstand parallel zu der LC-Schicht
geschaltet ist, der hier LC-Widerstand bezeichnet wird (20. Ausführungsform),
wie dies in der 7 gezeigt ist.
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Die
Aktivmatrix-LCD-Einheit hat einen TFT-Schalter 34 zum Speichern
der Ladung am LC-Kondensator 35. Die Ladung, die in dem
LC-Kondensator 35 gespeichert ist, wird über den
Parallelwiderstand 36 ausgegeben, woraus eine Änderung
der Orientierung der LC-Schicht resultiert. Indem die Änderung
der LC-Orientierung infolge des Entladens zur Verringerung des Durchlassgrades
zugelassen wird, kann die Funktionsweise der zweiten und der dritten
Ausführungsformen
implementiert werden.
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In
der LCD-Einheit gemäß der 20.
Ausführungsform
ist die RC-Zeitkonstante, die durch den Parallelwiderstand 36 und
den LC-Kondensator 35 definiert ist, vorzugsweise mit einer
einzelnen Teilbildperiode oder darunter zu vergleichen (21. Ausführungsform).
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In
der LCD-Einheit der zweiten oder dritten Ausführungsform ist es vorzuziehen,
dass in die LC-Schicht Ionen injiziert oder eingebaut sind (22. Ausführungsform).
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In
der LCD-Einheit der zweiten Ausführungsform
ist es vorzuziehen, dass die Zeitkonstante, welche durch die Ionendichte
und den Diffusionskoeffizienten bestimmt ist, mit einer einzelnen
Teilbildperiode oder kleiner vergleichbar ist (23. Ausführungsform).
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In
der LCD-Einheit der 23. Ausführungsform können die
positiven Ionen und die negativen Ionen annähernd den gleichen Wert bezüglich des
Produktes der Ionenladung und der Anzahl der Ionen haben, was die
Gesamtladung bestimmt, wodurch die LC-Schicht elektrisch neutral
ist (24. Ausführungsform).
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In
einer der 22. bis 24. Ausführungsformen kann
eine Konfiguration ähnlich
der Konfiguration der 20. oder 21. Ausführungsform durch die Ionen
anstatt des Parallelwiderstandes erzielt werden.
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In
einer der ersten bis 24. Ausführungsformen
kann ein Schalter wie beispielsweise ein TFT-Schalter zum Treiben
eines Pixels vorgesehen sein (25. Ausführungsform).
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In
der 25. Ausführungsform
kann der Schalter Ladung auf den LC-Kondensator des Pixels mit einer
spezifizierten Zeitkonstante während
der Halteperiode des Pixels laden (26. Ausführungsform). In der 26. Ausführungsform
ermöglicht
eine höhere Spannung
zwischen den Anschlüssen
des Schalters, dass während
der Halteperiode des Pixels durch den Schalter eine höhere Ladungsmenge
eingeleitet wird (27. Ausführungsform).
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In
der 25. Ausführungsform
kann ein Reihenwiderstand mit dem Pixelkondensator oder mit dem LC-Kondensator
in Reihe zwischen die Energiequellenleitungen geschaltet sein (28.
Ausführungsform), wie
dies in der 8 gezeigt ist. Die 8 zeigt
den Fall einer Aktivmatrix-LCD-Einheit und der Schalter 34 ist
für den
Fall einer anderen LCD-Einheit
als der Aktivmatrix-LCD-Einheit nicht notwendig.
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Im
Betrieb der 28. Ausführungsform
wird das Treiben des Pixels durch Laden des LC-Kondensators 35 über den
Schalter 34 durchgeführt
(für den Fall
einer Aktivmatrix-LCD-Einheit),
während
elektrische Ladung auch durch den Reihenwiderstand 36 mit
der spezifizierten Zeitkonstante geleitet wird. Das Einleiten der
Ladung ändert
die LC-Ausrichtung.
Indem die Änderung
der LC-Ausrichtung infolge des Einleitens von Ladung zugelassen
wird, um den Durchlassgrad der LC-Schicht zu verringern, kann die
Funktionsweise der zweiten und dritten Ausführungsformen erzielt werden.
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In
der 28. Ausführungsform
kann der Widerstand des Reihenwiderstandes zwischen dem Ein-Widerstand
und dem Aus-Widerstand des TFT-Schalters liegen (29. Ausführungsform).
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In
der 29. Ausführungsform
kann die Halteanzeigeeinheit eine Selbstlumineszenzeinheit, wie beispielsweise
eine CRT und eine Elektrolumineszenzanzeigeeinheit sein (30. Ausführungsform).
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Die
Anzeigeeinheiten der ersten bis 30. Ausführungsformen können als
Monitoreinheiten, Lichtventile und Projektoren verwendet werden.
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Bezug
nehmend auf 9 wurde ein praktisches erstes
Beispiel der LCD-Einheit gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellt, das ein Array von Pixelelementen hatte, die
jeweils einen Polysilicium-TFT-Schalter enthielten. Die LC-Schicht
hatte eine V-Charakteristik
zwischen Durchlassgrad und angelegter Spannung, wie dies in der 10 gezeigt ist.
Die LCD-Einheit wurde wie folgt hergestellt.
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Auf
einem Glassubstrat 10 wurde ein Siliciumoxidfilm 11 ausgebildet,
gefolgt von dem Aufwachsen eines amorphen Siliciumfilms. Darauf
folgend wurde an dem amorphen Siliciumfilm eine Excimerlaser-Temperung
durchgeführt,
um diesen in einen Polysiliciumfilm 12 umzuwandeln. Ferner
wurde ein 100 Angström
dicker Siliciumoxidfilm 13 aufgewachsen, gefolgt von dessen
Strukturierung, um in diesem Öffnungen
auszubilden. Nach dem Ausbilden einer Fotoresist-Maske für die LDD-Regionen
wurden Source/Drain-Regionen in dem Polysiliciumfilm 12 durch Einleiten
von Phosphorionen in dem Polysiliciumfilm 12 ausgebildet.
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Nach
dem Aufwachsen eines weiteren Siliciumoxidfilms 13 wurden
nacheinander Mikrokristall-Silicium (μ-c-Si) und Wolframsilicid (WSi)
aufgewachsen, gefolgt von der Strukturierung des Mikrokristall-Siliciums
und des Wolframsilicids, um eine Gate-Elektrode 14 auszubilden. Die
LDD-Regionen 15 wurden dann durch Einleiten von Phosphorionen durch
die Fotoresistmaske ausgebildet. Danach folgte ein aufeinander folgendes
Aufwachsen von einem Siliciumoxidfilm und einem Siliciumnitridfilm 17,
gefolgt von der Strukturierung derselben, um Kontaktlöcher auszubilden,
der Zerstäubung
von Aluminium und Titan und der Strukturierung desselben, um Source/Drain-Elektroden 16 auszubilden.
Nach dem Abscheiden eines Siliciumnitridfilms 17 wurden
in diesem Öffnungen
für Kontaktstifte
ausgebildet. Zum Schluss wurde ein ITO-Film ausgebildet und strukturiert,
um eine transparente Pixelelektrode 18 zu bilden, wodurch
ein TFT-Array mit der in der 9 gezeigten
Struktur erzielt wurde.
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Auf
dem Glassubstrat wurde ein Array von Pixeln, die jeweils einen TFT
hatten, ausgebildet, wobei die Treiberschaltung auf einem einzelnen
Kristallsubstrat außerhalb
des Glassubstrats ausgebildet wurde. Das so hergestellte TFT-Paneel
und ein Gegenpaneel, bei dem eine Gegenelektrode und eine CR-Abschirmmaskenstruktur
ausgebildet worden war, wurden einander gegenüberliegend angeordnet, nachdem
auf dem Gegenpaneel ein Array aus Säulen ausgebildet worden ist.
Das Säulenarray
hatte eine Höhe
von 1,8 μm und
hatte die Funktion von Abstandshaltern zur Aufrechterhaltung eines
Spaltes zwischen den beiden Paneelen sowie als Widerstand gegenüber externen
Stößen.
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Außerhalb
des Bereiches für
das Pixelarray war das Gegenpaneel mit einem ultraviolett ausgehärteten Abdichtharz
beschichtet. Nachdem die Paneele verbunden waren, wurde zwischen
sie LC injiziert. Als LC-Material wurde ein smectischer LC verwendet,
das eine V-Charakteristik des Durchlassgrades bezogen auf die angelegte
Spannung hatte, um eine kontinuierliche Grauskalapegelanzeige zu
erzielen. Das verwendete LC-Material war ein antiferroelektrischer
LC ohne Schwellwert, das bei einem Versuchstest die in der 10 gezeigte
Charakteristik hatte, wobei der LC zwischen ein Paar polarisierender
Platten geschichtet war, die in gekreuzten Nicol-Prismen angeordnet
waren, so dass der LC bei Nichtanliegen einer Spannung einen Schwarzpegel zeigte.
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In
den praktischen Ausführungsformen
sind die polarisierenden Platten so, dass sie die Funktion zeigen,
wie sie in den 5A bis 5C gezeigt
ist, die sich etwas von dem Versuchstest unterscheiden. Die Ausführungsformen
umfassen die dritte, vierte, sechste, achte bis zehnte und 25. Ausführungsform.
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In
den vorstehenden Ausführungsformen
unterscheidet sich die Signalverarbeitungsschaltung von der normalen
Signalverarbeitungsschaltung in der herkömmlichen LCD-Einheit. Genauer
gesagt, erzeugt die Signalverarbeitungsschaltung in einem Grauskalapegel
mit höherer
Luminanz ein Signal, das die Polarität der angelegten Spannung bei
jeder Feldänderung
umkehrt, wodurch der Durchlassgrad von einem höheren Pegel in einen stabilen
Pegel übergeht.
Die Signalverarbeitungsschaltung erzeugt auch in einem Grauskalapegel
mit niedrigerer Luminanz ein Signal, welches die Polarität der angelegten Spannung
fortführt,
was von der Ursprungspolarität abhängt, wodurch
eine niedrigere Luminanz aufrechterhalten wird.
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Bei
der vorstehenden Signalverarbeitung kann die Impulsantwort erzielt
werden, um den Schwanz des bewegten Objektes auf dem LCD-Schirm
zu entfernen. Zusätzlich
kann auch ein höherer
Kontrast erzielt werden, weil der niedriger Luminanzpegel auf dem
niedrigeren Pegel bleibt.
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Bei
dem vorliegenden Beispiel werden 256 Grauskalapegel verwendet, einschließlich einem 0-ten
Pegel für
die Mindestluminanz und den 255. Pegel für die maximale Luminanz, wobei
die Gruppe der höheren
Luminanzpegel und die Gruppe der niedrigeren Luminanzpegel durch
einen Pegel zwischen dem 63. Grauskalapegel und dem 64. Grauskalapegel
getrennt ist. Der Trennpegel ist nicht auf diesen spezifischen Pegel
begrenzt und sollte in Abhängigkeit
von den Anzeigecharakteristika des LC-Materials, den Grad der Komplexität der Signalverarbeitungsschaltung,
den Ergebnissen der Beobachtung der Anzeige, etc. bestimmt werden.
Bei unserem Versuchstest war, selbst wenn ein Trennpegel zwischen
dem 254. Grauskalapegel und dem 255. Grauskalapegel gesetzt worden
war, der Grad der Wirkung zum Entfernen des Schwanzes des bewegten
Objektes gegenüber
der herkömmlichen LCD-Einheit
zufriedenstellend. Dies wird als Ergebnis der Tatsache betrachtet,
dass das Schwanzphänomen
bei der höheren
Luminanz vom menschlichen Auge stärker zu beobachten ist.
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Ein
zweites Beispiel der vorliegenden Erfindung ist ähnlich dem ersten Beispiel
mit Ausnahme der Konfiguration und der Funktionsweise der Signalverarbeitungssektion.
Genauer gesagt, wird angesichts dessen, dass die Gleichstromkomponente
des Anzeigesignals ein elektrisches Einbrennen des LCD-Schirms verursacht,
nachdem die niedrigeren Lumineszenzpegel fortfahren, die Signalpolarität durch
einen Zähler
umgedreht, der die Anzahl der Ganzbilder der niedrigeren Luminanzpegel
zählt. Dies
wird deshalb verwendet, weil die niedrigeren Luminanzpegel eine
einzelne Polarität
in der LCD-Einheit der vorliegenden Erfindung verwenden, um den höheren Durchlassgradpegel
nicht durchzulassen, was mit einem normalen Wechselstrom-Treiber
für die
LCD-Einheit unvereinbar ist. Diese Anordnung verbessert die Lebensdauer
der LCD-Einheit.
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Ein
drittes praktisches Beispiel verwendet einen Zähler ähnlich wie der bei dem zweiten
praktischen Beispiel verwendete. Das dritte praktische Beispiel
verwendet zusätzlich
zu dem Zähler
einen Spannungsintegrator, der das Umkehren der Signalpolarität nach Integrieren
der Signalspannung bestimmt. Der Spannungsintegrator ist einem Ganzbildspeicher
zum Integrieren der Signalspannung für jedes Pixel zugeordnet. Angenommen,
dass ein positiver, 0-ter Grauskalapegel bei +5 Volt für vier Ganzbilder
fortgesetzt wird, und darauf folgend ein negativer 63. Grauskalapegel
bei –3
Volt für
vier Ganzbilder fortgesetzt wird, berechnet der Integrator beispielsweise
die integrierte Spannung mit +8 Volt. Dies erzeugt eine Gleichstromkomponente,
die eine positive Polarität
hat. Somit wird die Polarität
nicht umgedreht und die negative Polarität wird in diesem Fall ungeachtet
des Zählwertes
des Zählers
fortgesetzt.
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In
dem vorliegenden Beispiel kann die Gleichstromkomponente unter Berücksichtigung
des tatsächlichen
Wertes für
die Gleichstromkomponente entfernt werden. Somit erzielt das dritte
Beispiel gegenüber
dem zweiten Beispiel eine Verbesserung der Lebensdauer. In dem vorstehenden
Beispiel wird die Integration für
jedes Pixel durchgeführt.
Die Integration kann jedoch für
einen Bereich von mehreren Pixeln wie beispielsweise einem Bereich,
der vier benachbarte Pixel enthält,
durchgeführt
werden. Die Integration kann auch für die ganze Anzeigefläche durchgeführt werden.
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Ein
viertes praktisches Beispiel verwendet zusätzlich zu der Konfiguration
des ersten oder zweiten Beispiels ein periodisches Einschalten des
Hintergrundlichtes, wobei das Hintergrundlicht synchron mit der
Polaritätsumkehr
für die
Pixel, welche die niedrigeren Luminanzpegel haben, ein- und ausgeschaltet
wird. Diese Konfiguration wird deswegen verwendet, weil die Polaritätsumkehr
die Tendenz hat, den Kontrast infolge des Durchlassens von dem höheren Luminanzzustand
zu verringern. Durch die Verwendung eines Dunkelzustandes des Hintergrundlichtes
während
der Polaritätsumkehr
wurde die Leckage von Licht vermieden, wodurch ein exzellenter Kontrast
erzielt werden konnte.
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In
den ersten bis vierten Beispielen wurde als LC-Material ein antiferroelektrischer
LC ohne Schwellwert verwendet. Es können jedoch andere LC-Materialien,
wie beispielsweise ein ferroelektrisches LC-, antiferroelektrisches
LC- und ferroelektrisches Phasen- LC-Material
sowie auch ein LC-Material mit einer kurzen Teilung, das eine extrem
kleine Teilungsbindung hat, ein stabilisiertes LC-Material, das
durch hohe Moleküle
stabilisiert ist, ein einzeln stabilisiertes ferroelektrisches LC-Material
oder ein LC-Material verwendet werden, solange als das LC-Material
eine V-Charakteristik des Durchlassgrades bezogen auf die angelegte
Spannung hat.
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Ein
fünftes
praktisches Beispiel verwendet einen nematischen LC, der mit einem
Schaltmodus in der Ebene (IPS) arbeitet. Das LC-Material spricht
bei Verwendung bei Zimmertemperatur schlecht an. Das zufriedenstellende
höhere
Ansprechvermögen
der vorliegenden Erfindung konnte bei einer höheren Temperatur unter Verwendung
des IPS-Modus erzielt werden. Das fünfte Beispiel erzielte auch
eine zufriedenstellende Anzeige des bewegten Bildes ähnlich wie
bei den vorstehenden Beispielen. Im vorliegenden Beispiel hatten
die Elektroden die Form eines geneigten L. Die typische IPS-Modus-LCD-Einheit
leitet allgemein an unerwünschter
Färbung
bei diagonaler Betrachtung. Die spezifische Elektrodenstruktur entfernte
die Färbung,
um einen weiten Betrachtungswinkel zu erzielen. Dieser Vorteil kann
anstatt der höheren
Temperatur, die bei dem vorliegenden Beispiel verwendet wird, durch
ein weiteres Hochgeschwindigkeits-LC-Material und eine in der Zukunft
zu erzielende Hochgeschwindigkeits-Treibertechnik erzielt werden.
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Ein
sechstes praktisches Beispiel ist so, dass die vorliegende Erfindung
an einer LCD-Einheit
angewandt ist, die eine Kompensationsplatte zugeordnet zu einer
pi-Zelle, genannt optisch kompensierte Doppelbrechung, hat. Diese
Struktur erzielt einen weiteren Betrachtungswinkel.
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In
der vorliegenden Erfindung kann die Struktur der Kompensationsplatte
geändert
werden, um einen komplementären
pi-Zellen-Struktur-Modus zu erhalten. Das experimentell hergestellte
sechste Beispiel hatte 480 Gate-Busleitungen und 640 Drain-Busleitungen
bestehend aus einem zerstäubten
Cr, wobei die Leitungsbreite 10 μm
betrug und der Gate-Isolierfilm bestand aus Siliciumnitrid (SiNx).
Jedes Pixel war 330 μm
lang und 110 μm
breit und hatte ein amorphes Silicium-TFT, wobei die gemeinsame Elektrode
aus zerstäubtem
ITO (Indium-Zinn-Oxid) bestand.
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Bezug
nehmend auf 11 hat die LCD-Einheit gemäß dem sechsten
Beispiel ein Pixelarray, jeweils bestehend aus einer Pixelelektrode 23 und
einem TFT 21, einer Anzahl von Drain-Busleitungen 20,
die sich in der Richtung der Spalten erstrecken und einer Anzahl
von Gate-Busleitungen 21, die sich in der Zeilenrichtung
erstrecken. Die LCD-Einheit wurde
wie folgt hergestellt.
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Das
TFT-Paneel wurde durch Ausbilden eines Array der TFTs auf einem
Glassubstrat hergestellt. Das Gegenpaneel enthielt eine Cr-Abschirmfilmstruktur,
die auf einem Glassubstrat ausgebildet worden war, und ein durch
eine Färbetechnik
ausgebildetes Array von Farbfiltern. Die Farbfilter hatten jeweils
eine Dicke von 1,5 μm,
bilden eine 4,5 μm-dicke Filterstruktur
mit einer unebenen Oberfläche
durch Anordnen von drei Primärfarbfiltern.
Nach dem Beschichten der Farbfilterstruktur mit einem transparenten
Harz zur Erzielung einer Gesamtdicke von 6 μm wurde das Gegenpaneel gegenüber dem
TFT-Paneel angeordnet.
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Das
TFT-Substrat und das Gegensubstrat wurden mit Polyamic-Säure beschichtet,
gefolgt von einem Einbrennen bei 200°C, um auf den jeweiligen Paneelen
Polyimid-Ausrichtungsfilme
zu bilden. Für das
parallele Reiben der Oberflächen
der Polyimid-Ausrichtungsfilme
wurde eine Walze mit einem Durchmesser von 50 mm und um die ein
pufferndes Tuch aus Rayon gewickelt war, verwendet. Die Walze wurde
mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 600 Umdrehungen pro Minute
und einer Schiebegeschwindigkeit von 400 mm/sec auf dem Polyimidfilm, mit
einem Druckmaß von
0,7 mm für
jeden der zweifachen Reibvorgänge
bewegt. Die Polyimid-Orientierungsfilme haben eine Dicke von ungefähr 500 Angström gemessen
mit einem Kontaktschrittmessgerät und
der resultierende Vorneigungswinkel der LC-Schicht betrug 7° gemessen
mit einer Kristallrotationstechnik.
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Das
resultierende TFT-Paneel oder das Gegenpaneel wurde mit einem ultraviolett
ausgehärteten
Dichtungsharz beschichtet, wobei Glasstangenabstandsstücke in Form
einer Säule
mit einem Durchmesser von 6 μm
dispergiert waren. Beide Paneele wurde einander gegenüberliegend
angeordnet, wobei die Reibrichtungen an beiden der Paneele parallel
zueinander waren, gefolgt von dem Aushärten des Dichtungsharzes durch
eine nicht berührende Bestrahlung
mit Ultraviolettstrahlen, um dadurch ein Kombinationspaneel mit
einem Spalt von 6 μm
zu erzielen. Der Spalt wird mit einem nematischen LC-Material gefüllt.
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Das
resultierende Paneel wird an einer Kompensationsplatte befestigt,
die so gestaltet ist, dass sie einen optisch kompensierten Doppelbrechungsanzeigemodus
hat, wie in "SIOD
94 Digest", S. 927 bis
930 beschrieben, um dadurch ein fertiges LCD-Paneel zu erhalten.
Das LCD-Paneel wird an einem LC-Treiber befestigt, um eine Halte-LCD-Einheit zu
erhalten, die eine Hochgeschwindigkeitsantwort und einen weiten
Betrachtungswinkel erzielt. Durch Ändern der Anordnung der Kompensationsplatte
sowie des Treibersignals hatte die LCD-Einheit Konfigurationen gemäß den Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
vorstehend beschrieben, verbessern die LCD-Einheiten der vorliegenden
Ausführungsformen das
Bild des bewegten Objektes durch Entfernen oder Vermindern des Schwanzes
des bewegten Objektes, indem ein höherer Luminanzzustand hindurchgeht,
um in jedem Teilbild einen stabilen Luminanzzustand mit der mittleren
Luminanz in dem Teilbild entsprechend dem gewünschten Pegel zu erreichen.
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Zusätzlich verhindern
die LCD-Einheiten das elektrische Einbrennen des LCD-Schirms durch
die Verwendung des Zählers
etc. für
die Polaritätsumkehr
der Signalsspannung.
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Da
die vorstehenden Ausführungsformen nur
als Beispiele beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung
nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen
begrenzt und verschiedene Modifikationen oder Änderungen können vom Fachmann einfach durchge führt werden,
ohne dass vom Umfang der vorliegenden Patentansprüche abgewichen
wird.