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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Flüssigkristallanzeige.
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Ein bekanntes Verfahren zum Betreiben einer Flüssigkristallanzeige wird
unter Bezugnahme auf Figur 20 erläutert. Wie in Figur 20 (a) gezeigt
ist, besitzt eine Flüssigkristallanzeige Signalelektroden X1, X2 und X3
und Abtastelektroden Y1, Y2 und Y3, die einander kreuzen. Die
Kreuzungsstellen der Abtastelektroden und der Signalelektroden, welche
schraffiert dargestellt sind repräsentieren nicht-ausgewählte
Bildelemente. Die Kreuzungsstellen, die nicht schraffiert dargestellt sind bedeuten
ausgewählte Bildelemente. Die Impulsformen der Antisignalelektroden
X1, X2, X3 angelegten Spaimungen sind mit VX1, VX2 bzw. VX3 in
Figur 20 (e), 20 (f) bzw. 20 (g) bezeichnet. Die Wellenformen der an
die Abtastelektroden Y1, Y2, Y3 angelegten Spannungen sind mit VY1,
VY2, VY3 in den Figur 20 (b), 20 (c) bzw. 20 (d) bezeichnet. Eine an
jede der Abtastelektroden angelegte Abtastspannung wiederum ist mit
VY bezeichnet, und Nicht-Auswahl- sowie Auswahl-Spannungen, die an
die Signalelektroden gelegt werden, sind mit VX bzw. -VX bezeichnet.
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Wenn die Abtastelektrode Y1 abgetastet wird, wird die Abtastspannung
VY an die Elektrode Y1 gelegt, während an die Elektroden Y2 und Y3
keine Spannung angelegt wird. An diesem Punkt ist das Bildelement auf
der Abtastelektrode Y1, welches an der Kreuzungsstelle mit der
Signalelektrode X1 liegt, ein ausgewähltes Bildelement, und die
Auswahlspannung -VX wird zum Auswählen dieses Bildelements an die
Signalelektrode X1 gelegt. Diejenigen Bildelemente, die sich an den
Kreuzungsstellen der Abtastelektrode Y1 und der Signalelektroden X2
und X3 befinden, sind nicht-ausgewählte Bildelemente, und die Nicht-
Auswahl-Spannung VX wird deshalb an die Signalelektroden X2 und X3
gelegt. Da die an jedes Bildelement angelegte Spannung gleich ist der
Differenz zwischen der an die Abtastelektrode Y1 gelegten Spannung
und der an die jeweiligen Signalelektroden X1, X2 oder X3 angelegten
Spannung, wird an den Kreuzungspunkt der Signalelektrode X1 und der
Abtastelektrode Y1 eine Spannung (VY + VX) gelegt. In ähnlicher
Weise wird an die Kreuzungsstellen der Signalelektroden X2 und X3 mit
der Abtastelektrode Y2 eine Spannung (VY - VX) gelegt. Da an die
Abtastelektroden Y2 und Y3 keine Spannung angelegt wird, wird eine
Spannung von VX oder -VX an jedes Bildelement auf diesen
Abtastelektroden gelegt.
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Während der nächsten Auswahlzeitspanne wird die Abtastelektrode Y2
abgetastet, und der oben beschriebene Bildelement-Auswahlprozeß
erfolgt für die Elektrode Y2. Dann werden ähnliche Auswahlprozesse für
sämtliche übrigen Abtastelektroden durchgeführt.
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D. h., während jeder Abtastzeitspanne wird die Spannung (VY + VX)
an jedes ausgewählte Bildelement gelegt, und die Spannung (VY - VX)
wird an jedes nicht-ausgewählte Bildelement an der abgetasteten
Abtastelektrode gelegt. Gleichzeitig wird eine Spannung -VX oder VX an jedes
Bildelement an sämtlichen anderen Abtastelektroden gelegt. Daher wird
der effektive Wert der an jedes ausgewählte Bildelement angelegten
Spannung höher als der effektive Wert der Spannung, die an jedes
nichtausgewählte Bildelement gelegt wird. Als Folge davon werden die
ausgewählten Bildelemente sichtbar gemacht.
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Wenn eine matrixförmige Flüssigkristallanzeige großer Fläche durch
diese herkömmliche Methode betrieben wird, erfolgt ein Übersprechen
zwischen beiden Arten von Elektroden aufgrund der Kapazität der
Abtast- und Signalelektroden und des Widerstands der Verdrahtung. Die
resultierende Rauschspannung ändert den effektiven Wert der an die
Bildelemente angelegten Spannung.
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Wenn insbesondere gemäß Figur 21 ein an dem Kreuzungspunkt einer
Signalelektrode mit einer Abtastelektrode existierendes Bildelement, dem
eine Abtastspannung VY zugeführt wird, ausgewählt ist, gelang an die
Signalelektrode eine Auswahlspannung -VX. Wenn dieses Bildelement
nicht ausgewählt wird, wird an die Signalelektrode eine Spannung VX
gelegt. Wenn die Signalspannung von -VX auf VX wechselt, oder
umgekehrt, entsteht Rauschen 70 an der Abtastelektrode aufgrund der
kapazitiven Koppelung zwischen der Abtastelektrode und der Signalelektrode.
Deshalb weicht der Effektivwert, der an das Bildelement angelegten
Spannung von einem korrekten Wert ab. Der Betrag des Rauschens
variiert nicht notwendigerweise von Ort zu Ort innerhalb der
Flüssigkristallanzeige, vorausgesetzt die Elektroden besitzen gleichmäßigen Widerstand
und die Kapazität zwischen den Elektroden ist gleichförmig. In diesem
Fall bringt das Rauschen keine nennenswerte Kontraständerung mit sich,
welche eine Beeinträchtigung der Qualität des angezeigten Bildes, der
Ziffern oder Zeichen verursachen könnte. Wenn allerdings die
Signalspannung an der Elektrode X1 (Figur 21(a)) Rauschen 70 (Figur 21(b))
an der Abtastelektrode induziert, so induziert die Signalspannung an der
Elektrode X2 (Figur 21(c)) Rauschen 71 (Figur 21(d)) an der
Abtastelektrode und die Signalspannung an der Elektrode X3 (Figur 21(e))
induziert Rauschen 72 (Figur 21(f)) an der Abtastelektrode, wobei das
entlang der Abtastelektrode erzeugte Rauschen die Summe des
Rauschens ist, welches von jeder der Signalelektroden erzeugt wird, welche
die Abtastelektrode schneiden. Deshalb löscht sich abhängig von dem
Muster der Segmente der angezeigten Ziffern oder Zeichen das
Rauschen entweder selbst aus, z.B. löschen sich das Rauschen 70 und 71
gemäß Figur 21(g) gegenseitig aus, oder das Rauschen wird überlagert,
z.B. wird das Rauschen 70 dem Rauschen 71 überlagert, wie dies in
Figur 21(h) dargestellt ist, so daß noch stärkeres Rauschen entsteht.
Diese erhöht lokale Kontrastschwankungen aufgrund des Musters von
Segmenten der Anzeigeziffern oder -zeichen.
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Durch Übersprechen verursachtes Rauschen kann sich also innerhalb der
Flüssigkristallanzeige entweder selbst auslöschen oder überlagern,
abhängig vom Muster der angezeigten Segmente. Dies läßt lokale
Kontrastschwankungen in der Flüssigkristallanzeige entstehen, so daß die
Qualität der dargebotenen Anzeige beeinträchtigt ist.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schafftung eines Verfahrens zum
Betreiben einer Flüssigkristallanzeige, welches das durch Nebensprechen
zwischen den Abtast- und Signalelektroden erzeugte Rauschen
homogenisisert, ungeachtet des Musters von Segmenten der angezeigten Ziffern
oder Zeichen, um lokale Schwankungen des Kontrasts zu verringern und
die Anzeigequalität zu steigern.
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In einem Artikel mit der Bezeichnung "A Pocket-Size Liquid-Crystal TV
Display" von Kaneko, Kawakami und Hanmura in Proceeding of the
SID, Vol 2311,1982, ist eine Mehrfachmatrix-Flüssigkristallanzeigetafel
offenbart, in der vier vertikale Signalleitungselektroden kombininitiert
sind, um vier Bildelemente zu erzeugen, welche einer
Horizontalabtastelektrode entsprechen. Die an die Abtastelektroden angelegte
Abtastspannung ist eine von zwei Arten, abhängig davon, ob eine Auswahl
oder eine Nicht-Auswahl erreicht werden soll. Beide Arten der
Wellenform weisen zwei Spannungspegel auf. Die Spannungswellenform, die
an Signalelektroden gelegt wird, weist vier Spannungspegel auf.
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In der GB-20 67 331-A ist eine elektrooptische Anzeigeeinrichtung
offenbart, die eine gemeinsame Elektrode aufweist, welcher mehrere
auswählbare Elektroden zugeordnet sind. Es gibt keine Abtastung der
gemeinsamen Elektrode, sondern an sie wird eine Wechselspannung
gelegt.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Betreiben einer
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit mehreren Abtastelektroden und mehreren
Signalelektroden geschaffen, wobei sich kreuzende Elektroden an
Kreuzungsstellen Bildelemente bilden; das Verfahren ist gekennzeichnet durch
das sukzessive Anlegen einer Abtastspannung an jede der
Abtastelektroden während zugehöriger Auswahlzeitspannung, wobei die
Abtastspannung in jeder Auswahlzeitspanne konstant ist, und durch das
sukzessive Anlegen von zwei Spannungen während jeder Auswahlzeitspanne an
jede der Signalelektroden, von denen die eine Spannung im Fall eines
ausgewählten Bildelements eine Auswahlspannung und die andere eine
weitere Spannung ist.
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Das Wechseln der an jede Signalelektrode während jeder
Auswahlzeitspanne angelegten Spannung hat den Vorteil, daß Rauschen
homogenisiert wird, welches von den Signalelektroden auf die Abtastelektroden
übertragen wird, unabhängig von dem Anzeigemuster. Auf diese Weise
lassen sich lokale Kontrastschwankungen, die auf Rauschen
zurückzuführen sind, verringern.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter
Bezugnahnie auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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Figur 1 ein Diagramm, welches die Wellenformen von
Abtastspannungen herstellt, die an Abtastelektroden einer
Matrix-Flüssigkristallanzeige im Zuge eines Verfahrens zum Betreiben der
Anzeige gemäß der Erfindung angelegt werden;
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Figur 2 ist ein Diagramm der Wellenformen von Signalspannungen, die
an Signalelektroden der Anzeige angelegt werden;
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Figur 3 ist ein Diagramm der Wellenformen von Spannungen, die an
die zugehörigen Bildelemente der Anzeige angelegt werden;
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Figur 4 ist ein Diagramm eines Beispiels einer Anzeige, die durch die
Matrix-Flüssigkristallanzeige gebildet wird;
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Figur 5 ist ein Diagramm der Wellenform einer Signalspannung, die
angelegt wird, wenn das erfindungsgemäße Verfahren benutzt
wird, wobei die Art und Weise gezeigt ist, in der Übersprech-
Rauschen erzeugt wird;
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Figur 6 ist ein Diagramm wie Figur 5, stellt jedoch den Fall des
Einsatzes des herkömmlichen Verfahrens dar;
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Figur 7 ist ein Schaltungsdiagramm einer Treiberschaltung für die
Signalelektroden, um das erfindungsgemäße Verfahren
auszuführen;
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Figur 8 ist ein Schaltdiagramm, welches den Betrieb der Schaltung nach
Figur 7 veranschaulicht;
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Figur 9 ist ein Diagramm der Wellenformen von Signalspannungen, die
an Signalelektroden einer Matrix-Flüssigkristallanzeige gemäß
einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens angelegt werden;
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Figur 10 ist ein Diagramm der Wellenformen der Spannungen, die an
die zugehörigen Bildelemente der Anzeige nach der zweiten
Ausführungsform des Verfahrens angelegt werden;
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Figur 11 ist ein Diagramm der Wellenform einer Signalspannung, die
angelegt wird, wenn die zweite Ausführungsform des
Verfahrens benutzt wird, wobei gezeigt ist, wie Übersprech-Rauschen
entsteht;
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Figur 12 ist ein Schaltungsdiagramm einer Treiberschaltung für die
Signalelektrode zum Ausführen der zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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Figur 13 ist ein Zeitdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs einer
Treiberschaltung für die Signalelektroden bei der Ausführung
der zweiten Ausführungsform des Verfahrens;
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Figur 14 ist ein Diagramm, welches die Wellenformen von
Signalspannungen veranschaulicht, die an Signalelektroden einer Matrix-
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer dritten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens angelegt werden;
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Figur 15 ist ein Diagramm der Wellenformen der Spannungen, die an
die zugehörigen Bildelemente der Anzeige bei der dritten
Ausführungsform der Erfindung angelegt werden;
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Figur 16 ist ein Zeitdiagramm zum Veranschaulichen des Betriebs einer
Treiberschaltung für die Signalelektroden, um die dritte
Ausführungsform des Verfahrens zu realisieren;
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Figur 17 ist ein Diagramm, welches Änderungen der Wellenform einer
Signalspannung veranschaulicht, die an eine Signalelektrode
gelegt wird, um eine abgestufte Darstellung bei einer Variante
des erfindungsgemäßen Verfahrens angelegt wird;
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Figur 18 ist ein Schaltungsdiagramm einer Treiberschaltung für eine
Matrix-Flüssigkristallanzeige zur Bildung einer abgestuften
Anzeige;
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Figur 19 ist ein Diagramm, welches die Signale darstellt, welche an die
Treiberschaltung nach Figur 17 angelegt und in der
Treiberschaltung erzeugt werden;
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Figur 20 ist ein Diagramm, welches das herkömmliche Verfahren zum
Betreiben einer Flüssigkristallanzeige veranschaulicht; und
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Figur 21 ist ein Diagramm, welches die Art und Weise zeigt, in der
Übersprech-Rauschen erzeugt wird, wenn vom herkömmlichen
Verfahren Gebrauch gemacht wird.
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Sämtliche Beispiele der hier beschriebenen neuen Flüssigkristallanzeige
verwenden eine Flüssigkristallanzeigezelle mit 640 Signalelektroden und
800 Abtastelektroden.
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Fig. 1 zeigt die Wellenformen der Abtastspannungen, die an die
Abtastelektroden Y1 und Y2 einer Matrix-Flüssigkristallanzeige gemäß Fig. 4
in einem ersten Beispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens gelegt
werden. Fig. 2 zeigt die Wellenformen von Signalspannungen, die an
Signalelektroden X3 und X4 der Anzeige gelegt werden, und Fig. 3
zeigt die Wellenformen der an die Bildelemente Y1X3 und Y1X4
angelegten Spannungen, die von den Abtast- und Haltespannungen abgeleitet
sind. Hierdurch wird eine Anzeige gemäß Fig. 4 geschaffen, wobei
schniffierte Kreuzungsstellen der Signal- und Abtastelektroden
nichtausgewählte Bildelemente repräsentieren, während Kreuzungsstellen, die
nicht schraffiert sind, ausgewählte Bildelemente bedeuten.
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In Fig. 1 bis 3 gilt V0 - V1 = V1 - V2 = V3 - V4 = V4 - V5 = 1,51
V, und V2 - V3 = 14,16 V. Weiterhin setzt sich in den Fig. 1 bis 3
jede von mehreren Auswahlzeitspannen t0 zusammen aus einem Intervall
t1 und einem Intervall t2, mit t1 = 60 Mikrosekunden und t2 = 10
Mikrosekunden. GemäB Fig. 2 wird während einer Zeitspanne FR1 an
jede Signalelektrode innerhalb des Intervalls t1 entweder eine
Auswahlspannung V3 oder eine Nicht-Auswahl-Spannung V3 angelegt. In dem
Intervall t2 wird eine Spannung V 4 angelegt. Wenn eine spezielle
Abtastelektrode nicht abgetastet wird, so ist die Spannung, die man aus der
Abtastspannung und der Signalspannung erhält, und die an die
zugehörigen Bildelemente gelegt wird, gleich V4 - V3 oder V4 - V5
innerhalb des Intervalls t1 und 0 im Intervall t2, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
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Während einer Zeitspanne FR2 wird entweder eine Auswahlspannung
V0 oder eine Nicht-Auswahl-Spannung V2 an jede Signalelektrode
innerhalb des Intervalls t1 gelegt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. In dem
Intervall t2 wird eine Spannung V1 angelegt. Daher beträgt die
Spannung, die man aus den Abtast- und Signalspannungen erhält, und die an
die zugehörigen Bildelemente gelegt wird, wenn eine spezielle
Abtastelektrode nicht abgetastet wird, im Intervall t2 V1 - V0 oder V1 - V2
und 0 in dem Intervall t2.
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Wenn also ein Bildelement nicht ausgewählt wird, wird die
Nicht-Auswahl-Spannung nicht kontinuierlich innerhalb der Zeitspanne t0 an die
Signalelektrode gelegt, sondern wird in einem Intervall t2 dieser
Zeitspanne auf eine Referenzspannung geändert. In ähnlicher Weise wird,
wenn ein Bildelement ausgewählt wird, die Auswahlspannung nicht
dauernd während der Zeitspanne t0 an die Signalelektrode gelegt,
sondern die Auswahlspannung wird in einem Intervall t2 dieser
Zeitspanne wiederum auf die Referenzspannung geändert.
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Ob ein Bildelement sichtbar gemacht wird oder nicht, hängt von dem
Effektivwert der an das Bildelement gelangenden Spannung und einer
Schwellenspannung des Flüssigkristallmaterials ab. Also wird ein
Bildelement dann nicht ausgewählt, wenn die an das Bildelement angelegte
Spannung 0V (aufgrund der Anlegung der Referenzspannung an die
zugehörige Signalelektrode) innerhalb eines Intervalls in der
Auswahlzeitspanne t0 wird, jedoch nicht die Schwellenspannung des
Flüssigkristallmaterials übersteigt. In ähnlicher Weise wird ein Bildelement
dann ausgewählt, wenn die an das Bildelement angelegte Spannung in
einem Intervall innerhalb der Auswahlzeitspanne t0 0V wird und nicht
unter die Schweflenspannung des Flüssigkristallmaterials abfällt.
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Fig. 5 zeigt durch Übersprechen zwischen den Signalelektroden und den
Abtastelektroden erzeugtes Rauschen sowie die
Signalspannungswellenformen. Fig. 5 (a) zeigt die Wellenform der an die Signalelektrode X4
angelegten Spannung. Fig. 5 (b) zeigt Rauschen, wie es in der
Abtastelektrode als Ergebnis von Übersprechen am Bildelement X4Y1 erzeugt
wird. Fig. 5 (c) zeigt die Wellenform der Spannung, die an die
Signalelektrode X3 angelegt wird. Fig. 5 (d) zeigt das Rauschen, welches in
der Abtastelektrode YS als Ergebnis von Übersprechen am Bildelement
X3Y1 entsteht.
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Fig. 6 zeigt die Wellenformen der im herkömmlichen Verfahren
verwendeten Signalspannungen sowie das durch Ühersprechen zwischen den
Signalelektroden und den Abtastelektroden erzeugte Rauschen. Fig. 6 (a)
zeigt die Wellenform der in diesem Fall an die Signalelektrode X3
angelegten Spannung. Fig. 6 (b) zeigt das Fehlen von Rauschen, wie es in
der Abtastelektrode Y1 als Ergebnis des Übersprechens am Bildelement
X4Y1 entsteht. Fig. 6 (c) zeigt die Wellenform der Spannung, die an die
Signalelektrode X3 angelegt wird. Fig. 6 (d) zeigt das Rauschen,
welches in der Abtastelektrode Y1 als Ergebnis des Übersprechens am
Bildelement X3Y1 entsteht.
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Wie aus diesen Figuren ersehen werden kann, wird bei Verwendung des
herkömmlichen Verfahrens entlang den Signalelektroden deshalb
Rauschen erzeugt, weil eine Reihe, die abwechselnd ausgewählte und
nichtausgewählte Bildelemente an einer Signalelektrode aufweist (die
Signalelektrode X3 in Fig. 4) sich unterscheidet von einer Reihe sukzessive
nicht-ausgewählter Bildelemente (die Signalelektrode X4 in Fig. 4) in
der Weise, in der Rauschen von der Signalelektrode zu der
Abtastelektrode als Ergebnis von Übersprechen übertragen wird, wodurch die
Bildelemente X3Y1 und X4Y1 Abweichungen in der Durchlässigkeit
aufweisen. Wenn andererseits das erfindungsgemäße Verfahren
eingesetzt wird, unterscheidet sich die Art und Weise, in der Rauschen von
der Signalelektrode auf die Abtastelektrode als Ergebnis von
Übersprechen
übertragen wird, bei dem Fall, bei dem eine Signalelektrode (die
Signalelektrode X3 in Fig. 4) abwechselnd angeordnete ausgewählte und
nicht-ausgewählte Bildelemente nicht von dem Fall, bei dem eine
Signalelektrode (die Signalelektrode X4 in Fig. 4) sukzessive angeordnete
nicht-ausgewählte Bildelemente enthält. D. h., das Ausmaß des
Rauschens 73 ist gleich dem Ausmaß des Rauschens 74 bei der
Erfindung, so daß entlang der Abtastelektrode kein Rauschen erzeugt wird.
Das Bildelement X3Y1 ist mithin in seiner Durchlässigkeit identisch dem
Bildelement X4Y1.
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Fig. 7 ist ein Schaltungsdiagramm zum Betreiben der Signalelektroden
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, und Fig. 8 ist ein
Zeitablaufdiagramm, welches den Betrieb der Schaltung nach Fig. 7
veranschaulicht. In Fig. 7 emprangt der Dateneingangsanschluß 2 Daten zur
Festlegung, ob jedes Bildelement zur Bildung einer Anzeige aktiviert werden
soll oder nicht. Ein Schleberegister 8 empfangt und sendet Daten unter
der Steuerung eines Taktsignals aus einem Schiebetakt-Eingangsanschluß
1. Eine Zwischenspeicherschaltung 9 setzt die Daten aus serieller in
parallele Form um und hält die Daten; die Zwischenspeicherschaltung
wird durch Signale gesteuert, die an einem Zwischenspeichersignal-
Eingangsanschluß 3 empfangen werden. Die Treiberschaltung enthält
außerdem einen Pegelschieber 11 zum Umschalten des
Versorgungsspannungssystems, eine Schaltung 12 zum Erzeugen der Signalspannung
zur Anlegung an die Signalelektroden, einen invertierenden Anschluß 6
für die Wechselstromansteuerung dieser Signalspannungen, eine
Versorgungsspannungsquelle 7 zum Speisen des Flüssigkristallmaterials,
und einen Anschluß 13 zum Zuführen der Signalspannungen zu den
Signalelektroden.
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Spannungen (a) und (b) (Fig. 8) werden an die
Spannungs-Eingangsanschlüsse 4 und 5 gelegt. Wenn in der Zwischenspeicherschaltung 9
gehaltene Daten auf einem hohen Pegel liegen, wird die Spannung (a)
ausgewählt. Haben die Daten niedrigen Pegel, so wird die Spannung (b)
ausgewählt. Abhängig von der ausgewählten Spannung wird von der
Schaltung 12 die Signalspannung (c) oder (d) geliefert. Die
Signalspannung (c) wird als eine Auswahlspannung während der Zeitspanne FR1
an die Bildelemente gelegt. Die Spannung (d) wird als Nicht-Auswahl-
Spannung während der Zeitspanne FR1 an die Bildelemente gelegt.
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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 12 eine Variante
des obigen Verfahrens beschrieben.
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Fig. 9 zeigt die Wellenformen von Signalspannungen, die bei diesem
Beispiel an die Signalelektroden X3 und X4 gelegt werden. Die
Wellenform der an jede Abtastelektrode angelegten Spannung ist die gleiche,
wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Fig. 10 zeigt die Wellenformen der an die
Bildelemente Y1X3 und Y1X4 angelegten Spannungen, die von den
Abtastspannungen und den Signalspannungen abgeleitet sind, um die
Anzeige zu erhalten, die wie zuvor in Fig. 4 dargestellt ist.
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In den Fig. 9 und 10 gilt V0 - V1 = V1 - V2 = V3 - V4 = V4 - V5
= 1,49 V und V2 - V3 = 14,10 V. Die Auswahlzeitspanne t0 setzt sich
aus den Intervallen t1 und t2 zusammen, wobei t1 = 65 Mikrosekunden
und t2 = 5 Mikrosekunden dauert.
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Wenn im vorliegenden Beispiel ein Bildelement ausgewählt wird, wird
an die zugehörige Signalelektrode im Intervall t2 eine Nicht-Auswahl-
Spannung angelegt. Wenn ein Bildelement nicht ausgewählt wird, wird
im Intervall t2 eine Auswahlspannung an die Signalelektrode gelegt, im
Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches oben
beschrieben.
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Fig. 11 zeigt die Wellenformen von Signalspannungen, die verwendet
werden, wenn diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens eingesetzt wird, außer dem Rauschen, welches von den
Signalelektroden als Ergebnis von Übersprechen auf die Abtastelektroden
übertragen wird. Fig. 11(a) zeigt die Wellenform der an die Signalelektrode
X3 angelegten Spannung. Fig. 11 (b) zeigt Rauschen, welches von der
Signalelektrode X3 aufgrund von Nebensprechen am Bildelement X3Y1
zu der Abtastelektrode Y1 übertragen wird. Fig. 11(c) zeigt die
Wellenform der Spannung, die an die Signalelektrode X4 angelegt wird. Fig.
11(d) zeigt, wie Übersprechen, welches am Bildelement X4Y1 erzeugt
wird, zu Rauschen führt, welches von der Signalelektrode X4 zu der
Abtastelektrode Y1 übertragen wird.
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Wie aus diesen Figuren verständlich ist, ist, wenn das vorliegende
Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt wird, das von
jeder Signalelektrode zu der Abtastelektrode übertragene Rauschen im
Endeffekt das gleiche sowohl in dem Fall, in welchem Bildelemente
entlag einer Signalelektrode abwechselnd ausgewählt und
nicht-ausgewählt werden (die Signalelektrode X3 in Fig. 4), und in dem Fall, in
welchem sukzessive Bildelemente entlang einer Signalelektrode
nichtausgewählt werden (die Signalelektrode X4 in Fig. 4). D. h., das
Rauschen 75 ist dem Betrag nach gleich dem Rauschen 77. Das
Rauschen 76 ist dem Betrag nach gleich dem Rauschen 78. Deshalb
entsteht kein Übersprechen entlang den Signalelektroden, und die
Bildelemente X3Y1 und X4Y1 haben identische Durchlässigkeit.
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Die in Fig. 12 dargestellte Treiberschaltung wird für diesen Fall
verwendet und ist derart ausgestaltet, daß Signalspannungen (c) und (d)
gemäß Fig. 13 erzeugt werden. Der Betrieb der in Fig. 12 gezeigten
Schaltung ist im wesentlichen der gleiche wie der Betrieb der Schaltung
nach Fig. 7.
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Wenn beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Bildelement
ausgewählt wird, so wird in dem Intervall t2 eine Nicht-Auswahl-Spannung
an die Signalelektrode gelegt. Wenn ein Bildelement nicht ausgewählt
wird, wird eine Auswahlspannung an die Signalelektrode innerhalb des
Intervalls t2 gelegt, entgegen dem ersten, oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel. Daher hat diese Ausführungsform den Vorteil, daß
das Intervall t2 kürzer als beim ersten Ausführungsbeispiel gemacht
werden kann, allerdings ist es notwendig, das Intervall t2 derart
einzustellen, daß die Art und Weise, in der Übersprech-Rauschen von der
Signalelektrode zu der Abtastelektrode übertragen wird, sich bei dem
Fall, bei dem die Bildelemente an der Signalelektrode abwechselnd
ausgewählt und nicht-ausgewählt werden, nicht unterscheidet von dem
Fall, bei dem aufeinanderfolgende Bildelemente nicht-ausgewählt sind.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 16 wird nun eine dritte
Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
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Fig. 14 zeigt die Wellenformen von Signalspannungen, die gemäß der
dritten Ausführengsform an die Signalelektroden X3 und X4 gelegt
werden. Die Wellenform der an jede Abtastelektrode angelegten
Spannung ist die gleiche wie in Fig. 1. Fig. 15 zeigt die Wellenformen der
Spannungen, die an die Bildelemente Y1X3 und Y1X4 gelegt werden,
und die von den Abtastspannung und den Signalspannungen abgeleitet
sind, um eine Anzeige gemäl Fig. 4 zu erhalten.
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In den Fig. 14 und 15 ist V0 - V1 = V1 - V2 = V3 - V4 = V4 - V5
= 1,45 V, und V2 - V3 = 13, 85 V. Außerdem setzt sich die Auswahl-
Zeitspanne t0 einerseits aus Intervallen t3, t4 und andererseits aus
Intervallen t5, t6 zusammen, wobei t4 = t5 = 10 Mikrosekunden und t3 =
t6 = 60 Mikrosekunden gilt.
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Wenn beim vorliegenden Beispiel ein Bildelement ausgewählt wird, wird
als erstes eine Nicht-Auswahl-Spannung an die zugehörige
Signalelektrode im Intervall t5 angelegt. Dann wird im Intervall t6 eine
Auswahlspannung an die Signalelektrode gelegt. Wenn ein Bildelement nicht
ausgewählt wird, wird zunächst in dem Intervall t3 eine Nicht-Auswahl-
Spannung an die zugehörige Signalelektrode gelegt, und dann wird im
Intervall t4 eine Auswahlspannung an die Signalelektrode gelegt. Damit
wird der Moment in jeder Auswahlzeitspanne, zu dem eine Umschaltung
von der Nicht-Auswahl-Spannung zu der Auswahlspannung erfolgt,
abhängig davon unterschledlich, ob ein jewelliges Bildelement
ausgewählt oder nicht-ausgewählt ist, und dies gilt ungeachtet des Musters
der angezeigten Segmente auf der Flüssigkristallanzeige. Es ist daher
unwahrscheinlich, daß durch Übersprechend entstehendes Rauschen, das
von den Signalelektroden zu den Abtastelektroden übertragen wird,
ausgelöscht wird. Vielmehr wird das Rauschen gleichinäßig auf den
Abtastelektroden vorhanden sein. Die Bildelemente X3Y1 und X4Y1
sind damit in ihrer Durchlässigkeit identisch.
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Wenn das erste und das zweite Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz gelangen, können die Bildelemente X4Y1
und X4Y2 eine geringfügige Differenz in der Durchlässigkeit aufweisen.
Wenn allerdings das vorliegende Ausführungsbeispiel des Verfahrens
eingesetzt wird, können die Bildelemente X4Y1 und X4Y2 in ihrer
Durchlässigkeit identisch gemacht werden.
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Die Treiberschaltung für die Signalelektroden zur Realisierung des
vorliegenden Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
die gleiche wie die Schaltung nach Fig. 7, wobei die Schaltung derart
ausgebildet ist, daß Signale gemäß Fig. 16 empfangen und erzeugt
werden. Spannungen (a) und (b) gemäß Fig. 16 werden an die
Anschlüsse 4 bzw. 5 gegeben. Wenn in der Zwischenspeicherschaltung 9
gehaltene Anzeigedaten auf hohem Pegel liegen, wird die Spannung (a)
ausgewählt. Haben die Daten niedrigen Pegel, wird die Spannung (b)
ausgewählt. Abhängig von der ausgewählten Spannung wird eine
Signalspannung mit der Wellenform (c) oder (d) geliefert, wobei die
Signalspannungen (c) und (d) an ausgewählte Bildelemente bzw.
nicht-ausgewählte Bildelemente während der Zeitspanne FR1 angelegt werden.
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Wenn bei dem dritten, oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein
Bildelement ausgewählt wird, wird eine Nicht-Auswahl-Spannung im
Intervall t5 an die Signalelektrode gelegt, und dann wird im Intervall t6
an die Signalelektrode eine Auswahlspannung gelegt. Wenn ein
Bildelement nicht ausgewählt ist, wird die Nicht-Auswahl-Spannung im
Intervall t3 an die Signalelektrode gelegt, und dann wird im Intervall t4
die Auswahlspannung an die Signalelektrode gelegt. Es wurde
herausgefünden, daß ähnliche Vorteile dadurch erhalten werden kann, daß man
stattdessen in den Intervallen t5 und t4 eine Referenzspannung an die
Signalelektrode legt.
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Die vorliegende Erfindung kann auch Anwendung finden bei einer
Flüssigkristallanzeige zur Schafkmg einer abgestuften Anzeige unter
Verwendung einer Pulsbreitenmodulations-Methode. Fig. 17 zeigt, wie
die Wellenformen der Signalspannungen unter Verwendung der
Pulsbreitenmodulation variiert werden können, um eine abgestufte Anzeige zu
erhalten, wobei die Änderungen in einer Auswahlzeitspanne t0 innerhalb
der Zeitspanne FR1 auftreten. Es wird angenommen, daß, wenn der
Graupegel 0 ist, die effektive Spannung, die an jedes Bildelement gelegt
wird, am höchsten ist, und daß mit zunehmendem Graupegel die an
jedes Bildelement angelegte effektive Spannung abnimmt. Eine Differenz
wird zwischen einer Auswahlspannung und einer
Nicht-Auswahl-Spannung für die Graustufen 0 und 3 erzeugt.
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Obschon irgendeines der oben beschriebenen erfindungsgemäßen
Ausführungsbeispiele dazu ausgelegt werden kann, die abgestufte Anzeige zu
bilden, so ist im vorliegenden Fall das in Verbindung mit den Fig. 14
bis 16 beschriebene Ausführungsbeispiel derart modifiziert, daß der
zeitliche Ablauf, mit dem eine Umschaltung von einer Auswahlspannung
auf eine Nicht-Auswahl-Spannung für ein nicht-ausgewähltes Bildelement
erfolgt, sowie der zeitliche Ablauf, bei dem eine Umschaltung von der
Auswahlspannung zu der Nicht-Auswahl-Spannung für ein ausgewähltes
Bildelement erfolgt, für jede Graustufe unterschiedlich sind. Deshalb tritt
durch Übersprechen erzeugtes Rauschen gleichmäßig bei jeder Graustufe
auf und hängt nicht von dem Muster der angezeigten Segmente auf der
Flüssigkristallanzeige ab. Folglich kann die Anzeigequalität auf hohem
Niveau gehalten werden. Wird von der Pulsbreitenmodulation Gebrauch
gemacht, kann die Erfindung unabhängig von der Anzahl der Graustufen
Anwendung binden. Eine Treiberschaltung für die Signalelektroden einer
Flüssigkristallanzeige zur Schaffung einer abgestufen Anzeige ist in Fig.
18 dargestellt, und die an verschiedenen Teilen der Schaltung
auftretenden Signale sind in Fig. 19 gezeigt.
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Zunächst auf Fig. 19 bezugnehmend, zeigt Fig. 19 (a) ein Vollbildsignal
FR, Fig. 19 (c) zeigt die allgemeine Wellenform SEG einer
Signalspannung, die an eine der Signalelektroden in der Anzeige angelegt wird,
Fig. 19 (d) zeigt die Wellenform COM einer Abtastspannung, die an
eine der Abtastelektroden in der Anzeige angelegt wird, und Fig. 19 (i)
bis 19 (p) zeigen die Wellenformen 0(H) bis 7(H) jeweils modifizierter
Signalspannungen, die nach Maßgabe der Graustufe an eine der
Signalelektroden während einer Auswahlzeitspanne t0 zum Auswählen eines
zugehörigen Bildelements angelegt werden.
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An die Abtastelektroden werden Abtastspannungen mit der gleichen
Wellenform angelegt, wie sie bei zum Stand der Technik gehörigen
Pulsbreitenmodulationsverfahren verwendet werden. D. h., wenn eine
Abtastspannung an einige der Abtastelektroden gelegt wird, wird an die
anderen Abtastelektroden eine Referenzspannung gelegt. Die
Signalspannungen sind pulsbreitenmoduliert entsprechend der Graustufe, wie es
oben beschrieben wurde. Der Referenzpunkt für die
Pulsbreitenmodulation der Signalspannungen liegt an einem Zwischenpunkt in der
Auswahlzeitspanne t0 gemäß Fig. 19 (i) bis 19 (p). Wie dargestellt, liegen
die Impulse in der Auswahlspannung entsprechend niedrigen Graustufen
innerhalb der Impulse der den höchsten Graustufen entsprechenden
Auswahlspannung. Beim Pulsbreitenmodulationsverfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung werden die Impulsbreiten der
Auswahlspannungsimpulse auf beiden Seiten der Vorderflanke eines Signals U/D
gemäß Fig. 19 (h) variiert, welches Signal eine Grundlage für die
Variation der Impulsbreite liefert, wie es unten beschrieben wird. Eine
Phasendifferenz (Δt1, Δt2) zwischen Signalen LP (Fig. 19 (b)) und RES
(Fig. 19 (f)) dient zum Erzeugen sehr kurzer Impulse für Graustufen 0
bis 7. Diese Phasendifferenz läßt sich beliebig variieren, abhängig von
den Eigenschaften der Flüssigkristallzelle.
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Damit werden während jeder Auswahlzeitspanne sowohl die
Auswahlspannung als auch die Nicht-Auswahl-Spannung stets an die jeweiligen
Signale Elektroden gelegt, egal, welche Graustufe erforderlich ist.
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Auf diese Weise wird Übersprech-Rauschen gleichförmig ungeachtet der
Graustufe und unabhängig von dem angezeigten Muster von Segmenten
auf der Flüssigkristallanzeige erzeugt. Die Anzeigequalität läßt sich
folglich auf hohem Niveau halten.
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Die in Fig. 18 dargestellte Treiberschaltung soll im folgenden
beschrieben werden. Die Treiberschaltung besitzt ein Schieberegister 41, eine
Abtast- und Halteschaltung 42, eine Zwischenspeicherschaltung 43,
einen Pegelschleber 47, eine Signalspannungs-Generatorschaltung 48,
welche sämtlich bekannt sind. Das Schleberegister 41 erzeugt ein Signal,
welches die Abtast- und Halteschaltung 42 veranlaßt, abgestufte
Anzeigedaten zu übernehmen, die von einer Steuerung gesendet werden. Die
Abtast- und Halteschaltung 42 akzeptiert Daten zu einem Zeitpunkt,
weiche einem Bildelement entsprechen. Die Daten bezüglich der
Abstutung werden vorübergehend in der Abtast- und Halteschaltung 42
gespeichert, die aus mehreren Zwischenspeichern besteht. Sämtliche
gespeicherten Daten werden zu Beginn einer jeweiligen
Auswahlzeitspanne ansprechend auf ein Ausgangssignal von einem Negator 50,
welches im Anschluß an den Empfang eines Impulses eines Signals LP
an einem Anschluß LP erzeugt wird, zu der Zwischenspeicherschaltung
43 übertragen. Das Signal LP besitzt eine Zeitdauer, die einer Hälfte der
Auswahlzeitspanne t0 entspricht, jedoch verhindert eine Phasendifferenz-
Detektorschaltung 49, daß der Negator 50 sein Ausgangssignal
ansprechend auf Impulse von dem Signal LP erzeugt, wenn diese zu einer
Zwischenzeit innerhalb der Auswahlzeitspanne angelegt werden. Die
Abstufungsdaten, die in dem Zwischenspeicher 43 gespeichert sind,
werden an einen ersten Dekodierer 45 und an einen zweiten Dekodierer
gegeben, die in einer Pulsbreitenmodulationsschaltung enthalten sind.
Die Dekodierer 44 und 45 entsprechen einem zugehörigen Bit des
Ausgangssignals von der Signalgeneratorschaltung 48. Jeder der Dekoder
besteht aus einer Serien-Parallel-Kombination von NMOS-Transistoren
und PMOS-Transistoren. Die zwei Dekodierer erzeugen ein
Setz-Ausgangssignal bzw. ein Rücksetz-Ausgangssignal, um das Ausgangssignal
der Signalgeneratorschaltung 48 selektiv zu steuern. Die
Ausgangssignale von dem ersten und dem zweiten Dekodierer werden selektiv von
Transistoren 53 und 52, die von dem Ausgang eines Flipflops 59
angesteuert werden, einer Schleife 65 zugeführt, die ein NAND-Gatter
54 und einen Negator 55 aufweist. Die Ausgangsimpedanz des Negators
55 ist ziemlich hoch im Vergleich zu den Ausgängen des ersten und des
zweiten Dekodierers, und wenn entweder der erste oder der zweite
Dekodierer leitet, wird der Zustand der Schleife 65 zwangsweise dazu
gebracht, dem Ausgangssignal des leitenden Dekodierers zu folgen.
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Die Schleife 65 wird von einem PMOS-Transistor 51 zu Beginn jeder
Auswahlzeitspanne zurückgesetzt, was die Ausgangssignale der
Signalgeneratorschaltung 48 zu Nicht-Auswahl-Ausgangssignalen macht,
wenngleich dies für die Erfindung nicht wesentlich ist. Als nächstes
werden Taktimpulse GCP (Fig. 19 (g)) zur Abstufungs-Wichtung an
einem Aufwärts/Abwärts-Zähler 46 gegeben, der LS191. Der Ausgang
des Flipflops 59 unterscheidet zwischen dem in der ersten Hälfte jeder
Auswahlzeitspanne durchgeführten Betrieb und dem Betrieb in der
zweiten Hälfte. Wenn der Ausgang hohen Pegel hat, was in der ersten
Hälfte jeder Auswahlzeitspanne der Fall ist, arbeitet der
Aufwärts/Abwärts-Zähler 46 als Aufwärtszähler, ansprechend auf die
Taktimpulse GCP, und er betreibt den ersten Dekodierer 45. Hat der
Ausgang niedrigen Pegel, so arbeitet der Zähler 46 als Abwärtszähler
in Abhängigkeit der Taktimpulse GCP und betreibt den zweiten
Dekodierer 44.
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Wenn der erste Dekodierer 45 zunächst veranlaßt wird, entsprechend
den die Gradation betreffenden Daten zu leiten, d. h., entsprechend dem
Zählerausgang, der komplementär zu den Daten für die Anzeige ist, an
den ersten Dekodierer 45 gelegt wird, so wird das Ausgangssignal von
dem NAND-Gatter 54 1 und wird in diesem Zustand gehalten. Wenn
der zweite Dekodierer zum Leiten verahlaßt wird, wird das
Ausgangssignal des NAND-Gatters 54 0 und wird in diesem Zustand gehalten.
Auf diese Weise wird, wenn erst einmal der erste oder der zweite
Dekodierer sein Ausgangssignal erzeugt, dieser Zustand aufrechterhalten.
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Das Ausgangssignal von einem NAND-Gatter 62 wird ebenfalls auf das
NAND-Gatter 54 gegeben. Wann immer das Ausgangssignal von dem
Gatter 62 ein AUS-Signal ist, resultiert das Ausgangssignal von dem
NAND-Gatter 54 in der Erzeugung einer ausgewählten Spannung
während der Zeitspanne Δt2. Wie bereits beschrieben, ruft das Signal
LP an dieser Stelle keine Zwischenspeicherwirkung hervor. Wann immer
das Ausgangssignal vom NAND-Gatter 62 ein EIN-Signal ist, veranlaßt
der PMOS-Transistor 51 das NAND-Gatter 54, ein Ausgangssignal zu
produzieren, um eine Nicht-Auswahl-Spannung zu Beginn einer
Auswahlzeitspanne während des Zeitraums t1 zu erzeugen. Da zu dieser
Zeit der erste Dekodierer leitet, kann die Nicht-Auswahl-Spannung von
der Signalspannungs-Generatorschaltung 48 nur während der Zeitspanne
Δt1 geliefert werden. Die Zeitspannen Δt1 und Δt2 werden entsprechend
der Phasendifferenz zwischen den Signalen LP und RES von der
Phasendifferenz-Detektorschaltung 49 bestimmt. Ob ein internes Signal erzeugt
wird oder nicht, hängt ab von der Beziehung zwischen der Zeit, zu der
das Signal LP ansteigt, und der Zeit, zu der das Signal RES ansteigt.
Insbesondere wenn das Signal LP früher als das Signal RES ansteigt,
wird ein Signal geliefert, welches die Zeitspanne Δt2 repräsentiert.
Wenn die umgekehrte Situation gegeben ist, wird ein Signal geliefert,
welches die Zeitspanne Δt1 repräsentiert. Die Zeitspannen Δt1 und Δt2
können unabhängig gesteuert werden. Wenn die Beziehung Δt1 = Δt2
gilt, kann die Phasendifferenz-Detektorschaltung 49 selbstverständlich
viel einfacher aufgebaut werden als die in Fig. 18 dargestellte Schaltung
49.
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Folglich wird ein in der Impulsbreite moduliertes Ausgangssignal
erhalten, welches um einen Zwischenpunkt innerhalb jeder Auswahlzeitspanne
angeordnet ist, wie dies in Fig. 19 gezeigt ist. Dieses Ausgangssignal
wird von der Signalspannungs-Generatorschaltung 48 über den
Pegelschieber 47 in die Signalspannung SEG umgesetzt, um zur Schaffung der
Anzeige das Flüssigkristallmaterial zu aktivieren. Die in Fig. 18 gezeigte
Treiberschaltung ist in der Lage, 8 Graustufen in Einklang mit den in
Fig. 19 gezeigten Signalen zu erzeugen. Allerdings können andere
Mengen von Graustufen in einfacher Weise dadurch zur Anzeige
gebracht werden, daß man die Anzahl von in Reihe geschalteten
Transistoren in sowohl dem ersten als auch dem zweiten Dekodierer erhöht
oder verringert.
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Wie beschrieben, schafft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben
einer Flüssigkristallanzeige, die ein Paar von Basisblättern mit einer
zwischen den zwei Basisblättern sandwichartig eingefaßten Schicht aus
einem Flüssigkristallmaterial aufweist, wobei an den Kreuzungspunkten
von Abtastelektroden und Signalelektroden Bildelemente gebildet sind.
Das beschriebene Verfahren beinhaltet das Anlegen einer
Abtastspannung in sukzessiver Weise an die Abtastelektroden, das Anlegen einer
Auswahlspannung an die Signalelektroden, die auf den Abtastelektroden
liegen, an die die Abtastspannung gelegt wird, und an denen
ausgewählte Bildelemente vorhanden sind, und das Anlegen einer Nicht-Auswahl-
Spannung an die Signalelektroden, bei denen nicht-ausgewählte
Bildelemente existieren, um eine Anzeige zu erhalten. Während jeder
Auswahlzeitspanne wird die an jede Signalelektrode angelegte Spannung
variiert. Von den Signalelektroden zu den Abtastelektroden übertragenes
Übersprech-Rauschen wird dadurch homogen gemacht, was in großem
Umfang lokale Kontrastschwankungen, die von dem Muster der
angezeigten Segmente abhängen, verringert. Damit werden die Lesbarkeit
und die Qualität der Anzeige verbessert.