DE69220283T2

DE69220283T2 - Verfahren zum Treiben einer Flüssigkristallanzeige vom Aktivmatrixtyp

Info

Publication number: DE69220283T2
Application number: DE69220283T
Authority: DE
Inventors: Masanori Konishi; Nagamasa Ono; Yoichi Wakai
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1992-03-20
Publication date: 1997-10-30
Anticipated expiration: 2012-03-21
Also published as: US5526013A; TW200572B; EP0508628A2; EP0697690A1; EP0697690B1; DE69222959D1; DE69222959T2; DE69220283D1; EP0508628A3; EP0508628B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

(Gebiet der Erfindung)

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung zur Durchführung eines Anzeigebetriebs unter Verwendung eines aktiven Zweipolelements (Elements mit zwei Anschlüssen), wie etwa eines MIM-(Metall-Isolator-Metall)-Elements, eines MIS-(Metall- Isolator-Halbleiter)-Elements, einer Ringdiode, eines Varistors oder ähnlichem, und insbesondere auf ein Ansteuerverfahren für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zur Kompensation einer Verschlechterung der Anzeigequalität infolge einer Charakteristik des aktiven Zweipolelements.

(Einschlägiger Stand der Technik)

Im Vergleich mit einer herkömmlichen passiven Flüssigkristallanzeigevorrichtung führt eine Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung einen Anzeigebetrieb mit hohem Kontrast aus und wird deshalb im großen Umfang bei verschiedenen Anzeigeanwendungen wie etwa einem Flüssigkristallfernseher, einem Monitor eines Computers etc. verwendet.
Als diese Aktivmatrix-Flüssigkristallvorrichtung ist eine Anzeigevorrichtung bekannt, bei der ein aktives Zweipolelement, wie ein MIM-Element, ein MIS-Element, eine Ringdiode, ein Varistor oder ähnliches eingebaut ist, um einen Schalt-Ansteuerbetrieb der einzelnen Bildelemente auszuführen, so wie eine andere Art Anzeigevorrichtung, bei der ein aktives Dreipolelement, wie etwa ein Dünnfilmtransistor (TFT) eingebaut ist, um den Schalt-Ansteuerbetrieb für die einzelnen Bildelemente auszuführen. Im Vergleich mit der letzteren, das heißt der Anzeigevorrichtung, die das aktive Element mit drei Anschlüssen aufweist, ist die erstere, das heißt die Anzeigevorrichtung mit dem aktiven Zweipolelement hinsichtlich der Produktivität besser, da sie eine geringere Anzahl von Herstellungsschritten als die letztere erfordert, und man erwartete daher, daß sie einer merklicheren Entwicklung in der Zukunft unterzogen würde.
Die herkömmlichen Arten von Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, wie sie oben beschrieben wurden, sind in USP 4,560,982, in SID International Symposium Digest of Technical Papers 91, Seite 226 von NEC Corp., Kawasaki, Japan, in SID International Symposium Digest of Technical Papers 87, Seite 304 von Seiko Epson Corporation, Nagano, Japan, und in SID International Symposion Digest of Technical Papers 84, Seite 54 von Suwa Seikosha Co., Ltd., Nagano, Japan offenbart.
Solche herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtungen sind nicht mit einem Ansteuerverfahren gemäß dieser Erfindung ausgestattet, welches später in Verbindung mit Ausführungsformen beschrieben wird. Durch eine ernsthafte Studie hat der Erfinder den Grund für eine Verschlechterung der Anzeigequalität bei Betrieb der Flüssigkristallanzeigevorrichtung mittels eines herkömmlichen Ansteuerverfahrens herausgefunden und eine Gegenmaßnahme vorgeschlagen. Die Verschlechterung der Anzeigequalität die von dem herkömmlichen Ansteuerverfahren verursacht wird, soll zunächst im einzelnen anhand einer Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung einer Ausführungsform (Fig. 1) dieser Erfindung, wie sie später beschrieben wird, erläutert werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt die Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung eine Flüssigkristalltafel 100, eine X-Treiberschaltung 200 und eine Y-Treiberschaltung 300. Die Bildelemente der Flüssig kristalltafel 100 werden zeilenweise mittels der X-Treiberschaltung 200 und der Y- Treiberschaltung 300 zur Durchführung eines Anzeigebetriebs abgetastet.
Die Flüssigkristalltafel 100 enthält einen Satz mehrerer Spaltenelektroden X&sub1; bis XM (in der Figur ist eine m-te Spaltenelektrode Xm repräsentativ dargestellt), die mit der X-Treiberschaltung 200 verbunden sind, einen weiteren Satz mehrerer Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN (in der Figur ist die n-te Zeilenelektrode Yn repräsentativ dargestellt), die mit der Y-Treiberschaltung 300 verbunden sind, wobei der Satz von Spaltenelektroden (Spaltenelektrodensatz) und der Satz von Zeilenelektroden (Zeilenelektrodensatz) auf jeweiligen einander zugewandten Substraten so angeordnet sind, daß sie einander schneiden, einen in den Raum zwischen dem Satz von Spaltenelektroden X&sub1; bis XM und den Satz von Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN gefüllten Flüssigkristall, und mit aktive Zweipolelemente, die jeweils an den einzelnen Schnittstellen (Bildelementabschnitten) zwischen der Spaltenelektrode und der Zeilenelektrode vorgesehen sind. Das heißt, wenn man repräsentativ von der Spaltenelektrode Xm und der Zeilenelektrode Yn ausgeht sind eine als Bildelement dienende Flüssigkristallschicht 102 und ein aktives Zwei polelement 103 zwischen der Spaltenelektrode Xm und der Zeilenelektrode Yn in Reihe geschaltet, und die Flüssigkristallschicht 102 und das aktive Zweipolelement 103 werden mit einer Spannung VL und einer Spannung VD aufgrund einer Differenzspannung zwischen einem Spaltenelektrodensignal VXm, das der Spaltenelektrode Xm geliefert wird, und einem Zeilenelektrodensignal HYn, das der Zeilenelektrode Yn geliefert wird, gespeist.
Die X-Treiberschaltung 200 ist mit einer Wechselstrom-Videogeneratorschaltung 201 und einem X-Schieberegister 202 ausgestattet. Die Wechselstrom-Videogeneratorschaltung 201 empfängt von einer externen Vorrichtung ein Videosignal P und gibt ein wechselstrom-Videosignal Ps aus, welches mit einem Wechselstrom-Umkehrsignal FR synchronisiert ist. Das X-Schieberegister dient dazu, ein Schiebestartsignal DX synchron mit einem Schiebetaktsignal XSCL bestimmter Frequenz zu verschieben, um dadurch nacheinander Abtastsignale S&sub1; bis SM von jeweiligen Ausgangskontaktpunkten entsprechend dem Spaltenelektroden X&sub1; bis XM zu erhalten. Zusätzlich sind ein Satz von Latchschaltungen und ein Satz von Spaltenelektroden-Treiberschaltungen zwischen den Ausgangskontaktpunkten des X-Schieberegisters 202 und den Spaltenelektroden X&sub1; bis XM vorgesehen.
Die Einzelheiten seien repräsentativ von einer Latchschaltung und einer Spaltenelektroden-Treiberschaltung erläutert, welche der m-ten Spaltenelektrode Xm zugeordnet sind. Eine Übertragungsleitung 203, über welche das Wechselstrom-Videosignal Ps übertragen wird, ist mit dem Eingangskontaktpunkt eines ersten Analogschalters 204 verbunden, dessen Leit- und Sperrzustände synchron mit dem Abtastsignal Sm geschaltet werden, wobei der Ausgangskontaktpunkt des ersten Analogschalters 204 mit einem ersten Abtast-Halte-Kondensator 207 und dem Eingangskontaktpunkt eines Pufferverstärkers 208 verbunden ist. Der Ausgangskontaktpunkt des Pufferverstärkers 208 ist mit der Spaltenelektrode Xm verbunden.
Der erste Analogschalter 204 wird synchron mit dem Schalten des Abtastsignals Sm zu einem Logikwert "H" in einen Leitzustand geschaltet, und das Wechselstrom-Videosignal Ps zu diesem Zeitpunkt wird in dem Abtast-Halte-Kondensator 205 gehalten. Wenn danach der zweite Analogschalter 206 als Antwort auf das Schalten des Latchimpulssignals LP zu einem Logikwert "H" in einen Leitzustand geschaltet wird, werden Ladungen, welche in dem ersten Abtast-Halte- Kondensator 205 akkumulativ gehalten wurden, zu dem zweiten Abtast-Halte-Kondensator 207 übertragen und dort gehalten, und die Spaltenelektrode Xm wird über den Pufferverstärker 208 mit einer Spannung gespeist, welche den in dem zweiten Abtast-Halte-Kondensator 207 gespeicherten Ladungen entspricht.
Die Y-Treiberschaltung 300 ist mit einer Flüssigkristall-Leistungsgeneratorschaltung 301 und einem Y-Schieberegister 302 ausgestattet. Die Flüssigkristall-Leistungsgeneratorschaltung 301 erhält vier Arten von Spannungen Vp, -Vp, Va und -Va, die die folgende Ungleichung erfüllen: Vp > Va , wobei Va den Absolutwert von Va darstellt, und führt einen Multiplexbetrieb synchron mit dem Wechselstrom-Umkehrsignal FR aus, um zwei Arten von Flüssigkristall Spannungen VS und VN an die Übertragungsleitungen 303 bzw. 305 auszugeben. Das heißt, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR einen Logikwert "H" aufweist, ist die Flüssigkristall spannung VS gleich der Spannung Vp, während, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR einen Logikwert "L" aufweist, die Flüssigkristallspannung VS gleich der Spannung -Vp ist, und die Flüssigkristallspannung VN wird Va oder -Va, wie später beschrieben. Das Wechselstrom- Umkehrsignal FR ist ein Rechtecksignal, dessen Logikwert sich mit jeder Horizontalabtastperiode umkehrt, mit anderen Worten handelt es sich um Signal, dessen Periode zwei Horizontalabtast perioden entspricht.
Das Y-Schieberegister 302 dient dazu, ein Schiebestartsignal DY synchron mit einem Schiebetaktsignal YSCL einer vorbestimmten Frequenz fY zu verschieben, um nacheinander Wählsignale C&sub1; bis CN von jeweiligen Ausgangskontaktpunkten für die Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN zu erzeugen. Zusätzlich ist ein Satz Wählschaltungen zwischen den jeweiligen Kontaktpunkten des Y- Schieberegisters 302 und den jeweiligen Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN vorgesehen.
Betrachtet man repräsentativ die Einzelheiten der Schalterschaltung für die n-te Zeilenelektrode Yn, ist eine Übertragungsleitung 303 mit dem Eingangskontaktpunkt eines ersten Analogschalters 304 verbunden, dessen Leit- und Sperrzustände synchron mit einem Wählsignal Cn umgeschaltet werden, wobei der Ausgangskontaktpunkt des ersten Analogschalters (304) mit der Zeilenelektrode Yn verbunden ist, eine Übertragungsleitung 305 mit dem Eingangskontaktpunkt eines zweiten Analogschalters 306 verbunden ist, dessen Leit- und Sperrzustände in entgegengesetzter weise zu jenen des ersten Analogschalters 304 synchron mit dem wählsignal Cn umgeschaltet werden, und der Ausgangskontaktpunkt des zweiten Analogschalters 306 mit der Zeilenelektrode Y verbunden ist.
Wenn das Wählsignal C einen Logikwert "H" aufweist, werden der erste Analogschalter 304 und der zweite Analogschalter 306 in den Leitzustand bzw. den Sperrzustand geschaltet, so daß die Flüssigkristallspannung Vs an die Zeilenelektrode Yn geliefert wird. Wenn umgekehrt das Wählsignal C einen Logikwert "L" aufweist, werden der erste Analogschalter 304 und der zweite Analogschalter 306 in den Sperrzustand bzw. den Leitzustand versetzt, so daß die Flüssigkristallspannung VN an die Zeilenelektrode Yn geliefert wird. In den Figuren sind den jeweiligen Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN zu liefernde Signale durch Zeilenelektrodensignale HY&sub1; bis HYN dargestellt.
Jedes aktive Zweipolelement hat eine Strom-Spannung-Kennlinie (I-V-Kennlinie), wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, die sich abhängig von einer Spannungsänderung der Signale VX&sub1; bis VXM und HY&sub1; bis HYN ändert, die den Spaltenelektroden X&sub1; bis XM bzw. den Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN geliefert werden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, hat das aktive Zweipolelement eine nichtlineare Kennlinie, bei der ein ziemlich kleiner Strom durch das aktive Zweipolelement fließt, wenn eine niedrige Spannung zwischen den beiden Polen des Elements anliegt, der Strom jedoch rasch zunimmt, wenn eine hohe Spannung zwischen den beiden Polen des Elements anliegt. Auf der Grundlage der oben beschriebenen Nichtlinearität der Kennlinie des aktiven Zweipolelements wird das aktive Zweipolelement mit einer hohen Spannung beliefert, um einen Anzeigebetrieb durchzuführen (zu einer Wählzeit) und mit einer niedrigen Spannung, um einen nicht-Anzeigebetrieb durchzuführen (zu einer Nichtwählzeit), wodurch die Ansteuerung des Flüssigkristalls ausgeführt wird.
Die Arbeitsweise der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit diesem Aufbau wird als nächstes unter Bezugnahme auf die Taktzeitdiagramme der Fig. 3 und 4 beschrieben.
Nimmt man beispielsweise an, daß ein Videosignal P wie es in Fig. 3 dargestellt ist, der Wechselstrom-Videogeneratorschaltung 201 eingegeben wird, dann bleibt die Phase des Videosignals P unverändert, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR den Logikwert "H" aufweist, während die Phase zur entgegengesetzten Phase invertiert wird, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR den Logikwert "L" aufweist, und das Videosignal P wird dann auf die Übertragungsleitung 203 ausgegeben. Eine Periode für den ersteren Fall wird als eine Nicht-Umkehrperiode und eine Periode für den letzteren Fall als eine Umkehrperiode bezeichnet. Daher ändert sich das Wechselstrom-Videosignal Ps gemäß Darstellung in Fig. 3.
Die Spannung Vs des wechselstrom-Videosignals Ps hat dabei einen Wert von 100% für Weiß bei der Nicht-Umkehrphasenperiode und einen wert von 0% (entsprechend einem Schwarzabhebungs-Wert) für Weiß für die Umkehrphasenperiode. Ferner ist die Spannung (-Va) ein Wert von 0% (entsprechend dem Schwarzabhebungs-wert) für weiß für die Nichtumkehrperiode und ein wert von 100% für weiß für die Umkehrphasenperiode.
Das Y-Schieberegister 302 dient dazu, ein Startsignal DY synchron mit einem Schiebetaktsignal YSCL mit einer Periode entsprechend einer Horizontalabtastperiode zu verschieben, um nacheinander Wählsignale C&sub1; bis CN zu erzeugen.
Von dem Latchimpulssignal LP und dem Schiebestartsignal DX, die an die X-Treiberschaltung 200 angelegt werden, ist jedes ein Rechtecksignal, das einen Logikwert "H" in Übereinstimmung mit einer einzelnen Horizontalabtastperiode aufweist.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf ein vergrößertes Zeitdiagramm an der Unterseite von Fig. 3 im einzelnen ein Betrieb jeder einzelnen Horizontalabtastperiode beschrieben. Das Latchimpulssignal LP wird im wesentlichen synchron mit dem Zeitpunkt, zu dem das Wechselstrom-Videosignal Ps phaseninvertiert wird, zu einem Zustand eines Logikwerts "H" geschaltet, und das Schiebestartsignal DX wird zur Startzeit innerhalb jeder einzelnen Horizontalabstastperiode, für die das Wechselstrom-Videosignal Ps existiert, zu einem Zustand eines Logikwerts "H" geschaltet. Ferner wird das Schiebetaktsignal XSCL mit ausreichend hoher Frequenz versehen, um es dem X-Schieberegister 202 zu ermöglichen, einen M-Stufen-Schiebebetrieb innerhalb einer Periode von dem Zeitpunkt, zu dem das Schiebestartsignal DX "H" annimmt, bis zu dem Zeitpunkt auszuführen, wo das Latchimpulssignal LP "H" annimmt.
Daher schiebt das X-Schieberegister 202 das Schiebestartsignal DX synchron mit dem Schiebetaktsignal XSCL, wodurch es die Abtastsignale S&sub1; über Sm bis SM synchron mit dem Schiebetaktsignal XSCL erzeugt.
Die Abtastsignale S&sub1; bis SM und das Latchimpulssignal LP werden jede einzelne Horizontalabtastperiode, für die ein Satz der Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN nacheinander von der Y-Treiberschaltung 300 abgetastet wird, erzeugt, so daß die Flüssigkristallschicht entsprechend Bildelementabschnitten der Flüssigkristalltafel 100 zeilenweise von den Signalen VH&sub1; bis VXM und VX&sub1; bis HYN abgetastet wird.
Die Taktzeit, zu der das Wechselstrom-Videosignal Ps in dem Satz der ersten Abtast-Halte- Kondensatoren der X-Treiberschaltung 200 gehalten wird, ist um eine Horizontalperiode gegenüber der Taktzeit verschoben, zu der die in dem Satz der ersten Abtast-Halte-Kondensatoren gehaltenen Ladungen auf den Satz der zweiten Abtast-Halte-Kondensatoren synchron mit dem Latchimpulssignal LP übertragen werden, um die Spaltenelektrodensignale VX&sub1; bis VXM simultan den Spaltenelektroden X&sub1; bis XM zu liefern.
Beispielsweise wird ein n-tes Wechselstrom-Videosignal Ps, welches mit einem Abtastsignal Sm abgetastet wurde, wie in Fig. 3 gezeigt (in der Figur ist eine Abtastposition durch einen Kreis dargestellt), synchron mit der Abtasttaktzeit eines (n + 1)-ten Wechselstrom-Videosignals Ps zu der Spaltenelektrode Xm übertragen, nachdem eine Horizontalabtastperiode von dem Abtastzeitpunkt des n-ten Wechselstrom-Videosignals Ps verstrichen ist.
Fig. 4 zeigt Taktzeitdiagramme repräsentativ für ein Differenzsignal (VXM - HYn), das zwischen der Spaltenelektrode Xm und der Zeilenelektrode Yn angelegt wird, von Differenzsignalen (VX&sub1; -HY&sub1;) bis (VXm - HYn), die an die Schnittstellen zwischen dem Satz von Spaltenelektroden X&sub1; bis XM und den Satz von Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN angelegt werden.
Das Wechselstrom-Videosignal Ps, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, entspricht dem Wechselstrom-Videosignal Ps, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, und die Spannungswerte Va und -Va entsprechen 100% bzw. 0% Werten für Weiß für die Nichtumkehrphasenperiode und 0% bzw. 100% für Weiß für die Umkehrphasenperiode.
Das Zeilenelektrodensignal HYn ist gleich der Flüssigkristallspannung VS für eine Wählperiode (eine Periode für die das Wählsignal Cn in einem Zustand des Logikwerts "H" ist) Ts und ist gleich der Flüssigkristallspannung VN für eine Nichtwählperiode (eine Periode, für die das Wählsignal Cn in einem Zustand des Logikwerts "L" ist) TN. Innerhalb der Nichtumkehrphasenperiode, nachdem das Potential der Zeilenelektrode Yn ein positives Potential Vp für die Wählperiode TS ist, wird es, wie oben beschrieben, zu einem Potential Va für die Nichtwählperiode TN geändert, während, nachdem das Potential der Zeilenelektrode Yn ein negatives Potential -Vp für die Wählperiode TS ist, es zu einem Potential -Va für die Nichtwählperiode TN geändert wird. Weiterhin wird das Spaltenelektrodensignal VXm durch Abtasten und Halten des Wechselstrom- Videosignals Ps gebildet, wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.
Auf der Basis des Zusammenhangs der Potentiale der Elektroden, wie oben beschrieben, weist das Differenzsignal (VXm - HYn) eine Wellenform auf, wie sie durch die ausgezogene Linie an der unteren Seite von Fig. 4 gezeigt ist. Eine Kettenlinie von Fig. 4 zeigt einen Verlauf einer Potentialänderung an einem Kontaktabschnitt der Flüssigkristallschicht 102 und des nichtlinearen Elements 103. Für die Wählperiode TS wird das aktive Zweipolelement 103 mit einer großen Spannung versorgt und somit, wie sich aus der I-V-Kennlinie von Fig. 2 ergibt, nimmt ein das aktive Zweipolelement durchfließender Strom zu, so daß die Flüssig kristallschicht 102 geladen wird. Die Lademenge der Flüssigkristallschicht 102 entspricht der Amplitude des Differenzsignals (VXm - HYn) für die Wählperiode TS. Anders ausgedrückt, die Lademenge wird von dem Pegel des Elektrodensignals VXm gesteuert und damit dem Abtastwert des Wechselstrom- Videosignals PS. Wie oben beschrieben ist ein Nichtwählpotential (ein Potential für die Nichtwählperiode) abhängig von der Polarität eines Wählpotentials (eines Potentials für die Wählperiode) vor dem Nichtwählpotential variabel, so daß das Differenzsignal (VXm - HYn) einen positiven Wert für die Nichtwählperiode TN nach einer Wählperiode TS positiver Polarität aufweist, aber einen negativen Wert für eine Nichtwählperiode nach einer Wählperiode TS einer negativen Polarität. Daher ist die dem aktiven Zweipolelement 103 zu liefernde Spannung für die Nichtwählperiode TN in beiden obigen Fällen klein, weshalb die Ladungen, die während der Wählperode TS in die Flüssigkristallschicht 102 geladen wurden, schwerlich durch das aktive Zweipolelement entladen werden. Eine der Flüssigkristallschicht 102 zu liefernde Effektivspannung ist proportional der Fläche eines schraffierten Abschnitts in Fig. 4 und hängt folglich vom Wert des abgetasteten Wechselstrom-Videosignals Ps ab. Die Flüssigkristallschicht 102 dient dazu, die Lichtdurchlässigkeit abhängig von einer an sie angelegten Effektivspannung zu steuern, und zeigt ein Bild an der Flüssigkristalltafel 100 an.
Wenn das in Form des Taktzeitdiagramms der Fig. 3 und 4 gezeigte Ansteuerverfahren anstelle des Ansteuerverfahrens dieser Erfindung in der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit aktiven Zweipolelementen verwendet würde, würde das folgende Problem wie etwa die Verschlechterung der Anzeigequalität infolge der elektrischen Eigenschaften des aktiven Zweipolelements auftreten.
Die MIM-Elemente, die MIS-Elemente und die anderen aktiven Zweipolelemente weisen nicht notwendigerweise eine invariable einzige I-V-Kennlinie auf, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, sondern haben eine Kennlinie, die sich abhängig von einer kontinuierlich angelegten Spannung V ändert, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Fig. 5 zeigt eine Änderung der I-V-Kennlinie mit einer angelegten Spannung, bei der sich eine anfängliche I-V-Kennlinie, wie sie durch eine ausgezogene Linie c dargestellt ist, zu einer solchen ändert, wie sie durch eine gepunktete Linie d dargestellt ist, und zwar infolge einer kontinuierlich angelegten Spannung V, und Fig. 6 zeigt einen Änderungsbetrag (nachfolgend als ein "Verschiebebetrag" bezeichnet) der I-V-Kennlinie mit einer Änderung einer Spannungsanlegedauer für jede angelegte Spannung. Wie in Fig. 5 gezeigt, wird, selbst wenn das aktive Zweipolelement in der Anfangsstufe des Spannunganlegens die durch die ausgezogene Linie c in Fig. 5 gezeigte I-V-Kennlinie aufweist, die anfängliche I-V-Kennlinie nach Ablauf einer Zeit zu der durch die gepunktete Linie d von Fig. 6 gezeigte geändert und stabilisiert sich zu der I-V-Kennlinie nach der Änderung.
Wenn das aktive Zweipolelement für etliche Stunden unter Anliegen einer Spannung von 0 Volt an das Element belassen wird, kehrt die I-V-Kennlinie nach der Änderung zurück zur anfänglichen I-V-Kennlinie, wie sie durch die ausgezogene Linie c gezeigt ist. Wird jedoch die Spannung V erneut unter derselben Bedingung an das aktive Zweipolelement angelegt, ändert sich die durch die ausgezogene Linie c dargestellte I-V-Kennlinie zu der durch die gepunktete Linie d dargestellten. Diese variable Charakteristik (nachfolgend als "Verschiebecharakteristik" bezeichnet) unterscheidet sich abhängig von der Differenz der angelegten Spannung V (in Fig. 6 erfüllt die Spannung V beispielsweise die folgende Ungleichung p> r> n> f, und die Verschiebecharakteristiken der jeweiligen I-V-Kennlinien sind voneinander verschieden). Eine Zeit, die dazu erforderlich ist, daß die I-V-Kennlinie, die sich infolge der kontinuierlich anliegenden Spannung verändert hat, zu der anfänglichen I-V-Kennlinie zurückkehrt, wird mit Zunahme des Verschiebebetrags (des Änderungsbetrags, wie er durch einen Pfeil in Fig. 5 dargestellt ist) länger. Die Verschiebecharakteristik ist mehr im einzelnen in "E. Mizobatta et al: SID 91 Digest, Seite 226 (1991)" oder anderen Dokumenten beschrieben.
Zusätzlich besteht ein Problem darin, daß die Verschiebecharakteristik das Auftreten eines Nachbildes an der Flüssigkristalltafel verursacht. Es sei beispielsweise angenommen, daß ein Fenstermuster, welches an seinem mittleren Abschnitt einen weißen Abschnitt und einen den weißen Abschnitt umgebenden schwarzen Abschnitt ausweist, zuerst an der Flüssigkristalltafel angezeigt wird, wie in Fig. 7(a) gezeigt, und dann zu einem insgesamt weißen Muster (weißen Raster) geändert wird. In diesem Fall wird das zunächst angezeigte Fenstermuster nicht vollständig gelöscht, sondern bleibt als ein Nachbild an der Flüssigkristalltafel zurück, wie in Fig. 7(b) gezeigt, so daß das insgesamt weiße Muster an der Flüssigkristalltafel nicht erzielt wird. Diese sogenannte Nachbilderscheinung verschwindet allmählich, wenn eine lange Zeit vergeht, aber die Anzeigequalität wird deutlich verschlechtert. Das Prinzip des Auftretens der Nachbilderscheinung wird nachfolgend näher beschrieben. In einem Fall, wo das Fenstermuster gemäß Darstellung in Fig. 7(a) in einem normal schwarzen Modus angezeigt wird (es ist schwarz, wenn keine ausreichende Spannung an die Flüssigkristallschicht angelegt wird, und weiß, wenn eine ausreichende Spannung an die Flüssigkristallschicht angelegt wird), wird der weiße Anzeigeabschnitt während der Wählperiode TS mit einem Differenzsignal einer angelegten Spannung n beliefert, wie in Fig. 7(c) gezeigt, während der schwarze Anzeigeabschnitt mit einem Differenzsignal einer angelegten Spannung f (f< n) während der Wählperiode Ts beliefert wird. Daher wird das aktive Zweipolelement, das an dem weißen Anzeigeabschnitt liegt, mit einer höheren Spannung beaufschlagt, als dasjenige, das an dem schwarzen Anzeigeabschnitt liegt so daß, wie sich aus den Fig. 5 und 6 ergibt, der Verschiebebetrag der I-V-Kennlinie des aktiven Zweipolelements an dem weißen Anzeigeabschnitt größer ist als derjenige des aktiven Zweipolelements an dem schwarzen Anzeigeabschnitt. Nimmt man hier an, daß der gesamte Schirm der Flüssigkristalltafel zu dem weißen Muster geändert wird, tritt das in Fig. 7(b) gezeigte Nachbild infolge des Unterschieds der Verschiebebeträge der aktiven Zweipolelemente an den weißen und den schwarzen Anzeigeabschnitten auf.
Die Nachbilderscheinung tritt auch in einem Fall auf, wo ein Fenstermuster mit einem weißen Abschnitt im mittleren Abschnitt der Flüssigkristalltafel und einem den weißen Abschnitt umgebenden schwarzen Abschnitt zuerst an der Flüssigkristalltafel angezeigt wird und der gesamte Schirm der Flüssigkristalltafel dann von dem obigen Anzeigemuster zu einem Anzeigemuster mit einem Halbton geändert wird, und ebenso in einem Fall, wo ein Muster mit einem Halbton zuerst an der Flüssigkristalltafel angezeigt wird und das Anzeigemuster dann von dem obigen Muster zu einem Muster geändert wird, das einen anderen Halbton aufweist, welcher mit einer niedrigeren Spannung als derjenigen des ersteren Musters eingestellt wird.
Die Nachbilderscheinung infolge solch eines Anzeigemuster-Änderungsbetriebs zu einem Halbtonmuster wird mehr im einzelnen beschrieben. Beispielsweise wird folgendes angenommen. Wie in Fig. 8 gezeigt, werden im mittleren Abschnitt und dem umgebenden Abschnitt der Flüssigkristalltafel zuerst Weiß bzw. Schwarz angezeigt, wobei der schwarze Abschnitt P1 von einem Differenzsignal (VXm1 - HYn) gebildet wird, welches über die Spaltenelektrode Xm1 und die Zeilenelektrode Yn angelegt wird, während der weiße Abschnitt P2 von einem Differenzsignal (VXm2 - HVn) gebildet wird, das über die Spaltenelektrode Xm2 und die Zeilenelektrode Yn angelegt wird, und danach wird der Anzeigemuster-Änderungsbetrieb zu einem Halbtonmuster dadurch ausgeführt, daß Differenzsignale (VXm1 - HYn) und (VXm2 - HVn) angelegt werden, die einander gleich sind, so daß ein Nachbild auftritt, bei dem der mittlere Abschnitt P2 dunkler ist als der umgebende Abschnitt P1, wie in Fig. 9 gezeigt.
In solch einem Fall werden die Differenzsignale (VXm1 - HYn) und (VXm&sub2; - HYn) nach Maßgabe der Taktzeitdiagramme angelegt, wie sie in Fig. 10 gezeigt sind. Das heißt, für jede Wählperiode TS (im Fall einer normal schwarzen Anzeige) innerhalb einer Periode, während derer Schwarz und Weiß angezeigt werden, ist die Spannung VmsB des Differenzsignals (VXm1 - HYn), welche für den schwarzen Abschnitt P1 an die aktiven Zweipolelemente angelegt wird, niedriger als die Spannung VmsW des Differenzsignals (VXm&sub2; - HYn), das an die aktiven Zweipolelemente für den weißen Abschnitt P2 angelegt wird. Daher ist, wie sich aus den Fig. 5 und 6 ergibt, der Verschiebebetrag für das aktive Zweipolelement für den Abschnitt P2 größer als der für das aktive Zweipolelement für den Abschnitt P1. Anders ausgedrückt, die Innenimpedanz des aktiven Zweipolelements für den Abschnitt P2 ist erhöht, während die Innenimpedanz des aktiven Zweipolelements für den Abschnitt P1 niedriger ist als die erstere, und diese Charakteristik wird beibehalten.
Wenn das Anzeigemuster von diesem Zustand zu einem Halbtonanzeigemuster geändert wird, ist die Ladungsmenge Q2, die über das aktive Zweipolelement für den Abschnitt P2 in die Flüssigkristallschicht fließt kleiner als die Ladungsmenge Q1, die über das aktive Zweipolelement für den Abschnitt P1 innerhalb einer Halbton-Anzeigeperiode fließt, obwohl die Spannung Vmsi des Differenzsignals (VXm1 - HYn) und die Spannung Vms2 des Differenzsignals (VXm2 - HYn), die für die Wählperiode TS angelegt werden, Spannungen für denselben Halbton sind. Daher wird die Effektivspannung (die der Ladungsmenge Q2 proportional ist), welche an die Flüssigkristallschicht für den Abschnitt P2 während einer Nichtwählperiode TN innerhalb der Halbtonanzeigeperiode angelegt wird, durch einen schraffierten Abschnitt S2 in Fig. 10 dargestellt, während die Effektivspannung (die der Ladungsmenge Q1 proportional ist), welche an die Flüssigkristall schicht für den Abschnitt P1 angelegt wird, durch einen schraffierten Abschnitt in Fig. 10 dargestellt wird, womit ersichtlich die folgende Ungleichung erfüllt ist: S1 > S2. Daher ergibt sich an dem Abschnitt P2 ein dunkles Nachbild, während ein vorbestimmtes Halbtonbild an dem Abschnitt P1 gebildet wird. Solch eine Nachbilderscheinung wird "Hafterscheinung" genannt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu beseitigen und ein Verfahren der Ansteuerung einer Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige zu schaffen, das nicht an einer Verschlechterung der Anzeigequalität infolge des Auftretens von Flackern und einer Nachbilderscheinung leidet.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, wie es im Anspruch 1 beansprucht wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung wird besser verständlich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen, die lediglich der Illustration dienen und damit nicht als die vorliegende Erfindung beschränkend anzusehen sind. Weiterhin wird der Bereich der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die detaillierte Beschreibung und spezielle Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, aber lediglich der Illustration dienen, da verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Geists und des Rahmens der Erfindung für Fachleute aus dieser detaillierten Beschreibung ersichtlich sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, auf die eine Ausführungsform eines Ansteuerungsverfahrens gemäß dieser Erfindung angewendet wird;
Fig. 2 ist eine Graphik, die eine I-V-Kennlinie eines aktiven Zweipolelements zur Ansteuerung einer Flüssigkristallschicht zeigt;
Fig. 3 ist ein Taktzeitdiagramm zur Erläuterung eines Problems eines herkömmlichen Ansteuerungsverfahrens;
Fig. 4 ist ein Taktzeitdiagramm zur weiteren Erläuterung des Problems des herkömmlichen Ansteuerungsverfahrens;
Fig. 5 ist eine Graphik, die ein anderes Problem zeigt, welches von der I-V-Kennlinie des aktiven Zweipolelements zur Ansteuerung der Flüssigkristallschicht verursacht wird;
Fig. 6 ist eine Graphik, die ein anderes Problem zeigt, das von der I-V-Kennlinie des aktiven Zweipolelements zur Ansteuerung der Flüssigkristallschicht verursacht wird;
Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, die das Prinzip des Auftretens eines Nachbildes infolge der I-V-Kennlinie des aktiven Zweipolelements zur Ansteuerung der Flüssigkristall schicht zeigt;
Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, die weiterhin das Prinzip des Auftretens des Nachbildes infolge der I-V-Kennlinie des aktiven Zweipolelements zur Ansteuerung der Flüssigkristallschicht zeigt;
Fig. 9 ist eine schematische Ansicht, die weiter das Prinzip des Auftretens des Nachbildes zeigt;
Fig. 10 ist ein Taktzeitdiagramm, das weiter das Prinzip des Auftretens des Nachbildes zeigt;
Fig. 11 ist ein Schaltungsdiagramm, das den Aufbau der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige vorrichtung zeigt, auf die eine erste Ausführungsform des Ansteuerungsverfahrens gemäß dieser Erfindung angewendet wird;
Fig. 12 ist ein Wellenformdiagramm, das das Prinzip einer Pulsbreitenmodulation in der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, auf die die erste Ausführungsform angewendet wird;
Fig. 13 ist ein erläuterndes Diagramm, das das Prinzip der Bildung eines Zeilenelektrodensignals in der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, auf die die erste Ausführungsform angewendet wird;
Fig. 14 ist ein Taktzeitdiagramm, das das Ansteuerungsverfahren der ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 15 ist ein Taktzeitdiagramm, das weiter das Ansteuerungsverfahren der ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 16 ist ein Taktzeitdiagramm, das weiter das Ansteuerungsverfahren der ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 17 ist ein Blockdiagramm, das die Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt, auf die eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung angewendet wird;
Fig. 18 ist ein Taktzeitdiagramm, das das Ansteuerungsverfahren der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 19 ist ein Taktzeitdiagramm, das weiter das Ansteuerungsverfahren der zweiten Ausfüh rungsform zeigt;
Fig. 20 ist ein Taktzeitdiagramm, das weiter das Ansteuerungsverfahren der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 21 ist ein Taktzeitdiagramm, das weiter das Ansteuerungsverfahren einer dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 22 ist ein Taktzeitdiagramm, das weiter das Ansteuerungsverfahren der dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 23 ist ein Taktzeitdiagramm, das weiter das Ansteuerungsverfahren der dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 24 ist ein Taktzeitdiagramm, das eine vierte Ausführungsform des Ansteuerungsverfahrens gemäß dieser Erfindung zeigt; und
Fig. 25 ist ein Taktzeitdiagramm, das eine fünfte Ausführungsform des Ansteuerungsverfahrens gemäß dieser Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Eine erste Ausführungsform des Ansteuerungsverfahrens gemäß dieser Erfindung wird als nächstes unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 16 beschrieben. Die erste Ausführungsform wurde im Hinblick auf die Verschlechterung der Anzeigequalität infolge der Verschiebecharakteristik implementiert, bei der die I-V-Kennlinie des aktiven Zweipolelements abhängig von einer Spannung verschoben wird, die an das aktive Zweipolelement angelegt wird, und kann das Auftreten der Nachbilderscheinung durch Kompensation der Verschiebecharakteristik des aktiven Zweipolelements bei einem Anzeigebetrieb in der Flüssigkristalltafel der Flüssigkristallanzei gevorrichtung verhindern.
Der Aufbau der Aktivmatrix-Flüssigkrisallanzeigevorrichtung, auf die die erste Ausführungsform dieser Erfindung angewendet wird, wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist mit einer Flüssigkristalltafel 400, einer X-Treiberschaltung 500 und einer Y-Treiberschaltung 600 ausgestattet und führt einen Anzeigebetrieb über eine zeilenweise Abtastung der Bildelemente der Flüssigkristalltafel 400 mittel der X-Treiberschaltung 500 und der Y-Treiberschaltung 600 durch. Die Flüssigkristalltafel 400 enthält einen Satz mehrerer Spaltenelektroden X&sub1; über Xm bis XM (in der Figur ist eine m-te Spaltenelektrode Xm repräsentativ dargestellt), die mit der X-Treiberschaltung 500 verbunden sind, einen weiteren Satz mehrerer Zeilenelektroden Y&sub1; über Yn bis YN (in der Figur ist eine n-te Zeilenelektrode Yn repräsentativ dargestellt), die mit der Y-Treiberschaltung 600 verbunden sind, wobei der Satz Spaltenelektroden und der Satz Zeilenelektroden auf jeweiligen einander zugewandten Substraten so vorgesehen sind, daß sie einander schneiden, einen in einen Zwischenraum zwischen den Spaltenelektroden X&sub1; über Xm bis XM und den Zeilenelektroden Y&sub1; über Yn bis YN gefüllten Flüssigkristall, und aktive Zweipolelemente, die jeweils an jeder Schnittstelle (Bildelementabschnitt) zwischen der Spaltenelektrode und der Zeilenelektrode vorgesehen sind. Das heißt, wenn man repräsentativ die Spaltenelektrode Xm und die Zeilenelektrode Yn betrachtet, sind eine Flüssig kristallschicht 401, die als ein Bildelement dient, und ein aktives Zweipolelement 402 Reihe zwischen die Spaltenelektrode X und die Zeilenelektrode Yn geschaltet, und eine Spannung V&sub1; zum Anlegen an die Flüssigkristallschicht 401 und eine Spannung Vm zum Anlegen an das aktive Zweipolelement 402 werden beide nach Maßgabe eines Differenzsignals (VXm - HYn) zum Anlegen zwischen den Elektroden Xm und Yn bestimmt.
Die X-Treiberschaltung 500 ist mit einem X-Schieberegister 501, welches M Ausgangskontaktpunkte für die Spaltenelektroden X&sub1; über Xm bis XM aufweist, einem Satz Latchschaltungen (in der Figur ist die Latchschaltung 502 für die m-te Spaltenelektrode Xm repräsentativ dargestellt), und einem Satz Spaltenelektroden-Treiberschaltungen versehen (in der Figur ist die Spaltenelektrode-Treiberschaltung 503 für die m-te Spaltenelektrode Xm repräsentativ dargestellt), wobei diese Sätze zwischen den Ausgangskontaktpunkten und dem Satz Spaltenelektroden X&sub1; über Xm bis XM vorgesehen sind.
Ein A/D-Umsetzer 700 empfängt das Videosignal P und setzt es in N-Bit digitale Videodaten um, bei denen die maximale Gradation durch (2N-1) dargestellt ist. Die umgesetzten digitalen Videodaten werden dem X-Schieberegister 501 geliefert. Das X-Schieberegister 501 wird mit den digitalen Videodaten synchron mit dem Schiebetaktsignal XSCL vorbestimmter Frequenz fX beliefert, und ist mit einem M-stufigen Schieberegister ausgestattet, um alle N Bits einen Parallelschiebebetrieb auszuführen, wodurch nacheinander digitale Videodaten D&sub1; über Dm bis DM von den Ausgangskontaktpunkten synchron mit dem Schiebetaktsignal XSCL ausgegeben werden.
Ein Satz Latchschaltungen und ein Satz Treiberschaltungen sind zwischen den Spaltenelektroden X&sub1; über Xm bis XM und den Ausgangskontaktpunkten des X-Schieberegisters 501 vorgesehen.
Die folgende Beschreibung erfolgt repräsentativ für eine Latchschaltung 502 und eine Treiberschaltung 503 für die m-te Spaltenelektrode Xm. Die Latchschaltung 502 speichert die digitalen Videodaten Dm, die von dem X-Schieberegister 501 ausgegeben werden, synchron mit einer Ausgangstaktzeit zwischen. Danach führt die Treiberschaltung 503 eine Pulsbreitenmodulationsverarbeitung aus, um an die Spaltenelektrode Xm ein Spaltenelektrodensignal VXm mit einer Dauer auszugeben, die proportional einer Gradation ist, welche durch die digitalen Videodaten Dm eingestellt oder repräsentiert wird.
Der Zusammenhang zwischen der Spannungsamplitude und der Zeitdauer des Spaltenelektrodensignals VXm für die digitalen Videodaten Dm wird unter Bezugnahme auf Fig. 12 mehr im einzelnen beschrieben. Das Wechselstrom-Umkehrsignal FR wird von einer Rechteckwellenform mit einem Tastverhältnis von 50% gebildet, und jede Halbperiode dieses Signals entspricht einer horizontalen Abtastperiode, so daß das Wechselstrom-Umkehrsignal FR dazu dient, die Wählperiode TS auszuwählen, für welche die Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN nacheinander mit der Taktsteuerung des zeilenweisen Abtastbetriebs gewählt werden. Eine Wählperiode für negative Polarität (Negativpolaritäts-Wählperiode) TS wird eingestellt, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR den Logikwert "H" aufweist, während eine Wählperiode für positive Polarität (Positivpolarität-Wählperiode) T&sub5; eingestellt wird, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR den Logikwert "L" aufweist. Darüberhinaus wird die maximale Gradation (2N -1) der digitalen Videodaten Dm gleich der Zeitdauer der Halbperiode (das heißt TS) des Wechselstrom-Umkehrsignals FR eingestellt, und die Pulsbreitenmodulation (PBM-Modulation) wird innerhalb dieser Zeitdauer ausgeführt. Ferner, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR den Logikwert "H" aufweist, wird das Spaltenelektrodensignal VXm für die Zeitdauer Ton, die den digitalen Videodaten Dm proportional ist, auf Va eingestellt, während es für die restliche Zeitdauer Toff auf -Va eingestellt wird. Wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR den Logikwert "L" aufweist, wird das Spaltenelektrodensignal VXm für die Wählzeitdauer Ton entsprechend den digitalen Videodaten Dm auf -Va eingestellt und für die restliche Zeitdauer Toff auf Va ein gestellt.
Wenn das Spaltenelektrodensignal VXm, das der Pulsbreitenmodulation unterzogen wurde, in der oben beschriebenen Weise an die Spaltenelektrode Xm angelegt wird, entspricht eine an die Flüssigkristallschicht, welche an einer Schnittstelle zwischen der Spaltenelektrode Xm und der Zeilenelektrode liegt, anzulegende Effektivspannung dem Produkt aus der Zeitdauer und einer konstanten Amplitude Va . Dies ist äquivalent einem Betrieb des Anlegens eines Spaltenelektrodensignals, dessen Spannung den digitalen Videodaten Dm entspricht, an die Spaltenelektrode Xm.
Eine Flüssigkristall-Leistungsgeneratorschaltung 601 in der Y-Treiberschaltung 600 wird mit sechs Arten Spannungen Vr, Vp, Va, -Vr, -Vp, -Va beliefert, deren Absolutwerte die folgende Ungleichung erfüllen: Vr ≥ Vp ≥ Va , und sie führt synchron mit dem Wechselstrom-Umkehrsignal FR einen Multiplexbetrieb aus, um drei Arten von Flüssigkristallspannungen VR, VS und VN an Übertragungsleitungen 602, 603 und 604 auszugeben.
Das Y-Schieberegister 605 verschiebt das Y-Schiebestartsignal DY synchron mit dem Schiebetaktsignal YSCL vorbestimmter Frequenz fY, um nacheinander die Wählsignale C&sub1; über Cn bis CN von den Ausgangskontaktpunkten der Anzahl N auszugeben.
Ein Satz Schalterschaltungen ist zwischen den jeweiligen Ausgangskontaktpunkten des Y- Schieberegisters 605 und den Zeilenelektroden Y&sub1; über Yn bis YN vorgesehen. Die folgende Beschreibung erfolgt repräsentativ für eine Schalterschaltung für eine n-te Zeilenelektrode Yn. Die Schalterschaltung enthält ein UND-Glied 606 zum Erhalt eines logischen Produkts zwischen einem Wählsignal Cn, welches von einem n-ten Ausgangskontaktpunkt des Y-Schieberegisters 605 ausgegeben wird, und einem Wählsignal Cn-1, welches von einem (n-1)-ten Ausgangskontaktpunkt ausgegeben wird, der unmittelbar vor dem n-ten Ausgangskontaktpunkt liegt, ein UND-Glied 607 zum Erhalt eines logischen Produkts zwischen dem Wählsignal Cn, das von dem n-ten Ausgangskontaktpunkt ausgegeben wird, und einem logisch invertierten Signal des Wählsignals Cn-1, das von dem (n-1)-ten Ausgangskontaktpunkt ausgegeben wird, welcher unmittelbar vor dem n-ten Ausgangskontaktpunkt liegt, einen Analogschalter 608, der zwischen der Übertragungsleitung 602 und der Spaltenelektrode Yn vorgesehen ist und zwischen Leit- und Sperrzuständen abhängig von dem logischen Ausgangssignal des UND-Glieds 606 umgeschaltet wird, einen Analogschalter 609, der zwischen der Übertragungsleitung 603 und der Zeilenelektrode Yn vorgesehen ist und zwischen Leit- und Sperrzuständen abhängig von dem logischen Ausgangssignal des UND-Glieds 607 umgeschaltet wird, und einen Analogschalter 610, der zwischen der Übertragungsleitung 604 und der Zeilenelektrode Yn vorgesehen ist und zwischen Leit- und Sperrzuständen abhängig von dem invertierten Logiksignal des Wählsignals Cn umgeschaltet wird.
Wenn daher beide Wählsignale Cn-1 und Cn Logikwerte "H" aufweisen, wird die Flüssigkristallspannung VR an die Zeilenelektrode Y angelegt, und wenn die Wählsignale Cn-1 und Cn Logikwerte "L" bzw. "H" aufweisen, wird die Flüssigkristallspannung VS an die Zeilenelektrode Yn angelegt. Wenn ferner das Wählsignal Cn einen Logikwert "L" aufweist, wird die Flüssigkristallspannung VN an die Zeilenelektrode Yn angelegt, und zwar unabhängig von dem Logikwert des Wählsignals Cn-1.
Weiterhin wird unter Berücksichtigung des Zusammenhangs mit dem Logikwert des Wechselstrom-Umkehrsignals FR, wenn sowohl das Wechselstrom-Umkehrsignal FR als auch die Wählsignale Cn-1 und Cn den Logikwert "H" aufweisen, eine Wählspannung +Vr an die Zeilenelektrode Yn angelegt, und, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal Fr den Logikwert "L" aufweist und beide Wählsignale Cn-1 und C den Logikwert "H" aufweisen, wird die Wählspannung -Vr an die Zeilenelektrode Yn an gelegt. Weiter, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR den Logikwert "H" aufweist, das Wählsignal Cn-1 den Logikwert "L" aufweist und das Wählsignal C den Logikwert "H" aufweist, wird die Wählspannung +Vp an die Zeilenelektrode Yn angelegt, und, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR den Logikwert " L" aufweist, das Wählsignal Cn-1 den Logikwert "L" aufweist und das Wählsignal Cn den Logikwert "H" aufweist, wird die Wählspannung -Vp an die Zeilenelektrode Yn angelegt.
Der Betrieb der in dieser Weise aufgebauten Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 14 bis 16 beschrieben. In dieser Ausführungsform ist, wie in Fig. 14 gezeigt, die Zeitdauer des Schiebestartsignals DY auf eine Periode entsprechend vier Perioden des Schiebetaktsignals YSCL gesetzt. Das Schiebestartsignal DY wird sukzessive synchron mit der Abfallflanke des Schiebetaktsignals YSCL in dem Y-Schieberegister 605 verschoben, um dadurch Wählsignale C&sub1; bis CN zu erzeugen, welche die Zeitdauer wie das Schiebestartsignal DY aufweisen und voneinander um eine Periode des Schiebetaktsignals YSCL abweichen.
In Verbindung mit der Erzeugung dieser Wählsignale C&sub1; bis CN weist ein Differenzsignal zum Anlegen an jede der m1-ten und m2-ten Spaltenelektrode Xm1 und Xm2 für eine n-te Zeilenelektrode Y eine Wellenform auf, wie sie in Fig. 15 gezeigt ist.
Das in Fig. 15 gezeigte Zeitsteuerungsdiagramm wird weiter beschrieben. Die Erzeugungstaktzeiten der Wählsignals Cn-1 und Cn weichen voneinander um eine Horizontalperiode ab, wie oben beschrieben, eine Periode Tr, während derer die Logikwerte beider Wählsignale Cn-1 und Cn "H " sind, beträgt das dreifache der Horizontalabtastperiode (3H). Innerhalb der Periode Tr (nachfolgend als "Rücksetzperiode" bezeichnet) werden, wie in Fig. 15 gezeigt, die Elektroden mit einer größeren Spannung als der Spannung maximaler Amplitude versorgt, die für den gewöhnlichen Anzeigebetrieb verwendet wird (die Spannung maximaler Amplitude ist gleich Vp + Va für schwarz bei positiver Polarität und ist gleich -(Vp + Va) für schwarz bei negativer Polarität). Eine der Rücksetzperiode Tr folgende nächste einzelne Horizontalperiode entspricht einer gewöhnlichen Wählperiode Ts, und das Spaltenelektrodensignal VXm, das von der X-Treiberschaltung 500 ausgegeben wird, wird an die Spaltenelektrode Xm geliefert. Wenn die Wählperiode TS beendet ist, wird ein nächster Abtastbetrieb der Zeilenelektrode gestartet, und somit ist diese Periode eine Nichtwählperiode TN für die Zeilenelektrode Yn. Die Nichtwählperiode TN hält an, bis eine einzelne Halbbildabtastperiode oder eine einzelne Vollbildabtastperiode abläuft. Danach wird bei Abschluß der einzelnen Halbbild- oder einzelnen Vollbildabtastperiode die Nichtwählperiode TN zur Rücksetzperiode und Wählperiode TS übertragen, und diese Abläufe werden wiederholt. Dieselben Abläufe werden für die anderen Abtastoperationen der anderen Spaltenelektroden C&sub1; bis Cn+1 und Cn+1 bis CN ausgeführt.
Weiterhin wird die Polarität der an jede der Spaltenelektroden C&sub1; bis CN anzulegenden Spannung mit jeder einzelnen Halbbild- oder einzelnen Vollbildabtastperiode invertiert.
Wie in Fig. 15 gezeigt, wird ein Bildelement an der Schnittstelle (m1, n) zwischen der m1-ten Spaltenelektrode Xm1 und der n-ten Zeilenelektrode Yn mit einem Differenzsignal (VXm1 - HYn) beliefert, das für jede Wählperiode TS innerhalb einer Schwarzanzeigeperiode einen Absolutwert Vp - Va aufweist, wodurch die Flüssigkristalltatel schwarz angezeigt wird. Auf der anderen Seite wird ein Bildelement an der Schnittstelle (m2, n) zwischen der m2-ten Spaltenelektrode Xm2 und der n-ten Zeilenelektrode Y mit einem Differenzsignal (VXm2 - HYn) beliefert, das für jede Wählperiode TS innerhalb einer Weißanzeigeperiode (gleicher Dauer wie die Schwarzanzeigeperiode) einen Absolutwert Vp + Va aufweist, wodurch die Flüssigkristalltafel weiß angezeigt wird. Die Bildelemente (m1, n) und (m2, n) werden von den obigen Anzeigezuständen während einer Halbtonanzeigeperiode zu einem Halbtonanzeigezustand geschaltet.
Wenn das Ansteuerverfahren dieser Ausführungsform nicht eingesetzt wird ist, wie oben beschrieben, durch den Schaltbetrieb zu dem Halbtonanzeigezustand das Differenzsignal (VXm1 - HYn), das an das Bildelement an der Schnittstelle zwischen der Spaltenelektrode Xm1 und der Zeilenelektrode Yn angelegt wird, gleich dem Differenzsignal (VXm2 - HYn), das an das Bildelement an der Schnittstelle zwischen der Spaltenelektrode Xm2 und der Zeilenelektrode Yn angelegt wird, die Effektivspannungen Vms1 und Vms2, die an die Flüssigkristallschicht angelegt werden, und die Effektivwerte S1 und S2 sind jedoch jeweils von einander verschieden, wie in Fig. 15 gezeigt, und zwar infolge des Unterschieds der Verschiebecharakteristik, der von den Weiß- und Schwarzanzeigeoperationen verursacht wird. Dieser Unterschied in der Verschiebecharakteristik verursacht ein Nachbild. Die folgende Beschreibung ist das Prinzip der erheblichen Unterdrückung der Nachbilderscheinung durch Anlegen eines Differenzsignals einer großen Spannung in der Rücksetzperiode Tr unmittelbar vor der gewöhnlichen Wählperiode TS. Der Grund für das Auftreten des Nachbildes liegt darin, daß es einen Unterschied in dem Verschiebebetrag der elektrischen Kennlinie zwischen aktiven Zweipolelementen gibt, welche für die Bildelemente verwendet werden, die einen Weiß- bzw. einen Schwarzanzeigebetrieb durchführen, womit die an die Flüssigkristallschicht anzulegenden Effektivspannungen zwischen diesen beiden aktiven Zweipolelementen verschieden sind, und zwar aufgrund des Unterschiedes ihrer Kennlinien, selbst wenn beide aktiven Zweipolelemente angesteuert werden, um denselben Halbtonanzeigebetrieb auszuführen.
Andererseits wird bei dieser Ausführungsform ein Differenzsignal, das eine hohe Spannung aufweist, an ein aktives Zweipolelement für die Rücksetzperiode Tr angelegt, um die I-V- Verschiebecharakteristik des aktiven Zweipolelements mit der hohen Spannung dadurch zu sättigen und die I-V-Verschiebecharakteristik zu halten, so daß die I-V-Kennlinie des aktiven Zweipolelements von da an nicht geändert wird. Als Folge ergibt sich, daß, selbst wenn ein Anzeigebetrieb ausgeführt wird, der zu einer Differenz zwischen Verschiebebeträgen führt (beispielsweise ein Fenster mit weißen und schwarzen Abschnitten, wie oben beschrieben) und dann zu einem Halbtonanzeigebetrieb umgeschaltet wird, das aktive Zweipolelement einen Anzeigebetrieb auf der Basis der stabilisierten I-V-Verschiebecharakteristik ausführt, die der obigen Sättigungsbehandlung mit einer hohen Spannung unterzogen wurde, so daß das Auftreten der Nachbilderscheinung, welche herkömmlicher Weise durch die Verschiebecharakteristik verursacht wurde, stark unterdrückt werden kann.
Die Unterdrückung der Nachbilderscheinung wird unter Bezugnahme auf Fig. 16 weiter beschrieben, die eine vergrößerte Darstellung des Taktzeitdiagramms innerhalb der Halbtonanzeigeperiode ist, wie es in Fig. 15 dargestellt ist. Fig. 16 zeigt repräsentativ das Spaltenelektrodensignal VXm und das Zeilenelektrodensignal HYn, die an die m-te Spaltenelektrode Xm bzw. die n-te Zeilenelektrode Yn angelegt werden, und das Differenzsignal (VXm - HYn). In Fig. 16 stellt eine mit ausgezogener Linie gezeichnete Wellenform eine tatsächlich angelegte Spannung dar, und eine mit gestrichelter Linie gezeichnete Wellenform stellt eine Effektivspannung dar. Die Spannung Vms1 des Differenzsignals (VXm - HYn) und die Effektivspannung Vmn1 sind Spannungen vor einer einzelnen Halbbild- oder einzelnen Vollbildperiode, und die Spannung Vms2 des Differenzsignals (VXm - HYn) und die Effektivspannung Vmn2 sind Spannungen nach einer einzelnen Halbbild- oder einzelnen Vollbildperiode. Ferner stellen die Spannungen Vms1, Vls1, Vmn1 und S1 Spannungen dar, die an die Flüssigkristallschicht und das aktive Zweipolelement für den Halbtonanzeigezustand nach der Schwarzanzeigeperiode angelegt werden, während die Spannungen Vms2, Vmn2 und S1 = S2 Spannungen sind, die an die Flüssigkristallschicht und das aktive Zweipolelement für den Halbtonanzeigezustand nach der Weißanzeigeperiode angelegt werden, wobei diese Spannungen einander überlagert auf derselben Zeitachse dargestellt sind.
Wie aus Fig. 16 ersichtlich ist, wenn zunächst ein schwarzes oder ein weißes Muster angezeigt wird und die Anzeige dann zu demselben Halbtonpegel umgeschaltet wird, das für die Wählperiode TS angelegte Differenzsignal in beiden Fällen gleich und somit Vms1 = Vms2, so daß die Effektivspannungen ebenfalls die folgende Gleichung erfüllen: Vls1 = Vls2. Weiterhin erfüllen die Effektivspannungen, die für die Nichtwählperiode TN angelegt werden, die folgenden Gleichungen: Vmn1 = Vmn2 und S1 = S2. Daher kann, wie oben beschrieben, das Auftreten der Nachbilderscheinung infolge der Verschiebecharakteristik des aktiven Zweipolelements unterdrückt werden.
Zusätzlich ist die Rückstellperiode Tr zirkulierend für jede der Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN alle einzelnen Halbbild- oder einzelnen Vollbildperioden vorgesehen, und somit entspricht die Rücksetzperiode Tr alle drei Horizontalabtastperioden (3H) lediglich einer Periode von einigen % der einzelnen Halbbild- oder einzelnen Vollbildperiode. Demgemäß ist die Schwankung der an die Flüssigkristallschicht angelegten Spannung selbst dann ziemlich gering, wenn die hohe Spannung für die Rücksetzperiode Tr an die Flüssigkristallschicht gemäß dem Ansteuerverfahren dieser Ausführungsform angelegt wird, weshalb das Anlegen der hohen Spannung an die Flüssigkristallschicht niemals eine Verschlechterung der Anzeigequalität bewirkt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Rücksetzperiode Tr auf drei Horizontalabtastperioden gesetzt. Die Rücksetzperiode Tr ist jedoch nicht notwendigerweise auf diesen Wert beschränkt und kann auf eine längere Periode als die obige Periode gesetzt werden, insoweit keine Verschlechterung der Anzeigequalität infolge der Spannungsschwankung hervorgerufen wird. Ferner kann die Rücksetzperiode Tr kürzer als diejenige dieser Ausführungsform sein, indem die angelegte Spannung in der Rücksetzperiode Tr erhöht wird. Für diesen Fall bedarf es keiner Erwähnung, daß der Maximalwert der Spannung auf einen solchen Wert gesetzt werden muß, daß die Flüssigkristallschicht und das aktive Zweipolelement nicht beschädigt werden.
Eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung wird als nächstes unter Bezugnahme auf die Fig. 17 bis 20 beschrieben. Wie die erste Ausführungsform wurde diese zweite Ausführungsform im Hinblick auf das Problem der Verschlechterung der Anzeigequalität infolge der Verschiebecharakteristik implementiert, zufolge der die I-V-Kennlinie nach Maßgabe der Spannung verschoben wird, die an das aktive Zweipolelement angelegt wird, und es kann das Auftreten der Nachbilderscheinung verhindern, indem die Verschiebecharakteristik des aktiven Zweipolelements beim Anzeigebetrieb der Flüssig kristalltafel der Flüssigkristallanzeigevorrichtung kompensiert wird.
Zuerst soll der Aufbau der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 17 beschrieben werden. In Fig. 17 sind Teile, die solchen in Fig. 11 gleich oder im wesentlichen gleich sind, mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
Das heißt, die Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieser Ausführungsform ist mit der Flüssigkristalltafel 400, der X-Treiberschaltung 500 und der Y-Treiberschaltung 600 ausgestattet, und der Anzeigebetrieb wird mittels des zeilenweisen Abtastbetriebs der jeweiligen Bildelementabschnitte der Flüssigkristalltafel 400 unter Verwendung der X-Treiberschaltung 500 und der Y- Treiberschaltung 600 ausgeführt.
Die Flüssigkristalltafel 400 enthält einen Satz mehrerer Spaltenelektroden X&sub1; über Xm bis XM (in der Figur ist eine m-te Spaltenelektrode Xm repräsentativ dargestellt), die mit der X-Treiberschaltung 500 verbunden sind, einen weiteren Satz mehrerer Zeilenelektroden Y&sub1; über Yn bis YN (in der Figur ist ein n-te Zeilenelektrode Yn repräsentativ dargestellt), die mit der Y-Treiberschaltung 600 verbunden sind, wobei der Satz Spaltenelektroden und der Satz Zeilenelektroden auf jeweiligen einander zugewandten Substraten so angeordnet sind, daß sie einander kreuzen, einen in den Raum zwischen den Spaltenelektroden X&sub1; über Xm bis XM und den Zeilenelektroden Y&sub1; über Yn bis YN gefüllten Flüssigkristall und aktive Zweipolelemente, die je an jeder Schnittstelle (Bildelementabschnitt) zwischen der Zeilenelektrode und der Spaltenelektrode vorgesehen sind. Das heißt, unter repräsentativer Bezugnahme auf die Spaltenelektrode Xm und Yn sind eine als ein Bildelement dienende Flüssigkristallschicht 401 und ein aktives Zweipolelement zwischen der Spaltenelektrode Xm und der Zeilenelektrode Yn in Reihe geschaltet.
Die X-Treiberschaltung 500 ist mit einem X-Schieberegister 501, welches M Ausgangskontaktpunkte für die Spaltenelektroden X&sub1; über Xm bis XM aufweist, einem Satz Latchschaltungen (in der Figur ist die Latchschaltung 502 für die m-te Spaltenelektrode Xm repräsentativ dargestellt), und einem Satz Spaltenelektroden-Treiberschaltungen (in der Figur ist die Spaltenelektroden- Treiberschaltung 503 für die m-te Spaltenelektrode Xm repräsentativ dargestellt) versehen, wobei diese Sätze zwischen diesen Ausgangskontaktpunkten und dem Satz Spaltenelektroden X&sub1; über Xm bis XM vorgesehen sind.
Ein A/D-Umsetzer 700 empfängt das Videosignal P und setzt es in N-Bit digitale Videodaten um, bei denen die maximale Gradation durch (2N-1) dargestellt ist. Die umgesetzten digitalen Videodaten werden dem X-Schieberegister 501 geliefert. Das X-Schieberegister 501 wird mit den digitalen Videodaten synchron mit dem Schiebetaktsignal XSCL vorbestimmter Frequenz fX beliefert und ist mit einem M-stufigen Schieberegister zur Durchführung eines Parallelschiebebetriebs alle N Bits ausgestattet, wodurch es nacheinander digitale Videodaten D&sub1; über Dm bis DM von den Ausgangskontaktpunkten synchron mit dem Schiebetaktsignal XSCL ausgibt.
Ein Satz Latchschaltungen und ein Satz Treiberschaltungen sind zwischen den Spaltenelektroden X&sub1; über Xm bis XM und den Ausgangskontakten des X-Schieberegisters 501 vorgesehen.
Die folgende Beschreibung erfolgt repräsentativ für eine Latchschaltung 502 und eine Treiberschaltungen 503 für die m-te Spaltenelektrode Xm. Die Latchschaltung 502 speichert digitale Videodaten Dm, die vom X-Schieberegister 501 ausgegeben werden, synchron mit der Ausgabetaktzeit zwischen. Danach führt die Treiberschaltung 503 eine Pulsbreitenmodulationsverarbeitung aus, um an die Spaltenelektrode Xm ein Spaltenelektrodensignal VXm mit einer Zeitdauer auszugeben, die einer durch die digitalen Videodaten Dm eingestellten Gradation proportional ist. Die Pulsbreitenmodulationsverarbeitung wird nach demselben Prinzip wie bei der ersten Ausführungsform ausgeführt.
Die Flüssigkristall-Leistungsgeneratorschaltung 601 in der Y-Treiberschaltung 600 wird mit vier Arten Spannungen Vp, Va, -Vp, -Va gespeist, deren Absolutwerte die folgende Ungleichung erfüllen: Vp ≥ Va , und sie führt einen Multiplexbetrieb synchron mit dem Wechselstrom-Umkehrsignal FR aus, um zwei Arten von Flüssigkristallspannungen VS und VN an die Übertragungsleitungen 612 und 614 auszugeben. Das heißt, wenn das Wechselstrom- Umkehrsignal FR einen Logikwert "H" aufweist werden die Flüssigkristallspannungen VS und VN die Spannungen Vp bzw. Va, und, wenn das Wechselstrom-Umkehrsignal FR einen Logikwert "L" aufweist, werden die Flüssigkristallspannungen VS und VN zu -Vp und -Va.
Das Y-Schieberegister 605 verschiebt ein Y-Schiebestartsignal DY synchron mit einem Schiebetaktsignal YSCL vorbestimmter Frequenz fY, um nacheinander Wählsignale C&sub1; über Cn bis CN von den N Ausgangskontaktpunkten auszugeben.
Ein Satz Schalterschaltungen ist zwischen den Ausgangskontaktpunkten und den Zeilenelektroden Y&sub1; über Yn bis YN vorgesehen. Wenn die Schalterschaltung für die n-te Zeilenelektrode Yn gemäß Darstellung in Fig. 17 repräsentativ beschrieben wird, enthält sie einen ersten Analogschalter 613, dessen Leit- und Sperrzustände nach Maßgabe des Wählsignals Cn umgeschaltet werden, welches von dem n-ten Ausgangskontaktpunkt des Y-Schieberegisters 605 ausgegeben wird, und der zwischen der Übertragungsleitung 611 und der Zeilenelektrode Yn an geschlossen ist, und einen zweiten Schalter, dessen Leit- und Sperrzustände nach Maßgabe eines invertierten Signals des Wählsignals C umgeschaltet wird und der zwischen der Übertragungsleitung 612 und der Zeilenelektrode Yn angeschlossen ist. Wenn das Wähisignal Cn einen Logikwert "H" aufweist, wird die Flüssigkristallspannung Vn der Zeilenelektrode Yn geliefert, und, wenn das Wählsignal Cn einen Logikwert "L" aufweist, wird die Flüssigkristallspannung VN der Zeilenelektrode Yn geliefert.
Der Betrieb der so aufgebauten Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 18 bis 20 beschrieben. Als erstes ist bei dieser Ausführungsform die Zeitdauer des schiebestartsignals DY auf einen Wert entsprechend vier Perioden des Schiebetaktsignals YSCL gesetzt. Das Schiebestartsignal DY wird sukzessive synchron mit der Abfallflanke des Schiebetaktsignals YSCL verschoben, wodurch die Wählsignale C&sub1; bis CN erzeugt werden, die dieselbe Zeitbreite wie das Schiebestartsignal DY aufweisen und voneinander um eine Periode des Schiebetaktsignals YSCL abweichen.
Nach Erzeugung dieser Wählsignale C&sub1; bis CN haben beispielsweise Differenzsignale (VXm1 - HYn) und (VXm2 - HYn), die an die m1-te und die m2-te Spaltenelektrode Xm1 bzw. Xm2 für die n-te Zeilenelektrode angelegt werden, Wellenformen, wie sie in Fig. 19 gezeigt sind.
Betrachtet man das Zeitsteuerdiagramm gemäß Darstellung in Fig. 19 im einzelnen, ergibt sich, da der Erzeugungszeitpunkt des Wählsignals C um eine Horizontalabtastperiode abweicht, wie oben beschrieben, daß eine Periode TS', für die das Wählsignal Cn den Logikwert "H" aufweist (nachfolgend als Rücksetzperiode bezeichnet) gleich dem dreifachen der horizontalen Abtastperiode (3H) ist.
Eine sich an die Rücksetzperiode TS' anschließende Periode entspricht einer gewöhnlichen Wählperiode TS, und das von der X-Treiberschaltung 500 ausgegebene Spaltenelektrodensignal VXm wird an die Spaltenelektrode Xm angelegt. Wenn die Wählperiode Ts beendet ist, beginnt der Abtastbetrieb der nächsten Zeilenelektrode, und diese Periode ist eine Nichtwählperiode für die Zeilenelektrode Yn. Die Nichtwählperiode TN hält an, bis eine einzelne Halbbild- oder einzelne Vollbild-Abtastperiode abläuft. Danach kehren die Rücksetzperiode TS' und die Wählperiode TS wieder zurück, und diese Verarbeitungen werden wiederholt. Dieselben Verarbeitungen werden für den Abtastbetrieb der anderen Spaltenelektroden C&sub1; bis Cn-1 und Cn+1 bis CN wiederholt.
Zusätzlich wird die Polarität der an jede der Spaltenelektroden C&sub1; bis CN angelegten Spannung mit jeder einzelnen Halbbild- oder einzelnen Vollbild-Abtastperiode invertiert.
Fig. 19 zeigt eine Situation, wo ein Bildelement (m1, n) an der Schnittstelle zwischen der m1- ten Spaltenelektrode Xm1 und der n-ten Zeilenelektrode Yn mit einem Differenzsignal (VXm1 -HYn) beliefert wird, das für jede Wählperiode TS innerhalb einer schwarz anzuzeigenden Schwarzanzeigeperiode die Spannung Vp - Va aufweist, während ein Bildelement (m2, n) an der Schnittstelle zwischen der m2-ten Spaltenelektrode Xm2 und der n-ten Zeilenelektrode Yn mit dem Differenzsignal (VXm2 - HYn) beliefert wird, das für jede Wählperiode TS innerhalb einer weiß anzuzeigenden Weißanzeigeperiode (gleicher Dauer wie die Schwarzanzeigeperiode) die Spannung Vp + Va aufweist, wobei dann der Anzeigezustand von dem obigen Anzeigezustand für eine Halbtonanzeigeperiode zu einem Halbtonanzeigezustand umgeschaltet wird. Wie in Fig. 19 gezeigt, sind die Effektivspannungen der Differenzsignale (VXm1 - HYn) und (VXm2 - HYn) gleich Vms1 bzw. Vms2 für die Wählperiode TS innerhalb der Halbtonanzeigeperiode, und die Effektivspannungen in der Nichtwählperiode TN sind gleich S1 und S2.
Wenn das Ansteuerverfahren dieser Ausführungsform nicht eingesetzt wird, wie oben beschrieben, ist durch den Schaltbetrieb zu dem Halbtonanzeigezustand das Differenzsignal (VXm1 - HYn), das an das Bildelement an der Schnittstelle zwischen der Spaltenelektrode Xm1 und der Zeilenelektrode Yn angelegt wird, gleich dem Differenzsignal (VXm2 - HYn), das an das Bildelement an der Schnittstelle zwischen der Spaltenelektrode Xm2 und der Zeilenelektrode Yn angelegt wird, jedoch sind die Effektivspannungen Vms1 und Vms2, die an die Flüssigkristallschicht angelegt werden, und die Effektivspannungen S1 und S2 jeweils verschieden voneinander, wie in Fig. 19 gezeigt, und zwar infolge der Differenz in der Verschiebecharakteristik, die von der Weiß- und der Schwarzanzeigeoperation verursacht wird. Diese Differenz in der Verschiebecharakteristik verursacht eine Nachbilderscheinung. Die folgende Beschreibung ist das Prinzip der erheblichen Unterdrückung der Nachbilderscheinung durch Anlegen eines Differenzsignals großer Spannung in der Rücksetzperiode TS' unmittelbar vor der gewöhnlichen Wählperiode TS. Die Ursache des Auftretens nach Nachbilds liegt darin, daß es eine Differenz im Verschiebebetrag der elektrischen Kennlinie zwischen aktiven Zweipolelementen gibt, die für die Bildelemente verwendet werden, welche den Weiß- bzw. den Schwarzanzeigebetrieb ausführen, weshalb die an die Flüssigkristallschicht anzulegenden Effektivspannungen zwischen diesen aktiven Zweipolelementen verschieden sind, und zwar aufgrund der Differenz ihrer Charakteristiken, selbst wenn beide aktiven Zweipolelemente zur Ausführung desselben Halbtonanzeigebetriebs angesteuert werden.
Andererseits wird bei dieser Ausführungsform ein Differenzsignal mit einer hohen Spannung an ein aktives Zweipolelement für die Rücksetzperiode TS' angelegt, um dadurch die I-V-Verschiebecharakteristik des aktiven Zweipolelements mit der hohen Spannung zu sättigen und die I-V- Verschiebecharakteristik zu halten, so daß die I-V-Kennlinie des aktiven Zweipolelements von da an nicht verändert wird. Als Ergebnis ergibt sich, daß, selbst wenn ein Anzeigebetrieb ausgeführt wird, der eine Differenz zwischen Verschiebebeträgen hervorruft (zum Beispiel ein Fenster mit weißen und schwarzen Abschnitten, wie oben beschrieben) und dann zu einem Halbtonanzeigebetrieb umgeschaltet wird, das aktive Zweipolelement einen Anzeigebetrieb auf der Basis der stabilisierten I-V-Kennlinie ausführt, so daß das Auftreten der Nachbilderscheinung, die herkömmlicherweise infolge der Verschiebecharakteristik verursacht wurde, stark unterdrückt wird.
Die Unterdrückung der Nachbilderscheinung wird unter Bezugnahme auf Fig. 20 weiter erläutert, die eine vergrößerte Ansicht des Zeitsteuerdiagramms innerhalb der Halbtonanzeigeperiode, wie sie in Fig. 19 dargestellt ist, zeigt. Fig. 20 zeigt repräsentativ das Spaltenelektrodensignal VXM und das Zeilenelektrodensignal HYn, die an die m-te Spaltenelektrode Xm bzw. die n-te Zeilenelektrode Yn angelegt werden, sowie das Differenzsignal (VXm - HYn). In Fig. 20 stellt eine mit ausgezogener Linie gezeichnete Wellenform eine tatsächlich angelegte Spannung dar, und eine mit gestrichelter Linie gezeichnete Wellenform stellt eine Effektivspannung dar. Ferner sind die Spannung Vms1 des Differenzsignals (VXm - HYn) und die Effektivspannung Vmn1 Spannungen vor einer einzelnen Halbbild- oder einzelnen Vollbildperiode, und die Spannung Vms2 des Differenzsignals (VXm - HYn) und die Effektivspannung Vmn2 sind Spannungen nach einer einzelnen Halbbild- oder einzelnen Vollbildperiode. Ferner stellen die Spannungen Vms1, Vls1, Vmn1 und S1 Spannungen dar, die an die Flüssigkristallschicht und das aktive Zweipolelement für den Halbtonanzeigezustand nach der Schwarzanzeigeperiode angelegt werden, und die Spannungen Vms2, Vls2, Vmn2 und S2 sind Spannungen, die an die Flüssigkristallschicht und das aktive Zweipolelement für den Halbtonanzeigezustand nach der Weißanzeigeperiode angelegt werden, wobei diese Spannungen überlagert auf derselben Zeitachse dargestellt sind. Wie aus Fig. 20 ersichtlich, ist, wenn zuerst ein schwarzes oder ein weißes Muster angezeigt wird und die Anzeige dann zu demselben Halbtonpegel umgeschaltet wird, das für die Wählperiode TS angelegte Differenzsignal in beiden Fällen gleich und Vms1 = Vms2, so daß die Effektivspannungen ebenfalls die folgende Gleichung erföllen: Vls1 = Vls2. Weiterhin erfüllen die Effektivspannungen, die für die Nichtwählperiode TN angelegt werden, die folgenden Gleichungen: Vmn1 = Vmn2 und S1 = S2. Daher kann wie oben beschrieben, die Akkumulation der Gleichstrom-Offsetkomponente infolge der Charakteristik des aktiven Zweipolelements verhindert werden, und das Auftreten der Nachbilderscheinung kann unterdrückt werden.
Darüberhinaus ist die Rücksetzperiode TS' zirkulierend für jede der Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN jede einzelne Halbbild- oder einzelne Vollbildperiode vorgesehen, womit die Rücksetzperiode TS' alle drei Horizontalabtastperioden (3H) lediglich einer Periode von einigen % der einzelnen Halbbild- oder einzelnen Vollbildperiode entspricht. Demgemäß ist die Schwankung der an die Flüssigkristallschicht angelegten Spannung merklich gering, selbst wenn die hohe Spannung für die Rücksetz-Periode TS' gemäß dem Ansteuerverfahren dieser Ausführungsform an die Flüssigkristallschicht angelegt wird, und damit verursacht das Anlegen der hohen Spannung an die Flüssigkristallschicht niemals eine Verschlechterung der Anzeigequalität. Bei dieser Ausführungsform ist die Rr.cksetzperiode TS' auf drei Horizontalabtastperioden eingestellt. Die Rücksetzperiode TS' ist jedoch nicht notwendigerweise auf diesen Wert beschränkt und kann auf eine Periode oberhalb der obigen Periode oder irgendeinen Wert eingestellt werden insoweit als die Verschlechterung der Anzeigequalität infolge der Spannungsschwankung nicht hervorgerufen wird. Ferner kann die Rücksetzperiode TS' kürzer sein als diejenige dieser Ausführungsform, indem die angelegte Spannung in der Rücksetzperiode TS' erhöht wird.
Weiterhin wird die bei der ersten Ausführungsform verwendete hohe Spannung nicht für die Rücksetzperiode bei der zweiten Ausführungsform angelegt, und somit ist es nicht erforderlich, eine übermäßige Spannung an die Flüssigkristallschicht und das aktive Zweipolelement anzulegenv so daß die Verschlechterung der Flüssigkristalltafel infolge einer Alterung verhindert werden kann. Zusätzlich ist ein Leistungsgenerator zur unabhängigen Erzeugung einer hohen Spannung für einen Rücksetzbetrieb nicht erforderlich, so daß die Schalterschaltung, die zwischen dem Y-Schieberegister 605 und den Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN vorgesehen ist, im Aufbau vereinfacht werden kann.
Eine dritte Ausführungsform dieser Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 21 bis 23 beschrieben. Wie die erste und die zweite Ausführungsform ist diese Ausführungsform im Hinblick auf das Problem der Verschlechterung der Anzeigequalität infolge der Verschiebecharakteristik implementiert, der zufolge die I-V-Kennlinie abhängig von der an das aktive Zweipolelement angelegten Spannung verschoben wird. Jedoch wird das Auftreten der Nachbilderscheinung durch Kompensation der Verschiebecharakteristik des aktiven Zweipolelements für eine Periode mit Ausnahme einer tatsächlichen Anzeigebetriebsperiode kompensiert. Der Aufbau der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist der gleiche wie der von Fig. 11. Jedoch wird der Satz Treiberschaltungen (in der Figur ist eine Treiberschaltung 503 repräsentativ dargestellt), der in der X-Treiberschaltung 500 vorgesehen ist, mit sechs Arten von Spannungen Vr/2, Vp/2, Va/2, -Vr/2, -Vp/2, -Va/2 anstelle der Spannungen Va und -Va gespeist. Zusätzlich wird die Flüssigkristall-Leistungsgeneratorschaltung 601 mit Vr/2, Vp/2, Va/2, -Vr/2, -Vp/2,-Va/2 anstelle der Spannungen Vr, Vp, Va, Vr, -Vr, -Vp, -Va beliefert. Diese Spannungen erfüllen die folgende Ungleichung: Vr > Vp > Va .
Die Betriebsweise dieser Ausführungsform wird als nächstes unter Bezugnahme auf die Zeitsteuerdiagramme der Fig. 21 bis 23 beschrieben.
Wie in Fig. 21 gezeigt, ist bei dieser Ausführungsform eine Periode von dem Zeitpunkt, zu dem die Stromversorgung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung von einem Benutzer oder ähnlichem eingeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem ein tatsächlicher Anzeigebetrieb beginnt, als eine Auffrischungsperiode TR definiert, während eine Periode, für die der tatsächliche Anzeigebetrieb ausgeführt wird, nach der Auffrischperiode TR als eine Anzeigeperiode TD definiert ist.
Zum ersten wird für die Anzeigeperiode TD gemäß Darstellung in Fig. 25(a) ein Videosignal einer Pulsbreitenmodulation unterzogen, um zu Rechteck-Spaltenelektrodensignalen VX&sub1; bis VXM umgesetzt zu werden, und diese umgesetzten Spaltenelektrodensignale werden an die Spaltenelektroden X&sub1; bis XM synchron mit der Taktsteuerung der zeilenweisen Abtastung angelegt. Gleichzeitig werden Rechteck-Zeilenelektrodensignale HY&sub1; bis HYN gemäß Darstellung in Fig. 22(b) synchron mit der Taktsteuerung der zeilenweisen Abtastung an die Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN angelegt. Von der Potentialdifferenz zwischen diesen Spaltenelektrodensignalen und Zeilenelektrodensignalen wird für die Anzeigeperiode TD ein Differenzsignal gemäß Darstellung in Fig. 21 gebildet. In Fig. 21 sind eine einzelne Vollbildperiode, eine einzelne Halbbildperiode und eine einzelne Horizontalperiode durch 1F, 1V und 1H repräsentiert.
Wie in Fig. 23(a) gezeigt weichen für die Auffrischperiode TR, die vor die Anzeigeperiode TD gesetzt ist, die Zeilenelektrodensignale HY&sub1; bis HYN, welche an die Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN angelegt werden, in der Phase von den Zeilenelektrodensignalen, die in Fig. 22(b) gezeigt sind, um 180º ab, und somit werden Spannungen (Vr + Va)/2 und (Vr + Va) anstelle von (Vp + Va)/2 und -(Vp + Va) ausgegeben. Gleichzeitig mit dem Anlegen der Zeilenelektrodensignale HY&sub1; bis HYN gemäß Darstellung in Fig. 23(a) an die Zeilenelektroden Y&sub1; bis YN werden die Spaltenelektrodensignale VX&sub1; bis VXM, die Rechteckformen aufweisen, wie in Fig. 22(a) gezeigt, und Ausgangsspannungen (Vr + Va)/2, (Vr - Va)/2, (Vr - Va)/2, (Vr - Va)/2 (anstelle von (Vr + Va)/2, (Vp - Va)/2, -(Vp - Va)/2, -(Vr - Va)/2) angelegt, wodurch man Differenzsignale mit Wellenformen erhält, wie sie in Fig. 23(b) gezeigt sind. Das Differenzsignal gemäß Darstellung in Fig. 23(b) entspricht dem Signal in der Auffrischperiode TR gemäß Darstellung in Fig. 21.
Bei dieser Ausführungsform wird eine hohe Spannung auch vorab zwischen dem Satz von Spaltenelektroden und dem Satz von Zeilenelektroden für die Auffrischperiode TR angelegt, um die 1- V-Kennlinie des aktiven Zweipolelements zu der I-V-Kennlinie im hohen Spannungsbereich zu verschieben, so daß die I-V-Kennlinie für eine nächste normale Anzeigeperiode TD fixiert ist.
Daher wird die Ansammlung der Gleichstrom-Offsetkomponente verhindert und somit kann das Auftreten der Nachbilderscheinung unterdrückt werden.
Eine vierte Ausführungsform wird als nächstes unter Bezugnahme auf Fig. 24 beschrieben. Die Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, auf die diese Ausführungsform angewendet wird, hat denselben Aufbau wie die dritte Ausführungsform (siehe Fig. 11). Das Merkmal dieser Ausführungsform liegt darin, daß die Wellenform eines Differenzsignals mit einer Spannung hoher Amplitude, die für die Auffrischperiode TR angelegt wird, so ausgelegt ist, daß sie eine vollständig rechteckige Wellenform aufweist, wie in Fig. 24(c) gezeigt. Zum Erhalt des Differenzsignals, das die vollständig rechteckige Wellenform aufweist, ist eine Wellenform gemäß Darstellung in Fig. 24(a) den Spaltenelektrodensignalen VX&sub1; bis VXM zugeordnet, während eine Wellenform gemäß Darstellung in Fig. 24(b) den Zeilenelektrodensignalen HY&sub1; bis HYN zugeordnet ist. In den Figuren sind eine einzelne Vollbildperiode, eine einzelne Halbbildperiode und eine einzelne Horizontalperiode durch 1F, 1V bzw. 1H dargestellt.
Gemäß dieser Ausführungsform kann eine hohe Spannung leicht erhalten werden, und die Kompensation der elektrischen Kennlinie des aktiven Zweipolelements kann leicht ausgeführt werden.
Eine fünfte Ausführungsform dieser Erfindung wird als nächstes nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 25 beschrieben. Die Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung dieser Ausführungsform hat denselben Aufbau wie die dritte Ausführungsform (siehe Fig. 11). Bei dieser Ausführungsform ist jedoch die Auffrischperiode TR geeignet in die Anzeigeperiode TD eingefügt, um periodisch die Verschiebecharakteristik des aktiven Zweipolelements zu kompensieren. Gemäß diesem Verfahren wird der Kompensationsbetrieb periodisch ausgeführt, und somit kann die Verschiebecharakteristik des aktiven Zweipolelements sicher kompensiert werden. Wenn jedoch die Auffrischperiode TR übermäßig lang eingestellt würde, dann würde die normale Anzeigeperiode TD beeinträchtigt werden, und daher wird die Auffrischperiode TR vorzugsweise nach jeweils einigen Sekunden, einer einzelnen Horizonatalabtastperiode oder einer einzelnen Vertikalabtastperiode eingefügt.

Claims

1. Verfahren der Ansteuerung einer Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige, umfassend eine Vielzahl von Spaltenelektroden (X&sub1;-XM) und eine Vielzahl von Zeilenelektroden (Y&sub1;-YN), wobei die Spaltenelektroden und die Zeilenelektroden eine Vielzahl von Bildelementen definieren und jedes Bildelement eine Flüssig kristallschicht (401) und ein Zweipolelement (402) umfaßt, die in Reihe zwischen eine jeweilige der Zeilenelektroden und eine jeweilige der Spaltenelektroden geschaltet sind, wobei die jeweiligen Zeilen- und Spaltenelektroden einander schneiden und das Zweipolelement eine vorbestimmte nichtlineare Strom-Spannungs-Kennlinie aufweist, deren Neigung einer Veränderung abhängig von der Höhe angelegter Spannungen unterliegt, wobei das Verfahren umfaßt:

Anlegen eines Zeilenelektrodensignals (HY&sub1;-HYN) an die Zeilenelektroden und eines Datensignals (VX&sub1;-VXM) an die Spaltenelektroden derart, daß das Differenzsignal zwischen dem Zeilenelektrodensignal und dem Datensignal über den Anschlüssen jedes Bildelements mit einer Abtastperiode periodisch ist, welche ein Wählintervall (Ts) enthält, während dessen das Differenzsignal einen Wert annimmt, bei dem das Zweipolelement zuläßt, daß die Flüssigkristallschicht des Bildelements geladen wird, und ein Nichtwählintervall (TN, Tn), während dessen das Differenzsignal einen Wert annimmt der niedriger ist als während des Wählintervalls,

wobei das Differenzsignal zusätzlich ein Auffrischintervall (Tr, Ts') hat, in welchem es eine solche Spannung annimmt, daß die Veränderung der Neigung der Strom-Spannungs-Kennlinie gesättigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Auffrischintervall jedem Wählintervall vorangeht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Auffrischintervall einmal vor dem Wählintervall einer ersten Abtastperiode vorgesehen ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Auffrischintervall einmal pro jeweils etlichen Abtastperioden vorgesehen ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Differenzsignal ein Wechselsignal ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Zweipolelement ein Metall-Isolator-Metall-(MLM)-Element umfaßt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Zweipolelement ein Metall-Isolator-Halbleiter-(MIS)-Element umfaßt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Datensignal ein pulsbreitenmoduliertes Signal ist.

9. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Differenzsignal eine erste Spannung in dem Auffrischintervall und eine zweite Spannung in dem Wählintervall, das dem Auffrischintervall unmittelbar folgt, aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die erste Spannung höher als die zweite Spannung ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die erste und die zweite Spannung gleich sind.