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Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein
Ansteuerungsverfahren einer Flachmatrixtafel unter Verwendung eines STN-Flüssigkristalls oder
dergleichen. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein
Ansteuerungsverfahren, das für die Mehrfachleitungsauswahladressierung geeignet
ist.
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Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist gekennzeichnet durch eine
kompakte Größe, ein geringes Gewicht, eine flache Form und einen geringen
Stromverbrauch, was im Vergleich zu anderen Typen von
Anzeigevorrichtungen vorteilhaft ist. Daher wurde seit kurzem intensiv an der kommerziellen
Nutzung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gearbeitet. Die
Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird allgemein klassifiziert in einen Aktivmatrixtyp und
einen Flachmatrixtyp. Der erste Typ ist so konstruiert, daß entweder ein Drei-
Anschluß-Element, wie z. B. ein Dünnschichttransistor, oder ein Zwei-
Anschluß-Element, wie z. B. eine MIM-Diode, mit jedem Pixel verbunden ist,
um einen Flüssigkristall anzusteuern. Ein hoher Kontrast kann im Vergleich
zu einer statischen Ansteuerung selbst dann erreicht werden, wenn die
Anzahl der multiplexierten Pixel ansteigt. Da jedoch das Dünnschicht-
Halbleiterelement individuell für jedes Pixel ausgebildet ist, ist die
Konstruktion kompliziert, wodurch die Produktionskosten mit zunehmender
Anzeigegröße ansteigen. Andererseits ist der letztere Typ so konstruiert, daß Zeilen
von Abtastelektroden und Spalten von Signalelektroden dazwischen
sandwichartig einen TN-Flüssigkristall oder einen STN-Flüssigkristall aufnehmen.
Eine solche Konstruktion reduziert vorteilhaft die Herstellungskosten. Dieser
Typ wird jedoch in zeitverteilter Weise gemäß einem Spannungsmittelungsverfahren
angesteuert, so daß der Nachteil besteht, daß eine effektive
Spannungsdifferenz zwischen den Ein- und Aus-Zuständen abnimmt, wenn
die Multiplexanzahl zunimmt, wodurch der Kontrast verringert wird.
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Als Hintergrund folgt eine kurze Beschreibung des
Spannungsmittelungsverfahrens, das herkömmlicherweise zum Ansteuern des Flachmatrixtyps der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet wird. Bei diesem Verfahren
werden die entsprechenden Abtastelektroden sequentiell einzeln ausgewählt,
während alle Signalelektroden mit Datensignalen belegt werden, die die
Ein/Aus-Zustände der Pixel darstellen, synchron mit der jeweiligen
Auswahlsteuerung. Folglich empfängt jedes Pixel eine hohe Spannung von einem
Zeitschlitz (1/N eines Rahmenzeitintervalls) innerhalb einer Rahmenperiode,
während der eine Anzahl von N Abtastelektroden ausgewählt sind, während
das gleiche Pixel eine konstante Vorspannung im restlichen Zeitintervall
((N-1)/N des Rahmenzeitintervalls) empfängt. In dem Fall, in welchem das
verwendete Flüssigkristallmaterial ein langsames Antwortverhalten aufweist,
kann eine Helligkeit entsprechend einer effektiven Spannung der angelegten
Signalform während einer Rahmenperiode erhalten werden. Wenn jedoch
eine Rahmenfrequenz verringert wird, wenn die Multiplexanzahl ansteigt,
wird eine Differenz zwischen der einen Rahmenperiodenzeit und einer
Flüssigkristallantwortzeit reduziert, so daß der Flüssigkristall auf jeden
angelegten Impuls antwortet, um somit ein Helligkeitsflimmern hervorzurufen,
das als "Rahmenantwort" bezeichnet wird und den Kontrast verschlechtert.
Fig. 15 ist ein Graph, der die Rahmenantwort zeigt. Eine Durchlässigkeit des
Flüssigkristalls nimmt zu, wenn eine Abtastelektrode ausgewählt ist,
woraufhin die Durchlässigkeit in einer Nichtauswahlperiode allmählich abfällt.
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Um die Rahmenantwort im Spannungsmittelungsverfahren zu eliminieren,
wurden zwei verschiedene Gegenmaßnahmen vorgeschlagen, wovon eine
die "Hochfrequenzansteuerung" zum Reduzieren einer Breite eines
Hochspannungsimpulses ist, und die andere die "Optimierung des
Vorspannungspegels" zum Reduzieren einer Potentialdifferenz zwischen dem
Hochspannungsimpuls und der Vorspannung ist. Fig. 16 ist ein Graph, der eine
Durchlässigkeitsänderung bei der Hochfrequenzansteuerung zeigt. Im
Vergleich zum Graphen der Fig. 15 wird die Rahmenfrequenz angehoben,
wenn die Impulsbreite reduziert wird. Der Hochspannungsimpuls wird bei
einer Auswahlsteuerung mit einer verkürzten Periode angelegt, wodurch ein
nächster Hochspannungsimpuls zugeführt wird, bevor die Durchlässigkeit auf
einen minimalen Pegel fällt, um somit eine Gesamtdurchlässigkeit
anzuheben. Diese Hochfrequenzansteuerung hat jedoch den Nachteil, daß eine
Verzerrung der angelegten Signalform die Gleichmäßigkeit des angezeigten
Bildes stark beeinträchtigen kann.
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Fig. 17 ist ein Graph, der eine Durchlässigkeitsänderung in dem Fall zeigt, in
welchem der Vorspannungspegel optimiert wird. Der Vorspannungspegel
wird in der Nichtauswahlperiode angehoben, um somit eine effektive
Spannungsdifferenz zwischen den Auswahl- und Nichtauswahlperioden zu
reduzieren. Im Vergleich zum Graphen der Fig. 15 wird das Abfallen der
Durchlässigkeit in der Nichtauswahlperiode eingespart. Dieses
Vorspannungspegeloptimierungsverfahren hat jedoch den Nachteil, daß ein
Spannungsverhältnis der Ein- und Aus-Zustände abnimmt, wodurch der
Anzeigekontrast beeinträchtigt wird.
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Hinsichtlich der verschiedenen Nachteile dies
Spannungsmittelungsverfahrens wurde eine konsistente Lösung vorgeschlagen, die
Mehrfachleitungsauswahl, über die z. B. berichtet worden üst in "A Colour STN-LCD with
Improved Contrast, Uniformity and Response Times", in SID '92 DIGEST,
S. 232-235, 1992, von Optorex. Ferner wurde ein ähnliches Verfahren
offenbart in "Active Addressing Method", in SID '92 DIGEST, S. 228-231,
1992, von In Focus Systems lnc. Die Mehrfachauswahlverfahren beruhen auf
dem Prinzip der Hochfrequenzansteuerung; jedoch werden mehrere
Leitungen gleichzeitig ausgewählt, im Gegensatz zur herkömmlichen
Signalleitungsauswahl, um äquivalent dieselbe Wirkung wie bei der
Hochfrequenzansteuerung zu erzielen. Im Gegensatz zur Einzelleitungsauswahl erfordert die
Mehrfachleitungsauswahl eine spezifische Technik zur Verwirklichung einer
freien Anzeige. Das heißt, ein ursprüngliches Bildsignal wird arithmetisch
verarbeitet, um die Signalelektroden anzusteuern. Ein
Grundberechnungsschema wurde vorgeschlagen von T. N. Ruckmongathan im Jahr 1988 (1988
IDRC, S. 80-85, 1988).
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Ferner wurden in "Pulse-Height Modulation (IPHM) Grey Shading Methods for
Passive Matrix", in JAPAN DISPLAY 1992-69, In Focus Systems Inc.,
Verfahren vorgeschlagen, die mit dem Mehrfachleitungsauswahlverfahren
kombiniert werden können. Bei diesem
Impulshöhenmodulation-Grauschattierungsverfahren ist eine virtuelle Abtastleitung zusätzlich zu mehreren
wirklichen Abtastleitungen vorgesehen. Den Pixeln auf der virtuellen
Abtastleitung werden virtuelle Bilddaten zugewiesen. Diese virtuellen Daten werden
auf der Grundlage von Bilddaten (Punktdaten) berechnet, die den wirklichen
Pixeln zugewiesen sind. Andererseits wird eine an jede Signalleitung
angelegte Signalwellenform erhalten durch arithmetisches Verarbeiten derjenigen
wirklichen und virtuellen Bilddaten, die dem obenerwähnten
Mehrfachleitungsauswahlverfahren entsprechen. Durch Vorsehen der virtuellen Leitung
auf diese Weise kann jedes Pixel eine korrekte effektive Spannung
entsprechend den gegebenen Bilddaten empfangen. Ansonsten ist die virtuelle
Leitung zur Anpassung vorgesehen, um entsprechend den gegebenen
Bilddaten eine effektive Spannung an die Pixel korrekt anzulegen.
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EP 0507061A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Adressieren
von Flüssigkristallvorrichtungen.
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Eine praktische und effiziente Schaltungsarchitektur ist erforderlich, um das
Mehrfachleitungsauswahlverfahren zum Ansteuern des Flachmatrixtyps der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung anzuwenden. Es ist daher eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Ansteuerschaltungsstruktur zu schaffen, die für
das Mehrfachleitungsauswahlverfahren geeignet ist.
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Diese Erfindung schafft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die versehen
ist mit einer Matrixtafel, die aus Zeilen von Abtastelektroden, Spalten von
Signalelektroden und einer dazwischenliegenden Flüssigkristallschicht
besteht, einem gemeinsamen Treiber zum Ansteuern der Zeilen der
Abtastelektroden und einem Segmenttreiber zum Ansteuern der Spalten der
Signalelektroden, wobei die Vorrichtung umfaßt:
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ein Orthonormalsignal-Erzeugungsmittel zum Erzeugen eines Satzes
orthonormaler Signale in orthonormaler Beziehung zueinander, um diese
sequentiell in ein gegebenes Kombinationsmuster für den gemeinsamen
Treiber einzuspeisen, um somit selektiv eine Gruppe aus einer gegebenen
Anzahl von Abtastsignalen anzusteuern, um eine gruppensequentielle
Abtastung gemäß dem Kombinationsmuster zu bewirken;
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einen Rahmenspeicher zum Speichern von eingegebenen
Punktdaten für jeden Rahmen;
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ein Punktproduktberechnungsmittel zum Berechnen eines
Punktprodukts zwischen einem Satz von Punktdaten, die sequentiell aus dem
Rahmenspeicher wiedergewonnen werden, und dem Satz der
Orthonormalsignale, die vom Orthonormalsignal-Erzeugungsmittel übertragen werden, und
zum Anlegen der berechneten Ergebnissen an den Segmenttreiber, um
somit die Spalten der Signalelektroden anzusteuern; und
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ein Synchronisierungsmittel zum Synchronisieren eines
Wiedergewinnungszeitablaufs der Punktdaten aus dem Rahmenspeicher mit einem
Übertragungszeitablauf der Orthonormalsignale vom Orthonormalsignal-
Erzeugungsmittel, um somit die gruppensequentielle Abtastung mehrere
Male innerhalb eines Zyklus zu wiederholen, dadurch gekennzeichnet, daß:
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die Anzahl der mehreren Abtastelektroden, die in einer Gruppe
enthalten sind, im wesentlichen auf einen Quadratwurzelwert einer
Gesamtzeilenzahl der Abtastelektroden gesetzt ist, um eine Durchbruchspannung
zwischen dem Segmenttreiber und dem gemeinsamen Treiber
auszugleichen.
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Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit
Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
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Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, das eine Grundkonstruktion der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Erfindung zeigt;
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Fig. 2 ein Zeitablaufdiagramm ist, das eine Ausführungsform einer
Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung zeigt;
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Fig. 3 ein Signalformdiagramm ist, das einen orthonormalen Satz von Walsh-
Funktionen zeigt;
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Fig. 4 ein Graph ist, der eine Abhängigkeit eines Kontrastverhältnisses von
einem Zeilenauswahlzeitintervall einer Flüssigkristalltafel zeigt;
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Fig. 5A und 5B ein Schaltbild sind, die eine genaue Konstruktion einer
Ansteuerschaltung der in Fig. 1 gezeigten Flüssigkristallanzeigevorrichtung
zeigt;
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Fig. 6 ein Schaltbild ist, das eine genaue Konstruktion einer Speichereinheit
zeigt, die in der Ansteuerschaltung der Fig. 5 enthalten ist;
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Fig. 7 ein Schaltbild ist, das einen Walsh-Funktionsgenerator zeigt, der in der
Ansteuerschaltung der Fig. 5 enthalten ist;
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Fig. 8 ein Schaltbild ist, das eine genaue Konstruktion einer
Berechnungseinheit zeigt, die in der Ansteuerschaltung der Fig. 5 enthalten ist;
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Fig. 9A und 9B eine Gruppe sind, die eine optische Antwort der
Flachmatrixtyp-Flüssigkristalltafel zeigt;
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Fig. 10 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die
Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung gemäß einem Horizontalverschiebungsverfahren zeigt;
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Fig. 11 eine Gruppe ist, die eine optische Antwort der Flüssigkristalltafel
zeigt;
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Fig. 12 ein Schaltbild ist, das eine beispielhafte Struktur des
Walsh-Funktionsgenerators zeigt, der für die Horizontalverschiebungsansteuerung
geeignet ist;
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Fig. 13 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die
Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung gemäß einem Vertikalverschiebungsverfahren zeigt;
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Fig. 14 ein Schaltbild ist, das eine beispielhafte Struktur des
Walsh-Funktionsgenerators zeigt, der für das Vertikalverschiebungsverfahren geeignet
ist;
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Fig. 15 ein Graph ist, der eine optische Antwort einer herkömmlichen
Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Flachmatrixtyps zeigt;
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Fig. 16 ein Graph ist, der eine weitere optische Antwort der herkömmlichen
Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Flachmatrixtyps zeigt;
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Fig. 17 ein Graph ist, der eine weitere optische Antwort der herkömmlichen
Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Flachmatrixtyps zeigt;
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Fig. 18 ein Graph ist, der eine Frequenzabhängigkeit der
Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Flachmatrixtyps zeigt;
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Fig. 19 ein Zeitablaufdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel der
Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung gemäß dem Vertikalverschiebungsverfahren
zeigt;
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Fig. 20 ein Zeitablaufdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel der
Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung gemäß dem Vertikalverschiebungsverfahren
zeigt;
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Fig. 21 ein schematisches Schaubild ist, das die
Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung gemäß der Erfindung zeigt, bei der eine ausgewählte
Leitungszahl optimiert ist;
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Fig. 22 ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen einer
Treiberdurchbruchspannung und der gleichzeitig ausgewählten Leitungszahl zeigt;
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Fig. 23 ein Graph ist, der in ähnlicher Weise eine Beziehung zwischen der
Treiberdurchbruchspannung und der gleichzeitig ausgewählten Leitungszahl
zeigt;
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Fig. 24 ein Zeitablaufdiagramm ist, das eün herkömmliches
Grauschattierungsverfahren gemäß einer Impulshöhenmodulation zeigt;
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Fig. 25 ein Zeitablaufdiagramm ist, das das Grauschattierungsverfahren
gemäß der Impulshöhenmodulation zeigt; und
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Fig. 26 ein Zeitablaufdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel des
Grauschattierungsverfahrens gemäß der Impulshöhenmodulation zeigt.
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Mit Bezug auf Fig. 1 wird eine Grundkonstruktion der Erfindung beschrieben.
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Wie in der Figur gezeigt ist, umfaßt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung im
allgemeinen eine Matrixtafel 1, einen gemeinsamen Treiber 2 und einen
Segmenttreiber 3. Die Matrixtafel 1 ist so konstruiert, daß eine
Flüssigkristallschicht zwischen den Zeilen der Abtastelektroden 4 und den Spalten der
Signalelektroden 5 eingesetzt ist. Die Flüssigkristallschicht kann aus einem
STN-Flüssigkristall bestehen. Der gemeinsame Treiber 2 ist zur Ansteuerung
mit den Abtastelektroden 4 verbunden. Der Segmenttreiber 3 ist zur
Ansteuerung mit den Signalelektroden 5 verbunden.
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Um die Aufgabe der Erfindung zu lösen, enthält die Vorrichtung einen
Rahmenspeicher 6, ein Orthonormalsignalerzeugungsmittel 7, ein
Punktproduktberechnungsmittel 8 und ein Synchronisierungsmittel 9. Der
Rahmenspeicher 6 hält rahmenweise eingegebene Matrixpunktdaten. Die jeweiligen
Punktdaten stellen Bilddaten dar, die einem Pixel zugewiesen sind, das an
einem Schnittpunkt zwischen einer Zeile der Abtastelektrode 4 und einer
Spalte der Signalelektrode 5 definiert ist. Das
Orthonormalsignalerzeugungsmittel 7 erzeugt einen Satz von orthonormalen Signalen, die
sequentiell ein gewünschtes Kombinationsmuster derselben dem gemeinsamen
Treiber 2 zuführen, so daß die Zeilen der Abtastelektroden selektiv in
gruppensequentieller Weise entsprechend dem gegebenen
Kombinationsmuster angesteuert werden. In der schematische Figur werden drei
Abtastelektroden gleichzeitig als eine Gruppe angesteuert. Das
Punktproduktberechnungsmittel 8 führt eine spezifische Punktproduktberechnung aus
zwischen einem Satz von Punktdaten, die aus dem Rahmenspeicher 6
sequentiell ausgelesen werden, und dem Satz der Orthonormalsignale, die
vom Orthonormalsignalerzeugungsmittel 7 geliefert werden. Die berechneten
Ergebnisse werden in den Segmenttreiber 3 eingegeben, um die
Spaltensignalelektroden 5 anzusteuern. Das Synchronisierungsmittel 9 synchronisiert
einen Lesezeitablauf der Punktdaten aus dem Rahmenspeicher 6 mit einem
Signalübertragungszeitablauf vom Orthonormalsignalerzeugungsmittel 7. Die
gruppensequentielle Abtastung wird mit einem Zyklus mehrmals pro Rahmen
wiederholt, um somit ein gewünschtes Bild anzuzeigen. Die
Flüssigkristallanzeigevorrichtung enthält ferner ein R/W-Adressierungsmittel 10 zum Steuern
der Lesevorgänge und Schreibvorgänge der Punktdaten für den
Rahmenspeicher 6. Das R/W-Adressierungsmittel 10 wird vom
Synchronisierungsmittel 9 gesteuert, um ein gegebenes Leseadreßsignal dem Rahmenspeicher
6 zuzuführen. Außerdem ist ein Ansteuerungssteuermittel 11 enthalten, um
ein gegebenes Taktsignal jeweils dem gemeinsamen Treiber 2 oder dem
Segmenttreiber 3 zuzuführen, der unter der Steuerung des
Synchronisierungsmittels 9 steht.
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Im folgenden wird die Mehrfachleitungsauswahl beschrieben, bei der vier
Leitungen der Abtastelektroden gleichzeitig ausgewählt werden. Fig. 2 zeigt
eine Signalform der Vier-Leitung-Gleichzeitigansteuerung. F1(t)-F8(t)
bezeichnet Spannungssignalformen, die an die jeweiligen
Zeilenabtastelektroden angelegt werden. G1(t)-G3(t) bezeichnen Spannungssignalformen,
die an entsprechende Spaltensignalelektroden angelegt werden. Die
Abtastsignalform ist entsprechend einer Walsh-Funktion gesetzt, welche eine der
vollständig orthonormalen Funktionen in den Ebenen "0" und "1" ist. Die
Abtastsignalform wird auf "-Vr" entsprechend "0", auf "+Vr" entsprechend "1",
und auf 0V während einer Nichtauswahlperiode gesetzt. Es werden vier
Leitungen gleichzeitig als eine Gruppe ausgewählt, so daß jede Gruppe in
der Anzeige von oben nach unten sequentiell abgetastet wird. Eine
viermalige gruppensequentielle Abtastung entspricht einer Periode der Walsh-
Funktion, um einen ersten Halbzyklus abzuschließen. In einer nächsten
Periode wird ein zweiter Halbzyklus ausgeführt, während dem die Polarität
des Signals invertiert wird, um eine Gleichstromkomponente zu beseitigen.
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Andererseits werden alle Punktdaten Iij für das Ein-Zustand-Pixel auf "-1"
gesetzt und für das Aus-Zustand-Pixel auf "+1" gesetzt, wobei "i" eine
Zeilennummer der Matrix bezeichnet und "j" eine Spaltennummer der Matrix
bezeichnet. Anschließend wird das Spaltendatensignal Gj(t), das an jede
Signalelektrode angelegt wird, grundsätzlich gesetzt durch Ausführen der
folgenden Punktproduktberechnung:
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In der obigen Berechnung wird die Summierung nur für die ausgewählten
Leitungen durchgeführt, da die Abtastsignalsspannung in der
Nichtauswahlperiode auf den "0"-Pegel gesetzt ist. Dementsprechend kann bei der
gleichzeitigen Auswahl von vier Leitungen das Datensignal fünf Spannungspegel
annehmen. Das heißt, das Datensignal erfordert eine gewisse Anzahl
von Spannungspegeln gleich "gleichzeitig ausgewählte Zeilenzahl + 1".
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Fig. 3 zeigt Signalformen der Walsh-Funktionen unterschiedlicher
Ordnungen. Im Fall der gleichzeitigen Auswahl von z. B. vier Leitungen können
Walsh-Funktionen der ersten vier Ordnungen genutzt werden, um den Satz
von Zeilenabtastsignalformen zu bilden. Wie aus dem Vergleich zwischen
Fig. 2 und Fig. 3 deutlich wird, entspricht das Zeilenabtastsignal F1(t) der
Walsh-Funktion W1 erster Ordnung. Die Funktion W1 hält einen Hochpegel
über eine Periode, so daß das Signal F1(t) eine Sequenz von vier
angeordneten Impulsen 1, 1, 1, 1 enthält. Das Zeilensignal F2(t) entspricht der
Walsh-Funktion W2. Die Funktion W2 weist einen Hochpegel in einer ersten
Hälfte in einer Periode und einen Niedrigpegel in einer zweiten Hälfte dieser
Periode auf. Dementsprechend umfaßt das Signal F2(t) vier Impulse in der
Sequenz 1, 1, 0, 0. In ähnlicher Weise entspricht die Zeilenfunktion F3(t) der
Walsh-Funktion dritter Ordnung W3, so daß die vier Impulse in der Sequenz
1, 0, 0, 1 angeordnet sind. Ferner entspricht das Zeilensignal F4(t) der
Walsh-Funktion vierter Ordnung W4, so daß die vier Impulse in der Sequenz
1, 0, 1, 0 angeordnet sind. Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird,
wird der Satz von Abtastsignalen, die gleichzeitig an eine Gruppe von
Abtastelektroden angelegt wird, dargestellt durch ein entsprechendes
Kombinationsmuster von (1, 1, 1, 1), (1, 1, 0, 0), (1, 0, 0, 1) und (1, 0, 1, 0)
auf der Grundlage der orthonormalen Beziehung. Im Fall der Fig. 2 empfängt
die zweite Gruppe den Satz der Orthonormalsignale F5(t)-F8(t) mit dem
gleichen Kombinationsmuster. In ähnlicher Weise empfangen die dritte und
die vierte Gruppe den Satz der Orthonormalsignale mit dem gleichen
Kombinationsmuster.
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Wie oben beschrieben worden ist, wird gemäß dem
Mehrfachleitungsauswahlverfahren ein Abstand zwischen benachbarten Hochspannungsimpulsen
reduziert, um die gleiche Wirkung wie bei der Hochfrequenzansteuerung
ohne Reduzierung einer Impulsbreite zu erreichen. Ferner wird eine
Potentialdifferenz zwischen dem Hochspannungsimpuls und der Vorspannung
reduziert, um die Vorspannung anzuheben, ohne das
Ein/Aus-Auswahlverhältnis zu beeinträchtigen, wodurch eine Beeinträchtigung des Kontrasts
aufgrund der Rahmenantwort vermieden wird. Fig. 4 ist ein Graph, der die
Abhängigkeit des Kontrastverhältnisses von einem Zeilenauswahlzeitintervall
der Abtastelektrode zeigt. Wie aus dem Graphen deutlich wird, wird das
Kontrastverhältnis des Mehrfachleitungsauswahlverfahrens im Vergleich zum
Spannungsmittelungsverfahren verbessert. Das
Mehrfachleitungsauswahlverfahren ist gekennzeichnet durch die Unterdrückung der Rahmenantwort in
einer Schnellansteuerungs-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, was die
Gleichmäßigkeit der Anzeigequalität verbessert, die Versorgungsspannung
reduziert, eine Gleichstromkomponente beseitigt usw.
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Im Mehrfachauswahlverfahren des Flachmatrixtyps der
Flüssigkristallanzeigetafel ist die gleichzeitig ausgewählte Zeilenzahl jeder Gruppe so optimiert,
daß die Durchbruchspannung zwischen dem Segmenttreiber und dem
gemeinsamen Treiber ausgeglichen ist. Genauer, die Zeilenzahl n der
Abtastelektroden, die in einer Gruppe verwendet werden, wird um den
Quadratwurzelwert der Gesamtabtastleitungszahl N gesetzt. Wenn im
allgemeinen die Zeilenzahl der gleichzeitig ausgewählten Abtastelektroden in
einer Gruppe ansteigt, wird dementsprechend die Ordnung des verwendeten
Orthonormalsignals erhöht. Das heißt, eine Anzahl von Impulsen innerhalb
eines Zyklus steigt an, so daß die Impulsspannung weit gespreizt wird, so
daß die jeweilige Impulshöhe des Orthonormalsignals gesenkt wird. Wenn
die Anzahl der gleichzeitig ausgewählten Leitungen ansteigt, wird somit die
im gemeinsamen Treiber benötigte Durchbruchsspannung gesenkt. Wenn
andererseits die gleichzeitig ausgewählten Zeilenanzahl ansteigt, wird das
Punktproduktsignal komplizierter, um eine Anzahl benötigter
Spannungspegel anzuheben. Wenn die gleichzeitig ausgewählte Leitungszahl ansteigt,
nimmt folglich der Bereich des Punktproduktsignals zu, um somit die für den
Segmenttreiber benötigte Durchbruchsspannung anzuheben.
Dementsprechend weisen die Durchbruchsspannungen des gemeinsamen Treibers und
des Segmenttreibers eine reziproke Beziehung zueinander bezüglich der
gleichzeitig ausgewählten Zeilenzahl n auf. Dementsprechend wird die
gleichzeitig ausgewählte Zeilenzahl n in der Erfindung optimiert, um die
Durchbruchspannungen des Segmenttreibers und des gemeinsamen
Treibers einander anzupassen.
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Im Mehrfachleitungsauswahlverfahren werden mehrere Zeilenleitungen
gleichzeitig ausgewählt, um die gruppensequentielle Abtastung der Anzeige
von oben nach unten zu bewerkstelligen. Bei dieser Operation wird die
Phase des Zeilenabtastsignalsatzes, der an die gleichzeitig ausgewählten
Abtastelektroden angelegt wird, gegenüber dem unmittelbar vorangehenden
Zeilenabtastsignalsatz verschoben, der an die vorangehende Gruppe
gleichzeitiger Abtastelektroden angelegt worden ist. Durch eine solche
horizontale Phasenverschiebung wird die an den Flüssigkristall angelegte
Vorspannung gespreizt, statt sie in einer Rahmenperiode innerhalb eines
Halbzyklus zu konzentrieren, wenn alle Pixel sich entweder im Ein- oder im
Aus-Zustand befinden. Die Phasenverschiebung kann sequentiell so
gesteuert werden, daß der letzte Orthonormalsignalsatz um wenigstens eine
Periode gegenüber dem ersten Orthonormalsignalsatz innerhalb eines
Rahmenabtastintervalls phasenverschoben ist. Dementsprechend ist es nicht
erforderlich, die Phasenverschiebung schrittweise zwischen den
benachbarten Gruppen der Zeilenleitungen zu bewirken, vielmehr kann die
Phasenverschiebung jederzeit bewirkt werden, nachdem mehrere Gruppen abgetastet
worden sind, um die Phasenverschiebung von einer Periode innerhalb eines
Rahmenabtast-Rahmenintervalls abzuschließen. Das gleiche gilt, wenn die
Anzeigefläche von unten nach oben, entgegengesetzt zu der Art von oben
nach unten, abgetastet wird, oder wenn die Anzeigefläche in willkürlicher
Weise abgetastet wird. Wie oben beschrieben worden ist, tritt die
Kontrastschwankung im herkömmlichen Mehrfachleitungsauswahlverfahren in
Abhängigkeit vom Bildmuster auf. Diesbezüglich wird der Satz der
Orthonormalsignalformen sequentiell horizontal phasenverschoben, um die
optische Antwort abzuflachen und somit die Rahmenantwort zu unterdrücken
und den Kontrast im Alle-Ein- oder Aus-Zustand zu verbessern.
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Im Mehrfachleitungsauswahlverfahren wird normalerweise jede Gruppe von
mehreren Leitungen sequentiell ausgewählt, um die Anzeigefläche von oben
nach unten abzutasten. Diese Rahmenabtastung von oben nach unten wird
mehrmals wiederholt, um einen Zyklus der Orthonormalfunktion
abzuschließen. Bei dieser Operation werden die entsprechenden
Orthonormalsignalformen, die an die gleichzeitig ausgewählten mehreren Leitungen angelegt
werden, zwischen einem vorangehenden Zyklus und einem nachfolgenden
Zyklus miteinander vertauscht, um eine Frequenz der an jede Leitung
angelegten Signalform gleichmäßig zu machen, um somit horizontale
Streifenschatten zu eliminieren, die mit einer Teilung identisch zur Breite der
mehreren Leitungen erscheinen. Im Optimalfall werden die
Orthonormalsignalformen so miteinander vertauscht, daß die Signalform in jedem Zyklus
vertikal um eine Leitung verschoben wird, so daß die zweite Signalform zur
ersten Signalform aktualisiert wird, die dritte Signalform zur zweiten
Signalform aktualisiert wird usw. Folglich empfängt jede Leitung von Zyklus zu
Zyklus unterschiedliche Orthonormalsignalformen, um somit die
Frequenzverteilung der mehreren ausgewählten Leitungen gleichmäßig zu machen.
Alternativ werden die Signalform der höchsten Frequenz und die Signalform
der niedrigsten Frequenz einfach miteinander vertauscht. Um ferner die
Frequenz der an die jeweilige Abtastelektrode angelegten Signalform zu
mitteln, kann der Austausch jeweils nach mehreren Zyklen statt nach jedem
einzelnen Zyklus durchgeführt werden. Außerdem kann der Austausch nach
jeweils einem halben Zyklus vorgenommen werden, wenn die Signalformen
geeignet angeordnet sind, um das Anlegen einer Gleichstromkomponente an
den Flüssigkristall zu vermeiden. Außerdem kann die obenerwähnte vertikale
Verschiebung bewerkstelligt werden, wenn die Anzeigefläche von unten nach
oben oder in willkürlicher Weise abgetastet wird, in ähnlicher Weise wie bei
der Vorwärtsabtastung der Anzeigefläche von oben nach unten. Im
Gegensatz zur herkömmlichen Mehrfachleitungsauswahl, die eine horizontale
Streifenschattierung mit der Breite der mehreren Leitungen erzeugt, werden
die Signalformen der Zeilenabtastsignale entsprechend einer Periode der
Orthonormalfunktionen in der vorliegenden Erfindung ausgetauscht, um die
Frequenz jedes Zeilenabtastsignals zu mitteln, um somit die horizontalen
Streifenschattierungen zu beseitigen.
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In dem Fall, in welchem die Grauschattierung durch die
Impulshöhenmodulation im Mehrfachleitungsauswahlverfahren bewirkt wird, ist keine virtuelle
Leitung in einer Ordnung von N + 1 vorgesehen, jedoch ist jeweils eine
virtuelle Leitung für jede Gruppe von mehreren Leitungen vorgesehen, um
eine effektive Spannung über die Spaltensignalformen zu spreizen, um somit
das Anlegen einer impulsartigen Hochspannung an die
Spaltensignalelektroden zu vermeiden. In der Praxis werden die virtuellen Daten V(L+1)j gemäß
der folgenden ersten Gleichung berechnet, wobei das Spaltendatensignal
Gj(t) gemäß der folgenden zweiten Gleichung berechnet wird. Das heißt, die
virtuellen Daten V(L+1) werden überall dort addiert, wo eine Gruppe von
mehreren Leitungen gleichzeitig ausgewählt wird, um den Spannungspegel
der Spaltensignalleitungen zu ermitteln. In dieser Berechnung wird der Wert
von V(L + 1) gleich dem L-N-fachen von V(N+1) in der Größenordnung von
L, um somit das Anlegen einer übermäßig hohen Spannung zu vermeiden.
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Im Gegensatz zur herkömmlichen Grauschattierung der
Mehrfachleitungsauswahl, die an einer von einem Bildmuster abhängigen
Durchlässigkeitsschwankung leidet, werden die virtuellen Daten über die Gruppen der
mehreren Leitungen gespreizt, so daß die Signalform, die wirklich an den
Flüssigkristall angelegt wird, von der Frequenz der Zeilenabtastsignale
dominiert wird, um somit die Anzeige gleichmäßig zu machen.
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Durch das Vorsehen der virtuellen Leitung für jede Gruppe von mehreren
Leitungen kann ferner die effektive Spannung, die auf die Leitung der
Ordnung N+1 konzentriert ist, überall dort berechnet werden, wo die Anzahl
L von Leitungen ausgewählt ist, um sie somit über die Spaltensignalformen
zu spreizen und dadurch das Anlegen einer impulsartigen Hochspannung an
die Spaltensignalelektroden zu vermeiden. In einem solchen Fall werden die
virtuellen Daten Vkj gemäß der folgenden ersten Gleichung berechnet,
während das Datensignal Gj(t) gemäß der folgenden zweiten Gleichung
berechnet wird. Das heißt, die virtuellen Daten Vkj werden überall dort
berechnet, wo die Gruppe der mehreren Leitungen ausgewählt ist, wobei das
berechnete Ergebnis addiert wird, um den Spannungspegel der
Spaltensignalelektroden zu ermitteln. In diesem Fall erreicht der Wert von Vkj nur
maximal L, um somit das Anlegen einer übermäßig hohen Spannung zu
vermeiden.
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Im Gegensatz zur herkömmlichen Grauschattierung der
Mehrfachleitungsauswahl, die an einer von einem Bildmuster abhängigen
Durchlässigkeitsschwankung leidet, werden die virtuellen Daten aufgeteilt überall dort
angelegt, wo die Mehrfachleitungsgruppe ausgewählt ist, entsprechend dem
hier beschriebenen Verfahren, so daß die wirklich an den Flüssigkristall
angelegte Signalform durch die Frequenz des Zeilenabtastsignals dominiert
wird, um somit die Anzeige unabhängig vom Bildmuster gleichmäßig zu
machen.
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Wie oben beschrieben ist, werden die virtuellen Daten Vkj überall dort
berechnet, wo die Mehrfachleitungsgruppe ausgewählt ist, wobei das
berechnete Ergebnis addiert wird, um die Spannungspegel der
Spaltensignalelektroden zu ermitteln. In dieser Berechnung kann der Wert von Vkj
gemäß der folgenden Gleichung auf der Grundlage der Punktdaten
berechnet werden, die der Anzahl L von Leitungen zugewiesen sind, welche im
vorangehenden Zyklus statt dem aktuellen Zyklus ausgewählt worden sind.
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Die virtuellen Daten Vkj werden gemäß den Punktdaten der Anzahl L von
Leitungen berechnet, welche aus dem Rahmenspeicher zu einem
unmittelbar vorangehenden oder einem weiter vorangehenden Zyklus
wiedergewonnen worden sind, wodurch die Berechnungszeit verlängert wird, um die
Konstruktion einer Ansteuerschaltung zu vereinfachen.
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Gemäß der Erfindung sind der Rahmenspeicher, das
Orthonormalsignalerzeugungsmittel, das Punktproduktberechnungsmittel und das
Synchronisierungsmittel vorgesehen für das praktische und effiziente Ansteuern des
Flachmatrixtyps von Flüssigkristalltafel gemäß dem
Mehrfachleitungsauswahlverfahren. Der Rahmenspeicher speichert die eingegebenen Punktdaten
jedes Rahmens. Das Orthonormalsignalerzeugungsmittel erzeugt einen Satz
von Orthonormalsignalen und speist sequentiell ein gewünschtes
Kombinationsmuster der Orthonormalsignale in den gemeinsamen Treiber ein, um
somit die Zeilenabtastelektroden in gruppensequentieller Weise gemäß dem
Kombinationsmuster auszuwählen. Das Punktproduktberechnungsmittel führt
die Punktproduktberechnung des Punktdatensatzes und des
Orthonormalsignalsatzes aus. Die berechneten Ergebnisse werden in den Segmenttreiber
eingespeist, um die Signalelektroden anzusteuern. Durch eine solche
Konstruktion wird die gruppensequentielle Abtastung innerhalb eines Zyklus
zum Anzeigen eines gewünschten Bildes mehrfach wiederholt.
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Im folgenden werden verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen genauer
beschrieben. Die Fig. 5A und 5B sind ein genaues Schaltbild, das eine erste
Ausführungsform zeigt, die für die Ausführung der in Fig. 1 gezeigten
Grundkonstruktion konstruiert ist. Wie in Fig. 5A gezeigt, ist die vorliegende
Ausführungsform mit einem Seriell/Parallel-Umsetzer (SIP) 21 versehen zum
Umsetzen eingegebener serieller Punktdaten in parallele Punktdaten, die aus
acht Bits bestehen. Die Punktdaten sind in Form eines digitalen RGB-Signals
gegeben. Mehrere Speichereinheiten 22-25 sind mit dem S/P-Umsetzer 21
verbunden. Jede Speichereinheit entspricht einer Zeile der Matrix, um somit
die Punktdaten in der Sequenz von 8-Bit-Werten aufzuzeichnen. Zum
Beispiel registriert die erste Speichereinheit 22 schrittweise acht Bits der
Punktdaten, die der ersten Zeile zugeordnet sind. In ähnlicher Weise
empfängt die zweite Speichereinheit 23 acht Bits der Punktdaten, die der zweiten
Zeile zugewiesen sind. Auf diese Weise entsprechen die mehreren
Speichereinheiten 22-25 dem Rahmenspeicher 6 der Fig. 1. Ein
Schreibtaktgenerator 26 empfängt einen Punkttakt sowie ein Rahmensignal FRM und
Taktsignale CL1, CL2 vom Seriell/Parallel-Umsetzer 21, um somit in die
Speichereinheiten ein Schreibsignal WE, ein Schreibtorsignal D und ein
Lesetaktsignal CK einzuspeisen. Das Taktsignal CL1 entspricht der
Bitsequenz der seriellen Punktdaten, während das andere Taktsignal CL2 jedem
parallelen Satz von acht Bits entspricht. Ferner sind zwei Schreib- und
Leseadreßgeneratoren 27, 28 über einen Adreßumschalter 29 mit den
Speichereinheiten 22-25 verbunden. Der Schreibadreßgenerator 27 wird vom
Schreibtaktgenerator 26 gesteuert. Der Schreibtaktgenerator 26, der
Schreibadreßgenerator 27, der Leseadreßgenerator 28 und der
Adreßumschalter 29, die oben erwähnt worden sind, entsprechen der
R/W-Adressierungseinrichtung 10 der Fig. 1. Ferner wird der Leseadreßgenerator 28 von
einem Lesetaktgenerator 30 gesteuert, der der Synchronisierungseinrichtung
9 der Fig. 1 entspricht.
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Wie in Fig. 5B gezeigt, ist ein Walsh-Funktionsgenerator 31 mit dem
Lesetaktgenerator 30 verbunden. Dieser Walsh-Funktionsgenerator 31 entspricht
dem Orthonormalsignalerzeugungsmittel 7 der Fig. 1. Ferner wird ein
Ansteuertaktgenerator 32 vom Lesetaktgenerator 30 gesteuert, um
bestimmte Taktsignale CL1' und CL2' auszugeben. Diese Taktsignale CL1' und
CL2' werden verwendet, um einen Segmenttreiber und einen gemeinsamen
Treiber zu steuern. Somit entspricht der Ansteuertaktgenerator 32 dem
Ansteuerungs-Steuermittel 11 der Fig. 1. Der gemeinsame Treiber ist mit
einem Eingangsanschluß des Walsh-Funktionsgenerators 31 über einen
Pegelumsetzer 33 verbunden. Schließlich sind eine Anzahl von acht
Berechnungseinheiten 34-41 mit den Ausgangsanschlüssen der Speichereinheiten
22-25 sowie mit dem Ausgangsanschluß des Walsh-Funktionsgenerators 31
verbunden. Diese acht Berechnungseinheiten 34-41 entsprechen den
jeweiligen parallelen acht Bits der Punktdaten. Zum Beispiel führt die erste
Berechnungseinheit 34 die Punktproduktberechnung für die erste Spalte der
Signalelektrode aus, um ein entsprechendes Datensignal zu bilden. In
ähnlicher Weise führt die zweite Berechnungseinheit 35 die
Punktproduktberechnung bezüglich der zweiten Spalte der Signalelektrode aus, um ein
entsprechendes Datensignal zu bilden. Ferner führt in ähnlicher Weise die
achte Berechnungseinheit 41 die Punktproduktberechnung für die achte
Spalte der Signalelektrode aus, um ein entsprechendes Datensignal zu
bilden. Auf diese Weise werden die so gebildeten Datensignale der acht
Spalten über einen 8/4-Umsetzer 92 dem gemeinsamen Treiber zugeführt.
Der Segmenttreiber, der in dieser Ausführungsform verwendet wird, besitzt
eine ausreichende Kapazität zum Empfanden eines 3-Bit-Datensignals pro
Pixel, um selektiv maximal acht Spannungspegel an die Matrixtafel
auszugeben. Wie oben beschrieben worden ist, erfordert die
Mehrfachauswahlansteuerung der vier gleichzeitigen Leitungen fünf Spannungspegel der
Signalform, weshalb der verwendete Segmenttreiber eine ausreichende
Treiberkapazität aufweist. Der Treiber kann jedoch maximal 3 Bits x Anzahl
von 4 Eingangsdaten auf einmal empfangen. Folglich wird das Datensignal
von vier Punkten über den 8/4-Umsetzer 42 auf einmal zum Segmenttreiber
übertragen. Ferner weist der gemeinsame Treiber die gleiche Struktur auf
wie der Segmenttreiber in dieser Ausführungsform.
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Im folgenden wird die Operation der verschiedenen Teile der in den Fig. 5A
und 5B gezeigten Schaltung mit Bezug auf die Fig. 6-8 genauer beschrieben.
Fig. 6 ist ein schematisches Blockschaltbild, das die Konstruktion und die
Operation der einzelnen Speichereinheit zeigt. Fig. 6 zeigt beispielhaft die
erste Speichereinheit 22, die einen RAM-Speicher 221 enthält. Dieser RAM-
Speicher 221 registriert acht Bits der Punktdaten, die der ersten Zeile
zugewiesen sind. Ein Eingangspuffer 222 ist vorgesehen, um die
eingegebenen Punktdaten vorübergehend als einen Satz von acht Bits auf einmal vom
Seriell/Parallel-Umsetzer zu speichern. Die gespeicherten Punktdaten
werden an einer gegebenen Adreßstelle des RAM-Speichers 221 registriert,
gemäß einem Schreibadreßsignal, das vom Schreibadreßgenerator über den
Adreßumschalter eingespeist wird. Ferner ist ein Ausgangszwischenspeicher
223 vorgesehen, um aufeinanderfolgende acht Bits von Punktdaten, die vom
RAM-Speicher 221 wiedergewonnen worden sind, zwischenzuspeichern, um
die Punktdaten somit sequentiell zu den Berechnungseinheiten zu
übertragen. Bei dieser Operation wird auf den RAM-Speicher 221 zugegriffen, um
die Punktdaten mittels eines Leseadreßsignals auszulesen, das vom
Leseadreßgenerator über den Adreßumschalter zugeführt wird. Der
Eingangspuffer 222 wird vom Schreibtorsignal G gesteuert, das vom
Schreibtaktgenerator zugeführt wird, während der Ausgangszwischenspeicher 223 vom
Taktsignal CK gesteuert wird und der RAM-Speicher 221 in Reaktion auf das
Schreibbefehlssignal WE gesteuert wird.
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Fig. 7 ist ein Schaltbild, das die genaue Struktur und Operation des Walsh-
Funktionsgenerators 31 zeigt. Dieser Funktionsgenerator 31 enthält eine
Anzahl von vier 4-Bit-DIP-Schaltern (PIP-Schalter) 311-314, eine Anzahl von
drei Auswahlvorrichtungen 315, 316 und 317 und eine Steuervorrichtung
318. Die vier DIP-Schalter 311-314 speichern ein gewünschtes
Kombinationsmuster, das die Orthonormalbeziehung erfüllt. Dieses
Kombinationsmuster ist im Zeitablaufdiagramm der Fig. 2 dargestellt. Der erste DIP-Schalter
311 ist für die erste Rahmenabtastung auf das erste Kombinationsmuster 1,
1, 1, 1 gesetzt. Das heißt, alle Zeilenabtastsignale F1, F2, F3 und F4
besitzen einen Impuls mit dem logischen Pegel "1" in der ersten
Rahmenabtastung. Der zweite DIP-Schalter 312 ist auf das Kombinationsmuster 1, 1, 0, 0
für die zweite Rahmenabtastung gesetzt. Das heißt, die zweite Rahmenabtastung
wird unter der Bedingung F1 = 1, F2 = 2, F3 = 0 und F4 = 0
durchgeführt. In ähnlicher Weise ist der dritte DIP-Schalter 313 auf das
Kombinationsmuster 1, 0, 0, 1 für die dritte Rahmenabtastung gesetzt. Das heißt, die
dritte Rahmenabtastung wird unter der Bedingung F1 = 1, F2 = 0, F3 = 0 und
F4 = 1 durchgeführt. Der vierte DIP-Schalter 314 ist auf das
Kombinationsmuster 1, 0, 1, 0 für die vierte Rahmenabtastung gesetzt. Das heißt, die
vierte Rahmenabtastung wird unter der Bedingung F1 = 1, F2 = 0, F3 = 1
und F4 = 0 durchgeführt. Die drei Auswahlvorrichtungen 315, 316 und 317
werden von der Steuervorrichtung 318 gesteuert, um einen der vier DIP-
Schalter für jede Abtastperiode auszuwählen. Die Steuervorrichtung 318
schaltet die entsprechenden Auswahlvorrichtungen in Reaktion auf ein
Zeilenleitungsspeisesignal (Takt) und ein Abtaststartsignal (Laden) um. Bei
der ersten Gruppenabtastung wird der erste DIP-Schalter 311 mittels der
Auswahlvorrichtungen 315 und 317 ausgewählt, um die gegebenen
Orthonormalsignale F1, F2, F3 und F4 auszugeben. Diese vier Orthonormalsignale
werden dem gemeinsamen Treiber in Form der Zeilenabtastsignale mittels
des Pegelumsetzers zugeführt. Der Pegelumsetzer setzt das
Orthonormalsignal mit dem Pegel 0/1 in das entsprechende Zeilenabtastsignal mit dem
Pegel +Vr/0/-Vr um. Diese Orthonormalsignale werden ferner zu den
Berechnungseinheiten übertragen. Bei der ersten Rahmenabtastung werden die
vier Orthonormalsignale mit dem Kombinationsmuster 1, 1, 1, 1 in
gruppensequentieller Weise ausgegeben. Wenn die Operation zum zweiten Rahmen
übergeht, wird der zweite DIP-Schalter 312 mittels der Auswahlvorrichtungen
315 und 317 ausgewählt, um die vier Orthonormalsignale F1, F2, F3 und F4
mit dem gegebenen Kombinationsmuster 1, 1, 0, 0 auszugeben. In ähnlicher
Weise wird der dritte DIP-Schalter 313 mit dem Ausgangsanschluß mittels
der Auswahlvorrichtungen 316 und 317 um dritten Rahmen verbunden.
Ferner wird der vierte DIP-Schalter 314 mit dem Ausgangsanschluß mittels
der Auswahlvorrichtungen 316 und 317 im vierten Rahmen verbunden.
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Fig. 8 ist ein Schaltbild, das die Struktur und Operation der individuellen
Berechnungseinheit zeigt. Fig. 8 zeigt beispielhaft die erste
Berechnungseinheit 34. Diese Berechnungseinheit 34 enthält vier
Exklusiv-ODER-Operatoren (XOR) 341-344. Der erste XOR 341 mulltipliziert die Orthonormalfunktion
F1, die der ersten Zeile der Abtastelektrode zugewiesen ist, mit den
Punktdaten 111, die einem Pixel am Schnittpunkt zwischen der ersten Zeile der
Abtastelektrode und der ersten Spalte der Signalelektrode zugewiesen sind.
In ähnlicher Weise multipliziert der zweite XOR-Operator 342 die
Orthonormalfunktion F2, die der zweiten Zeile zugewiesen ist, und die Punktdaten 121,
die dem Pixel der zweiten Zeile und der ersten Spalte zugewiesen sind. Der
dritte XOR-Operator 343 multipliziert die Orthonormalfunktion F3 die der
dritten Zeile zugewiesen ist, und die Punktdaten 131, die dem Pixel der dritten
Zeile und der ersten Spalte zugewiesen sind. Schließlich multipliziert der
vierte XOR-Operator 344 die Orthonormalfunktion F4, die der vierten Zeile
zugewiesen ist, und die Punktdaten 141, die dem Pixel der vierten Zeile und
der ersten Spalte zugewiesen sind. Diese vier XOR-Operatoren sind mit
einer nachfolgenden Summierungseinheit verbunden, die aus vier logischen
UND-Operatoren 345-348 und fünf logischen Exklusiv-ODER-Operatoren
349-353 besteht, so daß alle vier multiplizierten Ergebnisse summiert
werden, um ein Datensignal G1 zu bilden, das der ersten Spalte der
Signalelektrode zugewiesen ist. In ähnlicher Weise bildet die in Fig. 5 gezeigte
zweite Berechnungseinheit 35 ein Signal G2, das der zweiten Spalte der
Signalelektrode zugewiesen ist. Das Datensignal kann fünf Spannungspegel
aufweisen, wodurch die digitale Form desselben durch 3-Bit-Daten
dargestellt wird, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Diese 3-Bit-Daten können direkt in den
Segmenttreiber eingespeist werden.
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Als nächstes wird der Horizontalverschiebungsmodus des
Mehrfachleitungsauswahlverfahrens beschrieben. Solange die orthonormale Beziehung in der
Mehrfachleitungsauswahlansteuerung aufrechterhalten wird, können die an
die Abtastelektroden angelegten Spannungssignalformen verschiedene
Kombinationsmuster aufweisen. Bei dem in Fig. 2 gezeigten
Kombinationsmuster empfangen jedoch alle der mehreren gleichzeitigen Leitungen +Vr
oder -Vr in einem Rahmen während jedes Halbzyklus. Zum Beispiel
empfangen im ersten Rahmen des ersten Halbzyklus alle gleichzeitigen
Zeilenleitungen den Impuls +Vr. In ähnlicher Weise empfangen alle gleichzeitigen
Zeilenleitungen im ersten Rahmen des zweiten Halbzyklus den Impuls -Vr.
Andererseits werden die an die Spaltensignalelektroden angelegten
Spannungssignalformen gemäß der obenerwähnten Punktproduktgleichung auf
der Grundlage der Punktdaten berechnet. Wenn somit die Matrixpunktdaten
ein willkürliches Bildmuster darstellen, wird die Vorspannung willkürlich in der
nicht ausgewählten Periode während des Halbzyklus angelegt. Wenn jedoch
das Bildmuster entweder vollständig im Ein-Zustand oder vollständig im Aus-
Zustand plaziert ist, wird die Vorspannung der Nichtauswahlperiode in einer
bestimmten Abtastperiode konzentriert, in der alle gleichzeitigen Leitungen
+Vr oder -Vr empfangen. Somit wird die optische Antwort verändert, um eine
Kontraständerung in Abhängigkeit vom Bildmster hervorzurufen.
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Die Fig. 9A und 9B zeigen, wie eine Kontraständerung in Abhängigkeit vom
Bildmuster auftritt. Diese Graphen zeigen schematisch die optische Antwort
und die Spannungssignalform, die an den Flüssigkristall im Vier-Leitung-
Gleichzeitigauswahlmodus angelegt wird. Der Graph der Fig. 9A entspricht
einem willkürlichen Bildmuster, während der Graph der Fig. 9B einem Alle-
Ein-Bildmuster entspricht. Wie aus diesen Gruppe deutlich wird, ist die
Vorspannung des Nichtauswahlintervalls in der ersten Rahmenperiode
konzentriert, um somit eine Kontrastschwankung in Alle-Ein-Bildmuster zu
erzeugen.
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Die Horizontalverschiebungsansteuerung ist effektiv für die Beseitigung des
obenerwähnten Nachteils. Im Mehrfachleitungsauswahlverfahren wird jede
Gruppe von mehreren Leitungen sequentiell ausgewählt, um die
Anzeigefläche von oben nach unten abzutasten. Bei dieser Operation wird die Phase
der Abtastsignalformen, die an die Gruppe der mehreren Leitungen angelegt
wird, gegenüber derjenigen der vorangehenden Abtastsignalformen
verschoben, die an die unmittelbar vorangehende Gruppe von mehreren Leitungen
angelegt worden sind. Durch eine solche Operation wird die an den
Flüssigkristall während der Nichtauswahlperiode angelegte Spannung gespreizt,
ohne in einem Rahmenintervall innerhalb eines Halbzyklus konzentriert zu
werden. Diese Phasenverschiebung wird so bewerkstelligt, daß das
Kombinationsmuster des Orthonormalsignalformsatzes um wenigstens eine
Periode innerhalb eines Rahmenabtastintervalls phasenverschoben wird. Es
ist daher nicht notwendig, die Phasenverschiebung zwischen benachbarten
Gruppen schrittweise zu bewerkstelligen, vielmehr kann die
Phasenverschiebung irgendwo dort bewirkt werden, wo mehrere Gruppen
aufeinanderfolgend ausgewählt werden, um die Verschiebung einer Periode innerhalb
eines Rahmenabtastintevalls abzuschließen. Ferner kann die
Phasenverschiebung in ähnlicher Weise auf den Fall angewendet werden, in welchem
die Anzeigefläche in umgekehrter Weise von unten nach oben oder in
willkürlicher Weise abgetastet wird. Die herkömmliche
Mehrfachleitungsauswahl verwendet das Kombinationsmuster des Orthonormalfunktionssatzes,
der über das eine Rahmenintervall fixiert ist, was zu einer
Kontrastschwankung führt, während das Verfahren der Erfindung die Phase der
Signalformen der Abtastsignale horizontal verschiebt, um somit die optische Antwort
gleichmäßig zu machen und die Rahmenantwort im Alle-Ein- oder Aus-
Zustand zu unterdrücken und gleichzeitig den Kontrast zu verbessern.
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Fig. 10 zeigt ein Beispiel der horizontal phasenverschobenen Signalformen.
Bei der gleichzeitigen Auswahl von vier Leitungen werden die Signalformen
der Abtastsignale auf der Grundlage der Walsh-Funktionen so angeordnet,
daß der Satz von vier orthonormalen Signalformen schrittweise überall dort
phasenverschoben wird, wo jede Gruppe von vier gleichzeitigen Leitungen
ausgewählt wird. Im Zeitablaufdiagramm der Fig. 10 bezeichnet Fi(t) die
jeweilige Abtastsignalform. Jeder Satz von vier Leitungen wird in
gruppensequentieller Weise ausgewählt, um die Anzeigefläche von oben nach unten
abzutasten. In der ersten Rahmenabtastung sind die Orthonormalsignale F1,
F2, F3 und F4 auf +Vr, +Vr, +Vr bzw. +Vr gesetzt. Der nächste Satz von F5,
F6, F7 und F8 ist auf +Vr, +Vr, -Vr und -Vr gesetzt, was gegenüber dem
vorangehenden Satz um eine Phase verschoben ist. In ähnlicher Weise sind
auch die Orthonormalsignale nach F8 sequentiell phasenverschoben.
Andererseits werden die jeweiligen Spaltensignalelektroden mit den
Datensignalen G1(t), G2(t), G3(t) beaufschlagt, welche gemäß der obenerwähnten
Punktproduktgleichung berechnet worden sind. Im Gegensatz zum
herkömmlichen Datensignal G2(t) im Alle-Ein-Zustand und dem herkömmlichen
Datensignal G3(t) im Alle-Aus-Zustand, wenn die an die Signalelektrode
angelegte Spannung im ersten Rahmenintervall konzentriert ist, ist das hier
beschriebene Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung in
jeder Rahmenperiode angelegt wird, um sie gleichmäßig über den
Halbzyklus zu spreizen.
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Fig. 11 zeigt eine Spannungssignalform, die an die Flüssigkristallschicht
während des Alle-Ein-Zustands angelegt wird. Im Gegensatz zum Graphen
der Fig. 9B ist die Schwankung der optischen Antwort eliminiert, so daß die
Durchlässigkeit derjenigen des in Fig. 9A gezeigten willkürlichen Musters
gleicht. Wie oben beschrieben worden ist, kann das Horizontalverschiebungs-Ansteuerverfahren
die allmähliche Verringerung der optischen
Durchlässigkeit am Flüssigkristall in Reaktion auf die periodische
Rahmenabtastung verhindern, wodurch stabil ein hoher Kontrastpegel erhalten wird.
Ferner kann die Schwankung der Durchlässigkeit im Alle-Ein-Zustand
unterdrückt werden, ebenso wie die optische Antwort im Zustand mit
willkürlichem Muster. Folglich kann die Kontrastveränderung in Abhängigkeit vom
Bildmuster beseitigt werden, wobei die Rahmenantwort unterdrückt werden
kann.
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Fig. 12 ist ein Schaltbild, das eine genaue Konstruktion des
Walsh-Funktionsgenerators zeigt, der das in Fig. 10 gezeigte horizontal verschobene
Kombinationsmuster synthetisiert. Dieser Generator weist grundsätzlich die
gleiche Konstruktion auf, wie der Walsh-Funktionsgenerator der Fig. 7, und
kann leicht in die Ansteuerschaltung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der
Fig. 5 integriert werden. Der Unterschied besteht darin, daß eine
Horizontalschiebevorrichtung 319 mit der Steuervorrichtung 318 verbunden ist. Diese
Horizontalschiebevorrichtung 319 empfängt ein Taktsignal (Takt), das in
Reaktion auf einen Abtaststart erzeugt wird, und ein Löschsignal (Löschen),
das bei jedem Halbzyklus erzeugt wird, um über die Steuervorrichtung 318
die Phasenverschiebung des Kombinationsmusters der Orthonormalsignale
zu erreichen. Genauer wird während des Verlaufs der gruppensequentiellen
Abtastung der erste DIP-Schalter 311 mittels der Auswahlvorrichtungen 315
und 317 ausgewählt, um das Kombinationmuster 1, 1, 1, 1 für die erste
Gruppe auszugeben. Dementsprechend wird der Satz von
Orthonormalsignalen dargestellt durch F1 = 1, F2 = 1, F3 = 1 und F4 = 1. Für die zweite
Gruppe wird der zweite DIP-Schalter 312 mittels der Auswahlvorrichtungen
315 und 317 ausgewählt, um das Kombinationsmuster 1, 1, 0, 0
auszugeben. Wie dementsprechend in Fig. 10 gezeigt ist, wird der Satz der
Abtastsignale dargestellt durch F5 = 1, F6 = 1, F7 = 0 und F8 = 0. In ähnlicher Weise
wird der dritte DIP-Schalter 313 mittels der Auswahlvorrichtungen 316 und
317 ausgewählt, um das Kombinationsmuster 1, 0, 0, 1 für die dritte Gruppe
auszugeben. Der vierte DIP-Schalter 314 wird mittels der
Auswahlvorrichtungen 316 und 317 ausgewählt, um das Kombinationsmuster 1, 0, 1, 0
auszugeben. Anschließend wird das Kombinationsmuster bei jeder Gruppe
phasenverschoben, um die erste Rahmenabtastung abzuschließen.
Während der zweiten Rahmenabtastung wird die Startposition vom ersten DIP-
Schalter 311 auf den zweiten DIP-Schalter 312 unter der Steuerung durch
die Horizontalschiebevorrichtung 319 umgeschaltet. Folglich wird der zweite
DIP-Schalter 312 für die erste Gruppe mittels der Auswahlvorrichtungen 315
und 317 ausgewählt, um das Kombinationsmuster 1, 1, 0, 0 auszugeben.
Dementsprechend wird der Satz von Abtastsignalen dargestellt durch F1 = 1,
F2 = 1, F3 = 1 und F4 = 0 wie in Fig. 10 gezeigt ist. Für die nächste zweite
Gruppe wird der dritte DIP-Schalter 313 mittels der Auswahlvorrichtungen
316 und 317 ausgewählt, um das entsprechende Kombinationsmuster 1, 0,
0, 1 auszugeben. Dementsprechend wird der Satz von angelegten
Abtastsignalen dargestellt durch F5 = 1, F6 = 0, F7 = 0 und F8 = 1.
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Es folgt die Beschreibung der Vertikalverschiebungsansteuerung des
Kombinationsmusters der Orthonormalfunktionen. In dem Fall, in welchem
das feste Kombinationsmuster für die Abtastsignale verwendet wird, wie in
Fig. 2 gezeigt ist, weist das an die erste Zeile der Abtastelektrode angelegte
Orthonormalsignal F1 ein Sequenzmuster von 1, 1, 1, 1 entsprechend der
Walsh-Funktion erster Ordnung W1 auf. Dieses Sequenzmuster wird in der
letzten Hälfte des ersten Zyklus in der Polarität invertiert. Anschließend wird
erneut das gleiche Sequenzmuster 1, 1, 1, 1 in der ersten Hälfte des zweiten
Zyklus wiederhergestellt. Somit weist das erste Abtastsignal F1 eine Periode
auf, die mit dem gesamten Zyklus identisch ist. Das zweite Abtastsignal F2
weist ein Sequenzmuster von 1, 1, 0, 0 entsprechend der Walsh-Funktion
zweiter Ordnung W2 auf. Dementsprechend weist das Abtastsignal F2 eine
Periode auf, die mit dem Halbzyklus identisch ist. In ähnlicher Weise weist
das dritte Abtastsignal F3 eine Periode auf, die mit dem Halbzyklus identisch
ist, während jedoch das Signal F3 gegenüber dem Signal F2
phasenverschoben ist. Das vierte Abtastsignal F4 weist ein Sequenzmuster 1, 0, 1, 0
innerhalb eines Halbzyklus gemäß der Walsh-Funktion vierter Ordnung W4
auf. Dementsprechend weist das Abtastsignal F4 eine Periode auf, die mit
dem Viertelzyklus identisch ist. Auf diese Weise werden feste
Sequenzmuster wiederholt in jedem Zyklus verwendet, so daß die Frequenz des vierten
Signals F4 vier Mal so hoch wird wie diejenige des ersten Signals F1 und
ferner doppelt so hoch wird wie diejenige des zweiten und des dritten Signals
F2, F3. Der Flüssigkristall besitzt eine frequenzabhängige optische Antwort,
so daß die Rahmenantwortschwankung längs unterschiedlicher
Abtastelektroden auftritt, wodurch die Anzeigequalität beeinträchtigt wird. Eine solche
Rahmenantwortänderung wird insbesondere in dem Fall deutlich, in welchem
die Anzahl der gleichzeitig ausgewählten mehreren Leitungen sehr viel
kleiner ist als die Gesamtleitungszahl.
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Das Mehrfachleitungs-Auswahlverfahren kann verschiedene Signalformen
verwenden, um die Abtastelektroden anzusteuern; jedoch werden im
allgemeinen orthonormale Signalformen verwendet, da die Signalformen
zwischen den gleichzeitig ausgewählten Abtastelektroden verschieden sein
müssen. Wenn somit die Anzahl der gleichzeitig ausgewählten Leitungen
zunimmt, steigt die Frequenzdifferenz der Signalformen zwischen der ersten
und der letzten Leitung der gleichzeitig ausgewählten Abtastelektroden an.
Das an die Signalelektrode angelegte Datensignal wird berechnet mittels des
Punktprodukts der Matrixpunktdaten und der orthonormalen Signalformen.
Ferner ist die wirkliche Signalform, die an den Flüssigkristall angelegt wird,
zusammengesetzt aus den Spannungen, die an die Abtast- und
Signalelektroden angelegt werden. In dem Fall, in welchem die Mehrfachleitungszahl n
kleiner ist als N, wird die Spannung der Abtastelektrode größer als diejenige
der Signalelektrode, so daß die Signalform der Abtastelektrode signifikant zur
Frequenz der zusammengesetzten Signalform beiträgt. Andererseits wird in
dem Fall, in welchem die Mehrfachleitungszahl größer ist als N, die
Spannung der Signalelektrode in Abhängigkeit vom Bildmuster größer als
diejenige der Abtastelektrode, so daß die Signalform der Signalelektrode
signifikant zur Frequenz der zusammengesetzten Signalform beiträgt. Wie ferner in
Fig. 18 gezeigt, weist die Ansteuerung des Flüssigkristalls eine gewisse
Frequenzeigenschaft auf, so daß die Durchlässigkeit des Flüssigkristalls sich
in Abhängigkeit von der Ansteuerfrequenz ändert. Dementsprechend wird in
dem Fall, in welchem die Mehrfachleitungszahl n kleiner ist als die
Gesamtleitungszahl N, eine Durchlässigkeitsdifferenz zwischen der ersten und der
letzten Leitung der gleichzeitig ausgewählten Abtastelektroden erzeugt, um
eine horizontale Streifenschattierung auf der Anzeige mit einer Breite der
mehreren Leitungen hervorzurufen.
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Diesbezüglich bewirkt das in Fig. 13 gezeigte
Vertikalverschiebeungsverfahren die Mittelung der Frequenz der Abtastsignale, die an die jeweiligen
Zeilenelektroden angelegt werden. Wie in der Figur gezeigt ist, ist das
Kombinationsmuster der orthonormalen Abtastsignale in einer vorderen
Hälfte des ersten Zyklus identisch mit demjenigen der Fig. 2. Das heißt, das
Signal F1 entspricht W1, F2 entspricht W2, F3 entspricht W3 und F4
entspricht W4. In einer nachfolgenden Hälfte des ersten Zyklus ist der Satz von
Signalen F1-F4 lediglich in seiner Polarität invertiert. Im nächsten zweiten
Zyklus wird die vertikale Verschiebung des Kombinationsmusters des
Sequenzmusters vorgenommen, so daß das Kombinationsmuster W1, W2,
W3 und W4 geändert wird zu W4, W1, W2 und W3. Das heißt, das Signal F1
weist ein Sequenzmuster von 1, 0, 1, 0 entsprechend W4 auf, das Signal F2
weist ein Sequenzmuster von 1, 1, 1, 1 entsprechend W1 auf, das Signal F3
weist ein Sequenzmuster von 1, 1, 0, 0 entsprechend W2 auf und das Signal
F4 weist ein Sequenzmuster von 1, 0, 0, 1 entsprechend W3 auf.
Anschließend wird die Polaritätsumkehrung in der letzten Hälfte des zweiten Zyklus
bewerkstelligt. Die Vertikalverschiebung wird anschließend im dritten Zyklus
erneut durchgeführt, so daß das Kombinationsmuster dargestellt wird durch
W3, W4, W1 und W2. In ähnlicher Weise wird das Kombinationsmuster des
vierten Zyklus dargestellt durch W2, W3, W4 und W1. Das
Kombinationsmuster kehrt zum ersten Kombinationsmuster W1, W2, W3 und W4 im fünften
Zyklus zurück. Wie aus dem Zeitablaufdiagramm der Fig. 13 deutlich wird,
werden verschiedene Frequenzkomponenten über die Sequenz der Zyklen
mit Bezug auf irgendeines der Zeilensignale F1, F2, F3 und F4 gemischt, um
die Rahmenantwort abzuflachen. Die orthonormale Beziehung wird in jedem
Zyklus aufrechterhalten, während die vertikale Verschiebung sequentiell
vorgenommen wird. Alternativ kann in diesem Vertikalverschiebungsmodus
eine vertauschende Verschiebung der Zeilensignale anstelle der
sequentiellen Verschiebung verwendet werden. Ferner kann die Vertikalverschiebung
nach jeweils mehreren Zyklen vorgenommen werden, statt nach jeweils
einem Zyklus.
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Fig. 14 ist ein Schaltbild, das ein Beispiel des Walsh-Funktionsgenerators
zeigt, der für die Vertikalverschiebungsansteuerung geeignet ist. Dieser
Walsh-Funktionsgenerator hat grundsätzlich die gleiche Konstruktion wie der
Walsh-Funktionsgenerator 31 der Fig. 7 und kann somit leicht in die
Ansteuerschaltung der Fig. 5 integriert werden. Der Unterschied besteht darin, daß
eine Vertikalverschiebungsvorrichtung 310 nach der Auswahlvorrichtung 317
angeschlossen ist. Diese Vertikalverschiebungsvorrichtung 310 arbeitet in
Reaktion auf ein Signal "Takt", das in jedem Halbzyklus erzeugt wird, um die
Vertikalverschiebung zu bewirken. In der ersten Hälfte des ersten Zyklus wird
der Satz von vier Abtastsignalen, der von der Auswahlvorrichtung 317
ausgegeben wird, direkt zu den entsprechenden Abtastelektroden
übertragen. Anschließend wird die Polaritätsinversion in der zweiten Hälfte des
ersten Zyklus bewerkstelligt. Anschließend werden im zweiten Zyklus die vier
Abtastsignale gleichzeitig vertikal um eine Leitung verschoben, um sie den
Abtastelektroden zuzuführen. Nach der Polarisationsinversion in der letzten
Hälfte des zweiten Zyklus wird die vertikale Verschiebung von einer Leitung
in der ersten Hälfte des dritten Zyklus bewerkstelligt.
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Fig. 19 zeigt ein weiteres Beispiel der Vertikalverschiebungsansteuerung-
Signalformen, bei dem die Schieberichtung derjenigen des Beispiels der
Fig. 13 entgegengesetzt ist. In dem Fall, in welchem vier Leitungen
gleichzeitig in der Mehrfachauswahlansteuerung ausgewählt werden, bestehen die
Abtastsignale aus den Walsh-Funktionen, wobei eine untere Signalform in
jedem Zyklus um eine Leitung nach oben verschoben wird. Im
Zeitablaufdiagramm der Fig. 19 wird die jeweilige Signalform Fi(t) an die entsprechende
Abtastelektrode angelegt, wobei vier der Abtastsignale gleichzeitig
ausgewählt werden, um die Flüssigkristalltafel von oben nach unten abzutasten.
Anfangs im ersten Zyklus ist die erste Leitung auf die Signalform +Vr, +Vr,
+Vr, +Vr gesetzt, während die zweite Leitung auf die Signalform +Vr, +Vr,
-Vr, -Vr, die dritte Leitung auf die Signalform +Vr, -Vr, -Vr, +Vr und die vierte
Leitung auf die Signalform +Vr, -Vr, +Vr, -Vr gesetzt sind. Im nächsten Zyklus
ist die erste Leitung auf die Signalform +Vr, +Vr, -Vr, -Vr gesetzt, welche im
vorangehenden Zyklus auf die zweite Leitung gesetzt worden ist. Gleichzeitig
ist die zweite Leitung auf die Signalform +Vr, -Vr, -Vr, +Vr gesetzt, die dritte
Leitung auf die Signalform +Vr, -Vr, +Vr, -Vr und die vierte Leitung auf die
Signalform +Vr, +Vr, +Vr, +Vr gesetzt. Somit wird die Signalform bei jedem
Zyklus um eine Leitung verschoben, in ähnlicher Weise wie bei der
Ansteuerung der Abtastelektrode. Andererseits werden die Signalelektroden mit den
Datensignale G1(t), G2(t), G3(t) beaufschlagt, welche erhalten werden
mittels der Punktproduktberechnung, während das Kombinationsmuster Fi(t)
zyklisch verändert wird. Dementsprechend kann die horizontale
Streifenschattierung mit der Breite von vier Leitungen eliminiert werden, obwohl
zyklisch eine sehr geringe Durchlässigkeitsschwankung entwickelt werden
kann.
-
Fig. 20 zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem eine Anzahl von sieben Leitungen
gleichzeitig ausgewählt wird, wobei die Abtastsignale durch die Walsh-
Funktion bestimmt werden. In diesem Beispiel werden die erste und die
siebte Leitung miteinander vertauscht, die zweite und die sechste Leitung
miteinander vertauscht und die dritte und die fünfte Leitung miteinander
vertauscht, um somit das Kombinationsmuster in jedem Zyklus zu
aktualisieren. Im Zeitablaufdiagramm der Fig. 20 wird die jeweilige Signalform Fi(t) an
die entsprechende Abtastelektrode angelegt. Es werden sieben Leitungen
gleichzeitig ausgewählt, um die Flüssigkristalltafel von oben nach unten
abzutasten. Anfangs im ersten Zyklus wird die erste Leitung gesetzt auf +Vr,
+Vr, +Vr, +Vr, -Vr, -Vr, -Vr, -Vr, die zweite Leitung gesetzt auf +Vr, +Vr, -Vr,
-Vr, -Vr, -Vr, +Vr, +Vr, die dritte Leitung gesetzt auf +Vr, +Vr, -Vr, -Vr, +Vr,
+Vr, -Vr, -Vr, die vierte Leitung gesetzt auf +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, +Vr, -Vr, -Vr,
+Vr, die fünfte Leitung gesetzt auf +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, +Vr, -Vr, die
sechste Leitung gesetzt auf +Vr, -Vr, +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, und die
siebte Leitung gesetzt auf +Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, -Vr. Im nächsten
Zyklus wird die erste Leitung gesetzt auf +Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, -Vr,
die zweite Leitung gesetzt auf +Vr, -Vr, +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, die dritte
Leitung gesetzt auf +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, +Vr, -Vr, die vierte Leitung
gesetzt auf +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, die fünfte Leitung gesetzt auf
+Vr, +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, +Vr, -Vr, -Vr, die sechste Leitung gesetzt auf +Vr, +Vr,
-Vr, -Vr, -Vr, -Vr, +Vr, +Vr, und die siebte Leitung gesetzt auf +Vr, +Vr, +Vr,
+Vr, -Vr, -Vr, -Vr, -Vr. Anschließend kehrt das Kombinationsmuster zum
ersten Zyklus zurück, um somit wiederholt die Abtastelektroden anzusteuern.
Die Signalelektroden empfangen die entsprechenden Datensignale G1(t),
G2(t), G3(t) usw., die mittels der Punktproduktberechnung erhalten werden.
Die horizontale Streifenschattierung kann beseitigt werden, um ein
brauchbares Niveau der Anzeigequalität zu erreichen.
-
Fig. 21 ist ein erläuterndes Schaubild, das die Mehrfachleitungsauswahl-
Ansteuerung mit optimierter Mehrfachleitungsanzahl gemäß der Erfindung
zeigt. Die Flachmatrixtafel 1 weist eine geschichtete Struktur auf, die eine
Flüssigkristallschicht enthält, die zwischen Zeilen von Abtastelektroden und
Spalten von Signalelektroden 5 eingesetzt ist. Die Abtastelektroden 4 weisen
eine Gesamtleitungszahl N auf In der Figur ist N der Einfachheit halber auf
"16" gesetzt. Andererseits weisen die Signalelektroden 5 eine
Gesamtleitungszahl M auf. Im dargestellten Beispiel ist M der Einfachheit halber auf 12
gesetzt. Ferner kann die Flüssigkristallschicht aus einem STN-Flüssigkristall
bestehen. Die Flachmatrixtafel 1 wird mittels eines gemeinsamen Treibers 2,
der mit den Abtastelektroden 4 verbunden ist, und eines Segmenttreibers 3,
der mit den Signalelektroden 5 verbunden ist, angesteuert, um ein
gewünschtes Bild entsprechend den gegebenen Matrixpunktdaten Iij
anzuzeigen. Alle Punktdaten Iij sind einem Pixel zugewiesen, das an einem
Schnittpunkt zwischen der Zeilenabtastelektrode 4 und der Spaltensignalelektrode 5
definiert ist. Die Zeilennummer wird durch i angegeben, während die
Spaltennummer durch j angegeben wird. In dieser Ausführungsform nehmen die
Punktdaten Iij für das Ein-Pixel "-1" und für das Aus-Pixel "+1" an.
-
Ein Satz von Orthonormalsignalen Fi wird an den gemeinsamen Treiber 2
angelegt, um gleichzeitig eine gegebene Leitungsanzahl von
Abtastelektroden 4 in einer gruppensequentiellen Weise auszuwählen. Andererseits
werden dem Segmenttreiber 3 Punktproduktsignale zugeführt, die erhalten
werden durch die Punktproduktberechnung zwischen einem Satz von
Punktdaten Iij und dem Satz der Orthonormalsignale Fi, um die
Signalelektroden 5 synchron mit der gruppensequentiellen Abtastung anzusteuern.
Gemäß der Erfindung wird die Mehrfachleitungsanzahl der gleichzeitig
ausgewählten Abtastelektroden jeder Gruppe optimiert, um eine
Durchbruchspannung zwischen dem Segmenttreiber 3 und dem gemeinsamen Treiber 2
anzugleichen. Diese Optimierungsbedingung wird allgemein dargestellt durch
n = N, wobei N die Gesamtleitungszahl der Abtastelektroden bezeichnet
und n die in jeder Gruppe beteiligte Mehrfachleitungsanzahl bezeichnet. Zum
Beispiel weist die dargestellte Ausführungsform die Gesamtleitungszahl
N = 16 von Abtastelektroden auf, weshalb dessen Quadratwurzelwert
berechnet wird zu 16 = 4. Folglich ist die Mehrfachleitungsanzahl n jeder
Gruppe auf n = 4 gesetzt. Das heißt, die Anzahl von 16 Abtastelektroden
wird in vier Gruppen n1, n2, n3 und n4 unterteilt.
-
Im folgenden wird mit Bezug auf die in Fig. 21 gezeigten Signalformen das
Mehrfachleitungsauswahlverfahren genauer beschrieben. Die
Spannungssignalformen der Orthonormalsignale werden an die entsprechenden
Abtastelektroden angelegt. Jedes Orthonormalsignal wird entsprechend der Walsh-
Funktion (Fig. 3) gesetzt, die eine vollständige Orthonormalfunktion in (0,1)
ist. In diesem Beispiel werden die ersten vier Ordnungen von
Walsh-Funktionen verwendet, um einen Satz von Zeilenabtastsignalen zu schaffen, die
zueinander orthonormal sind. Bezüglich der ersten Gruppe n1 von
Abtastelektroden entspricht z. B. F1 der Walsh-Funktion erster Ordnung. Die
Walsh-Funktion erster Ordnung wird über eine erste Periode auf einem
Hochpegel gehalten, so daß F1(t) aus einem Impulszug von 1, 1, 1, 1
besteht, wobei "1" einen Spannungspegel von +Vr bezeichnet. Ferner
bezeichnet "0" einen Spannungspegel von -Vr, wobei der 0-Spannungspegel
im Nichtauswahlintervall aufrechterhalten wird. In ähnlicher Weise besteht
F2(t) aus einem Impulszug von 1, 1, 0, 0, der der Walsh-Funktion zweiter
Ordnung entspricht. F3(t) besteht aus einem Impulszug von 1, 0, 0, 1, der der
Walsh-Funktion dritte Ordnung entspricht. F4(t) besteht aus einem Impulszug
von 1, 0, 1, 0, der der Walsh-Funktion vierter Ordnung entspricht. Um die
gruppensequentielle Abtastung auszuführen, werden anfangs die
entsprechenden Impulse der Orthonormalsignale F1(t)-F4(t) an die erste Gruppe
n1 angelegt. Anschließend werden die Zeilenleitungen nach unten
abgetastet, um die zweite Gruppe n2 auszuwählen. Zu diesem Zeitpunkt wird der
Satz von Orthonormalsignalen F5(t)-F8(t) angelegt, der eine verschobene
Form des vorangehenden Satzes F1(t)-F4(t) ist, der in der ersten Gruppe
n1 angelegt worden ist. Diese gruppensequentielle Auswahl wird ausgeführt,
bis auf die vierte Gruppe n4 innerhalb eines Rahmens zugegriffen wird, um
somit die erste Abtastung abzuschließen. Anschließend werden in ähnlicher
Weise die zweite, die dritte und die vierte Abtastung der Reihe nach
ausgeführt, um eine Halbzyklusansteuerung entsprechend einer Periode des
Walsh-Funktionssatzes abzuschließen. In einem nächsten Halbzyklus wird
eine ähnliche gruppensequentielle Abtastung vier Mal wiederholt, während
die Polarität der Orthonormalsignale invertiert wird, um eine
Gleichstromkomponente zu eliminieren.
-
Andererseits stellt im Zeitablaufdiagramm der Fig. 21 ein Punktproduktsignal
Gj(t) eine Signalform dar, die an eine Signalelektrode angelegt wird. Dieses
Punktproduktsignal Gij(t) wird erhalten durch eine Punktproduktberechnung
zwischen einem Satz von Punktdaten Iij und dem Satz der
Orthonormalsignale Fi(t) gemäß der folgenden Gleichung:
-
Bei dieser Punktproduktberechnung wird die Summierung nur für die
ausgewählten Leitungen ausgeführt, da das Orthonormalsignal im
Nichtauswahlintervall einen 0-Spannungspegel aufweist. Dementsprechend kann im Fall
der Vier-Leitung-Gleichzeitigauswahl das Punktproduktsignal fünf
Spannungspegel aufweisen. Das heißt, das Punktproduktsignal benötigt als
Datensignal eine gewisse Anzahl von Spannungspegeln, die gleich der
Mehrfachleitungsanzahl + 1 ist.
-
Bei einem solchen Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerungsverfahren wird
ein Intervall zwischen benachbarten Hochspannungsimpulsen verkürzt, um
äquivalent eine Hochfrequenzwirkung ohne Reduzierung der Impulsbreite zu
erreichen. Ferner wird eine Potentialdifferenz zwischen dem
Hochspannungsimpulspegel und dem Vorspannungspegel reduziert, um die
Vorspannung anzuheben, ohne daß Ein/Aus-Auswahlverhältnis zu beeinträchtigen,
um somit die Verschlechterung des Anzeigekontrastes aufgrund der
Rahmenantwort zu unterdrücken. Außerdem wird gemäß der Erfindung die
Leitungszahl der gleichzeitig ausgewählten Elektroden jeder Gruppe
optimiert, um somit die Durchbruchspannung zwischen dem Segmenttreiber und
dem gemeinsamen Treiber anzugleichen. Wie z. B. in Fig. 21 gezeigt ist, wird
die Anzahl von 16 Abtastelektroden optimal in vier Gruppen unterteilt, die
jeweils vier Mehrfachleitungen enthalten. Im Zeitablaufdiagramm der Fig. 21
wird die gruppensequentielle Abtastung unter Verwendung des Satzes von
Orthonormalsignalen vier mal wiederholt, um somit ein Bild anzuzeigen. Die
gruppensequentielle Abtastung wird vier mal wiederholt, so daß die
Abtastimpulse gespreizt werden, um die Spannungspegel der Orthonormalsignale
zu verringern und die für den gemeinsamen Treiber benötigte
Durchbruchspannung zu verringern. Wenn die Abtastelektroden zu jeweils zwei
Leitungen gruppiert werden, wird die gruppensequentielle Abtastung zwei mal
wiederholt, um einen Halbzyklus abzuschließen. Dementsprechend werden
die Abtastimpulse nicht gespreizt, was zu einer Erhöhung der
Ansteuerspannung führt. Wenn im Gegensatz hierzu die Abtastelektroden zu jeweils acht
Leitungen gruppiert werden, wird die Ansteuerspannung im Vergleich zu der
Gruppierung mit vier Leitungen weiter verringert. In diesem Fall wird jedoch
der Spannungspegel des dem Segmenttreiber zugeführten
Punktproduktsignals ungünstig erhöht. Wie vorher beschrieben worden ist, erfordert das
Punktproduktsignal eine gewisse Anzahl von Spannungspegeln, die gleich
der Mehrfachleitungszahl + 1 ist. Somit sind fünf Spannungspegel im Fall von
n = 4 erforderlich, während neun Pegel im Fall von n = 8 erforderlich sind,
wodurch unvermeidbar der Spannungsbereich des Punktproduktsignals
vergrößert wird, was zu einer Erhöhung der Durchbruchspannung des
Segmenttreibers führt.
-
Fig. 22 ist ein Graph, der Meßdaten der Abhängigkeit der
Treiberdurchbruchspannung von der Mehrfachleitungszahl n zeigt. Bei dieser Messung wird die
Flachmatrixtafel mit der Gesamtleitungszahl N = 240 mit dem
Mehrfachleitungsauswahlverfahren angesteuert. In diesem Graphen sind die
Spannungspegel der Orthonormalsignale und der Punktproduktsignale gemessen
worden, um die Durchbruchspannungen zu ermitteln, die für den
Segmenttreiber und den gemeinsamen Treiber benötigt werden, wobei die
Mehrfachleitungsanzahl n in einer Anzeige eines willkürlichen Bildes verändert wird.
Wie aus dem Graphen deutlich wird, nimmt die Durchbruchspannung des
gemeinsamen Treibers mit zunehmender Mehrfachleitungszahl n ab,
während die Durchbruchspannung des Segmenttreibers mit zunehmender
Mehrfachleitungszahl n ansteigt. Beide Durchbruchspannungen sind in der
Umgebung von n = N in der Größenordnung von 15 V ausgeglichen. In
dem Fall, in welchem ein gemeinsamer Treiber-IC sowohl für den
Segmenttreiber als auch den gemeinsamen Treiber verwendet wird, wird die
Treiberdurchbruchspannung durch Optimieren der Mehrfachauswahlleitungszahl n
auf den minimalen Pegel gesenkt.
-
Fig. 23 zeigt ein weiteres Meßergebnis der Treiberdurchbruchspannung im
Fall einer Gesamtleitungszahl von N = 400. Wie aus dem Graphen deutlich
wird, sinkt die Durchbruchspannung des gemeinsamen Treibers mit
zunehmender Mehrfachauswahlleitungszahl n, während die Durchbruchspannung
des Sequenztreibers mit zunehmender Mehrfachauswahlleitungszahl n
ansteigt. Beide Durchbruchspannungen sind um n = N ausgeglichen,
wobei die Treiberdurchbruchspannung etwa 20 V beträgt.
-
Es folgt eine Beschreibung der Grauschattierung bei der
Mehrfachauswahlansteuerung mittels der Impulshöhenmodulation. Zuerst wird das Prinzip der
Grauschattierung zum besseren Verständnis des hier beschriebenen
Verfahrens genauer beschrieben. Eine Anzahl von L Zeilenleitungen wird
gleichzeitig im Mehrfachauswahlverfahren ausgewählt. Fig. 24 zeigt
herkömmliche Signalformen, die beobachtet werden, wenn drei Leitungen
(L = 3) gleichzeitig für die Ansteuerung ausgewählt werden. In der Figur
bezeichnen F1(t)-F5(t) Spannungssignalformen, die an die
Abtastelektrodenleitungen angelegt werden, während G1(t)-G3(t)
Spannungssignalformen bezeichnen, die an die Signalelektrodenleitungen angelegt werden. Die
Signalformen der Abtastelektrodenleitungen werden entsprechend dem
Walsh-Funktionssatz zugewiesen, der eine vollständige orthonormale
Funktion in (0,1) ist, wobei "0" -Vr (V) bezeichnet, "1" +Vr (V) bezeichnet und
die Signalform im Nichtauswahlintervall 0 (V) aufweist. Die Anzahl von L
Zeilenleitungen wird gleichzeitig ausgewählt, um eine Matrixtafel von oben
nach unten abzutasten. Die Abtastung wird mehrmals wiederholt, um eine
Periode des Walsh-Funktionssatzes abzuschließen. In einer nächsten
Periode wird die Polarität invertiert, um eine Gleichstromkomponente zu
eliminieren. Andererseits werden mit Bezug auf die Signalform des
Datensignals, das an die entsprechende Signalelektrodenleitung angelegt wird,
vorausgesetzt, daß die Gesamtleitungszahl N ist, Matrixpunktdaten
dargestellt durch Iij ("1 bezeichnet eine Zeilennummer und "j" bezeichnet eine
Spaltennummer), die kontinuierliche Graupegel von -1 ≤ Iij ≤ +1 aufweisen,
wobei die Daten Gj(t) gemäß der folgenden Beziehung berechnet werden:
-
wobei
-
In den obigen Gleichungen bezeichnet V(N+1) virtuelle Punktdaten, die einer
virtuellen Leitung zugeordnet sind, die bei der (n+1)-ten Nummer der
Zeilenleitungen vorgesehen ist. Da die Spannung der
Zeilenabtastelektrodenleitungen im Nichtauswahlintervall auf 0 (V) gesetzt ist, wird die Summierung nur
für die ausgewählten Leitungen bewerkstelligt. Die Spannung des Datensignals
Gi(t),
das an die Spaltensignale angelegt wird, wird somit nur aus dem
ersten Ausdruck bis zum (N/L-1)-fachen berechnet. Ferner wird bei der
letzten Auswahl der mehreren Leitungen L der zweite Ausdruck, der gemäß
der obigen Gleichung berechnet worden ist, zum ersten Ausdruck addiert.
Dieses Mehrfachleitungsauswahlverfahren weist folgende Vorteile auf:
-
(1) Ein Intervall zwischen benachbarten Hochspannungsimpulsen wird
verkürzt, um äquivalent die Hochfrequenzwirkung ohne Reduzierung der
Impulsbreite zu erzielen.
-
(2) Eine Potentialdifferenz zwischen der Hochspannungsimpulshöhe und
dem Vorspannungspegel wird reduziert, um somit die Vorspannung
anzuheben, ohne das Ein/Aus-Auswahlverhältnis zu beeinträchtigen, um somit eine
Verschlechterung des Anzeigekontrastes aufgrund der Rahmenantwort zu
unterdrücken.
-
Bei der Berechnung der virtuellen Daten V(N+1) der virtuellen Leitung (N+1)
wird, da die Punktdaten Iij einen kontinuierlichen Wert im Bereich von "-1" bis
"+1" annehmen, der Wert von V(N+1) maximal gleich N , wenn die
Punktdaten Iij den Zwischenwert "0" annehmen. In einem solchen Fall nimmt der
Wert von V(N+1) zu, wenn die Gesamtleitungszahl N relativ groß ist,
wodurch die Signalform des Datensignals eine impulsartige Hochspannung
aufweisen kann, wenn die letzten mehreren Leitungen ausgewählt sind, in
Abhängigkeit vom Bildmuster. Die wirklich an den Flüssigkristall angelegte
Signalform ist eine Zusammensetzung aus dem Zeilenabtastsignal und dem
Spaltendatensignal, dargestellt durch Uij(t) = Fi(t) - Gj(t), wie z. B.
F1(t) - F2(t), F2(t) - G2(t) usw., wie in Fig. 24 gezeigt ist. In dem Fall, in
welchem die Mehrfachauswahlleitungszahl L kleiner ist als N , ist die
Spannung der Zeilenabtastelektrode größer als diejenige des
Spaltendatensignals, so daß die Frequenz der zusammengesetzten Signalform von der
Signalform des Abtastsignals dominiert wird. Andererseits ist in dem Fall, in
welchem die Mehrfachauswahlleitungszahl L größer ist als N , die
Spannung der Spaltenelektrode höher als diejenige der Zeilenelektrode, in
Abhängigkeit vom Bildmuster, wodurch die Frequenz der
zusammengesetzten Signalform von der Signalform des Spaltendatensignals dominiert wird.
Ferner weist die Ansteuerung des Flüssigkristalls eine gewisse
Frequenzeigenschaft auf, so daß eine Durchlässigkeitsschwankung aufgrund der
Frequenzänderung erzeugt wird. In dem Fall, in welchem die
Mehrfachleitungszahl L beträchtlich kleiner ist als die Gesamtleitungszahl N, dominiert
daher die an die Zeilenabtastelektrode angelegte Signalform das Pixel.
Gemäß der herkömmlichen Berechnung, wie oben beschrieben ist, kann
andererseits eine impulsartige Hochspannung an die Signalelektroden
unabhängig vom Bildmuster angelegt werden, was zu einer Änderung der
Frequenzeigenschaft der zusammengesetzten Signalform führt, die an den
Flüssigkristall angelegt wird, wodurch eine Durchlässigkeitsschwankung
hervorgerufen wird.
-
Hinsichtlich der obenerwähnten Nachteile wird die Punktproduktberechnung
im hier beschriebenen Grauschattierungsverfahren verbessert. Fig. 25 zeigt
ein Beispiel der Ansteuersignalformen gemäß dem beschriebenen Verfahren.
Die Gesamtleitungszahl ist auf 240 gesetzt, während die
Mehrfachauswahlleitungszahl auf 3 gesetzt ist und die Abtastsignale aus der Walsh-Funktion
gebildet werden. Im Zeitablaufdiagramm der Fig. 25 stellt Fi(t) eine
Signalform dar, die an eine entsprechende Zeilenabtastelektrode angelegt wird.
Drei der Zeilenabtastelektroden werden gleichzeitig ausgewählt, um die
Flüssigkristalltafel von oben nach unten sequentiell abzutasten. Die erste
Leitung wird mit +Vr, +Vr, -Vr, -Vr beaufschlagt, die zweite Leitung mit +Vr,
-Vr, -Vr, +Vr beaufschlagt und die dritte Leitung mit +Vr, -Vr, +Vr, -Vr
beaufschlagt. Ferner wird die virtuelle Leitung mit +Vr, +Vr, +Vr, +Vr beaufschlagt.
Das Datensignal Gj(t), das an eine entsprechende Signalelektrode angelegt
wird, wird seinerseits gemäß den folgenden Gleichungen berechnet:
-
Zum Beispiel werden G1(t), G2(t) und G3(t) wie im Zeitablaufdiagramm der
Fig. 25 gezeigt berechnet, vorausgesetzt, daß das Bildmuster so gegeben
ist, daß die erste Zeile von Pixeln auf "-1" gesetzt ist, die zweite Zeile von
Pixeln auf "-1/2" gesetzt ist und die dritte Zeile von Pixeln auf "0" gesetzt ist,
während die restlichen Pixel im Nichtauswahlintervall nach F4(t) auf "-1", "0",
"+1/2" gesetzt sind.
-
Wie in Fig. 24 gezeigt, kann gemäß dem herkömmlichen
Berechnungsverfahren die Signalelektrode das Datensignal Gj(t) mit einem
Hochspannungspegel empfangen, der vergleichbar ist mit demjenigen des Abtastsignals Fi(t),
in Abhängigkeit vom Bildmuster. Im Gegensatz hierzu empfängt gemäß dem
Berechnungsverfahren, wie es in Fig. 25 gezeigt ist, die Signalelektrode
konstant das Datensignal Gj(t) ohne Hochspannung, unabhängig vom
Bildmuster. Dementsprechend empfängt der Flüssigkristall die wirklichen
Spannungssignalformen U11(t), U22(t), U33(t), wie in Fig. 25 gezeigt ist,
welche einander gleichen, unabhängig vom Bildmuster.
-
Fig. 26 zeigt ein weiteres Beispiel, in welchem die Gesamtleitungszahl auf
240 gesetzt ist, die Mehrfachauswahlleitungszahl auf 7 gesetzt ist und die
Abtastsignale aus dem Walsh-Funktionssatz gebildet werden. In der Figur
stellt Fi(t) eine Signalform dar, die an die entsprechende Abtastelektrode
angelegt wird. Es werden sieben Leitungen gleichzeitig ausgewählt, um die
Flüssigkristalltafel von oben nach unten abzutasten. Die erste Leitung wird
mit +Vr, +Vr, +Vr, +Vr, -Vr, -Vr, -Vr, -Vr beaufschlagt. Die zweite Leitung wird
mit +Vr, +Vr, -Vr, -Vr, -Vr, -Vr, +Vr, +Vr beaufschlagt. Die dritte Leitung wird
mit +Vr, +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, +Vr, -Vr, -Vr beaufschlagt. Die vierte Leitung wird
mit +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, +Vr, -Vr, -Vr, +Vr beaufschlagt. Die fünfte Leitung wird
mit +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, +Vr, -Vr beaufschlagt. Die sechste Leitung
wird mit +Vr, -Vr, +Vr, -Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr beaufschlagt. Die siebte Leitung
wird mit +Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, -Vr, +Vr, -Vr beaufschlagt. Die virtuelle
Leitung wird mit +Vr, +Vr, +Vr, +Vr, +Vr, +Vr, +Vr, +Vr beaufschlagt.
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Andererseits wird ein Datensignal Gj(t) das an eine entsprechende
Spaltensignalleitung angelegt wird, gemäß den vorangehenden Gleichungen
berechnet. Zum Beispiel werden G1(t), G2(t) und G3(t) wie in Fig. 26 gezeigt
berechnet, vorausgesetzt, daß das Bildmuster so gegeben ist, daß die erste
Zeile von Pixeln auf "-1" gesetzt ist, die zweite Zeile von Pixeln auf "-1/2"
gesetzt ist, die dritte Zeile von Pixeln auf "1/4" gesetzt ist, die vierte Zeile von
Pixeln auf "0" gesetzt ist, die fünfte Zeile von Pixeln auf "1/4" gesetzt ist, die
sechste Zeile von Pixeln auf "1/2" gesetzt ist und die siebte Zeile von Pixeln
auf "+1" gesetzt ist, während die übrigen Pixel auf "-1", "-1/2" und "0" für die
Nichtauswahlintervalle nach F8(t) gesetzt sind. In ähnlicher Weise wie bei
der Drei-Leitung-Auswahl wird die an die entsprechenden Pixel angelegte
Signalform dargestellt durch Uij(t), um eine Unterdrückung einer
Signalformdifferenz aufgrund des Bildmusters zu bewirken.
-
Ferner kann im Fall des Vorsehens einer virtuellen Leitung für jede der
Mehrfachauswahlleitungen die effektive Spannung, die in der (N+1)-ten
Leitung konzentriert ist, überall dort berechnet werden, wo die L Leitungen
ausgewählt sind, um die effektive Spannung über die Signalform zu spreizen
und somit das Anlegen einer impulsiven Hochspannung an die
Signalelektrodenleitungen zu vermeiden. In einem solchen Fall wird der Wert der
virtuellen Daten Vkj gemäß der folgenden ersten Gleichung berechnet,
während das Datensignal Gj(t) das an die Signalelektrodenleitungen angelegt
wird, gemäß der folgenden zweiten Gleichung berechnet wird:
-
Das heißt, die virtuellen Daten Vkj werden für die Summierung bei jeder
Mehrfachleitungsauswahl berechnet, um die Spannung der Signalelektroden
zu ermitteln. In diesem Fall erreicht der Wert von Vkj nur maximal L, was
nicht sehr hoch ist. Bei der Grauschattierungsanzeige mittels des
herkömmlichen Mehrfachauswahlverfahrens schwankt die Durchlässigkeit in
Abhängigkeit vom Bildmuster, während die virtuellen Daten unterteilt bei jeder
Mehrfachauswahl entsprechend dem hier beschriebenen Verfahren angelegt
werden, so daß die wirkliche Spannungssignalform, die an den Flüssigkristall
angelegt wird, von der Frequenz der Abtastsignale dominiert wird,
unabhängig vom Bildmuster, um somit den Anzeigezustand gleichmäßig zu machen.
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Wie oben beschrieben worden ist, werden die virtuellen Daten Vkj bei jedem
Auftreten der Mehrfachleitungsauswahl berechnet und addiert, um die an die
Signalelektroden angelegte Spannung zu ermitteln. In einem solchen Fall
kann der addierte Wert von Vkj berechnet werden mittels alter Punktdaten,
die den vorher ausgewählten mehreren Leitungen L zugewiesen sind,
entsprechend der folgenden Gleichung, statt mit den aktuellen Punktdaten,
die den derzeit ausgewählten mehreren Leitungen L zugewiesen sind.
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Durch Berechnung der virtuellen Daten Vkj unter Verwendung der alten
Punktdaten, die den mehreren Leitungen L zugewiesen sind und aus einem
Speicher wiedergewonnen werden, wenn die mehreren Leitungen L
unmittelbar vorher oder noch früher ausgewählt worden sind, kann das
Berechnungszeitintervall in der Treiberschaltung verlängert werden, um die
Schaltungskonstruktion zu vereinfachen.
-
Wenn das Datensignal Gj(t), das an die Signalelektroden angelegt wird,
berechnet wird, beträgt das belegte Zeitintervall 72 ns pro Pixel,
vorausgesetzt, daß die Gesamtzahl von Pixeln der Tafel 240 · 320 · 3 (RGB) beträgt
und die Rahmenfrequenz gleich 60 Hz ist. Um somit das Datensignal Gj(t) zu
berechnen, um es direkt dem Treiber-IC zuzuführen, ohne einen
Pufferspeicher zum Speichern der berechneten Ergebnisse zu verwenden, muß die
Berechnung nach 288 ns abgeschlossen sein in dem Fall, daß vier
Punktdaten parallel verarbeitet werden, oder die Berechnung muß innerhalb von
576 ns abgeschlossen sein, in dem Fall, daß acht Punktdaten in paralleler
Weise verarbeitet werden. Unter Berücksichtigung der Zugriffszeit auf den
Datenspeicher und der Berechnungszeit muß die Treiberschaltung schneller
gemacht werden, oder es müssen mehrere Berechnungseinheiten
vorgesehen werden, um die Parallelverarbeitung auszuführen. Gemäß dem
Berechnungsverfahren der virtuellen Daten Vkj werden die bei der vorangehenden
Auswahl wiedergewonnenen alten Daten genutzt, so daß die Subtraktion des
quadratischen Wertes von Iij von L vorläufig bei der vorangehenden Auswahl
ausgeführt wird und die Quadratwurzelberechnung bei der aktuellen Auswahl
ausgeführt wird, um ein zusätzliches Zeitintervall zu schaffen. Folglich kann
die Anzahl der gleichzeitig berechneten Punktdaten reduziert werden, um
somit die Treiberschaltung zu vereinfachen.
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Wie oben beschrieben worden ist, ist gemäß dem hier beschriebenen
Verfahren die Treiberschaltung des Flachmatrixtyps der Flüssigkristalltafel
mit dem Orthonormalsignalerzeugungsmittel zum Erzeugen eines Satzes von
Orthonormalsignalen versehen. Ferner wird ein geeignetes
Kombinationsmuster derselben sequentiell an den gemeinsamen Treiber angelegt, um
somit selektiv die Zeilen der Abtastelektroden in gruppensequentieller Weise
gemäß dem Kombinationsmuster anzusteuern. Hierzu kann der
Flachmatrixtyp der Flüssigkristalltafel mittels des Mehrfachleitungsauswahlverfahrens
vorteilhaft mit der effizienten und vereinfachten Schaltungskonstruktion
angesteuert werden. Das Kombinationsmuster der Orthonormalsignale kann
fest sein; jedoch kann das Kombinationsmuster bei jeder
gruppensequentiellen Ansteuerung horizontal verschoben werden, oder das
Kombinationsmuster kann in jedem Zyklus vertikal verschoben werden. Das
Orthonormalsignalerzeugungsmittel kann ein veränderliches Kombinationsmuster bilden,
während die orthonormale Beziehung aufrechterhalten wird, wodurch
vorteilhaft die Rahmenantwort unterdrückt wird und der Anzeigekontrast
verbessert wird. Im Mehrfachleitungsauswahlverfahren, bei dem der Satz von
Orthonormalsignalen sequentiell dem gemeinsamen Treiber zugeführt wird,
um selektiv die Zeilen der Abtastelektroden in gruppensequentieller Weise
anzusteuern, während die Punktproduktsignale, die von der
Punktproduktberechnung zwischen dem Punktdatensatz und dem Orthonormalsignalsatz
erhalten werden, dem Segmenttreiber zugeführt werden, um die Spalte der
Signalelektroden synchron mit der gruppensequentiellen Abtastung
anzusteuern, wird ferner die Anzahl der gleichzeitig ausgewählten Zeilenleitungen
innerhalb einer Gruppe optimiert, um vorteilhaft die Durchbruchspannung
zwischen dem Segmenttreiber und dem gemeinsamen Treiber anzugleichen.
Unter Verwendung der Horizontalverschiebungsansteuerung kann ferner die
Durchlässigkeit stabil auf einem hohen Pegel gehalten werden, selbst im
Alle-Ein-Zustand, ohne Reduktion der optischen Durchlässigkeit des
Flüssigkristalls in Reaktion auf eine Periode der Rahmenabtastung. Ferner kann die
Schwankung der Durchlässigkeit im Alle-Ein-Zustand unterdrückt werden, so
daß die optische Antwort ähnlich derjenigen im Anzeigezustand mit
willkürlichem Bild wird. Folglich kann die Kontraständerung in Abhängigkeit vom
Bildmuster eliminiert werden, um die Rahmenantwort zu reduzieren. Ferner
kann das Vertikalverschiebungsansteuerverfahren die horizontale
Streifenschattierung eliminieren, die aufgrund der Frequenzdifferenz der an die
Gruppe der Abtastelektroden angelegten Signalformen erzeugt würde,
wodurch eine gleichmäßige Anzeige erhalten wird. Außerdem kann das
Grauschattierungsansteuerverfahren eine impulsartige Hochspannung
unterdrücken, die in der an die Signalelektroden angelegten Signalform in
Abhängigkeit vom Bildmuster erscheinen würde, so daß die an den
Flüssigkristall angelegte Signalform von der Frequenz des Abtastsignals dominiert
wird, unabhängig vom Bildmuster, wodurch eine gleichmäßige Anzeige
erhalten wird. In diesem Fall kann die Berechnung der virtuellen Daten Vkj,
die für die Ermittlung der Datensignalspannung Gj(t) erforderlich ist,
durchgeführt werden, um von der unmittelbar vorausgehenden Auswahl oder noch
früher auszugehen, wodurch der Zugriff auf den Datenspeicher und die
Berechnung in zeitlich verteilter Weise ermöglicht wird, um somit eine
Vereinfachung und Verkleinerung der Treiberschaltung zu erreichen.