DE69331021T2

DE69331021T2 - Flüssigkristallanzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE69331021T2
Application number: DE69331021T
Authority: DE
Inventors: Masafumi Hoshino; Hirotomo Oniwa; Shigeru Senbonmatsu; Shuhei Yamamoto
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1992-12-24
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 2002-03-14
Anticipated expiration: 2013-12-23
Also published as: DE69331610D1; EP0604226B1; KR100293309B1; EP0807920A1; US5621425A; DE69320930D1; EP0807921A1; EP0604226A2; KR940015594A; DE69331021D1; EP0604226A3; DE69320930T2; DE69331610T2; EP0807921B1; EP0807920B1

Description

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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
EP 0507061A offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Adressieren von Flüssigkristallvorrichtungen.
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.
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:
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;
einen Rahmenspeicher zum Speichern von eingegebenen Punktdaten für jeden Rahmen;
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
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:
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.
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, das eine Grundkonstruktion der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Zeitablaufdiagramm ist, das eine Ausführungsform einer Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung zeigt;
Fig. 3 ein Signalformdiagramm ist, das einen orthonormalen Satz von Walsh- Funktionen zeigt;
Fig. 4 ein Graph ist, der eine Abhängigkeit eines Kontrastverhältnisses von einem Zeilenauswahlzeitintervall einer Flüssigkristalltafel zeigt;
Fig. 5A und 5B ein Schaltbild sind, die eine genaue Konstruktion einer Ansteuerschaltung der in Fig. 1 gezeigten Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt;
Fig. 6 ein Schaltbild ist, das eine genaue Konstruktion einer Speichereinheit zeigt, die in der Ansteuerschaltung der Fig. 5 enthalten ist;
Fig. 7 ein Schaltbild ist, das einen Walsh-Funktionsgenerator zeigt, der in der Ansteuerschaltung der Fig. 5 enthalten ist;
Fig. 8 ein Schaltbild ist, das eine genaue Konstruktion einer Berechnungseinheit zeigt, die in der Ansteuerschaltung der Fig. 5 enthalten ist;
Fig. 9A und 9B eine Gruppe sind, die eine optische Antwort der Flachmatrixtyp-Flüssigkristalltafel zeigt;
Fig. 10 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung gemäß einem Horizontalverschiebungsverfahren zeigt;
Fig. 11 eine Gruppe ist, die eine optische Antwort der Flüssigkristalltafel zeigt;
Fig. 12 ein Schaltbild ist, das eine beispielhafte Struktur des Walsh-Funktionsgenerators zeigt, der für die Horizontalverschiebungsansteuerung geeignet ist;
Fig. 13 ein Zeitablaufdiagramm ist, das die Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung gemäß einem Vertikalverschiebungsverfahren zeigt;
Fig. 14 ein Schaltbild ist, das eine beispielhafte Struktur des Walsh-Funktionsgenerators zeigt, der für das Vertikalverschiebungsverfahren geeignet ist;
Fig. 15 ein Graph ist, der eine optische Antwort einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Flachmatrixtyps zeigt;
Fig. 16 ein Graph ist, der eine weitere optische Antwort der herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Flachmatrixtyps zeigt;
Fig. 17 ein Graph ist, der eine weitere optische Antwort der herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Flachmatrixtyps zeigt;
Fig. 18 ein Graph ist, der eine Frequenzabhängigkeit der Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Flachmatrixtyps zeigt;
Fig. 19 ein Zeitablaufdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel der Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung gemäß dem Vertikalverschiebungsverfahren zeigt;
Fig. 20 ein Zeitablaufdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel der Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung gemäß dem Vertikalverschiebungsverfahren zeigt;
Fig. 21 ein schematisches Schaubild ist, das die Mehrfachleitung-Gleichzeitigansteuerung gemäß der Erfindung zeigt, bei der eine ausgewählte Leitungszahl optimiert ist;
Fig. 22 ein Graph ist, der eine Beziehung zwischen einer Treiberdurchbruchspannung und der gleichzeitig ausgewählten Leitungszahl zeigt;
Fig. 23 ein Graph ist, der in ähnlicher Weise eine Beziehung zwischen der Treiberdurchbruchspannung und der gleichzeitig ausgewählten Leitungszahl zeigt;
Fig. 24 ein Zeitablaufdiagramm ist, das eün herkömmliches Grauschattierungsverfahren gemäß einer Impulshöhenmodulation zeigt;
Fig. 25 ein Zeitablaufdiagramm ist, das das Grauschattierungsverfahren gemäß der Impulshöhenmodulation zeigt; und
Fig. 26 ein Zeitablaufdiagramm ist, das ein weiteres Beispiel des Grauschattierungsverfahrens gemäß der Impulshöhenmodulation zeigt.
Mit Bezug auf Fig. 1 wird eine Grundkonstruktion der Erfindung beschrieben.
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.
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.
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.
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:
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".
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.

Claims

1. Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die versehen ist mit einer Matrixtafel (1), die aus Zeilen von Abtastelektroden (4), Spalten von Signalelektroden (5) und einer dazwischenliegenden Flüssigkristallschicht besteht, einem gemeinsamen Treiber (2) zum Ansteuern der Zeilen der Abtastelektroden und einem Segmenttreiber (3) zum Ansteuern der Spalten der Signalelektroden, wobei die Vorrichtung umfaßt:

ein Orthonormalsignal-Erzeugungsmittel (7) 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 Gruppen-Sequentiellabtastung gemäß dem Kombinationsmuster zu bewirken;

einen Rahmenspeicher (6) zum Speichern von eingegebenen Punktdaten für jeden Rahmen;

ein Punktproduktberechnungsmittel (8) 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

ein Synchronisierungsmittel (9) zum Synchronisieren eines Wiedergewinnungszeitablaufs der Punktdaten aus dem Rahmenspeicher mit einem Übertragungszeitablauf der Orthonormalsignale vom Orthonormalsignal- Erzeugungsmittel, um somit die Gruppen-Sequentiellabtastung mehrere Male innerhalb eines Zyklus zu wiederholen, dadurch gekennzeichnet, daß:

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.

2. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Orthonormalsignal-Erzeugungsmittel ein Mittel enthält zum horizontalen Verschieben einer Phase des Satzes der Orthonormalsignale in Reaktion auf die Gruppen-Sequentiellabtastung, um das Kombinationsmuster zu bilden.

3. Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Orthonormalsignal-Erzeugungsmittel ein Mittel enthält zum vertikalen Verschieben oder Vertauschen der Orthonormalsignale bei jedem Zyklus der Gruppen-Sequentiellabtastungen, um somit das Kombinationsmuster zu bilden.