DE3212863A1

DE3212863A1 - Fluessigkristall-anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE3212863A1
Application number: DE19823212863
Authority: DE
Inventors: Hideo Tokyo Hoshi
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1981-04-07
Filing date: 1982-04-06
Publication date: 1982-10-21
Also published as: US4455576A; GB2098782B; GB2098782A; DE3212863C2

Description

DIPL-PHYS. F. ENDLICH qermering 5. _Aprii

PATENTANWALT 3

DIPL.-PHYS. F. ENDLICH. POSTFACH. D-WOA QERMERINQ

TELEFON: PHONE:	MÖNCHEN 84 36 38
TELEGRAMMADRES	^SE: PATENDLICH MÖNCHEN
TELEX:	52 1730 pate D

Meine Akte: D-4952

Anmelderin: Kabushiki Kaisha Daini Seikosha, Tokyo, Japan

Flüssigkristal!-Anzeigeeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einer MOS-Logik.

Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer bekannten Anzeigeeinrichtung für eine Bildwiedergabe mit Analogsignalen,'die einen Flüssigkristall und eine Anordnung von MOS-FET enthält. Eine Bildele- ■ menteinheit enthält einen MOS-FET 1, einen Kondensator 2 und eine Flüssigkristallzelle 3. Wenn eine negative Impulsspannung einer Gatterleitung Xi als Gattersignal zugeführt wird, ist der p-Kanal MOS-FET 1 leitend und der Kondensator 2 wird durch ein über eine Signalleitung Yi zugeführtes analoges Videosignal über den MOS-FET 1 aufgeladen. Der FET wird nach Beendigung des negativen Impulssignals nichtleitend. Da der Leckstrom durch den FET 1 und der Strom durch die Flüssigkristallzelle 3 im allgemeinen jedoch äußerst gering sind, wird die Ladespannung des Kondensators 2 während einer verhältnismäßig langen Zeitspanne aufrechterhalten und an die Flüssigkristallzelle 3 weiterhin angelegt.· Die Gattersignale werden von Xi, Xi+1 ,· Xi+2,. . . in der Reihenfolge der Zeilen abgetastet und die der Position der Gattersignale entsprechenden Videosignale werden von den Signalleitungen Yi, Yi+1, Yi+2,.... zugeführt, so daß das gesamte Bild wiedergegeben wird.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer Bildelementeinheit mit einem .p-Kanal FET, der ein η-leitendes Si-Substrat 4 und in dem pH—Diffusionsbereich eine Sourceelektrode 5 und eine Drainelektrode

6 aufweist. Die Sourceelektrode 5 ist in der Yi-Richtung in Fig. 1 angeschlossen. Mit 7 ist ein Gatteroxid und mit 8 eine Gatterelektrode bezeichnet, die in der Xi--Richtung angeschlossen .ist. Eine Bildelementelektrode 9 der Flüssigkristallzelle bildet die eine Elektrode und durch eine dünne Oxidschicht 11 und das Substrat 4 wird ein Kondensator gebildet. Über dem Flüssigkristall 12 ist eine transparente Gegenelektrode 13 ausgebildet, die als gemeinsame Elektrode für den gesamten Bildbereich dient. Ferner ist ein Substrat 14 aus Glas und eine Isolierschicht 10 vorgesehen. Bei einem Gleichstromantrieb liegt die Polarität der dem Flüssigkristall zugeführten Spannung in einer Richtung. Eine derartige Struktur arbeitet jedoch nicht sehr zuverlässig, insbesondere weil die Lebensdauer des Flüssigkristalls verhältnismäßig kurz ist. In diesem Zusammenhang wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die gemeinsame Elektrode entsprechend der Darstellung in Fig. 3 zu unterteilen, wobei die Gattersignalleitungen Xi, Xi+1, Xi+2,... synchronisiert mit den gemeinsamen Elektrodenleitungen Zi, Zi+1, Zi+2,... abgetastet werden. Die Videosignale und die Potentiale der gemeinsamen Elektroden werden gleichzeitig invertiert, so daß ein alternierender Antrieb erfolgt (JA-OS 120095/80). Bei diesem Verfahren ist es jedoch zur Anzeige von beispielsweise 240 χ 240 Bildelementen erforderlich, 240 Elektrodenleitungen der gemeinsamen Elektrode mit der Schaltung zu verbinden, so daß die Ausbildung der gemeinsamen Elektrode sehr schwierig ist.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß ein alternierender Antrieb mit einer einfacher ausgebildeten Schaltung durchführbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher er? läutert werden. Es zeigen: . ■

Fig. 1 ein Schaltbild einer bekannten Flüssigkristall-Wiedergabeeinrichtung;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Bildelementeinheit einer derartigen Wiedergabeeinrichtung;

Fig. 3 ein im Vergleich zu Fig. 1 abgewandeltes Schaltbild be-

kannter Art;

Fig. 4 ein Schaltbild einer Flüssigkristall-Wiedergabeeinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine Wiedergabeeinrichtung entsprechend dem Schaltbild in Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht auf die Wiedergabeeinrichtung in Fig. 5;

Fig. 7 ein Blockschaltbild entsprechend der Wiedergabeeinrichtung in Fig. 4 mit peripheren Treiberschaltungen;

Fig. 8 eine grafische Darstellung von Wellenformen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels in Fig. 7;

Fig. 9 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des Bildqualitätsfaktors in Abhängigkeit von der Unterteilungsanzahl N der gemeinsamen Elektrode mit den Wellenformen in Fig. 8;

Fig. 10 eine grafische Darstellung von Wellenformen beim abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß' der Erfindung'; '

Fig. 11 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des Bildqualitätsfaktors von der Anzahl N mit den Wellenformen in Fig. 8 und 10;

Fig. 12 A und 12 B schematische Darstellungen der Lagebeziehung zwischen der gemeinsamen Elektrode und den Bildelementleitungen, in denen die invertierenden Vorgänge snychronisiert werden;

Fig. 13 eine grafische Darstellung von Wellenformen bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;

Fig. 14 eine grafische Darstellung der Bildqualitätsfaktoren der Bildelementleitungen;

Fig. 15 ein Blockdiagramm einer Anzeigeeinrichtung und der peripheren Treiberschaltungen bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;

Fig. 16 Wellenformen der Frequenzteilerschaltung in Fig. 15;

Fig. 17 eine grafische Darstellung der Abhängigkeit des Bildqualitätsfaktors von der Anzahl N bei einer Verlängerung der Inversionsperiode;

Fig. 18 A eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen den Potentialen der gemeinsamen Elektrode und der Videosignale beim alternierenden Antrieb einer gemeinsamen Elektrode ohne Unterteilung; und

Fig. 18 B eine grafische Darstellung der Beziehung zwischen den

Potentialen der gemeinsamen Elektrode und den Videosignalen bei einer Wiedergabeeinrichtung gemäß der Erfindung.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in jeder Bildelementeinheit wie bei bekannten Flüssigkristall-Wiedergabeeinrichtungen ein MOS-FET 1, ein Kondensator 2 und eine Flüssigkristallzelle 3 vorgesehen. Das dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich jedoch dadurch von bekannten Schaltungen, daß die Leitungen der gemeinsamen Elektrode zu Gruppen zusammengefaßt sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht eine gemeinsame Elektrode drei Leitungen von Bildelementelektroden.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Schnittansicht entsprechen die Bezugszeichen 4 -■ 12 den in Fig. 2 dargestellten und beschriebenen Einzelheiten. In Fig. 5 sind ferner transparente Elektroden 15a, 15b und 15c vorgesehen, die mit den Leitungen Zj, Zj+1,... verbunden sind. Die transparenten Elektroden 15a, 15b und 15c sind in der Xi-Richtung in einer Breite entsprechend drei Leitungen der Bildelektroden 9 verbunden und in der Yi-Richtung unterteilt. Bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt deshalb die Anzahl der Elektrodenleitungen nur 1/3 der Anzahl der Gatterleitungen, die der Anzahl der Bildelernen te in der Zeilenrichtung entspricht. Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die 'Wiedergabeeinrichtung in Fig. 5.

Das Blockschaltbild in Fig.7 enthält eine Treiberschaltung 16 für die Gatterleitungen, die aus einem Schieberegister besteht. Es ist ein Eingangsanschluß 17 für serielle Daten, ein Eingangsanschluß 18 für Taktsignale und eine Treiberschaltung 19 für die 'Elektrodenleitungen Z vorgesehen, welche eine Inversion der beiden vorherbestimmten elektrischen Potentiale synchron mit den Taktsignalen durchführt. Ein Eingangsanschluß 20 dient zur Zuführung serieller Daten. Einem Eingangsanschluß 21 werden Taktsignale zugeführt. Eine Treiberschaltung 22 dient zum Abtasten (Sampling) von Videosignalen, die den Signalleitungen Y zugeführt werden. Ein Eingangsanschluß 23 dient zur Zufuhr, von Videosignalen. Ein Eingangsanschluß 24 dient zur Zufuhr von Taktsignalen, eine Schaltung '25 dient zur Inversion der Polarität der Videosignale und ein Eingangsanschluß 26 zur Zufuhr von die Polarität der Videosignale invertierenden Signalen. Fig. 8 zeigt die

WeIlenformen, die an den genannten Teilen auftreten.

In Verbindung mit Fig. 7 und 8 soll die Arbeitsweise der Schaltungen näher erläutert werden. Zunächst wird ein Videosignal a mit positiver Polarität dem Eingangsanschluß 2 3 zugeführt. Wenh ein Signal b, das die Periode von 1 Feld oder eines ganzzahligen Vielfachen von 1 Feld invertiert, dem Anschluß 26 zugeführt wird, wird ein Videosignal c der Treiberschaltung 22 zugeführt, dessen Polarität mit einer Periode von 1 Feld oder einem ganzzahligen Vielfachen davon durch die Schaltung 25 invertiert wird. Ein Impuls d mit einer kürzeren Impulsbreite als die Periode T,. die einer Abtastzeile entspricht, wird synchron mit dem Signal b dem Anschluß der Treiberschaltung 16 zugeführt. Ein Impuls e mit einer Periode T wird seriell dem Eingangsanschluß 19 für Täktsignale zugeführt. Schreib-Impulssignale Xi, Xi+1,... werden jeder der betreffenden Gatterleitungen xi, xi+1,.. zugeführt. Die p-Kanal-Feldeffekttransistoren werden in der Folge der Zeile leitend. Den Positionen der Bildelemente entsprechende Videosignale werden über die Signalleitungen Yi, Yi+1,... zugeführt, so daß jeder der Kondensatoren in der Reihenfolge der Leitungen aufgeladen wird. In dieser Weise werden die gewünschten' Spannungen· den Bildelektroden sequentiell zugeführt.

Das Inversionssignal b wird dem seriellen Eingangsanschluß 20 der Treiberschaltung 19 für die Elektrodenleitungen zugeführt. Ein Impuls f mit einer Periode 3T wird dem Eingangseinschluß 21 zugeführt und das Potential jeder der Elektrodenleitungen Z wird mit dem Impuls f pro Feld oder einem ganzzahligen Vielfachen davon synchronisiert und die Inversion zwischen der hohen Spannung VH und der niedrigen Spannung VL wird wiederholt. Deshalb liegen die Bildelement-Elektrodenleitungen entsprechend den Gatterleitungen Xi, Xi+1 und Xi+2 den Elektrodenleitungen Zj und die Bildelement-Elektrodenleitungen entsprechend den Gatterleitungen Xi+3, Xi+4 und Xi+5 den Elektrodenleitungen Zj+1 gegenüber. Die Polarität der dem Flüssigkristall zugeführten Spannung wird deshalb für drei Leitungen von Bildelementen für 1 Feld oder für ein ganzzahliges Vielfaches davon invertiert, um einen alternierenden Antrieb zu ermöglichen.

Die Beziehung zwischen den Potentialen VH,VL der gemeinsamen Elektrode und den Videosignalen wird derart eingestellt, daß die

Potentialdifferenz zwischen dem nichtinvertierten Videosignal C-P und VL im wesentlichen gleich der Potentia.ldiffcrenz zwischen dem invertierten Videosignal C-n und VH ist, wie durch die Wellenform Zj in Fig. .8 dargestellt ist. Damit ergibt sich eine gleichförmige Transparenz des Flüssigkristalls. Die Anzahl der gemeinsamen Elektrodenleitungen kann 1/3 der Anzahl der Bildelement-Elektrodenleitungen wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel betragen, so daß 80 gemeinsame Elektrodenleitungen, bei einem Anzeigefeld mit 240 χ 240 Bildelementen vorhanden sind. Deshalb ist eine Unterteilung auf '80 gemeinsame Elektrodenleitungen vorhanden.

Im folgenden soll die Beziehung zwischen der unterteilten Anzahl N der gemeinsamen Elektrodenleitungen und der Bildqualität erläutert werden. Der Bildqualitatsfaktor ~n ist gegeben durch:

t - t

t + t
P η

wobei t die Zeit bedeutet, während 'der jedes Bildelement normalerweise das Bild wiedergibt (positive Wiedergabe), und t die Zeit für die negative Wiedergabe bedeuten. Der Bildqualtitätsfaktor beinhaltet deshalb das Zeitverhältnis für die normale Wiedergabe des Bilds. Wenn der Bildqualitätsfaktor gleich 0 ist, ist das Bild bei der Zufuhr irgendeines Signals "grau", weil die positive und die negative Wiedergabe dasselbe Verhältnis aufweisen. Deshalb wird der Bildqualitätsfaktor jeder Bildelementleitung berechnet, um den durchschnittlichen Wert y\ des Bildqualitätsfaktors des Gesamtbilds zu ermitteln. Die Beziehung zwischen der unterteilten Anzahl N und dem Mittelwert des Bildqualitätsfaktors sit durch die Kurve 27 in Fig. 9 dargestellt. Der Verlauf der Kurve 2 7 zeigt, daß die Polarität pro jedem 1 Feld invertiert wird, und daß die zeitliche Steuerung der Inversion des Potentials der gemeinsamen Elektrode mit dem Schfeibtaktimpuls für die Bildelementleitung an dem Ende der Mehrzahl der gegenüberliegenden Bildelementelektroden synchronisiert ist, und daß die Anzal von Leitungen der Bildelemente größer als die unterteilte Anzahl der gemeinsamen Elektrode ist. Es wurde festgestellt, daß ein ausreichend klares Bild behalten wird, wenn der Bildqualitätsfaktor y\ weniger als 0,9 und vorzugsweise mehr als 0,95 beträgt. Fig. 9 zeigt, daß eine Unter-

teilung der gemeinsamen Elektrodenleitungen in eine Anzahl von mehr als 10 praktisch ausreicht, und daß ein ausreichend klares Bild bei einer Unterteilung in mehr als 20 erhalten werden kann. Obwohl die Unterteilungs-Anzahl der gemeinsamen Elektrode durch die Breite der drei Leitungen von Bildelementen bei. dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel bestimmt wird, kann die Breite der gemeinsamen Elektrode derart ausgewählt werden, daß die unterteilte Anzahl mehr als .10 und vorzugsweise mehr als 20 beträgt, was von der Anzahl von Bildelementen und der Größe der gesaraten Bildfläche abhängt. Wenn 240 χ 240 Bildelemente beispielsweise entsprechend der Anzahl 10 unterteilt werden, entspricht die Breite der gemeinsamen Elektrode 24 Leitungen von Bildelementen. Wenn eine Anzahl von feinen Bildelementen bei Verwendung einer MOS-Logik angetrieben werden, ist das bekannte.Verfahren der Unterteilung der gemeinsamen Elektrode für jede Bildelementzeile erheblich schlechter im Hinblick auf die Ausschußrate und die Herstellungkosten. Bei dem beschriebenen Ausführungsbelspiel kann dagegen eine sehr gute Bildwiedergabe erzielt werden und die Herstellung der gemeinsamen Elektrode für den alternierenden Antrieb ist wesentlich vereinfacht, falls die gemeinsame Elektrode entsprechend der Anzahl 10 oder 20 durch die Breite einer Mehrzahl von Bildelementzeilen unterteilt wird.

Fig. 1O zeigt Wellenformen bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel, bei dem eine Schaltung entsprechend Fig. 7 vorgesehen ist. Die Potentiale der Elektrodenleitungen Zj, Zj+1,... werden invertiert, um eine Koinzidenz mit der zeitlichen Steuerung der Inversion der Videosignale für die Bildelementleitung in dem Zentrum der gegenüberliegenden Bildelementleitungen zu erhalten. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 10 wird die zeitliche Steuerung der Inversion der Elektrodenleitung Zj mit der zeitlichen Steuerung der Inversion des Videosignals für xi+1 im Zentrum der gegenüberliegenden Bildelementleitüngen xi, xi+1 und xi+2 synchronisiert, also mit dem Schreibimpuls von Xi+1. In entsprechender Weise erfolgt eine Synchronisation der Inversion von Zi+1 mit dem Schreibimpuls von Xi+4.

Im folgenden soll der Bildqualitätsfaktor für den Fall erläutert werden, daß die zeitliche Steuerung der Inversion der gemeinsamen Elektrodenleitungen mit den Schreibimpulsen der Bildelementlei-

3 3 - ίο -

tung am Ende der gegenüberliegenden Bildelementleitungen wie in Fig. 8 synchronisiert werden, und falls die zeitliche Steuerung der Inversion der gemeinsamen Elektrodenleitungen mit den Schreibimpulsen der Bildelementleitung im Zentrum der gegenüberliegenden Bildelementleitungen wie in Fig. 10.synchronisiert werden. Wenn die Inversion für jedes Feld durchgeführt wird und die Anzahl von Bildelementleitungen 2 40 beträgt, ergibt sich t /t = 240/0 in der Bildelementleitung xi , t A_n = 239/1 für xi+1 , und t /t_n = 238/2 für xi+2, so daß Tj(xi) - 1, η(xi+1) = O,992 und 9Ί(χχ+2) = 0,983 bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 8. In entsprechender Weise ist 7\(xi) = 0,992, ?1(xi+1) = 1 und Ύ) (xi+2) = 0,992 bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 10. Der Mittelwert des Bildqualitätsfaktors ist bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 10 größer als bei dem Ausführungbeispiel in Fig. 8.

In Fig. 11 ist die Abhängigkeit des Bildqualitätsfaktors *h von der Anzahl N durch die Kurve 28 dargestellt. Die Kurve 27 in Fig. 11 ist identisch mit der Kurve 27 in Fig. 9. Aus Fig. 11 ist ersichtlich, daß bei dem Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 10 dieselbe Bildqualität wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 8 mit der Hälfte der Anzahl N erzielt werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 8 ist eine Anzahl von mehr als 20 erforderlich, um den Bildqualitätsfaktor von 0,95 zu überschreiten, damit sich ein ausreichend klares Bild ergibt, während bei dem Ausführungsbeispjel in Fig. 10 eine Anzahl N von mehr als 10 ausreicht. Dergleiche Effekt kann dadurch erzielt werden, daß eine Koinzidenz der zeitlichen Steuerung der .Inversion für die gemeinsame Elektrode mit der zeitlichen Steuerung der Inversion der Videosignale für die Bildelementleitung im wesentlichen im Zentrum der gegenüberliegenden Bildleitungen bewirkt wird, wobei es nicht erforderlich ist, eine Koinzidenz der zeitlichen Steuerung der Inversion für die Bildelementleitung genau in dem Zentrum der gegenüberliegenden Bildelementleitungen zu bewirken.

Fig. 12A zeigt eine dem Ausführungsbeispicl in Fig. 8 entsprechende schematische Darstellung, wobei die zeitliche Steuerung der Inversion der Polarität für eine in die Anzahl N unterteilte gemeinsame Elektrode 29 synchronisiert mit der zeitlichen Steuerung der Inversion des Videosignals für die Bildelementleitung (durch Pfeile dargestellt) am Ende einer Bildelementgruppe 30 gegenüber

jeder der gemeinsamen Teilelektroden erfolgt. Fig. 12B zeigt ^; ein Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 10, wobei die·zeitliche Steuerung der Inversion des Videosignals für die. Bildelementleitung in dem Zentrum der gegenüberliegenden Bildelementleitungen (durch Pfeile dargestellt) synchron mit der zeitlichen Steuerung der Inversion für die gemeinsamen Elektrodenleitungen erfolgt.

Fig. 13 zeigt Wellenformen in Verbindung mit einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel, bei dem eine. Schaltung entsprechend Fig. 7 vorgesehen ist. Ein Taktimpuls f wird zugeführt, um die zeitliche Steuerung der Inversion für die gemeinsamen Elektroden Z mit den Schreibimpulsen einer Bildelementleitung der gegenüberliegenden Bildelementleitungen zu synchronisieren, und um dann die synchronisierten Bildelementleitungen zu ändern. In Fig. -13 ist die zeitliche Steuerung der Inversion für Zj mit dem ersten Schreibimpuls Xi der gegenüberliegenden Bildelementleitungen synchronisiert, und die zeitliche Steuerung der Inversion für Zj+1 ist in entsprechender Weise mit dem Schreibimpuls Xi+3 synchronisiert. Die nächste zeitliche Steuerung der Inversion für Zj ist mit dem zweiten Schreibimpuls Xi+1. der gegenüberliegenden Bildelementleitungen synchronisiert, und die'.zeitliche Steuerung der Inversion für Zj+1 ist mit dem Schreibimpuls Xi+4 in entsprechender Weise synchronisiert. Die zeitliche Steuerung der Inversion für die nächste Inversion für Zj ist mit dem dritten Schreibimpuls Xi+2 der gegenüberliegenden Bildelementeleitungen synchronisiert, und die zeitliche Steuerung der Inversion für Zj + 1 ist" mit dem Schreibimpuls Xi+5 in entsprechender Weise synchronisiert. Ferner erfolgt die zeitliche Steuerung der nächsten Inversion für Zj und Zj+1 entsprechend den anfänglichen Schreibimpulsen Xi und Xi+3. .

Im folgenden soll erläutert werden, warum die· zeitliche Steuerung der Inversion der gemeinsamen Teilelektroden Verschiebungen aufweist. Wenn die zeitliche Steuerung der Inversion der gemeinsamen Teilelektroden immer mit dem Schreibimpuls derselben Bildelementleitung synchronisiert wird, ergibt sich für jede Bildiementzeile ein unterschiedlicher Bildqualitätsfaktor. Diesen Sachverhalt zeigt die sägezahnförmige Kurve 31 in Fig. 14. Daraus ist ersichtlich, daß die zeitliche Steuerung der Inversion der gemeinsamen Elektrode synchron mit dem Schreibimpuls auf der

ersten Bildelementleitung der gegenüberliegenden Bildelementleitungen auftritt/ die durch die Pfeile angedeutet sind, wenn N = 10. Aus der Kurve 31 geht ferner hervor, daß der Bildqualitätsfaktor beim Weggang von der Bildelementzeile abfällt, auf welcher der Schreibimpuls dafür mit der zeitlichen Steuerung der inversion für die gemeinsame Elektrode koinzidiert. Da die bei dem Flüssigkristall in jeder Bildelementzeile angelegte Spannung selbst dann unterschiedlich ist, wenn Videosignale mit' derselben Spannung dem Eingangsanschluß 23 in Fig. 7 zugeführt werden, ergibt sich eine unterschiedliche.Leuchtdichte der Bildwiedergabe. Deshalb ist das Bild am Randbereich der gemeinsamen Elektrode unnatürlich. Diese Ungleichförmigkeit tritt mehr oder weniger auf, selbst wenn der mittlere Bildqualitatsfaktor etwa 0,9 beträgt. Dieses Phänomen tritt deutlicher auf, wenn die Unterteilungs-Anzahl verringert wird. Deshalb wird die zeitliche Steuerung für die gemeinsame Elektrode mit den Schreibimpulsen der unterschiedlichen Bildelementleitungen aufeinanderfolgend synchronisiert, so daß das Phänomen nicht .auftritt, daß der Bildqualitätsfaktor für jedes Bildelement unterschiedlich ist, wie durch die Linie 32 in Fig. 14 dargestellt ist. Da sich dann ein konstanter Wert des Bildqualitätsfaktors ergibt, ergibt sich eine wesentlich verbesserte Bildwiedergabe. Da in Fig. 13 die Bildelementleitungen aufeinanderfolgend wechseln, deren Schreibimpulse mit der zeitlichen Steuerung der Inversion für die gemeinsame Elektrode synchronisiert sind, ist in diesem Zusammenhang ,zu beachten, daß die oben erwähnte Bildelementleitung beliebig geändert werden kann, oder.daß die mit der zeitlichen Steuerung der Inversion synchronisierte Bildelementleitung jeweils nach einer Mehrzahl von Inversionen geändert werden kann.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 15 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel in Fig. 7 darin, daß eine Frequenzteilerschaltung 33 vorgesehen ist. Wenn das Signal b, das jedes 1 Feld invertiert, dem Eingangsanschluß 26 der Frequenzteilerschaltung 33 zugeführt wird, hat das Ausgangssignal g in Fig. 16 eine entsprechend geringere Frequenz. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1-6 hat das Signal g 1/4 der Frequenz des Signals b. Die Wellenformen der anderen Teile bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 15 sind nicht dargestellt, da das Inversionssignal b bei den Aus-

führungsbeispielen in Fig. 8, 10 und 13 lediglich durch das Signal g ersetzt ist.

Fig. 17 zeigt die Abhängigkeit des Bildqualitatsfaktors .Tt bei einer Verlängerung der Periode des InversionsVorgangs. Die Kurve 28 zeigt den Bildqualitätsfaktor, wenn der Inversionsvorgang für jede Feldeinheit durchgeführt wird, weshalb die Kurve 28 gleich der Kurve 28 in Fig. 11 ist. Die Kurve 34 zeigt den Bildqualitätsfaktor, wenn der Inversionsvorgang für jeweils zwei Felder durchgeführt wird. Aus der Kurve 34 ist ersichtlich, daß sich -derselbe Bildqualitätsfaktor mit der Hälfte der Unterteilungs-Anzahl der gemeinsamen Elektrode im Vergleich mit der- Kurve 28 ergibt. Deshalb ergibt sich η =0,95 mit N = 5. Die Kurve 35 zeigt den Bildqualitatsfaktor, wenn der Inversionsvorgang für jeweils vier Felder durchgeführt wird.- Die Kurve 35 zeigt, daß derselbe Bildqualitätsfaktor mit der durch vier geteilten Anzahl der gemeinsamen Teilelektroden im Vergleich zu der Kurve 28 erhalten werden kann. Deshalb ergibt sich 'h = 0,94 wenn N = 2. Im Hinblick auf den Bildqualitätsfaktor ist an sich eine längere Inversionsperiode vorzuziehen. Bei einer längeren Inversionsperiode ist jedoch ein Bildflimmern bemerkbar, das durch den InversionsVorgang verursacht wird. Bei einem Fernsehsignal beiträgt das 1 Feld 1/60 Sekunde, so daß in den Fällen der Durchführung des Inversionsvorgangs für jedes 1 Feld, 2 Feld und 4 Feld die abwechselnden Antriebsfrequenzen 30Hz, .15Hz bzw. 7,5Hz betragen. Ein Flimmern ist bei einer Antriebs frequenz von 30Hz praktisch nicht zu bemerken, kann jedoch bei Frequenzen von 15Hz und 7,5Hz bemerkbar werden. Die Antriebsfrequenz, bei der das Flimmern auffallend wird, hängt von der Helligkeit des gesamten Wiedergabefelds ab, also von dem Reflexionsvermögen und der Farbdichte des Flüssigkristalls und der reflektierenden Platte. Deshalb kann derselbe Bildqualitätsfaktor durch eine kleine Unterteilungs-Anzahl erhalten werden, wenn die Antriebsfrequenz verringert wird, wenn also die Inversionsperiode innerhalb des Bereichs verlängert wird, in dem das Bildflimmern praktisch nicht bemerkbar ist.

Die hauptsächliche Zielsetzung der Erfindung, daß die Anzeigeeinrichtung für die Bildwiedergabe einfach herstellbar, sein soll und daß ein alternierender Antrieb durchführbar sein soll, wird entsprechend den obigen Ausführungen durch die beschriebenen

Ausführungsbeispiele erreicht. Eine sehr gute Bildwiedergabe kann erzielt werden, selbst wenn die Unterteilungs-Anzahl für die gemeinsame Elektrode je nach den vorliegenden Gegebenheiten beispielsweise 10 oder 20 oder etwa 2 beträgt.

Um eine Bildqualitätsfaktor Ύ\ von mehr als 0,95 zu erhalten, muß die folgende Bedingung erfüllt sein:

N χ Η ? 10.

Dabei bedeutet N die Unterteilungs-Anzahl der gemeinsamen Elektrode und H das Feld, in dem der Inversionsvorgang durchgeführt wird. Da die Inversion der Videosignale 39a und 39b und die Inversion der Potentiale 38a und 38b der gemeinsamen Elektrode entsprechend Fig. 18B bei der Erfindung durchgeführt werden, ist der dynamische Bereich der Videosignale praktisch derselbe wie derjenige der Spannung V_DD- Bei dem in Fig. 18A dargestellten bekannten Verfahren zum alternierenden Antrieb der gemeinsamen Elektrode ohne Unterteilung wird dagegen die Vorspannung derart eingestellt, daß die nichtinvertierten und invertierten Videosignale 37a und 37b über und unter dem Potential 36 der gemeinsamen Elektrode liegen, das konstant gehalten wird. Deshalb ist der dynamische Bereich der Videosignale geringer als die Hälfte der Spannung V_Dß.

Deshalb kann bei der Erfindung die Lebensdauer des Flüssigkristalls und die Zuverlässigkeit der Anzeige durch einen alternierenden Antrieb erhöht werden, die Ausschußrate und damit die Herstellungskosten können durch Vereinfachung der Herstellung erhöht werden, und außerdem ist ein geringerer Energieverbauch vorhanden, weil die Betriebsspannung gleichzeitig verringert werden kann.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung mit einer Anordnung von Feldeffekttransistoren in Zeilen und Spalten auf einer Halbleiterschicht aus einem isolierenden Substrat wie Glas oder einem Halbleitersubtrat, mit ersten Elektroden, die an den Feldeffekttransistoren ausgebildet sind, mit einer zweiten transparenten Elektrode, die auf einem transparenten Substrat gegenüber den ersten Elektroden ausgebildet ist,sowie mit einem zwischen diesen Elektroden angeordneten Flüssig-, kristall, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode in Zeilenrichtung mit einer Breite' unterteilt ist, die äquivalent mehreren Zeilen der ersten Elektroden ist, und daß eine Einrichtung zur Inversion der Polarität der den ersten Elektroden zugeführten .Videosignale und eine Einrichtung zur Inversion der Polarität der Spannung der zweiten Elektrode in einer Zeilenfolge vorgesehen ist.
2. Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignal-BiLarität der ersten Elektrodenleitung im Zentrum der Anzahl von ersten Elektroden gegenüberliegend der zweiten Elektrode gleichzeitig mit der Polarität der Spannung der gegenüberliegenden zweiten Elektrode invertiert wird.

Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Inversionsperiode der Polarität der Spannung der zweiten Elektrode nicht fixiert ist, und daß deshalb die zeitliche Steuerung der Inversion synchron mit der zeitlichen Steuerung der Inversion für einige Videosignale einer Mehrzahl erster Elektroden erfolgt, die zu der zweiten Elektrode weisen, und daß die erste Elektrodenleitung, die mit der zeitlichen Steuerung der Inversion für die gegenüberliegende zweite Elektrode synchronisiert ist, mit einem Zeitablauf geändert.

Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,' daß die Polarität der Videosignale bei jeder Feldeinheit oder einem ganzzahligen Vielfachen einer Feldeinheit invertiert wird.