DE68929223T2

DE68929223T2 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE68929223T2
Application number: DE68929223T
Authority: DE
Inventors: Yukiko Futami; Yutaka Inaba; Hiroshi Inoue; Masaki Kuribayashi; Akira Tsuboyama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-10-26
Filing date: 1989-10-25
Publication date: 2001-02-15
Anticipated expiration: 2009-10-26
Also published as: EP0726556B1; US5615027A; EP0366117A2; EP0366117A3; EP0726556A3; ATE140096T1; US5233447A; DE68926771D1; EP0726556A2; DE68929223D1; DE68926771T2; ATE193780T1; EP0366117B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall, insbesondere eine Flüssigkristall-Vorrichtung, die vom Auftreten merklichen Flimmerns befreit ist.
In einer Flüssigkristall-Fernsehflachanzeige werden unter Verwendung des herkömmlichen Ansteuersystems mit aktiver Matrix Dünnfilmtransistoren (TFT) entsprechend den jeweiligen Pixeln in einer Matrix angeordnet, und eine abgestufte Anzeige wird in der Weise ausgeführt, daß an einen TFT ein Gate-Einschaltimpuls angelegt wird, um die Source und den Dram leitend miteinander zu verbinden; dann wird ein Bildsignal durch die Source geliefert, um in einem Kondensator gespeichert zu werden, und ein Flüssigkristall (d. h., ein verdrillt-nematischer (TN-) Flüssigkristall) am Pixel wird entsprechend dem gespeicherten Signal angesteuert, während die Spannung des Bildsignals moduliert wird.
In einer derartigen Fernsehflachanzeige des Typs der aktiven Matrix unter Verwendung eines TN-Flüssigkristalls hat jeder verwendete TFT eine komplizierte Struktur, die viele Herstellschritte erfordert, so daß hohe Herstellkosten aufkommen und es schwer ist, einen Dünnfilm-Halbleiter von beispielsweise mehrkristallinem oder nichtkristallinem Silizium herzustellen, der die TFT über eine ausgedehnte Fläche bildet.
Andererseits ist eine Flachanzeige des passiven Matrixsystems unter Verwendung eines TN-Flüssigkristalls verfügbar, die nur geringe Herstellkosten erfordert. Bei diesem Typ der Flachanzeige wird jedoch ein Arbeitszyklus, d. h. ein Verhältnis der Zeit, bei dem ein ausgewählter Punkt mit einem wirksamen elektrischen Feld während der Abtastung eines Bildes beliefert wird (ein Vollbild), auf einen Betrag von 1/N herabgesetzt, so daß bei erhöhter Anzahl (N) von Abtastzeilen Ubersprechen eines Bildes verursacht wird und ein hoher Kontrast nicht ausgebildet werden kann. Da das Tastverhältnis herabgesetzt ist, wird es des weiteren schwierig, die Abstufung eines jeden Pixels durch Spannungsmodulation zu erreichen. Somit ist diese Art von Flüssigkristall-Flachanzeige nicht für eine Flachanzeige mit hoher Zeilendichte geeignet, insbesondere nicht für eine Flüssigkristall-Fernsehflächanzeige.
In den letzten Jahren ist die Anwendung einer Flüssigkristall-Vorrichtung mit Bistabilität von Clark und Lagerwall als eine Verbesserung der herkömmlichen Flüssigkristall-Vorrichtung in der Schrift U.S. Patent Nr. 4 367 941, der JP-A (Kokai) 56-107216 und weiteren beschrieben worden. Als bistabiler Flüssigkristall wird generell ein ferroelektrischer Flüssigkristall (nachstehend gelegentlich mit "FLC" bezeichnet) verwendet, der eine chiral-smektische C-Phase (SmC*) oder H-Phase (SmH*) nutzt. Der ferroelektrische Flüssigkristall nimmt abhängig von einem angelegten elektrischen Feld entweder einen ersten optisch stabilen Zustand oder einen zweiten optisch stabilen Zustand an, und behält den sich resultierenden Zustand bei Abwesenheit eines elektrischen Feldes bei, und zeigt somit Bistabilität. Des weiteren spricht der ferroelektrische Flüssigkristall schnell auf eine elektrische Änderung des Feldes an, und somit kann erwartet werden, daß die ferroelektrische Flüssigkristall-Vorrichtung im Bereich der Hochgeschwindigkeits-Anzeigevorrichtung und der Speichertyp- Anzeigevorrichtung weitestgehend verwendet werden wird.
Jedoch ist der zuvor genannten ferroelektrischen Flüssigkristall-Vorrichtung ein Problem des Flimmerns bei der Multiplexansteuerung eigen. Beispielsweise offenbart die Europäische offengelegte Patentanmeldung EP-A-149 899 ein Multiplexansteuerverfahren, bei dem ein Abtastauswahlsignal einer Wechselspannung, die ihre Polarität wechselt (oder die Signalphase desselben wird umgekehrt), an jedes Bild angelegt wird, um in selektiver Weise einen "Weiß"-Zustand (in Verbindung mit Nicol-Kreuz-Polarisatoren, die vorgesehen sind, um zu dieser Zeit einen "Hell"-Zustand hervorzurufen) in einem früheren Bild zu schreiben und dann in selektiver Weise einen "Schwarz"- Zustand (in Verbindung mit den Nicol-Kreuz-Polarisatoren, die zur Bildung eines "Dunkel"-Zustandes zu dieser Zeit vorgesehen sind) in einem nachfolgenden Bild zu schreiben. Zusätzlich zum obigen Ansteuerverfahren sind in den Patenten mit den Nummern 4 548 476 und 4 655 561 Ansteuerverfahren offenbart.
Bei einem derartigen Ansteuerverfahren wird zur Zeit des selektiven Schreibens von "Schwarz" nach einem selektiven Schreiben von "Weiß" ein Pixel selektiv in "Weiß" im vorhergehenden Bild geschrieben und in einen halbausgewählten Zustand versetzt, wozu an das Pixel eine Spannung angelegt wird, die kleiner als die Schreibspannung, aber noch wirksam ist. Zur Zeit des selektiven Schreibens von "Schwarz" nach dem Multiplex- Ansteuerverfahren werden im Ergebnis ausgewählte Pixel zum Schreiben von "Weiß", die den Hintergrund eines schwarzen Bildes bilden, insgesamt mit einer Halb-Auswahlspannung in einem 1/2- Bildzyklus (1/2 eines reziproken Bildes oder einer Bildabtastperiode), so daß die optische Eigenschaft der Weiß- Auswahlpixel sich in jedem 1/2 Bildzyklus ändert. Da die Anzahl von Weiß-Auswahlpixeln wesentlich größer als die Anzahl der Schwarz-Auswahlpixel auf einem weißen Hintergrund ist, verursacht der weiße Hintergrund Flimmern. Das Auftreten eines ähnlichen Flimmerns ist im Gegensatz zum obigen Fall auch auf der Anzeige von weißen Zeichen auf schwarzem Hintergrund zu beobachten. Im Falle, bei dem ein gewöhnliches Bild mit einer Frequenz von 30 Hz vorliegt, wird obige Halb-Auswahlspannung mit einer Frequenz von 15 Hz angelegt, welches die halbe Bildfrequenz ist, so daß ein Betrachter Flimmern wahrnimmt und die Anzeigequalität merklich herabgesetzt ist.
Insbesondere beim Ansteuern eines ferroelektrischen Flüssigkristalls bei niedriger Temperatur ist es erforderlich, längere Ansteuerimpulse (Abtastauswahlperioden) als diejenigen anzulegen, die mit einer 1/2-Bildfrequenz von 15 Hz bei höherer Temperatur verwendet werden, mit der Notwendigkeit der Abtastansteuerung mit einer niedrigeren 1/2-Bildfrequenz von beispielsweise 5 bis 10 Hz. Dies führt aufgrund einer niedrigen Bildfrequenzansteuerung bei niedriger Temperatur zum Auftreten merklichen Flimmerns.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu schaffen, bei der das durch eine niedrigen Bildfrequenz-Abtastansteuerung bedingte Auftreten von Flimmern unterdrückt wird.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu schaffen, die eine flimmerfreie Gradationsanzeige ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu schaffen, die das Auftreten von Bilddurchläufen verhindert.
Nach der vorliegenden Erfindung ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einem der Patentansprüche 1, 2 und 3 vorgesehen.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung deutlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 ist eine Aufsicht auf eine Elektrodenmatrix eines Matrixelektrodenaufbaues einer FLC-Vorrichtung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A - A' der in Fig. 1 dargestellten FLC-Einrichtung;
Fig. 3 ist eine Darstellung von Zwischenstufen;
Fig. 4A bis 4D sind Ansteuer-Wellenformdiagramme, die in der Erfindung verwendet werden;
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines Anzeigezustandes einer Matrixelektrodenstruktur;
Fig. 6A bis 6C zeigen einen Satz von Ansteuerwellenformdiagrammen, die in der Erfindung verwendet werden;
Fig. 7A und 7B zeigen einen weiteren Satz von Ansteuer- Wellenformdiagrammen, die in der Erfindung verwendet werden;
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild von Abgabemitteln einer Abtastelektroden-Ansteuerschaltung, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, das ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 10A bis 10D, Fig. 11A bis 11D, Fig. 12A bis 12C und Fig. 13A bis 13C zeigen jeweils einen weiteren Satz von Ansteuer-Wellenformdiagrammen nach der Erfindung;
Fig. 14 ist ein Schaltbild, das eine Ansteuerschaltung nach der Erfindung zeigt;
Fig. 15 und 16A bis 16D sind veranschaulichte Abstufungsdaten von Pixeln;
Fig. 17 ist eine Zeittafel, die in einem Ansteuersystem nach der Erfindung verwendet wird;
Fig. 18 ist ein weiteres Beispiel einer Ansteuerwellenform nach der Erfindung; und
Fig. 19 ist ein Blockschaltbild einer Flüssigkristallvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird auf der Grundlage eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das auf einen ferroelektrischen Flüssigkristall (FLC) anwendbar ist.
Fig. 1 ist eine schematische Aufsicht auf einen Matrixelektrodenaufbau einer FLC-Vorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A' in Fig. 1. In diesen Figuren verfügt die FLC-Vorrichtung über obere Elektroden 11A (A&sub1;, A&sub2;, A&sub3;...) und 11B (B&sub1;, B&sub2;, B&sub3; -..), die die Datenelektroden bilden, und über untere Elektroden 12, die die Abtastelektroden C bilden (C0, C1, C2, C3...). Diese Datenelektroden 11A, 11B und die Abtastelektroden 12 sind auf Glassubstraten 13 bzw. 14 gebildet und untereinander so angeordnet, daß sie eine Matrix mit einem FLC-Material 15 bilden, das sich zwischen diesen befindet. Wie aus den Figuren ersichtlich, ist ein Pixel durch eine Region E gebildet, die von einer Strichlinie umrandet ist, d. h. durch eine Region mit einer Abtastelektrode C (C&sub2; ist hier als Beispiel gezeigt) und zwei Datenelektroden A (A&sub2;) und B (B&sub2;) (Elektrodenbreite: A > B). Hierbei ist jede Datenelektrode A mit einer breiteren Elektrodenweite als die begleitende Datenelektrode B aufgebaut. Die Abtastelektrode C und die Dateneletroden A, B sind jeweils über Schalter SW mit einer Stromversorgung (nicht dargestellt) verbunden. Die Schalter SW sind so mit einer Steuereinheit verbunden, daß sie das EIN/AUS-Steuern der Schalter ausführen. Auf der Grundlage dieser Anordnung kann eine graue Skalenanzeige beispielsweise im Pixel E, das aus der Abtastelektrode C2 und den Datenelektroden A und B besteht, unter der Steuerung mittels der nachstehenden Steuerschaltung ausgeführt werden. Wenn die Abtastelektrode C&sub2; ausgewählt oder abgetastet wird, wird ein Weiß-Anzeigezustand "W" durch Anlegen eines "W"-Signals and die Datenelektroden A&sub2; bzw. B&sub2; bewirkt. Ein Anzeigezustand von "Grau 1" wird durch Anlegen eines "W"-Signals an A&sub2; und ein Schwarz ("B"-Signale) an B&sub2; erzielt; ein Anzeigezustand von "Grau 2" wird durch Anlegen eines "B"-Signals an A&sub2; und ein "W"-Signal an B&sub2; erzielt; und ein Schwarz-Anzeigezustand ("B") wird durch Anlegen eines "B"-Signals an A&sub2; bzw. B&sub2; erreicht. Fig. 3 zeigt die sich ergebenden Zustände W, Grau 1, Grau 2 und B, die die Grauskala bilden.
Auf diese Weise können Grauskalen mit 4 Pegeln realisiert werden, indem der FLC verwendet wird, der nur zur Anzeige eines binären Zustandes in der Lage ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung ist ein Pixel E zusammengesetzt aus einer Anzahl (n) von Kreuzungen von Elektroden mit Kreuzungsflächen, die eine geometrische Reihe von Verhältnissen ergeben, wie z. B. 1 : 2 : 4 : 8: ... : 2n-1 (die minimale Kreuzungsfläche wird mit 1 als Einheit angenommen)
Wenn eine Abtastelektrode nach der vorliegenden Erfindung in zwei Elektrodenstreifen mit den breiten C und D eingeteilt wird und zusammen mit der Datenelektrode A und B (A ≠ B) kombiniert wird, können 8 Abstufungspegel erzeugt werden, wenn C = D; und 16 Abstufungspegel, wenn C ≠ D.
Im Falle, bei dem nur die Datenelektrodenseite aufgespalten ist in Elektroden A und B, wenn deren Breite gleichgemacht wird (A = B) und Farbfilter mit komplementären Farben auf die den Elektroden A und B angeordnet werden, ist eine Farbanzeige von 4 Farben möglich. Wenn beispielsweise eine komplementäre Farbbeziehung von A = Gelb und B = Blau oder A = Magenta und B = Grün erfüllt wird, wird die Anzeige von vier Farben mit Weiß, Schwarz, A-Farbe und B-Farbe möglich.
In Fig. 2 sind die Polarisatoren 16A und 16B vorgesehen, deren Polarisationsachsen einander kreuzen, um so eine Schwarz- Anzeige im Schwarz-Zustand und eine Weiß-Anzeige für den Hell- Zustand zu ermöglichen.
Die in Fig. 1 dargestellte Elektrodenmatrix kann nach einem Ansteuerverfahren angesteuert werden, das nachstehend beschrieben wird, welches aber auch auf eine Elektrodenmatrix mit Abtastelektroden und Datenelektroden mit gleichen Elektrodenbreiten anwendbar ist.
Fig. 4A zeigt ein Abtastauswahlsignal Ss, ein Abtast-Nicht- Auswahlsignal SN, ein Weiß-Datensignal IW und ein Schwarz- Datensignal IB. Fig. 4B zeigt Spannungswellenformen (IW - Ss), die an ein ausgewähltes Pixel angelegt werden (die ein Weiß- Datensignal IW empfangen) unter den Pixeln (Kreuzungen zwischen Abtastelektroden und Datenelektroden) auf einer ausgewählten Abtastelektrode, die ein Abtastauswahlsignal Ss empfängt, eine Spannungswellenform (Ib - Ss) die an ein nicht ausgewähltes Pixel angelegt wird (Empfang eines Schwarz-Datensignals) auf der gleichen ausgewählten Abtastelektrode, und Spannungswellenformen, die an zwei Arten von Pixel auf nicht ausgewählten Abtastelektroden angelegt werden, die ein Abtast- Nicht-Auswahlsignal Sn empfangen. Gemäß den Fig. 4A und 4B wird ein nicht ausgewähltes Pixel auf einer ausgewählten Abtastelektrode mit einer Spannung -(V&sub1; + V&sub3;) beliefert, die eine Schwellwertspannung des ferroelektrischen Flüssigkristalls übersteigt, um den ferroelektrischen Flüssigkristall zur Annahme eines Ausrichtungszustandes zu veranlassen, der den Dunkel- Zustand erzeugt, so daß auf diese Weise "Schwarz" geschreiben wird. In dieser Phase t&sub1; wird ein ausgewähltes Pixel auf der, ausgewählten Abtastelektrode mit einer Spannung (-V&sub1; + V&sub3;) beliefert, die die Schwellwertspannungen des ferroelektrischen Flüssigkristalls nicht übersteigt, so daß der Ausrichtungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls nicht geändert wird. In einer Phase t&sub2; wird das ausgewählte Pixel auf der ausgewählten Abtastelektrode mit einer Spannung (V&sub2; + V&sub3;) beliefert, die die andere Schwellwertspannung des Flüssigkristalls übersteigt, um den ferroelektrischen Flüssigkristall zu veranlassen, den anderen Ausrichtungszustand einzunehmen, der ein Hell-Zustand ist, so daß auf diese Weise "Weiß" geschrieben wird. Des weiteren wird in der Phase t&sub2; das nicht ausgewählte Pixel auf dem ausgewählten Pixel mit einer Spannung (V&sub2;-V&sub3;) beliefert unterhalb der Schwellwertspannungen des ferroelektrischen Flüssigkristalls, um den Ausrichtungszustand beizubehalten, der in den vorherigen Phasen t&sub1; geschaffen wurde. Andererseits werden die Phasen t&sub1; und t&sub2;, die Pixel oder die nicht ausgewählten Abtastelektroden mit Spannungen ±V&sub3; unterhalb den Schwellwertspannungen des ferroelektrischen Flüssigkristalls beliefert. Im Ergebnis werden in diesem Ausführungsbeispiel die Pixel auf der ausgewählten Abtastelektrode in "Weiß" oder "Schwarz" in einer Schreibphase T&sub1; geschrieben, die die Phasen t&sub1; und t&sub2; enthält, und die Pixel behalten ihre eingeschriebenen Zustände bei, selbst wenn sie nachfolgend ein Abtast-Nicht-Auswahlsignal empfangen.
Des weiteren werden in der Phase T&sub2; dieses Beispiels Spannungen mit Polaritäten, die jenen der Datensignale in der Schreibphase T&sub1; entgegengesetzt sind, durch die Datenelektroden angelegt. Im Ergebnis, wie es im unteren Teil der Fig. 4A gezeigt ist, werden die Pixel auf den nicht ausgewählten Abtastelektroden einer Wechselspannung geliefert, so daß die Schwellwertkennlinie des ferroelektrischen Flüssigkristalls verbessert wird.
Fig. 4C ist eine Zeittafel eines Satzes von Spannungswellenformen, die für einen Anzeigezustand vorgesehen sind, der in Fig. 5 dargestellt ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Abtastauswahlsignal, das an die Abtastelektroden mit Überspringen von 5 Zeilen getrennt von einem Teilbild (eine Vertikalabtastung) angelegt wird, und das Abtastauswahlsignal wird an die Abtastelektroden angelegt, die nicht in den nächsten 6 aufeinanderfolgenden Teilbildern miteinander benachbart sind. Mit anderen Worten, in diesem Ausführungsbeispiel werden die Abtastelektroden 5 Zeilen (Elektroden) getrennt voneinander ausgewählt, so daß eine Vollbildabtastung in 6 Teilbildern der Abtastung (6 mal Vertikalabtastung) ausgeführt wird. Im Ergebnis kann das Auftreten eines Flimmerns, das einer niedrigen Bildfrequenz zuzuschreiben ist, bemerkenswert unterdrückt werden, selbst wenn eine niedrige Temperatur eine längere Abtastauswahlperiode (T&sub1;+T&sub2;) erfordert und folglich unter einer Abtastansteuerung mit einer niedrigen Frequenz (d. h. von etwa 5 bis 10 Hz) kommt. Da nicht benachbarte Abtastelektroden in nachfolgenden 6 Teilbildern der Abtastung ausgewählt werden, wird das Pulsieren in effektiver Weise beseitigt.
Fig. 4D zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel unter Verwendung von in Fig. 4A dargestellten Ansteuerwellenformen. In diesem Beispiel werden den Abtastelektroden zwei Zeilen entfernt ausgewählt, so daß keine benachbarten Abtastelektroden in aufeinanderfolgenden 3 Teilbildern der Abtastung ausgewählt werden.
Fig. 6A und 6B zeigen ein weiteres Ansteuer- Ausführungsbeispiel, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Gemäß den Fig. 6A und 6B wird in Phase t&sub1; "Schwarz" geschrieben und in Phase t&sub2; "Weiß" geschrieben. In einer Zwischenphase t&sub2; wird ein Zusatzsignal durch Datenelektroden angelegt, um so eine Wechselspannung an die Pixel zur Zeit einer Nichtauswahl anzulegen, ähnlich wie im vorigen Ausführungsbeispiel. Ein solches zusätzliches Signal zeigt die Wirkung, wie sie in der Schrift U.S. Patent Nr. 4 655 561 und anderen offenbart ist.
Fig. 6C ist eine Zeittafel, die das Anlagen der Abtastauswahlsignale unter Verwendung von in Fig. 6A und 6B dargestellten Ansteuerwellenformen zeigt. In dem Ansteuer- Ausführungsbeispiel, das in Fig. 6C gezeigt ist, wird das Abtastauswahlsignal an die Abtastelektroden mit einem Sprung von 7 Zeilen entfernt von einer Bildabtastung angelegt, vervollständigt in 8 Teilbildern der Abtastung. Ebenfalls in diesem Ausführungsbeispiel wird das Abtastauswahlsignal an nicht angrenzende Abtastelektroden in aufeinanderfolgenden 8 Teilbildern der Abtastung angelegt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere kann ein Abtastauswahlsignal an die Abtastelektroden mit einem Sprung von 4 oder mehr Zeilen entfernt erfolgen, vorzugsweise 5 bis 20 entfernt. Des weiteren können im den obigen Ausführungsbeispielen die Spitzenwerte der Spannungssignale V&sub1;, - V&sub2; und ± V&sub3; vorzugsweise so gewählt werden, daß sie der Beziehung von V&sub1; = -V&sub2; > ± V&sub3;, insbesondere V&sub1; = -V&sub2; ≥ 2 ± V&sub3; genügen. Des weiteren können die Impulsdauern dieser Spannungssignale auf 1 usec bis 1 msec eingestellt werden, vorzugsweise aber auf 10 usec bis 100 usec, und es ist vorzuziehen, daß bei einer niedrigen Temperatur eine längere Impulsdauer eingestellt wird als bei einer höheren Temperatur.
Die Fig. 7A und 7B zeigen einen Satz von Ansteuerwellenformen in einem anderen Ausführungsbeispiel. Genauer gesagt, zeigt Fig. 7A ein Abtastauswahlsignal Ss, ein Abtast-Nicht-Auswahlsignal SN, ein Weiß-Datensignal IW und ein Schwarz-Datensignal IB. Fig. 4B zeigt eine Spannungswellenform (Iw - Ss), das an ein ausgewähltes Pixel (das ein Weiß-Datensignal empfängt) und den Pixeln (Kreuzungen zwischen Abtastelektroden und Datenelektroden) auf einer ausgewählten Abtastelektrode, die ein Abtastauswahlsignal Ss empfängt, eine Spannungswellenform (IB -Ss), das an ein Nicht-Auswahlsignal (empfängt ein Schwarz- Datensignal) auf der gleichen ausgewählten Abtastelektrode, und Spannungswellenformen, die an zwei Arten von Pixeln auf nicht ausgewählten Abtastelektroden angelegt werden, die ein Abtast- Nicht-Auswahlsignal S&sub1;&sub0; empfangen.
In diesem Ausführungsbeispiel werden vor dem Anlegen des zuvor genannten Abtastauswahlsignals Ss die Abtastelektroden mit einem Löschspannungssignal VH beaufschlagt, welches eine entgegengesetzte Polarität zu derjenigen des Abtastauswahlsignals Ss hat (in Hinsicht auf den Spannungspegel einer nicht ausgewählten Abtastelektrode), und hat eine Spannung, die eine Schwellwertspannung eines ferroelektrischen Flüssigkristalls übersteigt, wodurch die zugehörigen Pixel vorher auf einen neuen Ausrichtungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls ausgerichtet werden, um einen Dunkel-Zustand zu bilden, so daß auf diese Weise ein Löschschritt in einen "Schwarz"-Zustand ausgeführt wird. In diesem Falle ist es auch möglich, einen Löschschritt in einen "Weiß"-Zustand auf der Grundlage eines Hell-Zustandes einzuführen. In diesem Ausführungsbeispiel jedoch wird der Löschschritt in Schwarz vorgenommen, weil weniger Flimmern auftritt.
Gemäß den Fig. 7A und 7B wird in einer Phase t&sub1; ein ausgewähltes Pixel auf einer ausgewählten Abtastelektrode mit einer Spannung -(V&sub1; + V&sub2;) beaufschlagt, die die andere Schwellwertspannung des ferroelektrischen Flüssigkristalls übersteigt, um in einen Hell-Zustand auf der Grundlage der anderen Ausrichtungszustände des ferroelektrischen Flüssigkristalls überführt zu werden, um somit in "Weiß" geschrieben zu werden. In dieser Phase wird ein nicht ausgewähltes Pixel auf der ausgewählten Abtastelektrode mit einer Spannung (-V&sub1; + V&sub2;) unter den Schwellwertspannungen des ferroelektrischen Flüssigkristalls angelegt, so daß der Ausrichtungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls dadurch nicht geändert wird. Andererseits werden die Pixel auf den nicht ausgewählten Abtastelektroden mit Spannungen ± V&sub2; beaufschlagt, die unter den Schwellwertspannungen des ferroelektrischen Flüssigkristalls in der Phase t&sub1; liegen. Im Ergebnis werden in diesem Ausführungsbeispiel die Pixel auf der ausgewählten Abtastelektrode entweder in "Weiß" oder in "Schwarz" geschrieben, und die sich ergebenden Zustände werden beibehalten, selbst unter nachfolgender Beaufschlagung mit Abtast-Nicht-Auswahlsignalen.
Des weiteren werden in Phase t&sub2; dieses Ausführungsbeispiels durch die Datenelektroden Spannungen mit Polaritäten angelegt, die jenen der Datensignale in Phase t&sub1; entgegengesetzt sind. Im Ergebnis werden die Pixel zur Zeit der Nichtauswahl mit einer Wechselspannung beaufschlagt, so daß die Schwellwertkennlinie des ferroelektrischen Flüssigkristalls verbessert werden kann.
Fig. 7C ist eine Zeit zur Schaffung eines in Fig. 5 gezeigten Anzeigezustandesn unter Verwendung der Ansteuerwellenformen der Fig. 7A und 7B. In diesem Ausführungsbeispiel wird in einem Löschschritt vor dem Anlegen des Abtastauswahlsignals eine Löschspannung VH an die Abtastelektroden angelegt, und dann wird das Abtastauswahlsignal an die Abtastelektroden (mit Überspringen von) 5 Zeilen entfernt angelegt, so daß die Abtastauswahl an die Abtastelektroden angelegt wird, nicht einander in aufeinanderfolgenden 6 Teilbildern benachbart sind. Mit anderen Worten, in diesem Ausführungsbeispiel werden die Abtastelektroden 5 Zeilen entfernt ausgewählt, so daß eine Bildabtastung in 6 Teilbildern der Abtastung erfolgt. Im Ergebnis kann das Auftreten von Flimmern aufgrund der niedrigen Bildfrequenz bemerkenswert bei niedriger Temperatur unterdrückt werden, und auch das Auftreten von Bilddurchläufen wird in effektiver Weise beseitigt.
Fig. 7D zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Benutzung der in den Fig. 7A und 7B dargestellten Ansteuerwellenformen. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Abtastelektroden zwei Zeilen entfernt ausgewählt, so daß nicht benachbarte Abtastelektroden in aufeinanderfolgenden drei Teilbildern der Abtastung ausgewählt werden.
Fig. 7E zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Verwendung der Ansteuerwellenformen der Fig. 7A und 7B, wobei nur Abtastsignale längs zugehöriger Zustände der Anschlüsse Q&sub1; und Q&sub2;, dargestellt in Fig. 8, gezeigt werden. Entsprechend dem in Fig. 7E dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Block für 5 Abtastelektroden jeweils bestimmt, und für jeden Block wird ein Löschschritt durch Anlegen eines Löschspannungssignals VH durchgeführt und dann wird ein Abtastauswahlsignal nacheinander an nicht angrenzende Abtastelektroden angelegt.
Fig. 8 ist ein Teilschaltbild, das eine Ausgangsstufe einer Abtastelektroden-Ansteuerschaltung zur Ausführung der Ansteuerung im obigen Beispiel darstellt. In Fig. 8 enthält die Ausgangsstufe Anschlüsse R&sub1; bis R&sub5;, Puffer 81 (B&sub1; bis B&sub1;&sub0; ...), die mit Ausgangsleitungen S&sub1; bis S&sub1;&sub0; verbunden sind, und Anschlüsse Q&sub1; und Q&sub2;, die mit den Puffern 81 durch Auswahlleitungen 82 verbunden sind. Der Ausgangspegel eines Puffers 81 wird von einer Auswahlleitung 82 gesteuert. Wenn ein Anschluß Q&sub2; ausgewählt wird, werden die Puffer P1 bis P5 gleichzeitig eingeschaltet, um so die Pegel der Anschlüsse R1 bis R5 zu übertragen, wie sie sind, auf die Ausgangsleitungen S&sub1; bis S&sub5;. Wenn der Anschluß Q&sub2; nicht ausgewählt ist, werden die Ausgangsleitungen S&sub1; bis S&sub5; alle in einen zuvor beschriebenen konstanten Pegel gebracht, um die Zellen-Nichtauswahl festzulegen. Ein Anschluß Q&sub1; hat die gleiche Funktion in Hinsicht auf die Puffer B&sub6; bis B&sub1;&sub0;.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Verwendung in einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung. In Fig. 9 werden Datensignale an eine Flachanzeige 90 durch eine gemeinsame Datenelektroden- Ansteuerschaltung 91 geliefert. Andererseits wird eine Abtastelektroden-Ansteuerschaltung 92 in 3 Abschnitte #1, #2 und #3 eingeteilt, um so die Anzeigebereiche A, B bzw. C zu der Flachanzeige 90 zu steuern. Die Abtastelektroden- Ansteuerschaltungen #1 bis #3 werden getrennt von ihren eigen Logikschaltungen zusammengesetzt, und Abtastelektroden zum Schreiben werden durch Eingangssignale Q&sub1; bis Q&sub3; zuerst ausgewählt und zum Schreiben in den Bereichen A, B und C getrennt verwendet, so daß das Schreiben einer großen Kapazität und hohen Dichte mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden kann.
Die Fig. 10A und 10B zeigen einen Satz von Ansteuerwellenformen, die in einem weiterem Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Ebenso wie im vorherigen Beispiel wird vor dem Anlegen eines Abtastauwahlsignals eine Löschspannung VH angelegt, so daß der ganze Bildbereich oder ein Block desselben in "Schwarz" (oder in "Weiß") gelöscht wird.
In dem in den Fig. 10A und 10B dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Schreiben von "Weiß" in Phase t&sub2; ausgeführt. In einer vorangehenden Phase t&sub1; wird ein Zusatzsignal über Datenelektroden angelegt, um so eine Wechselspannung an die Pixel zur Zeit der Abtastung-Nichtauswahl in gleicher Weise wie im vorherigen Ausführungsbeispiel anzulegen. Ein derartiges Zusatzsignal zeigt die gleiche Wirkung, wie sie im U.S.-Patent Nr. 4 655 561 und andere offenbart ist.
Fig. 100 ist eine Zeittafel, die eine Zeitbeziehung des Beaufschlagens von Abtastauswahlsignalen unter Verwendung der in den Fig. 10A und 10B gezeigten Ansteuerwellenformen zeigt, wobei nur Abtastauswahlsignale gezeigt sind. Gemäß dem in Fig. 100 dargestellten Ansteuerausführungsbeispiel wird ein Abtastauswahlsignal an die Abtastelektroden mit Überspringen von 6 Zeilen entfernt angelegt, so daß eine Bildabtastung mit 7 Teilbildern der Abtastung vervollständigt wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Abtastauswahlsignal ebenfalls an die Abtastelektroden angelegt, die einander nicht in den aufeinanderfolgenden 7 Halbteilbildern der Abtastung benachbart sind.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das obige Beispiel beschränkt, und insbesondere kann ein Abtastauswahlsignal an 4 oder mehr Zeilen entfernt angelegt werden, vorzugsweise 5 bis 20 Zeilen entfernt.
Fig. 10 D zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Verwendung der in den Fig. 10A und 10B dargestellten Ansteurwellenformen, wobei nur Abtastsignale gezeigt sind. Gemäß dem in Fig. 10D dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Block für alle 5 Abtastelektroden benannt, und für jeden Block ein Löschschritt durch Anlegen eines Löschspannungssignals VH ausgeführt, gefolgt von sequentiellem Anlegen eines Abtastauswahlsignals an Abtastelektroden, die sich nicht benachbart sind. Des weiteren wird in diesem Beispiel eine Bildabtastung durch sequentielles Bewirken von Blockabtastoperationen für Blöcke ausgeführt, die einander nicht benachbart sind.
In den obigen in den Fig. 7A bis 7E und den Fig. 10A bis 10D dargestellten Ausführungsbeispielen werden vorzugsweise die nachstehenden Bedingungen erfüllt. Die Spitzenwerte der Spannungssignale VH, V&sub1; in den Fig. 7A bis 7E können vorzugsweise eingestellt werden, um der Beziehung zu genügen:
VH ≥ V&sub1; + V&sub2; und V&sub1; > ±V&sub2; , insbesondere V&sub1; ≥ V&sub2; = ± V&sub2; .
Die Spitzenwerte der Spannungssignale VH, V&sub1;, -V&sub2; und ± V&sub3; können vorzugsweise so eingestellt werden, daß sie den Beziehungen genügen: VH ≥ V&sub1; + V&sub3; , insbesondere V&sub1; ≥ V&sub2; = ± V&sub3; . Des weiteren können die Impulsdauern dieser Spannungssignale in den Fig. 7 und 10 auf 1 usec bis 1 msec eingestellt werden, aber vorzugsweise auf 10 usec -100 usec, und es wird vorgezogen, bei niedriger Temperatur eine längere Impulsdauer einzustellen als bei höherer Temperatur.
Fig. 11A zeigt ein Abtastauswahlsignal Ss, ein Abtast-Nicht- Auswahlsignal SN, ein Weiß-Datensignal IW und ein Schwarz- Datensignal Is in einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der vorliegenden Erfindung. Fig. 11B zeigt eine Spannungswellenform (IW -Ss), die an ein ausgewähltes Pixel (empfängt ein Weiß- Datensignal Iw) unter den Pixeln (Kreuzungen zwischen Abtastelektroden und Datenelektroden) auf einer ausgewählten Abtastelektrode, die ein Abtastauswahlsignal Ss empfängt, eine Spannungswellenform, die an ein nicht ausgewähltes Signal (empfängt ein Schwarz-Datensignal) auf der gleichen ausgewählten Abtastelektrode, und eine Spannungswellenform, die an zwei Arten von Pixeln auf nicht ausgewählten Abtastelektroden, die ein Abtast-Nicht-Auswahlsignal Sn empfangen, angelegt wird. Nach diesem in den Fig. 11A und 11B dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Phase T&sub1; zur Veranlassung eines Ausrichtungszustandes eines ferroelektrischen Flüssigkristalls unabhängig von der Art der Datenimpulse verwendet. In diesem Ausführungsbeispiel sind Nicolsche Kreuzpolisiatoren so eingestellt, daß eine Schwarzanzeige auf der Grundlage eines Schwarzzustandes erzeugt wird, wenn der ferroelektrische Flüssigkristall einen Ausrichtungszustand annimmt, aber es ist auch möglich, die Polarisatoren so einzurichten, daß ein Hellzustand entsprechend dem einem Ausrichtungszustand erzeugt wird. Des weiteren wird eine Röhre (Neben-) Phase t&sub1; in der Phase T&sub1; als eine Phase zum Anlegen eines Teiles eines Datensignals verwendet, das in Verbindung mit einem vorigen Abtastauswahlsignal angelegt wird. In Phase t&sub3; wird ein ausgewähltes Pixel auf einer ausgewählten Abtastelektrode, die ein Abtastauswahlsignal Ss empfängt, mit einer Spannung von -(V&sub1; + V&sub3;) beaufschlagt, um den anderen Ausrichtungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls herbeizuführen, wobei eine Weißanzeige auf der Grundlage eines Hellzustandes nach Löschen in einen "Schwarz"-Anzeige in der Phase T&sub1; gegeben wird. Andererseits wird ein anderes Pixel (nicht ausgewähltes Pixel) auf der ausgewählten Abtastelektrode mit einer Spannung -(V&sub1; - V&sub3;) beaufschlagt, welches jedoch auf eine Spannung gesetzt ist, die den Ausrichtungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls nicht ändert, so daß der Schwarz-Anzeigezustand, der aus der Phase T&sub1; resultiert, in der Phase t&sub3; beibehalten wird. Des weiteren werden die Pixel auf den nicht ausgewählten Abtastelektroden, die ein Abtast-Nicht-Auswahlsignal empfangen, mit Spannungen ± V&sub3; beaufschlagt, die die Ausrichtungszustände des ferroelektrischen Flüssigkristalls nicht ändern. Wegen des Speichereffekts des ferroelektrischen Flüssigkristalls werden die geschriebenen Zustände im Ergebnis während eines Teilbildes oder einer Bildabtastperiode beibehalten.
Des weiteren werden in Phase t&sub2; dieses Ausführungsbeispiels Spannungen mit entgegengesetzten Polaritäten gegenüber den Datenimpulsen der Schreibphase t&sub3; durch die Datenelektroden angelegt. Wie im unteren Teil der Fig. 11B gezeigt, werden im Ergebnis die Pixel auf den nicht ausgewählten Abtastelektroden mit einer Wechselspannung beaufschlagt, so daß die Schwellwerteigenschaft der ferroelektrischen Flüssigkristalls verbessert wird.
Fig. 11C ist eine Zeittafel eines Satzes von Spannungswellenformen, die einen Anzeigezustand erzeugen, wie er in Fig. 5 in Hinsicht auf die Abtastelektroden S&sub1; - S&sub8; dargestellt sind. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Abtastauswahlsignal an die Abtastelektroden mit einem Sprung von 3 Zeilen entfernt in ein Teilbild angelegt, und das Abtastauswahlsignal wird an die Abtastelektroden angelegt, die sich nicht in den aufeinanderfolgenden 4 Teilbildern benachbart sind. Mit anderen Worten, in diesem Ausführungsbeispiel werden die Abtastelektroden 3 Zeilen entfernt ausgewählt, so daß eine Bildabtastung in 4 Teilbildern der Abtastung ausgeführt wird. Mit anderen Worten, in diesem Ausführungsbeispiel werden die Abtastelektroden 3 Zeilen entfernt ausgewählt, so daß eine Bildabtastung in 4 Teilbildern der Abtastung erfolgt. Im Ergebnis kann das Auftreten eines Flimmerns, das einer niedrigen Bildfrequenz zuzuschreiben ist, bemerkenswert unterdrückt werden, selbst bei einer niedrigen Temperatur, die eine längere Abtastauswahlperiode (t&sub1; + t&sub2; + t&sub3;) erfordert und folglich unter einer Abtastansteuerung mit einer niedrigen Bildfrequenz (von beispielsweise 5 bis 10 Hz) liegt. Des weiteren werden als nicht benachbarte Abtastelektroden in aufeinanderfolgenden 4 Teilbildern der Abtastung ausgewählt, so daß das Pulsieren effektiv beseitigt wird.
Fig. 11D zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel unter Verwendung der in Fig. 11A dargestellten Ansteuerwellenformen. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Abtastelektroden 5 Zeilen entfernt ausgewählt, so daß nicht benachbarte Abtastelektroden in 6 aufeinanderfolgenden Teilbildern der Abtastung ausgewählt werden.
In den in den Fig. 11C und 11D dargestellten Ausführungsbeispielen wird in Hinsicht auf zwei aufeinanderfolgend angelegten Abtastauswahlsignale, die jeweils einen vorherigen Impuls (Spannung: -V&sub2;) und einen späteren Impuls (Spannung: V&sub1;) aufweisen, wobei der frühere Impuls (-V&sub2;) eines nachfolgenden Abtastauswahlsignals gleichzeitig mit dem späteren Impuls (V&sub1;) einer vorherigen Signals angelegt wird. In diesem Ausführungsbeispiel wird des weiteren die Abtastimpulse und die Datenimpulse so eingerichtet, daß sie der Beziehung von V1 = -V&sub2; = 3 +V&sub3; t&sub1; = t&sub2; = t&sub3; genügen. Diese Beziehungen sind nicht notwendigerweise erforderlich, aber z. B. kann eine Beziehung von V&sub1; = -V&sub2; = a +V&sub3; (a ≥ 2) anwendbar sein.
Die Fig. 12A und 12B zeigen einen Satz von Ansteuerwellenformen, die in einem weiteren Ansteuerrungsausführungsbeispiel verwendet werden. Nach dem in den Fig. 12A und 12B dargestellten Ausführungsbeispiel werden alle oder eine vorbestimmte Anzahl der Pixel auf einer ausgewählten Abtastelektrode in "Schwarz" in Phase T&sub1; gelöscht, unabhängig von der Art der Daten der betroffenen Datensignale, und in Schreibphase t&sub3; wird ein ausgewähltes Pixel unter den Pixeln mit einer Spannung beaufschlagt, die eine Weißanzeige hervorruft, und die anderen Pixel unter den Pixeln werden mit einer Spannung beaufschlagt, die die Schwarzanzeige beibehält. Phase t&sub4; ist eine Phase zum Anlegen zusätzlicher Signale über die Datenelektroden, um so immer eine Wechselspannung an die Pixel zur Zeit der Nichtauswahl anzulegen, und diese Zusatzsignale entsprechen einem Teil der Datensignale für vorherigen Dateneingang, der in Phase t&sub1; angelegt wird. Der Effekt des Anlegens eines solchen zusätzlichen Signals ist beispielsweise in der Schrift U.S. Patent Nr. 4 655 561 beschrieben.
Fig. 12C ist eine Zeittafel eines Satzes von Spannungswellenformen, die jene der Fig. 12A und 12B zur Erzeugung eines in Fig. 5 dargestellten Anzeigezustandes verwenden in Hinsicht auf die Abtastelektroden 5&sub1;-S&sub8;. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Abtastauswahlsignal an die Abtastelektroden mit Überspringen von drei Zeilen entfernt angewandt, und eine Bildabtastung wird durch vier Teilbilder der Abtastung abgeschlossen. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Abtastauswahlsignal ebenfalls an die Abtastelektroden angelegt, die sich in vier Teilabtastungen nicht benachbart sind. Des weiteren wird in dem in Fig. 12C dargestellten Ausführungsbeispiel in Hinsicht auf zwei aufeinanderfolgend angelegte Abtastauswahlsignale ein früherer Impuls (Spannung: - V&sub2;) eines nachfolgenden Abtastauswahlsignals unmittelbar nach Anlegen eines späteren Impulses (Spannung: V&sub1;) eines vorangehenden Abtastauswahlsignals angelegt.
Fig. 13A und 13B zeigen einen Satz von Ansteuerwellenformen, die in einem anderen Ausführungsbeispiel verwendet werden. Phase T&sub1; ist eine Löschphase, die derjenigen des vorigen Ausführungsbeispiels gleicht, und Phase t&sub3; ist eine Schreibphase, die derjenigen des vorigen Ausführungsbeispiels gleich ist. Die Phasen t&sub2; und t&sub4; entsprechen den Phasen zum Anlegen zusätzlicher Signale, die in dem vorigen Ausführungsbeispiel verwendet wurden, um immer Wechselspannung an die Pixel zur Zeit der Nichtauswahl anzulegen, wodurch die Schwellwerteigenschaft des ferroelektrischen Flüssigkristalls verbessert wird. Des weiteren wird auch Phase T&sub1; zum Anlegen eines Teils eines Datensignals in Verbindung mit einem vorigen Abtastauswahlsignal benutzt.
Fig. 13C ist eine Zeittafel eines Satzes von Spannungswellenformen, die jene in den Fig. 13A und 13B zur Erzeugung eines Anzeigezustandes gemäß Fig. 5 in Hinsicht auf die Abtastelektroden S&sub1;-S&sub1;&sub2; verwenden. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Abtastauswahlsignal an die Abtastelektroden mit einem Sprung von fünf Zeilen entfernt angelegt, und eine Bildabtastung wird durch sechs Teilbildabtastungen vervollständigt. In diesem Ausführungsbeispiel wird ebenfalls das Abtastauswahlsignal an Abtastelektroden angelegt, die sich in den sechs Abtastteilbildern nicht benachbart sind. Des weiteren wird in dem in Fig. 13C dargestellten Ausführungsbeispiel in Hinsicht auf zwei aufeinanderfolgend angelegte Abtastauswahlsignale ein früherer Impuls (Spannung: -V&sub2;) eines nachfolgenden Abtastauswahlsignals unmittelbar nach Anlegen eines letzteren Impulses (Spannung: V&sub1;) eines vorangehenden Abtastauswahlsignals angelegt.
In den zuvor beschriebenen, in den Fig. 11, 12 und 13 dargestellten Ausführungsbeispielen wird ein früherer Impuls eines nachfolgenden Abtastauswahlsignals gleichzeitig oder unmittelbar nach dem Anlegen eines letzten Impulses eines vorhergehenden Abtastauswahlsignal angelegt, und es wird ebenfalls das nachfolgende Abtastauswahlsignal angelegt, bevor ein Datensignal abgeschlossen ist, das zum Dateneingang in Verbindung mit dem vorherigen Abtastauswahlsignal angelegt wird.
In diesen Ausführungsbeispielen kann ebenfalls ein Abtastauswahlsignal an die Abtastelektroden mit einem Sprung von vier oder mehr Zeilen entfernt ausgeführt werden, vorzugsweise 5 bis 20 Zeilen entfernt. Des weiteren können in den obigen Ausführungsbeispielen die Spitzenwerte der Spannungssignale V&sub1;, - V&sub2; und ± V&sub3; vorzugsweise der Beziehung genügen: V&sub1; = -V&sub2; > ± V&sub3; , insbesondere V&sub1; = -V&sub2; ≥ 2 ±V&sub3; . Des weiteren können die Impulsdauern dieser Spannungssignale auf 1 usec bis 1 msec gesetzt werden, vorzugsweise auf 10 usec bis 100 usec, und es ist vorzuziehen, eine längere Impulsdauer bei einer niedrigen Temperatur als bei einer höheren Temperatur zu wählen.
Fig. 14 ist ein Schaltbild, das ein Flüssigkristall- Anzeigeansteuersystem darstellt, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
In der Figur umfaßt das System eine Flüssigkristall-.
Anzeigeeinheit oder Flachanzeige DSP mit Pixeln A&sub1;&sub1;, A&sub1;&sub2;, ..., A&sub4;&sub4;; und Bildspeicher M&sub1;, M&sub2; und M&sub3;, die jeweils eine Speicherkapazität von 4 · 4 = 16 Bit aufweisen. Die Speicher M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; werden mit Daten über einen Datenbus DB versorgt und werden durch einen Steuerbus CB in Hinsicht auf das Schreiben/Auslesen und das Adressieren gesteuert.
Das System umfaßt des weiteren einen Decoder DC, an den ein Teilbild-Umschaltsignal FC angelegt wird, einen Multiplizierer MPX zur Auswahl eines der Ausgangssignale aus den Speichern M1, M2 und M3, einen monostabilen Multivibrator mm, der ein Torsignal GT an ein UND-Glied liefert, an das ebenfalls Taktsignale CK aus einem Taktimpulsoszillator FG geliefert werden, einen Zähler CNT, an den Nicht-Abtast-Taktsignale F aus dem UND-Glied geliefert werden, ein serielles Eingabe/Parallelausgabe-Schieberegister SR, Spaltenansteuerschaltungen DR&sub1; bis DR&sub4; und Zeilenansteuerschaltungen DR&sub5; bis DR&sub5;.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der in Fig. 14 dargestellten Schaltung anhand der Fig. 15 bis 17 erläutert.
Fig. 15 zeigt Abstufungsdaten für jeweilige Pixel für eine Abstufungs-Bildabtastung (wird als "ein Vollbild" bezeichnet). Das Höchstpegelbit HSB, daß Mittelpegelbit MSB und das Niederpegelbit LSB aller Abstufungsdaten werden in die Speicher M3, M2 bzw. M1 über den Datenbus DB eingegeben.
Wenn zu einer Zeit t&sub1; ein Bildabtastungs- (wird als "ein Unterbild") Umschaltsignal FC erzeugt wird, setzt der Decoder DC den Multiplexer MPX auf Empfang von Daten aus dem Speicher M1. Gleichzeitig wird das Signal FC dem monostabilen Multivibrator mm eingegeben, um ein Torsignal GT zu erzeugen und das UND-Glied zu öffnen, wodurch vier Taktsignale CK als ein Zeilenabtastsignal F an den Zähler CNT geliefert werden. Der Zähler CNT schaltet den Treiber DR5 auf Empfang des ersten Taktsignals. Zu dieser Zeit wird das Schieberegister SR mit den ersten Zeilendaten des Speichers M1 geladen, und nur der Treiber DR3 wird eingeschaltet. Folglich wird ein Flüssigkristallpixel A&sub1;&sub3; allein in den Schwarzzustand versetzt, und die anderen Flüssigkristallpixel A&sub1;&sub1;, A&sub1;&sub2; und A&sub1;&sub4; werden auf einen Hellpegel versetzt. Dann wird das Zeilenabtastsignal F an eine Steuerung (nicht dargestellt) als ein Speicherzeilenabtastsignal eingegeben, der Speicher M1 liefert nachfolgend zweite Zeilendaten an das Schieberegister, der Treiber DR6 wird auf Empfang eines nachfolgenden Zeilenabtastsignals F geschaltet, und gleichzeitig werden die zweiten Zeilendaten des Speichers M11 jeweils an die Treiber DR1 bis DR4 von dem Schieberegister SR geliefert. Zu dieser Zeit werden die Treiber DR2, DR3 und DR4 eingeschaltet, um die Pixel A&sub2;&sub2;, A&sub2;&sub3; und A&sub2;&sub4; auf den Dunkelpegel zu setzen und die Pixel A&sub2;&sub1; auf den Hellpegel. Die obigen Operationen werden für die dritte und vierte Zeile wiederholt.
Wenn das vierte Teilenabtastsignal F in den Zähler CNT gegeben wird, liefert der Zähler CNT ein Speicherumschalt- Anforderungssignal MC an eine Steuerung (nicht dargestellt), um den Speicher auszuwählen, um eine zweites Unterbild zu starten. Zu dieser Zeit behalten die jeweiligen Flüssigkristallpixel, die auf helle oder dunkele Zustände gesetzt worden sind, ihre Zustände bei, weil der ferroelektrische Flüssigkristall eine Speicherfunktion besitzt.
Im zweiten Unterbild wählt der Multiplexer in gleicher Weise Daten aus dem Speicher M2 auf der Grundlage eines Unterbild- Umschaltsignals FC, und ein Zeilenabtastsignal F wird an den Zähler CNT geliefert und an das Schieberegister SR auf der Grundlage eines Torsignals GT. Dann wird die Zeilenabtastung in einem gleichen Zyklus wie im ersten Unterbild ausgeführt, um die jeweiligen Flüssigkristallpixel auf dunkele oder helle Zustände zu bringen. Ein drittes Bild wird in gleicher Weise ausgeführt.
In diesem Ausführungsbeispiel werden die Perioden der ersten, zweiten und dritten Unterbilder auf Verhältnisse von 1 : 2 : 4 auf gleiche Werte gesetzt, wie die Wichtungen der jeweiligen Bits. Folglich sind die Abstufungsdaten für beispielsweise das Pixel A&sub1;&sub2;, wie in Fig. 16d dargestellt, gleich 2, so daß das Pixel A&sub1;&sub2; in den Dunkelzustand nur in der zweiten Unterbildperiode versetzt wird und den Dunkelzustand für 2/7 einer Bildperiode einnimmt. Des weiteren ist das Abstufungsdatum für das Pixel A&sub2;&sub4; = 5, so daß das Pixel A&sub2;&sub4; in den Dunkelpegel für die erste und dritte Unterbildperiode versetzt wird und den Dunkelzustand für 5/7 einer Bildperiode einnimmt. Des weiteren ist das Abstufungsdatum für das Pixel A&sub4;&sub2; = 7, so daß das Pixel A&sub4;&sub2; veranlaßt wird, den Dunkelzustand für alle Unterbildperioden einzunehmen. Auf diese Weise wird eine gestufte Anzeige mit 8 Pegeln in diesem Ausführungsbeispiel ausgeführt.
Auf diese Weise kann ein offensichtlicher Zwischentonwert oder eine Grauskala durch Steuerung des Verhältnisses einer Anzeigezeit in einer Bildperiode realisiert werden, d. h., ein Anzeige-Tastverhältnis. Wenn das dritte Unterbild abgeschlossen ist, werden zur Vervollständigung eines Bildes die Daten in den Speichern M1 bis M3 durch den Steuerbus CB und den Datenbus DB neu eingeschrieben, und Daten für ein nachfolgendes Vollbild werden in den Speichern gespeichert.
Während ein Bild in diesem Ausführungsbeispiel in drei Unterbilder eingeteilt ist, kann eine Zwischenabstufungsanzeige generell ausgeführt werden, wenn ein Bild in eine Vielzahl, d. h. in zwei oder mehr Unterbilder eingeteilt wird. Des weiteren werden die Unterbildperioden eingestellt, um verschiedene Dauern entsprechend der Wichtung der Datenbits in den obigen Ausführungsbeispielen zu haben, aber die Unterbilder können auch mit gleichen Dauern durch gleiche Teilungen erzeugt werden. In diesem Falle jedoch ist es erforderlich, die Abstufungsdaten zu decodieren.
Fig. 18 zeigt Beispiele von Ansteuerwellenformen, die an eine Abtastelektrode S&sub1; und an Datenelektroden I&sub1; und I&sub2; in einem Bild angelegt werden, und erste bis dritte Unterbilder, die darin enthalten sind. Gemäß Fig. 18 werden das erste, zweite und dritte Unterbild eingestellt, um jeweils ein Verhältnis von 1 : 2 : 4 zu haben. Im Ergebnis ist die Kreuzung der Abtastelektrode S&sub1; und Datenelektrode I&sub1; mit einer abgestuften Anzeige gemäß einer gewichteten Summe von BR (hell) in dem ersten Unterbild, BR in dem zweiten Unterbild und D (dunkel) in dem dritten Unterbild. Des weiteren ist die Kreuzung der Abtastelektrode S&sub1; mit der Datenelektrode I&sub2; mit einer gestuften Anzeige entsprechend einer gewichteten Summe von BR in dem ersten Unterbild versehen, D in dem zweiten Unterbild und D in dem dritten Unterbild. Des weiteren wird in diesem Ausführungsbeispiel die Kreuzung der Abtastelektrode S&sub1; mit der Datenelektrode I&sub2; eingestellt, um eine Fläche zu haben, die zweimal derjenigen der Kreuzung der Abtastelektrode S&sub1; mit der Datenelektrode I&sub1; ist, und eine erhöhte Vielfältigkeit der abgestuften Anzeige wird basierend auf einem solchen Kreuzungsflächenverhältnis geschaffen.
Bei der Bewirkung der abgestuften Anzeige, die anhand der Fig. 14 bis 18 beschrieben worden ist, können die zuvor beschriebenen Ansteuerverfahren anhand der Fig. 4, 6, 7, 10 und 11 bis 13 angewandt werden.
In der vorliegenden Erfindung können verschiedene ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtungen verwendet werden, einschließlich einer SSFLC-Vorrichtung, wie sie von Clark at al. im U.S. Patent Nr. 4 367 924 erläutert ist, eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung in einem Ausrichtzustand, der ein schraubenförmiges Residuum beibehält, wie von Isogai at al. im U.S. Patent Nr. 4 586 791 offenbart, und eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung in einem Ausrichtungszustand, wie in der Patentschrift GB-A-2159635 offenbart.
Fig. 19 ist ein Blockschaltbild, das einen Strukturaufbau eines Ausführungsbeispiels der Anzeigevorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine Flachanzeige 1901 ist zusammengesetzt aus Abtastelektroden 1902, Datenelektroden 1903 und einem zwischen diesen angeordneten Flüssigkristall. Die Ausrichtung des ferroelektrischen Flüssigkristalls wird durch ein elektrisches Feld an jedem Kreuzungspunkt der Abtastelektroden 1902 und der Datenelektroden 1903 gesteuert, das aufgrund der an die Elektroden angelegten Spannung gebildet wird.
Die Anzeigevorrichtung enthält eine Datenelektroden- Treiberschaltung 1904, die der Reihe nach ausgestattet ist mit: einem Bilddaten-Schieberegister 19041 zur Speicherung von Bilddaten, die seriell von einer Datensignalleitung 1906 geliefert werden, einem Zeilenspeicher 19042 zur Speicherung von Bilddaten, die in paralleler Form aus dem Bilddaten- Schieberegister 19041 kommen, einem Datenelektrodentreiber 19043 zur Lieferung von Spannungen an die Datenelektroden 1903 gemäß den in dem Zeilenspeicher 19042 gespeicherten Bilddaten und einer datenseitigen Stromversorgungs-Umpoleinheit 19044 zur Umschaltung zwischen Spannungen VD, 0 und -VD, die an die Datenelektroden 1903 auf der Grundlage eines Signals aus einer Umpolsteuerleitung 1911 kommen.
Die Anzeigevorrichtung umfaßt des weiteren eine Abtastelektroden-Treiberschaltung 1905, die der Reihe nach ausgestattet ist mit: einem Decoder 19051 zur Bestimmung einer Abtastelektrode unter den Abtastelektroden auf der Grundlage eines Signals, das von einer Abtastadressen-Datenleitung 1907 empfangen wird, einem Abtastelektrodentreiber 19052 zum Anlegen von Spannungen an die Abtastelektroden 1902 auf der Grundlage eines Signals aus dem Decoder 19051, und einer abtastseitigen Stromversorgungs-Umpoleinheit 19053 zur Umschaltung zwischen Spannungen VS, 0 und -VS, die an die Abtastelektroden 1902 auf der Grundlage eines Signals aus einer Umschalt-Steuerleitung 1911 geliefert werden.
Die Anzeigevorrichtung enthält des weiteren einen CPU 19019, die Taktimpulse aus einem Oszillator 1909 empfängt, den Bildspeicher 1910 steuert und die Signalübertragung über die Datensignalleitung 1906 steuert, eine Abtastadressen- Datenleitung 1907 und eine Umschalt-Steuerleitung 1911.
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, in effektiver Weise das Auftreten von Flimmern zu unterdrücken, das durch die Abtastansteuerung mit einer niedrigen Bildfrequenz von 2 bis 15 Hz verursacht wird. Insbesondere wird das Auftreten von Flimmern für eine lange Abtastauswahlperiode vermieden, die bei niedriger Temperatur eingestellt wird, wodurch es möglich wird, eine hochqualitative Bildanzeige über einen im wesentlichen großen Temperaturbereich zu schaffen. Nach der vorliegenden Erfindung ist es des weiteren möglich, in effektiver Weise ein Phänomen des Pulsierens zu verhindern, wodurch ein hochqualitatives Anzeigebild insbesondere ein abgestuftes Anzeigebild auch in dieser Hinsicht gebildet werden kann.
Flüssigkristallvorrichtung mit: a) einer Flüssigkristalleinrichtung mit einer Elektrodenmatrix, die aus Abtastelektroden und Datenelektroden und aus einem ferroelektrischen Flüssigkristall aufgebaut ist, der einen ersten und einen zweiten Ausrichtungszustand zeigt, und b) einem Ansteuermittel, das ausgestattet ist mit: einem ersten Ansteuermittel, das ein Abtastauswahlsignal an die Abtastelektroden anlegt, die sich zwei oder mehr Abtastelektroden in Vertikalabtastrichtung entfernt in einer Vertikalabtastung befinden, um so eine Bildabtastung in mehreren Vertikalabtastungen zu bewirken, wobei das Abtastauswahlsignal eine Spannung der einen Polarität und eine Spannung der anderen Polarität in Hinsicht auf den Spannungspegel einer nicht ausgewählten Abtastelektrode hat, und mit einem zweiten Ansteuermittel, das an eine ausgewählte Datenelektroden ein Spannungssignal anlegt, das eine Spannung bereitstellt, die in Verbindung mit der Spannung der einen Polarität des Abtastauswahlsignals den ersten Ausrichtungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls herbeiführt, und das an eine andere Datenelektrode ein Spannungssignal anlegt, das eine Spannung bereitstellt, die in Verbindung mit der Spannung der anderen Polarität des Abtastauswahlsignals den zweiten Ausrichtungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls herbeiführt.

Claims

1. Flüssigkristallvorrichtung, mit:

einer Flüssigkristalleinrichtung mit einer Elektrodenmatrix, die aufgebaut ist aus Abtastelektroden (12; 1902) und Datenelektroden (11; 1903), die mit den Abtastelekroden (12; 1902) sich kreuzend angeordnet sind, und mit einem zwischen die Abtastelektroden (12; 1902) und die Datenelektroden (11; 1903) geschichteten ferroelektrischen Flüssigkristall (15) mit Speicherfunktion, die einen ersten Speicherzustand (W) und einen zweiten Speicherzustand (B) zeigt; und mit

einem Ansteuermittel zum Bewirken einer Bildabtastung (VOLLBILD) in mehreren Vertikalabtastungen (TEILBILD) innerhalb einer Bildperiode mit N · H, wobei N eine Anzahl der Abtastelektroden und H eine einteilige Horizontalabtastperiode ist, wobei das Ansteuermittel über

ein erstes Ansteuermittel (1905) zum Anlegen von Abtastsignalen (S) an die Abtastelektroden (12; 1902) und über

ein zweites Ansteuermittel (1904) zum Anlegen von Datensignalen (I) an die Datenelektroden (11, 1903) verfügt,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Abtastsignale (S) ein der einteiligen Horizontalabtastperiode zugeordnetes Abtastauswahlsignal (Ss) enthalten, das in einer Vertikalabtastung an die Abtastelektroden (12; 1902) zwei oder mehr Abtastelektroden entfernt angelegt wird, wobei das Abtastauswahlsignal (Ss) eine Wechselspannung einer ersten Spannung (V&sub1;) und einer zweiten Spannung (-V&sub2;) hat, wobei jede Abtastelektrode mit dem Abtastauswahlsignal (Ss) nur einmal in jeder Bildabtastung während wiederholter Bildabtastungen beliefert wird, und

wobei die Datensignale (I) ein Datensignal (Iw) enthalten, welches an ausgewählte Datenelektroden angelegt wird und welches eine Spannung bereitstellt, die in Kombination mit der Spannung der ersten Polartität (V&sub1;) des Abtastauswahlsignals (Ss) den ersten Speicherzustand (W) des Flüssigkristalls (15) herbeiführt, und wobei ein an die ausgewählten Datenelektroden angelegtes anderes Datensignal (IB) eine Spannung bereitstellt, die in Kombination mit der Spannung der anderen Polarität (-V&sub2;) des Abtastauswahlsignals (Ss) den zweiten Speicherszustand (B) des ferroelektrischen Flüssigkristalls (15) herbeiführt.

2. Flüssigkristallvorrichtung, mit:

dadurch gekennzeichnet, daß

das erste Ansteuermittel (1905) vor Anlegen des Abtastauswahlsignals (Ss) eine Löschspannung (LÖSCHSCHRITT) anlegt, die einen Löschzustand (W) des Flüssigkristalls (15) an den Kreuzungen der Vielzahl von Abtastelektroden (12; 1902) mit den Datenelektroden (11; 1903) durch Anlegen eines Löschimpulses mit einer Spannung (VH) an die Vielzahl von Abtastelektroden (12; 1902) und einer Spannung (0) an die Datenelektroden (11; 1903) herbeiführt,

wobei das erste Ansteuermittel (1905) nach dem Anlegen des Löschimpulses an die Vielzahl von Abtastelektroden (12; 1902) das Abtastauswahlsignal (Ss) an die Abtastelektroden (12; 1902) zwei oder mehrere Abtastelektroden entfernt in einer Vertikalabtastung (TEILBILD) anlegt, wobei das Abtastauswahlsignal (Ss) eine erste Spannung (V&sub1;) hat, die sich von der Spannung (VH) des Löschimpulses unterscheidet, und wobei das Abtastauswahlsignal (Ss) der Horizontalabtastperiode zugeordnet ist, wobei jede Abtastelektrode mit dem Abtastauswahlsignal (Ss) nur einmal bei jeder Bildabtastung während wiederholter Bildabtastungen beaufschlagt wird,

das zweite Ansteuermittel (1904) ein Spannungssignal (I) an eine ausgewählte Datenelektrode anlegt, welches eine Spannung bereitstellt, die in Kombination mit dem Abtastauswahlsignal einen geschriebenen Zustand des Flüssigkristalls herbeiführt.

3. Flüssigkristallvorrichtung, mit:

dadurch gekennzeichnet, daß

das erste Ansteuermittel (1905) ein Abtastauswahlsignal (Ss) sequentiell an die Abtastelektroden (12; 1902) zwei oder mehr Abtastelektroden entfernt zwischen aufeinanderfolgende ausgewählte Abtastelektroden anlegt, wobei das Abtastauswahlsignal (Ss) eine erstere Spannung (-V&sub2;) und eine letztere Spannung (V&sub1;) hat, wobei zwei aufeinanderfolgende Abtastauswahlsignale (S&sub1;, S&sub5;) ein ersteres und einen letzteres Abtastauswahlsignal enthalten, die das Anlegen an die Abtastelektroden in einer derartigen Zeitbeziehung erfolgt, daß das Anlegen der ersteren Spannung (-V&sub2;) des letzteren Abtastauswahlsignals (S&sub5;) vor Abschluß eines Datensignals in Verbindung mit dem ersteren Abtastauswahlsignal (S&sub1;) und nach dem Anlegen der Spannung (-V&sub2;) einer Polarität des ersteren Abtastauswahlsignals (S&sub1;) beginnt, und wobei

das Abtastauswahlsignal der einteiligen Horizontalabtastperiode zugeordnet ist und jede Abtastelektrode mit dem Abtastauswahlsignals (Ss) nur einmal in einer Bildabtastung während wiederholter Bildabtstungen beaufschlagt wird,

das zweite Ansteuermittel (1904) an alle oder eine vorbeschriebene Anzahl der Datenelektroden (11; 1903) ein Spannungssignal (IW oder Ia) anlegt, welches eine Löschspannung (V&sub2; + V&sub3; oder -V&sub2; + V&sub3;) bereitstellt, die in Kombination mit der Spannung (-V&sub2;) des Abtastauswahlsignals (Ss) einen gelöschten Zustand (B) des Flüssigkristalls (15) herbeiführt, und das ein Spannungssignal (IW) an ausgewählte Datenelektroden anlegt, welches eine Spannung (-V&sub1; - V&sub3;) bereitstellt, die einen geschriebenen Zustand (W) des ferroelektrischen Flüssigkristalls herbeiführt.

4. Flüssigkristallvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ansteuermittel (1905) eine abgestufte Bildabtastung durch Mehrfachabtastung eines Bildes herbeiführt.

5. Flüssigkristallvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ansteuermittel (1905) Mittel zum Anlegen des Abtastauswahlsignals (Ss) an die Abtastelektroden 4 oder an mehrere Abtastelektroden entfernt in einer Vertikalabtastung enthält.

6. Flüssigkristallvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ansteuermittel (1905) Mittel zum Anlegen des Abtastauswahlsignals (Ss) an die Abtastelektroden 5 bis 20 Abtastelektroden entfernt in einer Vertikalabtastung enthält.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Art von Abtastelektroden (12) und Datenelektroden (11) in wenigstens zwei verschiedenen Elektrodenbreiten gebildet ist.