DE69321064T2

DE69321064T2 - Adaptive Steuerungswellenformen zur Verringerung des Übersprechens in elektrooptischer Adressierungsstruktur

Info

Publication number: DE69321064T2
Application number: DE69321064T
Authority: DE
Inventors: Kevin J Ilcisin; Dennis W Prince
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1992-10-09
Filing date: 1993-10-06
Publication date: 1999-05-27
Anticipated expiration: 2013-10-07
Also published as: EP0592201B1; JPH06259043A; JP2794155B2; KR940009731A; DE69321064D1; EP0592201A1; CA2106843A1; US5471228A; TW225025B

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrooptische Adressierungsstrukturen mit mehreren Adreßstellen, die in einer Anordnung angeordnet sind, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung der Effekte von störender Datenausbreitung oder Nebensprechen unter den Adreßstellen.

Hintergrund der Erfindung

Elektrooptische Adressierungsstrukturen werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, einschließlich Videokameras, Datenspeichereinrichtungen und Flachfeld- Flüssigkristallanzeigen. Solche Adressierungsstrukturen enthalten typischerweise eine sehr große Anzahl an Adreßstellen, die in einer Anordnung angeordnet sind. Beispielsweise würde eine Flachfeld-Flüssigkristallanzeige, die gemäß einem hochauflösenden Fernsehformat konfiguriert ist, typischerweise mindestens zwei Millionen Adreßstellen enthalten. Die Adreßstellen würden den Anzeigeelementen oder Pixeln entsprechen, die in etwa 1000 Zeilen mit jeweils etwa 2000 Pixeln angeordnet sind.
Benachbarte Pixel in einer solchen Anzeige sind eng beabstandet und weisen kapazitive Störkopplungen auf, die sich aus diesen kleinen Abständen ergeben. Eine solche Kopplung zwischen benachbarten Pixeln wird als Übersprechkopplung ("side- to-side" coupling) bezeichnet. Außerdem werden während des Betriebs von elektrooptischen Adressierungsstrukturen die Datensteuersignale für alle Pixel in einer Reihe oder Spalte typischerweise auf einem gemeinsamen Leiter, der an die Pixel angrenzt, übertragen. Die elektrischen Eigenschaften der elektrooptischen Adressierungsstrukturen führen zu einer kapazitiven Kopplung unter all den Pixeln in der Spalte oder Reihe. Eine solche Kopplung unter allen Pixeln in einer Spalte oder Reihe wird als "vorne-bis-hinten"-Kopplung bezeichnet. Diese zwei Arten von kapazitiver Kopplung verursachen, daß das Datensteuersignal, das an ein spezielles Pixel gerichtet ist, als störende Datensignale oder Nebensprechen zu anderen Pixeln übertragen wird.
Für ein Anzeigesystem ist das Nebensprechen bildabhängig, d. h. es hängt von den an den Leitern vorliegenden Datensteuersignalen ab und ändert die tatsächlich an einem speziellen Pixel gespeicherte Spannung. Nebensprecheffekte beinhalten eine unvorhersehbare Graustufe, die die Anzahl an erreichbaren Graustufen unterhalb die für eine brauchbare Videoleistung erforderliche Anzahl begrenzt. Eine Graustufe ist gegenüber kleinen Schwankungen in der Effektivspannung ("RMS") über einem Anzeigeelement empfindlich, und das Nebensprechen ändert diese Spannung. Man erkennt, daß sich Graustufe in diesem Zusammenhang auf den Bereich von verfügbaren Lichtausgabestufen in entweder Monochrom- oder Farbanzeigesystemen bezieht.
Eine Art elektrooptische Adressierungsstruktur, die in Flachfeld-Flüssigkristallanzeigen eingesetzt wird, verwendet eine Anordnung von Dünnschichttransistoren, um die Pixelstellen zu adressieren. Ein Ansteuerungsverfahren, das das bildabhängige Nebensprechen in solchen Anzeigen verringert, welches als Datenkomplement-Ansteuerung ("DCD", Data Complement Drive) bekannt ist, ist von Howard et al. in "Eliminating Crosstalk in Thin Film Transistor/Liquid Crystal Displays", International Display Research Conference, 230-35 (1988), beschrieben. DCD erfordert das Anlegen eines Dateneingangssignals und seines Komplements nacheinander an eine Reihe von Adreßstellen während eines Reihenadressierungszeitabschnitts. EP-A-0 313 876 erörtert ebenfalls ein solches Verfahren.
Bei der herkömmlichen Adressierung wird ein separates Datensteuersignal Vi für einen Reihenadressierungszeitabschnitt an jedes Pixel einer Reihe angelegt. DCD erfordert das Anlegen des Datensteuersignals Vi an die Pixel für eine Hälfte des Reihenadressierungszeitabschnitts und dann das Anlegen eines separaten Datensignal-Komplements i für die restliche Hälfte des Reihenadressierungszeitabschnitts. Das Datensteuersignal-Komplement i hängt vom Datensteuersignal Vi ab und ist gleich der Differenz zwischen einem feststehenden Pegel Vm und dem ursprünglichen Datensteuersignal Vi.
DCD verringert nicht angemessen alle Arten von Nebensprecheffekten in allen Adressierungsstrukturen, insbesondere jenen mit einer relativ hohen Anfälligkeit für Nebensprechfehler, die durch Übersprechkopplung erzeugt werden. Eine solche Adressierungsstruktur ist im US-Patent Nr. 4 896 149 von Buzak et al. über "Addressing Structure Using Ionizable Gaseous Medium" beschrieben, das auf die vorliegenden Anmelder übertragen wurde. Man nimmt an, daß die relativ hohe Anfälligkeit für Nebensprechfehler, die durch Übersprechkopplung erzeugt werden, eine Konsequenz einer physikalischen Konfiguration ist, die die Adreßstellen oder Pixel relativ weit von einer elektrisch geerdeten Oberfläche entfernt positioniert. Der relativ große Abstand zur geerdeten Oberfläche ermöglicht die Entstehung von elektrischen Störfeldern (d. h. Nebensprechen) unter naheliegenden Pixeln.
Ein weiteres Ansteuerungsverfahren zur Verringerung von Nebensprechen ist als Rückkehr zur gemeinsamen Ansteuerung ("RTC", Return to Common Drive) bekannt. RTC erfordert das Anlegen des Datensteuersignals V1 an die Reihe von Pixeln für eine erste Phase des Reihenadressierungszeitabschnitts und dann das Anlegen einer gemeinsamen Spannung während des Rests des Adressierungszeitabschnitts. Die gemeinsame Spannung ist feststehend und ist von den Datensteuersignalen unabhängig - es wird dieselbe gemeinsame Spannung für alle Spalten und alle Zeilen der Anzeige verwendet. Dieses Verfahren verringert wirksam das Übersprechen, ist jedoch weniger wirksam bei der Verringerung des vorne-bis-hinten-Nebensprechens.
Das Nebensprechen kann auch verringert werden, wie in der US- Patentanmeldung 07/854 145 beschrieben, unter Verwendung eines zweiphasigen Adressierungsverfahrens in Verbindung mit einem Flüssigkristallmaterial, das gegenüber der Frequenz der Zweiphasensignale unempfindlich ist. Solche frequenzempfindlichen Flüssigkristalle sind jedoch nicht für alle Anwendungen geeignet.
US-A-5 010 326 und US-A-5 075 596 beschreiben Anzeigevorrichtungen mit passiver Matrix, bei denen sich die Nebensprecheffekte von den Effekten unterscheiden, die in Anzeigen mit aktiver Matrix auftreten. In US-A-5 010 326 besitzt die Anzeige eine Vielzahl von gemeinsamen Elektroden, die mit entweder einer ausgewählten Spannung oder einer nicht-ausgewählten Spannung angesteuert werden, und eine Vielzahl von Segmentelektroden, die durch entweder eine EIN-Spannung oder eine AUS-Spannung angesteuert werden. Ein Kompensationssignal wird auf der Basis der Anzahl an Segmentelektroden, die EIN- Spannungen empfangen, abgeleitet. Es werden verschiedene Verfahren zur Anwendung der Kompensationsspannung beschrieben, um die entweder an die gemeinsamen Elektroden oder an die Segmentelektroden angelegte Wellenform abzuändern.
US-A-5 075 596 offenbart eine passive Elektrolumineszenzanzeige, bei der ein Kompensationssignal in Abhängigkeit von der Gesamtleuchtdichte einer Reihe des Anzeigefeldes, welche demnächst angesteuert wird, abgeleitet wird, und die an diese Reihe angelegten Anzeigesignale werden dann gemäß dem Kompensationssignal abgeändert, um die Effekte des Nebensprechens zu verringern, wenn die Reihe angesteuert wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aspekte der vorliegenden Erfindung werden in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt.
Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung von Nebensprecheffekten in einer beliebigen Art von elektrooptischen Adressierungsstrukturen mit aktiver Matrix, die zum Beispiel in Flachfeld-Anzeigesystemen verwendet werden. Ein solches System umfaßt typischerweise eine Adressierungsstruktur zum Adressieren und Ausgeben von Datensteuersignalen an jede von mehreren Adreßstellen, die in einer Anordnung angeordnet sind, wobei jede Adreßstelle einem Anzeigeelement oder Pixel entspricht. Gruppen von Anzeigeelementen weisen kapazitive Störkopplungen auf, die Rauschen in Form von störenden Datensignalen oder Nebensprechen übertragen.
Alle Anzeigeelemente in einer Spalte der Anordnung sind typischerweise mit einer Datensteuerelektrode verbunden, und alle Anzeigeelemente in einer Reihe sind mit einer Datenfreigabeelektrode verbunden. Die Information in Form eines analogen Datensteuersignals wird an jede Datensteuerelektrode während eines Reihenadressierungszeitabschnitts angelegt. Das Datensteuersignal weist eine Spannung mit veränderlicher Größe auf, die für jedes Anzeigeelement in der adressierten Reihe eine gewünschte Graustufe erzeugt. Ein an die Datenfreigabeelektrode für diese Reihe angelegtes Datenfreigabesignal aktiviert die Datenspeicherung. Da nur eine Reihe das Datenfreigabesignal empfängt, speichern die Anzeigeelemente in anderen Reihen, obwohl sie mit denselben Datensteuerelektroden verbunden sind, nicht das Datensteuersignal.
Die vorliegende Erfindung, die als adaptives Ansteuerungsschema bezeichnet wird, verwendet die Spannungen von mehreren Datensteuersignalen, um ein Kompensationssignal zu bestimmen, welches das Nebensprechen wirksam verringert. Da das Kompensationssignal von den Datensteuersignalen abhängt, wird das vorne-bis-hinten-Nebensprechen wirksamer verringert als mit RTC. Da das Kompensationssignal von den Datensteuersignalen von mehr als einer Spalte abhängt, wird das Übersprechen wirksamer verringert als mit DCD.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden Signale an die Datensteuerelektroden in einer ersten und einer zweiten Phase während eines Reihenadressierungszeitabschnitts angelegt. Während der ersten Phase wird eine von dem Anzeigeelement zu speichernde Information als Datensteuersignal an die Datensteuerelektrode angelegt. Dann wird ein Datenfreigabesignal an die Datenfreigabeelektrode angelegt, um die Speicherung der Information zu aktivieren. Dann wird während der zweiten Phase ein einziges Kompensationssignal, das von allen vorher während der ersten Phase angelegten Datensteuersignalen abgeleitet wird, an alle Datensteuerelektroden angelegt.
Das Kompensationssignal besitzt einen Spannungswert gleich dem Inversen des Mittelwerts der gesamten während der ersten Phase als Datensteuersignale angelegten Information, multipliziert mit einem Gewichtungsfaktor δ/(1-δ), wobei δ, das als die Phasenbreite der ersten Phase bekannt ist, das Verhältnis der Dauer der ersten Phase zur Dauer des Reihenadressierungszeitabschnitts ist. Das Anlegen dieses Kompensationssignals an alle Datensteuerelektroden während der zweiten Phase verringert sowohl das vorne-bis-hinten-Nebensprechen als auch das Übersprechen. Wenn die erste und die zweite Phase von gleicher Dauer sind, δ = ½, dann ist der Gewichtungsfaktor δ/(1-δ) = 1, und das Kompensationssignal ist einfach das Inverse des Mittelwerts der Datensteuersignale.
Die Bildung des Mittelwerts der Datensteuersignale kann unter Verwendung einer analogen Summierschaltung durchgeführt werden, wobei Widerstände ausgewählt werden, um den Mittelwert für ungleiche Phasenbreiten zu gewichten. Während der ersten Phase wird das gewichtete Mittel durch das Summiernetzwerk berechnet und zwischengespeichert. Während der zweiten Phase wird das Inverse der berechneten Spannung an alle Datenspalten angelegt. Als Alternative kann das gewichtete Mittel digital ermittelt werden.
Um die Anzeigeelemente zu adressieren, kann die Adressierungsstruktur ein beliebiges einer Vielzahl von Adressierungsstruktur-Elementen, einschließlich Dünnschichttransistoren, Dioden, ein ionisierbares gasförmiges Medium, Metall- Isolator-Metall oder irgendeine andere Art aktiver Matrix verwenden. Die Datenfreigabeelektrode würde beispielsweise den Steueranschluß eines Dünnschichttransistors einschalten oder ein Gas in einer durch ein Plasma adressierten Anzeige ionisieren.
Eine Anordnung, die die vorliegende Erfindung verkörpert, wird nun mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Diagramm, das eine Vorderansicht der Anzeigeoberfläche eines Anzeigefeldes und zugehörige Treiberkreise eines Anzeigesystems, das die vorliegende Erfindung verkörpert, zeigt.
Fig. 2 ist eine vergrößerte, bruchstückhafte, isometrische Ansicht, die die Schichten der strukturellen Komponenten, welche das die vorliegende Erfindung verkörpernde Anzeigefeld bilden, von der linken Seite in Fig. 1 gesehen zeigt.
Fig. 3 ist eine Ersatzschaltung, die für ein Anzeigesystem den Betrieb des Plasmas als Schalter für ein beispielhaftes Anzeigeelement von Fig. 2 zeigt.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die verschiedenen zeitlichen Abhängigkeiten zeigt, die die maximale Anzahl an Datenzeilen bestimmen, welche von einer durch ein Plasma adressierten Anzeige, die die vorliegende Erfindung verkörpert, adressierbar sind.
Fig. 5 und 6 zeigen beispielhafte Spannungen, die an eine jeweilige Spalte k und k+1 während der Adressierungszeitabschnitte der Reihe i bis i+4 angelegt werden.
Fig. 7 zeigt die veränderliche Spannung über einem einzigen Anzeigeelement in der Spalte k und der Reihe 1 während des Reihenadressierungszeitabschnitts der Reihen i bis i+4, die veränderliche Spannung, die sich durch Nebensprechen ergibt, und die in Fig. 5 gezeigten Spannungen, die an die Elektrode der Spalte k angelegt werden.
Fig. 8A und 8B sind zwei Testbilder, die ein Teil einer Reihe von Testbildern sind, welche zum Vergleich der Wirksamkeit der adaptiven Ansteuerung und der inversen Ansteuerung verwendet werden. Das Bild in Fig. 8A wird ohne außerhalb eines grauen Quadrats angelegte Spannung erzeugt, und das Bild in Fig. 8B wird durch eine maximale Spannung, die an abwechselnde vertikale Streifen angelegt wird, erzeugt.
Fig. 9 ist ein Kurvenschaubild, das den Prozentsatz der Lichtdurchlässigkeit als Funktion der Ansteuerungsspannung für eine Reihe von Testbildern, einschließlich der in Fig. 8A und 8B gezeigten Bilder, zeigt.

Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Fig. 1 zeigt ein Flachfeldanzeigesystem 10, das ein Anzeigefeld 12 mit einer Anzeigeoberfläche 14 aufweist. Eine rechteckige, ebene Anordnung von nominell identischen Datenspeicher- oder Anzeigeelementen 16 sind um vorbestimmte Abstände in vertikaler und horizontaler Richtung 18a bzw. 18b voneinander entfernt. Der untere und der obere Index geben die jeweilige Reihe und Spalte an, in der sich ein einzelnes Anzeigeelement 16ki befindet. Um die Anzeigeelemente 16 zu adressieren, kann das Anzeigefeld 12 ein beliebiges einer Vielzahl von Elementen für eine Adressierungsstruktur mit aktiver Matrix, einschließlich Dünnschichttransistoren, Metall- Isolator-Metall oder ein ionisierbares gasförmiges Medium, von denen das letzte bevorzugt ist und nachstehend beschrieben wird, verwenden.
Jedes Anzeigeelement 16 in der Anordnung stellt die überlappenden Bereiche von dünnen, schmalen Datensteuerelektroden 20, die in vertikalen Spalten angeordnet sind, und langgestreckten, schmalen Kanälen 22, die in horizontalen Reihen angeordnet sind, dar. (Die Elektroden 20 werden nachstehend als "Spaltenelektroden 20" bezeichnet, falls erforderlich mit einem oberen Index, um eine spezielle Spalte zu kennzeichnen.) Die Anzeigeelemente 16 in jeder der Reihen von Kanälen 22 stellen eine Zeile von Informationen oder Daten dar.
Fig. 2 zeigt die Schichten der strukturellen Komponenten, die das Anzeigefeld 12 bilden. Mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 bestimmen die Breiten der Spaltenelektroden 20 und der Kanäle 22 die Abmessungen der Anzeigeelemente 16, die rechteckförmig sind. Die Spaltenelektroden 20 sind auf einer Hauptoberfläche eines ersten elektrisch nicht-leitenden, optisch transparen ten Substrats 24 abgeschieden, und die Kanäle 22 sind in eine Hauptoberfläche eines zweiten elektrisch nicht-leitenden, optisch transparenten Substrats 26 einbeschrieben. Eine Schicht 28 aus frequenzempfindlichem, elektrooptischem Material, wie z. B. der nematische Zwei-Frequenz-Flüssigkristall Nr. ZLI- 2461, hergestellt von E. Merck, Darmstadt, Frankfurt, Deutschland, ist zwischen den Substraten 24 und 26 eingeschlossen. Ein solches Material ist gegenüber Hochfrequenzsignalen unempfindlich und führt daher zu verringertem Nebensprechen. Diese Erfindung benötigt jedoch nicht die Verwendung von solchen frequenzabhängigen Flüssigkristallen, um das Nebensprechen zu verringern. Fachleute werden erkennen, daß bestimmte Systeme, wie z. B. eine reflektierende Anzeige vom entweder Direktansicht- oder Projektionstyp, es erfordern würden, daß nur eines der Substrate optisch transparent ist.
Die Spaltenelektroden 20 empfangen Informationen in Form von Datensteuersignalen und Kompensationssignalen, wobei beide Signale vom analogen Spannungstyp sind und an parallelen Ausgangsleitern 30' durch verschiedene der Ausgangsverstärker 30 eines Datentreibers oder einer Datentreibervorrichtung oder eines Treiberkreises 32 hervorgebracht werden. Die Kanäle 22 empfangen Datenfreigabesignale vom Spannungsimpulstyp, die an parallelen Ausgangsleitern 34' von verschiedenen der Ausgangsverstärker 34 einer Datenfreigabevorrichtung oder einer Datenfreigabeeinrichtung oder einer Freigabeschaltung 36 hervorgebracht werden. Die Datenfreigabesignale bewirken, daß die Anzeigeelemente 16 entlang der Reihe des Kanals 22 Informationen speichern, die den Datensteuersignalen an der Spaltenelektrode 20 entsprechen. Um auf im wesentlichen der gesamten Fläche der Anzeigeoberfläche 14 ein Bild zu synthetisieren, verwendet das Anzeigesystem 10 eine Abtaststeuerschaltung 40, die die Funktionen des Datentreibers 32 und der Datenfreigabevorrichtung 36 koordiniert, so daß alle Spalten von Anzeigeelementen 16 des Anzeigefeldes 12 Reihe für Reihe in Reihenabtastweise adressiert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gibt der Datentreiber 32 Datensteuersignale und ein Kompensationssignal während der jeweiligen ersten und zweiten Phase eines Reihenadressierungszeitabschnitts aus. Während der ersten Phase empfangen die Spaltenelektroden 20 Informationen in Form von Datensteuersignalen vom analogen Spannungstyp und ein einziger Kanal 22 empfängt ein Datenfreigabesignal vom Spannungsimpulstyp, was bewirkt, daß eine auf die Datensteuersignale bezogene Spannung von den Anzeigeelementen 16 in der Reihe, die das Datenfreigabesignal empfängt, gespeichert wird. Während der zweiten Phase empfangen alle Spaltenelektroden 20 dasselbe Kompensationssignal, das eine Spannung gleich dem Inversen, d. h. mit derselben Größe, aber entgegengesetzter Polarität, des gewichteten Mittels aller während der ersten Phase ausgegebenen Datensteuersignale aufweist.
Das gewichtete Mittel der Datensteuersignale wird durch Summieren der Datensteuersignale, Dividieren durch die Anzahl der Signale und Multiplizieren mit δ/(1-δ), wobei δ die vorstehend definierte Phasenbreite ist, berechnet. Wenn die Datensteuer- und die Kompensationssignale von gleicher Dauer sind, dann gilt δ = ½, und der Wert des Kompensationssignals ist gleich dem Inversen des Mittelwerts der Datensteuersignale. Ein kleiner Wert von δ führt zu einer wirksameren Kompensation von Nebensprechen, so daß δ vorzugsweise so klein wie praktisch durchführbar ist. Letztlich ist die Größe von δ durch die zum Aufbau und zur Erfassung des Datensteuersignals erforderliche Zeit begrenzt.
Der Wert des Kompensationssignals kann unter Verwendung einer analogen Summierschaltung mit Widerständen, die zur Berücksichtigung von ungleichen Phasenlängen der Daten- und Kompensationssignale ausgewählt sind, ermittelt werden. Während der ersten Phase des Reihenadressierungszeitabschnitts, wenn die Datensteuersignale an die Elektroden 20 angelegt werden, wird das gewichtete Mittel der Datensteuersignale durch die Summierschaltung ermittelt und in einem Puffer gespeichert. Während der zweiten Phase wird das Inverse des gewichteten Mittels der Datensteuersignale an alle Spaltenelektroden 20 angelegt. Die Bestimmung des gewichteten Mittels könnte auch digital durchgeführt werden, wobei die Berechnungen während der ersten Phase durchgeführt werden und das Inverse des gewichteten Mittels während der zweiten Phase angelegt wird.
Die analoge Summierung erfordert typischerweise weniger Zeit als digitale Berechnungen, kann jedoch unter Störwirkungen leiden, die sich aus der großen Anzahl von eng beabstandeten Leitern ergeben. Daher hängt das bevorzugte Berechnungsverfahren von den Anwendungsparametern, wie z. B. der Größe der Anzeige und der Art der Adressierungsstruktur, ab.
Mit Bezug auf Fig. 2 umfaßt das Anzeigefeld 12 ein Paar von im allgemeinen parallelen Elektrodenstrukturen 140 und 142, die durch eine Schicht 28 aus nematischem Flüssigkristallmaterial voneinander beabstandet sind. Eine dünne Schicht 146 aus dielektrischem Material, wie z. B. Glas, Glimmer oder Kunststoff, ist zwischen der Schicht 28 und der Elektrodenstruktur 142 angeordnet. Die Elektrodenstruktur 140 umfaßt ein dielektrisches Glassubstrat 24, auf dessen innerer Oberfläche 150 Spaltenelektroden 20 aus Indiumzinnoxid, das optisch transparent ist, abgeschieden sind, um ein Streifenmuster auszubilden. Benachbarte Paare von Spaltenelektroden 20 sind um einen Abstand 152 voneinander entfernt, welcher den horizontalen Abstand zwischen unmittelbar benachbarten Anzeigeelementen 16 in einer Reihe definiert.
Die Elektrodenstruktur 142 umfaßt ein dielektrisches Glassubstrat 26, in dessen innere Oberfläche 156 mehrere Kanäle 22 mit im wesentlichen trapezförmigem Querschnitt einbeschrieben sind. Die Kanäle 22 weisen eine Tiefe 158 auf, gemessen von der inneren Oberfläche 156 zu einem Bodenabschnitt 160. Ein jeder der Kanäle 22 besitzt ein Paar von dünnen, schmalen Metallelektroden 162a und 162b, die entlang des Bodenabschnitts 160 verlaufen, und ein Paar von inneren Seitenwänden 164, die in der vom Bodenabschnitt 160 wegweisenden Richtung zur inneren Oberfläche 156 hin auseinanderlaufen.
Jede der Elektroden 162a, die als Referenzelektroden 162a bezeichnet werden, ist an ein gemeinsames elektrisches Referenzpotential angeschlossen, welches wie gezeigt auf dem Erdpotential festliegen kann. Die Elektroden 162b der Kanäle 22, die als Datenfreigabeelektroden oder einfach als "Reihenelektroden 162b" bezeichnet werden, sind mit verschiedenen der Ausgangsverstärker 34 (von denen in Fig. 2 drei dargestellt sind) der Datenfreigabevorrichtung 36 verbunden.
Die Seitenwände 164 zwischen benachbarten Kanälen 22 definieren eine Vielzahl von Trägerstrukturen 166 mit oberen Oberflächen 156, die die Schicht 146 aus dielektrischem Material tragen. Benachbarte Kanäle 22 sind um die Breite 168 des oberen Teils jeder Trägerstruktur 166 voneinander beabstandet, wobei die Breite 168 den vertikalen Abstand zwischen unmittelbar benachbarten Anzeigeelementen 16 in einer Spalte definiert. Die überlappenden Bereiche 170 der Spaltenelektroden 20 und der Kanäle 22 definieren die Abmessungen der Anzeigeelemente 16, die in den gestrichelten Elektroden dargestellt sind.
Die Größe der an die Spaltenelektroden 20 angelegten Spannung legt den Abstand 152 zur Unterstützung der Isolation von benachbarten Spaltenelektroden 20 fest. Der Abstand 152 ist typischerweise viel geringer als die Breite der Spaltenelektroden 20. Die Neigungen der Seitenwände 164 zwischen benachbarten Kanälen 22 legen den Abstand 168 fest, der typischerweise viel geringer ist als die Breite der Kanäle 22. Die Breiten der Spaltenelektroden 20 und der Kanäle 22 sind typischerwei se gleich und sind eine Funktion der gewünschten Bildauflösung, die durch die Anwendung der Anzeige bestimmt wird. Es ist erwünscht, die Abstände 152 und 168 so klein wie möglich zu machen. Bei derzeitigen Modellen des Anzeigefeldes 12 beträgt die Kanaltiefe 158 die Hälfte der Kanalbreite.
Jeder der Kanäle 22 ist mit einem ionisierbaren Gas, vorzugsweise einem, das Helium enthält, gefüllt. Die Schicht 146 aus dielektrischem Material wirkt als Isolierbarriere zwischen dem im Kanal 22 enthaltenen ionisierbaren Gas und der Schicht 28 aus Flüssigkristallmaterial. Das Fehlen der dielektrischen Schicht 146 würde zulassen, daß entweder das Flüssigkristallmaterial in den Kanal 22 fließt oder daß das ionisierbare Gas das Flüssigkristallmaterial verunreinigt. Die dielektrische Schicht 146 kann jedoch bei Anzeigen, die ein festes oder eingekapseltes elektrooptisches Material verwenden, weggelassen werden.
Fig. 3 ist eine Ersatzschaltung, die die elektrischen Eigenschaften zeigt, die mit den typischen strukturellen Komponenten des Anzeigeelements 16 verbunden sind. Das im Kanal 22 enthaltene ionisierbare Gas wirkt als elektrischer Schalter 172, dessen Kontaktstellung sich zwischen binären Schaltzuständen als Funktion der durch die Datenfreigabeeinrichtung 36 an die Reihenelektrode 162b angelegten Spannung ändert. Der Schalter 172 ist zwischen der dielektrischen Schicht 146 und den Referenzelektroden 162a angeschlossen. Das Fehlen eines Freigabeimpulses ermöglicht, daß sich das Gas in den Kanälen 22 in einem nicht-ionisierten, nicht-leitenden Zustand befindet, wodurch bewirkt wird, daß das ionisierbare Gas als offener Schalter 172 wirkt. Der Kanal 22 in seinem nichtleitenden AUS-Zustand besitzt eine Kapazität CPC und ist als Kondensator 174 dargestellt. Ein an die Reihenelektrode 162b angelegter Freigabeimpuls weist eine Größe auf, die bewirkt, daß sich das Gas im Kanal 22 in einem ionisierten, leitenden Zustand befindet, wodurch bewirkt wird, daß das ionisierbare Gas als geschlossener Schalter wirkt.
Um über dem Flüssigkristallmaterial der Schicht 28 eine Spannung zu speichern, wird an die Elektrode 20 ein Datensteuersignal angelegt. Wenn die Reihenelektrode 162b freigegeben wird, wird das in dem Kanal 22 unter der Elektrodenstruktur 140 enthaltene Gas ionisiert und stellt einen elektrisch leitenden Weg von der dielektrischen Schicht 146 zur Referenzelektrode 162a bereit, die typischerweise geerdet ist. Somit wird das Datensteuersignal durch die dielektrische Schicht 146 und die Flüssigkristallschicht 28, die durch die Kondensatoren 176 und 178 in Reihe dargestellt sind, abgetastet. Das Auslöschen des Plasmas wirkt zur Entfernung des leitenden Weges zur Erdung durch Öffnen des Schalters 172 und zum Setzen der Kapazität CPC des AUS-Zustandes des Kanals 22, die durch den Kondensator 174 dargestellt ist, in die Schaltung, wodurch ermöglicht wird, daß die abgetastete Spannung über dem Anzeigeelement 16 gespeichert wird.
Die Spannung über der Flüssigkristallschicht 28 ändert sich ein wenig, wenn die Eigenschaften des Plasmakanals 22 von jenen eines leitenden zu jenen eines kapazitiven Elements umschalten. Die tatsächliche Spannung, die über dem Flüssigkristall selbst gespeichert ist, ist somit eine Funktion des Datensteuersignals und der Kapazitäten der Flüssigkristallschicht 28, der dielektrischen Schicht 146 und des Plasmakanals 22 im AUS-Zustand. Die Spannungen bleiben über der Schicht 28 aus Flüssigkristallmaterial mit einem vernachlässigbaren Abfall, der sich aus einem Kriechstrom ergibt, gespeichert, bis Spannungen, die eine neue Datenzeile in einem nachfolgenden Bildfeld darstellen, über der Schicht 28 entwickelt werden. Die vorstehend beschriebene Adressierungsstruktur und das Verfahren liefern Signale mit im wesentlichen 100% relativer Einschaltdauer an jedes der Anzeigeelemente 16.
Fig. 4 ist ein Diagramm, das die verschiedenen zeitlichen Abhängigkeiten während eines vollständigen Adressierungszeitabschnitts einer beispielhaften Reihe i im Anzeigesystem 10 und einen Teil des Adressierungszeitabschnitts für eine vorherige Reihe i-1 und eine nachfolgende Reihe i+1 zeigt. Die Darstellung des Adressierungszeitabschnitts jeder Reihe ist horizontal in drei Abschnitte unterteilt: der untere Abschnitt zeigt den Zustand des Plasmas im Kanal 22, der obere Abschnitt zeigt die an die Spaltenelektrode 20 angelegte Spannung und der mittlere Abschnitt bezeichnet die verschiedenen Zeitabschnitte.
Die beispielhafte Reihe benötigt einen Plasmabildungszeitabschnitt 180, damit sich das Plasma bildet, nachdem die Reihenelektrode 162b des freigegebenen Kanals 22 einen Freigabeimpuls empfängt. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt der Plasmabildungszeitabschnitt 180 für Heliumgas nominal einige Mikrosekunden. Der Plasmabildungszeitabschnitt 180 beginnt durch Auslösen des Freigabeimpulses während des Anlegens des Kompensationssignals während eines Nebensprechen- Kompensationszeitabschnitts 181 für die vorangehende Reihe. Der Plasmazerfallszeitabschnitt 182 stellt die Zeit dar, während der das Plasma im Kanal 22 nach der Entfernung eines Freigabeimpulses von der Reihenelektrode 162b in einen nichtionisierten Zustand zurückkehrt.
Ein Datenaufbauzeitabschnitt 184 stellt die Zeit dar, während der der Datentreiber 32 zwischen den Kompensationssignalwerten für die vorherige Zeile und den Datensteuersignalwerten der gegenwärtig freigegebenen Zeile umstellt und an den Ausgangsverstärkern 30 die analogen Datensteuerspannungssignale hervorbringt, die an die Spaltenelektroden 20 angelegt werden. Ein Kompensationsaufbauzeitabschnitt 185 ist ähnlich dem Datenaufbauzeitabschnitt 184, die Daten stellen jedoch zwischen den Datensteuerwerten und den Kompensationswerten für die aktuelle Zeile um. Die Aufbauzeitabschnitte 184 und 185 sind Funktionen der elektronischen Schaltkreise, die zur Implementierung des Datentreibers 32 verwendet werden. Es ist ein Datenaufbauzeitabschnitt 184 von weniger als 1,0 Mikrosekunden erreichbar.
Der Datenerfassungszeitabschnitt 186 hängt von der Leitfähigkeit des in den Kanälen 22 enthaltenen ionisierbaren Gases ab. Bevorzugte Werte für Betriebsparameter, wie z. B. den Gasdruck und den elektrischen Strom, sind jene, die die schnellste Datenerfassungszeit 186 für einen positiven Ionenstrom von der Anode (Referenzelektrode 162a) zur Kathode (Reihenelektrode 162b) bereitstellen. Solche Werte hängen von der Größe und der Form der Kanäle 22 ab.
Die Spannung, die über der Flüssigkristallschicht 28 gespeichert wird, wenn das Plasma ausgelöscht wird, und anschließendes Nebensprechen bestimmen die RMS-Spannung über der Schicht 28. Die RMS-Spannung über der Schicht 28 bestimmt die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle, die wiederum die Eigenschaften der optischen Durchlässigkeit der Schicht 28 und die Graustufe des Anzeigeelements 16 bestimmt. Die für eine gewünschte Graustufe erforderliche Spannung kann über der Flüssigkristallschicht 28 während des Reihenadressierungszeitabschnitts durch Bereitstellen eines zweckmäßigen Datensteuersignals gespeichert werden, da die Kapazitäten der Flüssigkristallschicht 28, der dielektrischen Schicht 146 und des Plasmakanals 22 im AUS-Zustand feststehend und bekannt sind.
Das Nebensprechen hängt jedoch nicht nur von der feststehenden kapazitiven Kopplung unter den Anzeigeelementen 16 und den Datensteuerelektroden 20, sondern auch von den an die Elektroden 20 während nachfolgender Reihenadressierungszeitabschnitte angelegten Datensteuersignalen ab. Da die Werte von nachfolgenden Datensteuersignalen während des Adressie rungszeitabschnitts einer speziellen Reihe unbekannt sind, kann die Wirkung von Nebensprechen auf die RMS-Spannung über der Flüssigkristallschicht 28 zu diesem Zeitpunkt nicht vollständig bestimmt und kompensiert werden.
Fig. 5 ist ein vereinfachtes Spannungsdiagramm 200, das beispielhafte Datensteuersignale 202a-202e und entsprechende Kompensationssignale 204a-204e zeigt, die an die Anzeigeelemente 16 , 16 , ... 16 , welche entlang der Spaltenelektrode 20 des Anzeigefeldes 12 angeordnet sind, angelegt werden. Gleichermaßen ist Fig. 6 ein schematisches Zeitablaufdiagramm 206, das beispielhafte Datensteuersignale 208a-208e und entsprechende Kompensationssignale 204a bis 204e zeigt, die an die Anzeigeelemente 16 , 16 , 16 , welche entlang der Spaltenelektrode 20 angeordnet sind, angelegt werden. Das während des Anlegens der Spannung 202a adressierte Anzeigeelement und das während des Anlegens der Spannung 208a adressierte Anzeigeelement befinden sich in den jeweiligen Spalten k und k+1 und liegen beide in der Reihe i. Die Spannungen 202b und 208b werden an die Elemente in der Reihe i+1 adressiert, die Spannungen 202c und 208c werden an die Elemente in der Reihe i+2 adressiert, ... und die Spannungen 202e und 208e werden an die Elemente in der Reihe i+4 adressiert. Aus den Fig. 5 und 6 ist ersichtlich, daß die Datensteuersignale 202a-202e von den Datensteuersignalen 208a- 208e verschieden sind, daß jedoch dieselben Kompensationssignale 204a-204e an beiden Spaltenelektroden 20k und 20k+1 verwendet werden.
Fig. 7 ist ein vereinfachtes Diagramm 70, das beispielhafte Spannungen über dem Anzeigeelement 16 zeigt, welches durch das in Fig. 5 gezeigte Datensteuersignal 202a adressiert wurde. Die Spannung 271a stellt die Spannung über dem Flüssigkristallabschnitt des Anzeigeelements 161 während seines Reihenadressierungszeitabschnitts dar.
Da die Lichtdurchlässigkeit durch das Anzeigeelement 16 hindurch auf die RMS-Spannung über der Flüssigkristallschicht 28 reagiert, ist es erwünscht, daß die RMS-Spannung einen Sollwert beibehält, um eine gewünschte Graustufe zu liefern. Die während des i-ten Reihenadressierungszeitabschnitts über dem Anzeigeelement 16 angelegte Spannung 271a ist derart, daß, wenn sich der Plasmakanal 22 im AUS-Zustand befindet, die gewünschte Sollspannung über der Flüssigkristallschicht 28 gespeichert wird. Die Spannungen 271b bis 271e, d. h. die Spannungen über dem Anzeigeelement 16 während der ersten Phase der Reihenadressierungszeitabschnitte i+1 bis i+4, weichen jedoch vom gewünschten Sollwert ab aufgrund von vorne-bis- hinten-Nebensprechen von der in der Spalte K angelegten Datensteuerspannung 202a bis 202e und aufgrund von Übersprechen von Datensteuersignalen, wie z. B. 208a bis 208e, die an die angrenzenden Spalten k-1 und k+1 angelegt werden.
Die Spannungen 272a-272e stellen die Spannungen über der Flüssigkristallschicht 28 am Anzeigeelement 16 während des Anlegens des bevorzugten Kompensationssignals in der zweiten Phase des jeweiligen Reihenadressierungszeitabschnitts i bis i+4 dar. Die Spannungen 272a-272e kompensieren die Abweichung der Spannungen 271b-271e von der gewünschten Sollspannung, so daß die RMS-Spannung über dem Anzeigeelement 16 annähernd die gewünschte Sollspannung ist.
Um ein bevorzugtes Kompensationssteuerverfahren für das Nebensprechen abzuleiten und zu bewerten, kann die RMS-Spannung über der Flüssigkristallschicht 18 am Anzeigeelement 16 durch eine Gleichung beschrieben werden, und die Gleichung kann dann zur Bewertung der Kompensationsschemen für das Nebensprechen verwendet werden.
Die RMS-Spannung während eines Rahmenadressierungszeitabschnitts über dem Anzeigeelement 16 , das durch ein Adressierungsverfahren mit einer einzigen Phase angesteuert wird, kann als
ausgedrückt werden,
wobei < V²> die RMS-Spannung über dem Anzeigeelement in der Reihe i und der Spalte k darstellt.
N ist die Anzahl der Reihenadressierungszeitabschnitte in einem Rahmenadressierungszeitabschnitt.
V ist die an die k-te Spalte während des i-ten Adressierungszeitabschnitts angelegte Spannung. V besitzt typischerweise Werte von 0-60 V in einer durch ein Plasma adressierten Anzeige und zwischen 0 und einigen Volt für eine Vorrichtung mit Dünnschichttransistoren ("TFT").
C ist die normierte Kapazität einer Flüssigkristallschicht.
a 1/C+1/CTD, wobei CTD die Kapazität der dielektrischen Schicht 146 ist. Der Parameter a gibt an, daß die Datensteuerspannung zwischen der Flüssigkristallschicht 28 und der dielektrischen Schicht 146 aufgeteilt ist, und besitzt in einer durch ein Plasma adressierten Anzeige einen Wert von etwa 7 bis 9. In einer TFT-Anzeige ist keine dielektrische Schicht 146 vorhanden und daher gilt a = 1.
Del/C+1/CTD+1/CPC, wobei CPC die Kapazität des Plasmakanals 22 im AUS-Zustand ist. Der Parameter β gibt an, daß sich die Spannung über der Flüssigkristallschicht 28 ändert, wenn das Plasma im Kanal 22 ausgelöscht wird. Der Parameter β besitzt einen Wert von etwa 100 in einer durch ein Plasma adressierten Anzeige und ist äquivalent der Source-Drain-Kapazität in einem TFT-Anzeigeelement.
D ist ein empirisch abgeleiteter Term, der die kapazitiven Kopplungen zwischen dem Anzeigeelement und den benachbarten Busleitungen beschreibt, und besitzt einen Wert von etwa 100 in der vorstehend beschriebenen durch ein Plasma adressierten Anzeige.
Der erste Term von Gleichung (1) stellt den Beitrag zur RMS- Spannung über der Flüssigkristallschicht 18 des Anzeigeelements 16 von der Datensteuerspannung, die dieses Element adressiert, dar. Der zweite Term stellt die Beiträge der Steuerspannungen dar, die an die Reihen 1 bis i-1 adressiert werden, und der dritte Term stellt die Beiträge der Datensteuerspannungen dar, die an die Reihen i+1 bis N adressiert werden.
Bezüglich des zweiten und des dritten Terms stellt der erste Term in jedem Summenausdruck den Beitrag zur RMS-Spannung von der Ladung dar, die in der Anzeige während der Adressierung des i-ten Adressierungszeitabschnitts gespeichert wurde und die sich als Folge der Kapazität des Plasmakanals, wenn er sich im AUS-Zustand befindet, rückverteilt. Der zweite Term in jedem Summenausdruck stellt den Beitrag zur RMS-Spannung dar, der sich aus dem vorne-bis-hinten-Nebensprechen ergibt, d. h. den Störwirkungen, die aus den Steuerspannungen resultieren, die an die Spaltenelektrode 20k während anderen Reihenadressierungszeitabschnitten als dem i-ten Reihenadressie rungszeitabschnitt angelegt werden. Solche Störwirkungen werden durch die Kapazitäten der Flüssigkristallschicht 18, der dielektrischen Schicht 146 und des Plasmakanals 22 bestimmt. Der letzte Term in jedem Summenausdruck beschreibt das Übersprechen, d. h. die Wirkung der Datensteuerspannungen an den benachbarten Spalten k+1 und k-1 auf die RMS-Spannung über einem Pixel in der k-ten Spalte.
Adressierungsschemen, wie z. B. das adaptive Ansteuerungsschema der bevorzugten Ausführungsform der gegenwärtigen Erfindung, DCD oder RTC, sind zweiphasige Ansteuerungsschemen. Eine erste Spannung wird an die Spaltenelektrode 20 während einer ersten Phase mit der Phasenbreite δ angelegt, und eine zweite Spannung W wird an die Spaltenelektrode 20 während einer zweiten Phase mit der Phasenbreite 1-δ angelegt. Die Gleichung, die die RMS-Spannung über einem Anzeigeelement beschreibt, welches durch eine solche Ansteuerung angesteuert wird, ist ähnlich der Gleichung 1, jedoch mit einer Gruppe von zusätzlichen, analogen Termen, die die zweite Phase der Ansteuerung beschreiben:
wobei W die an die Spaltenelektrode 20k während der zweiten Phase des Adressierungszeitabschnitts der i-ten Reihe angelegte Spannung ist. Die Wirkung der Änderung der Spannung über dem Anzeigeelement 16 , die sich aus der Rückverteilung der Ladung im AUS-Zustand des Kanals 22 ergibt, kann durch Multiplizieren aller Datensteuerspannungen mit β/(β-α) kompensiert werden, was die RMS-Spannung zu:
vereinfacht.
Da β/(β-α) klein ist, werden Änderungen, die in α und β durch diese Korrektur hervorgerufen werden, vernachlässigt.
Die Differenz zwischen der tatsächlichen und der gewünschten RMS-Spannung über der Flüssigkristallschicht 18 wird RMS- Spannungsfehler genannt und wird mathematisch als:
ausgedrückt.
Das Einsetzen des Ausdrucks für < V²> aus Gleichung (3) in Gleichung (4) ergibt einen umfassenden Ausdruck, der den RMS- Spannungsfehler in dem Anzeigeelement beschreibt:
Die relative Größe oder Größenordnung jedes Terms wird in einem Kästchen über dem Term angegeben; Terme mit niedrigerer Größenordnung sind bedeutender als Terme mit höherer Größenordnung, wobei jede Abnahme um eine Größenordnungseinheit eine etwa zehnfache Zunahme der Größe darstellt. Die relative Größenordnung der Terme C, α, D und β ist jeweils 0, 1, 1, 2.
Die Fehlergleichung (5) enthält Terme, die dem vorne-bis- hinten-Nebensprechen, dem Übersprechen und den Kapazitäten des Dielektrikums und des Plasmakanals zuzuschreiben sind. Die Terme für das Übersprechen enthalten Spannungen mit oberen Indizes k+1 oder k-1, die angeben, daß die Spannungen an Spaltenelektroden 20 liegen, die anders sind als die Spaltenelektrode 20, die das analysierte Anzeigeelement 16 adressiert, aber an diese angrenzen. Die Terme für das vornebis-hinten-Nebensprechen enthalten Spannungen mit einem oberen Index k und einem unteren Index j ≠ i, die anzeigen, daß die Spannungen an die Anzeigeelemente 16 der Spalte k adressiert werden, sich aber in anderen Reihen als der i-ten Reihe befinden. Terme, die Spannungen mit einem unteren Index i und einem oberen Index k enthalten, sind keine Nebensprech-Terme. Solche Terme betreffen die Wirkung der Adressierungsstruktur auf die in dem Anzeigeelement während seines Reihenadressierungszeitabschnitts gespeicherte Spannung.
Der Wert der Terme in den Summenausdrücken kann während der Adressierung der Reihe i nicht exakt bestimmt und kompensiert werden, da die Datensteuerspannungswerte für nachfolgende Reihenadressierungszeitabschnitte zu diesem Zeitpunkt nicht bekannt sind. Daher besteht ein Ziel des zweiphasigen Adressierungsschemas dieser Erfindung darin, Werte für die Kompensationsspannung (W-Terme) auszuwählen, die zur algebraischen Streichung von so vielen RMS-Spannungsfehler-Termen niedriger Ordnung wie möglich innerhalb des Summenausdrucks führt.
Die Wirksamkeit eines Ansteuerungsschemas zur Verringerung von Nebensprechen für eine Anzeige mit aktiver Matrix kann durch Einsetzen der ausgewählten Werte für die W-Terme in Gleichung (5) bestimmt werden. In dem adaptiven Ansteuerungsschema der vorliegenden Erfindung wird eine Spannung , die als
definiert ist, an alle Spaltenelektroden 20 während der zweiten Phase des Adressierungszeitabschnitts für die i-te Reihe angelegt. Das Einsetzen von für W , W und W in Gleichung (5) und Vereinfachen der Gleichung ergibt:
wobei gilt ΔVki (V + V - 2V ).
Ebenso ergibt das Einsetzen von W = Wm - V , das die Kompensationsspannung der zweiten Phase von DCD beschreibt, in Gleichung (5) eine Fehlergleichung für DCD unter Verwendung von Phasen mit gleicher Länge (δ = ½) von:
Für RTC, das eine feststehende Kompensationsspannung WC während einer zweiten Phase mit willkürlicher Länge anlegt, ist der resultierende Fehler:
Terme in den Fehlergleichungen (7), (8) und (9), die ΔV enthalten, stammen von Übersprechen. Terme, die V enthalten, stammen von vorne-bis-hinten-Nebensprechen, und Terme, die sowohl ΔV als auch V enthalten, sind Kreuzterme, die von beiden Arten von Nebensprechen stammen.
Die relative Wirksamkeit der drei Verfahren zur Verringerung von Nebensprechen kann durch Vergleichen der Terme der Gleichungen (7), (8) und (9) verglichen werden. Die größten Fehlerterme in der Gleichung (7) (adaptives Ansteuerungsschema) sind Terme zweiter Ordnung, von denen alle Übersprechen darstellen. Diese Terme sind identisch den Termen zweiter Ord nung von Gleichung (9) (RTC), was anzeigt, daß beide Verfahren Übersprechen in etwa demselben Umfang verringern.
Das Vergleichen der Verringerung des Übersprechens der adaptiven Ansteuerung mit jener von DCD ist schwieriger, da die Terme von Gleichung 7 (adaptive Ansteuerung) nicht jenen von Gleichung (8) (DCD) entsprechen. Eine Möglichkeit, Terme zu erhalten, die vergleichbar sind, besteht darin, das Nebensprechen zu betrachten, das sich aus dem Bild des schlimmsten Falls, d. h. einem mit abwechselnden vertikalen Streifen, ergibt. In einem solchen Fall kann Gleichung (8), die den Spannungsfehler von DCD darstellt, zu:
reduziert werden, und Gleichung (7), die den Spannungsfehler des adaptiven Ansteuerungsschemas darstellt, kann zu:
reduziert werden.
Für Pixel, bei denen V ausreichend klein ist, ist der zweite Term in Gleichung (11) vernachlässigbar und es wird gezeigt, daß die adaptive Ansteuerung bei den Übersprechfehlern um einen Faktor von 1/(1 - δ) DCD überlegen ist. Wenn jedoch V nicht klein ist, kann der zweite Term nicht ignoriert werden, und, da er bildabhängig ist, kann er nicht für einen allgemeinen Fall berechnet werden.
Es kann dennoch gezeigt werden, daß die adaptive Ansteuerung DCD überlegen ist, durch Messen der optischen Durchlässigkeit einer Reihe von Testbildern. Fig. 8A zeigt ein typisches Testbild 300, das aus einer grauen Fläche 304 besteht, die von einem Bereich 306 umgeben ist, welcher aus abwechselnden hellen Streifen 308 und dunklen Streifen 310 besteht. Die Wirkung des Nebensprechens auf die optische Durchlässigkeit eines Pixels 161 in der grauen Fläche 304 hängt von der an die Elektroden 20 angelegten Spannung zur Erzeugung der dunklen Streifen 310 und von der an das Pixel 16 , angelegten Spannung V , d. h. der Graustufe des Pixels 16 , ab. Die optische Durchlässigkeit durch die graue Fläche 304 des Testbildes wurde gemessen, während die Spannung, die zur Erzeugung der dunklen Streifen 310 angelegt wurde, in Schritten von Null (Fig. 8B, ein Testbild 312, das keine Streifen zeigt) bis zu einem Maximalwert (Fig. 8A, die dunkle Streifen zeigt) erhöht wurde. Das Übersprechen nimmt mit steigender Spannung, die zur Erzeugung der Streifen 310 angelegt wird, zu. Die optische Durchlässigkeit wurde für Bilder gemessen, die unter Verwendung von adaptiver Ansteuerung, DCD und einer nicht-kompensierten Ansteuerung mit einer einzigen Phase erzeugt wurden. Sowohl die adaptive Ansteuerung als auch die DCD verwendeten eine Phasenbreite von δ = 1/2. Für das verwendete DCD-Schema wurde die Komplementspannung Wm als Null gewählt. Ein solches DCD-Schema ist als "inverse Ansteuerung" bekannt, da die Kompensationssignale das Inverse der Ansteuerungssignale sind.
Fig. 9 ist ein Kurvenschaubild 320, das die gemessene optische Durchlässigkeit von der grauen Fläche 304 der Testbilder als Funktion der Spannung, die zur Erzeugung der dunklen Streifen 310 angelegt wird, zeigt. Die Testanzeige arbeitet im normalerweise weißen Modus, d. h. 100% Durchlässigkeit, wenn keine Spannung angelegt ist. Die mit RG, ID und ND beschrifteten Kurven stellen die optische Durchlässigkeit für das adaptive Ansteuerungsschema, das inverse Ansteuerungsschema bzw. die nicht-kompensierte Ansteuerungswellenform dar. Die Ergebnisse für die drei Ansteuerungsschemen sind als Gruppe von drei Linien für jede von drei Graustufen oder Solldurchlässigkeitswerten der grauen Fläche 304 aufgetragen, wobei jede Graustufe einem anderen Wert von V entspricht. Die Gruppen von Linien 322, 324 und 326 stellen jeweils ungefähr 2% Durchlässigkeit dar, wenn V die maximal mögliche Ansteuerungsspannung ist, 100% Durchlässigkeit, wenn V = 0, und 50% Durchlässigkeit. Abweichungen der Linien vom Solldurchlässigkeitswert sind unerwünscht und sind die Folge von Nebensprechen. Das Ausmaß der Abweichung einer Linie vom Sollwert gibt die Schwere eines Nebensprechproblems an.
Die in Fig. 9 nahe der Null-Durchlässigkeit-Achse aufgetragenen Linien 322 für die drei Ansteuerungsschemen zeigen, daß zwischen der Fähigkeit zur Verringerung von Nebensprechen der drei Ansteuerungswellenformen für ein Pixel, bei dem V groß ist und der Durchlässigkeitswert daher in der Nähe von Null liegt, wenig Unterschied besteht. Die nahe der Linie für eine Durchlässigkeit von 100% aufgetragenen Linien 324 zeigen jedoch, daß das adaptive Ansteuerungsschema zu bedeutend weniger Nebensprechen führt als das inverse Ansteuerungsschema oder das nicht-kompensierte Ansteuerungsschema, wenn die Pixelspannung V klein ist und die Ansteuerungsspannung, die zur Erzeugung der dunklen Streifen angelegt wird, groß ist. Die nahe der Linie für 50% aufgetragenen Linien 326 zeigen, daß das adaptive Ansteuerungsschema bei einem mittleren Wert von V ebenfalls zu weniger Nebensprechen führt. Daher ergibt die adaptive Ansteuerung eine Verringerung des Überspre chens gleich oder besser als jene von DCD in Fällen von kleinen, mittleren und großen Werten von V .
Es ist möglich, die Verringerung des vorne-bis-hinten- Nebensprechens der verschiedenen Ansteuerungsschemen durch Betrachten eines Bildes mit einem hohen Grad an horizontaler Symmetrie und daher keinem Übersprechen zu vergleichen. In einem solchen Bild sind V , V und V gleich, und daher gilt ΔV = 0. In einem solchen Fall ist der RMS- Spannungsfehler eines Datenelements 161, das durch das adaptive Ansteuerungsschema angesteuert wird, gleich:
Der minimale vorne-bis-hinten-RMS-Spannungsfehler, der durch DCD erzeugt werden kann, ergibt sich aus Wm = 0 (d. h. inverse Ansteuerung) und ist gleich:
Der minimale vorne-bis-hinten-RMS-Spannungsfehler für RTC ergibt sich, wenn WC = 0 (auch als "Rückkehr-zum-Erdpotential"- Ansteuerung bekannt), und ist gleich:
Durch Vergleichen der RMS-Spannungsfehler der Gleichungen (12), (13) und (14) kann man sehen, daß das adaptive Ansteuerungsschema den gleichen Fehlerterm vierter Ordnung erzeugt wie DCD, und RTC erzeugt Fehlerterme dritten Grades. Daher verringert das adaptive Ansteuerungsschema das vorne-bis- hinten-Nebensprechen ebenso wie DCD und besser als RTC. Vorher wurde gezeigt, daß das adaptive Ansteuerungsschema das Übersprechen mindestens so gut wie RTC und besser als DCD verringert. Das adaptive Ansteuerungsschema verringert somit beide Arten von Nebensprechen, da die Kompensationssignale auf mehreren Datensteuersignalen beruhen. Ein adaptives Ansteuerungsschema verwendet, anders als RTC, Kompensationssignale, die auf den Datensteuersignalen beruhen, und verwendet, anders als DCD, Kompensationssignale, die auf mehreren Datensteuersignalen beruhen.
Es ist für Fachleute offensichtlich, daß viele Änderungen an den vorstehend beschriebenen Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von deren zugrundeliegenden Prinzipien abzuweichen. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung sollte daher nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt sein.

Claims

1. Ansteuerungsverfahren für eine elektrooptische Anzeige (12) mit aktiver Matrix, die eine Anordnung von Anzeigeelementen (16) aufweist, welche an den Kreuzungsstellen von mehreren in Spalten angeordneten Datensteuerelektroden (20) und mehreren in Reihen angeordneten Datenfreigabeelektroden (162b) angrenzend liegen, wobei die Anzeigeelemente (16) in einer Reihe als Reaktion auf ein an die Datenfreigabeelektrode (162b) der Reihe angelegtes Datenfreigabesignal Information speichern, die während eines Reihenadressierungszeitabschnitts in Form analoger Datensteuersignale an die Datensteuerelektroden (20) angelegt wird, und die Anzeigeelemente (16) in nachfolgenden Reihen Information speichern, die während nachfolgender Reihenadressierungszeitabschnitte eines Rahmenadressierungszeitabschnitts an die Datenfreigabeelektroden (162b) angelegt wird, wobei die Effektivspannung über Teilen jedes Anzeigeelements während des Rahmenadressierungszeitabschnitts in störender Weise durch Nebensprechen (crosstalk) beeinflußt wird, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

Speichern einer Spannung, die dem Datensteuersignal entspricht, das an die dem jeweiligen Anzeigeelement (16) zugeordnete Datensteuerelektrode (20) angelegt wird, als Reaktion auf ein Datenfreigabesignal an einer Datenfreigabeelektrode (162b), an jedem Anzeigeelement (16) in der Reihe, die der Datenfreigabeelektrode zugeordnet ist, während eines Reihenadressierungszeitabschnitts;

Bestimmen eines Spannungswerts für ein Kompensationssignal für eine Datensteuerelektrode (20); und

Anlegen des Kompensationssignals an die Datensteuerelektrode (20) während des Reihenadressierungszeitabschnitts;

dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswert des Kompensationssignals dem gewichteten Mittel der während des Reihenadressierungszeitabschnitts an die Datensteuerelektrode (20) und mindestens eine weitere Datensteuerelektrode (20) angelegten Datensteuersignale entspricht, wobei das Kompensationssignal sowohl vorne-bis-hinten- Nebensprechen (front-to-back crosstalk) als auch Übersprechen (side-to-side crosstalk) ausgleicht, um einen mittleren quadratischen Sollspannungswert über Teilen der Anzeigeelemente (16), die durch die Datensteuerelektrode (20) während des Rahmenadressierungszeitabschnitts adressiert werden, genauer aufrechtzuerhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Spannungswert des Kompensationssignals der an alle Datensteuerelektroden (20) während des Reihenadressierungszeitabschnitts angelegten Information entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei der Schritt des Anlegens des Kompensationssignals das Anlegen eines einzigen Kompensationssignals an alle Datensteuerelektroden (20) umfaßt.

4. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der Schritt der Bestimmung eines Spannungswerts für das Kompensationssignal die Bestimmung des inversen gewichteten Mittels aller an die Datensteuerelektroden (20) während des Reihenadressierungszeitabschnitts angelegten Informationen umfaßt.

5. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei das Kompensationssignal einen Spannungswert aufweist, der dem inversen gewichteten Mittel der an die Datensteuerelektroden (20) angelegten Information entspricht, wobei das gewichtete Mittel durch Dividieren der Summe der Datensteuersignale durch die Anzahl der Datensteuersignale und Multiplizieren des Quotienten mit δ/(1-δ) bestimmt wird, wobei δ das Verhältnis der Dauer der Datensteuersignale zur Dauer des Reihenadressierungszeitabschnitts darstellt, und wobei δ so ausgewählt wird, daß für eine wirksame Kompensation des Nebensprechens (crosstalk) gesorgt wird.

6. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die folgenden Schritte separat durchgeführt werden:

Anlegen der analogen Datensteuersignale an die Datensteuerelektroden (20);

Speichern der an die Datensteuerelektroden (20) angelegten Informationen in den Anzeigeelementen (16) einer Reihe als Reaktion auf ein impulsartiges Datenfreigabesignal; und

Anlegen des Kompensationssignals.

7. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der Reihenadressierungszeitabschnitt in eine erste und eine zweite Phase unterteilt wird, wobei die Information an die Datensteuerelektroden (20) während der ersten Phase angelegt wird und das Kompensationssignal während der zweiten Phase angelegt wird.

8. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei der Schritt des Anlegens eines Kompensationssignals die Bestimmung des Kompensationsspannungswerts unter Verwendung einer analogen Summierschaltung umfaßt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Schritt des Anlegens eines Kompensationssignals die Bestimmung des Kompensationsspannungswerts unter Verwendung von digitalen Berechnungen umfaßt.

10. Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei die elektrooptische Anzeige (12) eine Anzeige mit aktiver Matrix vom Flüssigkristalltyp umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Anzeige (12) mit aktiver Matrix vom Plasmaadressierungs-Flüssigkristalltyp ist.

12. Elektrooptisches Anzeigesystem mit aktiver Matrix, das eine Adressierungsstruktur zum Adressieren und Ausgeben von Datensteuersignalen über Datensteuerelektroden (20) an jedes von mehreren Anzeigeelementen (16), die an Adreßstellen innerhalb einer Anordnung angeordnet sind, und eine Signalsteuervorrichtung (32) zum Ausgeben der Datensteuersignale an mehrere Adreßstellen innerhalb der Anordnung während eines Adressierungszeitabschnitts aufweist, wobei die Anzeigeelemente (16) elektrische Störkopplungen aufweisen, die störende Datenkomponenten unter den Anzeigeelementen übertragen, wobei das Anzeigesystem folgendes umfaßt:

eine Vorrichtung zum Speichern von Spannungen, die den Datensteuersignalen entsprechen, an den mehreren Anzeigeelementen (16) als Reaktion auf die Datenfreigabesignale;

eine Vorrichtung zum Bestimmen eines Spannungswerts für ein Kompensationssignal für eine Datensteuerelektrode (20);

wobei die Signalsteuervorrichtung (32) zum Anlegen des Kompensationssignals an die Datensteuerelektrode (20) während des Reihenadressierungszeitabschnitts betreibbar ist;

dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungsvorrichtung gestaltet ist, um einen Spannungswert für ein Kompensationssignal zu bestimmen, welcher dem gewichteten Mittel der während des Reihenadressierungszeitabschnitts an die Datensteuerelektrode (20) und mindestens eine weitere Datensteuerelektrode (20) angelegten Datensteuersignale entspricht, wodurch das Kompensationssignal sowohl vorne-bis-hinten-Nebensprechen (front-to-back crosstalk) als auch Übersprechen (side-to-side crosstalk) ausgleicht, um einen mittleren quadratischen Soll spannungswert über Teilen der Anzeigeelemente, die durch die Datensteuerelektrode (20) während des Rahmenadressierungszeitabschnitts adressiert werden, genauer aufrechtzuerhalten.

13. Anzeigesystem nach Anspruch 12, wobei der Reihenadressierungszeitabschnitt in eine erste und eine zweite Phase unterteilt ist, wobei die Signalsteuervorrichtung (32) betreibbar ist, um während der ersten Phase die Information an die Datensteuerelektroden (20) und während der zweiten Phase das Kompensationssignal anzulegen.

14. Anzeigesystem nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei die Bestimmungsvorrichtung betreibbar ist, um einen Spannungswert für das Kompensationssignal auf der Basis aller Datensteuersignale, die während des Reihenadressierungszeitabschnitts an die Datensteuerelektroden (20) angelegt werden, zu bestimmen.

15. Anzeigesystem nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei das Kompensationssignal durch das inverse gewichtete Mittel aller Datensteuersignale bestimmt ist.

16. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei ein einziges Kompensationssignal an alle Datensteuerelektroden (20) angelegt wird.

17. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die Vorrichtung zur Bestimmung derart gestaltet ist, daß das Kompensationssignal einen Spannungswert aufweist, der dem inversen gewichteten Mittel der an die Datensteuerelektroden (20) angelegten Information entspricht, wobei das gewichtete Mittel durch Dividieren der Summe der Datensteuersignale durch die Anzahl der Datensteuersignale und Multiplizieren des Quotienten mit δ/(1-δ) bestimmt wird, wobei δ das Verhältnis der Dauer der Datensteuersignale zur Dauer des Reihenadressierungs zeitabschnitts darstellt, und wobei δ so ausgewählt wird, daß für eine wirksame Kompensation des Nebensprechens (crosstalk) gesorgt wird.

18. Anzeigesystem nach einem der Ansprüche 12 bis 17, wobei die elektrooptische Anzeige eine Anzeige (12) mit aktiver Matrix vom Flüssigkristalltyp umfaßt.

19. Anzeigesystem nach Anspruch 18, wobei die elektrooptische Anzeige eine Anzeige (12) mit aktiver Matrix vom Plasmaadressierungs-Flüssigkristalltyp umfaßt.