NL9201692A

NL9201692A - Reduktie van Vertikale "Cross-talk" in Dot-Matrix Vloeibaar-Kristal Weergeefinrichtingen, en Realisatie van Grijs-niveau's met behulp van Puls-Hoogte-Modulatie.

Info

Publication number: NL9201692A
Application number: NL9201692A
Authority: NL
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-04-18
Also published as: EP0614563B1; WO1994008330A1; DE69323059D1; JPH07501636A; EP0614563A1; KR100343381B1; DE69323059T2

Description

Reduktie van Vertikale "Cross-Talk" in Dot-Matrix Vloeibaar-Kristal Weergeefinrichtingen, en Realisatie van Grijs-niveau’s met behulp van Puls-Hoogte-Modulatie.

De uitvinding heeft betrekking op een weergeefinrichting bevattende een vloeibaar-kristal materiaal tussen twee op een gedefinieerde afstand van elkaar gehouden steunplaten met naar elkaar toegekeerde opppervlakken waarbij op het ene oppervlak een patroon van N lijnelektroden en op het andere oppervlak een patroon van kolomelektroden is aangebracht, welke lijnelektroden de kolomelektroden kruisen en de kruispunten aldus een matrix van weergeefelementen vormen. De inrichting bevat onder meer een besturingsschakeling voor het aanbieden van datasignalen aan de kolomelektroden en een lijnaftastschakeling voor het periodiek aftasten van de lijnelektroden en het aanbieden van passende lijnselectiespanningen.

Dergelijke weergeefinrichtingen zijn bekend en worden gewoonlijk in multiplex-aansturing volgens de zogenaamde RMS-mode bedreven.

De wijze van aansturing (gebaseerd op het zogenaamde RMS gedrag van het vloeibaar-kristal materiaal), is o.a. beschreven door Alt en Pleshko in I.E.E.E. Trans. El. Dev. ED 21, 1974, blz. 146-155, door Nehring en Kmetz in I.E.E.E. Trans. El. Dev. ED 26, 1979, blz, 795-802, en door Kawakami e.a. in SID-IEEE Record of Biennal Display Conference, 1976, blz. 50-52.

Deze wijze van aansturing geldt als de meest gangbare voor het aansturen van vloeibaar-kristal weergeefinrichtingen die opgebouwd zijn als een matrix van beeldelementen zoals hierboven beschreven waarbij geen aktieve elektronische schakelaar (zoals bijvoorbeeld, dunne-film-transistor) per beeldelement wordt toegepast.

Met deze wijze van aansturing worden de beeldelementen vanuit een eerste toestand naar een optisch daarvan verschillende tweede toestand geschakeld met behulp van de lijnaftastschakeling die periodiek de lijnelektroden aftast met een lijnselektiepuls ter grootte van V0 en met behulp van de o besturingsschakeling voor het aanbieden van datasignalen aan de kolomelektroden welke dataspanningen ter grootte van +/- Vd aan de kolomelektroden toevoert gedurende een tijd dat een lijnelektrode wordt afgetast, zodanig dat de optische toestand die in een weergeefelement gerealiseerd wordt, bepaald wordt door de zogenaamde Rooth-Mean-Square (RMS) spanningswaarde over het betreffende element.

De RMS-spanningswaarde V2 voor de geselecteerde weergeefelementen, d.w.z. de weergeefelementen in de aan-toestand, wordt gegeven door: V22 = ( vs + vd )2/N + ( N - 1 ) * v//N (1)

De RMS-spanningswaarde Vj voor de niet-geselecteerde weergeefelementen, d.w.z. de weergeefelementen in de uit-toestand, wordt gegeven door: vl2 = ( Vs - Vd )2/N + ( N - 1 ) * Vd2/N (2)

In figuur 2 wordt schematisch een transmissiespannings-karakteristiek getoond van een tot deze weergeefinrichting behorende beeldcel.

Door Alt & Pleshko zijn relaties afgeleid die voor een gegeven waarde van de verhouding S = i^/Vj (ook wel drempelsteilheid in de transmissiespanningskarakteristiek genoemd) weergeven hoe groot het maximale aantal lijnen N..v is, dat onder behoud van

flaX

een vooraf bepaald kontrast met deze methode kan worden aangestuurd en op welke wijze de spanning V van de u lijnselectiepuls en de dataspanningen +/- Vd gekozen moeten worden om dit te realiseren. Deze relaties luiden als volgt: Naaï = { ( S2 + 1 )/( S2 - 1 ) }2 (3) <VVl = N„I <4)

Vd2 = Vj2 * { 0.5/( 1 - Q ) } . (5) waarbij: Q2 = N^'1

Indien nu de lijnselectiespanning Vg en de dataspanning worden gekozen overeenkomstig de uitdrukkingen (2) en (3) dan zal bij gebruik van NjaI lijnen de resulterende RMS-spanning over een geselecteerd beeldelement gelijk zijn aan Vg en de resulterende RMS-spanning over een niet-geselecteerd beeldelement gelijk zijn aan Vj,

Een grotere multiplexgraad, m.a.w. een hogere waarde voor N..v , vereist een steilere helling in de transmissiespanningskarakteristiek, d.w.z. een waarde van de grootheid S = Vg/Vj dichter bij 1.0

Met de momenteel bekende (en reeds gebruikte) zogenaamde "SUPER-TWISTED" vloeibaar-kristal effecten kunnen zeer hoge N.., mx waarden gerealiseerd worden omdat de drempelsteilheid S van de transmissiespanningskarakteristiek van deze effecten een waarde heeft die zeer dicht bij de limiet-waarde 1.0 ligt.

Figuur 1 toont schematisch een deel van een matrix-georienteerde weergeef inricht ing 1 met N..T selectielijnen (rijelektroden) 2, en beschrijft de principe-werking van de voornoemde RMS multiplex aanstuurmethode.

Deze aanstuurmethode wordt veelal aangeduid met: "line-at-a-time" RMS multiplex aansturing.

De weer te geven informatie wordt aangeboden op de datalijnen (kolomelektroden) 3. Ter plaatse van de kruispunten van de selectielijnen 2 en de datalijnen 3 bevinden zich de weergeefelementen 4. Afhankelijk van de aangeboden informatie op de datalijnen 3 bevinden de weergeefelementen 4 zich in een aan-toestand of uit-toestand. Synchroon met het selecteren van de lijnen of rijelektroden met behulp van de lijnselectiespanning V0 wordt de beeldinformatie o (dataspanning +/- ) via de kolomelektroden toegevoerd.

Zo wordt vanaf het tijdstip tj gedurende een periode tj (ook wel lijntijd genoemd) de lijn 2a geselecteerd die tesamen met de dan op de datalijnen 3a, 3*1, 3C aanwezige informatie (d.w.z.: + /- Vj) de optische toestand van de beeldelementen 4aa, 4^, 4CC bepaalt.

Gedurende deze periode dat de lijn 2a is geselecteerd, staat over alle andere beeldelementen die korresponderen met de b c lijnelektroden 2,2, etc. een spanning +/- V^.

Vanaf het tijdstip t2 (waarbij: t2 - tj = tj ) wordt gedurende de periode t| de lijn 2^ geselecteerd. De dan op de datalijnen 3 aanwezige informatie (d.w.z.: +/- ) bepaalt de toestand van de beeldelementen 4^δ, 4^, 4^.

Na deze lijntijd tj wordt vervolgens de volgende lijn geselecteerd. Aldus wordt lijn-voor-lijn het gehele beeld ingeschreven. Nadat de laatste lijn van de matrix is geselecteerd, wordt de gehele cyclus herhaald (zogenaamde "repeated scan procedure"). De duur van een enkele inschrijfcyclus wordt de rastertijd ofwel frametijd tj genoemd: t^ = N * tj waarbij N het aantal lijnen voorstelt die aldus successievelijk afgetast worden.

Belangrijk bij deze RMS aanstuurmethode is dat zowel de stijgtijd als de afvaltijd (ofwel, de schakeltijd voor overgang naar de ’aan’-, respectievelijk de ’uit’-toestand) van het optisch effect veel groter is dan de rastertijd.

Onder deze omstandigheden reageert het weergeefelement op het cumulatieve effect van een aantal aanstuurpulsen (c.q. selectie-pulsen). Hierbij reageert met name een vloeibaar-kristal weergeefelement op dezelfde wijze als wanneer het werd aangestuurd met een sinus- of blok-golfsignaal met dezelfde RMS spanningswaarde als die van de ’aan’- en ’uit’-spanningen V2 en Vj gegeven door de uitdrukkingen (1) en (2).

Zoals reeds besproken, is het maximale aantal selectielijnen Naaï gerelateerd aan de waarde van de verhouding V2/Vj (drempelsteilheid).

Recentelijk zijn nieuwe aanstuurschema’s beschreven die in tegenstelling tot de boven-beschreven "line-at-a-time" aansturing gebruik maken van "multi-line-at-a-time" selektie van lijnelektroden tijdens de rastertijd.

Deze multi-line aansturing is beschreven in: 1. De Nederlandse Octrooi-aanvrage 9200606 ten name van Welzen; 2. De Proceedings of SID-IEEE Display Conference, Boston (USA), mei *92, biz. 228-231, auteurs: Scheffer en Clifton.

3. De Proceedings of SID-IEEE Display Conference, Boston (USA), mei ’92, biz. 232-235, auteurs: Ihara e.a. .

Deze multi-line aansturing wordt gebruikt om het zogenaamde "FRAME RESPONSE" gedrag te reduceren dan wel te elimineren. Dit karakteristieke "FRAME RESPONSE" gedrag treedt met name op bij snel-schakelende vloeibaar-kristal weergeefinrichtingen met een hoge multiplex-graad (= groot aantal te multiplexen lijnen) en met de standaard line-at-a-time aansturing.

"FRAME RESPONSE" gedrag leidt tot kontrast- en helderheids-verlies.

Met multi-line aansturing vindt gelijktijdige selectie plaats van meerdere lijnen tijdens het scannen van de matrix.

Een en ander heeft tot gevolg dat de enkele, hoge selectiepuls die nodig is bij line-at-a-time aansturing voor iedere lijn per rastertijd, vervangen is door meerdere kleinere pulsen die regelmatig over de rastertijd verdeeld zijn.

Zowel het optreden van meerdere separate selectiepulsen met verkorte pulsduur en de lagere spanningsniveau’s van deze selectiepulsen bij multi-line aansturing, reduceren c.q. elimineren het "FRAME RESPONSE" gedrag en zorgen ervoor dat het optisch effect RMS gedrag vertoont.

Multi-line aansturing leidt bij geschikte keuze van de spanningsvorm (en amplitude) van de selectiespanning en van de datagolfsignalen niet tot een vermindering van het maximaal aantal te addresseren lijnen. Voor gegeven

transmissiespanningskarakteristiek met steilheid V,/V, wordt N

& ï nax wederom bepaald volgens uitdrukking (3) die afgeleid is voor optredend RMS gedrag.

Zowel bij de line-at-a-time als bij de multi-line aansturing kan de eigenlijke RMS-spanningswaarde voor een "aan"-element (oftewel, geselecteerd weergeefelement) in een kolom waarin alle beeldelementen zich in de "aan"—toestand bevinden, verschillen van de RMS-spanningswaarde voor een geselecteerd weergeefelement in een kolom waarin de beeldelementen, bijvoorbeeld, afwisselend "aan" en "uit" zijn.

Dit verschil wordt onder meer veroorzaakt door resistieve en capacitieve invloeden waardoor de toegevoerde aanstuurspanningssignalen (en met name de datasignalen) afhankelijk van de informatie-inhoud in de betreffende kolommen xn meerdere of mindere mate ’vervormd’ over de betreffende beeldelementen komen te staan.

Het zal blijken dat deze ’vervorming’ resulteert in een vermindering van de RMS-spanningswaarde, en dat deze vermindering van de RMS-spanningswaarde over een beeldelement groter wordt naarmate meer "aan"-"uit" overgangen (steeds inbegrepen de uit -'aan" overgangen) in een kolom voorkomen. Voor de in figuur 2 getekende transmissiekarakteristiek van een zogenaamd negatief-contrast weergeefinrichting (waarbij de niet-geselecteerde, oftewel "uit"-elementen een lage transmissie hebben, en de geselecteerde, oftewel "aan"-elementen een hoge transmissie) kan een en ander aanleiding geven tot waarneembare helderheids-verschillen tussen "aan"-elementen in kolommen met verschillende beeldinhoud (c.q., met verschillend aantal "aan"-"uit" overgangen).

Deze helderheidsverschillen (veelal aangeduid met: cross-talk" of "ghost" verschijnsel) zijn met name waarneembaar in hoog-gemultiplexte dot matrix vloeibaar-kristal weergeefinrichtingen.

Een methode ter reduktie van cross-talk als gevolg van verschillen in dataspanningspatronen (de zogenaamde vertikale cross-talk) is recentelijk beschreven in de Proceedings of SID-IEEE Display Conference, Las Vegas (USA), mei ’90, blz. 412-415, auteurs: Kaneka e.a. .

Deze methode maakt gebruik van een speciale polariteit- wisseling sequentie waarbij de polariteiten van de aanstuurspanningsignalen steeds van teken veranderen na aftasten van 2 lijnen gedurende de rasterscan. Tevens wordt voor opeenvolgende frames de start-positie van deze polariteits—wisselingen gewijzigd c.q. opgeschoven.

De uitvinding die in deze octrooiaanvrage zal worden beschreven» stelt zich ten doel een weergeefinrichting te verschaffen waarbij het bovengenoemde cross-talk effect zoveel mogelijk gereduceerd wordt zonder gebruikmaking van speciale polariteitswisseling sequenties.

Deze weergeefinrichting heeft daartoe volgens de uitvinding het kenmerk dat een kolombesturingsschakeling gebruikt wordt waarmee aan de afzonderlijke kolomelektroden dataspanningen met onderling verschillende amplitude aangeboden kunnen worden. De verschillende datasignalen worden gekozen conform het aantal aan - uit" overgangen in de betreffende kolommen.

De besturingsschakeling dient een "counter-unit" te bevatten die het aantal "aan"-"uit" overgangen in elke kolom van de matrix weergeefinrichting registreert.

Het (toenemend) verlies in RMS spanningswaarde over een bepaald beeldelement als gevolg van een (toenemend) aantal "aan"-"uit" overgangen in de betreffende kolom kan gekompenseerd worden door tijdens de rasterscan een aangepaste (c.q. hogere) amplitude van de dataspanning te gebruiken.

Ook is het mogelijk deze kompensatie uit te voeren door tijdens de rasterscan geen aangepaste dataspanning te gebruiken, maar bijvoorbeeld na iedere frame-scan gedurende een zeker tijdsinterval (bijvoorbeeld, gelijk aan de lijntijd tj) simultaan aan de afzonderlijke kolommen een spanningspuls aan te bieden waarvan de grootte bepaald is door het aantal "aan"-"uit" overgangen in de betreffende kolom.

Het aanbieden van deze spanningspulsen en de eerder genoemde verschillende dataspanningen kan plaatsvinden middels de driver-IC s die gebruikt worden bij de multi-line aansturing.

De uitvinding waarmee het cross-talk effect gereduceerd kan worden, zal thans nader worden toegelicht.

Bij deze beschrijving zal gebruikt worden gemaakt van de line-at-a-time aansturing. De uitvinding is evenwel niet beperkt tot de line-at-a-time aansturing, en eenieder die enigszins bekend is met dit vakgebied kan vaststellen dat de uitvinding ook toegepast kan worden bij multi-line aansturing.

In figuur 3 wordt schematisch weergegeven op welke wijze de spanning Vjc over een LC element (voorgesteld als een capaciteit C) in de tijd toeneemt bij het aanbieden van een spanningssprong van bij aanwezigheid van de weerstand R.

De tijdsafhankelijkheid van Vjc wordt gegeven als:

(6) waarbij T de RC tijdsconstante voorsteld.

De RMS spanningswaarde volgt uit:

(7)

Na enig rekenwerk wordt de volgende uitdrukking voor de RMS-spanningswaarde (genormaliseerd op V-n) gevonden:

(8)

Voor praktische waarden van t en T (zoals die zullen voorkomen in ’echte’ weergeefinrichtingen) kan gesteld worden dat J*/T << 1 , en dientengevolge kan uitdrukking (8) gereduceerd worden tot:

(9)

Wanneer sprake is van een blokspanning sequentie met blokken met lengtes Tj, T2 ... Tn waarbij Tj+T2+..+Tn - T^. dan wordt de resulterende gegeven door:

(10)

Dus, de effectieve (RMS) spanning wordt bepaald door het aantal blokspanningen, en dus feitelijk door het aantal nuldoorgangen.

Beschouw, bijvoorbeeld, 2 geselecteerde elementen A en B in respectievelijk kolom i en kolom j van de dot-matrix weergeefinrichting waarbij de elementen in kolom i afwisselend "aan" en "uit" zijn. De spanning over element A gedurende een rastertijd kan schematisch worden weergegeven zoals getekend in figuur 4A.

Figuur 4B toont schematisch de spanning over element B onder de aanname dat in kolom j slechts een enkele "aan"-"uit" overgang plaats vindt.

Zowel in figuur 4A -als in figuur 4B is de vervorming van de blokvormige spanningen (als gevolg van het RC-gedrag zoals toegelicht op pagina 8) schematisch weergegeven. Duidelijk zal zijn, dat de V^g van element A kleiner is dan de RMS spanning behorende bij element B.

Deze verlaging van de V^g kan gekompenseerd worden door gebruik te maken van een data-spannings-amplitude die hoger is dan voorgeschreven wordt volgens de A & P relaties (waarbij ideale, niet-vervormde blokvormige spanningssignalen verondersteld worden).

Voor kolom i and kolom j zullen dan verschillende data-spannings-niveau’s gebruikt moeten worden.

Hoe groot deze spannings-niveau’s dienen te zijn om zo goed mogelijk het verlies in V^g te kompenseren (teneinde gelijke Vjjjjg spanningen te realiseren voor de elementen A en B, maar ook voor elk willekeurig geselekteerd element in een willekeurige kolom k met een willekeurig aantal "aan"-"uit" overgangen) kan afgeleid worden wanneer de mate van vervorming van de blokspanningen bekend is.

De hoogte van de data-spannings-niveau*s ter kompensatie van Vjjjjg verliezen kan evenwel ook experimenteel vastgelegd worden middels transmissie(c.q, helderheids) meting van een "aan" element als funktie van het aantal "aan"-"uit" overgangen. Een te volgen procedure kan hierbij zijn: 1. bepaal de transmissie van een "aan" element in een kolom met alleen geselecteerde beeldelementen; deze transmissie- waarde dient als referentie-waarde.

2. bepaal vervolgens als funktie van het aantal "aan"-"uit" overgangen het data-spannings-niveau dat ingesteld dient te worden om voor een "aan" element de referentie-transmissie genoemd onder 1. te realiseren.

Aldus wordt het verband Vd = Vd(Xau) experimenteel bepaald (Xau = aantal "aan"-"uit" overgangen).

In principe wordt met deze kompensatie-methode een groot aantal data-spannings-niveau’s vereist, hetgeen met multilevel TFT kolom-drivers gerealiseerd kan worden.

In de praktijk zal het benodigd aantal spannings-niveau’s aanzienlijk gereduceerd kunnen worden, omdat het gebruik van eenzelfde V,-waarde bij, bijvoorbeeld, X,n en (X„„ 4- 1) overgangen niet hoeft te leiden tot visueel waarneembare helderheidsverschillen.

Voor de praktische implementatie van deze kompensatie methode is het derhalve nuttig te bepalen voor welke range van "aan"-"uit" overgangen: Xau t/m (Xau+n) met n=l,2,3,...

eenzelfde Vd~spanning gebruikt kan worden zonder dat een en ander aanleiding geeft tot waarneembare helderheidsverschillen.

Bij de bovenbeschreven kompensatie methode worden tijdens de raster scan verschillende Vd-waarden gebruikt voor kolommen met verschillende X, -waarden.

au

Kompensatie van V^g verliezen als gevolg van "aan"-"uit" overgangen kan ook gerealiseerd worden door dezelfde Vd~waarde tijdens het scannen van de N-lijnen matrix te gebruiken voor kolommen met verschillende X -waarden en na iedere frame-scan

aU

gedurende een zeker tijdsinterval (bijvoorbeeld, gelijk aan de lijntijd tj) simultaan aan de afzonderlijke kolommen j een spanningspuls aan te bieden waarvan de amplitude V(X ) J &u afhankelijk is van de Xau-waarde in de betreffende kolom. Gedurende dit tijdsinterval t% wordt aan alle rijen eenzelfde spanning toegevoerd, bijvoorbeeld de non-select lijnspanning (die volgens het getekende aanstuurschema in figuur 1 gelijk aan nul is). De hoogte van de toe te voeren spanningspuls Vj(Xau) kan relatief eenvoudig experimenteel bepaald worden met behulp van transmissie-metingen volgens een procedure zoals beschreven bij de bepaling van de verschillende kolomspanningen ν^(Χ&ι1) die gebruikt worden in de eerstgenoemde kompensatie methode.

Ook nu geldt, in verband met de praktische implementatie van deze tweede kompensatie methode, dat het nuttig is te bepalen voor welke range van "aan"-"uit" overgangen:

Xau t/m (Xau+n) met n=l,2,3,.....

eenzelfde Vj-spanning gebruikt kan worden zonder dat een en ander aanleiding geeft tot waarneembare helderheidsverschillen.

Voor de line-at-a-time aansturing zullen de polariteiten van zowel de datasignalen als van de lijnselectsignalen van teken dienen te veranderen, bijvoorbeeld na iedere rastertijd; dit gebeurt om het optreden van gelijkspanningscomponenten te voorkomen. In de praktijk wordt deze polariteitswisseling vaak toegepast na een zeker aantal lijntijden waarbij dit aantal kleiner is dan N.

Dit betekent dat het aantal "aan"-"uit" overgangen (inbegrepen de overgangen "uit"-"aan") niet meer gelijk hoeft te zijn aan het aantal polariteitsveranderingen van (c.q. veranderingen van het V^-niveau) zoals schematisch is weergegeven in figuur 1 en in figuur 4.

In de beschrijving van beide kompensatie methode’s kan derhalve Xau beter geïnterpreteerd worden als het aantal polariteitsveranderingen van gedurende een rastertijd, of, nog algemener, als het aantal keren dat het niveau van de dataspanning verandert.

Deze laatste interpretatie van Xan is met name van belang voor de multi-line aansturing.

Het idee om spanningspulsen met verschillende amplitude’s aan te bieden aan de afzonderlijke kolommen na elke frame-scan, kan ook gebruikt worden om grijswaarden te realiseren in weergeefinrichtingen met een dot-matrix struktuur zoals beschreven in deze octrooiaanvrage.

Dit zal in het onderstaande nader worden toegelicht. Grijsniveau’s worden momenteel gemaakt met Frame-Modulatie (FM) ofwel met Puls-Breedte-Modulatie (PBM).

FM is o.a. beschreven in: SID Digest of Technical Papers XIV, blz.32-33, 1983. Nadeel van FM is het optreden van "flicker" in snel-schakelende vloeibaar-kristal weergeefinrichtingen. PBM is o.a. beschreven in: SID Digest of Technical Papers XI, blz.28-29, 1980. PBM heeft o.a. als nadeel dat hoog-frequente signalen nodig zijn voor een groot aantal grijsniveau’s.

Een derde methode om grijsniveau’s te realiseren, maakt gebruik van Puls-Hoogte-Modulatie (PHM), en wordt in wezen toegepast in weergeefinrichtingen waarbij elk beeldelement voorzien is van een aktieve elektronische schakelaar zoals, bijvoorbeeld een dunne-film-transistor. Bij zulke aktief gestuurde matrix weergeefinrichtingen wordt een grijs-niveau voor een beeldelement feitelijk gerealiseerd door aan het betreffende element een spanning met een bepaalde amplitude toe te voeren. Deze methode kan evenwel niet zonder meer toegepast worden in de matrix weergeefinrichtingen die in deze octrooiaanvrage beschreven zijn en die aangestuurd worden volgens de line-at-a-time of multi-line RMS aansturing.

Een en ander hangt samen met het feit dat elke wijziging van de amplitude van de kolomspanning ’gevoeld’ wordt door alle elementen in de betreffende kolom. Veronderstel, bijvoorbeeld, dat in een bepaalde kolom een element een grijsniveau dient te hebben dat gerealiseerd wordt door tijdens de lijn-selektietijd een data-spanning ter grootte van ί*ν^ , met -1 <= f <= +1, aan te bieden (line-at-a-time aansturing wordt voor de eenvoud aangenomen). Voor een "aan" element in deze kolom geldt dan:

(11) M.a.w., ook de RMS-spanning van een "aan" element is volgens uitdrukking (11) afhankelijk van de (absolute) waarde van de parameter f. Uiteraard is dit niet gewenst.

Het verlies in RMS spanning kan gekompenseerd worden door na elke frame-scan een spanningspuls aan de betreffende kolom toe te voeren (gedurende, bijvoorbeeld een lijntijd tj).

Algemeen geldt dan: de hoogte van deze spanningspuls is afhankelijk van het aantal elementen in de betreffende kolom met een bepaald grijsniveau, uitgedrukt bijvoorbeeld in de waarde van de faktor f, waarbij volledig "aan" en volledig "uit" ook als grijsniveau’s beschouwd mogen worden.

Gegeven dit aantal ’grijs’ elementen en hun respektievelijke grijswaarde, kan in principe de hoogte van de spanningspuls bepaald (c.q. berekend) worden door onder deze omstandigheden uitdrukkingen af te leiden voor bijvoorbeeld de RMS-spanning van een "aan" en een "uit" element en gelijkstelling van de aldus berekende RMS-spanningswaarden aan die volgens de uitdrukkingen (1) en (2).

Het onderstaande voorbeeld dient ter illustratie van de procedure die hierbij gevolgd kan worden. In dit voorbeeld wordt verondersteld dat gedurende een lijntijd tj de kompensatie-puls V toegevoerd wordt.

VOORBEELD: 4-lijnen matrix waarbij in een bepaalde kolom een "aan" element en drie beeldelementen met verschillende grijsniveau’s (c.q. f-waarden) voorkomen.

Voor de 4-lijnen matrix wordt volgens het A & P line-at-a-time aanstuurschema de RMS-spanning van een "aan" element (en van een "uit" element) gegeven door:

(12)

(13) met: S4 = Dj * SQRT(4) ; S4 = li jnselektspanning, en Dj = dataspanning.

Bij het realiseren van grijswaarden met PHM (en, dientengevolge, het gebruik van een kompensatie-spanningspuls) wordt als het ware een 5^e lijn toegevoegd aan de 4-lijnen matrix. Deze lijn hoeft niet daadwerkelijk aanwezig te zijn: het is een virtuele lijn.

Het "aan" element in dit voorbeeld heeft nu de volgende RMS-spanning:

(14) waarbij: f^*Dj de amplitude is van de data-spanning die aan het betreffende element i wordt toegevoerd dat een grijswaarde heeft met parameter-waarde f·.

2 de

De bijdrage Vc/5 komt omdat gedurende selektie van de 5 (virtuele) lijn een zekere spanning aan de kolom wordt aangeboden.

De waarde van Vc kan worden afgeleid door de eis:

Bij keuze van: Sg = Sj * SQRT(5/4) (15) en Dj = D4 * SQRT ( 5/4 ) (16) vinden we:

(17)

Oftewel:

(18) (19)

Dus, als V.

gekozen wordt volgens uitdrukking (19) dan zal de

v resulterende identiek zijn aan die volgens uitdrukking (12). Zouden we in plaats van een "aan" element een "uit" element beschouwd hebben, dan was het resultaat gelijkluidend. Beschouw, bijvoorbeeld het element met grijsniveau korresponderend met fj. De RMS-spanning Vfj van dit element wordt gegeven door:

(20)

Na substitie van uitdrukkingen (18), (15) en (16) in (20) wordt gevonden:

(21)

Met Sj = SQRT(4) * Dj vinden we:

(22)

Ook geldt:

(23)

Vergelijken we uitdrukking (22) met (23), dan volgt dat voor 9

fj < 1 de RMS-spanning Vjj inderdaad kleiner is dan Het is mogelijk (meer algemene) vergelijkingen op te stellen voor het algemene geval van een N-lijnen matrix. De waarde van Vc kan dan afgeleid worden volgens een procedure zoals bovenbeschreven waarbij o.a. gekozen zal worden: SN+1 = SQRT( (N+l )/N) * SN , en Dn+1 = SQRT((N+l) /N) * D„ .

• dê ·

Stel, het i element in een bepaalde kolom dient "aan" te zijn. De RMS-spanning van dit element, bij aansturing van de ’virtuele’ (N+l)-lijnen matrix wordt dan:

(24)

Na substitutie van de bovenstaande relaties tussen S^j en Sjj, en tussen D^j en D^ in uitdrukking (24), en gelijkstelling van deze uitdrukking aan die volgens de standaard A & P RMS aansturing van N-lijnen:

wordt gevonden:

(25)

(26) waarbij in deze laatste sommatie is inbegrepen de faktor f^=l. M.a.w.: gegeven de informatie-inhoud (van een bepaalde kolom) kan de hoogte van de toe te voeren spanningspuls V„ (aan de betreffende kolom ) bepaald worden die ervoor zorgt dat grijsniveau’s gerealiseerd kunnen worden m.b.v. PHM onder handhaving van de korrekte RMS-spanningen van de "aan" en "uit" elementen.

Claims

1. Weergeefinrichting bevattende een vloeibaar-kristal materiaal tussen twee op een gedefinieerde afstand van elkaar gehouden steunplaten met naar elkaar toegekeerde oppervlakken waarbij op het ene oppervlak een patroon van N lijnelektroden en op het andere oppervlak een patroon van kolomelektroden is aangebracht, waarbij de lijnelektroden de kolomelektroden kruisen en aldus ter plaatse van de kruisingen een matrix van weergeef-elementen gevormd wordt en de inrichting een besturings-schakeling bevat voor het aanbieden van blokvormige datasignalen aan de kolomelektroden alsmede een lijnaftastschakeling voor het periodiek aftasten van de lijnelektroden en aanbieden van blokvormige lijnselectie-spanningssignalen.

2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de weergeefinrichting een elektronische schakelings-unit bevat die voor elke kolom j van de matrix van weergeefelementen en voor elke rasterscan de bijbehorende waarde registreert van de parameter Xau(j) (welke in de gegeven beschrijving van de uitvinding gedefinieerd is).

3. Weergeefinrichting volgens conclusie 1 en 2 met het kenmerk dat gedurende de raster-scan de amplitude van de dataspanning +/- (welke bij de gegeven beschrijving van de line-at-a-time aansturing over een beeldelement staat gedurende de non-select periode) verschillend is voor kolommen met verschillende X, -waarde. (Bij multi-line aansturing is geen sprake van van een bi-level dataspanning +/- V^, maar worden multi-level dataspanningen gebruikt; bijvoorbeeld voor 3-line aansturing zullen 4 spanningsniveau’s gebruikt worden met 2 verschillende amplitude’s: +/- Vj en +/- Vj/3. Volgens deze conclusie 3 zal de waarde van Vj verschillend gekozen worden)

4. Weergeefinrichting volgens conclusie 1 en 2 en 3 met het kenmerk dat de waarde van Vj groter gekozen wordt naarmate Xau groter is, en wel volgens een relatie = v,j(xau) die bepaald is uitgaande van de eis dat beeldelementen welke verondersteld worden zich in dezelfde toestand te bevinden (bijvoorbeeld, "aan") maar voorkomen in kolommen met verschillende Xau-waarde, gelijke dan wel nagenoeg gelijke Vr^-spanningen moeten hebben. (Een procedure om de voornoemde relatie te bepalen is beschreven in de toelichting van de uitvinding)

5. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, 2, 3 en 4 met het kenmerk dat dezelfde V^-waarde gebruikt wordt voor een range van Xau-waarden: t.w. van Xau t/m (Xau+n) met n=l,2,3,...

6. Weergeefinrichting volgens conclusie 1 en 2 met het kenmerk dat na elke rasterscan gedurende een zeker tijdsinterval aan de afzonderlijke kolommen een bijbehorende spanning wordt aangeboden waarvan de amplitude AMPC bepaald wordt door de Xau-waarde van de betreffende kolom. Het verband tussen de grootte van deze amplitude en de X -waarde is bepaald conform de eis die genoemd is in conclusie 4.

7. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, 2 en 6 met het kenmerk dat dezelfde AMPc~waarde gebruikt wordt voor een range van Xau-waarde: t.w. van Xau t/m (Xau+n) met n=l,2,3,....

8. Weergeefinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk dat de weergeefinrichting een elektronische schakelings-unit bevat waarmee grijswaarden gegenereerd worden middels Puls-Hoogte-Modulatie, en met het kenmerk dat na elke rasterscan gedurende een zeker tijdsinterval aan de afzonderlijke kolommen een bijbehorende spanning wordt aangeboden waarvan de amplitude AMPg bepaald wordt door de beeldinhoud van de betreffende kolom. De weergeefinrichting bevat een elektronische schakeling-unit die voor elke kolom j van de matrix van weergeefelementen en voor elke rasterscan de beeldinhoud van de elementen in de betreffende kolom (uitgedrukt in een reeks van grijswaarden middels bijvoorbeeld de parameter f·, gedefinieerd in de beschrijving van de uitvinding) registreert en volgens de procedure beschreven in de toelichting van de uitvinding (zoals geïllustreerd met het gegeven uitvoeringsvoorbeeld) de waarde van AMPg bepaald.