DE69229488T2

DE69229488T2 - Flüssigkristallgerät

Info

Publication number: DE69229488T2
Application number: DE69229488T
Authority: DE
Inventors: Yoshio Hotta; Mitsuo Iwayama; Kazunori Katakura; Tadashi Mihara
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-01-07
Filing date: 1992-01-03
Publication date: 2000-03-30
Anticipated expiration: 2012-01-04
Also published as: US5675354A; JP2826772B2; EP0494605A2; EP0494605B1; JPH04234727A; EP0494605A3; DE69229488D1; ATE181783T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bereich der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkristall - Displaygerät, das Matrixelektroden verwendet und genauer auf ein Flüssigkristall - Displaygerät, das einen ferroelektrischen Flüssigkristall verwendet wie in EP-A-0361 471.

Beschreibung der verwandten Hintergrundtechnik

Bisher ist eine Flüssigkristall - Displayvorrichtung bekannt, bei der eine Flüssigkristallverbindung zwischen eine Abtastelektrodengruppe und eine Signalelektrodengruppe aus Matrixelektroden gefüllt wird, um dadurch eine Anzahl von Pixel zu bilden und Bildinformation anzuzeigen. Als Verfahren zum Betreiben einer solchen Flüssigkristall - Displayvorrichtung wird ein partielles Neuschreib - Abtastverfahren unter Verwendung der Speicherfunktion vorgeschlagen. Nach dem obigen Verfahren wird die Ruhe des sich bewegenden Display auch bei niedriger Bildabtastfrequenz aufrechterhalten.
Um einen Zustand anzuzeigen, bei dem sich der Cursor horizontal (lateral) nach rechts und links bewegt, wird nur eine Gruppe mit einer vorgegebenen Anzahl (z. B. 16) von Abtastzeilen im selben Bereich wiederholt partiell neugeschrieben und abgetastet. Gemäß den Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung stellte sich heraus, daß es dabei das Problem gibt, daß wenn die Anlegedauer eines Abtastwahlsignals, das an diese Abtastelektrode angelegt wird, kurz ist und ein solcher partieller Neuschreibvorgang für eine kurze Zeitperiode wiederholt wird, sich ein Orientierungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls im obigen Bereich verschlechtert, so daß eine Verminderung beim Zusammenziehen in einem solchen Bereich oder dergleichen, vergli chen mit dem in anderen Bereichen verursacht wird, so daß sich die Displayqualität verschlechtert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Flüssigkristallgerät zur Verfügung zu stellen, das die obigen Problem lösen kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flüssigkristallgerät zur Verfügung zu stellen, das geeignet ist, die Bewegung eines Cursors in horizontaler Richtung anzuzeigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Flüssigkristallgerät nach Anspruch 1 zur Verfügung gestellt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Flüssigkristall - Displaygeräts und einer Graphiksteuerung;
Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm, das die zeitliche Beziehung für Bilddatenübertragung zwischen dem Flüssigkristall - Displaygerät und der Graphiksteuerung zeigt;
Fig. 3 ist eine darstellende Ansicht eines Displaybildes, das eine Vielzahl graphischer Ereignisse zeigt;
Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das ein in der Erfindung verwendetes Displaysteuerprogramm zeigt;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer in der Erfindung verwendeten Graphiksteuerung;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm einer digitalen Schnittstelle;
Fig. 7 ist ein Schnittstellenzeitdiagramm für ein in der Erfindung verwendetes Displayantriebsgerät;
Fig. 8 ist ein Schnittstellenzeitdiagramm für eine FLCD Steuerung;
Fig. 9 ist ein Abfolgediagramm, das den Algorithmus für in der Erfindung verwendetes partielles Neuschreiben zeigt;
Fig. 10 ist eine schematische Datenzuordnungstabelle, die Abtastadressdaten und Displaydaten im in der Erfindung verwendeten VRAM zeigt;
Fig. 11 ist eine Darstellung eines Vielfenster - Displaybildes nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 12A-12D und Fig. 13A-13C zeigen jeweils einen Satz in der Erfindung verwendeter Antriebssignal - Wellenformen;
Fig. 14 ist eine schematische Perspektivansicht zur Darstellung eines Vorgangsprinzips einer ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung;
Fig. 15A ist eine schematische Ebenenansicht einer in der Erfindung verwendeten Flüssigkristallvorrichtung und Fig. 15B ist eine Schnittansicht entlang der darin enthaltenene Linie A-A;
Fig. 16 ist eine Ebenenansicht von Matrixelektroden;
Fig. 17 ist ein Diagramm einer Zählerspeichergruppe;
Fig. 18 ist ein Flussdiagramm, das einen Algorithmus zum Senden von Abtastzeilen - Adressdaten zeigt;
Fig. 19 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Flüssigkristallgeräts der Erfindung;
Fig. 20 ist ein Schaltbild einer Umschaltschaltung; und
Fig. 21 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Umschaltschaltung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

A. Signalübertragungsschema

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines ferroelektrischen Flüssigkristall - Displaygeräts 101 und einer Graphiksteuerung 102 zeigt, die in einem Gehäuse, z. B. einem PC, als Quelle der Zufuhr von Displaydaten zur Verfügung stehen. Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm zur Übertragung von Bilddaten.
Ein Displayfeld 103 enthält eine Matrix - Elektrodenstruktur aus 1120 Abtastelektroden und 1280 Datenelektroden, jeweils angebracht auf einem Glasplattenpaar und einem Ausrichtverfahren unterworfen, und einen zwischen den Glasträgern angebrachten ferroelektrischen Flüssigkristall. Die Abtastelektroden (Zeilen) und die Datenelektroden (Zeilen) sind mit einer Abtastzeilenantriebsschaltung 104, bzw. mit einer Datenzeilenantriebsschaltung 105 verbunden.
Nachstehend wird der Vorgang unter Bezug auf die Zeichnungen erklärt. Die Graphiksteuerung 102 liefert Abtastzeilenadressdaten zur Bestimmung einer Abtastzeile und Bilddaten (PD0-PD3) auf der von den Adressdaten bestimmten Abtastzeile zu einer Displayantriebsschaltung 104/105 (bestehend aus einer Abtastzeilenantriebsschaltung 104 und einer Datenzeilenantriebsschaltung 105) des Flüssigkristall - Displaygeräts 101. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Bilddaten, die die Abtastzeilenadressdaten und die Displaydaten enthalten, über dieselbe Übertragungsleitung übertragen, so daß es notwendig ist, zwischen den beiden vorstehend erwähnten Datentypen zu unterscheiden. Für die Unterscheidung wird ein Signal AH/DL verwendet. Das AH/DL Signal mit hohem Pegel bedeutet Abtastzeilenadressdaten und das AH/DL Signal mit niedrigem Pegel bedeutet Displaydaten.
Im Flüssigkristall - Displaygerät 101 werden die Abtastzeilenadressdaten aus den übertragenen Bilddaten PD0- PD3 von einer Antriebsteuerschaltung 111 extrahiert und dann der Abtastzeilenantriebsschaltung 104 synchron mit einer Zeit zum Antrieb einer bestimmten Abtastzeile zugeführt. Die Abtastzeilenadressdaten werden einem Dekoder 106 in der Abtastzeilenantriebsschaltung 104 eingegeben und eine bestimmte Abtastzeile im Displayfeld 103 wird mit Hilfe des Dekoders 106 von einer Abtastsignalerzeugungsschaltung 107 angetrieben. Die Displaydaten werden einem Schieberegister 108 in der Datenzeilenantriebsschaltung 105 zugeführt und basierend auf einem Transfertaktsignal um eine Einheit von 4 Pixeldaten verschoben. Wenn das Verschieben der Displaydaten für eine horizontale Abtastzeile vom Schieberegister 108 durchgeführt ist, werden die Displaydaten für 1280 Pixel in einen parallel angebrachten Zeilenspeicher übertragen, für die Zeitdauer einer horizontalen Abtastung gespeichert und den jeweiligen Datenzeilen über eine Datensignalerzeugungsschaltung 110 als Displaydatensignale zugeführt.
Weiter ist in diesem Ausführungsbeispiel der Antrieb des Displayfeldes 103 im Flüssigkristall - Displaygerät 101 nicht synchronisiert mit der Erzeugung der Abtastzeilenadressdaten und der Displaydaten in der Graphiksteuerung 102, so daß es notwendig ist, das Gerät 101 und 102 zum Zeitpunkt des Bilddatentransfers zu synchronisieren. Ein Signal SYNC ist verantwortlich für die Synchronisation und wird in jeder einzelnen horizontalen Abtastperiode in der Antriebssteuerschaltung 111 im Flüssigkristall - Displaygerät 101 erzeugt. Die Graphiksteuerung 102 überwacht immer das SYNC Signal und überträgt Bilddaten, wenn das SYNC Signal auf einem niedrigen Pegel ist und führt keinen Transfer nach Vervollständigung des Transfers von Bilddaten für eine horizontale Abtastzeile durch, wenn das SYNC Signal auf einem hohen Pegel ist. Genauer setzt, bezogen auf Fig. 2, die Graphiksteuerung 102 unmittelbar das AH/DL Signal auf einen hohen Pegel und beginnt den Transfer von Bilddaten für eine horizontale Abtastzeile, wenn sie erfasst, daß das SYNC Signal auf einem niedrigen Pegel ist. Die Antriebssteuerschaltung 111 im Flüssigkristall - Displaygerät 101 gibt dem SYNC Signal während der Bilddatenübertragungsperiode einen hohen Pegel. Ist das Schreiben im Displayfeld 103 nach einer vorgeschriebenen horizontalen Abtastperiode fertig, führt die Antriebssteuerschaltung (FLCD Steuerung) 111 das SYNC Signal auf den niedrigen Pegel zurück, so daß sie Bilddaten für eine folgende Abtastzeile empfangen kann. Genauer werden Abtastelektroden - Adressdaten zur Adressierung von Abtastelektroden und Bilddaten von der Graphiksteuerung 102 über vier Signalleitungen PD0, PD1, PD2 und PD3 zur Steuerschaltung 111 geführt. In diesem Ausführungsbeispiel werden Abtastelektroden - Adressdaten (A0, A1, A2, ..., A11) und Bilddaten (D0, D1, D2, D3, ..., D1278, D1279) jeweils über dieselben Übertragungssignalleitungen PD0 -PD3 übertragen, so daß es notwendig ist, zwischen Abtastelektroden - Adressdaten und Bilddaten zu unterscheiden. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Unterscheidungssignal AH/DL verwendet. Das AH/DL Signal mit hohem Pegel bedeutet Abtastelektroden - Adressdaten und das AH/DL Signal mit niedrigem Pegel bedeutet Bilddaten. Das AH/DL Signal hat auch eine Bedeutung als Transfer - Startsignal für die Übertragung von Displaydaten.
Wenn der Abtastelektroden - Antriebsschaltung 107 Abtastelektroden - Adressdaten und der Datenelektroden - Antriebsschaltung 105 Bilddaten zugeführt werden, werden die Abtastelektroden - Adressdaten A0-A11 und die Bilddaten D0 -D1279 seriell über die Signalleitungen PD0-PD3 zugeführt. Es besteht die Notwendigkeit, eine Schaltung zum Verteilen der Abtastelektroden - Adressdaten A0-A11 und der Bildaten D0-D1279 bereitzustellen oder die Abtastelektroden - Adressdaten A0-A11 zu extrahieren. Dieser Vorgang wird von der Steuerschaltung 111 durchgeführt.
Die Steuerschaltung 111 extrahiert die über die Signalleitungen PD0-PD3 zugeführten Abtastelektroden - Adressdaten A0-A11, speichert die Daten temporär und führt die Daten der Abtastelektroden - Antriebsschaltung 104 in einer horizontalen Abtastperiode zum Antrieb einer bestimmten Abtastelektrode zu. Die Abtastelektroden - Adressdaten A0- A11 werden dem Dekoder 106 in der Abtastelektroden - An triebsschaltung 104 zugeführt und wählen über den Dekoder 106 eine Abtastelektrode 12C aus.
Andererseits werden die Bilddaten D0-D1279 dem Schieberegister 108 in der Datenelektroden - Antriebsschaltung 105 zugeführt und in Bilddaten D0-D1279 für den Datenelektroden (1280 Zeilen) entsprechende Pixel getrennt, während sie alle durch Transfertaktsignale CLK um 4 Pixel verschoben werden. Ist ein Schiebevorgang der Daten für eine horizontale Abtastzeile vom Schieberegister 108 vollendet, werden 1280 Bit der Bilddaten D0-D1279 im Schieberegister 108 in den Zeilenspeicher 109 übertragen und während einer horizontalen Abtastperiode dort gespeichert. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Antrieb des Displayfeldes 103 und die Erzeugung der Abtastelektroden - Adressdaten A0-A11 und der Bilddaten D0 -D1279 in der Graphiksteuerung 102 nicht synchronisiert, so daß es notwendig ist, die Steuerschaltung 111 und die Graphiksteuerung 102 zum Zeitpunkt der Übertragung der Displaydaten zu synchronisieren. Zu diesem Zweck wird für jedes horizontale Abtasten in der Steuerschaltung das Synchronisierungssignal SYNC erzeugt.
Das Signal SYNC steht in Verbindung mit dem AH/DL Signal. Die Graphiksteuerung 102 beobachtet immer das SYNC Signal, um Displaydaten zu übertragen, wenn das SYNC Signal LOW ist und nimmt nach der Übertragung von Daten für ein horizontales Abtasten keine Übertragung vor, wenn das SYNC Signal 1-11CM ist. Genauer wird, bezogen auf Fig. 2, wenn das SYNC Signal auf LOW geschaltet wird, das AH/DL Signal an einem Punkt A auf HIGH geschaltet und dann führt die Steuerschaltung 111 das SYNC Signal während der Transferperiode der Displaydaten auf HIGH zurück. Dann wird an einem Punkt B, der von Punkt A aus gezählt eine horizontale Abtastperiode ist, das SYNC Signal auf LOW zurückgeführt. Wenn die Graphiksteuerung 102 der Reihe nach Displaydaten an den Punkt B überträgt, d. h., wenn eine nächste Abtastelektrode angetrieben wird, wird das AH/DL Signal zum Start der Übertragung wieder auf HIGH gestellt. In diesem Ausführungsbeispiel wird Auffri schungsantrieb für den ganzen Bereich oder Gesamtdisplaybild- (Bereich) Abtastantrieb so durchgeführt, daß der Antrieb andauernd in der Zeilenabfolge ausgeführt wird.
Die vorstehend erwähnte einzelne horizontale Abtastperiode (entspricht einer Abtastwahlperiode) wird abhängig von der Eigenschaft des ferroelektrischen Flüssigkristalls und dem Antriebsverfahren mit Rücksicht auch auf optimale Antriebsbedingungen festgelegt. In diesem Ausführungsbeispiel wurde eine horizontale Abtastperiode auf ca. 250 usec bei Zimmertemperatur festgelegt, so daß die Rahmenfrequenz ca. 10 Hz war. Ferner war die Transfertakt CLK Frequenz 5 Mhz und die Übertragungszeit der Abtastelektroden - Adressdaten und der Bilddaten war ca. 40,8 usec und die in Fig. 2 gezeigte Wartezeit war 209,2 usec. Das Steuersignal CNT ist ein Steuersignal zur Erzeugung einer gewünschten Antriebswellenform. Diese wird von der Steuerschaltung 111 zu den jeweiligen Antriebsschaltungen 104 und 105 geleitet. Die Ausgabezeit für CNT ist die gleiche wie die Ausgabezeit der Abtastelektroden - Adressdaten A0-A11 von der Steuerschaltung 111 zur Abtastelektroden - Antriebsschaltung 104 und auch die gleiche, wie die Übertragungszeit der Bilddaten im Schieberegister 108 zum Zeilenspeicher 109.
Die Zeit für die Ausgabe des CNT Signals wird an einem Punkt geschaltet, der nach Ablauf der Übertragungszeit (40,8 usec) vom Niedrigpegel - Startpunkt (A Punkt) des SYNC Signals und einer horizontalen Abtastperiode, gezählt vom Zugriffsstartpunkt der vorigen Zeile liegt. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine C Periode, die zwischen die Beendigung der Übertragungszeit und den Punkt (B) eines folgenden Low werdenden Signals gesetzt wird, als konstant bestimmt. Die obige Kommunikation wird zwischen den Antriebsschaltungen 104 und 105 und auch zwischen Graphiksteuerung 102 und Steuerschaltung 111 bewirkt und das Displayfeld wird gemäß der obigen Zeitabfolge angetrieben.

B. Displaydatenverarbeitung

Fig. 3 zeigt ein Displaybild 3, konfrontiert mit einer Vielzahl von Displayanfragen zur Anzeige von Displaydaten nach dem Multi-Windows und Multi-Task System.
Displayanfrage 31: Bewegen eines Mauszeichens oder Cursors gleichmäßig in eine beliebige Richtung.
Displayanfrage 32: Wählen eines Fensters als aktiven Bildbereich und Anzeigen desselben so, daß es sich vor ein bereits angezeigtes Fenster legt.
Displayanfrage 33: Einblenden von Zeichen, basierend auf Eingaben von einer Tastatur aus.
Displayanfrage 34: Bewegen eines bereits angezeigten Zeichens in Richtung eines Pfeils.
Displayanfrage 35: Verändern der Anzeige eines überlappenden Bereichs.
Displayanfrage 36: Anzeigen eines nicht-aktiven Fensters.
Displayanfrage 37: Bewirken einer Scrollanzeige des nicht-aktiven Fensters.
Displayanfrage 38: Bewirken eines Vollbereichs - Abtastdisplays (oder Auffrischung).
Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die Prioritätspegel beim Anzeigen von Graphiken, entsprechend den vorstehend erwähnten Displayanfragen 31-38. Tabelle 1
In der obigen Tabelle bezieht sich "partielles Neuschreiben" auf ein Antriebsschema, bei dem nur die Abtastzeilen in einer Region partiellen Neuschreibens abgestastet werden; "Vielfach - Feldauffrischung" bezieht sich auf ein Einzelrahmen - Abtastschema, bei dem ein Rahmen gemäß einem vielfach ineinandergreifenden Abtastmodus unter Verwendung von N Feldern (N = 2, 4, 8, ... 2 N) abgetastet wird. "Displayprioritätspegel" werden vorher vorgeschrieben, um ein grösseres Gewicht auf die Betriebsleistung einer Mensch - Maschinenschnittstelle in diesem Ausführungsbeispiel zu legen. Entsprechend wird das graphische Ereignis 31 (Anzeigen der Mausbewegung) auf den höchsten Prioritätspegel gesetzt und dann werden die graphischen Ereignisse 33, 34, 37 und 38 auf in dieser Reihenfolge absteigende Prioritätspegel gesetzt. "Schreibvorgang" bezieht sich auf einen internen Schreibvorgang im Graphikprozessor.
Der Grund, warum der Mausbewegungsanzeige der höchste Prioritätspegel zugestanden wird, liegt darin, daß von einer Zeigevorrichtung wie einer Maus erwartet wird, daß sie die Absicht des Betreibers sehr schnell (auf Echtzeitbasis) im Computer wiedergibt. Das nächstwichtige graphische Ereignis ist eine Eingabe von Zeichen über die Tastatur. Dies wird im Allgemeinen gepuffert, so daß die Priorität geringer als die der Maus ist, es erfordert jedoch immer noch eine hohe Echtzeiteigenschaft. Von der Auffrischung eines Bildes in einem Fenster als ein Ergebnis der Eingabe über die Tastatur, wird nicht erwartet, daß sie genau gleichzeitig mit der Eingabe durchgeführt wird und so wird der Eingabespalte nur eine höhere Priorität zugestanden. Damit verwandtes Anzeigen von Scrolling in einem anderen Fenster und der Überlappungsbereich werden von einem speziellen Systemsetting geändert und sind ihrer Natur nach in einen Multitask Vorgang eingebunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Scrolling so eingerichtet, daß es bei der Durchführung unter das aktive Fenster gleitet.
In der vorliegenden Erfindung wickelt ein in Fig. 4 gezeigtes Bilddisplay - Steuerprogramm die Displayanfragen 31- 38 ab, die von außen, wie gezeigt, über eine Kommunikationssequenz empfangen werden und es steuert die Übertragung von Bilddaten zum in Fig. 1 gezeigten ferroelektrischen Flüssigkristall - Displaygerät (FLCD) 101. Gibt es mindestens eine Anfrage des Neuschreibens eines bereits angezeigten Bildes, beurteilt das Bilddisplay - Steuerprogramm den Neuschreibbereich und das für das Neuschreiben, basierend auf dessen Prioritätspegel, erforderliche Schreiben ins VRAM (Speichergedächtnis für Bilddaten) und überträgt wahlweise Bilddaten zum Displaygerät 101, während es eine Synchronisation mit dem Displaygerät 101 aufnimmt.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Kommunikationssequenz werden ein Fenstermanager und ein Betriebssystem (OS) verwendet. Das Betriebssystem kann "MS-DOS" (Handelsname, erhältlich bei Microsoft, USA), "XENIX" (do), "UNIX" (Handelsname, erhältlich bei AT & T, USA) oder "OS/2" (Handelsname, erhältlich bei Microsoft, USA) sein. Der Fenstermanager kann "MS- Windows" Version 1.03 oder Version 2.0 (Handelsname, erhältlich bei Microsoft, USA), "OS/2 Presentation Manager" (Handelsname, Microsoft, USA), "X-Window" als Public Domain oder "DEC-Window" (Handelsname, erhältlich bei Digital Equipment, USA) sein. Der ebenfalls in dieser Figur gezeigte Ereignisemulator kann ein Set aus "MS-DOS & MS-Windows" oder "Unix & X-Window" sein.
Entsprechend dem in der vorliegenden Erfindung verwendeten partiellen Neuschreibschema oder Modus, nur die Abtastzeilen in einem partiellen Neuschreibbereich abzutasten, kann wegen einer Speichereigenschaft des FLCD ein partielles Neuschreiben mit Hochgeschwindigkeit ausgeführt werden. Ferner wird in der vorliegenden Erfindung davon ausgegangen, daß nicht so viele Displaydaten in einem ganzen Bild sofort und mit Hochgeschwindigkeit von einem Computersystem neugeschrieben werden müssen. Zum Beispiel genügt eine Rate von 30 Hz oder weniger zum Anzeigen von Daten einer Zeigevorrich tung, wie einer Maus und einer höheren Geschwindigkeit können menschliche Augen nicht folgen. Genauso kann, wenn es zu schnell ist, glattes Scrolling (Scrolling jeder Zeile), das ein Höchstgeschwindigkeitsdisplay erfordert, nicht verfolgt werden. Scrolling wird besser nicht für jede Zeile, sondern für jedes Zeichen oder jeden zusammengehörigen Block durchgeführt. In einem Computersystem wird Scrolling oft während der Programmierzeit oder Satzedition oder Revision verwendet und zielt eher auf den Effekt eines sich von einer Spalte zur anderen bewegenden Displays ab, als auf ein wirklich glattes Scrolling, so daß eine Bewegungsgeschwindigkeit von ungefähr 10 Spalten/Sek. praktisch kein Problem darstellt.
Wenn ein Mauszeichen aus 32 · 32 Dot besteht und seine partielle Neuschreibabtastung über den Nicht - Interlacemodus in einem FLC stattfindet, liefert eine einfache Berechnung eine Anwortgeschwindigkeit wie folgt:
[Gleichung 1]
32 Zeilen · 100 usec/Zeile = 3,2 msec. → 312 Ha.
Andererseits entspricht ein Spaltenscrolling mit einer Rate von 10 Spalten/sec. einer Auffrischungsgeschwindigkeit bei einer Frequenz von 10 Hz entsprechend dem Nicht - Interlacemodus. Eine Frequenz von 10 Hz liefert genaugenommen ein bemerkbares Flimmern, aber das bereitet praktisch keine Schwierigkeiten, weil sich das ganze Bild in einer Spalte als Einheit bewegt und Displaydaten das Auge mehr ansprechen als Flimmern. Als Ergebnis ergibt sich die Anzahl der Abtastzeilen, die in Übereinstimmung mit dem Nicht - Interlacemodus beim Scrolling auf Spalteneinheitsbasis angetrieben werden können aus der nachstehenden Gleichung.
[Gleichung 2]
(1/10 Hz)/100 usec = 1000 Zeilen.
Basierend auf Anordnung und Datenformat mit Bilddaten in Begleitung von Abtastzeilen - Adressdaten und durch Aufnahme von Kommunikationssynchronisation unter Verwendung eines SYNC Signals wie in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigt, realisiert die vorliegende Erfindung ein Flüssigkristall - Displaygerät, angetrieben auf der Grundlage eines partiellen Neuschreib - Abtastalgorithmus, der nachstehend beschrieben wird.
Bilddaten werden in der Graphiksteuerung 102 in einem Gerätegehäuse erzeugt und duch eine in Fig. 1 und 2 gezeigte Signalübertragungseinrichtung zum Displayfeld 103 übertragen. Die Graphiksteuerung 102 enthält prinzipiell eine CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit, im Weiteren als "GCPU" bezeichnet) 112 und ein VRAM (Video-RAM, Bilddatenspeichergedächtnis) 114 und besorgt Verwaltung und Kommunikation von Bilddaten zwischen einer externen CPU 113 und dem Flüssigkristall - Displaygerät (FLCD) 101. Das Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung ist prinzipiell in der Graphiksteuerung 102 realisiert.
Fig. 9 zeigt einen partiellen Neuschreibalgorithmus nach der vorliegenden Erfindung. Displaydaten (wie von einer Zeigevorrichtung oder einem Pop-up Menü), die partielles Neuschreiben auf dem FLCD 101 erfordern, werden im Voraus in der GCPU 112 registriert und, wenn partielles Neuschreiben unter Berücksichtigung von Daten der externen CPU 113 für notwendig erachtet wird, wird eine partielle Neuschreibroutine gestartet. In der partiellen Neuschreibroutine werden Abtastzeilen - Adressdaten und die Anzahl der Abtastzeilen unmittelbar vor der Umleitung zuerst in einem vorher in der GCPU 112 eingerichteten Register gesichert (gespeichert) Wenn die zum Neuschreiben nötigen Bilddaten der externen CPU 113 im VRAM 114 der Graphiksteuerung 102 gespeichert sind, verwaltet die GCPU 112 Speicherstartadresse und Speicherbereich und die Bilddaten werden gemäß dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Signalübertragungsschema für den partiellen Neuschreibvorgang zum Flüssigkristall - Displaygerät 101 übertragen.
Um ein Datenformat für Bilddaten in Begleitung von Abtastzeilen - Adressdaten zu formulieren, werden, wie in Fig. 10 gezeigt, die Abtastzeilen - Adressdaten im VRAM 114 abgelegt. VRAM 114 ist in zwei Bereiche aufgeteilt, von denen einer als Abtastzeilen - Adressdatenbereich und der andere als Displaydatenbereich angelegt ist. Die Bilddaten werden horizontal für eine Zeile abgelegt und die Abtastzeilen - Adressdaten werden vorher am Anfangsheader (linke Seite) der Bilddaten für eine Zeile abgelegt, so daß die Datenbit auf dem VRAM 114 den Pixel auf dem Displayfeld 103 eins-zu-eins entsprechen. Die GCPU 112 liest die Daten von der linken Seite des VRAM 114 für jede Zeile als eine Einheit heraus und leitet diese zum Flüssigkristall - Displaygerät 101 und formuliert so ein Datenformat mit Bilddaten, die von den Abtastzeilen - Adressdaten angeführt werden.
Die Übertragung zum Flüssigkristall - Displaygerät 101 wird für jede Zeile als Einheit unter der dauernden Verwaltung der Abtastzeilen - Adressdaten und der Anzahl der einander auf dem VRAM 114 zugeordneten übertragenen Abtastzeilen durch die GCPU 112 durchgeführt.
Nach jeder Übertragung einer Zeile wird entschieden, ob eine weitere Anfrage nach partiellem Neuschreiben aufgetreten ist. Wurde zu diesem Zeitpunkt ein zweites partielles Neuschreiben verlangt und haben die für das partielle Neuschreiben vorgesehenen Daten einen niedrigeren Displayprioritätspegel als die gerade verarbeiteten Neuschreibdaten, wird eine folgende Abtastzeile so übertragen, wie sie ist. Haben die neuen Bilddaten eine höheren Prioritätspegel, wird die Datenübertragung der auf dem Weg befindlichen ersten Neuschreibdaten unterbrochen und in eine zweite partielle Neuschreibroutine umgeleitet. In der zweiten partiellen Neuschreibroutine werden wie in der ersten partiellen Neuschreibroutine Abtastzeilen - Adressdaten und die Anzahl der Abtastzeilen unmittelbar vor der Umleitung zuerst in einem in der GCPU 112 im Voraus eingerichteten Register gesichert. Danach werden die zweiten partiellen Neuschreibdaten auf dem VRAM 114 gespeichert und dem Displaygerät 101 als Einheit pro Zeile zugeführt. Nach der Übertragung jeder Zeile wird überprüft, ob ein weiteres partielles Neuschreiben mit höherer Displaypriorität verlangt wurde oder nicht. Wurde nichts verlangt, werden die Bilddaten für den gesamten Bereich des zweiten partiellen Neuschreibens kontinuierlich übertragen und danach wird, basierend auf den Abtastzeilen - Adressdaten und der Anzahl der Abtastzeilen, die zum Zeitpunkt der Umleitung in die zweite partielle Neuschreibroutine gesichert wurden, die erste Neuschreibroutine wieder aufgenommen. In der ersten Neuschreibroutine wird die Übertragung der verbleibenden Bilddaten fortgesetzt, während für jede Übertragungszeile überprüft wird, ob ein weiteres Neuschreiben mit höherem Prioritätspegel verlangt wurde oder nicht. Nach vollständiger Übertragung der gesamten Bilddaten werden die beim Aussetzen gesicherten Abtastzeilen - Adressdaten und die Anzahl der Abtastzeilen umgespeichert und es wird eine normale Auffrischroutine aufgenommen.
Fig. 11 zeigt ein weiteres Beispiel eines Multiwindow - Displaybildes 110. Ein Fenster 1 zeigt ein Bild einer kategorisierten Summe, ausgedrückt in einem Kreis. Ein Fenster 2 zeigt die kategorisierte Summe des Fensters 1, ausgedrückt in einer Tabelle. Ein Fenster 3 zeigt die kategorisierte Summe des Fensters 1, ausgedrückt in einer Balkengraphik. Ein Fenster 4 zeigt ein Bild bei der Vorbereitung von Sätzen. Auch ein Mauszeichen 5 von einer Maus als Zeigevorrichtung wird gezeigt. Dabei wird angenommen, daß die Bilder in den Fenstern 1-3 in einem Standbildzustand sind, Fenster 4 als Editionsdisplay mit weichem Scrolling, Einfügen, Löschen oder örtlichem Übertragen von Wörtern oder Absätzen verwendet wird und daß das Mauszeichen 5 darin bewegt wird. Dann bilden das weiche Scrolling und das Bewegen des Mauszeichens Bilddaten, die eine partielle Neuschreibabtastung durch ein ferroelektrisches Flüssigkristall - Displaygerät 101 erfordern. Wenn zum Beispiel alle 1120 Abtastzeilen, die einen gesamten Bildbereich darstellen, mit der Rate von einer horizontalen Abtastzeit = 80 usec abgetastet werden, wird die resultierende Rahmenfrequenz auf ungefähr 10 Hz verringert, so daß es völlig unmöglich ist, der normalen Bewegung eines Mauszeichens (≥ 30 Hz) zu folgen. Durch Übernahme des Algorithmus der vorliegenden Erfindung zum Ermöglichen des partiellen Neuschreibens durch die Mausbewegung mit einem höheren Prioritätspegel als dem des Editionsdisplays in Fenster 4, ist es durch Umleitung möglich, die partielle Neuschreibroutine aufgrund der Mausbewegung, sogar wenn die Maus während des Scrolling bewegt wird, sofort zu starten. Dabei liegt auch die längste Zeit, die für das Umleiten in die partielle Neuschreibroutine der Maus erforderlich ist, innerhalb einer horizontalen Abtastperiode. Wie zum Beispiel vorher (Gleichung 1) gezeigt, beträgt die erforderliche Zeit zum Schreiben eines Mauszeichens auf dem Displayfeld 103 3,2 msec, wenn das Zeichen aus 32 · 32 Dot besteht. Der Scrollvorgang wird während dieser Zeit angehalten, die jedoch genügend kurz ist und die Scrollgeschwindigkeit kaum beeinflusst. Nach dem Schreiben des Mauszeichens wird die partielle Neuschreibabtastung im Fenster 4 wieder aufgenommen, aber wenn die Maus wieder bewegt wird, wird das Umleiten in die partielle Neuschreibroutine der Maus bewirkt, um das Schreiben des Mauszeichens zu starten. So wird es in einem Display mit niedrigfrequentem Antrieb, das eine Speichereigenschaft wie ein ferroelektrisches Flüssigkristall - Displaygerät 101 hat möglich, eine Multi - Window, Multi - Task Displayfunktion dadurch zu realisieren, daß das grösste Gewicht auf die Bewegung einer Zeigevorrichtung (Maus) gelegt wird.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm der Graphiksteuerung 102, Fig. 6 ist ein Blockdiagramm der digitalen Schnittstelle und Fig. 7 und 8 sind Zeitdiagramme der internen Datenübertragung.
Ein eindeutiges Unterscheidungsmerkmal der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Graphiksteuerung 102 ist es, daß ihr Graphikprozessor 501 einen Systemspeicher 502 ausschliesslich für den Eigenbedarf hat und nicht nur RAM 503 und RAM 504 verwaltet, sondern auch Ausführung und Verwaltung des Schreibbefehls für RAM 503 bewirkt und darüberhinaus in der Lage ist, selbständig unter Berücksichtigung der Daten übertragung von einer digitalen Schnittstelle 505 zur FLCD Steuerung zu programmieren und den Antrieb der FLCD zu verwalten.
Die in Fig. 6 gezeigte digitale Schnittstelle 505 nimmt eine Synchronisation mit den Antriebsschaltungen 104 und 105 des Displayfeldes 103 vor, die auf einem externen Synchronisierungssignals HSYNC/VSYNC der FLCD Steuerung 111 basiert und bietet parallel dazu in ihrer letzten Ausbaustufe 4 Bit/Takt-Pulse (Datenübertragungs - Taktsignale) auf der Grundlage von Daten im VRAM. Fig. 7 zeigt Zeitbeziehungen für das Neuschreiben ganzer Bereiche des FLCD Feldes und die dortigen Parameter sind dieselben wie in Fig. 8, die ein Zeitdiagramm für die Datenübertragung ist.
Zuerst wird die Übertragung von Bilddaten für eine Zeile gestartet, wenn das Signal aktiv wird (in diesem Fall niedriger Pegel). Das Signal wird von der FLCD Steuerung 111 als Datenanforderung von der Seite des Feldes 103 auf Low gesetzt. Die Datenanforderung von der Seite des Feldes 103 wird vom in Fig. 5 gezeigten Graphikprozessor 501 empfangen und darin gemäß dem in Fig. 8 gezeigten Zeitdiagramm verarbeitet. Unter Bezug auf Fig. 8 wird , das die Datenanforderung des Feldes 103 darstellt, für 1 Zyklus eines externen Videotaktsignals CLKOUT gesampled (mit anderen Worten, die Niedrigperiode des VCLK wird tatsächlich dem Graphikprozessor 501 zugeführt, so daß Graphikprozessor 501 das Sampling für die Niedrigperiode nach der aktuellen Spezifikation bewirkt) und 2,5 VCLK Pulse später wird ein horizontaler Zähler HCOUNT gelöscht. Dann werden die Parameter HEYSYN und HEBLNK in Fig. 7 so programmiert, daß sie (HIGH) in Fig. 7 und 8 ausschalten. Einen halben VCLK Puls später wird in der in Fig. 6 gezeigten Schaltung DATEN, wie in Fig. 8 gezeigt, aktiviert (HIGH) und eine weiteren halben Puls später (d. h. 4, 5 Pulse nach dem Sampling von ) werden Daten für eine einzelne folgende Zeile 4 bitweise vom VRAM zur FLCD Steuerung 111 übertragen.
Wie in der unteren rechten Ecke von Fig. 8 gezeigt, werden die HIGH Daten auf die Weise übertragen, daß die Abtastzeilen - Adressdaten (entsprechend der Abtastzeilennummer) als erstes 4 bitweise gesendet werden und dann die Displaydaten für eine Zeile übertragen werden. Entsprechend wird in der FLCD Steuerung 111 ein Signal AH/DL zur Unterscheidung der Abtastzeilen - Adressdaten und der Displaydaten so verwendet, daß ein hohes AH/DL Signal die Abtastzeilen - Adressdaten und ein niedriges AH/DL Signal die Displaydaten anzeigt. Demgemäß wird im FLCD eine Abtastzeile durch die Abtastzeilen - Adressdaten ausgewählt und die Displaydaten werden entsprechend geschrieben. Als Ergebnis davon wird das FLCD nach dem Nicht - Interlacemodus angetrieben, wenn die von der in Fig. 5 gezeigten Graphiksteuerung gesendeten Abtastzeilen - Adressdaten um jeweils eins vermehrt werden und nach einem wechselnden Interlacemodus, wenn die Adressdaten um jeweils zwei vermehrt werden und nach einem m -zeiligen Multi-Interlacemodus, wenn die Adressdaten um jeweils m vermehrt werden. So wird der Antrieb des FLCD gesteuert.
Das FLCD braucht gewöhnlich 100 usec als Antriebszeit für eine Abtastzeile. Wenn nun angenommen wird, daß eine Abtastzeilen - Antriebszeit 100 usec ist und eine kleinste, kein Flimmern hervorrufende Frequenz 30 Hz ist, kann die Anzahl der Abtastzeilen im FLCD, die ohne Flimmern hervorzurufen in einem Standbild angetrieben werden können, berechnet werden wie folgt:
[Gleichung 3] Nach dem Nicht - Interlacemodus (1/30 Hz)/100 usec ~ 333 Zeilen
[Gleichung 4] Wechselnder Interlacemodus (1/30 Hz) · 2/100 usec ~ 666 Zeilen
[Gleichung 5] M-zeiliger Multi-Interlacemodus (1/30 Hz) · m/100 usec ~ 333 · m Zeilen
Bei unseren Experimenten wurde bestätigt, daß auch im Fall von m = 32 kein Flimmern beobachtet wird.
[Gleichung 6]
(1/30 Hz) · 32/100 usec = 333 · 32 = 10656 Zeilen
Das bedeutet, daß ein Displayfeld mit 10656 Abtastzeilen ohne Flimmern betrieben werden kann und auch ein Flachdisplayfeld mit hoher Auflösung, das bisher nicht realisiert wurde, kann auf der Basis dieser Berechnung erhalten werden.
Daneben beziehen sich in Fig. 6 "74AS161A", "74AS74", "74ALS257", "74ALS 878" und "74AS257" auf IC Teile und die Nummern in der Figur beziehen sich auf Pinnummern.

E. Display Abtastschema

In der vorliegenden Erfindung kann, wie nachstehend beschrieben, der Auffrischungsantrieb mittels eines Interlace - Abtastmodus durchgeführt werden und der partielle Neuschreibantrieb mittels eines Nicht-Interlace - Abtastmodus. Der partielle Neuschreibantrieb wird durch "partiellabtastende Zeilenabtastung" durchgeführt, wobei, um einen partiellen Bereich des gesamten Display - Bildbereichs neu zu schreiben, den Abtastzeilen ein Abtastwahlsignal beigegeben wird, das nur den partiellen Bereich (Neuschreibbereich) bildet. Nun erfolgt eine zusätzliche Erklärung zum Interlace - Abtastmodus, der im allgemeinen für den Auffrischungsantrieb des gesamten Bereichs verwendet wird.

[Interlace Abtastmodus]

Ein Abtastwahlsignal wird in einer vertikalen Abtastperiode (entsprechend einer Feldperiode) nacheinander mit Überspringen oder Auslassen von N Zeilen an die Abtastelektroden angelegt (N ≥ 1, vorzugsweise 4 ≤ N ≤ 20) und eine Bildabtastung (entsprechend einer Rahmenabtastung) wird durch eine N+1 malige Feldabtastung ausgeführt. In der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, daß eine vertikale Abtastung zwei oder mehr Abtastelektroden von einander entfernt ausgeführt wird und daß bei mindestens zwei aufeinander folgenden vertikalen Abtastungen nicht nebeneinanderliegende Abtastelektroden ausgewählt (abgetastet) werden.
Fig. 12A zeigt ein Abtastwahlsignal SS, ein nicht- wählendes Abtastsignal SN, ein Weißdatensignal IW und ein Schwarzdatensignal IB. Fig. 12B zeigt eine Spannungswellenform, angelegt auf eines unter den Pixeln auf einer gewählten Abtastelektrode, die ein Abtastwahlsignal empfängt (eine Spannung (IW-SS) angelegt an ein Pixel, das ein Weißdatensignal IW empfängt), eine Spannungswellenform, angelegt auf ein nicht-gewähltes Pixel auf derselben gewählten Abtastelektrode (eine Spannung (IB-SS) angelegt an ein Pixel, das ein Schwarzdatensignal IB empfängt) und Spannungswellenformen angelegt auf zwei Arten von Pixel auf einer nicht-gewählten Abtastelektrode, die ein nicht-wählendes Abtastsignal empfängt. Nach den Fig. 12A und 12B werden die Pixel auf einer gewählten Abtastelektrode gleichzeitig mit einer Spannung versehen, die einen Ausrichtungszustand eines ferroelektrischen Flüssigkristalls liefert, der in einen Schwarzzustand versetzt werden soll, basierend auf einem solchen Ausrichtungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls (ein Paar gekreuzter Nicolpolarisationsprismen sind so angebracht, daß sie in diesem Ausführungsbeispiel die Versetzung in einen Schwarzzustand bewirken, aber es ist auch möglich, die Polarisationsprismen so anzubringen, daß sie Versetzung in einen Weißzustand bewirken) in Phase t&sub1;, ohne Rücksicht auf die Art des zugeführten Datensignals. In einer darauffolgenden Phase t&sub2; wird ein gewähltes Pixel auf der gewählten Abtastelektrode (IW-SS) mit einer Spannung (V&sub2; + V&sub3;) versehen, die zu einem Weißzustand basierend auf dem anderen Ausrichtungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls führt, und die arideren Pixel auf der gewählten Abtastelektrode werden mit einer Spannung (V&sub2; - V&sub3; = V&sub3;) versehen, die den in der Phase t&sub1; gebildeten Schwarzzustand nicht ändert. Andererseits werden die Pixel auf einer Abtastelektrode, die das nicht-wählende Abtastsignal empfängt, mit ± V&sub3; Spannungen unter der Schwellenspannung des ferroelektrischen Flüssigkristalls versehen. Als Ergebnis werden in diesem Ausführungsbeispiel die Pixel auf der gewählten Abtastelektrode über die Phasen t&sub1; und t&sub2; entweder schwarz oder weiß geschrieben und behalten ihren Status, sogar wenn ihnen nach und nach ein nicht-wählendes Abtastsignal SN zugeführt wird.
Weiter wird in diesem Ausführungsbeispiel in einer Phase t&sub3; eine Spannung mit einer dem Datensignal in der Schreibphase. t&sub2; entgegengesetzten Polarität von einer Datenelektrode zugeführt. Als Ergebnis davon wird ein Pixel zur Zeit der nicht-wählenden Abtastung mit einer Wechselspannung versehen, um die für den ferroelektrischen Flüssigkristall charakteristische Schwelle zu verbessern.
Ein solches über eine Datenelektrode angelegtes Signal wird Hilfssignal genannt und im US Patent No. 4,655,561 im Detail erklärt.
Fig. 12C ist ein Zeitdiagramm von Spannungswellenformen zum Erreichen eines bestimmten Displayzustands. In diesem Ausführungsbeispiel wird jeder dritten Abtastelektrode in einem Feld ein Abtastwahlsignal angelegt und eine Rahmenabtastung (Einbildabtastung) wird durch 4 aufeinanderfolgende Feldabtastungen bewirkt, so daß kein nebeneinanderliegendes Paar von Abtastelektroden zusammen in 4 aufeinanderfolgenden Feldern mit einem Abtastwahlsignal versorgt wird. Daraus ergibt sich, daß eine Abtastwahlperiode (t&sub1; + t&sub2; + t&sub3;) länger als erforderlich bei niedriger Temperatur angesetzt werden kann, so daß das Auftreten von zum Abtastantrieb bei einer niedrigen Rahmenfrequenz gehörendem Flimmern erstaunlich gut unterdrückt werden kann, sogar zum Beispiel bei einer so niedrigen Rahmenfrequnz wie 5-10 Hz. Darüberhinaus kann durch Anlegen eines Abtastwahlsignals derart, daß nicht aneinandergrenzende Abtastelektroden bei aufeinanderfolgenden vier Feldabtastungen gewählt werden, ein Bildfluss wirksam gelöst werden.
Fig. 12D zeigt ein Ausführungsbeispiel unter Verwendung von in Fig. 12A gezeigten Wellenformen. In diesem Ausführungsbeispiel werden die Abtastelektroden für jede fünfte Zeile (Abtastelektroden) gewählt, so daß beim sechsmaligen aufeinanderfolgenden Feldabtasten nicht aneinandergrenzende Abtastelektroden gewählt werden.
Fig. 13A und 13B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für den in der vorliegenden Erfindung verwendeten Antrieb.
Nach den Fig. 13A und 13B werden auf einer Abtastelektrode, die ein Abtastwahlsignal SS empfängt, alle oder ein vorher festgelegter Teil der Pixel gleichzeitig ohne Rücksicht auf die Arten der Datensignale mit einer Spannung zum Versetzen in einen Schwarzzustand in Phase T&sub1; (= t&sub1; + t&sub2;) versorgt und in Phase t&sub3; wird ein gewähltes Pixel (TW-SS) mit einer Spannung (V&sub2; + V&sub3;) zum Inversionsschreiben in einen Weißzustand versorgt und die anderen Pixel (IB-SS) werden mit einer Spannung (V&sub2; - V&sub3; = V&sub3;) versorgt, die den in Phase T&sub1; gebildeten Schwarzzustand nicht ändert. Ferner gibt es die Phasen t&sub2; und t&sub4; zum Anlegen von Hilfssignalen, wie dem Anlegen einer Wechselspannung an die Pixel zur Zeit der Nichtwahl, wie im vorigen Ausführungsbeispiel.
Fig. 130 ist ein Zeitdiagramm von Spannungswellenformen zum Erreichen eines bestimmten Displayzustands. Gemäß dem in Fig. 130 gezeigten Ausführungsbeispiel wird den Abtastelektroden ein Abtastwahlsignal mit einem 4 Zeilensprung in einem Feld angelegt, so daß eine Rahmenabtastung in 5 Feldern vollständig ist. Auch in diesem Ausführungsbeispiel werden nichtaneinandergrenzende Abtastelektroden bei aufeinanderfolgernder fünfmaliger Feldabtastung mit einem Abtastwahlsignal versorgt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern kann allgemein so ausgeführt werden, daß den Abtastelektroden ein Abtastwahlsignal mit Sprungabstand einer oder mehrerer Zeilen, vorzugsweise 4-20 Zeilen angelegt wird. Ferner können in der vorliegenden Erfindung die Spitzenwerte der Spannungen V&sub1;, -V&sub2; und ±V&sub3; so gesetzt werden, daß sie der Relation V&sub1; = -V&sub2; > ±V&sub3; vorzugsweise V&sub1; = -V&sub2; ≥ 2 ±V&sub3; genügt. Ferner kann die Pulsdauer dieser Spannungssignale allgemein auf 1 usec-1 msec, vorzugsweise 10 usec-100 usec gesetzt werden und vorzugsweise bei niedriger Temperatur länger und bei höherer Temperatur kürzer gesetzt werden.

F. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung

Fig. 14 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle mit einem Paar von Elektrodenplatten (Glassubstrate beschichtet mit transparenten Elektroden) 141A und 141B dar und einer ferroelektrischen Flüssigkristallschicht mit Molekularschichten 142 dazwischen und senkrecht zu den Elektrodenplatten. Der ferroelektrische Flüssigkristall setzt eine chirale smektische C oder H Phase voraus und ist in einer Stärke (z. B. 0,5-5 Mikrometer) verteilt, dünn genug, um die der chiralen smektischen Phase inhärente Spiralstruktur freizusetzen.
Wird ein elektrisches Feld E (oder -E), das einen bestimmten Grenzwert überschreitet, zwischen oberen und unteren Substraten 141A und 141B angelegt, werden die Flüssigkristallmoleküle 133 auf das elektrische Feld ausgerichtet. Ein Flüssigkristallmolekül hat eine verlängerte Form und zeigt eine Brechungsanisotropie zwischen langer und kurzer Achse. Deshalb steht, wenn die Zelle zwischen einem Paar (nicht gezeigter) gekreuzter Nicol - Polarisationsprismen liegt, eine Flüssigkristallmodulationsvorrichtung zur Verfügung. Ist ein eine bestimmte Schwelle überschreitendes elektrisches Feld E angelegt, wird ein Flüssigkristallmolekül 143 auf einen ersten Ausrichtungszustand 143A hin ausgerichtet. Wird ferner ein umgekehrtes elektrisches Feld -E angelegt, wird das Flüssigkristallmolekül 143 auf einen zweiten Ausrichtungszustand 143B zum Andern seiner molekularen Richtung ausgerichtet. Ferner werden die jeweiligen Ausrichtungzustände beibehalten, solange ein daran angelegtes elektrisches Feld E oder -E eine bestimmte Schwelle nicht übersteigt.
Die in diesem Ausführungsbeispiel verwendete ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung kann Bistabilität oder Multistabilität haben, so daß der erste stabile Zustand 143A und der zweite stabile Zustand 143B symmetrisch oder asymmetrisch sein können. Daraus folgt, daß die Flüssigkristallmoleküle dahin tendieren, entweder auf einen der Ausrichtungszustände ausgerichtet zu sein oder auf einen dritten stabileren Ausrichtungzustand. Die vorliegende Erfindung kann auf eine solche ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung mit Bistabilität oder Multistabilität angewendet werden und auch auf eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wie in US Patent No. 4,367,924 oder in EP-A-91661 offenbart.
Fig. 15A und 15B stellen ein Ausführungsbeispiel einer Flüssigkristallvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung dar. Fig. 15A ist eine Ebenenansicht des Ausführungsbeispiels und Fig. 15B ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 15A.
Eine in Fig. 15 gezeigte Zellstruktur 150 enthält ein Substratpaar 151A und 151B aus Glasplatten oder Plastikplatten, die von Abstandshaltern 154 in einem vorbestimmten Abstand gehalten werden und mit einem Klebstoff 156 verschlossen sind, um eine Zellstruktur zu bilden. Auf dem Substrat 151A befindet sich ferner eine Elektrodengruppe (d. h. eine Elektrodengruppe zum Anlegen von Abtastspannungen einer Matrixelektrodenstruktur) mit einer Vielzahl von transparenten Elektroden 152A in einem vorbestimmten Muster, z. B. einem Streifenmuster. Auf dem Substrat 115B ist eine weitere Elektrodengruppe (d. h. eine Elektrodengruppe zum Anlegen von Abtastspannungen einer Matrixelektrodenstruktur) mit einer Vielzahl von transparenten Elektroden 152B, die sich mit den transparenten Elektroden 152A überschneiden.
Auf dem mit solchen transparenten Elektroden 152B ausgestatteten Substrat 151B kann ferner ein Ausgleichssteuerfilm 155 gebildet werden aus einem anorganischen Isoliermaterial wie Siliziummonoxid, Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkonium, Magnesiumfluorid, Zeroxid, Zerfluorid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid und Bornitrid oder einem organischen Isoliermaterial wie Polyvinylalkohol, Polyimid, Polyamid-imid, Polyester-imid, Polyparaxylylen, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylacetal, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polistyren, Celluloseharz, Melaminharz, Harnstoffharz und Acrylharz.
Der Ausgleichssteuerfilm 155 kann dadurch geformt werden, daß zuerst ein Film aus anorganischem oder organischem Isoliermaterial wie vorstehend beschrieben gebildet wird und dann seine Oberfläche mit Samt, Stoff, Papier etc. in eine Richtung gerieben wird.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Ausgleichssteuerfilm 155 aus einem Film eines anorganischen Isoliermaterials wie SiO oder SiO&sub2; auf dem Substrat 151B durch schräge oder gekippte Bedampfung bestehen.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die Oberfläche des Substrats 151B aus Glas oder Plastik an sich, oder ein auf dem Substrat 151B gebildeter Film aus dem vorstehend erwähnten anorganischen oder organischen Material einer schrägen Ätzung unterworfen, um die Oberfläche mit einem Ausgleichssteuereffekt zu versehen.
Vorzugsweise hat der Ausgleichssteuerfilm 155 auch die Funktion eines Isolierfilms. Zu diesem Zweck hat der Ausgleichssteuerfilm vorzugsweise eine Stärke im Bereich von 10nm (100 Å) bis 1 um, speziell 50 bis 500 nm (500 bis 5000 Å). Der Isolierfilm hat auch die Funktion, das Auftreten eines elektrischen Stroms zu verhindern, der im Allgemeinen von geringen Mengen von Verunreinigung in der Flüssigkristallschicht 153 verusacht wird, wodurch eine Verschlechte rung des Flüssigkristallverbundes auch bei Wiederholung der Vorgänge verhindert wird.
Als ferroelektrischer Flüssigkristall 153 kann ein Flüssigkristallverbund oder eine Zusammensetzung verwendet werden, die eine chirale smektische Phase zeigen, wie in den US Patenten No. 4561726, 4614609, 4589996, 4592858, 4596667, 4613209 etc. offenbart.
Die in den Fig. 15A und 15B gezeigte Vorrichtung enthält darüberhinaus Polarisationsprismen 153 und 158 mit sich vorzugsweise bei 90 Grad kreuzenden Polarisierungsachsen.
Wie vorstehend beschrieben, wird nach der vorliegenden Erfindung bei der partiellen Neuschreibabtastung für ein Displaygerät mit Speichereigenschaft, wie ein ferroelektrisches Flüssigkristall - Displaygerät, der partielle Neuschreibbereich durch eine Neuschreibstart - Abtastzeilenadresse definiert und durch die Anzahl der Neuschreibabtastzeilen. Ferner steht eine Einrichtung zur Verfügung zur Beobachtung der Abtastzeilen - Adresse übertragener Bilddaten und wenn während eines partiellen Neuschreibvorgangs eine weitere partielle Neuschreibanfrage auftritt, werden Prioritätspegel der Displaydaten des verlangten Neuschreibens beurteilt, um die partiellen Neuschreibvorgänge in der Reihenfolge von der höheren Priorität (d. h. Bewegung einer Zeigevorrichtung) zu einer niedrigeren auszuführen. Als Ergebnis davon kann auch in einem mit niedriger Rahmenfrequenz betriebenen Display ein Displaygerät realisiert werden, das für ein hochentwickeltes Displayanwendungsprogramm einschließlich Bewegen einer Zeigevorrichtung oder eines Cursors, eines Multi-Window Displays und eines Multi-Task Displays geeignet ist. Besonders kann nach der vorliegenden Erfindung die Displayqualität eines Displays mit bewegten Zeichen, wie denen eines Mauscursors, ungeachtet einer Position des sich bewegenden Zeichens und ohne einen örtlichen Fehler eines sich bewegenden Zeichens auf dem Display zu verursachen, verbessert werden.
Fig. 16 ist eine Ebenenansicht von Matrixelektroden 161, die das Displayfeld 103 in Fig. 1 aufbauen. Abtastelektrode 162 und Informationselektroden 163 überschneiden sich und Pixel 164 bilden sich an den Schnittpunkten. Ein ferroelektrischer Flüssigkristall wird zwischen Abtastelektroden 162 und Informationselektroden 163 angeordnet.
Fig. 17 zeigt eine Zählerspeichergruppe für eine Abtastsignal - Steuerschaltung 115 zur Erfassung der Zeitperiode, die vergangen ist, nachdem das Abtastwahlsignal jeder Abtastelektrode 162 angelegt wurde. Wie im Diagramm gezeigt, gibt es in einer Zählerspeichergruppe 400 dieselbe Anzahl von Zählerspeichern CNT(1) bis CNT(1024) wie die der Abtastelektroden. Die Anzahl der horizontalen Abtastungen nach dem Senden der Abtastzeilen - Adressdaten der entsprechenden Abtastelektrode wird in jedem Zählerspeicher aufgezeichnet.
Fig. 18 ist ein Flußdiagramm, das einen Algorithmus zum Senden der Abtastzeilen - Adressdaten der Abtastsignal - Steuerschaltung 115 zur Abtastsignal - Anlegeschaltung 107 zeigt. Wenn in Schritt S1801 der Antrieb gestartet wird, wird, um die Adressdaten zur Abtastsignal - Anlegeschaltung 107 zu senden, auch wenn jede Adresse im Anfangsstadium gewählt wird, "17" in allen Zählerspeichern CNT(1) bis CNT(1024) gesetzt. Bei Schritt 1802 empfängt die Abtastsignal - Steuerschaltung 114 Daten von der Graphiksteuerung 102 und berechnet aus den Daten eine Adresse. Bei Schritt 1803 prüft die Abtastsignal - Steuerschaltung 114, ob der Inhalt des Zählerspeichers CNT (Adresse), der der obigen berechneten Adresse entspricht, gleich "16" oder weniger ist, um zu erfassen, ob das Interval von "16" horizontalen Abtastperioden, nachdem das Abtastsignal zuletzt an die Abtastelektrode angelegt wurde, die der in Schritt 1802 berechneten Adresse entspricht, vergangen ist oder nicht, ohne Rücksicht auf das Abtastverfahren im gesamt/einzel Bildschirmneuschreibmodus oder im partiellen Neuschreib - Abtastmodus. Ist das Intervall gleich oder kleiner als "16" geht die Verarbeitungsroutine zurück zu Schritt 1802. Übersteigt es "16", folgt Schritt 1804. In Schritt 1804 wird der Inhalt des Zählerspeichers CNT (Adresse), der der Adresse entspricht auf "0" gesetzt. In Schritt 1805 sendet die Abtastsignal - Steuerschaltung 114 die Adressdaten zur Abtastsignal - Anlegeschaltung 107. In Schritt 1806 wird, um das Vergehen einer horizontalen Zeitperiode aufzuzeichnen, "1" zu den Zählwerten aller Zählerspeicher hinzugefügt. Danach geht die Verarbeitungsroutine zu Schritt 1802 zurück und der obige Prozess wird wiederholt. So wird eine Situation ausgeschaltet, bei der das Intervall, in dem das Signal an eine beliebige Abtastelektrode angelegt wird, kürzer als die "16" horizontalen Abtastperioden ist. Aber auch wenn die partielle Neuschreibabtastung oft vorkam, werden Verminderung des Antriebsrandes, Verschlechterung beim Ausrichtungszustand des Flüssigkristalls und Verminderung beim Kontrast, die bisher vorkamen, unterdrückt.
Fig. 19 zeigt ein Flüssigkristall - Displaygerät nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Gerät verwendet anstelle der Zählerspeichergruppe 400 im Gerät in Fig. 1 eine Zeitgeberschaltung 191. Der restliche Aufbau ist gleich dem im Fall des vorstehenden Ausführungsbeispiels.
Wie in Fig. 20 gezeigt, hat die Zeitgeberschaltung 191 1024 Umschalt - Schaltungen 2001, die zwischen der Abtastsignal - Anlegeschaltung 107 und den 1024 Abtastelektroden 162 angeordnet sind. Wie in Fig. 21 gezeigt, wird das ein/aus Timing der die Umschalt - Schaltungen 2001 so gesetzt, daß die nte Umschalt - Schaltung 2001 für eine Zeitdauer von 800 usec ausgeschaltet wird, genau nachdem das Abtastsignal der n-ten Abtastelektrode 162 angelegt wurde und während einer solchen Zeitperiode wird die n-te Abtastelektrode 162 auf hohe Impedanz gesetzt. So wird der Abtastelektrode für eine Zeitdauer von 800 usec, genau nachdem die Abtastelektroden - Anlegeschaltung 107 das Abtastsignal anlegte, kein Abtastsignal angelegt. Auch wenn die partielle Neuschreibabtastung in derselben Adresse oft vorkam, ist das Intervall, in dem der Abtastelektrode das Signal angelegt wird, nicht kürzer als 800 usec.
Nach der Erfindung wie oben beschrieben, können, weil die Frequenz, bei der derselben Abtastelektrode das Abtastsignal angelegt wird, auf einen vorbestimmten Grenzwert gedrückt wird, auch bei Verwendung des partiellen Neuschreibverfahrens mit exzellenter Glätte des sich bewegenden Display oder dergleichen, Verminderung des Antriebsrandes, Verschlechterung im Ausrichtungszustand des Flüssigkristalls, Verminderung des Kontrasts und dergleichen unterdrückt werden.

Claims

1. Flüssigkristallgerät mit:

Matrixelektroden, die von einer Abtastelektrodengruppe (162) und einer Informationselektrodengruppe (163), die die Abtastelektrodengruppe (162) so schneidet, daß sie der Abtastelektrodengruppe (162) gegenüberliegt, gebildet werden;

Ferroelektrischem Flüssigkristall (153), der zwischen den Elektrodengruppen (162, 163) angebracht ist und von einem über diese Elektrodengruppen (162, 163) angelegten elektrischen Feld angetrieben wird;

Einrichtung (102) zum Liefern von Eingabeinformation;

Antriebsschaltung (104, 105) mit abtastseitiger Antriebsschaltung (107) zum sequentiellen Liefern von Abtastwahlsignalen an die Abtastelektrodengruppe (162) und zum Liefern von nicht-wählenden Abtastsignalen an die Abtastelektroden, deren Abtastung nicht gewählt wurde und mit einer informationsseitigen Antriebsschaltung (110) zum Liefern von Informationssignalen an die Informationselektrodengruppe (163) gleichzeitig mit dem Abtastwahlsignal in Übereinstimmung mit der Eingabeinformation; und

Steuereinrichtung (111), mit der die Antriebsschaltung (104, 105) so gesteuert wird, daß entweder ein partieller Neuschreib - Abtastmodus oder ein Gesamt Neuschreib - Abtastmodus in Betrieb ist, wobei der partielle Neuschreib - Abtastmodus höhere Priorität besitzt und mindestens dazu verwendet wird, die Bewegung eines Cursors in horizontaler Richtung anzuzeigen;

gekennzeichnet dadurch, daß

während des partiellen Neuschreib - Abtastmodus eine nach dem Anlegen eines Abtastsignals an eine Abtastelektrode vergangene Zeitperiode von einer Zeitgebereinrichtung (191) oder einer Zählereinrichtung (400) erfaßt wird, und

die Antriebsschaltung (104, 105) von der Steuereinrich tung (111), basierend auf der nach dem Anlegen des Abtastsignals an die Abtastelektrode vergangenen Zeitperiode, so gesteuert wird, daß die Frequenz, mit der das Abtastsignal derselben Abtastelektrode angelegt wird, auf einen vorbestimmten Grenzwert gedrückt wird.

2. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß

der Flüssigkristall mit der Speicherfunktion ein chiraler smektischer Flüssigkristall ist.

3. Flüssigkristallgerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß

der chirale smektische Flüssigkristall Ferroelektrizität hat.