NL1007010C2

NL1007010C2 - Nematic liquid crystal driving system in liquid crystal display device - applies voltage different from voltage corresponding to image data to segment electrode in intervals where selection pulses are not applied

Info

Publication number: NL1007010C2
Application number: NL1007010A
Authority: NL
Inventors: Masaya Okita
Original assignee: Masaya Okita
Priority date: 1997-09-11
Filing date: 1997-09-11
Publication date: 1999-09-03
Also published as: NL1007010A1

Abstract

The system includes a pneumatic liquid crystal which is confined between a common electrode and a segment electrode that are placed between two polarising plates. A sequence of selection pulses are applied to the common electrode. A voltage corresponding to image data to be displayed to apply to the segment electrode in response to the selection pulses. A voltage different from the voltage corresponding is applied to the image data to the segment electrode in intervals where the selection pulses are not applied. The voltage is independent from the image data being switched in voltage level in response to intervals of the selection pulses.

Description

Titel: Stelsel en werkwijze voor het sturen van een nematisch vloeibaar kristal.Title: System and method for controlling a nematic liquid crystal.

Achtergrond van de uitvindingBackground of the invention

De uitvinding heeft betrekking op een stelsel en een werkwijze voor het sturen van een nematisch vloeibaar 5 kristal.The invention relates to a system and a method for controlling a nematic liquid crystal.

Wanneer twee doorzichtige vlakke platen met doorzichtige elektroden en daartussen een nematisch vloeibaar kristal tussen twee polarisatieplaten worden geplaatst, verandert de doorlaatbaarheid van licht dat door de 10 polarisatieplaten gaat met de spanningen die worden aangelegd aan de doorzichtige elektroden.When two transparent flat plates with transparent electrodes and a nematic liquid crystal between them are placed between two polarization plates, the transmittance of light passing through the 10 polarization plates changes with the voltages applied to the transparent electrodes.

Daar vloeibaar-kristalbeeldschermen, die zijn gebaseerd op het bovenstaande principe vlak kunnen worden uitgevoerd en werken met laag elektrisch vermogen, zijn ze 15 zeer veel gebruikt in polshorloges, elektronische rekenmachines enz.Since liquid crystal displays based on the above principle can be flat and operate with low electrical power, they have been used extensively in wristwatches, electronic calculators etc.

Recentelijk zijn ze ook gebruikt in combinatie met kleurenfliters om kleurenbeeldschermen te vormen in personal computers van het notebook-type en kleine 20 vloeibaar-kristal-TV toestellen bijvoorbeeld. In dergelijke vloeibaar-kristalbeeldschermen worden punten met driekleuren, rood, groen en blauw, selectief gecombineerd om de gewenste kleuren weer te geven. Kleurenfliters zijn echter zeer duur en moeten zeer nauwkeurig zijn wanneer ze worden 25 bevestigd aan panelen. Bovendien hebben ze een drievoudig aantal punten nodig om een equivalent oplossend vermogen te verzekeren vergeleken met zwart-wit vloeibaar-kristal-vensters. Derhalve vereisen vloeibaar-kristal-kleursignaal-panelen op typerende wijze een drievoudig aantal stuur-30 schakelingen in horizontale richting. Dit betekent een toename van de kosten van de stuurschakelingen zelf en de kosten voor een verhoogd aantal manuren voor het verbinden van de stuurschakelingen aan het paneel in een drievoudig aantal punten.Recently, they have also been used in conjunction with color flashes to form color displays in notebook-type personal computers and small liquid crystal TV sets, for example. In such liquid crystal displays, tricolor, red, green, and blue dots are selectively combined to display the desired colors. Color flashes, however, are very expensive and must be very accurate when attached to panels. In addition, they require a triple number of points to ensure equivalent resolution compared to black and white liquid crystal windows. Therefore, liquid crystal color signal panels typically require three times the number of control circuits in the horizontal direction. This means an increase in the cost of the control circuits themselves and the cost of an increased number of man-hours for connecting the control circuits to the panel in a threefold number of points.

1 0 07 0 10 2 ! Dat wil zeggen dat het gebruik van kleurenfilters 1 met vloeibaar-kristalpanelen om kleurenbeelden weer te ; geven vele nadelige factoren vanuit kostenoogpunt met zich meebrengt.1 0 07 0 10 2! That is, the use of color filters 1 with liquid crystal panels to display color images; cause many detrimental factors from a cost perspective.

5 Om de problemen die worden veroorzaakt door het r gebruik van kleurenfilters te vermijden, zijn vloeibaar- kristal-kleurenbeeldschermen voorgesteld zoals uiteengezet in het ter inzage gelegde Japanse octrooischrift 1-179914 (1989) om kleurenbeelden weer te geven door het combineren 10 van een zwart-wit paneel en een drie-kleuren-tegenlicht in plaats van kleurenfilters. Deze werkwijze lijkt zeker natuurgetrouwe kleurenbeelden economisch te realiseren.To avoid the problems caused by the use of color filters, liquid crystal color displays have been proposed as set forth in Japanese Patent Laid-Open No. 1-179914 (1989) to display color images by combining a black -white panel and a three-color backlight instead of color filters. This method certainly seems to achieve true-to-life color images economically.

Maar vanwege de moeilijkheid bij het sturen van vloeibare kristallen met een hoge snelheid met conventionele 15 stuurtechnieken is een dergelijke inrichting momenteel niet in praktijk gebracht.However, because of the difficulty in driving high-speed liquid crystal with conventional control techniques, such an arrangement has not been practiced at present.

Een ander probleem bij gebruikelijke vloeibaar-kristal-beeldschermen waren de langzame responsie van == vloeibare kristallen. Daarom zijn vloeibaar-kristalbeeld- 20 schermen inferieur geweest aan kathode-straalbeeldschermen . « in het bijzonder wanneer deze werden gebruikt als TV beeld- ! i schermen voor het weergeven van bewegende beelden of als j ï j beeldschermen van een personal computer die snelle bewegingen van een muiscursor moeten kunnen volgen.Another problem with conventional liquid crystal displays was the slow response of liquid crystals. Therefore, liquid crystal displays have been inferior to cathode ray displays. Especially when used as TV picture! i screens for displaying moving images or as j personal displays of a personal computer that must be able to follow fast movements of a mouse cursor.

; f 25; f 25

i SAMENVATTING VAN,PK .UITVINDINGi SUMMARY OF, PK. INVENTION

Het is derhalve een doel van de uitvinding om te voorzien in een nieuw stelsel en een werkwijze voor het ^ sturen van een nematisch vloeibaar kristal dat de 30 responsiesnelheid van conventionele, nematische, vloeibare kristallen, hetzij van het TN-type, hetzij van het STN-type, kan laten toenemen tot een waarde die hoog genoeg is - om een rendement te verzekeren dat equivalent is aan of hoger is dan het rendement van een kathodestraalbuis-«· 35 weergeefstelsel bij het weergeven van kleurenbeelden door j 173 1007010 3 de drie-beelden-tegenlichtwerkwijze of het weergeven van bewegende beelden.It is therefore an object of the invention to provide a new system and method for controlling a nematic liquid crystal that has the response speed of conventional nematic liquid crystals, either of the TN type or of the STN type, can be increased to a value high enough - to ensure an efficiency equivalent to or higher than the efficiency of a cathode ray tube display system when displaying color images by j 173 1007010 3 the three- image backlighting method or displaying moving images.

Volgens de onderhavige uitvinding is voorzien in een stelsel voor het sturen van een nematisch vloeibaar kristal 5 in een vloeibaar-kristalbeeldscherm waarin het nematisch vloeibaar kristal wordt ingesloten tussen een gemeenschappelijke elektrode en een segmentelektrode die tussen twee polarisatieplaten zijn geplaatst, omvattende: organen voor het aanleggen van een reeks selectie-10 pulsen aan de gemeenschappelijke elektrode; organen die een responsie geven op de selectiepulsen om aan de segmentelektrode een spanning aan te leggen die correspondeert met weer te geven beelddata; en organen voor het aanleggen van een spanning die 15 verschilt van de spanning die correspondeert met de beelddata aan de segmentelektrode in intervallen waarbij de selectiepulsen niet worden aangelegd.According to the present invention, there is provided a system for controlling a nematic liquid crystal 5 in a liquid crystal display in which the nematic liquid crystal is sandwiched between a common electrode and a segment electrode interposed between two polarization plates, comprising: applying means from a series of selection 10 pulses to the common electrode; means responsive to the selection pulses to apply a voltage to the segment electrode corresponding to image data to be displayed; and means for applying a voltage different from the voltage corresponding to the image data at the segment electrode at intervals at which the selection pulses are not applied.

Volgens een ander aspect van de uitvinding is voorzien in een stelsel voor het sturen van een nematisch 20 vloeibaar kristal in een vloeibaar-kristalbeeldscherm waarin het nematisch vloeibaar kristal is ingesloten tussen een gemeenschappelijke elektrode en een segmentelektrode die zijn geplaatst tussen twee polarisatieplaten, omvattende: 25 organen voor het aanleggen van een reeks selectie pulsen aan de gemeenschappelijke elektrode; organen die een responsie geven op de selectiepulsen om aan de segmentelektrode een spanning aan te leggen die correspondeert met weer te geven beelddata; en 30 organen voor het aan de segmentelektrode aanleggen van een vooraf bepaalde spanning die niet gerelateerd is aan de beelddata, waarbij de spanning die wordt aangelegd aan de segmentelektrode in spanningsniveau wordt geschakeld in responsie op intervallen van de selectiepulsen.According to another aspect of the invention, a system for controlling a nematic liquid crystal in a liquid crystal display is provided in which the nematic liquid crystal is sandwiched between a common electrode and a segment electrode interposed between two polarization plates, comprising: means for applying a series of selection pulses to the common electrode; means responsive to the selection pulses to apply a voltage to the segment electrode corresponding to image data to be displayed; and means for applying to the segment electrode a predetermined voltage unrelated to the image data, the voltage applied to the segment electrode being switched in voltage level in response to intervals of the selection pulses.

35 Volgens een verder aspect van de uitvinding is voorzien in een werkwijze voor het sturen van een nematisch 1007010 i 4 j vloeibaar kristal in een vloeibaar-kristalweergeef- inrichting, waarin het nematisch vloeibaar kristal is i ingesloten tussen een gemeenschappelijke elektrode en een segmentelektrode die tussen twee polarisatieplaten zijn 5 geplaatst, omvattende: het aanleggen van een reeks selectiepulsen aan de “ gemeenschappelijke elektrode; het in responsie op de selectiepulsen aanleggen aan de segmentelektrode van een spanning die correspondeert met 10 weer te geven beelddata; en het aanleggen van een spanning die verschilt van de spanning die correspondeert met de beelddata aan de η segmentelektrode in intervallen waarin de selectiepulsen “ niet worden aangelegd.According to a further aspect of the invention, there is provided a method of controlling a nematic 1007010 4j liquid crystal in a liquid crystal display, wherein the nematic liquid crystal is enclosed between a common electrode and a segment electrode between two polarization plates are placed, comprising: applying a series of selection pulses to the common electrode; applying a voltage corresponding to 10 image data to be displayed to the segment electrode in response to the selection pulses; and applying a voltage different from the voltage corresponding to the image data to the η segment electrode at intervals in which the selection pulses are not applied.

15 Volgens nog een ander aspect van de uitvinding is voorzien in een werkwijze voor het sturen van een nematisch vloeibaar kristal in een vloeibaar-kristalbeeldscherm, waarbij het nematisch vloeibaar kristal is ingesloten = tussen een gemeenschappelijke elektrode en een 20 segmentelektrode die tussen twee polarisatieplaten zijn geplaatst, omvattende: het aanleggen van een reeks selectiepulsen aan de gemeenschappelijke elektrode; het in responsie op de selectiepulsen aanleggen aan 25 de segmentelektrode van een spanning die correspondeert met weer te geven beelddata; en aan de segmentelektrode aanleggen van een vooraf bepaalde spanning die niet is gerelateerd aan de beelddata, waarbij de spanning die wordt aangelegd aan de segment-30 elektrode wordt geschakeld in spanningsniveau in responsie op intervallen van de selectiepulsen.According to yet another aspect of the invention, a method for controlling a nematic liquid crystal in a liquid crystal display is provided, wherein the nematic liquid crystal is enclosed between a common electrode and a segment electrode placed between two polarization plates , comprising: applying a series of selection pulses to the common electrode; applying a voltage corresponding to image data to be displayed to the segment electrode in response to the selection pulses; and applying a predetermined voltage not related to the image data to the segment electrode, the voltage applied to the segment-30 electrode being switched at voltage level in response to intervals of the selection pulses.

In alle aspecten van de uitvinding worden de spanningen aan de gemeenschappelijke elektrode en de segmentelektrode bij voorkeur zodanig bepaald dat de spanning aan 35 de segmentelektrode in polariteit kan worden omgekeerd,In all aspects of the invention, the voltages at the common electrode and the segment electrode are preferably determined such that the voltage at the segment electrode can be reversed in polarity,

HH

’ 1007010 5 wanneer de selectiepuls wordt aangelegd aan de gemeenschappelijke elektrode.1007010 5 when the selection pulse is applied to the common electrode.

Het stelsel omvat bij voorkeur verwarmingsorganen voor het verwarmen van het nematisch vloeibaar kristal tot 5 een vooraf bepaalde temperatuur.The system preferably includes heating means for heating the nematic liquid crystal to a predetermined temperature.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGEN Fig. 1 is een schema dat elektro-optische karakteristieken toont van een nematisch vloeibaar kristal; 10 fig. 2 is een schema dat veranderingen toont in optische doorlaatbaarheid met de tijd en met de spanning die wordt aangelegd aan een nematisch vloeibaar kristal volgens de onderhavige uitvinding; fig. 3 is een schema dat veranderingen toont in 15 optische doorlaatbaarheid met de tijd en met de spanning die wordt aangelegd aan een nematisch vloeibaar kristal waarbij men de segmentspanning constant houdt; fig. 4 is een schema dat veranderingen toont in optische doorlaatbaarheid met de tijd en met de spanning 20 die wordt aangelegd aan een nematisch vloeibaar kristal waarbij men de segmentspanning constant houdt; en fig. 5 is een schema dat veranderingen toont in optische doorlaatbaarheid met de tijd en met de spanning die wordt aangelegd aan een nematisch vloeibaar kristal, 25 wanneer de segmentspanning verandert in intervallen met een dubbele lengte.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing electro-optical characteristics of a nematic liquid crystal; Fig. 2 is a diagram showing changes in optical transmittance with time and with the voltage applied to a nematic liquid crystal according to the present invention; FIG. 3 is a diagram showing changes in optical transmittance with time and with the voltage applied to a nematic liquid crystal with the segment voltage kept constant; Fig. 4 is a diagram showing changes in optical transmittance with time and with the voltage applied to a nematic liquid crystal with the segment voltage kept constant; and FIG. 5 is a diagram showing changes in optical transmittance with time and with the voltage applied to a nematic liquid crystal when the segment voltage changes at double length intervals.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURS-UITVOERINGSVORM.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT.

30 De uitvinding wordt gekenmerkt door het aanleggen van een spanning aan een vloeibaar kristal met een timing die verschilt van die van een gebruikelijke vloeibaar-kristalstuurschakeling op de responsiesnelheid van het vloeibaar kristal te laten toenemen.The invention is characterized by applying a voltage to a liquid crystal with a timing different from that of a conventional liquid crystal driver to increase the response speed of the liquid crystal.

35 Typerende nematische vloeibare kristallen hebben elektro-optische karakteristieken, die in wezen de 1007010 6 karakteristieken zijn die getoond zijn in fig. l, waarin de ( effectieve waarde van een aangelegde spanning ongeacht de | polariteit ervan relevant is.Typical nematic liquid crystals have electro-optical characteristics, which are essentially the 1007010 6 characteristics shown in Figure 1, in which the (effective value of an applied voltage regardless of its polarity is relevant.

: Een stuurwerkwijze die actieve sturing wordt genoemd - 5 is recentelijk voorgesteld als één van de stuurwerkwijze : met gebruikmaking van STN vloeibaar-kristalpanelen om een beeldkwaliteit te realiseren die equivalent is aan die van TFT vloeibaar-kristalpanelen. Dat wil zeggen dat om de contrastverhouding en de responsiesnelheid te verbeteren de 10 actieve stuurwerkwijze berust op de benadering die een aantal aftastlijnen tegelijktijdig selecteert en vaker aftastlijnen in elke frameperiode selecteert. Dit is in wezen hetzelfde als de gebruikelijke stuurwerkwijze die berust op het inzicht dat de optische doorlaatbaarheid van 1 15 een nematisch vloeibaar kristal uitsluitend afhangt van de effectieve waarde van een aangelegde spanning.: A control method called active control - 5 has recently been proposed as one of the control method: using STN liquid crystal panels to realize an image quality equivalent to that of TFT liquid crystal panels. That is, to improve the contrast ratio and the response speed, the active control method relies on the approach that selects a number of scan lines simultaneously and selects scan lines more frequently in each frame period. This is essentially the same as the conventional control method based on the understanding that the optical transmissivity of a nematic liquid crystal depends solely on the effective value of an applied voltage.

Daar nematische vloeibare kristallen tientallen milliseconden tot honderden milliseconden nodig hebben door een responsie, dacht men dat het onmogelijk was om een 20 responsiesnelheid te realiseren die acceptabel is voor het weergeven van kleurenbeelden door drie-kleuren-tegenlicht.Since nematic liquid crystals require tens of milliseconds to hundreds of milliseconds through a response, it was thought that it was impossible to achieve a response rate acceptable for displaying color images by three-color backlighting.

Er is nu echter gevonden dat een specifieke toestand van aangelegde spanningsgolfvormen snelle veranderingen in optische doorlaatbaarheid veroorzaakt bij een verandering 25 in aangelegd spanningsniveau, terwijl de gemeten dynamische karakteristieken van de optische doorlaatbaarheid van nematische vloeibare kristallen met betrekking tot golf-vormen van aangelegde spanningen voor het ontwikkelen van een vloeibaar-kristalpaneel een hoge responsiesnelheid 30 hebben die voldoende is om kleurenbeelden te realiseren door drie-kleuren-tegenlicht.However, it has now been found that a specific state of applied voltage waveforms causes rapid changes in optical transmittance with a change in applied voltage level, while the measured dynamic characteristics of the optical transmittance of nematic liquid crystals with respect to waveforms of applied voltages for the applied voltage level. developing a liquid crystal panel have a high response speed sufficient to realize color images by tri-color backlighting.

Door gebruik te maken van dit verschijnsel en door bij herhaling de bovengenoemde specifieke toestand op te wekken, is het mogelijk gemaakt om nematische vloeibare 35 kristallen te sturen met een veel hogere snelheid en met ’ 1 1007010 7 een hogere contrastverhouding dan die door gebruikelijke stuurtechnieken.By taking advantage of this phenomenon and repeatedly generating the above-mentioned specific state, it has been made possible to send nematic liquid crystals at a much higher speed and with a higher contrast ratio than that by conventional control techniques.

De onderhavige uitvinding is gedaan op basis van het bovengenoemde inzicht.The present invention has been made based on the above insight.

5 Hierna zal een uitvoeringsvorm van de uitvinding worden uiteengezet onder verwijzing naar de tekeningen.Next, an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawings.

Fig. 2 toont een aspect van optische doorlaatbaarheid van een nematisch vloeibaar kristal en aangelegde spanningen van één enkele punt in een nematisch vloeibaar-kristal-10 paneel met gebruikmaking van een eenvoudige matrixmethode. Meer in het bijzonder toont fig. 2 veranderingen in de optische doorlaatbaarheid op tijdbasis met betrekking tot spanningen die worden aangelegd aan de segmentelektrode en de gemeenschappelijke elektrode van één enkele punt.Fig. 2 shows an aspect of optical transmittance of a nematic liquid crystal and applied single point voltages in a nematic liquid crystal panel using a simple matrix method. More specifically, Fig. 2 shows changes in the optical transmittance on a time basis with respect to voltages applied to the segment electrode and the single point common electrode.

15 Zoals getoond in fig. 2 wekt de spanning die wordt aangelegd aan de gemeenschappelijke elektrode een puls op telkens wanneer de gemeenschappelijke elektrode wordt gekozen (hierna aangeduid als gemeenschappelijke gekozen periode). Wanneer de spanning die wordt aangelegd aan de 20 segmentelektrode Vsegl is in de duur van een puls aan de gekozen gemeenschappelijke elektrode, verandert de optische doorlaatbaarheid van de punt instantaan. Wanneer de spanning die wordt aangelegd aan de segmentelektrode VsegO is in de duur van een puls, verandert de optische doorlaat -25 baarheid niet. Wanneer derhalve een spanning die correspondeert met beelddata wordt aangelegd aan de segmentelektrode in responsie op de timing van pulsen aan de gemeenschappelijke elektrode, kunnen beelden die corresponderen met de beelddata worden weergegeven.As shown in Fig. 2, the voltage applied to the common electrode generates a pulse each time the common electrode is selected (hereinafter referred to as common selected period). When the voltage applied to the segment electrode Vsegl is in the duration of a pulse at the selected common electrode, the optical transmittance of the tip changes instantaneously. When the voltage applied to the segment electrode VsegO is in the duration of a pulse, the optical transmissivity -25 is not changed. Therefore, when a voltage corresponding to image data is applied to the segment electrode in response to the timing of pulses at the common electrode, images corresponding to the image data can be displayed.

30 Het is van belang voor de stuurmode die wordt gebruikt in deze uitvoeringsvorm dat in een frame waarbij het segmentspanningsniveau Vsegl is in de gemeenschappelijke gekozen periode, het segmentspanningsniveau wordt veranderd tot VsegO binnen de andere periode van hetzelfde 35 frame, waarbij de gemeenschappelijke elektrode niet wordt 1 0 0 7 0 1® 8 gekozen (hierna aangeduid als gemeenschappelijke niet-gekozen perioden).It is important for the control mode used in this embodiment that in a frame where the segment voltage level is Vsegl in the common selected period, the segment voltage level is changed to VsegO within the other period of the same frame, the common electrode not being 1 0 0 7 0 1® 8 selected (hereinafter referred to as common unselected periods).

Fig. 3 en 4 tonen spanningsgolfvormen die worden ! aangelegd door een gebruikelijke techniek (ononderbroken 5 lijnen) in vergelijking met die welke worden aangelegd door de uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding (onderbroken lijnen). Het enige verschil tussen de gebruikelijke techniek en de onderhavige uitvinding is dat - het spanningsniveau dat wordt aangelegd aan de segment- 10 elektrode constant is en alle figuren 2, 3 en 4 zijn getoond met gebruikmaking van een typerend TN vloeibaar kristal dat bescheiden veranderingen vertoont in elektrode-optische eigenschappen bij verschillende nematische j vloeibare kristallen, zoals getoond in fig. 1.Fig. 3 and 4 show voltage waveforms that are! applied by a conventional technique (solid 5 lines) compared to those applied by the embodiment of the present invention (broken lines). The only difference between the conventional technique and the present invention is that - the voltage level applied to the segment electrode is constant and all Figures 2, 3 and 4 are shown using a typical TN liquid crystal showing modest changes in electrode-optical properties with various nematic liquid crystals, as shown in Fig. 1.

15 Indien geldt dat de optische doorlaatbaarheid van een vloeibaar kristal uitsluitend afhangt van de effectieve waarde van de spanning die wort aangelegd in een gemeenschappelijke gekozen periode zoals op gebruikelijke wijze werd aangenomen, moet, wanneer de optische doorlaatbaarheid 20 laag en constant is wanneer het segmentspanningsniveau constant is, hetzij VsegO (fig. 3) hetzij Vsegl (fig. 4), de optische doorlaatbaarheid onveranderd blijven zelfs wanneer het segmentspanningsniveau verandert tussen VsegO en Vsegl zoals getoond in fig. 2. In werkelijkheid echter 25 verandert de optische doorlaatbaarheid zoals getoond in fig. 2 zelfs wanneer men het typerend TN vloeibaar kristal en een paneel met normale dikte, namelijk met een spleet van 5 tot 6 μτη gebruikt. Het duurt slechts 15 tot 20 milliseconden voordat de optische doorlaatbaarheid 30 terugkeert naar zijn oorspronkelijke waarde nadat deze begint te veranderen in responsie op een verandering in gemeenschappelijk spanningsniveau. Dat wil zeggen dat het nematische vloeibaar kristal zeer snel reageert.If the optical transmittance of a liquid crystal only depends on the effective value of the voltage applied to a common chosen period as conventionally assumed, when the optical transmittance is low and constant when the segment voltage level is constant either VsegO (Fig. 3) or Vsegl (Fig. 4), the optical transmittance remains unchanged even when the segment voltage level changes between VsegO and Vsegl as shown in Fig. 2. In reality, however, the optical transmittance as shown in Fig. 2. even when using the typical TN liquid crystal and a normal thickness panel, namely with a gap of 5 to 6 μτη. It takes only 15 to 20 milliseconds for the optical transmittance 30 to return to its original value after it begins to change in response to a change in common voltage level. That is, the nematic liquid crystal reacts very quickly.

Snelle veranderingen in optische doorlaatbaarheid 35 springen het meest in het oog wanneer VcomO lager is dan VsegO en Vcoml hoger is dan Vsegl, dat wil zeggen wanneer " 1 1 007 0 10 9 de polariteit van het spanningsniveau dat wordt aangelegd in een gemeenschappelijke gekozen periode wordt omgekeerd in polariteit van het spanningsniveau dat wordt aangelegd in een gemeenschappelijke niet-gekozen periode.Rapid changes in optical transmittance are most noticeable when VcomO is less than VsegO and Vcoml is greater than Vsegl, that is, when "1 1 007 0 10 9 changes the polarity of the voltage level applied in a common chosen period reverse in polarity of the voltage level applied in a common unselected period.

5 Onder verwijzing naar fig. 2 treedt, zelfs wanneer het interval voor het kiezen van de gemeenschappelijke elektrode wordt verkort tot de helft en de gemeenschappelijke elektrode gekozen wordt telkens wanneer het segmentspanningsniveau VsegO wordt in elke frameperiode, 10 geen grote verandering op in het aspect van optische doorlaatbaarheid.Referring to Fig. 2, even when the interval for selecting the common electrode is shortened to half and the common electrode is selected each time the segment voltage level becomes VsegO in each frame period, 10 no great change occurs in the aspect of optical transmittance.

Er wordt opgemerkt dat de uitvoeringsvorm van fig. 2 het segmentspanningsniveau instelt voor het zwart weergeven bij VsegO hoewel de segmentspanning in een gemeen-15 schappelijke niet-gekozen periode beter Vsegl kan zijn voor een zwarte weergave. Dit is omdat het kan voorkomen dat de gemeenschappelijke elektrode wordt gekozen en wit wordt weergegeven wanneer het interval voor het kiezen van de gemeenschappelijke elektrode tot de helft wordt verkort.It is noted that the embodiment of Fig. 2 sets the segment voltage level for blacking out at VsegO although the segment voltage in a common unselected period may be better Vsegl for a black display. This is because it is possible for the common electrode to be selected and displayed in white when the interval for choosing the common electrode is shortened by half.

20 Fig. 5 toont hoe de optische doorlaatbaarheid varieert in de uitvoeringsvorm van de uitvinding, wanneer het interval voor het veranderen van het segmentspanningsniveau wordt gemodificeerd. Zoals getoond in fig. 5 varieert, wanneer het segmentspanningsniveau wordt ver-25 anderd van het éne frame naar het andere, de optische doorlaatbaarheid veel langzamer dan de snelheid, die wordt verkregen door het veranderen van het segmentspanningsniveau binnen elk frame. Dat wil zeggen dat door het veranderen van de segmentspanning in snellere cycli 30 (kortere intervallen) de optische doorlaatbaarheid van een vloeibaar kristal sneller kan worden veranderd.FIG. 5 shows how the optical transmittance varies in the embodiment of the invention when the interval for changing the segment voltage level is modified. As shown in Fig. 5, when the segment voltage level is changed from one frame to another, the optical transmittance varies much slower than the speed obtained by changing the segment voltage level within each frame. That is, by changing the segment voltage in faster cycles (shorter intervals), the optical transmittance of a liquid crystal can be changed more quickly.

Daarentegen wordt om beelden met een hoge contrast-verhouding te verzekeren er de voorkeur aangegeven dat een volgende puls wordt aangelegd nadat de optische doorlaat-35 baarheid van de vloeistof, wanneer deze eenmaal instantaan is veranderd door een voorafgaande puls aan de gemeen- 1 0 0 7 0 10 10 schappelijke elektrode, terugkeert tot de oorspronkelijke waarde. Dat wil zeggen, wanneer de frame-cyclus korter i wordt, wordt de contrastverhouding lager. Omgekeerd, wanneer de frame-cyclus langer wordt, zullen waarschijnlijk 5 flikkeringen optreden.In contrast, to ensure images with a high contrast ratio, it is preferable that a subsequent pulse is applied after the optical transmissivity of the liquid, once it is instantaneously changed by a previous pulse to the common 1 0 0 7 0 10 10 solid electrode, returns to the original value. That is, when the frame cycle becomes shorter i, the contrast ratio becomes lower. Conversely, as the frame cycle lengthens, 5 flickers are likely to occur.

Om deze met elkaar in tegenspraak zijnde problemen tegelijktijdig te overwinnen, worden enkele benaderingen . hierna getoond.To overcome these contradictory problems simultaneously, some approaches are presented. shown below.

Zoals in het voorafgaande uiteengezet beïnvloedt het 10 interval voor het veranderen van het segmentspanningsniveau in de niet-gekozen periode in hoge mate de snelheid van de - veranderingen in optische doorlaatbaarheid in de , uitvoeringsvorm van de uitvinding. Voorts varieert de tijd die is vereist om de optische doorlaatbaarheid te laten 15 terugkeren naar zijn oorspronkelijke waarde in hoge mate i met de aard van de vloeibare kristallen, en meer in het , bijzonder met de viscositeiten van de vloeibare kristallen.As explained above, the interval for changing the segment voltage level in the unselected period greatly affects the rate of changes in optical transmittance in the embodiment of the invention. Furthermore, the time required for the optical transmittance to return to its original value varies greatly with the nature of the liquid crystals, and more particularly with the viscosities of the liquid crystals.

Door derhalve een vloeibaar kristal te kiezen, waarvan de optische doorlaatbaarheid in korte tijd terugkeert naar de 20 oorspronkelijke waarde, kunnen beelden met een hoge contrastverhouding en in wezen geen flikkeringen worden gerealiseerd.Therefore, by choosing a liquid crystal whose optical transmittance returns to its original value in a short time, images with a high contrast ratio and essentially no flicker can be realized.

Een andere benadering is het verwarmen van het vloeibaar-kristalpaneel omdat de tijd voor het laten 25 terugkeren van de optische doorlaatbaarheid naar zijn oorspronkelijke waarde in hoge mate wordt beïnvloed door de viscositeit van het vloeibaar kristal. Deze benadering is van voordeel bij beelden met een hoge contrastverhouding zonder het gebruik van een speciaal soort vloeibare 30 kristallen zoals vereist in de eerste benadering.Another approach is to heat the liquid crystal panel because the time for the optical transmittance to return to its original value is greatly influenced by the viscosity of the liquid crystal. This approach is advantageous in high contrast ratio images without the use of a special kind of liquid crystal as required in the first approach.

De in het bovenstaande beschreven uitvoeringsvorm die wordt toegepast bij een vloeibaar-kristalpaneel met een enkelvoudige matrix kan een veel hogere responsiesnelheid, equivalente contrastverhouding, goede gezichtshoek 35 realiseren in vergelijking met een TFT vloeibaar-kristalpaneel .The embodiment described above used with a single matrix liquid crystal panel can realize a much faster response speed, equivalent contrast ratio, good viewing angle compared to a TFT liquid crystal panel.

•I• I

. i 1007010 11. i 1007010 11

Zoals in het bovenstaande beschreven kan volgens de uitvinding, daar een beeld dat wordt weergegeven op een vloeibaar-kristalpaneel in een frameperiode wordt uitgewist binnen dezelfde frameperiode, een zeer hoog responsie-5 snelheidsoptimum worden verkregen voor het weergeven van bewegende beelden.As described above, according to the invention, since an image displayed on a liquid crystal panel is erased in a frame period within the same frame period, a very high response speed optimum for displaying moving images can be obtained.

Ook maakt de uitvinding niet slechts het gebruik mogelijk van een nematisch vloeibaar kristal in een vloeibaar-kristalpaneel met een enkelvoudige matrix, maar 10 realiseert ook een veel hogere responsiesnelheid, equivalente contrastverhouding, equivalent of grotere gezichtshoek in vergelijking met een conventioneel TFT vloeibaar-kristalpaneel. Het is ook mogelijk om de uitvinding toe te passen op een gebruikelijke TFT 15 vloeibaar-kristalpaneel om de werksnelheid van het TFT vloeibaar-kristalpaneel te verbeteren.Also, the invention not only allows the use of a nematic liquid crystal in a single matrix liquid crystal panel, but also realizes a much higher response speed, equivalent contrast ratio, equivalent or greater viewing angle compared to a conventional TFT liquid crystal panel. It is also possible to apply the invention to a conventional TFT 15 liquid crystal panel to improve the operating speed of the TFT liquid crystal panel.

Bovendien kan de stuurketen die in de uitvinding wordt gebruikt, worden gerealiseerd met kosten die equivalent zijn met die van een gebruikelijk stuurstelsel 20 met enkelvoudige matrix omdat de uitvinding gebruik maakt van een kleiner aantal verschillende stuurspanningen en een gemakkelijker stuurtiming in vergelijking met die van een gebruikelijk actief stuurstelsel dat gebruik maakt van vele soorten stuurspanningen en een complexe structuur van de 25 controller, hetgeen onvermijdelijk de kosten van de stuurschakeling doet toenemen.In addition, the control circuitry used in the invention can be realized at a cost equivalent to that of a conventional single matrix control system 20 because the invention uses a smaller number of different control voltages and easier control timing compared to that of a conventional active control system using many kinds of control voltages and a complex structure of the controller, which inevitably increases the cost of the control circuit.

De uitvinding die een snel optreden en verdwijnen van een beeld verzekert, is optimaal voor toepassingen voor het weergeven van kleurenbeelden met gebruikmaking van drie-30 kleuren-tegenlicht en kan een goedkope kleurenweergave realiseren met hoog rendement.The invention, which ensures rapid occurrence and disappearance of an image, is optimal for color image display applications using three-30 color backlighting and can realize a low-cost color display with high efficiency.

1 007 0 101 007 0 10

Claims

A system for controlling a nematic liquid S crystal in a liquid crystal display device, wherein: the nematic liquid crystal is sandwiched between a common electrode and a segment electrode positioned between two polarization plates, comprising:; means for applying a series of selection pulses to the common electrode; means responsive to the selection pulses to apply a voltage to the segment electrode corresponding to image data to be displayed; and means for applying a voltage different from the voltage corresponding to the image data at the segment electrode at intervals at which the selection pulses are not applied.

2. System for controlling a nematic liquid crystal in a liquid crystal display device wherein the nematic liquid crystal is sandwiched between a common electrode and a segment electrode interposed between two polarization plates, comprising: means for applying a series of selection pulses to the common electrode; means responsive to the selection pulses to apply a voltage to the segment electrode corresponding to image data to be displayed; and means for applying to the segment electrode a predetermined voltage unrelated to the image data, the voltage applied to the segment electrode being switched at voltage level in response to intervals of the selection pulses.

A nematic liquid crystal control system according to claim 1 or 2, characterized in that the 11 voltages applied to the common. The electrode and the segment electrode are determined around a 1007010 14 with the voltage applied to the segment electrode being switched in voltage level in response to intervals of the selection pulses.

A method of controlling a nematic liquid crystal according to claim 5 or 6, characterized in that the voltages applied to the common electrode and the segment electrode are determined to reverse a voltage applied to the liquid crystal soon after each selection 10 pulse is applied to the common electrode.

System for controlling a nematic liquid crystal according to any one of claims 5 to 7, characterized in that means are provided for heating the nematic liquid crystal to a predetermined temperature. 1007010 13 I voltages applied to the common electrode and the segment electrode are determined to reverse a voltage applied to the liquid crystal soon after each selection pulse is applied to the common electrode.

System for driving a nematic liquid crystal for any one of claims 1 to 3, characterized in that means are provided for heating the nematic liquid crystal to a predetermined temperature.

5. A method of controlling a nematic = liquid crystal in a liquid crystal display device wherein the nematic liquid crystal is enclosed between a common electrode and a segment electrode placed between two polarization plates, comprising the following steps: applying a series of selection pulses at the common electrode; applying a voltage corresponding to image data to be displayed to the segment electrode in response to the selection pulses; and applying a voltage different from the voltage corresponding to the image data to the segment electrode at intervals at which the selection pulses 25 are not applied.

6. A method of controlling a nematic liquid crystal in a liquid crystal display device wherein the nematic liquid crystal is enclosed between a common electrode and a segment electrode placed between two polarization plates, comprising the following steps: applying a series selection pulses at the common electrode; applying a voltage corresponding to image data to be displayed to the segment electrode in response to the selection pulses; and ! 1 'I TO 0 7 0 10 i