專利名稱：對雙穩(wěn)態(tài)向列液晶顯示器的改進的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器領域。
更具體的，本發(fā)明涉及雙穩(wěn)態(tài)向列液晶顯示器。本發(fā)明具體應用 于雙穩(wěn)態(tài)向列液晶顯示器，其具有錨固破壞，該錨固破壞帶有以大約
180°的扭曲來區(qū)分的兩個穩(wěn)定結構。
發(fā)明目的
本發(fā)明的第 一 個目的是提高雙穩(wěn)態(tài)顯示設備的性能。
第二個目的是提供雙穩(wěn)態(tài)顯示設備的尋址原理，其能夠獲取貫穿
整個顯示設備的控制的和均勻的灰度級。
這兩個結果是通過使用這樣的尋址信號獲得的，該尋址信號可以
使從貫穿整個顯示設備的一個結構到另一個結構的轉(zhuǎn)變閱值均勻。
現(xiàn)有技術
雙穩(wěn)態(tài)向列液晶設備
已經(jīng)提出了幾種雙穩(wěn)態(tài)向列液晶設備。
這些設備中的一種被稱為"BINem"，本發(fā)明尤其應用于這種設備。 這些"BiNem"顯示器是雙穩(wěn)態(tài)向列液晶顯示器，其具有錨固破壞， 該錨固破壞帶有以大約180°的扭曲來區(qū)分的兩個穩(wěn)定結構。它們在 文獻[1]和[2]中描述。
根據(jù)該方法，BiNem顯示器包括放置在由兩個玻璃基片形成的兩 個基底之間的一層手性向列液晶，該兩個玻璃基片一個是"主"基片 30,另一個是"副"基片32。分別放置在基底的每個上的行電極34 和列電極36，接收電控信號并可以使垂直于表面的電場應用在向列液 晶上。錨固層38和40定位在電極上。在主基片上，液晶分子的錨固 38是牢固的并且輕微傾斜，在副基片上，錨固40是弱的并且是平的或極其輕微的傾斜。
可以獲得兩個雙穩(wěn)態(tài)結構。它們相差180°的扭曲并且其拓樸不相
容。均勻或輕微的扭曲結構被稱為U,而扭曲的結構稱為T。向列的 自發(fā)傾斜選取在大體等于單元厚度的四分之一，以使U和T的能量基 本相等。在沒有場的情況下，沒有具有較低能量的其它態(tài)U和T表 現(xiàn)出真正的雙穩(wěn)性。
視覺上，U和T兩個態(tài)差異很大，并且使得可能以大于100的對 比度用黑和白來顯示圖像。
在高電場E下，獲取了稱為H的幾乎垂直的結構。在副表面40 上，分子正交于與其表面接近的板，該錨固為所謂的"破壞的，，在電 場間斷時，單元朝向穩(wěn)態(tài)U或T (參見

圖1)發(fā)展。當所使用的命令 信號導致與主基片30接近的液晶的高流動性時，主基片和副基片之間 的液力耦合42引起結構T。在相反的情況下，通過彈性耦合44輔以 弱錨固的可能傾斜而獲取結構U。此后，BiNem屏幕項的"轉(zhuǎn)變"將 指定通過垂直的(錨固破壞)的液晶分子，然后當電場中斷時朝向兩 個穩(wěn)態(tài)U或T的一個發(fā)展。
副基片和主基片之間的液力耦合[6]鏈接至液晶的粘質(zhì)。在場中斷
流在單元的全厚度的傳播小于l微秒。
如果液力流46在靠近副基片32處足夠強，其使該處的分子傾斜 在誘導結構T的方向上；他們在兩個基片上轉(zhuǎn)成相對的方向?？拷?副基片的分子向平衡態(tài)的回返是對于該流的第二驅(qū)動力，其是對該流 的加強并且輔助-像素向結構T的均勻轉(zhuǎn)變。因此，通過流的方式獲耳又 在場下結構H向結構T的轉(zhuǎn)變，從而使得液晶放置在主基片上的分子 的錨固傾斜的方向上(參見圖2)。
在場下結構H中，兩個基片之間的彈性耦合產(chǎn)生靠近副基片的分 子的非常輕微的傾斜；即使所應用的場趨向于將它們指向垂直于基片。 實際上，主基片的強的傾斜的錨固維持臨近的分子傾斜?？拷骰?的傾斜通過液晶的定向彈性傳輸直到副基片；在副基片上，錨固的強 度和其可能的傾斜放大分子的傾斜。[7].關于場的中斷，液力耦合不足以抵消靠近副基片的分子的固有傾斜，靠近兩個基片的分子通過在相
同方向轉(zhuǎn)動而返回到平衡態(tài)獲得結構U。這兩個旋轉(zhuǎn)是同時的，它 們導致流在相對方向流動，；波此相互抵消。幾乎不存在總的流體速率。 因此，在從結構H到結構U的轉(zhuǎn)變期間，沒有液晶的全局置換。
BiNem顯示器為由N x M個像素構成的最常見矩陣屏幕，所述像 素產(chǎn)生在放置于主和從基底上的垂直的導體帶條的交叉部分處。圖3 中給出了根據(jù)現(xiàn)有技術產(chǎn)生的4行50和4列52顯示器的例子。在行 電極上，順序地應用所述'激勵，信號，使得所有行的像素能夠進行 轉(zhuǎn)變。行激勵信號的第一部分使得能夠破壞貫穿整個行的錨固。行激 勵信號的第二部分中，對于每個行像素，施加信號到其列。該信號使 得可以選擇該像素的最終結構，而與該行的其他像素無關。所有的列 信號被同時應用于所有的行像素。當所有行被成功的激勵時，該顯示 器被稱為"尋址"。因此，復用信號的應用使得可以通過行和列信號的 結合來選擇形成顯示器的矩陣的N x M個像素的最終狀態(tài)
在行的激勵時間中應用于像素的轉(zhuǎn)變電壓形成脈沖，該脈沖在第 一階段(V1L, Tl)，破壞錨固，然后在第二階段(V2L, T2),確定 像素的最終結構(參見圖4)。通常，根據(jù)要求，在該第二階段期間， 所應用的電壓將或者突然停止，激起足夠的電壓降以誘導扭曲的結構 T，或者逐漸的降低(可能按級別的)，產(chǎn)生均勻的結構U。確定電壓 降的速度的像素電壓的幅度通常是低的。它是通過復用所述'列，信 號產(chǎn)生的并且包含圖像信息。因此，列電壓使得一旦錨固被"破壞"， 便可以選擇像素的最終結構。使得可以產(chǎn)生錨固破壞的像素電壓的幅 度是較高的。其是通過復用所述'行，信號產(chǎn)生的并且與圖像的內(nèi)容 無關。此后，使得可以應用"行，，信號的顯示器的電極將被稱作行， 而使得可以應用"列"電壓的電極將被稱為列。復用信號的應用使得 可以通過連續(xù)的掃描屏幕的每行并同時應用確定每個所激勵的行像素 的態(tài)的列信號，來選擇行的所有像素的結構。圖5提供根據(jù)現(xiàn)有技術 的復用信號的例子。
在該圖中，Ln對應于4亍n， Cm對應于列m, Cm+,對應于列m+l， P (n,m)對應于像素n, m,而Pn,m+1對應于像素P ( n，m+l )。在每行
7上，電壓V1L和V2L的信號分別以Tl和T2的持續(xù)時間應用，同時 在列m上以Tc的持續(xù)時間應用電壓VC。列信號是正負交替的。
根據(jù)優(yōu)選的優(yōu)選實施方式，復用BiNem顯示器的行垂直于液力流 的方向而指向。
當在小尺寸的像素上執(zhí)行轉(zhuǎn)變時，(典型的在BiNem顯示器的情 況下，像素具有幾百個側(cè)部測微計)在根據(jù)液晶的流方向選取像素邊 緣的結構T中抑制是明顯的。該現(xiàn)象被解釋為在T中轉(zhuǎn)變期間受像素 限制的液晶流的減速。[9].
在BiNem類型的雙穩(wěn)態(tài)顯示器上的復用模式中尋址的情況下，可 以在刷(brushing)(圖3)的D2方向上的像素邊緣上觀察到結構U。
該現(xiàn)象可以被明智的用于產(chǎn)生具有灰度級的BiNem類型的雙穩(wěn)態(tài) 顯示器。實際上，如果像素獨立工作，則可以調(diào)整電信號以使部分像 素轉(zhuǎn)變到T,并因此通過逐漸變化像素的轉(zhuǎn)變表面獲得灰度陰影(參 見圖6和7)。
圖6包括四部分6a、 6b、 6c和6d。在圖6a上，示出了白色方塊 60，其中像素結構是T。在圖6b、 6c和6d(方塊62、 64和66)上黑 色的部分對應于結構U。
圖6b對應于白色的結構T為主的白色灰度級。
圖6c對應于結構U為主的黑色灰度級；以及
圖6d對應于黑色(結構U)。
顯示器的像素的光學態(tài)。在該圖7中，通過的結構T是白色，而結構 U不通過并且是黑的。雙箭頭Dl表示行電極的方向。
通過使用與行電極的方向相關的副基片的刷方向的最佳配置，在 同一像素內(nèi)獲得兩個不同區(qū)域區(qū)域T和區(qū)域U，由通常為直線型的 單個邊界所分隔。區(qū)域的大尺寸提供了最佳的穩(wěn)定性。因此在像素中 該邊界的位置的檢查確定了一組灰度級。用于實現(xiàn)該目的的裝置在文 件[9]和[10]中描述。
它們包括應用命令信號，其適于控制液晶的置換速度，并且因此 適于逐漸控制每個像素內(nèi)部的兩個穩(wěn)態(tài)的 一個的范圍，以便獲取這些像素中的每個內(nèi)部的控制的灰度級。
前述命令信號可以通過不同參數(shù)(并且尤其是列信號的電壓等級
和/或它們的持續(xù)時間)的調(diào)制進行，如圖8所示。
因此圖8a示出對于行U的信號，圖8b示出對于行Ln+!的信號， 圖8c示出列信號Cm,其具有列信號的幅度Vc的調(diào)制，圖8d示出列 信號Cm,其具有該列信號的持續(xù)時間Tc的調(diào)制，并且圖8d示出列 信號Cm的階段ATc的調(diào)制。
在具有灰度級的顯示器的情況下，對于屏幕的每個像素，可以精 確的控制由像素的結構t所占據(jù)的表面和像素的總表面之間的比率所 限定的每個像素的最終光學狀態(tài)是重要的。否則，對于給定的灰度級， 圖像的顯示的均勻性可能會達不到期望(即，有效可用的不同灰度級 的數(shù)目可能會減少)。例如，為了在一個像素上產(chǎn)生8個不同灰度級， 能夠?qū)^(qū)域u和t之間的邊界的位置控制在像素表面的100/8=12.5%的 最小精度內(nèi)是重要的。典型的，如果像素是具有200/mi的等邊的方形， 將邊界的位置控制在最小25nm的精度內(nèi)是重要的。
根據(jù)現(xiàn)有技術產(chǎn)生的由BiNem顯示器表示的限制
在復用模式下灰度級的產(chǎn)生
對于BiNem顯示器，電光參考曲線是這樣限定的在轉(zhuǎn)變后的光 學狀態(tài)或與電壓V2L相關的結構T的百分比(圖4和6)。在圖9中 示出的該參考曲線(利用應用于零值Vc二O的列的電壓而產(chǎn)生)，提供 關于待用于顯示器的復用的參數(shù)的信息。
對于該圖9電壓V2I^皮輸入作為沖黃坐標而結構T的百分比作為縱 坐標。
可以觀察到兩個可能的操作點V2LG (左)和V2LD (右)。本領 域的技術人員理解，通過使電壓V2L分別從兩個操作點V2LG和V2LD 的任意一側(cè)變化，結構T的百分比分別在100%和0%之間以及在0% 和100%之間快速變化。
在復用中灰度級的精確顯示通過調(diào)制列信號的參數(shù)，尤其是它們 的電壓水平和/或它們的持續(xù)時間實現(xiàn)，以便圍繞所選的操作點沿著光 學響應曲線移動。圖IO中提供通過調(diào)制V2LD周圍列信號的電壓幅度來產(chǎn)生灰度級 的簡化的例子，圖10包括兩部分10a和10b。在第一部分(圖10a) 輸入以伏特表示的行電壓Ul作為縱坐標，并且作為橫坐標，時間t朝 向右，而在左側(cè)是結構T的百分比。在圖10a的圖表的左側(cè)，曲線70 形成電光曲線而點72是操作點，使得Vc^0,該點位于結構丁的50% 處。
在第二部分(圖10b)輸入以伏特V表示的列電壓Vc作為縱坐標， 并且作為沖黃坐標，在右側(cè)為時間t,而在左側(cè)如圖10a是結構T的百分 比。
從操作點的值V2LD中減去的列電壓Vci使得可能根據(jù)電光響應曲 線獲取包括像素內(nèi)的結構T的60%的灰度級。此外，對于列電壓Vck 和Vcj，我們分別獲取結構T的30%和90%。
平均二次電壓RMS的影響 在BiNem單元上觀察到在其接收轉(zhuǎn)變信號之前，與應用于l象素的 平均電壓相關的操作點的值的相關性，并且尤其與在其轉(zhuǎn)變之前應用 于像素的電壓的平均二次值的平方根的相關性(或?qū)τ?均方根"的 RMS電壓)，這種相關性我們稱之為Vrmsac,其這樣限定
實際上，^則限疋^杜傳義刑的RMS電壓值確定在^象素轉(zhuǎn)變前 所討論的像素中的液晶的結構。如將說明的那樣，該初始結構直接影 響對于所討論的像素獲取的電光曲線。
在復用無源尋址中，如在現(xiàn)有技術中描述的那樣，在轉(zhuǎn)變前RMS 電壓的值是可變的。實際上，如果沒有使用基于晶體管的"有源矩陣" 技術，則給定行的像素屬于應用于其所位于的列的所有電壓。圖5真 正示出了行n和列m的交叉處的像素(n,m)受到應用于列m的所有 電壓。在其轉(zhuǎn)變之前(即，在其所屬的行的激勵之前)，應用于該像素 的平均二次電壓的平方根Vrmsac (n,m)，顯著地耳又決于在對那些所討
10^侖的像素之前的p行的尋址期間內(nèi)應用于列m的電壓Vcmp，使得p〈n。 電壓Vrmsac (n,m)也分別取決于列和行時間Tcmp和Tllgne ( T利;里)， 根據(jù)下面的公式(參照公式1 ):
Jl n-1 -y* Vcm .Tcm^ (n — 1) .Tligne ^"1 p p
_ (2) 等于在其轉(zhuǎn)變之前由在行n和列m的交叉部分的像素感測的平均
二次電壓RMS的平方才艮，
其中Tngne是對于行的尋址時間(如在圖8中所限定的)，其是 Tilgne= Tl + T2 + TL。
Vrmsac的值通常在0伏特(例如對于位于屏幕的掃描方向上的第 一行的像素)和3伏特之間變化。
在以黑和白尋址的特定情況下，通常只使用兩種可能的列信號， 其具有相同的持續(xù)時間Tc和相同的絕對電壓值Vc ( —個交替是正的， 另一個是負的)。然后Vrmsac根據(jù)公式(3)筒化
Fwwac ("，m) — J-^-[Fc2.rc — Fc.」~^~
在該特殊情況下，Vrmsac具有恒定值。
在尋址目的在于獲取灰度級的情況下，列信號的電壓和持續(xù)時間 相對于待獲取的灰度級"g，，調(diào)整。對于16個灰度級，則存在16個不 同電壓值Vcg和/或因而存在16個不同列脈沖持續(xù)時間Tcg值。每個灰 度級"g"從而將其特定的貢獻帶給電壓Vrmsac。根據(jù)公式(2 )，在 其轉(zhuǎn)變之前應用于給定像素的平均二次電壓則取決于在位于相同列上 的之前像素上顯示的灰度級。
電壓Vrmsac在隔離的行的像素的轉(zhuǎn)變上的影響
在行電極的方向的90°刷的具有16行x 16列的清晰度的BiNem 屏幕的原型被產(chǎn)生。列電極的寬度大約是0.27mm,它們的長度大約是 5mm,列之間的分隔大約是0.015mm。行電極的寬度大約是0.27mm, 它們的長度是大約5mm，行之間的分隔是大約0.015mm。在示出一部 分原型的放大視圖的圖11中示出了基本像素80。在該圖中，方向D2
ii是刷的方向。在組合的單元上，主和副基片的刷方向是平行的。該顯
示器配有后反射鏡、前偏振器和前照明設備，用于以反射模式操作 結構T通過(其表現(xiàn)為白的)，結構U不通過(其表現(xiàn)為黑的)。傳送 16個行信號和16個列信號的合適的電子控制，完成該設備并允許顯 示器在復用模式下尋址。
原型的像素在與呈現(xiàn)在像素上的結構的觀察相兼容的放大倍率下 觀察。
在如圖12所示的尋址之前，Vpre=20V并且持續(xù)時間lms的電壓 脈沖被發(fā)送通過完整原型，以便將所有的像素轉(zhuǎn)換成結構T。該脈沖 被稱作"pre-T"。
因此在從初始結構T至結構U的轉(zhuǎn)變的觀察中，我們系統(tǒng)地定位 我們自己。
在這部分中，集中在行的轉(zhuǎn)變的情況上，所有其它行被連接至主體。
屏幕通過在行4 (L4)(圖12a)上的行信號并且通過貫穿所有1 至16列(圖12b)的相同列信號尋址。所應用的信號在圖12中示出。 V1L = 20V ; Tl = 500 ps ; T2 = 750 ps ; TL = 50 |is;
行4的尋址信號通常是具有兩個等級V1L和V2L的信號，從而 這里調(diào)整V2L的值(V2L=11V)以獲取在行4的所有像素的態(tài)U。
列通過具有周期Tngne (Tligne= 1300 |is )的周期信號尋址，其為 方波電壓形式，幅度為Vadj且持續(xù)時間為Tadj (Tadj=750 (is),包括p 個周期。該信號使得可能模擬列數(shù)據(jù)類型的脈沖，類似于在復用尋址 期間由像素所實際觀察到的那些。這些脈沖被稱為"列預脈沖"。電壓 Vadj的調(diào)整因此允許在行n的像素轉(zhuǎn)變之前應用于它們的平均二次電 壓的根據(jù)下面公式的直接改進
I 1 f丄 2 Tadj
Vrmsac ,條書、=J-》(Vad〕^Tad:i) = Vad],,/-^
(像累)V(n - 1) -Tligne V VTligne
(4)
圖13示出對于行4 (n=4)的像素的T —U轉(zhuǎn)變上的V—的不同值 獲取的效果。在相同的條件下，在轉(zhuǎn)變之前應用于行4的像素的電壓Vrmsac的 增加顯著地改進了它們對尋址信號的響應。對于Vrmsac值的增加，在 T —U轉(zhuǎn)變之后獲取的結構U的部分發(fā)生減少。
經(jīng)實驗證明，與列的預脈沖相關的行4的像素上的結構U全部消
失相對應的電壓閾值取決于Vadj和Tad/Tngne的比率，符合由公式(4)
給出的RMS類型的規(guī)律。
對于結構U的消失閾值的特定RMS值(在本例中大約1.5V)是可變 的，取決于所使用的信號類型(例如，取決于V1L、 V2L、 Tl、 T2… 的值)。
經(jīng)實驗還證明，結構U至結構T的轉(zhuǎn)變機制以類似的方式、由在 轉(zhuǎn)變信號被應用之前應用于待轉(zhuǎn)變的平均二次電壓的存在所影響。
在復用尋址模式中電壓Vrmsac的影響除了一行之外，在T中 圖像均勻的簡化情況
在復用模式中BiNem屏幕的尋址期間，由于信號發(fā)送在之前行的 尋址期間其所位于的列上，因而給定像素得到平均二次電壓。
通過連續(xù)的尋址16x 16像素的原型的行L1、 L2直到L5，可以研 究與在行1至4的轉(zhuǎn)變期間發(fā)送的列數(shù)據(jù)相關的行5的像素上的平均 二次電壓Vrmsac。
圖14中的圖表示出用于該目的的信號。
參數(shù)是
Pre-T信號類似于上面所描述的，與顯示器的所有行相同，具有幅 度Vpre=20V和持續(xù)時間Tp=lms。 V1L = 20V , V2L = 6V
Tl = 500ps, T2 = 750|is, TL = 50jis, Tc = T2 ，從而Tligne = 1300 Vd.4= Vcl=Vc2=Vc3=Vc4= -2V或畫3V或畫4V Vc5 = 4V
在行1至4的選擇期間應用的列電壓Vcm是相同的。其允許這些 行至結構T的轉(zhuǎn)變和應用于行5的電壓Vrmsac(5)的值的調(diào)整。因此對 于
-Vd-4 = -2V電壓Vrmsac(5)= 1.52V (根據(jù)公式(2))-Vd-4 = -3V電壓Vrmsac(5) = 2.32V (根據(jù)公式(2)) -Vd-4 = -4V電壓Vrmsac(5):3.1V(根據(jù)公式(2》 值得注意的是對于在-lV和-4V之間的Vd—4的值，行1至4總是 轉(zhuǎn)變至結構T。
在該簡化情況下，在行5的選擇期間應用于所有列的列電壓固定 在Vc5-十4伏特，以便該行的全部轉(zhuǎn)變至均勻結構。
圖15示出當VCM從-2V至-4V變化時，根據(jù)這些信號在多路中對 于該單元的轉(zhuǎn)變結果。更特別的是，圖15示出通過使用圖14中所示 出的信號用于Vd—4的三個值在復用類型的掃描期間，在行5的轉(zhuǎn)變上 的電壓Vrmsac的影響。
這清晰的表明，在復用類型的掃描期間應用于行5的像素的電壓 Vrmsac的值影響它們對轉(zhuǎn)變信號的響應。Vrms (5)的幅度越高，在 行5上的T —U轉(zhuǎn)變越困難，這對于所選擇的V1L和V2L的值變得不 可能。
轉(zhuǎn)變的改進，由于電壓Vrmsac的存在-任意圖像的情況
在這部分中，在其轉(zhuǎn)變之前應用于像素的平均二次電壓的影響是
存在的，在應用于該像素的轉(zhuǎn)變信號取不同值VCs的情況下。這是對 應于任意圖像的顯示的通常情況。
圖16示出在行5中的像素上結構T到結構U的轉(zhuǎn)變閾值的演化， 關于應用到它的列電壓Vcs的值，并且關于在轉(zhuǎn)變信號之前應用到該 后者的電壓Vrmsac。在該圖中，行5的Vc5值已經(jīng)被輸入到以伏特為 單位的橫坐標，并且以像素上的結構T的百分比作為縱坐標。
這清楚的表明，當電壓Vrmsac增加時，為了獲得諸如結構T的 50%而將被應用的列電壓Vc5的值也增加。
由于由像素所感測的電壓Vrmsac的轉(zhuǎn)變的擾動導致操作點的滑 動，如圖10中所示。
應該理解，在這種條件下，精確的控制圖像上的灰度級變得不可能。
實際上，根據(jù)應用于之前所尋址的像素是低或高，從而根據(jù)圖像 的內(nèi)容，給定列電壓的應用不會導致所討論的像素中的結構U和結構T的相同部分。
在包括N行和M列的顯示器上的利用灰度級的圖像顯示的情況 下，位于行n ( 1 < n<N )和列m ( 1 < m<M )的交叉處的像素，寫成P (n,m)，具有將被寫成"g(n,m)"的灰度級。
由于在行p的尋址期間應用在列m上的信號p使得p〈n，則應用 于像素P(n,m)的電壓Vrmsac(n,mf是貢獻的總和。
如果我們考慮在位于行p〈n和列m的交叉處的像素P(p，m)上記下
的灰度級g(p,m)，被用于尋址該像素的列信號(具有電壓VCg(p,m)和持
續(xù)時間Tcg(p,m))的對由像素P(n,m)感測的Vrmsac(n，m)2的貢獻 Vcontribg(p,m)2由下面的/>式限定
Vc 2 Tc Vcontrib 2 = g(p'm) "°—) —(n - 1) .Tligne
(5)
由像素P(n，m)感測的電壓Vrmsac則取決于顯示在之前的n-l行上 的灰度級，根據(jù)公式
Vrmsac (n, m) =|二 Vcontrib g(p, m)2
~P=1 (6) 由顯示器的^f象素感測的電壓Vrmsac的限制
用于解決由于在無源復用模式下在雙穩(wěn)態(tài)屏幕的尋址中固有的電 壓Vrmsac的限制的第一解決方法可以是，維持該電壓的變化在給定的 足夠低的值以下。內(nèi)部行時間(以及因此Tllgne)可以例如充分延伸， 而不管應用什么列電壓，用于使每個灰度級的電壓Vrmsac的貢獻之間 的差異保持在十分之一伏特以下。
該方法具有延伸對于圖像的尋址時間的缺點。
標準液晶設備(TN和STN)
對于單穩(wěn)態(tài)顯示器，即扭曲向列(TN)類型的顯示器，或者即使 是作為非限制性示例的超扭曲向列(STN)，所使用的向列向溫液晶對 于應用于所討論的像素的電壓V (n,m)的絕對值不敏感，但是對于其 平均二次值的平方根敏感，只要所應用的電信號的頻率f使得f (l/
t)，其中t是液晶混合物的分子的平均方向的重定向的時間特性。在
兩種情況下(TN和STN)，應用于像素的平均二次電壓確定液晶的結構并因此確定像素的光學傳輸。因此，應用于像素(n,m)的平均二次 電壓的值的控制需要在"無源矩陣，，類型的尋址的環(huán)境中的向列液晶 顯示器[ll]。
應用于像素(n,m)因子的平均二次電壓的平方根的計算考慮一 方面，通過列m的所有列信號應用的電勢的差異，另一方面，與雙穩(wěn) 態(tài)顯示器不同，在其激勵時(即當行信號應用于該行時)在行n上電 勢的差異。本領域技術人員，將維持像素在"開，，狀態(tài)的電壓稱為平 均二次電壓VRMS* (n,m)，并將維持像素在"關"狀態(tài)的電壓稱為平 均二次電壓VRMS* (n，m)。維持產(chǎn)生任意像素的白、黑的灰度光學狀 態(tài)的給定結構是以在每個像素的終端維持近似平均二次電壓為條件 的。在所有像素上相同的平均二次電壓在整個屏幕上產(chǎn)生均勻灰度。
本發(fā)明的基礎
為了克服現(xiàn)有技術固有的缺點，本發(fā)明提供具有雙穩(wěn)態(tài)扭曲液晶 的矩陣顯示設備，其中在轉(zhuǎn)變之前應用于顯示器的每個像素的平均電 壓，優(yōu)選地平均二次電壓的平方根表現(xiàn)相同，與待顯示的圖像的內(nèi)容 無關。
下面，僅考慮平均二次電壓的均化的情況，但是這個例子不是限 制性的，也可以應用不同計算的平均電壓的均化。
在一行接一行的執(zhí)行尋址的無源復用模式下，每行的所有像素的 終端處的平均二次電壓固定于在其激勵之前的時刻的恒定值。這允許 獲得在其激勵之前在該行中的所有像素的液晶分子的相同的結構。通 過該方法，本發(fā)明保證在該行中每個像素的轉(zhuǎn)變至所選的結構的精確 控制。這同樣可應用于每一行。
當完整的雙穩(wěn)態(tài)屏幕已經(jīng)被尋址時，或者當該相同屏幕的需要刷 新的部分已經(jīng)被尋址時，平均二次電壓變成零值。
根據(jù)
具體實施例方式
-用于計算固定的平均電壓的值的時間邊界的選擇是任意的。 -在其轉(zhuǎn)變之前由顯示設備所測的平均二次電壓Vrmsac可以被 調(diào)整超出由表示圖像數(shù)據(jù)該列尋址信號所施加的值，并且與后者無關。-Vrmsac的均化信號可以經(jīng)顯示器的列信號被應用，或者甚至經(jīng)行和信號列信號的結合被應用。
-本發(fā)明的一個實施例附加的包括在每個4于時間處的電壓Vrmsac的均化信號；例如，該均化信號在該行的激勵時間期間被應用，尤其在行激勵信號的開始。
-在電壓Vrmsac的均化信號經(jīng)列信號被應用的情況下，對于在圖像中待再現(xiàn)的灰度級"g"的每個， 一對(列電壓Vcg/列脈沖持續(xù)時間Tcg)將典型的被限定用于表示圖像數(shù)據(jù)，并且補充的一對(RMS均化電壓Vcompg/RMS均化時間持續(xù)時間Tcompg)將典型的一皮限定以將電壓Vrmsac調(diào)整至對整個顯示器一致的值，寫做Vrmsac*。
電壓和RMS均化信號持續(xù)時間值因此被調(diào)整用于與所需要的VrmsacM直相關的每個灰度級。
-例如，對于所有的灰度級"g",通過維持電壓Vcomp恒定并且調(diào)整持續(xù)時間Tcompg，或通過維持持續(xù)時間Tcomp恒定并調(diào)整電壓Vcompg, RMS均化信號將能夠被計算。
-其還可被選擇用于改變Vcompg和Tcompg，或用于改變應用于行電極的所有或部分的電壓的值，或這些不同可能性的結合。
-均化值Vrmsac論大于或等于IV。
-本發(fā)明的另 一個實施例附加的包括每p行('p〉1 )的電壓Vrmsac的均化信號。
例如，在所討論的行(每p行中的1行)的激勵時間中，例如在行激勵信號的開始，應用均化信號。
Vrmsac均化信號可以經(jīng)列信號被執(zhí)行，而在所述"虛擬"行的尋址期間，沒有屏幕的物理行被尋址。
-行的激勵信號是雙極的，使得由像素感測的平均電壓是有限的，以便阻止對于液晶的電化學損傷，并且在行激勵信號的第 一極性中應用均化信號。
本發(fā)明提出在給定溫度下，在其轉(zhuǎn)變至恒定值之前，控制應用于雙穩(wěn)態(tài)顯示器的每個像素的平均二次值。本發(fā)明與用于標準顯示器的技術(例如TN和STN)完全不同。對于標準顯示器，平均二次電壓
17的平方根不得不必須考慮應用于所選行的電勢差。此外，對于標準顯示器，像素的終端處的恒定的平均二次電壓旨在獲取在所討論的像素上總是相同的狀態(tài)。
有益效果
在像素轉(zhuǎn)變之前應用于顯示設備的每個像素的平均二次電壓的平
方根的規(guī)則(regulation)的第 一個優(yōu)點是圖像均勻性的明顯改進。由于電壓Vrmsac在相同列上從一個像素至另 一個像素的變化，轉(zhuǎn)變閾值的任意變化是實際可控的。
本發(fā)明的另 一個優(yōu)點是，不需要擴展行的尋址時間以獲取灰度級的精確重現(xiàn)。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是其實現(xiàn)的筒化。實際上，在其轉(zhuǎn)變之前，由顯示設備的每個像素感測到的平均二次電壓的平方根的規(guī)則不需要附加的圖像存儲器，也不需要考慮之前行的或之前場的圖像信息。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是，電壓Vrmsac的規(guī)則使得可能矯正由顯示器的其它可變參數(shù)產(chǎn)生的操作點的不均勻性。
因此， 一般來講，本發(fā)明涉及用于不應用電場的情況下呈現(xiàn)雙穩(wěn)態(tài)結構的雙穩(wěn)態(tài)液晶矩陣屏幕的尋址方法，該屏幕包括兩個基底，在所述基底之間放置液晶，第一基底包括行尋址電極，第二基底包括列尋址電極，像素的尋址是無源復用模式，每個行被一行接一行的尋址，而在每個行的激勵時間中，所有列被同時尋址，每個像素從一個態(tài)向另一個態(tài)的轉(zhuǎn)變由施加在基底之間的電轉(zhuǎn)變電壓支配，所述基底之間的電壓在像素轉(zhuǎn)變時處于對應像素的等級。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其特征在于，對于每個像素選取應用在基底之間的電壓，使得從圖像顯示命令開始直到所述像素的轉(zhuǎn)變即將開始的時刻，該電壓的平均時間值，優(yōu)選地平均二次值，表示預定的并且與待顯示的信息無關的值，該值對于圖像所有的像素相同。
在一個實施例中，所述平均電壓至少等于最大平均電壓，所述最大平均電壓可以利用對所討論的平均電壓給出最高貢獻的均勻灰度級的顯示來獲取。
18在一個實施例中，為了獲取平均電壓的預定值，至少一個均化脈沖被應用在需要轉(zhuǎn)變的像素所對應的列上。
在這種情況中，根據(jù)一個實施例，為了在每行獲取平均電壓的相同的預定值，提供給每行至少一個均化脈沖。
根據(jù)一個實施例，在對應像素的行的激勵期間，至少一個均化脈沖被應用于對應于所述像素的列。
根據(jù)一個實施例，為了在每個像素上獲取所需的灰度級，用于所需的結構的選擇脈沖被應用于對應于像素的列，至少 一 個均化脈沖在所述選擇脈沖之前，選擇脈沖和至少一個均化脈沖具有使得所述平均對應于預定值的平均電壓。在這種情況下，例如，在待轉(zhuǎn)變的像素的行的激勵期間應用所述均化脈沖。
根據(jù) 一 個實施例，對于所述行的激勵信號存在具有不同極性的兩個連續(xù)部分并且在所述激勵信號的第一部分期間應用所述均化信號。
在一個實施例中，為了獲取對于平均電壓的所述預定值，在對應像素的行之前的行的激勵期間，所述至少 一個均化脈沖被應用到對應于所述像素的列。例如，在p上的行的激勵期間應用均化脈沖，p是大于1的預定數(shù)。
在一個實施例中，為了獲取平均電壓的所述預定值，在兩個連續(xù)行的激勵信號之間應用至少一個均化脈沖，該均化脈沖因此在沒有行激勵信號的情況下被應用。例如，根據(jù)將與預定數(shù)p，的行分開的周期對應的周期應用均化信號。
在一個實施例中，為了獲取對于平均電壓的所述預定值，在所述第 一行的激勵信號之前，應用至少 一個均化脈沖至所述列。
在一個實施例中，恰好在該像素的轉(zhuǎn)變之前，通過選擇周期性應用的均化脈沖的幅度和/或持續(xù)時間獲取對于每個像素上的電壓所需的平均值。
在一個實施例中，在每個圖像的復用模式的顯示之前，信號被應用于所有像素，給所有像素相同的態(tài)，即相同的結構。
在一個實施例中，為了改進包括確定數(shù)目的像素的圖像部分，該確定的像素的數(shù)目受到均化脈沖。在 一個實施例中，其中液晶的兩個穩(wěn)定結構的各個扭曲通過加或減180。來區(qū)分。例如，第一結構是均勻的或輕微扭曲的。
本發(fā)明還涉及使用以上限定的尋址方法并且包括雙穩(wěn)態(tài)向列液晶矩陣屏幕的顯示設備，該屏幕包括兩個基底，在所述兩個基底之間放置液晶，第一基底提供行尋址電極，而第二基底包括列尋址電極。
具體實施例方式
從下面的作為非限制性的例子提供的詳細描述和附圖，本發(fā)明的
其它特征、目標和優(yōu)點將變得清晰，并且其中圖1示出BiNem類型的顯示器的操作原理；
圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術的4行x 4列的BiNem顯示器；
圖4示出用于同一行的像素的同時轉(zhuǎn)變的控制信號；
圖5示出用于復用BiNem屏幕的信號；
圖6示出根據(jù)現(xiàn)有技術用于產(chǎn)生灰度級的原理；
圖7示出與所尋址的列電壓Vc相關的根據(jù)現(xiàn)有技術的160 x 480
顯示器的像素的光學狀態(tài)；
圖8示出根據(jù)現(xiàn)有技術通過"幕效應，，的用于灰度級的產(chǎn)生的列
信號參數(shù)的調(diào)制的例子；
圖9示出用于BiNem顯示器的電光曲線的例子；
圖10示出通過列電壓的幅度調(diào)制、沿著BiNem顯示器的電光曲
線獲取灰度級的原理；
圖11示出利用BiNem顯示器在復用模式下像素的轉(zhuǎn)變；
圖12示出應用于16 x 16原型的各列和行4的信號；
圖13示出通過^f吏用圖12的信號在行4的轉(zhuǎn)變上電壓Vrmsac的影
響；
圖14示出用于復用類型的掃描的信號；
圖15示出在復用類型的掃描期間使用圖14中描述的信號、用于Vd-4的3值、在行5的轉(zhuǎn)變上的電壓Vrmsac的影響；
圖16示出與由l象素感測到的電壓Vrmsac相關的T—U的4爭變闊值的演變；
圖17a示出根據(jù)本發(fā)明的實施例執(zhí)行均化的電壓Vrmsac的尋址圖表的例子，其中在每行中插入列均化脈沖；
圖17b示出根據(jù)本發(fā)明的實施例執(zhí)行均化的電壓Vrmsac的尋址圖表的例子，其中在每行中插入列均化脈沖并且行的激勵信號是雙極的；
圖18示出根據(jù)本發(fā)明的實施例在復用模式下的BiNeml60xl60顯示器上執(zhí)行電壓Vrmsac的均化的例子；
圖18!示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例執(zhí)行電壓Vrmsac的均化的尋址圖表的例子，其中每p行(p=4)插入列均化脈沖；
圖182示出根據(jù)本發(fā)明的又一個實施例執(zhí)行電壓Vrmsac的均化的尋址圖表的例子，其中每虛擬行插入列均化脈沖，每3個物理行一虛擬行；
圖19示出根據(jù)本發(fā)明通過在掃描第 一行之前加入虛擬行和列預脈沖來執(zhí)行電壓Vrmsac的均化的例子；
圖20示出根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行電壓Vrmsac的均化的結果的例子；圖21示出與Vrmsac的均化無關的非均勻的灰度級的例子；以及圖22示出根據(jù)本發(fā)明在區(qū)域A中電壓Vrmsac的增加的影響。
變化1:在Vrmsac*=Vrmsac(maxVfli,具有固定Vcomp的情況下，由顯示器的像素感測的電壓Vrmsac的均化的例子
Vrmsac (max) 一皮定義為得到的最大電壓Vrmsac，其顯示癥會出電壓Vrmsac的最高貢獻的灰度級。
在該例子中，由顯示器的每個〗象素感測的電壓Vrmsac^通過加入適合于每個灰度級的均化信號被維持為等于Vrmsac ( max )。
根據(jù)該變化的執(zhí)行電壓Vrmsac的均化的信號的例子在圖17a和圖17b中示出。
對于該例子，首先確定灰度級"h"，對于該灰度級，參數(shù)Va和tch纟合電壓Vrmsac以最大貢獻，其確定Vrmsac ( max ):
2 2 2 2
Vrmsac* = Vrmsac(max) = max (Vcg . Tcg / Tligne) = Vrmsh
(10)
21然后，在該例子中，在每行執(zhí)行Vrmsac4的均化:
1 _
me
J丄 2 -》 Vrmsac * .Tligi (n - 1) .Tligne ^
(10a)
對于每個灰度級"g，，這樣做，相對于固定的Vcomp計算待應用 的均化信號的持續(xù)時間，其中Vcomp是補償或均化電壓。
Tcompg = (Vrmsac* .Tligne — Vcg .Tcg) / Vcomp (11) 可以選擇Vcomp電壓等于對所有灰度級允許電壓Vrmsac的完全 均化的任意值。
因此，由對應于每個灰度級的列信號帶來的對總的平方電壓 Vrmsac的貢獻(寫成VraiSg2)將是恒定的
VrmSg = (Vcg . Tcg / Tligne) + (Vcomp . Tcompg / Tligne) =(Vcg2 Tcg / Tligne) + [Vcomp 2 . (Vrms*2.Tligne - Vcg2.Tcg) / Vcomp 2 / Tligne]
=Vrmsac*2 = Vrmsac(max)2 (12) 因此，對于每^f亍，應用于顯示器的列的信號由兩部分組成 一個 "有用"部分，用于選擇待顯示的灰度級，以及電壓Vrmsac的均化部 分，以使其值在整個顯示設備內(nèi)均勻。
列信號的這兩部分完全取決于待顯示的灰度級。他們與顯示器上 的像素位置無關，或者與在所討論的像素外的待顯示的圖像的內(nèi)容無 關。
在圖17a中的圖表上，部分A示出行電壓相對于時間t的變化， 部分B示出對于灰度級"h"具有Vrmsh=Vrmsac (max)的對于行1 的列電壓Vcol。在部分C和D上，示出分別對于灰度級"s"和"t" 的均化脈沖842和843，并分別施加列脈沖862和863,灰度級"s" 用于脈沖862而"t，，用于脈沖862?？梢宰⒁獾疥P于行1在部分B中， 沒有均化脈沖用于等級"h"。
22在圖17a中的這個圖表上，部分E示出由行3的像素感測到的最 終信號。該信號等于Vligne-Vcolonne行3 。
在圖17b中表示的變化類似于表示在圖17a中的變化；其差別在 于行信號激勵是雙極的，如在圖17b的部分A中所示。其它部分B、 C、 D、 E對應于在圖17a中具有相同標號的部分。因此，形成對于均 化脈沖842和843以及脈沖862和863的供應，用于分別施加"s" 和"t"灰度級。
在表(1 )中的例子中，Vrmsac ( max)等于1.5V并且被獲取用于 灰階0或7。通過固定Vcomp=3V， ^^式(11 )被用于計算在表(1 ) 中給出的每個灰度級"g，，的Tcompg :
待應用于列以獲取灰度級的電壓Vcg是由實驗確定的。
灰度級結構T的％VcgVrmsac*Vcomp ( V) Tcompg((is)"g"(V)(V)均化信號均化信號
0021.50
1141.41.53163
2290.91.53272
3430.31.53326
457-0.31.53326
571-0.91.53272
686-1.41.53163
7100-21.530
表(l)
用于電壓Vrmsac的均化的列脈沖參數(shù)的選擇 在每行時間的列均化脈沖的插入
在第 一選項中，用于Vrmsac的列均化脈沖在每個行時間插入。 在時間行期間，可以在任意點選取用于Vrmsac的列均化脈沖的位 置，假設其不與表示圖像數(shù)據(jù)的列選擇信號相重疊。如圖17a和17b 中所示，均化列信號在接近行激勵信號的開始時間處應用。
23優(yōu)選地，如果行間時間允許，在錨固破壞階段(V1L, Tl)其將 被;故置在行間歇時間TL中，或在行時間的開始。
電壓Vcomp (或更常見的，對于每個灰度級的電壓Vcompg )可以 例如被選取為等于由列驅(qū)動器所授權的最大電壓(其將被稱為V驅(qū)動器— 最大)。
然而，可以注意到，根據(jù)其位置，由于Vcomp，列信號可能與專 用于尋址的信號發(fā)生干擾。如果在錨固破壞階段(V1L, Tl)期間其 位于行信號的開始，將是這樣。事實上已經(jīng)知道，當電壓Vcomp存在 于列上時，液晶的總電壓等于Vligne和Vcomp之間的差異。
在圖17a和17b的情況中，很顯然在信號Vcomp的持續(xù)時間中， 應用于行3的像素的電壓等于(VIL-Vcomp)。
因此，改進了選擇信號(錨固破壞)的特征。
有利的，可以選取與行電壓的電壓極性相對的信號Vcomp的電壓 極性，使得在列信號(Vcompg，Tcompg)存在期間，由像素所感測到的 總的絕對電壓將大于由V1L表示的錨固破壞電壓。
在圖17a和17b的一種變化(未示出)中，選取負極性的補償信 號，因此允許獲取由行3的像素感測到的總電壓
V像素=(VlL — Vcomp) = (VlL+|Vcomp|)〉 V1L (13) 其中IVcompl是Vcomp的絕對值。
也可以選擇低的Vcomp值，以使得同專用于尋址的信號的干擾最 小化。選擇低Vcomp值還允許獲得對于較高Tcompg (公式(ll))所需 的時間修正，這便于列驅(qū)動器的電控制的實現(xiàn)。
在特定情況下，可以選擇改變Vrmsac均化信號的極性來限制在液 晶中電荷的移動的影響，并因此增加顯示器的壽命。這個實施例在高 速顯示的情況下尤其有利，例如對于顯示視頻。根據(jù)現(xiàn)有技術，在每 個場、每個行或根據(jù)任意時間周期，可以選擇Vrmsac的列均化脈沖的 極性改變的模式。
此外，行的信號激勵可以是雙極的，以這種方式來限制由像素感 測的平均電壓，其將阻止發(fā)生在液晶上的電化學損傷，并且在所述行信號激勵的第一極性期間應用均化信號，如圖17b所示。對于第一極 性的格式不限于圖17b中所示的形式，例如也可能是具有兩個等級的 形式。
圖18a和18b示出產(chǎn)生Vrmsac的均化的例子，其中在160 x 160 像素的顯示器上Vrmsac*=Vrmsac ( max )。 1象素的尺寸與上面描述的 原型中的像素尺寸相同。
使用下面的信號
行信號
V1L = V2L= 18 V Tl =T2 = 500 TL = 80 列信號
信號給T(白結構)
Vc尸2V ; Td = 300ps ; Vrmsaq = 1.05 V 信號給U(黑結構)
Vc2=5V ; Tc2 = 180|is ; Vrmsac2 = 2.04 V 信號給對于結構T的RMS均化 Vcomp尸5V ; Tcompi = 130ps ;
這樣的目的是記下包括在白背景(結構T)上的黑帶(結構U) 的圖像。
在圖18a和18b上，箭頭D對應于行掃描的方向。 圖18a示出當電壓Vrmsac的均化沒有激活時所獲取的圖像，需要 說明的是對結構T的轉(zhuǎn)變不是完全的。理論上應該位于T(白)中100% 處的所有行表現(xiàn)出非零值并且結構U的可變部分，以少量黑帶的形式 表現(xiàn)。
圖像。選取以下參數(shù)
Vrmsac*=Vrmsac(max)=Vrmsac2=2.04V。
將RMS均化列脈沖加入至產(chǎn)生T的列信號，RMS均化列脈沖具 有的幅度Vcomp=5V,持續(xù)時間Tcomp產(chǎn)130ps。則由顯示器的所有像素感測的電壓Vrmsac等于2.04V。應該是白的所有行剛好100%處于T， 在U中不再有黑色部分被識別。 每p行列均化脈沖的插入
在第二個選項中，每p行插入列均化脈沖。
圖18i示出根據(jù)該選項Vrmsac的均化的實現(xiàn)。在該例子中，選取 p=4:在行n、 n+l、 n+2的尋址期間什么都不插入，然后在行n+3的 尋址期間在列信號中插入均化信號，以此類推直至最后一行。在該圖 18,的下部的圖表上，脈沖92和94是對于電壓Vrmsac的補償列脈沖。
明顯的，與第一選項相比，均化電壓參^t不同，因為他們的計算 因子在p行上而不是對于一行對列電壓有貢獻。
在虛擬行的列均化脈沖的插入
之前描述的第 一選項允許在行選擇信號的應用之前、應用于像素 的平均二次電壓的均化。其不時的在列的附加脈沖周圍旋轉(zhuǎn)，使得他
們不與"有用"脈沖(圖像信息)干擾。當行尋址的持續(xù)時間與用于 結構選擇的列信號的持續(xù)時間可比時，該技術變得復雜。在這種情況 下，不可能不用均化脈沖的影響添加選擇脈沖的影響。
第三選項是使用對于行的尋址時間以將Vrmsac均化電壓施加至 列，并且通過在該行周期的期間不施加其它4亍選擇電壓。該技術涉及 尋址對于p(p》1)個物理行的每個塊的"虛擬，，行(利用均化電壓)。
圖182示出提高虛擬行(p=4)的使用的這樣一種方法。在虛擬行 的尋址期間，每4個物理行，均化92,、 9+經(jīng)行電壓實現(xiàn)。在該圖182 中，行Ln+3和Ln+7是虛擬的。
該實施例的優(yōu)點是即使在行周期低于選擇脈沖和均化脈沖持續(xù) 時間的總和的情況下，其還帶來在應用轉(zhuǎn)變信號前應用于像素的電壓 的值Vrmsac的均化的可能性。
該實施例的缺點是其將對于整個屏幕的刷新時間擴展了這樣的 持續(xù)時間，該持續(xù)時間與行的刷新時間成比例，并且與由屏幕行的總 數(shù)確定的塊的行p的數(shù)目的定額成比例。
可以發(fā)現(xiàn)，在顯示器的第 一行的激勵之前應用的預脈沖的4吏用部 分地基于這個方法。
26變化2:在Vrmsa一-Vrmsac(max)值，具有固定Tcomp的情況下， 由顯示器的像素感測的電壓Vrmsac的均化的例子
在電壓Vrmsac的均化的實施例中，可以選擇將Tcomp固定在給 定值，然后對于每個灰度級"g ，，，相對于固定的Tcomp和 Vrmsac*=Vrmsac ( max )，計算待應用的均化信號的電壓Vcompg:
Vcompg 2= (Vrmsac*2.Tligne — Vcg2.Tcg) / Tcomp (14) 關于Tcomp的選取的考慮類似于那些在變化1中所揭示的考慮。 因此，由對應于灰度級的每個的列信號帶來的總電壓Vrmsac的貢 獻將是恒定的
VrmSg2 = (Vcg2 . Tcg / Tligne) + (Vcompg2 . Tcomp / Tligne) =(Vcg2 Tcg / Tligne) + =Vrmsac*2 (15) 這個實施例將更適合用于列驅(qū)動器管理的簡單控制。 該方法與之前描述的各種選項兼容:每行、每p行或每虛擬行的均 化的插入。
變化3:在Vrmsac* > Vrmsac(max)的值，由顯示器的像素感測的 電壓Vrmsac的調(diào)整
在變化1和2的例子中，所使用的Vrmsac^選擇值是存在于圖像 數(shù)據(jù)中的最大值。這個值可以被調(diào)整至較高電壓Vrmsac*。因此，處 理的優(yōu)點在于從T至U的轉(zhuǎn)變閾值的位置的控制，以最優(yōu)化顯示器的 質(zhì)量。
使用上面的例子，將獲得下式
Vrmsac* = max (Vcg2 . Tcg / Tllgne) + Vrmso2 (16)
=Vrmsac(max) + Vrmso 其中，Vrmso是已經(jīng)被自由選擇用于調(diào)整Vrmsac*的值。 然后，其余的計算與那些在恒定Vcomp處調(diào)整的情況下由公式 (11)給出的計算、或在恒定Tcomp下調(diào)整的情況下的由公式(14)
27給出的計算相同
該方法與上面描述的多種不同選項兼容每行、每p行或每虛擬
行，均化每個行的插入。
變化4:由所尋址的第一行的像素感測到的RMS電壓的均化
在本發(fā)明的該變化中，建議在所述屏幕的所述第 一行的激勵之前， 增加對應于t個"虛擬"行的列脈沖。本實施例允許調(diào)整由顯示器的 第一行感測的電壓。其可以被用于補充、或獨立于上面所述的RMS 電壓的均化原理。
實際上，即使在使用RMS均化時，當圖像的顯示開始時，在轉(zhuǎn)變 信號應用之前，屏幕的第一行也感測零電壓。
該現(xiàn)象導致在圖像的開始時的灰度級的混亂和不均勻。 實驗上，已經(jīng)注意到在圖像顯示開始時，該現(xiàn)象延伸到多行。 因此，考慮到在圖像的掃描開始之前穩(wěn)定RMS電壓的值，我們提 出通過增加列預脈沖來擴展RMS的均化原理。
在第一實施例中，如圖19中所示，列預脈沖具有這樣的時間分布， 其使得在圖像的第一行之前，它們對應于虛擬行，具有等于Tugne的周 期。等于第一行的那些值的值或?qū)⑦m用于所需要的圖像質(zhì)量的任意其
值?？?' 、' 日；、 、''日
在第二實施例中，虛擬行可以由單獨的列預脈沖代替，所述列預 脈沖具有合適的持續(xù)時間和用于所需的電壓值的電壓。
例如，為了在第一行上獲取1伏特電壓，可以在所述第一行的尋 址之前發(fā)射10至50個列脈沖，其中所述尋址利用等于2伏特的、持 續(xù)IOOilis并由300ns所間隔的電壓。在圖19的下部的圖表上，在顯示 開始之前已經(jīng)示出6列預脈沖96。標號98對應于顯示的開始。
通過施加持續(xù)幾毫秒的1伏特的DC電壓至所述列，也可以獲得 相同的RMS電壓效果。
圖20示出用于如前面所描述的160行x 160列的顯示器的在顯示 的開始時的結果。
所使用的信號與在圖18中的信號相同。標號IOO對應于行顯示的開始。
在圖20a中，所述顯示器的第一行未接收均化信號。需要注意的 是，這些不顯示所期望的100。/。結構T,卻包括非零比例的寄生結構U (黑)。
在圖20b中，顯示器的第一行接收IO列預脈沖的均化信號?？梢?發(fā)現(xiàn)寄生結構U的比例的減少。
在圖20c中，顯示器的第一行接收20列預脈沖的均化信號。寄生 結構U的比例實際上變?yōu)榱恪?br> 因此，可以發(fā)現(xiàn)在顯示開始之前的10至20個RMS均化預力永沖的 加入，使得其可能阻止顯示器的第 一行上觀察到的混亂。
在顯示開始之前的RMS均化預脈沖的加入也可以經(jīng)行電極實現(xiàn)。 例如，顯示器的第 一行將能夠在圖像掃描開始之前以選擇性的方式接 收RMS均化信號。
變化5:部分圖4象刷新的情況
在掃描開始之前，RMS均化原理可以擴展到部分圖像刷新的情況。 當只有圖像的一部分需要改變的情況下，例如位于行N至N+P和 列M至M+P的交叉處的一組PxK個像素，其可以被決定以呈現(xiàn)與 如前所述的RMS均化電壓相關的PxK個^象素。如上面的情況中所 述，這些RMS均化信號可以經(jīng)列電極或通過4吏用行電極和列電極而被 應用。
該方法與上面描述的各種不同選項兼容每行、每p行或每虛擬 行插入均化。
變化6:用于補償由于顯示器的其他特征的搡作點的不均勻的 RMS電壓的規(guī)則的〗吏用
BiNem類型的顯示器的左和右操作點的局部值在各像素之間可能 不同，在這樣的情況下例如，由于沉積或刷參數(shù)的不良控制，錨固 層不均勻。其還可能被單元間隙的變化所影響(例如由于粒子)。
因此，應該理解使用RMS電壓規(guī)則信號來對給定顯示器內(nèi)在的這 些不均勻性進行補償。
在圖21中的例子中，考慮根據(jù)變化l在圖18中所示的類型的顯
29示器，在其上需要通過使用RMS的補償來顯示均勻灰度級"g，，，如在
變化1中所述(Vrmsac* = 2.04)。
不過，可以觀察到顯示器具有較黑的區(qū)域(稱為區(qū)域A),對應于 具有落在要求以下的一些結構T的像素。
因此，該區(qū)域給出T —U轉(zhuǎn)變閾值，具有比屏幕的其余處低的電 壓Vrmsac* =2.04 V，如圖22中所示。該非均勻性可能是由于顯示器 的制造參數(shù)的不良控制。
矯正該非均勻性的一種解決方案可能在于由區(qū)域A的像素感測的 RMS電壓VrmsacA+(在這個例子的情況下，需要VrmsacA* 〉 Vrmsac*) 的改進，其通過以這樣的方式使用根據(jù)本發(fā)明的RMS電壓規(guī)則，即， 使得對于區(qū)域A的像素的轉(zhuǎn)變閾值朝向與顯示器的其余的相兼容的電 壓值和列時間值演化(參照圖22)。
在圖22的圖表中，列電壓Vc是橫坐標，而輸入結構T的百分比 作為縱坐標。曲線110是以Vrmsac*=2.04V的RMS電壓均化的顯示 器的電光響應曲線，曲線112是以Vrmsac*=2.04V的RMS電壓均化 的區(qū)域A電光響應曲線，而曲線114是以VrmsacA*=2.1V的RMS電 壓均化的區(qū)域A的電光響應曲線。在坐標中，標號116被用于指示在 區(qū)域A中的灰度級，而標號118被用于指示所需要的灰度級"g"。
在顯示器上由〗象素感測的RMS電壓取決于曾#1用于對位于相同 列上的之前行的像素進行尋址的列信號。典型的，需要考慮在大約10 個和大約20個之間的之前行，以評估在其轉(zhuǎn)變時由^象素所感測的RMS 電壓。
通過使用本發(fā)明的方法，通過使用RMS電壓從Vrmsac*朝向 Vrmsac^的逐漸的變化，可以在顯示器中連續(xù)的實現(xiàn)(Vrmsac*是根 據(jù)本發(fā)明對于其余的顯示器像素的、均化的RMS電壓)顯示器的給定 區(qū)域A中的RMS電壓Vrmsac^的規(guī)則(例如VrmsacA* # Vrmsac* )。
然而，優(yōu)選地，這將通過引入虛擬行實現(xiàn)。因此，允許貫穿整個 顯示器的轉(zhuǎn)變閾值的精確控制，需要圖像刷新時間的輕微延伸。
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權利要求
1. 用于雙穩(wěn)態(tài)向列液晶矩陣屏幕的尋址方法，所述屏幕呈現(xiàn)未施加任何電場的兩個穩(wěn)定的結構，所述屏幕包括兩個基底，所述兩個基底之間放置液晶，第一基底包括行尋址電極而第二基底包括列尋址電極，像素的尋址是無源復用類型，行一個接一個地被尋址，而在每行的激勵時間中所有的列被同時尋址，每個像素從一個態(tài)到另一個態(tài)的轉(zhuǎn)變由應用在所述基底之間的電轉(zhuǎn)變電壓支配，所述電轉(zhuǎn)變電壓在所述每個像素轉(zhuǎn)變時處于對應像素的等級，其特征在于，對于每個像素選取應用在所述基底之間的電壓的值，使得從圖像顯示命令開始直到所述像素的轉(zhuǎn)變即將開始的時刻，所述電壓的平均時間值，優(yōu)選地平均二次值，表示預定的并且與待顯示的信息無關的值，該值對于所述圖像的所有的像素相同。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，平均電壓至少等于最大平 均電壓，所述最大平均電壓可以利用對所討論的所述平均電壓給出最 高貢獻的均勻灰度級的顯示來獲取。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中，為了獲取所述平均電 壓的預定值，至少一個均化脈沖被應用在與需要轉(zhuǎn)變的像素相對應的 列上。
4. 根據(jù)權利要求1或3所述的方法，其中，通過提供給每行至少 一個均化脈沖(842, 843 )，進行選擇以便在每行獲取平均電壓的相同 的預定值。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，為了在每個像素上獲取所 需的灰度級，用于所需的結構的選擇脈沖(862, 863 )被應用于對應 于所述像素的列，至少一個均化脈沖(842, 843 )在所述選擇脈沖之前，所述選l奪^o中和所述至少 一個均化力永沖具有的電壓的平均值與預 定值的平均電壓相對應。
6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，在待轉(zhuǎn)變的像素的行的激 勵期間應用所述均化脈沖。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，在所述待轉(zhuǎn)變的像素的行 的激勵的開始期間應用所述均化脈沖。
8. 根據(jù)權利要求6或7所述的方法，其中，對于所述行的激勵信 號存在具有不同極性的兩個連續(xù)部分，并且在所述激勵信號的第一部 分期間應用所述均化信號(842， 843 )。
9. 根據(jù)權利要求3至7中的任意一個所述的方法，其中，在對應 像素的行的激勵期間，所述至少 一 個均化脈沖被應用到對應于所述像 素的列。
10. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，為了獲取對于所述平均 電壓的所述預定值，在對應像素的所述行之前的行的激勵期間，所述 至少 一個均化脈沖被應用到對應于所述像素的列。
11. 根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，在p上的行(Ln+3, Ln+7 ) 的激勵期間應用均化脈沖(92, 94)， p是大于l的預定數(shù)。
12. 根據(jù)權利要求l、 2或3所述的方法，其中，為了獲取對于平 均電壓的所述預定值，在兩個連續(xù)行的激勵信號之間應用至少 一個均 化脈沖，該均化脈沖因此在沒有行激勵信號的情況下被應用。
13. 根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，根據(jù)與將預定數(shù)p，的行 分開的周期相對應的周期應用所述均化脈沖。
14. 根據(jù)前述權利要求中的任意一個所述的方法，其中，為了獲 取對于平均電壓的所述預定值，在所述第一行的激勵信號之前，將至 少一個均化脈沖應用至所述列。
15. 根據(jù)前述權利要求中的任意一個所述的方法，其中，恰好在 所述像素的轉(zhuǎn)變之前，通過選擇周期性應用的均化脈沖的幅度和/或持 續(xù)時間獲取對于每個像素的電壓所需的平均值。
16. 根據(jù)前述權利要求中的任意一個所述的方法，在每個圖像的 復用模式的顯示之前，信號被應用于所有像素，給所述所有像素相同 的態(tài)，即，相同的結構。
17. 根據(jù)前述權利要求中的任意一個所述的方法，其中，為了改 進包括確定數(shù)目的像素的圖像部分，所述確定數(shù)目的像素受到均化脈 沖。
18. 根據(jù)前述權利要求中的任意一個所述的方法，其中，所述液 晶的所述兩個穩(wěn)定結構的各個扭曲近似地通過加或減180。來區(qū)分。
19. 根據(jù)權利要求17所述的方法，其中，所述第一結構是均勻的 或輕;微扭曲的。
20. —種顯示設備，其使用根據(jù)前述權利要求的任意一個的尋址 方法并且包括雙穩(wěn)態(tài)向列液晶矩陣屏幕，所述屏幕包括兩個基底，在 所述兩個基底之間放置液晶，第一基底提供行尋址電極，而第二基底 包括列尋址電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于對具有雙穩(wěn)態(tài)結構而不施加任何電場的雙穩(wěn)態(tài)向列矩陣LCD進行尋址的方法。像素尋址是無源復用類型。本方法的特征在于其存在應用在基底之間的電壓值的選擇，因為剛好在轉(zhuǎn)變之前的圖像顯示的初始命令，使得所述電壓的平均值，優(yōu)選地平均二次值，具有與待顯示的信息無關的預定值，該預定值對圖像的所有像素相同。優(yōu)選地，為了獲取平均電壓的預定值，至少一個均化脈沖(842，843)應用在對應于待轉(zhuǎn)變的像素的列上。
文檔編號G09G3/36GK101460990SQ200780020859
公開日2009年6月17日 申請日期2007年3月20日 優(yōu)先權日2006年4月7日
發(fā)明者克里斯托夫·波蒂, 史蒂芬·兆麗, 讓-丹尼斯·拉斐特 申請人:內(nèi)莫普蒂克公司