CN101647055A - 具有增强转换装置的液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制液晶显示器的方法，该液晶显示器包括以交叉的行和列排列的像素矩阵，其中液晶分子的状态的转换由构筑每个像素的两个电极(50，52)之间施加的电控制信号来控制，所述转换产生对应于特定方向(18)的流，其特征在于，为了控制至少一些像素(P)的转换，该方法包括施加步骤，该施加步骤在流方向对其转换必须由电控制信号控制的像素(P)的至少一个相邻像素(58)施加辅助电信号，该辅助电信号的幅度小于锚定破坏电压，且该辅助电信号的上升沿或下降沿在时间上相对于电控制信号的有效下降沿提前或一致，从而促使待控制的所述像素(P)的转换。本发明也涉及一种显示器。

Description

具有增强转换装置的液晶显示设备
技术领域
本发明涉及液晶显示器的领域。
更具体地说，本发明涉及向列型双稳态液晶显示器。其特别应用于两个稳态纹理相差大约180°的扭曲角的向列型双稳态液晶显示器。
发明目的
本发明的目的是增强双稳态显示设备的性能。特别地，本发明的目的是通过使用新装置来增强像素边缘的转换状态。
背景技术
传统LCD显示器
最普遍的液晶显示器采用向列型液晶。其由设置在两块板之间的液晶层组成。每块板包括通常由玻璃制成的基板，基板上沉积有导电电极以及也被称作导向层(alignment layer)的所谓的锚定层。锚定层在相邻的液晶分子上施加反向扭矩，该反向扭矩倾向于平行于被称作易轴(easy axis)的方向来定向液晶分子。锚定层通常通过沉积刷状聚合物(brushed polymer)以生成易轴方向来实现。易轴方向通常与涂布方向非常接近。
通过在板之间分布直径等于理想厚度(通常为1至6μm)的球来构造的单元的厚度是常数。
目前提出和制造的多数基于液晶的设备是单稳态的。在不存在电场的情况下，液晶以单一纹理定向。当锚定在两块板上时，这对应于单元中液晶的弹性能的绝对最小值。在电场下，该纹理被连续变形，并且其光学性能以所施加的电压为函数变化。靠近板处，被称作“强锚定层”的锚定层保持分子的方向。其方向变化很小。场消除后，在两块板上的锚定使向列恢复。其回到稳定的纹理。该设备是单稳态的。本领域技术人员将理解最普遍的向列型显示器的操作方法，即扭曲向列型(TN)、超扭曲向列型(STN)、电控双折射型(ECB)、垂直配向向列型(VAN)等。关于寻址，这些显示器能够被直接(非常低的分辨率)寻址、以复合模式(中分辨率)或主动模式(高分辨率)被寻址。
BiNem技术的现状
在最近几年，已经出现了新一代的向列型显示器，即“双稳态”向列型显示器。其通过在两个状态之间转换来工作，并且在没有电场时保持稳定。只有需要将液晶的纹理从一个状态转换到另一个状态下时，才施加外电场。不存在电控制信号时，显示器保持所在的状态。根据其操作原理，这种显示器消耗的能量与图像变换的数量成比例。因此，当这种变换的频率降低时，显示器操作所需的能量趋近于零。
操作原理
被称作BINEM的双稳态显示器([1]，[2])显示在图1中。其使用两种纹理，其中一种是均匀或轻微扭曲的(U)(如图1中左侧所示)，其中分子基本上彼此平行，另一种(T)(如图1中右侧所示)与第一种不同，其扭曲大约±180°，误差在±15°以内。液晶层30设置在两块板20和10之间，我们将称这两块板为主动板和从动板。主动板20包括基板21、电极22和锚定层24，锚定层24相对于板20的表面“预倾”以产生液晶的强的方位以及顶端锚定，其中ψ2的值通常为接近5°。从动板10包括基板11、电极12和锚定层14，其以很小的“预倾”(ψ1＜＜1°，[3]，[8])来产生液晶的弱的顶端锚定和中度或强的方位锚定。两个预倾角ψ1和ψ2位于相同方向，即在U纹理中，液晶分子在单元的整个厚度上保持相同的倾斜符号。沉积在基板11和21上的通常为透明的电极12和22用于向板10和20施加垂直电场。
在单元以外在每个基板11和21上增加偏振器，从而根据两个偏振器相对于锚定方向的角度使光学状态与每种纹理相关，例如U为暗T为亮，或反之。
向列通过自发的螺距p0而被手征，选择该螺距为单元厚度d的大约四倍，以使所述两种纹理的能量相等。单元厚度d与自发螺距p0的比值，即d/p0因此大约等于0.25±0.1。没有场时，状态T和U处于最小能量状态，单元是双稳态的。
在强电场下，获得基本上垂直的纹理，由图1中间显示的H表示。在从动板10的表面附近，分子与其垂直，称为顶端锚定被“破坏”。破坏电压由Vbrk表示，其对应于从动板10上的顶端锚定被破坏的电压。在本文的全文中，我们将用“锚定破坏”来表示顶端锚定破坏。
电压Vbrk对应于破坏的电场，因此Vbrk＝Ebrk·d。通常，对于例如从动盘10的弱顶端锚定层，在室温中Ebrk在5到15V/μm之间。
消除电场时，单元变为双稳态纹理U和T中之一(见图1)。当采用的控制信号引起主动板20附近的液晶强烈流动时，主动板20与从动板10之间的液压连接26引起纹理T。另一方面，借助于弱锚定的轻微倾斜，通过两块板10和20之间的弹性连接28获得纹理U([1]，[2])。
下面，通过BiNem屏幕元件的“转换”，我们将解释液晶分子如何穿过垂直状态H(锚定被破坏)，然后在电场消除时变化为两种双稳态纹理U或T之一或者这两种纹理共存的状态。电场的关闭对应于所施加的电压的下降沿(电压绝对值的降低)，当该下降沿是用于根据其特性来选择纹理的最终状态的下降沿时，其被称为主动下降沿(像素电压可以是多级的([6])，且只有一个下降沿是主动下降沿)。
从动板10与主动板20之间的液压连接[4]与液晶的粘度有关。当施加到有关区域的电场关闭时，锚定在主动板20上的分子恢复到平衡状态，从而在主动板20附近产生下降流32，其方向16显示在图2中。粘度使下降流32在不到一微秒的时间内扩散通过单元的厚度。如果下降流32在从动板10附近足够强，其使那里的分子在产生纹理T的方向中倾斜。分子在两块板10和20上的相对方向中转动。靠近从动板10的分子恢复到平衡状态是该流动的第二动力，其增强流动并助于形成到纹理T的像素的匀质转换。因此通过下降流32获得从场作用下的纹理H到纹理T的转换，且因此液晶在分子在主动板20上的锚定方向16中的运动是倾斜的(见图2)，如方向18所示。靠近主动板的下降流的方向18基本上平行于其导向层的涂布方向，如图2中附图标记40所示。由于例如初始纹理中的扭曲，二者不能完全平行。通常，二者在大约±10°以内平行。
两块板10和20之间的弹性连接导致主动板10附近的分子略微倾斜并形成在场作用下的纹理H，虽然所施加的场趋向于使其垂直于板定向。实际上，主动板20上的强烈倾斜的锚定保持相邻分子的倾斜。主动板20附近的倾斜通过液晶的定向弹性被传递到从动板10。在从动板10上，从动板10的易轴的锚定和任何倾斜会放大分子的倾斜([5])。消除场时，当液压连接不足以克服从动板10附近分子中的剩余倾斜时，两块板10和20附近的分子通过在相同方向中转动而回到平衡状态，并获得纹理U。这两种转动是同时的，其引起在相反方向中彼此相反的流动。总流动实际是零。因此在从纹理H变为纹理U的过程中，液晶的总的移动很小。
向像素到纹理U或T的转换是由主动板20产生的下降流32的强度的函数。该流动扩散到从动板10，并且在从动板10附近获得的流动的强度决定了最终获得的纹理(U或T)。为了获得将产生纹理T的大的下降流32，必须施加具有陡峭下降沿的电场脉冲，例如槽型信号。为了获得纹理U，必须施加具有缓慢下降沿的产生很弱的下降流的电场脉冲，例如稳定下降的斜率或者各级之间的连续阶梯([1]，[2]，[6])。
通过改变像素末端的电压从而控制下降流的强度，还可以在像素中获得灰度。对于该变化电压的一个给定值，给定像素内的结果是其一部分表面位于纹理T中而另一部分表面位于纹理U中。对于变化电压的另一个值以及其导致的下降流，其对应于由两种纹理U和T所占据的面积之间的不同比率。由此获得灰度([9])。
转换与两块板10和20之一附近的流动强度直接相关的事实是BiNem显示器的一个特殊特性，传统的TN和STN显示器的变换不遵守这样的原理。
寻址
BiNem显示器可以采用为标准液晶开发的三种寻址方式(直接式、复合式和主动式)。BiNem显示器最常用的寻址方式是复合被动式寻址，但是借助于薄层中的晶体管的主动式寻址也可以使用([7])。在主动模式和被动复合模式中，BiNem显示器是由被称为像素的n乘以m个图像元件形成的矩阵型屏幕，其中n是行数，m是列数，逐行来进行寻址。
在复合被动模式中，每个像素由行导电条52与列导电条50的交点构成。这些垂直的条分别沉积在主动板20和从动板10上(见图3)。由给定基板11或21支撑的两个相邻导电条之间的区域被称为像素间距。由所有像素构成的区域被称为矩阵区。通常，在现有技术中，矩阵区是显示区，该区中显示要查看的图像的内容。
在矩阵区外，前述导电条50和52采用轨迹54和56的形式，轨迹54和56建立与位于柔性连接元件上的被称作驱动器的控制电路的连接，柔性连接元件例如被焊接在屏幕上。为了显示坐标像素(n，m)，我们将行信号应用到行n，将列信号应用到列m。
图4显示了在根据现有技术的传统显示器的两个玻璃基板11和21上形成的电极的原理图。通常，导电电极由被称为ITO(锑掺杂氧化铟)的透明导电材料形成。但是当显示器有反射性时，位于与观察者相对的侧面上的电极可以通过不透明导电材料形成，例如铝。为了形成电极，在两个基板11和21上沉积薄的导电层，然后将其蚀刻成需要的样式。图4a显示了用于在所谓的上基板21上蚀刻电极50的掩膜，在此例中其构成列。图4b显示了用于在所谓的下基板11上蚀刻电极52的掩膜，在此例中其构成行。因此在图4a和4b中，我们将形成列电极的条标记为50，将形成行电极的条标记为52(这些条用于对适当的区域寻址)，然后将用于将前述条50和52连接到驱动器的轨迹标记为54和56。矩阵区的极限对应于图4a和4b中由点划线显示并被标记为57的框架。图4a和4b中显示的两个区域57在单元的组装和密封过程中重叠。
在主动寻址方式中，通常任一个基板支撑构成单独的分离像素的电极的矩阵，其中像素设置在由行和列组成的网络中，而在另一块基板上，电极可以是连续的。后一电极通常被保持在被称为参考电势的恒定电势。电控制信号通过很薄的导电轨迹被分别传输到第一基板的每个像素电极。导电轨道沿着行和列设置在相同基板上。它们彼此交叉但是互不接触。在每个行轨迹与每个列轨迹的交点附近，设置主动元件，例如晶体管。在这种情况下，行轨迹通常连接到晶体管的控制端，而像素的电极和列轨迹连接到晶体管的其他两个主要端。
复合模式中BiNem显示器的控制
如上所述，当显示器的结构是矩阵时，逐行进行寻址。当需要对给定行(n)寻址时，电信号被施加到这一行，该行随后被描述“启动”。我们将称该启动信号为VL。对于BiNem，在启动过程中我们区分两个阶段，其中第一阶段基本上包括获得破坏锚定，意味着例如通过向施加电压为V1的行信号在所述的行上获得垂直纹理，该电压V1随后构成VL的第一级。在第二阶段中，对行施加构成VL的第二级的信号V2，其中V2≤V1，由Vc表示的所谓的电“数据”信号被同时施加到所有的列。数据信号Vc的下降沿与行启动信号的第二级的下降沿同步([1])。根据施加到每一列的信号Vc的值和/或形状和/或长度，在对应于该列与被启动的行的交点处的像素中获得纹理U或T([6])。然后依次启动下一行，其他行未被启动，该过程从显示器的第一行持续到最后一行。一行启动结束与下一行启动开始之间的时间被称作行间时间(interline time)tL。该时间通常在50μs到10ms之间。该时间的值对于获得清晰的转换十分重要，且其基本上随温度而变化。在任何情况下时间tL＞0。我们将称这种寻址方法为“单步寻址”。行的启动顺序(首先是n-1，然后是n，然后是n+1，等等)确定了扫描方向46(图3)。
文献[9]描述了灰度的生成，其中记载了获得灰度的三种变化例(文献[9]的图23)。第一变化例包括改变施加到像素P的列信号Vc的大小。第二变化例包括改变施加到像素P的列信号Vc的长度。在这两种变化例中，列信号的下降沿与行信号的第二级的下降沿同步。第三变化例被称作“相位调制”，其包括改变列信号Vc与行启动信号的第二级的下降沿的同步。
可以注意到，被动模式与主动模式之间的一个主要差别在于，在复合被动式模式中，当行p不被启动时，该行p的每个像素都要受到对应于其列的其他像素的数据的列信号作用，该列信号在其他像素所属的行的启动过程中被施加。换言之，当行n的像素P(n，m)被信号VL(n)启动时，且当信号Vc(m)被发送到该像素的列m以产生像素信号Vp＝VL(n)-Vc(m)时，列m的所有像素同时受到Vc(m)作用。在主动式寻址中，在行的启动过程中，列信号只施加到该行的像素。没有被启动的行的晶体管不导通，其像素接收不到信号。
根据优选已知的但是非限制性的控制方法，在逐行寻址之前，通过同时启动所有的行或一些行，我们以集体的方式获得给定纹理(通常是T)的屏幕的完整寻址或至少部分屏幕的寻址。然后根据传统的复合式方法逐行寻址以显示有用图像。为了更有效地控制像素的转换，特别是为了控制灰度，使用这种“两步寻址”，因为通过这种方式，像素在第二步骤起始时从被良好限定的状态开始。
根据BiNem显示器的优选已知的但是非限制性的实施例，导向层的涂布方向垂直于显示器的行的方向，这种显示器被称作“具有垂直涂布”(with orthogonal brushing)。
根据现有技术制造的BiNem显示器表现出的局限性
发明人已经发现，在该寻址方法过程中，使用流动来执行像素P的转换也会使像素P的转换对相邻像素中产生的流动敏感，其中这些流动扩散到要被转换的像素中。由于相邻像素的原因，这些流动与像素P的内部流动的相互作用干扰像素P的转换。P的相邻像素被定义为易于通过其流动而干扰像素P的转换的像素，因此，在流动方向18中位于像素P的任一侧的像素58是P的相邻像素(图5)。当涂布方向40垂直于行时，流动方向18通常平行于涂布方向。流动方向的相邻像素是在P的列m上位于P的任一侧的像素。
当涂布方向不确定时，相邻像素是根据流动方向位于P的任一侧的像素，其通常平行于涂布方向(在±10°之内)。
当我们考虑行n上的所有像素时，无论涂布方向如何，其所有邻居都位于与行n相邻的行内，其是上游的行n-1、n-2…以及下游的n+1、n+2…。下面我们讨论(在流动方向中)与行n相邻的行。
相邻干扰的一个例子是“边缘效应”
在BiNem显示器的寻址过程中，在要被转换成纹理T的像素的两个边缘上，会出现转换为U的区域。图5中，在被转换为T的像素上，这种错误很清楚。在这些像素中，例如像素P，可以看出其垂直于涂布方向因此也垂直于流动方向18的边缘60已经被转换为U而不是被转换为T。在图5中，以浅色阴影显示被转换为T的像素，而以深色阴影显示被转换为U的像素。
经过长期分析，发明人已经确定，这些错误可以通过以下事实来解释，即主动板20附近的分子恢复到平衡状态所产生的流动在像素P的上游边缘和下游边缘处被制动。像素P中流动上游的液体的离开在前面相邻的像素58a中产生低压。其到达下游在后面相邻的像素58b中产生增大的压力。这两种作用通常使像素P中的所有流动被制动。但是无论流动的致动部分在哪里停止，在像素P的前述两个边缘60处该作用都特别重要。在像素P的边缘60处，速度可以比像素P的中心处弱两倍。在这些条件下，无论该像素上的信号的电压是否下降，像素P的边缘60都无法转换为T。
图6解释了这种现象。其显示了作为x(其对应于平行于方向18的横坐标)的函数，当施加到像素P的槽式信号关闭时，对应于x方向，下降流的速度沿z方向(垂直于板11和21的轴，见图2)的平均值(平均速度)，其中幅度Vp＝20伏。没有其他信号施加到显示器上。速度的负值表示下降流在与x相反的方向中，也就是方向16中(图2)。在图6中，VT表示转换到T所需的下降流的最小速度。在图6中我们可以看出，在方向18中的P的边缘处，下降流的速度v的绝对值小于VT。因此这些边缘转换为U。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的显示器实施例中发现的上述缺点。
该目的通过本发明所述内容来实现，采用控制包括以交叉的行和列排列的像素矩阵的液晶显示器的方法，其中，液晶分子的状态的转换由构筑每个像素的两个电极之间的电控制信号来控制，产生在接近涂布方向的特定方向上的流，其特征在于，为了控制至少一些像素的转换，其包括施加步骤，在流方向上对其转换由电控制信号所控制的一个像素的至少一个相邻像素施加辅助电信号，该辅助电信号的幅度小于锚定破坏电压，其上升沿或下降沿在时间上相对于电控制信号的有效下降沿提前或一致，从而使所述像素的转换受到控制。
根据本发明的另一特征，施加给至少一个相邻像素的所述辅助电信号在所述相邻像素中引起辅助流，该辅助流平行于所述用于控制要控制的像素转换的一般确定方向。
根据本发明的另一有利特征，辅助电信号的沿相对于电控制信号的有效下降沿的时间偏移在室温下在0到几十μs之间，通常在0到50μs之间，优选地在0到10μs之间，更优选地在5μs到10μs之间。
本发明也涉及应用上述方法的液晶显示器。
为了控制像素P的转换，本发明特别包括，在与用于P的转换的信号相关的明确限定的时刻，向在流方向18上位于像素P的一侧或另一侧或任意一侧的一个或多个像素(相邻像素58)施加辅助电信号。在相邻像素中由所述辅助电信号产生的分子的运动在像素P中引起了用于控制像素P的转换的辅助流。
可通过行电极或列电极或两种电极类型将辅助信号发送到相邻像素。
施加给相邻像素的辅助电信号优选地但非限制性地具有单级或双极槽式形状。如下文所述，在该信号上升时(上升沿的特征在于电压的绝对值上升)，其引起了促成到像素的U的通道的强流，其在该上升沿出现在相对于像素信号的正确时刻时转换。在其下降时(下降沿的特征在于电压的绝对值减小)，其引起了弱流，但是足够促成到像素的T的通道，其也在下降沿出现在相对于像素信号的正确时刻转换。
在被动矩阵式显示的情况下，在对行寻址时，将列信号施加给每列的所有信号。在正交涂布的情况下，列m的像素是前文为像素P(n，m)定义的相邻像素58。然后辅助信号可在时间上精确地由列m上的信号施加。但是通过同样将信号施加给启动行的相邻行来控制辅助信号的幅度是有用的。
通过将信号施加给对应于这些相邻像素(行n-1，n-2，n+1，n+2，等等)的行，辅助信号也可施加给相邻像素58。
在具有正交涂布的主动矩阵式显示的情况下，本发明比被动寻址更易于应用，其原因在于由于行是分别开启的，因此辅助信号可只施加给独立于转换信号的必要的相邻行。
本发明的优点
使用根据本发明所述的辅助电信号的一个优点是去除边缘效应，在现有技术中，当像素到给定纹理的转换不完全时，意味着在被转换的像素中存在处于不需要的纹理中的部分像素，就会出现边缘效应。当同时转换整个屏幕(两步寻址的第一步)时，或仅同时转换屏幕的一部分(部分寻址)时，或某时刻转换屏幕的单行(两步或一步寻址)时，该优点就会出现。
附图说明
通过阅读下文的以非限制性实例方式提供的详细描述并参考附图，可明确本发明的其他特点、目的和优点，其中：
图1显示了BiNem式双稳态显示器的已知的工作原理，
图2描述了在该显示器中用于到纹理T的通道的下降流，
图3描述了已有的复合被动寻址的原理，
图4描述了在显示器的两个玻璃基板上形成电极的原理图，其中图4a描述了用于刻蚀所谓上基板上的电极的掩膜，图4b描述了用于刻蚀所谓下基板上的电极的掩膜，
图5描述了当像素转换到纹理T时在已有的显示器上观察到的边缘效应(纹理U)，
图6描述了作为x的函数，当施加到像素P的槽式信号关闭时，对应于x方向的下降流的速度在z方向的平均值(平均速度v)，
图7在图7a中显示了图8所示的模拟对施加图7b所示的辅助信号的作用的不同位置1、2、3和4，
图8显示了作为时间的函数的，在图7a中的1、2、3和4四个不同位置上的液晶的平均速度v(对应于x方向的速度在z方向的平均值)，
图9显示了，作为时间的函数，在图9a中通过图9b中所示的辅助槽式信号Vaux在像素P的中间产生的平均速度v，
图10在图10a中显示了，作为时间的函数的，对于在施加图10b所示的辅助电压之前施加给相邻像素的根-均-方电压Vrms的几个值的相邻像素的中间的平均速度v，
图11在图11a中描述了，几伏特的小槽式信号形式的辅助上升信号，其在仅通过其行施加给像素P的如图11b所示的转换信号Vp的下降之前，通过对应的行施加给相邻像素，
图12显示了在从Vp到0的电压步降时阻止到T的通道的辅助流的幅度。该图针对大于ΔV的电压降，绘制到在没有辅助流时促成到T的通道的最小电压降VT。辅助流由图11所示的辅助上升信号产生，
图13显示了当现有的主要槽式信号被同步地施加到要转换到T的所有行时(行n到n+p-1；纹理T在图中用浅阴影表示)出现的边缘效应。列处于参考电势，与待寻址的区域外的行一样。行n到n+p-1的任何一侧的未寻址的区域处于纹理U(如图中的深阴影所示)，
图14显示当现有主要槽式信号被同步地施加到要转换到T的所有行时(行n到n+p-1；纹理T在图中用浅阴影表示)出现的边缘效应。列处于参考电势，与待寻址的区域外的行一样。行n到n+p-1的任何一侧的未寻址的区域处于纹理T(如图中的浅阴影所示)，
图15描述了临近待寻址区域的行上的下降辅助信号的应用实例，用于在待转换到T的区域的边缘促成到T的通道。更准确地，在图15，用110表示施加给n-1和n+p的辅助信号，112表示现有的用于到T的通道的信号，114表示与现有的用于到T的通道的信号112的有效下降沿一致的辅助信号110的下降沿的时刻，100表示待寻址的区域，116表示已被寻址且不希望改变的区域，其位于待寻址的区域100的外部，
图15bis图示了本发明的变型实施例，其采用控制交织电极的行的两个馈电电路或“驱动器”，
图16显示了根据本发明的显示器的电极的原理图，其中包括临近末行1和N的连接电极的区块。图16a描述了行侧的电极，图16b描述了列侧的电极。
图17显示了根据本发明的原理图，其中包括临近末行1和N的连接电极的区块，以及显示器的行电极外延和列电极外延。图17a描述了行侧的电极，图17b描述了列侧的电极。
具体实施方式
在展示本发明的不同实施例示例之前，以下将基于本发明，描述发明人的研究。
对源自相邻像素的流的研究
首先解释流从相邻像素产生的方式，或者辅助流扩散到待转换的像素的方式，从首先全部处于状态T的像素的例子开始。
a)距离效应
图8显示，作为时间的函数，在单元的四个点上对应于x方向的液晶速度在z方向上的平均值v，所述四个点在图7a中表示。该流由辅助信号Vaux产生，该辅助信号由加到1伏特的恒定信号上的3伏特的阶梯形成，如图7b所示。在厚度为1.5μm的单元中(图7)通过相应的行(n+1到n+4)，该阶梯同时施加到与行n上的像素P相邻的四个相邻像素58。在图8中，曲线1给出了在距离像素P足够远的距离上的平均速度，例如相对像素P的中心在接收辅助信号的四个相邻像素一侧有2.5个像素的距离。曲线2给出了在位于接收辅助信号的相邻像素一侧的像素P的边缘的平均速度。曲线3给出了像素P的中间的平均速度。曲线4给出了位于接收辅助信号的相邻像素的相对一侧的像素P的边缘的液晶的平均速度。图8是数值模拟的结果。
在像素P中，因此存在对应于x方向的辅助阶梯流，由相邻像素在辅助信号70的上升(上升沿)的作用下的阶梯产生。该流随着其从源离开而衰减，并从产生它的相邻像素扩散到像素P。
b)下降效应
以相同的方式，当辅助信号突然关闭(下降沿)时，产生辅助下降流。图9a显示了作为时间的函数的，通过施加到前述四个相邻像素的辅助槽式信号Vaux在像素P的中间产生的平均速度v。形成辅助信号的该4伏特槽式信号被施加给前述相邻像素64μs，相邻像素预先上升1伏特信号，如图9b所示。
像素P首先经历由辅助信号的上升70触发的正辅助阶梯流72(对应于x方向)，然后经历由辅助信号的突然下降80触发的辅助负下降流82。辅助信号的消除时产生的速度的绝对值较低，且在阶梯上产生的速度的符号相反(沿-x方向)。
c)相邻像素的开始状态效应
图10a显示了作为时间的函数的相邻像素的中间的平均速度，其针对在施加如图10b所示的辅助信号之前施加给相邻像素的根-均-方电压Vrms的几个值，(曲线1：Vrms＝0V；曲线2：Vrms＝0.7V；曲线3：Vrms＝1V；曲线4：Vrms＝1.4V)。辅助信号，如图10b所示，是10V的槽式信号，长度为64μs，如前文所述施加给四个相邻像素58。在辅助信号向分子施加初步阶梯之前，施加平均电压Vrms。该阶梯是Vrms的值的函数。
可以看出，基于Vrms，在相邻像素的中心的辅助阶梯流72的平均速度的大小是变化的，尤其是速度的最大值的时刻实际上被偏移。为有效利用辅助阶梯流72，需要考虑该现象，由此来调节辅助信号的上升70和像素P的转换信号之间的时间偏移。
也可看出，辅助下降流82的平均速度不依赖于Vrms。
d)辅助流效应的方向
由辅助信号的上升沿驱动的辅助阶梯流是正的(对应于x方向)，因此在像素P的主动板20附近的下降流32的相反方向(对应于-x方向)，且该下降流本身促成到像素的T的通道。该相邻像素的辅助阶梯流对抗下降流，因此促成到像素P的U的通道。
由辅助信号的下降沿驱动的辅助下降流是负的(对应于-x方向)，因此与像素P的下降流32的方向相同，且该下降流本身促成到像素的T的通道。因此相邻像素的辅助下降流促成到像素P的T的通道。
e)辅助流作用的示例
图12显示了阻止到像素P的T的通道的辅助阶梯流的幅度，从Vp到0的下降比没有辅助信号的到T的通道所需的下降VTmin大ΔV。在曲线上，可以看出辅助信号的作用。这里，VTmin＝16V。对于VP＝20V，ΔV＝4V。图12中的曲线显示了切断到T的通道的速度0.3mm/s。在图6中，我们看到20V的电压步降Vp产生了-8mm/s的流。后者由0.3mm/s的辅助流计算得到。
因此，相对于信号Vp的有效下降沿提前(在室温下提前0或甚至几μs到几十μs，在寒冷中提前几十到几百μs)的辅助信号的上升沿被用来阻止到T的通道，因此得到纹理U。该Vp的有效下降沿用来产生足够的下降流32以获得纹理T。
通常，相对于信号Vp的有效下降沿调整辅助信号的上升沿或下降沿的时刻(用于选择纹理)使得能够控制所有像素P上的最终纹理。
开始，当所有像素处于U状态时，存在相同类型的现象，但是为了简洁本文将不再详述。
本发明提供了很多有点。尽管不以任何方式限制，但以下优点将特别提出。在对连续组的行的两步被动寻址的第一步中(在屏幕的一个区域的寻址或部分寻址)，本发明能够消除区域转换(到T)中的边缘效应。本发明的变型例是使用有效“边缘”来消除屏幕的末行的边缘效应。
本发明的实施例的示例：在连续组的行的到T的转换中消除边缘效应
部分和被动寻址的情况
在第一个示例中本发明用于去除前述现有显示器中可见的边缘效应，如图13和14所示。
在图13和14中，我们采用了以下标记：
18是下降流的方向(这里平行于涂布方向)，
60是指边缘效应，
100是通向纹理T的区域，
任意地，n和n+p-1为区域100的末行，以及
分别地，在图13中，102指代处于纹理U中的区域，其未被寻址，位于区域100的外部，在图14中，104指代处于纹理T中的区域，其未被寻址，位于区域100的外部。
如果不使用本发明，前述边缘错误60会出现在p行的区域100的第一行和最后一行的外边缘，从n到n+p-1，全部转换到T(见上文关于现有技术的边缘效应的段落)。该原因对p＝1也有效，意味着转换到T的单行。涂布方向40垂直于该行(正交涂布)。
例如采用p行的集体转换到T，作为屏幕的p行的给定区域100的两步寻址中的第一步，待寻址的区域100的其他行102、104的内容保持不变(部分寻址)。
在图13和14的情况中，已有的主要槽式信号(这里以非限制性示例的方式给出)同时施加给待转换到T的区域100的所有行。列处于参考电势，如待寻址的区域100之外的行一样。可以看出无论未被寻址的像素102、102的纹理如何，边缘效应都会出现(图13中为U，图14中为T)，且在方向18上接近于转换区域100。
为了消除所有行n和行n+P-1上的边缘效应60，根据本发明，只需在前文限定的流方向上，在待转换的区域100的外侧(例如行n-1和行n+P)对其相邻行施加辅助信号，该辅助信号相对于Vp的有效下降沿准确地放置。
也可通过列施加辅助信号，通过同时对所有列施加辅助信号，优选地与转换信号行极性相反，以使这些行的混乱最小化。
如前文所述，下降辅助信号促成到T的通道。该辅助信号可以是例如槽式信号，其幅度小于破坏电压，其下降沿与施加给待转换的区域100的现有槽式信号的下降沿(这里是有效沿)一致(或领先)，例如在室温下在10μs(该值可随温度变化)之内(如图15所示)。辅助信号不会导致相邻行转换，因此不干扰在这些行上显示的信息。然而，通过相邻行中分子的移动在待转换到T的区域100中引起的下降流，足以帮助转换并导致区域边缘转换到T。
以现有方式，通过逐行地，从行n到n+p-1的启动来实现第二寻址步骤。在行启动的过程中，将信号同时施加给列，为启动的行的每个象素获得从T到U的通道，或T到T的通道，或者甚至T到U和T共存的通道(灰度)。
现在将参考图15bis描述根据本发明的实施例的变形例，其采用两个电路或“驱动器”D1和D2，控制交织电极的行。
为了实现行n和行n+p-1之间的区域的部分寻址，可以看到上文所述的方法的实施例是必要的，即在第一步骤中首先同时在行n到n+p-1上施加高电压以使这些行转换到T，第二，在相邻行n-1和n+p同时施加较低电压从而不改变这些行上记录的信息。
然而，利用市场上能得到的标准驱动器是不可能实现的，该标准驱动器最初是为STN模式开发的，且出于成本原因希望用于双稳态显示器。这些驱动器实际上工作如下：它们只能够同时传送两种电压：(+V或-V)，作为行启动电压，以及Vm，是施加给非启动行的电压。因此在目前的较低电压情况下，利用这些标准驱动器是不可能同时施加启动信号112和不同的辅助信号110的。
为了克服这个困难，如图15bis所示，发明人在本发明的内容中提出，采用至少两个标准驱动器D1和D2，其与行电极连接，以提供与特定寻址方法相关联的对交织行的寻址：在显示器的电极的设计中，给定奇偶性(奇或偶)的行被连接到一个驱动器D1，另一奇偶性的行被连接到另一驱动器D2，例如位于相对于D1的显示器区域的另一侧，如图15bis所示。因此，两个相邻行，n和n+1不是连接到相同的驱动器而是连接到不同的驱动器。
根据寻址方法，第一步骤E1(行n到n+p-1的集体转换，例如转换到纹理T)被分为两个子步骤E′1和E″1。
在E′1中，在行n，n+2，…n+p-1上(n和n+p-1必须具有相同的奇偶性)，驱动器D1同时发送用于到T的通道的信号112(V1或-V1)，其他连接到驱动器D1的行接收Vm，并向驱动器D2发送用于到T的通道的信号112(V1或-V1)，用于行n+1，n+3，…n+p-2，其他连接到驱动器D2的行接收Vm。因此得到在n和n+p-1之间的区域，该区域处于纹理T，具有上文所述的边缘效应。
然后在第二子步骤E″1中，通过驱动器D1将用于到T的通道的信号112(V1或-V1)施加到末行n和n+p-1，其他连接到驱动器D1的行接收Vm，且通过驱动器D2同时向行n的相邻行(n-1和/或n+1)以及n+p-1行的相邻行(n+p-2和/或n+p)施加辅助信号110，其他连接到驱动器D2的行接收Vm，从而根据前文所述的原理去除边缘效应。
利用该方法，采用两个标准驱动器D1和D2来同时向适当的行施加V1和Vaux。本发明的这一变型例提供了利用标准的经济的驱动器的可选实施例。
屏幕被动完全寻址的情况
在如前文所述的两步寻址中，但这次是针对整个屏幕(从行1到N)，在末行：1和N上自然可以看到前文所述的边缘效应60。
为了克服该缺陷，可采用不同的手段。
第一个选择是“牺牲”一些末行以建立“边缘”区域，对该区域施加不用于显示图像内容的辅助信号。然后在边缘区域的末端，消除边缘效应60，可以通过安装显示器的产品的一部分来遮蔽该区域。
在双稳态屏幕中，难以控制被寻址的区域外部的纹理。为了在显示区域周围建立具有受控的纹理的区域，除了行之外，也可以“牺牲”一些在显示区域的任意侧的屏幕的列。可供显示的行和列的数量减少了，但是图像的边缘为具有相同颜色的均匀区域。
如果想要保留所有行和列来显示图像，第二个选择是通过增加连接的电极区块来恢复垂直于涂布方向18的临近末行(行1和N)的区域的可寻址性。与矩阵区域的行和列一样，通过提供到驱动器或到外部电压源的连接的轨迹，这些“边缘”区块是连续的。在显示区域的寻址过程中，只需通过相应轨迹，与前述的最外围行的寻址同步地对“边缘”区块施加辅助信号，如对部分寻址的描述那样。“边缘”区块产生的下降流导致极端显示区域转换到T，该极端显示区域在没有施加辅助信号的情况下会出现边缘效应。边缘效应在“边缘”区块的末端被消除，并通过安装显示器的产品的部分来遮蔽。
对于这两个选择，可以设计在例如离开生产线的时候，彻底地将边缘区域转换为给定纹理，例如纹理T。因此辅助信号是低幅度信号，其不会破坏锚定且不会导致边缘区域再次通向T。
在上述这两个选择中，我们得到了屏幕外围附近的均匀画面。
根据显示器电极的结构，可以不同方式建立这些区块。
第一种方式是，如图16所述的非限制性示例，在行52所在的基板上，更精确地分别在每个末行52的外部，建立“固体”区块130，132，其中这些区块130，132中的每一个为与其相邻的末行工作(图16a)，在另一个基板上，参考第一基板，通过相对于前述区块130，132布置的外延144，146，分别在其两端的每端扩展矩阵区域的每个列电极50的条(图16b)。区块130，132由轨迹131，133连接，轨迹131，133加入到对应于用于连接到驱动器的矩阵区域57的轨迹的轨迹56。区块144，146本身连接到列电极50，并因此由轨迹54控制。因此只需通过这些轨迹131，133，与显示区域57的最外围行的寻址同步地将辅助信号发送给“边缘”区块“130，133”，这些行上的边缘效应就会消失。
为了获得纹理可控的完整的画面，如前文所述，可以将上述电极结构扩展到矩阵区域57的全部外围，如图17所示。每个基板(图17a和17b)增加了连接到轨迹131，133和141，143的固体区块130，132和140，142，且电极条52和50以分别位于相对于前述区块130，132和140，142的外延134，136和144，146的形式延长，寻址原理保持不变。
自然，本发明并不限于上述实施例，而是可以扩展到包含其实质的任何变形例。
特别应注意，前述交织行寻址方法与遵循本发明实质的所有变型例是兼容的。
对于针对本发明所描述的所有信号，行和列信号可以是单极的或双极的，例如文献[6]所述。参考电压没必要等于0伏特，一些屏幕驱动器可以利用虚地工作。
本发明可用于激活寻址，由于施加到给定列但不同行的像素的列信号的独立性，本发明具有更大的自由度。
引用文献：
文献[1]：US 6327017
文献[2]：I.Dozov等人，″Recent improvements of bistable nematicdisplays switched by anchoring breaking(BiNem)″，Proceeding SID 2001，p224-227
文献[3]：P.Martinot Lagarde等人，SPIE vol.5003(2003)，p25-34
文献[4]：M.Giocondo，I.Lelidis，I.Dozov，G.Durand，Eur.Phys.J.AP5，227(1999)
文献[5]：I.Dozov，Ph.Martinot-Lagarde，Phys.Rev.E.，58，7442(1998)
文献[6]：FR 2835644
文献[7]：US 2006-0022919
文献[8]：US 7067180
文献[9]：WO 2004/104980

Claims (24)

1、一种控制液晶显示器的方法，该液晶显示器包括以交叉的行和列排列的像素矩阵，其中液晶分子的状态的转换由构筑每个像素的两个电极(50，52)之间施加的电控制信号来控制，所述转换产生接近涂布方向的特定方向(18)的流，其特征在于，为了控制至少一些像素(P)的转换，该方法包括施加步骤，该施加步骤在流方向对其转换必须由电控制信号控制的像素(P)的至少一个相邻像素(58)施加辅助电信号，该辅助电信号的幅度小于锚定破坏电压，且该辅助电信号的上升沿或下降沿在时间上相对于电控制信号的有效下降沿提前或一致，从而促使待控制的所述像素(P)的转换。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设计施加给至少一个相邻像素(58)的所述辅助电信号，以在所述相邻像素中引起辅助流，该辅助流平行于所述方向，用于控制待控制的像素(P)的转换。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述辅助电信号被同时施加给几个相邻像素(58)。
4、根据权利要求1到3中的任一项所述的方法，其特征在于，所述施加到至少一个相邻像素(58)的辅助电信号是施加于所述相邻像素的两个电极之间的信号，并由施加到与列电极的参考相关的行电极的、或与行电极的参考相关的列电极的、或者在行电极和列电极之间的电压构成。
5、根据权利要求1到4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述施加给至少一个相邻像素(58)的辅助电信号是单极性信号。
6、根据权利要求1到4中的任一项所述的方法，其特征在于，所述施加给至少一个相邻像素(58)的辅助电信号是双极性信号。
7、根据权利要求1到6中的任一项所述的方法，其特征在于，为将像素(P)转换为均匀或轻微扭曲状态(U)，辅助电信号的上升沿在时间上相对于电控制信号的有效下降沿提前。
8、根据权利要求1到7中的任一项所述的方法，其特征在于，为将像素(P)转换为扭曲状态(T)，辅助电信号的下降沿在时间上相对于电控制信号的有效下降沿一致或提前。
9、根据权利要求1到8中的任一项所述的方法，其特征在于，显示器的基板(10，20)的涂布方向(40)垂直于行电极(52)，以及辅助电信号包括施加到列电极(50)且在时间上与电控制信号的有效下降沿相关的信号。
10、根据权利要求1到9中的任一项所述的方法，其特征在于，辅助电信号包括施加到临近待控制的像素(P)的至少一个行电极(52)的信号。
11、根据权利要求1到10中的任一项所述的方法，其特征在于，辅助电信号的沿相对于电控制信号的有效下降沿的时间偏移在室温下在0到几十μs之间，通常在0到50μs之间，优选地在0到10μs之间，特别优选地在5μs到10μs之间。
12、根据权利要求1到11中的任一项所述方法，其特征在于，为控制至少一个显示行转换到选定状态，通常为扭曲状态(T)，辅助电信号是施加给至少一个相邻行的信号，该信号的幅度小于锚定破坏电压，且该信号的下降沿相对于电控制信号的有效下降沿一致或提前一段受控的时间。
13、根据权利要求1到12中的任一项所述方法，其特征在于，为控制至少一个显示行转换到选定状态，通常为扭曲状态(T)，辅助电信号是施加给几个相邻行的信号，该信号的幅度小于锚定破坏电压，且该信号的下降沿相对于电控制信号的有效下降沿一致或提前一段受控的时间。
14、根据权利要求1到13中的任一项所述方法，其特征在于，为控制几个显示行转换到选定状态，通常为扭曲状态(T)，辅助电信号是施加给至少一个相邻行的信号，该信号的幅度小于锚定破坏电压，且该信号的下降沿相对于电控制信号的有效下降沿一致或提前一段受控的时间。
15、根据权利要求1到14中的任一项所述的方法，其特征在于，该方法用于主动寻址的显示器。
16、根据权利要求1到15中的任一项所述的方法，其特征在于，该方法采用交替地连接到交织行电极(n，n+2，...n+p-1；n+1，n+3，...n+p-2)的两个控制电路或驱动器(D1，D2)，从而任意两个相邻行(n和n+1)被连接到两个不同的驱动器。
17、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述两个驱动器(D1，D2)至少在特定操作序列中使用，以同时地且分别地第一将启动信号施加给特定的行，第二将辅助电信号施加给特定的其他行。
18、根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，该方法采用的寻址方法包括步骤(E1)，用于将行(n到n+p-1)集体转换到给定纹理(T)，该步骤被(E1)分为两个子步骤(E′1和E″1)：
-在第一子步骤(E′1)中，第一驱动器(D1)在与其连接的集体转换涉及的行(n，n+(2)，...n+p-1)上同时发送用于到所述纹理(T)的通道的信号(112)，向其他连接到第一驱动器(D1)的行发送信号Vm，同时第二驱动器(D2)在与其连接的集体转换涉及的行(n+1，n+3，...n+p-2)上同时发送用于到所述纹理(T)的通道的信号(112)，向其他连接到第二驱动器(D2)的行发送信号Vm，
-然后在第二子步骤(E″1)中，第一驱动器(D1)将用于到所述纹理(T)的通道的信号(112，V1或-V1)同时施加到与其连接的集体转换涉及的末行(n和n+p-1)，向其他连接到第一驱动器(D1)的行施加信号Vm，同时第二驱动器(D2)同时地向集体转换涉及的末行(n和n+p-1)的相邻行(n-1和/或n+1；n+p-2和/或n+p)施加辅助电信号(110；Vaux或-Vaux)，向其他连接到第二驱动器(D2)的行施加信号Vm。
19、根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述两个驱动器(D1，D2)至少在特定操作序列中使用，以给各个行施加时间上交叠的启动信号。
20、一种包括以交叉的行和列排列的像素矩阵的液晶显示器，其中液晶分子的状态的转换由在构筑每个像素的两个电极(50，52)之间施加的电控制信号来控制，所述转换产生特定方向(18)的流，其特征在于，为了控制至少一些像素(P)的转换，该显示器包括施加装置，该施加装置在流方向对其转换必须由电控制信号控制的像素(P)的至少一个相邻像素(58)施加辅助电信号，该辅助电信号的幅度小于锚定破坏电压，且该辅助电信号的上升沿或下降沿在时间上相对于电控制信号的有效下降沿提前或一致，从而促使待控制的所述像素(P)的转换。
21、根据权利要求20所述的显示器，其特征在于，该显示器构成向列双稳态液晶显示器，该显示器的两个稳定纹理(U，T)有大约180°的扭曲差别。
22、根据权利要求20或21所述的显示器，其特征在于，该显示器包括行电极和/或列电极和/或位于显示区域外部的边缘区块。
23、根据权利要求20到22中的任一项所述的显示器，其特征在于，该显示器包括行电极和/或列电极和/或位于显示区域外部的边缘区块，且其状态在生产中被强制确定。
24、根据权利要求20到22中的任一项所述的显示器，其特征在于，该显示器包括行电极和/或列电极和/或位于显示区域外部的边缘区块，且其状态由在两步寻址方法中的第一步中施加的辅助信号控制。
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