DE3529376A1

DE3529376A1 - Bildschirmplatte und verfahren zu deren ansteuerung

Info

Publication number: DE3529376A1
Application number: DE19853529376
Authority: DE
Inventors: Junichiro Yokohama Kanagawa Kanbe; Masaki Higashikurume Tokio/Tokyo Kuribayashi; Toshihiko Nakazawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-08-18
Filing date: 1985-08-16
Publication date: 1986-02-27
Also published as: GB2164776A; FR2569294B1; FR2569294A1; GB8520746D0; US4709995A; DE3529376C2; GB2164776B

Description

Bildschirmplatte und Verfahren zu deren Ansteuerung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildschirmplatte für eine Gradations- bzw. Tönungs-Sichtanzeige sowie auf ein Ansteuerungsverfahren hierfür und insbesondere auf eine Bildschirmplatte wie eine solche eines Flüssigkristall-Fernsehgeräts, bei dem Flüssigkristallmaterial mit Bistabilität, insbesondere ferroelektrisches Flüssigkristall eingesetzt wird, sowie auf ein Ansteuerungsverfahren hierfür.

Bei einer herkömmlichen Bildschirmplatte mit aktiver Matrixansteuerung für ein Flüssigkristall-Fernsehgerät sind entsprechend jeweiligen Bildelementen Dünnfilmtransistoren in einer Matrix angeordnet. Wenn an einen Dünnfilmtransistor ein Gate-Einschaltimpuls für das Durchschalten des Source-Drain-Kanals angelegt wird, wird an die Source ein Bildsignal angelegt und in einem Kondensator gespeichert. Mit dem gespeicherten Bildsignal wird ein Flüssigkristall (wie beispielsweise ein verdrilltes nematisches bzw. TN-Flüssigkristall) angesteuert, wobei eine Gradationsanzeige durch eine Spannungsmodulation an den Bildelementen herbeigeführt wird.

Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844

A/25

Bayer. Vereinsbank (München) Kto. 508 941

Postscheck (München) Kto. 870-43-804

-13- DE 5091

Bei einer solchen Fernseh-Bildschirmplatte mit aktiver

Matrixansteuerung unter Verwendung von TN-Flüssigkristall wird jedoch ein komplizierter Aufbau von Dünnfilmtransistoren eingesetzt, was eine große Anzahl von Herstellungs-5

schritten erforderlich macht und hohe Herstellungskosten hervorruft. Darüberhinaus besteht ein weiteres Problem darin, daß es schwierig ist, einen großflächigen Halbleiterfilm (beispielsweise aus polykristallinem bzw. PoIysilicium oder amorphem Silicium) für die Dünnfilmtransistoren zu bilden.

Andererseits ist eine Bildschirmplatte mit passiver Matrixansteuerung unter Verwendung von TN-Flüssigkristall

als Bildschirmplatte mit geringen Herstellungskosten 15

bekannt. Wenn jedoch bei einer Flüssigkristall-Bildschirmplatte dieser Art eine Anzahl N von Abtastzeilen gesteigert wird, wird die Zeitdauer (der Einschaltfaktor) des Anlegens eines effektiven elektrischen Felds an einen gewählten Bildpunkt während der Zeit der Abtastung eines Vollbilds in einem Verhältnis 1/N vermindert, wodurch ein "Übersprechen" entsteht und kein Bild mit hohem Kontrast erzielbar ist. Ferner ist es bei einer Verminderung des Einschaltfaktors schwierig, durch Spannungsmodulation die

Gradation jeweiliger Bildelemente zu steuern, so daß 25

daher die Sichtanzeige dieser Art nicht für eine Bildschirmplatte mit hoher Bildelemente- bzw. Schaltungsdichte und insbesondere für eine Flüssigkristall-Fernseh-Bildschirmplatte geeignet ist.

Im Hinblick auf die vorstehend genannten Probleme bei dem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein passives Matrixansteuerungssystem und irisbesondere eine Flüssigkristall-Bildschirmplatte zum Fernsehen zu

schaffen, die eine Gradations- bzw. Tönungs-Sichtanzeige 35

mit einer Bildschirmplatte ermöglichen, die über eine

Γ -14- DE 5091

L ι

^ breite Fläche eine hohe Bildelemente-Dichte hat. Der

hierbei benutzte Ausdruck "Gradations-Sichtanzeige" hat die Sichtdarstellung eines Bilds mit Gradation zur

Bedeutung, nämlich eines Bilds mit allmählicher oder 5

stufenförmiger Änderung von Tönungen oder Schattierungen oder mit mehr als zwei unterscheidbaren Tönungen oder Schattierungen unter Einschluß einer Halbtönung.

In weitestem Sinne wird mit der Erfindung eine BiId-10

schirmplatte geschaffen, die eine Flüssigkristallvorrichtung mit einer Vielzahl von in einer Anzahl von Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen, von denen jedes ein ferroelektrisches Flüssigkristall enthält, das unter Bistabilitätsbedingungen entweder einen ersten oder einen zweiten Ausrichtungszustand zeigt, eine Einrichtung zum Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten oder in den zweiten Ausrichtungszustand an jeweiligen Bildelementen und eine Zustandsdauer-Steuereinrich-

tung zum Steuern der Dauer des ersten oder des zweiten 20

Ausrichtungszustands an den jeweiligen Bildelementen aufweist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu-

25

tert.

Fig. 1 und 2 sind schematische perspektivische Ansichten die die grundlegenden Funktionsprinzipien bei einer Flüssigkristallvorrichtung veranschaulichen, 30

welche bei der erfindungsgemäßen Bildschirmplatte

bzw. dem erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahren eingesetzt wird.

Fig. 3 ist ein Schaltbild einer erfindungsgemäß einge-35

setzten Ansteuerungs-Steuerschaltung.

-15- DE 5091 i

Fig. 4 und 5A bis SD sind Darstellungen zur Erläuterung eines Beispiels für Gradationsdaten, die jeweiligen Bildelementen zugeordnet sind.

Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm für das erfindungsgemäße Ansteuerungsverfahren.

Fig. 7A bis 7D zeigen Kurvenformen von Signalen, die zur Ansteuerung an Abtast- bzw. Datenleitungen ange-, ■

legt werden.

Fig. 8A bis 8D zeigen Kurvenformen von an Bildelementen anliegenden Spannungen.

Fig. 9 ist eine grafische Darstellung, die die Veränderung der Ansteuerungsstabilität in Abhängigkeit von einem Wert k zeigt, der der Absolutwert des Verhältnisses eines an Abtastleitungen angelegten elektrischen Signals V₁ zu an Datenleitungen an-

gelegten elektrischen Signalen +V- ist. ■ *

Fig. 1OA bis IOD zeigen Kurvenformen der Spannungen von bei einem zweiten oder dritten Teilbild verwendeten Inversionssignalen.

Fig. 11, 15 und 24 sind jeweils eine Draufsicht auf bei der erfindungsgemäßen Bildschirmplatte verwendete Matrixelektrodenaufbauten mit Sichtanzeigezuständen.

Fig. 12A bis 12D zeigen die Kurvenformen von Signalen, die bei einem weiteren Ausführungsbeispiel für die erfindungsgemäße Ansteuerung an Abtast- bzw. Datenleitungen angelegt werden.

' -16- DE 5091

. 1

\_ Fig. 13 und 14 zeigen Kurvenformen der Spannungen von

Signalen, die an Bildelemente bei einem Leerungsoder Löschschritt bzw. bei Einschreibschritten

angelegt werden.
5

Fig. 16A bis 16F, 18A bis 18F, 20A bis 2OF und 22A bis 22F zeigen jeweils die Kurvenformen von Signalen, die bei weiteren Ausführungsbeispielen für

das erfindungsgemäßen Ans teuerungsverfahren an 10

Abtast- bzw. Datenleitungen angelegt werden.

Fig. 17, 19, 21 und 23 zeigen jeweils Kurvenformen von Spannungen, die an jeweiligen Bildelementen bei

weiteren Ausführungsbeispielen des erfindungsge-

15

mäßen Ansteuerungsverfahrens anliegen.

Fig. 25A bis 25D zeigen ein Beispiel für Ansteuerungssignal-Kurvenformen bei dem Einschreiben von

"Schwarz".
20

ν Fig. 26A und 26B zeigen Kurvenformen von Spannungen, die

an Bildelementen anliegen, wenn die Ansteuerungsignale mit den in den Fig. 25A bis 25D gezeigten Kurvenformen für das Einschreiben von 25

"Schwarz" verwendet werden.

Fig. 27A bis 27D zeigen ein Beispiel für Ansteuerungssignal-Kurvenformen bei dem Einschreiben von "Weiß"

30

Fig. 28A und 28B zeigen ein Beispiel für Kurvenformen von

Ansteuerungssignalen, die aus den jeweils in den Fig. 25A, 25C, 27A bzw. 27C gezeigten Signalen mit einem nachfolgenden Wechselstrom bestehen.

35

Fig. 28C bis 28F zeigen die Kurvenformen von an Bildele-

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menten anliegenden Spannungen für das Einschreiben unter Verwendung der in den Fig. 28A und 28B gezeigten Signale.

Fig. 29A bis 29D und 31A bis 31D zeigen jeweils die Kurvenformen von Signalen, die bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahrens an Abtast- bzw. Datenleitungen angelegt werden.

Fig. 3OA bis 3OD und 32A bis 32D zeigen die Kurvenformen von Spannungen, die an Bildelementen anliegen, wenn die in den Fig. 29 bzw. 31 gezeigten Ansteuerungssignale verwendet werden.

Bei den erfindungsgemäßen Ans teuerungsverfahren kann als Material zur optischen Modulation ein Material verwendet werden, das abhängig von einem angelegten elektrischen Feld entweder einen ersten optisch stabilen Zustand (wie

beispielsweise einen Hellzustand) oder einen zweiten optisch stabilen Zustand (wie beispielsweise einen Dunkelzustand) annimmt, nämlich hinsichtlich des angelegten elektrischen Felds Bistabilität hat, wie insbesondere ein Flüssigkristall mit der vorstehend genannten Eigenschaft.

Flüssigkristalle mit Bistabilität, die vorzugsweise bei dem erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahren eingesetzt

werden können, sind chirale smektische Flüssigkristalle 30

mit ferroelektrischem Verhalten, wobei von diesen die Flüssigkristalle in chiraler smektischer C-Phase (SmC*), H-Phase (SmH*), I-Phase (SmI*), F-Phase (SmF*) oder G-Phase (SmG*) geeignet sind. Diese ferroelektrischen Flüssigkristalle sind beispielsweise in "LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTERS" 36 (L-69), 1975, "Ferrpelectric Liquid

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Crystals", in "Applied Physics Letters" 36 (11), 1980, "Submicro Second Bistable Electrooptic Switching in Liquid Crystals", in "Solid State Physics" 16 (141),

1981, "Liquid Crystal" usw. beschrieben. Die in diesen 5

Veröffentlichungen beschriebenen ferroelektrischen Flüssigkristalle können für die erfindungsgemäße Bildschirmplätte bzw. das erfindungsgemäße Ansteuerungsverfahren eingesetzt werden.

Beispiele für bei dem erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahren verwendbare ferroelektrische Flüssigkristallverbindungen sind insbesondere Decyloxybenzyliden-p'-amino-2-methylbutylcinnamat (DOBAMBC), Hexyloxybenzyliden-p'-amino-2-chlorpropylcinnamat (HOBACPC), 4-o-(2-Methyl)-butylresorcyliden-4'-octylanilin (MBRA8) usw.

Wenn eine Vorrichtung unter Verwendung dieser Materialien aufgebaut wird, kann sie mittels eines Blocks aus Kupfer

oder dergleichen abgestützt werden, in dem ein 20

Heizelement eingebettet ist, um Temperaturbedingungen zu schaffen, bei denen die Flüssigkristallverbindung eine smektische Phase einnimmt.

Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel einer ferro-25

elektrischen Flüssigkristallzelle zur Erläuterung der Funktionsweise 'derselben. Mit 11 und 11a sind jeweils Grundplatten (Glasplatten) bezeichnet, auf die jeweils durchsichtige Elektroden beispielsweise aus In-O₃, SnO₂,

Indiumzinnoxid (ITO) oder dergleichen aufgebracht sind. 30

Zwischen den Grundplatten ist hermetisch ein Flüssigkristall beispielsweise in SmC*-Phase eingeschlossen, in welchem Flüssigkristall-Molekularschichten 12 senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatten ausgerichtet sind. Mit

ausgezogenen Linien 13 sind Flüssigkristallmoleküle dar-35

gestellt. Ein jedes Flüssigkristallmolekül 13 hat in

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einer zu seiner Achse senkrechten Richtung ein Dipolmoment 14 (PX). Wenn zwischen die an den Grundplatten 11 und 11a ausgebildeten Elektroden eine Spannung angelegt

wird, die höher als ein bestimmter Schwellenwert ist, 5

wird eine Helixstruktur der Flüssigkristallmoleküle 13 gelockert oder aufgelöst, wodurch sich die Ausrichtungs-Richtung der jeweiligen Flüssigkristallmoleküle 13 so ändert, daß sich die Momente ₁₄ (pi) alle in die Richtung des elektrischen Felds ausrichten. Die Flüssigkristallmoleküle 13 haben längliche Form und zeigen zwischen ihrer langen und ihrer kurzen Achse Brechungsanisotropie. Es ist daher leicht ersichtlich, daß beispielsweise dann, wenn an der oberen und der unteren Fläche der Glas- bzw. Grundplatten Polarisatoren in Nikolscher Überkreuzung,

nämlich mit einander kreuzenden Polarisierrichtungen angeordnet werden, die auf diese Weise gestaltete Flüssigkristallzelle als Lichtmodulations-Flüssigkristallvorrichtung wirkt, deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der Polarität einer angelegten Span-

nung ändern. Ferner wird bei einer ausreichend dünnen Flüssigkristallzelle (mit einer Dicke von beispielsweise 1 μπι) die Helixstruktur der Flüssigkristallmoleküle auch bei dem Fehlen eines elektrischen Felds aufgelöst, wodurch das Dipolmoment einen von zwei Zuständen annimmt, nämlich zu einem Moment P in einer Richtung 24 nach oben oder einem Moment Pa in einer Richtung 24a nach unten gemäß Fig. 2 wird. Wenn an einer Zelle mit den vorstehend genannten Eigenschaften gemäß Fig. 2 ein elektrisches

Feld E oder Ea errichtet wird, das stärker als ein be-30

stimmter Schwellenwert ist und jeweils unterschiedliche Polarität hat, wird in Abhängigkeit von dem Vektor des elektrischen Felds E oder Ea das Dipolmoment entweder in die Richtung 24 nach oben oder in die Richtung 24a nach unten ausgerichtet. Dementsprechend werden die Flüssigkristallmoleküle entweder in einen ersten stabilen

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Zustand 23 (Hellzustand) oder in einen zweiten stabilen Zustand 23a (Dunkelzustand) ausgerichtet.

Wenn das vorstehend beschriebene ferroelektrisch^ 5

Flüssigkristall als Element zum optischen Modulieren eingesetzt wird, sind zwei Vorteile erzielbar: der erste Vorteil besteht darin, daß die Ansprechgeschwindigkeit ziemlich hoch ist. Der zweite Vorteil besteht darin, daß die Ausrichtung des Flüssigkristalls Bistabilität zeigt bzw. bistabil ist. Der zweite Vorteil wird anhand der Fig. 2 als Beispiel näher erläutert. Wenn an den Flüssigkristallmolekülen das elektrische Feld E errichtet wird, werden sie in den ersten stabilen Zustand 23 ausgerichtet. Dieser Zustand wird auch bei dem Aufheben des

elektrischen Felds stabil gehalten. Wenn andererseits das

elektrische Feld Ea errichtet wird, dessen Richtung zu derjenigen des elektrischen Felds E entgegengesetzt ist, werden die Flüssigkristallmoleküle in den zweiten stabilen Zustand 23a ausgerichtet, wodurch die Richtungen der 20

Moleküle verändert werden. Dieser Zustand wird gleichfalls auch bei dem Aufheben des elektrischen Felds stabil beibehalten. Solange ferner die Stärke des errichteten elektrischen Felds E nicht über einem bestimmten Schwellenwert liegt, verbleiben die Flüssigkristallmoleküle in den jeweiligen Ausrichtungszuständen. Zum wirkungsvollen Herbeiführen der hohen Ansprechgeschwindigkeit der Bistabilität ist es vorteilhaft, wenn die Zelle so dünn wie möglich ist, nämlich üblicherweise 0,5 bis 20 μπι und insbesondere 1 bis 5 pm dick ist. Eine elektrooptische Flüssigkristallvorrichtung mit einem Matrixelektrodenaufbau, bei der das ferroelektrische Flüssigkristall dieser Art verwendet wird, ist beispielsweise in der US-PS 4 367 924 vorgeschlagen.

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Das erfindungsgemäße Ansteuerungsverfahren kann bei einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle angewandt werden, bei der die Bistabilität nicht durch das vorstehend

beschriebene Einstellen der Zellendicke erreicht wird, 5

sondern dadurch, daß ein chirales smektisches Flüssigkristall mit negativer dielektrischer Anisotropie bei ursprünglich spiralenförmiger bzw. Helixstruktur verwendet und an dieses eine Wechselspannung angelegt wird. Die Wechselspannung für das Hervorrufen der Bistabilität kann auch an ein chirales smektisches Flüssigkristall mit negativer dielektrischer Anisotropie angelegt werden, das infolge der Einstellung der Zellendicke eine nichtschraubenförmige Struktur bzw. keine Helixstruktur hat.

Die Fig. 3 ist ein Schaltbild einer Flüssigkristallanzeige-Ansteuerungsschaltung für das Ausführen des erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 3 zeigt eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit DSP, in welcher mit A₁₁, A₁₂, ..-.A₄₄ jeweilige Bildelemente bezeichnet sind. Mit M1, M2 und M3 sind Bildspeicher mit einer jeweiligen Speicherkapazität von 4x4=16 Bits

bezeichnet. Den Speichern M1 , M2 und M3, die hinsichtlich 25

des Einschreibens bzw. Auslesens und hinsichtlich des Adressierens über eine Steuersammelleitung CB gesteuert werden, werden Daten über eine Datensammelleitung DB zugeführt.

Die Fig. 3 zeigt ferner ein Teilbild-Schaltsignal FC, einen Decodierer DC hierfür, einen Multiplexer MPX zum Wählen eines der Ausgangssignale der Speicher M1, M2 und M3, eine monostabile Kippstufe MM, ein Schaltsignal GT,

einen Taktoszillator FG, ein Taktsignal CK, ein UND-Glied 35

AND, ein Zeilenabtastungs-Taktsignal F, einen Zähler CNT,

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ein Serielleingabe/Parallelausgabe-Schieberegister SR, Spalten-Treiberschaltungen DR1 bis DR4 und Zeilen-Treiberschaltungen DR5 bis DR8.

Die Funktionsweise der in Fig. 3 gezeigten Schaltung wird anhand der Fig. 4 bis 6 erläutert.

Die Fig. 4 zeigt Gradationsdaten, die an den jeweiligen Bildelementen während einer einzelnen Vollbildperiode angelegt werden (nämlich während einer Periode, die für das Erzeugen eines einzelnen Bildrasters erforderlich ist). Von einem Satz der Gradationsdaten wird über die Datensammelleitung das werthöchste Bit (MSB) in den Speicher M3 eingegeben, das mittlere Bit in den Speicher M2

eingegeben und das wertniedrigste Bit (LSB) in den Speicher MI eingegeben.

Zu einem Zeitpunkt t₁ wird vor dem Erzeugen eines Teilbild-Schaltsignals FC der Multiplexer MPX so geschaltet, 20

daß die Daten aus dem Speicher M1 gewählt werden. Zugleich wird das Schaltsignal FC in die monostabile Kippstufe MM eingegeben, um ein Schaltsignal GT zu erzeugen, wodurch das UND-Glied AND durchgeschaltet wird und vier Taktsignaleinheiten des Taktsignals CK von dem UND-Glied als Zeilenabtastsignal F an den Zähler CNT abgegeben werden. Bei der ersten Taktsignaleinheit schaltet der Zähler CNT die Treiberschaltung DR5 ein. Zu diesem Zeitpunkt werden die Daten der ersten Zeile des Speichers M1

in das Schieberegister SR eingegeben, wodurch nur die 30

Treiberschaltung DR3 eingeschaltet wird. Infolgedessen wird nur das Flüssigkristall-Bildelement A₁, auf den Dunkelwert eingestellt, während die anderen Flüssigkristall-Bildelemente A₁₁, A₁₂ und A₁₄ auf den Hellwert eingestellt werden. Dann wird das Zeilenabtastsignal F auch in eine (nicht gezeigte) Steuereinheit als Speicher-

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zeilen-Schaltsignal eingegeben, wodurch in das Schieberegister SR aus dem Speicher MI die nächsten Daten der zweiten Zeile eingegeben werden. Bei dem nachfolgenden

Zeilenabtastsignal F wird die Treiberschaltung DR6 einge-5

schaltet, während zugleich die Daten der zweiten Zeile des Speichers M1 jeweils in die Treiberschaltungen DR1 bis DR4 eingegeben werden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Treiberschaltungen DR2, DR3 und DR4 eingeschaltet, wodurch die Bildelemente A₀₀, A₀, und A₀. auf den Dunkelwert eingestellt werden, während das Bildelement A₇₁ auf den Hellwert eingestellt wird. Diese Betriebsvorgänge werden hinsichtlich der dritten und der vierten Zeile wiederholt.

Wenn in den Zähler CNT das vierte Zeilenabtastsignal F eingegeben wird, gibt der Zähler CNT an die (nicht gezeigte Steuereinheit) ein Speicherschaltsignal MC ab, durch das der Speicher M2 in Betrieb gesetzt wird und der

Betriebsvorgang für das zweite Teilbild beginnt. Zu 20

diesem Zeitpunkt werden die bei dem Betriebsvorgang für

das erste Teilbild eingestellten jeweiligen Zustände der Bildelemente aufrechterhalten, da jedes Bildelement ein ferroelektrisches Flüssigkristall mit nichtschraubenförmiger Struktur bzw. ohne Helixstruktur und mit Speicher-25

eigenschaft enthält.

Weiterhin werden bei dem zweiten Teilbild durch das Teilbild-Schaltsignal FC von dem Multiplexer MPX die Daten aus dem Speicher M2 gewählt, während mit dem entsprechenden Schaltsignal GT das Zeilenabtastsignal F in den Zähler CNT und in das Schieberegister SR eingegeben wird. Danach erfolgt die Zeilenabtastung im gleichen Zyklus wie bei dem ersten Teilbild, wodurch die jeweils entsprechenden Bildelemente in den Dunkelzustand oder den Hellzu-35

stand eingestellt werden und diese jeweiligen Sichtan-

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zeigezustände für eine Periode aufrechterhalten werden, die doppelt so lang ist wie die erste Teilbildperiode.

Der Betriebsvorgang bei dem dritten Teilbild wird auf 5

gleichartige Weise ausgeführt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind gleichartig zu den Wertigkeiten der jeweiligen Bits der Gradationsdaten die Verhältnisse zwischen den Perioden des ersten, des zweiten und des dritten Teilbilds zu 1:2:4 gewählt. Daher beträgt gemäß Fig. 5D beispielsweise der Gradationsdatenwert für das Bildelement A^ "2", so daß das Bildelement A₁₁ nur während der zweiten Teilbildperiode und damit für 2/7 der einen Vollbildperiode auf den Dunkelwert geschal-

tet wird. Das Bildelement A~. hat den Gradationsdatenwert

"5", so daß es während der ersten und der dritten Teilbildperiode auf den Dunkelwert eingestellt wird, während es in der zweiten Teilbildperiode auf dem Hellwert gehalten wird, so daß es für 5/7 der einen Vollbildperiode in 20

den Dunkelzustand versetzt wird. Ferner hat das Bildelement A.~ den Gradationsdatenwert "7", so daß es über alle Teilbildperioden in den Dunkelzustand versetzt wird. Infolgedessen ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Sichtanzeige mit 8 Gradationswerten im Bereich von 0 bis

7 ermöglicht.

Gemäß den vorstehenden Ausführungen kann eine scheinbare Halbtönung dadurch herbeigeführt werden, daß ein Sichtanzeige-Tastverhältnis oder Einschaltverhältnis, nämlich 30

der Anteil einer Anzeigeperiode in einer einzelnen Vollbildperiode gesteuert wird (wie z.B. der Anteil einer Hellzustand-Periode oder einer Dunkelzustand-Periode).

Nach dem Abschluß des Betriebsvorgangs für das dritte 35

Teilbild, nämlich des Betriebsvorgangs für ein Vollbild

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werden die Speicher M1 bis M3 mittels der SteuerSammelleitung CB und der Datensammelleitung DB neu eingeschrieben, wobei in die Speicher die Daten für das nächste

Vollbild eingespeichert werden. Bei diesem Ausführungs-5

beispiel ist zwar das eine Vollbild in drei Teilbilder aufgeteilt, jedoch kann eine Halbtönungswiedergabe dadurch herbeigeführt werden, wenn ein Vollbild in mehrere, nämlich zwei oder mehr Teilbilder aufgeteilt wird. Ferner werden sich ändernde Wertigkeiten, nämlich vorzugsweise Wertigkeiten in geometrischer Reihe (wie beispielsweise 1:2:4:....:2ⁿ, wobei η eine positive ganze Zahl ist) den jeweiligen Teilbildperioden in den gleichen Anteilen wie die den Datenbits zugeordneten Wertigkeiten

zugeordnet. Den jeweiligen Teilbildperioden kann jedoch 15

auch die gleiche Wertigkeit zugeordnet werden, nämlich die gleiche Dauer.

Die Fig. 7A und 7B zeigen jeweils elektrische Signale, die an Abtastleitungen B₁, B-, B., und B₄ angelegt werden, wobei die Fig. 7A die Kurvenform eines Abtastsignals zeigt, während die Fig. 7B die Kurvenform eines Signals ohne Abtastung bzw. außerhalb der Abtastung zeigt. Die Fig. 7C und 7D zeigen jeweils Bildsignale, die an Datenleitungen D₁, D₉, D₇ und D₄ angelegt werden, wobei die ^ ■

Fig. 7C die Kurvenform eines Signals zeigt, mit dem ein Bildelement, das bistabiles ferroelektrisches Flüssigkristall enthält, beispielsweise in dessen Hellzustand gesteuert wird, während die Fig. 7D die Kurvenform eines

Signals zum Einstellen des Dunkelzustands zeigt. Hierbei 30'.

wird eine Schwellenspannung, die einen ersten stabilen

Zustand einer Flüssigkristallzelle mit Bistabilität ergibt, als V^₁ bezeichnet (Schwellenwert für die Einstellung des Hellzustands), während eine Schwellenspannung für das Einstellen eines zweiten stabilen Zustands 35

der Flüssigkristallzelle mit ~V_tu₂ bezeichnet wird

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(Schwellenwert für den Dunkelzustand); das in Fig. 7A gezeigte Abtastsignal ist eine wechselnde Spannung mit einer Spannung V. während einer Phase (Zeit) t- und einer Spannung -V₁ während einer Phase (Zeit) t₉. Durch das ' - l ■

Anlegen einer solchen wechselnden Spannung als Abtastsignal ist es möglich, eine wichtige Wirkung insofern zu erzielen, als das Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten stabilen Zustand des Flüssigkristalls, die jeweils dem optischen Hellzustand bzw. Dunkelzustand ent-10

sprechen, auf schnelle Weise erreicht wird. Andererseits

werden die Abtastleitungen, an die kein Abtastsignal angelegt wird, in den geerdeten Zustand versetzt bzw. mit Masse verbunden, so daß das daran erscheinende elektrische Signal "0" ist.
15

Ferner wird an eine jeweilige Datenleitung zum Erreichen des Hellzustands eines Bildelements eine Spannung V- bzw. zum Erreichen des Dunkelzustands eine Spannung -V₂ angelegt.

In diesem Fall werden die Spannung V₁ und V₂ derart gewählt, daß folgende Bedingungen erfüllt sind: V₂, (V₁-V₂) < V_th1 < V₁ + V₂ und

-(V₁₊V₂) < -v_th2 < -V₂, -CV₁-V₂).

Die Kurvenformen der an den jeweiligen Bildelementen anliegenden Spannungen sind in den Fig. 8A bis 8D gezeigt.

Die Fig. 8A zeigt die Kurvenform der Spannung, die an einem Bildelement anliegt, welches an einer Abtastleitung, an der das in Fig. 7A gezeigte Abtastsignal angelegt ist, sowie an einer Datenleitung liegt, an die synchron mit dem Abtastsignal das in Fig. 7C gezeigte Bildsignal angelegt ist. Somit wird an dieses Bildelement während der

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Phase t₂ die Spannung V^+V₂■angelegt, die die Schwellenspannung V_tn1 übersteigt. Ferner wird gemäß Fig. 8B eine Spannung -(V^V₂), die die Schwellenspannung -V_tn2

übersteigt, während der Phase t. an ein Bildelement ange-5

legt, das an der gleichen Abtastzeile liegt und an das synchron mit dem Abtastsignal das in Fig. 7D gezeigte Bildsignal angelegt wird. Demgemäß werden in Abhängigkeit davon, ob eine Spannung V- oder eine Spannung -V₂ an eine

Datenleitung an einer Abtastleitung angelegt wird, an die 10

das Abtastsignal angelegt ist, die Flüssigkristallmoleküle entweder in den ersten stabilen Zustand zum Bilden des Hellzustands oder in den zweiten stabilen Zustand zum Bilden des Dunkelzustands ausgerichtet. In einem jeden Fall besteht für die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle kein Zusammenhang zu den jeweils vorangehenden Zuständen der jeweiligen Bildelemente.

Andererseits beträgt gemäß den Fig. 8C und 8D die Spannung, die an den Bildelementen einer Abtastleitung an-20

liegt, an die das in Fig. 7B gezeigte Signal außerhalb

der Abtastung bzw. Abtastleersignal angelegt wird, entweder V- oder -V₂, so daß die Spannung nicht die Schwellenspannungen übersteigt. Demgemäß ändern die Flüssigkristallmoleküle in den jeweiligen Bildelementen nicht 25

ihre Ausrichtungszustände, sondern behalten die bei dem

vorangehenden Schritt hervorgerufenen Signalzustände bei. D.h., wenn an eine einzelne Abtastleitung ein Abtastsignal angelegt wird, werden die dieser einen Leitung entsprechenden Signale eingeschrieben, wobei die Signalzu-30

stände während einer Vollbildperiode oder einer Teilbildperiode, nämlich bis zum Anlegen eines nachfolgenden Abtastsignals an die gleiche Abtastleitung aufrechterhalten werden können.

Infolgedessen ergibt sich auch dann, wenn die Anzahl der

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Abtastleitungen gesteigert wird, keine wesentliche Änderung des Einschaltfaktors bzw. Einschaltverhältnisses, so daß sich keinerlei Verringerung des Kontrasts ergibt. In diesem Fall liegen die iferte für V₁ und V₇ sowie ^der Wert der Phase (t.+t-) = T jeweils in den Bereichen von 3 V bis 70 V bzw. von 0,1 με bis 2 ms, wobei sie sich in Abhängigkeit von dem Flüssigkristallmaterial und der Dicke der verwendeten Zelle ändern. Hierbei besteht ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen 10

Ansteuerungsverfahrens darin, daß an eine Abtastleitung als Abtastsignal ein beispielsweise zwischen +V. und -V₁ wechselndes Spannungssignal angelegt wird, um den Wechsel von einem ersten stabilen Zustand (einem Hellzustand bei der Umsetzung in ein optisches Signal) auf einen zweiten stabilen Zustand (einen Dunkelzustand bei der Umsetzung in ein optisches Signal) und umgekehrt zu erleichtern. Ferner werden an die Datenleitungen voneinander verschiedene Spannungen angelegt, um die Hellzustände bzw. die

Dunkelzustände zu erreichen.
20

Bei diesem Beispiel für die Ansteuerung ist es vorteilhaft, Spannung Vqmi und \ ^r _Oj,₇ für das Ausrichten der Flüssigkristallmoleküle in den ersten bzw. zweiten

stabilen Zustand an angewählten Punkten und eine an nicht 25

angewählten Punkten angelegte Spannung V_Qp_F so zu wählen, daß sie sich so weit wie möglich von den mittleren Schwellenspannungen V., .. und V_fc, ₇ unterscheiden. Es wurde festgestellt, daß es bei Abweichungen der Eigenschaften

zwischen verschiedenen Vorrichtungen und innerhalb einer 30

einzigen Vorrichtung im Hinblick auf die Stabilität vorteilhaft ist, wenn IVq.,..! und I V_0n-' doppelt so groß
wie iVnppf oder größer sind. Zum Erreichen dieser Bedingungen für die angelegten Spannungen bei dem anhand der Fig. 7 und 8 erläuterten Ansteuerungsverfahren, bei dem ein schneller Übergang zwischen den beiden stabilen

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Zuständen herbeigeführt wird, ist es vorteilhaft, während der Phase t₂ eine Spannung Iv₁-V₂I (Fig. 8B), die an Bildelementen, die keine Information erhalten sollen, an

einer mit dem Abtastsignal beaufschlagten Abtastleitung 5

und einer nicht gewählten Datenleitung anliegt, in der Weise zu wählen, daß sie ausreichend weit von Vqni abliegt, nämlich im einzelnen Vq_N1/1,2 oder weniger beträgt. Nimmt man die in Fig. 8 dargestellte Ausführung als Beispiel, so gilt hierfür die folgende Bedingung:

1 < Iv₁Ct)) / IV₂I < 10.

Ferner ist es bei Verallgemeinerung dieser Bedingung nicht erforderlich, daß eine an einem jeweiligen Bildelement anliegende Spannung bzw. ein an einer jeweiligen 15

Elektrode anliegendes elektrisches Signal symmetrisch oder stufenförmig ist. Zum Ausdrücken der vorstehend genannten Bedingung in allgemeiner Weise derart, daß solche Fälle mit eingeschlossen sind, sei angenommen, daß

der Maximalwert eines an Abtastleitungen innerhalb der 20

Phase t..+t₂ angelegten elektrischen Signals (der Spannung in bezug auf Massepotential) V₁(t) _QV ist, dessen Minimalwert V₁(t) _in ist, ein an eine gewählte Datenleitung entsprechend der zuzuführenden Information angelegtes elektrisches Signal V-, ist und ein elektri- ^L

sches Signal, das an einer nicht gewählten Datenleitung

anliegt, an der keine Information zugeführt wird, gleich V- ist, wobei jeweils Spannungen in bezug auf Massepotential angegeben sind. Bei diesen Werten ist es vorteilhaft, für eine stabile bzw. gleichmäßige Ansteuerung die 30

folgenden Bedingungen einzuhalten:

¹ / ^|V2> < ¹⁰

/ '^V2< < ¹⁰

/ I ^V2al < ¹⁰

¹ < ^IV1^(t)minl / l.^v _2al <■ ¹⁰

-30- DE 5091

In der Fig. 9 ist auf der Abszisse ein Verhältnis k eines an Abtastleitungen angelegten elektrischen Signals V. zu einem an Signalelektroden anliegendem elektrischen Signal ^ V₇ aufgetragen, das sich gemäß dem anhand der Fig. 8A bis 8D erläuterten Ausfuhrungsbeispiel ändert. Im einzelnen zeigt die grafische Darstellung in Fig. 9 die Änderungen der Verhältnisse einer maximalen Spannung IV.j+V-1 , die an einem gewählten Punkt (zwischen einer gewählten Datenleitung und einer gewählten oder nicht gewählten Abtastleitung) anliegt, zu einer Spannung I V-I ,die einem nicht gewählten Punkt (zwischen einer nicht gewählten Datenleitung und einer gewählten oder nicht gewählten Abtastleitung) anliegt, sowie zu einer Spannung iV^-V-t I > die während der in Fig. 8A gezeigten Phase t₁ (bzw. der in Fig. 8B gezeigten Phase t₂) anliegt (wobei jeweils der Absolutwert angegeben ist). Wie aus dieser grafischen Darstellung hervorgeht, ist es vorteilhaft, wenn das Verhältnis k = IV₁ZV₂I größer als 1 ist und vorzugsweise in

einem Bereich liegt, der durch die Ungleichung 1 < k < 10 20

ausgedrückt ist.

Für das erste Teilbild bei dem vorstehend beschriebenen Gradations-Sichtanzeigevorgang kann eine Folge von Einschreibevorgängen mit elektrischen Signalen angewandt 25

werden, die der vorstehend genannten Bedingung genügen.

Danach werden in der zweiten und der dritten Teilbildperiode ähnliche Signalkurvenformen wie in der ersten

Teilbildperiode zum Wechseln von "Schwarz" auf "Weiß" 30

oder von "Weiß" auf "Schwarz" an gewünschten Bildelementen entsprechend den Gradationsdaten angelegt, wodurch die vorangehend beschriebene Gradations-Sichtanzeige erreicht werden kann.

Als Umkehrungs- bzw. Wechselsignale für das zweite und

-31- DE 5091

das dritte Teilbild können auch die in den Fig. 10A bis IOD gezeigten Signale verwendet werden. Die Fig. 1OA zeigt ein Wahl-Abtastsignal, das während der Phase t.. in

Verbindung mit einem in Fig. 1OC gezeigten Signal eine 5

Umkehrungssignalspannung (-2V₀) zum Umsetzen eines

Schwarz-Bildelements in ein Weiß-Bildelement und während der Phase t₂ in Verbindung mit einem in Fig. 10D gezeigten Signal ein Umkehrungssignal (2Vq) für das Umsetzen eines Weiß-Bildelements in ein Schwarz-Bildelement IO

ergibt. Die Fig. 1OB zeigt ein Leerwahl-Abtastsignal bzw. Abtastpausensignal. An die Bildelemente an den Abtastleitungen, an die das Abtastpausensignal angelegt wird, wird eine Spannung V_Q oder -V_Q unterhalb der jeweiligen Schwellenspannung angelegt, wodurch die Bildelemente ihre vorherigen Anzeigezustände beibehalten. Infolgedessen kann durch das selektive Anlegen der Umkehrungsspannungen -2Vq oder 2V_Q an gewünschte Bildelemente entsprechend den Gradationsdaten die Gradations-Sichtanzeige herbeigeführt

werden.
20

In diesem Fall können die Einschreibeperioden für das zweite und das dritten Teilbild gleich der Einschreibeperiode für das erste Teilbild gewählt werden (wie beispielsweise zu 1/210 s). Im einzelnen werden auch dann, 25

wenn die Einschreibeperioden für das zweite und das

dritte Teilbild jeweils gleich denjenigen für das erste Teilbild sind, die Sichtanzeigezustände für das zweite und das dritte Teilbild während der jeweiligen Teilbildperioden aufrechterhalten, wobei aber die zweite und die 30

dritte Teilbildperiode unabhängig gewählt werden können, wie beispielsweise auf das zweifache bzw. vierfache der ersten Teilbildperiode.

-32- DE 5091

Anhand der Zeichnung wird nun eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahrens beschrieben.

Die Fig. 11 zeigt schematisch die Anordnung von Elektroden einer Zelle 111 mit einer Matrix aus Abtastleitungen 112 und Datenleitungen 113, zwischen die ein (nicht gezeigtes) ferroelektrisches Flüssigkristall mit bistabilem Verhalten eingefügt ist.

Die Fig. 12A und 12B zeigen jeweils ein Wahl-Abtastsignal und ein Leerwahl-Abtastsignal bzw. Abtastpausensignal. Die Fig. 12C zeigt ein als Weißsignal bezeichnetes elektrisches Signal, mit dem das ferroelektrische Flüssigkristall in einen ersten stabilen Zustand gesteuert wird, während die Fig. 12D ein als Schwarzsignal bezeichnetes elektrisches Signal zeigt, mit dem das Flüssigkristall in den zweiten stabilen Zustand gesteuert

wird.
20

Zuerst wird gemäß der aus den Fig. 13A und 13B zusammengesetzten Fig. 13 in einer Löschperiode Q₁ an alle Abtastleitungen 112 oder einen Teil derselben das Abtastsignal angelegt, während synchron mit dem Abtastsignal an 25

alle Datenleitungen 113 oder einen Teil derselben das Weißsignal angelegt wird. In einer darauffolgenden Einschreibeperiode Q-, die dem vorangehend genannten ersten Teilbild entsprechen kann, wird das Schwarzsignal an vorbestimmte Teile gemäß Fig. 11 angelegt (Schwarzbildelemente). Die Fig. 13 zeigt die Kurvenformen der jeweils an Bildelementen A bzw. B gemäß Fig. 11 anliegenden Spannungen (Fig. 13B) und die elektrischen Signale, die an die Abtastleitungen 112 (Fig. 13A) bzw. die Datenleitungen 113 (Fig. 13B) angelegt werden.
35

-33- DE 5091

Eine Spannung V_Q wird so gewählt, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind:

^V0 < ^Vth1 < ²V ^und

"^V0 > ~^Vth2 > -^2V0-

Wie aus der Fig. 13 ersichtlich ist, wird daher an alle Bildelemente an den Abtastleitungen, an die das Abtastsignal angelegt ist, (oder im Falle des teilweise Umschreibens an die neu zu beschriftenden Bildelemente) während der Phase t. die Spannung -2V_Q angelegt, so daß das ferroelektrische Flüssigkristall in den ersten stabilen Zustand gesteuert wird. Während der Phase t_? wird an die Bildelemente die Spannung V_n angelegt, die unterhalb von V^-j- liegt, so daß der erste Zustand

(Weißzustand) aufrechterhalten werden kann, in den das 15

Flüssigkristall während der Phase t₁ gesteuert wurde. Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden während der Löschperiode Q- alle Bildelemente zunächst durch das Weißsignal auf "Weiß" gelöscht. Danach wird während der Einschreibeperiode Q- an die Datenleitungen synchron mit dem Abtastsignal das Schwarzsignal angelegt, so daß nur die vorbestimmten Bildelemente "schwarz" werden. Auf diese Weise wird ein einzelnes Schwarzweißbild erzeugt. In diesem Fall wird an das Bildelement, an das das Schwarzsignal angelegt wird, während einer Phase t,a die ^l

Spannung 2V„ angelegt, nachdem während einer Phase t-a die Spannung -2V₀ angelegt wurde. Da 2V_Q > V_tnl- gilt, wird das ferroelektrische Flüssigkristall, das während der Phase t.a in den ersten stabilen Zustand ausgerichtet wurde, während der Phase t_a in den zweiten stabilen ^L

Zustand gesteuert, so daß es infolgedessen "schwarz" wird.

Die Spannung V und die Phase T (= t^+t-) sind von dem

verwendeten Flüssigkristall und der Dicke der Zelle 35

abhängig, jedoch liegt im allgemeinen die Spannung im

-34- DE 5091

Bereich von 3 bis 70 V, während die Phase im Bereich zwischen 0,1 με und 2 ms liegt.

Die aus den Fig. 14A und 14B zusammengesetzte Fig. 14 ist 5

eine Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels für das erfindungsgemäße Ansteuerungsverfahren. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird an die Abtastelektroden 112 gemäß Fig. 11 aufeinanderfolgend ein Abtastsignal angelegt und synchron mit dem Abtastsignal an die Datenleitungen 113 ein Weißsignal angelegt, so daß das ganze Bild während einer Löschperiode Q₁ zunächst einmal "weiß" wird. In diesem Fall wird an das jeweilige Bildelement während der Phase t. die Spannung -2V_n angelegt und dann während der Phase t₉ die Spannung V_n, die niedriger als die Schwellenspannung V-V₁ ist. Infolgedessen wird das ferroelektrische Flüssigkristall während der Phasen tj und t₉ in den ersten stabilen Zustand ausgerichtet und in diesem gehalten. Danach wird während einer nachfolgenden Einschreibeperiode Q„ nur an vorbestimmte ^L

Bildelemente das Schwarzsignal angelegt. An das betreffende Bildelement (Schwarzbildelement B gemäß Fig. 11), an das das Schwarzsignal angelegt wird, wird während einer Phase t-a die Spannung 2V_Q und danach während einer Phase t₉a die Spannung 2V_n angelegt. Infolgedessen wird das ferroelektrische Flüssigkristall in dem Bildelement in den zweiten stabilen Zustand ausgerichtet. An das Bildelement A werden die Spannungen -V_n und V_n angelegt, wobei V« die vorstehend genannten Bedingungen ^V0 < ^Vth1 < ²V ^und -^V0 > ^Vth2 > "2V

erfüllt, so daß das Bildelement A nicht auf "Schwarz" umgestellt wird.

Auf diese Weise wird während der vorstehend erläuterten Betriebsvorgänge in der Einschreibeperiode Q₀ der Ein- ^Δ

schreibevorgang für ein erstes Teilbild abgeschlossen.

-35- DE 5091

Danach werden in der zweiten und der dritten Teilbildperiode synchron mit den Abtastsignalen wie den in Fig. 12A und 12B gezeigten, die bei dem ersten Teilbild (in der Einschreibeperiode Q₉) eingesetzt werden, Signale wie die in den Fig. 12C und 12D gezeigten an gewünschte Bildelemente angelegt, um die Umkehrung bzw, Umstellung von "Schwarz" auf "Weiß" oder von "Weiß" auf "Schwarz" herbeizuführen, wodurch die vorangehend erläuterte Gradations-Sichtanzeige erreicht werden kann.

Es ist ersichtlich, daß für die Umstellung an den gewünschten Bildelementen im zweiten und dritten Teilbild statt der in den Fig. 12A bis 12D gezeigten Signale (nämlich der in Fig. 13 gezeigten Signaleinheiten) die in den Fig. 10A bis 1OD gezeigten Umkehrungssignale verwendet werden können (nämlich die in Fig. 14 gezeigten Signaleinheiten).

Hierbei können die Einschreibeperioden für das zweite und 20

das dritte Teilbild gleich der Einschreibeperiode für das erste Teilbild gewählt werden (wie z.B. zu 1/210 s). Im einzelnen werden selbst dann, wenn die Einschreibeperioden für das zweite und das dritte Teilbild jeweils gleich

derjenigen für das erste Teilbild sind, die Sichtanzeige-25

zustände für das zweite und das dritte Teilbild während der jeweiligen Teilbildperioden aufrechterhalten, wobei aber die zweite und die dritte Teilbildperiode unabhängig gewählt werden können, wie beispielsweise zweimal bzw.

dreimal so lang wie die erste Teilbildperiode. 30

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Ansteuerungsverfahren wird anhand der Fig. 15 erläutert.

Die Fig. 15 ist eine schematische Ansicht einer Zelle 151 35

mit einer Elektrodenmatrix aus Abtastleitungen 152 und

-36- DE S091

Datenleitungen 153, zwischen die ein bistabiles ferroelektrisches Flüssigkristall eingefügt ist. Zur kurzen Erläuterung wird ein einfacher Fall beschrieben, bei dem

binäre Signale für Schwarz und Weiß angezeigt werden. In 5

der Fig. 15 stellen strichlierte Bildelemente A Schwarzbildelemente dar, während leergelassene Bildelemente C Weißbildelemente darstellen. Die Fig. 16A zeigt ein elektrisches Signal, das an eine gewählte Abtastleitung angelegt wird; die Fig. 16B zeigt ein elektrisches Signal, das an die anderen Abtastelektroden bzw. Abtastleitungen (nicht gewählten Abtastleitungen) angelegt wird; die Fig. 16C und 16D zeigen jeweils elektrische Signale, die an eine gewählte Datenleitung (für "Schwarz") angelegt werden. Im einzelnen zeigt die Fig. 16C ein elektrisches Signal, das an eine gewählte Datenleitung angelegt wird, wenn das vorangehende elektrische Signal das Signal für "Schwarz" war, während die Fig. 16D ein elektrisches Signal zeigt, das an eine gewählte

Datenleitung angelegt wird, wenn das vorangehende 20

elektrische Signal das Signal für "Weiß" war. Die Fig.

16E und 15F zeigen elektrische Signale, die an die nicht gewählten Signalelektroden bzw. Datenleitungen (für "Weiß") angelegt werden. Im einzelnen zeigt die Fig. 16E ein elektrisches Signal, das an nicht gewählte Datenleitungen angelegt wird, an denen das vorangehende elektrische Signal das Signal für "Schwarz" war, während die Fig. 16F ein elektrisches Signal zeigt, das an die nicht gewählten Datenleitungen angelegt wird, an denen das

vorangehende elektrische Signal das Signal für "Weiß" 30

war.

In einer Phase T werden zunächst einmal alle Bildelemente in einer einzelnen Abtastzeile "weiß", wonach in einer Phase T ein Informationssignal eingeschrieben wird. η

Bei diesem Ausführungsbeispiel gilt T=T= Δι. Die Fig.

-37- DE 5091

17 zeigt Ansteuerungskurvenformen bei der Sichtanzeige des in Fig. 15 gezeigten Musters unter Verwendung der in Fig. 16 gezeigten elektrischen Signale. Die Fig. 17 zeigt bei B₁ bis B₁. Signale, die an die Abtastleitungen ' ·>

angelegt werden, bei D. und D, Signale, die an Datenleitungen D₁ bzw. D, angelegt werden, und bei A und C Kurvenformen von Spannungen, die an den in Fig. 15 gezeigten Bildelementen A bzw. C anliegen. Eine Schwellenspannung, die bei dem Anlegen über die Zeitdauer At das bistabile Flüssigkristall in einen ersten stabilen Zustand ausrichtet (bei dem ein Bildelement "Weiß" wird), wird mit -V.«- bezeichnet, während eine Schwellenspannung, bei deren Anlegen über die Zeitdauer At das bistabile Flüssigkristall in den zweiten stabilen Zustand gesteuert wird (bei dem das Bildelement "Schwarz" wird), mit V , .. bezeichnet wird. Dabei wird ein Wert V_fi so gewählt, daß folgende Bedingungen erfüllt sind:

^V0 < ^Vth1 < ^2V0 ^und
-^2V0 < -^Vth2 < "V

Wie aus der Fig. 17 ersichtlich ist, werden zunächst einmal alle Bildelemente an einer einzelnen Abtastelektrode bzw. Abtastleitung auf "Weiß" gebracht, wonach

entsprechend der Information "Schwarz" oder "Weiß" 25

gewählt wird. Im Falle eines Bildelements, das "Schwarz" darstellt, tritt die Umkehrung bzw. Umstellung von "Weiß" auf "Schwarz" auf, wodurch die Information eingeschrieben wird. Wenn innerhalb einer vorbestimmten Phase (Zeitperiode) gerade das Einschreiben der Informationen in die .

Bildelemente einer einzelnen Abtastzeile (N-te Zeile) vorgenommen wird, wird gleichzeitig damit ein Betriebsvorgang ausgeführt, durch den alle Bildelemente auf der nächste Abtastzeile ((N+1)-ten Zeile) auf "Weiß" gebracht

werden. Auf diese Weise kann ein einzelner Einschreibe-35

Vorgang das Einschreiben eines einzelnen Bilds herbeige-

-38- DE 5091

führt und als der in Fig. 6 gezeigte Betriebsvorgang für das erste Teilbild ausgeführt werden.

Danach werden in der zweiten und der dritten Teilbild-5

periode ähnliche Signalkurvenformen wie in der ersten Teilbildperiode zum Wechseln von "Schwarz" auf "Weiß" oder von "Weiß" auf "Schwarz" an gewünschten Bildelementen entsprechend den Gradationsdaten angelegt, wodurch die vorangehend beschriebene Gradations-Sichtanzeige

1O₁₁₁

erreicht werden kann.

Als Umkehrungs- bzw. Wechselsignale für das zweite und das dritte Teilbild können auch die in den Fig. 10A bis 1OD gezeigten Signale verwendet werden. Die Fig. 10A zeigt ein Wahl-Abtastsignal, das während der Phase t₁ in Verbindung mit einem in Fig. 10C gezeigten Signal eine Umkehrungssignalspannung (-2V₀) zum Umsetzen eines Schwarz-Bildelements in ein Weiß-Bildelement und während der Phase t~ in Verbindung mit einem in Fig. 10D gezeigten Signal ein Umkehrungssignal (2V_n) für das Umsetzen eines Weiß-Bildelements in ein Schwarz-Bildelement ergibt. Die Fig. 10B zeigt ein Leerwahl-Abtastsignal bzw. Abtastpausensignal. An die Bildelemente an den Abtastleitungen, an die das Abtastpausensignal angelegt wird, wird 25

eine Spannung V_Q oder -Vq unterhalb der jeweiligen Schwellenspannung angelegt, wodurch die Bildelemente ihre vorherigen Anzeigezustände beibehalten. Infolgedessen kann durch das selektive Anlegen der Umkehrungsspannungen -2V_Q oder 2V_Q an gewünschte Bildelemente entsprechend den Gradationsdaten die Gradations-Sichtanzeige herbeigeführt werden.

In diesem Fall können die Einschreibeperioden für das

zweite und das dritten Teilbild gleich der Einschreibe-35

periode für das erste Teilbild gewählt werden (wie bei-

-39- DE 5091

spielsweise zu 1/210 s). Im einzelnen werden auch dann, wenn die Einschreibeperioden für das zweite und das dritte Teilbild jeweils gleich denjenigen für das erste Teilbild sind, die Sichtanzeigezustände für das zweite und das dritte Teilbild während der jeweiligen Teilbildperioden aufrechterhalten, wobei aber die zweite und die dritte Teilbildperiode unabhängig gewählt werden können, wie beispielsweise auf das zweifache bzw. vierfache der ersten Teilbildperiode.

Ein weiteres Beispiel für das Einschreiben nach dem erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahren ist in den Fig. 18 und 19 gezeigt. Die Fig. 18A zeigt ein elektrisches

Signal, das an eine gewählte Abtastleitung angelegt wird, 15

während die Fig. 18B ein elektrisches Signal zeigt, das an nicht gewählte Abtas!leitungen angelegt wird. Die Fig. 18C bis 18F zeigen elektrische Signale, die an die Datenleitungen angelegt werden. Hierbei zeigen die Fig. 18C und 18E Informationssignale, die angelegt werden, wenn das vorangehende Signal das Signal für "Schwarz" war, während die Fig. 18D und 18F Informationssignale zeigen, die angelegt werden, wenn das vorangehende Signal das Signal für "Weiß" war. In den Fig. 18C und 18D ist gezeigt, daß in einer Phase T ein Informationssignal V_n

^υ

zur Darstellung von "Schwarz" angelegt wird, während in den Fig. 18E und 18F gezeigt ist, daß in der Phase T ein Informationssignal -V_fl zur Darstellung von "Weiß" angelegt wird.

Die Fig. 19 zeigt Ansteuerungskurvenformen bei der Sichtanzeige des in Fig. 15 gezeigten Musters. Die Fig. 19 zeigt bei B. bis B₅ Signale, die an die Abtastleitungen B. bis Br angelegt werden, bei D₁ und D, Signale, die an Datenleitungen D₁ bzw. D, angelegt werden, und bei A und ' ^

C Kurvenformen von Spannungen, die jeweils an den in Fig. 15 ge

-40- DE 5091

zeigten Bildelementen A bzw. C anliegen.

Gemäß der nachstehenden ausführlichen Erläuterung anhand

der Fig. 20 und 21 wird bei einem Ausführungsbeispiel für 5

das Einschreiben nach dem erfindungsgemäßen Ansteuerungs-

2
verfahren eine Hilfssignalphase T vorgesehen, um das fortgesetzte Errichten eines elektrischen Felds in einer Richtung zu vermeiden.

Die Fig. 2OA zeigt ein elektrisches Signal, das an eine gewählte Abtastleitung angelegt wird, während die Fig. 2OB ein elektrisches Signal zeigt, das an nicht gewählte Abtastleitungen angelegt wird. Gemäß der Darstellung in

den Fig. 2OC bis 2OF werden während einer Phase T an 15

Datenleitungen Signale mit einer Polarität angelegt, die zu derjenigen von in einer Phase T angelegten Informationssignalen entgegengesetzt ist (die in den Fig. 2OC und 2OD die Signale für "Schwarz" und in den Fig. 20E und

20F die Signale für "Weiß" sind). Dies wird im Zusammen-20

hang mit der Sichtanzeige des in Fig. 15 gezeigten Musters ausführlicher beschrieben. Bei dem Ansteuerungs-

2
verfahren ohne die Phase T wird durch das Abtasten der Abtastleitung B. das Bildelement A "Schwarz", jedoch

entsteht ein Problem dadurch, daß auf unregelmäßige bzw. 25

fehlerhafte Weise das Bildelement A auf "Weiß" umgestellt werden kann, da während der aufeinanderfolgenden Abtastung der Abtastleitungen B₂, B₃ usw. fortgesetzt an die Datenleitung D₁ und damit an das Bildelement A das elektrische Signal -V_n angelegt wird. Falls jedoch gemäß ^υ 2

der vorstehenden Beschreibung die Hilfssignalphase T vorgesehen ist, entsteht kein solches Problem durch "Obersprechen", was aus den in Fig. 20 gezeigten zeitlich seriellen Signalen deutlich wird.

Die Fig. 20C und 20E zeigen elektrische Signale, die

-41- DE 5091

angelegt werden, wenn das vorangehende Signal das Signal

für "Schwarz" war, während die Fig. 2OD und 20F elektrische Signale zeigen, die angelegt werden, wenn das vorangehende Signal das Signal für "Weiß" war.
5

Die Fig. 21 zeigt Ansteuerungskurvenfomen bei der Sichtanzeige des in Fig. 15 gezeigten Musters. Die Fig. 21 zeigt bei B- bis Br Signale, die an die Abtastleitungen B₁ bis B₁- angelegt werden, bei D₁ und D_x Signale, die an ίο

Datenleitungen D₁ bzw. D, angelegt werden, und bei A und C Kurvenformen von Spannungen, die jeweils an den in Fig. 15 gezeigten Bildelementen A bzw. C anliegen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für das Einschreiben 15

nach dem erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahren wird anhand der Fig. 22 und 23 beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Spannungen V_Q, V.v-, und V., ₂ so gewählt, daß folgende Bedingungen eingehalten sind:

^V0 < ^Vth1 <' ^3V0 ^und

-^3V0 < - ^Vth2 < -V
Die Fig. 22A zeigt ein elektrisches Signal, das an eine gewählte Abtastleitung angelegt wird, während die Fig. 22B ein elektrisches Signal zeigt, das an nicht gewählte

Abtastleitungen angelegt wird.
25

Dabei hängt ein optimales Zeitintervall für die Hilfs-

2
signalphase T von der Höhe der an eine Datenleitung angelegte Spannung ab. Wenn eine Spannung mit der zur Polarität der während der Informationssignalphase T & y

angelegten Spannung entgegengesetzten Polarität angelegt wird, ist es im allgemeinen vorteilhaft, wenn beim Anlegen einer höheren Spannung die Zeitdauer der Phase T kürzer ist, während sie beim Anlegen einer niedrigeren

Spannung länger ist. Bei einer langen Zeitdauer ist 35

jedoch eine lange Zeit für das Abtasten des ganzen Bilds

-42- DE 5091

erforderlich. Infolgedessen ist es vorteilhaft, die Wahl so zu treffen, daß T² < T¹ gilt.

Die Fig. 22C bis 22F zeigen an die Datenleitungen ange-5

legte Informationssignale. Die Fig. 22C und 22E zeigen Informationssignale, die angelegt werden, wenn das vorangehende Signal das Signal für "Schwarz" war, während die Fig. 22D und 22F Informationssignale zeigen, die angelegt werden, wenn das vorangehende Signal ein Signal für "Weiß" war. Gemäß den Fig. 22C und 22D wird während der Phase T in Informationssignal V_Q für "Schwarz" und während der
angelegt.

2
rend der Phase T ein Informationssignal -V₀ für "Weiß"

Die Fig. 23 zeigt Ansteuerungskurvenformen bei der Sichtanzeige des in Fig. 15 gezeigten Musters. Die Fig. 23 zeigt bei B₁ bis Br Signale, die an die Abtastleitungen B. bis Br angelegt werden, bei D. und D·, Signale, die an Datenleitungen D₁ bzw. D₇ angelegt werden, und bei A und

' ^ύ

C Kurvenformen von Spannungen, die jeweils an den in Fig. 15 gezeigten Bildelementen A bzw. C anliegen.

Die Fig. 24 ist eine schematische Ansicht einer Zelle 241 mit einer Elektrodenmatrix aus Abtastleitungen 242 und Datenleitungen 243, zwischen die ein (nicht gezeigtes) bistabiles ferroelektrisches Flüssigkristall eingefügt ist. Zur Kürzung der Beschreibung wird ein Fall beschrieben, bei dem binäre Signale für Weiß und Schwarz

angezeigt werden. In der Fig. 24 sind strichlierte BiId-30

elemente X Schwarzbildelemente, während die anderen Bildelemente Y Weißbildelemente sind.

Die Fig. 25A bis 25D zeigen Signalkurvenformen, die während einer Phase t„ in einem ersten Schritt für das Einschreiben von "Schwarz" in alle Bildelemente oder

-43- DE 5091

einen vorgeschriebenen Teil derselben benutzt werden.

Ferner zeigen die Fig. 27A bis 27D Signalkurvenformen, die nach dem Abschließen des ersten Schritts in einem

zweiten Schritt für das Einschreiben von "Weiß" in die 5

verbliebenen Bildelemente benutzt werden.

Die Fig. 25A zeigt ein Wahl-Abtastsignal, das an die Abtastlinien während des Schwarzeinschreibeschritts angelegt wird, während die Fig. 25B ein Leerwahl-Abtastsignal bzw. Abtastpausensignal zeigt, das während des Schwarzeinschreibeschritts angelegt wird. Die Fig. 25C zeigt die Kurvenform eines Schwarzsignals, das an die Datenleitungen für das Einschreiben von Schwarz angelegt wird, während die Fig. 25D die Kurvenformen eines Signals zeigt, das an die anderen Datenleitungen angelegt wird.

Die Fig. 26A und 26B zeigen die Kurvenformen von Spannungssignalen, die in zeitlicher Aufeinanderfolge an die

Bildelemente X bzw. Y nach Fig. 24 bei dem ersten Ein-20

schreibeschritt unter Verwendung der in Fig. 25 gezeigten Signale angelegt werden.

Die Fig. 27A und 27B zeigen jeweils ein Wahl-Abtastsignal

bzw. ein Abtastpausensignal, die jeweils an die Abtast-25

leitung bei dem Einschreiben von "Weiß" angelegt werden.

Die Fig. 27C zeigt die Kurvenform eines Weißsignals, das an Datenleitungen für das Einschreiben von "Weiß" angelegt wird, während die Fig. 27D die Kurvenform eines

Signals zeigt, das während des Einschreibens von "Weiß" 30

an die jeweiligen anderen Datenleitungen angelegt wird.

Die Fig. 28A bis 28D zeigen ein weiteres Beispiel für das Einschreiben nach dem erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahren. Die Fig. 28A zeigt ein Signal, das aus einem in Fig. 25A gezeigten Abtastsignal für das Einschreiben von

-44- DE 5091

"Schwarz" mit einem nachfolgenden Signal 281 mit Wechselkurvenform besteht. Die Fig. 28B zeigt ein Signal, das aus einem in Fig. 27A gezeigten Abtastsignal für das

Einschreiben von "Weiß" und einem nachfolgenden Signal 5

282 mit Wechselkurvenform besteht. Die Fig. 28C zeigt die Kurvenform einer Signalspannung, die in zeitlicher Aufeinanderfolge an dem Bildelement X nach Fig. 24 durch die Kombination des in Fig. 28A gezeigten Abtastsignals für das Einschreiben von "Schwarz" und der in Aufeinanderfolge angeschlossenen, in den Fig. 25C und 25D gezeigten Signale für das Einschreiben von "Schwarz" anliegt. Die Fig. 28D zeigt eine Signalspannung, die in zeitlicher Aufeinanderfolge an dem Bildelement Y nach Fig. 24 durch die Kombination des in Fig. 28D gezeigten Abtastsignals und die Wiederholung des in Fig. 25D gezeigten Signals anliegt. Gleichartige zwei Arten von Spannungen gemäß den Fig. 28E und 28F für das Einschreiben von "Weiß" in der zweiten Stufe werden durch die Kombination des in Fig. 28B gezeigten Signals mit der Kombination aus den in den

Fig. 27C und 27D gezeigten Signalen bzw. mit der Wiederholung des in Fig. 27D gezeigten Signals erhalten. Das in Fig. 28E gezeigte Signal wird an ein gewünschtes Bildelement, nämlich ein Bildelement an dem Kreuzungspunkt der Abtastleitung bzw. Zeile B₁ mit der Datenleitung bzw. ^]

Spalte D₅ nach Fig. 24 angelegt, um das Bildelement in

"Weiß" umzuschreiben. Daher wird bei diesem Ausführungsbeispiel an die in dem ersten oder zweiten Einschreibeschritt in "Schwarz" oder "Weiß" beschrifteten Bildelemente eine die Schwellenspannungen nicht übersteigende 30

Wechselspannung angelegt, wodurch die eingeschriebenen Sichtanzeigezustände wirkungsvoll weiter beibehalten werden, nämlich gespeichert werden.

Bei dem vorangehend beschriebenen Betriebsvorgang für das 35

erste Teilbild kann eine Folge von Schreibvorgängen aus

-45- DE 5091

der ersten Stufe für das Einschreiben von "Schwarz" und der zweiten Stufe für das Einschreiben von "Weiß" unter Verwendung der in den Fig. 25 bis 2 8 gezeigten Signale

ausgeführt werden, um ein Bild aufzuzeichnen bzw. einzu-5

schreiben.

Danach werden in der zweiten und der dritten Teilbildperiode ähnliche Signalkurvenformen wie in der ersten Teilbildperiode zum Wechseln von "Schwarz" auf "Weiß" oder von "Weiß" auf "Schwarz" an gewünschten Bildelementen entsprechend den Gradationsdaten angelegt, wodurch die vorangehend beschriebene Gradations-Sichtanzeige erreicht werden kann.

Als Umkehrungs- bzw. Wechselsignale für das zweite und das dritte Teilbild können auch die in den Fig. 10A bis 10D gezeigten Signale verwendet werden. Die Fig. 10A zeigt ein Wahl-Abtastsignal, das während der Phase t. in

Verbindung mit einem in Fig. TOC gezeigten Signal eine 20

Umkehrungssignalspannung (-2V₀) zum Umsetzen eines Schwarz-Bildelements in ein Weiß-Bildelement und während der Phase t~ in Verbindung mit einem in Fig. 10D gezeigten Signal ein Umkehrungssignal (2 V) für das Umsetzen eines Weiß-Bildelements in ein Schwarz-Bildelement ergibt. Die Fig. 10B zeigt ein Leerwahl-Abtastsignal bzw. Abtastpausensignal. An die Bildelemente an den Abtastleitungen, an die das Abtastpausensignal angelegt wird, wird eine Spannung V_fi oder -Vq unterhalb der jeweiligen

Schwellenspannung angelegt, wodurch die Bildelemente ihre 30

vorherigen Anzeigezustände beibehalten. Infolgedessen kann durch das selektive Anlegen der Umkehrungsspannungen -2V„ oder 2V_Q an gewünschte Bildelemente entsprechend den Gradationsdaten die Gradations-Sichtanzeige herbeigeführt

werden.
35

■ ν -46- DE 5091

In diesem Fall können die Einschreibeperioden für das

zweite und das dritten Teilbild gleich der Einschreibeperiode für das erste Teilbild gewählt werden (wie beispielsweise zu 1/210 s). Im einzelnen werden auch dann, 5

wenn die Einschreibeperioden für das zweite und das dritte Teilbild jeweils gleich denjenigen für das erste Teilbild sind, die Sichtanzeigezustände für das zweite und das dritte Teilbild während der jeweiligen Teilbildperioden aufrechterhalten, wobei aber die zweite und die .

Die Fig. 29 und 30 zeigen ein weiteres Beispiel für das 1B

Einschreiben nach dem erfindungsgemäßen Ansteuerungsverfahren. Die Fig. 29A zeigt ein an Abtastleitungen angelegtes Abtastsignal, die Fig. 29B zeigt ein an Abtastleitungen angelegtes Abtastpausensignal und die Fig. 29C und 29D zeigen Informationssignale für das Einschreiben von Hell- bzw. Dunkelzuständen (entsprechenden Hell- bzw. Dunkelsignalen) in jeweilige Bildelemente an den Abtastleitungen, an die das Abtastsignal angelegt wird. Als Ergebnis hiervon zeigt die Fig. 3OA die Kurvenform einer

Spannung, die von den Bildelementen an der Abtastleitung, 25

an die das Abtastsignal angelegt ist, an denjenigen Bildelementen anliegt, an die das in Fig. 29C gezeigte Schreibsignal angelegt wird. Die Fig. .3OB zeigt die Kurvenform einer Spannung, die an den Bildelementen, an

denen das in Fig. 29D gezeigte Signal anliegt, von den 30

Bildelementen auf der gleichen Abtastzeile anliegt. Die Fig. 3OG und 3OD zeigen die Kurvenformen von Spannungen, die an Bildelementen, an denen die in den Fig. 29C bzw. 29D gezeigten Spannungen angelegt werden, aus den Bildelementen an den Abtastleitungen während der Abtastpause anliegen.

-47- DE 5091

Bei der Ansteuerung gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Spannung V auf einen gewünschten Wert in der Weise eingestellt, daß die Bedingungen V < V., ₁ < 2V und -V > -V , - > "2V erfüllt sind, wodurch eine während der Abtastung eingeschriebene Informationszeile beibehalten wird, bis an die gleiche Abtastleitung ein nachfolgendes Abtastsignal angelegt wird.

Die Fig. 31 und 32 zeigen eine Abwandlung des anhand der Fig. 29 und 30 erläuterten Ausführungsbeispiels. Die Fig. 31A und 31B zeigen Kurvenformen von Signalen, die an Abtastleitungen angelegt werden. Die Fig. 31C und 31D zeigen die Kurvenformen von Signalen, die an Datenleitungen angelegt werden. Die Fig. 32A und 32B zeigen die 15

Kurvenformen von Spannungen, die an Bildelementen an einer Abtastleitung anliegen, an die ein Abtastsignal angelegt wird. Die Fig. 32C und 32D zeigen die Kurvenformen von Spannungen, die an Bildelementen an Abtastleitungen anliegen, die nicht abgetastet werden. Das zeilenweise Löschen und Einschreiben erfolgt aufeinanderfolgend und Zeile für Zeile.

Bei dem Betriebsvorgang für das erste Teilbild zur

Gradations-Sichtanzeige gemäß der vorangehenden Beschrei-25

bung kann eine Folge von Betriebsvorgängen gemäß der Erläuterung anhand der Fig. 29 und 30 oder 31 und 32 ausgeführt werden.

Danach werden in der zweiten und der dritten Teilbild-30

periode ähnliche Signalkurvenformen wie in der ersten Teilbildperiode zum Wechseln von "Schwarz" auf "Weiß" oder von "Weiß" auf "Schwarz" an gewünschten Bildelementen entsprechend den Gradationsdaten angelegt, wodurch

die vorangehend beschriebene Gradations-Sichtanzeige 35

erreicht werden kann.

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Als Umkehrungs- bzw. Wechselsignale für das zweite und das dritte Teilbild können auch die in den Fig. 10A bis 10D gezeigten Signale verwendet werden. Die Fig. 10A zeigt ein Wahl-Abtastsignal, das während der Phase t. in ι

Verbindung mit einem in Fig. 10C gezeigten Signal eine Umkehrungssignalspannung (-2V„) zum Umsetzen eines Schwarz-Bildelements in ein Weiß-Bildelement und während der Phase t„ in Verbindung mit einem in Fig. 10D gezeigten Signal ein Umkehrungssignal (2V„) für das Umsetzen eines Weiß-Bildelements in ein Schwarz-Bildelement ergibt. Die Fig. 10B zeigt ein Leerwahl-Abtastsignal bzw. Abtastpausensignal. An die Bildelemente an den Abtastleitungen, an die das Abtastpausensignal angelegt wird, wird eine Spannung V„ oder -V« unterhalb der jeweiligen Schwellenspannung angelegt, wodurch die Bildelemente ihre vorherigen Anzeigezustände beibehalten. Infolgedessen kann durch das selektive Anlegen der Umkehrungsspannungen -2V„ oder 2V_Q an gewünschte Bildelemente entsprechend den

Gradationsdaten die Gradations-Sichtanzeige herbeigeführt

a

werden.

In diesem Fall können die Einschreibeperioden für das zweite und das dritten Teilbild gleich der Einschreibeperiode für das erste Teilbild gewählt werden (wie bei-25

Durch die Anwendung irgendeines der vorstehend erläuter-

-49- DE 5091

ten Beispiele für die Ansteuerung bei einer Folge von durch das Zeitdiagramm in Fig. 6 veranschaulichten Betriebsvorgängen kann ein Gradations-Bild erzeugt bzw.

sichtbar angezeigt werden. Ferner kann ein beispielsweise 5

streifenförmiges oder mosaikförmiges Farbfilter auf den jeweiligen Bildelementen angebracht werden, um eine Farb-Flüssigkristallvorrichtung mit Bistabilität zu bilden, und das vorangehend genannte Ansteuerungsverfahren bei dieser Farb-Flüssigkristallvorrichtüng angewandt werden, wodurch eine Farbbildanzeige mit Gradation erreicht werden kann.

Infolgedessen kann die Erfindung auf zweckdienliche Weise

bei einem Flüssigkristall-Fernsehgerät für die Darstel-15

lung von monochromatischen oder Vollfarbenbildern mit Gradation angewandt werden, insbesondere bei einem mit diesen Eigenschaften ausgestatteten Flüssigkristall-Taschen-Farbfernsehgerät, das weitaus kleiner als ein herkömmliches Kathodenstrahlröhren-Farbfernsehgerät ist.

Erfindungsgemäß können in einer Bildschirmplatte für die Anzeige mit einer Gradation in acht Werten unter Einstellung einer Vollbildperiode auf 1/30 s und einer ersten Teilbildperiode auf 1/210 s gemäß dem in Fig. 6 gezeigten Beispiel bis zu ungefähr 4750 (1x10⁷/210) Abtastleitungen bzw. Abtastzeilen angeordnet werden, da die Ansprechgeschwindigkeit des ferroelektrischen Flüssigkristalls in der Größenordnung von 0,1 μ5 (10" s)

liegen kann; dadurch kann eine mehrpegelige Gradations-30

Sichtanzeige mit Bildelementen hoher Dichte erreicht werden. Falls andererseits die Anzahl der Abtastzeilen auf einige hundert begrenzt wird,wie sie bei gewöhnlichen Fernsehgeräten benutzt wird, kann gemäß den vorangehenden

Erläuterungen eine mehrpegelige Gradations-Sichtanzeige 35

mit einer Anzahl von Gradationsstufen erreicht werden,

-50- DE 5091

die weitaus höher als "8" ist.

Es wird eine Bildschirmplatte angegeben, die eine

Flüssigkristallvorrichtung aus einer Vielzahl von in 5

einer Anzahl von Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen, von denen jedes ein ferroelektrisches Flüssigkristall enthält, das unter Bistabilität einen ersten oder einen zweiten Ausrichtungszustand zeigt, eine Einrichtung zum Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkri-10

stalls in den ersten oder in den zweiten Ausrichtungszustand an entsprechenden Bildelementen und eine Einrichtung zum Steuern der Dauer des ersten oder des zweiten Ausrichtungszustands an den jeweiligen Bildelementen

aufweist. Ferner wird ein Verfahren zur Ansteuerung einer 15

solchen Bildschirmplatte angegeben.

Claims

TeDTKE - BüHLING - KlNNE ^ SSKKl ψ Pellmann - Grams - StRU1F" " " " gjSÄ Γ \ Dipl.-lng. R. Kinne " " Dipl.-lng. RGrupe ο C O Q o 7 £? ■ Dipl.-lng. B. Pellmann ό Ό L Ό O / D Dipl.-lng. K Grams Dipl.-Chem. Dr. B. Struif Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2 Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: 0 89-537377 cable: Germaniapatent München 16. August 1985 DE 5091 Patentansprüche

1. Bildschirmplatte, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristallvorrichtung (DSP) mit einer Vielzahl von in einer Anzahl von Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen (A), von denen jedes ein ferroelektrisches Flüssigkristall enthält, das unter Bistabilität einen ersten oder einen zweiten Ausrichtungszustand zeigt, eine Ausrichtungseinrichtung (DR) für das Ausrichten des ^ ferroelektrischen Flüssigkristalls an den jeweiligen | Bildelementen in den ersten oder in den zweiten Ausrich- ** tungszustand und eine Zustandsdauer-Steuereinrichtung (CNT, FC, MPX, SR) zum Steuern der Dauer des ersten oder zweiten Ausrichtungszustands an den jeweiligen Bildelementen.

2. Bildschirmplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Flüssigkristall mit Bistabilität ein Flüssigkristall in chiraler smektischer Phase ohne Helixstruktur ist.

3. Bildschirmplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die chirale smektische Phase eine chirale smektische C-Phase, H-Phase,- J-Phase, F-Phase oder G-Phase ist.

-2- DE 5091

4. Bildschirmplatte nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsdauer-Steuereinrichtung (CNT, FC, MPX, SR) eine Einrichtung zum

Steuern der Dauer des ersten oder des zweiten Ausrich-5

tungszustands an den jeweiligen Bildelementen (A) für eine jede von mehreren Teilbildperioden einer Vollbildperiode für die Sichtanzeige eines Einzelbilds aufweist.

5. Bildschirmplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in mehrere Teilbildperioden mit voneinander verschiedener Dauer aufgeteilt ist.

6. Bildschirmplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in n+1 Teilbildperioden mit den Periodendauer-Verhältnissen 1:2:4:...:2ⁿ aufgeteilt ist, wobei η eine positive ganze Zahl ist.

7. Bildschirmplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in mehrere Teilbildperioden mit jeweils gleicher Dauer aufgeteilt ist.

8. Bildschirmplatte, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristallvorrichtung (DSP) mit einer Vielzahl von in einer Anzahl von Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen (A), von denen jedes ein ferroelektrisches Flüssigkristall enthält, das unter Bistabilität einen ersten oder einen zweiten Ausrichtungszustand zeigt, eine

Signalanlegeeinrichtung (DR) für das zeilenweise Anlegen 30

von Signalen an die jeweiligen Bildelemente in Form eines ersten Signals für das Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten Ausrichtungszustand und eines zweiten Signals für das Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den zweiten Ausrichtungszustand und eine Zustandsdauer-Steuereinrichtung (CNT, FC,

• -3- DE 5091

MPX, SR) zum Steuern der Dauer des ersten oder zweiten Ausrichtungszustands an den jeweiligen Bildelementen.

9. Bildschirmplatte nach Anspruch 8, dadurch 5

gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Signal einander entgegengesetzte elektrische Feldrichtungen haben.

10. Bildschirmplatte nach Anspruch 8, dadurch 10

gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Signal einander entgegengesetzte Polaritäten haben.

11. Bildschirmplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalanlegeeinrichtung (DR) in einer ersten Phase das erste Signal an eine gewählte erste Gruppe von Bildelementen (A) in einer Zeile und in einer zweiten Phase das zweite Signal an eine zweite Gruppe restlicher Bildelemente in der gleichen Zeile anlegt, wobei das erste und das zweite Signal

Zeile für Zeile angelegt werden.

12. Bildschirmplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Phase sich

zeitlich voneinander unterscheiden. 25

13. Bildschirmplatte nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Signal nach dem ersten Signal angelegt wird.

14. Bildschirmplatte nach einem der Ansprüche 8 bis

10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalanlegeeinrichtung (DR) das erste Signal an alle Bildelemente (A) in einer Zeile oder an einen Teil derselben anlegt, um die

Bildelemente durch Ausrichten des ferroelektrischen 35

Flüssigkristalls an diesen in den ersten Ausrichtungszu-

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stand zu löschen, und das zweite Signal an gewählte Bildelemente aus den gelöschten Bildelementen anlegt, um in die gewählten Bildelemente durch Ausrichten des ferro-

elektrischen Flüssigkristalls an diesen in den zweiten 5

Ausrichtungszustand einzuschreiben, wobei das erste und das zweite Signal aufeinanderfolgend Zeile für Zeile angelegt werden.

15. Bildschirmplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalanlegeeinrichtung (DR) in einer ersten Phase das erste Signal an alle Bildelemente (A) in einer (N+1)-ten Zeile anlegt, die einer N-ten Zeile zum Einschreiben folgt, und in einer zweiten Phase das zweite Signal an gewählte Bildelemente in der N-ten Zeile für das Einschreiben anlegt, wobei das erste und das zweite Signal jeweils Zeile für Zeile angelegt werden.

16. Bildschirmplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Phase gleichzeitig bestehen.

17. Bildschirmplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsdauer-Steuereinrichtung (CNT, FC, MPX, SR) eine Einrichtung zum Steuern der Dauer des ersten oder des zweiten Ausrichtungszustands an den jeweiligen Bildelementen (A) für eine jede von mehreren Teilbildperioden einer Vollbildperiode für die Sichtanzeige eines Einzelbilds aufweist.

18. Bildschirmplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in mehrere Teilbildperioden mit voneinander verschiedener Dauer aufgeteilt ist.

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19. Bildschirmplatte nach Anspruch 18, dadurch

gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in n+1 Teilbildperioden mit den Periodendauer-Verhältnissen 1:2:4:...:2ⁿ

aufgeteilt ist, wobei η eine positive ganze Zahl ist. 5

20. Bildschirmplatte nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in mehrere Teilbildperioden mit jeweils gleicher Dauer aufgeteilt ist.

21. Bildschirmplatte, gekennzeichnet durch eine

Flüssigkristallvorrichtung (DSP) mit einer Vielzahl von in einer Anzahl von Zeilen und Spalten angeordneten BiIdeiementen (A), von denen jedes ein ferroelektrisches Flüssigkristall enthält, das unter Bistabilität einen ersten oder einen zweiten Ausrichtungszustand zeigt, eine Signalanlegeeinrichtung (DR) für das Anlegen eines ersten Signals zum Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten Ausrichtungszustand an ein Bild ganz oder zum Teil bildende Bildelemente, um dadurch die BiId-.

elemente zu löschen, und für das Anlegen eines zweiten Signals für das Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den zweiten Ausrichtungszustand an gewählte Bildelemente aus den gelöschten Bildelementen, um

einen auf dem zweiten Ausrichtungszustand beruhenden 25

Sichtanzeigezustand einzuschreiben, wobei das zweite Signal Zeile für Zeile angelegt wird, und eine Zustandsdauer-Steuereinrichtung (CNT, FC, MPX, SR) zum Steuern der Dauer des ersten oder zweiten Ausrichtungszustands an den jeweiligen Bildelementen.

22. Bildschirmplatte nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Signal an die ein Bild ganz oder zum Teil bildenden Bildelemente Zeile für Zeile angelegt wird.

-6- DE 5091

23. Bildschirmplatte nach Anspruch 21 oder 22,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsdauer-Steuereinrichtung (CNT, FC, MPX, SR) eine Einrichtung zum

Steuern der Dauer des zweiten Ausrichtungszustands an den 5

jeweiligen Bildelementen (A) für eine jede von mehreren Teilbildperioden einer Vollbild-periode für die Sichtanzeige eines Einzelbilds aufweist.

24. Bildschirmplatte nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in mehrere Teilbildperioden mit voneinander verschiedener Dauer aufgeteilt ist.

25. Bildschirmplatte nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in n+1 Teilbildperioden mit den Periodendauer-Verhältnissen 1:2:4:...:2ⁿ aufgeteilt ist, wobei η eine positive ganze Zahl ist.

26. Bildschirmplatte nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in mehrere Teilbildperioden mit jeweils gleicher Dauer aufgeteilt ist.

27. Bildschirmplatte, gekennzeichnet durch eine

Flüssigkristallvorrichtung (DSP) mit einer Vielzahl von 25

in einer Anzahl von Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen (A), von denen jedes ein ferroelektrisches Flüssigkristall enthält, das unter Bistabilität einen ersten oder einen zweiten Ausrichtungszustand zeigt, eine

Schreibeinrichtung (DR) für das zeilenweise Einschreiben 30

eines auf dem ersten Ausrichtungszustand des ferroelektrischen Flüssigkristalls beruhenden Anzeigezustands in eine gewählte erste Gruppe von Bildelementen an einem ganzen Bild oder einem Teil desselben in einem ersten

Schritt und für das zeilenweise Einschreiben eines auf 35

dem zweiten Ausrichtungszustand des ferroelektrischen

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Flüssigkristalls beruhenden Anzeigezustands in eine gewählte zweite Gruppe von Bildelementen an einem ganzen Bild oder einem Teil desselben in einem zweiten Schritt

und eine Zustandsdauer-Steuereinrichtung (CNT, FC, MPX, 5

SR) zum Steuern der Dauer des ersten oder zweiten Ausrichtungszustands an den jeweiligen Bildelementen.

28. Bildschirmplatte nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsdauer-Steuereinrichtung (CNT, FC, MPX, SR) eine Einrichtung zum Steuern der Dauer des ersten oder des zweiten Ausrichtungszustands an den jeweiligen Bildelementen (A) für eine jede von mehreren Teilbildperioden einer Vollbildperiode für die Sichtanzeige eines Einzelbilds aufweist.

29. Bildschirmplatte nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in mehrere Teilbildperioden mit voneinander verschiedener Dauer aufgeteilt ist.

30. Bildschirmplatte nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in n+1 Teilbildperioden mit den Periodendauer-Verhältnissen 1:2:4:... :2ⁿ aufgeteilt ist, wobei η eine positive ganze Zahl ist.

31. Bildschirmplatte nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in mehrere Teilbildperioden mit jeweils gleicher Dauer aufgeteilt ist.

32. Verfahren zum Ansteuern einer Bildschirmplatte,

die eine Vielzahl von zweidimensional angeordneten Bildelementen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtanzeige-Einschaltverhältnis in einer Periodenzeiteinheit für ein jedes Bildelement gesteuert wird, um 35

dadurch eine Gradation zu bilden.

-8- DE 5091

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Bildelement ein Paar einander gegenüberstehender Elektroden aufweist und daß ein ferroelektrisches Flüssigkristall zwischen die einander gegenüberstehenden Elektroden eingefügt und in einen Bistabilitätszustand versetzt wird, so daß es entweder einen ersten oder einen zweiten Ausrichtungszustand zeigt.

34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das ferroelektrische Flüssigkristall mit Bistabilität ein Flüssigkristall in chiraler smektischer Phase ohne Helixstruktur ist.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die chirale smektische Phase eine chirale smektische C-Phase, Η-Phase, J-Phase, F-Phase oder G-Phase ist.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 35,

dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtanzeige-Einschaltverhältnis in einer Periodenzeiteinheit das Verhältnis einer Teilbildperiode, die einen Hellzustand oder einen Dunkelzustand ergibt, zu einer Vollbildperiode für die

Anzeige eines einzelnen Bilds ist.
25

37. Verfahren zum Ansteuern einer Bildschirmplatte, die eine Vielzahl von in einer Anzahl von Zeilen und Spalten angeordneten Bildelementen aufweist, von denen

jedes ein ferroelektrisches Flüssigkristall enthält, das 30

unter Bistabilität einen ersten oder einen zweiten Ausrichtungszustand zeigt, wobei zur Sichtanzeige in jeweilige Bildelemente der erste oder der zweite Ausrichtungszustand eingeschrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des ersten oder zweiten Ausrichtungszustands an den jeweiligen Bildelementen gesteuert wird.

-9- DE 5091

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß Zeile für Zeile ein erstes Signal zum Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten Ausrichtungszustand an gewählte Bildelemente in einer Zeile

und ein zweites Signal zum Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den zweiten Ausrichtungszustand an die restlichen Bildelemente in der Zeile angelegt wird.

10

39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Signal in unterschiedlichen Zeitphasen angelegt werden.

40. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeich-15

net, daß das erste und das zweite Signal aufeinanderfolgend angelegt werden.

41. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß Zeile für Zeile ein erstes Signal zum Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten Ausrichtungszustand an alle Bildelemente einer Zeile oder einen Teil derselben angelegt wird, um die Bildelemente zu löschen, und ein zweites Signal zum Ausrichten des

ferroelektrischen Flüssigkristalls in den zweiten Aus-25

richtungszustand an gewählte Bildelemente aus den gelöschten Bildelementen in der Zeile angelegt wird.

42. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß Zeile für Zeile ein erstes Signal zum Ausrichten

des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten Ausrichtungszustand an alle Bildelemente in einer einer N-ten Zeile folgenden (N+1)-ten Zeile oder an einen Teil derselben angelegt wird, um die Bildelemente zu löschen,

und ein zweites Signal zum Ausrichten des ferroelektri-35

sehen Flüssigkristalls in den zweiten Ausrichtungszustand

-10- DE .5091

an gewählte Bildelemente der gelöschten Bildelemente in der N-ten Zeile für das Einschreiben angelegt wird.

43. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeich-5

net, daß ein erstes Signal zum Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten Ausrichtungszustand an ein ganzes Bild oder einen Teil desselben bildende Bildelemente angelegt wird, um dadurch die Bildelemente zu löschen, und ein zweites Signal zum Ausrichten 10

des ferroelektrischen Flüsssigkristalls in den zweiten Ausrichtungszustand an aus den gelöschten Bildelementen gewählte Bildelemente angelegt wird.

44. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeich-15

net, daß in einem ersten Schritt zeilenweise ein erstes Signal zum Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten Ausrichtungszustand an eine gewählte erste Gruppe von Bildelementen in einem ganzen Bild oder

einem Teil desselben angelegt wird und in einem zweiten 20

Schritt zeilenweise ein zweites Signal zum Ausrichten des

ferroelektrischen Flüssigkristalls in den zweiten Ausrichtungszustand an eine gewählte zweite Gruppe von Bildelementen in dem ganzen Bild oder einem Teil desselben angelegt wird.
25

45. Verfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer des ersten oder zweiten Ausrichtungszustands für jede von mehreren Teilbildperioden gesteuert wird, die eine Vollbildperiode für

die Sichtanzeige eines einzelnen Bilds bilden.

46. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Teilbildperioden unterschiedliche

Periodendauer haben.
35

-11- DE 5091

47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollbildperiode in n+1 Teilbildperioden mit den Periodendauer-Verhältnissen 1:2:4:...:2ⁿ aufgeteilt ist, wobei η eine positive ganze Zahl ist.

48. Verfahren nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Teilbildperioden jeweils die gleiche Dauer haben.