DE3529376C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anzeigen eines Gradationsbilds mittels einer Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung, die eine Vielzahl von matrixartig in Zeilen und Spalten angeordneten, aus bistabilem ferroelektrischem Flüssigkristallmaterial bestehenden Bildelementen aufweist, die in Abhängigkeit von der Polarität eines jeweils angelegten elektrischen Feldes einen von zwei stabilen Anzeigezuständen einnehmen.
Aus der US-PS 43 67 924 ist eine derartige Flüssigkristallvorrichtung mit Bildelementen bekannt, bei der jedes Bildelement einen bistabilen ferroelektrischen Flüssigkristall mit einem ersten und einem zweiten Ausrichtungszustand aufweist. Dabei erfolgt eine Ansteuerung mittels eines elektrischen Felds einer ersten und einer zweiten Polarität, und das elektrische Feld kann jeweils mittels einer Signalanlegeeinrichtung an die Bildelemente angelegt werden.
Ferner ist in der DE 33 26 517 A1 ein Flüssigkristall- Bilddisplay beschrieben, in dem ein 8stufiges Grausignal mittels Zwischenspeicherung von 3 Zeilen durch verschiedene Impulsbreiten bei einem Flüssigkristalldisplay erzeugt wird.
Weist allerdings ein Gerät, bei dem derartige Flüssigkristalle eingesetzt sind, eine hohe Bildelementdichte auf, dauert eine Ansteuerung der Flüssigkristalle oft zu lang, um mit einer solchen Vorrichtung noch ein Bild zu erzeugen, das den Anforderungen desjenigen, der dieses Bild betrachtet, noch zu genügen. Vor allem dann, wenn die Bilderzeugung für ein Video/Fernsehbild erfolgt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß die Ansteuerung eines Flüssigkristalls bei Beibehaltung einer guten Bildqualität verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes anzuzeigende Gradationsbild in eine Mehrzahl von Teilbildern aufgeteilt wird, die jeweils für einen bestimmten Bruchteil der Anzeigedauer des Gradationsbilds angezeigt werden und bei aufeinanderfolgender Anzeige der Gesamtdauer des Gradationsbilds entsprechen, und daß jedes Bildelement während jedes Teilbilds in einen derartigen Anzeigezustand geschaltet wird, daß sich aus der Anzahl und der zugeordneten Anzeigedauer der Teilbilder, während denen das betreffende Bildelement einen der beiden Anzeigezustände einnimmt, der dem betreffenden Bildelement zugeordnete Gradationswert ergibt.
Auf diese Weise kann die Bilderzeugungsgeschwindigkeit erhöht werden, ohne dabei die Bildqualität zu beeinträchtigen, da die Anzahl der einzelnen Bildelemente im Verhältnis zu der nunmehr möglichen verfeinerten Grauabstufung gering bleibt. Ferner kann die Gefahr eines flimmernden Bildes bei Flüssigkristallanzeigen verringert werden.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 und 2 schematische perspektivische Ansichten, die die grundlegenden Funktionsprinzipien bei einer Flüssigkristallvorrichtung veranschaulichen,
Fig. 3 ein Schaltbild einer Ansteuerungs-Steuerschaltung,
Fig. 4 und 5A bis 5D Darstellungen zur Erläuterung eines Beispiels für Gradationsdaten, die jeweiligen Bildelementen zugeordnet sind,
Fig. 6 ein Zeitdiagramm für das Ansteuerungsverfahren,
Fig. 7 eine Draufsicht auf bei der Bildschirmplatte verwendeten Matrixelektrodenaufbauten mit Sichtanzeigezuständen,
Fig. 8A bis 8D die Kurvenformen von Signalen, die bei einem weiteren Ausführungsbeispiel für die Ansteuerung an Abtast- bzw. Datenleitungen angelegt werden,
Fig. 9 und 10 Kurvenformen der Spannungen von Signalen, die an Bildelemente bei einem Löschschritt bzw. bei Einschreibschritten angelegt werden.
Bei dem Verfahren zum Anzeigen eines Gradationsbildes 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 des angelegten elektrischen Fels Bistabilität hat, wie insbesondere ein Flüssigkristall mit der vorstehend genannten Eigenschaft.
Flüssigkristalle mit Bistabilität, die vorzugsweise bei diesem Verfahren eingesetzt werden können, sind chirale smektische Flüssigkristalle 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.
Beispielsweise werden bei diesem Verfahren ferroelektrische Flüssigkristallverbindungen, insbesondere Decyloxybenzyliden-p′-amino- 2-methylbutylcinnamat (DOBAMBC), Hexyloxybenzyliden-p′- amino-2-chlorpropylcinnamat (HOBACPC), 4-o-(2-Methyl)- butylresorcyliden-4′-octylanilin (MBRA8) usw. verwendet.
Wenn eine Vorrichtung unter Verwendung dieser Materialien aufgebaut wird, kann sie mittels eines Blocks aus Kupfer oder dergleichen abgestützt werden, in dem ein Heizelement eingebettet ist, um Temperaturbedingungen zu schaffen, bei denen die Flüssigkristallverbindung eine smektische Phase einnimmt.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle zur Erläuterung der Funktionsweise derselben. Mit 11 und 11a sind jeweils Grundplatten (Glasplatten) bezeichnet, auf die jeweils durchsichtige Elektroden beispielsweise aus In₂O₃, SnO₂, Indiumzinnoxid (ITO) oder dergleichen aufgebracht sind. 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 dargestellt. Ein jedes Flüssigkristallmolekül 13 hat in einer zu seiner Achse senkrechten Richtung ein Dipolmoment 14 (P⟂). Wenn zwischen die an den Grundplatten 11 und 11a ausgebildeten Elektroden eine Spannung angelegt wird, die höher als ein bestimmter Schwellenwert ist, 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 (P⟂) 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 Spannung ändern. Ferner wird bei einer ausreichend dünnen Flüssigkristallzelle (mit einer Dicke von beispielsweise 1 µm) 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 bestimmter 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 Zustand 23 (Hellzustand) oder in einen zweiten stabilen Zustand 23a (Dunkelzustand) ausgerichtet.
Wenn das vorstehend beschriebene ferroelektrische 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 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 erreicht wird, dessen Richtung zu derjenigen des elektrischen Felds E entgegensteht ist, werden die Flüssigkristallmoleküle in den zweiten stabilen Zustand 23a ausgerichtet, wodurch die Richtungen der 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 µm und insbesondere 1 bis 5 µm dick ist. Eine elektrooptische Flüssigkristallvorrichtung mit einem Matrixelektrodenaufbau, bei der das ferroelektrische Flüssigkristall dieser Art verwendet wird, ist beispielsweise in der eingangs erwähnten US- PS 43 67 924 vorgeschlagen.
Das Verfahren kann bei einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle angewandt werden, bei der die Bistabilität nicht durch das vorstehend beschriebene Einstellen der Zellendicke erreicht wird, 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 Verfahrens 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 4×4=16 Bits bezeichnet. Den Speichern M1, M2 und M3, die hinsichtlich 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 in 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 AND, ein Zeilenabtastungs-Taktsignal F, einen Zähler CNT, 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 M1 eingegeben.
Zu einem Zeitpunkt t₁ wird vor dem Erzeugen eines Teilbild- Schaltsignals FC der Muliplexer MPX so geschaltet, 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 Schieberegisters SR eingegeben, wodurch nur die Treiberschaltung DR3 eingeschaltet wird. Infolgedessen wird nur das Flüssigkristall-Bildelement A₁₃ 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 Speicherzeilen- Schaltsignal eingegeben, wodurch in das Schieberegister SR aus dem Speicher M1 die nächsten Daten der zweiten Zeile eingegeben werden. Bei dem nachfolgenden Zeilenabtastsignal F wird die Treiberschaltung DR6 eingeschaltet, 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 A₂₂, A₂₃ und A₂₄ auf den Dunkelwert eingestellt werden, während das Bildelement A₂₁ 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 diesem Zeitpunkt werden die bei dem Betriebsvorgang für das erste Teilbild eingestellten jeweiligen Zustände der Bildelemente aufrechterhalten, da jedes Bildelement ein ferroelektrisches Flüssigkristall ohne Helixstruktur und mit Speichereigenschaft enthält.
Weiterhin werden bei dem zweiten Tonerbild 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 Schieberegistger 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 Hellzustand eingestellt werden und diese jeweiligen Sichtanzeigezustände für eine Periode aufrechterhalten werden, die doppelt so lang ist wie die erste Teilbildperiode.
Der Betriebsvorgang bei dem dritten Teilbild wird auf 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 A₁₁ "2", so daß das Bildelement A₁₁ nur während der zweiten Teilbildperiode und damit für 2/7 der einen Vollbildperiode auf den Dunkelwert geschaltet wird. Das Bildelement A₂₄ 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 den Dunkelzustand versetzt wird. Ferner hat das Bildelement A₄₂ 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 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 Teilbild, nämlich des Betriebsvorgangs für ein Vollbild, 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. Bie diesem Ausführungsbeispiel 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 n eine positive ganze Zahl ist) den jeweiligen Teilbildperioden in den gleichen Anteilen wie die den Datenbits zugeordneten Wertigkeiten zugeordnet. Den jeweiligen Teilbildperioden kann jedoch auch die gleiche Wertigkeit zugeordnet werden, nämlich die gleiche Dauer.
Anhand der Zeichnung wird nun eine weitere Ausführungsform des Verfahrens beschrieben.
Die Fig. 7 zeigt schematisch die Anordnung von Elektroden einer Zelle 111 mit einer Matrix aus Abtastleistungen 112 und Datenleitungen 113, zwischen die ein (nicht gezeigtes) ferroelektrisches Flüssigkristall mit bistabilem Verhalten eingefügt ist.
Die Fig. 8A und 8B zeigen jeweils ein Wahl-Abtastsignal und ein Leerwahl-Abtastsignal bzw. Abtastpausensignal. Die Fig. 8C zeigt ein als Weißsignal bezeichnetes elektrisches Signal, mit dem das ferroelektrische Flüssigkristall in einen ersten stabilen Zustand gesteuert wird, während die Fig. 8D ein als Schwarzsignal bezeichnetes elektrisches Signal zeigt, mit dem das Flüssigkristall in den zweiten stabilen Zustand gesteuert wird.
Zuerst wird gemäß der aus den Fig. 9A und 9B zusammengesetzten Fig. 9 in einer Löschperiode Q₁ an alle Abtastleitungen 112 oder einen Teil derselben das Abtastsignalen angelegt, während synchron mit dem Abtastsignal an alle Datenleitungen 113 oder einen Teil derselben das Weißsignal angelegt wird. In einer darauffolgenden Einschreibeperiode Q₂, die dem vorangehend genannten ersten Teilbild entsprechen kann, wird das Schwarzsignal an vorbestimmte Teile gemäß Fig. 7 angelegt (Schwarzbildelemente). Die Fig. 9 zeigt die Kurvenformen der jeweils an Bildelementen A bzw. B gemäß Fig. 7 anliegenden Spannungen (Fig. 3B) und die elektrischen Signale, die an die Abtastleitungen 112 (Fig. 9A) bzw. die Datenleitungen 113 (Fig. 9B) angelegt werden.
Eine Spannung V₀ wird so gewählt, daß die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
V₀<Vth1<2V₀ und
-V₀<-Vth2<-2V₀.
Wie aus der Fig. 9 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 t₁ die Spannung -2V₀ angelegt, so daß das ferroelektrische Flüssigkristall in den ersten stabilen Zustand gesteuert wird. Während der Phase t₂ wird an die Bildelemente die Spannung V₀ angelegt, die unterhalb von Vth1 liegt, so daß der erste Zustand (Weißzustand) aufrechterhalten werden kann, in den das Flüssigkristall während der Phase t₁ gesteuert wurde. Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden während der Löschperiode Q₁ alle Bildelemente zunächst durch das Weißsignal auf "Weiß" gelöscht. Danach wird während der Einschreibperiode Q₂ 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 t₂a die Spannung 2V₀ angelegt, nachdem während einer Phase t₁a die Spannung -2V₀ angelegt wurde. Da 2V₀<Vth1 gilt, wird das ferroelektrische Flüssigkristall, das während der Phase t₁a in den ersten stabilen Zustand ausgerichtet wurde, während der Phase t₂a in den zweiten stabilen Zustand gesteuert, so daß es infolgedessen "schwarz" wird.
Die Spannung V und die Phase T (=t₁+t₂) sind von dem verwendeten Flüssigkristall und der Dicke der Zelle abhängig, jedoch liegt im allgemeinen die Spannung im Bereich von 3 bis 70 V, während die Phase im Bereich zwischen 0,1 µs und 2 ms liegt.
Die aus den Fig. 10A und 10B zusammengesetzte Fig. 10 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels für das erfindungsgemäße Ansteuerungsverfahren. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird an die Abtastelektroden 112 gemäß Fig. 7 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 t₁ die Spannung -2V₀ angelegt und dann während der Phase t₂ die Spannung V₀, die niedriger als die Schwellenspannung Vth1 ist. Infolgedessen wird das ferroelektrische Flüssigkristall während der Phasen t₁ und t₂ in den ersten stabilen Zustand ausgerichtet und in diesem gehalten. Danach wird während einer nachfolgenden Einschreibeperiode Q₂ nur an vorbestimmte Bildelemente das Schwarzsignal angelegt. An das betreffende Bildelement (Schwarzbildelement B gemäß Fig. 7), an das das Schwarzsignal angelegt wird, wird während einer Phase t₁a die Spannung 2V₀ und danach während einer Phase t₂a die Spannung 2V₀ angelegt. Infolgedessen wird das ferroelektrische Flüssigkristall in dem Bildelement in den zweiten stabilen Zustand ausgerichtet. An das Bildelement A werden die Spannungen -V₀ und V₀ angelegt, wobei V₀ die vorstehend genannten Bedingungen
V₀ < Vth1 < 2V₀ und -V₀ < Vth2 < -2V₀
erfüllt, so daß das Bildelement A nicht auf "Schwarz" umgestellt wird.
Auf diese Weise wird während der vorstehend erläuterten Betriebsvorgänge in der Einschreibeperiode Q₂ der Einschreibevorgang für ein erstes Teilbild abgeschlossen. Danach werden in der zweiten und der dritten Teilbildperiode synchron mit den Abtastsignalen wie den in Fig. 8A und 8B gezeigten, die bei dem ersten Teilbild (in der Einschreibeperiode Q₂) eingesetzt werden, Signale wie die in den Fig. 8C und 8D 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.
Durch die Anwendung irgendeines der vorstehend erläuterten Beispiele für die Ansteuerung bei einer Folge von durch das Zeitdiagramm in Fig. 6 veranschaulichten Betriebsvorgängen kann ein Gradations-Bild erzeugt werden. Ferner kann ein beispielsweise streifenförmiges oder mosaikförmiges Farbfilter auf den jeweiligen Bildelementen angebracht werden, um eine Farb- Flüssigkristallvorrichtung mit Bistabilität zu bilden, und das vorangehend genannte Verfahren bei dieser Farb-Flüssigkristallvorrichtung angewandt werden, wodurch eine Farbbildanzeige mit Gradation erreicht werden kann.
Infolgedessen kann das Verfahren auf zweckdienliche Weise bei einem Flüssigkristall-Fernsehgerät für die Darstellung 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.
Ferner 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 (1×10⁷/210) Abtastleitungen bzw. Abtastzeilen angeordnet werden, da die Ansprechgeschwindigkeit des ferroelektrischen Flüssigkristalls in der Größenordnung von 0,1 µs (10-7 s) liegen kann; dadurch kann eine mehrpegelige Gradations- 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 mit einer Anzahl von Gradationsstufen erreicht werden, die weitaus höher mit "8" ist.

Claims (7)

1. Verfahren zum Anzeigen eines Gradationsbilds mittels einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die eine Vielzahl von matrixartig in Zeilen und Spalten angeordneten, aus bistabilem ferroelektrischem Flüssigkristallmaterial bestehenden Bildelementen aufweist, die in Abhängigkeit von der Polarität eines jeweils angelegten elektrischen Feldes einen von zwei stabilen Anzeigezuständen einnehmen, dadurch gekennzeichnet,
  • [a] daß jedes anzuzeigende Gradationsbild in eine Mehrzahl von Teilbildern aufgeteilt wird, die jeweils für einen bestimmten Bruchteil der Anzeigedauer des Gradationsbilds angezeigt werden und bei aufeinanderfolgender Anzeige der Gesamtdauer des Gradationsbilds entsprechen, und
  • [b] daß jedes Bildelement während jedes Teilbilds in einen derartigen Anzeigezustand geschaltet wird, daß sich aus der Anzahl und der zugeordneten Anzeigedauer der Teilbilder, während denen das betreffende Bildelement einen der beiden Anzeigezustände einnimmt, der dem betreffenden Bildelement zugeordnete Gradationswert ergibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigedauer der das Gradationsbild bildenden Teilbilder im Verhältnis 1 : 2 : 4 : . . . 2n gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixzeilen nacheinander ausgewählt werden, wobei einem ausgewählten Bildelement in einer ausgewählten Zeile eine Spannung mit einer bestimmten Polarität zum Angeben von einem Anzeigezustand des Bildelements in einer ersten Phase zugeführt wird und wobei den restlichen Bildelementen in der ausgewählten Zeile eine Spannung mit der anderen Polarität zum Angeben des anderen Anzeigezustands des Bildelements in einer zweiten Phase zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß die Matrixzeilen nacheinander ausgewählt werden, wobei den Bildelementen einer ausgewählten Zeile gleichzeitig eine Spannung mit einer bestimmten Polarität zum Angeben von einem Anzeigezustand der Bildelemente in einer ersten Phase zugeführt wird und wobei einem ausgewählten Bildelement in der ausgewählten Zeile eine Spanung mit der anderen Polarität zum Angeben des anderen Anzeigezustandes des Bildelements in einer zweiten Phase zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixzeilen nacheinander ausgewählt werden, wobei den Bildelementen einer N-ten ausgewählten Zeile gleichzeitig eine Spannung mit einer bestimmten Polarität zum Angeben von einem Anzeigezustand der Bildelemente in einer ersten Phase zugeführt wird, einem ausgewählten Bildelement in der N-ten ausgewählten Zeile eine Spannung mit der anderen Polarität zum Angeben des anderen Anzeigezustands des Bildelements in einer zweiten Phase zugeführt wird, und wobei den Bildelementen in einer N+1-ten ausgewählten Zeile eine Spannung mit einer Polarität zum Angeben eines Anzeigezustands der Bildelemente vor Vollendung der zweiten Phase für die Bildelemente der N-ten ausgewählten Zeile zugeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixzeilen nacheinander derart ausgewählt werden, daß den Bildelementen einer jeweils ausgewählten Zeile gleichzeitig eine Spannung mit einer bestimmten Polarität zum Angeben von einem Anzeigezustand der Bildelemente zugeführt wird, und anschließend die Matrixzeilen abermals nacheinander ausgewählt werden, so daß einem ausgewählten Bildelement einer ausgewählten Zeile eine Spannung mit einer anderen Polarität zum Angeben des anderen Anzeigezustands des Bildelements zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Bildelementen von nicht-ausgewählten Zeilen eine Wechselspannung zugeführt wird, die die Schwellenspannung des ferroelektrischen Flüssigkristalls nicht überschreitet.
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