DE3623895A1

DE3623895A1 - Fluessigkristallvorrichtung und ansteuerverfahren hierfuer

Info

Publication number: DE3623895A1
Application number: DE19863623895
Authority: DE
Inventors: Junichiro Kanbe; Masaki Kuribayashi; Toshihiko Nakazawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-07-16
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1987-01-29
Also published as: FR2585163B1; GB8616825D0; DE3623895C2; FR2585163A1; GB2178582A; GB2178582B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallvorrichtung und ein Ansteuerverfahren hierfür zur Erzeugung einer abgestuften Anzeige in einer Anzeigetafel und insbesondere auf eine Flüssigkristallvorrichtung und ein Ansteuerverfahren hierfür zur Erzeugung einer abgestuften Anzeige auf einer Anzeigetafel, wie z. B. einem Flüssigkristallfernsehschirm, der einen Flüssigkristall (nachfolgend manchmal mit "LC" abgekürzt), insbesondere einen ferroelektrischen Flüssigkristall (nachfolgend manchmal mit "FLC" abgekürzt) verwendet.

Bei einem herkömmlichen LC-Fernsehschirm mit einer aktiven Matrixansteuerung ist ein für jeden Bildpunkt vorgesehener Dünnfilmtransistor (TFT) in einer Matrix angeordnet, und ein Flüssigkristall (z. B. ein verdrillt nematischer (TN) Flüssigkristall) an einem Bildpunkt wird durch Anlegen eines EIN-Gate-Impulses an den TFT zur Herstellung der Verbindung zwischen Source and Drain gesteuert, während gleichzeitig über die Sourcestrecke ein in einem Kondensator zu speicherndes Bildsignal angelegt wird, so daß der Bildpunkt aufgrund des gespeicherten Bildsignals angesteuert wird. Gleichzeitig wird eine abgestufte Anzeige durch Modulation der Spannung des Bildsignals erzeugt.

Bei einem solchen Bildschirm mit einer aktiven Matrixsteuerung, die einen TN-Flüssigkristall verwendet, sind TFTs mit einem aufwendigen Aufbau erforderlich, so daß viele Herstellungsschritte notwendig sind, die hohe Herstellungskosten verursachen und so einen Nachteil darstellen. Ein weiteres Problem besteht darin, daß es schwierig ist, einen großflächigen Dünnfilmhalbleiter (z. B. aus polykristallinem oder amorphem Silicium) herzustellen.

Andererseits ist auch eine Anzeigetafel mit einer passiven Matrixansteuerung bekannt, die einen mit niedrigen Kosten herzustellenden TN-Flüssigkristall verwendet. Bei dieser Art von Anzeigetafel wird jedoch eine Zeitperiode (Tastverhältnis), während der ein effektives elektrisches Feld an einen gewählten Punkt während der Abtastzeit eines Bildes angelegt ist, im Verhältnis 1/N verkürzt, wenn sich die Anzahl (N) der Abtastzeilen vergrößert. Als Ergebnis entstehen Übersprechprobleme, und ein kontrastreiches Bild kann nicht erhalten werden. Weil darüberhinaus das Tastverhältnis erniedrigt wird, wird es schwierig, die Gradation der entsprechenden Bildpunkte durch Spannungsmodulation zu steuern. Daher ist dieser Typ von Anzeigetafel für eine Anzeigetafel mit einer hohen Dichte von angesteuerten Zeilen insbesondere für einen LC-Fernsehbildschirm nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkristallvorrichtung und ein Ansteuerverfahren hierfür zur Erzeugung einer abgestuften Anzeige bei einer Anzeigetafel mit in hoher Dichte über eine große Fläche angeordneten Bildpunkten, insbesondere einem LC-Fernsehschirm, zu schaffen.

Einer ersten Lösung der Erfindung gemäß wird eine Flüssigkristallvorrichtung geschaffen mit: einer Flüssigkristallanordnung, die eine Anzahl von Bildelementen mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall aufweist, der einen ersten stabilen Orientierungszustand und einen zweiten stabilen Orientierungszustand in Abhängigkeit von einem angelegten elektrischen Feld zeigt, insbesondere, wenn er in den Zustand der Bistabilität gebracht ist; einer Vorrichtung zum Anlegen eines Spannungssignals, das den ferroelektrischen Flüssigkristall in einen ersten Orientierungszustand ausrichten kann, an alle oder einen Teil der Bildpunkte; einer Vorrichtung zum Anlegen eines Umkehrspannungssignals, die den in den ersten Orientierungszustand ausgerichteten Flüssigkristall in den zweiten Orientierungszustand umkehren kann an gewählte Bildpunkte; und einer Vorrichtung zur veränderbaren Steuerung der Kurvenform des Umkehrspannungssignals.

Es wird auch ein Ansteuerverfahren für eine Flüssigkristallanordnung geschaffen, die eine Anzahl von in mehreren Reihen und mehreren Spalten angeordneten Bildpunkten der vorstehend beschriebenen Art zur Erzeugung eines Bildes aufweist, mit: einer ersten Stufe für das Anlegen eines Spannungssignals, das einen ferroelektrischen Flüssigkristall in einen ersten Orientierungszustand ausrichten kann, an alle oder einen Teil der Bildpunkte, um dadurch die Bildpunkte zu löschen, und einer zweiten Stufe für das Anlegen eines Umkehrspannungssignals an gewählte Bildpunkte zur Umkehr des im ersten Orientierungszustand ausgerichteten ferroelektrischen Flüssigkristalls in den zweiten Orientierungszustand zum Einschreiben der Bildpunkte, wobei das Umkehrspannungssignal einen in Abhängigkeit von gegebenen Gradationswerten gesteuerten Spannungsverlauf hat.

Einer zweiten Lösung der Erfindung gemäß wird eine Flüssigkristallvorrichtung geschaffen mit: einer Flüssigkristallanordnung, die eine Anzahl von in mehreren Reihen und mehreren Spalten angeordneten Bildpunkten der vorstehend beschriebenen Art aufweist; einer Vorrichtung zum zeilenweisen Anlegen eines Spannungssignals, das den ferroelektrischen Flüssigkristall, in den ersten Orientierungszustand ausrichten kann, an die Bildpunkte; einer Vorrichtung zum zeilenweisen Anlegen eines Umkehrspannungssignals, das den im ersten Orientierungszustand ausgerichteten ferroelektrischen Flüssigkristall in den zweiten Orientierungszustand umkehren kann, an gewählte Bildpunkte und denjenigen Bildpunkten, bei denen der ferroelektrische Flüssigkristall in den ersten Zustand ausgerichtet worden ist; und einer Vorrichtung zur veränderbaren Steuerung des Verlaufs des Umkehrspannungssignals.

Es wird auch ein Steuerverfahren für eine Flüssigkristallanordnung geschaffen, die eine Anzahl von in mehreren Reihen und mehreren Spalten angeordneten Bildpunkten der oben beschriebenen Art zur Erzeugung eines Bildes aufweist, mit: einer ersten Phase des Anlegens eines Löschspannungssignals zum Ausrichten des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten Orientierungszustand an Bildpunkte einer Reihe für deren Löschung und einer zweiten Phase des Anlegens an gewählte Bildpunkte unter den gelöschten Bildpunkten; wobei das Löschspannungssignal und das Umkehrspannungssignal Reihe für Reihe und nacheinander angelegt werden und das Umkehrspannungssignal einen in Abhängigkeit von gegebenen Gradationswerten veränderbar gesteuerten Verlauf besitzt.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematische perspektivische Ansichten, die die grundlegende Arbeitsweise der bei der Erfindung verwendeten Flüssigkristallanordnung veranschaulichen;

Fig. 3 eine Aufsicht, die eine bei der Erfindung verwendete Matrixelektrodenanordnung zeigt;

Fig. 4A bis 4D erfindungsgemäße Ansteuerkurvenformen;

Fig. 5A bis 5E erfindungsgemäße gestufte Ansteuerkurvenformen;

Fig. 6A bis 6E an Bildpunkte angelegte gestufte Ansteuerkurvenformen;

Fig. 7A bis 7E aus mikroskopischer Beobachtung erhaltene Skizzen von Bildpunkten;

Fig. 8 eine Kurve, die eine Beziehung zwischen Transmissionsgrad und Impulshöhe wiedergibt;

Fig. 9 Zeitverläufe, die sich durch Verwendung der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ansteuerkurvenformen ergeben;

Fig. 10 eine schematische Ansicht, die eine Anordnung einer erfindungsgemäßen Ansteuervorrichtung wiedergibt;

Fig. 11A bis 11D eine weitere Gruppe von erfindungsgemäßen Ansteuerkurven;

Fig. 12 eine Wiedergabe von zeitlichen Ansteuerverläufen;

Fig. 13A bis 13F bzw. Fig. 14A bis 14F eine weitere Gruppe erfindungsgemäßer Gradationssignale;

Fig. 15A bis 15D eine weitere Gruppe erfindungsgemäßer Ansteuerkurvenformen;

Fig. 16A bis 16D an Bildpunkte angelegte Spannungsverläufe;

Fig. 17A bis 17E abgestufte Ansteuerkurvenformen;

Fig. 18A bis 18E an Bildpunkte angelegte Gradationskurvenformen;

Fig. 19 Zeitverläufe, die sich durch Verwendung von in den Fig. 15, 16 und 17 gezeigten Ansteuerkurvenformen ergeben;

Fig. 20A bis 20D eine weitere Gruppe erfindungsgemäßer Ansteuerkurvenformen;

Fig. 21A bis 21D an Bildpunkte angelegte Spannungsverläufe;

Fig. 22A bis 22D eine weitere Gruppe erfindungsgemäßer Ansteuerkurvenformen;

Fig. 23 zeitliche Kurvenverläufe, die sich durch Verwendung von in den Fig. 22A bis 22D gezeigten Ansteuerkurvenformen ergeben;

Fig. 24A bis 24F eine weitere Gruppe von Ansteuerkurvenformen;

Fig. 25A bis 25F eine weitere Gruppe von erfindungsgemäßen Ansteuerkurvenformen; und

Fig. 26 Zeitverläufe von Ansteuerkurvenformen.

Der in der Erfindung verwendete optische Modulationswerkstoff kann ein Werkstoff sein, der in Abhängigkeit von einem daran angelegten elektrischen Feld einen ersten optisch stabilen Zustand (angenommen z. B. einen "hell"- Zustand) und einen zweiten optisch stabilen Zustand (angenommen z. B. "dunkel"-Zustand) zeigt, d. h. ein Werkstoff mit Bistabilität hinsichtlich eines elektrischen Feldes, insbesondere ein Flüssigkristall mit einer solchen Eigenschaft.

Als in der Erfindung verwendeter ferroelektrischer Flüssigkristall mit Bistabilität werden chiral-smektische Flüssigkristalle mit Ferroelektrizität am meisten bevorzugt. Unter diesen Flüssigkristallen ist ein Flüssigkristall in chiral-smektischer C-Phase (SmC*), H-Phase (SmH*), I-Phase (SmI*), F-Phase (SmF*) oder G-Phase (SmG*) besonders geeignet. Diese ferroelektrische Flüssigkristalle sind z. B. in "LE JOURNAL DE PHYSIQUE LETTERS" 36 (L-69), 1975 "Ferroelectric Liquid Crystals": "Applied Physics Letters" 36 (11) 1980, "Submicro Second Bistable Electrooptic Switching in Liquid Crystals", "Kotai Butsuri (Solid State Physics)" 16 (141), 1981 "Liquid Crystals", usw. beschrieben. In diesen Veröffentlichungen offenbarte ferroelektrische Flüssigkristalle werden in der Erfindung verwendet.

Im einzelnen sind Beispiele für eine ferroelektrische Flüssigkristallverbindung Decyloxybenzyliden-p′-Amino-2- Methylbutyl-Cinnamat (DOBAMBC), Hexyloxy-Benzyliden-p′- Amino-2-Chloropropylcinamat (HOBACPC), 4-o-(2-Methyl)- Butylresorciliden-4′-Octylanilin (MBRA 8), usw.

Wenn eine Anordung unter Verwendung dieser Werkstoffe gebildet wird, kann die Anordnung von einem Kupferblock oder dergleichen gehalten werden, in den eine Heizvorrichtung zur Erzeugung von Temperaturverhältnissen eingebettet ist, bei denen die Flüssigkristallverbindungen eine SmC*-oder SmH*-Phase annehmen.

In Fig. 1 ist schematisch ein Beispiel einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle gezeigt. Mit den Bezugszeichen 11 a und 11 b sind Grundplatten (Glasplatten) bezeichnet, auf denen eine transparente Elektrode, z. B. aus In₂O₃, SnO₂, ITO (Indiumzinnoxid), oder dergleichen aufgebracht ist. Ein Flüssigkristall einer SmC*-Phase, in dem Molekularflüssigkristallschichten 12 senkrecht zur Oberflächen der Glasplatten ausgerichtet sind, ist hermetisch dazwischen angeordnet. Eine fette Linie 13 zeigt Flüssigkristallmoleküle. Jedes Flüssigkristallmolekül 13 hat ein zu dessen Achse senkrechtes Dipolmoment (P┴) 14. Wenn eine Spannung höher als ein gewisser Schwellenwert zwischen den auf den Grundplatten 11 a und 11 b gebildeten Elektroden angelegt wird, wird ein helischer oder spiraler Aufbau des Flüssigkristallmoleküls 13 zur Änderung der Linienrichtung entsprechender Flüssigkristallmoleküle 13 gelockert oder gelöst, so daß die Diopolmomente (P┴) 14 alle in Richtung des elektrischen Feldes ausgerichtet werden. Die Flüssigkristallmoleküle 13 haben eine längliche Form und zeigen Brechungsanisotropie zwischen deren langer und kurzer Achse. Demgemäß ist leicht zu verstehen, daß dann, wenn in nicolscher Überkreuzung zueinander angeordnete, d. h. sich mit ihren Polarisationsrichtungen kreuzende Polarisatoren auf der oberen und der unteren Fläche der Glasplatten angebracht sind, der so angeordnete Flüssigkristall als optische Flüssigkristall-Modulationsvorrichtung wirkt, deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der Polarität einer angelegten Spannung ändern. Wenn außerdem die Flüssigkristallzelle genügend dünn ist (z. B. 1 µ), wird der helische Aufbau der Flüssigkristallmoleküle ohne Anwendung eines elektrischen Feldes gelöst, wodurch das Dipolmoment einen von zwei Zuständen annimmt, d. h. Pa in einer Aufwärtsrichtung 24 a oder Pb in einer Abwärtsrichtung 24 b, so daß eine Bistabilitätsbedingung, wie in Fig. 2 gezeigt, entsteht. Wenn ein elektrisches Feld Ea oder Eb höher als ein gewisser Schwellenwert und mit voneinander abweichender Polarität, wie in Fig. 2 gezeigt, an eine Zelle mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften angelegt wird, wird das Dipolmoment in Abhängigkeit von dem Vektor des elektrischen Felds Ea oder Eb entweder in die Aufwärtsrichtung 24 a oder in Abwärtsrichtung 24 b ausgerichtet. In Übereinstimmung damit werden die Flüssigkristallmoleküle entweder in einen ersten Orientierungszustand 23 a oder einen zweiten Orientierungszustand 23 b ausgerichtet.

Bei Verwendung des vorstehend erwähnten Flüssigkristalls als optisches Molulationselement ergeben sich zwei Vorteile. Der erste ist, daß die Antwortgeschwindigkeit sehr hoch ist. Die zweite ist, daß die Orientierung des Flüssigkristalls Bistabilität zeigt. Der zweite Vorteil wird anhand von Fig. 2 näher erläutert. Wenn das elektrische Feld Ea an die Flüssigkristallmoleküle angelegt wird, werden sie in den ersten stabilen Zustand 23 a ausgerichtet. Dieser Zustand wird stabil selbst dann erhalten, wenn das elektrische Feld entfernt wird. Wenn andererseits das elektrische Feld Eb, dessen Richtung entgegengesetzt zu derjenigen des elektrischen Feldes Ea ist, daran angelegt wird, werden die Flüssigkristallmoleküle in den zweiten Orientierungszustand 23 b ausgerichtet, wodurch die Richtungen der Moleküle geändert werden. Ebenso wird der letzere Zustand stabil selbst dann erhalten, wenn das elektrische Feld beseitigt wird. Weiterhin werden die Flüssigkristallmoleküle so lange in den betreffenden Orientierungszuständen gehalten, als die Größe des angelegten elektrischen Feldes Ea oder Eb nicht über einem gewissen Schwellenwert liegt. Um wirksame hohe Antwortgeschwindigkeit und Bistabilität zu erreichen, ist es vorteilhaft, daß die Zelle möglichst dünn ist, d. h. üblicherweise 0,5 bis 20 µ und insbesondere 1 bis 5 µ. Eine elektrooptische Flüssigkristallanordnung mit Matrix-Elektrodenstruktur, in der der ferroelektrische Flüssigkristall dieser Art verwendet wird, ist z. B. in der U.S. Patentschrift 43 67 924 von Clark und Lagerwall vorgeschlagen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ansteuerverfahrens wird anhand der Fig. 3 bis 9 erläutert.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Zelle 31 mit in einer Matrix angeordneten Bildpunkten, die Abtastzeilen 32, Datenzeilen 33 und einen dazwischen angeordneten ferroelektrischen Flüssigkristall unter Bistabilitätsbedingung aufweisen. Aufgrund der Kürze der Ausführung wird ein Fall mit zwei angezeigten Zustandssignalen "weiß" und "schwarz" erläutert. Es wird unterstellt, daß in Fig. 3 gestreifte Bildpunkte "schwarz" und die anderen Bildpunkte "weiß" entsprechen. Zunächst wird der ferroelektrische Flüssigkristall unter Bistabilitätsbedingung in den ersten stabilen Zustand ausgerichtet, um ein Bild gleichmäßig "weiß" erscheinen zu lassen. Dies kann durch Anlegen eines vorbestimmten Spannungsimpulssignals (z. B. Spannung: 3V ₀, Dauer: t) an alle Abtastzeilen bewirkt werden. Es ist wahlweise möglich, ein ähnliches elektrisches Signal an alle Datenzeilen anzulegen oder an einen vorgeschriebenen Block bildende Abtastzeilen oder Datenzeilen ein elektrisches Signal anzulegen, das den ferroelektrischen Flüssigkristall unter Bistabilitätsbedingung im vorgeschriebenen Block gleichmäßig in den ersten stabilen Zustand ausrichten kann. Im einzelnen ist es möglich, das vorstehend erwähnte elektrische Signal zum Löschen (3V ₀) gleichzeitig an alle oder einen vorgeschriebenen Teil der Bildpunkte anzulegen oder wahlweise das vorstehende elektrische Feld zum reihenweisen Löschen zu verwenden. Auf jeden Fall werden gegebenen Signalen entsprechende Daten in einen Bildbereich geschrieben, nachdem er einmal gleichmäßig "weiß" geschrieben ist.

Die Fig. 4A bis 4D zeigen Steuersignalverläufe bei Ausführungsbeispielen, bei denen ein Schreiben nach Löschen des gesamten oder eines vorgeschriebenen Bildbereiches bewirkt wird.

Die Fig. 4A und 4B zeigen ein an die gewählten Abtastzeilen angelegtes elektrisches Signal (-2V ₀) bzw. ein an die anderen (nicht gewählten) Abtastzeilen angelegtes elektrisches Signal (0). Andererseits zeigen die Fig. 4C und 4D ein an die gewählte Datenzeile angelegtes elektrisches Signal (V ₀) (als "schwarz" angenommen) bzw. ein an die nicht gewählten Datenzeilen angelegtes elektrisches Signal (-V ₀) (als "weiß" angenommen).

Die Fig. 5A bis 5E zeigen an Datenzeilen angelegte Gradations- Signalverläufe; die Fig. 6A bis 6E zeigen mit den vorstehend erwähnten Gradationssignalen überlagerte Umkehrsignale (Spannungssignale zur Umkehr von "weiß" in "schwarz"). Fig. 5A zeigt einen Spannungsverlauf (0) eines ersten Gradationssignals, wobei eine in Fig. 6A gezeigte vollständige Umkehrspannung von 3V ₀ an einen Bildpunkt angelegt wird. Wie in Fig. 7E gezeigt, wird an dem Bildpunkt, an den die gesamte Umkehrspannung von 3V ₀ angelegt ist, der gesamte Bildpunkt von Weiß-Zustand in den Schwarz-Zustand umgekehrt. Bild 5E zeigt einen Spannungsverlauf (V ₄) eines fünften Spannungssignals, wobei eine Spannung (3V ₀-V ₄) zur Einleitung der Umkehr, wie in Fig. 6E gezeigt, an einen Bildpunkt angelegt wird. An dem Bildpunkt, an den die Spannung (3V ₀-V ₄) zur Einleitung der Umkehr angelegt wird, wird ein Schwellenzustand, der einen Zustand unmittelbar vor der Umwandlung eines Bereichs 71 vom Schwarz-Zustand in den Weiß-Zustand, wie in Fig. 7A gezeigt, dargestellt, ausgebildet. Die Fig. 5B, 5C und 5D zeigen ein zweites Gradationssignal (V ₁), ein drittes Gradationssignal (V ₂) bzw. ein viertes Gradationssignal (V ₃), die so gesetzt sind, daß sie die Beziehung 0 ≦ωτ V ₁ ≦ωτ V ₂ ≦ωτ V ₃ ≦ωτ V ₄ erfüllen. Als Ergebnis kann mittels Anlegen der resultierenden Spannungen von 3V ₀-V ₁, 3V ₀- V ₂ und 3V ₀-V ₃, die oberhalb der Spannung zur Einleitung der Umkehr (3V ₀-V ₄) und unterhalb der Spannung zur vollständigen Umkehr (3V ₀) eingestellt sind, das Verhältnis aus dem in "schwarz" umgekehrten Bereich 71 zu dem Weiß-Bereich 72 in Abhängigkeit von der Größe der Spannungen gesteuert werden. Die Fig. 7B bis 7D zeigen entsprechend die sich ergebenden Zustände. Im einzelnen zeigt Fig. 7B den Zustand eines Bildpunktes, an den das Spannungssignal von 3V ₀-V ₃ angelegt worden ist; Fig. 7C zeigt den Zustand eines Bildpunktes, an den 3V ₀-V ₂ angelegt worden ist und Fig. 7D zeigt den Zustand eines Bildpunktes, an den 3V ₀-V ₁ angelegt worden ist. Wie vorstehend beschrieben, wird der ferroelektrische Flüssigkristall im Weiß-Bereich in den ersten Orientierungszustand und im Schwarz-Bereich 71 in den zweiten Orientierungszustand ausgerichtet. Beide Orientierungszustände werden so lange aufrecht erhalten, bis das Löschsignal (-3V ₀) im darauffolgenden Bild angelegt wird, so daß eine Gradationsanzeige in einer Bildperiode erzeugt wird. Die Fig. 7A bis 7E stellen im übrigen mittels mikroskopischer Beobachtung durch Polarisatoren in einer 90° nicolschen Überkreuzung erhaltene Skizzen dar.

Fig. 8 zeigt eine Beziehung zwischen Spannung und Lichtdurchlässigkeit bei 38°C, die sich für eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung ergab; diese wurde mit einem Paar von Glasplatten ausgerüstet, von denen jede mit einem Zinnoxid (ITO) und mit einem 1000 Å dicken reibbehandelten Polyimidfilm bedeckt wurde, der sicherstellt, daß zwischen den Glasplatten ein Abstand von 3,8 µm vorhanden ist, so daß eine Zelle zum Einbringen der nachfolgend gezeigten Verbindung gebildet wird:

Flüssigkristallverbindung

Die Messung wurde unter Verwendung von Impulsen mit einer Dauer von 1 ms und verschiedener Impulshöhe durchgeführt. Anhand von Fig. 8 ist zu sehen, daß die Spannung 81 zur Einleitung der Umkehr (3V ₀-V ₄) 5 V und die Spannung 82 zur vollständigen Umkehr (3V ₀) 15 V beträgt. Wenn eine mittlere Spannung (3V ₀-V ₃) von 9 V an einen Bildpunkt angelegt wird, wird eine Bereichsverteilung nach Fig. 7B beobachtet; bei einer mittleren Spannung (3V ₀-V ₂) von 10,2 V wird ein Zustand nach Fig. 7C beobachtet; und bei einer mittleren Spannung (3V ₀-V ₁) von 11 V wird ein Zutand nach Fig. 7D beobachtet. Die in Fig. 8 gezeigten Markierungen stellen Meßwerte dar.

Fig. 9 zeigt an die Bildpunkte A und B nach Fig. 3 angelegte zeitliche Kurvenverläufe. In diesem Beispiel wurde der Bildpunkt A in einen Lichtdurchlaßzustand auf der vierten, in Fig. 7B gezeigten Gradationsstufe und der Bildpunkt B in einen Lichtdurchlaßzustand auf der zweiten, in Fig. 7D gezeigten Gradationsstufe gebracht.

Fig. 10 zeigt eine Steuerschaltungsanordnung einer bei der Erfindung verwendeten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, wobei DSP eine Flüssigkristall-Anzeigeeinheit mit Bildpunkten A ₁₁, A ₁₂, . . . A ₅₅ bezeichnet. Mit As ist ein Eingangsanalogsignal bezeichnet. Die LC-Vorrichtung weist weiterhin eine γ-Umwandlungsschaltung 101, eine Verlagerungsschaltung 102, ein Analogschieberegister 103, ein Tor 104, einen Frequenzteiler 105, Frequenzteiler 106 und 107, einen Zähler 108 und einen monostabilen Multivibrator 109 auf. Die γ-Umwandlungsschaltung 101 steuert das Eingangsanalogsignal auf den γ-Wert der Spannung nach Fig. 8. Die Verlagerungsschaltung 102 addiert ein in Fig. 4C gezeigtes V₀-Signal zu dem bei der γ-Umwandlung verwendeten Eingangsanalogsignal.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird vorzugsweise ein Hilfssignal mit einer zu einem Schreibsignal entgegengesetzten Polarität nach Fig. 11 verwendet, um zu verhindern, daß ein z. B. in "schwarz" geschriebener Bildpunkt in "weiß" umgekehrt wird, wenn ein Signal zum Schreiben von "weiß", wie in Fig. 4 gezeigt, fortwährend an den Bildpunkt angelegt ist. Wie aus den Fig. 11A bis 11D ersichtlich, entspricht eine Phase Δ t einer Schreibperiode und einer Phase t ₁ einer Anlegperiode des Hilfssignals. Der Kurvenverlauf in der Phase Δ t nach Fig. 11A ist ein Abtastwahlsignal, die dem in Fig. 4A gezeigten entspricht. Der in Fig. 11B gezeigte Kurvenverlauf ist ein Signal zur Nicht-Wahl der Abtastung; der Kurvenverlauf nach Fig. 11C ist ein Signal zum Schreiben von "schwarz" und Fig. 11D zeigt ein Signal zum Erhalten von "weiß". Fig. 12 zeigt an Bildpunkte angelegte zeitliche Verläufe für den Fall, daß Einheitssteuersignale nach den Fig. 11A bis 11D verwendet werden.

Einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß kann eine Flüssigkristallvorrichtung mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall unter Bistabilitätsbedingungen durch Anlegen eines elektrischen Signals gesteuert werden, das eine erste Phase t ₁, in der eine Spannung, die ein elektrisches Feld mit der Möglichkeit der Ausrichtung des Flüssigkristalls in den ersten stabilen Zustand erzeugt, angelegt wird, und eine zweite Phase t ₂ besitzt, in der eine Umkehrspannung zur Wiederausrichtung des Flüssigkristalls in den zweiten stabilen Zustand in Abhängigkeit eines elektrischen Signals an eine Datenzeile angelegt wird.

Die Fig. 15A und 15B zeigen Kurvenverläufe eines an die Abtastzeilen angelegten Abtastwahlsignals bzw. eines Signals zur Nicht-Wahl zur Abtastung. Die Fig. 15C und 15D zeigen ein Umkehrsignals bzw. ein Halte- oder Erhalte- Signal. In den Fig. 15A bis 15D stellen die Abszissen und Ordinaten Zeit bzw. Spannung dar. Wenn z. B. ein bewegtes Bild angezeigt wird, werden die Abtastelektroden nacheinander und periodisch gewählt. Wenn eine Schwellenspannung zur Erzeugung eines ersten stabilen Zustandes des Flüssigkristalls mit Bistabilität mit V _th1 bzw. eine Schwellenspannung zur Erzeugung eines zweiten stabilen Zustandes mit -V _th2 bezeichnet wird, ist ein an die gewählten Abtastzeilen angelegtes elektrisches Signal eine Wechselspannung mit 2V ₀ in der Phase (Zeit) t ₁ und -V ₀ in der Phase (Zeit) t ₂, wie in Fig. 15A gezeigt. Andererseits werden die übrigen Abtastzeilen, an die ein Signal zur Nicht-Wahl der Abtastung angelegt ist, auf Masse gelegt, wie in Fig. 15B gezeigt. Demgemäß zeigen die darauf erscheinenden elektrischen Signale 0 Volt. Weiterhin hat nach Fig. 15C das an die gewählten Datenzeilen angelegte Umkehrspannungssignal den Wert 0 in der Phase t ₁ und den Wert V ₀ in der Phase t ₂, während das an die anderen Datenzeilen angelegte Haltesignal 0 beträgt, wie in Fig. 15D gezeigt. In diesem Beispiel ist die Spannung V ₀ auf einen gewünschten Wert gesetzt, der die Bedingung V ₀≦ωτV _th1 ≦ωτ 2V ₀ und -2V ₀ ≦ωτ -V_th1 ≦ωτ -V ₀ erfüllt. An entsprechende Bildpunkte angelegte Spannungsverläufe sind in den Fig. 16A bis 16D gezeigt. Wie aus Fig. 16A ersichtlich, sind alle Bildpunkte auf einer gewählten Abtastzeile einmal in einen optisch stabilen Zustand (erster stabiler Zustand) gleichmäßig ausgerichtet, weil eine über der Schwellenspannung -V _th2 liegende Spannung -2V in einer ersten Phase t ₁ angelegt wird. Unter diesen Bildpunkten werden solche, an die das Umkehrsignal mit Information angelegt wird, in den anderen optisch stabilen Zustand (zweiter stabiler Zustand) umgekehrt, weil eine die Schwellenspannung V _th1 übersteigende Spannung 2V ₀ in einer zweiten Phase t ₂ daran angelegt wird. Weiterhin bleiben Bildpunkte auf derselben Abtastlinie, an die das Haltesignal ohne Information angelegt wird, in dem vorstehend erwähnten einen optisch stabilen Zustand, weil die in der zweiten Phase t ₂ angelegte Spannung V ₀ beträgt und die Schwellenspannung V _th1 nicht übersteigt.

Andererseits ist eine an alle Bildpunkte auf einer Abtastzeile, an die ein Signal zur Nicht-Wahl der Abtastung angelegt ist, angelegte Spannung V ₀ oder 0, von denen keine die Schwellenspannung übersteigt. Demgemäß erhalten die LC-Moleküle an Bildpunkten auf den Abtastzeilen, an die das Signal zur Nicht-Wahl der Abtastung angelegt ist, ihre Orientierungszustände entsprechend dem zu der Zeit erzeugten Signalzustand aufrecht, in der die Bildpunkte zum letzten Mal abgetastet worden sind. Wenn somit eine bestimmte Abtastzeile gewählt ist, werden die Bildpunkte auf einer Abtastzeile einem gleichförmig in einer ersten Phase t ₁ in einen optisch stabilen Zustand ausgerichtet und in einer zweiten Phase t ₂ wird eine Zeile von Signalen geschrieben. Die sich ergebenden Signalzustände werden so lange aufrechterhalten, bis die Abtastzeile wieder gewählt wird, nachdem ein Bild abgearbeitet ist. Demgemäß ändert sich das Tastverhältnis selbst dann nicht wesentlich, wenn die Anzahl von Abtastzeilen anwächst, so daß die Möglichkeit einer Kontrastverringerung, eine Übersprecherscheinung usw. vermieden wird.

In diesem Beispiel können die Spannung V ₀ und die Dauer der Phase T (= t ₁ + t ₂) üblicherweise in den Bereichen 3 bis 70 V bzw. 0,1 µs bis 2 ms gewählt werden, wobei diese auch von dem gewählten besonderen Flüssigkristallmaterial und der Zelldicke abhängen.

Die Fig. 17A bis 17E zeigen an die Datenzeilen in der Phase t ₂ angelegte, von Umkehrsignalen überlagerte Gradationssignale, während die Fig. 18A bis 18E von den vorstehend erwähnten Gradationssignalen überlagerte Umkehrsignale (Spannungssignale zur Umkehr von "weiß" in "schwarz") in der Phase t ₂ zeigen Fig. 17A zeigt einen Spannungsverlauf (0) eines ersten Gradationssignals, wodurch nach Fig. 18A eine Spannung von 2V ₀ zur vollständigen Umkehr an einen Bildpunkt angelegt wird. Der Bildpunkt, an den die Spannung 2V ₀ zur vollständigen Umkehr angelegt wird, wird vollkommen vom weißen Zustand in den schwarzen Zustand umgekehrt, wie in Fig. 7E gezeigt. Die Fig. 17E zeigt einen Spannungsverlauf (V ₄) eines fünften Spannungssignals, wodurch eine in Fig. 18E gezeigte Spannung (2V ₀-V ₄) zur Einleitung der Umkehr, an einem Bildpunkt angelegt wird. An demjenigen Bildpunkt, an den die Spannung (2V ₀-V ₄) zur Einleitung der Umkehr angelegt wird, wird ein Schwellenzustand gebildet, d. h. ein Zustand, unmittelbar bevor in dem in Fig. 7A gezeigten weißen Zustand ein Bereich 71 in den schwarzen Zustand in den weißen Zustand umgeformt wird. Die Fig. 17B, 17C und 17D zeigen ein zweites Gradationssignal (V ₁), ein drittes Gradationssignal (V ₂) bzw. ein viertes Gradationssignal (V ₃), die so gewählt sind, daß sie die Beziehung 0 ≦ωτ V ₁ ≦ωτ V ₂ ≦ωτ V ₃ ≦ωτ V ₄ erfüllen. Als Ergebnis kann durch Anlegen der resultierenden Spannungen von 3V ₀-V ₁, 3V ₀-V ₂ und 3V ₀-V ₃, die oberhalb der Spannung (2V ₀-V ₄) zur Einleitung der Umkehr und unterhalb der Spannung (2V ₀) zur vollständigen Umkehr liegen, das Verhältnis von dem in "schwarz" umgekehrten Bereich 71 zu dem Weißbereich 72 in Abhängigkeit von der Größe der Spannungen gesteuert werden.

Fig. 19 zeigt an Bildpunkte B und B nach Fig. 3 angelegte zeitliche Verläufe. In diesem Beispiel ist der Bildpunkt A in einen Lichtdurchlaßzustand auf der vierten Gradationsstufe nach Fig. 7B und der Bildpunkt B in den Lichtdurchlaßzustand auf der zweiten Gradationsstufe nach Fig. 7D gebracht.

Die Fig. 20 und 21 zeigen ein anderes abgewandeltes Ausführungsbeispiel. Der Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 15 und 16 ist der, daß die Spannung des Abtastwahlsignals in der Phase t ₁ halbiert ist, d. h. V ₀ und entsprechend dazu -V ₀ zu allen Informationssignalen in der Phase t ₁ addiert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich der Vorteil, daß der maximale Spannungswert der an die entsprechenden Elektroden angelegten Signale im Vergleich zu derjenigen im Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 halbiert wird.

Im einzelnen zeigt Fig. 20A den Spannungsverlauf eines an eine gewählte Abtastzeile angelegten Abtastwahlsignals, während ein auf Masse liegendes Signal zur Nicht-Wahl der Abtastung nach Fig. 20B an nicht gewählte Abtastzeilen angelegt ist. Fig. 20C zeigt den Spannungsverlauf eines an gewählte Datenzeilen angelegten Umkehrsignals und Fig. 20D zeigt den Spannungsverlauf eines an nicht gewählte Datenzeilen angelegten Haltsignals. Die Fig. 21A bis 21D zeigen an entsprechende Bildpunkte angelegte Spannungsverläufe. Im einzelnen zeigt Fig. 21A einen an umgekehrte Bildpunkte angelegten Spannungsverlauf; Fig. 21B einen Verlauf zum Erhalten von Bildelementen und die Fig. 21C und 21D an Bildelemente auf einer Zeile, an die ein Signal zur Nicht-Wahl der Abtastung angelegt ist, angelegte Kurvenverläufe.

Einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß kann ein Ansteuerverfahren mit einer ersten Phase, in der ein ferroelektrischer Flüssigkristall unter Bistabilitätsbedingung an Bildpunkte auf einer Nten Abtastzeile in einen stabilen Zustand ausgerichtet ist, einer zweiten Phase, in der ein Schreibsignal an eine Datenzeile synchron mit dem an die Nte Abtastzeile angelegten Abtastsignal angelegt ist, sowie mit einer dritten Phase eingereicht werden, in der der ferroelektrische Flüssigkristall unter Bistabilitätsbedingung an Bildpunkten auf eine N + 1- ten Abtastzeile in einen stabilen Zustand ausgerichtet ist.

In einem Ausführungsbeispiel kann eine optische Modulationsvorrichtung mit aufeinanderfolgend und periodisch in Abhängigkeit von Abtastsignalen gewählten Abtastzeilen, den Abtastzeilen gegenüberliegend angebrachten und aufgrund vorgeschriebener Informationssignale gewählten Datenzeilen und einem Bistabilität hinsichtlich eines zwischen den Abtast- und Datenzeilen angelegten elektrischen Feldes Bistabilität zeigenden ferroelektrischen Flüssigkristall mit Hilfe eines elektrischen Signals gesteuert werden; dabei besitzt das elektrische Signal eine erste Phase t ₁, in der eine Spannung (Löschsignal) angelegt ist, die eine Richtung eines elektrischen Feldes zur Ausrichtung des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten stabilen Zustand ungeachtet an Datenzeilen anliegender Spannungssignale erzeugt und eine zweite Phase, in der ein Umkehrspannungssignal zur Ausrichtung des ferroelektrischen Flüssigkristalls in einen zweiten stabilen Zustand in Abhängigkeit von an Datenzeilen angelegten elektrischen Signalen angelegt ist. Weiterhin kann vorzugsweise ein elektrisches Signal mit einer Zeilenlöschphase t ₁, einer Zeilenlöschphase t ₂ und einer Hilfssignalphase t ₃ verwendet werden, wobei in der Phase t ₃ ein Signal mit entgegengesetzter Polarität zu demjenigen Signal, das an einer Datenzeile in der Phase t ₂ aufgrund gegebener Daten anliegt, angelegt wird.

Die Fig. 22A und 22B zeigen ein an eine gewählte Abtastzeile angelegtes Abtastwahlsignal bzw. ein an die übrigen (nicht gewählten) Abtastzeilen angelegtes Signal zur Nicht-Wahl der Abtastung. Die Fig. 22C und 22D zeigen an gewählte Daten angelegte Umkehrspannungssignale (als "schwarz" angenommen). Unter diesen zeigt Fig. 22C ein in einem Fall angelegtes Signal, in dem das vorausgehende Signal "schwarz" erzeugt (Umkehrspannungssignal). Fig. 22D zeigt ein in einem Fall angelegtes Signal, in dem das vorausgehende Signal "Weiß" erzeugt (Haltesignal).

Weiterhin zeigen die Fig. 22E bzw. 22F an nichtgewählte Abtastzeilen angelegte Haltesignale (als "Weiß" angenommen). Unter diesen zeigt Fig. 22E ein in einem Fall angelegtes Signal, in dem das vorher angelegte Signal ein "Schwarz" erzeugendes Signal ist und Fig. 22F ein in einem Fall angelegtes Signal, in dem das vorausgehende Signal ein "Weiß" erzeugendes Signal ist. In der Figur dient eine Phase t ₁ zur gleichförmigen Ausrichtung aller Bildpunkte auf einer Abtastzeile in "Weiß" und eine Phase t ₂ zum Schreiben von Informationssignalen. In diesem Beispiel gilt t ₁ = t ₂ = Δ t.

Bei diesem Steuerverfahren kann eine Gradation durch Überlagerung des vorstehend erwähnten Umkehrsignals in der Schreibphase t ₂ mit den in Fig. 17A bis 17D wiedergegebenen Gradationssignalen angezeigt werden.

Fig. 23 zeigt an die Bildpunkte A und B nach Fig. 3 angelegte zeitliche Kurvenverläufe. In diesem Beispiel werden der Bildpunkt A in einen Lichtdurchlaßzustand auf der vierten Gradationsstufe nach Fig. 7B und der Bildpunkt B in einen Lichtdurchlaßzustand auf der zweiten Gradationsstufe nach Fig. 7D gebracht. In Fig. 23 bezeichnen S ₁ bis S ₅ an Abtastzeilen angelegte Signale; I ₁ und I ₃ bezeichnen an Datenzeilen I ₁ bzw. I ₃ angelegte Signale; und A und B bezeichnen an in Fig. 3 gezeigte Bildpunkte A bzw. B angelegte Spannungsverläufe. Wenn für eine Flüssigkristallzelle mit Bistabilität angenommen wird, daß eine Schwellenspannung zur Erzeugung eines ersten stabilen Zustandes (als "Weiß" angenommen) für eine Dauer Δ t -V _th2 sei und eine Schwellenspannung zur Erzeugung eines zweiten stabilen Zustandes (gegenwärtig als "Schwarz" angenommen) für eine Dauer Δ t V _th1, wird der Wert von V ₀ so gewählt, daß gilt V ₀ ≦ωτ V _th1 ≦ωτ 2V ₀ und -2V ₀ ≦ωτ -V _th2 ≦ωτ -V ₀.

Wie aus Fig. 23 ersichtlich, werden alle Bildpunkte auf einer Abtastlinie einmal gleichförmig in "Weiß" gelöscht und dann wahlweise in "Schwarz" oder "Weiß" aufgrund gegebener Daten geschrieben. Zu dieser Zeit wird bei in "Schwarz" zu schreibenden Bildpunkten die Umkehr von "Weiß" → "Schwarz" zum Einschreiben von Daten bewirkt. In dieser Phase (Zeit) werden alle Bildpunkte auf der nachfolgenden Zeile zum Schreiben von Daten auf einer Abtastzeile in "Weiß" gelöscht. Als Ergebnis kann das Schreiben eines gesamten Bildes durch eine Vollbild-Abtastung mit hoher Geschwindigkeit erfolgen.

Die Fig. 24A bis 24F zeigen in einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendete Steuersignalverläufe.

Die Fig. 24A und 24B zeigen ein an eine gewählte Abtastzeile angelegtes Abtastwahlsignal bzw. ein an eine nichtgewählte Abtastzeile angelegtes Signal zur Nicht-Wahl der Abtastung. Die Fig. 24C bis 24F zeigen an Datenzeilen angelegte Informationssignale. Die Fig. 24C und 24E entsprechen Fällen, in denen vorausgehende Signals "Schwarz" erzeugt haben, die Fig. 24D und 24F entsprechenden Fällen, in denen die vorausgehenden Signale "Weiß" erzeugt haben. Informationssignale (Umkehrsignale) mit V ₀ in der Phase t ₂ nach den Fig. 24C und 24D werden an entsprechende Bildpunkte zur Erzeugung von "Schwarz" angelegt, während Informationssignale (Haltesignale) mit -V ₀ in der Phase t ₂ nach den Fig. 24E und 24F zur Erzeugung von "Weiß" angelegt werden.

Der mikroskopische Schaltvorgang eines ferroelektrischen Flüssigkristalls mit Bistabilität mittels eines elektrischen Feldes ist übrigens noch nicht vollkommen geklärt. Allgemein gesprochen, kann der ferroelektrische Flüssigkristall jedoch seinen stabilen Zustand halbpermanent aufrechterhalten, wenn er durch Anlegen eines starken elektrischen Feldes über eine vorbestimmte Zeit in einen vorgeschriebenen (ersten) stabilen Zustand geschaltet oder ausgerichtet worden ist und dann ohne Einwirkung eines elektrischen Feldes belassen wird. Wenn jedoch eine umgekehrte Polarität eines elektrischen Feldes über eine längere Zeitperiode an den Flüssigkristall angelegt wird, kann der Flüssigkristall seinen stabilen Zustand in einen umgekehrten (zweiten) Zustand selbst dann ändern, wenn das elektrische Feld (entsprechend einer Spannung unterhalb des Schwellenwerts im vorausgehenden Beispiel) so schwach ist, daß der stabile Zustand des Flüssigkristalls nicht in einer zum Schreiben vorgewählten Zeit umgeschaltet wird, wodurch keine richtige Anzeige oder Modulation von Informationen erreicht werden kann. Wir haben erkannt, daß die Eigenschaft eines solchen Schaltens bzw. einer solchen Umkehr der ausgerichteten Zustände unter Langzeiteinwirkung eines schwachen elektrischen Feldes durch das Material und die Rauhigkeit einer den Flüssigkristall berührenden Grundplatte und die Art des Flüssigkristalls beeinflußt wird, aber wir haben die Auswirkungen nicht quantitativ geklärt. Es konnte die Tendenz bestätigt werden, daß eine Behandlung in einer Achse der Grundplatte, wie z. B. Reiben, schräg oder unter einem Kippwinkel abgeschiedener Dampf von SiO usw. den Einfluß auf die vorstehend erwähnte Umkehr ausgerichteter Zustände vergrößert. Die Tendenz offenbart sich bei einer höheren Temperatur stärker als bei einer niedrigen Temperatur. Auf alle Fälle ist es zur Erfüllung einer richtigen Anzeige oder Modulation von Information ratsam, ein elektrisches Feld in einer Richtung nicht über eine längere Zeit auf den Flüssigkristall einwirken zu lassen.

Dementsprechend ist bei einer erfindungsgemäßen Betriebsart des Steuerverfahrens eine Hilfssignalphase t ₃ zur Verhinderung einer fortwährenden Einwirkung eines schwachen elektrischen Feldes in einer Richtung auf einen bestimmten Bildpunkt vorgesehen. Ein bestimmtes Ausführungsbeispiel dieser Art wird anhand der Fig. 25 und 26 erläutert.

Die Fig. 25A und 25B zeigen ein an eine gewählte Abtastzeile angelegtes Abtastwahlsignal bzw. ein an eine nicht gewählte Abtastzeile angelegtes Signal zur Nicht- Wahl der Abtastung. An die Datenzeilen werden nach den Fig. 25C bis 25F Signale angelegt, die in der Phase t ₃ ein Signal mit entgegengesetzter Polarität zu derjenigen Fn der vorausgehenden Phase t ₂ aufweisen. Die Fig. 25C und 25D entsprechen "schwarz", während die Fig. 25E und 25F "weiß" entsprechen. Weiterhin entsprechen die Fig. 25C und 25E Fällen, in denen die vorausgehenden Signale "schwarz" erzeugt haben. Die Fig. 25D und 25F entsprechen Fällen, in denen die vorausgehenden Signale "weiß" erzeugt haben. Z. B. wird in einem Fall, in dem ein Muster nach Fig. 3 durch Verwendung einer Steuerart ohne t ₃- Phase angezeigt werden soll, ein Bildpunkt A in "schwarz" bei Abtasten der Abtastzeile S ₁ geschrieben, kann danach aber in "weiß" umgekehrt werden, wenn ein elektrisches Signal von -V ₀ fortwährend an die Datenzeile I ₁ angelegt wird und die Spannung fortwährend am Bildpunkt A liegt. Wenn jedoch eine Hilfssignalphase t ₃ erzeugt wird, wird eine solche Möglichkeit des Übersprechens unterbunden, wie aus den Zeitfolgesignalen nach Fig. 26 verständlich ist.

Fig. 26 zeigt an ensprechende Zeilen angelegte Steuersignale und an Bildpunkte angelegte Spannungsverläufe zum Erhalten einer Anzeige nach Fig. 3. Im einzelnen bezeichnen in Fig. 26 S ₁ bis S ₅ an entsprechende Abtastzeilen angelegte Signale; I ₁ und I ₃ bezeichnen an entsprechende Datenzeilen angelegte Signale und A und B zeigen an die Bildpunkte A bzw. B angelegte Spannungsverläufe in zeitlicher Folge.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es möglich, anstelle der Gradationssignale mit unterschiedlicher Impulshöhe Gradationssignale mit unterschiedlicher Impulsdauer gemäß den Fig. 13A bis 13F oder Gradationssignale mit unterschiedlicher Impulsanzahl gemäß den Fig. 14A bis 14E zu verwenden.

Erfindungsgemäß können Gradationsbilder erzeugt oder angezeigt werden. Darüberhinaus können bei der Erfindung durch Anwenden einer Flüssigkristallvorrichtung mit Bistabilität mit Farbfilter, z. B. in Streifen- oder Mosaikform an entsprechenden Bildpunkten und durch Ansteuerung der Flüssigkristallvorrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise Gradationsbilder angezeigt werden. Als Ergebnis kann die Erfindung geeigneterweise bei einem Flüssigkristallfernseher zur Anzeige monochromer oder farbiger Bilder verwendet werden, und zwar insbesondere bei einem tragbaren LC-Farbfernsehgerät, das viel kleiner und leichter als ein herkömmliches CRT-Farbfernsehgerät ist.

Die beschriebene Flüssigkristallvorrichtung weist somit eine Anzahl von Bildpunkten und einen ferroelektrischen Flüssigkristall mit einem ersten stabilen Orientierungszustand und einem zweiten stabilen Orientierungszustand in Abhängigkeit von einem darauf einwirkenden elektrischen Feld auf. Die Flüssigkristallvorrichtung wird durch Anlegen eines Spannungssignals, die den ferroelektrischen Flüssigkristall in den ersten stabilen Zustand ausrichten kann, an alle oder einen Teil der Bildpunkte, durch Anlegen eines Umkehrspannungssignals, die den in den ersten Orientierungszustand ausgerichteten ferroelektrischen Flüssigkristall in den zweiten Orientierungszustand an gewählten Bildpunkten umkehren kann und durch veränderbares Steuern der Kurvenform des Umkehrspannungssignals gesteuert.

Claims

1. Flüssigkristallvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristallanordnung mit einer Anzahl von Bildpunkten (A, B; A ₁₁. . .), die einen ferroelektrischen Flüssigkristall mit einem ersten stabilen Orientierungszustand und einem zweiten stabilen Orientierungszustand in Abhängigkeit von einem darauf einwirkenden elektrischen Feld aufweist, eine Vorrichtung zum Anlegen eines Spannungssignals, das den ferroelektrischen Flüssigkristall in den ersten Orientierungszustand ausrichten kann, an alle oder einen Teil der Bildpunkte, eine Vorrichtung zum Anlegen eines Umkehrspannungssignals, das den in den ersten Orientierungszustand ausgerichteten ferroelektrischen Flüssigkristall in den zweiten Orientierungszustand ausrichten kann an ausgewählte Bildpunkte und eine Vorrichtung zur veränderbaren Steuerung der Kurvenform des Umkehrspannungssignals.

2. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrspannung auf einen Wert oberhalb des Absolutwerts einer Spannung zur Einleitung einer Umkehr gewählt wird, die die Umkehr von dem ersten Orientierungszustand in den zweiten Orientierungszustand einleiten kann.

3. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrspannung auf einen Wert oberhalb des Absolutwerts einer Spannung zur Einleitung der Umkehr, die die Umkehr vom ersten Orientierungszustand in den zweiten Orientierungszustand einleiten kann, und unterhalb des Absolutwerts einer Spannung zur vollständigen Umkehr gewählt wird, die eine Umkehr in den zweiten Orientierungszustand bewirken kann.

4. Flüssigkristallvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall ein Flüssigkristall mit chiralskmektischer Phase ist.

5. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die chiral-smektische Phase eine chiral-smektische C-Phase, H-Phase, I-Phase, F-Phase oder G-Phase ist.

6. Flüssigkristallvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Anlegen eines Hilfssignals an die Bildpunkte.

7. Ansteuerverfahren für eine Flüssigkristallanordnung, die eine Anzahl von Bildpunkten mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall aufweist, der einen ersten stabilen Orientierungszustand und einen zweiten stabilen Orientierungszustand in Abhängigkeit eines darauf einwirkenden elektrischen Feldes aufweist und in einer Anzahl von Zeilen und Spalten zur Erzeugung eines Bildes angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine erste Phase des Anlegens einer Signalspannung, die den ferroelektrischen Flüssigkristall in den ersten Orientierungszustand ausrichten kann, an alle oder einen Teil der Bildelemente, um dadurch die Bildelemente zu löschen, und eine zweite Phase des Anlegens eines Umkehrspannungssignals zur Umkehr des in den ersten Orientierungszustand ausgerichteten ferroelektrischen Flüssigkristalls bei gewählten Bildpunkten in den zweiten Orientierungszustand an die gewählten Bildpunkte zum Einschreiben der Bildpunkte, wobei dieses Umkehrspannungssignal einen in Abhängigkeit von gegebenen Gradationsdaten gesteuerten Spannungsverlauf besitzt.

8. Ansteuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungssignal in der ersten Phase gleichzeitig an alle oder einen Teil der Bildpunkte angelegt wird und das Umkehrspannungssignal in der zweiten Phase Zeile für Zeile an die Bildpunkte angelegt wird.

9. Ansteuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannungssignal in der ersten Stufe Zeile für Zeile an alle oder einen Teil der Bildpunkte angelegt wird, und das Umkehrspannungssignal Zeile für Zeile an die Bildpunkte angelegt wird.

10. Ansteuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrspannung auf einen Wert oberhalb des Absolutwerts einer Spannung zur Einleitung der Umkehr gewählt wird, die die Umkehr vom ersten Orientierungszustand in den zweiten Orientierungszustand einleiten kann.

11. Ansteuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrspannung auf einen Wert oberhalb des Absolutwerts einer Spannung zur Einleitung der Umkehr, die eine Umkehr vom ersten Orientierungszustand in den zweiten Orientierungszustand einleiten kann, und unterhalb des Absolutwerts einer Spannung zur vollständigen Umkehr gewählt wird, die eine Umkehr in den zweiten Orientierungszustand bewirken kann.

12. Ansteuerverfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine dritte Phase zum Anlegen eines Hilfssignals an die Bildpunkte.

13. Ansteuerverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssignal eine Spannung unterhalb des Absolutwerts der Spannung zur Einleitung der Umkehr besitzt.

14. Ansteuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrspannungssignal einen Impuls aufweist, dessen Höhe in Abhängigkeit von den gegebenen Gradationsdaten gesteuert wird.

15. Ansteuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrspannungssignal einen Impuls aufweist, dessen Dauer in Abhängigkeit von den gegebenen Gradationsdaten gesteuert wird.

16. Ansteuerverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkehrspannungssignal eine Anzahl von Impulsen aufweist, die in Abhängigkeit von den gegebenen Gradationsdaten gesteuert wird.

17. Flüssigkristallvorrichtung, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristallanordnung, die eine Anzahl von Bildpunkten mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall aufweist, der einen ersten stabilen Orientierungszustand und einen zweiten stabilen Orientierungszustand zeigt und in einer Anzahl von Zeilen und Spalten zur Erzeugung eines Bildes angeordnet ist, eine Vorrichtung zum Anlegen eines Spannungssignals an die Bildpunkte, das den ferroelektrischen Flüssigkristall Zeile für Zeile in den ersten Orientierungszustand ausrichten kann, eine Vorrichtung zum Anlegen eines Umkehrspannungssignals, das den in den ersten Orientierungszustand ausgerichteten ferroelektrischen Flüssigkristall Zeile für Zeile in den zweiten Orientierungszustand umkehren kann, an aus den Bildpunkten ausgewählte Bildpunkte, bei denen der ferroelektrische Flüssigkristall in den ersten Orientierungszustand ausgerichtet worden ist, und eine Vorrichtung zur veränderbaren Steuerung der Kurvenform des Umkehrspannungssignals.

18. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrspannung auf einen Wert oberhalb des Absolutwerts einer Spannung zur Einleitung der Umkehr gewählt ist, die die Umkehr von dem ersten Orientierungszustand in den zweiten Orientierungszustand einleiten kann.

19. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrspannung auf einen Wert oberhalb des Absolutwerts einer Spannung zur Einleitung der Umkehr, die die Umkehr vom ersten Orientierungszustand in den zweiten Orientierungszustand einleiten kann, und unterhalb des Absolutwerts einer Spannung zur vollständigen Umkehr, die eine Umkehr in den zweiten Orientierungszustand bewirken kann, gewählt ist.

20. Flüssigkristallvorrichtung nach einem der Ansprüche 17, bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der ferroelektrische Flüssigkristall ein Flüssigkristall mit chiral-smektischer Phase ist.

21. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die chiral-smektische Phase eine chiral-smektische C-Phase, H-Phase, I-Phase, F-Phase oder G- Phase ist.

22. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Anlegen eines Hilfssignals an die Bildpunkte.

23. Ansteuerverfahren für eine Flüssigkristallanordnung, die eine Anzahl von Bildpunkten mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall aufweist, der einen ersten stabilen Orientierungszustand und einen zweiten stabilen Orientierungszustand in Abhängigkeit von einem darauf einwirkenden elektrischen Feld zeigt und einer Anzahl von Zeilen und Spalten zur Erzeugung eines Bildes angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine erste Phase des Anlegens einer Löschsignalspannung zur Ausrichtung des ferroelektrischen Flüssigkristalls in den ersten Orientierungszustand an Bildpunkte auf einer Zeile zum Löschen der Bildpunkte und eine zweite Phase des Anlegens eines Umkehrspannungssignals an gewählte Bildpunkte unter den gelöschten Bildpunkten, wobei das Löschspannungssignal und das Umkehrspannungssignal Zeile für Zeile und aufeinanderfolgend angelegt werden und das Umkehrspannungssignal einen in Abhängigkeit von gegebenen Gradationsdaten veränderbar gesteuerten Spannungsverlauf besitzt.

24. Ansteuerverfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Löschspannungssignal an eine auf eine Schreibzeile (Nte Zeile) folgende Zeile (N + 1te Zeile) und das Umkehrspannungssignal an die Schreibzeile (Nte Zeile), die im voraus gelöscht worden ist, angelegt werden.