JP2001506376A - 電極電圧の変調によって電気光学層の状態を変えるディスプレイシステム - Google Patents

電極電圧の変調によって電気光学層の状態を変えるディスプレイシステム

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Abstract

(57)【要約】 ディスプレイシステムにおいて、電気光学層を表示データが見えない状態にリセットさせるよう制御電極を変調するための方法及び装置。本発明の一実施形態では、ディスプレイシステムは、表示される第1の画像を表す第1の複数の画素データ値を受け取るための第1の複数のピクセル電極を有する第1の基板を具備する。このディスプレイシステムは、さらに、ピクセル電極と作用関係をもって接続された電気光学層及び該電気光学層と作用関係をもって接続された電極を具備する。ディスプレイシステムは、第1の画像を表示した後、第1の制御電圧を該電極に印加して第1の画像が実質上表示されないように電気光学層の状態を変化させ、次いでディスプレイシステムは、該電極が第2の制御電圧を受け取った後、第2の複数の画素データ値によって表される第2の画像を表示する。その他種々の態様の装置及び方法が記載されている。

Description

【発明の詳細な説明】 電極電圧の変調によって電気光学層の状態を変えるディスプレイシステム 発明の背景 本願は、「共通電極の変調を有するディスプレイシステム」という名称で同じ 発明者により1996年12月19日に出願された同時係属米国特許出願第08 /770,233号の一部継続出願である。本願は、ここに米国特許法第120 条の規定に基づきこの先の出願日の権利を主張するものである。 発明の技術分野 本発明は、広義には液晶ディスプレイシステムのようなディスプレイシステム に関するものである。また、本発明は、ディスプレイシステムの電極の電気的に 駆動するためのシステムに関する。より詳しくは、本発明は、ディスプレイシス テムの電極を、画素データの更新との制御された位相関係をもって種々の電圧に 電気的に駆動するためのシステムに関する。 関連技術の背景 ある部類のディスプレイシステムは、2枚の基板の間に配置された液晶のよう な電気光学材料の薄い介在層上の位置を電気的にアドレスすることによって動作 する。これらのディスプレイシステムでは、色純度、高コントラスト、画面の明 るさ、及び応答の速さを含めて、優れた表示特性を達成することが重要である。 フレームあるいはサブフレームの独立性が高いと、所与の画素ないしは画素に おける1つのフレームから次のフレームへの光強度値間のカップリングが確実に なくなる。例えば、ある画素を第1のフレームの間はその最も明るいグレーレベ ルにし、その後次のフレームの間はその最も暗いグレーレベルにしたい場合、フ レームの独立性が高ければ確実にこれが可能であるが、独立性が低いと、第2の フレームの間その画素が最も暗いグレーレベルより明るく見えることが起こり得 る。このフレーム間カップリングはモーションスミアのような問題を引き起こす ことがある。フレーム間独立性が高いことは、ディスプレイがカラーか、白黒( モノクロ)か、あるいはグレースケールディスプレイであるかの如何に関わらず 重要である。 達成可能なコントラストのレベルは、所与のフレームあるいはサブフレーム内 の所与の画素についての最も明るいグレーレベルと最も暗いグレーレベルとの間 で達成可能な光強度範囲によって決定される。 ユーザには、コントラストの他、映像ないしは画像が明るいディスプレイの方 がより質が高いと思われるので、ディスプレイはより明るい画像を表示できるこ とが望ましい。 最後に、ディスプレイの速度は1つのフレームと次のフレームをどれだけ速い レートで切り換えて表示できるかというその能力によって決定される。目で見え る動きを表示しようとする場合、フリッカその他の問題は、フルカラーフレーム を少なくとも30ヘルツ、好ましくは60ヘルツ以上のフレームレートないしは 表示レートで表示できる場合にしか避けることができない。 この速度要件は、ディスプレイが各画素位置に赤、緑、及び青の画素(言い換 えると、各画素位置における赤、緑及び青のサブピクセル)の全てを含んではお らず、単一の画素しか持たない場合、さらにシビアなものになる。このようなデ ィスプレイの一形態として、SIDダイジェスト(1995年)の520〜52 3ページのセイヤー(Sayyah)、フォーバー(Forber)及びイーフ ロム(Efrom)による「一般視聴者用HDTV用のカラーシーケンシャル結 晶シリコンLCLVベースプロジェクタ(Color−Sequential Crystalline−Silicon LCLV based Proje ctor for Consumer HDTV)に記載されているようなカラ ーシーケンシャル液晶表示装置がある。これらの形態のディスプレイで、ディス プレイが赤、緑、及び青のサブフレームのシーケンシャル表示を必要とする場合 、これらのサブフレームはフリッカを避けるためには90ヘルツ以上、望ましく は180ヘルツ以上のフレームレートで表示されなくてはならない。カラーシー ケンシャル表示方式の場合、優れた色純度で画像を表示するには、フレームある いはサブフレームの高い独立性が要求される。 2枚の基板の間に配置された液晶のような薄い電気光学材料の介在層上の位置 を電気的にアドレスすることによって動作する一般的なディスプレイシステムは 、次のような特徴を有する。2枚の基板の少なくとも一方は光に対して透明また は半透明であり、またどちらか一方基板は複数のピクセル電極を具備する。各ピ クセル電極は、ディスプレイの1つの画素(あるいは1つのサブピクセル)に対 応している。各ピクセル電極は、ディスプレイの電気光学層上に画像を表示させ るようにして介在電気光学層を制御するよう、それぞれ独立にある特定の電圧に 駆動することができる。各画素はカラートライアッド構造をなすピクセル電極よ りなる場合もある。このような従来技術のディスプレイシステムの第2の基板は 共通電極あるいはカバーガラス電極として知られている単一の電極を有し、これ はピクセル電極が電気光学材料の介在層の両側間に電界を生じさせることができ るように基準電圧を供給する役割を有する。 このようなシステムの一例がカラーの薄膜トランジスタ(TFT)液晶ディス プレイである。これらのディスプレイは、多くのノートブックサイズのポータブ ル型コンピュータで使用されている。これらのディスプレイでは、RGB画素ト ライアッドを用い、トライアッドの各画素がその対応する赤、緑、あるいは青の カラーフィルタを通過する光量を制御することによって色が作り出される。これ らのカラーフィルタは、TFTディスプレイの最も高価なコンポーネントの1つ である。 この形態のディスプレイシステムの主な障害は、各カラー画素にピクセル電極 、データワイヤ及び薄膜トランジスタを3回ずつ繰り返して形成する結果、コス トが増大すると共に、光透過が低下するために周辺バックライトを強くする必要 があり、消費電力が大きくなるということである。 これ以外の高いフレーム間独立性、高コントラスト及び明るさという問題は、 表示レートが高くなるに従って達成することがいっそう困難になる。 上記形態のディスプレイの表示特性を改善するために多くのアプローチがなさ れて来た。共通した1つのアプローチは、共通電極駆動回路を使用し、その駆動 電極をできる限りフラットな共通電極用矩形駆動電圧で駆動するものである。こ うすることによって、その画素の液晶部分の両面間にかかる電圧がより安定し、 その結果コントラストと画素の明るさが改善されるはずである。 例えば、米国特許第5,537,129号には、共通電極を用いたディスプレ イシステムにおいて、フラットな矩形の共通電極駆動電圧を得ようとしたものが 開示されている。同米国特許の図2においては、共通電極24は抵抗器3bを介 してその駆動回路20に接続されている。これによって3aにおける抵抗損と画 素及びデータワイヤから共通電極24への容量結合が補正される。その結果、高 入力インピーダンスを持つ検出デバイス21を用いて補正を行うことができるの で、出力電圧は確実によりいっそう矩形状となる。その米国特許の図5、9b、 11(c)及び11(d)には全て、望ましい矩形の波形が示されている。 このもう一つの例が米国特許第5,561,442号に記載されており、この 米国特許には、共通電極電圧Vc(t)を前のゲートワイヤ電圧Vs(t)及び 電流ゲートワイヤ電圧Vg(t)により調整して適正に印加することによって、 液晶(CLC)の両面間にフラットな矩形電圧V(t)−Vc(t)を生じさせ ることができるということが記載されている。この方式は、液晶の両側間の電圧 について所望のフラットな矩形変調を達成するために、ゲートワイヤの変調電圧 を共通電極における電圧の変調と関連させて調整する複雑な変調方法を伴う。 発明の要約 本発明は、液晶層のような電気光学材料の状態を変えるために使用される電極 上の電圧を、ピクセル電極上に画素データを含んでいても表示データが見えない ように制御するための種々の方法及び装置を提供するものである。この制御電圧 は、本発明の少なくとも一部の実施態様において、高い表示レートであってもフ レーム間独立性が達成されるようにするために、通常画素データの更新に対して 制御された位相関係をもって供給される。 本発明の一実施態様のディスプレイシステムは、表示しようとする第1の画像 を表す第1の複数の画素データ値を受け取るための第1の複数のピクセル電極を 持つ第1の基板を具備し、かつピクセル電極に作用関係をもって接続された電気 光学層及び電気光学層に作用関係をもって接続された電極を具備する。このディ スプレイシステムは、第1の画像を表示した後、第1の制御電圧をその電極に印 加することによって、第1の画像が実質的に見えず、従って表示されないように 電気光学層の状態を変え、次にこのディスプレイシステムは、その電極が第2の 制御電圧を受け取った後に、第2の複数の画素データ値によって表される第2の 画像を表示する。典型的には、本発明の少なくとも一部の実施態様においては、 電気光学層は液晶層であり、その電極は共通カバーガラス電極である。この共通 カバーガラス電極および第1の基板は、第1の基板が液晶層の下になり、共通カ バーガラス電極が液晶層の上になるように、液晶層の周囲でその構造を形成する 。少なくとも一部の実施態様においては、第1の制御電圧は、液晶層をその変光 状態、すなわち光を変化させる状態を、ピクセル電極上の画素データがまだ存在 していても、ディスプレイを「暗く」するように変化させる、あるいは、そうで なければディスプレイに白又は黒以外の他の色が表示されるようにする。ディス プレイが第1の画像が見えないないような状態に保持されているあいだに、ディ スプレイシステムはその後、液晶材料を実質的に表示データが見えない状態から 解除する第2の制御電圧をその電極に受け取らせることによって第2の画像を表 示する。 本発明は、上記以外に多くの実施態様がある。例えば、カバーガラス電極をい くつかの別々のセグメントの形で設け、それらのセグメントを別個に制御して、 1つのセグメントが画像の一部を表示している間に、他のセグメントには同じ画 像の他の部分の画素データがロードされ、同時に、この間は、その他の部分は、 セグメント中のその制御電極がセグメントにある液晶材をデータが見えないよう に隠させることにより、データを表示しないようにすることが可能である。 本発明は、タイムシーケンシャル・カラーシステムでも、あるいは各画素毎に サブピクセルのトライアッドを設けたカラーシステムでも使用することが可能で ある。さらに、本発明は、カレントフレーム表示中の次のフレームのためのフレ ームバッファリングの有無に関わらず使用することができ、その場合、このフレ ームバッファリングはピクセル電極が設けられているのと同じ基板に配置された 画素バッファで行うことが可能である。その上、本発明は、反射型の液晶表示装 置で使用することもできれば、透過型の液晶表示装置で使用することも可能であ る。さらに、本発明の電極変調は、(液晶を表示データが実質的に見えない状態 に駆動するために)変調を行う電極がピクセル電極と同じ基板中に配置されたシ ステムで採用することが可能である。本発明は、一部の実施態様において、ディ スプレイを本発明の一部の実施態様によりディスプレイを見えないようにする制 御電極の作用を補償するピクセル電極と同じ基板に配置された補償電極を具備す ることも可能である。 少なくとも本発明のいくつかの実施態様では、以下に説明する様々な長所が得 られるが、本発明のある特定の実施態様にあっては、それらの実施態様の実施形 態如何によってこれらの長所の一部しか得られない場合もあるということは理解 されよう。例えば、本発明は、フレームバッファリングを使用しない場合に各行 単位で更新するのではなく、ディスプレイ上の画素出力が新しいデータと同時に 更新されるディスプレイシステムを構築するために使用することも可能である。 さらに、本発明を使用することによって、高フレームレート周波数でも高いフレ ーム間独立性が確保されるディスプレイシステムを得ることも可能である。少な くともいくつかの実施態様の場合、本発明には、制御電極を駆動する電圧とピク セル電極を駆動する電圧を同時に変化させることによって、光電材料層の両面間 により大きい平均電圧差を得ることができ、これによって明るさが改善されると いうもう一つの利点もある。本発明のもう一つの実施態様では、ピクセル電極を 駆動するのに許容される最大・最小電圧より大きい電圧を制御電極に印加する制 御電圧信号として用いることができる。この利点は、液晶の電気光学効果がそれ 以下では光学的効果が起こらないスレッショルド持つような状況で役に立つ場合 がある。一部の実施態様における本発明のもう一つの長所は、制御電極電圧を比 較的高い周波数の発振バーストで変調するならば、二重周波数液晶表示装置を高 速で駆動することができるということである。 図面の簡単な説明 以下、本発明の種々の実施形態を下記の添付図画を参照して詳細に説明するが 、これらの図面では、同じ参照符号は同じ要素を指示する。 図1Aは、本発明の一実施形態に基づく画像ディスプレイシステムの断面図を 示し、図1Bは斜視図を示す。 図2Aは、反射型液晶表示装置である本発明の一実施形態に基づくシステムの ブロック図を示したものであり、本発明により透過型液晶表示装置を実施するこ とも可能なことは理解されよう。 図2Bは、ノーマリーホワイト液晶の一例についての電気光学的特性曲線を示 す。 図2Cは、本発明によるカバーガラス変調のための波形を、やはりこの図2C に示すカバーガラス波形の制御下における液晶材の挙動をプロットした光強度‐ 時間のグラフと共に示す。 図2Dは、本発明に基づき変調されるカバーガラス電極または他の電極の制御 下にある液晶の光強度‐時間グラフの一部を詳細に示す。 図3A及び3Bは、古い画素データが表示されている間は新しい画素データの フレームバッファリングを行わない本発明のタイムシーケンシャル型液晶ディス プレイシステムの動作を図解したフローチャートである。 図4A及び4Bは、フレームバッファリング方式でタイムシーケンシャル・カ ラーサブフレームを使用する本発明の一実施形態の動作を図解したフローチャー トである。 図5は、各画素がそれぞれ各特定の光成分を表示する3つのサブピクセルを含 む空間カラー型ディスプレイを用いた本発明の一実施形態の動作を図解したフロ ーチャートである。 図6Aは、本発明で使用することが可能な画素回路の一実施形態を示す回路図 である。 図6Bは、やはり本発明の実施形態で使用することが可能な画素回路の一実施 形態を示す回路図である。 図6Cは、本発明の実施形態で使用することが可能な画素回路のさらにもう一 つの実施形態を示す回路図である。 図6Dは、古い画素データ値が表示されている間に新しい画素データ値を記憶 することができる画素バッファを持つ画素回路を示す回路図である。この回路は 、アナログ値を画素バッファに記憶することができ、複数のこれらの画素回路を アレイ状に構成することによってアナログフレームバッファが得られるというこ と は理解されよう。 図7Aは、本発明の一実施形態において矩形波形ではない信号で電極電圧変調 を行う効果を示し、図の上段は、オーバードライブパルスが印加された時の共通 電極電圧とピクセル電極電圧を時間軸に対して示す波形であり、中段はこのよう な電極の変調における電気光学層(例えば液晶層)の両面間の電圧を示す波形で あり、下段はオーバードライブパルスを用いた場合(実線)とオーバードライブ パルスがない場合(破線)における画素Aからの光強度出力を示す波形である。 図7Bは、表示データが見えない状態に電気光学層を駆動するために用いるこ とができる電極変調波形を示し、この波形では矩形パルスよりはリセットスパイ クの部分が使用される。 図7Cは、本発明の一実施形態において電気光学層を表示データが見えない状 態にするために用いられる電極変調波形を示す。 図8A及び8Bは、比較的高い周波数の発振バーストを含む電極変調のための 波形を示す概略波形図である。 図9Aは、フレームバッファリングを用いた場合の電極変調電圧及ピクセル電 極電圧を時間軸に対して示した波形図である。図9Aに示す電極変調波形は、電 気光学層をピクセル電極上の表示データが見えない状態にするためのリセットパ ルスを有する。また、図9Aには、この図に示すこれらの波形に対する一部の画 素の光強度が時間軸に対して示されている。 図9Bは、複数の光強度を時間軸に対してプロットした波形を示し、電極変調 を、電気光学層が表示データが見えない状態に一定期間置かれるように用いる本 発明のタイムシーケンシャル・カラーディスプレイシステムにおける画素の挙動 が示されている。 図10Aは、本発明の一実施形態のセグメント型カバーガラス電極のもう一つ の態様を図解したものである。他の同様の態様としては、ピクセル電極があるの と同じ基板内でセグメント型制御電極を用いるものがある。 図10B及び10Cは、本発明の一実施形態によるセグメント型カバーガラス 電極のようなセグメント型制御電極を有するタイムシーケンシャル・カラーシス テムの動作を図解したフローチャートを示す。 図11は、セグメント型制御電極を有するタイムシーケンシャル・カラーシス テムにおける複数の波形を示す。 図12は、電気光学層の一部を変調するためのセグメント型制御電極を有する タイムシーケンシャル・カラーシステムの動作をさらに詳細に図解したものであ る。 図13A、13B、及び13Cは、電気光学層の一部を制御するためにセグメ ント型電極を用いた種々の実施形態におけるいくつかの光強度‐時間波形を示す 。 図14は、セグメント型電極を使用すると共に、連続照明の代わりにパルス照 明を用いたもう一つの実施形態を示す。 図15は、パルス照明を用いたセグメント型制御電極のもう一つの実施形態を 示す。 図16Aは、補償電極を用いた本発明の実施形態による画素回路を示す。 図16Bは、ピクセル電極と同じ基板中の画素回路に補償電極を有する本発明 の一実施形態による画素回路の回路レイアウトの上面図を示す。 図16Cは、ピクセル電極電圧及び電気光学層を変調して表示データが見えな い状態に駆動するために用いられる制御電極電圧の波形を示す電圧‐時間グラフ である。 図16Dは、補償電極の作用効果を図解するために、補償電極電圧及び電気光 学層を変調するために用いられる制御電極電圧に対して相対的にピクセル電極の いくつかの波形を示したものである。 図16Eは、本発明の一実施形態における電圧‐時間グラフ及び時間相関画素 光強度‐時間グラフを示す。 図17は、図6Dに示すような回路を用いたアナログフレームバッファリング のようなフレームバッファリング機構を有するディスプレイシステムにおける制 御電極変調を図解したものである。 図18は、本発明の電気光学層を実施するためにオフセットを用いた電極変調 信号の電圧‐時間波形を示す。この実施形態は、アナログフレームバッファリン グあるいは古い画素データの表示が行われているピクセル電極があるのと同じ基 板に新しい画素データを記憶することができる他のフレームバッファリングで使 用することが可能である。 発明の詳細な説明 以下、本発明を実施形態により詳細に説明する。しかしながら、当業者にとっ ては、本願明細書を検討することによって本発明の他の実施形態も自明になると いうことは理解されよう。従って、本願明細書及び添付図面は例示説明のための ものであり、本発明を限定的に解釈するために使用されるべきものではない。 図1Aは、本発明の一実施形態によるディスプレイシステム12の断面図を示 し、図示実施形態においては電気光学層22が第1の基板20と第2の基板24 との間に配置されている。第1の基板20は、共通電極26あるいはカバーガラ ス電極26として知られている1つの制御電極を有する。第2の基板は複数のピ クセル電極28を持ち、これらの各ピクセル電極は、更新された画像データを互 いに独立して周期的に取り込む。各ピクセル電極28は、所与の期間あるいは持 続時間必要な画像データを維持し、その後、それらの取り込まれた画像データは 新しい画像データで置換される。共通電極26上の電圧に対する各ピクセル電極 に印加される電圧は、液晶材の両側間に電圧(VLC)を生じさせる。この電圧 は、液晶を少なくとも2つの変光状態に選択的に置くことができるように液晶の 変光特性を制御する。通常これらの状態には、光がディスプレイシステムを透過 する状態、あるいは光がディスプレイシステムを透過しない状態が含まれる。第 1の基板20と第2の基板24の少なくとも一方は光に対して透明かあるいは半 透明である。本発明の一実施形態によれば、電気光学層22は液晶材で構成する ことができ、またディスプレイシステム12は液晶表示装置であってもよい。デ ィスプレイシステム12の構造中には、アラインメント層あるいはオプティカル コート(例えば無反射コーティング)のような他の層を設けることも可能である こと、またディスプレイシステム12で偏光層のような他の層を使用することも 可能なことは理解されよう。図1Bは、図1Aに示すのと同じディスプレイシス テムの斜視図である。ディスプレイシステム12は、例えば透過型液晶表示装置 のような薄膜トランジスタ(TFT)システムであってもよく、あるいは米国特 許第5,426,526号に記載されているシリコン基板上液晶デバイスのよう な反射型液晶表示装置であってもよい。 図2Aは、本発明の一実施形態のディスプレイシステム101を示すブロック 図である。この実施形態は、シリコン基板上液晶方式の反射型ディスプレイシス テムで、画素ドライバ論理回路102、ピクセル電極104、液晶層106、及 びカバーガラス電極108を有する。また、図示ディスプレイシステムは、クロ ック制御論理回路112、電極制御ドライバ110、及び照明器114と照明器 制御論理回路116を有する。 ディスプレイシステム101において、照明器114は、空間カラー型ディス プレイシステムの場合白色光を供給することができ、あるいは制御された時間シ ーケンスで3つの異なる色の光を供給することができる(例えば、赤の光、次に 緑の光、その後青の光が各々別に供給される)。照明器114は、この光118 をクロック制御論理回路112からクロック信号または制御信号117を受け取 る照明器制御論理回路116の制御の下に供給する。また、クロック制御論理回 路112は、カバーガラス電極108に正しく変調された制御信号波形111を 供給するために電極制御ドライバ110をも制御する。同時に、クロック制御論 理回路112は、カバーガラス電極に印加される制御電圧信号と、画素データの ピクセル電極104へのローディング及び画素データのピクセル電極を通じての 表示のタイミングとの間の制御された位相関係を調整するために、画素ドライバ 論理回路102にもクロック信号を供給し、あるいは画素ドライバ論理回路10 2から信号を受け取ることができる。このシステム101の種々の動作モードに ついては、この後本発明の種々の実施形態に基づいて説明する。 図2Bは、ノーマリーホワイト液晶セル構成における電気光学曲線を示す光強 度‐電圧グラフである。この曲線125は、最も低い電圧で最大の光強度を示し 、その最も低い電圧はゼロボルトの場合もある。すなわち、この液晶の変光状態 は、この最も低い電圧の状態で大部分の光が液晶を透過するようになっている。 液晶両面間の電圧が増加するにつれて、液晶を透過する光の光強度は、ブラック 電圧あるいはVB127へのホールディングと呼ばれる電圧ポイント127の光 が全く伝達されない点まで低下する。本発明によれば、液晶層あるいは少なくと もそのセグメントの全体にわたり、カバーガラス電極のような電極に、液晶層両 面間 の電圧がVBになるかあるいはVBを超えるように、種々のピクセル電極上の電圧 に対して相対的にある電圧を印加することができる。本発明の一部の実施形態に よれば、この制御電極に印加される電圧は、液晶両面間の電圧がオーバードライ ブ電圧すなわちVODであるポイント129になるような電圧とすることができる 。このオーバードライブ電圧を用いて液晶表示材料を光が透過しない状態に急速 に駆動することができ、この駆動がない場合は表示データがピクセル電極上に記 憶されていても、表示データは見えないようになっている。 図2Cは、本発明の液晶表示装置におけるカバーガラス電極のような制御電極 に印加される制御電圧と画素の光強度との間の関係を表した2つの時間関連のグ ラフを示す。図2Cの電圧波形151は電極に印加される制御信号を示し、図2 Cの光強度波形152は、波形151と対応した時間における対応する光強度波 形を示す。t0においては、電極に印加される電圧(例えば、電極がカバーガラ ス電極である図示例ではVCGとして示されている)は、液晶両面間の電圧が少な くともVBとなる点まで上昇する。これによって、画素の光強度は画素光強度曲 線153によって示されているように急速に降下する。次に、t0とt1の間に次 の画素表示データをピクセル電極にロードすることができる。しかし、液晶両面 間の電圧(VLC)がVBになるか、あるいはVBを超えるように制御電極に印加 された電圧のためにディスプレイは表示データが見えない状態に保たれる。t1 では、液晶両面間の電圧がVBより低くなるように、制御電極上の電圧は、電圧 波形151に示されているように低下する。この時点で、ピクセル電極は液晶の 状態を制御することができるので、画素データを表示して、見ることが可能にな る。このt1で始まるポイントでは、液晶は画素光強度曲線154によって示さ れているような変光状態に戻り始める。通常、液晶材はより多くの光を通過させ る変光状態に緩和(relax)しようとする。画素光強度曲線154により示され ているように、液晶はt1からt2までの期間全体を通して連続的に緩和すること ができ、「高原状」、あるいは他の何らかの安定状態に達することはない。この 効果については、以下にさらに説明するが、本発明に関しては、このような画素 は全て同じ効果を生じ、しかもディスプレイを見る者はなおかつ画像の色あるい はグレースケールの様々なグラデーションを見ることができるので、これは必ず し も短所ではないということは理解されよう。t2では、カバーガラス電極のよう な制御電極は第1の制御電圧が再び印加されて、液晶材を再度急速に駆動し、波 形152でt2とt3との間に示されているように表示データが見えない状態にす る。t3になると、t3とt4の間の画素光強度曲線155によって示されている ように、表示データが見えるよう制御電極上の電圧が第1の制御電圧から第2の 制御電圧に変わる。制御電極に印加される制御電圧波形151が(何らかのレベ ルを中心とする)直流平衡信号であること、及び経時によってそれがその直流レ ベルに平均されるということは理解されよう。本発明は、直流平衡制御信号を用 いて実施することもできるし、直流平衡制御信号なしで実施することもできるが 、直流平衡制御信号を用いる利点があるということは理解されよう。 図2Dは、本発明の方法の1フレームまたはサブフレームをより詳細に示した ものである。特に、図2Dでは、画素光強度波形160は3つの部分あるいは曲 線161、162及び163を有するものとして描かれている。曲線161は、 液晶両面間の電圧をほぼVBと等しくする制御電極への制御電圧の印加と同時に 液晶材が急速に黒に駆動される動作を示す。この制御電圧が制御電極に印加され る時間中、曲線162によって示されているように、画素光強度はその最低レベ ルにある。液晶材を完全に黒に駆動するのではなく、むしろ画像がかろうじて認 識できる程度に十分に暗い状態に液晶を駆動することが可能なことは理解されよ う。この代替の実施形態では、フレーム間独立性を達成するために、やはり表示 データがほぼ見えないような状態に液晶を駆動することから十分な長所を得るこ とが可能である。t0とt1との間の期間においては、TLによって示されている ように、次の画素データをピクセル電極にロードすることができる。また、この 期間には、液晶両面間の電圧を好ましくはVBあるいはそれ以上に保つことによ って、ディスプレイはその暗状態に保たれる。t1では、液晶両面間の電圧が変 化するように、制御電極上の制御電圧が第2の制御電圧へ解除され、これによっ て液晶は種々の変光状態へ緩和することができ、また表示データが見えるように なる。このことは、液晶がt1とt3との間の符号TLCで示されている緩和時間の 間に緩和し続けるにつれて立ち上がる画素の光強度を表した画素光強度曲線16 3によって示されている。本発明の種々の実施形態によれば、図2Dに示すよう なt1からt3までの期間全体にわたって照明を供給することが望ましい場合もあ れば、この期間の一部の間だけ照明を供給することが望ましいこともある。特に 、図2Dには、t2からt3までの間だけ画素を照明することが示されている。も う一つの実施形態では、t2からt3までディスプレイを連続的に照明するよりも 、期間t2〜t3中のいくつかの部分の間だけ光のパルスが供給される場合がある 。このフレームまたはサブフレームサイクルは、t3で、液晶両面間の電圧がほ ぼVB(あるいは好ましくはVB以上)になるように第1の制御電圧が再び制御電 極に印加された時点で終わる。 図3A及び3Bは、同じ基板上のピクセル電極と関連した画素バッファでフレ ームバッファリングを全く行うことなくタイムシーケンシャル・カラーディスプ レイシステムで使用される本発明の一特定の方法を示したものである。図4A及 び4Bは、そのようなフレームバッファリングを用いた同様のシステムを示す。 図3A及び3Bに示す方法についてまず説明する。 図示の方法200は、表示データの前のフレームの最後のサブフレームから「 古い」画素データを表示することができるステップ202で開始されると考える ことができる。その表示時間が終わった後、ステップ204で、第1の制御電圧 を印加して、カバーガラス電圧をセットすることにより液晶の状態を変えること によって、古い画素データの一部がピクセル電極上に依然記憶されていても、そ れらの古い画素データが実質的に見えないようにする。通常、カバーガラス電極 のような制御電極に印加される第1の制御電圧は、ピクセル電極電圧に対して相 対的に、液晶の両側間に少なくともVBボルトがかかるような電圧である。ステ ップ206では、制御電極の電圧を液晶両面間の電圧が少なくともVBとなるよ うな電圧にほぼ保ち続けながら、カレントフレームの第1のカラーサブフレーム のための次の画素データをピクセル電極にロードする。このようにして、ディス プレイを実質上暗側に保ったまま、ピクセル電極は新しいデータがロードされる 。通常、データはディスプレイ上の行に対応するピクセル電極の行毎に1行ずつ ロードされるということは理解されよう。次に、ステップ208で、ロード済み の第1のカラーサブフレームの次のデータ(ステップ206でロードされたもの )がディスプレイ上で見えるよう液晶の状態を解除するために、制御電極上の 電圧が変えられる。制御電極上の電圧を解除する前にディスプレイの全ての行が ロードされている場合は、ディスプレイはフレーム全体について同時に更新され るように見える。次にステップ210で、第1のカラーサブフレームがしばらく の間表示される。これまでの一連のステップの1つの長所は、古いフレームと新 しいフレームの間に暗期間があるので、フレームがより大きなフレーム間独立性 を持ち、それ故画像がユーザによりよく見えるようになっているということであ る。さらに、画素データは、1フレームについて同時に電極にロードされるので はなく1行ずつ電極にロードされても、制御電極上の電圧を一時に解除すると、 液晶が突然液晶層全体のその「画素」状態をフレーム全体について同時に変える ことができるようになるので、ディスプレイは、依然としてフレーム全体につい て同時に更新されるように見える。この液晶の応答の同時性は、液晶は、照明す ることができるようになるのに先だって、(前の変光状態から新しい変光状態へ の)スイッチングを完了する必要がないという点で、大きな長所になる。このよ うにして、ディスプレイシステムは、液晶がスイッチングを完了する(あるいは その遷移曲線が終わる)前に照明することができ、なおかつディスプレイ全体に わたって一様な表示が確保される。 次にステップ212で、制御電極上の電圧を再度セットすることによって(例 えば、第1の制御電圧を印加することにより)、第1のカラーサブフレームのデ ータが実質的に見えなくなるように(第1のカラーサブフレームの画素データが 一部のピクセル電極上に記憶されていても)、液晶の状態が変えられる。次にス テップ214で、液晶両面間の電圧がほぼあるいは約VBとなるように、制御電 極上の電圧を保ちながら、カレントフレームの第2のカラーサブフレーム用の次 の画素データがピクセル電極にロードされる。ステップ216では、第2の制御 電圧が制御電極に印加されて、第2のカラーサブフレーム用にロードされたデー タがディスプレイ上で見えるよう液晶が緩和させられる。次にステップ218で 、第2のカラーサブフレームがしばらくの間表示される。通常、これには連続照 明あるいは本願中に記載するようなパルス照明によってディスプレイを照明する ことが含まれる。ステップ220で、液晶は画素データが見えない状態に再度駆 動される。この場合、第2のカラーサブフレームのデータは、第2のカラーサブ フ レーム用の画素データが一部のピクセル電極上に記憶されたままになっていても 、実質的に見えなくなる。次にステップ222で、液晶両面間の電圧がほぼVB になるように制御電極上の電圧を保ちながら、カレントフレームの第3のカラー サブフレーム用の次のデータがピクセル電極にロードされる。その後ステップ2 24で、制御電極上の電圧を開放することによって(例えば第2の制御電圧を印 加して)、カレントフレームの第3のカラーサブフレーム用のロードされたデー タがディスプレイ上で見えるように、液晶の状態が変えられる。次にステップ2 26で、ディスプレイシステムを照明しながら第3のカラーサブフレームが表示 される。同様の照明ステップはステップ210でも行うことが可能なことは理解 されよう。ステップ228で、図示の方法は次の表示フレームについてステップ 204〜226(204、226を含む)を繰り返す。これが、データがシステ ムに供給されるのに伴って、各フレームについて継続して行われる。 図4A及び4Bに示す方法425は、この実施形態のシステムでは画素フレー ムバッファを用いて現在の画素データが表示されている間に次のフレームの画素 データを記憶する点以外、方法200と同様である。すなわち、表示ステップが 行われている間、次の画素データを記憶するための画素バッファにはカレントフ レームの表示中にロードされる。通常、これは特定のピクセル電極用の画素バッ ファがほぼピクセルミラー電極の下方に配置されているシステムで実施すること ができる。これについては米国特許第5,426,526号に詳細に記載されて いる。それぞれピクセル電極と関連した画素バッファで画素毎のフレームバッフ ァリングを行うための具体的な画素回路の例が図6Dに示されている。 図示の方法425は、表示データの前のフレームにおける最後のサブフレーム の古い画素データが表示されるステップ427で開始される。この古い画素デー タを表示している間に、次のフレームの最初のカラーサブフレームのデータが各 画素用の画素バッファにロードされる。本発明の一実施形態によれば、画素バッ ファはアナログ画素情報を記憶するが、そのために図6Dの回路を用いることがで きる。ステップ429で、カバーガラス電極のような制御電極は古い画素データ (前のフレームの最後のサブフレーム用の)が実質的に見えなくなるように液晶 の状態を変えるためのある電圧にセットされる(例えば、第1の制御電圧を印 加することにより)。やはりこのステップ429の間には、各画素毎に、第1の カラーサブフレーム用の各画素バッファに記憶されたバッファリングされたデー タが画素バッファからピクセル電極にロードされる。ステップ431では、液晶 の状態が緩和することによって第1のカラーサブフレーム用のロードされた画素 データがディスプレイ上で見えるように、制御電極上の電圧が変えられる。ディ スプレイの全ての行が第2の制御電圧を印加することによって制御電極を解除す る前にロードされている場合は、ディスプレイはフレーム全体について実質上同 時に更新されるように見える。通常、本願で説明するシステムのフレームバッフ ァの能力によれば、普通はディスプレイの全ての行がロードされるが、このこと は本発明の一部の実施形態においては必ずしも必要ではない。ステップ433で は、第1のカラーサブフレームが表示され、その第1のカラーサブフレームが表 示されている間に、第2のカラーサブフレームのデータが各画素用の画素バッフ ァにロードされる。ステップ435では、カバーガラス電極のような制御電極は 、第1のカラーサブフレームのデータが実質的に見えなくなるように液晶の状態 を変える第1の制御電圧を受け取る。やはりこのステップ435の間には、画素 バッファにロードされてバッファリングされた第2のカラーサブフレーム用のデ ータが画素バッファからピクセル電極にロードされる。ステップ437で、制御 電極上の電圧は、第2のカラーサブフレーム用のロードされたデータがディスプ レイの上で見えるように、ステップ435で保持された状態から液晶を「解除す る」ように変えられる。ステップ439では、第2のカラーサブフレームが表示 され、その第2のカラーサブフレームを表示している間に、第3のカラーサブフ レーム用のデータが各画素用の画素バッファにロードされる。ステップ441で は、第2のカラーサブフレームのデータが実質的に見えなくなるよう液晶の状態 を変えるために、第1の制御電圧がカバーガラス電極のような制御電極に印加さ れる。やはりこのステップ441の間には、第3のカラーサブフレーム用の画素 データが各画素の画素バッファから各画素の対応するピクセル電極にロードされ る。ステップ443で、制御電極上の電圧は、カレントフレームの第3のカラー サブフレーム用のロードされたデータがディスプレイ上で見えるように液晶の状 態を切り換えるよう変えられる(例えば、第2の制御電圧を印加することにより )。次 にステップ445で、第3のカラーサブフレームが表示され、カレントフレーム のその第3のカラーサブフレームを表示している間に、次のフレームの第1のカ ラーサブフレーム用のデータが各画素の画素バッファにロードされる。ステップ 447で、図示の方法は、次の表示フレームについてステップ429〜445( 429、445を含む)を繰り返し、この動作は本発明のディスプレイシステム が受け取る各表示フレームについて繰返し行われる。 図5は、本発明のもう一つの実施形態による方法500を示す。この実施形態 では、各画素毎に赤、緑及び青のような三原色用の3つの信号を供給する3つの サブピクセルが設けられる空間カラー型の第1の基板を持つシステムが使用され る。これらの空間カラー型システムは従来技術において周知である。本発明は、 これらのシステムにおいて、各画素毎に画素バッファを組み込むことによってピ クセル電極と同じ基板上にフレームバッファを設ける必要なく、同時更新を行う ことができ、しかもフレーム間独立性が確保されるという点で利点がある。図示 の方法500は、前のフレームの表示データからの「古い」画素データがディス プレイシステムに表示されるステップ502で開始される。次にステップ504 で、制御電極は、古い画素データが少なくともピクセル電極の一部に記憶されて いてもそれらの画素データが実質的に見えないように液晶の状態を変える制御電 圧を受け取る。その結果、通常本発明の大部分の実施形態において、表示フレー ムは瞬時に暗側に駆動される。ステップ506では、制御電極上の電圧をほぼ液 晶両面間の電圧が好ましくはVBあるいはそれ以上になるような電圧に保ち続け ながら、各画素の次のデータがカレントフレームについて従来技術同様に「各行 単位」でピクセル電極にロードされる。次にステップ508で、制御電極上の電 圧が第2の制御電圧に切り換えられることによって、液晶は、カレントフレーム 用のロードされた次のデータ(ステップ506でロードされた)がディスプレイ 上で見えるように、その状態を変えることができる。制御電極上の電圧を解除す る前にディスプレイの全ての行がロードされた場合は、ディスプレイは、ピクセ ル電極が一時に各行毎にしか同時更新されないとしても、フレーム全体について 同時に更新されように見える。その後ステップ510で、カレントフレームがあ る持続時間だけ表示される。ステップ512では、次の表示フレームについてス テップ504〜510(504、510を含む)が繰り返し行われる。このよう にして、空間カラー型ディスプレイシステムで、ピクセル電極と同じ基板上でフ レームバッファリングを講じる必要なく、改善されたフレーム間独立性を達成す ることができると同時に、フレーム全体についての同時更新を達成することがで きる。 図6A、6B、6C及び6Dは、本発明で使用することが可能な種々の画素回 路を示す。例えば、図6A、6B及び6Cの回路は、ピクセル電極基板上のフレ ームバッファリングが不必要な場合に用いることができる。これらの各回路は、 ピクセル電極651、661、あるいは671のような少なくとも1つのピクセ ル電極を含み、さらに選択的にピクセル電極をロードするために使用される制御 トランジスタを有する。これらの制御トランジスタは、図6Aの652、図6B の662と663、及び図6Cの674で、いずれもFETとして示されている 。これらの画素回路の動作は当技術分野で周知のものであり、このような回路が 、各々複数列の画素回路を含む複数行の画素回路よりなるアレイとして設けられ るということは理解されよう。 図6Dは、ピクセル電極と同じ基板上に設けられた画素バッファの形の画素バ ッファリングが必要な本発明の一部の実施形態で使用することができる画素回路 を示す。図6Dの画素回路は、従来のロウ(行)セレクトワイヤ687とデータ あるいはカラム(列)ワイヤ686を含み、また制御トランジスタまたはパスト ランジスタ685を有する。この画素回路は、さらにプルアップFET682及 びプルダウンFET683、そして電圧フォロワFET684を有する。図6D に示すこの画素回路は下記のように動作する。古い画素データ値がピクセル電極 681上に保持または記憶されている間(FET683がオフになるようプルダ ウン信号688がローに保たれている)、ハイ/ロウ(行)セレクト信号をロウ (行)セレクトワイヤ687に印加し、同時に画素データ値をデータワイヤ68 6に印加することによって、新しい画素データが画素回路またはセルにロードさ れる。この状態で、FET685は、好ましくはアナログ画素データ値である画 素データ値をFET684のゲートへ通過させる。FET684は、この時点で は、プルアップ信号がローに保たれているので、FET682あるいはFET6 84のソース/ドレイン電極を通る電流がほとんど流れておらず導通状態になっ ていないはずである。FET684のゲートに次の画素データ値をロードした後 、FET685は、ロウ(行)セレクトワイヤ687をローに駆動することによ ってオフになる。これによって、新しい画素データ値はFET684のゲート上 に記憶された状態に保たれる一方、データワイヤ686は別の新しい画素データ 値を同じ列の異なる行の画素セルに印加する。次に、ピクセル電極681の上の 古い画素値の表示が終わり近くになると、プルダウン信号688がハイにアサー トされることによってFET683がオンになる結果、ピクセル電極681上の 電荷が放電される。次に、プルダウン信号688が再びローになってFET68 3をオフにすると、プルアップ信号がハイにアサートされて、FET682をオ ンにする。これは、FET684をして、ピクセル電極681に接続されたその ソースノードをFET684のゲートに記憶された画素データ値(好ましくはア ナログピクセルデータ値)から1スレッショルド値の範囲内にプルアップさせる 。このプルアップが行われた後、プルアップ信号がロー値にデアサートされて、 FET682及び684を電流が流れなくなることによって、ピクセル電極68 1上に記憶された値がピクセル電極681の近傍の液晶の表示状態を制御するこ とが可能になる。図6Dに示す形態の画素回路のアレイ(行列形の)が、一実施 形態においては、ピクセル電極と同じ集積回路(単結晶シリコン)基板内にアナ ログフレームバッファを形成するであろうことは理解されよう。さらに、このよ うな各画素回路は各ピクセル電極の下側に配置されるように作り込むことができ 、各ピクセル電極は一実施形態では反射型液晶表示装置用の反射鏡であってもよ い。 図7Aは、液晶画素のグレーレベルあるいはカラーレベルの切り換え方式の一 例を示したものである。この図は、3つのフレーム周期にわたってレベルが切り 換わる1つの画素(画素A)からの光学的応答を示している。この例では、液晶 は電圧が上昇することによって明状態に向けて駆動され、直流平衡はフレーム毎 ベースで変化する。この図は、表示データが実効上見えなくなるように液晶の変 光状態を変えるよう設計されたパルスで共通電極電圧を変調する効果を示してい る。この例では、ディスプレイは暗側に駆動されるのではなく、より白側に駆動 され、しかもディスプレイ全体がより明るく駆動されるので、表示データは実効 上は見えない。一般的に、ディスプレイがパルス401によってより白側に駆動 されている状態の間は、ディスプレイを照明しない、あるいはビュー状態にしな いことが望ましいということは理解されよう。 図7Aにおいて、この図の上段は、パルス401が印加された時の制御電極ま たは共通電極及びピクセル電極電圧の電圧の時間軸に対する変化を示す。図7A の中段は、このような共通電極電圧の変調のための液晶両面間の電圧を示し、図 7Aの下段は、パルス401を加えた場合と、パルス401がない場合における 画素Aからの光強度出力を示す(パルス401がない場合の応答は破線で示す) 。パルス401はフラットなパルスに限定する必要はなく、また正負のどちらの パルスでもよく、さらに図7Aに示すような正負交番状のパルスであってもよい 。このパルスは、図2Cのt0とt1との間に現れる電圧波形151上のパルスと 類似していることは理解されよう。 フレーム周期の始めにおける図7Aのパルス401の振幅と持続時間は、この パルスが液晶を瞬間的に目標グレー値を超えて駆動するように選択される。上述 のようなシーケンシャルディスプレイの場合、パルスの持続時間は1ミリ秒の何 分の1から1ミリ秒を超える長さとすることができ、振幅は画素Aに光強度サー ジ409を生じさせるのに十分な大きさの液晶層両面間電圧レベルVLCを有する パルス405が得られるような任意の値とすることができる。別の実施形態では 、もちろん、液晶は明側に駆動する代わりに暗側に駆動するようにしてもよい。 パルス401は電極を共有する全ての画素に印加されるので、結果的に1つのグ レーレベルとより低いグレーレベルとの間のスイッチング時間が長くなる。これ には、1つのグレーレベルとそれより少し高いグレーレベルとの間のスイッチン グ時間が、認識される遅延やこのような状況における遅い応答(これは図7Aに 破線で示されている)によって制限されないという利点がある。実際上、何らか の遷移に取られる時間の上限はパルスの後の緩和時間によって制限される。この パルスの一つの結果として、その極性に応じて、電気光学層の両面間電圧をその パルスの直後瞬間的に(過渡的に)上げるかまたは下げることができる。一実施 形態においては、付加パルスあるいは重畳パルスは時間的にピクセル電極上にお ける画像データの更新または取込みに近づけることができる。 図7Bは、もう1つの、ピークが指数形減衰を示す電圧のパルスを用いたシー ケンシャル型表示装置における共通カバーガラス電極のような制御電極を変調す るもう一つの技術的方法を示している。パルスは、例えば、全ての画素が更新さ れる時点の近くで加えることができる。 図7Cは、制御電極上の電圧を変調するためのもう一つの実施態様を示す。変 調パターン461は、この電圧‐時間線図に示すようないくつかの成分を含む電 圧波形462を有する。フレームサイクルは、t0で始まり、ここで制御電極上 の電圧はVLCがVOD近くまで駆動されるのに十分高い電圧に立ち上がる(図2B 参照)。この電圧状態はt0とt1の間の持続時間にわたって持続する。これによ って、液晶は表示データが見えない状態に急速に駆動される。その後、t1から t2までは、制御電極上の電圧は、液晶層がオーバードライブされるのではなく 、VBのような電圧に保持されるように切り換えられる(図2B参照)。点t0か らt2までの期間は、ディスプレイシステムがカレントフレームの新しい表示デ ータを全てのピクセル電極にロードする(そして古い表示データを効果的に消去 する)ために使用することができ、その後t2で画素データを表示し始めること ができる。通常、全てのピクセル電極はt2の始めまでにロードされているはず であり、従って全ての液晶はt0とt2との間の時間に存在した変化状態から緩和 状態への遷移を始めることができる。液晶の緩和はt2とt3間に行わせることが でき、この期間には、少なくともその一部の時間にわたって画像データが表示さ れる。通常、t2とt3の間の時間は、その期間全体ではないにしても、少なくと もその一部の時間ディスプレイの照明が行われる。さらに、t2とt3の間の一部 の期間全体を通して連続的に照明するのではなく、パルス照明を供給することも できる。図7Cの変調方式は、このように、液晶を表示データが見えない変質状 態に急速に駆動し、しかもその後データが見えない状態を保ちながら緩和させる ことができるという長所が得られる。その結果、表示装置の応答時間が長くなる ことによって、表示装置のフレームレートをフレーム中でピクセル電極をロード するために必要な時間に応じてより高い周波数で駆動することが可能になる。t0 で始まるサイクルは、制御電極に印加される制御電圧信号がある直流レベル( ここではゼロボルト以外のあるレベルとして示されている)を中心に直流平衡さ れ ることによって信号の極性が変わっていない限り持続する。直流平衡を取ること は、液晶の直流平衡レベルがほぼゼロボルトになるよう液晶に直流平衡信号を供 給することを意図して行われるということは理解されよう。 図8A及び8Bは、制御電極に印加される制御電圧が比較的高い周波数振動の バーストで変調される(例えば5キロヘルツ乃至100キロヘルツ)本発明のも う一つの実施形態を示す。このような方式は、クロスオーバー周波数以下では液 晶材が正の誘電異方性を持ち、クロスオーバー周波数以上では負の誘電異方性を 持つ形態のディスプレイで二重周波数液晶材を駆動するのに有用であると思われ る。 このような方式を特徴とするディスプレイシステムが役立つ一例として、次の ような事例を考えてみる。あるパターンの電圧をピクセル電極28のアレイに印 加することによってディスプレイシステム12に画像が書き込まれる。共通電極 26は上に説明したような本発明の実施形態に従って変調されるか、あるいは電 気光学層22の各画素が所望の状態に切り換わる間所与の電圧にクランプしても よい。次に、画像が表示された後は、次の画像データセットの取込みに備えて電 気光学層22の各画素を迅速にオフ状態にリセットして、新しい画像データのセ ットを取り込んでいる間古い画像データが見えないようにするか、あるいはすで に取り込まれている場合は、ディスプレイを瞬時ブランキングすることによって 前のフレームから切り離すようにすることが望ましい。これは、二重周波数型電 気光学液晶材を用いて、短い周期の高周波電圧信号を共通電極26に印加するこ とによりこのリセット、すなわちオフへの駆動動作を行うことによって達成する ことができる。液晶を表示(画素)データが実質上見えない状態(例えば「暗」 状態)に保持するために交流信号を使用する場合は、制御電極(例えば共通電極 )とピクセル電極の間の容量結合の効果を各行間で均等化するように、交流信号 の位相を各行のピクセル電極に画素データを書き込む位相と同期させることが好 ましいことは理解されよう。 電極電圧がピクセル電極に対する画像データの更新と緊密な時間関係を有する 本発明の電極変調の基本的構成の範囲内で、変調の性質に関する多くの変形態様 がある。例えば、本発明の一実施形態においては、これを加えなければ直流の制 御電極電圧に、比較的幅の短いパルスを印加することができる。この場合、変調 は画素上の画像データの持続時間より短い持続時間のパルスを用いて行われる。 本発明による制御電極電圧変調方式のもう一つの実施形態においては、制御電極 に印加されるパルスの持続時間は画素上の画像データより長い持続時間とするこ とが可能である。この後者の場合では、画像データが画素上に残留する期間がリ フレッシュ周期より短い。 本発明のもう一つの実施形態によれば、制御電極電圧変調は比較的高い周波数 の交流のバーストによる変調で行うことができる。もう一つの実施形態では、制 御電極電圧変調は、ピクセル電極に対する画像データデータの各更新毎に1バー ストの比較的高い周波数の変調で行うことが可能である。 図9Aに示すように、本発明のさらにもう一つの実施形態によれば、共通電極 電圧は、暗状態への駆動時にピクセル電極上にどのような画素データが記憶され ているかに関わらず、電気光学材料あるいは液晶の迅速な「暗側への駆動」を達 成するためのパルスで変調することができる。ノーマリーホワイトであって、セ ルを暗状態に駆動するための電圧によるアドレスが必要な一定の液晶セル構造を 構成することができる。この実施形態によれば、この電圧アドレスは共通電極を 画素電圧と十分異なる電圧で駆動して迅速な暗側への駆動を達成することによっ て行うことができる。グレーレベルあるいはカラーレベルは、その後液晶を元の 状態に緩和させ、ピクセル電極上の電圧によって異なるグレーレベルあるいはカ ラーレベルを生じさせることによって設定される。本発明の目的からは、グレー は色であると考えることが可能なことは理解されよう。また、同じく図9Aに示 す実施形態も、現在の画素データが表示されている間に次の画素データを画素バ ッファに記憶する画素フレームバッファ方式を使用できる。 共通電極電圧は、暗状態を保持するのに必要な電圧より高い電圧を用いること によりオーバードライブすることによって、電気光学材料を非常に迅速に暗状態 にすることができる。 この実施形態に当てはまると思われる電気光学応答の例が図2Bに示されてい る。画素からの光強度出力は、電気光学層の両面間に印加される電圧と共に減少 する。図示の電気光学曲線は、電圧が「黒保持電圧」を超えて増加する際、飽和 応答を呈する。すなわち、出力はそれより高い電圧になっても暗状態に保たれる 。また、本発明は、図2Bに示されているものと類似した曲線のような異なる電 気光学曲線を持つ液晶と共に使用することもでき、ただしその場合、曲線125 は平たい状態を保つのではなく、ポイント127のある時点で(おそらくVOD より前)再度立ち上がり始めるという点が異なり、またこの場合、通常VODは このような液晶には印加されないことになろう。あるいは、曲線125をその一 部であると考えられるようなより複雑な曲線を持つ厚い液晶層を使用することも 可能である。このような厚い液晶の場合、液晶をこの複雑な曲線全体の他の部分 に完全に緩和させることなく、この曲線125の有用部分を使用することが可能 である。また、一部の液晶の場合、異なる色に対して異なる電気光学(EO)曲 線が存在し得ることも理解されよう(例えば液晶は一つの色について第1のEO 曲線を持ち(VBEO1のVB)、もう一つの色について第2のEO曲線を持つ( VBEO2のVB)ことが可能)。この場合、制御電圧が色及びEO曲線と対応す るように、制御電極に印加される制御電圧を色に対して相対的に調整することが 望ましい。また、この場合、電極によって液晶の両面間に加えられるVBが、次 の画素データが表示される前に、前の画素データを確実に見えなくするのに十分 な大きさになるよう注意するべきである。 グレースケールに対しての緩和は一連の関連した曲線群を通じて行われ、これ によれば液晶材が温度低下を通してスローダウンしても、まだグレーあるいはカ ラーレベルの表示が可能である。後続の画像は、各画像間で電気光学材料が完全 にリセットされるので、互いに独立している。 タイムシーケンシャル型カラー照明あるいはタイムシーケンシャルのカラーフ ィルタ法を用いたシステムでは、リセットサイクルがカラーサブフレームを互い に独立させるため、液晶材が暗状態からフレームの最終グレーレベルまたはカラ ーレベルに近づいても表示装置のビュー状態を保つことができるので、より長い ビュー時間を達成することが可能である。より明るいスループットを得るために は、迅速なリセットフェーズの間にも画素が見えるようにすることが効果的な場 合がある。カラーシーケンシャル方式の動作が図9Bに図解されている。 特に、図9Bは、各カラーサブフレーム後における迅速な暗側駆動の動作を示 したものである。各カラーサブフレームは、持続時間を約5ミリ秒とすることが でき、この間に各カラーサブフレームはその期間全体を通して連続的に、あるい はその期間の一部の間だけ連続的に照明されるか、あるいはその持続時間の間不 連続のパルス照明で照明される。赤サブフレーム、緑サブフレーム及び青サブフ レームを約15ミリ秒内で順次表示することができる。これらの期間の長さは、 米国特許出願第08/505,654号及び08/605,999号に記載され ている視覚的統合を達成することができる持続時間のほんの一例でしかなく、こ れらの特許出願の内容は参照によって本願に編入される。しかしながら、5ミリ 秒より短いサブフレーム表示持続時間や10ミリ秒以上の持続時間も含めて、他 の持続時間でもこのような視覚的統合を達成することができるということは理解 できよう。 図9A及び9Bにおいて、リセットパルス600はサブフレーム持続時間(こ こでは5ミリ秒)の僅かな部分(ここでは1ミリ秒)にわたってピクセル電極に 印加される。ここで、それぞれI1、I2、I3、I4の初期光強度及び1〜4 の光強度を有する4つの画素601、602、603及び604があるものと仮 定する。リセットパルス600が画素601〜604に印加されると、これらの 画素の光強度1〜4は、11〜14からゼロにそれぞれ低下する。すなわち、こ れらの画素はt1で急激な暗側駆動を受ける。ここで、ピクセル電極上に画素デ ータ値があっても、ディスプレイは見ることが可能なデータを表示しないという こと留意すべきである。また、全てのピクセル電極が更新された画素データ値を 同時に受け取る(パルス600及びパルス609のまさしく始めにおける即時の 全変化によって示されるように)ということにも留意すべきである。これは、図 9Aのディスプレイシステムが、通常各ピクセル電極(例えば図6Dのような) と共に画素バッファ(例えばアナログ画素バッファ)を作り込むことによって実 現される画素フレームバッファリング方式を用いるためである。次に、光強度1 〜4は、リセットパルスが停止した後、それぞれのグレー/カラーレベルに増加 する。図示のように、画素604は最も明るいグレーあるいはカラーレベルに駆 動される。観察者に見える各画素の明るさは、各曲線1〜4の下側にある面積に 比例するはずである。そして、次のリセットパルス609がt2で画素601〜 604を暗側に駆動する。その後のグレーあるいはカラーレベルへの緩和は、画 素601〜604が冷えている時起こるような比較的緩慢な光強度‐時間遷移線 図で示される。図から明らかなように、画素601〜604については、これら の画素が冷たい場合でもフレーム間(あるいはサブフレーム間)独立性が達成さ れる。本発明でフレームバッファを使用すると(図9Aのように)、ピクセル電 極がロードされる間リセットパルスを保持する必要なく、短いリセットパルスを 印加する(前のフレームを実質上見えなくするために)ことが潜在的に可能にな るということは理解されよう。ロード信号(例えば、図6Dの画素回路の場合に 説明したような適切に印加されるプルアップ及びプルダウン信号を)を全ての画 素に印加することによって、画素データのフレーム全体をフレームバッファ(画 素バッファの)からピクセル電極にロードすることができるので、ピクセル電極 のローディングに必要な時間は、一時に1行(あるいは2行)ずつロードされる 非フレームバッファ型システムよりはるかに短い。従って、フレーム間独立性を より短いリセットパルスで(またピクセル電極をロードするのに必要なホールド パルスとして長いパルスの必要なしに)達成することができる。 いくつかの用途には通常適しないような液晶構造を考えることができる。例え ば、厚い液晶セルは製造しやすいかもしれないが、応答が遅すぎるきらいがある 。オーバードライブすることによって暗状態への迅速なリセットを行った後、液 晶セルが緩和するにつれてグレースケールあるいはカラーレベルを見えるように することにより、液晶セルがそのアドレス電圧に対する最終状態まで達しなくて も、良好な性能を達成することが可能である。これは、フレーム独立性があるた めに、リセットによって実行可能になる。 この実施形態は、異なる種類の直流平衡方式でも有効に実施することができる 。フレームベース、列ベース、行ベース、あるいは「1画素毎」ベースの直流平 衡方式であっても、ただ共通電極を(Vmax−Vmin)/2にクランプし、次の暗 側駆動パルスを確実に交番極性にすることによって実施することができる。この ような場合、液晶は、ピクセル電極に対して駆動されるデータだけを制御するこ とによって直流平衡させることができる。 共通電極電圧を変調する方式では、フレーム反転直流平衡方式も実施すること ができる。その一例を図9Aに示す。一般に、ピクセル電極データ更新及び暗側 駆動パルスシーケンスを、いくつかの更新サイクルにわたって電気光学層の両面 間電圧がゼロに近い値に平均されるよう確実に構成することによって、この暗側 駆動方式で直流平衡を維持することができる。 ピクセル電極はリセット期間の間にある既知の電圧にクランプすることができ 、あるいは共通電極駆動が十分に高い電圧であれば、なんらかの任意状態に放置 することもできる。 図9A及び9Bに示すように、全ての画素がゼロボルトに設定される初期リセ ットをかけることができる。この場合、電気光学デバイス、例えば液晶デバイス は全ての画素を急速に暗側にする。次に、これらの画素がそのグレーあるいはカ ラーレベル電圧に設定され、液晶ディスプレイはそれらの電圧に対応したグレー あるいはカラーレベルに緩和し始める。デバイスは、この画像は前の画像で汚さ れていないから、この緩和全体を通して(また次のリセットを通して)ビューを 得ることができる。次のリセットでは、画素が最も高い電圧に設定された共通電 極が負に駆動される状態が示されている。次の画像は、共通電極が最大画素電圧 に設定され、ピクセル電極がそれより低い電圧に設定された状態で示されている 。従って、この特定の例では、直流平衡は「各フレーム毎」ベースで達成される 。 本発明のこの実施形態においては、画素がそれらの電極を新しいデータで同時 更新する機能を持っていなくても、画像のような大きい画素群の光出力について 実質的に同時の暗側駆動を達成することが可能であることに留意することが重要 である。さらに、本発明を使用することによって、画素が同時電極電圧更新のた めの機能を持っている如く見えるようにすることが可能である。 図10Aは、画素アレイで構成されたセグメント型ディスプレイ800を示し 、この画素アレイは、図示例の場合、電極が一時に1行ずつ(あるいは適切なア レイレイアウトの場合、一時に2行ずつ)更新される。符号“A”及び“B”で 示されている画素802及び803は、アレイ812のセグメント809の最初 の行804上にあり、符号“C”及び“D”で示されている画素814及び81 5は、セグメント809の最後の行806上にある。また、アレイ812の第2 及び第3のセグメント810及び811も図示されている。ピクセル電極及び他 の 画素セル回路を含むアレイ812はどのようにでもセグメント化することができ るということ、そしてその結果得られるセグメントは、僅か数画素しか持たなく てもよく、あるいはこれより多数の画素を持つこともでき、またそれらの画素は 1行でもあるいはそれ以上の行にでも配列することが可能なことは理解されよう 。アレイ812のセグメント化が如何なる形態のものであれ、電極820はそれ 相応に分割される。例えば、ここでは、電極セグメント831、832及び83 3は、ディスプレイアレイ812の第1、第2及び第3のセグメント809、8 10及び811に対応する(3つのピクセル電極群を有する)よう配置されてい る。 図10B及び10Cは、本発明のタイムシーケンシャル・カラーディスプレイ システムでセグメント型制御電極を用いた本発明の方法の一実施形態を示してい る。図示の方法は、ある実施形態では通常3つのステップが実質上同時性をもっ て行われるステップ1001で開始される。これらの3つのステップは必ずしも 実質上同時性をもって起こる必要はなく、時間的にほんの僅かに重なり合うだけ でもよいということは理解されよう。しかしながら、この方法で多くの利点を得 るためには、これらの3つのステップが時間的に実質上同時性をもって起こるこ とが望ましい。これらの3つのステップには、制御電極の第1のセグメントにつ いての第2の色成分(例えば赤の色成分)における次の画素データを第1のセグ メントのピクセル電極にロードするステップが含まれる。また、第1のセグメン ト制御電極を、対応する液晶材料が画素データを見えなくするような電圧に設定 することによって第1のセグメントを暗側にリセットするステップも含まれる。 同時に、第2のセグメントにおける画素データが、青の光成分のような第1の光 成分で表示される。ステップ1003においては、本発明のこの実施態様に従っ て通常3つのプロセスが実質上同時性をもって実行される。ステップ1003に は、第2のセグメントについて第2の色成分における次の画素データ(例えば赤 の画素データ)を第2のセグメントのピクセル電極にロードするステップが含ま れる。また、ステップ1003には、適切な電圧を第2のセグメントの制御電極 に印加することによって第2のセグメントを暗側にリセットするステップも含ま れる。同時に、第1のセグメントの画素データが、赤の光のような第2の光成分 で表示される。次にステップ1005で、システムは第2の光成分で画像の第1 のセグメントを表示し続けると共に、図11に示すように、赤い第2の光成分で 第2のセグメントのデータを第2のセグメントに表示し始める。図11に示すよ うに、ステップ1001で行われるプロセスはt0とt1の間に行われる。ステ ップ1003で行われるプロセスは図11に示す波形のt1乃至t2までの期間 内に行われる。ステップ1005の2つの表示プロセスは図11のt2乃至t3の 期間内に行われる。 図11は、本発明のシステムの5つの異なる構成要素について図10B及び1 0Cに示すこの実施形態の方法による動作を時間軸に沿って図解したものである 。特に、グラフ1101は、ピクセル電極の電圧‐時間線図及びピクセル電極へ のデータのローディングを時間軸に対して示すことにより、ピクセル電極に対し て相対的に行われる動作を時間軸に対して示したものである。グラフ1103は 、液晶層の異なった部分を暗側にリセットするために行われる2つの別個のセグ メントを持つ制御電極についての電圧対時間制御動作を図解したものである。グ ラフ1104は、液晶の第1のセグメントにおける画素の光強度‐時間グラフを 示す。図11に示すように、グラフ1105は、3つの異なる光の照明器の動作 をシステムの他の構成要素の動作に対して相対的に時間軸沿いに示したものであ る。グラフ1106は、液晶層のセグメント2で液晶の光強度を時間軸に対して 示したものである。 図10Bおよび10Cの説明を続ける。ステップ1007は、通常、実質上同 時性をもって行われる3つの動作を含む。図11に示すように、これらの動作は t3とt4の間に行われる。次に、ステップ1009では、図11のt4とt5の間 に3つの動作が実質上同時性をもって行われる。その後、ステップ1011で、 システムは第3の光成分(例えば緑の光)で第1のセグメントを表示し続けると 共に、緑の光のような第3の光成分で第2のセグメントを表示し始める。これは 、図11ではt5とt6の間に行われるものとして示されている。赤の光成分のよ うな特定の光成分に対する異なったセグメントの位置の食い違いは、各セグメン トが与えられる表示時間及び照明量が等しいので、ディスプレイの全体的な外観 には影響を及ぼさないということに留意すべきであろう。この方法の利点は、液 晶が一つの変光状態からもう一つの変光状態に切り換わるのに必要な時間を同じ 長 さに保つ一方で、画素データをロードするのに必要な時間をほぼ2倍にすること ができ、これによってピクセル電極をロードするドライバ電子回路に関して設計 の自由度が確保されるということである。例えば、より速く、より高価なドライ バ電子回路に代えて、より安く、より遅い電子回路を使用することが可能であろ う。 図10B及び10Cに示す方法は、これらの図に示すように、ステップ101 3、1015、1017、及び最後に1019へ続けて行われる。ステップ10 13は、図11の時間フレームt6とt7の間に行われ、ステップ1015は図1 1のt7乃至t8の時間フレーム中に行われる。ステップ1017はt8を過ぎて 、t0であると見なすことが可能な次のフレームが始まる前に行われる。 図10B、10C及び11に示す方法は、2つの同じサイズのセグメントを使 用し、その一つのセグメントで画像の半分を表示すると共に、もう一つのセグメ ントで画像の他の半分を表示するということを仮定したものである。2セグメン トディスプレイには一定の利点があり、そのためにフラッド照明より好ましいと いうことは証明することができる。例えば、このようなディスプレイは画素デー タのローディングに最大の時間を割り当てられる一方、同時に、液晶がスイッチ ングするのに要する時間がカバーガラス共通電極のような単一共通制御電極の場 合とほぼ同じに保たれるように思われる。フラッド照明では、光源がディスプレ イ全体を走査する際一時に一部分しか照明しない走査型光源のようなある種の形 態の系統立てられた照明よりむしろ、表示装置全体(全てのセグメント)を照明 する光(例えばタイムシーケンシャル方式では1つの原色、空間カラー方式では 「白色」)の光源が通常使用される。セグメント型フィルタあるいは系統立てら れた照明を使用するディスプレイシステムは、2つ以上のセグメントを必要とす る場合がある。 図12は、4つの異なった画素A、B、C及びDの動作を制御電極に印加され る制御電圧に対してプロットしたものであり、図11の実施形態の場合、制御電 極はセグメント型あるいは分割型電極である。図12のこれらの画素A、B、C 及びDは、図10Aに示す画素A、B、C及びDと同じである。図12で、画素 A及びBはセグメント804の最初の行の上にあり、しかも上に述べたように制 御電極に印加される制御電圧の故に図12の最下部に示す如くディスプレイに影 響を及ぼさないので、画素データが見えないリセット期間の間、どのようにして これらの画素用のピクセル電極が暗側へのリセット期間の始めにほぼ同時に更新 されるかということに留意すべきである。また、暗側へのリセットフェーズの終 わり近くで、画素C及びD用のピクセル電極がどのように更新されるかについて も留意する必要がある。 図12に示すシーケンスは、いずれも表示されていて更新されるばかりの画像 に対応する電極電圧を有する画素“A”、“B”、“C”及び“D”より開始さ れる。共通電極820の第1のセグメント831の第1のセグメント共通電極電 圧がハイ電圧に変調されて、全ての画素をピクセル電極上の電圧に関わらず急速 に暗状態に駆動する。次に、画素802、803及び815用のピクセル電極が 従来の1回1行アドレス方式831によってそれぞれの新しい電圧レベルに更新 される。このセグメントの全ての行が更新されたならば、共通電極は画像表示の ためにその次の値に設定される。図12ではこれはゼロボルトとして示されてい るが、この値は使用する直流平衡方式の選択によって決まる。また、液晶駆動に 関しては、暗側への駆動パルスは直流平衡を維持するために正パルスと負パルス を交番させることが考えられる。ここで、ピクセル電極電圧は一時に1行ずつ更 新されるにしても、全ての画素は急速に、かつ同時に暗状態に駆動され、また全 ての画素はグレーレベルに向けての遷移を同時に開始するということに留意する べきである。また、図12のシステムでは、ピクセル電極は実質上同時には更新 されないので、画素フレームバッファリング(例えば画素バッファを有する画素 回路のアレイ)は用いられないということにも留意する必要がある。また、図1 2は、制御電極がセグメントに分割されていないディスプレイシステムの作用も 示していることは理解されよう。 セグメント型制御電極を有するこのディスプレイシステムを使用して、セグメ ントの下側の全ての画素が同時に更新される如く見えるようにすることが可能で ある。この方式は、例えば、ディスプレイの上方に配置されたセグメント型カラ ーフィルタを有するシステム、あるいは何らかの形の系統立てられた照明(例え ば、フラッド照明ではなく走査型照明)を使用したシステムでタイムシーケンシ ャルの色を生じさせるために使用することが可能であろう。また、この方式は何 らかの形のフラッド照明と共に使用することができ、その場合フラッド照明はフ レームあるいはサブフレームの間、連続状とすることもできれば、非隣接状のパ ルス照明をフレームあるいはサブフレームの内で供給することも可能である。こ れについては、図13A、13B、13C、14及び15を参照してさらに例示 説明する。 照明に関する特徴について説明する前に、本発明によれば、2つ以上のセグメ ントを設けることが可能な複合セグメント型制御電極を使用した構成が得られる ということに留意すべきであろう。これは、例えば、図13Aに示すように、ピ クセル電極に対して個別にロードされ、次いで各セグメントに対応する制御電極 を解除した後表示される3つのセグメントを設けた構成である。図13Aに示す 実施形態は、ディスプレイシステムの3つの異なるセグメントにおける3つの異 なる画素の光強度‐時間線図として示されている。特に、グラフ1301には、 第1のセグメントにおける画素についての光強度曲線1304の下に液晶スイッ チング時間tLC1が示されている。この画素は、1303に示されている期間t1 の間にロードされた状態にある。画素輝度曲線1305は、期間t1が終わった 後ロードされるはずの第2のセグメントの画素を表している。最後に、画素輝度 曲線1306は第3のセグメントの画素の光強度を示す。 図13Bは、実際には、2つのグラフ1104と1106が一つに合成される ある特定のカラーサブフレームの間について、図11のグラフ1104の一部と グラフ1106の一部とを結合した結果を示す。図13Bに示すグラフ1310 は、第1のセグメントの一つの画素についての画素輝度曲線1318と第2のセ グメントの画素についての画素輝度曲線1320を含み、これらの各セグメント は、各ピクセル電極に対する各画素ローディング期間1314及び1316中に ロードされている。照明時間は連続照明1312によるものとして示されている 。図13Bのこの実施形態においては、ローディング時間t1はローディング時 間t2と等しく、液晶スイッチング時間はTframe−t1であることにがわかる。 Tframeは太実線で示されている。両方の液晶遷移曲線を通してディスプレイを 照明することによって、両方のセグメントが温度変化に対して確実に同じ明るさ と 同じ挙動を呈するようにすることができる。 図13Cは、t1とt2がより長くなるようにローディング時間を緩慢にした制 御電極セグメントを使用する実施形態の動作を図解したものである。t1=t2= tframe/2であるとき、可能な範囲で最も遅いデータレートが達成される。こ れについては図13Cに図解されている。この例は、アレイの上半分と下半分の 液晶の遷移曲線(最終変光状態に向けての結晶の緩和)が経時的に完全に分かれ る結果を生じる。時間Tframeの間にわたるフラッド照明は前述同様に使用する ことができる。しかしながら、遷移曲線の終わり近くではパルス照明を用いる方 が有利な場合もある。このようにすると、明るい画素についての曲線の最も明る い部分を照明するだけで、認識されるコントラストが最大になる。照明器の特性 によっては、照明器の明るさを増すことも可能である。この最も遅いアドレス方 式は、画像の上半分がロードされている間に下半分を表示し、次いで画像の下半 分がロードされている間に上半分を表示する方式であると考えることができる。 タイムシーケンシャル方式で各サブフレームについて2パルスのパルス照明を 用いる方式が図14に示されており、この場合、第1のセグメントの表示の終わ り近くと、第2のセグメントの表示の終わり近くにそれぞれ1パルスがある。図 14に示すこの方式1401については、1つの画素1404について期間14 02でのその画素のローディング後における液晶の遷移曲線を示すと共に、画素 1410について期間t2(期間1408として示す)でのその画素のローディ ング後における液晶の遷移曲線が示してある。パルス照明は連続状ではなく、暗 期間によって互いに離間状に供給される。 図15は、1カラーサブフレーム当たり3つ以上のパルスを使用することがで きる例を示す。図15に示すこの例においては、t1とt2は図14に示す例の場 合より短い。例えば、t1(1502)は、図11に示す実施形態の場合同様、 t2(1506)に等しい場合もある。従って、液晶材料は、セグメント型制御 電極によってリセットしなければならなくなるまでに、より長い時間をかけてそ のスイッチング曲線沿いに遷移することができる。この場合も、パルス照明は( 照明器の特性による)、平均して液晶スイッチング動特性のより良い部分を選び 出すことによって、連続照明と比較して有利にすることが可能である。パルス の位置設定及び時間については以下に説明する通りである。右端のパルス151 6は、下部のセグメントに対応する曲線1510の最も明るい部分を照明する位 置に配置される。画像の両部分の間の対称性を保つために、アレイの上部につい ての曲線1504の対応部分はパルス1514によっても照明される。ここでは フラッド照明を用いるものと仮定されているから、上記パルスはアレイの下半分 の液晶をも最適状態に達する前に照明する。この場合も、対称性を保つために、 曲線1504によって表されるアレイの上半分の液晶の遷移曲線の上記対応部分 を照明する必要がある。これによって上記パルスより前のパルス1512の時間 が決まる。最後に、対称性を完全なものにするために、パルス1506も使用さ れる。このようにして、両方の曲線1504及び1510について同じように照 明が行われ、この例の場合は4つのパルスが必要である。パルスの数は液晶遷移 曲線のタイミングによって決まることになる。どちらの場合も、曲線の最低コン トラストの部分は照明が行われないということが分かる。 典型的な実施形態では、制御電極が用いられ、その場合、制御電極のセグメン トは互いに電気的に完全に分離されるということに留意するべきである。別の実 施形態においては、制御電極セグメントは高抵抗によって互いに接続される場合 もある。例えば、カバーガラス電極の場合、カバーガラス電極の製造プロセスで は、まず1つのセグメントを持つ共通電極が形成され、その後そのセグメントを 用いて2つのセグメントが、エッチングあるいはその他の方法によってそれら2 つのセグメント間に間隙を生じさせることにより形成される。しかしながら、こ の間隙での分離は完全でなく、むしろ2つのセグメント間に高抵抗接続が生じる 場合がある。また、空間カラー方式で本発明により得られる複数の制御電極セグ メントを使用することが可能なことも指摘しておくべきであろう。すなわち、タ イムシーケンシャルの色を使用する代わりに、本発明の一態様では、複数の制御 電極セグメントによって形成される複数のセグメントを用いた空間カラー方式( 各画素毎に3つの異なるカラーサブピクセル及び対応した構造を有する)が用い られる。 本発明の多くの実施形態の長所は、ピクセル電極は同時に更新することができ ないとしても、簡単な画素回路にそれらの光出力を同時に更新させることができ るということである。このような画素回路の一例として、信号トランジスタを用 いてデータをコンデンサにロードするようにした構成が図6Aに示されている。 キャパシタンスは、通常ピクセル電極と、しばしば共通カバーガラス電極である 制御電極との間に形成される他、ピクセル電極とこれに隣接するロウ(行)セレ クトワイヤとの間のように、様々な仕方で別途のキャパシタンスを得ることがで きる。これは、他のキャパシタンス1604として図16Aにされている。この ような他のキャパシタンスが形成される方法は、画素アレイの構造の細部に依存 する。例えば、画素アレイが商業規模のCMOS製造プロセスで単結晶シリコン 基板あるいはチップ上に形成される場合は、通常金属やポリシリコンであるいく つかの相互配線層が利用可能である。これらの層は、画素アレイの設計時に画像 崩壊を防ぐのに役立つ付加キャパシタンスが得られるように配置することができ る。この種の製造プロセスで付加キャパシタンスを形成することができるもう一 つの方法は、導電プレート(通常多結晶シリコン)とドープすることが可能な基 板材料との間に薄い酸化物の領域を形成することである。この薄い酸化物コンデ ンサは、配置することができる他のコンデンサより単位面積当たりのキャパシタ ンスが大きい。このようにして、図16Aに示すような簡単な画素回路では、容 量性記憶を利用してピクセル電極上にリフレッシュされるまで電極電圧を保持す る。そのキャパシタンスの一部はピクセル電極と共通電極との間にある。その結 果、画素にデータがロードされた後共通電極電圧が変えられる場合、上に説明し た暗状態から液晶を解放するには、共通電極とピクセル電極との間の容量結合が なんらかの補償が必要なピクセル電極電圧の変化を生じさせる場合があるという ことである。この電圧変化は、リセット部分1619aと解除部分1619b、 及び同じ期間における4つの異なるピクセル電極電圧1621a〜1621dを 含む共通電極電圧波形1619を図解した図16Cに示されている。解除点16 25で、ピクセル電極電圧が共通電極電圧変化の結果として変化していることが 分かる。 ピクセル電極電圧の変化の大きさは、共通電極電圧の変化の大きさ、及びコン デンサ1604を含む図16Aに示すコンデンサのキャパシタンスと共通電極に 対するキャパシタンスとの比によって決まる。ピクセル電極が共通電極(あるい はセグメント電極が使用される場合はそれらのセグメント型電極)に何らかで結 合することは必ずしも重大な障害になる訳ではない。全ての画素がカバーガラス 電極に対して同じ容量結合及び同じ付加キャパシタンスを持つならば、全て同じ 電圧変動を示すはずであり、これによって一様性が損なわれることはない。この 結合は、それでも本発明の制御電極変調方式の効果を弱めることにつながり、制 御電極電圧をより大きい電圧範囲にわたってスイングさせる必要を招く結果にな る。もう一つの起こり得る問題は、画素アレイが単結晶シリコンCMOSプロセ スで造り込まれる場合に伴うもので、この場合に画素が単一のインチャンネルト ランジスタによってアドレスされると、電極がピクセル電極に接続されたFET 端子における逆バイアスpnジャンクションによって切り離されることになる。 ピクセル電極上の電圧が、このジャンクションが順バイアスされるよう十分低い 電圧に引かれると、電荷は画素の電圧をクランプするように流れるはずである。 これは、ピクセル電極で利用することができる有効電圧範囲を制限することにな る。 この問題への一つの取り組み方は、図16Aに示す付加キャパシタンスがピク セル電極と共通電極との間にキャパシタンスと比較して十分に大きくなるような 構成とすることである。これで十分なキャパシタンスが得られるようにすること ができれば、この方法は、電極の電圧変動を好ましくない結果が回避されるよう 十分小さく保つことが可能になる。もう一つの方法は、ピクセル電極を駆動する バッファを持つ画素回路を用いることである。この方法は、例えば図6Dに示さ れている。もう一つの方法は、図16Aに示す付加コンデンサの1つが共通電極 あるいは制御電極と逆にスイッチングすることができる信号に接続されるよう明 示的に構成することである。この付加電極は補償信号を受け取る補償電極と考え ることができる。画素アレイがCMOSプロセスで実装される場合は、例えば、 データワイヤを第1のレベルの金属とし、ゲートワイヤを第2のレベルの金属と し、ピクセル電極を第3のレベルの金属とすることができる。これは図16Bに 示されており、図示の場合では、ピクセル電極1632は補償電極1630の上 層に配置され、この補償電極は金属1よりなるデータワイヤ1634の上層に配 置されるている。ゲートワイヤ1626は金属2を用い、従って補償電極163 0と同じレベルにある。図16Aのトランジスタ1605は、図示のようにゲー ト1620、ソース1622及びドレイン1624を有する。ソース1622と ドレイン1624が基板中にあることは理解されよう。付加キャパシタンスを造 り込むためには、多くの層の組合せを利用することができ、図16Bにその一例 が示されている。補償電極1630は、図16Dに示す共通電極電圧波形161 9とは逆に補償電極電圧1627を駆動するドライバ回路に接続されるというこ とは理解されよう。図16Dに示すように、補償電極電圧の作用効果は、ピクセ ル電極電圧を概ね共通電極電圧遷移に影響されないように保つことにある。ゲー トワイヤ1626とピクセル電極1632とが重なり合う面積は、ピクセル電極 と共通電極との間のキャパシタンスと共通電極のスイング電圧との積が、ピクセ ル電極と補償電極との間のキャパシタンスとこのワイヤが共通電極の遷移とは逆 にスイングする電圧との積にほぼ等しくなるよう選択することが可能である。一 実施形態で共通電極である制御電極が実際にセグメント状に分割されている場合 、補償電極1630もディスプレイ上でこれに対応させてセグメント化するべき であるということは理解されよう。 本発明のもう一つの態様においては、補償電極は液晶材料を前述のような表示 データが見えない状態にリセットするためのレベルシフト制御電極として用いる ことが可能である。すなわち、例えば共通電極あるいは電極の複数のセグメント であるカバーガラス電極を用いる代わりに、図16Bの電極1630と類似した 電極を用いて先に図2Cで説明したように液晶層をリセットしかつ解除する仕方 で変調することができる。このようにして、本発明に基づき液晶層をリセットし 、解除するための制御電極のセグメント化は、共通カバーガラス電極にセグメン トを形成しようというではなく、ピクセル電極があるのと同じ基板上で行われる ために、より容易になる。図16Bに示す画素回路は、上に説明したような同様 の制御信号を受け取る電極1630のような制御電極を設けるために用いること ができる。 ピクセル電極と同じ基板内に設けた制御電極(電極1630のような)を用い る一つの例が図16Eに示されている。図16Eの例は、カバーガラス電極はV dd/2(信号1651として示されている)に固定され、ピクセル電極はゼロ ボルトとVddとの間の任意の値に設定することができると仮定したものである 。ピクセル電極がある基板中の制御電極は、波形1653で示すように、一つの 状態(電圧Vdd)ともう一つの状態(V=0)との間で切り換えられる。1フ レーム内の制御電極の一つの状態の間は、波形1655によって示されているよ うに、表示データは実質上見えない。制御電極の解除状態の間は、波形1655 の立上り遷移によって示すように、表示データが見える。画素値は、ディスプレ イが暗状態に保持される制御電極のリセット状態の間にピクセル電極にロードさ れ、解除状態になると同時に、制御電極とピクセル電極との間の容量結合が、ピ クセル電極波形1657によって示すように、これらのピクセル電極の電圧を同 時に遷移させる。図16Eの方式は、フレーム毎に3つのカラーサブフレームを 有するタイムシーケンシャルの色を使用すると共に、フレーム間における直流平 衡機能を用いたものである。従って、フレーム1659での制御電極によるリセ ット状態は制御電極がVddに保持されている時起こり、フレーム1659での 解除状態は制御電極がゼロボルトに保持されている時起こる。同様に、フレーム 1661での制御電極によるリセット状態は制御電極がゼロボルトに保持されて いる時起こり、解除状態は制御電極がVddにある時起こる。 一部の液晶ディスプレイシステムでは、画像のシーケンスが正負交互の極性で 書き込まれるようデータを書き込むことによって液晶が直流平衡されるフレーム シーケンシャル直流平衡方式を用いたものがある。ディスプレイ基板の任意のピ クセル電極がVmaxとVminとの間の範囲内の電圧に駆動することができるとして 、共通電極がVmaxの中間のある電圧に固定されているならば、液晶に印加する ことができる最大直流平衡信号はシーケンシャルフレームで順次+(Vmax−Vm in)/2と−(Vmax−Vmin)/2を交番に繰り返し、その結果(Vmax−Vmin )/2のRMS(実効値)電圧がもたらされる。 本発明の種々の実施形態においては、いくつかの異なる形の共通電極電圧変調 を行うことが可能である。図17において、ピクセル電極と共に画素バッファを 設ける(例えば図6Dに示すように同じ基板上にある)本発明の一実施形態によ れば、ディスプレイシステム12の共通電極26の電圧はVmaxとVminの間で変 調することが可能である。このような電気的アドレス方式の「正」フレームの間 に共通電極26をVminに駆動し、「負」フレームの間にVmaxに駆動することに よって、電気光学層の両面間にかかる最大直流平衡RMS信号の電圧は(Vmax −Vmin)/2からVmax−Vmin(RMS)に2倍化される。 例えば、「正」フレームの間、明状態に駆動される画素はピクセル電極にハイ 電圧を必要とするものと仮定する。(しかしながら、これと反対の状況も成り立 ち得る、すなわち使用する電気光学層あるいは液晶の構造によって、共通電極2 6のハイ電圧が画素を暗状態に駆動することも可能なことは理解されよう。)本 発明によれば、共通電極は「正」フレームの間Vminに駆動することができる。 そのために、電気光学層22の両面間に印加することができる電圧はVmin−Vm inからVmax−Vminまでの範囲であり、ピクセル電極28で利用可能な電圧範囲 と全く同じである。 「負」フレームでは、共通電極はVmaxに駆動され、そして電気光学層22の 両面間に電圧を最大にするようにピクセル電極をロー電圧に駆動することによっ て、明状態が達成される。この場合、電気光学層22の両面間に印加することが できる電圧はVmax−VmaxからVmin−Vmaxまでの範囲である。図17に示す例 では、ピクセル電極は、電気光学層の両面間の電圧が利用可能最大電圧の約2/ 3となるように駆動される。一部のディスプレイシステムでは、ピクセル電極を 新しい画像に対応するデータで同時に更新することが可能である。このようなデ ィスプレイシステムは米国特許出願第08/505,654号に記載されており 、同特許出願の内容は参照によって本願に編入され、フレーム(サブフレーム) シーケンシャル型表示装置と呼ばれる。この形態のディスプレイでは、画素が同 時に更新されるので、共通電極が変調される時、ピクセル電極はそのデータ電圧 (及び直流平衡のためのそれらの反転電圧)以外の電圧に駆動する必要がなく、 本発明の一実施形態によれば、ドライブ回路が簡単化される。 これは、ピクセル電極の一時1行更新と異なっている。これをアクティブマト リクス・ディスプレイで実施することができる一つの方法は、共通電極電圧変調 を疑似した電圧シーケンスを用いて画素データ記憶コンデンサの基準プレートを 駆動することである。これは、複雑さ及び電力消費が増大するという犠牲を払っ て、全ての行ゲートワイヤを共通電極と同期して駆動することにより行うことが できよう。これに関しては、例えば、内容が参照によって本願に編入される米国 特許第5,561,422号を参照すること。 本発明のもう一つの実施形態によれば、共通電極26は上述の位相関係により Vmin及びVmax以外の電圧に駆動される。例えば、図18に示すように、共通電 極26は、「正」フレームの間はVminより低い電圧に(例えばVmin−Voffset に)、そして「負」フレームの間はVmaxより大きい電圧に(例えばVmax+Vo ffestに)駆動することができよう。このような方式では、結果として、電 気光学層22に印加することができる電圧範囲が、最小アドレス電圧としてはV offsetに、最大アドレス電圧としてVoffset+(Vmax−Vmin)に変わるという ことである。 図18の概略図に示す本発明の実施形態は、例えば、液晶の電気光学効果がそ れ以下では光学作用が起こらない最小スレッショルド電圧レベルを持つような場 合に用途を見い出すことができると考えられる。このオフセットの一部または全 部を吸収するようにVoffsetを選択することによって、ピクセル電極で利用可能 な電圧の全範囲を電気光学変調のために用いることが可能である。 本願は、ここに、1996年12月19日出願の親の米国特許出願第08/7 70,233を参照によって本願に編入するものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY, CA,CH,CN,CU,CZ,CZ,DE,DE,D K,DK,EE,EE,ES,FI,FI,GB,GE ,GH,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG, KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,L U,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO ,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG, SI,SK,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,UZ,VN,YU,ZW

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.複数のピクセル電極と、該ピクセル電極に作用関係をもって接続された電気 光学層と、該電気光学層に作用関係をもって接続された電極とを有する第1の基 板を具備したディスプレイシステムを動作させるための方法において: 第1の複数の画素データ値によって表される第1の画素データが表示される ように該第1の複数の画素データ値を該複数のピクセル電極に印加するステップ と; 第1の制御電圧を該電極に印加して、該第1の画素データが実質上表示され ないように該電気光学層の状態を変化させるステップと; 第2の画素データを表す第2の複数の画素データ値を該複数のピクセル電極 に印加するステップと; 該第2の画素データを表示するステップと; を具備した方法。 2.上記第2の画素データを表示する上記ステップが、上記電極に第2の制御電 圧を印加して、上記第2の画素データが表示されるように上記電気光学層の上記 状態を変えるステップよりなり; 第1の画像が上記第1の画素データによって表され、かつ第2の画像が上記 第2の画素データによって表される; ことを特徴とする請求項1記載の方法。 3.上記第1の画像が第1のカラーサブフレームよりなり、上記第2の画像が第 2のカラーサブフレームよりなることを特徴とする請求項2記載の方法。 4.上記電気光学層が液晶材料よりなり、該液晶が少なくとも第1の変光状態及 び第2の変光状態を有し、かつ上記第1の制御電圧が該液晶を光が上記ディスプ レイシステムを通過することができないように該第1の変光状態にセットするこ とを特徴とする請求項2記載の方法。 5.上記第2の制御電圧が該液晶を光が上記ディスプレイシステムを通過するこ とができるように上記第2の変光状態にセットすることを特徴とする請求項4記 載の方法。 6.上記液晶がネマチック液晶であることを特徴とする請求項5記載の方法。 7.第1の制御電圧を印加する上記ステップが第2の複数の画素データ値を印加 する上記ステップと時間的に少なくとも一部重なり合うことを特徴とする請求項 6記載の方法。 8.第1の制御電圧を印加する上記ステップが第2の複数の画素データ値を印加 する上記ステップと時間的に実質上同時性をもって行われることを特徴とする請 求項7記載の方法。 9.上記電極が時間軸に沿って直流平衡信号を受け取る共通カバーガラス電極で あることを特徴とする請求項7記載の方法。 10.第2の複数の画素データ値を印加する上記ステップが複数のバッファに該 第2の複数の画素データ値を記憶するステップよりなることを特徴とする請求項 7記載の方法。 11.上記複数のピクセル電極の各々が上記複数のバッファの中の対応するバッ ファのほぼ上方に配置されていることを特徴とする請求項10記載の方法。 12.上記第1の制御電圧が交流電圧であることを特徴とする請求項5記載の方 法。 13.上記第1の制御電圧が、上記複数のピクセル電極に印加することができる 最大電圧と最小電圧の一方にほぼ等しいことを特徴とする請求項5記載の方法。 14.上記第1の制御電圧が最大電圧プラス第1のオフセット電圧と最小電圧マ イナス第2のオフセット電圧の一方とほぼ等しく、かつ該最大電圧及び該最小電 圧がそれぞれ上記複数のピクセル電極に印加することができる最大及び最小電圧 であることを特徴とする請求項5記載の方法。 15.上記電極が上記複数のピクセル電極と共に上記第1の基板に配置された補 償電極であることを特徴とする請求項5記載の方法。 16.上記第1の制御電圧を印加する上記ステップが、該第1の制御電圧後及び 上記第2の制御電圧を印加する上記ステップの前に第3の制御電圧を印加するス テップをさらに具備し、該第3の制御電圧が上記液晶を上記第1の変光状態に保 持すると共に、該第1の制御電圧が該液晶を急速に該第1の変光状態にすること を特徴とする請求項7記載の方法。 17.上記第2の複数の画素データ値が、上記第1の画素データが表示されてい る間、上記第1の基板上の該複数のバッファに記憶されることを特徴とする請求 項10記載の方法。 18.上記第1の基板上に配置された複数の補償電極に第1の補償電圧を印加す るステップを; さらに具備したことを特徴とする請求項5記載の方法。 19.第1の補償電圧を印加する上記ステップが第1の制御電圧を印加する上記 該ステップと時間的に少なくとも一部重なり合うことを特徴とする請求項18記 載の方法。 20.第1の補償電圧を印加する上記ステップと第1の制御電圧を印加する上記 ステップが時間的に実質上同時性をもって行われることを特徴とする請求項19 記載の方法。 21.上記第2の複数の画素データ値が上記第2の画素データを表示する前には 上記第1の基板上のバッファに記憶されないことを特徴とする請求項5記載の方 法。 22.第1の複数のピクセル電極及び第2の複数のピクセル電極と、該第1及び 第2のピクセル電極に作用関係をもって接続された電気光学層と、第1の電極及 び第2の電極とを有する第1の基板を具備したディスプレイシステムを動作させ るための方法において: (a)該第1の複数のピクセル電極に画像の第1の部分を表す第1の複数の画素 データ値を印加するステップと; (b)第1の制御電圧を該第1の電極に印加して、該画像の該第1の部分が表示 されないように該電気光学層の第1の部分の状態を変化させるステップと; (c)該画像の該第1の部分を表示するステップと; (d)該画像の第2の部分を表す第2の複数の画素データ値を該第2の複数のピ クセル電極に印加するステップと; (e)第2の制御電圧を該第2の電極に印加して、該画像の該第2の部分が表示 されないように該電気光学層の第2の部分の状態を変化させるステップと; (f)該画像の該第2の部分を表示するステップと; を具備したことを特徴とする方法。 23.上記ステップ(a)と(b)が時間的に少なくとも一部重なり合い、かつ 上記ステップ(d)と(e)が時間的に少なくとも一部重なり合うことを特徴と する請求項22記載の方法。 24.上記ステップ(c)、(d)及び(e)が時間的に少なくとも一部重なり 合うことを特徴とする請求項23記載の方法。 25.ステップ(a)と(b)が実質上同時に同時に行われ、かつステップ(d )と(e)が実質上同時に行われることを特徴とする請求項22記載の方法。 26.ステップ(c)、(d)及び(e)が実質上同時に行われることを特徴と する請求項記25載の方法。 27.上記第1の制御電圧と上記第2の制御電圧がほぼ等しいことを特徴とする 請求項23記載の方法。 28.上記画像がカラーサブフレームの少なくとも一部であり、かつ上記ディス プレイシステムがタイムシーケンシャル・カラーシステムであることを特徴とす る請求項23記載の方法。 29.上記第1の部分が上記画像の半分であり、上記第2の部分が該画像の他の 半分であることを特徴とする請求項28記載の方法。 30.上記カラーサブフレームが赤のサブフレーム、緑のサブフレームあるいは 青のサブフレームの中の1つであることを特徴とする請求項29記載の方法。 31.上記画像がカラーフレームの少なくとも一部であり、上記ディスプレイシ ステムが該ディスプレイシステムの各画素毎に第1の色成分サブピクセル、第2 の色成分サブピクセル及び第3の色成分サブピクセルを有する空間カラー方式で あることを特徴とする請求項23記載の方法。 32.上記ステップ(c)が: 上記ステップ(a)及び(b)の後、第3の制御電圧を上記第1の電極に 印加して、上記第1の部分が表示されるように上記電気光学層の上記第1の部分 の上記状態を変化させるステップ; よりなることを特徴とする請求項23記載の方法。 33.上記ステップ(f)が: 上記ステップ(d)及び(e)の後、第4の制御電圧を上記第2の電極に 印加して、上記第2の部分が表示されるように上記電気光学層の上記第2の部分 の上記状態を変化させるステップ; よりなることを特徴とする請求項32記載の方法。 34.ステップ(a)と(b)が時間的に少なくとも一部重なり合い、かつステ ップ(c)、(d)及び(e)が時間的に少なくとも一部重なり合うことを特徴 とする請求項33記載の方法。 35.ステップ(a)と(b)が実質上同時に行われ、かつステップ(c)、( d)及び(e)が実質上同時に行われることを特徴とする請求項33記載の方法 。 36.上記電気光学層が液晶材料よりなり、該液晶が少なくとも第1の変光状態 と第2の変光状態を有し、上記第1及び該第2の制御電圧が光が上記ディスプレ イシステムを通過することができないように該液晶を該第1の変光状態にセット することを特徴とする請求項34記載の方法。 37.上記第3及び上記第4の制御電圧が光が上記ディスプレイシステムを通過 することができるように該液晶を上記第2の変光状態にセットすることを特徴と する請求項36記載の方法。 38.上記液晶がネマチック液晶であることを特徴とする請求項37記載の方法 。 39.上記第1の電極が第2の基板上に配置されたカバーガラス電極の第1の部 分であり、上記第2の電極が該カバーガラス電極の第2の部分であり、該カバー ガラス電極の該第1の部分と該第2の部分が電気的に結合されていないことを特 徴とする請求項36記載の方法。 40.上記第1の電極が、少なくとも、上記第1の複数のピクセル電極と共に上 記第1の基板に配置された第1の補償電極よりなり、かつ上記第2の電極が、少 なくとも、上記第2の複数のピクセル電極と共に該第1の基板に配置された第2 の補償電極よりなることを特徴とする請求項36記載の方法。 41.上記第1の電極が、上記第1の複数のピクセル電極と共に上記第1の基板 に配置された複数の第1の補償電極を具備し、上記第2の電極が上記第2の複数 のピクセル電極と共に該第1の基板に配置された複数の第2の補償電極を具備す ることを特徴とする請求項40記載の方法。 42.上記ステップ(c)が少なくとも1つの第1のパルス照明で上記ディスプ レイシステムを照明するステップよりなることを特徴とする請求項23記載の方 法。 43.上記ステップ(f)が少なくとも1つの第1のパルス照明で上記ディスプ レイシステムを照明するステップよりなることを特徴とする請求項42記載の方 法。 44.上記第1のパルス及び上記第2のパルスが連続照明を供給しないことを特 徴とする請求項43記載の方法。 45.上記第1の制御電圧が交流電圧であることを特徴とする請求項23記載の 方法。 46.上記第1の電極が時間軸に沿って直流平衡信号を受け取ることを特徴とす る請求項23記載の方法。 47.第1の補償電圧を、上記第1の複数のピクセル電極と共に第1の基板上に 配置された第1の複数の補償電極に印加するステップをさらに具備したことを特 徴とする請求項23記載の方法。 48.第1の補償電圧を印加する上記ステップが時間的に少なくとも一部上記ス テップ(b)と重なり合うことを特徴とする請求項47記載の方法。 49.上記ステップ(b)が、上記第1の制御電圧を印加した後、上記第3の制 御電圧を印加する前に、第5の制御電圧を上記第1の電極に印加するステップを さらに具備し、該第5の制御電圧が上記電気光学層の上記第1の部分の上記液晶 を上記第1の変光状態に保持すると共に、該第1の制御電圧が該電気光学層の該 第1の部分該液晶を急速に該第1の変光状態へ駆動し、上記ステップ(e)が、 上記第2の制御電圧を印加した後、上記第4の制御電圧を印加する前に、第6の 制御電圧を上記第2の電極に印加するステップをさらに具備し、該第6の制御電 圧が該電気光学層の該第2の部分の該液晶を該第1の変光状態に保持すると共に 、該第2の制御電圧が該電気光学層の該第2の部分の該液晶を急速に該第1の変 光状態へ駆動することを特徴とする請求項37記載の方法。 50.各々対応するバッファを有して該バッファから周期的に画像データを取り 込む複数のピクセル電極を持つ第1の基板で、該バッファが対応する該ピクセル 電極に近接して配置されていて所与の持続時間だけ該画像データを保持する第1 の基板と; 共通電極を具備する第2の基板で、該共通電極が電圧変調を受け、該共通電極 の該電圧変調が周期的に取り込まれる該画像データと制御された位相関係にある 第2の基板と; 該第1の基板と該第2の基板との間に配置された電気光学層で、カレント画素 データが該ピクセル電極によって保持されている間該対応するバッファが次の画 素データを記憶する電気光学層と; を具備したディスプレイシステム。 51.上記電圧変調が第1と第2の電圧レベルとのスイッチングよりなることを 特徴とする請求項50記載のディスプレイシステム。 52.液晶表示装置よりなることを特徴とする請求項50記載のディスプレイシ ステム。 53.上記電気光学層が液晶材料よりなることを特徴とする請求項50記載のデ ィスプレイシステム。 54.上記電気光学層が二重周波数液晶材料よりなることを特徴とする請求項5 0記載のディスプレイシステム。 55.上記第1及び第2の電圧レベルがそれぞれ上記複数のピクセル電極に印加 することができる最大電圧及び最小電圧に等しいか、あるいはほぼ等しいことを 特徴とする請求項51記載のディスプレイシステム。 56.上記第1及び第2の電圧レベルがその上に重畳される重畳パルス信号を有 することを特徴とする請求項51記載のディスプレイシステム。 57.上記重畳パルス信号が矩形パルスであることを特徴とする請求項56記載 のディスプレイシステム。 58.上記重畳パルス信号が矩形パルスではないことを特徴とする請求項56記 載のディスプレイシステム。 59.上記重畳パルス信号が、上記電気光学層が電圧の瞬間的低下を生じるよう な極性を有することを特徴とする請求項56記載のディスプレイシステム。 60.上記重畳パルス信号が、上記電気光学層が電圧の瞬間上昇を生じるような 極性を有することを特徴とする請求項56記載のディスプレイシステム。 61.上記重畳パルス信号の供給が、時間的に上記画像データの取込みに近いこ とを特徴とする請求項56記載のディスプレイシステム。 62.上記電圧変調が、上記ピクセル電極における上記画像データの持続時間よ り短い持続時間を持つパルスを伴うことを特徴とする請求項50記載のディスプ レイシステム。 63.上記電圧変調が、上記ピクセル電極における該画像データの持続時間より 長い持続時間を持つパルスを伴うことを特徴とする請求項50記載のディスプレ イシステム。 64.上記電圧変調が、比較的高周波数の交流変調のバーストを伴うことを特徴 とする請求項50記載のディスプレイシステム。 65.上記電圧変調が、上記複数のピクセル電極による画像データの各取込み動 作毎に1バーストの比較的高周波の交流変調よりなることを特徴とする請求項5 0記載のディスプレイシステム。 66.上記電圧変調が、急速に該電気光学材料を暗状態に駆動するためのパルス を伴うことを特徴とする請求項50記載のディスプレイシステム。 67.上記パルスの後、上記電気光学材料が上記複数のピクセル電極用の上記画 像データに対応する複数のグレーレベルに緩和することを特徴とする請求項66 記載のディスプレイシステム。 68.複数のピクセル電極を持つ第1の基板と;共通電極を持つ第2の基板と; 該第1の基板と該第2の基板との間に配置された電気光学層と;を具備したディ スプレイシステムで情報を表示するための方法において: 該複数のピクセル電極用の画像データを周期的に取り込むステップと; 所与の持続時間にわたって該複数のピクセル電極上に該画像データを保持しな がら、該複数のピクセル電極と共に該第1の基板上に配置された対応する複数の バッファに次の画像データをロードするステップと; 該周期的に取り込まれる画像データと制御された位相関係をもって該共通電極 の共通電極電圧を変調するステップと; を具備したことを特徴とする方法。 69.変調する上記ステップが、上記電気光学材料を急速に暗状態へ駆動するた めの上記共通電極電圧を発生させるステップを具備することを特徴とする請求項 68記載の方法。 70.上記暗状態の後、上記電気光学材料を上記複数のピクセル電極用の上記画 像データに対応する複数のグレーレベルへ緩和させるステップ; をさらに具備したことを特徴とする請求項69記載の方法。 71.ディスプレイシステムにおいて: 表示しようとする第1の画像を表す第1の複数の画素データ値を受け取る ための第1の複数のピクセル電極を持つ第1の基板と; 該ピクセル電極に作用関係をもって接続された電気光学層と; 該電気光学層に作用関係をもって接続された電極と;を具備し、該第1の 画像を表示した後、第1の制御電圧を該電極に印加して該第1の画像が実質上表 示されないように該電気光学層の状態を変化させ、次に該電極が第2の制御電圧 を受け取った後、第2の複数の画素データ値によって表わされる第2の画像を表 示する; ことを特徴とするディスプレイシステム。 72.上記第1の制御電圧を上記電極に供給するために該電極に接続された電極 制御ドライバをさらに具備したことを特徴とする請求項71記載のディスプレイ システム。 73.上記電極制御ドライバが;上記第1の画像の表示を終了する動作と位相制 御関係をもって上記第1の制御電圧を供給し、上記第2の画像の表示を開始する 動作と位相制御関係をもって上記第2の制御電圧を供給することを特徴とする請 求項72記載のディスプレイシステム。 74.第1の制御電圧が上記電極に印加されている時は、上記第1の複数のピク セル電極が上記第1の複数の画素データ値を保持していても、上記該第1の画像 を実質上表示することができないことを特徴とする請求項73記載のディスプレ イシステム。 75.上記電極に上記第2の制御電圧が印加されると、ほとんど全ての上記第1 の複数のピクセル電極が上記第2の画像中の対応する複数の画素を同時に更新さ せるようにして該第2の画像が表示されることを特徴とする請求項74記載のデ ィスプレイシステム。 76.上記対応する複数の画素が、ディスプレイシステムの画素の複数の行上の 画素を含むことを特徴とする請求項75記載のディスプレイシステム。 77.上記第1の画像が、第1のカラーサブフレームよりなり、上記第2の画像 が第2のカラーサブフレームよりなることを特徴とする請求項76記載のディス プレイシステム。 78.上記第2の複数の画素データ値が、上記第1の制御電圧が上記電極に印加 されている間に上記第1の複数のピクセル電極に印加されることを特徴とする請 求項76記載のディスプレイシステム。 79.上記第1の複数のピクセル電極に作用関係をもって接続された補償電極を さらに具備し、該補償電極が、補償制御ドライバに接続されていて、上記第1の 制御電圧が上記第1の電極に印加されている時間の少なくとも一部の間補償電圧 を受け取ることを特徴とする請求項73記載のディスプレイシステム。 80.上記電気光学層が液晶材料よりなり、該液晶が少なくとも第1の変光状態 と第2の変光状態を有し、上記第1の制御電圧が、光がディスプレイシステムを 通過することができないように該液晶を該第1の変光状態にセットし、上記第2 の制御電圧が、光がディスプレイシステムを通過することができるように該液晶 を該第2の変光状態にセットすることを特徴とする請求項78記載のディスプレ イシステム。 81.上記液晶がネマチック液晶であることを特徴とする請求項80記載のディ スプレイシステム。 82.上記電極が時間軸に沿って直流平衡信号を受け取る共通カバーガラス電極 であることを特徴とする請求項80記載のディスプレイシステム。 83.上記第1の制御電圧が交流電圧であることを特徴とする請求項80記載の ディスプレイシステム。 84.上記電極制御ドライバが、上記第1の制御電圧の後、及び第2の制御電圧 を印加する上記ステップの前に第3の制御電圧を供給し、該第3の制御電圧が上 記液晶を上記第1の変光状態に保持すると共に、該第1の制御電圧が該液晶を急 速に該第1の変光状態にすることを特徴とする請求項80記載のディスプレイシ ステム。 85.ディスプレイシステムにおいて: 画像の第1の部分を表す第1の複数の画素データ値を受けるための第1の 複数のピクセル電極を有し、かつ該画像の第2の部分を表す第2の複数の画素デ ータ値を受けるための第2の複数のピクセル電極を有する第1の基板と; 該第1の複数のピクセル電極に作用関係をもって接続された第1の部分及 び該第2の複数のピクセル電極に作用関係をもって接続された第2の部分を有す る電気光学層と; 第1の電極制御ドライバに接続され、該電気光学層の該第1の部分に作用 関係をもって接続された第1の電極で、第1の制御電圧を受け取って、該画像の 該第1の部分が実質上表示されないように該電気光学層の該第1の部分の状態を 変化させるための第1の電極と; 第2の電極制御ドライバに接続され、該電気光学層の該第2の部分に作用 関係をもって接続された第2の電極で、第2の制御電圧を受け取って、該画像の 該第2の部分が実質上表示されないように該電気光学層の該第2の部分の状態を 変化させるための該第2の電極と; を具備したことを特徴とするディスプレイシステム。 86.上記第1の複数のピクセル電極が、上記第1の制御電極が上記第1の制御 電圧を受け取るのとほぼ同時性をもって上記第1の複数の画素データ値を受け取 り、上記第2の複数のピクセル電極が、上記第2の制御電極が上記第2の制御電 圧を受け取るのとほぼ同時性をもって上記第2の複数の画素データ値を受け取る ことを特徴とする請求項85記載のディスプレイシステム。 87.上記画像の上記第1の部分が上記画像の半分であり、該画像の上記第2の 部分が該画像の他の半分であることを特徴とする請求項86記載のディスプレイ システム。 88.上記電気光学層が液晶材料よりなり、上記液晶が少なくとも第1の変光状 態と第2の変光状態を有し、上記第1及び上記第2の制御電圧が光が、ディスプ レイシステムを通過することができないように該液晶を該第1の変光状態にセッ トし、上記第1の電極制御ドライバ及び該第2の電極制御ドライバが、光がディ スプレイシステムを通過することができるように該液晶を該第2の変光状態にセ ットする第3及び第4の制御電圧をそれぞれ供給することを特徴とする請求項8 5記載のディスプレイシステム。 89.上記液晶がネマチック液晶であることを特徴とする請求項88記載のディ スプレイシステム。 90.上記第1の電極が第2の基板上に配置されたカバーガラス電極の第1の部 分であり、上記第2の電極が該カバーガラス電極の第2の部分であり、該カバー ガラス電極の該第1の部分と該第2の部分が電気的に結合されていないことを特 徴とする請求項88記載のディスプレイシステム。 91.上記第1の電極が、少なくとも、上記第1の複数のピクセル電極と共に上 記第1の基板に配置された第1の補償電極よりなり、上記第2の電極が、少なく とも、上記第2の複数のピクセル電極と共に該第1の基板に配置された第2の補 償電極よりなることを特徴とする請求項88記載のディスプレイシステム。 92.上記第1の電極が、上記第1の複数のピクセル電極と共に上記第1の基板 に配置された複数の第1の補償電極よりなり、上記第2の電極が上記第2の複数 のピクセル電極と共に該第1の基板に配置された複数の第2の補償電極よりなる ことを特徴とする請求項91記載のディスプレイシステム。 93.連続的に供給されない少なくとも1パルスの照明を供給する照明器をさら に具備したことを特徴とする請求項88記載のディスプレイシステム。 94.各画素について第1のカラーサブピクセル、第2のカラーサブピクセル及 び第3のカラーサブピクセルを有する空間カラー方式であることを特徴とする請 求項85記載のディスプレイシステム。 95.各画素について第1のカラーサブピクセル、第2のカラーサブピクセル及 び第3のカラーサブピクセルを有する空間カラー方式であることを特徴とする請 求項88記載のディスプレイシステム。
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