JP2004004552A

JP2004004552A - 多重化された双安定ネマチック液晶表示ユニットの２つの状態の切り換えを制御する方法及びデバイス

Info

Publication number: JP2004004552A
Application number: JP2003029639A
Authority: JP
Inventors: Jacques Angele; ジャック、アンジェル; Romain Vercelletto; ロマン、ベルセレット; Thierry Elbhar; ティエリ、エルバール
Original assignee: Nemoptic SA
Current assignee: Nemoptic SA
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2023-02-06
Also published as: KR100952030B1; CN1437181A; TW200303518A; CA2418312C; US7173587B2; JP4387113B2; CN1290075C; TWI310538B; FR2835644A1; US20030146894A1; CA2418312A1; FR2835644B1; KR20030067543A; EP1335348A1

Abstract

【課題】多重化された双安定ネマチック液晶表示ユニットの２つの状態の切り換えを制御する。
【解決手段】スクリーンの列電極に、寄生アドレシング光効果を低減するために、寄生画素パルスの二乗平均電圧が低減するように特性が適合化された電気信号を加えることにより双安定ネマチック液晶ドットマトリックスアンカリング破壊式スクリーンにアドレシングする。
【選択図】　図１１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶ディスプレイデバイスの分野、より詳細には、マルチプレックス双安定ネマチックディスプレイユニットの２つの状態間のスイッチングを制御するための方法及びデバイスに係る。
【０００２】
本発明は、マルチプレックス双安定ディスプレイユニットのライン及び列電気アドレシング信号を、既に記録されている画像が新たな画像を表示するためにスクリーンにアドレスされたとき視覚的に乱れる現象が排除されるように、最適化することを目的とする。
【０００３】
【従来の技術】
ディスプレイユニットは、使用される液晶の物理的性質によって、ネマチック（ｎｅｍａｔｉｃ）、コレステリック（ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃ）、スメクチック（ｓｍｅｃｔｉｃ）、強誘電体（ｆｅｒｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｉｃ）、その他のデバイスに分類される。本発明の主題であるネマチックディスプレイユニットにおいては、例えば、ネマチック、アキラル（ａｃｈｉｒａｌ）、或いはキラルドーピング剤（ｃｈｉｒａｌ　ｄｏｐｉｎｇ　ａｇｅｎｔ）を用いてキラル化された液晶材が用いられる。こうして、そのスレッドピッチが２−３マイクロメートルより若干大きな、自発的に一様或いは少しねじれた状態となるテクスチャ（ｔｅｘｔｕｒｅ）が得られる。液晶の表面近傍の向き（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）とアンカリング（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）は、基板に施される層或いは整合処理（ａｌｉｇｍｅｎｔｓ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ）によって決まる。こうして、電場が掛けられてない状態においては、一様或いは少しねじれたネマチックテクスチャ（ｎｅｍａｔｉｃ　ｔｅｘｔｕｒｅ）が得られるようにされる。
【０００４】
今日、提唱及び製造されている殆どのデバイスは、単安定タイプである。電場が掛けられてないときは、デバイス内に単一のテクスチャが形成され；これは、セルの総エネルギーが絶対最小にある状態に対応する。電場が掛けられると、このテクスチャは、連続的に変形し、その光特性は加えられた電圧によって変化する。電場が切られると、このネマチックは再びその単一の単安定テクスチャに戻る。当業者においては周知のように、ネマチックディスプレイユニットの最も一般的な動作モードには：ねじれた状態を用いるｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃｓ（ＴＮ）モード、超ねじれた状態を用いるｓｕｐｅｒ−ｔｗｉｓｔｅｄ　ｎｅｍａｔｉｃｓ（ＳＴＮ）モード、複屈折を電気的に制御するｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｉｒｅｆｉｒｉｎｇｅｎｔ（ＥＣＢ）モード、垂直に整合されたネマチックを用いるｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ　ａｌｉｇｅｎｄ　ｎｅｍａｔｉｃｓ（ＶＡＮ）モード、等がある。
【０００５】
ネマチックディスプレイユニットのもう一つのクラスは、双安定、マルチ安定、或いはメタ安定タイプである。このケースにおいては、電場が掛けられてない状態では、セル内に、表面への同一のアンカリング（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ：固定力）を有し、双安定性或いはメタ安定性を示す、少なくとも２つの異なるテクスチャが形成される。これら２つの状態間でスイッチングするためには、適当な電気信号が加えられる。いったん画像が記録されると、これらは、電場が失われても、その双安定性のために記憶された状態にとどまる。双安定ディスプレイユニットのこの記憶作用は、多くの用途に対して非常に有益である。一方においては、これは、画像リフレッシュレート（ｉｍａｇｅ　ｒｅｆｒｅｓｈ　ｒａｔｅ）を大幅に低減し、これによって携帯デバイスの消費電力を抑えるのに大いに役立つ。他方において、（例えば、ビデオなどの）高速用途に対しては、この記憶作用は、非常に高いレートのマルチプレキシングを可能にし、高解像度ビデオの実現を可能にする。
【０００６】
ＢｉＮｅｍと呼ばれる双安定スクリーンの説明（図１）
最近、新たな双安定ディスプレイユニット（例えば、フランス特許第２７４０８９４号参照）が提唱された。
【０００７】
これは、少なくとも一方が透明な２つのブレード或いは基板間にキラル或いはコレステリックネマチック液晶の層を配置することで形成される。各基板上に設けられた２つの電極を用いて、これらの間に配置されたキラルネマチック液晶に電気的なコマンド信号が加えられる。これら電極の所では、アンカリング層（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ　ｌａｙｅｒｓ）によって液晶分子が所望の向きに向けられる。マスタブレードの所では、分子のアンカリングは強く、少し角度を有し、スレーブブレードの所では、この力は弱く、分子は平らになる。これら液晶面の所では、分子のアンカリングは単安定性を示す。
【０００８】
このデバイスは光学系によって完結される。
【０００９】
液晶層のレベルでは、電場が掛けられてないときは、２つのテクスチャ、すなわち、一様な或いは少しねじれたテクスチャ（ｕｎｉｆｏｒｍ　ｏｒ　ｓｌｉｇｈｔｌｙ　ｔｗｉｓｔｅｄ　ｔｅｘｔｕｒｅ）Ｕとねじれたテクスチャ（ｔｗｉｓｔｅｄ　ｔｅｘｔｕｒｅ）Ｔが安定である。一様な状態Ｕは、デバイスのオプティクスのために少しねじられる。これは、マスタブレードの所とスレーブブレードの所のアンカリングの方向間に角度を与えることで達成される。２つのテクスチャは１８０°異なり、トポロジ的に共存し得ない。ネマチックの自発的ピッチｐ_０は、一様なテクスチャＵとねじれたテクスチャＴとのエネルギーが本質的に同一となるように、最大でも、セルの厚さＤの４倍（ｐ_０＝約４ｄ）となるように選択される。電場が掛けられてないときは、より低いエネルギーレベルを有する他の状態は存在せず、一様なテクスチャＵとねじれたテクスチャＴが真の双安定性を示す。
【００１０】
アンカリングを破壊することによる一方のテクスチャから他方への変化
物理的原理
これら２つの双安定なテクスチャは、トポロジー的に異なり、連続的な容積変形（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｖｏｌｕｍｅ　ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）によっては、一方から他方に変換することはできない。一様なテクスチャＵからねじれたテクスチャＴ或いはこの逆方向への変換には、従って、表面の所のアンカリング力を、外部から強い電場を掛けるか、或いはディスインクリネーションライン（ｌｉｎｅｓ　ｏｆ　ｄｉｓｉｎｃｌｉｎａｔｉｏｎ）の一つを移動することで、破壊することが要求される。第二の現象は、第一の現象よりかなり低速であり、ここでは無視され、これ以上詳細には説明されない。
【００１１】
液晶の全ての整合層（ａｌｉｇｍｅｎｔ　ｌａｙｅｒ）は、天頂アンカリングエネルギー（ｚｅｎｉｔｈａｌ　ａｎｃｈｏｒｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ）Ａ_ｚを用いて記述することができ、このエネルギーは常に有限である。これを用いることで、電場が掛けられてない状態で、前のテクスチャとは関係無く、表面をホメオトロピックテクスチャ（ｈｏｍｅｏｔｒｏｐｉｃ　ｔｅｘｔｕｒｅ）Ｈに変換することができる、これも有限な電場閾値Ｅ_ｃ（アンカリング破壊閾値）が存在することを示すことができる。
【００１２】
アンカリングを破壊するためには、少なくともこの電界閾値Ｅ_ｃに等しい電場を加えることを要求される。この電場は、表面近傍における液晶方向の再配列（ｒｅ−ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）の結果として、最終的にホメオトロピックテクスチャＨが形成されるように十分に長時間加えることを要求される。この最小時間は、加えられる電場の大きさ（振幅）、並びに液晶及び整合層の物理特性に依存する。静的ケース（電場が２−３ミリ秒或いはそれ以上加えられる場合）においては、Ｅ_ｃ＝Ａ_ｚ／（Ｋ_３３εｏΔε）^１／２となる。ここで、Ａ_ｚは、天頂アンカリングエネルギー（ｚｅｎｉｔｈａｌ　ａｎｃｈｏｒｉｎｇ　ｅｎｅｒｇｙ）を表し、Ｋ_３３は液晶の弾性ねじれ係数を表し、Δεは液晶の相対誘電異方性（ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を表し、εｏは、液晶の真空中の誘電率を表す。
【００１３】
アンカリング破壊閾値（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ　ｂｒｅａｋａｇｅ　ｖｏｌｔａｇｅ）Ｖ_ｃは、Ｖ_ｃ＝Ｅ_ｃ×ｄとして定義され、ここで、ｄは液晶セルの厚さを表す。
【００１４】
このアンカリングは、これら分子がこの表面の所のブレードに対して垂直となり、この表面によってこれら分子に掛けられる復元応力（ｒｅｔｕｒｎ　ｔｅｎｓｉｏｎ）が零となったとき、破壊されたものとみなされる。実際には、表面の所での分子の向きと垂直との間の差が十分に小さく、例えば、０．５°以下となり、表面の所の分子に加えられる応力が十分に低くなることで十分である。これら条件が満たされると、破壊された表面近傍のネマチック分子は、電場が切られると、不安定な平衡状態となり、元の向きに戻るか、或いは反対の方向に回転し、元のテクスチャとは異なる１８０°ねじれた新たなテクスチャを誘発する。
【００１５】
最終テクスチャの制御は、加えられる電気信号の形状、より具体的には、この電場（電圧）が零に戻されるやり方に依存する。
【００１６】
パルス電圧が段階的に下げられた場合は、フローは最小となり、マスタブレード近傍の分子はゆるやかにそれらの平衡状態に落ち着き、これらのサンプルの中央の分子との弾性結合によっても、これらが同一方向に回転され、この運動が、スレーブブレードに広がり、ここでは分子は、表面張力の助けを得て、同一方向に素早く次々と回転する。一様な状態Ｕがセルの中央においても次第に形成される。
【００１７】
電場が急に落とされた場合は、液晶の向きが、最初は、強い表面（マスタブレード）の近傍において、γ_１Ｌ^２／Ｋに等しい表面緩和時間（ｓｕｒｆａｃｅ　ｒｅｌａｘ　ｔｉｍｅ）をかけて変化する。ここで、Ｌ＝Ｋ_３３／Ａ_ｚは、強い層の外挿（ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎ）の長さを表し、γ_１は液晶の粘性を表す。この時間は、典型的には、１マイクロ秒の１０分の１程度である。
【００１８】
強い表面をこのような短い時間空間内でスイッチングすると、この表面近傍に強いフローが誘発され、これが液晶全体に広がり、１マイクロ秒より小さな特性時間（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｔｉｍｅ）の後に、弱い表面（スレーブブレード）に到達する。この弱い表面（スレーブブレード）の所に誘発されるせん断力（ｓｈｅａｒｉｎｇ　ｆｏｒｃｅ）によってこの表面の所の分子に対して流体力学的な力（ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ　ｆｏｒｃｅ）が誘発される。この力はマスタブレードに角度を付けることで誘発される弾性力（ｅｌａｓｔｉｃ　ｆｏｒｃｅ）とは反対の方向を有する。このせん断力が十分に強いときは、弱い表面の所では流体力学的な力の方が強くなり、このためねじれたテクスチャＴが誘発される。このせん断力が弱いときは、弱い表面の所では、弾性力の方が強く（弱く）なり、このため一様なテクスチャＵが誘発される。
【００１９】
セル内の分子の回転の方向が図１に矢印によって示されている。なお、図１に示す画素においては、分子に電場が加えられてない状態において、（一様なテクスチャＵ及びねじれたテクスチャＴと呼ばれる）２つの安定なテクスチャが存在する。ダイアグラムＨは、電場内におかれた分子のテクスチャを示す。矢印は電場が停止されたときの分子の回転を示す。
【００２０】
その後、液晶全体の向きが、γ_１ｄ^２／Ｋに等しい特性緩和時間（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｒｅｌａｘ　ｔｉｍｅ）ｔ_ｖｏｌをかけて再配列される。ここで、ｄはセルの厚さを表す。この時間は、より強い表面の緩和時間よりも非常に長く、典型的には約１ミリ秒を要する。
【００２１】
現実的な実現
上述の現象の説明から一方のテクスチャから他方のテクスチャへの変化を支配するのは、各画素に加えられた電気パルスを下げられるやり方であることがわかる。
【００２２】
我々は以下では任意的にねじれた状態のテクスチャＴへの変化を「書込み（ｗｒｉｔｅ）」と呼び、一様な状態のテクスチャＵへの変化を「消去（ｅｒａｓｅ）」と呼ぶ。
【００２３】
ある画素を「書込み（ｗｒｉｔｅ）」、従って、ねじれた状態のテクスチャＴにするためには、以下が必要とされる：
１）パルスを画素に加えることで、スレーブブレードのアンカリング破壊電場より大きな電場を与え、その後、画素を構成する分子が変化するのに要求される時間だけ待つ。この破壊電場の大きさは、液晶材の弾性及び電気特性と、液晶材のセルのスレーブブレード上に堆積されたアンカリング層との相互作用に依存する。この破壊電場は、概ね、ミクロン当たり、２ボルトから１０ボルト程度である。分子が変化するために要する時間は、用いらる液晶材の回転粘性γに正比例し、液晶材の誘電異方性と加えられる電場の二乗に反比例する。実用においては、この時間は、ミクロン当たり２０ボルトの電場が加えられた場合、２〜３マイクロ秒という低い値となる。
２）次に、この電場を素早く低下させることで、２〜３マイクロ秒、或いは最大でも２０〜３０マイクロ秒内に、制御電圧が素早く低下される。ΔＶなる大きさのこの電圧の素早い低下によって、液晶内に十分に強い流体力学的効果が誘発される。ねじれた状態のテクスチャＴを生成するためには、この電圧の低下によって、加えられた電圧が破壊電圧Ｖ_ｃより大きな電圧値からこれより小さな値になることが要求される。加えられた電場が低下するために要する時間は、パルスの持続期間の１０分の１、長いパルスの場合でも５０マイクロ秒以下である。図２（ａ）と図２（ｂ）は、ねじれた状態のテクスチャＴを誘発するためのパルスの２つの例を示す。
【００２４】
図２（ａ）においては、このパルスは、持続期間τ_１と、Ｐ１＞Ｖ_ｃとなるような振幅Ｐ１を有する第一のシーケンスと、これに続く、持続期間τ_２と、Ｐ２＞Ｖ_ｃかつＰ２＞ΔＶとなるようなＰ１より少し小さな振幅Ｐ２を有する第二のシーケンスを含み、この第二のシーケンスは、素早く零に落ちる。図２（ｂ）においては、このパルスは、持続期間τ_１と、Ｖ_ｃより大きな振幅Ｐ１を有する第一のシーケンスと、これに続く、持続期間τ_２と、Ｐ２＜Ｖ_ｃかつＰ１−Ｐ２＞ΔＶとなるような振幅Ｐ２を有する第二のシーケンスを含む。
【００２５】
「消去」するためには、以下が要求される。
１）分子も変化することを要求される。
２）「緩やかな下降（ｓｌｏｗ　ｄｒｏｐ）」を遂行することを要求される。フランス特許第２７４０８９４号は、この「緩やかな下降」の２つの実施例を示すが、これが図２（ｃ）と図２（ｄ）に線図にて示される。第一のやり方においては、持続期間τ_１と振幅Ｐ１を有するパルスと、これに続く、電圧下降時間がパルスの持続期間より３倍大きな、持続期間τ_２のスロープが用いられる（図２（ｃ））。第二のやり方においては、階段状の電圧の下降が用いられ、これは二つの高台を有する信号（持続期間τ_１と振幅Ｐ１を有する第一のシーケンスと、これに続く、持続期間τ_２と、Ｐ２＞Ｖ_ｃかつＰ２＜ΔＶ或いはＰ２＜Ｖ_ｃかつＰ１−Ｐ２＜ΔＶとなるような振幅Ｐ２を有する第二のシーケンスを含む信号）の形式にて実現される。デジタル電子装置の場合は、階段状の下降の方が実現が容易であるために、ここでは、スロープを用いる下降については、これ以上は説明しない。ただし、２つより多くの高台を有する階段状の信号も容易に想像できる。なお、図２において、書込み信号が低下するまでの持続期間は、パルスの持続期間の１０分の１以下、長いパルスの場合でも５０マイクロ秒以下である。２つの消去信号が提唱される。第一のやり方においては、最初にパルスが与えら、これに、その低下時間がパルスの持続期間より３倍大きなスロープが続く。第二のやり方においては、２つの高台を有する信号が用いられ、信号電圧は階段状に低下する。
【００２６】
一方のテクスチャから他方に変化させるための特性パルスの形状が図２（フランス特許第２７４０８９４号と、「Ｗｒｉｔｅ　ａｎｄ　ｅｒａｓｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｉｓｔａｂｌｅ　ｎｅｍａｔｉｃ　ｐｉｘｅｌ」　Ｍ．　Ｇｉｏｃｏｎｄｏ，　Ｉ　Ｌｅｌｉｄｉｓ，　Ｉ．　Ｄｏｚｏｖ，　Ｇ．　Ｄｕｒａｎｄ　参照）に示される。この高台の持続期間と値（Ｐ１，τ_１）と（Ｐ１，τ_２）は、以下に与えられる例では実験的に決定される。
【００２７】
従来のマルチプレキシングの原理
平均解像度ドットマトリックススクリーン（ａｖｅｒａｇｅ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｄｏｔ　ｍａｔｒｉｘ　ｓｃｒｅｅｎ）の場合は、当業者においては明白なように、個々の全ての画素を個別に独立な制御電極に接続することは、このやり方では個々の全ての画素に対して接続が要求され、これはスクリーンの形状が複雑になるとすぐに不可能となるために、問題外である。通常の液晶技術の場合がそうであるように、用いられる電気光効果が線形でない場合は、マルチプレキシング技術を用いることで接続の数を節約することができる。画素はドットマトリックスシステム（ｄｏｔ　ｍａｔｒｉｘ　ｓｙｓｔｅｍ）を用いて、各々がｍ個の画素から成るｎ個のグループにまとめられる。例えば、ドットベースのスクリーンでは、ｎ個のラインとｍ個の列（ｃｏｌｕｍｎｓ）が存在し、デジタルディスプレイでは、ｎ個のフィガー（ｆｉｇｕｒｅｓ）とこれらフィガーのｍ個の部分が存在する。最も広く用いられている逐次アドレシングモード（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ　ａｄｄｒｅｓｓｉｎｇ　ｍｏｄｅ）においては、一度に１つのラインが選択され、次に、それに続くラインを選択する過程が、最後のラインに達するまで反復される。あるラインを選択する持続期間の際に、列信号がそのラインの全ての画素に同時に加えられる。この方法によると、ある画像（ｉｍａｇｅ）は、ラインのアドレシング時間とラインの数ｎとを掛けた値に相当する総時間にてアドレスすることが可能となる。この方法によると、ｍ×ｎ個の画素から成るスクリーンにアドレスするために、ｍ＋ｎ個の接続が要求される。ここで、ｍは問題のマトリックスの列の数を表す。図３は、マルチプレックスドットディスプレイスクリーン（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄ　ｄｏｔ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｓｃｒｅｅｎ）を示す。なお、図３において画素の能動ゾーンは、列電極とライン電極が交差する所に位置する。ラインＮがアドレスされるとき、列信号が全ての列に同時に加えられ、その後、次のラインに移る。
【００２８】
画素によって認識される電気信号は、ラインに加えられた信号と、その画素がそれと交差する列に加えられた信号との間の差である。
【００２９】
図３に示されるスクリーンのこの原理は、「受動スクリーン（ｐａｓｓｉｖｅ　ｓｃｒｅｅｎ）」と呼ばれる。このスクリーンは能動素子を有さず、このために、このスクリーンではこれら画素を隔離することが許される。ライン電極はそのラインの全ての画素に共通とされ、列電極はその列の全ての画素に共通とされ、能動要素（例えば、トランジスタ）は存在しない。受動スクリーンは、このために、画素毎にトランジスタ或いは制御ダイオードを有する能動スクリーンと比べて製造が容易である。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
受動マルチプレキシング方式の短所は、画素が、そのラインが起動されたときのみでなく、画像がアドレスされる全時間を通じて列信号に敏感なことである。これは、あるスクリーン画素が、画像の書込み時間の際に、その列全体からの列信号を次々と全て受信することを意味する。そのラインが選択される時間の外側において画素に加えられる信号は、ここでは寄生信号と呼ばれるが、これは液晶画素の電気光応答を阻害する。より具体的には、ＴＮ、ＳＴＮ或いはこれらの変形などの受動ドットマトリックスの場合、ある画素を構成する液晶の状態は、通常の動作状態においては、その画像がアドレスされる際にそれに加えられた電圧の二乗平均値にほぼ完全に依存する。従って、液晶分子の最終状態、つまり、画素の光透過（ｏｐｔｉｃａｌ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）は、その画像がアドレスされる際に加えられる電圧の二乗平均値の平方根（ｒｍｓ）の値によって決まり、これによって、Ａｌｔｏ　ａｎｄ　Ｐｌｅｓｋｏ（Ａｌｔ．　ＰＭ，　Ｐｌｅｓｈｋｏ　Ｐ．　１９７４，　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　ＥＤ−２１，１４６：５５）の基準によって表現されるところのスクリーンのライン数が制限される。
【００３１】
ＢｉＮｅｍスクリーンへのマルチプレキシング原理の適用
ここで考慮されるＢｉＮｅｍスクリーンも既に述べた２つの基板上の直交する導体ストリップが交差する所に設けられたｎ×ｍ個の画素から形成される（図３）。ラインＮ＋１，列Ｍに対応する画素が黒にて示される。このデバイスは、この基板或いは補助ボード上に接続と回路を配置することで完結される。
【００３２】
これら画素に加えられる書込み及び消去信号は、ライン信号と列信号を組合せることで生成される。こうすることで、問題のスクリーンの書込みと消去をライン毎に、従って迅速に遂行することが可能となる。
【００３３】
信号は、これらラインと列に、画素の端子の所に得られるの電圧が図２に説明されるタイプとなるように加えることを要求される。つまり、ラインの書込み時間の際に画素に加えられる電圧は、図２に示すパルスと等しくなることを要求される。つまり、必要に応じて、素早く停止し、ΔＶ以上の電圧の下降を起こし、ねじれた状態のテクスチャＴ（通常は光学的に黒の状態）を形成すること、或いは、高台を用いて徐々に下降し、一様なテクスチャＵ（通常は光学的に輝いた状態）を形成することを要求される。
【００３４】
マルチプレクシングによるテクスチャＵからテクスチャＴへの或いはこの逆方向への変化の可能性が図４に、電気光曲線によって示される。なお、この図４において、加えられる電圧の第一の高台は１６Ｖに等しく、光の透過は第二の高台の値に依存する。このマルチプレックスアドレシングに用いることができる２つの動作点も示される。具体的には、このＢｉＮｅｍ画素は、固定されたＰ１値と可変なＰ２値の２つの高台を有するパルスにてアドレスされた。光透過は第二の高台Ｐ２の値によって決まり、ここでは、Ｐ１は１６Ｖとされた。パルス時間は０．８ナノ秒とされた。この例においては、偏光子の向きから考えて、最小の透過はねじれた状態Ｔに対応し、最大は一様な状態Ｕに対応する。
【００３５】
書込みゾーン
Ｐ２電圧を約１１ボルトより高くした場合は、高台２の終端における電圧の低下によって十分に書込みを行うことができる。Ｐ２電圧を５Ｖより低くさた場合は、持続期間τ_１の終端における電圧の低下は書込まれるが、高台２の電圧はＶ_ｃより低く、この終端における電圧の低下によってはもはやテクスチャの変化を誘発することはできなくなる。
【００３６】
書込みのために要求される電圧の低下値は約６Ｖに等しく、破壊電圧は約５Ｖに等しい。
【００３７】
消去ゾーン
図４の曲線から、消去は高台Ｐ２Ｅの電圧が６から９ボルトの間にあるときに起こることがわかる。この電圧レンジにおいては、持続期間τ_１の終端において、スレーブブレード付近の分子はフローによって書込み方向に引かれる。破壊電圧より少し高い高台２の際に、これらはその垂直位置にほとんど戻るが、ただし、マスタブレードとの弾性結合のために消去方向に向かった少し傾く。持続期間τ_２の終端において、電圧が低下するが、これはΔＶよりさく、このためこの第二のフローによって分子が直立され、それらが元の向き、つまり、書込み状態に戻されることはない。緩やかな電圧の低下は、このように２つの段を用いて遂行される。
【００３８】
図５には、これらテクスチャの一方或いは他方に対応する第二の高台の値が示される。なお、図４の例では、一様なテクスチャＵは、第二の高台の値が５Ｖから９Ｖの範囲にあるときに得られる。図５において、第二の高台の値が０から５Ｖの間にあるとき、或いは９Ｖから１６Ｖの間にあるときは、ねじれたテクスチャＴが得られる。
【００３９】
従来の技術によるＢｉＮｅｍのマルチプレキシング
図４に示すように、そこにおいて光透過曲線が上昇或いは下降を示す反曲点の所のＦ１とＦ２が２つの動作点として定義される。ここでは、例として、動作点Ｆ２について説明する。１１ボルトに等しい動作点Ｆ２に対応する電圧は、ライン信号の第二の高台Ａ２の値に対応する。列電圧Ｃ＝２Ｖの値は、ねじれたテクスチャＴ（最小の透過）、或いは一様なテクスチャＵ（最大の透過）のいずれかに対応する画素電圧を得るために要求される電圧間隔に対応する。こうして、画素に加えられる第二の高台の値は、書込み（一様なテクスチャＵ）に対しては、Ｐ２Ｉ＝Ａ２＋Ｃとなり、消去に対しては、Ｐ２Ｅ＝Ａ２−Ｃとなる。ここで：
ライン信号は、Ａ１＝１６Ｖ、Ａ２＝１０Ｖ
列信号は、Ｃ＝２Ｖ
画素端子信号は、Ｐ１＝１６Ｖ、Ｐ２Ｅ＝８Ｖ、Ｐ２Ｉ＝１２Ｖ、
となる。
【００４０】
これら値は、液晶及び整合層の特性によって異なり、異なる材料を用いて同一の原理に基づいて製造される他のスクリーンでは、個々のスクリーンの特性に合わせて調節することが必要となる。これは非常に簡単にでき、これらの例が「Ｒｅｃｅｎｔ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｂｉｓｔａｂｌｅ　Ｎｅｍａｔｉｃ　ｄｉｓｐｌａｙｓ　ｓｗｉｔｃｈｅｄ　ｂｙ　ａｎｃｈｏｒｉｎｇ　ｂｒｅａｋｉｎｇ」　ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　ＳＩＤ　２００１，２２４　２２７において詳細に述べられている。
【００４１】
図６は、選択が上で説明された動作点Ｆ２で行われるときの、書きこみ及び消去機能を遂行するためのライン及び列信号の原理を示す。この図６においては列信号の符号（極性）に依存して２つのテクスチャの一方或いは他方が得られる。ライン信号（図６（ａ））は、二つの高台を有し、第一の高台は、持続期間τ_１の際にＡ１なる第一の電圧を与え、第ニの高台は、持続期間τ_２の際にＡ２なる第二の電圧を与える。Ｃなる振幅の列信号（図６（ｂ）と図６（ｃ））は、持続期間τ_２においてのみ、書込みを遂行するか或いは消去を遂行するかによって、正の値或いは負の値として加えられる。持続期間τ_３は、２つのラインパルスを分離する。図６（ｄ）と図６（ｅ）は、それぞれ、消去される画素の端子に加えられる信号と、書込まれる画素の端子に加えられる信号を示す。これら信号は、非常に単純であり、このため、これらの全てのパラメータはスクリーンの特性に合わせて簡単に調節することができる。
【００４２】
マルチプレキシングのバリエーション‐零平均値を得る方法
幾つかの液晶材が一定の電圧にさらされ電気分解を受けることに起因する損傷の問題に対処するために、しばしば、零平均値（ｎｉｌ　ｍｅａｎ　ｖａｌｕｅ）を有する信号を画素に加えることが行われる。図７、８、９は、図６の元の基本的な信号を零平均値を有する対称信号に変換する技法を示す。
【００４３】
図７においては、続けて発生する異なる極性を有する２つの同一の信号によって、ライン選択信号が形成される。なお、この図７においては、ライン信号と列信号を対称化することで、平均値は零にされる。図７（ａ）、７（ｂ）、７（ｃ）、７（ｄ）、７（ｅ）は、それぞれ、ライン信号、列消去信号、列書込み信号、画素の端子に加えられる消去信号及び画素の端子に加えられる書込み信号を示す。図８は、もう一つの対称性を確保するための技法を示す。これら信号は、図５のそれらと同一であるが、ただし、これらの符号（極性）が画像が変化する度に反転される点が異なる。
【００４４】
ライン信号ドライバは、上のケースにおいては、対称性を得るために、＋／−Ａ１の電圧、すなわち、全体で２×Ａ１の振幅（ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ）を供給することを要求される。もし、最大振幅を２×Ａ１より小さな値に低減できれば、著しい簡素化を達成できる。これは、単に、ライン信号の中央動作点（ｍｉｄ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｐｏｉｎｔ，Ｖｍ）と対応する列信号を第二の極性において同期して変化させることで達成できる。ケース７について説明すると、これは、共通電圧（ｃｏｍｍｏｎ　ｖｏｌｔａｇｅ，Ｖｍ）を、対称性化フェーズの際にライン及び列信号の全てに加えることを意味する。図９は、第一の極性の際は、信号Ｖｍ＝０を加え、第二の極性の際は、非零のＶｍを加える例を示す。この原理は、第一の極性の際に非零のＶｍを加え、次に、第二の極性の際にも非零のＶｍを加える場合にも同様に適用する。重要な点は、画素の端子の所の電圧が、図７に示されるそれと変らないことである。ここでも、図９（ａ）、９（ｂ）、９（ｃ）、９（ｄ）、９（ｅ）は、それぞれ、ライン信号、列消去信号、列書込み信号、画素の端子に加えられる消去信号及び画素の端子に加えられる書込み信号を示す。なお、この図９に示すケースにおいては、選択されないラインは、上のケースでは信号は受信されないが、代りに、列信号の平均に等しいライン信号を受信する。
【００４５】
ＢｉＮｅｍをマルチプレキシングするために従来のやり方の限界
ＢｉＮｅｍをマルチプレキシングするために従来のやり方では、表示される画像の光性能が制限される。実際、画素信号は、以下２つの因子から成る。第一は、そのラインが選択されている期間においてライン信号と列信号から得られる信号であり、第二は、そのラインが選択されている期間の外側において画素に加えられる列信号に対応する寄生信号である。図１０は、これら寄生信号の存在を示す。
【００４６】
図１０（ａ）、１０（ｂ）、１０（ｃ）、１０（ｄ）、及び１０（ｅ）は、それぞれ、ライン信号、列消去信号、列書込み信号、画素の端子に加えられる消去信号、及び画素の端子に加えられる書込み信号を示す。図１０（ｆ）は、ドットマトリックススクリーンを示す。
【００４７】
実施においては、列信号の振幅はアンカリング破壊閾値よりかなり低くされ、寄生信号によってテクスチャが変化することは避けられる。ただし、寄生信号によって、強い或いは弱いアンカリングを破るには至らないが、画素のテクスチャが変形を受け、一時的が光応答が妨害（中断）されることがある。スクリーンへのアドレシングの全期間に渡って光画像が大きく妨害されることがある。これは、例えば、ディザー（ｄｉｔｈｅｒ）、画像コントラストの損失、その他、として現れる。全ての画像が書込まれると、寄生電圧は消失し、画素は、次のアドレシングサイクルまで、それらの初期の安定したテクスチャ状態に戻る。
【００４８】
画像にアドレスするために必要とされる総時間が短い場合は、画像のディザーはほとんど気にならない。
【００４９】
ただし、画像書込み時間がより長くなるより大きなスクリーンの場合は、これら一時的な妨害を排除することが必要となる。ある画像が他の画像と、徐々に、ライン毎に、他のラインを妨害することなく、切り替わることが望まれる。これを行うためには、寄生信号の二乗平均電圧Ｖｒｍｓが、液晶の弾性にて妨害電場（ｄｉｓｒｕｐｔｉｎｇ　ｆｉｅｌｄ）に対抗することができる、フレデリック（Ｆｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓ）閾値電圧Ｖ_Ｆより低くなることを要請される。このことを考慮すると、画像の変化の際の妨害を回避するためには、以下が必要となる：
Ｖｒｍｓ＜ＶＦ　　（１）
或いは
［τ_２／（τ_１＋τ_２＋τ_３）］Ｃ^２＜Ｖ^２ _Ｆ　　（２）
上の式は、積算時間、すなわち持続期間τ_１＋τ_２＋τ_３が２つの連続する列信号間の持続期間に等しいことを仮定する。この計算仮説は、従って、以下の場合に限り、成立する：
τ_１＋τ_２＋τ_３＜τ_ＣＬ　　（３）
ここで、τ_ＣＬは、列パルスの振幅がＣとされる場合の液晶の特性応答時間を表す。事実、２つの連続する列信号間の持続期間が液晶の応答時間より大きな場合は、想定されるべきは積算時間は、最短、つまり、液晶の応答時間と等しくなる。この場合は、守られるべき基準はより厳しくなる。このため、ここでは、特性応答時間τ_ＣＬは、総持続期間τ_１＋τ_２＋τ_３はより短いものと仮定する。
【００５０】
式（２）を守るためには、第一の方法においては、Ｃが最小にされる。Ｃの下限は、図４に示される電気光応答曲線によって制約される。Ｃの値が低すぎると、２つのテクスチャ間の変化ができなくなる。
【００５１】
Ｃを小さくすることのみでは、条件２を満たすことができない場合には、τ_２／（τ_１＋τ_２＋τ_３）の関係を低減することが必要となる。
【００５２】
例えば、寄生電圧の二乗平均値をさらに低減するために、異なるラインのパルスの間に追加の持続期間τ_３を入れることもできる。ただし、このやり方では、短所として画像書込み時間が長くなる。更に、不等式（３）が守られない場合は、このオプションは有効でなくなる。
【００５３】
以下に一例としての数値計算を示す。
これらデバイス内の用いられる液晶材では、フレデリック（Ｆｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓ）閾値電圧Ｖ_Ｆは、０．６５から１．５Ｖの範囲で変動する。以下では、最も望ましくない０．６５Ｖの場合について考える。
τ_１＝τ_２＝５００マイクロ秒、τ_３＝０、信号Ｃ＝２Ｖとした場合は：
Ｖｒｍｓ^２＝τ_２／（τ_１＋τ_２）Ｃ^２＝Ｃ^２／２＝２Ｖ^２
Ｖｒｍｓ＝１．４Ｖ＞０．６５Ｖ
となり、基準（条件）１が満たされなくなる。
【００５４】
液晶の特性応答時間は、以下の式によって与えられる：
τ_ＣＬ＝（γｄ^２／Ｋπ^２）／［（Ｖ／Ｖ_Ｆ）^２−１］
ここで、γは液晶の回転粘性を表し、ｋは弾性定数を表す。典型的には、γは８０×１０^−３Ｐａであり、ｋは７×１０^−１２　Ｎである。ｄはセルの厚さを表し、典型的には、１．５μｍであり、Ｖは列電圧Ｃを表し、典型的には２Ｖとされる。
【００５５】
上からτ_ＣＬ＝１ミクロン秒と計算される。不等式（３）はぎりぎり満たされるが、τ_３を増加する余裕はないく、このためにはＶｒｍｓをより短い時間空間内で計算することが必要となる。
【００５６】
これら条件の下では、典型的なＢｉＮｅｍディスプレイユニットでは、従って、画像がアドレスされるときにディザーが発生することとなる。
【００５７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディザー効果を除去するための新規な過程を提唱する。本発明は、列信号をＶｒｍｓ値が従来の場合よりも低減されるように修正するとともに、この電圧の低下を、従来と同様に、ラインパルスのそれと同期させることから成る。
【００５８】
本発明による双安定ネマチックアンカリング破壊式液晶ドットマトリックススクリーン（ｂｉｓｔａｂｌｅ　ｎｅｍａｔｉｃ　ａｎｃｈｏｒｉｎｇ　ｂｒｅａｋａｇｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｄｏｔ　ｍａｔｒｉｘ　ｓｃｒｅｅｎ）のアドレシング方法は、少なくとも、スクリーンの列電極に、そのパラメータが、アドレシングの際の寄生光効果を低減するために、寄生画素パルスの二乗平均電圧がフレデリック（Ｆｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓ）閾値電圧Ｖ_Ｆより低い値となるようにパラメータが適合化された電気信号を加えるステップを少なくとも含むことを特徴とする。
【００５９】
この目的を達成するために、２つのバリエーションが提唱される。第一のバリエーションは、列信号が加えられる際の持続期間τ_ｃを短縮することから成り、この持続期間はライン信号の第二の高台の持続期間τ_２より小さくされる。
【００６０】
提唱される第二のバリエーションは、有効電圧が低減されるように列信号の形状を変更することから成る。これら２つのバリエーションが以下の説明において詳述されるが、ただし、これは制限を意図するものではない。
【００６１】
本発明はドットマトリックススクリーン用のアドレシングデバイスについても提唱する。
本発明は、より詳細には、フランス特許第２７４０８９４号において説明される、一様な或いは少しねじれた状態にあり、分子が少なくと互いに垂直方向に平行な第一のテクスチャと、第一の状態とは異なる、第一の状態から約＋／−１８０°だけねじれた第二のテクスチャから成る２つのテクスチャを用いるＢｉＮｅｍデバイスに係る。
【００６２】
【発明の実施の形態】
本発明による第一のバリエーションの説明
新規の列信号Ｃ’がτ_０＜τ_２なる持続期間だけ加えられる。Ｃ’の振幅は、Ｃ’の振幅を大きくすると画素に加えられる寄生電圧のｒｍｓ値が増加し、逆に、Ｃ’の振幅を小さくすると図４の電気光曲線によって示される限界によってスイッチングが起こらなくなるために、概ねＣの振幅と同一に保たれる。この第一のバリエーションに対応する信号が図１１に示される。
【００６３】
図１１において、図１１（ａ）はライン信号を示し、図１１（ｂ）は列消去信号を示し、図１１（ｃ）は列書込み信号を示し、図１１（ｄ）は画素消去信号を示し、図１１（ｅ）は画素書込み信号を示す。
【００６４】
列信号を持続期間を短くすることで、以下の２つの長所が実現される：
１）このバリエーションによると、選択されないライン画素は、例えば、τ_２／２にほぼ等しい持続期間τ_ｃにおいてのみ列電圧Ｃ’を受信するために、寄生信号を最小限に抑えることができる。発明者は、更に、図７、８、９に示す方法を用いてこれら列信号を対称化することも試みた。
このケースにおいては、寄生信号のＶｒｍｓ電圧は以下の通りとなる：
Ｖｒｍｓ^２＝τ_ｃＣ’^２／（τ_１＋τ_２）
前述の数値例において、例えば、τ_ｃ＝τ_２／２、Ｃ’＝Ｃ＝２Ｖとすると、
Ｖｒｍｓ^２＝τ_２Ｃ’^２／２（τ_１＋τ_２）＝Ｃ’^２／４＝１Ｖ^２
従って、Ｖｒｍｓ＝１Ｖ＞０．６５Ｖ、となる。
このケースでは、ｒｍｓ値を従来の技術と比べて下げることはできるが、ただし、Ｆｒｅｅｄｅｒｉｃｋｓ電圧Ｖ_Ｆより下げることはできない。このために、ディザー効果を低減することはできるが、完全に除去することはできない。
２）列パルスの短縮化、その下降のラインパルスの下降と同期、及び３つの高台を用いての「ゆるやかな下降」が達成される。この方法によると、消去の場合は、２つの高台を有するパルスを用いて得られるそれと比較して、液晶の流体力学的フローが低減される。事実、これら３つの高台のおのおのの間の最大瞬間電圧下降（ｍａｘｉｍｕｍ　ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｄｒｏｐ）は、同一のライン電圧に対して、２つの高台間のそれより小さくなる。この結果、一様なテクスチャＵへのスイッチングがさらに改善される。書込みに対しては、瞬間電圧下降は同一であるために、流体力学的フローは２つの高台の例と変らない。この方法によると、制御電極を複雑にすることなく、温度が下がって液晶材の粘性が増加したときでも、２つの状態間でのスイッチングを行うことが可能となる。
【００６５】
図１１（ａ）に示すライン信号は、持続期間τ_１と振幅Ａ１から成る第一のシーケンスと、これに続く、（τ_１より大きな）持続期間τ_２と（Ａ１より小さな）振幅Ａ２から成る第二のシーケンスを含む。これら２つのシーケンスが上昇或いは下降するスロープは、実質的に垂直である。
【００６６】
図１１（ｂ）に示す列消去信号は、持続期間τ_ｃと図１１（ａ）に示すライン信号と同一極性の振幅Ｃ’を有するパルスを含む。このパルスが上昇或いは下降するスロープは、実質的に垂直である。持続期間τ_ｃは、持続期間τ_２のほぼ半分とされる。この列消去信号の下降スロープは、ライン信号の下降スロープと同期される。
【００６７】
図１１（ｃ）に示す列書込み信号は、図１１（ｂ）に示す列消去信号と極性が反転される点で異なる。図１１（ｃ）のパルスは、こうして、持続期間τ_ｃと振幅Ｃ’を含み、垂直に上昇及び下降するスロープを有し、下降スロープはライン信号の下降スロープと同期される。
【００６８】
図１１（ｄ）に示す消去動作の際に画素の端子の所に存在する電圧は、垂直に上昇及び下降するスロープを有する３つの一連の歯形状を有する。Ａ１なる振幅の第一の段は、持続期間τ_１だけ持続し、Ａ２なる振幅の第二の段は、持続期間τ_２−τ_ｃだけ持続し、Ａ２−Ｃ’なる振幅の第三の段は、持続期間τ_ｃだけ持続する。
【００６９】
図１１（ｅ）に示す書込み動作の際に画素の端子の所に存在する電圧は、垂直に上昇及び下降するスロープを有する３つの一連の段を有する。第一の段は、持続期間τ_１とＡ１なる振幅を有し、第ニの段は、Ａ２なる振幅と持続期間τ_２−τ_ｃを有し、第三の段は、Ａ２＋Ｃ’なる振幅と持続期間τ_ｃを有する。なお、この図１１に示す列パルスは、ライン信号の第二の高台の持続期間より短時間持続し、形状は歯形状とされ、その下降はライン信号の第二の高台の下降と同期される。
【００７０】
ここで、中間の段は、画素を消去する場合は、最も強い最初の振幅Ａ１と最も弱い最後の振幅Ａ２−Ｃ’の間の振幅を有するが、画素を書込む場合は、中間の振幅Ａ２は、最初の最も強い振幅Ａ１と最後の振幅Ａ２＋Ｃ’のいずれよりも小さいことに注意する。
【００７１】
本発明による第二のバリエーションの説明
列信号の形状が長方形のパルスから成る従来の列信号と比べて有効電圧が低減されるように修正される。列信号の持続期間も、従来の持続期間τ_２より、第一のバリエーションからの利益が得られるように低減される。
【００７２】
例１
第一の例においては、スロープを有するタイプの列信号が用いられる。この信号の振幅は、最大ピーク電圧Ｃ”に達するまで時間とともに直線的に増加し、その後、急激に、ラインパルスの終端と同期して、零に戻される。
【００７３】
最大ピーク電圧Ｃ”の最大値は、Ｃの従来の値より大きくすることができ、これによって、２つのテクスチャ間のスイッチングが改善される（図４の電気光曲線を参照）。
【００７４】
バリエーション２の例１に対応する信号の例が図１２に示される。図１２においても、図１２（ａ）は、ライン信号を示し、図１２（ｂ）は、列消去信号を示し、図１２（ｃ）は、列書込み信号を示し、図１２（ｄ）は、画素消去信号を示し、図１２（ｅ）は、画素書込み信号を示す。この列信号は、τ_ｃなる持続期間と、最大値をＣ”とするスロープ形状を有する。
【００７５】
寄生信号のＶｒｍｓは、このケースにおいては、
Ｖｒｍｓ^２＝τ_２Ｃ”^２／２（τ_１＋τ_２）
となる。
前述の数値例において、例えば、τ_ｃ＝τ_２／２、Ｃ”＝Ｃ＝２Ｖとすると、
Ｖｒｍｓ^２＝τ_２Ｃ”^２／６（τ_１＋τ_２）＝Ｃ”^２／１２＝０．３３Ｖ
つまり、Ｖｒｍｓ＝０．５７Ｖ＜０．６５Ｖ、となる。
【００７６】
こうして、ｒｍｓ値は、従来のケース及びバリエーション１より低減される。このケースにおいては、基準１が満たされ、画像がアドレスされるとき、もはやディザーは発生しなくなる。
【００７７】
図１２（ａ）に示すライン信号は、持続期間τ_１と振幅Ａ１を有する第一のシーケンスと、これに続く、（τ_１より大きな）持続期間τ_２と（Ａ１より小さな）振幅Ａ２を有する第二のシーケンスを含む。これら２つのシーケンスが上昇及び下降するスロープは、実質的に垂直である。
【００７８】
図１２（ｂ）に示す列消去信号は、持続期間τ_ｃと、振幅Ｃ”のパルスから成り、これは、直線的に上昇するスロープと、垂直に下降するスロープを有する。
【００７９】
図１２（ｃ）に示す列書込み信号は、図１２（ｂ）に示す列消去信号と、極性が反転される点が異なる。こうして、図１２（ｃ）の列書込み信号は、持続期間τ_ｃと、振幅Ｃ”のパルスから成り、これは振幅Ｃ”まで直線的に下降するスロープと、その後、垂直に上昇するスロープとを有する。
【００８０】
図１２（ｄ）に示す消去される画素の端子の所に存在する電圧は、３つの一連のシーケンスから成る。第一のシーケンスは、振幅Ａ１と持続期間τ_１を有し、第二のシーケンスは、振幅Ａ２と持続期間τ_２−τ_ｃを有し、第三のシーケンスにおいては、振幅は、初期振幅Ａ２から、持続期間τ_ｃをかけて、最終振幅Ａ２−Ｃ”に向かって次第に下降する。
【００８１】
ここでも、図１２（ｄ）のＡ２値は中間値である。
【００８２】
図１２（ｅ）に示す書込まれる画素の端子の所に存在する電圧も、３つの一連のシーケンスから成る。第一のシーケンスは、振幅Ａ１と持続期間τ_１を有し、第二のシーケンスは、振幅Ａ２と持続期間τ_２−τ_ｃを有し、第三のシーケンスにおいては、振幅は、初期振幅Ａ２から、持続期間τ_ｃをかけて、より高いＡ２＋Ｃ”なる値に向かって次第に増加する。
【００８３】
こうして、図１２（ｅ）においても、振幅Ａ２は、図１１（ｅ）と対応するような中間値となる。なお、この図１２に示す列パルスは、ライン信号の第二の高台の持続期間より短時間持続し、形状は、スロープ状とされ、その下降はライン信号の第二の高台の下降と同期される。
【００８４】
例２
第二の例においては、おのおの持続期間τ_ｃ１とτ_ｃ２を有する２つの高台Ｃ１とＣ２を有する上昇する列信号が用いられる。第二のバリエーションの例２に対応する信号の例が図１３に示される。ここでも、図１３（ａ）はライン信号を示し、図１３（ｂ）は列消去信号を示し、図１３（ｃ）は列書込み信号を示し、図１３（ｄ）は画素消去信号を示し、図１３（ｅ）は画素書込み信号を示す。列パルスは、τ_ｃ＝τ_ｃ１＋τ_ｃ２なる持続期間と、２つの高台から成る形状を有する。なお、この図１３に示す列パルスは、ライン信号の第二の高台の持続期間より短時間持続し、形状は、２重高台形状を有し、その下降がライン信号の第二の高台の下降と同期される。
【００８５】
二つのバリエーションの実験結果
本発明の妥当性を検証するために、画像にアドレスする際のＢｉＮｅｍスクリーンの画素の光透過が測定された。このケースにおいては、偏光子の配列のために、一様なテクスチャは白の光状態を表し、書込まれたテクスチャは黒の状態を表すものと想定される。画素のラインがアドレスされると、その画素は一様なテクスチャ（白の状態）に変化し、その後、これはその画素のアドレシングの残りの期間を通じて列寄生信号にさらされ、光の透過は、黒と白の値の中間値に落ちる。この光応答が以下の３つのケースについて測定された：
−従来の方法：
歯形状の列信号；振幅Ｃ；持続期間τ_ｃ＝τ_２
−第一のバリエーションによる方法：
歯形状の列信号；振幅Ｃ；持続期間τ_ｃ＝τ_２／２
−第二のバリエーションによる方法：
スロープ形状の列信号；最大振幅Ｃ；持続期間τ_ｃ＝τ_２／２
ＢｉＮｅｍスクリーンとアドレシング信号については、数値例に与えられるそれらと極めて類似する特性を有するものが用いられた。
【００８６】
【発明の効果】
図１４から、従来のケース（図１４（ａ））の場合は、光透過のレベルが妨害され、黒に近くなることがわかる。つまり、このケースにおいては、その電気的なアドレシングの際にスクリーンに大きなディザーが発生する。本発明による第一のバリエーション（図１４（ｂ））においては、光の状態はそれほど妨害されないが、ただし、灰色となり、まだ、ディザーが認識される。本発明による第ニのバリエーション（図１４（ｃ））においては、極めて白に近い光状態が観測される。画素の光状態は、列寄生信号によってほとんど妨害されないことが確認された。なお、図１４に示す画素は、寄生列信号に敏感であり、この画素の光透過は加えられる列パルスに依存する。３つのケースが示される。図１４（ａ）は、従来のケースを示し、図１４（ｂ）は、本発明によるライン信号の第二の高台より短かな歯形状の列信号が用いられるケースを示し、図１４（ｃ）は、本発明によるライン信号の第二の高台より短かなスロープ形状を有する列信号が用いられるケースを示す。第一のケースと第三のケースを比較することで、本発明の説明を裏付ける、画素の光透過の改善を確認することができる。
【００８７】
結論
発明人は、表面破壊を制御することでスイッチングされるタイプの双安定液晶ドットマトリックス受動スクリーンの画素の２つの状態間のスイッチングを可能にする方法を提唱する。提唱される元の信号は、２つの高台を有するライン信号と、このライン信号より開始時間が遅延され、このライン信号の第二の高台の終端と同期して終端する列信号を用いる。この列信号としては、従来の歯形状と、例えば、スロープを有する形状の２つのバリエーションが提唱される。この方法によると、ねじれた状態を得るための素早く下降する信号、或いは一様な状態を得るための３つの高台を有するゆるやかに下降する信号のいずれかをスクリーン画素に加えることが可能となる。本発明は、画像が変化する際の寄生効果を低減もしくは幾つかのケースにおいては除去するとともに、消去信号波形をゆるやかに低減する曲線のそれにより近づけることでスイッチングを促進する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術、より詳細には液晶セルの画素を示す図。
【図２】２つのテクスチャ間のスイッチングを行うための従来の画素信号を示す図。
【図３】従来のマルチプレックスドットマトリックススクリーンの原理を示す図。
【図４】図１の従来の原理に従って動作する液晶画素の電気光曲線の例を示す図。
【図５】従来のデバイスにおいて得られる、第二の高台の値とテクスチャとの間の対応の詳細を示す図。
【図６】従来のマルチプレックスアドレシングにおいて用いられるライン信号と列信号を示す図。
【図７】電気分解による液晶材のゆるやかな損傷をもたらす原因となる液晶セルの分極を回避するために提唱された従来の改善策を示す図。
【図８】画像毎に極性を反転させることで対称性が得られるもう一つの従来のバージョンを示す図。
【図９】対称な信号を画素に加えることができ、しかも制御回路の電圧振幅を最小に抑えることができる信号を示す図。
【図１０】そのラインが能動状態でないときに、画素によって拾われる列信号に起因する、画素端子の所の寄生信号の存在を示す図。
【図１１】発明人によって提唱される本発明による新たな形状の信号の一つのバリエーションを示す図。
【図１２】発明人によって提唱される本発明による新たな形状の信号のもう一つのバリエーションを示す図。
【図１３】発明人によって提唱される本発明による新たな形状の信号のもう一つのバリエーションを示す図。
【図１４】一例としての、そのライン以外のラインがアドレスされているときの、ホワイト状態にある画素の光信号を示す図。

Claims

双安定ネマチック液晶ドットマトリックスアンカリング破壊式スクリーンにアドレシングするための方法であって、少なくとも、前記スクリーンの列電極に、寄生アドレシング光効果を低減するために、寄生画素パルスの二乗平均電圧がフレデリック電圧より低い値に低減されるように特性が適合された電気信号を加えるステップを少なくとも含むことを特徴とする方法。
前記スクリーンが２つのテクスチャを用い、第一のテクスチャは、一様な或いは少しねじれた状態を有し、この状態においては分子が全てお互いに垂直方向にほぼ平行に配列し、第一のテクスチャとは異なる第二のテクスチャは、ほぼ±１８０°ねじれた状態を有する双安定ネマチック液晶ドットマトリックスアンカリング破壊式スクリーンにアドレシングするための方法であって、少なくとも、前記スクリーンの列電極に、寄生アドレシング光効果を低減するために、寄生画素パルスの二乗平均電圧がフレデリック電圧より低い値に低減されるように特性が適合された電気信号を加えるステップを少なくとも含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記電気信号のパラメータが、前記列信号の形状、持続期間、および振幅のうちの少なくとも１つから選択されることを特徴とする請求項１或いは２記載の方法。
前記列信号の終端がラインパルスの終端と同期されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
前記列信号の持続期間が前記ラインパルスの最後の高台の持続期間より短くされることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
前記列信号の持続期間が前記ラインパルスの最後の高台の持続期間のほぼ半分とされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
前記列信号が歯形状を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
前記列信号がスロープ形状を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
前記列信号が、最大電圧に達するまで直線的に増加し、その後、ラインパルスの終端と同期して突然零に落ちるようなスロープ形状を有することを特徴とする請求項８記載の方法。
前記加えられる電気信号が画素信号の平均値が零となるように適合化されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
各ライン信号と各列信号が、構成は同一であるが、極性が反対の２つの連続するサブアセンブリを含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
前記ライン信号と列信号の極性が画像が変化する度に反転されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
前記ライン信号と列信号の動作中の要素に共通の電圧が、結果として各画素に加えられる信号が反対の極性を有する２つの連続するサブアセンブリを形成するように加えられることを特徴とする請求項１０記載の方法。
双安定ネマチック液晶ドットマトリックスアンカリング破壊式スクリーンにアドレシングするためのデバイスであって、前記スクリーンの列電極に、寄生アドレシング光効果を低減するために、寄生画素パルスの二乗平均電圧がフレデリック電圧より低い値に低減されるようにパラメータが適合化された電気信号を加えるための手段を備えることを特徴とするデバイス。
前記スクリーンが２つのテクスチャを用い、第一のテクスチャは、一様な或いは少しねじれた状態を有し、この状態においては分子が全てお互いに垂直方向にほぼ平行に配列し、第一のテクスチャとは異なる第二のテクスチャは、ほぼ±１８０°ねじれた状態を有する双安定ネマチック液晶ドットマトリックスアンカリング破壊式スクリーンにアドレシングするためのデバイスであって、前記スクリーンの列電極に、寄生アドレシング光効果を低減するために、寄生画素パルスの二乗平均電圧がフレデリック電圧より低い値に低減されるようにパラメータが適合化された電気信号を加えるための手段を備えることを特徴とする請求項１４記載のデバイス。
前記電気信号の適合化されたパラメータが、前記列信号の形状、持続期間、及び振幅のうちの少なくとも１つから選択されることを特徴とする請求項１４或いは１５記載のデバイス。
前記列信号の終端がラインパルスの終端と同期されることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載のデバイス。
前記列信号の持続期間が前記ラインパルスの最後の高台の持続期間より短くされることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれかに記載のデバイス。
前記列信号の持続期間が前記ラインパルスの最後の高台の持続期間のほぼ半分とされることを特徴とする請求項１４乃至１８のいずれかに記載のデバイス。
前記列信号が歯形状を有することを特徴とする請求項１４乃至１９のいずれかに記載のデバイス。
前記列信号がスロープ形状を有することを特徴とする請求項１４乃至２０のいずれかに記載のデバイス。
前記列信号が、最大電圧に達するまで直線的に増加し、その後、ラインパルスの終端と同期して突然零に落ちるようなスロープ形状を有することを特徴とする請求項２１記載のデバイス。
前記加えられる電気信号が画素信号の平均値が零となるように構成されることを特徴とする請求項１４から２２のいずれかに記載のデバイス。
各ライン信号と各列信号が、構成は同一であるが、極性が反対の２つの連続するサブアセンブリを含むことを特徴とする請求項２３記載のデバイス。
前記ライン信号と列信号の極性が画像が変化する度に反転されることを特徴とする請求項２３記載のデバイス。
前記ライン信号と列信号の動作中の要素に共通の電圧が、結果として各画素に加えられる信号が反対の極性を有する２つの連続するサブアセンブリを形成するように加えられることを特徴とする請求項２３記載のデバイス。