JP4794048B2 - アドレス指定用双安定ネマチック液晶デバイス - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は双安定ネマチック液晶デバイスのアドレス指定に関する。
【０００２】
（発明の背景）
周知の双安定ネマチック液晶デバイスの１つは、ＷＯ−９７／１４９９０号、ＰＣＴ／ＧＢ９６／０２４６３号、ＧＢ９８／０２８０６．１号、ＥＰ９６９３２７３９．４号に記載されており、ゼニサル双安定デバイス（ＺＢＤ^TM）として記述されている。このデバイスは、セル壁の間に囲まれたネマチック又は長ピッチコレステリック液晶材料の薄層を備えている。アドレス可能ピクセルがｘ、ｙマトリクスに配設された光学的に透明な行と列の電極構造となっているので、層を横切って電界を掛けると、材料に切り替えが起きるようになっている。セル壁の一方又は両方は、ネマチック液晶分子が、各面において同一方位面内の２つのプリチルト角度のうちの何れかを選べるよう表面処理されている。相対する両面は、異なる方位面内のプリチルトを有していてもよい。２つの状態は、暗い（例えば黒）状態と明るい（例えばライトグレー）状態として観察される。セルはこれら２つの状態の間で電気的に切り替えることができ、情報の表示は電力が取り除かれた後も残存するようになっており、即ち、液晶材料は２通りの許容された状態の何れか一方にラッチされ、他方のラッチ状態に電気的に切り替えられるまで一方のラッチ状態のままになっている。
【０００３】
別の双安定ネマチックデバイスについて、ＷＯ９９／３４２５１号、ＰＣＴ／ＧＢ９８／０３７８７号に記載されている。これは、ＷＯ−９７／１４９９０号同様に格子構造を用いて双安定配列を提供するものであるが、負の誘電体異方性材料を使用している。
【０００４】
切り替え及びラッチという語には補足説明が必要であるが、単安定ネマチックデバイスでは、電場が適切に与えられると、液晶分子（正確にはディレクタ）は１つの配列条件から別の配列条件、即ち印加電圧がゼロのＯＦＦ状態から電圧が印加されたＯＮ状態、へと移行する。双安定デバイスでは、電圧の印加は液晶分子にある程度の運動を引き起こすが、液晶分子を異なる（２つの状態のうちの一方の）状態に永久的に移行させるほどではない。本出願では、切り替え及びラッチという語は、結果的に分子が一方の双安定状態から他方の双安定状態に移行させられ、最初の状態に切り替え、又はラッチし戻されるまではその状態に留まることを意味するのに使用する。
【０００５】
同一方位面という語は、以下のように説明でき、即ち、セルの両壁をｘ，ｙ平面に置くと、セル壁に対して直角なのがｚ軸となる。同一方位面内の２つのプリチルト角とは、同一ｘ，ｚ面内における２つの異なる分子位置を意味する。
【０００６】
別の双安定液晶デバイスが、ＧＢ−２，２８６，４６７号に記載されている。これは、格子配列の表面を使って２つの異なる方位面内の２通りの双安定状態を与える。
【０００７】
ごく最近入手可能になった液晶デバイスは、単安定であり、ｒｍｓ．アドレス指定法を使ってアドレス指定される。例えば、ツイストネマチックで位相変化タイプの液晶デバイスは、適切な電圧が印加されることによりＯＮ状態に切り替わり、印加電圧が低電圧レベル未満に落ちるとＯＦＦ状態に切り替わるようになっている。これらデバイスでは、液晶材料は電界のｒｍｓ．値に反応する。周知のアドレス指定スキームが各種使用されているが、どれもａｃ ｒｍｓ．電圧値を使用するものである。このことは、印加電圧がｄｃだと液晶材料が劣化する点を考えると都合が良い。
【０００８】
デバイスのもう１つのタイプは強誘電体液晶ディスプレイ（ＦＥＬＣＤ）であり、これはスメクチック液晶材料を使い、適切なセル壁面整列処理を行えば双安定デバイスにすることができる。このようなデバイスは、面安定強誘電体液晶デバイス（ＳＳＦＥＬＣＤ）であり、Ｌ．Ｊ．ユゥ、Ｈ．リー、Ｃ．Ｓ．バック、Ｍ．Ｍ．ラベスによるＰｈｙｓ Ｒｅｖ Ｌｅｔｔ３６，７，３８８（１８７６年）や、Ｒ．Ｂ．メイヤーによるＭｏｌ Ｃｒｙｓｔ Ｌｉｑ Ｃｒｙｓｔ．４０，３３（１９７７年）や、Ｎ．Ａ．クラーク、Ｓ．Ｔ．ラガーウォールによるＡｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ、３６，１１，８９９（１９８０年）に記述されている。これらのデバイスは、適切な電圧振幅と時間の適切な単極（ｄｃ）パルスを受信すると切り替わる。例えば、正パルスはＯＮ状態に切り替え、負パルスはＯＦＦ状態に切り替える。このデバイスの不利な点は、材料がｄｃ電圧下で劣化することである。従って、多くの知られているアドレス指定スキームは、正味ゼロ値ｄｃを保証せねばならない。例えば、周期的にすべての電圧を反転させるなどしてこれを行う。
【０００９】
双安定スメクチックデバイス用の周知のアドレス指定スキームには、ＥＰ−０，５４２．８０４号、ＰＴＣ／ＧＢ９１／０１２６３号、ＥＰ−０，３０６，２０３号、ＥＰ−０，１９７，７４２号などに記載されているものが含まれる。単パルスストローブパルスを使用するものもあれば、双極ストローブパルスと双極データパルスを組み合わせて使用するものもある。
【００１０】
双安定ネマチックデバイスは、上に述べたように、適切な単極（ｄｃ）パルスを受信すると２つの双安定状態の間で切り替わるか、又はそれらの状態にラッチされる。これにより、以前は強誘電体双安定デバイスに使用されていた現存のアドレス指定スキームが利用できるようになる。しかしながら、双安定ネマチックデバイスの切り替え特性は、強誘電体双安定デバイスのそれとは異なる。
【００１１】
（発明の概要）
本発明は、双安定ネマチックデバイスの異なる切り替え特性を考慮に入れた新しいアドレス指定スキームを提供することにより、双安定ネマチック液晶デバイスの切り替えにかかわる問題に取り組む。
【００１２】
本発明によれば、ネマチック又は長ピッチコレステリック液晶材料の層を囲む２つのセル壁により形成され、電極構造体は両壁に保持され、一方の壁上に一連の行電極が、他方の壁上に一連の列電極が形成されて交差領域即ちピクセルのマトリクスを形成しており、壁に表面処理を施して適当な単極電圧パルスが掛けられると分子を２つの異なる安定状態に整列させる分子配列を提供している双安定ネマチックデバイスをアドレス指定するための方法は、
各行にあるシーケンスで行波形を掛けると同時に各列電極に２つのデータ波形のうちの一方を掛け、それにより各ピクセルが２つの双安定状態の間で独立的に切り替わる段階から成り、
行波形は、少なくとも２タイムスロットの期間と、デバイスを第１の状態に切り替えるための少なくとも２つの単極パルスと、デバイスを第２の状態に切り替えるための少なくとも２つの単極パルスとを有し、
両方のデータ波形は、各タイムスロット内に単極パルスを有する少なくとも２つのタイムスロットの期間を有し、少なくとも１つのデータ波形は行波形と結合するように成形されて一方のラッチ状態に切り替えが起きるようにし、
それにより、デバイスに印加されるｄｃ電圧が実質的に正味ゼロの状態で、各ピクセルはアドレス指定され、何れかの安定状態にラッチされ、集合的に希望される表示を提供することができるようになっていることを特徴とする。
【００１３】
２つの異なる切り替え特性、即ち、一方のラッチ状態から他方のラッチ状態に切り替えるための低電圧／時間値、を与えるために、セル壁上の整列処理が施されることが望ましい。これは、格子構造体の溝の高さの変動、及び／又は格子の期間の変動、及び／又は格子上の界面活性剤の選択、及び／又は材料弾性定数の選択により実現される。界面活性剤はレシチン又はクロム複合体界面活性剤でよい。
【００１４】
デバイスのアドレス指定は２フィールドタイムの間に行われ、その１つは一方の安定状態に切り替えるためのフィールドタイムであり、もう１つは第２の安定状態に切り替えるためのフィールドタイムである。フィールドタイムは長さが同じでも異なっていてもよい。デバイスは、ピクセルを１つのフィールドタイム中に一方の状態に選択的に切り替え、ピクセルを第２のフィールドタイム中に他方の状態に選択的に切り替えることによりアドレス指定される。代わりに、ピクセルの一部又は全部がブランクにされて一方の状態になってから、選択的に他方の状態に切り替えられるようにしてもよい。ブランキングは全ピクセルに対し同時に行うこともできるし、一度に１行ずつ（例えば、選択的アドレス指定前に１行又は数行）行ってもよいし、或いは、各行がアドレス指定される際に、ブランキング及び選択的アドレス指定を組み合わせて行ってももよい。
【００１５】
行波形は、ピクセルのブランキングが可能な少なくとも２つの単極パルスであってよいし、ピクセルを選択的に切り替えるためにデータ波形と組み合わせ可能な少なくとも２つの単極アドレス指定パルスであってもよい。ブランキングパルスは、同一又は逆（或いは同極性）振幅でも、異なる（ゼロを含む）振幅であってもよく、同様にアドレス指定パルスは、デバイス全体が実質的に正味ゼロｄｃ電圧を受け取るようにしているのであれば、同一又は逆振幅でも、異なる（ゼロを含む）振幅であってもよい。ブランキングパルスは、アドレス指定パルスと振幅が同じでも異なっていてもよい。２つのブランキングパルス及び２つのアドレス指定パルスは、アドレス指定直後のブランキングを含めて、等間隔又は不同間隔で時間が空けられる。行波形期間が３つ以上のｔｓ期間から形成されている場合、少なくとも１つのタイムスロットはゼロ電圧振幅のタイムスロットであってもよい。
【００１６】
各データ波形は、通常は、等しくて反対の交替パルスである。しかしながら、アプリケーションの中には、各波長期間の１タイムスロット内でゼロ電圧が印加されることもある。
【００１７】
行波形及びデータ波形は、２つ、３つ、４つ又はそれ以上のタイムスロットｔｓの期間を有していてもよい。ラインアドレスタイムは、２つ、３つ、４つ又はそれ以上のタイムスロットｔｓの期間を有していてもよい。更には、行波形期間は、ＥＰ−０，５４２，８０４号、ＰＣＴ／ＧＢ９１／０１２６３号のＦＥＬＣＤのアドレス指定と同じ方法で、１ラインアドレスタイムより長い時間に及んでいてもよい。
【００１８】
アドレス指定は各行に対して順に行ってもよいし、例えば後に図１１で示すように、アドレス指定のインターリービングのように、異なるシーケンスで行ってもよい。
【００１９】
液晶材の温度を測定して、電圧Ｖｓ、Ｖｄの比Ｖｓ／Ｖｄ、及び／又はｔｓの時間長、及び／又は選択的アドレス指定パルスに対するブランキングの相対位置を、温度に関する切り替え特性を補償するために調整してもよい。
【００２０】
更なる電圧波形即ち電圧減少波形を行及び列電極に加えてもよい。行電極に加えられる場合は、ピーク即ちｒｍｓ．レベルで全体的減少を与えるために必要な切り替え電圧を変更することなく、これらの電圧減少波形は列電圧と結合する。
【００２１】
電圧減少波形を使用すれば、ドライバ回路に対する電圧要件を低減できる。これは、ｒｍｓ．アドレスツイストネマチックタイプのディスプレイに設計された標準ドライバ回路を、ＧＢ２，２９０，１６０でのように使えるようにする。
【００２２】
本発明によれば、双安定ネマチックデバイスは、
間隔を空けて設けられ、ネマチック又は長ピッチコレステリック液晶材料の層を囲んでいる２つのセル壁と、
集合的に交差領域即ちピクセルのマトリクスを形成する、一方の壁上の第１の一連の電極及び他方の壁上の第２の一連の電極と、
適当な単極電圧パルスが印加されると、分子を２つの異なる安定状態に整列させることのできる分子配列を提供するための壁上の表面処理と、
液晶材料の切り替えられた両状態の間を区別するための手段と、
行波形を生成し、その行波形を第1の一連の電極内の各電極にあるシーケンスで掛けるための手段と、
２つのデータ波形の一方を生成し、その波形を第2の一連の電極内の各電極に掛けるための手段とを備えており、
前記行波形は、少なくとも２タイムスロットの期間と、デバイスを第１の状態に切り替えるための少なくとも２つの単極パルスと、デバイスを第2の状態に切り替えるための少なくとも２つの単極パルスとを有しており、
前記両方のデータ波形は、各タイムスロット内に実質的に正味ゼロｄｃ値を与える１つの単極パルスを有する少なくとも２つのタイムスロットの期間を有し、少なくとも１つのデータ波形は、前記行波形と結合して一方のラッチ状態への切り替えを引き起こすように成形されており、
それにより、デバイスに印加されるｄｃ電圧が実質的に正味ゼロの状態で、各ピクセルは何れかの安定状態に独立的に切り替えられ、集合的に希望される表示を提供することを特徴とする。
【００２３】
液晶材料の切り替え状態を区別するための手段は、2つのポラライザーであってもよく、又、液晶材料内の二色染料であってもよく、その場合は１つ又はそれ以上のポラライザーが付いていてもいなくてもよい。ポラライザーは中性でも着色されていてもよい。
【００２４】
第1の一連の電極は行又はライン電極に形成され、第2の一連の電極は列電極に形成される。行及び列電極は、集合的に、アドレス可能なピクセルのｘ，ｙマトリクスを形成する。通常、電極は２００μm幅で２０μｍ離して設けられる。他の電極構成を使用してもよい。例えば、いわゆるｒ−θ配置が使用できる。また、英数字配列、又は、７又は８バー配列にしてもよい。
【００２５】
表面処理は格子面であってもよい。格子は、例えば、Ｍ．Ｃ．ハートレイによる回折格子（１９８２年、ロンドン、アカデミックプレス）の９５−１２５頁、及びＦ．ホーンによる物理学の世界３３（１９９３年３月）にある、フォトリソグラフィー加工により形成されたフォトポリマーの成型層であってもよい。代わりに、格子は、例えば、Ｍ．Ｔ．ゲール、Ｊ．カーン、Ｋ．ノップによるＪＡｐｐ．Ｐｈｏｔｏ Ｅｎｇ、４、２、４１(１９７８年) 等のエンボス加工、又は、Ｅ．Ｇ．ローウェンとＲ．Ｓ．ウィリーによるＰｒｏｃ ＳＰＩＥ、８８（１９８７年）等のけい引き、又はキャリア層からの転写により形成してもよい。
【００２６】
格子輪郭は各ピクセル全体に亘り均一であってもよいし、或いは各ピクセル内で変化してもよいが、その場合はピクセルの別々の領域を切り替えるために異なる電圧レベルが必要となる。このような配列の場合には、３つ以上の異なるデータ波形が使用できる。
【００２７】
デバイスは、ドライバ回路、論理アレイ、キーボードのような入力装置、又はデバイスにアドレスするためのコンピュータリンクを含んでいてもよい。代わりに、デバイスは、セル壁、電極、液晶材料、及び面配列処置を備えたセルだけであってもよい。後者の場合、デバイスは、ディスプレイデバイスに変更が行われる際に必要となるので、ドライバなどに接続するための接点を含んでいる。これはデバイスの双安定特性を利用する。例えば、スマートカードは、制御回路などに挿入されると、ドライバ回路、無線、磁性、又はレーザー読出し装置又はアドレス指定装置のような外部手段により変更することのできる情報を表示する。
【００２８】
スマートカードとして設計されたセルは、例えばポケットや財布の中に動かし回されると静電気効果を被る場合がある。予想される静電気効果を回避するために、電極の幾つか又は全てが一緒に抵抗リンクと接続される。これは、電極の帯電安定化により、表示に不要な変化が起きないようにする。リンクは、セルがアドレスされたときに非常に高周波の電圧変化を発生させることなく、誘導電荷がゆっくりと等化されるに十分な値をもっている。
【００２９】
デバイスはネマチック材料だけを含んでいてもよいし、ネマチックに、少量のコレステリック液晶材料のようなキラル又はコレステリック添加剤を加えたものを含んでいてもよく、更には、目に見える色を強化するための二色染料を一定量含んでいてもよい。
【００３０】
（好適な実施例の詳細な説明）
添付の図面を参照しながら、本発明について以下に説明するが、これは例示だけを目的としている。
【００３１】
図１及び２の周知のディスプレイは、ガラス壁３及び４の間に挟まれたネマチック又は長ピッチコレステリック液晶材料の層２により形成される液晶セル１を備えている。スペースリング５により、壁は通常１−６μｍ離して保持される。更に、壁間隔を正確に維持するため、液晶内には多数の直径が同じビーズを分散配置してもよい。行電極６、例えばＳｎＯ₂又はＩＴＯ（酸化インジウム錫）のようなストリップが一方の壁３上に形成され、同様の列電極７が他方の壁４上に形成される。ｍ行ｎ列の電極配置にすると、アドレス可能要素即ちピクセルのｍ×ｎのマトリクスができる。各ピクセルは、行電極と列電極の交点により形成される。
【００３２】
行ドライバ８は、各行電極６に電圧を供給する。同様に列ドライバ９は、各列電極７に電圧を供給する。印加する電圧の制御は制御論理１０から来るが、制御論理１０は、電圧源１１から電力を、クロック１２からタイミングを受け取る。
【００３３】
セル１の各側はポラライザー１３、１３’になっており、その偏光軸は互いに対してほぼ十字に交差し、後述するように、隣接壁３、４上で、整列方向Ｒがある場合には、それに対して大凡４５°で交差している。加えて、例えば、伸張ポリマーの光学補償層１７をセル壁とポラライザーとの間の液晶層に隣接して加えてもよい。
【００３４】
一部反射性のミラー１６は、光源１５と共にセル１の背後に設けられる。これらによって、表示は、反射によって目に見え、鈍い周囲照明で後ろから照明されるようになっている。透過デバイスの場合ミラー１６は省略できる。代わりに、内部反射面を使用してもよい。
【００３５】
組み立てに先立ち、セル壁３、４の少なくとも一方には双安定プリチルトを提供するために整列格子が施される。他方の面は、平面（即ち、整列方向とゼロ又は数度のプリチルトをなす）即ち同方性単安定表面、又は縮退平面（即ち、整列方向とゼロ又は数度のプリチルトにない）の何れかの状態に処理してもよい。
【００３６】
これらデバイスの格子面は、ＷＯ−９７／１４９９０号に説明されている各種技術を使って製作することができる。同方性処理は、格子面に対する良好な接着性を有するのであればどんな界面活性剤であってもよい。この処理をすると結果的に非ピン型配列になる。これは即ち、表面にネマチックの堅い方向性のある配列を引き起こすことなく、特定のネマチック方位付けに有利に働く配列である。
【００３７】
最後に、セルは、例えば、Ｅ７、ＺＬＩ２２９３又はＴＸ２Ａ（Ｍｅｒｃｋ）のような正の誘電体異方性ネマチック材料で充填される。代わりに、材料は、ＺＬＩ４７８８、ＺＬＩ４４１５、又はＭＬＣ６６０８（Ｍｅｒｃｋ）のような負の誘電体異方性ネマチック材料であってもよい。
【００３８】
液晶には、例えば１−５％程度の少量の二色染料を組み込んでもよい。このセルは、色を提供するため、コントラストを改善するため、又は、例えばＥ６３（Ｍｅｒｃｋ）の材料Ｄ１２４のようなゲストホスト型デバイスとして作動するために、ポラライザーの有無にかかわらず使用できる。デバイス（染料を伴う場合も伴いわない場合もある）のポラライザーは、デバイスの２つの切り替え状態の間のコントラストを最適化するために回転される。
【００３９】
双安定状態の間での切り替えを行うのに適したセル構成の１つを図３に示しているが、これは、双安定格子面２５と単安定同方性面２６とで正誘電性異方性を持つネマチック液晶材料の層２を囲んで構成されているデバイスの様式化した断面である。後者の面２６は、例えば、レシチンがコーティングされた平坦なフォトレジスト面であってもよい。このデバイス内で、液晶分子は2通りの安定状態で存在できる。状態（ａ）では、両面２５、２６は同方性であるが、状態（ｂ）では、格子面２５はスプレイ型構造につながる低プリチルト状態にある。どちらの状態も、ポラライザーの向き、バルクツイスト角、及びセルジオメトリ（透過性／反射性）によって明るく、又は暗くなる。本出願では、図３ａのＯＦＦ状態を暗（又は黒）状態、図３ｂのそれを明（光）状態と定義する。多くのネマチック材料について、スプレイ又は曲げ変形は巨視的なフレキソ電気分極を引き起こすであろうが、これは図３のベクトルＦで表している。ｄｃパルスはこの分極と結合し、その符号によって、構成（ｂ）に有利に働くか或いは不利に働くかの何れかとなる。
【００４０】
デバイスが状態（ａ）の場合、正誘電体同方性であっても、正パルスを与えれば同方性構造に変動が生じる。この変動は、２通りの整列状態を分離するエネルギーバリアを超えてシステムを駆動するに十分である。パルスが終わると、フィールドの符号がフレキソ電気分極と有利に結合するので、システムは状態（ｂ）に落ち着く。システムが状態（ｂ）の場合には、負符号のパルスがもう一度システムを混乱させるが、今度は符号がフレキソ電気分極の形成に有利に作用しないので、状態（ａ）に緩和される。この同方性状態では、双安定面は９０°よりわずかに少ない角度（例えば８９．５°）でチルトしている。これは、セルが状態（ｂ）に切り替わったときに得られるスプレイの方向を制御するには十分である。
【００４１】
あるセルは、双安定格子面と同方性平坦面の間に挟まれたネマチックＺＬＩ２２９３（Ｍｅｒｃｋ）の層から構成されていた。セルの厚さは３μｍであった。室温（２０℃）でｄｃパルスが印加されている間、セルを通して透過度を測定した。セル１の各側上のポラライザー及びアナライザー１３、１３’は互いに十字に交わり、格子溝に対してプラスマイナス４５°に配向された。このセットアップでは、図３の２つの状態（ａ）及び（ｂ）は、以下のようにアドレス指定されると、それぞれ暗（黒）と輝（明）になって現れる。
【００４２】
図４は、印加された電圧パルス（下の線）及び光学反応（上の線）を時間の関数として示している。各パルスは、ピークの高さが５５．０ボルトで、持続期間が３．３ｍｓであった。パルス間隔は３００ｍｓであった。最初の正パルスを与えると、透過性は暗から明に変化し、セルが図４の状態（ａ）から状態（ｂ）に切り替わったことを示している。２番目の正パルスは、正誘電性異方性との結合のｒｍｓ．効果により透過性に遷移的変化を起こし、バルク材料を状態（ａ）に瞬間的に切り替える。しかしながら、この場合、セルは表面でラッチされるわけではないので、状態（ｂ）のままである。次のパルスは符号が負であるので、セルを状態（ｂ）から状態（ａ）に切り替える。最終的に、第２の負のパルスによりセルは状態（ａ）に留められる。この実験は、各パルスが正しい符号でなければ、セルは各パルスに合わせて状態を変化させることはないということを示している。そうして、このことは、システムが双安定であり、掛けられたパルスの符号は最終的な状態を確実に選択できることを証明している。
【００４３】
図５は典型的な切り替え特性を示している。４本の線を示しているが、上の実線及び上の破線は、暗から明へ切り替わる際の時間／電圧曲線を示しており、破線曲線は切り替えの立ち上がりを、実線曲線は完全な切り替えを示したものである。実線曲線と破線曲線の間の領域は部分切り替わり領域である。下の2本の線は明から暗へ切り替わる場合の同じ特性を示している。実線曲線より上の時間／電圧値では常に切り替えが起こる。図示のように、特定の時間値τについては、負のパルスＶｓ（又は−（Ｖｓ−Ｖｄ）、又は−（Ｖｓ＋Ｖｄ））は全てのピクセルを暗に切り替えるが、パルス＋Ｖｓそれだけでは完全に明に切り替えるには不十分である。そこで、明へ切り替えるためには＋（Ｖｓ＋Ｖｄ）が、即ち、ストローブパルスに適当なデータパルスをプラスすることが必要である。
【００４４】
部分切り替わり領域は、ピクセルを部分的に切り替えるために利用され、それによりアナログ様式でグレースケールのレベルを生成する。例えば、データ波形振幅Ｖｄは、ストローブパルスにデータパルスを加えた合成値が、制御された方法で暗から明への部分的な切り替わり領域内に落ち着くようなやり方で調節される。ストローブ電圧及びデータ電圧が（Ｖｓ−Ｖｄ）は切り替え曲線の立ち上がり上にあり、＋（Ｖｓ＋Ｖｄ）は完全切り替え曲線上にあるという状態にある場合、データ電圧の振幅をゼロからＶｄに変化させることにより、合成パルス＋（Ｖｓ±Ｖｄ）に対しては明度のレベルが制御的された部分的切り替え状態となり、合成パルス−（Ｖｓ±Ｖｄ）に対しては常に暗に切り替わる。
【００４５】
これらの曲線は、例えば、切り替え特性曲線が印加電圧の形状によって変化し切り替えの方向によって変化するのではないＦＥＬＣＤと対照をなす。２曲線の離隔距離は、格子表面の高さを変えることにより、及び／又は格子の振幅を変えることにより、及び／又は例えば異なる界面活性剤を用いるなどしてエネルギーを引き留める表面を変えることにより、変更することができる。これは、２つの許容された状態のエネルギーレベルを変えるという効果を持っている。この手段により、２本の曲線はより離隔することも可能で、同一にしたり、更には位置を逆転することもできる。
【００４６】
２曲線のこのような離隔に関する１つの考えられる理由として、黒への切り替えは（正誘電性異方性材料の場合）適用されたフィールドに対する両方のフレキソ電気誘電結合を利用するが、一方、白状態への切り替えにはフレキソ電気定数への結合しかないということが挙げられる。これを許容する場合には、２つの状態のエネルギーレベルを僅かに違えるために、又は切り替え電圧間の差異を強調するためにも、格子面の形状が選択される。１つの典型的な例では、格子の高さ値ｈ対期間ｗ、即ちｈ／ｗは０．６であったが、通常は０．５から０．７の範囲にある。通常、ｈは０．１から１０μｍの範囲で０．５であり、ｗは０．０５から５μｍの範囲で１である。ＷＯ−９７／１４９９０のデバイスでは、ｈ／ｗは０．６であった。ｈ／ｗが低い場合には、高プリチルト状態は最低のエネルギーを有するので、ネマチックは図３の高プリチルト状態を優先的に採用することになる。反対に、ｈ／ｗが大きい場合には、低プリチルト状態が最低のエネルギーを有するので、ネマチックはこの状態を優先的に採用する。ｈ／ｗ＝０．５２あたりでは、２つの状態は同じエネルギーを有する。ｈ／ｗをこの条件から外れるようにすると、図５の２つの切り替え曲線は離れる。追加的又は代替的には、表面の界面活性剤は様々であってもよい。
【００４７】
図５に示す特性は、適当な電圧パルスを流すことによりテストセル（例えば単ピクセルセル）で得ることができる。例えば図１のような多くのピクセルを備えたマトリクスセルでは、行毎に順に行波形を掛けると同時に２つのデータ波形のうちの１つを各列に掛けることにより電圧が掛けられる。これには、希望の結果が得られるように行波形と列波形の形状をデザインすることが必要になる。数例の異なる形状及び配置が考えられるが、それらを以下に説明する。共通する特性は、実質的に正味ゼロｄｃ電圧を各ピクセルで達成する必要性である。これは、通常は、複数対の等しく反対の単極パルスを有する波形を使って実現されるが、アドレス指定だけを目的とするのであれば、複数の単パルスでも十分である。
【００４８】
図６は本発明の第1の実施例を示している。4列8行のマトリクスは特定のパターンにアドレス指定されており、塗りつぶした円はＯＦＦ暗状態であり、空白円はＯＮ明状態である。
【００４９】
全波形は時間スロットｔｓに時分割されている。各ラインのアドレス指定にかかる時間は２ｔｓであり、これをラインアドレスタイムと呼ぶ。表示全体をアドレス指定するのに要する時間はフレームタイムと呼ばれ（図６の例では）２フィールドタイムから成っている。
【００５０】
アドレス指定は、行波形を、各行に順にあるシーケンスで掛けると共に、２つのデータ波形のうちの一方を各列に掛けるというやり方で行われる。行波形は、あるｔｓの電圧＋Ｖｓの第1パルスの直後に第1フィールドの１つのｔｓで−Ｖｓパルスが続き、その後しばらくして第２フィールドで逆の形で形成される。図６に関連して、振幅Ｖｓの４パルスはストローブパルスと名づけられている。ＦＥＬＣＤの技術分野では、ストローブという語は、ピクセル切り替えを有効にするためにデータ（列）パルスと選択的に結合する（行）パルスを意味して使われるが、一方ブランキングパルスという語は、列にデータパルスが掛けられることには無関係に、常にピクセルを切り替える（行）パルスを指して使われる。ブランキングパルスは、しばしば振幅及び／又は時間がストローブパルスよりはるかに大きい。図６の８行ディスプレイでは、フィールドタイムは８×２ｔｓで、従ってフレームタイムは２×８×２ｔｓとなる。
【００５１】
２つのデータ波形は同じであるが極性が反対であり、暗状態への切り替え時に一方（データ１と図示）を使い、適当なストローブと結合して明状態に切り替えるときに他方（データ２と図示）を使う。各データ波形は、連続するタイムスロット内の＋Ｖｄ又は−Ｖｄ何れかのパルスからなる。
【００５２】
図６上でマークされているのはピクセル、即ち行と列の交点であり、Ｒ３／Ｃ１、Ｒ３／Ｃ２、Ｒ３／Ｃ３、Ｒ３／Ｃ４はそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとマークされている。
【００５３】
列Ｃ１からＣ４に掛けられた列波形を示している。Ｃ１の全ピクセルはＯＦＦ暗状態にあるので、Ｃ１に対するデータ波形は、全アドレス指定タイムを通して同じデータ１になっている。列Ｃ２では、ピクセルはＯＦＦとＯＮが交互になっているので、Ｃ２に掛けられる波形はデータ１とデータ２が交互になっている。Ｃ３については、列波形は、２ｔｓの連続ラインアドレスタイムで、データ２、データ１、データ１、データ２、データ２、データ１、データ１、データ２となっている。列Ｃ４は、連続ラインアドレスタイムで、データ１、データ１、データ２、データ２、データ１、データ１、データ２、データ２となっている。
【００５４】
ピクセルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに現れる合成波形は図示の通りである。ピクセルＡについては、第１のフィールドタイムのストローブはデータ１と共に使用されて暗への切り替えを行い、ｔｓ６のストローブパルスの２番目は合成値−（Ｖｓ＋Ｖｄ）を与える。図５を吟味すると、ピクセルは２本の曲線の間の電圧時間積で明から暗に切り替えられることが分かる。−（Ｖｓ＋Ｖｄ）又は−（Ｖｓ−Ｖｄ）の何れかの組み合わせを、第１のフィールドタイム内に、２本の曲線の間に設けて、暗への切り替えを起こさせるようにすることができる。これは、この第１のフィールドのデータ波形が、データ１又はデータ２の何れであってもよいということを意味する。データ１は、図６のピクセルＡの特定の例に使用される。従って、ＦＥＬＣＤの専門用語を使えば、最初の２つのストローブパルスは、振幅が真のストローブパルスと同じであってもブランキングパルスである。その後、第２のフィールドタイムのピクセルＡについては、合成値＋（Ｖｓ−Ｖｄ）は、図５の２曲線の間にあり従って暗から明への切り替えに必要とされる値より下なので、ＯＦＦからＯＮへ切り替えを起こすには十分でない。
【００５５】
ピクセルＢは、合成値−（Ｖｓ−Ｖｄ）により第１のフィールドタイムのｔｓ６で（暗から明への切り替えには低い振幅が必要なため）暗に切り替わり、第２のフィールドタイムで、ｔｓ２２の第２のストローブパルスペアの２番目のパルスで合成値＋（Ｖｓ＋Ｖｄ）により明に切り替わる。同じように（ピクセルＡのように）ピクセルＣは第１のフィールドタイム中に暗に切り替わるが、第２のフィールドタイム中も暗のままである。ピクセルＤは（ピクセルＢのように）第1のタイムフィールド中に暗に切り替わり、第2のタイムフィールド中に明に切り替わる。
【００５６】
曲線の離隔は、ストローブパルスをブランキングパルスとして機能できるようにする。ある２フィールドスキームについて不都合な点として挙げられるのは、例えばピクセルＢ及びＤが常に１つのフィールドで暗に切り替わり第２のフィールドで明に切り替わるので、明状態は平均値が小さくなるということである。図５の曲線を一緒にすると、例えば明るいピクセルが第１のフィールドで明るいままとなり平均透過レベルが上がるように電圧レベルを調整できるようになる。
【００５７】
図６に示す例は時間長が等しい２つのフィールドタイムを使用しており、第１のフィールドタイムを使ってＯＦＦ暗状態に切り替え、第２のフィールドタイムを使ってＯＮ明状態に切り替えるようにしている。第１及び第２のフィールドタイムを通じて、データ１又はデータ２が各列に掛けられる。これは、各ピクセルで高いｒｍｓ．レベルの電圧が維持されるという不都合を伴う。表示のコントラストはｒｍｓ．レベルが大きくなるにつれ減少する。
【００５８】
図７は、図６の合成波形に対するピクセルの反応を示しており、掛けられた波形を上に、光学反応を下に示す。テスト詳細は：Ｖｓ＝１５ｖ、Ｖｄ＝４ｖ、ラインアドレスタイム＝１０ｍｓ、材料はＭｅｒｃｋ ＢＬ−０３６で厚さは大凡４μｍであった。時間ゼロでは、ピクセルは明状態にあるが、透過度は、明状態のピクセルの列波形により起きるｒｍｓ．信号のために小さい。大きなｄｃパルスはピクセルを暗状態に切り替え、透過度を、アドレス暗フレームとして示される時間内に低い値に下げる。ピクセルがそのときゼロ電圧を受ければ、透過度は更に低下するが、これはゼロバイアスフレームの時間として示される。
【００５９】
アドレス明フレームとして示される第２のフィールドタイム中に、列波形のためにある量のｒｍｓ．が受信され、次に明状態パルスへのアドレスが受信され、ピクセルが明状態に切り替わったことを示す透過度の増加が見られる。そのピクセルが次にゼロバイアスフレームとして示されるゼロ電圧を受けると、透過度はより高いレベルまで著しく上昇する。
【００６０】
２つの特徴が見られる。第1に、ピクセルは２つの安定状態、即ち暗状態と明状態に切り替わってラッチされる。第２に、ピクセルを横切るｒｍｓ．電圧の存在が暗状態と明状態の間のコントラストを低下させる。このように、最良の表示は、全ピクセルが必要とされる暗又は明状態にラッチされるとき、及び全電圧がデバイスから取り除かれるときに生じる。表示される情報があまり頻繁に変更されないデバイスに関しては、このようなアドレス指定スキームは適している。例えば、販売取引時にしか表示が変更されないようなクレジットカード型のディスプレイがそうである。
【００６１】
図８は、ラインアドレスタイム（ｌ．ａ．ｔ．）の変化に対して、図６の各ピクセルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの光透過率をプロットしたものである。図６のアドレス指定スキームでは、Ｖｓ＝１５ｖ、Ｖｄ＝４ｖで３２個のピクセルがアドレスされている。ラインアドレスタイムが約８又は９ｍ秒のとき、４つのピクセル全てが完全に切り替えられる。このタイムの何れかの側では、部分的に切り替わるピクセルもあり、それはピクセルパターン依存性と呼ばれるものを示している。こうして、図６のスキームに関しては、最大の有効性を得るため、ラインアドレスタイムは、暗及び明ピクセルのどのようなパターンが必要とされるにしろ、明瞭なディスプレイが得られるように調整されねばならない。
【００６２】
図９は、第１のフィールドタイムを通して列波形がゼロボルトに保持される点を除いては、図６と同じである。その結果、第１のフィールドタイムの間、ピクセルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの最大電圧は＋Ｖｓと−Ｖｓである。このレベルは、−Ｖｓが受信されたときに全部を暗ＯＦＦ状態に切り替えるには十分である。第２のフィールドタイムでは、ＯＮへの切り替えが要求される全ピクセルは、パルス＋Ｖｓ＋ＶｄによりＯＮに切り替えられる。ピクセルＢ及びＤに関しては、このことは、ピクセルＢ及びＤが１つのフィールドタイムではＯＦＦに切り替えられ、その後第２のフィールトタイム中にＯＮに切り替えられるので、平均明度が低下するという点で不都合がある。
【００６３】
図９の修正例（図示せず）では、第１のフィールドの２つのストローブパルスは各行に同時に掛けられ、それにより第１のフィールドは２ｔｓと同程度に下がるが、より長くすることができる。同時に、ゼロ又はデータ１か修正データの何れかが全列に掛けられる。次に、図９の第２のフィールド相当では、残っているストローブパルスとデータ１又はデータ２の何れかが各行と各列に掛けられ選択的な切り替えを起こす。このようなアドレス指定スキームはブランキングと称され、その後に１つのフィールドの選択切り替えが続くが、これでフレームタイムは短縮される。
【００６４】
１つのラインアドレスタイムで全体的なブランキングを行い、そして次に選択的切り替えを行うという変型は、各行を順にブランクにして次に選択的にアドレス指定するというものである。これを図１０に示すが、ここでは、各行は選択的アドレス指定に２ラインアドレスタイム分、先行してブランクされる。図１０の特定の例では、ブランキングパルスは、振幅がストローブと同じである。例えば行Ｒ３では、ブランキング（ｔｓ１で＋Ｖｓを受信した後）はｔｓ２で−Ｖｓであり、これは、どのデータ波形が掛けられたかに関係なく全ピクセルを暗に切り替える。これは、行Ｒ３の全ピクセルが最初の２タイムスロットに切り替わる合成波形に示されている。
【００６５】
図１０の特定の例では、ブランキングは２ラインアドレス指定タイム分、ストローブに先行しているが、他の値も選定可能である。例えば、ブランキングは２つのストローブパルスの直前にあってもよいし、数ラインアドレス指定タイム分だけ前でもよい。
【００６６】
こうしてＲ３では、−Ｖｓの第２ブランキングパルスが掛けられた後、ｔｓ３及びｔｓ４両方に関してゼロになる。ｔｓ５に対して−Ｖｓ、ｔｓ６に対して＋Ｖｓのストローブが、ｔｓ５、ｔｓ６の期間中の列波形の下に示されるように、適当なデータと組み合わされて掛けられる。前のように、２つのブランキングパルスと２つのストローブパルスとから成るストローブ波形は、Ｒ１からＲ８までの各行に順に掛けられる。総アドレスタイムは８ラインアドレスタイムであり、つまり図６及び７のスキームでの３２ｔｓに対して１６ｔｓとなる。
結果を吟味して以下のことが分かった。
【００６７】
ピクセルＡについては、大きなブランキング＋（Ｖｓ＋Ｖｄ）そして−（Ｖｓ＋Ｖｄ）次に＋Ｖｄ、−Ｖｄ（ブランキングとストローブアドレス指定の間の時間）があり、その次にｔｓ５、ｔｓ６で−（Ｖｓ−Ｖｄ）及び＋（Ｖｓ−Ｖｄ）がある。これらの値Ｖｓ−Ｖｄは、Ｖｓ−Ｖｄが図５の２曲線の間にあることから、ブランクの暗から明への切り替えを起こすに不十分であるので、材料は明に切り替わらない。
【００６８】
ピクセルＢについては、＋（Ｖｓ−Ｖｄ）次いで−（Ｖｓ−Ｖｄ）によるブランキングである。これは、Ｖｓ−Ｖｄが図５の曲線の間（即ち、暗への切り替え曲線の上方）にあるので暗に切り替わり、材料は暗に切り替わることになる。その後、ｔｓ５、ｔｓ６で、合成値−（Ｖｓ＋Ｖｄ）続いて＋（Ｖｓ＋Ｖｄ）となり、Ｖｓ＋Ｖｄが図５の暗から明への切り替え曲線の上方にあるので、明に切り替わる。
【００６９】
時間期間ｔｓ５、ｔｓ６において、ピクセルＡとピクセルＢの間の差異は、ピクセルＡのデータ波形がピクセルＢのデータ波形と異なっているということである。これにより、ピクセルの暗から明への選択的切り替えは、ストローブパルスと組み合わせて使用されるデータ波形に依存するようになる。
【００７０】
ピクセルＣ及びＤに関しては、状況はピクセルＡ及びＢと同様であって、つまりは、ｔｓ１、ｔｓ２でのブランキングにより暗に切り替わり、次にｔｓ５、ｔｓ６で選択的に明に切り替わるのである。
【００７１】
図１０のスキームでは、デバイス全体が単一のフィールド内でアドレス指定され、フィールドとフレーム時間は同じである。別の実施例では、各行はブランクされ、次にフレームタイム毎に少なくとも２回選択的にアドレス指定される、というのはつまり、各行は、フレーム毎に２つ又はそれ以上のフィールド内で２回又はそれ以上の回数アドレス指定されるということである。同様のスキームがＷＯ−９５／２７９７１号に記載されている。
【００７２】
図１１は、第１及び第２のフィールドがインターリーブされるものと、各ピクセルが黒にブランクされた後選択的に明に切り替えられるものの、２つのスロットアドレス指定スキームを示している。行波形は、隣接するタイムスロットでの＋Ｖｓ次に−Ｖｓにより形成されたブランキングであり、その後４ｔｓでゼロボルトが続き、次に隣接するタイムスロットで−Ｖｓ及び＋Ｖｓのアドレス指定ストローブが来る。本例では、ブランキングパルスとアドレス指定ストローブパルスは値が同じであるが、異なっていてもよい。
【００７３】
データ波形は、暗切り替えについては−Ｖｄそして＋Ｖｄ、明切り替えについては＋Ｖｄそして−Ｖｄである。特定の行がブランクにされると、データを選択する必要がないのでデータ値は全ての列でゼロになり、ピクセルは−Ｖｓのときのみ暗に切り替わる。
【００７４】
Ｒ３のアドレス指定は以下の通り、即ち、期間ｔｓ５、ｔｓ６に対し、ストローブ波形は＋Ｖｓ次いで−Ｖｓとなり、行波形はＣ１からＣ４まで全ての列についてゼロであり、各ピクセルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄでの合成値は＋Ｖｓの後−Ｖｓとなって、ｔｓ６で暗に切り替わるブランキングレベルを与える。タイムスロットｔｓ７とｔｓ８で、ピクセルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの合成値は＋Ｖｄの後で−Ｖｄとなっており、これは何れの切り替えレベルよりも下である。タイムスロットｔｓ９とｔｓ１０では、ピクセルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄでの合成値は、行３の波形がゼロ、全列の波形がゼロ、一方行４はブランクされているので、ゼロとなる。タイムスロットｔｓ１１とｔｓ１２では、アドレス指定ストローブは−Ｖｓ次いで＋Ｖｓとなっており、データ波形はＣ１及びＣ３では−Ｖｄ次いで＋Ｖｄ、Ｃ２及びＣ４では＋Ｖｄ次いで−Ｖｄとなっている。ピクセルＡ及びＣの合成値は、−（Ｖｓ−Ｖｄ）次いで＋（Ｖｓ−Ｖｄ）であり、これは暗から明状態への切り替えを起こすには不十分である。ピクセルＢ及びＤの合成値は−（Ｖｓ＋Ｖｄ）次いで＋（Ｖｓ＋Ｖｄ）となり、ｔｓ１２で明状態への切り替えを起こすには十分である。
【００７５】
インターリービングの効果は以下の通り、即ち、Ｒ３がブランクされた直後、即ちｔｓ７及びｔｓ８で、行Ｒ２は−Ｖｓそして次に＋Ｖｓのストローブパルスにより選択的に明状態にアドレス指定され、一方＋／−ＶｄのデータレベルがＣ１からＣ４までのそれぞれに掛けられる。これに引き続いて、即ちｔｓ９及びｔｓ１０で、＋Ｖｓ次いで−ＶｓのブランキングパルスがＲ４に掛けられ、一方ゼロデータ電圧が列Ｃ１からＣ４に掛けられる。こうしてアドレス指定は以下のように（例えば行Ｒ３で開始すると）ブランクＲ３、選択的アドレス指定Ｒ２、ブランクＲ４、選択的アドレス指定Ｒ３、ブランクＲ５、選択的アドレス指定Ｒ４、ブランクＲ６、選択的アドレス指定Ｒ５、ブランクＲ７、選択的アドレス指定Ｒ６、のようになる。インターリービングの効果は、明状態になることを要求されているピクセルに対して暗状態と明状態の間の時間を短くし、ある期間中のゼロ電圧に起因する各ピクセルでのｒｍｓ．レベルを下げることである。
【００７６】
図１２は、図１１のアドレス指定スキームの場合について、上の線の印加電圧に対してピクセルの光学反応を下の線に示しており、ここに、Ｖｓ＝１５ｖ、Ｖｄ＝４ｖ、ｌ．ａ．ｔ．＝２０ｍｓ、アドレス指定のピクセル個数は３２である。時間ゼロでは、ピクセルは明状態にあって、小さなｒｍｓ．電圧をデータ波形から受信する。時間がマークされたアドレス明フレーム内に、ピクセルは、暗状態への切り替えを起こし光学的透過に大きな減少を起こすブランキング−Ｖｓパルスを受信する。時間がマークされたアドレス明フレームの間に、Ｖｓ＋Ｖｄの大型切り替えパルスが明状態への切り替えと光学的透過の大きな増加を引き起こし、これは時間がマークされたゼロバイアスの間更に増加する。図１２を図７と比較すると、特にｒｍｓ．電圧がピクセルに現れている間、暗状態と明状態の間のコントラストが改善されたことを示している。従って、図１１のアドレス指定スキームは、情報を継続的に更新することが必要なディスプレイの場合は、図６のスキームよりも優れているといえる。
【００７７】
更に、図１３に示すように、ピクセルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄが切り替わるラインアドレスタイムの範囲は、図８の切り替えよりもはるかに優れている。明瞭な切り替えが約１２ｍｓから約３５ｍｓで得られる。これは、図１１のスキームがピクセルパターンの不規則性に比較的鈍感であることを示している。
【００７８】
図６から図１１のアドレス指定スキームは２スロットスキームであり、即ち、ストローブ波形とデータ波形の両方が２パルス期間となっている。
【００７９】
図１４は、ブランキングのある４スロットスキームを示している。このスキームでは、行波形は、ブランキングを与える場合はゼロ、＋Ｖｓ、−Ｖｓ、ゼロであり、ストローブパルスを与える場合はゼロ、−Ｖｓ、＋Ｖｓ、ゼロである。列波形は、暗への選択的切り替えを与える場合には、ゼロ、−Ｖｄ、＋Ｖｄ、ゼロで、明への選択的切り替えを与える場合はゼロ、＋Ｖｄ、−Ｖｄ、ゼロである。図示するように、ブランキング及びストローブパルスは、振幅が同じであるが、異なっていてもよい。ブランキングの終わりとストローブの始めとの間の間隙は４ｔｓタイム期間であるが、それより長くても短くてもよい。
【００８０】
ピクセルＡについては、合成値は、ｔｓ１からｔｓ４までの期間中は、ゼロ、＋（Ｖｓ＋Ｖｄ）、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）、ゼロであり、ｔｓ３で暗へのブランキングを与える。ｔｓ９からｔｓ１２の期間中は、電圧は、ゼロ、−（Ｖｓ−Ｖｄ）、＋（Ｖｓ−Ｖｄ）、ゼロとなり、明への切り替えを起こさず、ピクセルＡは要求どおり暗のままである。
【００８１】
ピクセルＢに関しては、合成値は、ｔｓ１からｔｓ４では、ゼロ、＋（Ｖｓ−Ｖｄ）、−（Ｖｓ−Ｖｄ）、ゼロであり、これはｔｓ３の期間に暗にブランクするには十分である。ｔｓ９からｔｓ１２の期間中は、電圧は、ゼロ、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）、＋（Ｖｓ＋Ｖｄ）、ゼロとなり、要求通りｔｓ１１で明に切り替わる。
【００８２】
同じくピクセルＣ、Ｄについては、両方ともｔｓ３で暗にブランクにされ、ピクセルＤはｔｓ１１で選択的に明に切り替えられる。
【００８３】
合成波形を調べると、必要な場合には暗から明へ切り替わる間に短い時間があり、又、幾つかの期間にゼロ電圧があって、それによりｒｍｓ．レベルが低下するのが分かる。
【００８４】
２スロットアドレス指定スキーム及び４スロットアドッシングスキーム両方についてこれまで説明してきた。奇数個のスロットを有することも可能である。これを図１５に示すが、このスキームは電圧減少波形は行にしか掛けられないブランク型３スロットスキームである。行波形は、ブランキング電圧を与える３つの連続したｔｓ期間ではゼロ、＋Ｖｓ、−Ｖｓで、適当なデータ波形と組み合わされると明への選択的アドレス指定を与える３つの連続したｔｓ期間ではゼロ、−Ｖｓ、＋Ｖｓである。３つのブランキングパルスの終わりと３つの選択的アドレス指定パルスの開始の間には３ｔｓの期間があるが、それより長くても短くてもよい。ここでも、ブランキングとストローブの振幅レベルは同じであるが、違っていてもよい。ストローブパルスの間には、電圧減少波形がある。これは、−Ｖｄ／２、＋Ｖｄ、及び−Ｖｄ／２を各３タイムスロット期間に掛ける。
【００８５】
データ波形は、暗状態への切り替えを与える場合は、３つの隣接するタイムスロットにおいて−Ｖｄ、＋Ｖｄ、ゼロとなり、明状態への切り替えを与える場合は、３つの隣接するタイムスロットにおいてゼロ、＋Ｖｄ、−Ｖｄとなる。
【００８６】
行Ｒ３では、全てのピクセルＡからＤが、ｔｓ１からｔｓ３の期間内に暗にブランクされ、次に、ピクセルＢとＤはｔｓ７からｔｓ９の期間内に選択的に明に切り替わる。期間ｔｓ４からｔｓ６の間は、以前にブランクにされたＲ２が選択的に明に切り替わる。
【００８７】
ピクセルＡに関しては、合成電圧は、ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｓ３で、−（０−Ｖｄ）、＋（Ｖｓ−Ｖｄ）、−（Ｖｓ−０）であり、ｔｓ３で暗へのブランキングを与える。期間ｔｓ７、ｔｓ８、ｔｓ９では、合成電圧は−（０−Ｖｄ）、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）、（Ｖｓ−０）であり、暗からの切り替えは伴わない。
【００８８】
ピクセルＢについては、合成電圧は、ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｓ３で、０−０、＋（Ｖｓ−Ｖｄ）、−（Ｖｓ−Ｖｄ）で、ｔｓ３で暗へのブランキングを与える。期間ｔｓ７、ｔｓ８、ｔｓ９では、合成電圧は−（０−０）、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）、＋（Ｖｓ＋Ｖｄ）であり、期間ｔｓ９で明への選択的切り替えを与える。
【００８９】
同様に、ピクセルＣとＤは、両方ともｔｓ３でブランクして暗になり、ピクセルＤはｔｓ９で選択的に明に切り替わる。
【００９０】
ブランキング及び選択的切り替え期間以外は、行（−Ｖｄ／２、Ｖｄ、−Ｖｄ／２）上に電圧減少波形があるせいで合成波形は縮小し、データ波形値（０、Ｖｄ、−Ｖｄ）と結合してＶｄ／２、０、Ｖｄ／２、又はＶｄ／２、０、−Ｖｄ／２という合成値を与える。完成した合成波形ではｒ．ｍ．ｓ．レベルが減少している。
【００９１】
電圧減少波形を使った効果の例を以下に示す。
付録Ａ．
図１４の行減少波形を伴う場合、及び伴いない場合の、波形のｒ．ｍ．ｓ．値の計算。
ディスプレイにはＮ行あるものとする。
ブランキングパルス合成値は２つの値のうちの一方−
Vd, Vs-Vd, -Vs 又は 0, (Vs-Vd), -(Vs-Vd)
になる。
これらは、Ｎ通りのアドレス指定サイクルを通して、
B₁=(Vd²/3+(Vs-Vd)²/3+Vs²/3)/N 又は B₂=(2(Vs-Vd)²/3)/N
の平均二乗値を与える。
【００９２】
同様に、ＯＮ及びＯＦＦストローブ合成値は、
0, -(Vs+Vd), (Vs+Vd) 及び Vd, -(Vs+Vd), Vs
となって、Ｎ通りのアドレス指定サイクルを通して、
S_ON=(2(Vs+Vd)²/3)/N 又は S_OFF=(Vd²/3+(Vs+Vd)²/3+Vs²/3)/N
の二乗平均値を与える。
【００９３】
データ波形の合成値は、
-Vd, Vd, 0 及び 0, Vd, -Vd
となり、
両方の場合につき、Ｎ通りのアドレス指定サイクルを通して、
D=(2Vd²/3)(N-2)/N
の二乗平均値を与える。
例えば、Ｎ＝１２８、Ｖｓ＝２０、Ｖｄ＝４であれば、
B₁=1.75, B₂=1.333, S_ON=3, S_OFF=2.583, D=10.5 となる。
Ｎ通りのアドレス指定サイクルを通しての考えられるｒ．ｍ．ｓ．値は、
ON_rms=(B₁+S_ON+D)^1/2=3.905 又は ON_rms=(B₂+S_ON+D)^1/2=3.851
OFF_rms=(B₁+S_OFF+D)^1/2=3.851 又は ON_rms=(B₂+S_OFF+D)^1/2=3.796
である。
【００９４】
ｒ．ｍ．ｓ．減少波形がデータ波形に含まれている場合は、合成値は、
-Vd/2, Vd/2, 0 及び 0, Vd/2, -Vd/2
となり、両方の場合につき、二乗平均値は、
D_R=(2(Vd²/4)/3)(N-2)/N
であり、上記の例を使うと、D_R=2.625 となる。
【００９５】
ブランキング及びストローブ合成値に変化がないので、Ｎ通りのアドレス指定サイクルを通してのｒ．ｍ．ｓ．値は、
ON_rms=(B₁+S_ON+D_R)^1/2=2.715 又は ON_rms=(B₂+S_ON+D_R)^1/2=2.637
OFF_rms=(B₁+S_OFF+D_R)^1/2=2.637 又は ON_rms=(B₂+S_OFF+D_R)^1/2=2.557
のようになり、つまり、〜３．８の電圧においてｒ．ｍ．ｓ．電圧に〜１．２Ｖの減少があり、〜３１％の減少となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＷＯ−ＧＢ９６／０２４６３号に説明されている、マトリクス多重化アドレス指定型液晶ディスプレイの平面図である。
【図２】図１のディスプレイの断面図である。
【図３】図３ａ及び図３ｂは、ＷＯ−９７／１４９９０号に説明されている、２つの状態の間での双安定切り替えを備えた様式化されたセル構成の断面を示す図で、両図は双安定面上の高面チルトと低面チルトをそれぞれに示している。
【図４】セルの透過と掛けられた信号を時間の関数として示す図である。
【図５】双安定ネマチックデバイスの、電圧に対する時間の切り替え特性を示す図であり、２つの曲線のセットは、暗から明（上の曲線）への切り替えと明から暗（下の曲線）への切り替えを示し、実線は完全切り替え、破線は切り替えの立ち上がりを示す。
【図６】２つの等しいフィールドアドレス指定タイムにストローブパルスを設け２タイムスロットアドレス指定を使って８行４列をアドレスするための、本発明の波形の第１の例を示す図である。
【図７】図６のアドレス指定スキームにより印加された合成電圧へのピクセルの光学反応を示す図である。
【図８】図６のアドレス指定スキームに依存するピクセルパターンを表示するために幾つかのマークされたピクセルにおいて透過に関するラインアドレス指定タイムを変更した場合の効果を示す図である。
【図９】図６同様のスキームを示す図であるが、第１のフィールドタイム中に全列電極にゼロ電圧レベルが印加されている。
【図１０】２つのスロットスキームを示す図であり、各ラインはブランクにされて一方の状態になり、その後選択的に他方の状態に切り替えられる。
【図１１】ブランキング及び選択的切り替え状態の２つのスロットスキームを示し、行は図９にあるようにフィールド毎に順にというのではなくて、２つのインターリーブされたフィールドでアドレス指定される。
【図１２】図１１のアドレス指定スキームにより印加された合成電圧に対するピクセルの光学反応を示す図である。
【図１３】図１１のアドレス指定スキームに依存するピクセルパターンを表示するために幾つかのマークされたピクセルにおいて透過に関するラインアドレス指定タイムを変更した場合の効果を示す図である。
【図１４】ブランキングの後に選択的切り替えが続き、且つストローブ波形及びデータ波形両方にゼロ電圧の期間がある、４スロットアドレス指定スキームを示す図である。
【図１５】ブランキングの後に選択的アドレス指定があり、且つｒｍｓ．減少波形を行に印加して合成ｒｍｓ．電圧値を下げるようにしている、３スロットアドレス指定スキームを示す図である。

Claims (23)

1. ネマチック又は長ピッチコレステリック液晶材料の層（２）を囲む２つのセル壁（３、４）により形成され、電極構造体は両壁に保持され、一方の壁（４）上に一連の行電極（６）が、他方の壁（３）上に一連の列電極（７）が形成されて交差領域即ちピクセルのマトリクスを形成している装置であって、少なくとも一方の壁に表面処置を施して適当な単極電圧パルスが掛けられると、壁に接触する又は壁に隣接する分子を第１または第２の異なる安定状態に整列させる分子配列を提供しているデバイスを用いる段階、及び
   各行に或るシーケンスでストローブ行波形を掛け、特定の行に前記ストローブ行波形を掛け、同時に各列電極に第１または第２のデータ波形の何れかを掛ける段階であって、或るピクセルにおいて前記ストローブ行波形及び第１のデータ波形が組み合わされることにより、前記液晶材料を第１の安定状態に切り替え、或るピクセルにおいて前記ストローブ行波形と第２のデータ波形が組み合わされることにより、前記ピクセルの切り替えを生じさせない、段階から成り、
   前記ストローブ行波形は、少なくとも２つのタイムスロットの期間を有し、且つ一方のタイムスロット内に一方の極性の単極パルスと、他方のタイムスロットに他方の極性の単極パルスとを有し、
   各データ波形は、少なくとも２つのタイムスロットの期間を有し、且つ一方のタイムスロット内に一方の極性の単極パルスと、他方のタイムスロットに他方の極性の単極パルスを有する、双安定ネマチックデバイスをアドレス指定するための方法において、
   前記方法が、前記ストローブ行波形を加える前に、各行に、液晶材料を前記第２の安定状態に切り替えるための追加の行波形を掛けるステップを含み、前記追加の行波形が少なくとも２つのタイムスロットの期間を有し、且つ一方のスロットにおいて一方の極性の単極パルスと、他方のタイムスロットに他方の極性の単極パルスを有し、
   それにより、デバイスに印加されるｄｃ電圧が実質的に正味ゼロの状態で、各ピクセルはアドレス指定され、何れかの安定状態にラッチされ、集合的に希望される表示を提供することを特徴とする方法。
2. 前記デバイスのアドレス指定は２つのフィールドタイム中に行われ、前記追加の行波形が、一方のフィールドタイムにおいて印加され、前記ストローブ行波形が他方のフィールドタイムにおいて印加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記フィールドタイムは長さが同じであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記フィールドタイムは長さが異なることを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記デバイスは、１つのフィールドタイム中に前記第２の安定状態にピクセルを選択的に切り替え、第２のフィールドタイム中に前記第１の安定状態にピクセルを選択的に切り替えることによりアドレス指定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記追加の行波形がブランキング波形であり、前記ストローブ行波形が、切り替え波形であり、前記ピクセルの幾つか又は全部はブランクされて一方の状態になり、次に選択的に他方の状態に切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記ブランキング波形と前記切り替え波形とは、少なくとも１ラインアドレスタイムの期間分、離されていることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ブランキング波形を１つの行に掛けている間、列は電圧パルスを受けず、アドレスを指定されていない行は電圧パルスを受けず、ブランクされていないピクセルはゼロ電圧を受けることを特徴とする請求項６に記載の方法。
9. 前記ブランキング波形と前記切り替え波形とは、少なくとも１ラインアドレスタイムの期間分、離されており、その期間中、行電圧は振幅がゼロであることを特徴とする請求項６に記載の方法。
10. 前記行波形及びデータ波形は、２つ、３つ、４つ、又はそれ以上の個数のタイムスロットｔｓの同じ期間を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記ストローブ行波形及びデータ波形は各々３つ又はそれ以上のタイム期間から形成され、前記ストローブ行波形及び／又は前記データ波形の少なくとも１つのタイムスロットはゼロ電圧振幅であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記アドレス指定は、前記追加の行波形を各行に順に与え、次に、前記ストローブ行波形を各行に順に与えることにより行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 前記アドレス指定は、前記追加の行波形を１つの行に与え、次いで前記ストローブ波形を他の行に与えることにより行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
14. 追加的な電圧減少波形が、前記行電極に与えられて、ピクセルにおけるrms電圧レベルが減少されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
15. 双安定状態の一方への切り替えが他方の双安定状態への切り替えよりも低い電圧で起きるように、表面処理を施す段階を更に含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 液晶材料の温度が測定され、温度に関する切り替え特性を補正するために電圧が調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
17. ラインアドレスタイムが、ピクセルパターンへの依存性を最小にするように選択されている請求項１記載の方法。
18. ピクセルにおけるｒｍｓ電圧レベルを減少し且つ表示コントラストを改善するように、追加の波形が、行電極に加えられる請求項１記載の方法。
19. 双安定ネマチックデバイスにおいて、
    間隔を空けて設けられ、ネマチック又は長ピッチコレステリック液晶材料の層（２）を囲んでいる２つのセル壁（３，４）と、
    集合的に交差領域即ちピクセルのマトリクスを形成する、一方の壁（４）上の第１の一連の電極（６）及び他方の壁（３）上の第２の一連の電極（７）と、
    適当な単極電圧パルスが印加されると、壁に接触する又は壁に隣接する分子を２つの異なる安定状態に整列させることのできる分子配列を提供するための少なくとも一方の壁（３、４）上の表面処理と、
    液晶材料の切り替えられた両状態を区別するための手段（１３、１３’）と、
    前記液晶材料を一方の安定状態に切り替えるための第１行波形、次にストローブ行波形を生成して、第１の一連の電極（６）内の各電極に、あるシーケンスで掛けるための手段（８、１０）と、
    ２つのデータ波形の何れかを生成し、その波形を第２の一連の電極（７）内の各電極に掛け、或るピクセルにおいて前記ストローブ行波と一方のデータ波形とを組み合わせることにより、前記液晶材料を他方の安定状態に切り替え、或るピクセルにおいて前記ストローブ行波形と他方のデータ波形とを組み合わせることにより、前記ピクセルの切り替えを生じさせないための手段（９、１０）とを備えており、
    前記第１及びストローブ行波形の各々は、少なくとも２タイムスロットの期間と、一方のタイムスロットにおける一方の極性の少なくとも一つの単極パルスと、他方のタイムスロットにおける他方の極性の少なくとも一つの単極パルスとを有しており、
    前記両方のデータ波形は、少なくとも２つのタイムスロットの期間を有し、一方のタイムスロット内に一方の極性の１つの単極パルスを有し、他方のタイムスロット内に他方の極性の単極パルスを有し、
    それにより、デバイスに印加されるｄｃ電圧が実質的に正味ゼロの状態で、各ピクセルは何れかの安定状態に独立的に切り替えられ、集合的に希望される表示を提供することを特徴とするデバイス。
20. 壁表面整列処理時の前記２つの安定状態での液晶分子のエネルギーレベルは、前記２つの状態の間で切り替えを行うときに、切り替え特性が同じになるように調整されることを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
21. 壁表面整列処理時の前記２つの安定状態での液晶分子のエネルギーレベルは、前記２つの状態の間で切り替えを行うときに、切り替え特性が異なるように調整されることを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
22. 格子壁表面処理の高さ対幅比率は、デバイスが２つの双安定状態に切り替えられるときに、異なる切り替え特性を与えるように決められることを特徴とする請求項１９に記載のデバイス。
23. 前記ピクセルのｒｍｓ電圧を減少するための電圧減少波形を発生して、これを第１の一連の電極の各電極に、印加する手段（１０、８、９）を更に含む請求項１９記載のデバイス。

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