双稳态向列设备及寻址双稳态向列设备的方法技术

技术编号:3033195 阅读:145 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
通过将行信号施加给x,y像素矩阵中相继行电极,同时将两个数据信号其中的一个施加给每个列电极而对双稳态向列液晶装置进行寻址。行信号具有两个或多个时隙(ts)的周期,具有两个产生到暗态切换的幅值相反的直流脉冲,和两个幅值相反的产生到亮态切换的直流脉冲。数据信号具有与选通信号相同的周期,直流脉冲具有相反幅值,与选通脉冲一起切换该装置。该装置可以在两个场周期内被寻址,一个场切换到暗态,另一个场切换到亮态。或者,该装置可以被清空为暗态,然后有选择地被切换到亮态。当使用清空时,行信号在选择切换之前很短时间处具有清空直流脉冲,减小总寻址时间。可以在选通和数据信号的两个或多个时隙周期内使用零电压脉冲;这就减小了像素处的r.m.s.电压,增强了对比度。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)

Bistable nematic device and method for addressing bistable nematic device

The bistable nematic liquid crystal device is addressed by applying a row signal to the X, a row of electrodes in the Y pixel matrix, and applying one of the two data signals to each column electrode. The line signal has a period of two or more time slots (TS), and has a DC pulse which is opposite to the amplitude of the switching to the dark state, and the two amplitude opposite to the DC pulse which is switched to the bright state. The data signal has the same period as the strobe signal, and the DC pulse has opposite amplitude. The device can be addressed in two fields, one is switched to the dark state, the other is switched to the bright state. Alternatively, the device can be emptied into a dark state and then selectively switched to a bright state. When empty, the line signal has a clear DC pulse for a short period of time before the switch is selected to reduce the total addressing time. Zero voltage pulses can be used in the two or more time slots of the strobe and data signals, which reduces the r.m.s. voltage at the pixel and enhances the contrast.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及双稳态向列液晶装置的寻址。在WO-97/14990,PCT/GB96/02463,GB98/02806.1,EP96932739.4中描述了一种已知的双稳态向列液晶装置,并且已经描述了一种天顶(zenithal)双稳态装置(ZBDTM)。该装置包括一薄层包含在单元壁之间的向列或长螺距胆甾型液晶材料。沿可寻址象素的x,y矩阵设置的光透明性行和列电极结构允许电场施加在每个像素处的层上,导致材料的开关。对单元的一个或两个壁进行表面处理,允许向列液晶分子采取两个预倾角中任一个预倾角的方向,在每个平面处预倾角处于相同方位角平面内。相对表面可以具有处于不同方位角平面的预倾角。可以观察到暗(例如黑色)和亮(例如亮灰度级)状态的两种状态。该单元可以在这两种状态之间进行电切换,允许去除电源时信息显示得以保留;即液晶材料被锁存成两种允许状态中的任一种状态,并且保持在该锁存状态直到被电切换到另一种锁存状态。在WO99/34251,PCT/GB98/03787中描述了另一种双稳态向列设备。该装置使用光栅结构提供类似WO-97/14990的双稳态取向,不过使用负介电各向异性材料。需要对术语切换和锁存进行某些解释在单稳态向列设备中,所施加的适当的电场将液晶分子(更确切地是指向矢)从一种排列状态改变到另一种,即零施加电压的OFF状态改变到施加电压的ON状态。在双稳态装置中,施加电压可能导致液晶分子的某种运动,没有足够的导致液晶分子永久地运动到不同(两者之一)状态的运动。在本申请中,术语切换和锁存用于表明导致分子从一种双稳态运动到另一种双稳态;它们保持在该状态直到被切换或锁存回该第一种状态。术语相同方位角平面解释为使单元壁处于x,y平面,意味着壁的法线方向为z-轴。两个预倾角处于相同方位角平面内意味着在相同x,z平面内两个不同的分子位置。GB-2,286,467中描述了另一种双稳态向列液晶装置。该装置使用一个光栅取向表面,产生处于不同方位角平面中的两个稳定状态。最近可得到的液晶装置是单稳态的,使用rms.寻址方法进行寻址。例如通过施加适当的电压将扭转向列和相位改变型液晶装置切换到ON状态,当所施加的电压下降到最低电压值以下时允许将该液晶装置切换到OFF状态。在这些装置中液晶分子对电场的rms.电平做出反应。使用多种众所周知的寻址机制;均使用交流rms.电压值。这是很显然的,因为如果所施加的电压为直流,液晶材料会发生变质。另一种类型的装置是铁电液晶显示器(FELCD),使用近晶型液晶材料和适当的单元壁表面取向处理可以制成双稳态装置。该装置为表面稳定的铁电液晶装置(SSFELCDs),如L J Yu,H Lee,C S Bak和M M Labes,Phys Rev Lett 36,7,388(1976);R B Meyer,Mol CrystLiq Cryst.40,33(1977);N A Clark和S T Lagerwall,Appl Phys Lett,36,11,899(1980)所描述的。这些装置在所接收的适当电压幅度和时间的适当单极(直流)脉冲的基础上进行切换。例如,正脉冲切换到ON态,负脉冲切换到OFF态。该装置的一个缺陷在于在直流电压下材料将发生变质。从而多种已知寻址机制必须确保纯粹的零值直流电压。例如通过周期性地对所有电压进行反向。用于双稳态近晶型装置的已知寻址机制包括EP-0,542,804,PCT/GB91/01263,EP-0,306,203,EP-0,197,742等中所描述的寻址机制。某些使用单脉冲选通脉冲,另一些使用双向选通脉冲和双向数据脉冲。如上所述,双稳态向列设备在接收适当单极(直流)脉冲时在它们的两个双稳定状态之间进行切换或锁存。允许使用现有在前用于铁电双稳态装置的现有寻址机制。不过双稳向列设备的开关特性与铁电双稳态装置不同。本专利技术通过提供新的寻址机制解决双稳态向列液晶装置的切换问题,考虑到双稳向列设备的不同开关特性。根据本专利技术,一种用电极结构对包括一层向列或长螺距液晶材料的两个单元壁进行密封而形成的双稳向列设备的寻址方法,通过在一个壁上形成一组行电极,在另一壁上形成一组列电极形成相交区域或像素矩阵,对壁进行表面处理,提供一种分子排列,在施加适当的单极电压脉冲时允许分子沿两种不同状态取向,该方法包括步骤相继向每一行施加一个行信号波形,同时将两个数据信号波形其中之一施加给每个列电极,从而每个像素可以独立地在两种双稳状态之间进行切换。行信号具有至少两个时隙的周期,至少两个用于将该装置切换到第一状态的单极脉冲,和至少两个用于将该装置切换到第二状态的单极脉冲。数据信号波形具有至少两个时隙的周期,在每个时隙中为一个单极脉冲,至少一个数据信号波形与该行信号波形一起,产生到一种锁存状态的切换。从而每个像素可以被寻址或锁存到任一种状态,共同提供所需的显示,将大体为净零直流电压施加给该装置。最好是将单元壁的取向处理设置成具有两种不同的开关特性,称为从一种锁存状态切换到另一锁存状态的最低电压/时间值。可以通过改变光栅结构中沟槽的高度,和/或改变光栅周期,和/或选择光栅上的表面活性剂,和/或选择材料弹性常数来进行设置。该活性剂可以是卵磷脂或铬络合物活性剂。可以在两个场时间内对装置进行寻址,一个用于切换到一种稳定状态,另一个用于切换到第二稳定状态。场时间的长度可以相同或不同。可以通过在一个场时间内有选择地将像素电切换到一种状态,在第二场时间内有选择地将像素切换到另一种状态而对装置进行寻址。或者,某些或所有像素可以被清空成一种状态,然后有选择地被切换到另一状态。可以在相同时间对所有像素进行清空,一次一行(例如在有选择寻址前进行一行或多行),或者可以在被寻址的每一行处结合使用清空和选择寻址。行信号波形可以是至少两个能够清空像素的单极脉冲,以及至少两个能够与数据信号波形一起有选择地切换像素的单极寻址脉冲。清空脉冲可以具有相等并相反(或相同极性)幅值或不同(包括零)幅值;与之相似,寻址脉冲可以具有相等并方向相反或不同(包括零)的幅值,使得整个装置接收大体纯粹为零的直流电压。清空脉冲可能具有与寻址脉冲相同或不同的幅值。两个清空脉冲和两个寻址脉冲可以具有相等或不等的时间间隔,包括清空后立即进行寻址。当行信号波形周期由三个或多个ts周期构成时,那么至少一个时隙可以为零电压幅值。通常每个数据信号波形具有相等或相反的交替脉冲。不过,对于某些应用,可以在每个信号波形周期的一个时隙中施加一个零电压。行和数据信号波形可以具有两个,三个,四个,或多个时隙ts的周期。线寻址时间可能具有两个,三个,四个,或多个时隙ts的周期。另外,行信号波形周期可以以一种与EP-0,542,804 PCT/GB91/01263中FELCDs的寻址相类似的方式延伸到多于一个线寻址时间的时间。可以依次或者以不同顺序对每一行进行寻址,如隔行扫描寻址,如下面的附图说明图11所示。可以测量液晶材料的温度和电压Vs、Vd的比Vs/Vd,和/或ts的时间长度,和/或调节选择寻址脉冲的清空位置,补偿随温度变化的开关特性。可以将附加电压信号波形,电压减少信号波形施加给行或列电极。当将这些电压减少信号波形施加给行电极时,与列电压一起,没有改变对于峰值或r本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种寻址双稳态向列设备的方法,由密封一层向列或长螺距胆甾型液晶材料的两个单元壁形成的向列设备,壁上带有电极结构,在一个壁上形成一组行电极,在另一壁上形成一组列电极,行电极与列电极的交点形成相交区域或像素矩阵,对一个壁表面进行处理,在施加适当单极电压脉冲时,允许分子沿两种不同稳定状态进行分子取向,该方法包括步骤: 顺序将行信号施加给每一行,同时将两个数据信号其中的一个施加给每个列电极,从而可以独立地在两种稳定状态之间对每个像素进行切换; 行信号具有至少两个时隙的周期,以及至少两个用于将该装置切换到第一状态的单极脉冲,至少两个将装置切换到第二状态的单极脉冲; 两个数据信号均具有至少两个时隙,并且在每个时隙中具有一个单极脉冲,至少一个数据信号为与行信号一起产生到一种锁存状态的切换; 从而可以将每个像素锁存在任一种稳定状态,共同提供所需显示,将基本为零的直流电压施加给该装置。

【技术特征摘要】
GB 1999-3-3 9904704.51.一种寻址双稳态向列设备的方法,由密封一层向列或长螺距胆甾型液晶材料的两个单元壁形成的向列设备,壁上带有电极结构,在一个壁上形成一组行电极,在另一壁上形成一组列电极,行电极与列电极的交点形成相交区域或像素矩阵,对一个壁表面进行处理,在施加适当单极电压脉冲时,允许分子沿两种不同稳定状态进行分子取向,该方法包括步骤顺序将行信号施加给每一行,同时将两个数据信号其中的一个施加给每个列电极,从而可以独立地在两种稳定状态之间对每个像素进行切换;行信号具有至少两个时隙的周期,以及至少两个用于将该装置切换到第一状态的单极脉冲,至少两个将装置切换到第二状态的单极脉冲;两个数据信号均具有至少两个时隙,并且在每个时隙中具有一个单极脉冲,至少一个数据信号为与行信号一起产生到一种锁存状态的切换;从而可以将每个像素锁存在任一种稳定状态,共同提供所需显示,将基本为零的直流电压施加给该装置。2.如权利要求1所述的方法,其中在两个场时间内对该装置进行寻址,一个用于切换到一个稳定状态,另一个用于切换到第二稳定状态。3.如权利要求2所述的方法,其中场时间具有相同长度。4.如权利要求2所述的方法,其中场时间具有不同长度。5.如权利要求1所述的方法,其中通过在一个场时间中有选择地将像素切换到一个状态,在第二场时间中有选择地将像素切换到另一状态而对该装置进行寻址。6.如权利要求1所述的方法,其中将该装置切换到第一状态的两个单极脉冲为选通脉冲,将该装置切换到第二状态的单极脉冲为切换脉冲,其中一些所所有像素被清空到一种状态,然后被有选择地切换到另一状态。7.如权利要求1所述的方法,其中选通信号具有至少一个其大小能够清空像素的单极脉冲,和至少一个其大小能够与数据信号一起有选择地切换像素的单极寻址脉冲。8.如权利要求6所述的方法,其中清空脉冲大小相等方向相反,切换脉冲幅值大小相等方向相反。9.如权利要求6所述的方法,其中该清空脉冲不相等(包括一个零幅值)但方向相反,切换脉冲不相等(包括一个零幅值)但方向相反,使得寻址时整个装置接收大体纯粹为零的直流电压。10.如权利要求6所述的方法,其中清空脉冲与切换脉冲具有相等或不等的幅值。11.如权利要求6所述的方法,其中在时间上清空脉冲和切换脉冲被相等或不等地分开。12.如权利要求1所述的方法,其中行信号具有至少两个用于将像素清空到一个状态的单极清空脉冲,和至少两个有选择地将像素切换到第二状态的切换脉冲,依次用清空脉冲,然后用切换脉冲...

【专利技术属性】
技术研发人员:JR胡赫斯JC琼斯GP布赖安布朗A格拉哈姆
申请(专利权)人:秦内蒂克有限公司
类型:发明
国别省市:GB[英国]

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