一种设备，包括一个在第一和第二单元壁之间放置的材料层，该设备能够采用至少两个稳定结构并在其间电闭锁，所述材料层包括一个或多个分离电可寻址区域并且所述设备进一步包括寻址装置，以用电压脉冲写每个所述电可寻址区域以按照需要有选择地闭锁所述材料层，其中寻址装置使用至少第一和第二闭锁扫描写入到所述一个或多个分离的电可寻址区域的每一个，所述第一闭锁扫描用于有选择地闭锁具有在第一范围内的闭锁域值的材料，所述第二闭锁扫描用于有选择地闭锁具有在第二范围内的闭锁域值的材料，其中所述第一闭锁扫描在所述第二闭锁扫描施加之前施加并且所述第二闭锁扫描不足以闭锁具有在所述第一范围内的闭锁域值的材料。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有至少两个稳定状态的显示设备，并特别涉及矩阵寻址设备和这种设备的寻址方法。存在不施加电场时展示稳定的两个或多个状态的各种显示设备。这种类型最普通的设备使用液晶材料。但是，也已知其它设备，比如电泳、电致变色、微机电系统(MEMS)、微粒显示器。双稳态液晶显示器的粒子包括由N A Clark和S T lagerwall在Appl.Phys.Lett.，36，11，899(1980)中描述的表面稳定的铁电液晶(SSFLC)设备。在Appl.Phys.Lett.，Vol 37，pg109，1980和专利申请WO91/11747(“Bistable electrochirally controlledliquid crystal optical device”)和WO92/00546(“Nematic liquidcrystal display with surface bistability controlled by aflexoelectric effect”)中Berreman和Heffner已经示出通过使用手征离子和弯电(flexoelectric)耦合，向列液晶材料能够在两个稳定态之间转换。Dozov在(2003)Proc.SID，pp946-948也描述了一种双稳向列显示器。Liang，R.C在(2003)Proc.SID，pp838-841描述了电泳显示器，并且电致变色显示器也是已知的。也已知由Hattori等在(2003)Proc.SID，pp846-849中描述的该类型的基于粉末的显示器。WO97/14990示出了一个顶双稳设备(zenithally bistabledevice ZBD)如何可以用给定设计的一个表面准直光栅构成，才能使向列液晶分子能够在相同方位角平面中采用两个稳定预倾斜。这些状态之一是高预倾斜状态，而另一个是低预倾斜状态，并且描述可能够采用这两个稳定液晶结构中任一个并能够容易的在它们之间转变的设备。WO97/14990的这两个顶稳定液晶结构在驱动电信号撤去后保持，并且该设备已经显示出对机械振动有强抵抗力，提供在低驱动电压(＜20V)下的微秒闭锁时间(latching time)并允许高度多路传输能力；见E.L.Wood等的Proceedings of SID，2000，v31，11.2，p124-127(2000)中“Zenithal bistable device(ZBD)suitablefor portable applications”。近来也已经由Jones等在(1003)Proc.SID，pp954-959中示出用于这种ZBD设备的闭锁域值(latching threshold)能够响应于先前施加的电压脉冲而改变(例如，d.c.平衡或消隐脉冲)。WO99/34251示范了另一种具有扭曲向列结构中负介电各向异性材料的ZBD设备。在WO01/40853、EP1139151A1、EP1139152A1和EP1139150A1中也描述了可供选择的双稳设备。专利申请WO02/08825描述可一种展示具有多于两个稳态的多稳定性的顶稳定设备。以上描述的铁电和ZBD类型的设备使用极性闭锁来操作。换句话说，第一极性的脉冲(比如正脉冲)引起闭锁到第一稳定态，而第二极性的脉冲(例如一个负脉冲)引起闭锁到第二稳定状态。双稳胆甾型和双稳扭曲向列显示器用流动效果操作；在这样的设备中，能够选择脉冲形状，而不是极性来转变到任一种稳定态。为了提供具有许多分离可寻址元件的显示器，一般构成一个液晶设备，在其一个单元壁上有一系列行电极，在另一个单元壁上由一系列列电极。以这种方式，形成分离的可寻址元件矩阵，并且能够通过将特定电压施加到给定行和列而将给定电压施加到设备的每个单独元件。施加适当的列和行电压波形以依次单独闭锁显示器的每个元件的技术通常用术语多路传输表示。应当注意到这里术语行和列不意图限制波形为对特定组电极应用。相反，该术语只是简单地用来区分两组电极并可以贯穿全文相互交换。而且，其它电极有可能的，从文字和数字字符到轴向和辐射状圆形电极。也存在对于在平面内电极本身上或和面外电场一起使用的平面内电极的结构。双稳液晶设备传统上使用所谓“逐行(line-at-a-time)”多路传输方案。写一个完整帧所用时间期间，数据连续应用到一组电极(例如，列)，并且其它组电极(例如行)用选通电压连续寻址。在一个像素处产生的波形(即，选通和数据波形的合成)引起该像素闭锁到正状态(即，当施加选择数据脉冲时)，或保持不变(即，当施加一个非选择数据脉冲时)。已知在一个时间寻址方案中两种通常行(line)类型；两个域的寻址和消隐。使用两域操作，帧分为两域分别用于寻址黑像素和白像素；用于实现这种方案的已知波形在附图说明图1中示出。使用消隐操作，在寻址脉冲之前一段时间有消隐脉冲，消隐脉冲任意选择一个状态，而不管施加的数据。已知的实现消隐方案的波形在图2中说明。消隐可以在一行或多行之前施加，或者可以在整个帧或给定数目行施加。如上所述，选择数据脉冲和选通电压脉冲的组合引起闭锁，而选通电压脉冲和非选择数据脉冲的组合不引起闭锁。选择和非选择数据波形的电压和持续时间持续时间按照惯例进行选择以确保当与选通脉冲结合时，像素按照需要被闭锁或不闭锁；即每个像素选择性闭锁。从而数据和选通脉冲按照被寻址的特定显示器的闭锁响应进行选择。典型现有技术的双稳液晶设备的闭锁响应在图3中说明。在该例子中，正确极性的电脉冲和足够的能量开始使引起(比方说)反射率变化的一个状态的域成核。这些小域在反射率没有进一步改变的脉冲之后保持。施加具有更大能量的脉冲引起建立另外更多的域，以及新状态的面积增加。反射率从(比方说)0％增加到(τV)10的10％和在(τV)90的90％，并且最后像素全部闭锁到新状态。闭锁转换的宽度称为局部闭锁。根据惯例，这被认为是在不能由肉眼分辨的显示区域上测量的转换宽度。此外，如图4示意示出的，显示板2的两个或多个区域可以具有不同的闭锁特性。例如，第一区域4可以具有与第二区域6不同的闭锁域值。穿过单元的闭锁曲线差可以由有害的变化引起，比如排列对齐方式和表面能量中的、或单元间隙的长程变化中的、电压(例如，沿电极的整个电阻损失或驱动器电路之间的电势差)和温度的随机变化。第一区域4和第二区域6的响应在图5中分别用曲线8和10示出。同样，虚线表示10％闭锁点，实现表示90％闭锁点。在图5中用虚线12表示了在这种情况下，通常如何选择选通电压(Vs)和数据电压(Vd)。这里，选择Vs和Vd的大小以便合成的Vs+Vd引起第一和第二区域两者的状态的理想改变，而Vs-Vd不足以闭锁任一个区域。很明显，这表示Vd需要高，以计数整个单元的变化。如果没有变化，Vd能够达到设备的局部闭锁宽度。需要的Vd的幅度由下式给出 这通常在4V和8V之间(依赖于显示器的尺寸)。使用相对高的数据电压(例如4V到8V)的结果是显示板的功率损耗高。例如，假定上述类型的极性响应，数据波形通常是双极性脉冲(+/-和-/+)以确保dc平衡。使用大量行，由板单元间隙为f、电容为C的板消耗的能量(E)由数据波形电压(Vd)控制并且根据显示的图像位于以下范围内f.C本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：J·C·琼斯，
申请(专利权)人：ZBD显示器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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