JPH08504040A - Ｆｌｃｄのグレースケールアドレス付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ＦＬＣＤのアドレス付け方法は画素を部分的に切り換えることにより１以上のグレーレベルを発生する。このことは、データ信号（１８）が単に２つの電圧レベルを要求するように、全画素を切り換える電圧レベルと画素の何れの部分も切り換えない電圧レベルとの間で変化する波形（２４）を入力することにより達成される。

Description

【発明の詳細な説明】 ＦＬＣＤのグレースケールアドレス付け方法 本発明は強誘電液晶表示器またはＦＬＣＤのアドレス付け方法に関し、特に、 グレーレベルを発生するためのマトリクス形式液晶セルのアドレス付け方法に関 する。 マトリクス形式液晶セルは対向する基板上に取り付けられる行列の電極の交差 点により定義される画素のマトリクスを有する。このようなセルのアドレス付け 方法の一つは、暗い（光の伝搬のない）状態かまたは明るい伝搬状態かに個々の 画素を選択的に切り換えるよう選択された波形を有する信号を前記行列電極の両 方に入力するように構成される。 ラインブランキング（線抹消）方法として公知な方法において、列電極へ入力 される電極、またはデータ信号は、「オン」または「変更なし」の何れかの２つ の形式をとる。これらの信号は「選択」、「非選択」または「ブランク（抹消） 」と命名づけられた列電極に入力される信号と同期づけられる。何れの時も、単 に１つの列電極のみが、その電極に入力される「選択」信号を有し、少なくとも １つの他の列電極がその電極に入力される「ブランキング（抹消する）」信号を 有する。残りの列電極は全てそれらの電極に入力される「非選択」信号を有する 。 アドレス付けのシステムは次のように動作する。データ信号は選択信号が入力 される列電極に対応する画素列における所望のパター ンを発生させるように列電極に入力される。この装置はブランキング信号の対応 電極へ入力することによりこの列が予めブランキングされるように行われる。こ れは、何れかの特定の画素に対する「オン」または「変更なし」のデータ信号で その列が結合されるか否かに関わらず、その列を特定状態、通常暗い（または「 オフ」）状態に設定する効果を有する。 このようなシステムにおいて、ＤＣ補償や負荷バランスを維持することが望ま れる。このことは正味のＤＣ成分をもたない「オン」と「変更なし」のデータ信 号の両方を必要とし、かつ好ましくは正味のＤＣ成分をもたないブランキング（ 抹消）、選択、非選択の信号を全て合わせたものを必要とする。 グレーレベルを発生する公知の方法は、空間的ディザ（振動）、時間的ディザ （振動）および閾値変更技術を含む。空間的振動は、個々に切り換えることので きる分離領域への各画素の副分割部を含む。これは電極パターン化による表示や 要求される内部接続の複雑性を増大するという不利益を有する。感知されたグレ ーを発生させるため１つの画素が絵毎に異なるデータで数回アドレス付けされる 時間的振動は、表示の最大寸法を制限する高速電子技術を必要とするという不利 益を有する。閾値の変更は、特定のアドレス付け信号がグレー効果を与える領域 の幾つかにのみ切り換えることができるように、異なる切り換え閾値を有する複 数領域への各画素の分割部を含む。この技術は、その操作が２つを越えるデータ 電圧レベルを必要とするという事実からして複雑である。 本発明はこれらの不利益の軽減を試みるものである。 本発明によれば、強誘電材質層の片側面上における第一組の電極構成要素と第 一組の構成要素に横断し強誘電材質層の他の反対側面上における第二組の電極の 構成要素との間のオーバーラップ（重ね合わさった）領域により定義される画素 のマトリクスのアドレス付け方法が提供される。このアドレス付け方法において 、選択され負荷バランスされた双極データ波形を第二電極組の各構成要素に同時 に入力することにより画素のアドレス付けに影響を及ぼすように単一極ブランキ ング信号が第一組電極の構成要素に１つづつ入力される前に、単一極ブランキン グ信号がブランキングの影響を及ぼすように第一組電極の構成要素に入力される 。 このアドレス付け方法は、データ波形の各々が、２つの電圧レべルの１つを有 するパルスを含み、実質的に全画素を切り換えさせる第一電圧レベルのパルス、 実質的に画素の何れの部分をも切り換えさせない第二電圧レベルのパルス、また は少なくとも１つが第一電圧レベルであり、少なくとも１つが第二電圧レベルで あり、画素を部分的に切り換えさせる複数のパルス、の何れかのパルスを含む１ つの波形を発生するための選択信号と結合されるように設けられることを特徴と する。 この方法は、２つを越えるデータ電圧レベルを要求することなく単一アドレス 付け操作において１以上のグレーレベルを許可する。 画素が単一材質の装置において、画素を部分的に切り換えることは、部分的切 り換えにより影響され得る。これにより、画素内の材料の所定領域が切り換えら れ、一方、その他の領域は切り換えられない。クロストーク（非選択信号と結合 されたデータ波形）は負荷バランスされ、すなわち各データ波形は正と負の部分 を等しく有し、 それゆえ全体としてＤＣ成分をもたないので、１フレーム時間を通しての１画素 の安定な部分的切り換えが達成される。このように、クロストーク（混線）はグ レーレベルがフレーム時間中を通して一定に保たれるように部分的に切り換えら れた画素に安定させる効果を有する。 他に、画素の各々が異なる切り換え閾値をもつ複数の領域を有する装置におい て、画素を部分的に切り換えることは単に数個の領域を切り換えることにより影 響づけられる。 この方法で達成できるグレーレベルの数は、時間スロットとして知られる各信 号に対する電圧レベルにおける起こり得る変化の数に依存する。選択パルスが２ つの時間スロット間続く４つのスロットシステムにおいて、第一電圧レベルの１ つのパルスと第二電圧レべルの１つのパルスとを含む１つのグレーレベル切り換 え波形を達成できる。選択パルスが３つの時間スロットをカバーする６つのスロ ットシステムにおいて、２つのグレーレベルを達成できる。すなわち１つのグレ ーレベルの波形は第一電圧レベルの１つのパルスと第二電圧レベルの２つのパル スとを有し、他のグレーレベルの波形は第一レベルの２つのパルスと第二レベル の１つのパルスとを有する。 図面の説明 本発明をより容易に理解できるように、例として添付図面を以下に参照する。 図１はマトリクス形式水晶セルの平面図であり、 図２は本発明の図１に示す数組の電極に入力される信号とその出力波形とを示 す図であり、 図３は図２の信号と出力波形に対応する他の信号と出力波形を示す図であり、 図４は各画素用の電圧に対する入力パルスのパルス幅を示す図であり、 図５は部分的に切り換えられた状態における画素を伴う液晶セルの部分を示す 図であり、 図６は本発明による方法によりアドレス付けされた画素における時間に対する 光の伝搬のオシロスコープ上の軌跡を示す図である。 本発明の実施態様 図１を参照すると、マトリクス形式水晶セルは２で全体的に示され、液晶材料 （図示せず）をその間に配置して重ねられた直行する行４と列６の電極アレーを 備える。各行電極４が列電極６を重ねる所に１つの画素、例えば３が定義される 。 ここで図２をさらに参照すると、行電極４に入力され得る信号は「選択」８、 「非選択」１０および「ブランク」１２の信号である。 行電極信号８、１０、１２に同期して選択的に列電極６に加えられるデータ信号 は、「変更なし」１４、「オン」１６および「グレー」１８である。 表示アドレス方法は次の通りである。表示器は、ライン・ラインに基づいて、 すなわち一度に１列アドレス付けされる。各列はアドレス付け前に迅速に「ブラ ンクされ」ねばならず、それゆえ如何なる所定時においてもブランキング信号１ ２が少なくとも１つの列に入力され、その選択信号が予めブランクされた他の列 に入力され、かつ他の全ての列は非選択信号１０を受信する。 同時に、データ信号１４、１６、１８の１つがアドレス付けられた列における 各画素の要求状態により各列電極６に入力される。非選択信号１０が入力されな い行に対し、大きさＶ_d'の各パルスをもつデータ信号１４、１６または１８は、 画素の状態が変更されないように波形２６、２８または３０を与えるため非選択 信号を結合する。大きさＶ_d'のブランク信号１２を受信する行に対し、データ信 号１４、１６または１８は、各場合、画素を全て暗い状態に切り換える波形３２ 、３４または３６を与えるためＶ_dと結合する。アドレス付けられた行に対し、 データ信号１４、１６または１８の１つは、関連画素を切り換えるか（２２）、 変更なしのままに残すか（２０）、またはグレー状態に切り換えるか（２４）の 何れかに、大きさＶ_sの選択信号と結合するように選択される。 強誘電液晶材質は、図４に示すスイッチイング特性を有する。この例において 、動作の逆モードが使用される。このようなモードにおいて、Ｖ_sはスイッチイ ング閾値曲線の上昇部分にあり、画素は低位の電圧Ｖ_s−Ｖ_dで切り換えられるが 、高位の電圧Ｖ_s＋Ｖ_dでは切り換えられない。 画素のグレー状態を達成するため、印加電圧は２４で示すようにＶ_s＋Ｖ_dとＶ_s −Ｖ_dとの間で変化する。このことは部分的切り換えとして公知の方法で画素を 部分的に切り換えさせる。図６を参照すると、部分的に切り換えられた画素は切 り換えられた領域３８とグレーレベルの印象を与える切り換えられない他の領域 ４０とを含む。 非選択条件において画素により見られるデータ信号２６、２８、３０に起因す るクロストークが負荷バランスされ、安定の状態として動作するので、画素はフ レーム時間中を通してこの状態を維持する。 図６を参照すると、光伝搬４２、４４、４６の３つのレベルの各々へのアドレ ス付けを見ることができる。１つのフレーム時間（４８で示される）の最初にお いて、ブランキング波形３２、３４または３６が５０において画素が暗い状態４ ２に切り換わるように入力される。波形２０による画素のアドレス付けが５２に おいて示され、画素の状態を変更なしのままとするか、または暗い状態４２に残 すかを決定する。 次のフレームに対し、ブランキングパルスが５４において入力され、グレーア ドレス付け波形２４が５６において入力される。グレー状態が光伝搬のレベルに おいて先の暗い状態４２または６０において示される波形２２により開始される 明るい状態４６の何れかと比して僅かに均一性が低いことが判るけれども、次の ブランキングパルスが５８において入力されるまで画素がグレー状態４４で安定 することが判る。 図２の例は各々の出力波形が４つの時間スロットからなるので４つのスロット アドレス付けシステムとして知られている。時間スロットの数が６に増加すると き、図３に示されるように、２つの異なるグレーレベルが達成できる。 グレーを発生する２つのデータ信号は、６２と６４において示さ れる。これらは、２つのアドレス付け波形６８、７０を与えるため選択信号６６ と結合する。第一波形６８は、非切り換え電圧Ｖ_s＋Ｖ_dにおける２つのパルス７ ２と、切り換え電圧Ｖ_s−Ｖ_dにおける１つのパルス７４とを含む。他の波形７０ は、より多くの画素が切り換わるので、電圧レベルＶ_s−Ｖ_d'の２つのパルス７ ６とより明るいグレーレベルを与えるための１つの電圧レベルＶ_s＋Ｖ_d'とを含 む。 以上、本発明の種々の実施例を説明してきたが、発明の範囲を逸脱することな く修正されることが理解されよう。例えば、より多くの時間スロットが起こり得 るより多数のグレーレベルを与えるように使用することができる。 アドレス付けシステムはまた、各々が種々のスイッチング特性を有する複数の 領域をもつ画素と共に使用できる。 例えば、４つのスロットシステムにおいて、画素は異なるスイッチング閾値を 有する２つの領域を含むことができる。「オン」波形２２において含まれる電圧 レベルＶ_s−Ｖ_dのパルスは、両方を明るい状態に切り換える画素の領域の両方に 対するスイッチング特性曲線内に在り、一方、「変更なし」波形２０のパルスＶ_s ＋Ｖ_dは、両方の領域に対する曲線の外側に在り、両方を暗い状態に残す。グレ ー波形２４は、他が暗いままに残されるとき、１つの領域を明るい状態に切り換 える。６つのスロットシステムにおいて、画素は３つの領域を有し、それゆえ２ つのグレーレベル、等を発生できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９４年９月８日 【補正内容】 明細書 ＦＬＣＤのグレースケールアドレス付け方法 本発明は強誘電液晶表示器またはＦＬＣＤのアドレス付け方法に関し、特に、 グレーレベルを発生するためのマトリクス形式液晶セルのアドレス付け方法に関 する。 マトリクス形式液晶セルは対向する基板上に取り付けられる行列の電極の交差 点により定義される画素のマトリクスを有する。このようなセルのアドレス付け 方法の一つは、英国特許ＧＢ−Ａ−２１４６４７３に開示された請求の範囲１の 前提部分に示される特徴を含む。 書く前に所謂ブランクを用いる公知な方法において、列電極への入力信号、ま たはデータ信号は、「オン」か「変更なし」かの２つの状態をとる。これらの信 号と同期づけられるのは列電極に入力されれる信号であり、すなわち「選択」ま たは「非選択」である。さらに、「ブランク」信号が周期的に行電極に入力され る。何れの時でも、単に１つの行電極がその電極に入力される「選択」信号を有 し、残りの全ての行電極はそれらの電極に入力される「非選択」信号を有する。 アドレス付けのシステムは次のように動作する。選択信号が入力される列電極 に対応する画素列における所望のパターンを発生させるためにデータ信号が列電 極に入力される。この装置はブランキング（抹消する）信号の対応電極に入力す ることによりこの列が予め ブランキング（抹消）されるように行われる。これはその列を特定状態、通常暗 い（または「オフ」）状態に設定する効果を有する。 アドレス付け方法はまた、ＥＰ−Ａ−０３３７７８０、ＥＰ−Ａ−０３７０６ ４９およびＥＰ−Ａ−０３９４９０３に開示されている。 このようなシステムにおいて、ＤＣ補償や負荷バランスを維持することが望ま れる。このことは正味のＤＣ成分をもたない「オン」と「変更なし」データ信号 の両方を必要とし、かつ好ましくは正味のＤＣ成分をもたないブランキング（抹 消）、選択、非選択の信号を全て合わせたものを必要とする。 グレーレベルを発生する公知の方法は、空間的振動、時間的振動および閾値変 更技術を含む。空間的振動は、個々に切り換えることのできる分離領域への各画 素の副分割部を含む。これは電極パターン化による表示や要求される内部接続の 複雑性を増大するという不利益を有する。感知されたグレーを発生させるため１ つの画素が絵毎に異なるデータで数回アドレス付けされる時間的振動は、表示の 最大寸法を制限する高速電子技術を必要とするという不利益を有する。閾値の変 更は、特定のアドレス付け信号がグレー効果を与える領域の幾つかにのみ切り換 えることができるように、異なる切り換え閾値を有する複数領域への各画素の分 割部を含む。この技術は、その操作が２つを越えるデータ電圧レベルを必要とす るという事実からして複雑である。 本発明はこれらの不利益の軽減を試みるものである。 本発明による画素のマトリクスのアドレス付け方法は、強誘電材質層の片側面 上における第一組の電極の構成要素と該第一組の構成要素に横断し該強誘電材質 層の反対側面上における第二組の電極の構成要素との間の重ね合わさった領域に より定義づけられる画素のマトリクスのアドレス付け方法であって、 前記第二組の電極の各構成要素に１つの選択され負荷バランスされる各々がそ れぞれ２つの電圧レベルを有する双極のデータ波形を同時に入力することにより 、前記対応する画素のアドレス付けに影響を及ぼすように単一極選択信号が単一 ブランキング信号に１つづつ入力される前に、単一ブランキング信号がブランキ ングに影響を及ぼすように前記第一組の電極の構成要素に入力されるアドレス付 け方法において、 選択信号と結合されるときに、実質的に該画素の全てを切り換えさせる第一種 類、実質的に該画素の全てを切り換えないままに残す第二種類、および該画素を 部分的に切り換えさせる第三種類の各出力波形を発生するそれぞれ第一、第二お よび第三の形式の少なくとも１つのデータ波形から前記データ波形が選択され、 該第一種類の出力波形は、第一電圧レベルと所定パルス幅を有し、実質的に該 全画素を切り換えさせるパルスを有し、 該第二種類の出力波形は、実質的に該画素の如何なる部分をも切り換え不能な パルスを有し、 該第三種類の出力波形は、少なくとも１つのパルスが該第一電圧レベルであり 、少なくとも１つのパルスが該第二電圧レベルであり、該第一電圧レベルの各パ ルスと該パルス幅が前記所定パルス幅より短かく、該画素を部分的に切り換えさ せる複数のパルスを有することを特徴とする。 この方法は、２つを越えるデータ電圧レベルを必要とすることなく単一アドレ ス付け操作において１以上のグレーレベルを許可する。 画素が単一材質の装置において、画素を部分的に切り換えることは、部分的切 り換えにより影響され得る。これにより、画素内の材料の所定領域が切り換えら れ、一方、その他の領域は切り換えられない。クロストーク（非選択信号と結合 されたデータ波形）は負荷バランスされ、すなわち各データ波形は正と負の部分 を等しく有し、それゆえ全体としてＤＣ成分をもたないので、１フレーム時間を 通しての１画素の安定な部分的切り換えが達成される。このように、クロストー ク（混線）はグレーレベルがフレーム時間中を通して一定に保たれるように部分 的に切り換えられる画素を安定させる効果を有する。 他に、画素の各々が異なる切り換え閾値をもつ複数の領域を有する装置におい て、画素を部分的に切り換えることは単に数個の領域を切り換えることにより影 響づけられる。 この方法で達成できるグレーレベルの数は、時間スロットとして知られる各信 号に対する電圧レベルにおける起こり得る変化の数に依存する。選択パルスが２ つの時間スロット間続く４つのスロットシステムにおいて、第一電圧レベルの１ つのパルスと第二電圧レべルの１つのパルスとを含む１つのグレーレベル切り換 え波形が達成できる。選択パルスが３つの時間スロットをカバーする６つのスロ ットシステムにおいて、２つのグレーレベルが達成できる。すなわち１つのグレ ーレベルの波形は第一電圧レベルの１つのパルスと第 二電圧レベルの２つのパルスとを有し、他のグレーレベルの波形は第一レベルの ２つのパルスと第二レベルの１つのパルスとを有する。 請求の範囲 １． 強誘電材質層の片側面上における第一組の電極（４）の構成要素と該第 一組の構成要素に横断し該強誘電材質層の反対側面上における第二組の電極（６ ）の構成要素との間の重ね合わさった領域により定義づけられる画素（３）のマ トリクス（２）のアドレス付け方法であって、 前記第二組の電極（６）の各構成要素に１つの選択され負荷バランスされ、各 々がそれぞれ２つの電圧レベル（＋Ｖｄ、−Ｖｄ）を有する双極のデータ波形（ １４、１６、１８）を同時に入力することにより、前記対応する画素（３）のア ドレス付けに影響を及ぼすよう単一極選択信号（８）が単一ブランキング信号（ １２）に１つづつ入力される前に、単一ブランキング信号（１２）が、ブランキ ングに影響を及ぼすように前記第一組の電極（４）の構成要素に入力されるアド レス付け方法において、 選択信号（８）と結合されるときに、実質的に該画素（３）の全てを切り換え させる第一種類（２２）、実質的に該画素（３）の全てを切り換えないままに残 す第二種類（２０）、および該画素（３）を部分的に切り換えさせる第三種類（ ２４）の各出力波形を発生するそれぞれ第一（１６）、第二（１４）および第三 （１８）の形式の少なくとも１つのデータ波形から前記データ波形が選択され、 該第一種類（２２）の出力波形は、第一電圧レベルと所定パルス幅（２Ｔ）を 有し、実質的に該全画素（３）を切り換えさせるパルスを有し、 該第二種類（２０）の出力波形は、実質的に該画素の如何なる部分をも切り換 え不能な第二電圧レベルを有するパルスを有し、 該第三種類（２４）の出力波形は、少なくとも１つのパルスが該 第一電圧レベルであり、少なくとも１つのパルスが該第二電圧レべルであり、該 第一電圧レベルの各パルスと該パルス幅が前記所定パルス幅より短かく、該画素 （３）を部分的に切り換えさせる複数のパルスを有する ことを特徴とする画素のマトリクスのアドレス付け方法。 ２． 前記強誘電材質が、液晶材質である請求の範囲１に記載の方法。 ３． 前記第二組の電極構成要素が、前記第一組の電極構成要素に直行する請 求の範囲１または２に記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 強誘電材質層の片側面上における第一組の電極構成要素と該第一組の構 成要素に横断し強誘電材質層の他の反対側面上における第二組の電極構成要素と の間に重ね合わさった領域により定義される画素のマトリクスのアドレス付け方 法であって、 該第二組の電極構成要素の各々に選択され負荷バランスされた双極データ波形 を同時に入力することにより前記対応する画素のアドレス付けに影響を及ぼすよ うに１つづつ該第一組の電極構成要素に、単一極選択信号が入力される前に、ブ ランキングに影響を及ぼすよう該第一組の電極構成要素に単一極ブランキング信 号が入力されるアドレス付け方法において、 該データ波形の各々が、２つの電圧レベルの内１つを有するパルスを含み、実 質的に全画素を切り換えさせる第一電圧レベルのパルス、実質的に画素の何れの 部分も切り換えさせない第二電圧レベルのパルス、または少なくとも１つの該第 一電圧レベルと画素を部分的に切り換えさせる少なくとも１つの該第二電圧レベ ルを含む複数のパルス、の何れかを含む波形を発生するための選択信号と結合す るように設けられる ことを特徴とするアドレス付け方法。 ２． 前記強誘電材質が、液晶材質である請求の範囲１に記載の方法。 ３． 前記第二組の電極構成要素が、前記第一組の電極構成要素に直行する請 求の範囲１または２に記載の方法。