專利名稱：具有灰度顯示的鐵電液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有灰度顯示的多像素尋址的雙穩(wěn)液晶顯示器，確切地說涉及鐵電液晶顯示器。
液晶顯示器是公知的。通常它們包含一個由夾在兩個玻璃片之間的液晶材料薄層構成的液晶盒。這些片附有透明電極，利用電極在液晶層上施加電場，使液晶材料的分子重新取向。在很多顯示器中的液晶分子采取兩種分子排列狀態(tài)中的一種狀態(tài)。利用處于一種狀態(tài)的液晶材料的各區(qū)域?qū)Ρ忍幱诹硪环N狀態(tài)的各區(qū)域來顯示信息。一種公知的顯示器是按照像素或顯示元的陣列構成的，這些顯示元是在一個片上的列電極和在另一個片上的行電極的交叉點上的列電極和在另一個片上的行電極的交叉點上形成的。顯示器經(jīng)常是通過向順序的行列電極施加電壓以多像素的方式尋址的。
液晶材料主要分為三種類型向列相，膽甾相和近晶相，每種具有不同的分子排列方式。
本發(fā)明涉及鐵電近晶相液晶材料。利用這種材料的器件構成表面穩(wěn)定的鐵電液晶(SSFLC)器件，這些器件可以顯示雙穩(wěn)態(tài)，即液晶分子更準確地說是分子偶極子，通過利用正負電壓脈沖進行轉(zhuǎn)換采取兩種取向狀態(tài)中的一種狀態(tài)并且在除去電壓之后維持在已轉(zhuǎn)換的狀態(tài)下。在顯示器上可以按照深(黑)和淺(白)區(qū)域呈現(xiàn)兩種狀態(tài)。這種雙穩(wěn)態(tài)的響應取決于材料的表面取向特點和手征性。
SSFLS的特征在于它們通過接收具有適當?shù)碾妷悍岛褪┘訒r間長度即脈沖寬度的脈沖進行轉(zhuǎn)換，即根據(jù)被稱為電壓時間積vt轉(zhuǎn)換。因此，在設計多像素尋址方案時需要考慮幅值和脈沖寬度這兩種參數(shù)。
已有很多的用于多像素尋址鐵電液晶顯示器的公知系統(tǒng)，例如參閱由Harada等人在1985 S.I.D的8.4論文131-134頁上的文章，以及Lagerwall等人在1985 I.D.R.C上的213-221頁上的文章。還可參閱GB 2173 336-A，和GB 2173629A。用于SSFLC的多像素尋址方案采用一種選通波形。即將選通波形按順序地施加到各行上，但不必與施加(例如)各列電極上的波形數(shù)據(jù)同時順序地施加到各行上。
有兩種基本的尋址方式。一種采用兩個場的尋址方式，第一個場中的第一選通(例如正選通)后接第二個場中的第二選通(例如負選通)；這兩個場構成一個幀，它是用以對顯示器進行完全地尋址所需的時間。另外一種尋址方式采用消隱脈沖，將在一行或多行中的所有像素例如轉(zhuǎn)變?yōu)楹趹B(tài)，接著通過將單一的選通脈沖順序地施加到每一行，用以在該行中選擇性地將各像素轉(zhuǎn)變到白態(tài)。按照這種消隱尋址方式，一幀的時間為消隱所需時間加上選通所有行所需的時間。
雙穩(wěn)態(tài)特性連同快速轉(zhuǎn)換速度使得SSFLC器件適用于具有大量像素或顯示元的大型顯示器。這些鐵電型顯示器例如介紹在NA Clark和ST。lagerwall在應用物理通訊第36卷11期889-901頁上(80.6)；GB-2166256-A；US-4367924；US-4563059；GB-2209610各專利、RB Meyer等人在“J.phy Lett 36，L69，1975”上。
對于很多顯示器，僅需2種視覺狀態(tài)，即ON態(tài)和OFF態(tài)。這種顯示器的實例包括字符數(shù)字顯示器和線路圖顯示器?，F(xiàn)在對于在ON和OFF狀之間視覺狀態(tài)的多樣性即對不同對比度的多樣性的需求不斷增加。這種不同程度被稱為灰度。按理想方式，為了形成良好質(zhì)量的圖象，灰度的級數(shù)應約為256，不過利用很低的數(shù)值例如16或更少就可以實現(xiàn)相當好的顯示。
有兩種用于形成灰度的已知技術，時間的和空間的脈動(dither)。時間的脈動包含對一部分幀時間將像素轉(zhuǎn)換成黑色，對于其余的轉(zhuǎn)換為白色。假定轉(zhuǎn)換速度在閃頻閾值以上(例如在35Hz)以上，使用者的眼睛在一個周期的時間范圍內(nèi)綜合感覺，觀察到的是中間的灰度，該灰度取決于黑對白倍數(shù)比?？臻g脈動包含將每個像素劃分為可單獨轉(zhuǎn)換的子像素，它們可具有不同的尺寸；按照正常的視覺距離每個子像素足夠小，使子像素不能單個地辨認出來。可以將兩種時間的和空間的脈動技術綜合，以便增加顯示器的灰度級數(shù)；參閱EP 9000942，0453033，WHartmanm.J Van Haaren。
專利說明書EP-0214857介紹了利用灰度顯示的鐵電液晶顯示器。通過按照3個順序的具有相等周期的幀時間對顯示器的每一行進行尋址，在每幀的起點施加掃描電壓和在3個幀內(nèi)的不同時間位置處每幀頻閃一次(其它的說明書介紹這三個幀，按照3個場構成單一的幀時間)來實現(xiàn)灰度顯示。當顯示器可以處在淺色狀態(tài)時，這就使得顯示器具有3種不同的時間周期；這些連同所有深色狀態(tài)可以提供8種灰度級。這種配置的一個缺點是顯示器的最大亮度低。
專利說明書EP-261901介紹了一種利用灰度顯示的鐵電液晶顯示器。用于對整個顯示器尋址的時間即幀時間被分為具有不同長度的場，因此，一個像素可以轉(zhuǎn)換為亮或暗狀態(tài)，持續(xù)時間接近等于每個場的長度。在一幀時間中，每一行被完全尋址。在每一場時間的起始點(對于一特定的行)對一行尋址(轉(zhuǎn)換為ON或OFF狀態(tài))。為了得到灰度值的二進制增量，每個場的長度應以二進制方式增加。為了在不同的灰度值之間實現(xiàn)預期的區(qū)別，對于需尋址的適當數(shù)目的行，不可能增加按預期行進的每個場的長度。
已有尋址系統(tǒng)存在的一個難題是提供亮度有所不同并具有較高的總體顯示亮度的不同灰度值。
即使通過將瞬時的和空間的脈動綜合仍難于提供適當間隔的灰度值。
本發(fā)明通過改變用于對矩陣顯示器的每一行尋址的消隱和尋址脈沖的相對位置來克服對于灰度值存在的限制。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種對雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器進行多像素尋址的方法，該顯示器是由沿一近晶相液晶材料層分布的m組電極和n組電極的交叉點構成的，該顯示器提供了由m×n個可尋址的像素構成的陣列，該方法包含的步驟有產(chǎn)生用于施加到m和n組電極上的m和n個電壓波形，這樣的波形包含各種dc幅值和極性符號的電壓脈沖；按順序?qū)-波形施加到在m組電極中的每個電極上，同時將雙n-波形中的適當?shù)囊粋€施加到n組電極上，以便沿指定所需狀態(tài)的一個電極m對每個像素尋址；特征在于包括以下步驟在指定的幀時間內(nèi)，對每個像素進行第一次和第二次或更多次尋址，通過在結合有兩種數(shù)據(jù)波形中的一種波形的選通波形之前或之后施加消隱波形進行尋址，在施加消隱和選通波形之間的時間是尋址時間；以及改變尋址時間和在幀時間內(nèi)對每個像素尋址的相對時間，以便在不同的灰度值之間形成均勻的灰度亮度間隔。
可以結合兩種數(shù)據(jù)波形，通過經(jīng)過第一消隱和選通脈沖以及第二或更多的消隱和選通脈沖來尋址。另外，可以采用兩種選通脈沖與兩種數(shù)據(jù)波形相結合。
在一個顯示器中的像素可以是整體的像素或?qū)蓚€或更多個具有相同或不相同尺寸的子像素綜合構成的像素。
相鄰子像素的相對亮度可以相同或不同。
根據(jù)本發(fā)明，一種多像素尋址的液晶顯示器包含液晶盒，包括一層包含在兩個片之間的鐵電液晶材料、附著在一個片上的m組電極和在另一個片上的n組電極，共同形成1個可尋址像素的m，n陣列；波形發(fā)生器，用于在連續(xù)的各時間間隙處(ts)產(chǎn)生包含不同dc幅值和符號的電壓脈沖的m和n個波形，并經(jīng)過驅(qū)動器將波形施加到m和n組電極上；控制裝置，用于控制施加m和n個波形，使之得到預期的顯示圖形；其特征在于，尋址裝置，用于在每個幀尋址時間內(nèi)對每個像素尋址兩次或更多次，安排尋址時間和在連續(xù)的尋址時間之間的時間，以便在每個像素形成預期的灰度值。
通過改變在一幀時間內(nèi)的時間周期數(shù)和在讀幀時間內(nèi)的兩個尋址脈沖的位置，可以改變按時間加權。然而，要使在兩種或更多種可能的不同的轉(zhuǎn)換后狀態(tài)的時間比率(t1∶t2)按預期的比率形成存在實際的困難。通過相對于各選通脈沖改變消隱脈沖的位置，可以從尋址脈沖在幀時間內(nèi)的相對定位所提供的比率起改變該時間比率。
另外，每個像素可以分為具有不同或相似面積的子像素，按照不同的灰度值對每個子像素尋址。
由于形成小尺寸的子像素，相鄰子像素之間的相對灰度級可以改變，改變了相鄰像素顯現(xiàn)的相對尺寸。
下面參照附圖通過舉例方式介紹本發(fā)明的一種形式，其中

圖1、2是液晶顯示器件的平面圖和剖面圖；圖3是按比例放大的圖2所示元件局部的體現(xiàn)結構的剖面圖，表示幾種可能的偶極子形態(tài)中的一種；
圖4是表示對于一種液晶材料的脈沖寬度和脈沖電壓的轉(zhuǎn)換特性的曲線圖；圖5是表示施加到顯示器的一行中的一個像素上的最終電壓的示意圖；圖6是表示以1∶3按時間加權的4行顯示器的尋址順序的示意圖；圖7是圖6的擴展，表示怎樣可對240行顯示器進行尋址；圖8是表示以5∶7按時間加權對6行顯示器進行尋址的一種方案的示意圖；圖9是表示對以1∶3按時間加權的16行顯示器的尋址順序的一種方案的示意圖，是利用消隱脈沖來改進的，以提供1∶2的按時間加權和21/32的最大亮度等級；圖10是表示對于以1∶3按時間加權和最大亮度等級為30/32的16行顯示器的尋址順序的另一種方案的示意圖；圖11是表示對于以1∶2按時間加權和最大亮度等級為21/32的16行顯示器的尋址順序的再一種方案的示意圖；圖12表示用于施加到16行陣列的各行和各列上的波形，表示了具有四個不同灰度值的4行和4列；圖13是圖1所示部分的一種改進，表示一種行驅(qū)動器電路的不同的方案；圖14是按比率1∶2分成兩個子像素的一個像素的示意圖；圖15是按比率1∶2∶2∶4分成4個子像素的一個像素的示意圖；圖16是表示對于14行顯示器按照時間比率1∶1.86∶3.14尋址順序的方案的示意圖。
圖1、2中所示的液晶盒1包含利用間隔環(huán)4和/或散布的間隔件隔開大約1-6微米的兩個玻璃片2、3。由透明的氧化銦錫構成的電極結構5、6形成在兩個片的內(nèi)表面上。這些電極可按7段常規(guī)的行(X)和列(Y)成形式按γ-θ方式顯示。液晶材料層7包含在片2、3以及間隔環(huán)4之間。偏振膜8、9配置在盒1的前后方。偏振膜8、9光軸的取向要使顯示器的對比度最大，即近于正交的偏振膜分別使一個光軸沿著一個被轉(zhuǎn)換的分子排列方向。一個直流電壓源10通過控制邏輯電路11向利用導線14和15連接到電極結構5、6上的驅(qū)動器電路12、13供電。
器件可以按透射或反射方式工作。按前者例如由鎢絲燈16通過器件的光線選擇性地透過或被阻隔，形成預期的顯示圖形。按反射方式，平面鏡17置于第二偏振膜9后方，以便將外界的光向回反射通過盒1和兩個偏振膜。通過使平面鏡17具有部分反射特性，器件可以利用一或二個偏振膜按照透射和反射方式工作。
在組裝之前，片2、3要進行表面處理，例如在其表面上旋覆一層聚合物薄膜，例如聚酰胺或聚酰亞胺薄膜，經(jīng)過干燥，和適當?shù)毓袒?，然后用軟?例如人造纖維)沿單一的方向r1、r2擦光。這種已知的處理形成了液晶分子的表面取向。各分子(按照向列相測量的)本身沿著摩擦方向r1、r2一致排列，并根據(jù)所用聚合物和順序的處理相對表面約成0°到15°角；參閱由S Kuniyasu等人在日本應用物理雜志27卷第5期第827-829頁(1988.5)上的文章，利用斜蒸的已知方法，例如將一氧化硅斜蒸在盒片壁上可以形成另一種表面取向排列。
表面排列處理能形成對于相鄰液晶材料分子的錨定力。 在盒壁(片)之間，各分子由于所用材料的彈性力的特性及約束。材料本身形成為彼此平行的分子層20，如圖3所示，圖3表示的是很多可能結構的一個具體示例。Sc為傾斜相，其中偶極子與該層法線成某一角度，從而，每個分子偶極子21可以設想趨于沿著一個圓錐表面保持狀態(tài)，在圓錐上的位置沿該層厚度改變，每個層20經(jīng)過宏觀看來有人字形的外表。
分析鄰近該層中心的材料，分子偶極子21處在接近該層的平面內(nèi)。施加適當極性的dc電壓脈沖將會將偶極子沿著圓錐表面移動到圓錐的反向側(cè)。在這個圓錐表面上的兩個位置D1、D2代表液晶偶極子的兩種狀態(tài)，即在撤銷所施加的電壓時材料分子將停留在這兩個位置D1、D2中的某一位置上。
在實際的顯示器中，偶極子可能偏離這些理想位置。通常實線中當要顯示信息時，始終向該材料提供ac偏壓。這種ac偏壓具有移動偶數(shù)極子的作用并且能夠改進顯示的外觀。ac偏壓的作用介紹在例如Proc4th IDRC上，1984，217-220頁。采用ac偏壓的顯示尋址方案例如介紹在英國專利申請90.17316.2，PCT/GB 91/01263，是J R Hughes和E P Raynes提出的。該ac偏壓可以是施加到電極15上的數(shù)據(jù)波形。
圖4表示對于材料SCE8的轉(zhuǎn)換特性。曲線標志在轉(zhuǎn)換和非轉(zhuǎn)換之間的界線；當脈沖電壓與時間的乘積在線上時將會發(fā)生轉(zhuǎn)換。如圖所示的曲線是在施加7.5伏的ac偏壓以50Hz頻率測量得到的。適當?shù)牟牧习óa(chǎn)品目錄上的各種標準SCE8，ZLI-5014-000，由Merk Ltd市售，這些都列在PCT/GB 88/01004，WO89/05025中，以及19.6％CM8(49％CC1＋51％CC4)＋80.4％H1 H1＝M1＋M2＋M3(1∶1∶1) 另一種混合物是LPM68＝H1(49.5％)，AS100(49.5％)，IGS97(1％)H1＝MB8.5F＋MB80.5F＋MB70.7F(1∶1∶1)AS100＝PYR7.09＋PYR9.09(1∶2)
在一種常規(guī)的顯示器中，將一(-)極性的消隱脈沖依次施加到每一行上，這會使在這一行上的所有像素轉(zhuǎn)換到或維持黑色。一段時間之后對每行依次施加選通脈沖，直到所有的行被尋址。在每行接收一選通脈沖時，將適當數(shù)據(jù)-ON或數(shù)據(jù)OFF波形同時施加到每一列上。這意味著，在一行中的每個像素接收選通脈沖加上數(shù)據(jù)-ON或選通脈沖加上數(shù)據(jù)OFF的綜合作用。這些綜合作用之一將像素轉(zhuǎn)換到白色，另一種綜合作用使像素保持在黑色狀態(tài)。因此，在一行中被選擇的像素由黑變白，而其它像素保持黑色。使所有行消隱和對所有行尋址所占用的時間就是一幀時間。按照順序重復施加消隱脈沖和選通脈沖。為了維持凈余的零dc平衡，利用選通脈沖對消隱脈沖進行dc平衡。另外，所有的波形有規(guī)則地使極性反變換。
這種常規(guī)類型的顯示器僅可顯示兩種灰度。即黑色和白色。
對于按時間加權的解釋。
雖然一個指定的像素僅能取兩種轉(zhuǎn)換的狀態(tài)，即深色(例如黑色)和淺色(例如白色)外觀，但在每幀對每行尋址兩次可以形成4種數(shù)值的灰度。為了得到在黑白之間(例如灰)之間的對比度的外觀，像素重復地在時間周期t1中轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?，在時間周期t2中轉(zhuǎn)變?yōu)榘咨Ｈ绻@樣一種轉(zhuǎn)換超過約35赫的閃變頻率，操作者就會觀察到介于黑白之間例如灰的對比度或灰度?；疑陌刀热Q于t1∶t2的比率。倘若t1不等于t2，則可以觀察到4種不同的亮度，即4種灰度。當對于t1和t2像素為黑色時，則該像素為黑色；當對于t1和t2像素為白色時，則該像素為白色。當對于t1像素為黑色，對于t2為白色時，當t1＞t2時，得到深灰色，以及當對于t1像素為白色、對于t2像素為黑色時，當t1＞t2時，像素為淺灰。實際上，難于在不同的灰度之間保證預期的比率。時間比率(t2∶t4)的奇數(shù)值是很容易得到的，偶數(shù)值是所需的，但難于得到。
參閱圖5，該圖表示均勻灰度按時間尋址方式的原理，它示意表示在被尋址的一行中的一個像素處形成的波形。
如圖5所示，利用消隱脈沖Vb1將像素轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏r間t1之后利用選通脈沖Va1對該像素尋址。在再一個周期t2之后，消隱脈沖Vb2再次將像素轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?。在時間t3后，第二個選通脈沖對該像素尋址。在再一個時間t4之后，施加消隱脈沖Vb1，過程重復進行。在施加各消隱脈沖Vb1之間的時間，即t1＋t2＋t3＋t4為顯示的幀時間。兩個選通脈沖Va1和Va2都能將像素轉(zhuǎn)換為白色或使其保持為黑色。
這意味著，像素對于t1和t3總是為黑色。對于周期t2，像素或為黑色，或為白色，對于周期t4，或為黑色或為白色。通過改變周期t2和t4，像素可以呈現(xiàn)在黑白之間的任何兩種灰度值以及黑和白色。改變t1和t3改變整體顯示亮度。
表1表示當t2＞t4時進行尋址形成的不同灰度。
表1周期t1t2t3t4灰度狀態(tài)黑白黑白(幾乎)白狀態(tài)黑白黑黑淺灰狀態(tài)黑黑黑白深灰狀態(tài)黑黑黑黑黑圖6表示4行的顯示器，列數(shù)并不重要。行尋址時間的周期數(shù)為8。字母A用來表示，在指定行的一個像素的尋址；這僅是一個示意圖，并假定在一個時間點進行轉(zhuǎn)換消隱和即刻的選通。L1為在周期1和3尋址；L2為在周期2和4；L3為在周期5和7，L4為在周期6和8。因此可以說，黑色為2個時間周期，白色為6個周期，即灰度按時間加權1∶3?；叶葹?/8；2/8；6/8；8/8，即間隔為1∶3和3∶4。
通過按組對各行尋址和將時間周期分成為子周期，這種方式可以擴展到很大的顯示器。例如在圖7中所表示的，所有行被分成1＋4q行、2＋4q、3＋4q行、4＋4q行，其中q是整數(shù)，例如1到60，總共有240行。每個周期則分為60個子周期。行1在周期1的子周期1中尋址；行5(1＋4q q＝1)在周期1的子周期2中尋址；行9(1＋4q q＝2)在周期1的子周期3中尋址；等等，直到行237在周期1中的子周期60中尋址。行2在周期2的子周期1中尋址，行6…238，行3…239，行4…240等。然而，灰度時間比率仍為1∶3，這并沒有提供灰度值的線性間隔。
圖8表示在總共12個時間周期中對16行顯示器的尋址。尋址脈沖的位置看來似乎按照一種無序的方式移動。對此理由是在每幀時間內(nèi)每行進行二次尋址但又不能同時對兩個不同的行尋址的雙重要求所致。所示的12個時間周期僅不過是即時的“快照”，在進行顯示時這12個周期不斷重復。每個像素例如說5個時間周期為黑色狀態(tài)，7個時間周期為白色狀態(tài)，灰度加權為5∶7，這仍然不是灰度值的線性間隔。
圖9表示在32周期內(nèi)對16行尋址，該圖表示的是在32個周期內(nèi)的“快照”。利用相同的最小的間隔，并利用先于選通脈沖的消隱脈沖，通常將會提供1∶3的按時間加權。設置消隱脈沖以便使按時間加權為1∶2。按圖所示，選通脈沖的時間比率為8∶24，即1∶3。取在圖5中表示的時間，則圖9提供t1＝10，t2＝7，t3＝1，t4＝14。這樣就提供了如下的灰度∶表2白色等級bbbb-對于所有32周期為黑色 0bwbb-24周期黑色7個周期白色7bbbw-18周期黑色14周期白色 14bwbw-11周期黑色21周期白色 21這種方案產(chǎn)生的最大亮度為21/32。
很明顯，正如前面所解釋的，通過按16行分成16組以及將每個周期分為16個子周期，可以將這種方式擴展到256行的顯示器。
圖10表示利用在選通脈沖S之前的消隱脈沖b在32個時間周期內(nèi)對16行尋址。能夠顯示白色的兩種周期是20個周期和10個時間周期。按時間加權因此為10∶20即1∶2，是一種均勻加權。最大亮度為30/32。然而，剛好在產(chǎn)生選通脈沖之前的消隱作用減慢了液晶材料的轉(zhuǎn)換。
通常在選通之前消隱幾行，典型方式為在選通之前消隱4到7行并減少轉(zhuǎn)換時間。按照圖10所示的方案，在選通之前形成4行消隱導致按時間加權為7∶17，這不是均勻加權。最大亮度為24/32。
圖11表示在32個時間周期內(nèi)對16行尋址。在每一行中，一個消隱脈沖在選通之前4行，另一個消隱脈沖在選通之前7行。對于14和7個時間周期可以顯示白色，即時間加權為7∶14，這是一種均勻加權。最大亮度為21/32。
在圖12中表示了利用4種灰度值對于16行4列的陣列進行尋址的波形。圖中表示了16行和列中標有1、2、3、4的4行和列，每行和每列交叉點保持空白、輕微陰影、較重陰影或完全黑色以分別指示列1、2、3、4中的白、淺灰、深灰和黑。圖中表示了施加到各行(列)上的波形；它們包含每幀時間施加兩次的消隱脈沖-Vb和選通脈沖+Vs。列波形為+/-Vd脈沖，每個脈沖持續(xù)一個時間間隙(ts)。所描繪的行波形形成顯示器顯示的灰度分布圖形。圖中表示了在行3中的像素A、B、C、D處形成的波形。每個形成的曲線圖表示透過相關像素的光；像素A表示大多數(shù)時間為高透射，因此最高的即為白色的像素。相反像素D為零透射，因此為黑色。
通過對1、17、33、49-241；7，23，39，55-246；2、18、34、50…242行尋址，可以將對16行陣列的尋址擴展到256行或更多，如上所述。列的數(shù)目增加并不影響復雜性。
在圖13中表示了用于對16或更多行的顯示器進行尋址的電路，它改進了圖1中所示的行驅(qū)動器電路；對于列驅(qū)動器的要求不變。如在圖13中所示，使用4個行驅(qū)動器20、21、22、23。行驅(qū)動器20使其順序的輸出端連接到行1、59、13等，行驅(qū)動器21的順序的輸出端連接到2、6、10、14；行驅(qū)動器22的順序的輸出端連接到行3、7、11、15；行驅(qū)動器23的順序的輸出端連接到行4、8、12、16。這種配置可以級聯(lián)，以便利用所有的驅(qū)動器輸出端，例如通過利用64個驅(qū)動器輸出端對256行進行尋址。
按照一種改進，消隱脈沖被選通脈沖所替代。為了得到轉(zhuǎn)換狀態(tài)的4種不同的周期，這就需要對4個子幀進行尋址。
按空間加權的解釋可以將一個像素劃分成具有相等或不相等尺寸的很多區(qū)域。像素呈現(xiàn)的暗度與黑色區(qū)域面積與白色區(qū)域面積的比。例如圖14表示了一個按照1∶2的比例被劃分成2個區(qū)域的像素，可以將這種比例應用于顯示器順序的各行。這就能夠形成4種灰度值，即兩個區(qū)域黑的、兩個區(qū)域白的，大的區(qū)域黑的，其它區(qū)域白的，和大的區(qū)域白的，其它區(qū)域黑的。圖15表示一個按照1∶2∶2∶4再分為4個區(qū)域的像素，這樣就能形成總共10種灰度值。這需要每個像素分為兩個相鄰的行和列。
在高分辨率顯示器中，一個像素的整個尺寸可能是十分小的，例如25×25微米，再分這樣的像素可能給形成最細小的子像素帶來困難。通過改變子像素的外觀尺寸可以克服這一難題。一個與相鄰子像素相關的子像素的外觀尺寸與子像素的面積和它們的相對亮度有關。因此通過使最小的子像素比其周圍的較暗，則該最小的子像素看起來似乎比按它們的體形應體現(xiàn)的更小。這樣就使得將子像素的形成面積能夠比對于指定灰度所預期的稍大。
與另一個子像素相關的一個像素的灰度值(并因此為相對暗度)通過如在圖5中所示的改變消隱和選通脈沖之間的時間，即改變在相鄰行中的t1＋t3可以進行改變。這樣就改變了處在不同灰度下的黑色狀態(tài)所耗費的時間長度。
如上所述，通過單獨利用按時間加權或與按空間加權相結合，可以在一個顯示器中形成均勻的灰度。此處通過改變相鄰子像素的外觀尺寸可以調(diào)節(jié)按空間加權。
利用如下的組合可以形成例如256種灰度表3按時間加權比率按空間加權比重1∶2 1∶4∶16∶641∶4 1∶2∶16∶321∶16 1∶2∶4∶8可能并不希望產(chǎn)生線性間隔的灰度值。對于均勻的亮度增量，眼睛并不是線性感覺的，在相鄰灰度值之間的亮度的視在差別在灰度的亮端遠小于在暗端(由Ellis Horwood Ltd 1991年第二版發(fā)行的“顏色測量”，RWG Hunt著)。
本發(fā)明的一個特征是，通過按所需的(非順序的)順序?qū)Ω餍羞M行尋址以及利用消隱時間對于選通時間的可變分配，對加權中的小的誤差進行校正，就可實現(xiàn)預期的加權。對于所需的按時間加權比率r1∶r2∶r3…rx(x是灰度的比特數(shù))，所需的尋址順序可由如下的算法來得到，這種算法當M(行數(shù))接近無窮大時是正確的(1∶r2＋r3＋…＋3x＋1；r3＋…＋rx＋1；……；rx＋1) 第一段(2；r2＋r3＋…＋3x＋2；r3＋…＋rx＋2；……；rx＋2) 第二段(3；r2＋r3＋…＋3x＋3；r3＋…＋rx＋3；……；rx＋3) 第三段(R；r2＋r3＋…＋3x＋R；r3＋…＋rx＋R；……；rx＋R) 第R段其中R等于ri的和(對于i＝1到x)，以及其中尋址順序遵循對于第一R行的第一段，然后在下面的R行重復直到所有(M/R)的行組已被尋址，然后尋址順序跟隨對于所有(M/R)的行組的第二段，如此等等，直到該序列對于所有的(M/R)的行組的第R段；采用模數(shù)(modulo)R算法來保持在相關的R行的組內(nèi)的數(shù)字表達式。
實際的按時間加權比率由下式給定(r1xN)＋R∶(r2xN)＋R∶…∶rx－1xM∶rxxN-(x－1)R例如參考預期的按時間加權比率為1∶2∶4，總計14行。則r1＝1，r2＝2，和r3＝4(rx＝r3＝4)，x＝3時間比特數(shù)R＝1＋2＋4＝7，以及M＝14。
各行的尋址順序為R行的第一組 R行的第二組第一段 1，r2＋r3，r3＋17＋1，7＋r2＋r3，7＋r3＋1替代各數(shù)值，變?yōu)榈?段 1，2＋4＋1，4＋17＋1，7＋2＋4＋1，7＋4＋1第2段 2，2＋4＋2，4＋27＋2，7＋2＋4＋2，7＋4＋2第3段 3，2＋4＋3，4＋37＋3，7＋2＋4＋3，7＋4＋3第4段 4，2＋4＋4，4＋47＋4，7＋2＋4＋4，7＋4＋4第5段 5，2＋4＋5，4＋57＋5，7＋2＋4＋5，7＋4＋5第6段 6，2＋4＋6，4＋67＋6，7＋2＋4＋6，7＋4＋6第7段 7，2＋4＋7，4＋77＋7，7＋2＋4＋7，7＋4＋7這就提供了如下的尋址順序，因此該模數(shù)變換(X＞)X-7R行的第一組 R行的第二組第1段1，7，5 8，14，12第2段2，(8＞)1，6 9，(15＞)8，13第3段3，(9＞)2，7 10，(16＞)9，14第4段4，(10＞)3，(8＞)111，(17＞)10，(15＞)8第5段5，(11＞)4，(9＞)212，(18＞)11，(16＞)9第6段6，(12＞)5，(10＞)3 13，(19＞)12，(17＞)10第7段7，(13＞)6，(11＞)4 14，(20＞)13，(18＞)11按時間加權比率為7∶13∶22，即1∶1.86∶3.14。這種尋址順序表示在圖16中，其中實心方形表示尋址，即消隱后接著選通。
實際的按時間加權比率將按下式給出(1×3×14)＋7；(2×3×14)＋7；(4×3×14)-(3－1)7即49∶91∶154，亦即1∶1.86∶3.1權利要求
1.一種雙穩(wěn)態(tài)液晶顯示器的多像素尋址方法，該顯示器由分布在近晶相液晶材料層上的m組電極和n組電極的交叉點提供一種m×n可尋址的像素的陣列而構成，包含的步驟是產(chǎn)生用于施加到該m、n個電極上的m和n個波形，這種波形包含具有各種dc幅值和符號的電壓脈沖；按順序向在m組電極中的每個電極施加一個m波形，同時向n組電極施加兩種n波形中適當?shù)囊环N波形，以便沿指定的一個m電極對每個像素進行尋址進入所需狀態(tài)；其特征在于，包含的步驟有在指定的幀時間內(nèi)對每個像素進行第一次，第二次或更多次尋址，在結合兩種數(shù)據(jù)波形中的一種數(shù)據(jù)波形的選通波形以后或之前，通過施加消隱波形進行尋址，在施加消隱波形和選通波形之間的時間為尋址時間；以及改變在一幀時間內(nèi)的尋址時間和與對每個像素尋址相關的時間，以提供在不同灰度值之間的所需的灰度亮度間隔。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于利用結合兩種數(shù)據(jù)脈沖的選通脈沖替代消隱波形。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于所說的像素是完整的像素。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于所說的像素是由具有相同或不同尺寸的兩個或多個子像素組合形成的。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于對電極1到M的尋址順序由下式給出(1；r2＋r3＋...＋rx＋1；r3＋...＋rx＋1；......；rx＋1)對于電極R-y＋(1 to R)(y＝0，1，2，3，...，(M/R)-1)(2；r2＋r3＋...＋rx＋2；r3＋...＋rx＋2；…… ；rx＋2)對于電極1＋[R.y＋(1 to R)](y＝0，1，2，3，......，(M/R)-1)(3；r2＋r3＋...＋rx＋3；r3＋...＋rx＋3；......；rx＋3)對于電極2＋R.y＋(1 to R)(y＝0，1，2，3，...，(M/R)-1)(Rr2＋r3＋…＋rx＋R；r3＋…＋rx＋R；……；rx＋R)對于電極R.y＋(1 to R)(y＝0，1，2，3，...，(M/R)-1)其中r1∶r2∶r3∶……rx(x是灰度比特數(shù))；R等于ri的和(對于i＝1到x)。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于在相鄰子像素之間的單位面積上的相對亮度是不同的。
7.一種多像素尋址的液晶顯示器，包含一個液晶顯示盒，包含在兩個片之間包含的一層鐵電近晶相液晶材料，在一個片上的m組電極和在另一個片上的n組電極，配置適于形成一個由m×n可尋址像素構成的陣列；波形發(fā)生器，用于產(chǎn)生包含在順序的時間間隙處(ts)具有各種dc幅值和符號的電壓脈沖的m和n波形，并將這些波形經(jīng)過驅(qū)動器電路施加到m和n組電極上；控制裝置，用于控制施加m和n波形，以便得到預期的顯示圖形；其特征在于，尋址裝置用于在每幀尋址時間對每個像素尋址兩次或更多次，安排尋址時間和各順序的尋址時間之間的時間，以便在每個像素形成預期的灰度值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有均勻間隔的灰度值的鐵電液晶顯示器。本發(fā)明利用由夾在兩個盒(片)壁之間的平征近晶相液晶材料層構成的雙穩(wěn)態(tài)鐵電液晶顯示器。盒壁上附有例如為行列式電極。以便形成由m×n可尋址像素的陣列，表面經(jīng)處理以保證雙穩(wěn)態(tài)工作。每個像素可分為子像素，因此對于灰度可進行按空間加權。通過將一個像素對時間t
文檔編號G02F1/133GK1149921SQ95193440
公開日1997年5月14日 申請日期1995年4月10日 優(yōu)先權日1994年4月11日
發(fā)明者J·R·休斯, A·格拉漢, M·J·陶勒, E·P·雷尼斯 申請人:英國國防部