專利名稱：通過初設(shè)成向列態(tài)來驅(qū)動膽甾液晶平板顯示器的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及液晶顯示器，尤其涉及用于驅(qū)動膽甾液晶(CLC，cholestericliquid crystal)平板顯示器的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
開發(fā)改進型液晶(“LC”)平板顯示器是一個非?；钴S的研究領(lǐng)域，便攜式電子產(chǎn)品(包括計算機和無線電信設(shè)備)的增長和需求對其發(fā)展起主要的推動作用。此外，由于LC顯示器質(zhì)量的提高，以及生產(chǎn)成本的降低，所以設(shè)想LC顯示器最終可以取代傳統(tǒng)的顯示技術(shù)，諸如陰極射線管。
膽甾液晶(“CLC”)技術(shù)是許多顯示應(yīng)用中特別受到關(guān)注的候選技術(shù)。膽甾液晶可以用來提供雙重穩(wěn)定和多重穩(wěn)定顯示器，由于它們具有非易失性“存儲”特性，所以不需要用連續(xù)驅(qū)動電路來保持顯示圖像，從而大大降低了功耗。此外，一些CLC顯示器很容易在環(huán)境光線下觀看，不需要背景光照。取消背景光照能夠顯示全運動視頻，這將最終替代電視和計算機顯示應(yīng)用中的陰極射線管。但是，傳統(tǒng)CLC材料和驅(qū)動電路有幾個特性，它們限制了獲取這樣的CLC顯示器，即可以被驅(qū)動得足夠快，從而支持顯示全運動視頻所必須的幀速率。
CLC顯示器的構(gòu)造方式是將一液晶薄膜夾在兩片玻璃或透明塑料襯底之間。襯底通常用透明電極制造，而透明電極一般由氧化錫銦(indium tin oxide“ITO”)制成，電“驅(qū)動”信號與電極耦合。驅(qū)動信號誘發(fā)電場，使CLC材料發(fā)生相變和狀態(tài)變化；CLC根據(jù)其相位和/或狀態(tài)呈現(xiàn)不同的反光特性。
CLC可以呈現(xiàn)場致的“向列”相和穩(wěn)定的“膽甾”相。傳統(tǒng)CLC的場致“向列”相是“不穩(wěn)定的”狀態(tài)，這意味著當驅(qū)動CLC成為向列相的電場被消除時，CLC不會保持該狀態(tài)；即當消除電場時，CLC將轉(zhuǎn)換成“穩(wěn)定的”膽甾相。因此，為了降低顯示功率的要求，一般只在穩(wěn)定的膽甾相進行常規(guī)的CLC顯示，在該相中，用CLC兩種不同的分子疇結(jié)構(gòu)(平面和聚焦圓錐，planar and focal-conic)或狀態(tài)調(diào)制入射光。當用環(huán)境光線照射平面態(tài)的CLC時，CLC反射固有光譜帶寬內(nèi)的光線，其中心波長為λ0；所有其他波長的入射光透過CLC。波長λ0可以位于不可見光或可見(“彩色”)光光譜內(nèi)；固有波長位于紅外線光譜的CLC在透射模式顯示器中特別有用，在這種顯示器中，不需要向觀察者反射顏色。通過改變手性化合物在CLC中的比例，可以對紅外線和彩色光譜內(nèi)的任何波長λ0取得這種可選擇的反射。當CLC處于聚焦圓錐態(tài)時，CLC對入射光的所有波長光散射；大部分入射光向前散射，一小部分向后散射。
不完全了解CLC的結(jié)構(gòu)和工作情況，但是，經(jīng)驗數(shù)據(jù)已為不同的假設(shè)模型奠定了基礎(chǔ)，這些模型可用來表征CLC對受控制的刺激作出響應(yīng)。但是，本發(fā)明的原理不受限于這里用來描述CLC結(jié)構(gòu)和響應(yīng)所用的模型。如下文所用的，“接通”和“斷開”是指CLC局部疇的相對狀態(tài)。CLC的每個象素可以由平面態(tài)(“接通”)或聚焦圓錐態(tài)(“斷開”)下的疇或者“紋理”組成；平面態(tài)對應(yīng)于最大反射率，而聚焦圓錐態(tài)對應(yīng)于最小反射率。另外，多重穩(wěn)定的CLC能夠顯示“灰度”圖像，在這類圖像中，通過有選擇地將局部疇驅(qū)動到平面和聚焦圓錐態(tài)之間多個穩(wěn)定中間態(tài)的任何一個狀態(tài)，從而將每個顯示象素驅(qū)動到所需的灰度等級；其中每個中間態(tài)有一反射率，該反射率處于平面態(tài)和聚焦圓錐態(tài)的反射率之間。
可有選擇地將驅(qū)動信號施加到CLC上，在膽甾相的聚焦圓錐態(tài)和平面態(tài)之間切換。CLC材料在顯示應(yīng)用中的一個重要特性是，膽甾相的平面態(tài)和聚焦圓錐態(tài)是穩(wěn)定態(tài)；即，當撤除驅(qū)動信號時，CLC的狀態(tài)不改變。CLC的這種特性一般對于兩個狀態(tài)(例如，黑色和白色)的顯示器，稱為“雙重穩(wěn)定性”，而對于多狀態(tài)(例如，“灰度”)的顯示器，稱為“多重穩(wěn)定性”。CLC的穩(wěn)定性或“存儲”特性不再需要象其他LC材料和陰極射線管所要求的那樣連續(xù)更新顯示器，從而降低了功耗。但是，對于全運動視頻應(yīng)用，驅(qū)動CLC顯示器的速率必須足以在視頻幀之間進行平滑的過渡，該速率稱為視頻“幀速率”。
可以用兩種方法提高傳統(tǒng)CLC顯示的幀速率。一種方法是通過改變材料的紋理來改善CLC材料的狀態(tài)過渡特性，Bao-Gang Wu等人在共同待批的美國專利申請第08/445,181號中揭示了這種方法，所述專利申請的申請日為1995年5月19日，本發(fā)明共同轉(zhuǎn)讓，其內(nèi)容通過引用包括在此。第二種方法是通過用電驅(qū)動信號控制CLC的狀態(tài)過渡來改進這種方法。
1995年9月26日頒發(fā)給West等人的美國專利第5,453,863號提出用可以改變電學量的信號將CLC從聚焦圓錐態(tài)轉(zhuǎn)變成平面態(tài)，反之亦然；連續(xù)的信號數(shù)值用來將驅(qū)動CLC到中間的“灰度”狀態(tài)。如以下將描述的，典型的CLC電光響應(yīng)曲線中對應(yīng)于中間態(tài)的部分具有很陡的斜率；即這部分曲線對應(yīng)于一較窄的電壓范圍，該范圍內(nèi)可改變電學量的信號可用來將CLC驅(qū)動到不同的中間態(tài)。由于電壓范圍一般較窄，所以West等人提出的方法的主要缺點是，難于將CLC精確驅(qū)動到較佳的中間態(tài)。另外，當元胞間隙(cell gap)(即，CLC的厚度)改變時，CLC的電光響應(yīng)曲線將向左或右移。由于典型CLC電光響應(yīng)曲線中對應(yīng)于中間態(tài)的部分具有很陡的斜率，所以即使曲線的微小移動也將造成一特定的驅(qū)動電壓使具有略微不同元胞間隙的象素產(chǎn)生不同的中間態(tài)。
因此，本領(lǐng)域需要一種以全運動視頻幀速率驅(qū)動CLC平板顯示器的設(shè)備和方法。另外，本領(lǐng)域還需要一種將CLC平板顯示器驅(qū)動到中間(灰度)態(tài)的設(shè)備和方法，其中中間態(tài)不是驅(qū)動信號電壓的函數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上討論的現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的主要目的是提供一種驅(qū)動設(shè)備和方法，用于至少將一部分膽甾液晶(“CLC”)板驅(qū)動到具有一給定反射率的狀態(tài)，所述驅(qū)動設(shè)備和方法適于以全運動視頻幀速率驅(qū)動CLC顯示器。
在達到上述主要目的過程中，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，當在將矩陣CLC顯示器驅(qū)動到具有給定反射率的最終狀態(tài)之前，先轉(zhuǎn)換(reset)為膽甾相聚焦圓錐態(tài)時，可以更快地驅(qū)動矩陣CLC顯示器。本發(fā)明通過以下方式使CLC顯示器中的一部分或更多部分初始化或“轉(zhuǎn)換”，所述方法是首先，將一部分或更多部分驅(qū)動到向列相，接著，將該部分或更多部分驅(qū)動到膽甾相聚焦圓錐態(tài)。在傳統(tǒng)的矩陣顯示器中，一部分或更多部分對應(yīng)于矩陣顯示器的圖形單元或“象素”。膽甾相聚焦圓錐態(tài)已經(jīng)有已知特性，所以可用來為后續(xù)該部分驅(qū)動到具有給定反射率之所需狀態(tài)提供一已知的參考狀態(tài)。
在本發(fā)明的一個實施例中，首先驅(qū)動步驟包括施加一脈沖序列以便將該部分驅(qū)動到向列相的步驟，而接著的驅(qū)動步驟包括施加一脈沖序列以便將該部分驅(qū)動到膽甾相聚焦圓錐態(tài)的步驟。如以下將描述的，先將所述部分驅(qū)動到向列相，然后驅(qū)動到膽甾相聚焦圓錐態(tài)的優(yōu)點是可以提高驅(qū)動顯示器的速度，并提高顯示圖像的質(zhì)量。
在本發(fā)明的一個實施例中，首先驅(qū)動步驟包括施加具有第一幅值的第一脈沖序列以便將該部分驅(qū)動到向列相的步驟，并且接著驅(qū)動步驟包括施加具有第二幅值的第二脈沖序列以便將該部分驅(qū)動到膽甾相聚焦圓錐態(tài)的步驟。施加第一和第二脈沖序列的步驟被稱為“初始化”階段，可以擦除所述部分的前一狀態(tài)，為在“尋址”階段將該部分驅(qū)動到一新的狀態(tài)作準備。在相關(guān)的實施例中，第一和第二幅值是CLC板中CLC之成分的函數(shù)，并且/或者是CLC板厚度的函數(shù)。本發(fā)明揭示的用于驅(qū)動CLC的設(shè)備和方法不局限于特定的CLC成分或CLC板結(jié)構(gòu)；這里揭示的原理可用來在用不同CLC材料的許多不同CLC平板顯示結(jié)構(gòu)中獲得好處。
在有選擇地對CLC顯示的一些部分初始化后，可以通過然后將該部分的狀態(tài)驅(qū)動到具有給定反射率的所需最終狀態(tài)，來對顯示器的一部分“尋址”。在本發(fā)明的一個實施例中，所述然后驅(qū)動步驟包括下述步驟即施加具有預(yù)定幅值的尋址脈沖或脈沖序列，以便將該部分從膽甾相聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動到膽甾相平面態(tài)。在一相關(guān)的實施例中，具有給定反射率的所需狀態(tài)是位于膽甾相聚焦圓錐態(tài)和膽甾相平面態(tài)之間的中間態(tài)，并且所述然后驅(qū)動步驟包括下述步驟即施加具有預(yù)定幅值的尋址脈沖序列，以便將該部分從膽甾相聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動到中間態(tài)，給定的反射率是尋址脈沖序列之持續(xù)時間的函數(shù)。在另一實施例中，在施加具有預(yù)定幅值的尋址脈沖序列的步驟之前，先進行施加第一脈沖序列的步驟，其中第一脈沖序列的幅值小于驅(qū)動CLC脫離聚焦圓錐態(tài)所必須的最小幅值，如此調(diào)節(jié)第一脈沖序列的持續(xù)時間，致使第一脈沖序列之持續(xù)時間與尋址脈沖序列之持續(xù)時間的和等于一預(yù)定值。
上述較寬地概括了本發(fā)明的特征和技術(shù)特點，所以本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以更好地理解以下本發(fā)明的詳細描述。下文將描述本發(fā)明的附加特點和長處，它們形成本發(fā)明權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們很容易將所揭示的概念和具體實施例作為基本，修改或設(shè)計用于實現(xiàn)本發(fā)明相同目的的其他結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員還應(yīng)該認識到，這種等價結(jié)構(gòu)不脫離本發(fā)明最寬形式下的精神和范圍。
附圖概述為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)結(jié)合附圖參考以下描述，附圖有


圖1-A是一示意圖，示出了膽甾液晶(“CLC”)分子的螺旋扭絞結(jié)構(gòu)；圖1-B是一示意圖，示出了CLC疇；圖2是一示意圖，示出了優(yōu)勢平面態(tài)的CLC疇；圖3是一示意圖，示出了優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)的CLC疇；圖4是一示意圖，示出了在優(yōu)勢平面態(tài)和優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)之間的中間(“灰度”)態(tài)的CLC疇；圖5是一示意圖，示出了場致向列相中的CLC；圖6例示出CLC的電光響應(yīng)特性；圖7-A例示了驅(qū)動脈沖的脈沖持續(xù)時間為50毫秒時，CLC的電光響應(yīng)特性；圖7-B例示了驅(qū)動脈沖的脈沖持續(xù)時間為3毫秒時，CLC的電光響應(yīng)特性；圖7-C例示了驅(qū)動脈沖的脈沖持續(xù)時間為1毫秒時，CLC的電光響應(yīng)特性；圖7-D例示了驅(qū)動脈沖的脈沖持續(xù)時間為70微秒時，CLC的電光響應(yīng)特性；圖8例示了依照本發(fā)明原理的用于CLC驅(qū)動設(shè)備和方法的波形和定時序列；圖9-A例示了依照本發(fā)明原理的用于CLC驅(qū)動設(shè)備和方法的起動波形的第一脈沖序列；圖9-B例示了依照本發(fā)明原理的用于CLC驅(qū)動設(shè)備和方法的起動波形的第二脈沖序列；圖10例示了依照本發(fā)明原理的用于幀起動CLC驅(qū)動方法的列和行的起動信號；圖11例示了依照本發(fā)明原理的用于幀起動CLC驅(qū)動方法的列和行的極性尋址信號；圖12例示了依照本發(fā)明原理的用于多行CLC驅(qū)動方法的列和行的起動尋址信號；圖13例示了依照本發(fā)明原理的用于灰度CLC驅(qū)動方法的尋址波形脈沖序列；圖14例示了對于不同脈沖序列持續(xù)時間的尋址波形脈沖序列的CLC的電光響應(yīng)特性；
圖15例示了一設(shè)備，其依照本發(fā)明的原理使用驅(qū)動CLC顯示的方法；圖16-A示出了對一例CLC，溫度對相變電壓Vr的影響；和圖16-B示出了對一例CLC，依照本發(fā)明的原理，溫度對所需驅(qū)動時間的影響。
詳細描述在描述本發(fā)明揭示的、用于驅(qū)動膽甾液晶(“CLC”)平板顯示器的新穎設(shè)備和方法之前，必須先描述CLC材料的各種結(jié)構(gòu)，以便理解本發(fā)明的優(yōu)點。首先，參照圖1-A，該圖例示了CLC100的螺旋扭絞結(jié)構(gòu)。CLC螺旋結(jié)構(gòu)100由分子指向110組成，這些指向110相互作用，產(chǎn)生螺距為p的螺旋扭絞結(jié)構(gòu)；螺距p由加入CLC材料中的手性材料的量預(yù)先確定。在圖1-A中，分子指向110被畫成每一假想層的兩維投影，指向的不同投影長度表示CLC螺旋結(jié)構(gòu)100的扭絞結(jié)構(gòu)。大量的CLC材料由許多位于“疇”中的CLC螺旋結(jié)構(gòu)100組成。圖1-B示意性地示出了一個CLC疇。CLC螺旋結(jié)構(gòu)100的螺旋軸稱為“疇指向”。CLC矩陣平板顯示器包括許多圖形單元，或“象素”，每個象素包含許多CLC疇。
施加電場可以迫使CLC改變其結(jié)構(gòu)。在外加電場的使用下，重新對疇指向定向，導致各種光反射和光散射狀態(tài)。如下文所述，光反射平面態(tài)呈現(xiàn)亮色，而光散射聚焦圓錐態(tài)基本呈現(xiàn)暗色。如果CLC顯示器包括多個可分立尋址的象素，那么CLC顯示器可用來顯示文本和/或圖象。
CLC的重要特性是，即使不施加驅(qū)動信號，也存在穩(wěn)定狀態(tài)；即“零場”條件。CLC可以呈現(xiàn)穩(wěn)定的光反射平面態(tài)、穩(wěn)定的光散射聚焦圓錐態(tài)，以及許多在平面態(tài)和聚焦圓錐態(tài)之間的穩(wěn)定中間(即，灰度)態(tài)。圖2是一示意圖，示出了優(yōu)勢平面態(tài)的CLC疇。在平面態(tài)中，CLC分子按假想層排列，每層中分子的長軸基本上彼此平行(并與顯示器的襯底平行)；因此，疇的指向基本上垂直于各層。平面態(tài)的周期有選擇地反射垂直入射到這些層上的電磁輻射(例如，環(huán)境光)。選擇輻射波帶的中心波長為λ＝np，其中λ是輻射波長，n是液晶的平均折射率，而p是CLC材料的預(yù)定螺距。在平面態(tài)中，CLC呈現(xiàn)亮態(tài)，其固有顏色的波長基本上等于λ，該波長可以通過改變CLC中手性材料的量而變化。
現(xiàn)在看圖3，該圖示意地示出了優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)的CLC疇。在聚焦圓錐態(tài)中，每個CLC疇的指向基本上平行于顯示器的襯底，并且相對其他CLC疇的指向隨機取向。隨機取向的指向使入射光的所有波長散射。如果CLC的厚度足夠薄(例如，小于5微米)，那么只反射或“背散射”入射輻射中非常小的百分數(shù)，剩余部分透射或“向前散射”。如果CLC板包括一個用于吸收透射輻射的背板，那么聚焦圓錐態(tài)中的背板部分對觀察者基本上為“黑”。
現(xiàn)在看圖4，該圖示意地示出了一中間(“灰度”)態(tài)的CLC疇，其中中間態(tài)處于優(yōu)勢平面態(tài)和優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)之間。由于一個顯示象素中每個局部疇的指向可以基本上不垂直或平行于顯示器的襯底，(垂直或平行的情況如以上分別就優(yōu)勢平面態(tài)和優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)所述)，所以將每個象素驅(qū)動為某一狀態(tài)，其光反射率處于優(yōu)勢平面態(tài)和優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)之間；局部疇指向相對顯示器襯底的平均角度決定了CLC象素的光反射強度大小(即，中間態(tài))。例如，如果局部疇的實質(zhì)部分處于平面態(tài)，那么象素表現(xiàn)將對應(yīng)于灰度的一個極端；如果局部疇的實質(zhì)部分處于聚焦圓錐態(tài)，那么象素表現(xiàn)將對應(yīng)于灰度的另一個極端；每個中間灰度等級對應(yīng)于具有特定平均角度的局部疇的相對比例。
CLC的另一種重要結(jié)構(gòu)是“場致”向列相。圖5示意性地示出了場致向列相的CLC。“場致”是指必須對CLC連續(xù)施加驅(qū)動信號，以便保持向列相；因此，向列相是不穩(wěn)定狀態(tài)。如果對CLC施加較強的電場，那么CLC轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄邢啵瑹o論CLC初始態(tài)是平面態(tài)還是聚焦圓錐態(tài)。當消除強電場時，CLC將重新變成膽甾相平面或聚焦圓錐。如果電場消除得相當快，那么CLC將轉(zhuǎn)變?yōu)楣夥瓷淦矫鎽B(tài)。但是，如果電場不是馬上減小到零(例如，在強電場之后跟一較弱的電場)，那么CLC將轉(zhuǎn)變?yōu)楣馍⑸渚劢箞A錐態(tài)。
現(xiàn)在參照圖6，該圖例示了CLC的電光響應(yīng)特性。圖6所示的實驗數(shù)據(jù)證明，當用具有固定持續(xù)時間的單個電壓脈沖將常規(guī)的CLC驅(qū)動到各反射率大小時，存在零場穩(wěn)定狀態(tài)。CLC的反射率用圓點表示為所用電壓脈沖數(shù)值的函數(shù)。在零場條件下進行反射測量；即在消除驅(qū)動脈沖后進行測量。所示的反射率刻度是相對最大反射率歸一的任意刻度的反射系數(shù)值。實心圓表示在對初始處于優(yōu)勢光反射平面態(tài)的CLC(即，初始反射率大致等于1)施加各種具有所示電壓的驅(qū)動脈沖之后CLC的反射率?？招膱A表示在對初始處于優(yōu)勢光散射態(tài)的CLC(即，初始反射率大致等于0.12)施加各種具有所示電壓的驅(qū)動脈沖之后CLC的反射率。
如針對CLC初始處于優(yōu)勢平面態(tài)的數(shù)據(jù)所揭示的，存在一個明顯的閾值電壓(Vt)；如果脈沖電壓低于該閾值，那么脈沖不改變CLC的狀態(tài)(反射率)。但是，當脈沖電壓高于該閾值時，如圖所示，隨著脈沖電壓的增大，反射率降低，CLC狀態(tài)逐漸變成光散射較多、光反射較少的狀態(tài)。當脈沖電壓等于Vr時，CLC轉(zhuǎn)變向列相，然后當消除脈沖時，回到光反射平面態(tài)。因此，脈沖電壓Vr是實現(xiàn)零場穩(wěn)定反射(平面)態(tài)的最大電壓；即，大于Vr的電壓將CLC驅(qū)動成不穩(wěn)定的向列相。
繼續(xù)參照圖6，電壓Vc定義為臨界相變電壓；對于Vc和Vr之間的脈沖電壓，在CLC疇中，會部分引起從膽甾相到向列相的相變。同樣，電壓Vs用來描述將初始處于光反射平面態(tài)的CLC驅(qū)動到光散射聚焦圓錐態(tài)所必須的驅(qū)動電壓；Vs的值處于Vt和Vc之間。實驗數(shù)據(jù)表明，對于特定的CLC，Vt、Vs、Vc和Vr各值是所加驅(qū)動脈沖寬度的函數(shù)；一般地說，各值隨脈沖寬度的縮小而增大。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將從圖6所示的的數(shù)據(jù)認識到，通過施加具有合適幅值的脈沖可以在光反射平面態(tài)和光散射聚焦圓錐態(tài)之間驅(qū)動CLC，反之亦然。但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將CLC從聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動到平面態(tài)所需的時間不同于從平面態(tài)變化到聚焦圓錐態(tài)所需的時間；前者可能需要數(shù)十微秒，而后者是毫秒數(shù)量級。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，只有通過施加等于或大于電壓Vr的高電壓(它將CLC恒溫排列成場致向列相)，然后快速消除所加的電壓，才能獲得CLC的優(yōu)勢平面態(tài)(即，反射率大致等于“1”)。如果CLC初始處于優(yōu)勢平面態(tài)P，只要脈沖持續(xù)時間足夠長，那么通過略微低于臨界相變電壓Vc的脈沖電壓，所加的電壓會將CLC轉(zhuǎn)變成優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)F，。另一方面，通過施加等于或大于電壓Vr的高電壓(它將CLC恒溫排列成場致向列相)，然后施加較低的電壓脈沖或者逐漸降低脈沖電壓，迫使液晶轉(zhuǎn)變成優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)，可以使CLC轉(zhuǎn)變成優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)F。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，兩種方式切換到優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)所用的時間不同，一種方式是用高電壓脈沖將驅(qū)動成場致向列相，然后施加較低的電壓脈沖，該方法的時間較短，另一種方式是用足夠長持續(xù)時間的脈沖驅(qū)動CLC，電壓略微低于臨界相變電壓Vc，該方法的時間較長。本發(fā)明的另一優(yōu)點是，通過首先將CLC驅(qū)動成向列相，所得的優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)總是具有相同的低反射率(即，基本上為“黑”)。相反，用其他驅(qū)動方法所得的聚焦圓錐態(tài)的反射率對所用CLC的厚度、脈沖電壓和脈沖持續(xù)時間敏感。參照圖7可以描述對于各種脈沖持續(xù)時間，CLC電光響應(yīng)特性的靈敏度。
現(xiàn)在參照圖7，該圖例示了對于不同持續(xù)時間的驅(qū)動脈沖，CLC的電光響應(yīng)特性；圖7-A示出了對于脈沖持續(xù)時間為50毫秒的驅(qū)動脈沖的響應(yīng)特性；圖7-B示出了對于脈沖持續(xù)時間為3毫秒的驅(qū)動脈沖的響應(yīng)特性；圖7-C示出了對于脈沖持續(xù)時間為1毫秒的驅(qū)動脈沖的響應(yīng)特性；而圖7-D示出了對于脈沖持續(xù)時間為70微秒的驅(qū)動脈沖的響應(yīng)特性。圖7-A、7-B、7-C和7-D中對反射率的測量是在零場條件下進行的。實心圓表示在對初始處于優(yōu)勢光反射平面態(tài)的CLC(即，初始反射率大致等于1)施加各種具有所示電壓的驅(qū)動脈沖之后CLC的反射率?？招膱A表示在對初始處于優(yōu)勢光散射態(tài)的CLC(即，初始反射率大致等于0.18)施加各種具有所示電壓的驅(qū)動脈沖之后CLC的反射率。初始的聚焦圓錐態(tài)是通過施加高電壓脈沖，然后施加電壓較低的脈沖而獲得的；響應(yīng)于高電壓脈沖，CLC將其相改變成場致向列相，然后響應(yīng)于電壓較低的脈沖，重新變成膽甾相聚焦圓錐態(tài)。
在圖7-B、C和D中可以注意到，在每種情況下，初始處于優(yōu)勢平面態(tài)的CLC之電光響應(yīng)曲線(實心圓點表示)的最低反射率RL大于優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)的反射率大小(由空心圓標記的曲線的較低平衡態(tài)表示)。因此，從圖7-A、B、C和D可以獲得一重要發(fā)現(xiàn)如果CLC初始處于優(yōu)勢光反射平面態(tài)P，那么如圖7-A所示，它只能用較寬的驅(qū)動脈沖(例如，50毫秒)切換到優(yōu)勢光散射聚焦圓錐態(tài)F(沒有首先將CLC驅(qū)動到向列相)；即，不能用持續(xù)時間相對較短的脈沖(圖7-B、C和D)直接將CLC從平面態(tài)P驅(qū)動到聚焦圓錐態(tài)F。
部分根據(jù)上述關(guān)于各種驅(qū)動脈沖電壓和持續(xù)時間對CLC電光響應(yīng)曲線之影響的觀察結(jié)果，本發(fā)明提出了一種用于驅(qū)動CLC平板顯示器的新穎設(shè)備和方法，用這種設(shè)備和方法可以按全運動視頻應(yīng)用所必須的足夠快的幀速率驅(qū)動CLC。所揭示的方法采用兩階段驅(qū)動的方案，它有快速將CLC從光散射聚焦圓錐態(tài)轉(zhuǎn)變成光反射平面態(tài)的優(yōu)點。兩階段驅(qū)動方案包括“初始化”階段和“尋址”階段。
現(xiàn)在參照圖8，該圖例示了依照本發(fā)明原理的用于CLC驅(qū)動方法的波形和定時序列。所揭示方法的第一階段是初始化階段800，在該階段中，有選擇地將CLC顯示器的象素驅(qū)動到聚焦圓錐態(tài)；第二或“尋址”階段有選擇地將CLC象素驅(qū)動成所需的顯示狀態(tài)。每個象素的所需顯示狀態(tài)可以是優(yōu)勢光散射聚焦圓錐態(tài)(即，跟在初始化階段之后的初始狀態(tài))、優(yōu)勢光反射平面態(tài)、或者在優(yōu)勢光散射聚焦圓錐和優(yōu)勢光反射平面態(tài)之間的任何中間態(tài)。在初始化階段，有選擇地將兩個脈沖序列施加到CLC的象素上；用第一序列高幅值脈沖810之后，接著用第二序列低幅值脈沖820將象素驅(qū)動成向列相，這使得象素的CLC疇從向列相轉(zhuǎn)變成優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)。在初始化序列之后，被選中的象素處于光散射態(tài)(不管象素的初始態(tài)如何)，其表現(xiàn)基本上為“黑”。初始化階段的目的是擦除象素中記憶的先前狀態(tài)，并為象素準備一個在尋址階段使用的新狀態(tài)。
現(xiàn)在參照圖9-A和9-B，該圖例示了依照本發(fā)明原理的用于CLC驅(qū)動設(shè)備和方法的初始化波形的第一脈沖序列910和第二脈沖序列920。在一實施例中，脈沖的頻率被選為14.3kHz；第一脈沖序列910的幅值為50伏，持續(xù)時間為2毫秒(圖9-A)；第二脈沖序列920的幅值為18伏，持續(xù)時間為4毫秒(圖9-B)；CLC所需的、特殊的脈沖幅值和持續(xù)時間是每個特定實施例之電光響應(yīng)曲線的函數(shù)，由所用CLC材料和厚度部分確定。
初始化階段對于實現(xiàn)能夠以全運動視頻幀速率工作的CLC顯示器非常重要。對于具有象素矩陣的CLC顯示器，應(yīng)該盡可能快地切換每個象素的狀態(tài)。因此，如上所述，應(yīng)該避免用相當慢的速度(毫秒數(shù)量級)將CLC從優(yōu)勢光反射平面態(tài)切換到優(yōu)勢光散射聚焦圓錐態(tài)。這可以通過以下方式實現(xiàn)，即只在尋址階段采用相當快的速度(幾十微秒數(shù)量級)將CLC從優(yōu)勢光散射聚焦圓錐態(tài)切換到光反射平面態(tài)和中間態(tài)。因此，為了只在尋址階段采用從聚焦圓錐態(tài)到平面或中間態(tài)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，必須在初始化階段將每個象素驅(qū)動到優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)；優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)提供一參照狀態(tài)，在尋址階段，每個象素從該狀態(tài)很快地被驅(qū)動到任何所需的狀態(tài)。盡管初始化階段需要數(shù)毫秒，但一顯示屏或所選行中的每個象素可以同時初始化。由于如下所述，顯示器象素只可以按行尋址，所以顯示器的幀速率主要受尋址所需時間的影響。這里揭示的新穎驅(qū)動方法使尋址所需的時間最短，從而使CLC幀速率最大。
采用本發(fā)明揭示的驅(qū)動方法的兩個具體的實施例是“幀初始化”和“多行初始化”技術(shù)。這里揭示的幀初始化技術(shù)采用極性驅(qū)動信號，有選擇地將這些信號施加到列和行電極上。在幀初始化技術(shù)中，首先將每個顯示器象素初始化為優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)。圖10例示了幀初始化CLC驅(qū)動技術(shù)的列和行初始信號。用兩個連續(xù)的脈沖序列將所有象素驅(qū)動成優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)。圖10第一行和第一列中所示的信號是極性脈沖，它們同時施加到行電極和列電極上。施加在每個象素上的結(jié)果電場波形(如圖10中心部分所示)是施加在相應(yīng)行和列電極上的信號的組合。盡管輸入每個行和列電極的輸入信號是有極性，但是作用在每個象素上的組合波形是雙極性的；因此，消除了DC信號分量，該分量會使CLC離子化，并由此縮短元胞的壽命。
現(xiàn)在參照圖11，該圖例示了依照本發(fā)明原理的用于幀初始化CLC驅(qū)動方法的列和行的極性尋址信號。圖11第一行和第一列所示的信號是極性脈沖，它們同時施加在行電極和列電極上。施加在每個象素上的結(jié)果電場波形(如圖11中心部分所示)是施加在相應(yīng)行和列電極上的信號的組合。盡管輸入每個行和列電極的輸入信號是有極性，但是作用在每個象素上的組合波形是雙極性的；因此，如上所述，避免了不希望有的DC信號分量的影響。
為了用被動驅(qū)動方法驅(qū)動LC矩陣顯示器，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)該理解，認識到以下事實是很重要的，即施加到列電極上的尋址信號將影響該列每個象素上出現(xiàn)的電場；CLC閾值電壓Vt(參照上述圖6)是所用信號的限制因子。另外，尋址信號必須優(yōu)化選中象素對未選中象素的切換(態(tài)轉(zhuǎn)換)。因此，為了消除一般與被動-矩陣LC驅(qū)動方法相關(guān)的串擾，加在每一未選行象素上的脈沖電壓必須低于閾值電壓Vt。對于一選中的行，對希望改變其狀態(tài)的象素應(yīng)該施加具有幅值Vr的高電壓脈沖，而對不希望改變其狀態(tài)的象素應(yīng)該施加具有幅值Vs的低電壓脈沖。
尋址方法最好使用傳統(tǒng)的方式，有選擇地將“數(shù)據(jù)”信號施加到列電極，而將“掃描”信號施加到行電極；如這里所用，“數(shù)據(jù)”信號和“掃描”信號兩者都是“尋址”信號的分量。用掃描信號1103按順序激活每行象素，同時有選擇地將被選中行中每個象素的數(shù)據(jù)信號1101、1102施加到列電極上，從而完全尋找到CLC顯示器幀的地址；在對所選行尋址期間，用幅值為Vr或Vs的組合雙極性脈沖1105/1106驅(qū)動行中的象素。如果將改變象素的狀態(tài)，那么施加到包含該象素的列上的數(shù)據(jù)信號具有幅值Vr；否則，數(shù)據(jù)信號的幅值為Vs。
為了保持未選行中所有象素的狀態(tài)，應(yīng)該滿足以下公式，以便為未選行確定合適的驅(qū)動脈沖1104Vn=Vr-Vs2<Vt]]>從該要求可以知道，電壓Vr受關(guān)系式Vr＜2Vt+Vs的限制。對于合適的具有幅值Vn的驅(qū)動脈沖1104，未選行的象素狀態(tài)將不改變，不管列驅(qū)動信號1101或1102是否施加到象素的列電極上。
用幀初始化驅(qū)動技術(shù)驅(qū)動被動-矩陣CLC顯示器的一般方法概括為幀初始化和行到行尋址。參照圖8-10，用所述兩個脈沖序列將一幀中的所有象素同時初始化為優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)。在初始化期間，選擇一幀中的所有行，并且用第一序列脈沖驅(qū)動每個象素，以便從膽甾相轉(zhuǎn)變?yōu)閳鲋孪蛄邢?；第二脈沖序列將每個象素驅(qū)動成膽甾相優(yōu)質(zhì)聚焦圓錐態(tài)。初始化一整個幀只需要幾毫秒。在尋址階段，將具有幅值Vr的尋址信號1103(圖11)施加到所選行的行電極上。如圖11所示，根據(jù)所選行每個象素的所需狀態(tài)，施加到列電極上的信號可以是“接通”波形1101，或者“斷開”波形1102。用施加在行和列電極上的信號的組合驅(qū)動所選行的每個象素。將未選行驅(qū)動信號1104施加于那些不是正在尋址的每一行。施加于未選行每個象素上的組合雙極脈沖的幅值總是低于閾值電壓Vt，因此對未選行象素的狀態(tài)沒有影響。CLC膽甾相的穩(wěn)定性使圖象保持在顯示器上，直至對下一幀初始化。在一些場合下，在幀初始化之間需要一段閑置期，用于提高顯示器的對比度。每次幀初始化之間的時間是幀驅(qū)動時間；驅(qū)動時間的倒數(shù)是幀速率。
上述幀初始化技術(shù)適用于某些場合，但該技術(shù)的缺點是，不能在象素初始化之后馬上對每個象素尋址(除了一幀中第一行象素)。另外，由于同時對一幀中的象素初始化，但在不同時刻尋址，所以每個象素的靜態(tài)顯示時間是不同的。使用本發(fā)明揭示的驅(qū)動方法的第二實施例是“多行初始化”技術(shù)，該技術(shù)用雙極性驅(qū)動信號克服了幀初始化技術(shù)的缺點。
圖12例示了多行初始化CLC驅(qū)動技術(shù)的列和行初始化以及尋址信號。與圖10和11相似，圖12示出了施加在行和列電極上的驅(qū)動信號。但是，所有信號是對稱雙極性波形，不同極性波形。利用多行尋址技術(shù)，將高電壓雙極性信號施加到行電極上，而將低電壓雙極性信號施加到列電極上。
第12的第一行例示了列電極尋址信號的波形1201和1202，對應(yīng)于“接通”和“斷開”狀態(tài)。波形1203表示一例施加到象素所選行之行電極上的尋址脈沖。波形1204表示施加到所選行一象素上的組合脈沖，其中所述象素將被驅(qū)動成“接通”狀態(tài)；波形1205表示施加到將被保持在優(yōu)勢聚焦圓錐(“斷開”)態(tài)的象素上的組合脈沖。為了驅(qū)動象素“斷開”或“接通”，施加到所選行行電極上的尋址信號必須分別與施加到象素列電極上的尋址信號同相或異相?！安ㄐ巍?206是施加到每個未選行之行電極上的零電壓。波形1207、1208表示施加到未選行每個象素上的組合脈沖。由于脈沖1207和1208的幅值低于CLC閾值電壓Vt，所以脈沖將不會影響象素的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的原理，必須在尋址之前對每個象素初始化。圖12的波形1209和1210分別表示第一和第二信號序列(如上所述)，它們分別被施加到將作初始化的每個象素行的行電極上。波形1211、1212以及1213、1214分別表示在第一和第二初始化序列期間施加到每個象素上的組合信號。如此選擇行初始化信號1209和1210的電壓V和V1，以便如上所述，第一和第二組合初始化信號序列的幅值將每個象素驅(qū)動成向列相，然后驅(qū)動為優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)。
施加在列電極上的信號1201和1202的頻率最好與施加在行電極上的尋址信號1203和1206的頻率相同。初始化階段信號1209和1210的頻率用fi表示，而尋址信號1203和1206的頻率用fa表示，這兩個頻率可以不同，只要滿足以下關(guān)系fa＝Nfi，其中N是正整數(shù)。圖12所示的信號是N等于1的情況。當N＝1時，施加到行電極上的初始化信號1209和1210與施加到列電極上的信號1201和1202之間的相差必須等于90°。利用圖12所示的組合信號波形1204、1205、1207、1208、1211-1214，本發(fā)明認識到，可以同時將四個不同的信號加到CLC顯示器四個不同行上，不會發(fā)生串擾。當對一行尋址時，可以對另外一行或多行初始化。因此，每行的尋址階段必須緊跟在該行的初始化階段之后。雙極性多行初始化技術(shù)的優(yōu)點是，每個象素具有相同“動態(tài)”和“靜態(tài)”顯示時間。動態(tài)顯示時間被定義為用電場驅(qū)動象素的時間，而靜態(tài)顯示時間被定義為不驅(qū)動象素的時間；即象素處于穩(wěn)定的膽甾相。
現(xiàn)在參照圖6，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將認識到，通過施加具有適當幅值的脈沖可以將CLC從光反射平面態(tài)驅(qū)動為光散射圓錐態(tài)，反之亦然。如上所述，1995年9月26日頒發(fā)給West等人的美國專利第5,453,863號提出用改變電學量的信號將CLC從聚焦圓錐態(tài)轉(zhuǎn)變成平面態(tài)，反之亦然；連續(xù)的信號數(shù)值可用來將CLC驅(qū)動成中間的“灰度”態(tài)。典型的CLC電光響應(yīng)曲線中對應(yīng)于中間(即，灰度)態(tài)的部分具有一較陡的斜率；即該部分曲線對應(yīng)于一較窄的電壓范圍，用該范圍內(nèi)的改變電學量的信號可以將CLC驅(qū)動成不同的中間態(tài)。由于電壓范圍一般較窄，所以West等人提出的方法的主要缺點是，難于將CLC精確驅(qū)動到較佳的中間態(tài)。另外，當元胞間隙(cell gap)(即，CLC的厚度)改變時，CLC的電光響應(yīng)曲線將向左或右移。由于典型CLC電光響應(yīng)曲線中對應(yīng)于中間(即，灰度)態(tài)的部分具有很陡的斜率，所以即使曲線的微小移動也將造成一特定的驅(qū)動電壓使具有略微不同元胞間隙的象素產(chǎn)生不同的中間態(tài)。本發(fā)明認識到，通過施加一個具有固定且預(yù)定幅值的脈沖、或脈沖序列可以實現(xiàn)灰度CLC顯示器；每個繼續(xù)的脈沖使CLC的狀態(tài)逐步改變。因此，這里揭示的用于驅(qū)動CLC顯示器的方法不依賴于用改變電學量的信號來實現(xiàn)灰度顯示器，而是用具有固定且預(yù)定幅值的脈沖，使每個灰度級(即，中間態(tài))為脈沖持續(xù)時間的函數(shù)。
依照這里揭示的兩階段驅(qū)動技術(shù)，首先將每個象素初始化為優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)。響應(yīng)于尋址脈沖或?qū)ぶ访}沖序列，可以逐漸從優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢平面態(tài)。另外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，每個中間態(tài)或灰度態(tài)在零場條件下極為穩(wěn)定。另外，使用具有固定且預(yù)定幅值的單個尋址脈沖或?qū)ぶ访}沖序列的好處是，可以精確控制灰度態(tài)。
為了充分利用脈沖序列尋址技術(shù)，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將認識到，均衡所選行每個象素的尋址階段驅(qū)動時間是很重要的。由于該技術(shù)要求用單個脈沖或脈沖序列，將象素從優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動到優(yōu)勢平面態(tài)，以及處于其間的狀態(tài)，所以對每個象素尋址的最短時間是所需狀態(tài)的函數(shù)。因此，為了補償將象素從初始態(tài)轉(zhuǎn)變成所需狀態(tài)所要求的不同時間，可以在所具有幅值足以使狀態(tài)變化的脈沖序列之前施加一個其幅值對象素狀態(tài)沒有影響的脈沖序列。
圖13例示了依照本發(fā)明原理的用于灰度CLC驅(qū)動設(shè)備和方法的尋址波形脈沖序列。兩個脈沖序列1301和1302的持續(xù)時間等于預(yù)定的尋址時間T，該時間等于或大于將象素從優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動成優(yōu)勢平面態(tài)所必須的時間如果所需的象素狀態(tài)是中間態(tài)，那么將一個其幅值對象素狀態(tài)沒有影響的脈沖序列1302施加到其幅值足以使狀態(tài)改變的脈沖序列1301之前。T1是低電壓脈沖序列的持續(xù)時間，而T2是高電壓脈沖序列的持續(xù)時間；本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將認識到，可以倒轉(zhuǎn)施加脈沖序列1301和1302的次序。
每個象素的灰度態(tài)由脈沖序列1301的持續(xù)時間T2與預(yù)定的尋址時間T之比確定。對于所用的特定CLC，脈沖序列(或單個脈沖)1301的幅值等于相變電壓Vr，它對應(yīng)于具有脈沖寬度T的單個尋址脈沖；即，如果對CLC施加持續(xù)時間為T，幅值為Vr的脈沖，CLC將轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛄邢?。不同灰度態(tài)的數(shù)目由尋址脈沖的頻率確定；即如果在時間T內(nèi)發(fā)生八個脈沖，那么對一個象素可以實現(xiàn)八級灰度。
現(xiàn)在參照圖14，該圖例示了對于不同脈沖序列持續(xù)時間T2的尋址波形脈沖序列，CLC的電光響應(yīng)特性；零場條件下測量的單個元胞的反射率被繪制成T2與T之比的函數(shù)。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將發(fā)現(xiàn)可用來實現(xiàn)灰度CLC顯示器的較寬的線性區(qū)。由于反射率是T2與T之比的函數(shù)，可以精確控制，所以這里揭示的方法沒有(上述)如West等人所揭示的用驅(qū)動信號數(shù)值來控制反射率的缺點。另外，即使圖14所示的曲線作為CLC元胞間隙的函數(shù)，向左或右移，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員也將認識到，由于存在較寬的線性區(qū)，所以曲線的微小移動對結(jié)果元胞反射率的影響可以忽略。
現(xiàn)在參照圖15，該圖例示了依照本發(fā)明原理的用上述方法驅(qū)動CLC顯示器的設(shè)備。圖15示出，驅(qū)動設(shè)備1510與CLC面板1540相連。在一實施例中，CLC面板1540包括多個可控制的顯示單元1545-1、1545-2、1545-3、1545-n(例如，象素)，由行和列電極(未示出)組成的矩陣限定了這些單元。驅(qū)動設(shè)備包括一個與列電極相連的數(shù)據(jù)電路1520，和一個與CLC面板1540的行電極相連的掃描電路1530。數(shù)據(jù)電路1520和掃描電路1530有選擇地將上述初始化和尋址信號施加到CLC面板1540上，施加到列電極上的信號與施加到行電極上的信號合作，有選擇地將每個可控制的顯示單元1545從優(yōu)勢聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動到優(yōu)勢平面態(tài)，和其間的中間態(tài)。本發(fā)明的原理不限于驅(qū)動設(shè)備1510的特定實施例，只是數(shù)據(jù)電路1520和掃描電路1530必須可適當操作，以便依照本發(fā)明的原理產(chǎn)生初始和尋址信號。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員了解環(huán)境溫度對CLC顯示器性能的影響；尤其在相當?shù)偷臏囟认隆LC對所加電壓的響應(yīng)直接與CLC材料的粘度相關(guān)；粘度一般隨溫度降低而呈指數(shù)上升，這會導致CLC的響應(yīng)時間相應(yīng)增大。在一特定溫度下，CLC材料的粘度與材料的結(jié)構(gòu)相關(guān)。因此，綜合低粘度CLC材料是避免在低溫度下響應(yīng)時間變慢的方法；但是，只能使CLC的粘度在低溫下略有改善。克服低溫下低粘度問題的第二種方法是，通過改變施加在CLC上的驅(qū)動波形，補償粘度變化。
現(xiàn)在參照圖16-A，該圖示出了在驅(qū)動時間為5毫秒的情況下，溫度對一例CLC之相變電壓Vr的影響?？梢?，相變電壓Vr隨溫度降低而增大。參照圖16-B，該圖示出了在所加電壓為40伏的情況下，溫度對所需驅(qū)動時間的影響，可見，驅(qū)動時間隨溫度降低而按指數(shù)上升。因此，為了在低溫下實現(xiàn)全運動視頻幀速率；使用上述驅(qū)動方法，可以通過增加驅(qū)動電壓，補償溫度對顯示器驅(qū)動時間的影響?？梢杂糜糜跈z測CLC顯示器之溫度的反饋機理，向驅(qū)動設(shè)備提供溫度補償信號，使其能夠適當?shù)卦黾踊蚪档统跏蓟蛯ぶ沸盘柕姆?；另一方面，盡管大多數(shù)情況下很少希望如此，但驅(qū)動設(shè)備可以適當?shù)卦黾踊蚪档万?qū)動信號的持續(xù)時間，以便補償顯示溫度的變化。
盡管已詳細描述了本發(fā)明及其優(yōu)點，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)該理解，他們可以不脫離本發(fā)明最寬形式的精神和范圍，進行各種變化、替換和改變。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動方法，該方法至少將膽甾液晶(CLC)板的一部分驅(qū)動到具有給定反射率的狀態(tài)，其特征在于，所述方法包括以下步驟首先，將所述部分驅(qū)動到向列相；接著，將所述部分驅(qū)動到膽甾相聚焦圓錐態(tài)，所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)為后續(xù)驅(qū)動所述部分提供了一已知的參考態(tài)；以及其后，將所述部分驅(qū)動到具有所述給定反射率的所述狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述首先驅(qū)動步驟包括下述步驟施加一脈沖序列，將所述部分驅(qū)動到所述向列相。
3.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述接著驅(qū)動步驟包括下述步驟施加一脈沖序列，以便將所述部分驅(qū)動到所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述首先驅(qū)動步驟包括下述步驟施加具有第一幅值的第一脈沖序列，以便將所述部分驅(qū)動到所述向列相，并且所述接著驅(qū)動步驟包括下述步驟施加具有第二幅值的第二脈沖序列，以便將所述部分驅(qū)動到所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一和第二幅值是所述CLC板中CLC成分的函數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一和第二幅值是所述CLC板的厚度的函數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述其后驅(qū)動步驟包括下述步驟施加一脈沖序列，以便將所述部分從膽甾相聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動到具有所述給定反射率的所述狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動方法，其特征在于，具有所述給定反射率的所述狀態(tài)是在所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)和一膽甾相平面態(tài)之間的中間態(tài)，并且其后將所述部分驅(qū)動到所述中間態(tài)的所述步驟包括下述步驟施加具有預(yù)定幅值的尋址脈沖序列，以便將所述部分從所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動到所述中間態(tài)，所述給定的反射率是所述尋址脈沖序列之持續(xù)時間的函數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的驅(qū)動方法，其特征在于，在施加具有預(yù)定幅值的尋址脈沖序列的所述步驟之前，先進行施加第一脈沖序列的步驟，其中所述第一脈沖序列的幅值小于驅(qū)動CLC脫離聚焦圓錐態(tài)所必須的最小幅值，如此調(diào)節(jié)所述第一脈沖序列的持續(xù)時間，致使所述第一脈沖序列之所述持續(xù)時間與所述尋址脈沖序列之所述持續(xù)時間的和等于一預(yù)定值。
10.一種用于膽甾液晶(CLC)板的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動設(shè)備包括數(shù)據(jù)電路，它可與所述CLC板相連，可有選擇地將第一初始化信號和第一尋址信號施加到所述CLC板上；和掃描電路，它可與所述CLC析相連，可有選擇地將第二初始化信號和第二尋址信號施加到所述CLC板上，所述第一和第二初始化信號合作，將所述CLC板中的CLC驅(qū)動為向列相，接著將所述CLC驅(qū)動為膽甾相聚焦圓錐態(tài)，所述第一和第二尋址信號合作，有選擇地將所述CLC從所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動為具有給定反射率的狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求10所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二初始化信號都包括具有第一幅值的第一脈沖序列，和具有第二幅值的第二脈沖序列，所述第一脈沖序列將所述CLC驅(qū)動為所述向列相，而所述第二脈沖序列將所述CLC驅(qū)動為所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)。
12.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一幅值和所述第二幅值是所述CLC之成分和厚度的函數(shù)。
13.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二脈沖序列的頻率大約為14.3kHz。
14.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一脈沖序列的持續(xù)時間大約為2毫秒，所述第二脈沖序列的持續(xù)時間大約為4毫秒。
15.如權(quán)利要求10所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二尋址信號都包括一個具有預(yù)定幅值的尋址脈沖序列，通過改變所述尋址脈沖序列的持續(xù)時間，所述驅(qū)動設(shè)備可將所述CLC驅(qū)動到具有所述給定反射率的所述狀態(tài)。
16.如權(quán)利要求15所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)定幅值是所述CLC之成分和厚度的函數(shù)。
17.如權(quán)利要求15所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二脈沖序列的頻率大約為14.3kHz。
18.如權(quán)利要求15所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，在具有預(yù)定幅值的所述尋址脈沖序列之前有第一脈沖序列，其幅值小于驅(qū)動CLC脫離聚焦圓錐態(tài)所必須的最小幅值，如此改變所述第一脈沖序列的持續(xù)時間，致使第一脈沖序列之持續(xù)時間與尋址脈沖序列之持續(xù)時間的和等于一恒定值。
19.如權(quán)利要求10所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二初始化信號以及所述第一和第二尋址信號都包括雙極性電學波形。
20.一種用于膽甾液晶(CLC)板的驅(qū)動設(shè)備，它具有第一和第二電極，連接在液晶板的兩側(cè)，其特征在于，所述驅(qū)動設(shè)備包括數(shù)據(jù)電路，它可與所述第一電極板相連，用于有選擇地將第一初始化信號和第一尋址信號施加到所述CLC板上；和掃描電路，它可與所述第二電極相連，用于有選擇地將第二初始化信號和第二尋址信號施加到所述CLC板上，所述第一和第二初始化信號合作，將所述CLC板中的CLC驅(qū)動為向列相，接著將所述CLC驅(qū)動為膽甾相聚焦圓錐態(tài)，所述第一和第二尋址信號合作，有選擇地將所述CLC從所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動為具有給定反射率的狀態(tài)。
21.如權(quán)利要求20所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二初始化信號都包括具有第一幅值的第一脈沖序列，和具有第二幅值的第二脈沖序列，所述第一脈沖序列將所述CLC驅(qū)動為所述向列相，而所述第二脈沖序列將所述CLC驅(qū)動為所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)。
22.如權(quán)利要求21所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一幅值和所述第二幅值是所述CLC之成分和厚度的函數(shù)。
23.如權(quán)利要求21所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二脈沖序列的頻率大約為14.3kHz。
24.如權(quán)利要求21所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一脈沖序列的持續(xù)時間大約為2毫秒，所述第二脈沖序列的持續(xù)時間大約為4毫秒。
25.如權(quán)利要求20所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二尋址信號都包括一個具有預(yù)定幅值的尋址脈沖序列，通過改變所述尋址脈沖序列的持續(xù)時間，所述驅(qū)動設(shè)備可將所述CLC驅(qū)動到具有所述給定反射率的所述狀態(tài)。
26.如權(quán)利要求25所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)定幅值是所述CLC之成分和厚度的函數(shù)。
27.如權(quán)利要求25所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二脈沖序列的頻率大約為14.3kHz。
28.如權(quán)利要求25所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，在具有預(yù)定幅值的所述尋址脈沖序列之前有第一脈沖序列，其幅值小于驅(qū)動CLC脫離聚焦圓錐態(tài)所必須的最小幅值，如此改變所述第一脈沖序列的持續(xù)時間，致使第一脈沖序列之持續(xù)時間與尋址脈沖序列之持續(xù)時間的和等于一恒定值。
29.如權(quán)利要求20所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二初始化信號以及所述第一和第二尋址信號都包括雙極性電學波形。
30.一種用于膽甾液晶(CLC)顯示器的驅(qū)動設(shè)備，其中所述CLC顯示器具有多個可控制的顯示單元，并且具有由行和列電極組成的矩陣，這些電極限定了每個所述可控制的顯示單元，其特征在于，所述驅(qū)動設(shè)備包括數(shù)據(jù)電路，它可與所述列電極相連，用于有選擇地將第一初始化信號和第一尋址信號施加到每個所述顯示單元上；和掃描電路，它可與所述行電極相連，用于有選擇地將第二初始化信號和第二尋址信號施加到每個所述顯示單元上，所述第一和第二初始化信號合作，將所述可控制的顯示單元驅(qū)動為向列相，接著將可控制的顯示單元驅(qū)動為膽甾相聚焦圓錐態(tài)，所述第一和第二尋址信號合作，有選擇地將所述可控制的顯示單元從所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動為具有給定反射率的狀態(tài)。
31.如權(quán)利要求30所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二初始化信號都包括具有第一幅值的第一脈沖序列，和具有第二幅值的第二脈沖序列，所述第一脈沖序列將所述可控制顯示單元中的被選中單元驅(qū)動為所述向列相，而所述第二脈沖序列將所述可控制顯示單元中的所述被選中單元驅(qū)動為所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)。
32.如權(quán)利要求31所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一幅值和所述第二幅值是所述CLC之成分和厚度的函數(shù)。
33.如權(quán)利要求31所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二脈沖序列的頻率大約為14.3kHz。
34.如權(quán)利要求31所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一脈沖序列的持續(xù)時間大約為2毫秒，所述第二脈沖序列的持續(xù)時間大約為4毫秒。
35.如權(quán)利要求30所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二尋址信號都分別包括一個具有第一和第二預(yù)定幅值的尋址脈沖序列，通過改變所述尋址脈沖序列的持續(xù)時間，所述驅(qū)動設(shè)備可將所述CLC驅(qū)動到具有所述給定反射率的所述狀態(tài)。
36.如權(quán)利要求35所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二預(yù)定幅值是所述CLC之成分和厚度的函數(shù)。
37.如權(quán)利要求35所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二脈沖序列的頻率大約為14.3kHz。
38.如權(quán)利要求35所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，在所述尋址脈沖序列之前有第一脈沖序列，其幅值小于驅(qū)動CLC脫離聚焦圓錐態(tài)所必須的最小幅值，如此改變所述第一脈沖序列的持續(xù)時間，致使第一脈沖序列之持續(xù)時間與尋址脈沖序列之持續(xù)時間的和等于一恒定值。
39.如權(quán)利要求30所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，同時將所述第一和第二初始化信號施加到所述多個可控制顯示單元的每個單元上。
40.如權(quán)利要求30所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，將所述第一和第二初始化信號施加到所述多個可控制顯示單元的至少第一所選行上，同時將所述第一和第二尋址信號施加到所述多個可控制顯示單元的至少第二所選行上。
41.如權(quán)利要求30所述的驅(qū)動設(shè)備，其特征在于，所述第一和第二初始化信號以及所述第一和第二尋址信號都包括雙極性電學波形。
42.一種用于驅(qū)動具有多個可控制顯示單元的膽甾液晶(CLC)顯示器的方法，所述CLC顯示器具有由行和列電極組成的矩陣，這些電極限定了每個所述可控制的顯示單元，其特征在于，所述方法包括以下步驟通過將第一初始化信號施加到至少一個所述列電極上，并將第二初始化信號施加到至少一個所述行電極上，有選擇地對所述可控制顯示單元中的至少一個單元初始化，所述第一和第二初始化信號全作，將所述可控制顯示單元中的所述至少一個單元驅(qū)動為向列相，接著將所述可控制顯示單元中的所述至少一個單元驅(qū)動為膽甾相聚焦圓錐態(tài)；并且通過將第一尋址信號施加到所述至少一個列電極上，并將第二尋址信號施加到所述至少一個行電極上，有選擇地對所述可控制的顯示單元中的所述至少一個單元尋址，所述第一和第二尋址信號合作，有選擇地將所述可控制的顯示單元的所述至少一個單元從所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動到具有給定反射率的狀態(tài)。
43.如權(quán)利要求42所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一和第二初始化信號都包括具有第一幅值的第一脈沖序列，和具有第二幅值的第二脈沖序列，所述第一脈沖序列將所述可控制顯示單元中被選中的單元驅(qū)動為所述向列相，而所述第二脈沖序列將所述可控制顯示單元中所述被選中的單元驅(qū)動為所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)。
44.如權(quán)利要求43所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一幅值和所述第二幅值是所述CLC顯示器中CLC之成分和厚度的函數(shù)。
45.如權(quán)利要求43所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一和第二脈沖序列的頻率大約為14.3kHz。
46.如權(quán)利要求43所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一脈沖序列的持續(xù)時間大約為2毫秒，所述第二脈沖序列的持續(xù)時間大約為4毫秒。
47.如權(quán)利要求42所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一和第二尋址信號都分別包括一個具有第一和第二預(yù)定幅值的尋址脈沖序列，所述有選擇地尋址的步驟包括下述步驟通過改變所述尋址脈沖序列的持續(xù)時間，將所述可控制顯示單元中的一些單元驅(qū)動到具有所述給定反射率的所述狀態(tài)。
48.如權(quán)利要求47所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一和第二預(yù)定幅值是所述CLC顯示器中CLC之成分和厚度的函數(shù)。
49.如權(quán)利要求47所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一和第二脈沖序列的頻率大約為14.3kHz。
50.如權(quán)利要求47所述的驅(qū)動方法，其特征在于，在所述尋址脈沖序列之前有第一脈沖序列，其幅值小于驅(qū)動CLC脫離聚焦圓錐態(tài)所必須的最小幅值，如此改變所述第一脈沖序列的持續(xù)時間，致使第一脈沖序列之持續(xù)時間與尋址脈沖序列之持續(xù)時間的和為一恒定值。
51.如權(quán)利要求42所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述有選擇地初始化的步驟包括下述步驟同時將所述第一和第二初始化信號施加到所述多個可控制顯示單元的每個單元上。
52.如權(quán)利要求42所述的驅(qū)動方法，其特征在于，對所述多個可控制顯示單元的至少第一所選行進行所述有選擇地初始化步驟，同時對所述多個可控制顯示單元的至少第二所選行進行所述有選擇地尋址的步驟。
53.如權(quán)利要求42所述的驅(qū)動方法，其特征在于，所述第一和第二初始化信號以及所述第一和第二尋址信號都包括雙極性電學波形。
54.一種膽甾液晶(CLC)顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括一CLC板，它具有多個可控制的顯示單元，并且具有由行和列電極組成的矩陣，這些電極限定了每個所述可控制的顯示單元，數(shù)據(jù)電路，它與所述列電極相連，用于有選擇地將第一初始化信號和第一尋址信號施加到所述多個可控制顯示單元的每個單元上；和掃描電路，它與所述行電極相連，用于有選擇地將第二初始化信號和第二尋址信號施加到所述多個可控制顯示單元的每個顯示單元上，所述第一和第二初始化信號合作，將所述可控制的顯示單元驅(qū)動為向列相，接著將可控制的顯示單元驅(qū)動為膽甾相聚焦圓錐態(tài)，所述第一和第二尋址信號合作，有選擇地將所述可控制的顯示單元從所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動為具有給定反射率的狀態(tài)。
55.如權(quán)利要求54所述的CLC顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二初始化信號都包括具有第一幅值的第一脈沖序列，和具有第二幅值的第二脈沖序列，所述第一脈沖序列將所述多個可控制顯示單元中的被選中單元驅(qū)動為所述向列相，而所述第二脈沖序列將所述可控制顯示單元中的所述被選中單元驅(qū)動為所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)。
56.如權(quán)利要求54所述的CLC顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二尋址信號都分別包括一個具有第一和第二預(yù)定幅值的尋址脈沖序列，通過改變所述尋址脈沖序列的持續(xù)時間，所述CLC顯示系統(tǒng)可將所述可控制的顯示單元從所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)驅(qū)動到具有所述給定反射率的所述狀態(tài)。
57.如權(quán)利要求56所述的CLC顯示系統(tǒng)，其特征在于，在所述尋址脈沖序列之前有第一脈沖序列，其幅值小于驅(qū)動CLC脫離聚焦圓錐態(tài)所必須的最小幅值，如此改變所述第一脈沖序列的持續(xù)時間，致使第一脈沖序列之持續(xù)時間與尋址脈沖序列之持續(xù)時間的和具有一恒定值。
58.如權(quán)利要求54所述的CLC顯示系統(tǒng)，其特征在于，同時將所述第一和第二初始化信號施加到所述多個可控制顯示單元的每個單元上。
59.如權(quán)利要求54所述的CLC顯示系統(tǒng)，其特征在于，將所述第一和第二初始化信號施加到所述多個可控制顯示單元的至少第一所選行上，同時將所述第一和第二尋址信號施加到所述多個可控制顯示單元的至少第二所選行上。
60.如權(quán)利要求54所述的CLC顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述第一和第二初始化信號以及所述第一和第二尋址信號都包括雙極性電學波形。
全文摘要
用于至少將一部分膽甾液晶(“CLC”)板驅(qū)動到具有給定反射率的狀態(tài)的驅(qū)動設(shè)備和方法。一種方法包括以下步驟:(1)首先,將所述部分驅(qū)動到向列相;(2)接著,將所述部分驅(qū)動到膽甾相聚焦圓錐態(tài),所述膽甾相聚焦圓錐態(tài)為后續(xù)驅(qū)動所述部分提供了一已知的參考態(tài);以及(3)其后,將所述部分驅(qū)動到具有所述給定反射率的所述狀態(tài)。
文檔編號G02F1/133GK1247619SQ9880256
公開日2000年3月15日 申請日期1998年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月8日
發(fā)明者吳葆剛, 高建謐, 趙錳 申請人:先進顯示體系股份有限公司