CN1147311A - 铁电液晶显示的温度补偿 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对温度引起液晶材料转换参数变化进行温度补偿的寻址方案。通过测量液晶温度并根据所测结果改变选通波形的长度来进行补偿。由构成显示单元的x，y矩阵的行和列电极对铁电液晶盒寻址。在把适当数据波形加到所有列电极上的同时将选通波形依次加到每一行上。在每一显示单元材料接收寻址波形以转换成取决于寻址波形极性的两个转换状态之一。数据波形是例如周期为2ts的交变正和负脉冲。选通脉冲是持续时间为一个时间周期的零加上较长持续时间例如等于或大于0.25ts或更长的单极电压脉冲。这可能导致在邻近行中寻址的重叠，例如在一行上的选通脉冲的尾端与在下一行上的选通脉冲的始端重叠。可由相反极性的两个选通脉冲之一将显示单元转换为其两个状态之一。另外，消隐脉冲可以将所有单元转换为一个状态，所用的选通脉冲将选择的单元转换为另一状态。

Description

铁电液晶显示的温度补偿
本发明涉及多路寻址的铁电液晶显示的温度补偿。这种显示使用倾斜的手性近晶C.I.或F液晶材料。
液晶器件常常包括一个夹在两块玻璃板之间的薄层液晶材料。在两个玻璃板的内表面上形成光学上透明的电极。当将电压加在这些电极上时所形成的电场改变液晶分子的分子取向。可容易地观察到分子取向的变化并且分子取向的变化是形成许多种液晶显示器件的基础。
在一种铁电液晶显示器件中，即表面稳定的铁电液晶器件(SSFLC-N.A.Clark S.T.Lagerwall，App Phys Lett 36(11)1980 pp 899-901)中，分子在由所加电埸的极性决定的两个不同的取向方向之间转换。这些器件具有双稳态性并且保持在两个稳定状态之一直到转换到另一状态为止。这允许相当大的显示器的多路寻址。
一种常用的多路显示器件具有用于显示例如字母数字字符的以x，y矩阵格式设置的多个显示单元，即象素。通过在一块板上形成电极作为一系列列电极以及在另一板上形成电极作为一系列行电极来提供矩阵格式。在每一列和行之间的相交处形成可寻址的单元或象素。其它矩阵层是公知的，例如极坐标(r-θ)，以及七段数字显示。
有许多不同的多路寻址方案。它们的一个公共特点是给每一行或线依次施加一种称为选通选通脉冲波形的波形。在选通脉冲加到每一行的同时，将称为数据波形的两个波形中的适当的一个加到所有列电极上，所加数据波形的持续时间为数据波形的一个周期(通常称为线地址时间)。不同方案之间的差别在于选通脉冲的形状和数据电压波形不同。
欧洲专利申请0,306,203描述了一种铁电液晶显示的多路寻址方案。在该申请中选通脉冲是交变极性的单极性脉冲，两个数据波形是符号相反的矩形波。选通脉冲的宽度为数据波形周期的一半。选通脉冲和适当的一个数据电压的组合提供液晶材料的一种转换。
GB 2,262,831描述了另一寻址方案，其中选通脉冲波形首先为零，持续时间为一个时隙，随后为长度大于一个时隙(例如两个时隙或更多)的直流脉冲。数据波形是脉宽长度为一个时隙的+/-数据电压Vd的交变脉冲。线地址时间为一个时隙的两倍。结果是在不同行之间有寻址时间重叠。延长选通脉冲的时间长度意味着在逐行电极中寻址的重叠。这样的重叠将在不影响其它波形的同时大大增加了转换脉冲的宽度，并且由此在保持处于两个不同转换状态的单元之间有良好反差比的同时可减少寻址一个完整的显示所用的总时间。
在下列文献中描述了其它寻址方案；GB2，146，473-A；GB-2，173，336A；GB-2，1 73，337-A；GB-2，173，629-A；WO 89/05025；Harada等人发表在1985 S.I.D Digest Paper 8.4第131-134页上的文章；Lagerwall等人发表在1985 IEEE.IDRC第213-221页上的文章；P Maltese等人发表在Proc1988IEEE，IDRC第98-101页上的“铁电LC显示板的快速寻址”。
通过两个符号相反的选通脉冲以及一个数据波形可以使液晶材料在其两个状态之间转换。另一方面，可使用消隐脉冲将材料转换成一个状态，并且使用单个选通脉冲以及一个适当的数据脉冲有选择地将反向象素转换成另一状态。使消隐脉冲和选通脉冲的极性周期***替变换以保持净零直流值。
通常这些消隐脉冲的幅度和作用时间比选通脉冲的大，从而材料的转换与加到任一相交处的两个数据波形的幅度和作用时间无关。可在选通脉冲的前头以一行一行的方式施加消隐脉冲，或者同时消隐整个显示，或者同时消隐一组行。
一种公知的消隐方案是使用电压(V)与时间(t)的积Vt和选通脉冲的Vt积相同但极性相反的消隐脉冲。消隐脉冲的幅度是选通脉冲的一半，以及消隐脉冲的作用时间是选通脉冲的两倍。这些值可保证在没有周期性极性反转变换的情况下消隐脉中和选通脉冲具有净零的直流值。
在EP0,378,293中描述了另一种有消隐脉冲的公知方案。它使用常规的直流平衡选通脉冲(相反的极性的相等周期)和类似的直流平衡的消隐脉冲(相反的极性的相等周期)，其中消隐脉冲的宽度为选通脉中的宽度的几倍。这种方案在消隐波形和选通波形没有周期性反转极性变化的情况下具有净零的直流值。
直流平衡的特点在投影显示中特别重要，因为如果想要使象素之间的间隙转换为一光学状态，那么不能允许极性的周期性的反转变化。
现有的显示的一个问题是器件的参数随温度而变，这限制了器件可使用的温度范围。为了解决这一问题，常常改变驱动参数。通常这包括行或(选通)电压Vs，列(数据)电压Vd，以及线寻址时间。另一技术方案是将可变电位引入选通预馈脉冲，其目的是修改液晶材料操作参数，使其在宽的温度范围(例如约20℃)操作而不需要补偿Vs、Vd或线寻址时间。这一技术方案描述在GB 2,232,802中。
按照本发明，根据液晶材料温度的变化，通过在保持选通脉冲作用到依次寻址的行之间的时间相同(即数据波形周期或线寻址时间)的情况下改变选通脉冲时间长度来解决温度补偿的问题。
按照本发明，一种温度补偿多路寻址铁电液晶矩阵显示的方法，包括下列步骤：
提供一个具有包围一层铁电液晶材料的盒壁的液晶盒；
在一个盒壁上形成第一组电极并在另一盒壁上形成第二组电极，由电极的相交部分形成一个可寻址单元的矩阵；
依次对第一组电极中的每一电极逐个寻址，这种寻址或者通过施加有正值和负值脉冲的选通波形，或者通过施加消隐脉中再加选通脉冲，从而保持净零的直流值，
与选通脉冲同步地将两个数据波形之一加到第二组电极中的每一电极上，两个数据波形为交变的正和负值，一个数据波形是另一数据波的反向波，
其特征在于：
测量液晶材料的温度，
根据所测量的液晶的温度、在保持选通波形依次加到第二组电极的寻址电极之间有相同时间的同时改变选通波形的时间长度，
由此补偿温度引起的液晶材料参数的变化。
选通波形加到顺序的行之间的时间是数据波形周期，例如可为2ts或4ts，这取决于寻址方案的类型。常常将数据波形周期称为线寻址时间，线寻址时间乘以显示的线数给出一帧时间。
选通波形可为两部分，第一部分可以是在第一周期零ts值，紧接着的第二部分就是一个非零电压(主)脉冲，其持续时间为ts的较大部分或大于ts，例如(0.25，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0或更大)x.ts。选通波形的第二部分持续足够长的时间，以提供(与选通波形的第一部分和数据波形组合的)液晶材料转换。例如选通波形的第二部分可以是大约0.25ts以上，通常是0.5ts以上。选通波形的第二部分的长度可以连续变化，或者以例如0.5ts或1ts的步长变化。
此外，选通波形在与选通波形的剩余部分极性相同或不同的第一ts周期内可具有非零电压，从而提供附加的温度补偿。
通过选通脉冲和适当的数据波形的重合可使液晶材料在其两个状态之间转换。另外，可由消隐脉冲使液晶材料转换成它的两个状态之一，接着由选通脉冲和适当的数据波形的重合使所选的象素再转换为另一状态。
消隐脉冲可以是一个部分或者两个部分。对于两部分的消隐脉冲，第一部分与第二部分的极性相反；使消隐脉冲的两部分具有与单选通脉冲的电压时间积Vt组合以得到净的零直流值的电压时间积Vt。
根据本发明，一种温度补偿多路寻址液晶显示器包括：
由夹在两个盒壁之间的一层液晶材料构成的液晶盒，所述液晶材料为倾斜手性近晶结构的液晶材料，盒壁带有作为在一个盒壁上的第一组电极和在另一盒壁上的第二组电极形成的电极，将电极设置成一起形成一个可寻址相交部分的矩阵，对至少一个盒壁进行表面处理给液晶分子提供沿单方向的表面取向；
产生包括正值和负值的直流脉冲的选通波形的装置；
将选通波形依次加到第一组电极中的每一电极上的驱动电路；
产生两组幅度和频率相同但符号相反的数据波形的装置，每一数据波形包括持续一个时隙(ts)的时间周期的正值和负值的直流脉中；
将数据波形加到第二组电极的驱动电路；
以及用于控制数据波形的顺序以便获得所希望的显示图案和总的净零的直流电平的装置；
其特征在于：
测量液晶材料温度的装置；
改变有关数据波形周期的在选通波形中的至少一个脉冲的长度的装置，根据所测量的液晶材料温度来补偿液晶材料参数随温度的变化。
下面通过仅参考附图的例子来描述本发明，其中：
图1是一个时分多路寻址的x，y矩阵的示意图；
图2是放大了的图1的显示部分的剖面图；
图3，4是表示图1中的根据所测器件的温度改变选通脉冲长度的电路的方框图；
图5是对数时间与对数电压的曲线，表示对于两种不同形状的寻址波形的近晶结构的液晶材料的转换特性；
图6，7是曲线图，它表示对于一个液晶组合物在不同寻址电压和时间的条件下选通波形脉冲长度相对于温度的限制范围；
图8-14表示用于一种使用两个时隙的数据波形的寻址方案的不同的选通和数据波形图；
图15，16表示对于使用两个时隙的数据波形的一种寻址方案的消隐、选通和数据波形图；
图17表示其长度能在图8-16中所示的选通波形的数值范围内变化的选通波形；
图18表示在一个4×4单元矩阵上的一个信息图案的例子，其中使一些相交部分转换成ON状态，用实心圆表示，剩余部分处于OFF状态；
图19，20表示用图11中的选通和数据波形对图18中的所示的4×4单元显示寻址的波形图；
图21表示当使用图17中所示的驱动方案时反差比随数据波形周期的变化；
图22表示对应使用4个时隙周期的波形的一种公知寻址方案的选通波形、数据波形和组合波形；
图23，24表示本发明改进了的图22的选通和数据波形；
图25表示对应图22-25的寻址方案的转换特性；
图26表示对应使用相反极性的单极脉冲的另一公知寻址方案的选通、数据和组合波形，每一脉冲持续一个时隙；
图27，28表示由本发明改进的图26的选通、数据和组合波形。
图1，2所示的显示器1包括两个由一个隔离物环4和/或分布隔离物隔开1-6um的玻璃壁2，3。在两个壁的内表面上形成由透明的氧化锡或氧化铟锡(ITO)构成的电极结构5，6。将这些电极表示为形成一个X，Y矩阵的行和列，也可为其它形式。例如，对于r，θ显示的辐射曲面形状，或者对应数字七段显示的扇形。将液晶材料层7包含在壁2，3和隔离物环4之间。
在盒1的前面和后面分别设置偏振器8，9。行驱动器10和列驱动器11将电压信号加到盒上。产生两组波形提供给行驱动器10和列驱动器11。选通波形发生器12提供行波形，数据波形发生器13给列驱动器11提供ON(接通)和OFF(断开)波形。由控制逻辑单元14控制整个定时控制和显示格式。由其输出馈入选通脉冲发生器12的热电偶15测量液晶层7的温度。热电偶15的输出可以直接传送给发生器或者通过比例单元16(例如编程的ROM芯片)传送给发生器来改变一部分选通脉冲和/或数据波形。
在装配盒之前用公知的方式对壁进行表面处理，例如加上聚酰亚胺或聚胺薄层，烘干，以及在适当的情况下，固化和用布(例如，人造纤维)沿单一方向R1，R2磨光。或者以倾斜的角度蒸发例如一氧化硅薄层。这些处理为液晶分子提供表面取向。取向/磨擦方向R1，R2可以是平行的或逆平行的。当施加适合的单方向电压时分子导向器按电压极性与两个方向D1、D2之一对齐。D1，D2之间的理想角度为45。在没有施加电埸的情况下分子取在R1，R2和方向D1，D2之间的一个中间取向方向。
该器件可以工作在透射方式或反射方式。对于透射方式，有选择地透射或阻挡例如从钨丝灯发出的通过器件的光，从而形成所需要的显示。对于反射方式，将一个镜子放在第二偏振器9后面，从而使环境光向后反射通过盒1和两个偏振器。通过使镜子部分地反射可使器件即工作在透射方式又工作在反射方式。
可将多色染料加入材料7中。在这种情况下，仅需要一个偏振器并且层厚度可为4-10um。下面给出一些合适的混合物。
通过施加寻址电压使位于行和列电极相交处的液晶材料转换。由组合加到行电极上的选通脉冲波形和加到列电极上的数据波形来获得这一寻址电压。
即；Vr＝Vs－Vd
其中Vr＝寻址波形的瞬时值
Vs＝选通波形的瞬时值，以及
Vd＝数据波形的瞬时值。
手性倾斜近晶材料根据电压和时间的积而转换。这一特性如图5所示。曲线上面的电压时间积将使材料转换；曲线下面是一非转换范围。注意，转换特性与电压的极性无关，即对于给定幅度的或者正电压或者负电压材料都发生转换。材料转换的方向取决于电压的极性。
在图5中示出了两条曲线是因为转换特性取决于寻址电压脉冲组合的形状。当寻址电压紧接在正号小预馈脉冲之后时，即当小的负脉冲随后为大的正脉冲时，得到位于上方的曲线。在施加小的正脉冲随后为大的负脉冲时材料的行为相同。该上方的曲线在一个电压处呈现一个转换时间或最小响应时间。小的预馈脉冲可称为前导脉冲(Lp)，大的寻址脉冲可称为后续脉冲(Tp)。上方的曲线需要Lp/Tp的比值为负值。当寻址电压紧接在同极性的小预馈脉冲之后时，即当小的正脉冲随后为大的正脉冲时，得到下方的曲线。对于小负脉冲随后为大负脉冲的结果相同。下方的曲线具有正的Lp/TpL比。下方曲线的形状与上方的不同；对于某些材料上方的曲线可能没有电压时间曲线的最小值。
两个曲线之间在形状上的差别肯定可使器件在相当宽的时间值范围内工作。通过操作在两个曲线之间的一个范围(例如阴影线表示的部分)内的器件能实现这一点。用具有下方曲线施加的并且电压和脉冲宽度位于该曲线上方的形状的寻址电压对需要转换的相交处进行寻址。不需要转换的相交处或者接收具有上方曲线施加的并且电压和脉冲宽度位于该曲线的下方的形状的寻址电压，或者仅接收数据波形电压。下面对此进行更详细的描述。
图11表示本发明一个实施例的选通脉中波形、数据波形、以及寻址波形，其中加到一行的选通脉冲延伸到寻址的下一行。选通波形首先为零，其持续时间为一个时间周期ts，随后为+3，其持续时间为两倍ts。选通脉冲的第二部分是一个持续时间为ts的零值再加上持续时间为两倍ts的+3。再将此依次加到每一行，持续时间为一个时间帧周期。完成一幅影象的寻址需要两个时间帧周期。+3、-3的值是为了描述起见而给定的电压单位，以后将给出对应具体材料的实际值。
将数据波形任意地定义为数据ON和数据OFF，或为D1和D2。数据ON首先是持续时间为ts的一个第一时间周期的+1值，接着是持续时间为一个时间周期ts的-1值。将此重复，即数据ON是一个幅度为1的交变信号并且周期为2ts。数据OFF与数据ON类似，只是数据OFF的初值为-1，随后为+1；即极性与数据ON相反。数据波形的第一部分(例如对于数据ON的持续时间为一个时间周期ts的+1部分)与选通脉冲波形的第一部分(例如持续时间为ts的零值部分)重合。
寻址波形是选通脉冲波形与数据波形的总和。正的选通脉冲和数据ON的组合为：-1，4，2，1，-1，1等。值4紧接在-1的后面能保证由图5所示的上方曲线来控制材料的转换特性。负选通脉冲和数据ON的组合为：-1，-2，-4，1，-1，1等。与大的(-4)脉冲的符号相同的较小的脉冲的组合能保证图5所示的下方曲线来控制材料转换特性。类似地，一个正的选通脉冲和数据ON的组合给出：-1，2，4，-1，1等；以及一个负的选通脉冲和数据OFF的组合给出：-1，-4，-2，-1，1，-1等。
当每一行没有接收一个选通脉冲时，每一行接收一个零电压。每一列在整个期间不是接收数据ON就是接收OFF。结果是，在不寻址时，所有相交处都接收由数据波形产生的交变信号。这给每一相交处都提供直流偏压并且有助于使材料保持在其转换状态。正如在Proc 4th IDRC 1984，pp 217-220中所述，通过公知的直流稳定性，使比较大的直流偏压能改善对比度。
此外例如可由一个50KHz电源提供直流偏压，它直接作用到不接收选通脉冲的那些行上。
在图10，12，13中示出了交变的选通脉冲波形。在图10中，选通脉冲首先是1ts的0和1.5ts的+3，随后是其反相的波形。在图12中，选通脉冲首先是1ts的0，以及3ts的3，随后是其反相的波形。在图13中，选通波形首先是1ts的0和4ts的3，随后是其反相的波形。
图8表示选通波形、数据波形、以及所得到的寻址波形，其中选通波形没有侵入到下一行寻址时间。如图所示，选通脉冲为1ts的0和随后的1ts的+3。在下一埸时间施加其反相的波形。在本例中，选通脉冲有相同的周期2ts。图中示出了选通脉冲和数据波形的四种不同组合所得到的波形。当一个较大脉冲之前是一个同极性的较小脉冲时发生转换。
图9示出了选通波形、数据波形、以及所得到的寻址波形，其中选通波形的非零电压部分小于一个单一时隙1ts。选通波形为1ts的0，接着是0.5ts的+3，随后是持续剩余部分t的0。图中示出了选通波形和数据波形的四种不同组合所得到的波形。正如图8所示，当一个较大脉中之前是一个同极性的较小脉冲时发生转换。
使用极性相反的两个选通脉冲的另一方案是使所有的象素消隐成为一个状态，然后用选通脉冲选择性地转换为另一状态。这可能需要周期性极性反向以保持净零的直流。
图15示出了幅度为4、作用时间为4ts的单消隐脉冲。它使所有的相交处都转换为一个转换状态。然后用一个选通脉冲(如图11所示)将所选的相交处转换为另一转换状态。消隐脉冲和选通脉冲的正负极性周期性地反转变化，以保持总的净零的直流电压。可将使用消隐脉冲和单选通脉冲的方法用于图8-14所示的所有方案。消隐和选通***的优点是能用一单埸时间周期对整个显示寻址。
交变的消隐方案如图16所示，其中消隐脉冲为两部分。第一部分是幅度为+3、持续时间为4ts的波形，紧接着是构成第二部分的幅度为-3、持续时间为6ts的波形。这两个脉冲与幅度为+3、持续时间为2ts的单选通脉冲是直流平衡的。
消隐脉冲位于选通脉冲之前的时间是一个可变量，但是对于在显示中的响应时间、对比度、可见闪烁有一个最佳位置。一般消隐脉冲比选通脉冲提前开始六行，这取决于材料参数和具体的多路转换方案细节。
图19、20表示寻址图18所示的信息的4×4矩阵中所涉及的波形。任意地用实心圆表示ON电极相交处，即显示单元，而没有标记的相交处为OFF。寻址方案为图11所示的方案。
将正选通脉冲依次加到每个1至4行；这构成第一埸。在正选通脉冲对最后一行寻址之后将负选通脉冲依次加到每个1至4行，这构成第二埸。注意，在行之间有重叠。例如，行1的第三ts周期与行2的第一ts周期同时出现。这种重叠对于使用图12，13的选通波形的显示是比较容易注意到的。
由于第1列中的每一相交处都为ON，所以加到第1列的数据波形的数据ON保持不变。类似地，由于所有第二列的相交处都是OFF，加到第二列的数据波形是数据OFF并且保持不变。对于第三例，在对行1和行2寻址时数据波形为数据OFF，在对行3寻址时数据波形变为数据ON，然后在对行4寻址时数据波形再变回OFF。这意味着第三列接收持续时间为4ts的数据OFF，持续时间为2ts的数据ON，持续时间为2ts的数据OFF，这是一埸时间的周期，即正选通脉冲寻址每一行所需的时间。类似地，对于第四列，数据波形是持续时间为2ts的数据OFF，持续时间为2ts的数据ON，持续时间为2ts有数据OFF，持续时间为2ts的ON。在施加负选通脉冲时对于另一埸周期重复施加上面所述的数据波形。需要两埸周期构成一帧周期和完成对显示的寻址。重复上述操作直到需要一幅新的显示图象为止。
所得到的寻址波形如图20所示。对于行1与列1的相交处(R1，C1)，由于材料转换遵循图5所示的上方曲线，因而在第一场周期期间材料不转换，并且使时间和所加电平在转换曲线的下面。相反，在图5的下方曲线所示的较小的电压/时间条件下材料转换的第二埸周期期间材料发生转换。类似的推论适用于在第一埸周期期间材料发生转换的相交处R1，C2。
对于相交处R3，C3，由于在第一埸周期期间所加的时间/电压没有达到图5的上方曲线所要求的较高值，所以材料在第二埸周期期间发生转换。在施加负选通脉冲时，相交处R4，C4在第二埸周期的结束时发生转换。
在正使用图1，2的显示器时，液晶材料的温度可能会发生变化，这会导致转换特性的变化。能用图14所示的选通波形中的第一脉冲的幅度和极性的小变化补偿小的温度变化。也可改变ts的值以提供一些温度补偿。改变图17所示的选通波形的长度能补偿大的温度变化。
如图17所示，选通脉冲首先为零，其持续时间是1ts，接下去是nts，其中n是一个大于约0.25ts的数并且随图6，7所示的测量温度而变。在相继的帧中选通脉冲的符号交替变化以获得净零的直流。n的值可为许多的***时钟脉冲倍数，每一个都比ts小得多，从而使选通脉冲长度光滑变化。或者以例如0.5ts的步长或整数的ts值的步长调节n。
前面的图8-13表示如何用不同长度的选通脉冲对显示寻址。图6，7表示需要如何改变选通脉冲长度来补偿一个特定材料的温度。图6，7中所用的材料是1.8μm厚的薄层形式的Merck ZLI5014-000。对于图6，选通脉冲电压是50伏，数据电压是10伏，数据周期是(2.ts)60μs。对于图7，选通脉冲是40伏，数据电压是10伏，数据周期是100μs。在图6和7中，垂直轴表示选通脉冲的第二部分的长度，水平轴表示材料温度。正如图6所示，可从稍低于15℃到稍高于45℃的范围内获得温度补偿。在图7中可从低于5℃到高于35℃的范围内获得温度补偿。
表1，2表示对于具有不同驱动状态的图6，7的材料的温度补偿范围。通过比较，还得到了详细的没有补偿的操作温度范围和由改变数据周期2ts长度获得的温度补偿范围。改变选通波形能提供大于30℃范围的温度补偿，而改变ts的长度提供超过25℃范围的温度补偿。
表1.
采用1.8um厚的薄层形式的Merck ZLI5014-000材料
Vs＝50v，Vd＝+/-10V，数据波形周期＝60μs
驱动方案      温度范围    ΔT         2X的数据波形范围
                (℃)      (℃)        温度范围℃   ΔT
图8            24-45.5    21.5        24-49         25
图11           17-31.5    14.5        17-36.5       19.5
图12           14-25      11          14-31.5       17.5
表2.
采用1.8μm厚的薄层形式的Merck ZLI5014-000材料
Vs＝40v，Vd＝+/-10V，数据波形周期＝100μs
驱动方案     温度范围    ΔT      2X的数据波形范围
               (℃)      (℃)     温度范围℃   ΔT
图8          18-36.5     18.5     18-42.5      24.5
图11         7-24        17       7-32         25
图12         ＜5-14      9        ＜5-32       18，近似值
因而，随着液晶材料7温度的变化，选通脉冲的长度例如从图9所示的长度变为图13所示的长度5ts或更长。延长选通脉冲长度而不从2ts开始改变行地址时间的电路如图3，4所示。
图3是放大了的图1的一部分，为简便起见，仅描述了行电极和驱动器。行R1至R256与驱动器电路IC1至IC8相连接，驱动电路为例如集成电路HV60(可从Supertex USA获得此集成电路)。IC1的输出1-32与行R1，R9，R10，R17…R248相连。类似地，IC2的输出输出1-32与行R2，R10，R18...R249相连，对于其它所有的IC以此类推。控制逻辑部分具有行波形输入，来自传感器15的温度输入，以及输出到与所有的IC1-8相连接的一条总线线上的时钟控制、相位控制、和启动控制输出。
依次对每一行选通脉冲波形计时；对于可能需要的最长脉冲延续长度(例如5ts)，首先是一个零电压，然后是一个适当极性的脉冲。此脉冲的长度取决于检测温度。在每一选通脉冲已被加到一给定行时，选通脉冲幅值保持不变直到控制逻辑部分发出在该行终止选通脉冲的启动信号为止。在第一埸对所有的行寻址，然后用极性相反的选通脉冲在第二埸再对所有的行寻址；两埸寻址组成一单帧寻址时间。在本实施例中依次对每一IC寻址，在每一IC的输出端1得到一个输出。对于相继的IC输出端2-32，重复该操作。
图4表示了另一不同的方案，它与图3所示的方案相比，具有相同的元件但连接方式不同。在图4所示的实施例中，IC1的输出端1-32与行R1-32相连，IC2的输出端1-32与行R33-R64相连，等等。这一方案的优点是能减少连接线交叉的数量。非连续地对行进行寻址，即寻址的顺序为：行R1，R33，R65…R225，R2，R34，R66，....R226，R3，R35，R67，...R227，等等。
除了改变选通脉冲的长度外，还可以改变图14中选通预馈脉冲的幅度和符号，以及Vs和Vd的幅值来提供温度补偿。进一步地，还可以改变时隙ts的长度。改变ts可以改善如图21所示的两个转换状态之间的反差比。在图21中，对于1.8μm厚的薄层的Merck ZLI5014-000材料，示出了在五个温度点(5℃，15℃，25℃，35℃，以及45℃)的取决于所加+/-10V数据电压的直流方波的周期的反差比。为了获得所示的曲线，用交变极性的单极选通脉冲使器件在其两个光学状态之间转换，并且将足够的电压-时间积和一个直流方波进行叠加以模拟一个多路驱动方案做列波形。
在向列和铁电液晶器件中，通过给行电极和列电极都施加附加的电压减少波形(VRW)来减少驱动器电路所需要的峰值行和列电压是公知的技术，例如在GB2,262,831已经公开的。在每一寻址单元组合这些VRW，得到不使用VRW的显示的相同的最后电压。可将这样的VRW加到前面图8-17的波形中。
上面参考图8至17所示的寻址方案包括两个时隙寻址的变化；数据波形是持续时间为一个时隙的交变+/-Vd的脉冲。也可将本发明的原理用于公知的使用不同数目的时隙的寻址方案。
图22表示了一种公知的寻址方案，图23，24表示本发明是如何修改此方案的。
在图22中选通波形是四个时隙(4ts)长度的。在第一埸期间，在第一ts电压为零，然后是持续时间为3ts的Vs。在第二埸期间，电压反向。数据波形是：数据1先是持续时间为1ts的+Vd，然后是持续时间为2ts的-Vd，以及1ts的+Vs；数据2是数据1的反向波。图22示出了所得到的波形。正选通脉冲和数据1的非转换结果是：在连续时隙内的-Vd，+Vs＋Vd，+Vs＋Vd，+Vs－Vd。负选通脉冲和数据1的转换结果是：在接连的每一时隙中分别为-Vd，-(Vs－Vd)，-(Vs－Vd)，-(Vs＋Vd)。图中还示出了对于数据2的转换和非转换结果，并且它们是数据1的反向波。
图23表示了怎样通过将电压Vs再持续2ts来延长图22所示的选通脉中。在图22所示的每一数据波形周期之后对相继的行进行寻址。这可能因显示所需的图案的不同导致以任意的顺序加到一特定列上的不同的数据波形1和数据波形2。所得的波形如图所示并且开始4个时隙(4ts)的波形与图22的一样。在第5个时隙和第六个时隙期间的虚线考虑到如下事实：当正在对下一行寻址时，在特定象素处的数据波形可以变化。
图24表示将Vs的持续时间再延长4ts的选通波形。图中所示的所得波形即有转换波形又有非转换波形。与图23一样，虚线表示因在寻址下一行期间可以施加不同图案的数据波形所得结果的可能变化。
图25表示图22-24的寻址方案对转换特性的影响。所用的材料是MerckZLI-5014-000，Vd＝10v，温度为25℃。
图26表示另一公知的寻址方案，图27，28表示本发明是如何修改此方案的。
如图26所示，选通波形是持续时间为1ts的Vs和紧接着的持续时间为1ts的-Vs。将此波形用在第一埸时期，将此波形的反向波用在第二埸时期。数据波形1是一个时隙(1ts)的+Vd和紧接着的一个时隙(1ts)的-Vd。数据2是数据1的反向波。非转换组合波是一个时隙的Vs-Vd，接下去是一个时隙的-(Vs－Vd)。转换组合波是一个时隙的Vd+Vs，接下去是一个时隙的-(Vs＋Vd)。图中还示出了由上面的非转换组合波和转换组合波的反向波得到的非转换组合波和转换组合波。
图27表示持续时间延长了的图26的选通脉冲。使第一和第二脉冲延长到占用两个时隙(2ts)。这要求在有关数据脉冲之前施加第一选通脉冲，即，在寻址前一行的同时比常态提前一个时隙(1ts)起动选通脉冲。第二选通脉冲在相关的数据波形已经停止之后还要延长并且对下一行寻址。没有转换的象素在相继的时隙中接收+Vs＋Vd或Vs－Vd，+Vs－Vd，-(Vs－Vd)，-(Vs＋Vd)或-(Vs－Vd)。交替变化(如虚线所示)的理由是在前一寻址行和下一寻址行期间施加可能不同的数据波形。转换的象素在相继的时隙中接收-(Vs＋Vd)或-(Vs－Vd)，-(Vs＋Vd)，+Vs＋Vd，+Vs＋Vd或+(Vs－Vd)。这两个结果的反向波也分别是非转换波或转换波。
图28表示图26的另一种修改方案。在此方案中选通脉冲的正、负脉冲都延长1.5ts。如图所示，第一脉冲延伸到前一行寻址中0.5ts，而第二脉冲延伸到下一行的寻址时间0.5ts中。非转换组合波形为0.5ts的+Vd或-Vd，0.5ts的Vs＋Vd或Vs－Vd，1ts的Vs－Vd，1ts的-(Vs－Vd)，0.5ts的-(Vs＋Vd)或-(Vs－Vd)，0.5ts的+Vd或-Vd。转换组合波为0.5ts的+Vd或-Vd，0.5ts的-(Vs＋Vd)或-(Vs－Vd)，1ts的-(Vs＋Vd)，1ts的+Vs＋Vd，0.5ts的+Vs＋Vd或+Vs－Vd，以及0.5ts的+Vd或-Vd。这两个结果的反向波也不转换或转换，正如图中所示。
适合的液晶材料有：
Merck产品目录参考号数SCE 8(可从Merck Ltd Poole，England获得)，它的Ps在30C约为5nC/cm，介电各向异性约为-2.0，相序为Sc59CSa79CN98C。
基质中包含5％外消旋掺杂物和3％手性掺杂物的混合物A；
基质中包含9.5％外消旋掺杂物和3.5％手性掺杂物B。
基质：    37％    (按重量计)    41％
Figure A9519282800173
    14％    8掺杂物(既有外消旋性又有手性掺杂物)：
Figure A9519282800175
*表示手征性，没有它材料为外消旋性。
另一种适合的混合物是Merck产品目录参考号数ZLI-5014-000(可从Merck，Poole，England获得)，它的自然极化系数(Ps)在20℃为-2.8nC/cm2，介电各向异性为-0.7，相序为-10℃ Sc64℃ Sa68℃ N70℃I。
混合物A，B既有在30℃约为7nC/cm2的Ps又有约-2.3的各向异性。
混合物A的相序为Sc100℃ Sa111℃ N136℃。
混合物B的相序为Sc87C118CN132C。
对于上面所示的一些寻址方案，器件的操作参数和反差比如下：
在25C下采用1.8μm厚的薄层形式的材料SCE8。
表3，图11的寻址方案
Vs    Vd     ts        CR
50    5      36-53     8-7
50    7.5    46-115    45-15
40    10     46-88     77-21.5
50    10     57-140    71-9.5表4，图12的寻址方案  50     7.5    40-73     26-1140     10     34-57     64-2350     10     47-100    67-17表5，图8的寻址方案50     5      65-450    23-350     7.5    75-480    65-2.240     10     95-345    49-2.750     10     83-370    63-2.3混合物B，1.7μm厚的薄层，温度为30℃表6，图11的寻址方案Vs     Vd     ts        CR           (至少为ts)50     10     22-78     5150     7.5    17-82     3340     10     16-47     56表7，图12的寻址方案50     10     20-68     5150     7.5    14-62     2440     10     13-36     5340     7.5    10-37     7.245     7.5    10-42     10

Claims (15)

1、一种温度补偿多路寻址铁电液晶矩阵显示的方法，包括下列步骤：提供一个具有包围一层铁电液晶材料的盒壁的液晶盒；
在一个盒壁上形成第一组电极并在另一盒壁上形成第二组电极，用所述电极的相交部分形成一个可寻址单元的矩阵；
依次对第一组电极中的每一电极寻址，这种寻址或者施加有正值和负值脉冲的选通波形，或者先施加消隐脉冲随后再加选通脉冲，从而保持净零的直流值，
与选通脉冲同步地将两个数据波形之一加到第二组电极中的每一电极上，两个数据波形包括正值和负值的脉冲，每一脉冲持续一个时隙(ts)的时间周期，一个数据波形是另一数据波形的反向波，
其特征在于：
测量液晶材料的温度，
根据所测量的液晶的温度在保持选通波形依次加到在第二组电极中的寻址电极之间有相同时间的同时改变选通波形的时间长度，
由此补偿温度引起的液晶材料参数的变化。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于选通脉冲为在第一ts时间周期内的零电压，周期等于nts的非零电压，接着是代表一埸周期的零电压的几个周期ts，随后是相反极性的类似波形，其中n是一个大于约0.25ts的正数。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于选通波形具有时间延长到邻近电极的寻址时间内的正值和负值。
4、如权利要求2所述的方法，其特征在于n连续变化或者按步长改变。
5、如权利要求2所述的方法，其特征在于选通波形在第一ts周期有非零值，此非零值的幅度和符号是可变的，从而提供附加的温度补偿。
6、如权利要求3所述的方法，其特征在于选通脉冲为一个极性的一个脉冲紧接一个相同幅度但相反极性的脉冲，每一脉冲的长度是nts，其中n是一个大于0.25ts的正数。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于消隐脉冲具有相反极性的部分，此部分的电压时间积(Vt)与选通脉冲的电压时间积组合得到净零的直流值。
8、如权利要求1所述的方法，其特征在于消隐脉冲具有与选通脉冲的电压时间积组合得到净零的直流值。
9、如权利要求1所述的方法，其特征在于选通、消隐和数据波形的极性周期性地反向以提供净零的直流值。
10、如权利要求1所述的方法，其特征在于改变选通波形和数据波形的时间周期的长度以提供温度补偿。
11、如权利要求1所述的方法，其特征在于数据波形的周期为2ts。
12、如权利要求1所述的方法，其特征在于数据波形的周期为4ts。
13、如权利要求1所述的方法，其特征在于数据波形的周期为mts，其中m是大于一的整数。
14、一种温度补偿多路寻址液晶显示器包括：
由夹在两个盒壁之间的一层液晶材料构成的液晶盒，所述液晶材料为倾斜手性近晶结构的液晶材料，盒壁带有作为在一个盒壁上的第一组电极和在另一盒壁上的第二组电极形成的电极，将电极设置成共同形成一个可寻址相交部分的矩阵，对至少一个盒壁进行表面处理给液晶分子提供沿单方向的表面取向；
产生包括正值和负值的直流脉冲的选通波形的装置；
将选通波形依次加到第一组电极中的每一电极上的驱动电路；
用于产生两组幅度和频率相同但符号相反的数据波形、而每一数据波形包括持续一个时隙(ts)的时间周期的正值和负值的直流脉冲的装置；
将数据波形加到第二组电极的驱动电路；
以及，用于控制数据波形的顺序以便获得所希望的显示图案和总的净零的直流电平的装置；
其特征在于：
测量液晶材料温度的装置；
改变有关数据波形周期的选通波形中的至少一个脉冲的长度，根据所测量的液晶材料温度来补偿液晶材料参数随温度的变化的装置。
15、一种温度补偿多路寻址液晶显示器，其构造、设计以及大体如参考附图这里所述的适宜操作。
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