JP4740860B2 - 双安定ネマティック液晶表示を有する先進的方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示の分野に関する。

より詳細には、本発明は、双安定ネマティック液晶表示に関する。本発明は、特に、その２つの安定組織がほぼ１８０°ねじれだけ異なる、アンカリング破壊(anchoring breaking)を有する双安定ネマティック液晶表示に適用する。

本発明の第１の目的は、双安定表示装置の性能を改善することである。

第２の目的は、グレー・レベルを得るために新規な双安定表示装置を提案することである。

これら２つの結果は、グレー・レベルが表示されることを可能にし、かつグレー・レベルを有する表示が必要ないとき、黒および白における表示品質も改善する新規な手段の使用によって得られる。

特に、これら新規な手段は、切り替えに影響を及ぼすエッジ効果（edge effect）を低減することによって、多重化される双安定表示をアドレス指定するとき、画素の光学的精細度を有意に改善できる。それら新規な手段は、これら表示によって示される画像に影響を及ぼす非均一な欠陥が、著しく低減されるものである。さらに、これらの新規な手段は、表示全体にわたって均一になるよう制御されたグレー・レベルが得られるようにする。

いくつかの双安定ネマティック液晶装置が既に提案されている。

本発明をとりわけ適用するこれら双安定ネマティック液晶装置の１つは、名称「ＢｉＮｅｍ」によって知られる。

「ＢｉＮｅｍ」表示と呼ばれ、その２つの安定組織が１８０°ねじれだけ異なる、アンカリング破壊を有する双安定ネマティック液晶表示の双安定ネマティックは、文献（１）および文献（２）に記載されている。

このプロセスによれば、ＢｉＮｅｍ表示は、一方のガラス・プレートは「マスター」・プレートＭＰと呼ばれ、かつ他方のガラス・プレートは「スレーブ」・プレートＳＰと呼ばれる、２枚のガラス・プレートから形成される２枚の基板間に配置される、カイラル剤が添加されたネマティック液晶層からなる。各基板上にそれぞれ配置される行および列電極ＥＬは、電気制御信号を受信し、かつそれら表面に対して垂直な電界がネマティック液晶に印加されることを可能にする。アンカリング層ＡＬ_ＳおよびＡＬ_Ｗは、電極上に堆積される。マスター・プレート上で、液晶分子のアンカリングＡＬ_Ｓは、強くかつわずかに傾斜され、一方、スレーブ・プレート上で、このアンカリングＡＬ_Ｗは、弱くかつ平坦または非常にわずかに傾斜される。

２つの双安定組織が、得られる。それら双安定組織は、互いに±１８０°ねじれだけ異なり、かつ位相幾何学的に両立しない。一方の組織は、均一またはわずかにねじれた組織でありＵ組織と呼ばれ、他方の組織は、ねじれた組織でありＴ組織と呼ばれる。ネマティックの自発ピッチは、ＵおよびＴ状態のエネルギーを本質的に等しくするために、セルの厚みの１／４にほぼ等しくなるように選択される。電界がないときに、より低いエネルギーを有する他の状態は存在せず、ＵおよびＴ状態は、真の双安定性を示す。

高い電界において、Ｈと呼ばれる殆どホメオトロピックな組織が得られる。スレーブ表面上の分子は、その表面近くのプレートに対して垂直であり、アンカリングは、「破壊された」と呼ばれる。電界が遮断されると、セルは、双安定状態ＵおよびＴの一方または他方へ向かって変化する（図１参照）。使用される制御信号が、マスター・プレート近くの液晶の強い流れを引き起こすとき、マスター・プレートとスレーブ・プレートとの間の流体力学的な結合が、Ｔ組織を誘起する。そうでない場合には、Ｕ組織は、弱いアンカリングの可能なチルトによって支援され、弾性結合によって得られる。明細書の以後の部分において、ＢｉＮｅｍスクリーン要素の「切り替え」は、ホメオトロピック状態を通過し（アンカリング破壊）、次に電界が遮断されたとき２つの双安定状態ＵまたはＴの一方に変化する液晶分子によって行われることが理解されるであろう。

スレーブ・プレートＳＰとマスター・プレートＭＰとの間の流体力学的な結合（文献（６））は、液晶の粘性に応じたものである。電界がオフされたとき、マスター・プレートＭＰ上にアンカリングされた分子の平衡に戻ることは、前記プレートに近い流れを生成する。粘性が、この流れを、１マイクロ秒未満でセルの全厚みにわたって拡散させる。流れが、スレーブ・プレートＳＰの近くでは非常に強いなら、その場所の分子は、Ｔ組織を誘起する方向にチルトする。それらは、２枚のプレートの両方向に回動する。スレーブ・プレートＳＰに近い分子が平衡に戻ることは、流れの第２の原動力であり、Ｔ組織への画素の均一な通過を増進しかつ支援する。そして、電界におけるＨ組織からＴ組織への遷移は、流れ、したがってマスター・プレートＭＰ上の分子のアンカリングがチルトされる方向への、液晶の変位（図２参照）により得られる。

２枚のプレート間の弾性結合は、印加された電界が、プレートに対して垂直にそれらを向ける傾向があっても、電界におけるＨ組織でスレーブ・プレートＳＰに近い分子に、非常にわずかなチルトを与える。これは、マスター・プレートＭＰ上のチルトされた強いアンカリングは、チルトされた隣接する分子を維持するからである。マスター・プレートＭＰに近いチルトは、液晶の配向弾性によってスレーブ・プレートＳＰへ伝達され、前記プレート上で、アンカリングの強度およびアンカリングの任意のチルトは、分子のチルトを増大する（文献（７））。電界をオフにすると、流体力学的な結合が、スレーブ・プレートＳＰに近い分子の残留するチルトを解消するには不十分であるとき、両方のプレートに近い分子は、同一の方向への回転によって平衡の戻り、Ｕ組織が得られる。これら２つの回転は同時であり、それらは、反対方向の打ち消し合う流れを誘起する。全体としての流れはゼロである。したがって、Ｈ組織からＵ組織への遷移の間には、液晶全体の変位はない。

ＢｉＮｅｍ表示は、通常、マスターおよびスレーブ基板上に堆積された垂直な導電バンドの交差に生成される、ｎ×ｍ画素から作られるマトリクス・スクリーンである。行および列信号の組み合わせによる多重信号の適用は、マトリクスのｎ×ｍ画素のファイル状態を選択することを可能にする。行選択時間の間に画素に印加される電圧は、第１にアンカリングを破壊するパルスを形成し、次に第２の相において、画素の最終的な組織を決定する。一般的に必要であれば、この第２の相の間に、印加された電圧は、突然取り除かれて、ねじれたＴ組織を誘起するのに十分な電圧低下を生じるか、または恐らくステップ状に徐々に低下して、均一なＵ組織を生成する。電圧低下の速度を決定する画素電圧の変動は、一般に小さい。それは、「列」多重信号と呼ばれるものによって作られ、画像情報を含む。アンカリングを破壊するための画素電圧の変動はより高い。それは、「行」多重信号と呼ばれるものによって作られ、画像の内容とは無関係である。これ以降、「行」信号を印加するための表示の電極は、行電極と呼ばれ、「列」電圧を印加するための表示の電極は、列電極と呼ばれる。多重信号を印加することによって、連続してスクリーンの各行を走査し、かつ選択された行の各画素の状態を決定する列信号を同時に印加することによって、行の全ての画素の組織を選択することができる。

光学的に、２つの状態ＵおよびＴは非常に異なり、黒および白の画像が１００を超えるコントラストで表示されることを可能にする。

従来技術により作られたＢｉＮｅｍ表示の限界
ある状況において、切り替え欠陥は、本発明に対する従来技術により作られた黒および白のＢｉＮｅｍ相安定表示において実験的に観察される。

画素の高倍率での観察は、時々、画素のエッジ近くに寄生組織が存在することを示す。このエッジ効果は、画素の切り替え、画像の精細度、およびそれらのコントラストを著しく劣化させることがある。

さらに、表示が多重化されるとき、優れた画像均一性を得ることは困難である。表示の表面上の閾値電圧の分散は、時々、多重信号によって許容される規制ラチチュードを超える。

アドレス指定された画素の切り替え欠陥に対する実験的な研究
本発明は、前述の欠陥の第１の観察に基づく広範囲の研究からなる以下の実験から生じる。

文献（１）によって提案されるＢｉＮｅｍ表示に類似するいくつかのＢｉＮｅｍ表示は、エッジ効果の原因を識別し、かつそのエッジ効果に対する解決策を求めるように作られた。２つのタイプの試験媒体が作られ、一方は、４×４の画素を有し、他方は、１６０×１６０の画素を有した。

従来技術により作られた４行×４列ＢｉＮｅｍ表示の説明
エッジ効果を研究するために作られた第１のＢｉＮｅｍ表示は、ガラス・プレートで形成された２枚の基板間に配置されたカイラル剤が添加されたネマティック液晶層により構成されていた。各基板上にそれぞれ配置された行電極Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３およびＬ４、ならびに列電極Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびＲ４は、電気制御信号を受け、基板に対して垂直な電界がネマティック液晶に印加される。アンカリング層は、電極上に堆積された。マスター・プレート上の液晶分子のアンカリングは、強くかつわずかにチルトされるが、スレーブ・プレート上では弱くかつ平坦であった。

従来どおりに、これらアンカリング層は、液晶分子の配向およびアンカリングを決定するためにブラッシングされた。

このＢｉＮｅｍ双安定表示は、マスター基板ＭＰ（強いアンカリング）およびスレーブ基板（弱いアンカリング）上にそれぞれ配置されて合計１６個の画素を画定する、４つの列電極および４つの行電極を持っていた。電極の幅は、約２ｍｍであり、それら電極の長さは約１０ｍｍであり、２つの電極間の絶縁体は約０．０５ｍｍであった。

表示は、２つの直線偏光子間に配置され、全体のアセンブリは、バックライト装置によって透過法で観察された。偏光子の軸は、アンカリング層の共通アライメント方向に対して約４５°でほぼ交差されかつ配向された。この構成において、Ｕ（均一またはわずかにねじれた）組織の光学的透過性は高く、それはイン状態であった（そして明るく見えた）。Ｔ（ねじれた）組織の光学的透過性は低く、それはオフ状態であった（そして暗く見えた）。本発明の発明者らは、このＢｉＮｅｍ表示をＡＢ４と呼ぶ。

従来技術によるＢｉＮｅｍ表示は、行電極に平行なブラッシング方向を持っていた（マスター・プレートＭＰのブラッシング方向は、スレーブ・プレートＳＰのブラッシング方向に平行であったが、反対方向であった）。

図３に示されるような「平行」ブラッシングを有するＡＢ４ ＢｉＮｅｍ表示は、エッジ効果の初期特徴のために作られた。本発明の発明者らは、この表示をパラＡＢ４と呼ぶ。

従来技術により作られた４×４ＢｉＮｅｍ表示の切り替え
同時アドレス指定による画素切り替え（非多重モード）
パラＡＢ４行および列電極は、駆動電子装置に接続された。第１の実験において、表示の４個の行（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３およびＬ４と示される）は、同一の電位Ｖ_Ｒにともに接続され、４個の列（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４と示される）は、Ｖ_Ｃと呼ばれる同一の電位に接続された。次に、電位差はＶ_ＲとＶ_Ｃとの間で印加された。

印加された信号は、図４に示される２つの電圧レベルを有する制御信号であり、すなわち、持続期間Ｔ_１の第１のアンカリング破壊相の間のアンカリング破壊閾値電圧より高い電圧レベルＶ_１であり、その後、印加される電圧Ｖ_２に応じてＴ組織またはＵ組織の何れかを誘起することができる持続期間Ｔ_２の第２の選択相の間の電圧レベルＶ_２であった。したがって、これは、非多重・モードにおけるアドレス指定に対応する。

制御信号の印加後、パラＡＢ４の全ての１６個の画素は、印加される電圧Ｖ_２に応じてＵ組織（図５ａ）またはＴ組織（図５ｂ）の何れかに、同時に切り替わった。

図５ａに示される状態（Ｕ状態）は、Ｖ_１＝１５Ｖ、Ｖ_２＝９Ｖ、およびＴ_１＝Ｔ_２＝１ｍｓで得られた。図５ｂに示される状態（Ｔ状態）は、Ｖ_１＝Ｖ_２＝１５Ｖ、およびＴ_１＝Ｔ_２＝１ｍｓで得られた。

非多重モードにおける画像の観察
図５では、画素は、それら全表面にわたって均一に切り替わることが図５に見て取れるであろう。画素の完全なＴ切り替えは、液晶の変位が、すぐ近接する画素間領域で正しく生じることを示す。

この狭いアドレス指定されない領域は、したがって、恐らくその非常に小さな幅（０．０５ｍｍ）のために、液晶フラックスによってその浸入に対する障害物ではないが、液晶は、何れかの側でＴアドレス指定された画素によって移動される。

多重・モードにおいてアドレス指定による画素の切り替え
上記で作られたパラＡＢ４表示は、第２の実験において、例えば図６に示されるように、ＢｉＮｅｍに対する標準の多重信号を生成する電子回路（文献（３）によって示される電気回路に類似する）に接続された。例において、列信号ｔ_ｃの持続期間は、Ｔ_２に等しかった。ここで、表示の４個の行電極Ｒ１ないしＲ４および４個の列電極Ｃ１ないしＣ４は、図７に概略的に示される電子カードＥＣの８個のチャネルの１つにそれぞれ接続された。単一の行が、一度に選択された。行選択信号は、以下の順に、すなわち初めに行Ｒ４、次いでＲ３、次いでＲ２、および次いでＲ１で、表示の４個の行に連続して印加された。列信号は、文献（３）に記載されるように、各行信号の終わりと時間的に一致して表示の４個の列電極に同時に印加された。画素は、次に、図８に示されるように列に印加される電圧に応じてＵまたはＴ組織に切り替わった。

任意のメモリ効果を避けながら観察を容易にするために、表示は、多重信号が印加される前に、全ての画素を同時にアドレス指定することによって初期Ｔ状態に配置された。

制御信号パラメータは、画素の最適な切り替えを可能にするために調整された。

３個の画像が表示され、すなわち、図８ａに示される全体的なＴ画像（Ｖ_１Ｒ＝１５Ｖ、Ｖ_２Ｒ＝１１Ｖ、およびＶ_Ｃ＝−３Ｖで得られた）、図８ｂに示される全体的なＵ画像（Ｖ_１Ｒ＝１５Ｖ、Ｖ_２Ｒ＝１１Ｖ、およびＶ_Ｃ＝＋３Ｖで得られた）、または図８ｃに示される９個のＴ画素および７個のＵ画素からなるパターン（Ｖ_１Ｒ＝１５Ｖ、Ｖ_２Ｒ＝１１Ｖ、およびＶ_Ｃ＝±３Ｖで得られた）であった。

多重モードにおける切り替え欠陥の解析
表示は、これら３個の画像のアドレス指定の後に観察され、あるＴ画素に対するエッジ欠陥の出現が注目された。

エッジ欠陥は、ブラッシング方向における画素のエッジに沿った寄生Ｕ組織からなるものである。それら全ては、Ｕアドレス指定された画素に隣接するＴアドレス指定された画素に関係した。寄生Ｕ組織は、約０．１ｍｍの長さにわたるＴ画素に存在する（図９を参照）。

Ｕ画素の観察は、これらが、影響を受けず、他のＴ画素に隣接するＴ画素でもないことを示している。

高解像度ＢｉＮｅｍ表示に対する欠陥の影響
上述の切り替え欠陥は、高解像度双安定表示の製造における重大な問題であり得る。特に、その切り替え欠陥は、カラーＢｉＮｅｍ表示の動作を妨げる。これは、カラー表示は、等しい解像度の黒および白表示の基本画素の３倍多くの基本画素を有するからであり、その結果、それが構成される基本画素の短辺は、しばしば標準の市販製品において０．１ｍｍより小さい。そのような画素で、エッジ欠陥の寸法は、全体画素の寸法と等しくなり、これは許容できない。

従来技術により作られた１６０×１６０ＢｉＮｅｍ表示の切り替え
従来技術により作られた１６０行×１６０列ＢｉＮｅｍ表示の説明
１６０行×１６０列の精細度を有するＢｉＮｅｍ表示は、より小さい画素に対する切り替え欠陥の大きさを評価するように作られた。この装置の（スレーブ・プレート上の）行電極Ｅ_ｒの幅は、約０．３ｍｍであり、それらの長さは、約５５ｍｍであり、２つの電極間の絶縁体は、約０．０１５ｍｍであった。（マスター・プレート上の）列電極Ｅ_ｃの寸法は、Ｅ_ｒと同一の特徴（幅、長さ、および絶縁体）を有していた。ブラッシング方向は、行電極に平行であった。マスター・プレートおよびスレーブ・プレートのブラッシング方向は、平行であるが反対方向であった。

表示は、反射モードで動作するために、後方反射器、前方偏光子、および前方照明装置が備えられ、Ｔ組織は、「オン」状態を表し（それは明るく見えた）、一方Ｕ組織は、「オフ」状態を表した（それは暗く見えた）。

１６０個の行信号および１６０個の列信号を提供する適切な駆動電子機器は、装置を完全なものにし、表示が多重・モードでアドレス指定されることを可能にした。

多重モードにおける１６０行×１６０列ＢｉＮｅｍ表示の切り替え欠陥の解析
前述の場合のように、高倍率の下での画素の観察は、エッジ欠陥の存在を示した。

これらのエッジ欠陥も、ブラッシング方向において、Ｕアドレス指定される画素に隣接する全てのＴアドレス指定される画素の左および右エッジに沿った寄生Ｕ組織からなった（図１０参照）。この欠陥は、多重・モードにおいてだけ現れ、あふれ出す傾向を有する不十分に画定される列の視覚的な印象を与える。寄生Ｕ組織は、約０．０８ｍを超えて延びる。

従来技術により作られたＢｉＮｅｍ表示における切り替え欠陥の原因の理論的な研究
多くの研究、操作、および実験の後で、本発明者らは、従来の表示において、液晶の流体力学的な流れの方向での、画素の左および右の境界に沿ったＴ組織の選択における上述の抑制を、Ｔ状態へ切り替えられるときの画素の境界での液晶変位の迅速な緩衝のためであると解釈した。

配列方向へ移動する画素のエッジでの液晶の流れは、同一の組織に同時には切り替わらない隣接領域によって妨げられる。これらの領域において、液晶の変位は非常に小さい。画素境界での液晶の流れにおけるこの低減は、マスター・プレートとスレーブ・プレートとの間の流体力学的な結合を低減し、かつ液晶の流れがＴ組織へ切り替わるには小さ過ぎるようになる画素のそれら領域を妨げる。

より詳細には、Ｔ組織は、電界がオフに切り替えられるときに、スレーブ・プレート近くの流れが、アンカリングによって及ぼされる流体力学的なせん断トルクとは反対であり、アンカリングより強い弾性率の流体力学的なせん断トルクを生成するときに得られる。この瞬間にアンカリングの弾性トルクは、ゼロではなく、それは、電界の下で残留するチルト角度に対応し、Ｕ組織を誘起する傾向がある。流体力学的なせん断は、スレーブ・プレートに近い速度勾配に比例する。

図１１は、画素における液晶の速度ｖ、時間ｔ、および直交参照フレームｘｙｚを示す。マスターおよびスレーブ・プレートは、ｘｙ面に平行であり、配列方向はｘ方向である。画素のエッジは、ｘ＝０によって画定され、画素は、負のｘ値によって無限に延在し、スレーブ・プレートＳＰの面は、ｚ＝０によって画定され、かつマスター・プレートＭＰの面は、ｚ＝ｄによって画定される（セルの厚み）と仮定される。

速度は、以下の拡散等式に従う。

ここでηは、液晶の粘性であり、ρはその密度である。η≒０．１Ｐａ・ｓであり、ρ≒１０^３ｋｇ／ｍ^３であるので、距離ｄ≒１μｍにわたる一方のプレートから他方のプレートへの速度伝播時間は、τ≒１０ｎｓである。この時間は、液晶を配向する時間と比べて完全に無視できる。したがって、スレーブ・プレートＳＰに近い速度勾配、したがって流体力学的なせん断トルクは、時間だけに応じ、マスター・プレートＭＰに近い速度ｖ_０として、以下であることを考慮することができる。

マスター・プレートに近い速度が、臨界速度に到達するかまたは超えるとき、画素の中心は、Ｔ組織に切り替わる。さもなければ、画素の中心は、Ｕ組織に切り替わる。

状況は、画素のエッジでは異なる。流れに対して平行に配向された画素エッジの場合、および次に流れに対して垂直に配向された画素エッジの場合を考えるべきである。

エッジが、流れに対して平行に配向されるなら、このエッジに近いが画素の外側の液晶は、画素の内側のこのエッジに近い流れによって駆動される。逆に、内側の流れは遅くなる。しかしながら、エッジに垂直なｙ方向の結合は、マスター・プレートから流れを始めるｚ方向の結合に類似する粘性である。これらの結合に関する等式は、ラプラス等式である。したがって、効果は、画素内、およびその幅が厚みｄ、すなわち何れかの側で１ミクロンに近い厚みのバンドを超えるだけ外側で見ることができる。訂正ファクタは、液晶粘性の異方性、および画素の内側と外側との間の分子の配向の差異のために現れる。この狭いバンド内で、流れはさほど強くなく、Ｔ組織は得られるために困難であるべきである。しかしながら、電極の電気的エッジ効果または機械的な配向欠陥は、同じ場所でおよび同じ幅のバンドを超えて出て、これらの効果もラプラス等式の解法であるので、それらは、流れ効率における低減を隠してもよい。

流れに垂直に配向された画素のエッジに沿った、画素から出るかまたは画素に入る材料の流れは、エッジの何れかの側のバンド内で液晶の圧縮または膨張によってだけ生じる。この制約は、時間とともに増大し、ガラス・プレートを変形するのに十分に強くなってもよい。

流れの最初の数十マイクロ秒は、組織の切り替えに関して決定的である。室温で、シミュレーションは、電界がオフにされた後の約１０μｓで、分子は、Ｔ組織を与える方向またはＵ組織を与える反対方向で不可逆的にチルトを始めることを示す。このオーダの時間は、ガラス・プレートが無限に堅いと考えるには十分に短く、液体だけが圧縮される。慣性項を無視するにも十分に長い。速度拡散等式は、次に以下のように書かれることができる。

ここでηは、液晶の粘性であり、χは、その圧縮性であり、ξは、高さｚでの液晶層の基本変位である。境界条件は、ｚ＝０に対して□＝０（速度は、スレーブ・プレート上でゼロである）。画素内のマスター・プレートの近くで、ｖ＝ｖ_０（ｚ＝ｄおよびｘ＜０に対して）であり、外側で、ｖ＝０（ｚ＝ｄおよびｘ＞０に対して）である。境界条件の幾何形状を考慮することによって、この等式の解法は、２つの変数だけに応じ、以下の形態である。

ここでｖ_０は、任意であり、これは、マスター・プレートに近い分子の回転によって生じる速度である。ｘ_０は、ｘにおけるスケールである。図１２は、関数ｆ（ｘ／ｘ_０）を示し、したがって、このエッジからの距離の関数としての画素のエッジの速度である。この速度は、マスター・プレートに対して、かつマスター・プレートとスレーブ・プレートとの間でｚにおける９個の位置に対してプロットされる。ｘ／ｘ_０スケールは、

から

へ進む。従来の液晶に関して、セルが厚みｄ＝１ｍｍを有するなら、η／χ＝０．１ｎｓであり、時間ｔ＝５μｓで、グラフのエッジは±３００μｍである。画素において、３００μｍで、速度は、画素の中心の速度であり、それらは、スレーブ・プレートからの距離に対して比例するままである。エッジから−１００μｍで、スレーブ・プレートに近い速度は、２５％だけ低減され、勾配は、同じ割合で低減され、Ｔ状態への切り替えは、できないであろう。画素のエッジでの右で、マスター・プレートによって生成される速度は、任意の瞬間で半分であることを指摘するべきである。画素の外側で画素のエッジから１００μｍで、Couette 流れが存在する。速度の符号は、速度プロファイルに含まれず、画素を離れる流れは、画素に入る効果と同じ効果を有する。

結論で、マスター・プレート上の分子の降下が切り替えを引き起こす時間の間、その移動は、流れに垂直な画素のエッジに沿った幅約１００μｍのバンド上を除いて、スレーブ・プレートに完全に伝達される。

等式は、速度が、等方性として考慮されるこの簡単な場合において線形である。より複雑な問題の解法は、簡単な解法をともに加えることによって構成される。

例えば、２個の画素が、ｘ軸に沿ってあり、かつＨ状態からＴ状態への同一の瞬間に切り替わるなら、流れが加えられる。画素間距離は１００μｍ未満であるので、Ｔ状態への切り替えは、２つの対向するエッジの近くで得られる。この例は、ブラッシング方向Ｄ_２と行電極の方向Ｄ_１とが、同時にＴ状態に切り替わる同一の行上の２つの画素間で一致し、前の実験で得られたもので、Ｕバンドが現れない。

非常に有利な実際の例は、それが隔離されるなら、または、流れ方向にそれが続く画素が、同一の瞬間にＵ状態に切り替わるなら、Ｔ状態への画素の切り替えに対応する。図１２の曲線は、スレーブ・プレートＳＰに伝達される速度が、隣接する画素に流れが存在しないので、当該画素のエッジで半分であることを示す。電気信号が、画素切り替えの中央部を作るために調節されるなら、そのエッジは、Ｕ状態を通過するであろう。したがって、この例は、したがってＵバンドが現れる同一の瞬間に切り替わる同一の行におけるＵ画素に隣接するＴ画素のエッジで、前の実験で遭遇したものである。ブラッシング方向Ｄ_２と行電極の方向Ｄ_１とが一致する前の２つの実験におけるバンドの出現が理解される。共通行電極を共有する画素が、同時にアドレス指定されるので、この配置は、同一の液晶流れによってアドレス指定の間に、隣接する画素の結合が有利である。

グレー・レベルの生成に対する影響
この例は、他の利点を呈する。画素が独立に動作するなら、画素の一部をＴ状態への切り替え、したがって画素の切り替えられた表面の漸進的な変化によってグレーの色調を得るために、電気信号を調整することができる。マスター・プレートＭＰ上の速度閾値のすぐ上で、画素の中央は、Ｔ状態に切り替わり、一方、エッジに沿ったほぼ０．１ｍｍのバンドは、Ｕ状態に切り替わる。閾値の十分上で、全体画素は、Ｔ状態に切り替わる。

液晶変位のせん断、およびしたがって速度が、Ｈ組織が緩和されるときに一定の臨界値を超える場所ではどこでも、Ｔ組織が得られることが分る。

グレー・レベルを有する表示の場合において、画素の全体領域に対するＴ組織によって占められる領域の比によって定義される各画素の最終光学状態が、スクリーンの各画素に関して正確に制御されることが重要である。さもなければ、与えられたグレー・レベルに対する画像の表示均一性は何か、を所望のままにする（換言すれば、実際に利用可能な別個のグレー・レベルの数は、低減される）。

平行配向の場合には、液晶の変位は、行、すなわちマスター・プレートＭＰの電極に沿って生じる。Ｔ組織を与える変位速度は、流れの方向で隣接する画素が、Ｔ状態に切り替わるためにもアドレス指定されるときに影響を受けないことが分った。しかしながら、この速度は、Ｕ状態への切り替えのためにアドレス指定された潜在的な隣接する画素を有する境界で、臨界値未満に局所的に低減される。

前述から、平行配向における均一なグレー・レベルを得ることにおける困難性が、直ちに生じ、すなわち行の全ての画素が、同一のＴ状態でアドレス指定されなければならず、さもなければ、Ｕ画素に隣接するＴ画素の切り替え状態は、Ｕ状態にアドレス指定された画素を有するその境界近くの寄生Ｕ領域の存在のために、そのグレー・レベルに関して欠陥であることが理解される。

そのような制約が、グレー・レベルを有する表示では許容できないことが明らかである。したがって、少なくとも平行配向を有するＢｉＮｅｍ表示は、画素のエッジに沿った寄生Ｕ組織の領域が著しく小さな画素（例えば、１ｍｍ未満の側方を有する画素）が重要な場合であって、グレー・レベルを有する表示に関しては適していない。

従来技術の固有の欠点を軽減するために、本発明は、双安定ネマティック液晶マトリクス表示装置を提案し、２つの双安定状態の少なくとも１つへの遷移は、装置の表面に対して平行な液晶の変位によって行われる装置において、材料の流れの方向に連続する２つの要素を同時に切り替えないように、したがって画素エッジでの流れのより良好な制御を可能にする、表示の様々な要素をアドレス指定するためのシステムを含むことを特徴とする。

本発明の他の有利な特徴によれば、
装置のアドレス指定された行は、液晶の流れの方向に対して傾斜されていて、有利にはこの方向に垂直であり、
液晶分子の配向の方向は、アドレス指定された行に対して傾斜されていて、有利にはアドレス指定された行に対して垂直であり、
分子の配向は、ブラッシング動作と、偏光された光による活性化されたポリマー層と、真空蒸着によって堆積された配向膜と、格子とからなるグループから選択された手段の１つを使用して得られ、かつ
装置は、ＢｉＮｅｍ表示タイプである（しかしながら、それは、組織間を切り替えるための流体力学的な効果を使用して、任意の液晶表示に適用してもよい）。

本発明のさらに他の有利な特徴によれば、本発明において特許請求される装置は、液晶変位の振幅を制御し、かつ各画素の内側の制御されたグレー・レベルを生成するように、前記画素各々の中の、２つの安定状態の一方の範囲を漸進的に制御するのに適した制御信号を印加することができる手段を含む。

前述の手段は、様々な制御信号パラメータを変調することによって、特に列信号の電圧レベル、および／または持続期間、および／またはそれらの位相の少なくとも１つによって動作してもよい。

本発明は、双安定ネマティック液晶マトリクス装置を使用する表示の方法にも関するもので、２つの双安定状態の少なくとも１つへの遷移は、装置の表面に対して平行な液晶の変位によって行われる方法であって、材料の流れの方向に連続する２つの要素を同時に切り替えないように、電気信号を使用する表示の様々な要素をアドレス指定するステップを含むことを特徴とする。

本発明の他の特徴、目的、および利点は、非限定的な例として与えられる、添付の図面とともに以下の詳細な記載を読むと明らかになる。

本発明は、図１３などに関してより詳細に説明される。
上述のＢｉＮｅｍの場合において、材料流れ方向における連続する２つの要素が同時に切り替わることを妨げるための手段は、液晶分子の方向（流れ方向を画定する）が、表示の行電極の方向（同時に切り替わる画素を画定する）と異なる。

ブラッシング方向によって特徴付けられる本発明によるＢｉＮｅｍ表示の様々なプロトタイプは、作られる行電極の方向が著しく異なる。

行電極の方向に対して９０°でブラッシングされたＢｉＮｅｍ表示
第１の実施形態の表示に類似する４行×４列表示は、ＢｉＮｅｍ一般技術と呼ばれる技術を使用して作られる。ブラッシング方向Ｄ_２と行電極の方向Ｄ_１との間の角度は、９０°に設定される。この表示は、図１３に示される。マスター・プレートおよびスレーブ・プレートに関するブラッシング方向は、同一である。

この新規なタイプのＢｉＮｅｍ表示は、「直交ＢｉＮｅｍ表示」と呼ばれる。本発明により作られるＡＢ４表示は、図１３においてｏｒｔｈｏＡＢ４とラベル付けされる。

ｏｒｔｈｏＡＢ４表示は、次に、第１の実験装置の駆動電子機器と同一の駆動電子機器ＤＥに接続される。ｏｒｔｈｏＡＢ４表示は、次に多重モードでアドレス指定される。

多重モードにおける画像の観察
表示が前述と同じ光学装置に配置されたとき、アドレス指定後に同一の３つの画像が観察された。

このとき、全てのＴ画素上にエッジ欠陥の出現が観察された。

１６個のＴ画素に対応する図１４ａは、Ｖ_１Ｒ＝１５Ｖ、Ｖ_２Ｒ＝１１Ｖ、およびＶ_Ｃ＝−３Ｖで得られた。

１６個のＵ画素に対応する図１４ｂは、Ｖ_１Ｒ＝１５Ｖ、Ｖ_２Ｒ＝１１Ｖ、およびＶ_Ｃ＝＋３Ｖで得られた。

８個のＴ画素および８個のＵ画素に対応する図１４ｃは、Ｖ_１Ｒ＝１５Ｖ、Ｖ_２Ｒ＝１１Ｖ、およびＶ_Ｃ＝±３Ｖで得られた。

多重モードにおける切り替え欠陥の解析
エッジ欠陥は、全てのＴ画素のブラッシング方向におけるエッジの何れかの側で（行の方向に対する頂部および底部）、０．１ｍｍの典型的な長さを超えて延びる、寄生Ｕ組織からなる。Ｕ組織は、影響を受けない。

エッジ効果は、隣接する画素の切り替えとは無関係に全てのＴ画素に影響を及ぼす事実は、均一および制御された視覚外観が得られるので、従来技術に対して利点である。さらに、行信号からのエッジ効果を非相関することは、ＵおよびＴの割合を全ての画素で同一に制御するグレーの低減の間の可能性を広げる。

行信号の方向に対して４５°でブラッシングされたＢｉＮｅｍ表示
この実施形態において、４５°の角度が、ブラッシング方向Ｄ_２と行電極の方向Ｄ_１の間に導入される。この装置は、図１６に概略的に示される。

表示は、次に、多重モードでアドレス指定する状態で、初期の装置と同じ駆動電子機器ＤＥに接続される。

多重モードにおける画像の観察
同様の方法で得られる画像は、図１７に与えられる。エッジ欠陥における大きな低減が観察された。

１６個のＴ画素に対応する図１７ａは、Ｖ_１Ｒ＝１５Ｖ、Ｖ_２Ｒ＝１２Ｖ、およびＶ_Ｃ＝−３Ｖで得られた。

１６個のＵ画素に対応する図１７ｂは、Ｖ_１Ｒ＝１５Ｖ、Ｖ_２Ｒ＝１２Ｖ、およびＶ_Ｃ＝＋３Ｖで得られた。

９個のＴ画素および７個のＵ画素に対応する図１７ｃは、Ｖ_１Ｒ＝１５Ｖ、Ｖ_２Ｒ＝１２Ｖ、およびＶ_Ｃ＝±３Ｖで得られた。

多重モードにおける切り替え欠陥の解析
エッジ欠陥は、全てのＴアドレス指定された画素のブラッシング方向に沿って整列された２つの角部に影響を及ぼす（図１８）。

欠陥は、０．１ｍｍ未満の典型的な寸法を有する寄生Ｕ組織からなる。これら欠陥の領域は、初期装置で観察された領域より非常に小さい。

本発明の幾何形状的な利点
例えば、従来技術の「左右」方向よりむしろ行に対して「頂部底部」方向のシフトされたエッジ効果を有する事実は、カラー表示の場合のように、表示の画素が「頂部底部」方向において最大寸法を有するとき、このエッジ効果を最小化することを可能にする。

幾何形状的な利点の原理は、３個のサブ画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に細分化された２９０μｍの側方を有する白色方形画素に関して図１９に示される。エッジ効果は、各エッジに沿って約３０μｍである例について仮定される。

「平行」表示と呼ばれる従来技術による表示に関して、エッジ効果が、画素の幅の１／２より大きくなるとすぐに、ここでは黒と示される寄生Ｕ組織は、全体画素を侵略し（図１９ａ）、次に画素のＴ状態への遷移は、不可能になる。

「直交」表示と呼ばれる本発明による表示に関して、寄生Ｕ組織（黒と呼ばれる）は、Ｔ組織と比べて非常に少ない割合のままであり、この組織は、したがって画素の非常に大きな部分にわたって得られることができる（図１９ｂ）。

動作点の選択の利点
電気光学参照曲線は、ＢｉＮｅｍ表示に関して得られることができ、すなわち、図４に示されるように、電圧Ｖ_２の関数としてのＴ組織の光学状態またはパーセンテージである（文献（３））。図２０に示されるこの参照曲線は、表示を多重化するために使用されるパラメータに関する情報を提供する。

この曲線は、ＢｉＮｅｍ表示が、「左」動作点（行多重信号の電圧Ｖ_２が、値Ｖ_２（Ｌ）に割り当てられる）、または「右」動作点（行電圧Ｖ_２（Ｒ））で多重されることができることを示す。

当業者は、実際に、それぞれこれら２つの動作点Ｖ_２（Ｌ）およびＶ_２（Ｒ）の一方側または他方側で電圧Ｖ_２を変えることによって、Ｔ組織のパーセンテージが、それぞれ１００％から０％の間、０％から１００％の間で迅速に変わることが分かる。

「左」動作点は、それが、表示の均一性を改善し（傾斜における改善および閾値電圧分散における低減）、かつスクリーン・フリッカを低減する（列電圧を低減することによって）ので、理論において常に好ましく、かつまた行電圧の１つが低減されることを可能にする。残念にも、一般に、従来のＢｉＮｅｍ表示で実際に用いることができない。

直交ＢｉＮｅｍ表示において、この動作点は完全には利用される得ることが、実験により示され、これは、直交ＢｉＮｅｍ表示が示された改善からの利点であることを意味する。

グレー・レベルの制御の利点
本発明は、さらに、行電極の方向に対するある角度でブラッシングされた、例えば、この方向に対する９０°または６０°でブラッシングされたＢｉＮｅｍ表示上のグレー・レベルを有する良好に制御された方法で、画素を切り替え得ることが実験的に見出された。

従来技術によるグレー・レベルの生成
文献（８）は、画素に印加される電圧を変調することによってグレー・レベルを生成する一方法を記載し、同一の画素内のＵおよびＴの割合は、本発明に先行する技術水準により制御される。「平行」アドレス指定によって、中間光学状態に配置される画素は、多数の連続するＵおよびＴの微小領域を示すことが実験的に見出された。

図２１および図２２における写真は、従来技術（「平行」ブラッシングを有する）による１６０×４８０ＢｉＮｅｍ表示に関する駆動電圧でのこれら微小領域における変化を示す。図２１は、列電圧の値が変化する場合に対応し、一方、図２２は、列電圧の持続期間が変化する場合に対応する。使用されるアドレス指定信号は、図６中に図示された線図に示されるように、典型的に３段階の信号である。図２１および図２２における写真に対応する値は、それぞれ表Ｉおよび表ＩＩに与えられる。

図２１および図２２における写真は、所定の画素に関して、Ｔ組織の平均割合が、Ｖ_Ｃが低減されたときに増大するが、Ｔ組織の微小領域の中心は、画素内にランダムに配置されたままである。小さな微小領域の多数の存在は、得られたグレー状態の長期間の安定性に好ましくない。

本発明によるグレー・レベルの生成
対照的に、本発明による直交アドレス指定の場合に、画素は、２つの領域、すなわち直線壁によって分離されるＴ領域およびＵ領域からなる。領域の大きなサイズは、最適な安定性を与える。この境界は、画素内を移動し、したがって一組のグレー・レベルを決定する。これは、印加された電圧を使用して、画素内の流体力学的流れを制御することによって得られる。流体力学的な効果を制御することによって、本発明によるグレー・レベルを生成するこの方法を、「カーテン効果」と呼ぶ。所定の場合において、効果は、一方の側方よりむしろ、２つの対向する側から伝播することがある。

この現象は、液晶表示の分野で独特である。これは、知られている液晶効果が、少なくともセルおよび画素の構造が構成によって均質でありかつ均一である限り、画素のスケールで均一である組織を与えるからであり、そのいくつかは、本件明細書に記載されるＢｉＮｅｍ表示に関する場合である。

本発明の文脈で記載される現象は、これに関して、文献（５）によって記載されるような顕微鏡的な組織で画素を充填することによって得られるグレー・レベルとは非常に異なる。これは、後者の方法において、画素または表示の構造要素の１つの特徴に作用する意図的な分散が導入されるからである。

本発明において、画素は、２つの領域にほぼ分割され、各領域は、２つの組織の一方によって占められる。したがって、組織を分離するディスクリネーション・ラインまたは壁の長さは、決して顕微鏡的ではない。この状況は、組織の延長、したがって画素の光学状態の優れた安定性を得るために都合がよい。

本発明による「カーテン効果」によって生成される表示のグレー・レベルは、表示の様々な制御パラメータを変調することによって制御されることができる。

これらのパラメータは、以下の通りである（図２３参照）。
・行パラメータ、Ｖ_１Ｒ，Ｖ_２Ｒ（印加される電圧の振幅）、およびＴ_１，Ｔ_２（印加される電圧の持続期間）、
・２つの行信号間の時間Ｔ_Ｒ、
・列パラメータ、
強度Ｖ_Ｃ（図２３ａ）、
持続期間Ｔ_Ｃ（図２３ｂ）および
位相ΔＴ_Ｃ、列信号の位相は、行信号の第２の段階の後縁と列信号の前縁との間にシフトによって図２３ｃで画定される。ΔＴ_Ｃの値は、正または負であり得る。

パラメータＴ_Ｒ（２つの行信号を分離する時間）は、必ずしも可変である必要はないが、それは、最適化されなければならない。

本発明の変形形態によれば、行信号は、一段階の値Ｖ_Ｒだけからなる。行信号が一段階の信号であるこの変形形態によれば、Ｖ_Ｒは、アンカリング破壊の閾値電圧より大きいかまたは小さいことがある。

画像が、単一にフレームで得られる好ましい実施形態によれば、列信号だけが、次に、列信号の値Ｖ_Ｃ、および／または列信号の持続期間Ｔ_Ｃ、および／または列信号の位相ΔＴ_Ｃを変調することによって変更される。

２つの段階を有する画素信号に関する本発明によるグレー・レベル（特にＴ_２＝Ｔ_Ｃ）を生成する原理は、図２４に与えられる。この例において、画素信号は、４個のパラメータ、すなわち、Ｖ_１，Ｖ_２（印加される電圧の強度）、およびＴ_１，Ｔ_２（これら印加される電圧の持続期間）によって特徴付けられる。

マルチフレームの多重モードにおいて、全ての画素信号パラメータの変調は、フレーム毎にこれら信号のいくつかを変調することによって作用される。

プロトタイプが、単一フレームおよびマルチフレームにおける「カーテン効果」によって、グレー・レベルの制御を試験するように生成された。

単一フレームモードにおける本発明によるグレー・レベルの生成
グレー・レベルは、パルスの振幅またはその持続期間の何れかの列信号パラメータを変調することによって、以下の３つの例で生成される。

９０°でブラッシングされた１６０×４８０ＢｉＮｅｍ表示での実験設定
行電極の方向に対して９０°でブラッシングされた、１６０行×４８０列の精細度を有するＢｉＮｅｍ表示のプロトタイプが生成された。したがって、これは、上記で示された命名による直交ＢｉＮｅｍである。列電極の幅は、約０．０８５ｍｍであり、それらの長さは、約５５ｍｍであり、列間の絶縁体は、約０．０１５ｍｍであった。行電極の幅は、約０．３ｍｍであり、それらの長さは、約５５ｍｍであり、行間の絶縁体は、約０．０１５ｍｍであった。基本画素は、図１９ｂに示される基本画素であった。ブラッシング方向Ｄ_２は、行電極に対して垂直であった。表示は、反射モードで動作するために、後方反射器、前方偏光子、および前方照明装置を備え、すなわち、Ｔ組織は、オン状態（明るく見える）を表し、一方、Ｕ組織は、オフ状態（暗く見える）を表す。１６０個の行信号および４８０個の列信号を送出する適切な駆動電子機器は、装置を完成し、かつ表示が多重モードでアドレス指定されることを可能にする。

試験媒体の画素は、画素において存在する組織の観察に適応する倍率の下で観察された。

表示は、多重信号によってアドレス指定され、そのデフォルトパラメータおよびその変動は、表ＩＩＩに規定される。

アドレス指定信号は、典型的に図６において示される図の３段階の信号であった。中間段階は、第２の行段階の電圧Ｖ_２である。その持続期間は、第２の行段階の時間Ｔ_２と列パルスの時間Ｔ_Ｃとの間の差異である。

Ｔ_Ｒは、２つの行信号の間の時間である。それは、本発明によるカーテン効果によるグレー・レベルを得るために最適化された。

選択された１つまたは複数のパラメータ（例えば、列電圧Ｖ_Ｃまたは列パルスの持続期間Ｔ_Ｃ）の各値に関して、試験画像が、アドレス指定された。次に、表示の選択された領域において得られた組織が観察された。

列電圧Ｖ_Ｃの変調を有する画素の観察
列に印加される多重電圧Ｖ_Ｃは、各電圧に関して得られた光学状態を観察する間、０Ｖから−３．６Ｖの間で連続的に変化した（画素電圧の他のパラメータは、表ＩＩＩに与えられる）。結果は、図２５に示される。

好ましい実施形態によれば、画素は、グレー・レベルのためにアドレス指定される前に（以下参照）、所定の状態、例えばＴ状態に事前に設定された。

図２５は、Ｔ組織の状態の画素から始めて、まるでブラインドが漸進的に上げられるように、Ｕ組織の割合が漸進的に増大し、したがって名称「カーテン効果」となった。

列電圧を変調することによるグレー・レベルを有する光学応答
図２８は、グレー・レベルのスケールを再構成する９０°でブラッシングされたＢｉＮｅｍ表示の優れた性能を例示する。

印加された列電圧Ｖ_Ｃの関数として表示の光学応答は、図２６に示される。

この連続する応答は、列電圧Ｖ_Ｃを変調することによるグレー・レベルを有する多重化されたＢｉＮｅｍ表示の生成に特に良好に役立つ。

列パルスに持続期間の変調による画素の観察
列パルスに持続期間は、４００μｓから９００μｓに変化した。

多重信号の他のパラメータは、表ＩＶに示されている。Ｔ_Ｒは、２つの行信号の間の時間である。それは、本発明によるカーテン効果によるグレー・レベルを得るために最適化された。

列持続期間の変調によるグレー・レベルを有する光学応答
ここで再び、グレー・レベルのスケールが得られる。Ｔ（またはＵ）組織を有する画素の充填は、０％と１００％との間で連続して変化され、この割合は、図２７で示されるように、印加された列パルスの持続期間によって制御されることができる。

印加された列パルスの持続期間の関数として表示の光学応答曲線は、図２８に示される。

この連続応答は、多重化されたＢｉＮｅｍ表示が、列信号の持続期間を変調することによってグレー・レベルを有して生成されることを可能にする。

多重信号に使用されるパラメータは、上述の表ＩＶに与えられる。

６０°にブラッシングされた１６０×４８０ＢｉＮｅｍ表示を有する実験設定および結果
試験媒体は、前述の試験媒体と同じであるが、ブラッシング方向が今や９０°の代わりに６０°であることが異なる。

グレー・レベルは、以下の観察が示すように、そのような表示で再び得られることができる。

列に印加される多重電圧は、各電圧に関して得られた光学状態を観察する間、−１．２Ｖから−３．４Ｖの間で連続的に変化した（画素電圧の他のパラメータは、表ＩＩＩに与えられる）。結果は、図２９に示される。

多重信号に関するデフォルトによって使用されるパラメータは、以下の表Ｖで与えられる。Ｔ_Ｒは、２つの行信号の間の時間である。それは、本発明によるカーテン効果によるグレー・レベルを得るために最適化された。

この場合に６０μｓに等しい行間の時間Ｔ_Ｒは、液晶の端子に存在するｒｍｓ電圧を低減するように延長されることができる。典型的に、それは、約２０ｍｓまでの範囲であることができ、その時間を超えると、表示全体をアドレス指定するための時間があまりにも長くなる。

変形形態、２ステップアドレス指定
ＢｉＮｅｍセルの切り替えに影響を及ぼすことがある多くの要因として、液晶セルパラメータ、電圧およびアドレス指定モード、および動作温度があることを思い出される。これら要因の値に応じて、得るのが「容易」である組織および得るのが「困難」である組織、または迅速に得られる「迅速な」組織および低速に得られる「低速な」組織が存在することがある。例えば、特に、液晶の特性にしたがって切り替え特性に悪影響を有する温度要因に関して真である。

さらに、Ｔ状態へのＢｉＮｅｍセルの切り替えは、分子の整列方向における液晶の変位を含む。この切り替えは、切り替えられるべき領域がより大きいときにより容易に実行される。したがって、一時的ないくつかの同時の切り替え（「パケット」切り替えと呼ばれる）、または全体表示の実際の切り替え（「集合的な」切り替えと呼ばれる）が、行毎の切り替えより容易である。

Ｕ状態への切り替えに関して、これは、Ｔ状態への切り替えより遅く実行され、かついくつかの電圧平坦部または電圧傾斜部を必要する。したがって、一時でのいくつかの同時のこの切り替え（「パケット」切り替え）、または全体表示でさえ（「集合的な」切り替え）の同時のこの切り替えを実行することが有利であり得る。

これら２つの観察の組み合わせは、２つのステップでのＢｉＮｅｍ表示のアドレス指定の擁護を導く。すなわち、
表示の画素が、「困難な」または「低速な」組織にパケット切り替えられまたは集合的に切り替えられる、「同時の」第１のステップと、
全体の表示が、「容易な」または「迅速な」状態を用いなければならない表示の画素を切り替えるように、多重モードにアドレス指定される、第２のステップとである。

本発明による２ステップのアドレス指定の実施の例は、図３０に示され、Ｔ状態への表示を設定するためのタイプの集合的信号の例をとる。２つの行ｎおよびｎ＋１は、この非限定例で考慮されるが、原理は、全体の表示に一般化されることができる。いくつかの行（Ｖ_ｓＴ、τ’_ｐ）に同時に印加される行信号Ｖ_{ｓｉｍｕｌ}のパラメータは、切り替えの集合的モードに適応され、かつ所定のパラメータとともに変わり得る。ここで、Ｖ_{ｓｉｍｕｌ}は、ただ１つの段階を有するが、その２つ以上を備えることもできる。多重信号パラメータ（Ｖ’_Ｒ１，Ｖ’_Ｒ２，Ｔ’_１，Ｔ’_２，Ｖ’_Ｃ，Ｔ’_Ｃ）も、適応され、かつ簡単な多重モードで使用されるパラメータとは異なる値を用いことができる。この例の２段階信号における行信号は、マルチ段階または単一段階信号であることもできる。列信号は、図２３に示されるように、振幅変調され、時間変調され、または位相変調され、あるいは２つまたは同様の３つの方法の組み合わせでもよい。

本発明による２ステップのアドレス指定の実施の他の例は、図３１に示され、Ｕ状態に設定するためのタイプの集合的信号の例をとる。２つの行ｎおよびｎ＋１は、この非限定例を含むが、原理は、全体の表示に一般化されることができる。いくつかの行（Ｖ_ＳＵ１，Ｖ_ＳＵ２，τ”_ｐ）に同時に印加される行信号Ｖ_{ｓｉｍｕｌ}のパラメータは、切り替えの集合的モードに適応され、かつ所定のパラメータとともに変わり得る。多重信号パラメータ（Ｖ”_Ｒ１，Ｖ”_Ｒ２，Ｔ”_１，Ｔ”_２，Ｖ”_Ｃ，Ｔ’_Ｃ）も、適応され、かつ簡単な多重モードで使用されるパラメータとは異なる値を用いことができる。この例では２段階信号である行信号は、マルチ段階または単一段階信号であることもできる。列信号は、図２３に示されるように、振幅変調され、時間変調され、または位相変調され、あるいは２つまたは同様の３つの方法の組み合わせでもよい。

本発明による２ステップのアドレス指定の実施の他の例は、図３２および図３３に示され、多重信号は、単一段階信号である。列信号は、図２３に示されるように、振幅変調され、時間変調され、または位相変調され、あるいは２つまたは３つの方法でさえの組み合わせであり得る。図３２において、Ｕ状態に設定するための信号Ｖ_{ｓｉｍｕｌ}は、傾斜の形態である。

困難な組織に関する同時の切り替えも、ｐ行の「パケット切り替え」によって行うことができ、その後、多重モードでアドレス指定され、その後、次のｐ行のパケットは、集合的にアドレス指定され、その後、表示の全ての行がアドレス指定されるまで、多重化されるなど。

困難な組織に関する同時の切り替えは、表示の行の全てに関して集合的に達成することもでき、次に後者は、通常実行されるように、全てのこれら行上の多重モードでアドレス指定される。

図３０に示されるような２ステップのアドレス指定の第１の例は、
以下のパラメータ（表ＩＶ）を有する同時の集合的タイプの信号（同時に表示の全ての行）である第１のステップと、

Ｖ_Ｃの変調、本発明による「カーテン効果」によってグレー・レベルを生成するように、表ＶＩＩに示される多重タイプのアドレス指定である第２のステップとである。

この例において、グレー・レベルは、Ｖ_Ｃの負の値で得られたが、白は、＋３ＶのＶ_Ｃの正の値で得られた。

図３２に示されるような２ステップのアドレス指定の第１の例は、
表ＩＶのパラメータを有する同時の集合的タイプの信号（同時に表示の全ての行）である第１のステップと、
Ｖ_ＣおよびＴ_Ｃの変調、本発明による「カーテン効果」によってグレー・レベルを生成するように、表ＶＩＩＩに示される多重タイプのアドレス指定である第２のステップとである。

図３２に示されるような２ステップのアドレス指定の第２の例は、
表ＶＩのパラメータを有する同時の集合的タイプの信号（同時に表示の全ての行）である第１のステップと、
ΔＴ_Ｃの変調、本発明による「カーテン効果」によってグレー・レベルを生成するように、表ＩＸに示される多重タイプのアドレス指定である第２のステップとである。

図３３に示されるような２ステップのアドレス指定の第２の例は、表１０に対応するアドレス指定である。

この場合、多重モードにおける単一段階の行信号は、非常に短く（５０μｓ）であり、行間の時間はむしろ長い（１０ｍｓ）。

得られた組織の例は、図３４に与えられる。白の第１の行は、１００％Ｕ（Ｖ_Ｃ＝０Ｖ）であり、黒の第４の行は、１００％Ｔ（Ｖ_Ｃ＝３Ｖ）であり、かつ２つの中間行は、２つのグレー・レベルに対応し、すなわちグレー１（Ｖ_Ｃ＝０．４Ｖ）およびグレー２（Ｖ_Ｃ＝１Ｖ）である。アドレス指定のこのモードは、本発明による「カーテン効果」を得ることを可能にすることが分かる。図３５は、Ｖ”_Ｒ−Ｖ_Ｃに等しい画素電圧の関数としての光学透過率を示す。黒と白との間の変調は、Ｖ_Ｃにおける４Ｖの変化で得られる。

信号Ｖ_{ｓｉｍｕｌ}は、正の単極信号、負の単極信号、または必ずしも対称的ではない双極信号であり得る。重要な点は、その正確な波形ではなくその機能であり、それは、多重信号が印加される前に完全に画定される状態（液晶組織）にそれらを設定するように、表示の行を集合的にまたはパケットで切り替える。

行信号間の時間Ｔ_Ｒは、他のアドレス指定パラメータの関数として最適化されることができる要因である。

マルチフレームモードにおける本発明によるグレー・レベルの生成
９０°でブラッシングされた１６０×１６０ＢｉＮｅｍ表示を有する実験的設定
このモードは、例えば、ＳＴＮドライバが使用されるときのように、Ｖ_Ｃを直接変調することが可能ではないときに有利である。

前述と同一のタイプであるが１６０×１６０の方形画素を備えるＢｉＮｅｍ表示は、この実験に使用された。例示的な画素のサイズは２９０μｍであった。

マルチフレームアドレス指定方法の全体的な原理
グレー・レベルを生成するために、全てのアドレス指定の値は、２つのフレーム間で修正され得る。ｎ個のグレー・レベルを得るために、典型的なｎフレームが、アドレス指定されなければならない。

Ｖ_Ｒ１（ｉ），Ｔ_１（ｉ），Ｖ_Ｒ２（ｉ），Ｔ_２（ｉ），Ｖ_Ｃ（ｉ）およびＴ_Ｃ（ｉ）を、フレームｉに関連する行および列信号にさせる。行間の時間Ｔ_Ｒも、パラメータとして考慮する。これら全ての値は、所望のグレー・レベルを生成するように２つのフレーム間で理論的に修正され得る。

好ましい実施形態によれば、画素は、グレー・レベルに関してアドレス指定される前に所定の状態で存在する。

「２ステップ」アドレス指定の変形形態は、適用されることができ、フレーム１は、次に、表示の画素が、「困難な」すなわち「低速な」組織にパケットまたは集合的に切り替えられる「同時の」第１のステップに対応する。後続のフレームは、多重モードでアドレス指定される。

ＳＴＮドライバが列のために使用されるときの例
この場合、０Ｖおよび固定された±Ｖ_Ｃ値だけが、アドレス指定できる。行パラメータは、したがって、グレー・レベルを得るために２つのフレーム間で変化される。例えば、アプローチは、行ｍの場合に以下であり得る。

フレーム１：全ての画素は、１００％Ｔへ切り替えられる。

フレーム２：１００％Ｕであるべき行の全ての画素は、Ｕ状態に切り替えられる（例えば、列信号−Ｖ_Ｃ）。他の画素は、不動作信号を受け、したがって１００％Ｔのままである。

フレーム３：次に、Ｕのわずかに低い割合、例えば８０％を有さなければならない画素が、アドレス指定される。グレー・レベルとしてアドレス指定されて保持される画素、すなわち「充填されるために保持中」の画素は、それらのＴ状態を確実にする不動作信号を受ける。Ｕの正しい割合を有する「既に充填された」画素（この場合は１００％Ｕにおける画素）も、不動作信号を受ける。

フレーム４：次に、Ｕの低い割合、例えば６０％を有さなければならない画素が、アドレス指定される。「充填されるために保持中」の画素は、Ｔ状態を確実にする不動作信号を受ける。Ｕの正しい割合を有する「既に充填された」画素（この場合は１００％Ｕおよび８０％Ｕにおける画素）も、不動作信号を受ける。

０％前でＵの最も低いパーセンテージを有する画素がアドレス指定されるまで、フレームからフレームへ以下同様に続く。

ｎフレームで、白および黒に加えて（ｎ−２）個のグレー・レベルが存在する。

アドレス指定のこのモードの例示は、白および黒に加えて３個のグレー・レベル、すなわち５個のフレームのために、図３６に与えられる。この例において、列電圧は、０、＋Ｖ_Ｃ、−Ｖ_Ｃをとることができ、持続期間Ｔ_Ｃは、固定され、パラメータＶ_Ｒ１，Ｖ_Ｒ２，Ｔ_１，Ｔ_２は、所望のグレー・レベルを得るために各フレームで変えられる。行電圧は、この例において負である。

動作モードは、以下のようである。

フレーム１：第１に、全ての画素は、Ｔ状態に集合的に切り替えられる。所与のフレームｉに対して、
グレー・レベルに対応してアドレス指定される画素は、それらの列で−Ｖ_Ｃ、およびＶ_Ｒ１（ｉ），Ｖ_Ｒ２（ｉ），Ｔ_１（ｉ），Ｔ_２（ｉ）の適応された値を有し、
フレームに対応する状態に含まれない「充填されるために保持中」の画素は、それらの１００％Ｔ状態を確実にする不動作信号でアドレス指定される。例えば、この不動作信号は、もちろん同一の行パラメータＶ_Ｒ１（ｉ），Ｖ_Ｒ２（ｉ），Ｔ_１（ｉ），Ｔ_２（ｉ）およびそれらの列で＋Ｖ_Ｃの値を有する信号であり、
フレーム１からｉ−１によってＵ状態の「既に充填された」画素は、もはや修正されるべきでなく、それらは、不動作信号を受ける。この信号は、図３６の例において、もちろん同一の行パラメータＶ_Ｒ１（ｉ），Ｖ_Ｒ２（ｉ），Ｔ_１（ｉ）およびＴ_２（ｉ）を再び有する、列上の＋Ｖ_Ｃの値を有する。「既に充填された」画素のための他のタイプの不動作信号は、−Ｖ_Ｃであってもよい（以下の実験的な例示の例を参照）。ここで、説明されていない理由のために、集合的なモードを除いて、いったんＵ状態になるとＴ状態への戻りがまるで不可能であるように、全てのことが生じる。

試験手段を用いる実験の実施
図３６に示されるアドレス指定モードは、白および黒に加えて６個のグレー・レベル、すなわち全部で８個のフレームを得るために、１６０×１６０ＢｉＮｅｍ表示に適用される、以下の表１１は、各フレームｉに関して、印加される様々な電圧および持続期間の値を与える。

フレームｉに関する行上で、Ｖ_Ｒ１（ｉ），Ｖ_Ｒ２（ｉ），Ｔ_１（ｉ）およびＴ_２（ｉ）、
フレームに関連するグレー・レベルに設定することが望まれる画素の列上で、−Ｖ_Ｃ、
「充填されるために保持中」の画素のための列上で、不動作信号＋Ｖ_Ｃ、
「既に充填された」画素のための列上で、不動作信号−Ｖ_Ｃ。

フレーム１は、集合的に１００％Ｔ（白）設定に割り当てられる。次に、多重モードにおいて、後続のフレームが、Ｕを有する画素を「充填」する。

フレーム２は、その最終状態が１００Ｕ（黒）である画素の設定に割り当てられる。

フレーム３は、最も明るいグレーまで暗いグレーなどアドレス指定されるべき画素に割り当てられる。

この例において、グレー・レベルは、第１にＶ_Ｒ２の値を変化させ、次により明るいグレー・レベルの場合に、持続期間Ｔ_１を低減することによって得られる。

もちろん、このマルチフレームモードにおいて、多くの組み合わせは、画素電圧パラメータの変更内でできる。

図３７は、上述されたモードでアドレス指定される、チェッカーボードを有する１６０×１６０ＢｉＮｅｍ表示を示し、チェッカーボードは、各行が、白の方形と、その色調がグレー・レベルに対応する方形とで交互であり、図３７は、さらに書き込まれた８つのレベルに対応する方形上のズームを示す。ここで再び、全ての画素におけるＵとＴの割合の非常に均一な制御をみることができる。図３８は、より視認できる効果を作るために、わずかな画素の拡大を示す。２つの組織間の境界の非常に真直ぐな特徴に留意すべきである。図３９は、各グレー・レベルに関連する光学応答を与える。

この例において、「カーテン効果」が、単一のエッジに沿ってだけ現れ、両方のエッジに沿っては現れないこと（図３８）にも留意すべきである。これら実験のために、走査は、流体力学的な流れ方向で実行された（図２および図４０参照）。これは、９０°のブラッシングされたＢｉＮｅｍ表示に関して、２つの可能性がある走査方向が存在し、すなわち、一方の走査方向が、流体力学的な流れと同一の方向であり、他方の走査方向が、流体力学的な流れと反対方向であるからである。走査が、流体力学的な流れと反対方向に実行されたなら、「カーテン効果」は、両方のエッジに沿って現れ（図４１）、グレー・レベルは、制御することがより困難であり、特に暗いグレーがより困難である。したがって、単一の「カーテン効果」を得るために好ましい走査方向が存在し、この好ましい走査方向は、流体力学的な流れの方向と同一である。

もちろん、本発明は、記載された特定の実施形態に限定されず、むしろその精神による任意の変形形態に及ぶ。

特に本発明は、文献（３）で教示された準備の適用を含むことができ、すなわち特に、
アンカリングの破壊を有する双安定ネマティック液晶マトリクス表示をアドレス指定するための装置であって、表示の列電極に、アドレス指定の寄生光学効果を低減するように、Freederiksz電圧より低い電圧に、寄生画素パルスのｒｍｓ電圧を低減するために、そのパラメータが適応された電気信号を印加するように構成された手段を備える、装置と、
列信号の終わりが、行パルスの終わりと同期された装置と、
列信号の持続期間が、行パルスの平坦部の持続期間より短い装置と、
列信号の持続期間が、行パルスの最後の平坦部の持続期間の１／２程度である装置と、
列信号が、方形波の形態である装置と、
列信号が、傾斜の形態である装置と、
列信号が、傾斜の形態であり、傾斜が、それが最大電圧に到達するまで線形に増大し、次に、行パルスの終わりと同期してゼロに急激に低下する、装置と、
印加される電気信号が、画素信号のゼロ平均値を規定するために適応される装置と、
各行信号および列信号が、同一の構成であるが反対の極性の２つの連続するサブアセンブリを備える装置と、
各行信号の極性と列信号の極性が、各画像の変更で反転される装置と、
各画素に印加される信号が、反対極性の２つの連続するサブアセンブリを有するような方法で、共通電圧が、行信号の有用成分と列信号の有用成分とに印加される装置と、
例えば、文献（９）に記載されるなどの個別に画素の切り替えを制御するために、ガラス上に堆積されたトランジスタを使用するアクティブマトリクスタイプの装置とを含むことができる。

本発明は、文献（４）で教示された条項の適用を含むこともでき、すなわち特に、
アンカリングの破壊を有する双安定ネマティック液晶マトリクス表示をアドレス指定するための装置であって、それぞれ行電極および列電極に制御された電気信号を印加することができる手段を備え、この手段は、列電圧を印加するために必要な時間以上の遅延によって時間的にオフセットされた類似する行信号を使用して、いくつかの行を同時にアドレス指定することができる手段を備え、前記行アドレス指定信号が、第１の持続期間に、行の全ての画素のアンカリングを破壊するための少なくとも１つの電圧値と、次に、アドレス指定された行を作る画素の最終状態を決定する第２の持続期間とを備え、この最終状態は、対応する列に印加される各電気信号の値に応じる、装置と、
τ_Ｃ≦τ_Ｄ≦τ_Ｌの関係であり、
τ_Ｄは、２つの行信号間の時間シフトを表し、
τ_Ｌは、少なくとも１つのアンカリング破壊相および１つの組織選択相を備える、行アドレス指定時間を表し、
τ_Ｃは、列信号の持続期間を表す、装置と、
同時にｘのアドレス指定される行をアドレス指定するための時間が、τ_Ｌ＋［τ_Ｄ（ｘ−１）］に等しく、この式で
τ_Ｄは、２つの行信号間の時間シフトを表し、
τ_Ｌは、少なくとも１つのアンカリング破壊相および１つの組織選択相を備える、行アドレス指定時間を表す、装置と、
一時的に重なる同時にアドレス指定される行が、隣接する行である装置と、
一時的に重なる同時にアドレス指定される行が、空間的に離間する行である装置と、
持続期間τ_Ｌ＝ｊτ_Ｄの行信号を提供し、同時に印加される２つの連続する行信号をτ_Ｄだけ時間シフトし、かつ同時に印加される行信号の連続するブロックをτ_Ｌだけシフトすることによって、ｉモジュロｊ行、すなわち行ｉ，ｉ＋ｊ，ｉ＋２ｊなどを同時にアドレス指定することができる手段の装置と、
ｘの連続する行が、１つの行から他の行へ時間シフトτ_Ｄで、同時にアドレス指定され、各行に対応する列信号は、τ_Ｄ毎に順次送られ、各行信号は、少なくともτ_Ｌ＝ｘτ_Ｄに等しい全体持続期間を有する装置と、
（ｉ＋ｘ）番目の行のための行信号の始まりが、ｉ番目の行の行信号の終わりに同期される装置と、
行信号が、同期を示さない装置と、
信号が、フレーム同期を示す装置と、
行信号の極性が、画像ｐから次の画像ｐ＋１へ反転される装置と、
行信号の極性および列信号の極性が、画像ｐから次の画像ｐ＋１へ反転される装置と、
２つの連続する行信号の極性が、反転される装置と、
２つの連続する行信号の極性および２つの連続する列信号の極性が、それぞれ反転される装置と、
同時にアドレス指定される行の数が、ｘ_ｏｐｔ＝［τ_Ｌ／τ_Ｄ］の整数部分に少なくとも等しく、この式で、
τ_Ｄは、２つの行信号間の時間シフトを表し、
τ_Ｌは、少なくとも１つのアンカリング破壊相および１つの組織選択相を備える、行アドレス指定時間を表す、装置と、
信号が、行同期を示す装置と、
各行信号が、それぞれ反対極性を示す２つの隣接する連続シーケンスを備える装置と、
列信号が、２つのシーケンスに分割され、シーケンスの終わりが、それぞれ第１のシーケンスおよび第２のシーケンス、関連する行信号の終わりに同期され、列信号の２つのシーケンスの極性も反転される装置と、
列信号の終わりが、関連する行信号の第２のシーケンスの終わりに同期される装置と、
２つの連続する行信号の極性が、反転される装置と、
それぞれ２つの連続する行信号および２つの連続する列信号の極性が、反転される装置と、
同時にアドレス指定される行の数が、ｘ_ｏｐｔ＝［２τ_Ｌ／τ_Ｄ］の整数部分に少なくとも等しく、この式で、
τ_Ｄは、２つの行信号間の時間シフトを表し、
τ_Ｌは、少なくとも１つのアンカリング破壊相および１つの組織選択相を備える、行アドレス指定時間を表す、装置と、
列信号が、行信号の最後の平坦部の持続期間以下の持続期間の列信号と、τ_Ｄに等しい持続期間τ_Ｃの列信号と、τ_Ｄ未満の持続期間τ_Ｃの列信号とからなるグループから選択され、ここで、τ_Ｄは、２つの行信号間の時間シフトを表し、一方τ_Ｃは、列信号の持続期間を示す装置とを含むことができる。

本発明は、特に１ステップのアドレス指定信号であっても２ステップのアドレス指定信号であっても、文献（１０）に教示される構成を適用することもでき、すなわち特に、
傾斜して立ち上がるエッジ、好ましくは０．１Ｖ／μｓから０．００５Ｖ／μｓの傾斜を有する傾斜して立ち上がるエッジを有する制御信号を、生成しかつマトリクス表示の各画素に印加することができるアドレス指定手段を含む表示装置と、
２つの相、すなわちアンカリング破壊の第１の相および選択の第２の相を有する信号を生成することに適するアドレス指定手段を含む装置と、
そのアドレス指定手段は、均一な組織の信号を得るために、選択相の後方エッジの２つの連続する段階の間の低下が、臨界閾値ΔＶを超えない均一な組織の信号を生成するのに適し、一方、ねじれた組織を得るために、後方エッジが、臨界閾値ΔＶより大きい少なくとも１つの急激な低下を含む、装置と、
立ち上がりエッジが、２００μｓから４ｍｓの持続期間τ_Ｒを有する装置と、
立ち上がりエッジが、３００μｓより長い持続期間τ_Ｒを有する装置と、
アドレス指定および制御信号が、アンカリング破壊相の終わりで傾斜する後方エッジも含む装置と、
後方エッジの傾斜が、立ち上がりエッジと同一程度の強度である装置と、
各画素が、２つの状態、すなわち、それぞれオン状態およびオフ状態間で切り替えられることができる構成要素、例えばトランジスタによって制御される装置とに適用することもできる。

本発明は、前述の特徴の組み合わせにも及ぶ。

本発明の文脈内で、約１８０°だけ異なる２つの組織は、均一またはわずかにねじれ（すなわち、０°に近い）、かつ他方が１／２回転（すなわち、１８０°に近い）ある場合には、必ずしも必要ではない。これは、本発明の文脈内で、これら２つの組織が、異なってねじれ、例えば、４５°および２２５°で提供されてもよい。

引用文献
文献（１）：仏国特許第2740894号
文献（２）：C.Joubert,Proceedings SID 2002、頁30-33
文献（３）：仏国特許第2835644号
文献（４）：仏国特許第2838858号
文献（５）：仏国特許第2824400号
文献（６）：M.Giocondo,I.Lelidis,I.DozovおよびG.Durand,Eur.Phys.J.AP5,227
(1999)
文献（７）：I.DozovおよびPh.Martinot-Lagarde,Phys.Rev.E.,58,7442(1998)
文献（８）：仏国特許第2824400号
文献（９）：仏国特許第2847704号
文献（１０）：仏国特許出願第03/02074号

ＢｉＮｅｍタイプの表示の動作の原理を概略的に示す図である。 電界が突然遮断されたとき、セル内に存在する流体力学的な流れを示す図である。 従来技術による４行×４列のＢｉＮｅｍ表示を概略的に示し、特に、行電極の方向Ｄ_１およびブラッシングの平行方向Ｄ_２を示す図である。 この表示の画素を同時に切り替えるための従来の制御信号を概略的に示す図である。 Ｕ組織における表示の結果としての状態を示す図である。 Ｔ組織における表示の結果としての状態を示す図である。 マトリクスＢｉＮｅｍ表示を多重化するための信号を示す図である。 従来技術による同一の表示上の多重信号を有する試験設定を概略的に示す図である。 １６個の画素がＴ状態であるように作動される表示の結果としての状態を示す図である。 １６個の画素がＵ状態であるように作動される表示の結果としての状態を示す図である。 ９個の画素がＴ状態であり、かつ７個の画素がＵ状態であるように作動される表示の結果としての状態を示す図である。 ブラッシングの方向における画素の左および右での画素エッジ欠陥の詳細を示す図である。 １６０行×１６０列の表示の画素の左および右の両方の切り替え欠陥を示す図である。 ｘｙｚ参照フレームにおける液晶の速度ｖを示す図である。 画素のエッジからの距離ｘの関数として、スレーブ・プレートとマスター・プレートとの間の様々な位置での、瞬間の液晶の速度ｖを示す図である。 本発明による４行×４列のＢｉＮｅｍ表示を概略的に示し、特に、行電極の方向Ｄ_１および垂直なブラッシング方向Ｄ_２を示す図である。 １６個の画素がＴ状態であるように作動される表示の結果としての状態を示す図である。 １６個の画素がＵ状態であるように作動される表示の結果としての状態を示す図である。 ８個の画素がＴ状態であり、かつ８個の画素がＵ状態であるように作動される表示の結果としての状態を示す図である。 行電極の方向Ｄ_１に垂直なブラッシング方向Ｄ_２に関して、ブラッシング方向における画素の左および右で、画素エッジ欠陥の詳細を示す図である。 本発明の変形形態による４行×４列のＢｉＮｅｍ表示を概略的に示し、特に、行電極の方向Ｄ_１および４５°のブラッシング方向Ｄ_２を示す図である。 １６個の画素がＴ状態であるように作動される後者の表示の結果としての状態を示す図である。 １６個の画素がＵ状態であるように作動される同一の表示の結果としての状態を示す図である。 ９個の画素がＴ状態であり、かつ７個の画素がＵ状態であるように作動される表示の結果としての状態を示す図である。 この表示上で見られることができる画素エッジ欠陥の詳細を示す図である。 図１９ａで示される従来技術による「左右」のエッジ効果を、図１９ｂで示される本発明による「頂部底部」のエッジ効果と比較することによって、本発明による表示で得られる幾何形状の利点を示す図である。 電気光学応答曲線の形態で、図４に示される電圧Ｖ_２の関数として表示のＴ組織のパーセンテージを示す図である。 −０．４Ｖ、−０．８Ｖ、−１Ｖ、−１．４Ｖ、−１．６Ｖ、−２Ｖの連続する列電圧Ｖ_Ｃを印加することによって得られる、従来技術による１６０×４８０表示の画素の６個の光学状態を示す図である。 可変の持続期間の列パルス、すなわち、それぞれ１００μｓ、２００μｓ、３００μｓ、および５００μｓを印加することによって得られる、従来技術による１６０×４８０表示の画素の４個の光学状態を示す図である。 本発明による「カーテン効果」によってグレー・レベルを生成するために変調されることができる列信号パラメータを示し、図２３により詳細には、第１のラインは、行信号ｎを示し、第２のラインは、ｎ行信号＋１を示し、「ａ」でラベルが付けられた第３のラインは、列信号の振幅Ｖ_Ｃの変調を示し、「ｂ」でラベルが付けられた第４のラインは、列信号の持続期間Ｔ_Ｃの変調を示し、かつ「ｃ」でラベルが付けられた第５のラインは、列信号のΔＴ_Ｃによって特徴付けられる位相の変調を示す図である。 本発明によるグレー・レベルを生成する原理を示す図である。 表ＩＩＩで規定される信号を有する、−３．６Ｖ、−２．８Ｖ、−１．８Ｖ、−０．８Ｖ、−０．６Ｖ、−０．５Ｖ、−０．４Ｖ、およびー０．２Ｖの連続する列電圧Ｖ_Ｃを印加することによって得られる、本発明による１６０×４８０表示の画素の８個の光学状態を示す図である。 温度２６．４℃に関する列電圧Ｖ_Ｃの関数として、本発明による表示の光学応答曲線を示す図である。 可変の持続期間の列パルス、すなわち、それぞれ４００μｓ、６００μｓ、６５０μｓ、７００μｓ、７５０μｓ、８００μｓ、８５０μｓ、および９００μｓを印加することによって得られる、本発明による１６０×４８０表示の画素の８個の光学状態を示す図である。 周囲温度２６．４℃に関する列パルスの持続時間の関数として、本発明による表示の光学応答曲線を示す図である。 ６個の電圧、すなわちそれぞれ−１．２Ｖ、−２．８Ｖ、−２．９Ｖ、−３．１Ｖ、−３．２Ｖ、および−３．４Ｖの列電圧Ｖ_Ｃの関数として、行電極の方向に対して６０°でブラッシングされた、本発明による１６０×４８０表示の画素の６個の光学状態を示す図である。 本発明による２ステップ方法でアドレス指定されたＢｉＮｅｍ表示に関する行信号の例を示し、より詳細には、図３０は、一段階「Ｔ遷移」タイプの信号Ｖ_{ｓｉｍｕｌ}、および二段階多重信号の例を示す図である。 本発明による２ステップ方法でアドレス指定されたＢｉＮｅｍ表示に関する行信号の例を示し、より詳細には、図３１は、二段階「Ｕ遷移」タイプの信号Ｖ_{ｓｉｍｕｌ}、および二段階多重信号の例を示す図である。 本発明による２ステップ方法でアドレス指定されたＢｉＮｅｍ表示に関する行信号の例を示し、より詳細には、図３２は、一段階「Ｔ遷移」タイプの信号Ｖ_{ｓｉｍｕｌ}、および一段階多重信号の例を示す図である。 本発明による２ステップ方法でアドレス指定されたＢｉＮｅｍ表示に関する行信号の例を示し、より詳細には、図３３は、傾斜された「Ｕ遷移」タイプの信号Ｖ_{ｓｉｍｕｌ}、および一段階多重信号の例を示す図である。 図３３による行信号を使用して駆動される４×４画素のＢｉＮｅｍ表示を示し、この図３４において、Ｕ組織は、オン（明るい）状態を示し、一方、Ｔ組織は、オフ（暗い）状態を示す図である。 図３３に示されるタイプの制御信号に関して画素に印加される信号の電圧の関数として光学応答曲線を示す図である。 マルチフレームモードにおける「カーテン効果」による、グレー・レベルを得る様々な方法を示す図である。 チェッカーボードを有する１６０×１６０ＢｉＮｅｍ表示を示し、各行において、白色の方形およびその色調がグレー・レベルに応じる方形の交互が存在し、また書かれた８個のレベルに対応する方形上のズームも存在することを示す図である。 図３７の表示のわずかな画素の拡大を示す図である。 図３７の各グレー・レベルと関連付けられた光学応答を示す図である。 ９０°にブラッシングされたＢｉＮｅｍ表示に関する２つの可能な走査方向、すなわち一方の走査方向は、流体力学的な流れと同一の方向であり、他方の走査方向は、流体力学的な流れと反対の方向である走査方向を示す図である。 グレー・レベルまたは「カーテン効果」が得られることを可能にするエッジ効果の形成に対する、表示が走査される方向の影響を示す図である。

Claims (44)

1. 複数の画素を備える双安定ネマティック液晶マトリクス表示装置であり、２つの双安定状態の少なくとも１つへの遷移は、前記表示装置の表面に対して平行で、液晶材料の流れの方向に沿った液晶の変位によって行われる表示装置であって、
   前記液晶材料の流れの方向に連続する２つの画素を同時に切り替えないように、当該表示装置の様々な画素をアドレス指定するためのシステムを含むことを特徴とする表示装置。
2. 前記装置のアドレス指定された行は、前記液晶の前記流れ方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記アドレス指定された行は、前記液晶の前記流れ方向に対して垂直であることを特徴とする請求項１および２の何れかに記載の装置。
4. 前記液晶分子のアンカリング配向方向は、前記アドレス指定された行に対して傾斜されることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の装置。
5. 前記液晶分子のアンカリング配向方向は、前記アドレス指定された行に対して垂直であることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の装置。
6. 前記液晶分子のアンカリング配向方向は、前記アドレス指定された行に対して約４５°傾斜されることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の装置。
7. 前記液晶分子のアンカリング配向方向は、前記アドレス指定された行に対して約６０°傾斜されることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の装置。
8. 前記液晶分子のアンカリング配向は、ブラッシング動作と、偏光された光の下で活性化されたポリマー層と、真空蒸着によって堆積された配向膜と、格子とからなるグループから選択された手段の１つを使用して得られることを特徴とする請求項１ないし７の何れか一項に記載の装置。
9. 各画素の内側に制御されたグレー・レベルを生成するように、前記液晶変位の大きさを制御しかつ各画素内の前記２つの双安定状態の一方の範囲を漸進的に制御するために適した制御信号を印加することができる手段を含むことを特徴とする請求項１ないし８の何れか一項に記載の装置。
10. 前記手段は、前記生成されるグレー・レベルを制御するための前記制御信号のパラメータの少なくとも１つを変調するのに適していることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 列信号のパラメータの少なくとも１つを変調するのに適している手段を含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記制御信号の電圧レベルを変調するのに適した手段を含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
13. 前記制御信号の持続期間を変調するのに適した手段を含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
14. 前記制御信号の位相を変調するのに適した手段を含むことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
15. 前記装置の温度を制御するのに適した手段を含むことを特徴とする請求項１ないし１４の何れか一項に記載の装置。
16. グレー・レベルを制御するように、２つの組織間の境界の位置を管理する画素制御信号の変数を変調するのに適した手段を含むことを特徴とする請求項１ないし１５の何れか一項に記載の装置。
17. 前記手段は、電圧レベルおよびそれぞれの持続期間を変調するのに適することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. ２つの行制御信号を分離する間隔の持続期間を変調するのに適した手段を含んでおり、前記間隔の持続期間は、１０μｓから２０ｍｓの間である、ことを特徴とする請求項１ないし１７の何れか一項に記載の装置。
19. 単一のフレームにおける全体画像を画定するのに適したアドレス指定する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし１８の何れか一項に記載の装置。
20. 前記アドレス指定する手段は、前記列信号を変調するのに適していることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 前記アドレス指定する手段は、列信号の振幅、持続期間、または位相の少なくとも１つを変調するのに適していることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 単一のフレームに全体画像を画定するため、および前記列信号の前記振幅を変調するためのアドレス指定する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし２１の何れか一項に記載の装置。
23. 単一のフレームに全体画像を画定し、および前記列信号の前記持続期間を変調するのに適するアドレス指定する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし２２の何れか一項に記載の装置。
24. 単一のフレームに全体画像を画定するため、および前記列信号の前記位相を変調するのに適したアドレス指定する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし２３の何れか一項に記載の装置。
25. いくつかの連続するフレームを用いて全体画像を画定するのに適するアドレス指定する手段を含むことを特徴とする請求項１ないし１８の何れか一項に記載の装置。
26. 前記アドレス指定する手段は、フレーム毎に変数の変調を実行するのに適していることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
27. 前記アドレス指定する手段は、行信号のパラメータの変調を実行するのに適していることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
28. 前記アドレス指定するためのシステムは、連続する２ステップの制御信号を印加することによって前記画素の状態を制御するのに適していることを特徴とする請求項１ないし２７の何れか一項に記載の装置。
29. 前記アドレス指定する手段は、全ての前記画素の第１のステップにおける異なるまたは遅い状態の配置に特定の信号を印加するのに適していることを特徴とする請求項２８に記載の装置。
30. 前記アドレス指定する手段は、全ての前記画素の第１のステップにおける異なるまたは遅い状態の配置に特定の信号を印加し、かつ少なくともいくつかの画素の第２のステップにおける容易なまたは迅速な状態、あるいは所望のグレー・レベルを得るための配置に特定の信号を印加するのに適していることを特徴とする請求項２８または２９に記載の装置。
31. 前記アドレス指定する手段は、前記第１のステップの間に全ての前記画素に同時に制御信号を印加するのに適していることを特徴とする請求項２９または３０に記載の装置。
32. 前記アドレス指定する手段は、前記第１のステップの間に行の一定のサブアセンブリまたはパケットに同時に制御信号を印加するのに適していることを特徴とする請求項２９または３０に記載の装置。
33. 前記アドレス指定する手段は、前記第１のステップの間に全ての前記画素に同時に制御信号を印加するのに適していることを特徴とする請求項２９または３０に記載の装置。
34. 前記アドレス指定する手段は、前記第２のステップの間に１つの段階または２つの段階または複数段階のタイプの行多重信号を印加するのに適していることを特徴とする請求項２９ないし３３の何れか一項に記載の装置。
35. 前記アドレス指定する手段は、前記第２のステップの間に列信号の振幅、持続期間、または位相の少なくとも１つを変調するのに適していることを特徴とする請求項２９ないし３３の何れか一項に記載の装置。
36. 前記アドレス指定するためのシステムは、前記液晶分子の流体力学的な流れの方向に同一の表示を走査するのに適していることを特徴とする請求項１ないし３５の何れか一項に記載の装置。
37. ＢｉＮｅｍタイプであることを特徴とする請求項１ないし３６の何れか一項に記載の装置。
38. ２つの組織を使用し、前記２つの組織のねじれが、約±１８０°だけ異なることを特徴とする請求項１ないし３７の何れか一項に記載の装置。
39. ２つの組織を使用し、一方の組織は、前記分子が少なくともほぼ相互に平行である均一またはわずかにねじれる組織であり、他方の組織は、前記一方の組織から約±１８０°のねじれだけ異なることを特徴とする請求項１ないし３８の何れか一項に記載の装置。
40. ２つの変曲点を有する制御電圧レベルの関数としての電気光学曲線を有し、かつ前記制御電圧が、最小の変曲点の何れかの側で変わることを特徴とする請求項１ないし３９の何れか一項に記載の装置。
41. 電気信号を、前記表示装置の前記列電極に印加するように設計された手段を含んでおり、この電気信号のパラメータは、Freederiksz電圧より低い電圧に、寄生画素パルスの二乗平均平方根電圧を低減するようになされており、アドレス指定の寄生光学効果を低減する、ことを特徴とする請求項１ないし４０の何れか一項に記載の装置。
42. 制御された電気信号を、それぞれ前記表示の行電極および列電極に印加することができる手段を含み、前記手段が、列電圧印加時間に等しいまたは列電圧印加時間より長い遅延によって一時的にシフトされた同様の行信号を用いて、同時にいくつかの行をアドレス指定するのに適する手段を備え、前記行アドレス指定信号は、第１の持続期間において、前記行の全ての画素のアンカリングを破壊するため、かつ次に第２の持続期間において、前記アドレス指定された行を作る前記画素の最終状態を決定するための少なくとも１つの電圧値を有し、この最終状態が、対応する列に印加される各電気信号の前記値に依存することを特徴とする請求項１ないし４１の何れか一項に記載の装置。
43. アドレス指定する手段は、傾斜して立ち上がるエッジ、好ましくは０．１Ｖ／μｓから０．００５Ｖ／μｓの傾斜を有する傾斜して立ち上がるエッジを有する制御信号を、生成できかつ前記マトリクス表示の各画素に印加することができることを特徴とする請求項１ないし４２の何れか一項に記載の装置。
44. 複数の画素を備える双安定ネマティック液晶マトリクス表示装置を使用する表示の方法であり、２つの双安定状態の少なくとも１つへの遷移は、前記表示装置の表面に対して平行で、液晶材料の流れの方向に沿った液晶の変位によって行われる表示の方法であって、
    前記表示装置が、前記液晶材料の流れの方向に連続する２つの画素を同時に切り替えないように、電気信号を用いて前記表示装置の様々な画素をアドレス指定するステップを含むことを特徴とする表示の方法。

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