(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１）強誘電性液晶材料層（７）を封入したセル壁（２，３）を有する液晶セル（１）を設ける段階、
２）一方のセル壁（２）に第１の電極群（５）を設け、他方のセル壁（３）に第２の電極群（６）を設けて、それらの電極（５，６）がその交差部にマトリクス状のアドレッシング可能成分を形成するようにする段階、
３）各々が、正および負の値の少なくとも一方からなる第１ストロボパルスと、これに続く、該第１ストロボパルスとは逆の第２ストロボパルスとからなる、複数のストロボ波形（１２）を印加することによって、あるいは直流値を正味ゼロに維持するよう調整されたブランキングパルスとそれに続くストロボパルスを印加することによって、第１の電極群（５）で個々の電極を連続的にアドレッシングする段階、
４）前記ストロボ波形と同期させて第２の電極群（６）の各電極に、両方の波形とも正および負の値のパルスを有してなるものであって、各パルスは１タイムスロット（ｔｓ）のタイム期間続き、一方のデータ波形は他方のデータ波形の反転形状となっている２つのデータ波形のうちの一方（１３）を、印加する段階
を有してなるマルチプレクス駆動強誘電性液晶マトリクスディスプレイの温度補償方法であって、
１）液晶材料（７）の温度を測定（１５）すること、
２）第１の電極群で連続的にアドレッシングされる各電極へのストロボ波形印加の間の時間を同じに維持しながら、しかもデータ波形において同じタイム期間（ｔｓ）を維持しながら、測定した液晶温度に従って、連続する一続きの複数のストロボ波形（１２，１６）の各々のストロボパルスの時間長さを変動させること、
３）それによって、温度によって引き起こされる液晶材料（７）のパラメータの変化を補償すること
を特徴とする温度補償方法。
【請求項２】
ストロボ波形を、最初のｔｓ期間ではゼロボルトとし、ｎ×ｔｓに等しい期間ではゼロ以外の電圧値とし（ｎは約０．２５ｔｓ以上の正の数である）、次にｔｓの数倍の期間ゼロボルトとしてそれを１フィールド周期とし、その後逆の極性の同様の波形とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ストロボ波形が正および負のパルスであって、それらは時間的に、隣接する電極のアドレッシング時間に延長するものであり、
正および負のパルスの各々が、
第１部分におけるゼロボルトと、
第２部分におけるゼロ以外の電圧とを備えており、
第２部分は第１部分に対して均衡せず、第２部分の長さは、測定された温度に従い、１タイムスロット（ｔｓ）の期間よりも実質的に小さい多くのシステムクロックパルスに対応して段階的にかつ連続的に変動される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１の電極群で連続的にアドレッシングされる複数の電極に使われる連続する一続きの複数のストロボ波形の各々について、各ストロボパルスの時間長さを、測定された液晶温度に従い連続的に変えることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ストロボ波形が最初のｔｓ期間においてゼロボルト以外の部分を有し、そのゼロ以外の値は振幅および符号が可変であって、さらなる温度補償を行うものである請求項２に記載の方法。
【請求項６】
第１の電極群で同時にアドレッシングされる複数の電極に使われる連続する一続きの複数のストロボ波形の各々について、各ストロボパルスの時間長さを、測定された液晶温度に従い連続的に変えることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ブランキングパルスが反対極性の部分を持ち、その電圧−時間積（Ｖｔ）をストロボパルスの電圧−時間積と合わせて直流値を正味ゼロとするようにする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ブランキングパルスが、ストロボパルスの電圧−時間積と合わせて直流値を正味ゼロとするような電圧−時間積を有する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ストロボ波形、ブランキング波形およびデータ波形の極性を周期的に逆転させて直流値を正味ゼロとする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ストロボ波形とデータ波形の両方のタイム期間の長さを変動させて温度補償を行う請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
データ波形の期間が２ｔｓである請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
データ波形の期間が４ｔｓである請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
データ波形の期間がｍ×ｔｓである（ｍは１より大きい整数である）請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
１）２つのセル壁（２，３）間に液晶材料（７）層が封入されて形成された液晶セル（１）であって、その液晶材料（７）は傾斜キラルスメクチック材料であり、セル壁（２，３）には一方の壁（２）の第１の電極群（５）および他方のセル壁（３）の第２の電極群（６）として設けられた電極（５，６）があり、それらの電極（５，６）は集合的にアドレッシング可能な交差部のマトリクスを形成するように配置されており、それらのセル壁（２，３）の少なくとも一方には表面処理が施してあって液晶分子が表面で単一の方向に配向するようになっている液晶セル、
２）正および負の値の少なくとも一方からなる直流パルスを有してなる複数のストロボ波形を発生させる手段（１２）、
３）第１の電極群の各電極（５）に連続的にストロボ波形を印加するための駆動回路（１０）、
４）各々が１タイムスロット（ｔｓ）の期間続く正および負の値の直流パルスを有し、振幅および振動数が等しいが符号が反対の２組のデータ波形を発生させる手段（１３）、
５）第２の電極群にデータ波形を印加するための駆動回路（１１）、ならびに
６）データ波形の順序を制御して、所望の表示パターンを得て、直流レベルを全体で正味ゼロとするための手段（１４）、
を有してなる温度補償されるマルチプレクス駆動強誘電性液晶ディスプレイであって、
１）液晶材料の温度を測定する手段（１５）、ならびに
２）温度による液晶材料パラメータの変化を補償するために、複数のストロボ波形の各々について連続的に変えることのできる、該複数のストロボ波形の各々における少なくとも１パルスの長さを、測定された液晶温度に従い、データ波形タイム期間（ｔｓ）を変えずに、データ波形の期間に対して、決定する手段（１４，１６、ＩＣ１〜ＩＣ８）
を有することを特徴とするディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
本発明は、多重アドレス（マルチプレクス駆動）強誘電性ディスプレイの温度補償に関する。そのようなディスプレイは、傾斜キラルスメクチックＣ、ＩまたはＦ液晶材料を使用するものである。
液晶装置は通常、液晶材料の薄層が２つのスライドガラスの間に封入された構成を持っている。適宜、その両方のスライドガラスの内面に透明電極が形成される。それらの電極に電圧を印加すると、それによって生じた電場によって液晶分子の分子配向が変化する。その分子配向の変化は容易に観察できるものであって、多くの種類の液晶ディスプレイ装置の基礎となっている。
強誘電性液晶装置の一種である表面安定化強誘電性液晶装置（SSFLC−N.A.Clark & S.T.Lagerwall, App Phys Lett 36（11）1980, pp.899-901）においては、分子は２つの異なった配向方向の間で切り替わり、その切り替えは印加電場の極性によって決まる。それらの装置は双安定性を有し、２つの切り替え状態のうちの他方の切り替え状態に切り替えられるまで、一つの切り替え状態にとどまる。それによって、非常に大きいディスプレイの多重アドレッシングすなわちマルチプレクス駆動を行うことが可能となる。
通常の多重ディスプレイ１個には、ｘ、ｙマトリクス形態で配置された表示成分すなわち画素があり、それが英数字などを表示するのに用いられる。そのマトリクス形態は、一方のスライドガラスに直列の列電極としての電極と、他方のスライドガラスに直列の行電極としての電極とを形成することによって得られる。各列と行の間の交差部が、アドレッシング可能な成分すなわち画素を形成する。他のマトリクス配置で知られているものとしては、極座標（ｒ−θ）表示装置およびセブンバー数字表示装置などがある。
多重アドレッシング法には多くの異なった方法がある。一つの共通の特徴としては、各行すなわちラインに順次、ストロボ波形と呼ばれる波形を印加することである。各行にストロボを印加するのと同時に、データ波形と呼ばれる２つの波形のうちの適切な方の波形を、多くの場合ラインアドレス時間と称されるデータ波形の１周期中に全ての列電極に印加する。各種方法間の相違は、ストロボおよびデータ電圧波形の形状にある。
欧州特許出願０３０６２０３号には、強誘電性液晶ディスプレイ用の一つの多重アドレッシング法が記載されている。その出願では、ストロボは交番極性の単極性パルスであり、２つのデータ波形は反対符号の直交波である。ストロボのパルス幅は、データ波形周期の１／２である。ストロボとデータ電圧の適切な方とを組み合わせることで、液晶材料の切り替えを行うことができる。
英国２２６２８３１号、ＷＯ−Ａ−９２／０２９２５には、別のアドレッシング法が記載されており、その方法では、ストロボ波形を最初に１タイムスロットの間ゼロとし、次に例えば２タイムスロット以上の１タイムスロットより長い直流パルスを印加する。データ波形は１タイムスロットのパルス長の＋／−データ電圧Ｖｄの交流パルスである。ラインアドレス時間は、タイムスロット長さの２倍である。それには、異なった行間でアドレッシング時間の重なりが生じるという効果がある。ストロボパルスの時間を延長するということは、連続する行電極においてアドレッシングの重なりがあることを意味している。そのような重なりによって、他の波形に影響を与えることなく切り替えパルスの幅を効率良く広げることができ、従って２つの異なった切り替え状態での画素間のコントラスト比を良好な状態に維持したまま、ディスプレイ全体のアドレッシングに要する時間が短縮される。
他のアドレッシング法が、英国２１４６４７３−Ａ、英国２１７３３３６−Ａ、英国２１７３３３７−Ａ、英国２１７３６２９−Ａ、ＷＯ８９／０５０２５、ハラダらの報告（Harada et al 1985 S.I.D Digest Paper 8.4 pp 131-134）およびラガーウォールらの文献（Lagerwall et al 1985 IEEE, IDRC pp 213-221）、マルテーゼらの文献（Proc 1988 IEEE, IDRC p 98-101 Fast Addressing for Ferro Electric LC Display Panels, P Maltese et al）に記載されている。
液晶材料は、データ波形との組み合わせで、符号の異なる２つのストロボ波によってその２つの状態間で切り替わり得るものである。別法として、ブランキングパルスを用いて液晶材料をある状態に切り替え、適切なデータパルスとともに単一のストロボパルスを用いて、画素を他方の状態に選択的に切り換えることができる。ブランキングパルスとストロボパルスの符号を周期的に交代させることで、直流値を正味ゼロとする。
これらのブランキングパルスは、ストロボパルスより振幅および印加の長さが大きいために、ある交差部に２つのデータ波形のうちのいずれが印加されるかとは無関係に、液晶材料の切り替えが起こるのが普通である。ブランキングパルスをストロボに先だってラインごとに印加しても良く、あるいはディスプレイ全体について一時にブランキングしても良く、あるいはあるライン群についてブランキングすることもできる。
ある公知のブランキング法では、ストロボパルスの電圧（Ｖ）×時間（ｔ）の積Ｖｔに対して、Ｖｔは等しいが極性が反対のブランキングパルスを用いる。そのブランキングパルスは、ストロボパルスの１／２の振幅および２倍の印加時間を持つ。これらの値によって、ブランキングを確実に行い、周期的に極性を逆転させずにストロボの直流を正味ゼロとすることができる。
ブランキングパルスを用いる別の方法が、欧州０３７８２９３に記載されている。そこでは、従来の直流均衡化ストロボパルス（極性が反対で期間が等しい）と類似の直流均衡化ブランキングパルス（極性が反対で期間が等しい）とを用い、そのブランキングパルスの幅は、ストロボパルスの数倍とすることができるものである。そのよう方法では、ブランキング波形およびストロボ波形の極性を期間的に逆転させずに、直流値は正味ゼロとなる。
画素間の間隔を一つの光学的状態に切り換えることが望ましい場合には、周期的な極性の逆転は許容されないことから、直流均衡化の特徴はプロジェクションディスプレイでは特に重要である。
既存のディスプレイにおける一つの問題は、温度に伴う装置パラメータの変動である。それによって、装置を使用できる温度範囲が制限される。その問題を克服するには、駆動パラメータを変更するのが一般的である。一般的には、その場合、行（またはストロボ）電圧Ｖｓ、列（データ）電圧Ｖｄおよびラインアドレス時間が関与する。これについては、ＥＰ−Ａ−０２８５４０２およびＥＰ−Ａ−０３０３３４３に記載されている。別の方法では、ストロボ前パルスにある可変電圧レベルを導入して、液晶材料の操作パラメータを調整することで、Ｖｓ、Ｖｄまたはラインアドレス時間の補償を行う必要なく、例えば約２０℃という広い温度範囲で操作を続けることができるようにする。これについては、英国２２３２８０２号、ＷＯ−Ａ−９２／０２９２５に記載されている。
本発明によれば、液晶温度の変化に従って、連続的にアドレッシングされる行へのストロボの印加間の時間（すなわち、データ波形（の）期間すなわちラインアドレス時間）を一定に維持しながら、ストロボパルスの時間長さを変動させることで、その温度補償の問題が解決される。
本発明によれば、多重アドレッシング強誘電性液晶マトリクスディスプレイの温度補償方法は、
１）強誘電性液晶材料層を封入したセル壁を有する液晶セルを設ける段階
２）一方のセル壁に第１の電極群を設け、他方のセル壁に第２の電極群を設けて、それらの電極がその交差部にマトリクス状のアドレッシング可能成分を形成するようにする段階
３）正および負の値のストロボ波形を印加することによって、あるいは直流値を正味ゼロに維持するように調整されたブランキングパルスとそれに続くストロボパルスを印加することによって、第１の電極群で個々の電極を連続的にアドレッシングする段階、
４）前記ストロボ波形と同期させて第２の電極群の各電極に両方の波形とも正および負の値のパルスを有してなるものであって、各パルスは１タイムスロット（ｔｓ）のタイム期間続き、一方のデータ波形は他方のデータ波形の反転形状となっている２つのデータ波形のうちの一方を印加する段階
を有してなるものであって、
１）液晶材料の温度を測定すること、
２）第２の電極群で連続的にアドレッシングされる電極へのストロボ波形印加間の時間を一定に維持し、しかもデータ波形において同じタイムスロット（ｔｓ）を維持しながら、測定した液晶温度に従ってストロボ波形の時間長さを変動させること、
３）それによって、液晶材料パラメータにおける温度誘発の変化を補償すること
を特徴とするものである。
連続する行へのストロボ波形の印加間の時間はデータ波形期間であり、例えば、２ｔｓまたは４ｔｓとなり、それはアドレッシング法の種類によって決まるものである。多くの場合、データ波形期間はラインアドレッシング時間と称され、ディスプレイのライン数を掛けると、フレーム時間が得られる。
ストロボ波形は２つの部分に分けることができ、第１部分は、第１の期間ｔｓで値はゼロを取り得るもので、その直後に第２部分すなわち非ゼロ電圧（主）パルスが続き、それはｔｓより小さいがかなり長いかまたはｔｓより長く、例えば（０．２５、０．５、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０以上）×ｔｓの長さを持つものである。ストロボ波形の第２部分は、（ストロボ波形の第１部分とデータ波形と合わせて）液晶材料の切り替えが起こるだけの長さで続くものである。例えば、ストロボ波形の第２部分は、約０．２５ｔｓ以上、代表的には０．５ｔｓ以上とすることができる。ストロボ波形の第２部分の長さは、連続的に変えるか、あるいは例えば０．５ｔｓまたは１ｔｓずつで段階的に変えることができる。
さらに、ストロボ波形は、第１のｔｓ期間でストロボの他の部分と同一または異なった極性のゼロ以外の電圧を持つことで、さらに温度補償を行うようにすることができる。
液晶材料は、ストロボパルスと適切なデータ波形を一致させることによってその２つの状態間で切り替えることができる。別法として、ブランキングパルスによってその材料を一方の状態に切り替え、次に、ストロボパルスと適切なデータ波形の一致によって、選択した画素を他方の状態に戻すことができる。
ブランキングパルスは１つまたは２つの部分を持ち得る。２つの部分からなるブランキングパルスの場合、第１部分は第２部分と反対の極性を持つ。そのブランキングパルスの２つの部分は、単一のストロボの電圧×時間の積Ｖｔと組み合わさって直流値を正味ゼロとする電圧時間積Ｖｔを有するように調整されている。
本発明によれば、温度補償される多重アドレッシング強誘電性液晶ディスプレイは、
１）２つのセル壁間に液晶材料層が封入されて形成された液晶セルであって、その液晶材料は傾斜キラルスメクチック材料であり、セル壁には一方の壁の第１の電極群および他方のセル壁の第２の電極群として設けられた電極があり、それらの電極は集合的にアドレッシング可能な交差部のマトリクスを形成するように配置されており、それらのセル壁の少なくとも一方には表面処理が施してあって液晶分子が表面で単一の方向に配向するようになっている液晶セル、
２）正および負の値の直流パルスを有してなるストロボ波形を発生させる手段、
３）第１の電極群の各電極に連続的にストロボ波形を印加するための駆動回路、
４）各々が１タイムスロット（ｔｓ）の期間続く正および負の値の直流パルスを有し、振幅および周波数が等しいが符号が反対の２組のデータ波形を発生させる手段
５）第２の電極群にデータ波形を印加するための駆動回路、ならびに
６）データ波形の順序を制御して、所望の表示パターンを得て、直流レベルを全体で正味ゼロとするための手段
を有してなるものであって、
１）液晶材料の温度を測定する手段、
２）測定された液晶温度に従って、データ波形タイム期間（ｔｓ）を変えることなく、データ波形の周期に応じてストロボ波形の少なくとも１パルスの長さを変動させて、温度による液晶材料パラメータの変化を補償するための手段
を有することを特徴とするものである。
以下において、添付の図面を参照して、実施例によって本発明を説明する。
図１は、時間多重アドレッシングｘ、ｙマトリクスの模式図である。
図２は、図１のディスプレイの拡大部分断面図である。
図３および図４は、測定された装置温度に応じてストロボパルスの長さを変えるための回路を示す図１の一部のブロック図である。
図５は、時間対数−電圧対数のグラフであって、２つの異なった形状のアドレッシング波形についてのスメクチック材料の切り替え特性を示すものである。
図６および図７は、各種アドレッシング電圧および時間での、ある液晶組成物におけるストロボ波形パルス長−温度の範囲を示すグラフである。
図８ないし図１４は、２タイムスロットのデータ波形を用いたアドレッシング法についての、各種のストロボ波形およびデータ波形の図を示したものである。
図１５および図１６は、２タイムスロットのデータ波形を用いたアドレッシング法についての、ブランキング波形、ストロボ波形およびデータ波形の図を示したものである。
図１７は、図８ないし図１６で示したストロボについて示した値の範囲において長さが可変のストロボ波形を示したものである。
図１８は、黒丸で示したいくつかの交差部分がＯＮ状態に切り替わっており、他の部分はＯＦＦ状態となっている４×４要素配列についての情報パターンの１例を示すものである。
図１９および図２０は、図１１に示したストロボ波形およびデータ波形によって図１８に示した４×４要素ディスプレイのアドレッシングを行う場合の波形図を示したものである。
図２１は、図１７に示した駆動法を用いた場合のデータ波形周期によるコントラスト比の変動を示すものである。
図２２は、波形について４タイムスロットを用いる公知のアドレッシング法についてのストロボ波形、データ波形および合成波形を示したものである。
図２３および図２４は、本発明によって改善された図２２のストロボ波形およびデータ波形を示したものである。
図２５は、図２２ないし図２５のアドレッシング法についての切り替え特性を示したものである。
図２６は、各パルスが１タイムスロットにわたって続く双極性パルスを用いる別の公知のアドレッシング法についてのストロボ波形、データ波形および合成波形を示したものである。
図２７および図２８は、本発明によって改善された図２６のストロボ波形、データ波形および合成波形を示したものである。
図１および２に示したディスプレイ１は、スペーサリング４および／またはスペーサによって約１〜６μｍの間隔で隔てられた２つのガラス壁２および３を有している。透明な酸化スズまたは酸化スズインジウム（ＩＴＯ）の電極構造５および６が、両壁の内側表面に形成されている。これらの電極は、Ｘ、Ｙマトリクスを形成する行および列として示されているが、他の形態を持つこともできる。例えば、ｒ、θディスプレイ用の放射および曲線形状あるいはデジタルセブンバー表示装置用のセグメント型のものなどがある。液晶材料層７は、壁２・３とスペーサリング４の間に封入されている。
偏光板８および９が、セル１の前面および背面に配置されている。行１０および列１１の駆動部は、そのセルに電圧信号を印加する。２組の波形を発生させて、行駆動部１０および列駆動部１１にそれを供給する。ストロボ波形発生器１２は、行波形を供給し、データ波形発生器１３は列駆動部１１にＯＮおよびＯＦＦの波形を供給する。タイミングおよび表示方式の全体的制御は、制御論理ユニット１４によって行われる。液晶層７の温度は、熱電対１５が測定し、その熱電対の出力がストロボ発生器１２に送られる。熱電対１５の出力はその発生器に直接送ってもよく、あるいはプログラムされたＲＯＭチップなどの調整素子１６を介して送って、ストロボパルスおよび／またはデータ波形の一部を変化させてもよい。
組立に先だって、例えばポリイミドまたはポリアミドの薄層を塗布し、乾燥し、適宜に硬化させ、布（例；レーヨン）でＲ１やＲ２という一方向に磨くなどの公知の方法で表面処理する。別法として、一酸化珪素などの薄層を斜方向の角度で蒸着させることができる。これらの処理によって、液晶分子に表面配向が生じる。その配向／ラビング方向Ｒ１およびＲ２は、平行あるいは逆平行とすることができる。適切な一方向電圧を印加する場合には、分子の方向はＤ１およびＤ２という２方向のうちの一つの方向に沿って配向し、その方向は電圧の極性によって決まる。理想的には、Ｄ１とＤ２の間の角は約４５°である。印加電場がないと、分子はＲ１・Ｒ２と方向Ｄ１・Ｄ２の中間配向方向を取る。
その装置は、透過型または反射型で作動し得るものである。前者の透過型の場合、例えばタングステン電球からその装置を通過する光が、選択的に透過または遮断されて、所望の表示を形成する。反射型の場合、第２の偏光板９の背後に鏡が設置されて、セルおよび２つの偏光板を通って自然光が反射される。その鏡を部分反射するようにすることで、その装置を透過型および反射型の両方の形態で動作させることができる。
多色性染料を材料７に加えてもよい。その場合、偏光板は一つのみ必要であり、その層厚は４〜１０μｍとすることができる。いくつかの好適な混合物を以下に示してある。
行・列電極の交差部で液晶材料は、アドレッシング電圧を印加することによって切り換えられる。そのアドレッシング電圧は、行電極へのストロボ波形Ｖｓ印加と列電極へのデータ波形Ｖｄの印加の組み合わせによって得られるものである。
すなわち、Ｖｒ＝Ｖｓ−Ｖｄである。
式中、Ｖｒ＝アドレッシング波形の瞬間値
Ｖｓ＝ストロボ波形の瞬間値
Ｖｄ＝データ波形の瞬間値
である。
キラル傾斜スメクチック材料は、電圧と時間の積に基づいて切り替わる。その特性を図５に示した。電圧−時間の積が曲線より上の場合に、材料が切り替わる。曲線より下は、非切り替え領域である。ここで、切り替え特性は電圧の符号とは独立である点は注目すべき点である。すなわち、その液晶材料は、ある振幅の正または負の電圧のいずれかで切り替わるのである。その材料が切り替わる方向は、電圧の極性によって決まる。
切り替え特性はアドレッシング電圧パルスの組み合わせの形状によって決まることから、図５には２本の曲線を示してある。上側の曲線は、アドレッシング電圧の直前に異符号の小さい前パルスを印加した場合に得られるものである。例えば、小さい負のパルスの後に、それより大きい正のパルスを印加する場合である。小さい正パルスを印加してから大きい負パルスを印加した場合、その材料は同じ挙動を示す。この上側の曲線は通常、ある電圧で方向を転換するかあるいは最小応答時間を示す。その小さい前パルスはリーディングパルス（Ｌｐ）と称することができ、大きい方のアドレッシングパルスはトレイリングパルス（Ｔｐ）と称することができる。上側の曲線は、Ｌｐ／Ｔｐ比が負の値の場合に適用されるものである。
下側の曲線は、アドレッシング電圧の直前に同符号の小さい前パルスを印加した場合に得られるものである。例えば、小さい正パルスを印加してから、次にそれより大きい正パルスを印加した場合である。小さい負パルスの次に大きい負パルスを印加した場合にも同じことが当てはまる。その下側の曲線は、Ｌｐ／Ｔｐ値が正である。その下側の曲線は、上側の曲線とは異なった形状を持っている。材料によっては、下側曲線には電圧−時間曲線に最小値がない場合がある。
その２つの曲線の間の形状の相違により、装置は非常に広い時間範囲で、明瞭に動作することができる。ハッチング線で示したようなその２つの曲線間の範囲で装置を動作することでそれが可能である。切り替えが要求される交差部は、下側曲線が適用され、電圧およびパルス幅がその曲線より上にある形状を持ったアドレッシング電圧によってアドレッシングされる。切り替えの要求されない交差部の場合には上側曲線が適用され、電圧およびパルス幅がその曲線より下方にあるような形状のアドレッシング電圧を受けるか、あるいはデータ波形電圧のみを受ける。それについて以下に詳述する。
図１１には、本発明の１実施態様のストロボ波形、データ波形およびアドレッシング波形を示したものであり、この場合、一つの行に印加されたストロボパルスが次の行のアドレッシングに伸びている。そのストロボ波形は最初は１タイム期間ｔｓではゼロであり、次に第２のｔｓでは＋３である。それが各行に順次印加される。すなわち、１タイムフレーム期間である。それから、第２のストロボが印加され、この第２のストロボは、１ｔｓ期間ではゼロであり、次に２ｔｓでは−３である。やはり、それが１タイムフレーム期間にわたって順次各行に印加される。ディスプレイを完全にアドレッシングするには、２タイムフレーム期間を要する。＋３および−３という値は、説明のために示した電圧単位であって、実際の値は後に具体的な材料で示す。
データ波形は、データＯＮおよびデータＯＦＦ、あるいはＤ１およびＤ２として任意に定義される。データＯＮは最初に、第１のタイム期間ｔｓでは＋１の値を持ち、次に１タイム期間ｔｓで−１の値を持つ。これが繰り返される。すなわち、データＯＮは振幅１、周期２ｔｓの交番信号である。データＯＦＦも同様であるが、初期値は−１であって、次に＋１の値を取る。すなわち、データＯＮの反転である。データ波形の第１部分、例えばデータＯＮでは１タイム期間ｔｓでの＋１の値は、ストロボ波形の第１部分、すなわちタイム期間ｔｓでのゼロと同時である。
アドレッシング波形はストロボ波形とデータ波形の和である。正のストロボパルスとデータＯＮを組み合わせると、−１、４、２、１、−１、１などとなる。−１の直後に４という値が来ることで、その材料の切り替え特性は、図５の上側曲線によって支配されることになる。負のストロボパルスとデータＯＮの組み合わせは、−１、−２、−４、１、−１、１などである。大きい（−４）パルスと同符号のそれより小さいパルスとの組み合わせにより、その材料切り替え特性は図５の下側曲線によって支配されるようになる。同様に、正のストロボパルスとデータＯＦＦを組み合わせて、１、２、４、−１、１などとなり、負のストロボパルスとデータＯＦＦを組み合わせて、１、−４、−２、−１、１、−１などとなる。
ストロボパルスを受け取らない時は、各行はゼロボルトを受け取っている。各列はデータＯＮまたはデータＯＦＦを終始受ける。アドレッシングされていない時には、全ての交差部がデータ波形によって生じる交番信号を受け取るという効果がある。それによって、各交差部に交流バイアスが得られ、材料を切り替え状態に維持する上で役立つ。交流バイアスがさらに大きくなると、Proc 4th IRDC 1984, pp 217-220に記載の公知の交流安定化によってコントラストが改善される。
さらなる交流バイアスを、ストロボパルスを受けていない行に、例えば５０ＫＨｚ電源から直接提供することができる。
別の拡張ストロボ波形を図１０、１２および１３に示した。図１０では、ストロボは最初１ｔｓの期間ゼロであり、１．５ｔｓの期間＋３であって、その後はその反転となる。図１２では、ストロボは最初は１×ｔｓの期間ゼロ、３×ｔｓの期間３であって、次にその反転が来る。図１３では、ストロボ波形は最初は１×ｔｓの期間ゼロであり、４×ｔｓの期間３であって、次にその反転が来る。
図８には、ストロボが次の行アドレッシング時間中に入り込まない場合のストロボ波形、データ波形および合成アドレッシング波形を示した。図示のように、ストロボは１ｔｓではゼロであり、次に１ｔｓの期間＋３である。次のフィールド時間では、その反転が印加される。この例では、ストロボ波形とデータ波形は同じ期間２ｓを持っている。ストロボ波形とデータ波形の異なる４つの組み合わせについての合成波形を示した。大きいパルスの前にそれより小さく極性の同じパルスを印加する場合に切り替えが起こる。
図９には、ストロボ波のゼロ以外の電圧部分が単一のタイムスロット１ｔｓより短い場合のストロボ波形、データ波形および得られるアドレッシング波形を示した。ストロボ波形は１ｔｓの期間ゼロであり、次に０．５ｔｓの期間＋３であって、次にｔｓの残りの期間はゼロとなる。ストロボ波形およびデータ波形の４つの異なる組み合わせで得られる波形を示してある。図８に示したように、大きいパルスの前に同符号でそれより小さいパルスが印加されると、切り替えが起こる。
極性が逆の２つのストロボパルスを用いる方法に対する別法は、全ての画素を１つの状態までブランキングし、次にストロボパルスによって選択的に他方の状態に切り換えるものである。それを行うには、極性の反転を周期的に行って、直流を正味ゼロに維持することが要求される場合がある。
図１５には、４ｔｓの期間印加される振幅４のブランキングパルスを一つ示してある。これは、全ての交差部を一つの切り替え状態に切り換えるものである。次にストロボを用いて（図１１のように）、選択した交差部を他方の切り替え状態に切り換える。ブランキングとストロボの符号を周期的に逆転させることで、全体的に直流電圧を正味ゼロに維持する。ブランキングパルスと１個のストロボの使用を、図８〜１４の全ての方法に応用することができる。ブランキング−ストロボシステムの利点は、ディスプレイ全体を１フィールドタイム期間でアドレッシングできるという点である。
別のブランキング法を図１６に示したが、この場合は、ブランキングパルスは２つの部分から成る。第１部分は、４ｔｓの期間＋３であり、その直後に６ｔｓの期間−３となって第２部分が形成されている。これらの２つのパルスは２ｔｓの期間＋３の単一ストロボによって直流バランスが取られている。
ブランキングパルスに先だって可変量でストロボパルスを印加することができるが、ディスプレイにおける応答時間、コントラストおよび肉眼で認められるフリッカーについて最適位置がある。これは通常、ブランキングパルスをストロボパルスの６ライン前に開始することで得られるが、材料パラメータおよび多重法の詳細によって決まるものである。
図１９および２０は、図１８に示したような情報を示す４×４マトリクス配列のアドレッシングに関与する波形を示したものである。黒丸は、ＯＮ状態の電極交差部すなわちディスプレイ要素として任意に示したものである。その印の入っていない交差部はＯＦＦ状態である。アドレッシング法は、図１１で使用したものである。
そこで、正のストロボパルスを行１〜４のそれぞれに印加する。これによって第１フィールドが構成される。正のストロボパルスによって最後の行のアドレッシングを行った後、次に行１〜４のそれぞれに負のストロボパルスを印加し、それによって第２フィールドが構成される。行間に重なりのあることは、注目すべき点である。例えば、行１の第３ｔｓ期間は、行２の第１ｔｓ期間と同時に起こっている。この重なりは、図１２および１３に示したストロボ波形を用いるディスプレイではさらに顕著である。
列での各交差部は常にＯＮであることから、列１に印加されたデータ波形データＯＮはそのままである。同様に、列２については、データ波形はデータＯＦＦであって、列２の全ての交差部がＯＦＦであることから、そのままである。列３の場合、行１および２をアドレッシングしている間はデータ波形はデータＯＦＦであり、行３をアドレッシングしている間はデータＯＮに変わり、次に行４をアドレッシングしている間はデータＯＦＦに戻る。これはすなわち、１フィールド時間の期間、すなわち正のストロボパルスが各行をアドレッシングするのに要する時間において、列３は４×ｔｓの期間データＯＦＦ、２×ｔｓの期間データＯＮ、２×ｔｓの期間データＯＦＦを受ける。これが、負のストロボパルスが印加されている次のフィールド期間で繰り返される。１フレーム期間を得て、ディスプレイを完全にアドレッシングするには、２フィールド期間を要する。新たなディスプレイパターンが必要となるまで、以上が繰り返される。
得られるアドレッシング波形を図２０に示してある。材料の切り替えは図５の上側の曲線に従い、時間および印加電圧レベルはその切り替え曲線の下方となるようにしてあることから、行１列１（Ｒ１，Ｃ１）の交差部では、第１フィールド期間では材料は切り替わらない。それに対して、第２フィールド期間では材料の切り替えが起こる。その場合、図５の下側曲線によって示された電圧／時間要件がさらに低くなるために材料の切り替えが起こるのである。同様の理由で、交差部Ｒ１，Ｃ２では第１フィールド期間で材料の切り替えが起こる。
交差部Ｒ３，Ｃ３の場合、第１フィールド期間で印加される時間／電圧は図５の上側曲線によって要求される高い値に達していないために、第２フィールド期間で材料の切り替えが起こる。交差部Ｒ４，Ｃ４は、負のストロボパルスが印加されている第２フィールド期間の終了後に切り替わる。
図１および２のディスプレイを用いる場合、液晶材料の温度が変化し、それによって切り替え特性に変化が生じる場合がある。小さい温度変化は、図１４に示したようにストロボにおける第１パルスの振幅および符号をわずかに変えることで補償される。さらに、ｔｓの値を変化させて、いくらか温度補償を行うことができる。比較的大きい温度変化は、図１７に示したようにストロボ波形の長さを変えることで補償される。
図１７に示したように、ストロボ波形は、最初の１ｔｓ期間がゼロであった後、ｎ×ｔｓの期間だけ続いている（ｎは、約０．２５ｔｓより大きい数字であり、図６および７に示したように、測定温度に応じて変化する）。ストロボパルスの符号は連続するフレームで交互に変わり、正味直流をゼロとする。ｎの値はそれぞれｔｓより小さい多くのシステムクロックパルス時間を取ることで、ストロボパルス長さが円滑に変わるようにすることができる。別法として、ｎを例えば０．５ｔｓまたは整数倍のｔｓ値ごとに段階的に調節することができる。
前記の図８〜１３は、どのようにして各種長さのストロボパルスによってディスプレイがアドレッシングできるかを示したものである。図６および７には、ある具体的な材料について温度補償を行うために、どのようにストロボパルスの長さを変える必要があるかを示したものである。図６および７で使用した材料は、層厚１．８μｍのメルク社ＺＬＩ  ５０１４−０００である。図６では、ストロボ電圧は５０ボルトであり、データ電圧は１０ボルトであり、データ期間すなわちデータアドレス時間（２×ｔｓ）は６０μｓである。図７では、ストロボ電圧４０ボルト、データ電圧１０ボルト、データ期間１００μｓである。図６および７において、縦軸はストロボ波形の第２部分の長さを示し、横軸は材料温度を示す。図６に示したように、温度補償は、１５℃よりわずかに低い温度から４５℃以上まで行うことができる。図７では、温度補償は５℃以下から３５℃以上まで行われる。
表１および２に、各種駆動条件での図６および７の材料についての温度補償範囲を示してある。比較のため、補償のない動作温度範囲およびデータ期間２×ｔｓを変動させることで得られた温度補償範囲についての詳細データも示してある。ストロボ波形を変えることで３０℃を超える範囲の温度補償を行うことができ、ｔｓの長さを変えることによって２５℃の範囲で温度補償が行われる。
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このように、液晶材料７の温度が変化するに連れて、ストロボ波形の長さが、例えば図９に示したものから長さ５ｔｓの図１３のものあるいはそれ以上まで変化する。ラインアドレス時間を２ｔｓから変えずにストロボパルス長さを延長する場合の回路構成を図３および４に示してある。
図３には、図１の一部を拡大して示してあり、描写を簡単にするために、行電極と駆動部のみを図示してある。行Ｒ１〜Ｒ２５６は、駆動部回路ＩＣ１〜ＩＣ８（例えば、集積回路ＨＶ６０（Supertex USAから入手可能））に接続されている。ＩＣ１の出力端子１〜３２は、行Ｒ１、Ｒ９、Ｒ１７、・・・Ｒ２４９等に接続されている。同様に、ＩＣ２の出力端子は、行Ｒ２、Ｒ１０、Ｒ１８、・・・Ｒ２４９等に接続されており、全てのＩＣが同様である。制御論理回路には、行波形入力端子、センサーからの温度入力端子１５ならびにＩＣ１からＩＣ８の全てに接続するバスラインへのクロック相・駆動（enable）制御出力端子がある。
ストロボ波形が各行に順次クロックダウンされる。最初はゼロボルトで、次に、例えば５ｔｓなどの必要と考えられる最長のパルス延長期間にわたって適切な極性のパルスである。このパルスの長さは、感知温度によって決まる。各ストロボパルスがある行に印加されると、制御論理回路がその行でストロボを終了させる駆動信号を送るまでそのストロボ振幅値はそのままである。第１フィールドでは全ての行がアドレッシングされ、次に第２フィールドでは逆極性のストロボによって再アドレッシングが行われる。２つのアドレッシングフィールドで１フレームアドレッシング時間が構成される。この実施態様においては、各ＩＣは順次アドレッシングされて、その出力端子１で出力を行う。これが連続するＩＣ出力端子２〜３２について繰り返される。
異なった配置を図４に示した。この場合、構成要素は図３と同一であるが、接続が異なっている。この図４の実施態様では、ＩＣ１の出力端子１〜３２は行Ｒ１〜Ｒ３２に接続され、ＩＣ２の出力端子１〜３２は行Ｒ３３〜Ｒ６４に接続されていて、他も同様である。この配置の利点は、接続リード線の交差数が少ないという点である。行のアドレッシングは、非連続的に行われる。すなわち、行Ｒ１、Ｒ３３、Ｒ６５、Ｒ２２５、Ｒ２、Ｒ３４、Ｒ６６、・・・Ｒ２２６、Ｒ３、Ｒ３５、Ｒ６７、・・・Ｒ２２７などとなる。
ストロボパルス長さを変動させるのに加えて、ストロボ前パルス（図１４）の振幅および符号、ならびにＶｓおよびＶｄの振幅値も変動させて、温度補償を行うことができる。さらに、タイムスロットｔｓの長さも変動させることができる。ｔｓを変動させることによって、図２１に示すように、２つの切り替え状態間のコントラスト比を改善することができる。この図２１では、コントラスト比が＋／−１０Ｖのデータ電圧で印加された交流方形波の期間によって決まることが、層厚１．８μｍのメルクＺＬＩ  ５０１４−０００について５種類の温度５℃、１５℃、２５℃、３５℃および４５℃で示してある。図示の曲線を得るために、極性が交互に代わり、十分な電圧−時間積を持った単極性ストロボパルスで２つの選択状態間で装置の切り替えを行い、交流方形波を重ね合わせて、多重駆動（マルチプレクス駆動）法の列波形をシミュレーションした。
ネマチック液晶装置および強誘電性液晶装置においては、英国２２６２８３１号に記載のように、行および列の両方の電極に別の電圧低下波形（ＶＲＷ）を印加することによって駆動部回路で必要な行および列の電圧のピーク値が低下することが知られている。これらのＶＲＷをアドレッシングされた各成分で組み合わせることによって、結果的にＶＲＷを用いないディスプレイと同じ電圧が得られる。そのようなＶＲＷを前述の図８〜１７の波形に印加することができる。
図８〜１７を参照して上記で示したアドレッシング法は、２つのタイムスロットアドレッシングでの変動が関与するものである。すなわち、データ波形は１タイムスロットの間に印加される交流＋／−Ｖｄのパルスである。本発明の原理を、異なる数のタイムスロットを用いる公知のアドレッシング法に適用することもできる。
図２２には、ある公知のアドレッシング法を示し、図２３および２４には、それを本発明によってどのように改善することができるかを示してある。
図２２において、ストロボ波形は４タイムスロット（４ｔｓ）の長さである。第１フィールド時間では、最初のｔｓで電圧はゼロであり、次に３ｔｓの期間Ｖｓである。第２フィールド時間では、電圧は逆転している。データ波形はデータ１が１ｔｓの期間＋Ｖｄ、次に２ｔｓの期間−Ｖｄ、そして１ｔｓの期間＋Ｖｓであり、データ２はそれの反転したものである。合成波形を図示してある。正ストロボとデータ１の非切り替え型合成波形は、タイムスロット順に−Ｖｄ、＋Ｖｓ＋Ｖｄ、＋Ｖｓ＋Ｖｄ、＋Ｖｓ−Ｖｄである。負ストロボとデータ１の切り替え型合成波形は、タイムスロット順に−Ｖｄ、−（Ｖｓ−Ｖｄ）、−（Ｖｓ−Ｖｄ）、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）である。データ２について切り替え型および非切り替え型合成波形を示してあるが、上記のものの反転形状である。
図２３には、さらに２ｔｓの期間電圧Ｖｓを維持することでどのように図２２のストロボを延長することができるかを示してある。図２２のように、各データ波形期間後に連続する行にアドレッシングを行う。それにより、異なったデータ１波形およびデータ２波形を得て、それを要求される表示パターンに応じて何らかの順序で特定の列に印加することができる。第５および第６のタイムスロット時の点線は、特定画素でのデータ波形が次の行にアドレッシングしていることで変化し得ることを考慮したものである。
図２４は、さらに４ｔｓの期間Ｖｓを維持することによるストロボ波形の延長を示したものである。合成波形を、切り替え型と非切り替え型の両方の波形について示してある。図２３の場合同様、点線は次行のアドレッシング時に印加され得る異なったデータ波形パターンのために生じる合成波形のバリエーションで考えられるものを示してある。
図２２〜２４のアドレッシング法が切り替え特性に与える効果を図２５に示してある。材料はメルクＺＬＩ−５０１４−０００とし、Ｖｄ＝１０Ｖ、温度２５℃で使用した。
図２６には、別の公知のアドレッシング法を示し、図２７および２８に、本発明によってそれをどのように改善することができるかを示した。
図２６に示したように、ストロボ波形は１ｔｓで＋Ｖｓであり、その直後の１ｔｓの期間−Ｖｓである。第１フィールド時間でこれを用い、第２フィールド時間ではその反転とした。データ１波形は１ｔｓの期間＋Ｖｄであり、次の１ｔｓの期間−Ｖｄとである。データ２はデータ１の反転である。非切り替え型合成波形は、１ｔｓの期間Ｖｓ−Ｖｄであり、その次に１ｔｓの期間−（Ｖｄ−Ｖｓ）である。切り替え型合成波形は、１ｔｓの期間Ｖｓ＋Ｖｄであり、その次に１ｔｓの期間−（Ｖｄ＋Ｖｓ）である。非切り替えと切り替えのいずれも、これらの反転したものでも示される。
図２７には、時間延長した図２６のストロボパルスを示してある。第１および第２のパルスは延長されて、２ｔｓを占めている。それには、第１ストロボパルスを相当するデータ波形の前に印加する、すなわち以前の行にアドレッシングしながらストロボを通常の１ｔｓ前に開始する必要がある。相当するデータ波形が終わった後にも第２のストロボパルスが延長し、次の行がアドレッシングされている。切り替わらない画素は、タイムスロット順に、＋Ｖｓ＋ＶｄまたはＶｓ−Ｖｄ、＋Ｖｓ−Ｖｄ、−（Ｖｓ−Ｖｄ）、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）または−（Ｖｓ−Ｖｄ）を受ける。点線で示したように選択的になっているのは、それ以前にアドレッシングされた行とその次にアドレッシングされる行中に印加されるデータ波形が異なる可能性があるからである。切り替わる画素は、タイムスロット順に、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）または−（Ｖｓ−Ｖｄ）、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）、＋Ｖｓ＋Ｖｄ、＋Ｖｓ＋Ｖｄまたは＋（Ｖｓ−Ｖｄ）を受ける。これら２つの合成波形の反転も、非切り替え型または切り替え型のそれぞれについてある。
図２８には、図２６の別の改良例を示してある。この場合、ストロボは、正パルスと負パルスの両方で１．５ｔｓだけ延長されている。図示のように、第１のパルスがその前の行のアドレッシングに０．５ｔｓだけ延長しており、他方で第２のパルスは次の行のアドレッシング時間に０．５ｔｓだけ延長している。非切り替え型合成波形は、＋Ｖｄまたは−Ｖｄが０．５ｔｓ、Ｖｓ＋ＶｄまたはＶｓ−Ｖｄが０．５ｔｓ、Ｖｓ−Ｖｄが１ｔｓ、−（Ｖｓ−Ｖｄ）が１ｔｓ、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）または−（Ｖｓ−Ｖｄ）が０．５ｔｓ、＋Ｖｄまたは−Ｖｄが０．５ｔｓである。切り替え型合成波形は、＋Ｖｄまたは−Ｖｄが０．５ｔｓ、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）または−（Ｖｓ−Ｖｄ）が０．５ｔｓ、−（Ｖｓ＋Ｖｄ）が１ｔｓ、＋Ｖｓ＋Ｖｄが１ｔｓ、＋Ｖｓ＋Ｖｄまたは＋Ｖｓ−Ｖｄが０．５ｔｓ、＋Ｖｄまたは−Ｖｄが０．５ｔｓである。これら２つの合成波形の反転したものも、図示のように切り替えなかったり、切り替えたりする。
好適な液晶材料としては以下のものが挙げられる。
メルク社カタログ参照番号ＳＣＥ８（英国Merck Ltd Pooleから市販）。これはＰｓが３０℃で約５ｎＣ／ｃｍ2、誘電率異方性が約−２．０、相シーケンスがＳｃ：５９℃、Ｓａ：７９℃、Ｎ：９８℃のものである。
ホスト中にラセミドーパント５％およびキラルドーパント３％を含有する混合物Ａ
ホスト中にラセミドーパント９．５％およびキラルドーパント３．５％を含有する混合物Ｂ
ホスト
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ドーパント（ラセミ体とキラル体の両方）
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「*」の印はキラリティーを表し、その印がない場合、その材料はラセミ体である。
別の好適な混合物としては、メルク社カタログ参照番号ＺＬＩ−５０１４−０００（英国Merck Ltd Pooleから市販）がある。これは自発分極係数（Ｐｓ）が２０℃で−２．８ｎＣ／ｃｍ2、誘電率異方性が−０．７、相シーケンスがＳｃ：−１０℃、Ｓａ：６４℃、Ｎ：６８℃、Ｉ：７０℃のものである。
混合物ＡおよびＢのいずれも、Ｐｓが３０℃で約７ｎＣ／ｃｍ2、誘電率異方性が約−２．３である。
混合物Ａは、相シーケンスがＳｃ：１００℃、Ｓａ：１１１℃、Ｎ：１３６℃である。
混合物Ｂは、相シーケンスがＳｃ：８７℃、Ｓａ：１１８℃、Ｎ：１３２℃である。
以上において示したアドレッシング法の一部についての装置動作パラメータおよびコントラスト比は以下の通りである。
２５℃における層厚１．８μｍの材料ＳＣＥ８
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３０℃における層厚１．７μｍの混合物Ｂ
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２５】
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【図２７】
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【図２８】
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