RU2206914C2 - Passive-matrix liquid-crystal screen and procedure of control over given screen - Google Patents
Passive-matrix liquid-crystal screen and procedure of control over given screen Download PDFInfo
- Publication number
- RU2206914C2 RU2206914C2 RU2001110750A RU2001110750A RU2206914C2 RU 2206914 C2 RU2206914 C2 RU 2206914C2 RU 2001110750 A RU2001110750 A RU 2001110750A RU 2001110750 A RU2001110750 A RU 2001110750A RU 2206914 C2 RU2206914 C2 RU 2206914C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid crystal
- screen
- voltage
- molecules
- crystal layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/1393—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
- G02F1/1395—Optically compensated birefringence [OCB]- cells or PI- cells
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
- G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
- G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
- G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
- G09G3/3622—Control of matrices with row and column drivers using a passive matrix
- G09G3/3629—Control of matrices with row and column drivers using a passive matrix using liquid crystals having memory effects, e.g. ferroelectric liquid crystals
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
- G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
- G09G2300/0469—Details of the physics of pixel operation
- G09G2300/0478—Details of the physics of pixel operation related to liquid crystal pixels
- G09G2300/0482—Use of memory effects in nematic liquid crystals
- G09G2300/0486—Cholesteric liquid crystals, including chiral-nematic liquid crystals, with transitions between focal conic, planar, and homeotropic states
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к индикаторной технике и может быть использовано в плоских экранах телевизоров, компьютеров, игровых приставок, факсимильных аппаратов, мобильных телефонов и т.д. The invention relates to indicator technology and can be used in flat screens of televisions, computers, game consoles, fax machines, mobile phones, etc.
Известен активно-матричный экран [1], содержащий жидкокристаллический (ЖК) слой, расположенный между двумя прозрачными диэлектрическими пластинами, на внешних поверхностях которых находятся поляроидные пленки, на внутренней поверхности одной из диэлектрических пластин выполнена тонкопленочная интегральная схема (включающая в себя MхN тонкопленочных полевых транзисторов) и две группы входных прозрачных электродов, первая из которых образует N строк, а вторая группа - М столбцов матрицы, при этом вход каждого тонкопленочного полевого транзистора подключен к электродам соответствующей строки и столбца, а его выход - к соответствующему элементу выходного прозрачного электрода, состоящего из MхN элементов и контактирующего через полимерный слой с ЖК слоем, при этом полимерные слои обеспечивают исходную ориентацию прилегающих к ним ЖК молекул и их спиралевидную закрученность в объеме ЖК слоя. Known active-matrix screen [1], containing a liquid crystal (LC) layer located between two transparent dielectric plates, on the external surfaces of which are polaroid films, on the inner surface of one of the dielectric plates a thin-film integrated circuit (including MxN thin-film field-effect transistors is made ) and two groups of transparent input electrodes, the first of which forms N rows, and the second group of M matrix columns, with the input of each thin-film field tra the resistor is connected to the electrodes of the corresponding row and column, and its output is connected to the corresponding element of the output transparent electrode, consisting of MxN elements and in contact through the polymer layer with the LC layer, while the polymer layers provide the initial orientation of the adjacent LC molecules and their spiral twist in the volume of the LCD layer.
Цветной вариант такого экрана содержит утроенное число столбцов, под электродами которых расположены светофильтры трех основных цветов. The color version of such a screen contains a triple number of columns, under the electrodes of which there are light filters of three primary colors.
Управление активно-матричным экраном осуществляется путем матричной адресации входов (затворов) тонкопленочных транзисторов, поэтому пороговая характеристика активно-матричного экрана определяется порогом включения тонкопленочного транзистора. При превышении (на входе выбранного тонкопленочного транзистора) порогового уровня напряжения происходит быстрый заряд конденсатора (являющегося составной частью тонкопленочной интегральной схемы), подсоединенного на выходе рассматриваемого тонкопленочного транзистора параллельно электродам той области ЖК слоя, которая соответствует включаемому элементу экрана. Заряд на конденсаторе обеспечивает эффект памяти для данного элемента экрана, обеспечивая поддерживающее напряжение на соответствующей области ЖК слоя в течение времени ТF развертки кадра. Напротив, при напряжении на входе выбранного тонкопленочного транзистора ниже порогового уровня цепь заряда конденсатора будет оставаться разомкнутой, и соответствующая область ЖК слоя в течение всего времени ТF развертки кадра будет находиться под нулевым напряжением, т.е. рассматриваемый элемент экрана в этом случае будет выключен.The active-matrix screen is controlled by matrix addressing of the inputs (gates) of thin-film transistors, therefore, the threshold characteristic of the active-matrix screen is determined by the threshold for switching on the thin-film transistor. If the threshold voltage level is exceeded (at the input of the selected thin-film transistor), the capacitor (which is an integral part of the thin-film integrated circuit) is rapidly charged, connected at the output of the thin-film transistor in parallel with the electrodes of the region of the LCD layer that corresponds to the screen element to be switched on. The charge on the capacitor provides a memory effect for a given element of the screen, providing a supporting voltage on the corresponding region of the LCD layer during the frame scan time T F. On the contrary, when the voltage at the input of the selected thin-film transistor is lower than the threshold level, the capacitor charge circuit will remain open, and the corresponding region of the LCD layer will be under zero voltage for the whole scan time T F , i.e. the screen element in question will be turned off in this case.
Высокие пороговые характеристики активно-матричного экрана в сочетании с наличием в нем электронной памяти обеспечивают реализацию больших перепадов управляющего напряжения на коммутируемых областях ЖК слоя, и, как следствие, в таких экранах реализуется высокий (до 500:1) контраст и хорошее быстродействие (суммарное время реакции и релаксации элемента экрана до 25 мс). The high threshold characteristics of the active-matrix screen, combined with the presence of electronic memory in it, ensure the implementation of large drops in the control voltage on the switched regions of the LCD layer, and, as a result, high (up to 500: 1) contrast and good speed (total time) are realized in such screens reaction and relaxation of the screen element up to 25 ms).
Основным недостатком активно-матричного экрана является его сложность (высокая стоимость), обусловленная технологической сложностью изготовления бездефектной тонкопленочной электронной схемы, особенно в случае большой апертуры экрана. По этой причине в основном выпускаются активно-матричные экраны с диагональю не более 15 дюймов и разрешением не более 1024х768 цветных триад (не превосходящим XGA формат). The main disadvantage of the active matrix screen is its complexity (high cost), due to the technological complexity of manufacturing a defect-free thin-film electronic circuit, especially in the case of a large aperture of the screen. For this reason, mainly active-matrix screens with a diagonal of no more than 15 inches and a resolution of no more than 1024x768 color triads (not exceeding the XGA format) are mainly produced.
Известен пассивно-матричный ЖК экран на сверхзакрученных нематиках (super twist nematics) или кратко - STN экран [2], содержащий ЖК слой, состоящий из нематических ЖК молекул с положительной диэлектрической анизотропией и расположенный между двумя прозрачными диэлектрическими пластинами, на внешних поверхностях которых находятся соответственно первая и вторая поляроидные пленки, а на внутренних поверхностях - соответственно первая и вторая группы прозрачных электродов с нанесенными на них первым и вторым полимерными слоями, причем первая группа прозрачных электродов образует N строк матрицы, а вторая группа - М столбцов, при этом первый и второй полимерные слои обеспечивают исходную ориентацию прилегающих к ним ЖК молекул соответственно под углами α1 и α2 к поверхностям соответствующих пластин, и в ЖК слое присутствует вращательная добавка, задающая исходную спиральную закрутку молекул в объеме слоя на угол β0 пределах 180-270o. Под ориентацией нематических ЖК молекул понимается ориентация их длинных осей.Known passive-matrix LCD screen on super twisted nematics (super twist nematics) or briefly - STN screen [2], containing an LCD layer consisting of nematic LC molecules with positive dielectric anisotropy and located between two transparent dielectric plates, on the outer surfaces of which are respectively the first and second polaroid films, and on the inner surfaces, respectively, the first and second groups of transparent electrodes with the first and second polymer layers deposited on them, the first group of transparent electrodes forms N rows of the matrix, and the second group M columns, the first and second polymer layers provide the initial orientation of adjacent LC molecules, respectively, at angles α 1 and α 2 to the surfaces of the corresponding plates, and a rotational additive is present in the LC layer, specifying the initial spiral twist of the molecules in the volume of the layer at an angle β 0 within 180-270 o . The orientation of nematic LC molecules is understood as the orientation of their long axes.
Технологически такой экран значительно проще активно-матричного из-за отсутствия сложной тонкопленочной электронной схемы. Technologically, such a screen is much simpler than the active matrix due to the lack of a complex thin-film electronic circuit.
Управление данным экраном осуществляют в соответствии с известным способом [2], заключающимся в том, что развертку кадра осуществляют в N последовательных тактов, подавая в каждом такте на электроды М столбцов и N строк экрана управляющие сигналы и действуя их результирующим электромагнитным полем на те области ЖК слоя, состоящего из нематических жидкокристаллических молекул с положительной диэлектрической анизотропией, которые соответствуют MхN элементам экрана, при этом в i-ом такте, где i=1, 2, ... N, выбирают заданные элементы только i-ой строки, изменяя физические свойства соответствующих областей ЖК слоя путем превышения на этих областях определенного значения амплитуды результирующего электромагнитного поля, при этом в течение всего времени ТF развертки кадра создается поддерживающее напряжение на каждом элементе i-ой строки.The control of this screen is carried out in accordance with the known method [2], namely, that the frame is scanned in N consecutive cycles, supplying control signals in each cycle to the electrodes of M columns and N lines of the screen and acting by their resulting electromagnetic field on those areas of the LCD a layer consisting of nematic liquid crystal molecules with positive dielectric anisotropy, which correspond to the MxN elements of the screen, while in the ith step, where i = 1, 2, ... N, only the i-th page is selected ok, changing the physical properties of the corresponding regions of the LC layer by exceeding in these areas a certain value of the amplitude of the resulting electromagnetic field, while during the whole time T F scan frame creates a supporting voltage on each element of the i-th line.
Прямая матричная адресация ЖК слоя в пассивно-матричном (STN) экране ведет к проблемам с реализацией высоких контрастных и временных характеристик. Для получения высокого контраста необходимо создать большой перепад напряжения между включенным и невключенным состояниями каждого элемента экрана, причем при характерном для данного экрана отсутствии памяти в адресуемых элементах указанный перепад напряжения должен поддерживаться в течение всего времени ТF развертки кадра, что при прямой матричной адресации областей ЖК слоя приводит к невозможности использовать весь динамический диапазон его вольт-контрастной характеристики (ВКХ) для информационной модуляции (в отличие от активно-матричного экрана), поскольку в пассивно-матричном экране существенную часть динамического диапазона ВКХ занимают поддерживающие перепады напряжения. Работа на весьма ограниченном участке ВКХ с недостаточной крутизной (для реально существующих ЖК материалов) ведет к невозможности реализации максимального контраста и быстродействия для элементов пассивно-матричного экрана; последний по данным параметрам уступает активно-матричному экрану приблизительно на порядок величины. Кроме того, в пассивно-матричных экранах реально действующее на ЖК слой значение управляющего напряжения всегда уменьшается из-за наличия сопротивления электродных полос и межэлектродных емкостей экрана, что в известном экране из-за отсутствия запаса в динамическом диапазоне управляющего напряжения дополнительно ограничивает предельный уровень мультиплексирования (предельное количество элементов, участвующих в формировании каждого кадра изображения) и предельный размер диагонали экрана. Даже специальные корректирующие алгоритмы управления не могут устранить указанные проблемы, поэтому пассивно-матричные экраны уступают активно-матричным не только по параметрам контраста и быстродействия, но и по информативности (в 1,5-2 раза).Direct matrix addressing of the LCD layer in the passive matrix (STN) screen leads to problems with the implementation of high contrast and time characteristics. To obtain high contrast, it is necessary to create a large voltage drop between the on and off states of each screen element, and with a characteristic absence of memory in the addressable elements for this screen, the specified voltage drop must be maintained throughout the frame scan time T F , which with direct matrix addressing of LCD areas layer leads to the inability to use the entire dynamic range of its volt-contrast characteristic (WCC) for information modulation (in contrast to active -matrix display), as a passive-matrix display a substantial portion of the dynamic range by FCC occupy support voltage drops. Work on a very limited section of the WSS with insufficient steepness (for real-life LCD materials) makes it impossible to realize maximum contrast and speed for elements of a passive-matrix screen; according to these parameters, the latter is inferior to the active matrix screen by approximately an order of magnitude. In addition, in passive-matrix screens, the real value of the control voltage that actually acts on the LCD layer always decreases due to the resistance of the electrode strips and interelectrode capacitances of the screen, which in the known screen due to the lack of reserve in the dynamic range of the control voltage additionally limits the limiting level of multiplexing ( the maximum number of elements involved in the formation of each image frame) and the maximum size of the screen diagonal. Even special corrective control algorithms cannot solve these problems, therefore, passive-matrix screens are inferior to active-matrix ones not only in terms of contrast and speed, but also in information content (1.5-2 times).
Техническим результатом, достигаемым при помощи настоящего изобретения в пассивно-матричном ЖК экране, является улучшение его контрастных, временных характеристик, увеличение информативности, улучшение угла обзора изображения. The technical result achieved using the present invention in a passive matrix LCD screen is to improve its contrast, time characteristics, increase information content, improve the viewing angle of the image.
Указанный технический результат достигается тем, что в пассивно-матричном ЖК экране, содержащем ЖК слой, состоящий из нематических ЖК молекул с положительной диэлектрической анизотропией, первую и вторую прозрачные диэлектрические пластины, на внешних поверхностях которых находятся соответственно первая и вторая поляроидные пленки, а на внутренних поверхностях - соответственно первая и вторая группа прозрачных электродов, которые образуют соответственно N строк и М столбцов матрицы, на которые нанесены первый и второй полимерные слои, задающие ориентацию прилегающих к ним молекул соответственно в первом и втором направлениях с углами наклона α1 и α2 к поверхностям соответствующих диэлектрических пластин, причем в ЖК слое присутствует вращательная добавка, задающая исходную спиральную ориентацию молекул на угол β0 в объеме ЖК слоя, оптические оси первой и второй поляроидных пленок совпадают с биссектрисами смежных углов между проекциями векторов ориентации молекул, прилегающих к первой и второй диэлектрическим пластинам, на плоскости этих пластин, ЖК слой выполнен с возможностью существования динамической самокомпенсирующейся конфигурации, структура которая характеризуется постепенным изменением угла наклона молекул по толщине ЖК слоя от величины α1 до величины α2 с переходом через величину αc = 90° для молекул в центральной части ЖК слоя, причем знак угла поворота молекул при переходе от угла α1 к углу αc = 90° противоположен знаку угла поворота молекул при переходе от угла αc = 90° к углу α2, а пороговая характеристика экрана определена энергетическим барьером между исходным состоянием ЖК слоя и его состоянием с наличием самокомпенсирующейся конфигурации.The specified technical result is achieved by the fact that in the passive-matrix LCD screen containing the LCD layer, consisting of nematic LC molecules with positive dielectric anisotropy, the first and second transparent dielectric plates, on the outer surfaces of which are the first and second polaroid films, respectively, and on the inner surfaces - respectively, the first and second group of transparent electrodes, which form respectively N rows and M columns of the matrix, on which the first and second polymer layers are applied defining the orientation of the molecules adjacent to them in the first and second directions, respectively, with the angles of inclination α 1 and α 2 to the surfaces of the corresponding dielectric plates, and in the LC layer there is a rotational additive that sets the initial spiral orientation of the molecules at an angle β 0 in the volume of the LC layer, optical the axes of the first and second polaroid films coincide with the bisectors of adjacent angles between the projections of the orientation vectors of the molecules adjacent to the first and second dielectric plates, on the plane of these plates, the LC layer is made with the possibility of the existence of a dynamic self-compensating configuration, a structure which is characterized by a gradual change in the angle of inclination of the molecules along the thickness of the LC layer from α 1 to α 2 with a transition through α c = 90 ° for molecules in the central part of the LC layer, with the sign of the angle of rotation of the molecules at the transition from the angle α 1 to the angle α c = 90 ° is opposite to the sign of the angle of rotation of the molecules during the transition from the angle α c = 90 ° to the angle α 2 , and the threshold characteristic of the screen is determined by the energy barrier between the initial state of the LC layer and its condition with the presence of a self-compensating configuration.
Достижение указанного технического результата связано в первую очередь с присутствием в ЖК слое динамической самокомпенсирующейся конфигурации, возникающей только после процедуры подачи-снятия управляющего напряжения высокого уровня, величина которого достаточна для преодоления энергетического барьера формирования указанной конфигурации. Получение высокого контраста и увеличение угла обзора обусловлено взаимной оптической компенсацией (самокомпенсацией) двух симметричных (относительно центральной части ЖК слоя) частей конфигурации вследствие взаимной противоположности знаков угла α поворота молекул. При этом возможность получить достаточно длительное (не менее времени ТF развертки кадра) время τmemory существования самокомпенсирующейся конфигурации позволяет реализовать оптическую память, являющуюся физическим аналогом электронной памяти активно-матричного экрана. Высокие пороговые характеристики предложенного устройства (достигаемые физическими свойствами энергетического барьера, который надо преодолеть для формирования самокомпенсирующейся конфигурации) ведут к возможности увеличения максимально возможного числа адресуемых элементов экрана (увеличению его информативности), поскольку снимаются прежние (характерные для известного экрана) существенные ограничения на длину электродов матрицы, поскольку в предложенном устройстве имеет место запас по уровню управляющего напряжения, и поэтому здесь не столь значительно влияние сопротивления и емкости матрицы электродов на снижение реально действующего (на ЖК слой) значения управляющего напряжения.The achievement of the specified technical result is primarily associated with the presence in the LC layer of a dynamic self-compensating configuration that occurs only after the procedure of applying and removing a high-level control voltage, the value of which is sufficient to overcome the energy barrier of the formation of this configuration. Obtaining high contrast and increasing the viewing angle is due to the mutual optical compensation (self-compensation) of two symmetric (relative to the central part of the LC layer) parts of the configuration due to the mutual opposite signs of the angle α of rotation of the molecules. At the same time, the ability to obtain a sufficiently long (not less than the time T F scan frame) time τ memory of the existence of a self-compensating configuration allows you to implement optical memory, which is a physical analogue of the electronic memory of the active matrix screen. The high threshold characteristics of the proposed device (achieved by the physical properties of the energy barrier, which must be overcome to form a self-compensating configuration) lead to the possibility of increasing the maximum possible number of addressable screen elements (increasing its information content), since the old (typical for a known screen) significant restrictions on the length of the electrodes are removed matrices, since in the proposed device there is a margin in the level of control voltage, and therefore are not significantly impact resistance and capacitance of the electrode array to reduce the actual current (LCD layer) control voltage value.
Быстродействие экрана улучшается за счет как уменьшения времени включения элементов экрана (за счет использования больших перепадов напряжения управляющего напряжения), так и за счет уменьшения времени релаксации элементов (до величины времени существования динамической самокомпенсирующиеся конфигурации, выбираемого не превосходящим ТF развертки кадра).The speed of the screen is improved due to both reducing the on-time of the elements of the screen (due to the use of large voltage drops of the control voltage) and by reducing the relaxation time of the elements (to the value of the lifetime of the dynamic self-compensating configuration, chosen not exceeding T F frame scan).
В первом частном варианте выполнения устройства оптические оси первой и второй поляроидных пленок взаимно ортогональны, при этом оптическая ось по крайней мере одной из поляроидной пленок параллельна проекции на ее поверхность вектора ориентации молекул, находящихся у ближайшей к данной поляроидной пленке поверхности ЖК слоя, углы наклона молекул отвечают условию α1 = α2, угол закрутки β0 равен 180o, а произведение величины Δn оптической анизотропии на толщину d ЖК слоя находится в пределах 0,4 мкм≤Δnd≤0,7 мкм.In a first particular embodiment of the device, the optical axes of the first and second polaroid films are mutually orthogonal, while the optical axis of at least one of the polaroid films is parallel to the projection on its surface of the orientation vector of the molecules located at the surface of the LC layer closest to the polaroid film, the angle of inclination of the molecules meet the condition α 1 = α 2 , the twist angle β 0 is 180 o , and the product of the optical anisotropy Δn and the thickness of the LC layer is within 0.4 μm≤Δnd≤0.7 μm.
В таком частном варианте устройства максимальный контраст формируемого изображения может приближаться в пределе к величине контраста самих поляроидных пленок при некотором уменьшении коэффициента пропускания (оптической эффективности) экрана в исходном состоянии по сравнению с общим случаем. In such a particular embodiment of the device, the maximum contrast of the formed image can approach in the limit the magnitude of the contrast of the polaroid films themselves with a certain decrease in the transmittance (optical efficiency) of the screen in the initial state compared to the general case.
Во втором частном варианте в устройство дополнительно введен пленочный компенсатор между по крайней мере одной из диэлектрических пластин и прилегающей к ней поляроидной пленкой, что позволяет увеличить угол обзора изображения. In a second particular embodiment, a film compensator is additionally introduced into the device between at least one of the dielectric plates and the adjacent polaroid film, which makes it possible to increase the viewing angle of the image.
В третьем частном варианте устройства прозрачный электрод каждого столбца матрицы разделен на три продольных сегмента, в экран дополнительно введены светофильтры, каждый из которых расположен между поверхностью одной из диэлектрических пластин и соответствующим сегментом прозрачного электрода, при этом каждому столбцу экрана соответствует триада светофильтров трех основных цветов. Такой вариант экрана позволяет получить полноцветное изображение. In a third particular embodiment of the device, the transparent electrode of each column of the matrix is divided into three longitudinal segments, filters are additionally introduced into the screen, each of which is located between the surface of one of the dielectric plates and the corresponding segment of the transparent electrode, with each triple column of the screen having a triad of filters of three primary colors. This screen option allows you to get a full color image.
Техническим результатом, достигаемым с помощью предложенного способа, является улучшение контрастных и динамических характеристик формируемого изображения. The technical result achieved using the proposed method is to improve the contrast and dynamic characteristics of the generated image.
Указанный технический результат достигается тем, что развертку кадра осуществляют в N последовательных тактов, подавая в каждом такте на электроды М столбцов и N строк экрана управляющие сигналы, действуя их результирующим электромагнитным полем на те области ЖК слоя, состоящего из нематических ЖК молекул с положительной диэлектрической анизотропией, которые соответствуют MхN элементам экрана, при этом в i-ом такте, где i=1, 2, ... N, выбирают элементы только i-ой строки, выделяя период записи длительностью tW, в течение которого действуют электромагнитным полем записывающих сигналов с амплитудой U1>U0(tW) на те области ЖК слоя, которые соответствуют включаемым элементам i-ой строки, где U0(tW) является пороговым напряжением формирования самокомпенсирующейся конфигурации ЖК слоя, в том же такте в течение того же периода записи длительностью tW на соответствующие невключаемым элементам i-ой строки области ЖК слоя либо не подают электромагнитное поле управляющих сигналов, либо действуют на эти области электромагнитным полем записывающих сигналов с амплитудой U2<U0(tW), оставляя тем самым указанные области ЖК слоя в исходном состоянии либо переводя их в слабовозбужденное состояние, а в остальные 1, ... i-1, i+1, ... N такты развертки данного кадра в течение всех соответствующих периодов записи на области ЖК слоя, соответствующие i-ой строке, действуют электромагнитным полем записывающих сигналов амплитудой U2<U0(tW) либо снимают электромагнитное поле с указанных областей.The indicated technical result is achieved by the fact that the frame is scanned in N consecutive clock cycles, supplying control signals in each cycle to the electrodes of M columns and N lines of the screen, acting by the resulting electromagnetic field on those areas of the LC layer consisting of nematic LC molecules with positive dielectric anisotropy which correspond to M x N display elements, while in the i-th clock cycle, where i = 1, 2, ... N, only elements selected i-th row selecting period of recording time t W, during which act electron omagnitnym field recording signals with amplitude U 1> U 0 (t W) to the areas of the LC layer, which correspond to include elements of row i-th, where U 0 (t W) is the threshold voltage of formation of self-compensating configuration LC layer, in the same clock cycle during the same recording period of duration t W, the areas of the LC layer corresponding to the nonincluded elements of the i-th row either do not supply the electromagnetic field of the control signals or act on these areas with the electromagnetic field of the recording signals with the amplitude U 2 <U 0 (t W ), leaving those m the indicated regions of the LC layer in the initial state or by transferring them to a weakly excited state, and the remaining 1, ... i-1, i + 1, ... N clock cycles of this frame during all the corresponding recording periods on the region of the LCD layer corresponding to the i-th line, they act by the electromagnetic field of the recording signals with an amplitude of U 2 <U 0 (t W ) or they remove the electromagnetic field from these areas.
При этом время ТF развертки кадра выбрано не превосходящим времени τmemory существования самокомпенсирующейся конфигурации.In this case, the time T F of the scan frame is selected not exceeding the time τ memory of the existence of a self-compensating configuration.
Улучшение контрастных и динамических характеристик формируемого изображения связано с тем, что при сохранении простоты прямого матричного управления областями ЖК слоя (характерного для пассивно-матричных экранов) в последнем возбуждают самокомпенсирующуюся конфигурацию, что ведет не только к появлению оптической памяти у элементов экрана, но и к появлению крутой динамической ВКХ экрана за счет инерционности отклика ЖК молекул на быстрое повышение уровня возбуждающего электромагнитного поля (в течение длительности tW периодов записи). Чем короче импульс управляющего напряжения, тем выше порог образования самокомпенсирующейся конфигурации. Существенно, что при этом используется тот же ЖК материал, который характеризуется невысокой крутизной ВКХ при обычном матричном управлении (характерном для известного пассивно-матричного экрана).The improvement of the contrast and dynamic characteristics of the formed image is due to the fact that, while maintaining the simplicity of direct matrix control of the areas of the LCD layer (typical for passive-matrix screens), the self-compensating configuration is excited in the latter, which leads not only to the appearance of optical memory in the screen elements, but also to the appearance of a steep dynamic VHC of the screen due to the inertia of the response of LC molecules to a rapid increase in the level of an exciting electromagnetic field (during the duration t W of recording periods ) The shorter the control voltage pulse, the higher the threshold for the formation of a self-compensating configuration. It is significant that in this case the same LCD material is used, which is characterized by a low slope of the water supply system with conventional matrix control (characteristic of the known passive-matrix screen).
В первом частном варианте способа в течение i-го периода записи длительностью tW на электрод i-той строки подают записывающий сигнал в виде напряжения величиной US, на электроды столбцов включаемых элементов i-той строки подают записывающие сигналы в виде напряжения величиной UD, а на электроды остальных столбцов и строк подают нулевое напряжение, при этом длительность tW i-го периода записи выбирается в соответствии с условиями TW>TD+S, TW<TD, TW<TS, где TD+S, TD и TS - время формирования динамической самокомпенсирующейся конфигурации ЖК слоя под действием напряжения соответственно величинами Us+UD, UD и US, а в остальное время i-того такта на все электроды экрана подают нулевое напряжение, причем длительность остального времени такта выбирается достаточной для возвращения невключаемых элементов 1, 2, ... i-той строк и всех элементов (i+1), (i+2), ... N - ной строк экрана из промежуточного состояния в исходное состояние.In the first particular embodiment of the method, during the i-th recording period of duration t W, a recording signal in the form of a voltage of U S is supplied to the electrode of the i-th row, recording signals in the form of a voltage of U D are supplied to the column electrodes of the included elements of the i-th row, and zero voltage is applied to the electrodes of the remaining columns and rows, while the duration t W of the i-th recording period is selected in accordance with the conditions T W > T D + S , T W <T D , T W <T S , where T D + S , T D and T S - time of formation of a dynamic self-compensating configuration of the LC layer by d by the action of voltage, respectively, with the values of U s + U D , U D and U S , and the rest of the i-th cycle, zero voltage is applied to all electrodes of the screen, and the duration of the remaining cycle time is selected sufficient to return non-switched
Во втором частном варианте способа i-тый период записи разбивают на два смежных временных интервала tWS и tWD, в течение интервала tWS подают напряжение величиной US только на электроды i-той строки, а на электроды остальных строк и всех столбцов подают нулевое напряжение, а в течение интервала tWD подают напряжение UD только на электроды тех столбцов, которые соответствуют включаемым элементам i-той строки, а на электроды всех остальных строк и столбцов подают нулевое напряжение, при этом величины временных интервалов выбирают в соответствии с условиями tWS+tWD>TS, tWS+tWD>ТD, tWS<TS, tWD<TD, где ТD и TS - времена формирования динамической самокомпенсирующейся конфигурации ЖК слоя под действием напряжения соответственно величинами UD и US, а в остальное время i-того такта на все электроды экрана подают нулевое напряжение, причем длительность остального времени такта выбирается достаточной для возвращения невключаемых элементов 1, 2 , . . . i-той строк и всех элементов (i+1), (i+2), ... N-ной строк экрана из слабовозбужденного состояния в исходное состояние.In the second particular variant of the method, the i-th recording period is divided into two adjacent time intervals t WS and t WD , during the interval t WS, voltage U S is applied only to the electrodes of the i-th row, and zero voltage is applied to the electrodes of the remaining rows and all columns voltage, and during the interval t WD, voltage U D is applied only to the electrodes of those columns that correspond to the included elements of the i-th row, and zero voltage is applied to the electrodes of all other rows and columns, and the values of the time intervals are selected in accordance with conditions t WS + t WD > T S , t WS + t WD > T D , t WS <T S , t WD <T D , where T D and T S are the times of formation of a dynamic self-compensating configuration of the LC layer under the action of voltage, respectively, by the values U D and U S , and the rest of the time of the i-th cycle, all the electrodes of the screen are supplied with zero voltage, and the duration of the remaining cycle time is selected sufficient to return the
Второй частный вариант способа позволяет использовать предельно короткие импульсы управляющего напряжения при максимальных значениях амплитуды последнего, что ведет к реализации предельно малого времени адресации каждой строки, и, как следствие, к достижению максимальной величины мультиплексирования N (к возможности управления экраном с максимальным количеством N строк). The second particular variant of the method allows the use of extremely short control voltage pulses at the maximum values of the amplitude of the latter, which leads to the realization of an extremely short addressing time for each line, and, as a result, to the achievement of the maximum multiplexing value N (to the possibility of controlling the screen with the maximum number of N lines) .
Во третьем частном варианте способа i-й такт разбивают на следующие друг за другом i-й такт стирания и i-й такт записи, в течение первого из которых на i-тую строку подают стирающий сигнал амплитудой UE, частота f которого больше критической частоты f0 смены знака диэлектрической анизотропии нематического жидкого кристалла, а величина амплитуды UE0 стирающего сигнала в течение длительности ΔtE0 периода стирания обеспечивает полное устранение самокомпенсирующейся конфигурации во всех областях ЖК слоя, соответствующих i-той строке.In the third particular embodiment of the method, the i-th beat is divided into successive i-th erase cycles and i-th recording cycle, during the first of which an erasing signal with an amplitude U E whose frequency f is greater than the critical frequency is fed to the i-th line f 0 changes the sign of the dielectric anisotropy of the nematic liquid crystal, and the magnitude of the amplitude U E0 of the erasing signal during the duration Δt E0 of the erase period ensures the complete elimination of the self-compensating configuration in all areas of the LC layer corresponding to the ith row.
При этом скорость воспроизведения информации экраном остается равной скорости смены, кадров даже в случае, если τmemory, соответствующая условиям естественной релаксации самокомпенсирующейся конфигурации, выбрано больше времени Тf развертки кадра.In this case, the speed of information reproduction by the screen remains equal to the rate of change of frames even if τ memory corresponding to the natural relaxation conditions of the self-compensating configuration is selected for more than the frame scan time T f .
В четвертом частном варианте способа i-й такт разбивают на следующие друг за другом такты записи и стирания, и в течение последнего подают на i-тую строку стирающий сигнал с частотой f, которая выше критической частоты f0 смены знака диэлектрической анизотропии жидкого кристалла, при этом варьируют амплитудой UE стирающего сигнала и длительностью ΔtE периода стирания, управляя тем самым скоростью и степенью устранения самокомпенсирующейся конфигурации в соответствующих областях ЖК слоя.In the fourth particular embodiment of the method, the ith step is divided into successive recording and erasing cycles, and during the last, an erasing signal with a frequency f that is higher than the critical frequency f 0 of changing the sign of the dielectric anisotropy of the liquid crystal is fed to the i-th line This is varied by the amplitude U E of the erasing signal and the duration Δt E of the erasure period, thereby controlling the speed and degree of elimination of the self-compensating configuration in the corresponding regions of the LC layer.
Указанный частный вариант способа позволяет формировать многоградационное (полутоновое) изображение за счет частичного устранения самосогласованной конфигурации ЖК слоя при варьировании параметрами стирающего сигнала, следующего по времени непосредственно за записывающим сигналом. The specified private variant of the method allows the formation of a multi-gradation (grayscale) image due to the partial elimination of the self-consistent configuration of the LCD layer by varying the parameters of the erasing signal that follows the time immediately after the recording signal.
В пятом частном варианте способа стирающий сигнал в виде знакопеременного меандра с варьируемой амплитудой UE и частотой f>f0 формируют только на выключаемых элементах i-той строки, для чего подают на электрод последней сигнал в виде знакопеременного меандра с частотой f1, равной f/3<f0, а на электроды столбцов, соответствующих выключаемым элементам i-той строки, подают сигнал в виде последовательности групп знакопеременных импульсов амплитудой UE, при этом период T1 последовательности равен 1/f1, длительность каждого импульса равна T1/3k, где k - число импульсов в группе, а знак каждого текущего импульса совпадает со знаком текущей амплитуды меандра. В данном частном варианте способа обеспечивается избирательное формирование стирающего сигнала только на выключаемых элементах за счет получения высокой частоты f (более высокой, чем f0) для стирающего сигнала путем сложения сигналов с частотами, меньшими f0.In the fifth particular embodiment of the method, the erasing signal in the form of an alternating meander with a variable amplitude U E and a frequency f> f 0 is formed only on switched off elements of the i-th row, for which a signal is applied to the electrode of the latter in the form of an alternating meander with a frequency f 1 equal to f / 3 <f 0 , and the signal in the form of a sequence of groups of alternating pulses of amplitude U E is applied to the electrodes of the columns corresponding to the elements of the i-th row being turned off, while the period T 1 of the sequence is 1 / f 1 , the duration of each pulse is T 1 / 3k where k is the number of pulses in the group, and the sign of each current pulse coincides with the sign of the current amplitude of the meander. In this particular embodiment of the method, selective erasing of the erasing signal is achieved only on switched off elements by obtaining a high frequency f (higher than f 0 ) for the erasing signal by adding signals with frequencies lower than f 0 .
Сущность изобретения поясняется чертежами, на фигурах которого представлено следующее. The invention is illustrated by drawings, in the figures of which the following is presented.
Фиг.1 - поперечное сечение пассивно-матричного ЖК экрана. Figure 1 is a cross section of a passive matrix LCD screen.
Фиг.2 - кривые изменения коэффициента К оптического пропускания элемента ЖК экрана при подаче управляющего напряжения. Figure 2 - curves of the coefficient K of the optical transmission element of the LCD screen when applying a control voltage.
Фиг. 3 - схема изменения состояния ЖК слоя при наложении и снятии электрического поля (управляющего напряжения). FIG. 3 is a diagram of a change in the state of an LC layer upon application and removal of an electric field (control voltage).
Фиг. 4 - формирование стирающего сигнала с комбинационной несущей частотой. FIG. 4 - formation of an erasing signal with a Raman carrier frequency.
Пассивно-матричный ЖК экран, имеющий MхN элементов, содержит (фиг.1) ЖК слой 1, состоящий из нематических ЖК молекул с положительной диэлектрической анизотропией, две диэлектрические пластины 2, 3, на внешних поверхностях которых расположены поляроидные пленки 4, 5, на внутренней поверхности диэлектрической пластины 2 расположена одна группа параллельных между собой прозрачных электродов (показано продольное сечение i-го электрода 6i, направленного вдоль плоскости чертежа, где i=1, 2, ... N), на внутренней поверхности диэлектрической пластины 3 расположена другая группа параллельных между собой прозрачных электродов (показано поперечное сечение j-го электрода 7j, направленного ортогонально плоскости чертежа, где j=1, 2, ... М), на прозрачных электродах нанесены полимерные слои 8 и 9, которые обеспечивают исходную ориентацию молекул ЖК слоя 1. Направление (вектор) ориентации нематических ЖК молекул определяется направлением их длинных осей. Приповерхностные молекулы (расположенные непосредственно у обоих поверхностей ЖК слоя 1) наклонены соответственно под углами α1 и α2 к внутренним поверхностям соответствующих диэлектрических пластин 2 и 3. В ЖК слое 1 присутствует вращательная добавка, задающая исходную спиральную закрутку молекул на угол β0 в объеме ЖК слоя. Оптические оси O-O' первой 4 и O1-O1' второй 5 поляроидных пленок (фиг.1, снизу) совпадают с биссектрисами смежных углов между проекциями P1 и Р2 векторов ориентации молекул, прилегающих к первой 2 и второй 3 диэлектрическим пластинам, на плоскости этих пластин. ЖК слой 1 выполнен с возможностью существования в нем динамической самокомпенсирующейся конфигурации, которая характеризуется постепенным изменением угла наклона молекул по толщине ЖК слоя от величины α1 до величины α2 с переходом через величину αc = 90° для молекул в центральной части ЖК слоя, причем знак угла поворота молекул при переходе от угла α1 к углу αc = 90° противоположен знаку угла поворота молекул при переходе от угла αc = 90° к углу α2. Пороговая характеристика экрана определена энергетическим барьером между исходным состоянием ЖК слоя 1 и его состоянием с наличием самокомпенсирующейся конфигурации. Время формирования последней не превосходит времени развертки одной строки экрана, а время существования - не превосходит времени ТF кадровой развертки экрана.A passive-matrix LCD screen having MxN elements contains (Fig. 1) an LC layer 1 consisting of nematic LC molecules with positive dielectric anisotropy, two
Указанное взаимное расположение осей поляроидных пленок 4 и 5 и векторов ориентации приповерхностных молекул соответствует минимизации воздействия самокомпенсирующихся конфигураций на оптические характеристики проходящего через ЖК слой 1 поляризованного света. Отклонение от такого расположения ведет к падению контраста вследствие роста эллиптичности света, проходящего через ЖК слой. The indicated mutual arrangement of the axes of the
Возможность существования динамической самокомпенсирующейся конфигурации в ЖК слое 1 задается выбором соответствующего состава ЖК слоя 1, заданием характера связи его приповерхностных молекул с полимерными слоями 8, 9. The possibility of the existence of a dynamic self-compensating configuration in the LC layer 1 is determined by the choice of the corresponding composition of the LC layer 1, by specifying the nature of the connection of its surface molecules with
В первом частном варианте устройства оптические оси первой 4 и второй 5 поляроидных пленок взаимно ортогональны, при этом оптическая ось по крайней мере одной из поляроидных пленок параллельна проекции на ее поверхность вектора ориентации молекул, находящихся у ближайшей к данной поляроидной пленке поверхности жидкокристаллического слоя, углы наклона молекул отвечают условию α1 = -α2 угол закрутки β0 равен 180o, а произведение величины Δn оптической анизотропии на толщину d ЖК слоя находится в пределах 0,4 мкм≤Δnd≤0,7 мкм. В таком варианте влияние неоднородностей начальной ориентации молекул (для исходного состояния ЖК слоя) на качество однородности фона изображения сведено к минимуму вследствие минимального воздействия соответствующих отклонений в величине Δn оптической анизотропии на оптические свойства проходящего поляризованного света.In the first particular embodiment of the device, the optical axes of the first 4 and second 5 polaroid films are mutually orthogonal, while the optical axis of at least one of the polaroid films is parallel to the projection onto its surface of the orientation vector of the molecules located at the surface of the liquid crystal layer closest to the polaroid film, tilt angles molecules meet the condition α 1 = -α 2 the twist angle β 0 is 180 o , and the product of the optical anisotropy Δn and the thickness of the LC layer is in the range of 0.4 μm≤Δnd≤0.7 μm. In this embodiment, the influence of inhomogeneities in the initial orientation of the molecules (for the initial state of the LC layer) on the uniformity of the image background is minimized due to the minimal effect of the corresponding deviations in the optical anisotropy Δn on the optical properties of transmitted polarized light.
Во втором частном варианте устройства дополнительно введен пленочный компенсатор между по крайней мере одной из диэлектрических пластин (например, 2) и прилегающей к ней поляроидной пленкой 4, что позволяет получить расширенный угол обзора изображения за счет взаимной компенсации оптической анизотропии ЖК слоя и пленочного компенсатора. In a second particular embodiment of the device, a film compensator is additionally introduced between at least one of the dielectric plates (for example, 2) and the adjacent polaroid film 4, which makes it possible to obtain an expanded viewing angle of the image due to the mutual compensation of the optical anisotropy of the LC layer and the film compensator.
В третьем частном варианте экрана прозрачный электрод каждого столбца разделен на три продольных сегмента, в экран дополнительно введены светофильтры, каждый из которых расположен между поверхностью одной из диэлектрических пластин и соответствующим сегментом прозрачного электрода, при этом каждому столбцу экрана соответствует триада светофильтров трех основных цветов. Данный частный вариант экрана предназначен для получения цветного изображения. In the third particular embodiment of the screen, the transparent electrode of each column is divided into three longitudinal segments, filters are additionally introduced into the screen, each of which is located between the surface of one of the dielectric plates and the corresponding segment of the transparent electrode, with each triad of the screen corresponding to a triad of filters of three primary colors. This particular version of the screen is designed to produce a color image.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Сначала рассмотрим работу одного элемента экрана (находящегося на пересечении i-ой строки j-го столбца). В отсутствие электрического (электромагнитного) поля при исходном состоянии ЖК слоя оптическое пропускание элемента экрана является функцией интерференции двух элементарных световых волн со взаимно ортогональными направлениями поляризации (на которые можно разложить произвольную входную световую поляризованную волну), между которыми возникает фазовая задержка после прохождения ими ЖК слоя (вдоль оси спирально закрученной конфигурации молекул). При подаче напряжения (на i-ую строку и j-ый столбец) выше некоторого порогового значения U1 молекулы переориентируются вдоль силовых линий возникающего в ЖК слое электрического поля, т. е. стремятся к ортогональной (относительно поверхностей диэлектрических пластин 2, 3) ориентации, которая характеризуюется углом поворота молекул αc = 90°, при этом эффективная величина фазовой задержки, создаваемой ЖК слоем, падает (стремится к нулю с ростом напряжения). После снятия напряжения молекулы стремятся возвратиться в исходное состояние. При этом вращающий момент, действующий на молекулы, расположенные между первой диэлектрической пластиной 2 и центральной частью ЖК слоя 1, противоположен вращающему моменту, действующему на молекулы между центральной частью ЖК слоя 1 и второй диэлектрической пластиной 3. Поскольку на молекулы центрального части ЖК слоя 1 при этом действуют силы, равные по абсолютной величине, но противоположные по знаку, то и после прекращения действия поля молекулы остаются в состоянии с αc = 90° в течение некоторого времени τmemory (связанным с временем естественной релаксации τrelax). В течение времени τmemory существует самокомпенсирующаяся конфигурация, характеризующаяся постепенным изменением угла наклона молекул по толщине слоя от величины α1 у первой пластины до величины α2 у второй пластины с переходом через величину αc = 90° (перпендикулярно диэлектрическим пластинам) для молекул в центральной части ЖК слоя (по крайней мере для одного слоя молекул в указанной центральной части), причем знак угла поворота молекул при переходе от угла α1 к углу αc = 90° противоположен знаку угла поворота молекул при переходе от угла αc = 90° к углу α2.First, consider the operation of one screen element (located at the intersection of the i-th row of the j-th column). In the absence of an electric (electromagnetic) field in the initial state of the LC layer, the optical transmission of the screen element is a function of the interference of two elementary light waves with mutually orthogonal polarization directions (into which you can decompose an arbitrary input polarized light wave), between which a phase delay occurs after they pass through the LCD layer (along the axis of a spirally twisted molecular configuration). When a voltage is applied (to the i-th row and j-th column) above a certain threshold value U 1, the molecules reorient along the lines of force of the electric field arising in the LC layer, i.e., they tend to orthogonal (relative to the surfaces of the
Динамической самокомпенсирующейся конфигурации свойственна релаксация в виде непрерывного процесса возврата краевых симметрично расположенных (относительно центральной части ЖК слоя) молекул в исходное состояние. Характерным свойством такой релаксации является практическое отсутствие изменения действия ЖК слоя на проходящий поляризованный свет в течение всего процесса релаксации, что обусловлено взаимной компенсацией (самокомпенсацией) оптической активности разного знака, вытекающей из разного знака поворота молекул относительно центральной части ЖК слоя. The dynamic self-compensating configuration is characterized by relaxation in the form of a continuous process of the return of the edge symmetrically located (relative to the central part of the LC layer) molecules to the initial state. A characteristic property of such relaxation is the practical absence of changes in the effect of the LC layer on transmitted polarized light during the entire relaxation process, which is due to the mutual compensation (self-compensation) of optical activity of a different sign resulting from a different sign of rotation of the molecules relative to the central part of the LC layer.
Нахождение ЖК слоя в динамической самокомпенсирующейся конфигурации в течение времени τmemory в отсутствие внешнего напряжения эквивалентно наличию энергетически независимой оптической памяти у каждого элемента экрана (время τmemory выбирается не превосходящим времени кадра ТF для получения максимального быстродействия экрана).Finding the LCD layer in a dynamic self-compensating configuration during the time τ memory in the absence of external voltage is equivalent to the presence of an energy-independent optical memory for each screen element (the time τ memory is chosen not exceeding the frame time T F to obtain maximum screen speed).
Время образования самокомпенсирующейся конфигурации выбирается не более времени развертки одной строки экрана. Величина времени возникновения самокомпенсирующейся конфигурации зависит от величины управляющего напряжения; чем больше значение последнего, тем короче требуемое время приложения напряжения, что связано с уменьшением инерционности отклика молекул. Инерционность отклика молекул на возрастание приложенного электрического напряжения поля описывается временем задержки τdelay, входящей в состав времени реакции τreact [3]
где η - вязкость жидкого кристалла,
ε0 - диэлектрическая проницаемость вакуума,
Δε - анизотропия диэлектрической проницаемости жидкого кристалла,
Un - пороговое напряжение,
d - толщина ЖК слоя.The formation time of a self-compensating configuration is selected no more than the scan time of one line of the screen. The magnitude of the time of occurrence of a self-compensating configuration depends on the magnitude of the control voltage; the larger the value of the latter, the shorter the required time for applying voltage, which is associated with a decrease in the inertia of the response of the molecules. The inertia of the response of molecules to an increase in the applied electric field voltage is described by the delay time τ delay , which is part of the reaction time τ react [3]
where η is the viscosity of the liquid crystal,
ε 0 - dielectric constant of vacuum,
Δε is the anisotropy of the dielectric constant of the liquid crystal,
U n is the threshold voltage,
d is the thickness of the LC layer.
Физически наличие указанной инерционности обусловлено необходимостью преодоления момента сил трения между неподвижными и поворачивающимися слоями молекул в объеме слоя жидкого кристалла. Из (1) следует, что теоретически для любой заданной длительности τ воздействия внешнего электрического поля на ЖК слой всегда существует такое напряжение Uon, при котором молекулы переориентируются вдоль силовых линий электрического поля по крайней мере в центральной части ЖК слоя (молекулы последнего, контактирующие с ориентирующим полимерным покрытием электродов, не изменяют своего положения при любых напряжениях), а также существует такое напряжение Uoff, при котором все молекулы ЖК слоя остаются неподвижными. Чем больше разница в напряжениях Uon и Uoff, тем меньшая длительность τ действия электрического поля необходима и достаточна для разделения элементов экрана на включенные и выключенные. Такой физический механизм ведет к высокой крутизне вольт-контрастной характеристики
для данного экрана, при этом ρ для последнего превышает 1 (как и для активно-матричного экрана), в то время как в известных пассивно-матричных экранах, как правило, ρ<<1).Physically, the presence of the indicated inertia is due to the need to overcome the moment of friction between the stationary and rotating layers of molecules in the volume of the liquid crystal layer. It follows from (1) that, theoretically, for any given duration τ of the action of an external electric field on the LC layer, there always exists a voltage U on at which the molecules are reoriented along the electric field lines at least in the central part of the LC layer (the molecules of the latter in contact with orienting polymer coating of the electrodes, do not change their position at any voltage), and there is also such a voltage U off at which all molecules of the LC layer remain motionless. The greater the difference in the voltages U on and U off , the shorter duration τ of the action of the electric field is necessary and sufficient to separate the screen elements on and off. Such a physical mechanism leads to a high slope of the volt-contrast characteristic
for this screen, while ρ for the latter exceeds 1 (as for the active-matrix screen), while in the known passive-matrix screens, as a rule, ρ << 1).
Рассмотрим динамику переключения элемента экрана в различные состояния (фиг.2 и фиг.3). Consider the dynamics of switching the screen element in various states (figure 2 and figure 3).
При подаче на элемент напряжения величиной U1 (кривая 1 на фиг.2), превышающей пороговое значение U0 для времени записи величиной τwrite(U1), состояние ЖК слоя изменяется от исходной закрученной структуры А (фиг.3) к вертикально-ориентированной структуре В. Время реакции молекул τreact(U1) состоит из времени задержки τdelay(U1) и временного интервала формирования вертикально-ориентированной структуры. В течение последнего интервала, соответствующего переднему фронту кривой 7, происходит резкое изменение пропускания К элемента экрана от исходного значения до значения, соответствующего вертикально-ориентированной структуре. После снятия напряжения ЖК слой переходит в самокомпенсирующуюся конфигурацию (в состояние С на фиг.3), и продолжает находиться в ней в течение времени τmemory(U1). Если в течение τmemory(U1) никакой поддерживающий внешний электрический сигнал не поступит, то ЖК слой переходит из состояния С сначала в состояние С* (в котором самокомпенсирующая конфигурация прекращает свое существование), а затем возвращается в исходное состояние А. Процесс перехода из состояния С* в состояние А сопровождается резким изменением оптического пропускания элемента (которое описывается задним фронтом кривой 1 на фиг.2).When a voltage is applied to an element with a value of U 1 (curve 1 in FIG. 2) that exceeds the threshold value U 0 for the recording time of τ write (U 1 ), the state of the LC layer changes from the initial swirling structure A (FIG. 3) to the vertical oriented structure B. The reaction time of molecules τ react (U 1 ) consists of the delay time τ delay (U 1 ) and the time interval for the formation of a vertically oriented structure. During the last interval corresponding to the leading edge of
В итоге полное время релаксации τrelax самокомпенсирующейся конфигурации (соответствующее полному переходу ЖК слоя из состояния С в исходное состояние А) складывается из времени существования τmemory самокомпенсирующейся конфигурации (состояние С) и времени быстрого изменения пропускания (переход
между состояниями С* и А). Существенно, что суммарное время τrelax не зависит величины приложенного напряжения U1, хотя каждое из двух указанных слагаемых этого времени зависят от U1. Кривая 2 на фиг.2 описывает изменение оптического отклика элемента экрана при приложении управляющего напряжения U2, вдвое меньшего напряжения U1.As a result, the total relaxation time τ relax of the self-compensating configuration (corresponding to the complete transition of the LC layer from state C to the initial state A) is the sum of the time τ memory of the self-compensating configuration (state C) exists and the time of a fast transmission change (transition
between states C * and A). It is significant that the total time τ relax does not depend on the magnitude of the applied voltage U 1 , although each of the two indicated terms of this time depends on U 1 .
Видно, что соответствующее пониженному напряжению U2 время задержки τdelay(U2) гораздо больше, чем τdelay(U1). Поэтому, если подать пониженное напряжение U2 в течение более короткого времени (например, не превосходящего τreact(U1)), молекулы не успеют среагировать, и элемент экрана не включается (кривая 3 на фиг.2). Однако элемент может переходить при этом в слабовозбужденное состояние А* (фиг.3), которое по оптическому пропусканию К практически не отличается от исходного состояния А.It can be seen that the delay time τ delay (U 2 ) corresponding to the reduced voltage U 2 is much longer than τ delay (U 1 ). Therefore, if you apply a reduced voltage U 2 for a shorter time (for example, not exceeding τ react (U 1 )), the molecules do not have time to react, and the screen element does not turn on (
Для того чтобы при последующих тактах записи не происходило ложного возбуждения данного элемента из-за накопления повторяющихся слабых воздействий, необходимо, чтобы каждый такт содержал также временной интервал затухания, достаточный для естественной релаксации слабовозбужденного состояния. Во время интервала затухания на элемент экрана не должно подаваться напряжение, а длительность τdecay интервала затухания должна быть достаточна для возвращения молекул на невключенном элементе из промежуточного состояния А* в исходное состояние А, т.е. τdecay должно быть не менее времени затухания слабовозбужденного состояния А*. Величину τdecay можно оценить, исходя из следующего. Поскольку не происходит структурная перестройка ЖК слоя при его переходе из исходного состояния А в слабовозбужденное состояние А* (момент сил трения в ЖК слое превышает импульс внешних сил), то длительности интервала затухания, равной минимальной длительности записи, хватит для возврата молекул из слабовозбужденного состояния А* в исходное состояние А. При очень слабых или коротких воздействиях на элементы экрана интервал затухания может быть выбран меньше времени записи τwrite. Иначе говоря, время такта τcycle (время цикла повторения воздействий на данный элемент) должно включать в себя следующие друг за другом период записи τwrite и период затухания, соответствующий τdecay, при этом, как правило, τwrite>τdecay.In order to prevent false excitation of this element due to the accumulation of repeated weak influences during subsequent recording cycles, it is necessary that each cycle also contains a damping time interval sufficient for the natural relaxation of the weakly excited state. During the damping interval, the screen element should not be supplied with voltage, and the duration τ decay of the damping interval should be sufficient to return the molecules on the unincorporated element from the intermediate state A * to the initial state A, i.e. τ decay must be at least the decay time of the weakly excited state A *. The value of τ decay can be estimated from the following. Since the LC layer does not undergo structural rearrangement upon its transition from the initial state A to the weakly excited state A * (the moment of friction in the LC layer exceeds the momentum of external forces), the damping interval equal to the minimum recording time is enough to return the molecules from the weakly excited state A * to the initial state A. With very weak or short effects on the screen elements, the damping interval can be selected less than the write time τ write . In other words, the tact time τ cycle (the cycle time of the repetition of actions on a given element) should include the subsequent write period τ write and the decay period corresponding to τ decay , and, as a rule, τ write > τ decay .
Очевидно, что чем больше прикладываемое к элементу напряжение U, тем большее число слоев молекул при состоянии В ЖК слоя (фиг.3) перестраивается перпендикулярно диэлектрическим пластинам и, следовательно, тем дольше будет присутствовать самокомпенсирующаяся конфигурация, время τmemory существования которой задает длительность паузы в изменении оптического пропускания элемента экрана после снятия напряжения. Поскольку число слоев молекул жидкого кристалла ограничено, то существует и предельная величина τmemory.Obviously, the greater the voltage U applied to the element, the greater the number of layers of molecules in the state B of the LC layer (Fig. 3), which is rearranged perpendicular to the dielectric plates and, therefore, the longer the self-compensating configuration will exist, the lifetime τ memory of which sets the pause duration in changing the optical transmittance of the screen element after removing the voltage. Since the number of layers of liquid crystal molecules is limited, there is also a limit value τ memory .
Поскольку по истечение интервала τmemory начинается переход элемента в исходное состояние, то для постоянного пребывания элемента во включенном состоянии подача управляющих сигналов должна повторяться с периодом ТF не более величины τreact+τmemory.Since the transition of the element to its initial state begins after the expiration of the τ memory interval, for the constant stay of the element in the on state, the supply of control signals should be repeated with a period T F of no more than τ react + τ memory .
Способ управления данным экраном заключается в том, что развертку кадра осуществляют в N последовательных тактов, подавая в каждом такте на электроды М столбцов и N строк экрана управляющие сигналы, действуя их результирующим электромагнитным полем на те области ЖК слоя, состоящего из нематических ЖК молекул с положительной диэлектрической анизотропией, которые соответствуют MхN элементам экрана, при этом в i-ом такте, где i=1, 2, ... N, включают заданные элементы только i-ой строки, изменяя физические свойства соответствующих этим элементам областей ЖК слоя путем превышения в этих областях определенного значения амплитуды результирующего электромагнитного поля, отличающийся тем, что в начале каждого i-го такта развертки кадра выделяют период записи длительностью tW, в течение которого действуют электромагнитным полем записывающих сигналов с амплитудой U1>U0(fW) на те области ЖК слоя, которые соответствуют включаемым элементам i-ой строки, где U0(tW) - пороговое напряжение формирования динамической самокомпенсирующейся конфигурации ЖК слоя для длительности времени tW, в том же такте в течение того же периода записи длительностью tW на соответствующие невключаемым элементам i-ой строки области ЖК слоя либо не подают электромагнитное поле управляющих сигналов, либо действуют на эти области электромагнитным полем записывающих сигналов с амплитудой U2<U0(tW), оставляя тем самым указанные области ЖК слоя в исходном состоянии либо переводя их в слабовозбужденное состояние, а в остальные 1,..,i-1, i+1, ... N такты развертки данного кадра в течение всех соответствующих периодов записи на области ЖК слоя, соответствующие i-ой строке, действуют электромагнитным полем записывающих сигналов амплитудой U2<U0(tW) либо снимают электромагнитное поле с указанных областей.The way to control this screen is that the frame is scanned in N consecutive cycles, supplying control signals in each cycle to the electrodes of M columns and N lines of the screen, acting by their resulting electromagnetic field on those areas of the LC layer, consisting of nematic LC molecules with positive dielectric anisotropy, which correspond to the MxN elements of the screen, while in the i-th cycle, where i = 1, 2, ... N, include the specified elements of only the i-th row, changing the physical properties of the corresponding region elements In this case, exceeding a certain value of the amplitude of the resulting electromagnetic field in these regions, characterized in that at the beginning of each i-th clock cycle of the frame, a recording period of duration t W is allocated, during which the electromagnetic field of recording signals with an amplitude of U 1 > U 0 (f W ) to those regions of the LC layer that correspond to the included elements of the i-th row, where U 0 (t W ) is the threshold voltage for the formation of a dynamic self-compensating configuration of the LCD layer for a time duration t W , in the same during the same recording period of duration t W, the regions of the LC layer corresponding to the non-inclusive elements of the i-th row either do not supply an electromagnetic field of control signals, or act on these areas with an electromagnetic field of recording signals with an amplitude of U 2 <U 0 (t W ), thereby leaving the indicated regions of the LC layer in the initial state or translating them into a weakly excited state, and into the remaining 1, .., i-1, i + 1, ... N scan cycles of this frame during all the corresponding recording periods on the LCD region layers corresponding to i troc, either act on the electromagnetic field of the recording signals with an amplitude of U 2 <U 0 (t W ) or remove the electromagnetic field from these areas.
При этом время ТF развертки кадра не превосходит времени τmemory существования самокомпенсирующейся конфигурации.In this case, the time T F of the frame sweep does not exceed the time τ memory of the existence of a self-compensating configuration.
В первом частном варианте способа в течение i-го периода записи длительностью tW на электрод i-той строки подают записывающий сигнал в виде напряжения величиной US, на электроды столбцов включаемых элементов i-той строки подают записывающие сигналы в виде напряжения величиной UD, а на электроды остальных столбцов и строк подают нулевое напряжение, при этом длительность tW i-го периода записи выбирается в соответствии с условиями tW>TD+S, tW<TD, tW<TS, где TD+S, ТD и TS - времена формирования самокомпенсирующейся конфигурации ЖК слоя под действием напряжения соответственно величинами US+UD, UD и US, а в остальное время i-того такта на все электроды экрана подают нулевое напряжение, причем длительность остального времени такта выбирается достаточной для возвращения невключаемых элементов 1, 2, ... i-той строк и всех элементов (i+1), (i+2), ... N - ной строк экрана из промежуточного состояния в исходное состояние.In the first particular embodiment of the method, during the i-th recording period of duration t W, a recording signal in the form of a voltage of U S is supplied to the electrode of the i-th row, recording signals in the form of a voltage of U D are supplied to the column electrodes of the included elements of the i-th row, and zero voltage is applied to the electrodes of the remaining columns and rows, while the duration t W of the i-th recording period is selected in accordance with the conditions t W > T D + S , t W <T D , t W <T S , where T D + S, T D and T S - formation times self-compensating configuration of the LC layer under the effect of voltage values, respectively U S + U D, U D and U S, and the remainder of the stroke of the i-screen all electrodes serves zero voltage, and the duration of the rest cycle time is chosen sufficient to return
Селекция включенных элементов экрана осуществляется не только путем превышения суммарной амплитуды US+UD над амплитудами UD или US по отдельности, но и за счет более быстрой реакции оптического отклика ЖК молекул на суммарное напряжение US+UD (по сравнению с US или UD). Для этого длительность tW i-го периода записи выбирается больше времени TD+S, но меньше каждого из времен TD и TS.The included screen elements are selected not only by exceeding the total amplitude U S + U D over the amplitudes U D or U S separately, but also due to the faster response of the optical response of LC molecules to the total voltage U S + U D (compared to U S or U D ). For this, the duration t W of the i-th recording period is selected to be longer than T D + S , but shorter than each of the times T D and T S.
Если разбить полное время кадра ТF (выбранное с учетом TF≤τreact+τmemory) на такты длительностью ТF/N, в каждом из которых как возбуждающее напряжение амплитудой US+UD, так и недостаточные для включения элементов построчное US и столбцовое UD напряжения подаются, например, в течение полутакта (τcycle/2), а в остальное время напряжение на электродах равно 0, то обеспечивается мультиплексное управление со скважностью N (т.е. возможность управления экраном, состоящим из N строк). Для увеличения скважности достаточно увеличить амплитуды US и UD, сократив тем самым - пропорционально (US+UD)2 - длительность такта T/N. Максимально возможная величина US+UD ограничивается только напряжением пробоя элемента экрана; последний параметр определяется диэлектрическими свойствами не только слоя жидкого кристалла, но также ориентирующего и изоляционного слоев. С учетом этого предельное напряжение US+UD весьма велико, а следовательно, существенно снижаются ограничения на уровень мультиплексирования (число строк) N данного экрана.If we divide the total frame time T F (selected taking into account T F ≤τ react + τ memory ) into cycles of duration T F / N, in each of which there is both an exciting voltage with an amplitude of U S + U D and insufficient line-by-line U S and columnar U D voltages are applied, for example, during a half- cycle (τ cycle / 2), and the rest of the time the voltage at the electrodes is 0, then multiplex control with duty cycle N (i.e., the ability to control a screen consisting of N lines ) To increase the duty cycle, it is sufficient to increase the amplitudes U S and U D , thereby reducing - proportionally (U S + U D ) 2 - the duration of the T / N cycle. The maximum possible value of U S + U D is limited only by the breakdown voltage of the screen element; the last parameter is determined by the dielectric properties of not only the liquid crystal layer, but also the orienting and insulating layers. With this in mind, the maximum voltage U S + U D is very large, and therefore, the restrictions on the multiplexing level (number of lines) N of this screen are significantly reduced.
Еще одной важной особенностью данного способа управления является независимость мгновенной величины оптического пропускания только что возникшей динамической самокомпенсирующейся конфигурации от величины напряжения US+UD: в состоянии С (фиг.3) взаимная компенсация обоих симметричных частей ЖК слоя осуществляется как при наличии только одного вертикально ориентированного (c αc = 90°) слоя молекул, так и при наличии множества таких слоев вертикально ориентированных молекул при узкой области перехода от α1 к αc и от αc к α2. Это позволяет увеличивать величину приложенного напряжения для компенсации падения напряжений на электродах при незначительном изменении электрических и оптических параметров экрана.Another important feature of this control method is the independence of the instantaneous optical transmittance of the newly emerged dynamic self-compensating configuration from the voltage value U S + U D : in state C (Fig. 3), mutual compensation of both symmetric parts of the LC layer is carried out as if there is only one vertically oriented (c α c = 90 ° ) layer of molecules, and in the presence of many such layers of vertically oriented molecules with a narrow transition region from α 1 to α c and from α c to α 2 . This allows you to increase the value of the applied voltage to compensate for the voltage drop across the electrodes with a slight change in the electrical and optical parameters of the screen.
Зависимость длительности τmemory от величины приложенного напряжения позволяет осуществлять полутоновую модуляцию. Если амплитуда UD(m) и длительность τ сигнала, прикладываемого к m-ному столбцу записываемой i-той строки, достаточны для переориентации максимально возможного числа слоев молекул в области ЖК слоя, соответствующей im-ому элементу, то величина времени τmemory максимальна. По мере уменьшения напряжения US+UD(m) уменьшается число возникших слоев молекул с углом наклона αc = 90°, а следовательно, уменьшается и время τmemory существования самокомпенсирующейся конфигурации. При дальнейшем уменьшении указанного напряжения процесс с резким изменением оптического пропускания начинается сразу после прекращения подачи напряжения, причем величина оптического пропускания и время релаксации будут пропорциональны величине (US+UD(m)-U0)2. Аналогичным образом на сокращение времени τmemory влияет сокращение времени τ подачи напряжения UD(m) в пределах 0<τ≤tW.The dependence of the duration τ memory on the magnitude of the applied voltage allows for grayscale modulation. If the amplitude U D (m) and the duration τ of the signal applied to the mth column of the ith row to be recorded are sufficient to reorient the maximum possible number of layers of molecules in the region of the LC layer corresponding to the imth element, then the time value τ memory is maximum. As the voltage U S + U D (m) decreases, the number of formed layers of molecules with an angle of inclination α c = 90 ° decreases, and, consequently, the time τ memory of the existence of a self-compensating configuration decreases. With a further decrease in the indicated voltage, the process with a sharp change in the optical transmittance begins immediately after the termination of the voltage supply, and the optical transmittance and relaxation time will be proportional to (U S + U D (m) -U 0 ) 2 . Similarly, the reduction of the time τ memory is affected by the reduction of the time τ of the voltage supply U D (m) in the
Приравнивание времени нахождения ЖК структуры в самокомпенсирующейся конфигурации ко времени кадра ТF позволяет получить короткое время релаксации экрана в исходное состояние, которое в этом случае равно времени резкого изменения оптического пропускания одного элемента экрана. Эффективное быстродействие ЖК материала при таком режиме работы существенно выше по сравнению с его быстродействием, характерным для режима работы в известных пассивно-матричных экранах. Поскольку память берет на себя основную нагрузку по реализации матричной адресации, а требования к крутизне ВКХ ЖК материала существенно снижаются, то в предложенном устройстве может быть использовано большее разнообразие ЖК материалов. При фиксированном внешнем напряжении константы упругости ЖК материала и диэлектрическая анизотропия Δε на величину τmemory существенного влияния не оказывают. По этому свойству предложенное устройство существенно отличается от известных пассивно-матричных дисплеев, в которых для повышения крутизны ВКХ константа К33 должна быть наибольшей относительно константы поперечного изгиба К11.Equating the residence time of the LC structure in a self-compensating configuration to the frame time T F allows you to get a short screen relaxation time to its original state, which in this case is equal to the time of a sharp change in the optical transmission of one screen element. The effective speed of the LCD material in this mode of operation is significantly higher compared to its speed, characteristic of the mode of operation in the known passive-matrix screens. Since the memory assumes the main load for the implementation of matrix addressing, and the requirements for the slope of the liquid-crystal complex of liquid-crystal materials are significantly reduced, a larger variety of liquid-crystal materials can be used in the proposed device. For a fixed external voltage, the elastic constants of the LC material and the dielectric anisotropy Δε do not significantly affect the value of τ memory . According to this property, the proposed device is significantly different from the known passive-matrix displays, in which, to increase the steepness of the WCC, the constant K 33 should be the largest relative to the transverse bending constant K 11 .
На величину времени τmemory существования самокомпенсирующейся конфигурации заметно влияет шаг Р спиральной закрутки молекул, задаваемой вращательной добавкой в ЖК слое. Как и во всех пассивно-матричных экранах, во избежание образования дефектов ЖК структур шаг Р спиральной закрутки должен удовлетворять соотношению
β0/360-0,25<d/P<β0/360+0,25 (2)
В пределах данного соотношения рост величины d/Р ведет к падению величины времени естественной релаксации τrelax в 1,5-2 раза, а времени τmemory - в 2-3 раза. Таким образом, время τmemory будет наибольшим при максимально допустимых величинах шага Р спиральной закрутки.The time τ memory of the existence of a self-compensating configuration is noticeably affected by the step P of the spiral twist of the molecules, which is specified by the rotational additive in the LC layer. As in all passive-matrix screens, in order to avoid the formation of defects in the LCD structures, the pitch P of the spiral twist should satisfy the relation
β 0 / 360-0,25 <d / P <β 0/360 + 0.25 (2)
Within this ratio, an increase in d / P leads to a decrease in the value of the natural relaxation time τ relax by 1.5–2 times, and in the time τ memory , by 2–3 times. Thus, the time τ memory will be the largest at the maximum allowable pitch P of the spiral twist.
Во втором частном варианте способа i-тый период записи разбивают на два смежных временных интервала tWS и tWD, в течение интервала tWS подают напряжение величиной US только на электрод i-той строки, а на электроды остальных строк и всех столбцов подают нулевое напряжение, а в течение интервала tWD подают напряжение UD только на электроды тех столбцов, которые соответствуют включаемым элементам i-той строки, а на электроды всех остальных строк и столбцов подают нулевое напряжение, при этом величины временных интервалов выбирают в соответствии с условиями tWS+tWD>TD, tWS+tWD>TS, tWS<TS, tWD<TD, где ТD и TS - времена формирования самокомпенсирующейся конфигурации ЖК слоя под действием напряжения соответственно величинами UD и US, а в остальное время i-того такта на все электроды экрана подают нулевое напряжение, причем длительность остального времени такта выбирается достаточной для возвращения невключаемых элементов предыдущих (1, 2, ... i-той) строк и всех элементов последующих (i+1, i+2, ... N) строк экрана из слабовозбужденного состояния в исходное состояние.In the second particular embodiment of the method, the i-th recording period is divided into two adjacent time intervals t WS and t WD , during the interval t WS, a voltage of U S is applied only to the electrode of the i-th row, and zero voltage is applied to the electrodes of the remaining rows and all columns voltage, and during the interval t WD supplied voltage U D to the electrodes only those columns that correspond to elements consisting of i-th row, and the electrodes of all other rows and columns fed zero voltage, the magnitude of the time intervals is selected in accordance with Word t WS + t WD> T D , t WS + t WD> T S, t WS <T S, t WD <T D, where T D and T S - formation times self-compensating configuration of the LC layer under the effect of the voltage, respectively the values U D and U S , and the rest of the time of the i-th cycle, all the electrodes of the screen are supplied with zero voltage, and the duration of the remaining time of the cycle is selected sufficient to return the non-included elements of the previous (1, 2, ... i-th) lines and all elements of the subsequent (i + 1, i + 2, ... N) lines of the screen from a slightly excited state to the initial state.
Особенностью второго частного варианта способа является то, что селекция включаемых элементов экрана осуществляется за счет суммирования между собой длительностей tWS и tWD интервалов воздействия управляющего сигнала, подаваемого сначала на электрод строки, а затем на электрод столбца (на пересечении которых находится адресуемый элемент). Это позволяет использовать максимально возможные амплитуды управляющего напряжения (за счет минимизации длительности воздействия последнего) и укоротить длительность такта, поскольку здесь период затухания слабовозбужденного- состояния выключеных элементов выбранной строки перекрывается с периодом селекции включаемых элементов той же строки. Это ведет к реализации предельно малого времени адресации каждой строки (следовательно, к возможности управления максимальным числом N строк при заданной длительности tmemory существования самокомпенсирующейся конфигурации).A feature of the second private variant of the method is that the selection of the included screen elements is carried out by summing the durations t WS and t WD of the intervals of the action of the control signal supplied first to the row electrode and then to the column electrode (at the intersection of which there is an addressable element). This allows you to use the maximum possible amplitudes of the control voltage (by minimizing the duration of the influence of the latter) and shorten the cycle time, since here the damping period of the slightly excited state of the switched off elements of the selected row overlaps with the selection period of the included elements of the same row. This leads to the realization of an extremely short addressing time for each line (therefore, to the possibility of controlling the maximum number of N lines for a given duration t memory of the existence of a self-compensating configuration).
Во третьем частном варианте способа i-й такт разбивают на следующие друг за другом i-й такт стирания и i-й такт записи, в течение первого из которых на i-тую строку подают стирающий сигнал амплитудой UE, частота f которого больше критической частоты f0 смены знака диэлектрической анизотропии нематического жидкого кристалла, а величина амплитуды UE0 стирающего сигнала в течение длительности ΔtE0 периода стирания обеспечивает полное устранение самокомпенсирующейся конфигурации во всех областях ЖК слоя, соответствующих i-той строке.In the third particular embodiment of the method, the i-th beat is divided into successive i-th erase cycles and i-th recording cycle, during the first of which an erasing signal with an amplitude U E whose frequency f is greater than the critical frequency is fed to the i-th line f 0 changes the sign of the dielectric anisotropy of the nematic liquid crystal, and the magnitude of the amplitude U E0 of the erasing signal during the duration Δt E0 of the erase period ensures the complete elimination of the self-compensating configuration in all areas of the LC layer corresponding to the ith row.
Указанный частный вариант способа позволяет принудительно уменьшить время резкого изменения оптического пропускания экрана τ′ = τrelax-τmemory до значений, сопоставимых с временем реакции элемента экрана на резкое повышение напряжения. С этой целью используется свойство ЖК веществ с положительной диэлектрической анизотропией (Δε>0) изменять ее знак на противоположный (Δε<0) при подаче высокочастотного напряжения, частота f которого выше некоторой критической частоты f0 (характерной для данного ЖК вещества). ЖК молекулы с Δε<0 при подаче напряжения стремятся ориентироваться ортогонально силовым линиям поля (параллельно диэлектрическим пластинам), следовательно, вертикально или наклонно ориентированные молекулы самокомпенсирующейся конфигурации С (фиг. 3) принудительно перестроятся под действием внешнего напряжения в исходное, параллельное (или почти параллельное, т.к. α1 и α2 невелики) диэлектрическим пластинам положение, т. е. ЖК слой принудительно возвратится в исходное состояние А. Время такой принудительной релаксации определяется величиной Δε и амплитудой напряжения UE по формуле (1), и может быть уменьшено до долей миллисекунд.The specified private variant of the method allows forcibly reducing the time of a sharp change in the optical transmission of the screen τ ′ = τ relax- τ memory to values comparable with the response time of the screen element to a sharp increase in voltage. For this purpose, the property of LC substances with positive dielectric anisotropy (Δε> 0) is used to change its sign to the opposite (Δε <0) when a high-frequency voltage is applied, the frequency f of which is higher than a certain critical frequency f 0 (typical for this LC substance). When applying voltage, LC molecules with Δε <0 tend to orient themselves orthogonally to the field lines of force (parallel to the dielectric plates); therefore, vertically or obliquely oriented molecules of the self-compensating configuration C (Fig. 3) are forcibly rearranged under the influence of external voltage into the initial, parallel (or almost parallel) , since α 1 and α 2 are small) the position of the dielectric plates, i.e., the LC layer is forced to return to its original state A. The time of such forced relaxation is determined by Δε and the voltage amplitude U E according to formula (1), and can be reduced to fractions of a millisecond.
Согласно третьему частному варианту способа, высокочастотный сигнал амплитудой UE0 и частотой f>f0 подается в течение времени стирания ΔtE0 последовательно на все строки в конце времени кадра. Длительность ΔtE0 и амплитуда UE0 должны быть такими, чтобы к началу записывающей части такта i-той строки все элементы этой строки возвратились в исходное состояние. (Записывающие сигналы во втором частном варианте способа подаются так же, как и в его первом частном варианте). Осуществляя таким образом принудительную релаксацию в заданное время, можно обеспечить стабильную длительность "высвечивания" элементов экрана, не зависящую от колебаний величины приложенного напряжения, сопротивления электродов, изменения температуры окружающей среды и т.д.According to a third particular variant of the method, a high-frequency signal with an amplitude U E0 and a frequency f> f 0 is supplied during the erasure time Δt E0 sequentially to all lines at the end of the frame time. The duration Δt E0 and the amplitude U E0 must be such that by the beginning of the recording part of the measure of the i-th line, all the elements of this line return to their original state. (Recording signals in the second particular embodiment of the method are supplied in the same way as in its first particular embodiment). By performing forced relaxation in this way at a predetermined time, it is possible to ensure a stable duration of "flashing" of the screen elements, which does not depend on fluctuations in the magnitude of the applied voltage, the resistance of the electrodes, changes in the ambient temperature, etc.
При реализации данного способа без ущерба для быстродействия экрана величина времени τmemory (соответствующая условиям естественной релаксации данной конфигурации) может быть выбрана больше ТF развертки кадра, поскольку из-за наличия принудительного стирания реальное время существования рассматриваемой конфигурации не будет превосходить время ТF развертки кадра.When implementing this method without sacrificing screen performance, the time τ memory (corresponding to the conditions of natural relaxation of this configuration) can be selected more than T F frame scan, because due to the forced erasure, the real time of existence of the configuration in question will not exceed the frame scan time T F .
В четвертом частном варианте способа i-й такт разбивают на следующие друг за другом такты записи и стирания, и в течение последнего подают на i-тую строку стирающий сигнал с частотой f, которая выше критической частоты f0 смены знака диэлектрической анизотропии жидкого кристалла, при этом варьируют амплитудой UE стирающего сигнала и длительностью ΔtE периода стирания, управляя тем самым скоростью и степенью устранения самокомпенсирующейся конфигурации в соответствующих областях ЖК слоя; тем самым обеспечивается реализация многоградационного (полутонового) изображения. Длительность кадра может быть разделена на подкадры по числу полутонов, и формирование серой шкалы обеспечивается соответствующим изменением скважности стирающего сигнала.In the fourth particular embodiment of the method, the ith step is divided into successive recording and erasing cycles, and during the last, an erasing signal with a frequency f that is higher than the critical frequency f 0 of changing the sign of the dielectric anisotropy of the liquid crystal is fed to the i-th line this is varied by the amplitude U E of the erasing signal and the duration Δt E of the erasure period, thereby controlling the speed and degree of elimination of the self-compensating configuration in the corresponding regions of the LC layer; This ensures the implementation of multi-gradation (grayscale) image. The frame duration can be divided into subframes according to the number of halftones, and the formation of a gray scale is provided by a corresponding change in the duty cycle of the erasing signal.
В пятом частном варианте способа стирающий сигнал в виде знакопеременного меандра с варьируемой амплитудой UE и частотой f>f0 формируют только на выключаемых элементах i-той строки, для чего подают на электрод последней сигнал в виде знакопеременного меандра с частотой f1, равной f/3<f0, а на электроды столбцов, соответствующих выключаемым элементам i-той строки, подают сигнал в виде последовательности групп знакопеременных импульсов амплитудой UE, при этом период T1 последовательности равен 1/f1, длительность каждого импульса равна T1/3k, где k - число импульсов в группе, а знак каждого текущего импульса совпадает со знаком текущей амплитуды меандра.In the fifth particular embodiment of the method, the erasing signal in the form of an alternating meander with a variable amplitude U E and a frequency f> f 0 is formed only on switched off elements of the i-th row, for which a signal is applied to the electrode of the latter in the form of an alternating meander with a frequency f 1 equal to f / 3 <f 0 , and the signal in the form of a sequence of groups of alternating pulses of amplitude U E is applied to the electrodes of the columns corresponding to the elements of the i-th row being turned off, while the period T 1 of the sequence is 1 / f 1 , the duration of each pulse is T 1 / 3k where k is the number of pulses in the group, and the sign of each current pulse coincides with the sign of the current amplitude of the meander.
Рассмотрим реализацию пятого частного варианта способа для случая, когда k= 1. В этом случае для получения высокочастотного (f1>f0) знакопеременного меандра используется комбинация двух низкочастотных (f1<f0) знакопеременных меандров. А именно, на электрод столбца подается знакопеременный меандр амплитудой UE и частотой f1, а на электрод строки - последовательность знакопеременных импульсов той же амплитуды с той же частотой f1, но со скважностью, равной 3. Видно (фиг.4), что результирующий (комбинационный) стирающий сигнал имеет амплитуду UE и частоту 3f>f0, в то время как каждый из исходных сигналов имел частоту, меньшую f0. Тем самым обеспечивается селективная подача высокочастотного напряжения только на выключаемые элементы для принудительного возврата последних в исходное состояние.Consider the implementation of the fifth particular variant of the method for the case when k = 1. In this case, to obtain a high-frequency (f 1 > f 0 ) alternating meander, a combination of two low-frequency (f 1 <f 0 ) alternating meanders is used. Namely, an alternating square wave of amplitude U E and frequency f 1 is supplied to the column electrode, and a sequence of alternating pulses of the same amplitude with the same frequency f 1 , but with a duty cycle of 3, is visible to the row electrode. It is seen (Fig. 4) that the resulting (combinational) erasing signal has an amplitude U E and a frequency of 3f> f 0 , while each of the original signals had a frequency less than f 0 . This ensures selective supply of high-frequency voltage only to switch-off elements for the forced return of the latter to its original state.
Конкретные примеры реализации и конкретные значения параметров экрана и способа управления им. Specific implementation examples and specific values of the screen parameters and how to control them.
В качестве диэлектрических пластин 2 и 3 используются стеклянные пластины с окисно-индиевыми электродами 6,7, покрытые полимерными слоями 8,9 из материала АД9103, обеспечивающим угол наклона приповерхностных молекул (угол преднаклона) величинами α1 = -α2 = 2÷3°; ЖК слой 1 толщиной d=6,3 мкм выполнен из материала типа ЖКМ3064 (производства МНПО "НИИОПиК", Россия) с Δn= 0,1 и оптически активной добавкой ХДН-1, обеспечивающей спиральную закрутку молекул на угол β0 = 180° при равновесном шаге спирали Р=20 мкм. Поляроидные пленки 5 и 6 - типа NPF G1229DU фирмы Nitto (Япония), оптическая ось поляроидной пленки 5 параллельна проекции вектора направления приповерхностных молекул, находящихся у диэлектрической стеклянной пластины 2, а оптическая ось поляроидной пленки 6 - перпендикулярна проекции вектора направления ориентации приповерхностных молекул у диэлектрической стеклянной пластины 3. Произведение Δn на d равно 0,63 мкм.As the
В таблице представлены конкретные временные параметры для примера конкретной реализации экрана, соответствующие различным значениям суммарной амплитуды UΣ управляющего напряжения. Амплитуда напряжения - в вольтах, значения временных параметров - в миллисекундах.The table shows the specific time parameters for an example of a specific implementation of the screen, corresponding to various values of the total amplitude U Σ of the control voltage. The voltage amplitude is in volts, the time parameters are in milliseconds.
Величина ϒΣ равна сумме амплитуд управляющих напряжений US+UD, подаваемых соответственно на строку и столбец выбранного элемента экрана.The value ϒ Σ is equal to the sum of the amplitudes of the control voltages U S + U D supplied respectively to the row and column of the selected screen element.
Например, для первого примера US=UD=20 В, т.е. амплитуда UΣ селектирующего импульса равна 40 В. Из таблицы видно, что при этом напряжении для завершения формирования самокомпенсирующейся конфигурации требуется τreact = 0,1 мс. Длительность памяти τmemory после снятия напряжения равна 20 мс. И еще столько же составляет время τ′ резкого изменения пропускания (τ′ = τrelax-τmemory). Для U=20 В (подаваемого на невыбранный элемент экрана) время задержки τdelay оптического отклика составляет 0,21 мс, т.е. если электрический сигнал амплитудой U=20 В подается в течение только 0,1 мс, возбуждение невыбранных элементов экрана будет отсутствовать. Интервал затухания τdecay (в составе цикла τcycle) должен составлять 50-100% времени слабого возбуждения ЖК слоя, которое равно времени τreact = 0,1 мc, т.е. τdecay = 0,05-0,1 мc. Тогда время цикла τcycle = τreact+τdecay = 0,15-0,2 мc, время кадра TF = τmemory = 20 мc. Достижимый уровень мультиплексирования (число строк) N = TF/τcycle = 133 строки (266 строк для двойной матрицы).For example, for the first example, U S = U D = 20 V, i.e. the amplitude U Σ of the selection pulse is 40 V. From the table it can be seen that at this voltage, τ react = 0.1 ms is required to complete the formation of the self- compensating configuration. The duration of memory τ memory after stress relief is 20 ms. And just as much is the time τ ′ of a sharp change in transmittance (τ ′ = τ relax- τ memory ). For U = 20 V (applied to an unselected screen element), the delay time τ delay of the optical response is 0.21 ms, i.e. if an electric signal with an amplitude of U = 20 V is supplied for only 0.1 ms, there will be no excitation of unselected screen elements. The decay interval τ decay (in the cycle τ cycle ) should be 50-100% of the time of weak excitation of the LC layer, which is equal to the time τ react = 0.1 ms, i.e. τ decay = 0.05-0.1 ms. Then the cycle time τ cycle = τ react + τ decay = 0.15-0.2 ms, the frame time T F = τ memory = 20 ms. Achievable multiplexing level (number of rows) N = T F / τ cycle = 133 rows (266 rows for a double matrix).
Для другого примера - при US=UD=80 В (см. таблицу) время τdelay = 0,01 мc. Пусть в течение i-того такта τcycle напряжение UD на столбцы выбранных элементов i-той строки подается в первую половину τWD периода записи, а напряжение US на i-тую строку - во вторую половину τWS периода записи. Тогда длительность сигнала амплитудой 80 В на селектируемых элементах равна 0,02 мс, что достаточно для включения (поскольку τreact = 0,02 мc). Интервал затухания τdecay для невыбранных элементов всех других строк занимает вторую половину такта, а для невыбранных элементов i-той строки - первую половину следующего такта. Следовательно, время такта τcycle сокращается до величины τreact = 0,02 мc, что при TF = τmemory = 20 мc дает N = TF/τcycle = 1000 (в двойной матрице N=2000).For another example, at U S = U D = 80 V (see table), the time τ delay = 0.01 ms. Let the voltage U D be applied to the columns of the selected elements of the i-th row during the i-th cycle τ cycle to the first half of τ WD of the recording period, and the voltage U S to the i-th row to the second half of τ WS of the recording period. Then the duration of the signal with an amplitude of 80 V on the selectable elements is 0.02 ms, which is sufficient for switching on (since τ react = 0.02 ms). The decay interval τ decay for unselected elements of all other rows takes the second half of a measure, and for unselected elements of the ith row, it takes the first half of the next measure. Therefore, the tact time τ cycle is reduced to the value τ react = 0.02 ms, which at T F = τ memory = 20 ms gives N = T F / τ cycle = 1000 (in the double matrix N = 2000).
Для всех указанных в таблице режимов максимальное пропускание экрана составляло 15%, контраст экрана без пленочного компенсатора - около 500:1, а угол обзора, в пределах которого контраст выше 20:1, равнялся ±45o в плоскости, перпендикулярной направлению исходной ориентации молекул (в горизонтальной плоскости), и ±70o - в вертикальной плоскости (соответствующей направлению исходной ориентации молекул). Коэффициент К0 начального светового пропускания (световая эффективность) экрана может составлять 10-30% (в зависимости от величины угла β0 спиральной закрутки, оптической анизотропии Δn и толщины d ЖК слоя). Для многих ЖК материалов может быть подобран оптимальный режим работы в режиме с самокомпенсирующейся конфигурацией, исходя из угла спиральной закрутки β0, произведения величины оптической анизотропии Δn на толщину d ЖК слоя, а также значений τrelax,τmemory и τreact. Например, для ЖКМ1391 (производства МНПО "НИИОПиК", Россия) при β0 = 180°,α1 = -α2 = 2° и при Δn=0,13 максимальное начальное пропускание К0 наблюдается при Δn d=0,55 мкм (при d= 4 мкм) и составляет 17%. При этом τmemory = 10 мc. При угле закрутки β0 = 210° максимальное пропускание К0 наблюдается при Δn d=0,65 мкм (при d=4,6 мкм) и составляет 25%, при напряжении 13 В контраст равен 250:1, τreact = 0,8 мc,τmemory = 8 мc,τrelax = 45 мc.For all the modes indicated in the table, the maximum screen transmittance was 15%, the screen contrast without a film compensator was about 500: 1, and the viewing angle, within which the contrast was higher than 20: 1, was ± 45 o in a plane perpendicular to the direction of the initial orientation of the molecules ( in the horizontal plane), and ± 70 o - in the vertical plane (corresponding to the direction of the initial orientation of the molecules). The coefficient K 0 of the initial light transmission (luminous efficiency) of the screen can be 10-30% (depending on the value of the angle β 0 of the spiral twist, optical anisotropy Δn and the thickness d of the LC layer). For many LC materials, the optimal mode of operation in the mode with a self-compensating configuration can be selected based on the spiral twist angle β 0 , the product of the optical anisotropy Δn and the thickness d of the LC layer, as well as the values τ relax , τ memory, and τ react . For example, for ZhKM1391 (produced by MNPO NIIOPiK, Russia) at β 0 = 180 ° , α 1 = -α 2 = 2 ° and at Δn = 0.13, the maximum initial transmittance K 0 is observed at Δn d = 0.55 μm (at d = 4 microns) and is 17%. In this case, τ memory = 10 ms. At a swirl angle β 0 = 210 °, the maximum transmittance K 0 is observed at Δn d = 0.65 μm (at d = 4.6 μm) and is 25%, at a voltage of 13 V the contrast is 250: 1, τ react = 0, 8 ms, τ memory = 8 ms, τ relax = 45 ms.
Конкретный пример использования смены знака диэлетрической анизотропии ЖК слоя для ускорения возврата последнего в исходное состояние: при использовании ЖК материала ЖКМ1862 (производства МНПО "НИИОПиК", Россия) подача напряжения амплитудой UE0=20 В (либо 60 В) частотой 15 кГц (f0=9 кГц) в течение ΔtE0= 1 мс (либо соответственно 0,1 мс) принудительно возвращает ЖК слой из состояния с самокомпенсирующейся конфигурацией в исходное состояние.A specific example of using the change in the dielectric anisotropy sign of the LC layer to accelerate the return of the latter to its original state: when using LC material ZhKM1862 (manufactured by MNPO NIIOPiK, Russia), a voltage of amplitude U E0 = 20 V (or 60 V) with a frequency of 15 kHz (f 0 = 9 kHz) for Δt E0 = 1 ms (or 0.1 ms, respectively) forcibly returns the LC layer from the state with a self-compensating configuration to the initial state.
Пассивно-матричный экран на основе динамической самокомпенсирующейся конфигурации ЖК слоя и способ управления таким экраном могут быть использованы для создания плоских высококонтрастных дисплеев телевизионного типа, позволяющих без запаздывания воспроизводить быстро меняющиеся (в том числе цветные) изображения при широком угле обзора и числе N строк около 1000-2000 при применении стандартных ЖК материалов и при пониженных технологических требованиях к соблюдению однородности толщины ЖК слоя, качеству начальной ориентации ЖК молекул и др. A passive-matrix screen based on a dynamic self-compensating configuration of the LCD layer and a control method for such a screen can be used to create flat high-contrast television displays that allow you to play back quickly changing (including color) images without delay with a wide viewing angle and the number of N lines of about 1000 -2000 when using standard LC materials and with reduced technological requirements for maintaining uniformity of the thickness of the LC layer, the quality of the initial orientation of the LC molecules and other
Литература
1. Патент США 6040813, МКИ G 09 G 3/36, НКИ 345/92, опуб. 21.03.00.Literature
1. US patent 6040813, MKI G 09
2. Патент США 5977943, МКИ G 09 G 3/36, НКИ 345/98, опуб. 02.10.99. 2. US patent 5977943, MKI G 09
3. А. С. Сухариер. Жидкокристаллические индикаторы. М.: Радио и связь, 1991, с.7-10.1 3. A. S. Sukharier. LCD indicators. M .: Radio and communications, 1991, pp. 7-10.1
Claims (10)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001110750A RU2206914C2 (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Passive-matrix liquid-crystal screen and procedure of control over given screen |
PCT/RU2001/000492 WO2002086608A1 (en) | 2001-04-24 | 2001-11-19 | Passive-matrix liquid crystal screen and method for controlling said screen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001110750A RU2206914C2 (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Passive-matrix liquid-crystal screen and procedure of control over given screen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001110750A RU2001110750A (en) | 2003-04-20 |
RU2206914C2 true RU2206914C2 (en) | 2003-06-20 |
Family
ID=20248725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001110750A RU2206914C2 (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Passive-matrix liquid-crystal screen and procedure of control over given screen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2206914C2 (en) |
WO (1) | WO2002086608A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445717C1 (en) * | 2008-04-18 | 2012-03-20 | Шарп Кабусики Кайся | Display device and mobile terminal |
US8692758B2 (en) | 2008-04-18 | 2014-04-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device and mobile terminal using serial data transmission |
RU2666959C1 (en) * | 2013-12-13 | 2018-09-13 | Конинклейке Филипс Н.В. | Cheap safe display for magnetic resonance with touch screen |
US10209543B2 (en) | 2015-11-13 | 2019-02-19 | Xiaomi Inc. | LCD panel, terminal device and photo-sensing control method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0130492A3 (en) * | 1983-07-01 | 1987-07-15 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Liquid crystal display |
WO1989003542A1 (en) * | 1987-10-06 | 1989-04-20 | Asahi Glass Company Ltd. | Liquid crystal display device |
TW255017B (en) * | 1991-12-26 | 1995-08-21 | Toshiba Co Ltd | |
RU2122242C1 (en) * | 1993-02-02 | 1998-11-20 | Олег Валентинович Голосной | Lcd panel and method for its control |
US5686979A (en) * | 1995-06-26 | 1997-11-11 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Optical panel capable of switching between reflective and transmissive states |
-
2001
- 2001-04-24 RU RU2001110750A patent/RU2206914C2/en not_active IP Right Cessation
- 2001-11-19 WO PCT/RU2001/000492 patent/WO2002086608A1/en not_active Application Discontinuation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445717C1 (en) * | 2008-04-18 | 2012-03-20 | Шарп Кабусики Кайся | Display device and mobile terminal |
US8692758B2 (en) | 2008-04-18 | 2014-04-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device and mobile terminal using serial data transmission |
US9214130B2 (en) | 2008-04-18 | 2015-12-15 | Sharp Kabushiki Kaisha | Display device and mobile terminal |
RU2666959C1 (en) * | 2013-12-13 | 2018-09-13 | Конинклейке Филипс Н.В. | Cheap safe display for magnetic resonance with touch screen |
US10209543B2 (en) | 2015-11-13 | 2019-02-19 | Xiaomi Inc. | LCD panel, terminal device and photo-sensing control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2002086608A1 (en) | 2002-10-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5933203A (en) | Apparatus for and method of driving a cholesteric liquid crystal flat panel display | |
JP5047461B2 (en) | Display device | |
US5092665A (en) | Driving method for ferroelectric liquid crystal optical modulation device using an auxiliary signal to prevent inversion | |
US7652648B2 (en) | Liquid crystal display apparatus and method of driving the same | |
KR960005738B1 (en) | Liquid crystal display device | |
JPS6249604B2 (en) | ||
JPS6245536B2 (en) | ||
JPS6245535B2 (en) | ||
JPS6261931B2 (en) | ||
US5296953A (en) | Driving method for ferro-electric liquid crystal optical modulation device | |
US5541747A (en) | Electro-optical device utilizing a liquid crystal having a spontaneous polarization | |
EP0542518B1 (en) | Liquid crystal element and driving method thereof | |
US5093737A (en) | Method for driving a ferroelectric optical modulation device therefor to apply an erasing voltage in the first step | |
JPH11258573A (en) | Method and device for driving liquid crystal display element | |
JPS6261930B2 (en) | ||
KR20020032439A (en) | Driving of display device for obtaining gray scales | |
RU2206914C2 (en) | Passive-matrix liquid-crystal screen and procedure of control over given screen | |
JP2507784B2 (en) | Liquid crystal device and driving method thereof | |
JPS60201325A (en) | Liquid crystal optical element and driving method thereof | |
JPH03242624A (en) | Liquid crystal light valve device | |
KR960016726B1 (en) | Method of driving active-matrix lcd device | |
JP3143042B2 (en) | Liquid crystal display device | |
JPH06194623A (en) | Driving method of antiferroelectric liquid crystal display element | |
JPS62231940A (en) | Optical modulation element | |
JPS60262135A (en) | Driving method of liquid-crystal element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070425 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20100610 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120425 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150227 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150303 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160425 |