JP4048895B2 - Driving method of transparent display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも表示部の一部が透明状態を呈するメモリ性液晶層を含む透明表示装置の駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、TN、STN、TFT液晶表示素子が広く使用されている。これらの液晶表示素子は、所定の駆動を常時行って表示を行う。これに対し、メモリ性の動作モードを有するコレステリックまたはカイラルネマチック液晶等のメモリ性液晶が注目され、それを備えた液晶表示装置の実用化が検討されている。
【0003】
一対の平行基板間に挟持されたメモリ性液晶は、その液晶ディレクタが一定周期でねじれた「ねじれ構造」を有する。そのねじれの中心軸(以下、ヘリカル軸という。)が基板に対して平均的に垂直方向になる配列が存在する。
【0004】
複数の液晶ドメインの各ヘリカル軸の平均的な方向が基板面に対してほぼ垂直となる状態をプレナー状態という。プレナー状態では、入射光のうちの、液晶層のねじれの向きに対応した円偏光を選択反射する。選択反射される波長λは、液晶組成物の平均屈折率nAVGと液晶組成物のピッチpの積にほぼ等しい(λ=nAVG・p)。
【0005】
ピッチpは、カイラル剤等の光学活性物質の添加量cと光学活性物質の定数HTP(Helical Twisting Power)から、p=1/(c・HTP)によって決まる。したがって、選択反射波長は、光学活性物質の種類と添加量によって調整できる。メモリ性液晶の選択反射波長を可視域外となるようにピッチを設定すれば、選択反射時に特定の色を反射することはなくなるが、液晶の複数のドメインのヘリカル軸が平均的にはほぼ基板に対して垂直な方向を向いているものの僅かづつ異なっているために、その液晶ドメイン間にて入射光の散乱現象が発生し、やや白濁のある透明状態を呈する。
【0006】
選択反射を呈するプレナー状態に対して、複数の液晶ドメインのヘリカル軸が基板面に対してランダム方向または非垂直方向に配列したフォーカルコニック状態をとることもできる。一般的に、フォーカルコニック状態の液晶層は全体として散乱状態を示す。選択反射時のように特定の波長の光を反射することはない。また、フォーカルコニック状態およびプレナー状態は、無電界時でも安定に存在する。よって、選択反射波長を可視域外に設定した場合には、プレナー状態で弱い散乱を含む透明状態、フォ−カルコニック状態で比較的強い散乱状態を示す。
【0007】
また、特許文献1には、ラビング処理が施されたプレチルト角60度以上の樹脂膜に接するようにメモリ性液晶層を設けることにより、液晶ドメイン間のヘリカル軸のばらつきを抑制した完全プレナー状態を発現させる液晶表示素子が開示されている。そして、選択反射波長の一部に赤外光を含むカイラルネマティック液晶素子に上記構成を適用することにより、プレナー状態で従来得ることができなかった高い透明性を呈する、透過−散乱型のメモリ性液晶表示素子を実現することができる。なお、本出願人は、この透過−散乱型のメモリ性液晶表示素子の発明を特願2001−373274号として出願している。このように、プレナー状態において高い透明性を呈する液晶表示装置を透明表示装置と記す。
【0008】
図12(a)は通常のプレナー状態、図12(b)は完全プレナー状態、また、図12(c)はフォーカルコニック状態の模式図であり、鼓型で示す液晶ドメインの配列状態を示す。選択反射波長を可視域外に設定し、図12(b)の完全プレナーとした場合には、非常に透明度の高い透明状態を得ることができ、図12(c)のフォ−カルコニックの散乱状態とのあいだで高い透過−散乱のコントラストを発現させることができる。
【0009】
液晶表示装置のセル構造、液晶材料、駆動法などの基本構成については、非特許文献1や特許文献2〜7に示されている。また、特許文献3は、プレナー状態とフォーカルコニック状態が混在した安定的な中間状態が存在し、表示に利用できることを示している。特許文献8には、透明電極間に液晶を挟持する際、接触面にレシチン、シリコングリース等を塗布することによって、接触面に接する液晶分子を垂直に配向させる液晶装置が記載されている。
【0010】
次に、液晶表示装置の駆動法について説明をする。特許文献2では、駆動電圧の振幅の大きさによって、プレナー状態をフォーカルコニック状態に、またフォーカルコニック状態をプレナー状態にそれぞれ変化させている。後者の場合は、液晶分子が電圧印加方向にほぼ平行になるホメオトロピック状態を経由して起こすので、最も高い電圧が必要とされる。
【0011】
メモリ性液晶では、一連の印加電圧波形の実効値が直接電圧消去後の状態を決定するのではなく、電圧消去後の表示は、直前に印加された電圧パルスの印加時間および振幅値に依存する。
【0012】
次に、液晶表示装置におけるマトリクス表示について説明する。フォーカルコニック状態に転移させる電圧をVFとし、プレナー状態に転移させる下限電圧をVPとし、電圧を印加しても表示状態が変わらない上限電圧をVSとする。
【0013】
線順次駆動を行う場合、行電極に電圧振幅Vrの電圧パルスを入力し、それに同期して列電極には電圧振幅Vcの電圧パルス(選択パルス)を入力する。各行電極に対して1度ずつ選択パルスを入力して、1表示シーケンスを完了する。表示シーケンスにおいて、オン表示が選択された場合には表示画素に(Vr+Vc)の電圧振幅が1度だけ入力され、オン表示の非選択期間では電圧Vcが印加される。また、オフ表示が選択された場合には表示画素に(Vr−Vc)の電圧振幅が1度だけ入力され、オフ表示の非選択期間では電圧Vcが印加される。オン時にはプレナー状態が選択され、オフ時にはフォーカルコニック状態が選択されるとすると、それぞれの条件は以下の通りである。
【0014】
Vr+Vc>VP、Vr−Vc=VF
【0015】
さらに、書き込まれた状態が変化しないように、Vc<VSでなければならない。以上のように印加電圧の制御を行えばマトリクス表示が可能になる。
【0016】
メモリ性液晶表示装置では走査電極数が増加しても、表示データが書き込まれた状態での表示品位は悪化しない。また、電極数が増加しても駆動電圧は増大しない。
【0017】
【特許文献1】
特開2001−343648号公報(段落0017−0025、第1図)
【0018】
【特許文献2】
米国特許第3936815号明細書
【0019】
【特許文献3】
米国特許第4097127号明細書
【0020】
【特許文献4】
米国特許出願公開第2002/0036614A1明細書
【0021】
【特許文献5】
米国特許出願公開第2002/0047819A1明細書
【0022】
【特許文献6】
米国特許出願公開第2002/0122148A1明細書
【0023】
【特許文献7】
米国特許出願公開第2002/0126229A1明細書
【0024】
【特許文献8】
特公昭53−42264号公報(第2頁、第4図)
【0025】
【非特許文献1】
George H.Heilmeier, Joel E.Goldmacher et al, Appl. Phys. Lett., 13(1968),132
【0026】
【発明が解決しようとする課題】
メモリ性液晶表示装置では、電圧消去後の表示は、直前に印加された電圧パルスの印加時間および振幅値に依存するので、表示を保持するために常時電圧を印加する必要はないのであるが、長時間放置しておくと、新たな表示データを書き込むときに、それ以前の表示状態が残像として残ってしまう現象が生ずる。このような残像を残さずに、新たな表示データを書き込めることが望ましい。
【0027】
また、行電極および列電極には、それぞれ駆動IC(行ドライバおよび列ドライバ)によって電圧パルスが入力される。駆動ICには、電源形成用IC(液晶電源装置)から必要な電圧が供給される。駆動ICは複数の演算増幅器接続部(以下、オペアンプ接続部と記す。)を有し、駆動ICと液晶電源装置は、可変抵抗および演算増幅器(オペアンプ)を介して接続される。駆動ICの各オペアンプ接続部には所定の電位が設定され、各オペアンプ接続部の電位の高低関係は保たれる必要がある。しかし、液晶表示装置を駆動する際、全行電極を同時に選択し、画面全体のメモリ性液晶に電圧を印加しようとすると、駆動ICを流れる電流が多くなり、駆動ICの負荷が大きくなる。具体的には、各オペアンプ接続部の電位の高低関係が保たれなくなる場合が生じる。多くの電流が流れても各オペアンプ接続部の電位の高低関係が保たれるような駆動ICを実現する場合、駆動ICを大きくする必要が生じたり、消費電力が増加してしまうことが考えられる。また、液晶駆動装置の生産コストも高くなってしまう。また、透明表示体は、表示のバックグラウンドが透明であるために、比較的大きな表示面積の表示体として用いた際にも圧迫感がなく、非表示時には表示体を通してその背景を見ることもできる。そのため、大きな表示体、すなわち電極面積の大きな液晶表示装置となることがあり、その場合には特に大きな電流が流れることが問題となる。
【0028】
また、表示書換時間の短縮化、駆動ICの簡易化、書き換えた表示のコントラストの向上等を図れることが望ましい。
【0029】
本発明は、上記の課題を解決し、残像を残さずに、また、駆動ICに負荷を与えずに新たな表示を書き込むことができる透明表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【0030】
【課題を解決するための手段】
本発明の態様1は、少なくとも2つの安定状態を呈し、かついずれかの1つの安定状態において透明状態を呈するメモリ性液晶層と、複数のコモン電極および複数のセグメント電極を含み、コモン電極を1本ずつ選択するように走査する透明表示装置の駆動方法であって、コモン電極の総数をL、メモリ性液晶層をオン表示にするための電圧をメモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をAt秒、メモリ性液晶層をオン表示にするための電圧を印加する少なくとも1回の走査であり、全てのコモン電極を1本ずつ選択するように行う走査の回数をAn回(A n :1以上の整数)、メモリ性液晶層をオフ表示にするための電圧をメモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をBt秒、メモリ性液晶層をオフ表示にするための電圧を印加する走査の回数をBn回(B n :0以上の整数)、表示データに対応する電圧をメモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をWt秒、表示データに対応する電圧をメモリ性液晶層に印加する走査の回数をWn回(W n :2以上の整数)としたときに、L(At・An+Bt・Bn+Wt・Wn)が所定の時間以下となるようにAn、Bn、およびWnを定め、メモリ性液晶層をオン表示にするためのオン電圧を、メモリ性液晶層をオフ表示にするためのオフ電圧よりも高くし、オン電圧をメモリ性液晶層に印加し、次にオフ電圧をメモリ性液晶層に印加し、次に表示データに対応する電圧をメモリ性液晶層に印加し、入射光が選択反射されて選択反射光が生じせしめられる第1の状態と入射光が散乱せしめられる第2の状態とを呈し選択反射光に赤外域の波長が含まれるカイラルネマチック液晶がメモリ性液晶層に含まれ、コモン電極とセグメント電極の少なくとも一方の電極上に60°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜が設けられた透明表示装置を駆動することを特徴とする透明表示装置の駆動方法を提供する。
【0031】
本発明の態様2は、少なくとも2つの安定状態を呈し、かついずれかの1つの安定状態において透明状態を呈するメモリ性液晶層と、複数のコモン電極および複数のセグメント電極を含み、コモン電極を1本ずつ選択するように走査する透明表示装置の駆動方法であって、コモン電極の総数をL、メモリ性液晶層をオン表示にするための電圧をメモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をA t 秒、メモリ性液晶層をオン表示にするための電圧を印加する少なくとも1回の走査であり、全てのコモン電極を1本ずつ選択するように行う走査の回数をA n 回(A n :1以上の整数)、メモリ性液晶層をオフ表示にするための電圧をメモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をB t 秒、メモリ性液晶層をオフ表示にするための電圧を印加する走査の回数をB n 回(B n :0以上の整数)、表示データに対応する電圧をメモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をW t 秒、表示データに対応する電圧をメモリ性液晶層に印加する走査の回数をW n 回(W n :1以上の整数)としたときに、L(A t ・A n +B t ・B n +W t ・W n )が所定の時間以下となるようにA n 、B n 、およびW n を定め、メモリ性液晶層をオ ン表示にするためのオン電圧を、メモリ性液晶層をオフ表示にするためのオフ電圧よりも高くし、オン電圧をメモリ性液晶層に印加し、次にオフ電圧をメモリ性液晶層に印加し、次に表示データに対応する電圧をメモリ性液晶層に印加し、入射光が選択反射されて選択反射光が生じせしめられる第1の状態と入射光が散乱せしめられる第2の状態とを呈し選択反射光に赤外域の波長が含まれるカイラルネマチック液晶がメモリ性液晶層に含まれ、コモン電極とセグメント電極の少なくとも一方の電極上に60°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜が設けられた透明表示装置を駆動し、At=Bt=Wtを満足することを特徴とする透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、駆動装置を簡易化することができる。
【0032】
本発明の態様3は、An=Bn=Wn (ただしB n =0の場合を除く。)を満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、駆動装置を簡易化することができる。
【0033】
本発明の態様4は、Bn=0であってメモリ性液晶層にオフ電圧を印加しない透明表示装置の駆動方法を提供する。
【0034】
本発明の態様5は、Bn=0であってメモリ性液晶層にオフ電圧を印加せず、かつAn≦Wnを満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、駆動装置を簡易化することができる。
【0035】
本発明の態様6は、At≧Wtを満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、コントラストを向上でき、また、動作許容電圧を広げることができる。
【0036】
本発明の態様7は、At≧1.2・Wtを満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、さらにコントラストを向上でき、また、動作許容電圧をさらに広げることができる。
【0037】
本発明の態様8は、Wnが、1または2である透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、表示の書き換え完了までの時間を短縮することができる。
【0038】
本発明の態様9は、A n =W n =2である透明表示装置の駆動方法を提供する。
【0039】
本発明の態様10は、樹脂膜にはラビング配向面が設けられ、メモリ性液晶層とラビング配向面とが接するように配置された透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、透明状態における透過率を向上させることができる。
【0040】
本発明の態様11は、コモン電極とセグメント電極の双方に60°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜が設けられた透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、プレナー状態で更に高い透明性を呈することがきる。
【0041】
本発明の態様12は、コモン電極とセグメント電極の双方に設けられた樹脂膜の少なくとも一方の樹脂膜にラビング配向面が設けられ、メモリ性液晶層とラビング配向面とが接するように配置された透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、透明状態における透過率を向上させることができる。
【0042】
本発明の態様13は、メモリ性液晶層によって生ずる選択反射光の中心波長が0.7μm以上1.2μm以下である透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、フォ−カルコニック時の散乱性が高く、より高い透過−散乱のコントラストを得ることができる。
【0043】
本発明の態様14は、オン電圧をVm(V)とし、メモリ性液晶層の厚みをd(μm)としたときに、Vm/d≦10を満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、駆動装置の消費電力をより小さくすることができる。
【0044】
本発明の態様15は、複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板との間にメモリ性液晶層を挟持し、メモリ性液晶層が透明状態になったときに透過率が50%以上になる透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、表示の背景を透明とした際に表示体裏面の状態を容易に観察することができる。
【0045】
本発明の態様16は、複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板との間にメモリ性液晶層を挟持し、メモリ性液晶層が透明状態になったときに透過率が70%以上になる透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、表示面全面を透明状態とした場合には、通常の板ガラスとほぼ同様な様態となり同様な使用法が可能となる。
【0046】
本発明の態様17は、コモン電極に印加される電圧パルスの電圧振幅をVrとし、セグメント電極に印加される電圧パルスの電圧振幅をVcとしたときに、10≦Vr/Vc≦20を満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、透過−散乱表示のコントラストが高く、電圧印加後に表示が完成する応答時間を速くすることができる。
【0047】
本発明の態様18は、複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板のいずれか一方に、コモン電極に電圧を印加するためのコモン電極用回路部品とセグメント電極に電圧を印加するためのセグメント電極用回路部品とを設け、コモン電極用回路部品によってコモン電極に電圧を印加し、セグメント電極用回路部品によってセグメント電極に電圧を印加する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、透明表示パネルと駆動回路とを一定部位に集約して電気接続することができ、透明表示体として設置におけるデザイン的な自由度が高い。
【0048】
本発明の態様19は、コモン電極用回路部品およびセグメント電極用回路部品が設けられていない基板上の電極と、コモン電極用回路部品またはセグメント電極用回路部品とを、導電性微粒子を含むシール材を介して接続する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、透明表示パネルと駆動回路との電気的接続を片側の透明電極付き基板のみで行うことができ、表示体の設置におけるデザイン的な自由度が更に高い。
【0049】
本発明の態様20は、複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板との間にメモリ性液晶層を挟持し、対向する基板の少なくとも一部が透明なシール材を介して接合される透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、表示パネルの周辺部においても透明性が保持され、表示体の設置におけるデザイン的な自由度が更に高い。
【0050】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の液晶表示装置の模式的断面図を示す。図1に示す液晶表示装置(透明表示装置)は、ガラス基板1A、1B、電極2A、2B、高分子薄膜3A、3B、および液晶組成物(メモリ性液晶)4が配置され、フォーカルコニック状態とプレナー状態を安定に表示する液晶パネルである。電極2A、2Bの一方は行電極(コモン電極)であり、他方は列電極(セグメント電極)である。以下の説明では、電極2Aが列電極であり、電極2Bが行電極であるとする。
【0051】
行電極2Bと列電極2Aの少なくとも一方の電極上に60°以上のプレチルト角を実現する硬化した樹脂膜を形成する。図1に示す高分子薄膜3A、3Bは、プレチルト角60°以上のポリイミドなどの樹脂膜であり、硬化した状態になっている。すなわち、図1に示す例では、行電極2Bと列電極2Aの双方に樹脂膜を形成している。このように、60°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜を行電極2Bと列電極2Aの双方に形成することで、プレナー状態での透明性を更に高めることができ、透過−散乱のコントラストを高めることができる。プレチルト角は、樹脂膜に液晶層が接した際に接触面となる面に対する液晶分子の配向角度である。面と液晶分子とが完全に平行になる場合のプレチルト角は0°となる。プレチルト角を80度以上とすることで更に液晶配列を安定化させることもできる。なお、プレチルト角は、電極上に設けられる樹脂層に大きく依存する。
【0052】
60°以上のプレチルト角を実現する硬化した樹脂膜として、例えば、ポリイミド(例えば、JSR株式会社製、品番:JALS−682−R3)を硬化した樹脂膜を使用することができる。また、硬化した樹脂とは、例えば、ガラス転移温度が少なくとも60度以上になっている状態の樹脂である。ガラス転移温度は60度以上になっていればよいが、ガラス転移温度が100度以上であればさらに好ましい。
【0053】
また、行電極2Bや列電極2Aに形成した樹脂膜にラビング処理を施し、ラビング配向面を設けることが好ましい。後述するようにメモリ性液晶4はプレナー状態のときに透明状態を呈する液晶であるが、ラビング処理を施すことによってプレナー状態における透過率を向上させることができ、特に斜め方向から観察した場合における透過率を向上させることができる。ラビング処理は、行電極側の樹脂膜(高分子薄膜3B)と列電極側の樹脂膜(高分子薄膜3B)のうち少なくとも一方に行えばよい。すなわち、高分子薄膜3A、3Bのいずれか一方のみにラビング処理を施してもよいし、双方にラビング処理を施してもよい。また、樹脂膜にラビング処理を施さなくてもよい。ラビング処理を施さなない場合であっても、樹脂膜を設ければ、プレナー状態における透過率は樹脂膜がない場合よりも向上する。
【0054】
列電極2Aと高分子薄膜(樹脂膜)3Aとの間または行電極2Bと高分子薄膜(樹脂膜)3Bとの間に、金属酸化物などによって形成される電気絶縁層を設けてもよい。
【0055】
電極間間隙はスペーサー等で保持し、2〜15μmが好ましい。さらには、3〜6μmが好ましい。電極間隙が小さすぎると表示のコントラスト比が低下し、大きすぎると駆動電圧が上昇し、またプレナー状態での液晶配向に乱れが生じ透明性が若干損なわれることがあるからである。
【0056】
表示の態様は、例えば、ドットマトリックス表示である。コモン電極を走査する表示態様であれば、セグメント表示などの非フルドットマトリックス表示であってもよい。基板は、ガラス基板でも樹脂基板でもよいが、本表示体の特徴を生かすためには透明性のある基板を用いることが好ましい。また、ガラス基板と樹脂基板の組み合わせでもよい。基板は無色のものでも良いが、透明性があれば着色している基板を使用しても良い。
【0057】
電極面内に微量のスペーサーを散布し、対向させた基板の四辺を注入孔を除いてエポキシ樹脂等のシール材で封止し、真空注入によって液晶組成物をセルに満たす。この時、シール材として硬化後に透明なシール材を用いると表示体を透明とした際に周辺部に至るまで透明性を呈することができるので更に好ましい。硬化後に透明なシール材としては、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、エン−チオール系またはそれらの混合系などが例示できる。シール材の硬化は、熱硬化、光硬化などを使用することができる。
【0058】
メモリ性液晶4は、プレナー状態のときに透明状態を呈する液晶である。メモリ性液晶4として、例えば、入射光が選択反射されて選択反射光が生じるプレナー状態と、入射光が散乱するフォーカルコニック状態とを呈し、選択反射光に赤外域の波長が含まれるカイラルネマチック液晶が用いられる。以下、このようなカイラルネマチック液晶をメモリ性液晶4として用いる場合を例に説明する。
【0059】
このカイラルネマチック液晶の選択反射光の中心波長は、0.7μm以上1.2μm以下であることが好ましい。選択反射光の中心波長がこの範囲内にあれば、フォーカルコニック時の散乱性が高く、より高い透過−散乱のコントラストを得ることができる。また、メモリ性液晶4が透明状態を呈するときに、透明表示装置の透過率が50%以上になることが好ましい。透過率を50%以上にすれば、表示の背景を透明にした際に透明表示装置の裏面の状態を容易に観察することができる。さらには、メモリ性液晶4が透明状態を呈するときに、透明表示装置の透過率が70%以上になることが一層好ましい。透過率を70%以上にすれば、通常の板ガラスとほぼ同様に用いることができる。
【0060】
図2は、透明液晶パネル(透明表示装置)を駆動する駆動装置の構成例を示すブロック図である。コントローラ11は、行ドライバ12に行電極への電圧パルス入力を指示し、列ドライバ13に列電極への電圧パルス入力を指示する。液晶電源装置14は、行ドライバ12および列ドライバ13に必要な電圧を供給する。行ドライバ12および列ドライバ13は、コントローラ11の指示に従い、行電極2Bおよび列電極2Aに電圧パルスを入力する。コントローラ11は、各電極の電位を切り替えて、メモリ性液晶4をプレナー状態やフォーカルコニック状態に移行させる。以下、プレナー状態の透明状態をオン表示、フォーカルコニック状態の光散乱状態をオフ表示と記す。
【0061】
次に、透明液晶パネル100の表示を書き換えるときの動作について説明する。まず、透明表示体駆動装置は、行電極2Bを1本ずつ選択しながら線順次走査し、各画素に配置されたメモリ性液晶4をプレナー状態に移行させるための電圧(オン電圧)を印加する。この電圧が印加されるとメモリ性液晶4はホメオトロピック状態になる。そして、電圧印加が終了するとメモリ性液晶4はプレナー状態に移行し、オン表示(透明状態)となる。ただし、常温の場合、オン電圧を印加した後、オン表示になるまで数秒の時間がかかる。オン電圧を印加しながら行電極2Bを走査しているとき、メモリ性液晶4は弱い散乱状態を呈する。画面全体のメモリ性液晶4をこの弱い散乱状態にすることで、これまで透過状態と散乱状態とで表示されていた画面が消去される。透明表示体駆動装置は、全ての行電極2Bを一本ずつ選択する行電極2Bの走査を少なくとも1回行い、画面全体が弱い散乱状態を呈するようにする。この後、走査を停止すれば、数秒後に画面全体が透明状態になる。しかし、透明状態になるのを待たずに、引き続き、表示データを書き込むための走査を行うことが好ましい。このように、メモリ性液晶をオン表示とするためのオン電圧を印加したとしても、実際にオン表示になるまで待つ必要はない。なお、オン電圧印加後、透明状態になるまでの時間は、低温になるほど長くなる。
【0062】
オン電圧を印加する走査に続いて、透明表示体駆動装置は、行電極2Bを線順次走査して、表示データに対応する電圧を印加する。この結果、所望の表示が書き込まれ、表示の書き換えが完了する。透明表示体駆動装置は、行電極2Bの走査を少なくとも1回行って、表示データを書き込む。
【0063】
メモリ性液晶をオン表示とするための電圧をメモリ性液晶に印加するときの各行電極2Bの選択時間をAt秒とする。また、メモリ性液晶をオン表示とするための電圧をメモリ性液晶に印加するときの走査回数をAn回とする。同様に、表示データに対応する電圧をメモリ性液晶に印加するときの各行電極2Bの選択時間をWt秒とし、表示データに対応する電圧をメモリ性液晶に印加するときの走査回数をWn回とする。
【0064】
図3は、表示書換時の駆動波形の例を示す説明図である。図3は、An=Wn=2である場合の例を示す。すなわち、画面全体のメモリ性液晶にオン電圧を印加するための走査と、表示データを書き込むための走査をそれぞれ2回ずつ行ったときの例を示す。時間Tp1,Tp2は、それぞれオン電圧を印加するための1回目の走査時間と2回目の走査時間を示す。同様に、時間Td1,Td2は表示データを書き込むための1回目の走査時間と2回目の走査時間を示す。
【0065】
図3(a)は一つの行電極2Bに印加される駆動波形の例であり、図3(b)は一つの列電極2Aに印加される駆動波形の例である。図3(a),(b)に示すように、行ドライバ12は選択された行電極2Bに電圧振幅Vrの電圧パルスを入力する。列ドライバ13は、列電極2Aに電圧振幅Vcの電圧パルスを入力する。このとき、既に述べたVr+Vc>VP、Vr−Vc=VF、Vc<VSという条件を満足するようにVrおよびVcを定める。図3(c)は、図3(a),(b)に示す電圧パルスが入力されたときにメモリ性液晶4に印加される電圧の波形を示す。
【0066】
VrおよびVcを定める際には、Vr+Vc>VP、Vr−Vc=VF、Vc<VSという条件だけでなく、10≦Vr/Vc≦20という条件も満足することが好ましい。この条件も満足していれば、透過−散乱表示のコントラストが高く、電圧印加後に表示が完成する応答時間を速くすることができる。また、Vr+Vcはメモリ性液晶をオン表示とするためのオン電圧である。オン電圧であるVr+VcをVm(V)と表し、メモリ性液晶4の厚みをd(μm)としたときに、Vm/d≦10となるようにVrおよびVcを定めることが好ましい。Vm/d≦10という条件が満たされていれば駆動装置の消費電力をより小さくすることができる。
【0067】
時間Tp1において、行ドライバ12は、選択された行電極2Bの電位をVrに設定し、選択されていない行電極の電位を0とする。時間Tp1では、各行電極2Bの選択時間はAtである。また、列ドライバ13は、時間Tp1の間、全ての列電極2Aの電位を−Vcに設定する。この結果、図3(c)に示すように、選択された行の画素のメモリ性液晶4にはVr+Vcの電圧が印加される。また、選択されていない行の画素のメモリ性液晶4には電圧Vcが印加される。電圧Vcが印加されても、画素の表示状態は変化しない。行ドライバ12および列ドライバ13は、時間Tp2における走査でも、同様に電圧を印加する。
【0068】
図4は、表示書換時の画面変化の例を示す説明図である。最初に図4(a)に示す画面が表示されていたとする。時間Tp1において、オン電圧を印加するための1回目の走査を行うと、画面全体のメモリ性液晶が弱い散乱状態になり、図4(b)に示すように、表示が消え始める。時間Tp2において、2回目の走査を行うとさらに表示が消える。なお、1回目の走査または2回目の走査の後、走査を停止すれば数秒で画面全体がオン表示(透明)になる。しかし、ここではオン表示になるまで待つことなく、1回の走査が終了したならば、すぐに次の走査を開始するものとする。
【0069】
時間Td1において、行ドライバ12は、選択された行電極2Bの電位をVrに設定し、選択されていない行電極の電位を0とする。時間Td1では、各行電極2Bの選択時間はWtである。また、列ドライバ13は、各列電極2Aを、選択された行の表示データに応じてVcまたは−Vcに設定する。この結果、選択された行の各画素のメモリ性液晶4にはVr+VcまたはVr−Vcの電圧が設定される。Vr+Vcの電圧が印加された画素は弱い散乱状態を呈し、電圧印加終了後オン表示になる。また、Vr−Vcの電圧が印加された画素はオフ表示に移行する。各行電極2Bが走査されることにより所望の表示に書き換えられる。なお、選択されていない行の画素のメモリ性液晶4には電圧Vcが印加される。電圧Vcが印加されても、画素の表示状態は変化しない。行ドライバ12および列ドライバ13は、時間Td2における走査でも、同様に電圧を印加する。
【0070】
図3では、時間Td1,Td2において、一つの列電極2Aに電圧Vcが連続的に設定される場合を示した。
【0071】
時間Tp2における走査の後、時間Td1および時間Td2において表示データを書き込むための走査を行うと、図4(c)に示すように所望の表示が書き込まれる。時間Td2の後、走査を終了すると、オン電圧を印加した画素が数秒でオン表示になり、図4(d)に示すように表示データの書き込みが完了する。
【0072】
ここでは、オン電圧を印加するための走査と、表示データを書き込むための走査を2回ずつ行う場合(An=Wn=2の場合)を示したが、各走査回数は2回でなくてもよい。例えば、電圧Vr+Vcをより高く設定したり、選択時間Atを長く設定すれば、オン電圧を印加するための走査を1回行うだけで残像を消すことができる。逆に、電圧Vr+Vcをより低く設定したり、選択時間Atを短くすれば、残像を消すための走査回数Anは増加する。
【0073】
表示データを書き込むための走査を行う場合においても、Vr+Vcの電圧をより高く設定したり、選択時間Wtを長く設定すれば、1回の走査で表示データの書き込みを完了することができる。逆に、Vr+Vcの電圧をより低く設定したり、選択時間Wtを短く設定すれば、表示データを書き込むための走査回数Wnは増加する。複数回の走査で表示データを書き込む場合には、1回目の走査後と2回目の走査後のコントラストの差が最も大きく、3回目以降の走査ではコントラストの改善の程度は徐々に減少する。
【0074】
また、An=Wnだけでなく、An≦Wnという関係が成立していてもよい。例えば、At>Wtとすることで、An=1、Wn=2としてもよい。この場合、表示書き替え全体に必要な時間を短くすることもできる。
【0075】
なお、Vr+Vcをより高く設定したり、選択時間Atや選択時間Wtを長く設定すると、走査1回あたりの消費電力は増加する。また、選択時間Atや選択時間Wtを長く設定すれば、1回の走査に要する時間も長くなる。
【0076】
オン表示とするための走査回数Anと、表示データを書き込むための走査回数Wnは、行電極2Bの総数をLとしたときに、L(At・An+Wt・Wn)が所定の時間以内になるように定めることが好ましい。L(At・An+Wt・Wn)は、オン電圧を印加するための走査の開始から、表示データの書き込み終了までの時間である。したがって、L(At・An+Wt・Wn)が所定の時間以内になるという条件を満たすように、AnおよびWnを定めれば、所定時間内に表示データの書き換えを完了することができる。表示データの書き換えを行うオペレータは、書換時間が60秒を超えると、時間がかかりすぎると感じることが多い。そのため、L(At・An+Wt・Wn)が60秒以内になるようにAnおよびWnを定めることが好ましい。特に、表示データを書き込むための走査回数Wnを1回または2回とすれば、表示の書き換え時間をより短縮できる。従って、Wnを1回または2回に定めることが好ましい。
【0077】
オン表示とするための走査および表示データを書き込むための走査において、各行電極2Bの選択時間At,Wtが等しければ、一種類の選択時間を設定すればよいので、コントローラ11、行ドライバ12、および列ドライバ13を簡易化することができる。同様に、走査回数An,Wnを等しくする場合にも、コントローラ11等を簡易化できる。従って、コントローラ11等の簡易化の観点からは、選択時間At,Wtを等しく定めたり、あるいは、走査回数An,Wnを等しく定めることが好ましい。
【0078】
また、At≧Wtとすれば、書き込んだ表示のコントラストを向上させ、また、動作許容電圧を広げることができる。ここで、動作許容電圧について説明する。オン表示とするためにメモリ性液晶に電圧V1を印加することによって、最良のコントラストが得られるとする。しかし、オン表示とするための電圧としてV1から少しずれた電圧を印加しても良好なコントラストを維持できる。電圧V1を中心にして、良好なコントラストを維持できる電圧の幅を動作許容電圧という。コントラストと動作許容電圧の向上の観点からは、At≧Wtとすることが好ましく、特にAt≧1.2・Wtとすることが好ましい。At≧1.5・Wtとすれば、さらにコントラストや動作許容電圧を向上できる。
【0079】
また、画面全体のメモリ性液晶にオン電圧を印加した後に、画面全体をオフ表示(光散乱状態)にしてから表示データを書き込んでもよい。この場合、液晶駆動装置は、オン電圧を印加するための走査を行った後に、行電極2Bを線順次走査し、各画素に配置されたメモリ性液晶4をフォーカルコニック状態(光散乱状態)に移行させる電圧(オフ電圧)を印加する。この線順次走査によって各画素のメモリ性液晶4をフォーカルコニック状態にするので、画面全体がオフ表示となる。
【0080】
図5は、画面全体をオフ表示にしてから表示データを書き込むときの駆動波形の例を示す説明図である。図5(a)は一つの行電極2Bに印加される駆動波形の例であり、図5(b)は一つの列電極2Aに印加される駆動波形の例である。図5(c)は、図5(a),(b)に示す電圧パルスが入力されたときのメモリ性液晶4の印加電圧の波形を示す。図5に示す時間Tp1,Tp2,Td1,Td2における駆動波形は、図3に示す場合と同様である。時間Tf1,Tf2は、それぞれオフ表示とするための1回目の走査時間と2回目の走査時間を示す。
【0081】
メモリ性液晶をオフ表示とするための電圧をメモリ性液晶に印加するときの各行電極2Bの選択時間をBtとする。また、メモリ性液晶をオフ表示とするための電圧をメモリ性液晶に印加するときの走査回数をBn回とする。図5は、Bn=2の場合を示している。
【0082】
図5に示す例では、時間Tp1,Tp2においてオン電圧を印加するための走査を2回行う。この時、先に述べたよう、オン表示にするための電圧信号が印加された後、透明表示体が実際に透明状態を呈するの時間を要する場合があるが、その場合にも引き続き以下の電圧印加を行ってよい。続いて、時間Tf1において、行ドライバ12は、選択された行電極2Bの電位をVrに設定し、選択されていない行電極の電位を0とする。また、列ドライバ13は、時間Tf1の間、全ての列電極2Aの電位をVcに設定する。この結果、図5(c)に示すように、選択された行の画素のメモリ性液晶4には電圧Vr−Vcが印加され、そのメモリ性液晶4は、フォーカルコニック状態に移行する。すなわち、選択された行の画素はオフ表示に移行する。また、選択されていない行の画素のメモリ性液晶4には電圧Vcが印加される。電圧Vcが印加されても、画素の表示状態は変化しない。行ドライバ12および列ドライバ13は、時間Tf2における走査でも、同様に電圧を印加する。
【0083】
時間Tf1,Tf2における走査で、画面全体がオフ表示になる。続いて、時間Td1,Td2における走査で表示を書き込む。
【0084】
オン電圧を印加するための走査を行った後にオフ表示とするための走査を行うと、表示データの書換後のコントラストが向上する。したがって、コントラストを向上させるためには、オフ表示とするための走査を行うことが好ましい。
【0085】
オフ表示とするための走査回数は、2回に限定されない。各行電極2Bの選択時間Btを長く設定すれば、オフ表示とするための走査を1回行うだけで画面全体をオフ表示にすることができる。逆に選択時間Btを短くすれば、画面全体をオフ表示とするための走査回数Bnは増加する。
【0086】
本例の場合、L(At・An+Bt・Bn+Wt・Wn)が所定の時間以内になるようにAn、Bn、およびWnを定めることが好ましい。特に、L(At・An+Bt・Bn+Wt・Wn)が60秒以内になるようにAn、Bn、およびWnを定めることが好ましい。L(At・An+Bt・Bn+Wt・Wn)は、オン電圧を印加するための走査の開始から、表示データの書き込み終了までの時間である。したがって、L(At・An+Bt・Bn+Wt・Wn)が60秒以内になるようにAn、Bn、およびWnを定めれば、60秒以内に書き換えを完了することができる。特に、表示データを書き込むための走査回数Wnを1回または2回とすれば、表示の書き換え時間をより短縮できる。従って、Wnを1回または2回に定めることが好ましい。
【0087】
本例においても、選択時間や走査回数を一種類に定めれば、コントローラ11、行ドライバ12、および列ドライバ13を簡易化できる。従って、コントローラ11等の簡易化の観点からは、At,Bt,およびWtを等しく定めたり、あるいは、走査回数An,Bn,およびWnを等しく定めることが好ましい。また、既に説明したようにAn≦Wnという関係が成立していてもよい。
【0088】
また、本例においても、コントラストと動作許容電圧の向上の観点からは、At≧Wtとすることが好ましく、特にAt≧1.2・Wtとすることが好ましい。At≧1.5・Wtとすれば、さらにコントラスト等を向上できる。
【0089】
図3に示すような、画面全体をオン表示とした後に、画面全体をオフ表示にせずに表示データを書き込む駆動方法は、本例においてBn=0とした場合に該当する。
【0090】
上記の各例に示す駆動方法によれば、新たな表示を書き込む前に、全画素をオン表示またはオフ表示にするので、残像を消去することができる。また、全画素をオン表示やオフ表示にするときに、行電極2Bを1本ずつ選択しながら走査するので、行ドライバ12に負荷が生じることがない。
【0091】
上記の各例では、行電極2Bおよび列電極2Aに入力される電圧パルスの電圧振幅がそれぞれVr,Vcで一定である場合を示した。オン電圧を印加するための走査、オフ表示とするための走査、および表示データを書き込むための走査で、これらの電圧振幅を変化させてもよい。
【0092】
例えば、表示データを書き込むための走査では、行電極2Bおよび列電極2Aに対する電圧振幅をそれぞれVr,Vcとして、各画素にVr+VcまたはVr−Vcの電圧を印加するものとする。このとき、オン電圧を印加するための走査では、VrおよびVc以外の電圧振幅でメモリ性液晶にVr+Vcとは異なるオン電圧を印加してもよい。同様に、オフ表示とするための走査でも、Vr,Vc以外の電圧振幅でメモリ性液晶にVr−Vcとは異なる電圧を印加することで画面全体をオフ表示にしてもよい。以下、オン電圧を印加するための走査においてメモリ性液晶に印加される電圧をAvと記し、オフ表示とするための走査においてメモリ性液晶に印加される電圧をBvと記す。
【0093】
ただし、メモリ性液晶をプレナーに移行させるための電圧は、フォーカルコニックに移行させるための電圧よりも高い。したがって、オン電圧である電圧Avは、メモリ性液晶をオフ表示とするための電圧Bvよりも高くする。このように電圧Avを印加した後に、電圧Avより低い電圧Bvを印加して画面全体をオフ表示にすることで、表示データを書き込んだのちに良好なコントラストと動作許容電圧が得られる。
【0094】
なお、上記の各例では、線順次走査を行う場合について説明したが、行電極2Bの走査は線順次走査でなくてもよい。
【0095】
上記の各例において、各走査毎に極性を逆転させながら、メモリ性液晶4に電圧を印加してもよい。すなわち、各走査毎に、行電極2Bの電位と列電極2Aの電位の高低関係を逆転させて電圧を印加してもよい。図6は、オン電圧を印加するための走査において各走査毎に極性を逆転させる場合の駆動波形の例を示す。図6(a),(b)は、それぞれ一つの行電極2B、一つの列電極2Aに印加される駆動波形を示す。図6(c)は、メモリ性液晶4に印加される電圧の波形を示す。図6(c)では、行電極2Bの電位が列電極2Aの電位よりも高く設定された場合の電圧を正として示し、行電極2Bの電位が列電極2Aの電位よりも低く設定された場合の電圧を負として示している。
【0096】
図6に示すように、1回目の走査で選択した行電極2Bの電位をVrとしたならば、次の走査では選択した行電極2Bの電位を−Vrに設定する。一方、列電極2Aの電位は、1回目の走査で−Vcに設定したならば、2回目の走査でVcに設定する。この結果、1回目の走査で選択された行のメモリ性液晶にはVr+Vcが印加され、2回目の走査で選択されたときには−(Vr+Vc)が印加される。このように、極性の逆転を繰り返して電圧を印加してもよい。オフ表示とするための走査や、表示データを書き込むための走査においても、各走査毎に極性を反転させてよい。
【0097】
また、各行電極2Bの選択時間内で極性を反転させてもよい。すなわち、選択時間内で行電極2Bの電位と列電極2Aの電位の高低関係を逆転させながら、電圧を印加してもよい。図7は、オン電圧を印加するための走査において、選択期間内で極性を逆転させる場合の駆動波形の例を示す。図7(a),(b)は、それぞれ一つの行電極2B、一つ列電極2Aの駆動波形である。図7(c)は、メモリ性液晶に印加される電圧の波形である。図7に示すように、選択期間At内で、行電極2Bの電位を、Vr,−Vrに交互に逆転する。また、列電極2Aの電位を、−Vc,Vcに交互に逆転する。この結果、選択された行のメモリ性液晶4には、Vr+Vc,−(Vr+Vc)の電圧が交互に印加される。このように、選択期間内で極性を反転させてもよい。オフ表示とするための走査や、表示データを書き込むための走査においても、同様に極性を反転させてよい。
【0098】
選択期間内で極性を反転させるようにすると、消費電力が増加する。しかし、表示データを書き込むための走査において、選択期間内で極性を反転させると、画面に筋が発生することを防止できる。よって、表示書換時の見映えを向上させるために、表示データを書き込むための走査では、選択期間内で極性を反転させることが好ましい。
【0099】
また、本発明の駆動方法が適用される駆動装置として、行ドライバ(コモン電極に電圧を印加するためのコモン電極用回路部品)と列ドライバ(セグメント電極に電圧を印加するためのセグメント電極用回路部品)を対向する基板1A、1Bのいずれか一方にまとめて配置してもよい。図8は、行電極2Bが設けられるの行電極側の基板1Bに行ドライバおよび列ドライバを配置する場合の基板の構成例を示す模式図である。図8は、対向する基板をメモリ性液晶層4が存在する側から観察したときの状態を表している。
【0100】
行電極側の基板1Bの四辺のうち、各行電極2Bと平行な辺に第一の行ドライバ12a、第二の行ドライバ12bおよび列ドライバ13が設けられる。以下、この辺を接続辺と記す。列ドライバ13は、接続辺の中央付近に配置され、第一の行ドライバ12aおよび第二の行ドライバ12bは列ドライバ13の両側に配置される。図8では、行ドライバを2つ設け、各行ドライバ12a,12bがそれぞれ行電極全体の本数の1/2の本数の行電極に接続される場合の例を示す。接続辺の反対側の辺から並ぶ行電極のうち、奇数番目の各行電極には、第一の行ドライバ12a側の一端から第一の行ドライバ12aに延びる配線が設けられる。そして、奇数番目の行電極と第一の行ドライバ12aはこの配線によって接続され、第一の行ドライバ12aは奇数番目の各行電極の電位を設定する。また、偶数番目の各行電極には、第二の行ドライバ12b側の一端から第二の行ドライバ12bに延びる配線が設けられる。そして、偶数番目の行電極と第二の行ドライバ12bはこの配線によって接続され、第二の行ドライバ12bは奇数番目の各行電極の電位を設定する。
【0101】
このような構成にすると、全体の半数の行電極(奇数番目の各行電極)と第一の行ドライバ12aとを結ぶ各配線は、接続辺に隣接する一方の辺の側に配置される。残りの半数の行電極(偶数番目の各行電極)と第二の行ドライバ12bとを結ぶ各配線は、接続辺に隣接するもう一方の辺の側に配置される。従って、個々の行電極と行ドライバとを結ぶ配線は一カ所に集中せず、接続辺に隣接する二辺に沿うようにして二カ所に分散される。この結果、各行電極2Bの配線の抵抗の均一化を図れる。第一の行ドライバ12a、第二の行ドライバ12bおよび列ドライバ13を同一の種類のICによって実現してもよい。
【0102】
また、行電極側の基板1Bの接続辺以外の三辺にはシール材31が印刷される。このシール材31として、硬化後に透明になるシール材を用いることが好ましい。このようなシール材を用いれば、表示体を透明とした際に接続辺以外の三辺において透明性を確保することができる。
【0103】
列電極側の基板1Aの接続辺には、導電性ビーズ(導電性微粒子)33が混入されたシール材32が印刷される。また、列電極側の基板1Aには、列電極2Aが配置される。各列電極2Aは、接続辺側の一端から導電性ビーズ33に延びる配線が設けられる。行電極の基板1Bには、二枚の基板1A,1Bを対向させたときに導電性ビーズ33と列ドライバ13とを結ぶ配線が設けられる。従って、二枚の基板1A,1Bを対向させると、各列電極2Aと列ドライバ13とは、基板1Aに印刷されたシール材32に混入している導電性ビーズ33を介して接続される。そして、列電極ドライバ13は、各列電極2Aの電位を設定する。
【0104】
なお、図8では、各配線の太さを均一に示したが、第一の行ドライバ12a、第二の行ドライバ12bおよび列ドライバ13に近づくにつれて各配線が細くなるようにしてもよい。例えば、列ドライバ13と各列電極2Aとを接続するための各配線において、行電極側の基板1Bに配置される配線(列ドライバ13と導電性ビーズ33とを結ぶ配線)が、列電極側の基板1Aに配置される配線(導電性ビーズ33と各列電極とを結ぶ配線)よりも細くなってもよい。
【0105】
また、導電性ビーズ33を混入したシール材32は、導電性ビーズ33が存在するため硬化後も透明にならない。このシール材32と、硬化後に透明になるシール材31とを同じ基板に印刷すると、2種類のシール材が混ざり合って本来透明にすべき箇所を透明にできなくなってしまうことがある。そのため、図8に示すように、導電性ビーズ33を混入したシール材32と、硬化後に透明になるシール材31とは、それぞれ異なる基板に印刷される。導電性ビーズ33を混入したシール材32を行電極側の基板1Bの接続辺に印刷し、硬化後に透明になるシール材31を列電極側の基板1Aにおける接続辺以外の三辺に印刷してもよい。
【0106】
図8では、行ドライバおよび列ドライバを行電極側の基板に配置する場合を示したが、列電極側の基板に配置する構成であってもよい。
【0107】
図8に示すように行ドライバおよび列ドライバを一方の基板に配置し、また、導電性ビーズを介して一方の基板の列電極または行電極を他方の基板の列ドライバまたは行ドライバに接続することによって、各電極と各ドライバとを一定部位に集約して電気接続することができる。その結果、透明液晶パネルを透明表示体として設置する際のデザイン的な自由度を高めることができる。
【0108】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
[例1]240本のストライプ状の透明電極を有するガラス基板と、240本のストライプ状の透明電極を有するガラス基板を作成した。各ガラス基板の液晶層と接する側に電気絶縁層として無機薄膜を形成し、ポリイミド(JSR株式会社製、品番:JALS−682−R3)の樹脂溶液を塗布し焼成してラビング処理を施した。この樹脂膜の膜厚は500Åであり、この樹脂膜によって実現されるプレチルト角は89°程度であった。各基板のラビング方向は、それぞれのストライプ電極が交差するように重ね合わせた際、対向するように設定した。その後、下側の基板面に直径4μmの樹脂性のスペーサーを散布した。上側の基板には、注入孔を除く四辺に、幅約0.4mmで透明なエポキシ樹脂を印刷した。上下基板のストライプ電極が交差するようにガラス基板を重ね合わせてエポキシ樹脂を硬化させ空セルを形成した。
【0109】
市販のネマチック液晶(メルク・ジャパン株式会社製「MJ00423」:Tc=94.0℃、Δn=0.230、ε=15.0)の82.2質量部、式1に示すカイラル剤8.9質量部、式2に示すカイラル剤8.9質量部からなるカイラルネマチック液晶A(以下、液晶Aと記す。)を調整した。
【0110】
【化1】
【0111】
【化2】
【0112】
この液晶Aのヘリカルピッチの長さは0.559μmであった。先に作製した空セルに液晶Aを真空注入法で注入し、注入孔を紫外線硬化の封止材で封止して液晶パネルを作製した。この液晶パネルの一部の行電極と一部の列電極とに実効値20V、幅10msecのバイポーラー矩形波パルスを1回だけ印加して10秒間静置したところ、電圧を印加した各電極の交差部は、透明度の高い透明状態を示した。この透明部分の分光反射特性を測定したところ、中心波長約0.91μmの選択反射が観測された。また、透明部分の透過率を集光角約5度のシュリーレン光学系で測定したところガラス基板含め82%であった。従って、選択反射光の中心波長が0.7μm以上1.2μm以下になるという条件を満足することができる。また、メモリ性液晶層が透明状態になったときに透明表示装置の透過率が50%以上(さらに好ましくは70%以上)になるという条件も満足することができる。
【0113】
この液晶パネルでは、240本の透明電極を行電極、240本の透明電極を列電極とし、行ドライバおよび列ドライバをそれぞれ行電極および列電極に接続した。なお、本例では、行ドライバおよび列ドライバを備える駆動装置として、サンウォーター株式会社製の任意波形発生器を使用した。
【0114】
図9は、駆動パラメータの組み合わせの例と、各組あわせにおけるコントラスト等の計測結果を示す。図9に示すように、オン電圧を印加するための走査回数An、メモリ性液晶をオン表示とするための電圧Av、オフ表示とするための走査回数Bn、メモリ性液晶をオフ表示とするための電圧Bv、表示データを書き込むための走査回数Wn、選択時間At,Bt,Wtを変化させて、液晶パネルを駆動した。表示データを書き込むための走査における行電極に対する電圧振幅Vrは17.9Vとし、列電極に対する電圧振幅Vcは1.1Vとした。すなわち、表示を書き込むための走査では、オン表示とするメモリ性液晶にVr+Vc=19Vを印加し、オフ表示とするメモリ性液晶にVr−Vc=16.8Vを印加した。VrとVcとの比(Vr/Vc)は、約16である。従って、10≦Vr/Vc≦20を満足することができる。
【0115】
この各パラメータの組み合わせにおける、表示書換時間および集光角約5度のシュリーレン光学系での透過−散乱のコントラストを計測し、また、表示を書き換えた後に残像が生じているか否かを確認した。計測結果は、図9に示すとおりである。図9に示す各パラメータの組み合わせにおいて、表示書換時間はいずれも60秒以下であった。また、いずれの場合も4以上のコントラストを実現することができ、残像は確認されなかった。透過−散乱表示ではバックグラウンドの透過率が高く、本実施例で作成した液晶パネルの場合、透過率が80%以上になる。従って、コントラストが4以上であれば良好に表示を行える。
【0116】
[比較例1]オン電圧を印加するための走査と、オフ表示とするための走査を行わずに表示を書き換えた。このときのパラメータの組み合わせおよび計測結果を図10に示す。図10に示すように、表示データを書き込むための走査回数Wnを変化させた。また、選択時間Wtは8msとした。この場合、図10に示すように、コントラストは例1の場合よりも低くなったり、また、残像や表示コントラストの表示面内でのムラが確認された。
【0117】
例1と比較例1の結果から、オン電圧を印加するための走査やオフ表示とするための走査を行い、次に表示データを書き込むための走査を行うことで、残像がなく、よりコントラストが高い表示が得られることがわかる。
【0118】
また、電圧Avを19Vとし、電圧Vr+Vcも19Vとなるようにして、液晶パネルを駆動した。このとき、選択時間Wtと選択時間Atの比を変化させて、表示書換後のコントラストおよび動作許容電圧を測定した。選択時間Wtよりも選択時間Atを長くしていくと、コントラストはより向上し、また動作許容電圧はより広がった。
【0119】
次に、本発明の駆動方法により駆動される透明表示装置の使用例について説明する。従来、小売店では、店舗外面に透明な板ガラスを配し、店内が街路より見えるようにする店舗デザインを採用することが多い。その際、店舗内商品の宣伝やセール期間の案内をそのガラス壁面への直接の印刷や広告紙の張り付けなどによって行っていた。そのため、商品の入れ替えやセール期間の終了時には、その印刷の撤去や張り付けた広告紙の交換を毎回行う必要があり、印刷物の更新や印刷の実施などに多大な費用と時間を要することが多かった。
【0120】
本発明の駆動方法により駆動される透明表示装置は、このような透明な店舗外壁の一部やショーウインドまたはショーケースとして用いることができる。図11は、店舗の顧客にその日の天気予報をサービスとして表示する透明表示体を示す。1時間毎透明表示体の表示を書き替えることにより、その日の天気予報をサービスとして顧客に提供するものである。図11に示す画像において、「太陽」、「雲」や時刻の表示等の背景になる部分は透明状態を呈している。図11に示す情報を書き換える場合であっても、新たな表示に「天気予報のアイコン」等の情報が残像として残ることはない。縦20cm、横20cmの大きさの表示を行う場合、例えば、160本の行電極と160本の列電極を用いて、図11に示す表示を書き込むことができる。なお、このときの1画素の大きさは、縦1.25mm、横1.25mmである。
【0121】
下記の表1は、本発明におけるAn,BnおよびWnのようなパラメータのその他の組み合わせを示すものである。
【0122】
【表1】
【0123】
【発明の効果】
本発明の態様1では、残像を残さずに、所定の時間以内で表示を書き換えることができ、また、行ドライバや列ドライバでの負荷発生を防止することができる。また、透明時の高い透明性が実現でき、透過状態と光散乱状態との良好なコントラストで表示を行うことができる。態様2では、At=Bt=Wtとするので駆動装置を簡易化することができる。態様3では、An=Bn=Wnとするので駆動装置を簡易化することができる。
【0124】
態様4のようにBn=0としても、残像を残さずに、所定の時間以内で表示を書き換えることができ、また、行ドライバや列ドライバでの負荷発生を防止することができる。また、態様5では、Bn=0かつAn≦Wnとするので駆動装置を簡易化することができる。
【0125】
態様6では、At≧Wtとするので、コントラストを向上でき、また、動作許容電圧を広げることができる。態様7では、At≧1.2・Wtとするので、よりコントラストを向上でき、より動作許容電圧を広げることができる。態様8では、Wnを1または2とするので、表示の書き換え完了までの時間を短縮することができる。
【0126】
態様11では更に高い透明性を発現できる。態様10,12では、透明状態における透過率を向上させることができ、特に斜め方向から観察した場合における透過率を向上させることができる。
【0127】
態様13により高いコントラストを得ることができ、態様14では駆動電圧を低減できることより消費電力を低減できる。態様15では、透明時の透過率を高くすることで透明表示装置の設置方法の自由度を高くでき、態様16では通常の板ガラスと同様な使用法を提供できる。
【0128】
態様17では行電極と列電極に印加される電圧の比(Vr/Vc)を10〜20とすることで表示完成までの応答時間を短くできる。態様18では回路部品を集約化して搭載できる。態様19により片方のガラス基板のみに回路部品を搭載することができ、透明表示装置の設置方法の自由度を更に高くできる。態様20では表示体端部まで透明状態を保持することで使用法への制限を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 メモリ性液晶を用いた液晶パネルの概略構成を示す断面図。
【図2】 液晶パネルを駆動する駆動装置の構成例を示すブロック図。
【図3】 表示書換時の駆動波形の例を示す説明図。
【図4】 表示書換時の画面変化の例を示す説明図。
【図5】 表示書換時の駆動波形の例を示す説明図。
【図6】 各走査毎の極性の逆転の例を示す説明図。
【図7】 選択時間内における極性の逆転の例を示す説明図。
【図8】 各ドライバを一方の基板に配置する場合の構成例を示す模式図。
【図9】 実施例の設定パラメータおよび測定結果を示す図。
【図10】 比較例の設定パラメータおよび測定結果を示す図。
【図11】 液晶パネルが表示する情報の例を示す説明図。
【図12】 メモリ性液晶の配向状態の一例を示す説明図。
【符号の説明】
1A,1B ガラス基板
2A,2B 電極
3A,3B 高分子薄膜
4 液晶組成物
11 コントローラ
12 行ドライバ
13 列ドライバ
14 液晶電源装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving method of a transparent display device including a memory liquid crystal layer in which at least a part of a display portion exhibits a transparent state.
[0002]
[Prior art]
At present, TN, STN, and TFT liquid crystal display elements are widely used. These liquid crystal display elements always perform predetermined driving to perform display. On the other hand, a memory liquid crystal such as a cholesteric or chiral nematic liquid crystal having a memory operation mode has attracted attention, and a practical application of a liquid crystal display device including the liquid crystal display device has been studied.
[0003]
The memory-type liquid crystal sandwiched between a pair of parallel substrates has a “twisted structure” in which the liquid crystal director is twisted at a constant period. There is an array in which the central axis of the twist (hereinafter referred to as a helical axis) is perpendicular to the substrate on average.
[0004]
A state in which the average direction of the helical axes of the plurality of liquid crystal domains is substantially perpendicular to the substrate surface is referred to as a planar state. In the planar state, circularly polarized light corresponding to the direction of twist of the liquid crystal layer in the incident light is selectively reflected. The wavelength λ selectively reflected is the average refractive index n of the liquid crystal composition.AVGIs approximately equal to the product of the pitch p of the liquid crystal composition (λ = nAVG-P).
[0005]
The pitch p is determined by p = 1 / (c · HTP) from the addition amount c of an optically active substance such as a chiral agent and the constant HTP (Helical Twisting Power) of the optically active substance. Therefore, the selective reflection wavelength can be adjusted by the type and amount of optically active substance. If the pitch is set so that the selective reflection wavelength of the memory liquid crystal is outside the visible range, a specific color will not be reflected at the time of selective reflection, but the helical axes of multiple domains of the liquid crystal will be approximately on the substrate on average. However, since it is slightly different from that of the liquid crystal domain, a scattering phenomenon of incident light occurs between the liquid crystal domains, and a slightly cloudy transparent state is exhibited.
[0006]
In contrast to the planar state exhibiting selective reflection, a focal conic state in which the helical axes of a plurality of liquid crystal domains are arranged in a random direction or a non-perpendicular direction with respect to the substrate surface can be taken. Generally, the liquid crystal layer in the focal conic state exhibits a scattering state as a whole. The light of a specific wavelength is not reflected unlike the selective reflection. Further, the focal conic state and the planar state exist stably even when there is no electric field. Therefore, when the selective reflection wavelength is set outside the visible range, a transparent state including weak scattering in the planar state and a relatively strong scattering state in the focal conic state are shown.
[0007]
Further,
[0008]
12A is a schematic diagram of a normal planar state, FIG. 12B is a complete planar state, and FIG. 12C is a schematic diagram of a focal conic state, showing an arrangement state of liquid crystal domains indicated by a drum shape. When the selective reflection wavelength is set outside the visible range and the complete planar shown in FIG. 12B is used, a highly transparent state can be obtained, and the focal conic scattering state shown in FIG. In this case, a high transmission-scattering contrast can be developed.
[0009]
[0010]
Next, a driving method of the liquid crystal display device will be described. In
[0011]
In memory liquid crystal, the effective value of a series of applied voltage waveforms does not directly determine the state after voltage erasure, but the display after voltage erasure depends on the application time and amplitude value of the voltage pulse applied immediately before. .
[0012]
Next, matrix display in the liquid crystal display device will be described. The voltage to shift to the focal conic state is VFAnd the lower limit voltage for transition to the planar state is VPV is the upper limit voltage that does not change the display state even when voltage is applied.SAnd
[0013]
When line sequential driving is performed, the voltage amplitude V is applied to the row electrode.rVoltage pulse is inputted, and the voltage amplitude V is applied to the column electrode in synchronization with it.cInput the voltage pulse (selection pulse). A selection pulse is input once for each row electrode to complete one display sequence. When ON display is selected in the display sequence, (Vr+ Vc) Is input only once, and the voltage VcIs applied. When off display is selected, (Vr-Vc) Is input only once, and the voltage V is applied during the off-selection non-selection period.cIs applied. If the planar state is selected at the time of on and the focal conic state is selected at the time of off, the respective conditions are as follows.
[0014]
Vr+ Vc> VP, Vr-Vc= VF
[0015]
In addition, V is set so that the written state does not change.c<VSMust. If the applied voltage is controlled as described above, matrix display is possible.
[0016]
In the memory type liquid crystal display device, even if the number of scanning electrodes is increased, the display quality in a state where display data is written does not deteriorate. Further, the drive voltage does not increase even if the number of electrodes increases.
[0017]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-343648 (paragraphs 0017-0025, FIG. 1)
[0018]
[Patent Document 2]
U.S. Pat. No. 3,936,815
[0019]
[Patent Document 3]
U.S. Pat. No. 4,097,127
[0020]
[Patent Document 4]
US Patent Application Publication No. 2002 / 0036614A1
[0021]
[Patent Document 5]
US Patent Application Publication No. 2002 / 0047819A1
[0022]
[Patent Document 6]
US Patent Application Publication No. 2002 / 0122148A1
[0023]
[Patent Document 7]
US Patent Application Publication No. 2002 / 0126229A1
[0024]
[Patent Document 8]
Japanese Examined Patent Publication No. 53-42264 (2nd page, Fig. 4)
[0025]
[Non-Patent Document 1]
George H. Heilmeier, Joel E. Goldmacher et al, Appl. Phys. Lett., 13 (1968), 132
[0026]
[Problems to be solved by the invention]
In the memory type liquid crystal display device, the display after voltage erasure depends on the application time and amplitude value of the voltage pulse applied immediately before, so it is not necessary to always apply a voltage in order to maintain the display. If left unattended for a long time, when new display data is written, the previous display state remains as an afterimage. It is desirable that new display data can be written without leaving such an afterimage.
[0027]
In addition, a voltage pulse is input to the row electrode and the column electrode by a driving IC (row driver and column driver), respectively. The drive IC is supplied with a necessary voltage from a power supply forming IC (liquid crystal power supply device). The drive IC has a plurality of operational amplifier connection parts (hereinafter referred to as operational amplifier connection parts), and the drive IC and the liquid crystal power supply device are connected via a variable resistor and an operational amplifier (operational amplifier). A predetermined potential is set in each operational amplifier connection portion of the drive IC, and the potential relationship of each operational amplifier connection portion needs to be maintained. However, when driving the liquid crystal display device, if all the row electrodes are selected at the same time and a voltage is applied to the memory liquid crystal on the entire screen, the current flowing through the drive IC increases and the load on the drive IC increases. Specifically, there is a case where the level relationship of the potential of each operational amplifier connection portion cannot be maintained. When realizing a drive IC that maintains the level relationship of the potential of each operational amplifier connection even when a large amount of current flows, it may be necessary to increase the drive IC or increase power consumption. . In addition, the production cost of the liquid crystal driving device is increased. Moreover, since the display background of the transparent display body is transparent, there is no pressure when used as a display body having a relatively large display area, and the background can be seen through the display body when not displayed. . For this reason, a large display body, that is, a liquid crystal display device having a large electrode area may be obtained. In that case, a particularly large current flows.
[0028]
It is also desirable to shorten the display rewriting time, simplify the driving IC, and improve the contrast of the rewritten display.
[0029]
An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a driving method of a transparent display device capable of writing a new display without leaving an afterimage and without applying a load to a driving IC.
[0030]
[Means for Solving the Problems]
[0031]
[0032]
[0033]
[0034]
Aspect 5 of the present invention is Bn= 0, no off-voltage is applied to the memory liquid crystal layer, and An≦ WnA transparent display device driving method satisfying According to such a driving method, the driving device can be simplified.
[0035]
[0036]
[0037]
[0038]
[0039]
Aspects of the invention10Provides a driving method of a transparent display device in which a resin film is provided with a rubbing alignment surface, and the transparent display device is arranged so that the memory liquid crystal layer and the rubbing alignment surface are in contact with each other. According to such a driving method, the transmittance in the transparent state can be improved.
[0040]
Aspects of the invention11IsCoProvided is a driving method of a transparent display device for driving a transparent display device in which both a mon electrode and a segment electrode are provided with a resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more. According to such a driving method, higher transparency can be exhibited in the planar state.
[0041]
Aspects of the invention12Drives a transparent display device in which a rubbing alignment surface is provided on at least one of the resin films provided on both the common electrode and the segment electrode, and the memory liquid crystal layer and the rubbing alignment surface are in contact with each other. A transparent display device driving method is provided. According to such a driving method, the transmittance in the transparent state can be improved.
[0042]
Aspects of the invention13IsMeProvided is a method for driving a transparent display device in which the central wavelength of selectively reflected light generated by a moly liquid crystal layer is 0.7 μm or more and 1.2 μm or less. According to such a driving method, the scattering property at the time of focal conic is high, and higher transmission-scattering contrast can be obtained.
[0043]
Aspects of the invention14IsOhVoltage is Vm(V) and when the thickness of the memory liquid crystal layer is d (μm), VmA transparent display device driving method satisfying / d ≦ 10 is provided. According to such a driving method, the power consumption of the driving device can be further reduced.
[0044]
Aspects of the invention15Has a memory liquid crystal layer sandwiched between a substrate provided with a plurality of common electrodes and a substrate provided with a plurality of segment electrodes, and the transmittance is 50% when the memory liquid crystal layer becomes transparent. A driving method of a transparent display device for driving the transparent display device as described above is provided. According to such a driving method, the state of the back surface of the display body can be easily observed when the display background is transparent.
[0045]
Aspects of the invention16Has a memory liquid crystal layer sandwiched between a substrate provided with a plurality of common electrodes and a substrate provided with a plurality of segment electrodes, and the transmittance is 70% when the memory liquid crystal layer becomes transparent. A driving method of a transparent display device for driving the transparent display device as described above is provided. According to such a driving method, when the entire display surface is in a transparent state, the state is almost the same as that of a normal plate glass, and the same usage is possible.
[0046]
Aspects of the invention17Is the voltage amplitude of the voltage pulse applied to the common electrode VrAnd the voltage amplitude of the voltage pulse applied to the segment electrode is
[0047]
Aspects of the invention18For applying a voltage to a common electrode circuit component and a segment electrode for applying a voltage to a common electrode on either a substrate having a plurality of common electrodes or a substrate having a plurality of segment electrodes The segment electrode circuit component is provided, a voltage is applied to the common electrode by the common electrode circuit component, and a voltage is applied to the segment electrode by the segment electrode circuit component. According to such a driving method, the transparent display panel and the driving circuit can be aggregated and electrically connected to a certain part, and the design freedom in installation as a transparent display body is high.
[0048]
Aspects of the invention19Connects the electrode on the substrate on which the common electrode circuit component and the segment electrode circuit component are not provided to the common electrode circuit component or the segment electrode circuit component through a sealing material containing conductive fine particles. A driving method of a transparent display device is provided. According to such a driving method, the electrical connection between the transparent display panel and the driving circuit can be performed only by the substrate with the transparent electrode on one side, and the design flexibility in installing the display body is further increased.
[0049]
Aspects of the invention20Has a memory liquid crystal layer sandwiched between a substrate provided with a plurality of common electrodes and a substrate provided with a plurality of segment electrodes, and at least a part of the opposing substrate is bonded via a transparent sealing material. A transparent display device driving method for driving a transparent display device is provided. According to such a driving method, transparency is maintained even in the peripheral portion of the display panel, and the degree of design freedom in installing the display body is further increased.
[0050]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device of the present invention. The liquid crystal display device (transparent display device) shown in FIG.A1B,
[0051]
[0052]
As a cured resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more, for example, a resin film obtained by curing polyimide (for example, product number: JALS-682-R3 manufactured by JSR Corporation) can be used. The cured resin is, for example, a resin in a state where the glass transition temperature is at least 60 degrees. Although the glass transition temperature should just be 60 degree | times or more, it is more preferable if the glass transition temperature is 100 degree | times or more.
[0053]
The
[0054]
An electric insulating layer formed of a metal oxide or the like may be provided between the
[0055]
The gap between the electrodes is held by a spacer or the like, and preferably 2 to 15 μm. Furthermore, 3-6 micrometers is preferable. This is because if the electrode gap is too small, the contrast ratio of the display is lowered, and if it is too large, the driving voltage is increased, and the liquid crystal alignment in the planar state is disturbed, and the transparency may be slightly impaired.
[0056]
The display mode is, for example, dot matrix display. A non-full dot matrix display such as a segment display may be used as long as the display mode scans the common electrode. The substrate may be a glass substrate or a resin substrate, but it is preferable to use a transparent substrate in order to make use of the characteristics of the display body. Moreover, the combination of a glass substrate and a resin substrate may be sufficient. The substrate may be colorless, but a colored substrate may be used as long as it has transparency.
[0057]
A very small amount of spacer is dispersed in the electrode surface, the four sides of the opposed substrate are sealed with a sealing material such as epoxy resin except for the injection holes, and the liquid crystal composition is filled into the cell by vacuum injection. At this time, it is more preferable to use a transparent sealing material after curing as the sealing material because transparency can be exhibited up to the peripheral portion when the display body is made transparent. Examples of the transparent sealing material after curing include an epoxy system, an acrylic system, a urethane system, an ene-thiol system, or a mixed system thereof. For curing the sealing material, heat curing, photocuring, or the like can be used.
[0058]
The
[0059]
The central wavelength of the selectively reflected light of this chiral nematic liquid crystal is preferably 0.7 μm or more and 1.2 μm or less. If the center wavelength of the selectively reflected light is within this range, the scattering property at the time of focal conic is high, and a higher transmission-scattering contrast can be obtained. Further, when the
[0060]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a driving device that drives a transparent liquid crystal panel (transparent display device). The
[0061]
Next, an operation when rewriting the display of the transparent
[0062]
Subsequent to the scan for applying the on-voltage, the transparent display body driving device is operated by the row electrode 2.BAre sequentially scanned, and a voltage corresponding to display data is applied. As a result, a desired display is written and the rewriting of the display is completed. The transparent display body driving device includes the
[0063]
Each
[0064]
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a drive waveform at the time of display rewriting. FIG.n= WnAn example in the case of = 2 is shown. That is, an example is shown in which a scan for applying an on-voltage to the memory liquid crystal on the entire screen and a scan for writing display data are each performed twice. Time Tp1, Tp2Indicates the first scanning time and the second scanning time for applying the ON voltage, respectively. Similarly, time Td1, Td2Indicates a first scanning time and a second scanning time for writing display data.
[0065]
FIG. 3A shows one row electrode 2.BFIG. 3B shows an example of a driving waveform applied to the column electrode 2.AIt is an example of the drive waveform applied to. As shown in FIGS. 3A and 3B, the
[0066]
VrAnd VcWhen determiningr+ Vc> VP, Vr-Vc= VF, Vc<
[0067]
Time Tp1, The
[0068]
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a screen change during display rewriting. Assume that the screen shown in FIG. 4A is initially displayed. Time Tp1In FIG. 4, when the first scan for applying the on-voltage is performed, the memory liquid crystal on the entire screen enters a weak scattering state, and the display starts to disappear as shown in FIG. Time Tp2When the second scan is performed, the display disappears further. If the scanning is stopped after the first scanning or the second scanning, the entire screen is turned on (transparent) within a few seconds. However, here, it is assumed that the next scan is started immediately after one scan is completed without waiting for the on display.
[0069]
Time Td1, The
[0070]
In FIG. 3, time Td1,
[0071]
Time Tp2After the scan at, time Td1And time Td2When scanning for writing display data is performed, a desired display is written as shown in FIG. Time Td2Thereafter, when the scanning is finished, the pixel to which the on voltage is applied is turned on in a few seconds, and the writing of the display data is completed as shown in FIG.
[0072]
Here, when scanning for applying an ON voltage and scanning for writing display data are performed twice (An= Wn= 2), the number of times of scanning does not have to be two. For example, voltage Vr+ VcSet higher or select time AtIs set to be long, the afterimage can be erased by performing only one scan for applying the ON voltage. Conversely, voltage Vr+ VcOr lower the selection time AtIs shortened, the number of scans A to erase the afterimage AnWill increase.
[0073]
Even when scanning for writing display data is performed, Vr+ VcSet the voltage of higher or select time WtIs set longer, display data writing can be completed in one scan. Conversely, Vr+ VcSet the voltage of the lower or select the selection time WtIs set short, the number of scans W for writing display datanWill increase. When display data is written in a plurality of scans, the difference in contrast between the first scan and the second scan is the largest, and the degree of contrast improvement gradually decreases in the third and subsequent scans.
[0074]
An= WnNot only An≦ WnThe relationship may be established. For example, At> WtAn= 1, WnIt is good also as = 2. In this case, the time required for the entire display rewriting can be shortened.
[0075]
Vr+ VcSet higher or select time AtAnd selection time WtIf the is set longer, the power consumption per scan increases. In addition, selection time AtAnd selection time WtIf is set longer, the time required for one scan also becomes longer.
[0076]
Number of scans A to turn on displaynAnd the number of scans W for writing display datanThe row electrode 2BL (At・ An+ Wt・ Wn) Is preferably set within a predetermined time. L (At・ An+ Wt・ Wn) Is the time from the start of scanning for applying the ON voltage to the end of writing display data. Therefore, L (At・ An+ Wt・ Wn) To satisfy the condition that thenAnd Wn, The rewriting of display data can be completed within a predetermined time. An operator who rewrites display data often feels that it takes too much time if the rewrite time exceeds 60 seconds. Therefore, L (At・ An+ Wt・ Wn) A within 60 secondsnAnd WnIs preferably determined. In particular, the number of scans W for writing display datanIf is set to once or twice, the display rewriting time can be further shortened. Therefore, WnIs preferably determined once or twice.
[0077]
In the scanning for turning on the display and the scanning for writing display data, each
[0078]
At≧ WtAs a result, the contrast of the written display can be improved and the allowable operating voltage can be increased. Here, the allowable operation voltage will be described. The voltage V is applied to the memory liquid crystal for the on display.1It is assumed that the best contrast is obtained by applying. However, the voltage for turning on the display is V1Good contrast can be maintained even when a voltage slightly deviated from is applied. Voltage V1The width of the voltage that can maintain a good contrast centering on the above is referred to as an operation allowable voltage. From the viewpoint of improvement of contrast and allowable operating voltage, At≧ WtIn particular, At≧ 1.2 ・ WtIt is preferable that At≧ 1.5 ・ WtThen, the contrast and the allowable operation voltage can be further improved.
[0079]
Alternatively, display data may be written after the entire screen is turned off (light scattering state) after the on-voltage is applied to the memory liquid crystal of the entire screen. In this case, the liquid crystal driving device performs the scanning for applying the ON voltage, and then performs the row electrode 2.BAre sequentially scanned, and a voltage (off voltage) is applied to shift the
[0080]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of drive waveforms when display data is written after the entire screen is turned off. FIG. 5A shows one row electrode 2.BFIG. 5B shows an example of a driving waveform applied to the column electrode 2.AIt is an example of the drive waveform applied to. FIG. 5C shows the waveform of the voltage applied to the
[0081]
Each
[0082]
In the example shown in FIG.p1, Tp2The scan for applying the ON voltage is performed twice. At this time, as described above, after the voltage signal for turning on the display is applied, it may take time for the transparent display to actually exhibit a transparent state. Application may be performed. Then, time Tf1, The
[0083]
Time Tf1, Tf2The entire screen is turned off by scanning at. Then, time Td1, Td2The display is written by scanning.
[0084]
When scanning for turning off display is performed after scanning for applying an on-voltage, contrast after rewriting display data is improved. Therefore, in order to improve the contrast, it is preferable to perform scanning for turning off display.
[0085]
The number of scans for displaying off is not limited to two. Each
[0086]
In this example, L (At・ An+ Bt・ Bn+ Wt・ Wn) A within a predetermined timen, Bn, And WnIs preferably determined. In particular, L (At・ An+ Bt・ Bn+ Wt・ Wn) A within 60 secondsn, Bn, And WnIs preferably determined. L (At・ An+ Bt・ Bn+ Wt・ Wn) Is the time from the start of scanning for applying the ON voltage to the end of writing display data. Therefore, L (At・ An+ Bt・ Bn+ Wt・ Wn) A within 60 secondsn, Bn, And WnCan be rewritten within 60 seconds. In particular, the number of scans W for writing display datanIf is set to once or twice, the display rewriting time can be further shortened. Therefore, WnIs preferably determined once or twice.
[0087]
Also in this example, the
[0088]
Also in this example, from the viewpoint of improving the contrast and the allowable operating voltage, At≧ WtIn particular, At≧ 1.2 ・ WtIt is preferable that At≧ 1.5 ・ WtIf so, contrast and the like can be further improved.
[0089]
A driving method for writing display data without turning the entire screen off after the whole screen is turned on as shown in FIG.nApplicable when = 0.
[0090]
According to the driving methods shown in the above examples, all the pixels are turned on or off before writing a new display, so that the afterimage can be erased. When all the pixels are turned on or off, the
[0091]
In each of the above examples, the
[0092]
For example, in scanning for writing display data, the
[0093]
However, the voltage for shifting the memory type liquid crystal to the planar is higher than the voltage for shifting to the focal conic. Therefore, the voltage A which is the on-voltagevIs a voltage B for turning off the memory liquid crystal.vHigher than. Thus, the voltage AvAfter applying voltage AvLower voltage BvIs applied to turn off the entire screen, so that good contrast and an allowable operation voltage can be obtained after writing display data.
[0094]
In each of the above examples, the case of performing line sequential scanning has been described.BThis scanning may not be line sequential scanning.
[0095]
In each of the above examples, a voltage may be applied to the
[0096]
As shown in FIG. 6, the
[0097]
Each
[0098]
If the polarity is reversed within the selection period, the power consumption increases. However, when the polarity is reversed within the selection period in the scan for writing the display data, it is possible to prevent the screen from being streaked. Therefore, in order to improve the appearance at the time of display rewriting, it is preferable to reverse the polarity within the selection period in the scan for writing display data.
[0099]
Further, as a driving apparatus to which the driving method of the present invention is applied, a row driver (common electrode circuit component for applying voltage to the common electrode) and a column driver (segment electrode circuit for applying voltage to the segment electrode)
[0100]
[0101]
With this configuration, half of the entire row electrodes (odd-numbered row electrodes) and the
[0102]
Further, the
[0103]
[0104]
In FIG. 8, the thickness of each wiring is shown uniformly, but the
[0105]
Further, the sealing
[0106]
Although FIG. 8 shows the case where the row driver and the column driver are arranged on the substrate on the row electrode side, a configuration may be adopted in which they are arranged on the substrate on the column electrode side.
[0107]
As shown in FIG. 8, the row driver and the column driver are arranged on one substrate, and the column electrode or the row electrode of one substrate is connected to the column driver or the row driver of the other substrate through conductive beads. Thus, each electrode and each driver can be aggregated and electrically connected to a certain part. As a result, the degree of freedom in design when installing the transparent liquid crystal panel as a transparent display body can be increased.
[0108]
【Example】
Next, examples of the present invention will be described.
Example 1 A glass substrate having 240 striped transparent electrodes and a glass substrate having 240 striped transparent electrodes were prepared. An inorganic thin film was formed as an electrical insulating layer on the side of each glass substrate in contact with the liquid crystal layer, and a resin solution of polyimide (manufactured by JSR Corporation, product number: JALS-682-R3) was applied and baked to be rubbed. The thickness of this resin film was 500 mm, and the pretilt angle realized by this resin film was about 89 °. The rubbing direction of each substrate was set so as to face each other when the stripe electrodes were overlapped so as to intersect each other. Thereafter, resin spacers having a diameter of 4 μm were sprayed on the lower substrate surface. On the upper substrate, a transparent epoxy resin having a width of about 0.4 mm was printed on four sides excluding the injection hole. The glass substrates were overlapped so that the stripe electrodes of the upper and lower substrates intersected to cure the epoxy resin, thereby forming an empty cell.
[0109]
Commercially available nematic liquid crystal (“MJ00423” manufactured by Merck Japan Ltd .: Tc= 94.0 ° C, Δn = 0.230, ε = 15.0), 8.9 parts by mass of the chiral agent represented by
[0110]
[Chemical 1]
[0111]
[Chemical formula 2]
[0112]
The length of the helical pitch of the liquid crystal A was 0.559 μm. Liquid crystal A was injected into the previously prepared empty cell by a vacuum injection method, and the injection hole was sealed with an ultraviolet curing sealing material to prepare a liquid crystal panel. When a bipolar rectangular wave pulse having an effective value of 20 V and a width of 10 msec is applied only once to some row electrodes and some column electrodes of this liquid crystal panel and left standing for 10 seconds, the voltage applied to each electrode The crossing portion showed a transparent state with high transparency. When the spectral reflection characteristics of the transparent portion were measured, selective reflection with a center wavelength of about 0.91 μm was observed. Further, the transmittance of the transparent portion was measured with a Schlieren optical system having a condensing angle of about 5 degrees, and was found to be 82% including the glass substrate. Therefore, the condition that the center wavelength of the selectively reflected light is 0.7 μm or more and 1.2 μm or less can be satisfied. Further, the condition that the transmittance of the transparent display device is 50% or more (more preferably 70% or more) when the memory liquid crystal layer is in a transparent state can be satisfied.
[0113]
In this liquid crystal panel, 240 transparent electrodes were used as row electrodes, 240 transparent electrodes were used as column electrodes, and a row driver and a column driver were connected to the row electrode and the column electrode, respectively. In this example, an arbitrary waveform generator manufactured by Sunwater Co., Ltd. was used as a driving device including a row driver and a column driver.
[0114]
FIG. 9 shows examples of combinations of drive parameters and measurement results such as contrast in each combination. As shown in FIG. 9, the number of scans A for applying the ON voltage An, Voltage A for turning on the memory liquid crystalv, Number of scans B for off displayn, Voltage B for turning off the memory LCDv, Number of scans W for writing display datan, Selection time At, Bt, WtThe liquid crystal panel was driven by changing. Voltage amplitude V with respect to row electrode in scanning for writing display datarIs 17.9 V, and the voltage amplitude V with respect to the column electrodecWas 1.1V. That is, in the scan for writing the display, V is applied to the memory liquid crystal to be turned on.r+ Vc= 19V is applied and V is applied to the memory liquid crystal which is turned off.r-Vc= 16.8 V was applied. The ratio of Vr to Vc (Vr / Vc) is about 16. Therefore, 10 ≦ Vr/ Vc≦ 20 can be satisfied.
[0115]
In this combination of parameters, the display rewriting time and the transmission-scattering contrast in a schlieren optical system with a focusing angle of about 5 degrees were measured, and it was confirmed whether or not an afterimage was generated after rewriting the display. The measurement results are as shown in FIG. In each combination of parameters shown in FIG. 9, the display rewriting time was 60 seconds or less. In either case, a contrast of 4 or more could be realized, and no afterimage was confirmed. In the transmission-scattering display, the background transmittance is high, and in the case of the liquid crystal panel prepared in this embodiment, the transmittance is 80% or more. Therefore, if the contrast is 4 or more, the display can be performed satisfactorily.
[0116]
[Comparative Example 1] The display was rewritten without performing the scanning for applying the on-voltage and the scanning for turning off the display. FIG. 10 shows the parameter combinations and measurement results at this time. As shown in FIG. 10, the number of scans W for writing display datanChanged. Also, the selection time WtWas 8 ms. In this case, as shown in FIG. 10, the contrast was lower than that in Example 1, and afterimages and display contrast unevenness within the display surface were confirmed.
[0117]
From the results of Example 1 and Comparative Example 1, scanning for applying an on-voltage or scanning for turning off display is performed, and then scanning for writing display data is performed. It can be seen that a high display can be obtained.
[0118]
In addition, voltage AvIs 19V and voltage Vr+ VcThe liquid crystal panel was driven so that the voltage was 19V. At this time, the selection time WtAnd selection time AtThe contrast and the operation allowable voltage after the display rewriting were measured by changing the ratio. Selection time WtThan selection time AtThe longer the time, the better the contrast and the wider the allowable operating voltage.
[0119]
Next, a usage example of the transparent display device driven by the driving method of the present invention will be described. Conventionally, retail stores often employ a store design in which transparent glass sheets are arranged on the outer surface of the store so that the inside of the store can be seen from the street. At that time, advertisements for in-store products and sales period guidance were performed by printing directly on the glass wall or pasting advertisement paper. Therefore, at the end of product replacement or sale, it was necessary to remove the print or replace the attached advertising paper every time, and it often took a lot of money and time to update the printed matter or perform the printing. .
[0120]
The transparent display device driven by the driving method of the present invention can be used as a part of such a transparent store outer wall, a show window or a showcase. FIG. 11 shows a transparent display body that displays a weather forecast for the day as a service to a customer of the store. By rewriting the display of the transparent display body every hour, the weather forecast for the day is provided to the customer as a service. In the image shown in FIG. 11, background portions such as “sun”, “cloud”, and time display are in a transparent state. Even when the information shown in FIG. 11 is rewritten, information such as “weather forecast icon” does not remain as an afterimage in the new display. In the case of performing display with a size of 20 cm in length and 20 cm in width, for example, the display shown in FIG. 11 can be written using 160 row electrodes and 160 column electrodes. At this time, the size of one pixel is 1.25 mm in length and 1.25 mm in width.
[0121]
Table 1 below shows A in the present invention.n, BnAnd WnOther combinations of parameters such as
[0122]
[Table 1]
[0123]
【The invention's effect】
In the first aspect of the present invention, the display can be rewritten within a predetermined time without leaving an afterimage, and the generation of a load in the row driver or the column driver can be prevented. Also,High transparency at the time of transparency can be realized,Display can be performed with a good contrast between the transmissive state and the light scattering state. In
[0124]
B as in
[0125]
In
[0126]
Aspect 11Then, higher transparency can be expressed. Aspect10, 12Then, the transmittance in a transparent state can be improved, and in particular, the transmittance when observed from an oblique direction can be improved.
[0127]
Aspect13Higher contrast can be obtained14Then, since the drive voltage can be reduced, the power consumption can be reduced. Aspect15Then, by increasing the transmittance when transparent, the degree of freedom of the installation method of the transparent display device can be increased,16Then, the same usage as a normal plate glass can be provided.
[0128]
Aspect17Then, the response time until display completion can be shortened by setting the ratio (Vr / Vc) of the voltage applied to the row electrode and the column electrode to 10-20. Aspect18Then, circuit components can be integrated and mounted. Aspect19Thus, circuit components can be mounted only on one glass substrate, and the degree of freedom of the method for installing the transparent display device can be further increased. Aspect20Then, the restriction on the usage can be reduced by maintaining the transparent state up to the edge of the display body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a liquid crystal panel using a memory liquid crystal.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a driving device that drives a liquid crystal panel.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a drive waveform at the time of display rewriting.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a screen change during display rewriting.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a drive waveform at the time of display rewriting.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of polarity reversal for each scan.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of polarity reversal within a selection time.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration example when each driver is arranged on one substrate.
FIG. 9 is a diagram showing setting parameters and measurement results of an example.
FIG. 10 is a diagram showing setting parameters and measurement results of a comparative example.
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of information displayed on a liquid crystal panel.
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an example of an alignment state of a memory liquid crystal.
[Explanation of symbols]
1A, 1B Glass substrate
2A, 2B electrode
3A, 3B Polymer thin film
4 Liquid crystal composition
11 Controller
12 line driver
13 row driver
14 Liquid crystal power supply
Claims (20)
ことを特徴とする透明表示装置の駆動方法。Scanning to select one common electrode at a time, including a memory liquid crystal layer that exhibits at least two stable states and is transparent in any one stable state, a plurality of common electrodes, and a plurality of segment electrodes A method for driving a transparent display device, in which the total number of common electrodes is L, and the selection period of each common electrode is A when a voltage for turning on the memory liquid crystal layer is applied to the memory liquid crystal layer. t seconds, the at least one scan for applying a voltage to turn on the display of the memory-type liquid crystal layer, the number of scans to perform all of the common electrode so as to select one by one a n times (a n : integer of 1 or more), the selection period of each of the common electrodes B t seconds when a voltage for turning off the display of the memory-type liquid crystal layer applied to the memory liquid crystal layer, Oh the memory liquid crystal layer The number of scans for applying a voltage to the display B n times (B n: 0 or an integer), the selection period of each of the common electrodes when a voltage corresponding to the display data applied to the memory liquid crystal layer When W t seconds and the number of scans for applying a voltage corresponding to display data to the memory liquid crystal layer is W n times (W n : an integer of 2 or more) , L (A t · A n + B t · A n , B n , and W n are determined such that (B n + W t · W n ) is equal to or less than a predetermined time, and an on voltage for turning on the memory liquid crystal layer is set to the memory liquid crystal layer. Higher than an off-voltage for turning off display, an on-voltage is applied to the memory liquid crystal layer, an off-voltage is applied to the memory liquid crystal layer, and a voltage corresponding to display data is then applied to the memory liquid crystal layer. is applied to the memory liquid crystal layer, select the incident light is selectively reflected anti A chiral nematic liquid crystal exhibiting a first state in which light is generated and a second state in which incident light is scattered and the selective reflection light includes an infrared wavelength is included in the memory liquid crystal layer, A method for driving a transparent display device, comprising: driving a transparent display device in which a resin film that realizes a pretilt angle of 60 ° or more is provided on at least one of the segment electrodes .
請求項1〜9のいずれか1項に記載の透明表示装置の駆動方法。The driving method of the transparent display device according to any one of claims 1 to 9 for driving the transparent display device which the resin film is provided to achieve a pre-tilt angle of 60 ° or more in both the common-electrode and the segment electrode.
前記コモン電極用回路部品によってコモン電極に電圧を印加し、前記セグメント電極用回路部品によってセグメント電極に電圧を印加する
請求項1〜17のいずれか1項に記載の透明表示装置の駆動方法。A common electrode circuit component for applying a voltage to a common electrode and a segment for applying a voltage to a segment electrode on either a substrate provided with a plurality of common electrodes or a substrate provided with a plurality of segment electrodes With electrode circuit components,
Wherein a voltage is applied to the common electrode by the circuit parts for the common electrode, the driving method of the transparent display device according to any one of claims 1 to 17 for applying a voltage to the segment electrodes by the circuit component the segment electrode.
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