JP2005242210A - カイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カイラルネマチック液晶の双安定性の表示モードを利用して画像を表示することができ、また、生産コストが低く量産に適したカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供する。
【解決手段】 レギュレータ２と、レギュレータ２の出力電位Ｖ_ＤＤ１を変換して電位Ｖ_０を出力する電圧変換回路３と、分圧によって電位Ｖ_１〜Ｖ_４を生成し、その電位を出力する分割回路４およびボルテージフォロワ部５と、液晶パネル３１を駆動するドライバ１０と、ドライバ１０を制御する制御回路８と、定められた周波数で信号を出力するＣＲ発振回路７と、メモリ９と、ＭＰＵ３２が出力する所定の信号を検出して、その後所定時間が経過したときに制御回路８に対する指示を出力するタイミング制御回路１７とを１つのチップとして作成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置に関する。

カイラルネマチック液晶表示装置は、液晶層が双安定性の動作モードを有する点で、従来のＴＮ（Twisted Nematic ）液晶やＳＴＮ（Super-Twisted Nematic ）液晶を用いた液晶表示装置と区別される。カイラルネマチック液晶表示装置は、液晶層に電圧を印加しない状態で、プレナー状態またはフォーカルコニック状態の２種類の表示状態を保持できる。従って、電子装置全体として省電力化でき、かつ長時間表示を維持できるという大きな利点である。

カイラルネマチック液晶表示装置の素子構造や駆動方法については、例えば、特許文献１に記載されている。また、式場用表示装置、電子棚札等の公衆表示装置に、カイラルネマチック液晶表示装置を用いることが特許文献２、特許文献３等に示されている。また、デパートや駅などの不特定多数の人々に同時に情報を提供できる超大型公衆表示装置にカイラルネマチック液晶表示装置を用いることも提案されている。

なお、これまでに複数の回路を１つのチップにまとめた製品が販売されている（例えば、新日本無線株式会社製の「ＮＪＵ６８１５（品番）」）。

特開２００３−１７７３７７号公報 特開２００３−１８６４３２号公報 特開２００３−１７４９５４号公報

カイラルネマチック液晶表示装置は、水平配向膜でツイスト配向させた液晶表示装置に比して、駆動電圧がやや高い。そのため、従来からある安価なＳＴＮ液晶用ドライバＩＣを、そのまま用いて駆動することが難しい。また、所望の選択反射特性（選択反射波長域と輝度）を得るために、カイラルネマチック液晶層を構成すると、液晶セルとしての駆動電圧は約２０Ｖを超える。すると、液晶表示装置の駆動装置として一般的に用いられている集積回路（液晶ドライバＩＣ）の回路構成が複雑になる。また、所定の生産コストでドライバＩＣを量産することが難しくなる。また、ドライバＩＣを２チップ以上の構成とすることも考えられるが小型化の観点から採用することができない。なお、ここに記載したドライバＩＣとは、表示制御を行う制御回路等とは別個に備えられるＩＣである。

本発明は、カイラルネマチック液晶の双安定性の表示モードを利用して画像を表示することができ、また、生産コストが低く量産に適したカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の態様１は、複数の走査電極と複数の信号電極との間にカイラルネマチック液晶を挟持するカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置であって、第１の電位を出力する第１電位出力部と、第１の電位を変換して第２の電位を出力する変換部と、所定の電位と第２の電位との電位差を分圧することによって複数種類の電位を生じさせる直列接続された複数の抵抗と、分圧によって生じた複数種類の電位とそれぞれ一対一に対応し、分圧によって生じた電位を入力する複数のボルテージフォロワと、カイラルネマチック液晶表示装置に表示する画像の画像データを記憶するメモリと、所定の電位と第２の電位と各ボルテージフォロワが出力する電位とを入力し、個々の走査電極を選択しながら走査電極の走査を行い、前記画像データに基づいて、選択した走査電極、選択していない走査電極、および各信号電極の電位を、入力した電位のいずれかの電位に設定してカイラルネマチック液晶表示装置に画像を表示させるドライバと、ドライバおよび変換部を制御する制御回路とを含む１つのチップとして形成され、ドライバが、制御回路に従って、カイラルネマチック液晶に対する印加電圧の最大値が１４〜２０Ｖになるように、選択した走査電極、選択していない走査電極、および各信号電極の電位を設定することを特徴とするカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供する。

本発明の態様２は、態様１において、制御回路が、変換部による電位の変換が行われないスタンバイ状態を解除する第１の処理と、カイラルネマチック液晶に対する電圧印加開始をドライバに指示する第２の処理と、カイラルネマチック液晶に電圧を印加して、各走査電極と各信号電極との間に挟持されたカイラルネマチック液晶全体を均一の状態にするようにドライバに指示する第３の処理と、カイラルネマチック液晶表示装置に画像を表示させるようにドライバに指示する第４の処理と、カイラルネマチック液晶に対する電圧印加停止をドライバに指示する第５の処理と、スタンバイ状態を設定する第６の処理とを実行するカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供する。

本発明の態様３は、態様２において、制御回路が、第１の処理を実行後、メモリへの画像データの書き込みを指示する画像データ書込制御信号を駆動装置の外部から入力されたときに、当該画像データ書込制御信号に応じて、駆動装置の外部から入力される画像データをメモリに書き込むカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供する。

本発明の態様４は、態様３において、駆動装置の外部から制御回路に入力される画像データ書込制御信号を検出し、画像データ書込制御信号を検出してから第１の所定時間が経過したときに、制御回路に第３の処理を実行させ、第１の所定時間が経過したときからさらに第２の所定時間が経過したときに、制御回路に第４の処理を実行させるタイミング制御回路を含むカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供する。

本発明の態様５は、態様２または態様３において、制御回路が、第１の処理から第６の処理までの各処理を、それぞれ駆動装置の外部から入力される制御信号に応じて実行するカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供する。

本発明の態様６は、態様１から態様５のうちのいずれかにおいて、複数の抵抗が、所定の電位と第２の電位との電位差を分圧することによって４種類の電位を生じさせ、ドライバが、所定の電位と第２の電位と当該４種類の電位とを用いてＩＡＰＴによって走査を行うカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供する。

本発明の態様７は、態様１から態様５のうちのいずれかにおいて、複数の抵抗が、所定の電位と第２の電位との電位差を分圧することによって３種類の電位を生じさせ、ドライバが、所定の電位と第２の電位と当該３種類の電位とを用いてＡＰＴによって走査を行うカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供する。

本発明の態様８は、態様２から態様７のうちのいずれかにおいて、第１電位出力部と変換部とを接続する配線上に、当該配線を電圧供給可能な状態または電圧供給不能な状態に切り替えるスイッチを備え、制御回路が、第１の処理を実行するときに、前記スイッチに、電圧供給可能な状態に切り替えさせ、第６の処理を実行するときに、前記スイッチに、電圧供給不能な状態に切り替えさせるカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供する。

本発明の態様９は、態様１から態様８のうちのいずれかにおいて、カイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置が、電子棚札として使用されるカイラルネマチック液晶表示装置を駆動する駆動装置であるカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置を提供する。

本発明によるカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置は、ドライバや制御回路などを含む１つのチップとして形成されているので、生産コストが低く量産に適した駆動装置として実現することができる。また、ドライバがカイラルネマチック液晶に印加する電圧の最大値が１４〜２０Ｖであるので、２０Ｖ以下の低電圧でカイラルネマチック液晶表示装置を駆動することができる。その結果、電池の寿命を長くすることができる。また、カイラルネマチック液晶の双安定性の表示モード（すなわち、プレナー状態とフォーカルコニック状態）を利用して画像を表示することができる。

以下、発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明によるカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置の構成例を示すブロック図である。本発明による駆動装置１は、１チップの駆動装置である。従来の駆動装置では、液晶パネルに接続されるドライバＩＣ、発振回路、ドライバＩＣ等を制御する回路（例えば、ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）が、それぞれ別個に設けられていた。それに対し、本発明による駆動装置１は、ドライバ、制御回路等が１つのチップ内に含まれる構成である。この点で、本発明による駆動装置１は、従来の駆動装置と異なる。なお、駆動装置１は、カイラルネマチック液晶表示装置（以下、液晶パネルと記す。）３１に接続される。そして、ＭＰＵ３２からの指示に応じてメモリ９に画像データを書き込み、その画像データに基づいて液晶パネル３１に画像を表示させる。

１つのチップである駆動装置１は、図１に示すように、レギュレータ２と、電圧変換回路３と、分割回路４と、ボルテージフォロワ部５と、スイッチ６と、ＣＲ発振回路７と、制御回路８と、メモリ９と、ドライバ１０と、第１レベルシフタ１５と、第２レベルシフタ１６と、タイミング制御回路１７とを備える。以下の説明では、レベルシフタをＬＳと略記する。また、図１では、図示を省略しているが、レギュレータ２、電圧変換回路３、分割回路４、ボルテージフォロワ部５等の各部は、アースされている。

レギュレータ２は、電源から電位Ｖ_ＤＤ１を入力され、電位Ｖ_ＤＤ１を出力する。本実施形態では、Ｖ_ＤＤ１＝３Ｖである場合を例に説明する。ただし、Ｖ_ＤＤ１は３Ｖに限定されるわけではない。また、厳密には、レギュレータ２の出力電位は入力電位Ｖ_ＤＤ１よりも若干低下するが、ここでは出力電位がＶ_ＤＤ１（３Ｖ）であるものとして説明する。駆動装置１の電源として、例えば、ボタン電池が使用される。本例では、電圧３Ｖのボタン電池を用いて、レギュレータ２に電位Ｖ_ＤＤ１を入力すればよい。

なお、電位Ｖ_ＤＤ１は、後述する電位Ｖ_０〜Ｖ_５（表示パネル３１が備える透明電極に設定される電位）を生成するために入力される。駆動装置１には、電位Ｖ_ＤＤ１の他に、制御回路８等に供給するための電位Ｖ_ＤＤ０も入力される。ここで、電位Ｖ_ＤＤ０はデジタル系構成部に供給するための電位を表し、電位Ｖ_ＤＤ１はアナログ系構成部に供給するための電位を表している。図２は、電位Ｖ_ＤＤ１と電位Ｖ_ＤＤ０の高さの相対的な関係を示す説明図である。図２（ａ）に示す例では、Ｖ_ＤＤ１として使用する電位の範囲は、Ｖ_ＤＤ０として使用する電位の範囲よりも若干高い。ただし、二つの範囲は、一部が重複しているので、電位Ｖ_ＤＤ１と電位Ｖ_ＤＤ０とを等電位としてもよい。また、図２（ａ）では、Ｖ_ＤＤ１として使用する電位の範囲が、Ｖ_ＤＤ０として使用する電位の範囲よりも若干高くなる場合を例示したが、Ｖ_ＤＤ０として使用する電位の範囲が、Ｖ_ＤＤ１として使用する電位の範囲よりも若干高くてもよい。図２（ｂ）は、電位Ｖ_ＤＤ０を電位Ｖ_ＤＤ１よりも低い電位として生成する回路構成の例を示す。駆動装置１（図１参照）に電位Ｖ_ＤＤ１を入力する配線に、抵抗４１，４２を直列に接続し、抵抗４２の一端を接地させる。ただし、抵抗４２の抵抗値は、抵抗４１の抵抗値よりも高い（例えば、１０倍である）。この結果、抵抗４１と抵抗４２との接続部の電位はＶ_ＤＤ１より若干低い電位となるので、この電位をＶ_ＤＤ０として駆動装置１に入力すればよい。また、図２（ｂ）に示す回路構成で出力される２種類の電位の高い方をＶ_ＤＤ０とし、低い方をＶ_ＤＤ１としてもよい。また、図２（ｂ）に示す回路構成を用いずに、電位Ｖ_ＤＤ０と電位Ｖ_ＤＤ１とをそれぞれ別々の電源から供給してもよい。

レギュレータ２の出力端は、図１に示すように、スイッチ６を介して電圧変換回路３に接続される。この結果、電圧変換回路３には、レギュレータ２の出力電位Ｖ_ＤＤ１が入力される。スイッチ６は、レギュレータ２と電圧変換回路３とを接続する配線上に設けられる。スイッチ６は、制御回路８に従って、その配線を、電圧変換回路３に対する電圧供給可能な状態と電圧供給不能な状態とに切り替える。スイッチ６として例えばトランジスタを用いればよい。スイッチ６は、液晶パネル３１内の液晶層に電圧を印加する場合、電圧供給可能な状態に切り替えられる。また、液晶層に対する電圧印加を停止する場合、電圧供給不能な状態に切り替えられる。なお、電圧供給不能な状態に切り替えた場合であっても、数μＡ以下の微小な定常電流が流れることがある。このように、数μＡ以下の定常電流が流れてしまう状態も、「電圧供給不能な状態」に含めるものとする。

図１に示す例では、電圧変換回路３は、昇圧型の電圧変換回路である。電圧変換回路３は、駆動装置１の外部に設けられたコンデンサ１９に接続されている。そして、コンデンサ１９により、入力された電位Ｖ_ＤＤ１を昇圧する。本実施形態では、６個のコンデンサ１９を用いて、入力電位を７倍に昇圧するものとする。電圧変換回路３は、１４Ｖ〜２０Ｖの電位を出力可能な程度まで、入力電位Ｖ_ＤＤ１を昇圧すればよい。本例では、Ｖ_ＤＤ１＝３Ｖであり、７倍に昇圧することにより２１Ｖの電位を生成できる。この結果、電圧変換回路３は、１４Ｖ〜２０Ｖの電位を出力することができる。以下、電圧変換回路３が２０Ｖの電位を出力する場合を例にして説明する。なお、ここでは、６個のコンデンサ１９を用いて入力電位を７倍に昇圧する場合を例にして説明したが、コンデンサ１９の個数は６個に限定されない。コンデンサ１９の個数は、電位Ｖ_ＤＤ１や、所望の電圧変換回路出力電位に応じて増減させればよい。

以下、図３を参照して、電圧変換回路３、分割回路４およびボルテージフォロワ部５の接続状態について説明する。本実施形態では、電圧変換回路３の出力電位をＶ_０とする。本例では、Ｖ_０＝２０Ｖである。分割回路４は、直列に接続された複数の抵抗４_ａ〜４_ｅを備えている。図３に示すように、電圧変換回路３の出力端から引き出されている配線に接続されている順番に、抵抗４_ａ、抵抗４_ｂ、抵抗４_ｃ、抵抗４_ｄ、抵抗４_ｅとする。抵抗４_ｅは接地され、抵抗４_ｅの一端は電位Ｖ_ｓｓ（＝０Ｖ）に設定される。また、抵抗４_ａ，４_ｂ，４_ｄ，４_ｅの抵抗値は等しく、抵抗４_ｃの抵抗値は他の抵抗値よりも大きい。抵抗４_ａ〜４_ｅは、電圧変換回路３との出力電位Ｖ_０と接地電位Ｖ_ｓｓとの電位差（２０Ｖ−０Ｖ＝２０Ｖ）を分圧する。この結果、各抵抗間の電位は、０Ｖより大きく、２０Ｖ未満の電位となる。抵抗４_ａ，４_ｂ間の電位をＶ_１、抵抗４_ｂ，４_ｃ間の電位をＶ_２、抵抗４_ｃ，４_ｄ間の電位をＶ_３、抵抗４_ｄ，４_ｅ間の電位をＶ_４とする。また、抵抗４_ｅの接地箇所から引き出されている配線の電位をＶ_５とする。Ｖ_５＝Ｖ_ｓｓ（＝０Ｖ）である。本実施形態では、分圧により、Ｖ_１＝１７．５Ｖ、Ｖ_２＝１５．０Ｖ、Ｖ_３＝５．０Ｖ、Ｖ_４＝２．５Ｖになっているものとする。また、既に説明したように、Ｖ_０＝２０Ｖである。

ボルテージフォロワ部５は、複数のボルテージフォロワを含む。図３に示す例では、４つのボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄを含む場合を示している。各ボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄは、それぞれ電位Ｖ_１〜Ｖ_４と一対一に対応する。そして、各ボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄにはそれぞれ電位Ｖ_１〜Ｖ_４が入力され、各ボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄはそれぞれ電位Ｖ_１〜Ｖ_４を出力する。ボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄによって、入力電位と等しい電位が出力されることで、液晶パネル３１を駆動する駆動能力が上げられる。

図４は、各ボルテージフォロワに電圧が供給されている状態を示す説明図である。各ボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄには、電圧変換回路３から電位Ｖ_０が入力され、抵抗４_ｅの接地箇所から電位Ｖ_５が入力される。この結果、Ｖ_０−Ｖ_５の電圧が供給される。

以上に説明した各電位Ｖ_０〜Ｖ_５は、液晶パネル３１が備える透明電極に設定される電位として使用される。図３に示すように、電圧変換回路３の出力端から引き出される配線は、ドライバ１０に接続される。同様に、抵抗４_ｅの接地箇所から引き出される配線も、ドライバ１０に接続される。また、各ボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄの出力端もドライバ１０に接続される。そして、ドライバ１０には、各電位Ｖ_０、Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３、Ｖ_４、およびＶ_５が入力される。ドライバ１０は、制御回路８の制御に従って、液晶パネル３１の各透明電極を、６種類の電位（Ｖ_０〜Ｖ_５）のいずれかに設定する。なお、ドライバ１０の耐圧は、例えば１８〜２０Ｖであるが、１８〜２２Ｖであることが好ましい。すなわち、ドライバ１０は、最大で１８〜２０Ｖ（好ましくは１８〜２２Ｖ）の電圧を液晶パネル３１内の液晶に印加可能なドライバである。また、ドライバ１０は、ドライバ１０の外部から電位（Ｖ_０〜Ｖ_５）の入力を受けることが可能であり、ドライバ１０の外部からクロック信号を受信することが可能なドライバである。

なお、各抵抗４_ａ〜４_ｅの抵抗値は、電圧Ｖ_０−Ｖ_３、およびＶ_２−Ｖ_５が、カイラルネマチック液晶をフォーカルコニック状態にすることができる電圧になり、電圧Ｖ_０−Ｖ_１、Ｖ_１−Ｖ_２、Ｖ_３−Ｖ_４、およびＶ_４−Ｖ_５が、液晶の状態に影響を及ぼさない電圧になるように定められる。

図１に示す液晶パネル３１は、複数の走査電極と複数の信号電極との間にカイラルネマチック液晶を挟持したカイラルネマチック液晶表示装置である。また、液晶パネル３１は、例えば、６５本の走査電極と１３２本の信号電極により、６５×１３２画素を有する液晶パネルである。ただし、上記の走査電極数、信号電極数、および画素数は例示であり、６５本、１３２本などの数に限定されるわけではない。

上述のように、ドライバ１０には、各電位Ｖ_０〜Ｖ_５が入力される。また、ドライバ１０は、各信号電極と一対一に接続される複数の信号電極用接続端子と、各走査電極と一対一に接続される複数の走査電極用接続端子とを備える。ドライバ１０は、制御回路８に従って、各信号電極用接続端子に接続されている各信号電極および各走査電極用接続端子に接続されている各走査電極の電位をＶ_０〜Ｖ_５に設定する。

制御回路８は、第１ＬＳ１５を介してドライバ１０に制御信号を出力する。同様に、第２ＬＳ１６を介してボルテージフォロワ部５に制御信号を出力する。第１ＬＳ１５および第２ＬＳ１６は、それぞれドライバ１０やボルテージフォロワ部５の耐圧に応じて、制御回路８が出力する信号のレベルを制御する。なお、第１ＬＳ１５および第２ＬＳ１６に対する電圧供給は、電圧変換回路３が行う。

制御回路８は、ディスプレイ制御信号をドライバ１０に出力する。ディスプレイ制御信号は、ドライバ１０に対して、カイラルネマチック液晶に電圧を印加するか否かを指示する制御信号である。ディスプレイ制御信号がローレベルである状態は、カイラルネマチック液晶に電圧を印加しないことを指示している状態である。ディスプレイ制御信号がハイレベルである状態は、カイラルネマチック液晶に電圧を印加することを指示している状態である。制御回路８がディスプレイ制御信号をローレベルとしている場合、ドライバ１０は各信号電極および各走査電極への電位設定を停止して、カイラルネマチック液晶に対する電圧印加を停止する。ディスプレイ制御信号がハイレベルである場合、ドライバ１０は、制御回路８に従って各信号電極および各走査電極の電位を設定する。ドライバ１０は、液晶パネル３１を駆動する際、個々の走査電極を一本ずつ選択し、選択行および非選択行の走査電極の電位を設定する。そして、各走査電極を選択しながら走査電極を走査していく。また、選択した行の各画素をプレナー状態にするのかフォーカルコニック状態にするのかに応じて、各行の選択期間中に、各信号電極の電位を設定する。この結果、ドライバ１０は、カイラルネマチック液晶に電圧を印加することになる。本例では、６種類の電圧（Ｖ_０〜Ｖ_５）を用いてＩＡＰＴ（Improved Alto Pleshko Technique ）によって液晶パネル３１を駆動するように電圧を印加する。ＡＰＴによる駆動については、後述する。

ＣＲ発振回路７は、制御回路８および電圧変換回路３に対して、定められた周波数で電気信号を出力する。電圧変換回路３に入力される電気信号の周波数が低いと、リプル（出力電位の変動）が大きくなってしまう。従って、ＣＲ発振回路７は、電圧変換回路３におけるリプルがしきい値より小さくなるような周波数で信号を出力すればよい。

メモリ９は、液晶パネル３１に表示させる画像の画像データを記憶する。メモリ９として例えばＤＲＡＭが用いられる。メモリ９への画像データの書き込みは、制御回路８が、ＭＰＵ３２からの指示に従って行う。

制御回路８は、ＭＰＵ−ＩＦ回路２３と、演算部２２と、ドライバコントロール部２４と、レジスタ２５と、分周回路２１とを備える。

ＭＰＵ−ＩＦ回路２３は、駆動装置１の外部に設けられたＭＰＵ３２とのインタフェース回路である。ＭＰＵ３２と制御回路８（ＭＰＵ−ＩＦ回路２３）との間のバスは、例えば、１６ビット（または８ビット）の非同期のデータバスおよび５本の制御バスを含んでいる。この制御バスは、例えば、インテル（商標）系またはモトローラ（商標）系のデータバスに適用される制御信号を送受信するためのバスである。また、シリアルインタフェースによって、ＭＰＵ３２と制御回路８との間におけるデータ等の送受信を行ってもよい。

演算部２２は、メモリ９に書き込まれた画像データに基づいて液晶パネル３１に画像を表示させる際の各種演算を実行する。ドライバコントロール部２４は、ドライバ１０に対して制御信号を出力する。レジスタ２５は、内容の書き換えが禁止されている領域２６を含んでいる。この書換禁止領域２６には、後述する「表示状態のリセット」を実行する際の一連の命令群や、後述する「画像の表示」を実行する際の一連の命令群等が記憶されている。

制御回路８（より具体的にはドライバコントロール部２４）は、フレーム期間が所定の期間になるように、ドライバ１０に表示クロック信号を出力する。フレーム期間とは、ある１つの走査電極の選択開始時から、次のその走査電極が選択されるときの選択開始時までの期間である。ドライバ１０は、表示クロック信号の出力に応じて１回の走査を行う。また、１秒間に含まれるフレーム期間の回数をフレーム周波数と記す。フレーム周波数は、フレーム期間をＴ_ｆ［ｓ（秒）］とした場合に１／Ｔ_ｆ［Ｈｚ］と表される。カイラルネマチック液晶表示装置に要求されるフレーム周波数は、１Ｈｚ程度より低い周波数となる場合もある。分周回路２１は、ＣＲ発振回路７によって出力される電気信号の周波数を分周する。そして、制御回路８は、低い周波数の表示クロック信号をドライバ１０に出力する。なお、変換回路３におけるリプルを低減させるためには、ＣＲ発振回路７が出力する電気信号の周波数を高くする必要がある。分周回路２１は、この周波数を分周して表示クロック信号の周波数を下げる。このとき、分周の回数は１回でなくてもよい。

上述のように、リプル低減の観点からは、ＣＲ発振回路７の出力信号の周波数が高い方がよい。一方、制御回路８がカイラルネマチック液晶表示装置に適した低周波数の表示クロック信号を出力するためには、ＣＲ発振回路７の出力信号の周波数が低い方がよい。このように、相反する周波数が要求されるので、高い周波数で電気信号を出力するＣＲ発振回路と、低い周波数で電気信号を出力するＣＲ発振回路をそれぞれ設けてもよい。そして、高い周波数で電気信号を出力するＣＲ発振回路から電圧変換回路３に電気信号を出力し、低い周波数で電気信号を出力するＣＲ発振回路から制御回路８に電気信号を出力してもよい。この場合、分周回路２１における分周の回数が少なくて済む。

制御回路８は、ドライバ１０に制御信号としてディスプレイ制御信号を出力する。制御回路８は、例えば、液晶パネル３１の液晶層に対する電圧印加を停止する場合、ディスプレイ制御信号をローレベルし、液晶層に対して電圧を印加する場合、ディスプレイ制御信号をハイレベルにする。また、制御回路８は、既に説明した表示クロック信号もドライバ１０に出力する。また、制御回路８は、選択行の切替を指示する制御信号や、後述する正極性駆動または負極性駆動を指示する信号（ＦＲ）もドライバ１０に出力する。

なお、上記のように、複数の回路を１チップの駆動装置としてまとめることは可能である。

次に、タイミング制御回路１７の動作について説明する。ＭＰＵ３２は、メモリ９への画像データの書き込みを指示する制御信号（以下、画像データ書込制御信号と記す。）とともに、画像データを送信し、制御回路８にメモリ９への画像データの書き込みを行わせる。タイミング制御回路１７は、画像データ書込制御信号がＭＰＵ３２から送信されたことを検出する。そして、画像データ書込制御信号を検出してから予め定められた第１の所定時間が経過したときに、後述する「表示状態のリセット」開始を制御回路８に指示する。第１の所定時間経過後、さらに、予め定められた第２の所定時間が経過したときに、後述する「画像の表示」開始を制御回路８に指示する。すなわち、後述する「表示状態のリセット」および「画像の表示」の開始指示は、タイミング制御回路１７によって行われる。よって、ＭＰＵ３２は、画像データ書込制御信号を送信した後、「表示状態のリセット」や「画像の表示」の開始を指示する制御信号を制御回路８に送信する必要はない。なお、制御回路８がタイミング制御回路１７を含む構成であってもよい。

次に、制御回路８による一連の動作について説明する。制御回路８は、例えば、ＭＰＵ３２およびタイミング制御回路１７からの指示に応じて、一連の動作を行う。制御信号８がＭＰＵ３２からスタート信号を受信するまで（あるいは、内蔵レジスタ２５の所定のビットがＭＰＵ３２によって所定の状態に書き換えられるまで）、駆動装置１は、スタンバイ状態になっている。本実施の形態において、スタンバイ状態は、ＣＲ発振回路８からの定周波数の信号出力が停止され、電圧変換回路３による昇圧が停止されている状態である。スタンバイ状態のとき、スイッチ６は、レギュレータ２と電圧変換回路３とを接続する配線が電圧供給不能な状態になるように切り替えられている。ただし、この配線には数μＡ以下の微小な定常電流が流れる場合がある。また、スタンバイ状態において、タイミング制御回路１７は、停止状態に設定されている。

制御回路８は、ＭＰＵ３２からスタート信号を受信した後（あるいは内蔵レジスタ２５の所定のビットがＭＰＵ３２によって所定の状態に書き換えられた後）、「スタンバイ状態の解除」、「電圧印加開始の指示」、「表示状態のリセット」、「画像の表示」、「電圧印加停止の指示」、「スタンバイ状態の設定」という各動作を行う。また、「スタンバイ状態の解除」終了後、「メモリ９に対する画像データの書き込み」を行う場合もある。以下、「スタンバイ状態の解除」終了後、「メモリ９に対する画像データの書き込み」を行うものとして説明する。

「スタンバイ状態の解除」を行う場合、制御回路８は、ＣＲ発振回路７および変換回路３に、スタンバイ状態の解除を指示する信号を出力する。ＣＲ発振回路７は、この信号に応じて、定められた周波数で電気信号の出力を開始する。また、電圧変換回路３は、スタンバイ状態の解除を指示する信号に応じて、レギュレータ２の出力電位Ｖ_ＤＤ１を変換して電位Ｖ_０を出力する動作を開始する。また、制御回路８は、レギュレータ２と電圧変換回路３とを接続する配線が電圧供給可能な状態になるようにスイッチ６を切り替える。また、制御回路８は、タイミング制御回路１７を起動状態に設定する。

電圧変換回路３の出力電位Ｖ_０と接地電位Ｖ_ｓｓとの電位差は、分割回路４において分圧され、分圧により得られた電位Ｖ_１〜Ｖ_４は、ボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄを介して出力される。この結果、ドライバ１０に６種類の電位（Ｖ_０〜Ｖ_５）が入力される。

ＭＰＵ３２は、スタート信号を送信した後、制御回路８に画像データ書込制御信号および画像データを送信する。制御回路８は、画像データ書込制御信号に応じて、「メモリ９に対する画像データの書き込み」を行う。すなわち、ＭＰＵ３２から受信した画像データをメモリ９に書き込む。このとき、タイミング制御回路１７は、ＭＰＵ３２が送信した画像データ書込制御信号を検出する。

続いて、制御回路８は、「電圧印加開始の指示」を行う。具体的には、制御回路８は、ドライバ１０に対して出力するディスプレイ制御信号をハイレベルに切り替える。ディスプレイ制御信号がハイレベルに切り替えられることにより、ドライバ１０は、制御回路８に従って、各信号電極および各走査電極に対する電位設定を開始し、カイラルネマチック液晶への電圧印加を開始する。なお、制御回路８は、ＭＰＵ３２から入力される制御信号に応じて「電圧印加開始の指示」を行ってもよい。あるいは、画像データ書込制御信号を検出したタイミング制御回路１７の指示に応じて「電圧印加開始の指示」を行ってもよい。

続いて、制御回路８は、「表示状態のリセット」を行う。この動作は、タイミング制御回路１７が、画像データ書込制御信号を検出してから第１の所定時間が経過したときに、制御回路８に対して「表示状態のリセット」開始を指示することによって開始される。リセットとは、各走査電極と各信号電極との間に挟持されたカイラルネマチック液晶全体を均一の状態にして、それまで表示されていた画像を消去することを意味する。カイラルネマチック液晶全体を均一の状態にするとは、例えば、カイラルネマチック液晶全体をプレナー状態（またはフォーカルコニック状態）にすることである。液晶全体をプレナー状態（またはフォーカルコニック状態）にすることで、画面全体が同じ色を呈するようになり、それまで表示されていた画像が消去される。制御回路８は、液晶パネル３１の表示状態のリセットを行う場合、ドライバ１０に以下の動作を行わせる。

ドライバ１０は、制御回路８に従って、各走査電極をそれぞれ順次選択していき、選択した走査電極および他の走査電極を所定の電位に設定する。また、ドライバ１０は、全ての信号電極を等電位に設定し、選択行走査電極と各信号電極とに挟持されるカイラルネマチック液晶に対して、ホメオトロピック状態に変化させる電圧を印加する。その走査電極の選択期間が終了したならば、選択する走査電極を切り替え、同様の動作を行う。選択する走査電極を切り替えることによって、それまで選択されていた走査電極と各信号電極とに挟持されていた液晶層への印加電圧は急速に低下し、その液晶層はホメオトロピック状態からプレナー状態に変化する。ドライバ１０が各走査電極を順次走査して、各選択期間毎に同様の動作を行うことで画面全体をプレナー状態にすることができる。なお、各走査電極を１回ずつ選択することで１回の走査を終えることになるが、リセットのための走査回数は２回以上であってもよい。

また、ここでは、各行を順次選択したながら行毎に液晶層をホメオトロピック状態にし、選択行を切り替えてプレナー状態に変化させる場合を示した。全ての走査電極を同時に等電位に設定し、また、全ての信号電極を同時に等電位に設定し、表示画面全体に渡る液晶層に対して同時に電圧を印加してもよい。この場合、表示画面全体に渡る液晶層が同時にホメオトロピック状態に変化する。そして、液晶層に対する電圧印加を停止すると、表示画面全体に渡る液晶層がプレナー状態に変化する。

液晶パネル３１の表示状態をリセットする際に、表示画面全体をプレナー状態にするのではなく、表示画面全体をフォーカルコニック状態にしてもよい。

続いて、制御回路８は、「画像の表示」を行う。この動作は、タイミング制御回路１７が制御回路８に対して「表示状態のリセット」開始を指示してから第２の所定時間が経過したときに、タイミング制御回路１７が、制御回路８に対して「画像の表示」開始を指示することによって開始される。第２の所定時間は、「表示状態のリセット」に要する時間よりも長い時間として定めておく。このように第２の所定時間を定めることによって、「表示状態のリセット」の途中で「画像の表示」指示がなされることが防止される。制御回路８は、「画像の表示」指示を受けると、メモリ９が記憶している画像データに基づいて、液晶パネル３１に画像を表示させる。制御回路８は、液晶パネル３１に画像を表示させる場合、ドライバ１０に以下の動作を行わせる。

ドライバ１０は、制御回路８に従って、各走査電極をそれぞれ順次選択していき、選択した走査電極および、他の走査電極を所定の電位に設定する。また、ドライバ１０は、選択行の画素のうち、プレナー状態にすべき画素が存在する信号電極を所定の電位に設定し、その信号電極と選択行走査電極とに挟持されるカイラルネマチック液晶に対して、ホメオトロピック状態に変化させるための電圧を印加する。また、ドライバ１０は、選択行の画素のうち、フォーカルコニック状態にすべき画素が存在する信号電極を所定の電位に設定し、その信号電極と選択行走査電極とに挟持されるカイラルネマチック液晶に対して、フォーカルコニック状態に変化させるための電圧を印加する。この結果、選択行において、プレナー状態にすべき画素の液晶はホメオトロピック状態に変化し、フォーカルコニック状態にすべき画素の液晶はフォーカルコニック状態に変化する。１本の走査電極の選択期間が終了したら、選択する走査電極を切り替え、同様の動作を行う。選択する走査電極を切り替えることによって、それまで選択されていた行の画素のうち、液晶がホメオトロピック状態にされていた画素の液晶では、印加電圧が急速に低下し、ホメオトロピック状態からプレナー状態に変化する。ドライバ１０が各走査電極を順次選択して走査していくことにより、画像データに応じた画像を液晶パネル３１に表示させることができる。液晶パネル３１に画像を表示させるための走査回数は２回以上であってもよい。

なお、液晶パネル３１の表示状態をリセットする場合、および液晶パネル３１に画像データに応じた画像を表示させる場合、ドライバ１０は、選択した走査電極および、他の走査電極を所定の電位に設定する。この所定の電位については、図５を用いて後述する。また、液晶パネル３１に画像データに応じた画像を表示させる場合、ドライバ１０は、選択行の画素をプレナー状態にすべきかフォーカルコニック状態にすべきかによって各信号電極を所定の電位に設定する。この所定の電位についても、図５を用いて後述する。

続いて、制御回路８は、「電圧印加停止の指示」を行う。具体的には、制御回路８は、ドライバ１０に対して出力するディスプレイ制御信号をローレベルに切り替える。ディスプレイ制御信号がローレベルに切り替えられることにより、ドライバ１０は、各信号電極および各走査電極に対する電位設定を停止する。なお、制御回路８は、ＭＰＵ３２から入力される制御信号に応じて「電圧印加停止の指示」を行ってもよい。あるいは、画像データ書込制御信号を検出したタイミング制御回路１７の指示に応じて「電圧印加停止の指示」を行ってもよい。タイミング制御回路１７が、「電圧印加停止の指示」を実行する旨を制御回路８に命令する場合、「画像の表示」完了時以降のタイミングでこの命令を出力する。

続いて、制御回路８は、「スタンバイ状態の設定」を行う。具体的には、制御回路８は、ＣＲ発振回路７および電圧変換回路３に、スタンバイ状態の設定を指示する信号を出力する。ＣＲ発振回路７は、この信号に応じて、定周波数での電気信号出力を停止する。また、電圧変換回路３は、スタンバイ状態の設定を指示する信号に応じて、昇圧を停止する。また、制御回路８は、レギュレータ２と電圧変換回路３とを接続する配線が電圧供給不能な状態になるようにスイッチ６を切り替える。また、制御回路８は、タイミング制御回路１７を停止状態に設定する。なお、制御回路８は、ＭＰＵ３２から入力される制御信号に応じて「スタンバイ状態の設定」を行ってもよい。あるいは、画像データ書込制御信号を検出したタイミング制御回路１７の指示に応じて「スタンバイ状態の設定」を行ってもよい。タイミング制御回路１７が、「スタンバイ状態の設定」を実行する旨を制御回路８に命令する場合、「電圧印加停止の指示」完了時以降のタイミングでこの命令を出力する。

制御回路８は、「スタンバイ状態の設定」によって、一連の動作を終了する。スタンバイ状態に設定された後、レギュレータ２と電圧変換回路３とを接続する配線は、電圧変換回路３に対する電圧供給可能な状態にされる。従って、この配線に流れる電流は多くても数μＡ程度に抑えられ、大きな定常電流が流れてしまうことを防止できる。

ここでは、タイミング制御回路１７が「表示状態のリセット」および「画像の表示」を制御回路８に指示する場合を示した。制御回路８は、タイミング制御回路１７の指示ではなく、ＭＰＵ３２から入力される制御信号に応じて「表示状態のリセット」を開始してもよい。同様に、ＭＰＵ３２から入力される制御信号に応じて「画像の表示」を開始してもよい。

制御回路８が「表示状態のリセット」および「画像の表示」を行う場合、ドライバ１０は、制御回路８の制御に従って、ＩＡＰＴによって液晶パネル３１の駆動を行う。ＩＡＰＴによって駆動を行う場合に、ドライバ１０が各走査電極および各信号電極に設定する電位について説明する。図５は、ＩＡＰＴで液晶パネルを駆動する場合に各走査電極および各信号電極に設定する電位の例を示した説明図である。

ＩＡＰＴを採用する場合、６種類の電位を用いて液晶パネル３１を駆動する。電圧変換回路３の出力電位Ｖ_０、各ボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄ（図３参照）の出力電位Ｖ_１〜Ｖ_４、および接地電位Ｖ_５が、この６種類の電圧に相当する。

電位Ｖ_０は、正極性駆動時に、選択された走査電極に設定され、また、負極性駆動時に、液晶をホメオトロピック状態にすべき画素が存在する信号電極に設定される電位である。電位Ｖ_１は、負極性駆動時に、選択されていない走査電極に設定される電位である。電位Ｖ_２は、負極性駆動時に、フォーカルコニック状態にすべき画素が存在する信号電極に設定される電位である。電位Ｖ_３は、正極性駆動時に、フォーカルコニック状態にすべき画素が存在する信号電極に設定される電位である。電位Ｖ_４は、正極性駆動時に、選択されていない走査電極に設定される電位である。電位Ｖ_５は、負極性駆動時に、選択された走査電極に設定され、また、負極性駆動時に、液晶をホメオトロピック状態にすべき画素が存在する信号電極に設定される電位である。

なお、正極性駆動とは、選択した走査電極の電位が信号電極の電位より高くなるように駆動することを意味する。負極性駆動とは、選択した走査電極の電位が信号電極の電位より低くなるように駆動することを意味する。ドライバ１０は、正極性駆動と負極性駆動とを、例えば１フレーム毎に切り替えればよい。また、１本の走査電極の選択が終了する毎、あるいは、複数本の走査電極の選択が終了する毎に、正極性駆動と負極性駆動とを切り替えてもよい。

表示状態のリセットを行う場合、ドライバ１０は、以下のように各電極の電位を設定する。正極性駆動の場合、選択した走査電極を電位Ｖ_０に設定し、他の走査電極を電位Ｖ_４に設定する。そして、各信号電極を電位Ｖ_５に設定する。この結果、選択された行の液晶層には、電圧Ｖ_０−Ｖ_５が印加され、ホメオトロピック状態になる。その行の選択期間が終了すると、印加電圧が低下し、液晶層はホメオトロピック状態からプレナー状態に変化する。この動作を各行毎に行うことにより、表示状態のリセットを行う。なお、負極性駆動の場合、ドライバ１０は、選択した走査電極を電位Ｖ_５に設定し、他の走査電極を電位Ｖ_１に設定すればよい。そして、各信号電極を電位Ｖ_０に設定すればよい。

画像の表示を行う場合、ドライバ１０は、以下のように各電極の電位を設定する。正極性駆動の場合、選択した走査電極を電位Ｖ_０に設定し、他の走査電極を電位Ｖ_４に設定する。そして、選択行において、液晶をプレナー状態にすべき画素が存在する信号電極を電位Ｖ_５に設定し、液晶をフォーカルコニック状態にすべき画素が存在する信号電極を電位Ｖ_３に設定する。この結果、液晶をプレナー状態にすべき画素では、液晶に電圧Ｖ_０−Ｖ_５が印加され、その液晶はホメオトロピック状態になる。また、液晶をフォーカルコニック状態にすべき画素では、液晶に電圧Ｖ_０−Ｖ_３が印加され、フォーカルコニック状態になる。その行の選択期間が終了すると、電圧Ｖ_０−Ｖ_５が印加されていた液晶では印加電圧が低下し、ホメオトロピック状態からプレナー状態に変化する。この動作を各行毎に行うことにより、画像を表示させる。なお、負極性駆動の場合、選択した走査電極を電位Ｖ_５に設定し、他の走査電極を電位Ｖ_１に設定すればよい。そして、選択行において、液晶をプレナー状態にすべき画素が存在する信号電極を電位Ｖ_０に設定し、液晶をフォーカルコニック状態にすべき画素が存在する信号電極を電位Ｖ_２に設定すればよい。

なお、駆動時のバイアス比を、複数のバイアス比の中から選択できるように駆動装置１を構成してもよい。

また、上記の例では、電圧変換回路３の出力電位Ｖ_０と接地電位Ｖ_５との差が２０Ｖになるように、Ｖ_０を２０Ｖとしている。従って、液晶パネル３１内のカイラルネマチック液晶に印加される電圧の最大値は２０Ｖとなる。カイラルネマチック液晶に印加する最大電圧は、１４〜２０Ｖの範囲の電圧であってもよい。従って、電圧変換回路３の出力電位Ｖ_０を１４〜２０Ｖの範囲内の電位として、電位差Ｖ_０−Ｖ_５が１４〜２０Ｖになるようにしてもよい。

以上に説明した駆動装置１の機能や構成をまとめると、表１に示すようになる。

上記の表１において、「選択反射色」とは、カイラルネマチック液晶が選択反射時に呈する色を意味する。以下の説明においても、カイラルネマチック液晶が選択反射時に呈する色を「選択反射色」と記す。

また、表１において、「Ａ波形」とは、１本の走査電極の選択が終了する毎、あるいは、複数本の走査電極の選択が終了する毎に正極性駆動と負極性駆動とを切り替える場合における電極の駆動波形を意味する。「Ｂ波形」とは、１フレーム毎に正極性駆動と負極性駆動とを切り替える場合における電極の駆動波形を意味する。

上記の実施の形態において、電位Ｖ_ＤＤ１は、請求項１に記載の第１の電位に相当する。電位Ｖ_０は、請求項１に記載の第２の電位に相当する。電位Ｖ_ｓｓは、請求項１に記載の所定の電位に相当する。なお、上記の説明では接地電位（０Ｖ）をＶ_ｓｓとしたが、Ｖ_ｓｓは接地電位でなくてもよい。レギュレータ２は、請求項１に記載の第１電位出力部に相当する。電圧変換回路３は、請求項１に記載の変換部に相当する。抵抗４_ａ〜４_ｅは、請求項１に記載の複数の抵抗に相当する。ボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄは、請求項１に記載の複数のボルテージフォロワに相当する。制御回路８、メモリ９、ドライバ１０は、それぞれ請求項１に記載の制御回路、メモリ、ドライバに相当する。タイミング制御回路１７は、請求項４に記載のタイミング制御回路に相当する。スイッチ６は、請求項８に記載のスイッチに相当する。また、「スタンバイ状態の解除」、「電圧印加開始の指示」、「表示状態のリセット」、「画像の表示」、「電圧印加停止の指示」、「スタンバイ状態の設定」は、それぞれ、請求項２に記載の第１の処理から第６の処理に相当する。

制御回路８が「表示状態のリセット」、「画像の表示」を行う場合、ドライバ１０が、制御回路８の制御に従って、ＡＰＴ（Alto Pleshko Technique ）によって液晶パネル３１を駆動してもよい。ＡＰＴによって駆動を行う場合に、ドライバ１０が各走査電極および各信号電極に設定する電位について説明する。図６は、ＡＰＴで液晶パネルを駆動する場合に各走査電極および各信号電極に設定する電位の例を示した説明図である。

ＡＰＴを採用する場合、５種類の電位を用いて液晶パネル３１を駆動する。分割回路４は、電圧変換回路３の出力電位Ｖ_０と接地電位Ｖ_５との電位差（Ｖ_０−Ｖ_５）を分圧して、電位Ｖ_１１、Ｖ_１２、Ｖ_１３を生成する。そして、ボルテージフォロワ部５を介して生成された電位Ｖ_１１〜Ｖ_１３をドライバ１０に出力すればよい。この場合、４つの抵抗を直列に接続して、分割回路４とすればよい。また、ボルテージフォロワ部５が有するボルテージフォロワの数３は３個でよい。このような構成により、５種類の電位（Ｖ_０、Ｖ_１１〜Ｖ_１３、およびＶ_５）を得ることができる。

ただし、各抵抗の抵抗値は、以下の条件を満たすように定められる。まず、電圧Ｖ_０−Ｖ_１３および電圧Ｖ_１１−Ｖ_５が、液晶をホメオトロピック状態にすることができる電圧（１４〜２０Ｖ）になるように定められる。また、電圧Ｖ_０−Ｖ_１１および電圧Ｖ_１３−Ｖ_５が、液晶をフォーカルコニック状態にすることができる電圧になるように定められる。さらに、電圧Ｖ_１１−Ｖ_１２および電圧Ｖ_１２−Ｖ_１３が、液晶の状態に影響を及ぼさない電圧になるように定められる。

ＡＰＴの場合、電位Ｖ_０は、正極性駆動時に、選択された走査電極に設定される電位である。電位Ｖ_１１は、正極性駆動時に、液晶をフォーカルコニック状態にすべき画素が存在する信号電極に設定される電位である。また、電位Ｖ_１１は、負極性駆動時に、液晶をホメオトロピック状態にすべき画素が存在する信号電極に設定される電位でもある。電位Ｖ_１２は、正極性駆動時、負極性駆動時にかかわらず、選択されていない走査電極に設定される電位である。電位Ｖ_１３は、負極性駆動時に、液晶をフォーカルコニック状態にすべき画素が存在する信号電極に設定される電位である。また、電位Ｖ_１３は、正極性駆動時に、液晶をホメオトロピック状態にすべき画素が存在する信号電極に設定される電位でもある。電位Ｖ_５は、負極性駆動時に、選択された走査電極に設定される電位である。

表示状態のリセットを行う場合、ドライバ１０は、以下のように各電極の電位を設定する。正極性駆動の場合、選択した走査電極を電位Ｖ_０に設定し、他の走査電極を電位Ｖ_１２に設定する。そして、各信号電極を電位Ｖ_１３に設定する。この結果、選択された行の液晶層には、電圧Ｖ_０−Ｖ_１３が印加され、その液晶層は、ホメオトロピック状態になる。その行の選択期間が終了すると、印加電圧が低下し、液晶層はホメオトロピック状態からプレナー状態に変化する。この動作を各行毎に行うことにより、表示状態のリセットを行う。なお、負極性駆動の場合、ドライバ１０は、選択した走査電極を電位Ｖ_５に設定し、他の走査電極を電位Ｖ_１２に設定すればよい。そして、各信号電極を電位Ｖ_１１に設定すればよい。この場合、選択された行の液晶層には、電圧Ｖ_１１−Ｖ_５が印加され、その液晶層は、ホメオトロピック状態になる。

画像の書き込みを行う場合、ドライバ１０は、以下のように各電極の電位を設定する。正極性駆動の場合、選択した走査電極を電位Ｖ_０に設定し、他の走査電極を電位Ｖ_１２に設定する。そして、選択行において、液晶をプレナー状態にすべき画素が存在する信号電極を電位Ｖ_１３に設定し、液晶をフォーカルコニック状態にすべき画素が存在する信号電極を電位Ｖ_１１に設定する。この結果、液晶をプレナー状態にすべき画素では、液晶に電圧Ｖ_０−Ｖ_１３が印加され、その液晶層はホメオトロピック状態になる。また、液晶をフォーカルコニック状態にすべき画素では、液晶に電圧Ｖ_０−Ｖ_１１が印加され、その液晶層はフォーカルコニック状態になる。その行の選択期間が終了すると、電圧Ｖ_０−Ｖ_１３が印加されていた液晶では印加電圧が低下し、ホメオトロピック状態からプレナー状態に変化する。この動作を各行毎に行うことにより、画像の書き込みを行う。なお、負極性駆動の場合、選択した走査電極を電位Ｖ_５に設定し、他の走査電極を電位Ｖ_１２に設定すればよい。そして、選択行において、液晶をプレナー状態にすべき画素が存在する信号電極を電位Ｖ_１１に設定し、液晶をフォーカルコニック状態にすべき画素が存在する信号電極を電位Ｖ_１３に設定すればよい。この結果、液晶をプレナー状態にすべき画素では、液晶に電圧Ｖ_１１−Ｖ_５が印加され、その液晶層はホメオトロピック状態になる。また、液晶をフォーカルコニック状態にすべき画素では、液晶にＶ_１３−Ｖ_５が印加され、その液晶層はフォーカルコニック状態になる。

なお、ＩＡＰＴを採用する場合、電圧変換回路３は、Ｖ_０−Ｖ_５が１４〜２０Ｖの範囲になるようにＶ_０を出力する。一方、ＡＰＴを採用する場合、Ｖ_０−Ｖ_５が、２０Ｖよりも大きくなってもよい。この場合、ドライバの耐圧が例えば３６〜４０Ｖであることが必要である。ただし、液晶への印加電圧の最大値（Ｖ_０−Ｖ_１３およびＶ_１１−Ｖ_５）が、１４〜２０Ｖになるようにする。

本発明によるカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置によれば、制御回路、ＣＲ発振回路、電圧変換回路、ドライバなどが１つのチップとしてまとめられているので、生産コストが低く量産に適した駆動装置として実現することができる。また、小型化を図ることができる。さらに、ドライバ１０が液晶パネル３１内のカイラルネマチック液晶に印加する電圧の最大値が２０Ｖ以下であるので、２０Ｖ以下の低電圧でカイラルネマチック液晶表示装置を駆動することができる。その結果、電池の寿命を長くすることができる。また、カイラルネマチック液晶の双安定性の表示モード（すなわち、プレナー状態とフォーカルコニック状態）を利用して画像を表示することができる。

一般に、ボルテージフォロワに電圧を供給する場合、定常電流が流れてしまう。しかし、本発明では、スイッチ６を設けた構成としている。そして、スタンバイ状態に設定する場合、電圧変換回路３に対して電圧供給不能な状態になるようにスイッチ６を切り替える。また、また、スタンバイ状態では、ＣＲ発振回路８からの信号出力を停止させ、電圧変換回路３による昇圧も停止させる。従って、画像を書き換えないとき（スタンバイ状態）における定常電流を低減することができ、低消費電力化を図ることができる。この点でも、電池の寿命を長くすることができる。

本発明では、画像を書き換えないときの消費電流は多くても数μＡであり、ほとんど０μＡとすることができる。

なお、画像を表示するときに流れる電流は以下のようになる。ボルテージフォロワ５_ａ〜５_ｄの出力端から流れる電流は、数μＡである。電圧変換回路３の出力端から引き出される配線を流れる電流は、１００μＡ程度である。ただし、画像を表示するときに流れる電流は、表示画像によって異なる。

また、本発明によるカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置によって駆動される液晶パネル３１は、例えば電子棚札として使用される液晶パネルであってもよい。すなわち、本発明によるカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置は、電子棚札として使用される液晶パネルを駆動する駆動装置であってもよい。

上記の実施の形態では、電圧変換回路３が昇圧型である場合を示したが、電圧変換回路３は降圧型であってもよい。図７は、電圧変換回路３を降圧型とした場合の構成例を示すブロック図である。図７に示す構成では、電圧変換回路３は、入力電位Ｖ_ＤＤ１（例えば３Ｖ）よりも低い電位（例えば−１７Ｖ）を出力する。また、レギュレータ２の出力電位Ｖ_ＤＤ１は、分割回路４にも出力される。分割回路４は、レギュレータ２の出力電位をＶ_０とし、電圧変換回路３の出力電位をＶ_５とし、電位差Ｖ_０−Ｖ_５を分圧することによって、電位Ｖ_１〜Ｖ_４を生成する。このとき、レギュレータの出力電位と、電圧変換回路３の出力電位の電位差は、１４〜２０Ｖであればよい。その他の構成に関しては、図１に示す構成と同様である。なお、本構成においては、レギュレータ２の出力電位Ｖ_ＤＤ１が請求項１に記載の所定の電位に相当する。

また、電圧変換回路３を昇圧型と降圧型とに切替可能な構成としてもよい。図８は、この場合の構成例を示すブロック図である。本構成では、電位Ｖ_ｓｓまたはレギュレータ２の出力電位Ｖ_ＤＤ１を分割回路４に出力するセレクタ１８を備える。電圧変換回路３を昇圧型に切り替える場合、セレクタ１８は、電位Ｖ_ｓｓを分割回路４に出力する。分割回路４は、昇圧型の電圧変換回路３の出力電位をＶ_０とし、セレクタ１８の出力電位をＶ_５とし、電位差Ｖ_０−Ｖ_５を分圧する。一方、電圧変換回路３を降圧型に切り替える場合、セレクタ１８は、レギュレータ２の出力電位Ｖ_ＤＤ１を分割回路４に出力する。分割回路４は、セレクタ１８の出力電位をＶ_０とし、昇圧型の電圧変換回路３の出力電位をＶ_５とし、電位差Ｖ_０−Ｖ_５を分圧する。その他の構成に関しては、図１や図７に示す構成と同様である。

なお、上記の説明において、Ｖ_０〜Ｖ_５、Ｖ_ＤＤ１等の電位の具体例を例示したが、Ｖ_０〜Ｖ_５、Ｖ_ＤＤ１等の電位は例示した値に限定されるわけではない。

次に、駆動装置１によって駆動される液晶パネル３１の構成について説明する。図９は、液晶パネル３１の構成例を示す模式的断面図である。液晶パネル３１は、一対の透明基板５１，５７を備える。透明基板５１，５７として、例えば、ガラス基板を用いればよい。第１の透明基板５１には複数の透明電極５２が設けられる。そして、その透明電極５２上に、カイラルネマチック液晶５４との境界層５３が設けられる。同様に、第２の透明基板５７にも複数の透明電極５６が設けられ、その透明電極５６上に境界層５５が設けられる。第１の透明基板５１と第２の透明基板５２とは、透明電極が設けられた面同士が対向するように配置される。このとき、第１の透明基板５１に設けられた複数の透明電極５２と、第２の透明基板５７に設けられた複数の透明電極５６とが、互いに直交するように配置される。そして、対向する基板間にカイラルネマチック液晶５４が挟持される。なお、対向する一対の透明基板５１，５７の外周にはシール材（図示せず。）が設けられ、シール材によって、カイラルネマチック液晶５４を基板間に封止する。また、第２の透明基板において、透明電極５６が設けられる面とは反対側の面に塗装により黒色の層（以下、塗装層と記す。）５８を設ける。カイラルネマチック液晶５４は、フォーカルコニック状態で透明状態を呈する。従って、カイラルネマチック液晶５４がフォーカルコニック状態になった場合、塗装層５８の色が観察者に観察される。

境界層５３，５４としては、例えば、配向膜が用いられる。あるいは、金属酸化物からなる電気絶縁層（ＭＩＣ）を形成する場合がある。また、一方の透明基板において境界層を設けない場合もある。

液晶パネル３１には、２０Ｖ以下の電圧（例えば、１４〜２０Ｖの電圧）でカイラルネマチック液晶５４をホメオトロピック状態にすることが要求される。２０Ｖ以下の電圧でカイラルネマチック液晶５４をホメオトロピック状態にすることができれば、前述の駆動装置１においてＩＡＰＴを採用した場合における電圧Ｖ_０−Ｖ_５によって、カイラルネマチック液晶５４をホメオトロピック状態にすることができる。その結果、その液晶をプレナー状態にすることができる。また、フォーカルコニック状態への変化は、液晶に２０Ｖよりも低い所定の低電圧を印加することで実現できる。従って、２０Ｖ以下の電圧（例えば、１４〜２０Ｖの電圧）で、カイラルネマチック液晶５４をホメオトロピック状態にすることができれば、駆動装置１によって、画像データに応じた画像を表示することが可能になる。

よって、２０Ｖ以下の電圧（例えば、１４〜２０Ｖの電圧）でホメオトロピック状態になるカイラルネマチック液晶を液晶パネル３１において使用する必要がある。また、カイラルネマチック液晶５４と透明電極５２，５６との境界となる境界層５３，５５の状態を低電圧駆動に適した状態にする必要がある。

２０Ｖ以下の電圧でホメオトロピック状態になるカイラルネマチック液晶５４として、高い誘電異方性を有するカイラルネマチック液晶を用いればよい。カイラルネマチック液晶の誘電異方性をΔε_Ａとした場合、Δε_Ａ≧１５を満たすカイラルネマチック液晶であれば２０Ｖ以下の電圧でホメオトロピック状態になるという性質を実現することができる。なお、液晶パネル３１内に封止されるカイラルネマチック液晶５４の誘電異方性Δε_Ａは１５以上であればよいが、２０以上であることが好ましい。さらに、Δε_Ａは、２４以上であることがより好ましい。

カイラルネマチック液晶は、ネマチック液晶とカイラル剤とを混合することによって得られる。混合するネマチック液晶とカイラル剤の誘電異方性には加成性が成り立つ。すなわち、ネマチック液晶の誘電異方性をΔε_Ｌとし、カイラル剤の誘電異方性をΔε_Ｃとし、ネマチック液晶の重量百分率をＷ_Ｌ［％］とし、カイラル剤の重量百分率をＷ_Ｃ［％］とした場合、おおよそ以下に示す式が成り立つ。

Δε_Ａ＝Δε_Ｌ×（Ｗ_Ｌ／１００）＋Δε_Ｃ×（Ｗ_Ｃ／１００）

一般にカイラル剤の誘電異方性Δε_Ｃは０に近い。そのため、高い誘電異方性を有するカイラルネマチック液晶を得る場合、ネマチック液晶の誘電異方性Δε_Ｌを大きくするか、カイラル剤の重量百分率Ｗ_Ｃ［％］を小さくすることが有効である。この場合、ネマチック液晶の誘電異方性Δε_Ｌを２０以上、好ましくは２５以上にすればよい。また、Ｗ_Ｃ［％］を小さくするためにはＨＴＰ（Ｈｅｌｉｃａｌ Ｔｗｉｓｔｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ）が大きいカイラル剤を用いればよい。また、カイラル剤の誘電異方性Δε_Ｃが２０以上である場合には、ネマチック液晶の誘電異方性Δε_Ｃは、１５以上であることが好ましい。

また、明るさ、動作温度範囲、信頼性、および応答特性等の観点から、カイラルネマチック液晶の光学異方性、液晶温度範囲、比抵抗、粘性も重要である。そのためには、カイラル剤と主となるネマチック液晶との組み合わせが良好な組み合わせになるようにすればよい。以下に、ネマチック液晶とカイラル剤との組み合わせについて説明する。

ネマチック液晶とカイラル剤との組み合わせについては、相溶性に問題がない限りどのような組み合わせでも用いることができる。しかし、Δｎ、Δε、Ｔ_ｃ、および粘度に関しては重視して組み合わせを選ぶことが好ましい。可視光の選択反射を得るためには、カイラル剤の添加量を多くするか、ＨＴＰの大きいカイラル剤を用いることが必要である。いずれの場合も、１種類のカイラル剤では低温での長期保存性に問題があり、２種類以上のカイラル剤を組み合わせて用いることが好ましい。

また、液晶の駆動電圧を低下させるためには、屈折率異方性Δｎと誘電異方性Δεが高いネマチック液晶と、誘電異方性Δεが高い２種類以上のカイラル剤を組み合わせて使用することが好ましい。屈折率異方性Δｎと誘電異方性Δεが高いネマチック液晶としては、Δｎが高いトラン化合物とΔεが高いシアノ化合物、フロロシアノ化合物やジフロロシアノ化合物を用いることができる。また、Δεが高いカイラル剤としては、シアノ化合物、フロロシアノ化合物、ジフロロシアノ化合物が有用である。

また、カイラル剤の分子量が小さいとＴ_ｃを大幅に低下させてしまう。そのため、カイラル剤の分子内の置換されていてもよい１，４−フェニレン基や、１，４−シクロヘキシレン基、フェニル基、シクロヘキシル基等の有機基の数は２以上であることが好ましい。特に、３以上であることが好ましい。また、Δεを大きくするためには有機基間の結合は、「−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−」や、「−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−」が好ましい。また、信頼性を向上させるためには単結合が好ましい。

低電圧駆動に適した境界層５３，５５の状態について説明する。カイラルネマチック液晶表示装置において、カイラルネマチック液晶５４と透明電極５２，５６との境界層５３，５５は、いわゆる水平配向を用いるＴＮ液晶（またはＳＴＮ液晶）表示装置とは異なる。カイラルネマチック液晶表示装置の境界層５３，５５では、樹脂材料のみではなく、無機系材料を組み合わせて良好な配向状態を得る。ここで、良好な配向状態とは、所望の光学特性をもつと共に、低電圧駆動を行えるしきい値特性を合わせ持つことである。

カイラルネマチック液晶と透明電極との境界層の性質として、以下のような性質が挙げられる。境界層として、無機系材料を用いれば駆動電圧を低減することができるが、やきつきが増加する。有機系材料を用いれば駆動電圧が上昇する。また、鉛筆硬度の小さい配向膜を用いることにより、やきつきを低減することができる。

また、有機系材料のうち、プレチルト角を６０度以上（好ましくは約９０度）にすることが可能な材料を境界層として用い、配向処理を施すことによって明るさを向上させることができる。

所望の明るさ、コントラスト、やきつきの防止、駆動電圧、信頼性等を考慮して、境界層の材料を選択することができる。また、図９に示す第１の基板５１および第２の基板５７それぞれにおいて、別々に境界層の材料を選択することができる。本発明の駆動装置で駆動する場合、駆動電圧を低下させることができる境界層を選択することが最も重要である。また、第１の基板５１と第２の基板５７との基板間距離（より正確には、第１の基板５１上の透明電極５２と、第２の基板５７上の透明電極５６との距離）を小さくすることによっても、駆動電圧を低下させることができる。

駆動電圧を低下させることができる境界層の態様として、例えば、以下に示す４つの態様がある。

第１の態様は、一対の透明基板の双方に、境界層としてＭＩＣを形成する態様である。この態様をＭＩＣ／ＭＩＣと記す場合がある。第２の態様は、一対の透明基板のうち、片側の透明基板では境界層としてＮＳ（Non Sticking：やきつき防止配向膜）を形成し、もう一方の透明基板では境界層としてＲＶＡ（Rubbed Vertical Aliment：ラビング処理が施された垂直配向膜）を形成する態様である。この態様をＮＳ／ＲＶＡと記す場合がある。第２の態様では、観察者側の透明基板にＮＳを形成し、もう一方の透明基板にＲＶＡを形成する。第３の態様は、従来のカイラルネマチック液晶表示装置において通常用いられてきた配向膜（例えば、「ＳＥ３８４０（品番）」や「Ａ２７１０（品番）」による配向膜）を一対の透明基板の双方に形成し、第１の基板５１上の透明電極５２と、第２の基板５７上の透明電極５６との距離を狭める態様である。第４の態様は、一対の透明基板の一方のみに配向膜を形成する態様である。

上記の態様のうち、第１の態様（ＭＩＣ／ＭＩＣ）では、やきつきが生じる可能性がある。第２の態様（ＮＳ／ＲＶＡ）は、最も好ましい態様であり、高輝度の表示を実現することができ、やきつきを防止することができる。

第１の態様（ＭＩＣ／ＭＩＣ）による液晶パネル３１の具体例を示す。以下のように、第１の態様による液晶パネル３１を作成した。まず、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）よりなる透明導電膜が設けられた透明基板を２枚用意した。そして、各透明基板に対して、ストライプ電極数が所望の本数（例えば、走査電極数が６４本、信号電極数が１２８本）になるようにエッチングを施して電極群を形成した。さらに、各透明基板の透明電極形成面に電気絶縁層（ＭＩＣ）を形成した。

この２枚の基板を、透明電極が対向するように配置し、その対向面間に直径４μｍの面内スペーサを撒布した。その後、液晶注入口となる部分を除いて透明基板の四辺に、直径４μｍの微量のグラスファイバを含むエポキシ樹脂からなる周辺シール材を塗布した。そして、２枚の基板を貼り合わせて所望の本数の走査電極および信号電極を有するセルを作成した。なお、片側の透明基板上の透明電極から引き出される配線を、トランスファーを用いてもう一方の透明基板上の配線に接続させた。この結果、走査電極から引き出される配線および信号電極から引き出される配線が同一基板上に存在することになる。図１に示すドライバ１０と表示パネル２１とを接続させる場合には、この同一基板に集められた配線をドライバ１０に接続させればよい。

このセルに注入するカイラルネマチック液晶として、市販のネマチック液晶（メルク・ジャパン株式会社製「ＭＪ００４２３」：Ｔ_ｃ＝９４．０℃、Δｎ＝０．２３０、ε＝１５．０）の７０．８質量部、式（１）に示すカイラル剤１４．６質量部、式（２）に示すカイラル剤１４．６質量部からなるカイラルネマチック液晶（以下、液晶Ａと記す。）を調整した。

既に説明したように、カイラル剤の誘電異方性が２０以上である場合には、ネマチック液晶の誘電異方性は、１５以上であることが好ましい。液晶Ａの調整に用いるカイラル剤の誘電異方性Δεは２０以上であるので、ネマチック液晶として誘電異方性Δεが１５以上であるものを選択した。

調整した液晶Ａをセルに真空注入法で注入した後、注入口を光硬化樹脂で封止することで、液晶セルを得た。この液晶セルの背面側の透明基板の外面に、つや消し黒の塗料で塗装を施した。この液晶セルは、図１に示す液晶パネル３１として用いることができる。

次に、第２の態様（ＮＳ／ＲＶＡ）による液晶パネル３１の具体例を示す。以下のように、第２の態様による液晶パネル３１を作成した。本具体例は、電気絶縁層上に、以下に示す樹脂膜層を形成し、透明基板間距離（より正確には、一方の透明基板上の電極ともう一方の透明基板上の電極との間の距離）を３．６μｍとした以外は、第１の態様の具体例と同様の構成である。すなわち、一方の透明基板上の電気絶縁層上には、ポリイミド（ＪＳＲ株式会社製、品番：ＪＡＬＳ−６８２−Ｒ３）を塗布して１８０℃で６０分焼成して樹脂薄膜層を形成した後、ラビング処理を施した。この樹脂薄膜層の膜厚は、５０ｎｍであり、この樹脂薄膜層によって実現されるプレチルト角は約８９度であった。この樹脂薄膜層は、ＲＶＡに相当する。

また、もう一方の透明基板上の電気絶縁層上にポリイミド（日産化学株式会社製、品番：ＲＮ−１２８６）を塗布して、同様に樹脂薄膜層を形成した。ただし、ラビング処理は施さなかった。この樹脂薄膜層は、ＮＳに相当する。

ラビング処理を施した樹脂薄膜層（ＲＶＡ）が形成された透明基板を反観察者側に配置する透明基板として液晶パネル３１を作成した。このような液晶パネルでは、明るい表示が可能であると同時に、ＮＳによってやきつきが防止される。双方の透明基板に樹脂薄膜層を形成したことは、駆動電圧上昇の要因となる。よって、本具体例における基板間距離は、３．６μｍとし、第１の形態の具体例で示した基板間距離（スペーサの直径：４μｍ）よりも狭くした。このように作成した液晶セルも、図１に示す液晶パネル３１として用いることができる。

なお、本発明の発明者は、１つのチップである駆動装置１を発明する前に、各構成部品をそれぞれ別個に設けた駆動装置（すなわち、１チップではない駆動装置）を作成した。以下に、各構成部品を別個に設けた場合の駆動装置について説明する。図１０は、この場合の駆動装置の構成例を示すブロック図である。なお、液晶パネル３１は、図１に示す液晶パネル３１と同様の液晶パネルである。図１０では、液晶パネル３１が１３２×６５画素であることを示しているが、画素数は、１３２×６５画素に限定されない。

図１０に示す例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ６３が降圧型である場合を例に説明する。図１０に示すレギュレータ６２は、図１に示すレギュレータ２に相当する。レギュレータ６２は、電源から電位Ｖ_ａを入力され、電位Ｖ_０を出力する。レギュレータ６２への入力電位は、例えば９〜１２Ｖである。また、レギュレータ６２の出力電位Ｖ_０は、例えば５Ｖである。ただし、ここで示した具体的な数値は例示であり、Ｖ_ａ，Ｖ_０は上記の値に限定されるわけではない。レギュレータ６２の出力端は、図１０に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ６３、分割抵抗６４、およびオペアンプ部６５に接続される。また、レギュレータ６２の出力端はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array ）６８にも接続され、ＦＰＧＡ６８に電位Ｖ_０を出力する。

ＤＣ−ＤＣコンバータ６３は、図１に示す電圧変換回路３に相当する。ただし、本例に示すＤＣ−ＤＣコンバータ６３は、降圧型のＤＣ−ＤＣコンバータである。ＤＣ−ＤＣコンバータ６３は、入力された電位（レギュレータ６２の出力電位Ｖ_０）を変換し、Ｖ_０よりも低い電位Ｖ_５を出力する。この電位Ｖ_５は、レギュレータ６２の出力電位Ｖ_０との差が１８〜２０Ｖとなる電位であればよい。あるいは、電位差Ｖ_０−Ｖ_５が１４〜２０Ｖとなるような電位Ｖ_５を出力してもよい。また、電位差Ｖ_０−Ｖ_５が１６〜１８Ｖとなるような電位Ｖ_５を出力してもよい。本例では、ＤＣ−ＤＣコンバータ６３が電位Ｖ_５として−１５Ｖの電位を出力し、電位差Ｖ_０−Ｖ_５＝２０Ｖとしている場合を例に説明する。ＤＣ−ＤＣコンバータ６３として例えば「ＳＣＩ７６５４（品番）」を用いればよい。

なお、レギュレータ６２およびＤＣ−ＤＣコンバータ６３は、それぞれアースされている。

分割抵抗６４およびオペアンプ部６５は、それぞれ、図１に示す分割回路４およびボルテージフォロワ部部５に相当する。図１１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６３、分割抵抗６４およびオペアンプ部６５の接続状態の例を示す説明図である。分割抵抗６４は、直列に接続された複数の抵抗６４_ａ〜６４_ｅを備えている。図１１に示すように、レギュレータの出力端から引き出されている配線に接続されている順番に、抵抗６４_ａ、抵抗６４_ｂ、抵抗６４_ｃ、抵抗６４_ｄ、抵抗６４_ｅとする。抵抗６４_ｅの一端は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６３の出力端から引き出される配線に接続される。従って、直列接続された複数の抵抗の一端（抵抗６４_ａ側）の電位はＶ_０であり、他端（抵抗６４_ｅ側）の電位はＶ_５である。分割抵抗６４は、電位差Ｖ_０−Ｖ_５を分圧して、電位Ｖ_１〜Ｖ_４を生成する。なお、抵抗６４_ｃの抵抗値は、他の抵抗６４_ａ，６４_ｂ，６４_ｄ，６４_ｅの抵抗値より大きい。例えば、抵抗６４_ｃの抵抗値は、他の抵抗の３倍である。

オペアンプ部６５は、複数の演算増幅器（以下、オペアンプと記す。）を含む。図１１に示す例では、４つのオペアンプ６５_ａ〜６５_ｄを含む場合を示している。各オペアンプ６５_ａ〜６５_ｄは、分割抵抗６４によって生成された電位Ｖ_１〜Ｖ_４と一対一に対応している。また、各オペアンプ６５_ａ〜６５_ｄは、ボルテージフォロワ接続される。抵抗６４_ａ，６４_ｂの接続部は、オペアンプ６５_ａの非反転入力端子に接続される。そして、オペアンプ６５_ａの非反転入力端子には分圧によって生じた電位Ｖ_１が入力される。同様に、抵抗６４_ｂ，６４_ｃの接続部、抵抗６４_ｃ，６４_ｄの接続部、抵抗６４_ｄ，６４_ｅの接続部は、それぞれ、オペアンプ６５_ｂ、オペアンプ６５_ｃ、オペアンプ６５_ｄの非反転入力端子に接続される。そして、オペアンプ６５_ｂ、オペアンプ６５_ｃ、オペアンプ６５_ｄの非反転入力端子には、それぞれ分圧によって生じた電位Ｖ_２、Ｖ_３，Ｖ_４が入力される。各オペアンプ６５_ａ〜６５_ｄはボルテージフォロワ接続されているので、オペアンプ６５_ａ〜６５_ｄの出力電位は、非反転入力端子に入力される電位と等電位である。従って、オペアンプ６５_ａ〜６５_ｄの出力電位は、それぞれ、Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３、Ｖ_４である。なお、オペアンプとして、例えば、ナショナルセミコンダクターコーポレーション社製の「ＬＭ３２４（品番）」または「ＬＰ３２４（品番）」等を用いればよい。

レギュレータ６２の出力端から引き出される配線は、ドライバＩＣ７０に接続される。同様に、ＤＣ−ＤＣコンバータ６３の出力端から引き出される配線も、ドライバＩＣ７０に接続される。また、各オペアンプ６５_ａ〜６５_ｄの出力端もドライバＩＣ７０に接続される。そして、ドライバＩＣ７０には、各電位Ｖ_０、Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３、Ｖ_４、およびＶ_５が入力される。

なお、図１１において、電流測定点８１〜８６は、後述の電流測定を行った位置を示している。

なお、レギュレータ６２の出力端から引き出される配線にホールドコンデンサ（図示せず）を設ける。そして、オペアンプ部６５に含まれる各オペアンプの出力端にも、それぞれそれぞれホールドコンデンサ（図示せず。）を設ける。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ６３の出力端から引き出される配線にもホールドコンデンサを設ける。各ホールドコンデンサは、それぞれ電位Ｖ_０〜Ｖ_５に対応する。また、各ホールドコンデンサの静電容量は、例えば、１．０μＦとすればよい。ホールドコンデンサにより、ドライバＩＣ７０への出力電位が安定する。

ドライバＩＣ７０は、図１に示すドライバ１０に相当する。ドライバＩＣ７０は、入力される６種類の電位（Ｖ_０〜Ｖ_５）を用いてＩＡＰＴによって液晶パネル３１を駆動する。

なお、ドライバＩＣ７０の耐圧は１８〜２０Ｖである。また、ドライバＩＣ７０は、ドライバＩＣ７０の外部から電位（Ｖ_０〜Ｖ_５）の供給を受けることが可能であり、ドライバＩＣ７０の外部からクロック信号を受信することが可能なドライバＩＣである。このようなドライバＩＣとして、例えば、新日本無線株式会社製の「ＮＪＵ６６７６（品番）」があり、このドライバを図１０に示すドライバＩＣ７０として用いることができる。なお、「ＮＪＵ６６７６」は、信号電極用出力端子と走査電極用出力端子を有するが、各信号電極用出力端子と液晶パネル３１の各信号電極および各走査電極とを一対一に接続させ、走査電極用接続端子を利用しなくてもよい。

なお、ドライバＩＣ７０は、例えば、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）によって液晶パネル３１に接続される。

ＣＲ発振回路６７は、図１に示すＣＲ発振回路７に相当する。ＣＲ発振回路６７は、ＦＰＧＡ６８およびＤＣ−ＤＣコンバータ６３に対して、定められた周波数の電気信号を出力する。ＣＲ発振回路６７は、ＤＣ−ＤＣコンバータ６３におけるリプルがしきい値より小さくなるような周波数で信号を出力すればよい。本例において、ＣＲ発振回路６７の出力信号の周波数は例えば４００Ｈｚであるが、４００Ｈｚ以外の周波数であってもよい。ＣＲ発振回路６７として、例えば、株式会社東芝製の「７４ＨＣ１４」を用いればよい。

ＦＰＧＡ６８は、図１に示す制御回路８に相当する。ＦＰＧＡ６８は、シリアルＲＯＭ６９が記憶するＦＰＧＡプログラム６９_ａを読み込み、そのＦＰＧＡプログラム６９_ａに従ってドライバＩＣ７０の制御およびＤＣ−ＤＣコンバータ６３のオン／オフの制御等を行う。ＦＰＧＡ６８は、ＣＲ発振回路６７によって出力される電気信号の周波数を分周して、低い周波数（例えば、１Ｈｚ程度より低い周波数）の表示クロック信号をドライバＩＣ７０に出力する。ドライバＩＣ７０は、表示クロック信号の出力に応じて１回の走査を行う。

また、ＦＰＧＡ６８は、ドライバＩＣ７０に制御信号としてディスプレイ制御信号を出力する。ＦＰＧＡ６８は、例えば、液晶パネル３１の液晶層に対する電圧印加を停止する場合、ディスプレイ制御信号をローレベルし、液晶層に対して電圧を印加する場合、ディスプレイ制御信号をハイレベルにする。ドライバＩＣ７０は、ディスプレイ制御信号がローレベルの場合、液晶パネル３１の各信号電極および各走査電極に対する電位設定を停止し、液晶層への電圧印加を停止する。また、ドライバＩＣ７０は、ディスプレイ制御信号がハイレベルの場合、ＦＰＧＡ６８に従って各信号電極および各走査電極の電位を設定し、液晶層に対して電圧を印加する。また、ＦＰＧＡ６８は、選択行の切替を指示する制御信号や、正極性駆動または負極性駆動を指示する信号ＦＲもドライバＩＣ７０に出力する。

ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory ）７３は、液晶パネル３１に表示すべき画像の画像データを記憶する。ＦＰＧＡ６８は、ＥＥＰＲＯＭ７３から画像データを読み込む。そして、その画像データに基づいてドライバＩＣ７０を制御して、液晶パネル３１に画像を表示させる。

なお、ＦＰＧＡ６８として、例えば、アルテラ社製の「Ｆｌｅｘ１０Ｋ１０（品番）」を用いればよい。また、シリアルＲＯＭ６９として、例えば、アルテラ社製の「ＥＰＣ１４４１（品番）」を用いればよい。また、ＥＥＰＲＯＭとして、例えば、旭エンジニアリング株式会社製の「ＡＭ２９Ｆ０１０Ｂ（品番）」を用いればよい。

ＦＰＧＡ６８は、スタートスイッチが操作され、動作開始の指示を受け付けると、「スタンバイ状態の解除」、「電圧印加開始の指示」、「表示状態のリセット」、「画像の表示」、「電圧印加停止の指示」、「スタンバイ状態の設定」の各動作を行う。この各動作は、１つのチップである駆動装置１に含まれる制御回路８による動作と同様の動作である。

ＦＰＧＡ６８は、各動作を、例えばＦＰＧＡの外部に設けられたＭＰＵ（図１０において図示せず）からの指示が入力されたときに実行してもよい。あるいは、図１に示す場合と同様に、タイミング制御回路を設け、タイミング制御回路が、メモリ（ＥＥＰＲＯＭ７３）への画像データ書込制御信号を検出し、その検出後、所定時間が経過したときに、ＦＰＧＡ６８に「表示状態のリセット」や「画像の表示」等の開始を指示する構成としてもよい。

なお、駆動の際のバイアス比は、例えば１／７とすればよい。また、正極性駆動と負極性駆動の切り替えは、例えば、１フレーム毎に行えばよい。

図１０に示す構成において、６種類の電位（Ｖ_０〜Ｖ_５）を出力する配線上を流れる電流の電流値を測定（または推定）した。この測定の際には、液晶パネル３１として、６５本の走査電極と１３２本の信号電極を有し、透明電極とカイラルネマチック液晶との境界の態様が、ＮＳ／ＲＶＡである液晶パネルを使用した。また、カイラルネマチック液晶に印加する電圧の最大値が１６〜１８Ｖになるようにし、バイアス比を１／７とした。また、ＣＲ発振回路６７による出力信号の周波数を４００Ｈｚとした。また、画像データとして、画面全体を選択反射色とする画像データと、選択反射色と黒の横縞模様とする画像データの２種類の画像データを用いた。ただし、いずれの画像データの場合も、６５行目が黒表示になるように規定したものを用いた。そのため、正確には、画面全体を選択反射色にする場合であっても、６５目は黒表示になる。

なお、選択反射色の表示はカイラルネマチック液晶をプレナー状態にすることによって得られる。また、黒表示は、カイラルネマチック液晶をフォーカルコニック状態にすることによって得られる。

表２は、表示書換時における電流値の測定結果（推定結果も含む）を示す。

表２では、選択された行においてフォーカルコニック状態にすべき画素が存在する信号電極に設定する電位の出力端から流れる電流の電流値を示している。表２に示すように、画面全体を選択反射色とする画像データ（ただし６５行目は黒）に基づいて画像を書き込んだ場合における、この電流の測定値は３μＡであった。また、画面を選択反射色と黒の横縞模様とする画像データに基づいて画像を書き込んだ場合における、この電流の測定値は９μＡであった。

また、表２では、選択されていない走査電極に設定する電位の出力端から流れる電流の電流値を示している。表２に示すように、画面全体を選択反射色とする画像データに基づいて画像を書き込んだ場合における、この電流の測定値は３μＡであった。また、画面を選択反射色と黒の横縞模様とする画像データに基づいて画像を書き込んだ場合における、この電流の測定値は４μＡであった。

また、表２では、選択される走査電極に設定する電位の出力部を流れる電流の推定値を示している。選択される走査電極に設定する電位はオペアンプの電源としても使用されているため、定常状態と表示時の差分に基づいて電流値を推定した。画面全体を選択反射色とする画像データに基づいて画像を書き込んだ場合における、この電流の推定値は８０μＡであった。また、画面を選択反射色と黒の横縞模様とする画像データに基づいて画像を書き込んだ場合における、この電流の推定値は１００μＡであった。

また、図１１に示す６箇所の電流測定点８１〜８６において詳細に電流値を測定した。レギュレータ６２の出力端から引き出される配線と分割抵抗６４の接続部と、その配線とオペアンプ部６５の接続部との間を、第１の電流測定点８１とした。また、各オペアンプの出力端を、それぞれ第２の電流測定点８２〜第５の電流測定点８５とした。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ６３の出力端から引き出される配線と分割抵抗６４の接続部と、その配線とオペアンプ部６５の接続部との間を、第６の電流測定点８６とした。各電流測定点は、それぞれ電位Ｖ_０、Ｖ_１、Ｖ_２、Ｖ_３、Ｖ_４、およびＶ_５の出力部に相当する。

図１１に示す各電流測定点を流れる電流の電流値を測定した。画面を選択反射色と黒の横縞模様とする画像データに基づいて画像を書き込んだとき、およびその後の定常状態における電流値を測定した。また、画面全体を選択反射色とする画像データ（ただし６５行目は黒）に基づいて画像を書き込んだとき、およびその後の定常状態における電流値を測定した。表３は、各電流測定点における電流値の測定結果を示す。

表３に示すように、画像を書き込んでいるときに電位Ｖ_１〜Ｖ_４の出力端を流れる電流は１０μＡ未満である。また、縞模様の画像を書き込むときに電位Ｖ_２，Ｖ_３の出力端を流れる電流は、画面を選択反射色とする画像を書き込む場合に比べて増加している。この増加は、液晶をフォーカルコニック状態にすべき画素の分量の増加に起因する。なお、電位Ｖ_２の出力端を流れる電流の増分と、電位Ｖ_３の出力端を流れる電流の増分とは等しいはずであるが、表３に示すように両者の増分は異なっている。これは測定誤差によるものと考えられる。また、画面を選択反射色とする画像を書き込む場合において、電位Ｖ_１〜Ｖ_４の出力端を流れる電流の電流値はほぼ同じであった。

また、第１の電流測定点８１および第２の電流測定点８６では、定常状態のときに１０４μＡの定常電流が流れている。これは、図１に示すスイッチ６に相当するスイッチを設けていないためである。

また、画像を書き込んだときの、各電位の測定画面を図１２に示す。図１２では、Ｖ_０については示していない。また、図１２に示すＶ_ＲＥＧは、Ｖ_５を表している。また、図１２に示すＦＲは、正極性駆動か負極性駆動かを示す信号である。

「スタンバイ状態の解除」、「電圧印加開始の指示」が終了した後、ＦＰＧＡ６８は、ＦＲを１フレーム毎に切り替える。図１２に示す例では、ＦＲ信号の状態により４フレームの駆動を行っていることがわかる。なお、本例では、「スタンバイ状態の解除」、「電圧印加開始の指示」が終了した後、２フレームを用いて「表示状態のリセット」を行い、その後の２フレームを用いて「画像の表示」を行っている。

本発明によるカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置の構成例を示すブロック図。 電位Ｖ_ＤＤ１と電位Ｖ_ＤＤ０の高さの相対的な関係を示す説明図。 電圧変換回路と、分割回路と、ボルテージフォロワ部の接続状態の例を示す説明図。 ボルテージフォロワに電圧が供給されている状態を示す説明図。 ＩＡＰＴで液晶パネルを駆動する場合に各走査電極および各信号電極に設定する電位の例を示した説明図。 ＡＰＴで液晶パネルを駆動する場合に各走査電極および各信号電極に設定する電位の例を示した説明図。 本発明によるカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置の構成例を示すブロック図。 本発明によるカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置の構成例を示すブロック図。 液晶パネルの構成例を示す模式的断面図。 駆動装置を１つのチップとしない場合の構成例を示すブロック図。 ＤＣ−ＤＣコンバータと、分割抵抗と、オペアンプ部の接続状態の例を示す説明図。 各電位の測定画面を示す説明図。

符号の説明

１ 駆動装置
２ レギュレータ
３ 電圧変換回路
４ 分割回路
５ ボルテージフォロワ部
６ スイッチ
７ ＣＲ発振回路
８ 制御回路
９ メモリ
１０ ドライバ
１７ タイミング制御回路
３１ 液晶パネル
３２ ＭＰＵ

Claims (9)

1. 複数の走査電極と複数の信号電極との間にカイラルネマチック液晶を挟持するカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置であって、
   第１の電位を出力する第１電位出力部と、
   第１の電位を変換して第２の電位を出力する変換部と、
   所定の電位と第２の電位との電位差を分圧することによって複数種類の電位を生じさせる直列接続された複数の抵抗と、
   分圧によって生じた複数種類の電位とそれぞれ一対一に対応し、分圧によって生じた電位を入力する複数のボルテージフォロワと、
   カイラルネマチック液晶表示装置に表示する画像の画像データを記憶するメモリと、
   所定の電位と第２の電位と各ボルテージフォロワが出力する電位とを入力し、個々の走査電極を選択しながら走査電極の走査を行い、前記画像データに基づいて、選択した走査電極、選択していない走査電極、および各信号電極の電位を、入力した電位のいずれかの電位に設定してカイラルネマチック液晶表示装置に画像を表示させるドライバと、
   ドライバおよび変換部を制御する制御回路と
   を含む１つのチップとして形成され、
   ドライバは、制御回路に従って、カイラルネマチック液晶に対する印加電圧の最大値が１４〜２０Ｖになるように、選択した走査電極、選択していない走査電極、および各信号電極の電位を設定する
   ことを特徴とするカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置。
2. 制御回路は、
   変換部による電位の変換が行われないスタンバイ状態を解除する第１の処理と、
   カイラルネマチック液晶に対する電圧印加開始をドライバに指示する第２の処理と、
   カイラルネマチック液晶に電圧を印加して、各走査電極と各信号電極との間に挟持されたカイラルネマチック液晶全体を均一の状態にするようにドライバに指示する第３の処理と、
   カイラルネマチック液晶表示装置に画像を表示させるようにドライバに指示する第４の処理と、
   カイラルネマチック液晶に対する電圧印加停止をドライバに指示する第５の処理と、
   スタンバイ状態を設定する第６の処理とを実行する
   請求項１に記載のカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置。
3. 制御回路は、第１の処理を実行後、メモリへの画像データの書き込みを指示する画像データ書込制御信号を駆動装置の外部から入力されたときに、当該画像データ書込制御信号に応じて、駆動装置の外部から入力される画像データをメモリに書き込む請求項２に記載のカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置。
4. 駆動装置の外部から制御回路に入力される画像データ書込制御信号を検出し、画像データ書込制御信号を検出してから第１の所定時間が経過したときに、制御回路に第３の処理を実行させ、第１の所定時間が経過したときからさらに第２の所定時間が経過したときに、制御回路に第４の処理を実行させるタイミング制御回路を含む請求項３に記載のカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置。
5. 制御回路は、第１の処理から第６の処理までの各処理を、それぞれ駆動装置の外部から入力される制御信号に応じて実行する請求項２または請求項３に記載のカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置。
6. 複数の抵抗は、所定の電位と第２の電位との電位差を分圧することによって４種類の電位を生じさせ、
   ドライバは、所定の電位と第２の電位と当該４種類の電位とを用いてＩＡＰＴによって走査を行う
   請求項１、２、３、４または５に記載のカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置。
7. 複数の抵抗は、所定の電位と第２の電位との電位差を分圧することによって３種類の電位を生じさせ、
   ドライバは、所定の電位と第２の電位と当該３種類の電位とを用いてＡＰＴによって走査を行う
   請求項１、２、３、４または５に記載のカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置。
8. 第１電位出力部と変換部とを接続する配線上に、当該配線を電圧供給可能な状態または電圧供給不能な状態に切り替えるスイッチを備え、
   制御回路は、第１の処理を実行するときに、前記スイッチに、電圧供給可能な状態に切り替えさせ、第６の処理を実行するときに、前記スイッチに、電圧供給不能な状態に切り替えさせる
   請求項２、３、４、５、６または７に記載のカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置。
9. カイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置は、電子棚札として使用されるカイラルネマチック液晶表示装置を駆動する駆動装置である請求項１〜８のいずれか１項に記載のカイラルネマチック液晶表示装置の駆動装置。

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