JP2006227462A - メモリ性液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示領域の周囲領域に駆動電極を設けないと、周囲領域における白表示あるいは黒表示とするかを制御することができず、見切り板の端から制御されていない周囲領域が見えてしまい、表示品質を損なう問題があった。
【解決手段】 第１の基板上において表示領域に対応する位置に配置された表示領域用走査電極 （Ｙ２〜Ｙｍ−１）と、第２の基板上において表示領域に対応する位置配置された表示領域用信号電極（Ｘ１〜Ｘｎ−１）と、表示領域用走査電極の外側であって、周囲領域に対応する位置に配置された周囲領域用走査電極（Ｙ１、Ｙｍ）と、表示領域用信号電極の外側であっ て、周囲領域に対応する位置に配置された周囲領域用信号電極（Ｘ１、Ｘｎ）とを設け、第１又は第２の基板の外側には、第１又は第２の基板の周囲を覆う見切り板７０が設けられ、見切り板７０における開口部７１の内周縁部の位置が、周囲領域上に配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、メモリ性液晶を用いた液晶表示装置に関するものである。

メモリ性液晶は、複数の光学的な状態を有し、電圧を印加しなくても特定の状態を保持し続ける特性（メモリ特性）を有する。したがって、メモリ性液晶を液晶表示装置に用いた場合、電圧を印加しなくても所定の表示を保持し続けるように制御することが可能である。このような特性を利用し、強誘電性液晶等のメモリ性液晶を用いた表示パネルにおいて、表示を変更する必要がある部分にのみ走査電極の駆動を行い、表示を変更する必要が無い部分については走査電極の駆動を行わないように制御することが知られている（例えば、特許文献１参照）。

通常、メモリ性液晶を用いた表示パネルの表面には、その周囲を覆う見切り板を設け、見切り板の内側を表示を行うための表示領域とし、表示領域の周囲に位置し、見切り板の開口部の内周近傍を周囲領域としている。メモリ性液晶は、前述したメモリ特性を有しているが、電圧を印加しない場合に、複数の光学的な状態のうちのどの状態を保持しているか不明である。従って、外部から見えにくいという理由から、周囲領域に駆動電極を設けないと、周囲領域のメモリ液晶が白表示となるか黒表示となるかを制御することができない。しかしながら、見切り板の端から制御されていない周囲領域が見えてしまう場合があった。

そこで、周囲領域に駆動電極を配置し、周囲領域に配置される駆動電極用の駆動データを用意して、周囲領域を予め定められた色（白又は黒）で表示するように制御することが知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、周囲領域に配置される駆動電極の幅を他の部分より広くして、少数の駆動電極で周囲領域をカバーしようとすることも知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開平２−１３１２８６号公報（第１１、１２頁、第１２図） 特許第２７３８６８１号公報（第３７図（Ｃ）） 特許第２５０７７８４号公報（第４図）

また液晶表示装置では、液晶パネルの上面又は下面等に偏光板等の光学機能性フィルムを設置するが、製品のコストを下げるためにはなるべく前記光学機能性フィルムが小さい方が好ましい。液晶表示装置に必要となる光学機能性フィルムを、実際には不必要な領域までを含んで設置してしまうと、表示装置のコストを上げる原因となっていた。

本発明は、見切り板の配置位置を最適化し、見切り板の端から制御されていない周囲領域が見えてしまい、表示品質を損なう問題を解決し、また光学機能性フィルムが表示に必要となる最低限の領域にのみ配置されているメモリ性液晶表示装置を提供することを目的とする。

表示領域とどの表示領域の周囲に位置する周囲領域とを有する液晶表示装置であって、第１及び第２の基板間に挟持され、第１の安定状態と第２の安定状態とを有する液晶層と
、第１の基板上において、表示領域に対応する位置に配置された表示領域用走査電極と、第２の基板上において、表示領域に対応する位置配置された表示領域用信号電極と、第１の基板上において、表示領域用走査電極の外側であって、周囲領域に対応する位置に配置された周囲領域用走査電極と、第２の基板上において、表示領域用信号電極の外側であって、周囲領域に対応する位置に配置された周囲領域用信号電極とを有し、第１又は第２の基板の外側には、第１又は第２の基板の周囲を覆う見切り板が設けられ、該見切り板における開口部の内周縁部の位置が、周囲領域上に配置されていることを特徴としている。

見切り板における開口部の内周縁部の位置は、周囲領域に配置された周囲領域用走査電極又は周囲領域用信号電極の幅における中心位置に配置されていることを特徴とする。

さらに、第１又は第２の基板の外側には、光学機能フィルムが設置され、該光学機能フィルムは表示領域と周囲領域とに対応する位置に配置され、周囲領域の外側にある無制御領域には配置されないことを特徴とする。

このように、周囲領域用走査電極及び前記周囲領域信号電極の電極幅の中心に見切り板における開口部の内周縁部をセットした構成であれば、液晶パネルと見切り板を設置する場合に多少位置がずれた場合でも、必ず周囲領域用走査電極及び周囲領域信号電極上に見切り板開口部の内周が配置され、製造時の組み立てが容易になり、製造歩留まりを向上させることができる。

また、光学機能フィルムの寸法が前記周囲領域走査電極及び周囲領域信号電極で囲まれた領域と等しく設置する事により、光学機能フィルムを表示に必要な最低限のエリアで効果的に設置される。

また、メモリ性液晶は電圧が印加されない領域では任意の配向状態をとるために、その領域に光学機能フィルムが設置されていても、見栄えには効果がないばかりか場合によっては見栄えを低減させる場合もありうる。そのため光学機能性フィルムは周囲領域用の電極で囲まれた寸法よりも大きくする事はパネルの表示見栄えを低減させる場合があり、周囲領域用電極で囲まれた寸法と同じにする事で、最も見栄えに対して効果的な寸法であり、かつこれにより従来に比べて光学機能フィルムの面積を小さくでき、コストも低減させることが可能となる。

以下図面を参照して、本発明に係る液晶表示装置１００について説明する。

最初に、強誘電性液晶を例にして、メモリ性液晶について説明する。メモリ性液晶とは、複数の光学的な状態を有し、電圧を印加しなくても特定の状態を保持し続ける特性を有する液晶を言い、例えば強誘電性液晶やコレステリック液晶が該当する。

強誘電性液晶分子は、電界等の外部からの影響に応じ、円錐（液晶コーン）の側面に沿って安定した２ヶ所の位置の何れかの位置を取る。強誘電性液晶を一対の基板間に挟持し、液晶表示装置として用いる際には、強誘電性液晶に印加する電圧の極性に応じて、強誘電性液晶分子が前述した安定した２ヶ所のいずれか一方に位置するように制御する。２ヶ所の安定した位置の一方を第１の強誘電状態、他方を第２の強誘電状態と言う。

図１に、強誘電性液晶１０を用いた液晶パネル２０の構成例を示す。図１において、光学機能フィルムである偏光板１５ａ（偏光軸の方向をａ）及び１５ｂ（偏光軸の方向をｂ）をクロスニコルに合わせて配置した。また、第２の強誘電状態における強誘電性液晶１
０の分子の長軸方向を偏光軸ａと一致させるように配置した。したがって、第１の強誘電状態の場合の液晶分子の長軸方向は、図１に示されるように、液晶コーンに沿った他の位置となる。

図１に示すように、偏光板１５ａ及び１５ｂと強誘電性液晶１０を配置し、印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１０を第２の強誘電状態とした場合（強誘電性液晶１０の分子の長軸方向が偏光板１５ａの偏光軸ａと一致した場合）、光は透過せず、液晶パネル２０は黒表示（非透過状態）となる。また、印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１０を第１の強誘電状態とした場合（強誘電性液晶１０の分子の長軸方向が、偏光板１５ａの偏光軸ａ及び偏光板５１ｂの偏光軸ｂの何れとも一致しない場合）、液晶分子の長軸方向が偏光軸に対してある角度を持って傾くため、例えば補助光源からの光が透過し、液晶パネル２０は白表示（透過状態）となる。なお、表示を行う場合には、補助光源以外の光源を利用することも可能である。

次に、図２を用いて強誘電性液晶１０のスイッチング、即ち一方の強誘電状態から他方の強誘電状態への転移について説明する。図２のＡに示す様に、強誘電性液晶１０に印加される電圧を増加させ、光透過率が増加し始める電圧値をＶ１、さらに電圧を増加させ、光透過率の増加が飽和する電圧値をＶ２（正の閾値）とする。逆に、強誘電性液晶１０に印加される電圧を減少させ、光透過率が減少し始める電圧値をＶ３，さらに電圧を減少させ、光透過率の減少が飽和する電圧値をＶ４（負の閾値）とする。ここで、光透過率の高い状態が第１の強誘電状態であり、光透過率の低い状態が第２の強誘電状態である。

例えば、強誘電性液晶１０に、Ｖ２以上の電圧値を印加すると、強誘電性液晶は第１の強誘電性状態に転移し、その後電圧を印加せずとも（即ち、０Ｖ印加）、強誘電液晶は第１の誘電性状態を保持する。同様に、強誘電性液晶に、Ｖ４以下の電圧値を印加すると、強誘電性液晶は第２の強誘電性状態に転移し、その後電圧を印加せずとも（即ち、０Ｖ印加）、強誘電液晶は第２の誘電性状態を保持する。このように、強誘電性液晶は、正の閾値以上又は負の閾値以下の電圧を印加して、所定の強誘電性状態に転移させた後は、電圧を印加せずとも、そのままの状態を保持することとなる。

図３に、本発明に係る液晶パネル２０、補助光源６０、及び見切り板７０の断面図を示す。液晶パネル２０は、図３に示されるように、第１の透明ガラス基板１１ａ、第２の透明ガラス基板１１ｂ、第１の透明ガラス基板１１ａ上に設けられた走査電極１３ａ、第２の透明ガラス基板１１ｂ上に設けられた信号電極１３ｂ、走査電極１３ａ上に塗布され且つラビング処理された高分子配向膜１４ａ、信号電極１３ｂ上に塗布され且つラビング処理された高分子配向膜１４ｂ、シール部材１２、第１及び第２の透明ガラス基板１１ａ及び１１ｂの間に挟持されシール部材１２によって封入された強誘電性液晶１０、第１の透明ガラス基板１１ａの外側に設けられた第１の偏光板１５ａ、及び第２の透明ガラス基板１１ｂの外側に設けられた第２の偏光板１５ｂ等から構成した。

前述した様に、第１の偏光板１５ａの偏光軸ａは、第２の強誘電状態にある場合の強誘電性液晶１０の分子の長軸方向と一致させた。また、第２の偏光板１５ｂの偏光軸ｂが、偏光軸ａと９０°方向が異なるように、第２の偏光板１５ｂを配置した。

強誘電性液晶１０としては、ＡＺマテリアル社製の「Ｆｅｌｉｘ５０１」を用い、第１及び第２の透明ガラス基板１１ａ及び１１ｂの間に約１．７μｍの厚さで挟持した。

補助光源６０は、偏光板１５ａの下部の配置し、低消費電力と薄さを考慮して、有機ＥＬセルを発光素子として用いた。また、見切り板７０は、開口部７１を有し、液晶パネル２０の周囲領域を覆うように配置した。

図４に、図３で図示した液晶パネル２０における、走査電極１３ａ及び信号電極１３ｂ、見切り板及び偏光板の配置例を示す。図４の例では、３３本の走査電極１３ａ（Ｙ１〜Ｙｍ）及び４９本の信号電極１３ｂ（Ｘ１〜Ｘｎ）を設けた。よって、図中のＹｍ−１はＹ３２、ＹｍはＹ３３に相当し、Ｘｎ−１はＸ４８、ＸｎはＸ４９に相当する。この内、見切り板７０の開口部７１内に設けられた表示領域には、表示領域用走査電極である走査電極Ｙ２〜Ｙｍ−１及び表示領域用信号電極である信号電極Ｘ２〜Ｘｎ−１を配置した。走査電極Ｙ２〜Ｙｍ−１及び信号電極Ｘ２〜Ｘｎ−１が交差する各ポイントが、液晶パネル２０の表示画素（１４５７画素）となる。

表示領域の周囲に位置する周囲領域（見切り板７０の開口部７１の内周縁部近傍）には、周囲領域用走査電極である走査電極Ｙ１とＹｍ及び周囲領域用信号電極である信号電極Ｘ１とＸｎを配置した。また、周囲領域用走査電極Ｙ１とＹｍ及び周囲領域用信号電極Ｘ１とＸｎは、一本の電極で広い領域をカバーできるように、他の電極と比較して２倍の幅とした。図３および図４に図示するように、見切り板７０の開口部７１の内周縁部を走査電極Ｙ１とＹｍおよび信号電極Ｘ１とＸｎにおける電極幅のほぼ中央とする位置に配置した。液晶パネル２０の周囲領域に対応する強誘電性液晶１０は、最外郭に位置する周囲領域用走査電極Ｙ１とＹｍ及び周囲領域用信号電極Ｘ１とＸｎによって、その表示色を制御することができる。

このように、見切り板７０の開口部７１の内周縁部を周囲領域用走査電極Ｙ１とＹ３３および周囲領域用信号電極Ｘ１とＸ４９における電極幅のほぼ中央とする位置に配置することによって、見切り板７０を第２の透明ガラス基板１１ｂ上面に設置する際に、見切り板７０の設置位置が多少ずれた場合でも、見切り板における開口部の内周縁部が、常に周囲領域上に配置されることになる。よって、見切り板７０の配置位置として、電極幅のほぼ中央とすることで最もマージンをもった位置となり、表示品位に影響を及ぼすことがない。

次に、図３および図４に図示するように、第１のガラス基板１１ａと第２のガラス基板１１ｂの外側に偏光板１５ａと偏光板１５ｂをそれぞれ配置した。偏光板１５ａと偏光板１５ｂの外周縁部が、ちょうど周囲領域用走査電極Ｙ１とＹｍおよび周囲領域用信号電極Ｘ１とＸｎを包含するように、偏光板１５ａと偏光板１５ｂを配置した。液晶パネル２０の外周囲の位置に対応する強誘電性液晶１０は、偏光板が配置されていないため、黒や白などの表示を示さない。

このように、偏光板１５ａと偏光板１５ｂとは、表示領域と周囲領域とに配置される。つまり周囲領域用電極を包含するように配置し、周囲領域用電極の外側に対応する無制御領域の位置には、両方の偏光板が配置されないようにする。このように配置することによって、表示に何ら関与しない領域において、黒白表示を行わないことが可能となる。また、基板より偏光板のサイズを小さくすることが可能となるため、必要最小限の偏光板面積を使用するので、低コストを実現できる。

本実施の形態では、基板サイズより小さく、周囲領域用電極を包含するように、光板１５ａと偏光板１５ｂの両方を配置したが、どちらか一方の偏光板においてのみ、そのように配置しても構わない。その場合でも、同様な効果を得ることが出来る。

図５に、本実施形態における液晶表示装置１００の概略ブロック構成図を示す。液晶表示装置１００は、液晶パネル２０、制御部２１、駆動電圧波形制御回路２２、各走査電極１３ａ（Ｘ１〜Ｘｎ）に電圧波形を印加するための走査駆動電圧波形発生回路２３、各信号電極１３ｂ（Ｙ１〜Ｙｍ）に電圧波形を印加するための信号駆動電圧波形発生回路２４
、太陽電池や２次電池等から構成される電源部２５、表示データ記憶部２７、ＲＡＭ３０、ＲＯＭ３１、液晶パネル２０の周囲の温度を検出するための温度センサ４１、時計回路５０等を有するように構成した。また、液晶表示装置１００は、液晶パネルの偏光板１５ａ側に配置された補助光源６０、補助光源のＯＮ／ＯＦＦを制御するための補助光源制御回路６１、ユーザが補助光源のＯＮ／ＯＦＦを設定するための補助光源スイッチ６２を有するように構成した。

制御部２１は、ＲＡＭ３０又はＲＯＭ３１に予め記憶されたプログラムに従い、時計回路５０から受信した時刻情報等を用いて表示データを作成し、表示データ記憶部２７に記憶し、さらに時刻情報と対応した表示データが液晶パネル２０に表示されるように、駆動電圧波形制御回路２２に制御信号を出力するように構成した。また、時計回路５０は、分解・組み立て・修理等が終了したした時点で、液晶パネル２０をリセットするためのオールリセット信号を出力できるように構成した。さらに、図５には明記されないが、各液晶表示装置１００の各構成は電源部２５から電力供給を受けることできるように構成した。

また、制御部２１は、後述するように、温度センサ４１からの出力信号に基づいて、強誘電性液晶１０の温度を確認し、スメクチックＣ相からスメチックＡ相への転移温度を超えた場合に、表示制御方法を切換えるように制御を行う。また、ユーザが、液晶表示装置１００の周囲が暗い場合等に、補助光源スイッチ６２をＯＮすると、制御部２１は、補助光源６１を制御して補助光源６０をＯＮするように制御を行う。

図６に、液晶パネル２０の各画素の駆動電圧波形の一例等を示す。図６（ａ）は１本の走査電極１３ａに印加される走査電圧波形の一例を示し、図６（ｂ）は１本の信号電極１３ｂに印加される信号電圧波形の一例を示し、図６（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）の合成電圧波形を示し、図６（ｄ）は合成電圧波形（ｃ）が印加された画素の光透過率の一例を示す。

図６には２フレーム分の駆動電圧波形が示されており、図中「ＯＮ」は白表示、「ＯＦＦ」は黒表示を示している。ここでは、１回の表示データに基づく表示を実行するために１つの走査期間を利用している。１フレームはリセット期間（Ｒｓ）及び走査期間から成り、１走査期間は選択期間（Ｓｅ）及び非選択期間（ＮＳｅ）から成る。

リセット期間（Ｒｓ）において、強誘電性液晶１０は、直前の表示状態に拘らず、前半は白表示（透過状態）となる第１の強誘電状態に、後半は黒表示（非透過状態）となる第２の強誘電状態に、強制的にリセットされる。リセット期間（Ｒｓ）において、走査電圧波形（ａ）では、前半が＋２０Ｖ、後半が−２０Ｖのリセットパルスが印加されている。また、信号電圧波形（ｂ）では、＋５Ｖと−５Ｖから構成される信号パルスが繰り返し印加されることとした。この結果、強誘電性液晶１０の画素には、合成電圧波形（ｃ）に応じた電圧、即ちリセット期間（Ｒｓ）の前半に正の閾値Ｖ２（図２参照）以上の電圧が、後半に負の閾値Ｖ４（図２参照）以下の電圧が印加されて、それぞれの強誘電状態にリセットされることとなる。リセット期間を設けることによって、強誘電性液晶を用いた液晶パネルにおいて、良好な表示を持続することが可能となる。

所定画素の表示データがＯＮ（白表示）の場合には、選択期間（Ｓｅ）中に、選択パルス（図６（ａ）参照）と信号パルス（図６（ｂ）参照）とによる正の閾値Ｖ２以上の電圧の合成電圧波形（ｃ）が印加され、強誘電性液晶１０は白表示（透過状態）となる第１の強誘電状態に選択される。また、非選択期間（ＮＳｅ）では、この状態が保持され、白表示が持続する。

所定画素の表示データがＯＦＦ（黒表示）の場合には、選択期間（Ｓｅ）中に負の閾値
Ｖ４以下の電圧の合成電圧波形（ｃ）が印加され、強誘電性液晶１０は黒表示（非透過状態）となる第２の強誘電状態に選択される。また、非選択期間（ＮＳｅ）では、この状態が保持され、黒表示が持続する。

図７に、本実施形態における液晶パネル２０の表示例を示す。図中７０１側が走査電極１３ａの末端側とし、７０２が信号電極１３ｂの末端側とした。また、点線７１は、見切り板７０の開口部を示している。さらに、図中７１０は表示領域を、７２０は最外郭の走査電極Ｙ１とＹｍ及び信号電極Ｘ１とＸｎによってメモリ性液晶１０が制御される周囲領域を、７３０は周囲領域外の無制御領域を示している。さらに、図中７４０は、後述する、表示領域７１０内の指標画素を示している。点線７１は周囲領域７２０のほぼ中心に配置されるようにセットされている。また、偏光板は表示領域７１０および周囲領域７２０を覆うように配置し、周囲領域外の無制御領域７３０には配置してない。

本実施形態では、周囲領域７２０は、見切り板７０が正確に配置されない場合にユーザに観察され得る領域、又は見切り板７０の開口部７１との隙間から覗け得る領域であるので、後述する方法によってその表示色を制御することとした。

図８に、制御部２１が、液晶パネル２０の周囲領域の表示色を制御するための第１の駆動電圧波形例を示す。図８（ａ）及び（ｂ）は、走査駆動電圧波形発生回路２３を介して最外郭の周囲領域用走査電極Ｙ１及びＹｍに印加される１フレーム分の電圧波形を示し、図８（ｃ）及び（ｄ）は、信号駆動電圧波形発生回路２４を介して最外郭の周囲領域用信号電極Ｘ１及びＸｎに印加される１フレーム分の電圧波形を示している。

図８に示す第１の駆動電圧波形例において、走査電圧波形（ａ）及び（ｂ）では、リセット期間（Ｒｓ）の前半に−２０Ｖ及び後半に＋２０Ｖのリセットパルスが印加され、信号電圧波形（ｃ）及び（ｄ）では、リセット期間（Ｒｓ）の前半に＋２０Ｖ及び後半に−２０Ｖのリセットパルスが印加される。したがって、最外郭の走査電極Ｙ１とＹｍ及び信号電極Ｘ１とＸｎによって液晶が制御される周囲領域（図７の７２０参照）の強誘電性液晶１０には、リセット期間の前半に閾値Ｖ４（図２参照）以下の電圧が印加され、リセット期間の後半には閾値Ｖ２（図２参照）以上の電圧が印加されて、第１の強誘電状態（白表示）に設定され、以後その状態を維持する。

図８では、最外郭の周囲領域用走査電極Ｙ１とＹｍ及び周囲領域用信号電極Ｘ１とＸｎ以外の表示領域用走査電極Ｙ２〜Ｙｍ−１及び表示領域用信号電極Ｘ２〜Ｘｎ−１に印加される駆動電圧波形は省略したが、所定の選択パルスと信号パルスによる合成駆動電圧波形が印加されて、液晶パネル２０の表示領域（図７の７１０）には時計回路５０から受信した時刻表示に対応した表示がなされる。なお、表示領域用走査電極Ｙ２〜Ｙｍ−１及び表示領域用信号電極Ｘ２〜Ｘｎ−１では、周囲領域用走査電極（Ｙ１及びＹｍ）又は周囲領域用信号電極（Ｘ１及びＸｎ）と交差するタイミングで、リセットパルスは印加されないものとする。

図８に示す第１の駆動電圧波形を印加する方法によれば、周囲領域（図７の７２０参照）を、最外郭の走査電極及び信号電極に同時にリセットパルスのみを印加することによって、白表示を維持させるように制御したので、表示領域との境目も所定の色が表示され、整然とした表示を保つことができた。

図９に、制御部２１が、液晶パネル２０の周囲領域の表示色を制御するための第２の駆動電圧波形例を示す。図９（ａ）及び（ｂ）は、走査駆動電圧波形発生回路２３を介して最外郭の周囲領域用走査電極Ｙ１及びＹｍに印加される１フレーム分の電圧波形を示し、図９（ｃ）及び（ｄ）は、信号駆動電圧波形発生回路２４を介して最外郭の周囲領域用信
号電極Ｘ１及びＸｎに印加される１フレーム分の電圧波形を示している。

図９に示す第２の駆動電圧波形例において、信号電圧波形（ｃ）及び（ｄ）では、第１のリセット期間（Ｒｓ）の前半に＋２０Ｖ及び後半に−２０Ｖのリセットパルスが印加され、走査電圧波形（ａ）及び（ｂ）では、第２のリセット期間（Ｒｓ）の前半に−２０Ｖ及び後半に＋２０Ｖのリセットパルスが印加される。したがって、第１のリセット期間では、最外郭の信号電極Ｘ１とＸｎによって液晶が制御される周囲領域（図７の７２０参照）の一部の強誘電性液晶１０には、リセット期間の前半に閾値Ｖ４（図２参照）以下の電圧が印加され、リセット期間の後半には閾値Ｖ２（図２参照）以上の電圧が印加される。また、第２のリセット期間では、最外郭の走査電極Ｙ１とＹｍによって液晶が制御される周囲領域（図７の７２０参照）の一部の強誘電性液晶１０には、リセット期間の前半に閾値Ｖ４（図２参照）以下の電圧が印加され、リセット期間の後半には閾値Ｖ２（図２参照）以上の電圧が印加される。第１及び第２のリセット期間によって、周囲領域（図７の７２０参照）の全てにおいて、第１の強誘電状態（白表示）に設定され、以後その状態を維持する。

図９では、最外郭の周囲領域用走査電極Ｙ１とＹｍ及び周囲領域用信号電極Ｘ１とＸｎ以外の表示領域用走査電極Ｙ２〜Ｙｍ−１及び表示領域用信号電極Ｘ２〜Ｘｎ−１に印加される駆動電圧波形は省略したが、所定の選択パルスと信号パルスとの合成駆動電圧波形が印加されて、液晶パネル２０の表示領域（図７の７１０）には時計回路５０から受信した時刻表示に対応した表示がなされる。なお、表示領域用走査電極Ｙ２〜Ｙｍ−１及び表示領域用信号電極Ｘ２〜Ｘｎ−１では、周囲領域用走査電極（Ｙ１及びＹｍ）又は周囲領域用信号電極（Ｘ１及びＸｎ）と交差するタイミングではリセットパルスは印加されないものとする。

図９に示す第２の駆動電圧波形を印加する方法によれば、周囲領域（図７の７２０参照）を、最外郭の走査電極及び信号電極に別々にリセットパルスのみを印加することによって、白表示を維持させるように制御したので、表示領域との境目でも所定の色が表示され、整然とした表示を保つことができた。

周囲領域用走査電極及び周囲領域用信号電極に別々のタイミングでリセットパルスを印加するようにしたのは、図８に示すように同時に印加すると、走査電極と信号電極との交点では、他の位置に比べて２倍の電圧が印加されることとなり、強誘電性液晶１０の耐電圧を超えてしまう可能性があるからである。そこで、図９に示す方法では、リセットパルスを２回に分けて印加するように構成した。

図１０に、制御部２１が、液晶パネル２０の周囲領域の表示色を制御するための第３の駆動電圧波形例を示す。図１０（ａ）〜（ｄ）は、走査駆動電圧波形発生回路２３を介して走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙｍ−１及びＹｍに印加される１フレーム分の電圧波形を示し、図１０（ｅ）〜（ｈ）は、信号駆動電圧波形発生回路２４を介して信号電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘｎ−１及びＸｎに印加される１フレーム分の電圧波形を示している。

図１０に示す第３の駆動電圧波形例では、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、全ての走査電極Ｙ１〜Ｙｍのリセット期間（Ｒｓ）の前半に−２０Ｖ及び後半に＋２０Ｖのリセットパルスが印加され、全ての信号電極Ｘ１〜Ｘｎはリセット期間中０Ｖが印加される。また、最外郭の信号電極Ｘ１及びＸｎでは、１フレーム期間中０Ｖが印加される。したがって、走査電極及び信号電極が配置される全ての領域（表示領域及び周囲領域）において、リセット期間の前半に閾値Ｖ４（図２参照）以下の電圧が印加され、リセット期間の後半には閾値Ｖ２（図２参照）以上の電圧が印加されて、第１の強誘電状態（白表示）に設定され、以後その状態を維持する。

図１０では、走査電極Ｙ３〜Ｙｍ−２及び信号電極Ｘ３〜Ｘｎ−２に印加される駆動電圧波形は省略したが、所定の選択パルスと信号パルスとの合成駆動電圧波形が印加されて、液晶パネル２０の表示領域（図７の７１０）には時計回路５０から受信した時刻表示に対応した表示がなされる。

このように、少なくとも３つの方法に従って、周囲領域用走査電極Ｙ１とＹｍ及び最外郭の周囲領域用信号電極Ｘ１とＸｎによって液晶が制御される周囲領域（図７の７２０参照）の表示色を制御することが可能となった。上記３つの方法では、周囲領域の液晶を白表示とするように制御したが、周囲領域の液晶を常に表示領域の背景色と同じ色に制御することも可能である。例えば、表示領域に表示するための表示データの各画素の色を制御部２１等でカウントし、最大個数の色を周囲領域のメモリ性液晶１０が表示するように制御すれば良い。

また、表示領域中に指標画素を設定し（例えば、図７の７４０参照）、指標画素が表示する色を周囲領域の液晶が表示するように制御することも可能である。なお、指標画素は、１画素でも複数画素でも良く、複数画素の場合には、複数画素の平均画像濃度を求めて、周囲領域の液晶が求めた平均画像濃度を有するように制御すれば良い。

周囲領域における液晶の表示色は、液晶パネル２０の電源がＯＮされた時点で、強誘電性液晶１０が指定した状態を維持するように制御すれば良いので、原則的には、液晶パネル２０の初期設定時（初めて、走査電極及び信号電極に電圧が印加された時等）のみに周囲領域のおける液晶の表示色を設定しさえすれば良い。しかしながら、分解・組み立て・修理等によって、時計回路５０が液晶パネル２０をリセットするためにオールリセット信号を出力した場合、液晶パネル２０の電源もリセットされることとなり、強誘電性液晶１０の状態が不安定となる場合がある。そこで、時計回路５０が、オールリセット信号を出力した場合には、再度周囲領域の液晶の表示色を設定することが望ましい。具体的には、制御部２１は、時計回路５０からのオールリセット信号を検出可能とし、検出した場合には、図８〜図１０を用いて説明された３つの方法の内、１つの方法を用いて、周囲領域の液晶の表示色を設定すれば良い。

図１１に、液晶パネル２００における、走査電極１３ａ及び信号電極１３ｂの他の配置例を示す。図１１の例では、３５本の走査電極１３ａ（Ｙ１〜Ｙｍ）及び５２本の信号電極１３ｂ（Ｘ１〜Ｘｎ）を設けた。図４に示す液晶パネル２０が、周囲領域に上下１本づつ最外郭の周囲領域用走査電極Ｙ１とＹｍを配置し、左右１本づつの最外郭の周囲領域用信号電極Ｘ１とＸｎを配置したのに対して、図１１示す液晶パネル２００では、周囲領域に上下２本づつの走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙｍ−１及びＹｍを配置し、左右２本づつの信号電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘｎ−１及びＸｎを配置した。また、周囲領域に配置した走査電極及び信号電極の幅は、全て表示領域に配置されている電極と同じ幅である。なお、液晶パネル２００における表示領域の表示画素数は１４５７画素であって、図４の液晶パネル２０と同様である。

図１１に示す液晶パネル２００を図７の表示例で示すと、表示領域７１０には、表示領域用走査電極Ｙ３からＹｍ−２および表示領域用信号電極Ｘ３からＸｎ−２が配置されており、周囲領域７２０には、周囲領域用走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙｍ−１およびＹｍ、周囲領域用信号電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘｎ−１およびＸｎが配置されていることになる。

図１１に示す液晶パネル２００を利用する場合には、図４の液晶パネル２０の走査電極Ｙ１に印加した駆動電圧波形を液晶パネル２００のＹ１及びＹ２に印加し、図４の液晶パネル２０の走査電極Ｙｍに印加した駆動電圧波形を液晶パネル２００のＹｍ−１及びＹｍ
に印加し、図４の液晶パネル２０の信号電極Ｘ１に印加した駆動電圧波形を液晶パネル２００のＸ１及びＸ２に印加し、図４の液晶パネル２０の信号電極Ｘｎに印加した駆動電圧波形を液晶パネル２００のＸｎ−１及びＸｎに印加するようにすれば良い。図１１に示す液晶パネル２００の他の制御方法は、図４に示す液晶パネル２０に対するものと同様である。

このように、周囲領域用走査電極または周囲電極用信号電極は複数本であっても構わない。その場合には、見切り板７０における開口部７１の内周縁部は、周囲領域用走査電極Ｙ１とＹ２との電極幅の中心位置、つまりＹ１とＹ２の間に配置される。同様に、周囲領域用走査電極Ｙｍ−１とＹｍとの間、周囲領域用信号電極Ｘ１とＸ２との間、周囲領域用信号電極Ｘｎ−１とＸｎとの間に見切り板７０における開口部７１の内周縁部を配置する。

また、偏光板は図７で図示したように表示領域７１０および周囲領域７２０を覆うように配置し、周囲領域外の無制御領域７３０には配置してない。つまり、基板サイズより小さい偏光板の外周縁部が、最外郭の位置にある周囲領域用走査電極Ｙ１、Ｙｍおよび周囲領域用信号電極Ｘ１、Ｘｎを覆うように、つまり表示領域と周囲領域とを包含するように偏光板を配置する。

図１１では、周囲領域用走査電極及び周囲領域用信号電極を最外郭に位置する２本を対象にしたが、２本以上あっても構わない。また、最外郭に位置する電極を必ず周囲領域用電極としなくても構わない。例えば、表示領域が小さくなると、その表示領域の外側周囲に配置される走査電極および信号電極の本数は多くなるが、その場合、表示領域の周囲に配置された全ての電極を周囲領域用電極とする必要は無い。具体的には、図１１で図示した各電極のうち、走査電極Ｙ４からＹｍ−３を表示領域用走査電極とし、信号電極Ｘ４からＸｎ−３を表示領域用走査電極とすると、それ以外の走査電極Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙｍ−２、Ｙｍ−１、Ｙｍおよび信号電極Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘｎ−２、Ｘｎ−１、Ｘｎには表示データは表示されない。

よって、それらの走査電極及び信号電極のうち、走査電極Ｙ２、Ｙ３、Ｙｍ−２、Ｙｍ−１を周囲領域用走査電極とし、信号電極Ｘ２、Ｘ３、Ｘｎ−２、Ｘｎ−１を周囲領域用信号電極として、図８から図１０に図示した３つの駆動方法の内、１つの駆動方法を用いて、周囲領域の表示色を設定する。最外郭に位置する走査電極Ｙ１とＹｍ、信号電極Ｘ１とＸｎついては、周囲領域の外側の無制御領域に配置された電極となり、電圧は印加されず、表示を行わず、表示色も設定されない。つまり、周囲領域用走査電極および周囲電極用信号電極とは、図４から図８で図示したような、駆動電圧波形が印加され、表示色が設定される電極が対象となる。

このように、複数本の周囲領域用走査電極および周囲領域用信号電極が配置されている場合には、周囲領域に配置された複数の走査電極における電極幅の中心位置に見切り板の開口部の内周縁部を配置し、また、無制御領域には偏光板を配置しないようにする。よって、無制御領域に電極が配置されていても、電圧は印加されず、偏光板も配置されないため、表示は行われない。

本実施の形態では、光学機能フィルムとして偏光板の配置について説明したが、光学機能フィルムである位相差板を用いた場合でも、同様である。

また、メモリ性液晶は、環境温度に応じて複数の相状態を取ることが知られている。例えば、メモリ性液晶では、通常の表示を行うための相状態ではメモリ特性を有しているが、温度が上昇して他の相に転移してしまうと、メモリ特性が消滅してしまう場合がある。

図１２に、本実施形態で用いる強誘電性液晶１０の温度特性を示す。強誘電性液晶１０は、−２０℃〜７２℃の温度範囲では、スメクチックＣ相の状態にあり、図２にＡとして示したヒステリシス特性を示す。また、７２℃〜８０℃の温度範囲ではスメクチックＡ相の状態を、８０℃〜８５℃の温度範囲ではネマチック相の状態を、８５℃以上では等方性相の状態を示す。所定の相状態から他の相状態に転移する温度を転移温度と言う。

強誘電性液晶１０は、７２℃（相転移温度）以上となると、図２にＢとして示すような印加電圧に対して透過光量が正比例するような特性を示し、スメクチックＣ相の状態で示していたメモリ特性を喪失してしまう。したがって、液晶パネル２０の周囲温度が、一旦７２℃以上となった後、温度が低下してスメクチックＣ相へ復帰した場合（図１２の矢印参照）、強誘電性液晶１０は、再度メモリ特性を示すようになるが、スメクチックＣ相へ復帰した場合、スメクチックＡ相に転移する前に保持していた状態に復帰するとは限らない。

そこで、温度センサ（図５の４１参照）によって、強誘電性液晶１０が、スメクチックＡ相に移行後、再度スメクチックＣ相に復帰した場合には、再度周囲領域の液晶の表示色を設定することが望ましい。具体的には、制御部２１は、温度センサ４１からの温度信号を検出し、一旦７２℃以上となった後、温度が７２℃未満となった場合には、図８〜図１０を用いて説明された３つの方法の内の１つの方法を用いて、周囲領域の液晶の表示色を設定すれば良い。

液晶パネルの構成例を示す図である。 メモリ性液晶の印加電圧と光透過率との関係を示す図である。 液晶パネルの断面を示す概念図である。 液晶パネルの駆動電極の配置例を示す図である。 液晶表示装置のブロック構成図である。 液晶パネルに印加される駆動電圧波形の一例を示す図である。 液晶表示装置の表示例を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置における駆動電圧波形印加方法の一例を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置における駆動電圧波形印加方法の他の例を示す図である。 本発明に係る液晶表示装置における駆動電圧波形印加方法のさらに他の一例を示す図である。 液晶パネルの駆動電極の配置例を示す図である。 強誘電性液晶の温度特性を示す図である。

符号の説明

１０ 強誘電性液晶
１１ａ、１１ｂ 透明ガラス基板
１３ａ、Ｙ１〜Ｙｍ 走査電極
１３ｂ、Ｘ１〜Ｘｎ 信号電極
１５ａ、１５ｂ 偏光板
２０、２００ 液晶パネル
２１ 表示制御回路
２３ 走査駆動電圧波形発生回路
２４ 信号駆動電圧波形発生回路
２５ 電源部
４１ 温度センサ
６０ 補助光源
６２ 補助光源スイッチ

Claims (3)

1. 表示領域と前記表示領域の周囲に位置する周囲領域とを有する液晶表示装置であって、
   第１及び第２の基板間に挟持され、第１の安定状態と第２の安定状態とを有するメモリ性液晶層と、前記第１の基板上において前記表示領域に対応する位置に配置された表示領域用走査電極と、前記第２の基板上において前記表示領域に対応する位置配置された表示領域用信号電極と、前記第１の基板上において前記表示領域用走査電極の外側であって、前記周囲領域に対応する位置に配置された周囲領域用走査電極と、前記第２の基板上において前記表示領域用信号電極の外側であって、前記周囲領域に対応する位置に配置された周囲領域用信号電極とを有し、
   前記第１又は第２の基板の外側には、前記第１又は第２の基板の周囲を覆う見切り板が設けられ、該見切り板における開口部の内周縁部の位置が、前記周囲領域上に配置されていることを特徴としたメモリ性液晶表示装置。
2. 前記見切り板における開口部の内周縁部の位置は、前記周囲領域に配置された前記周囲領域用走査電極又は前記周囲領域用信号電極の幅における中心位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のメモリ性液晶表示装置。
3. 前記第１又は第２の基板の外側には、光学機能フィルムが設置され、該光学機能フィルムは前記表示領域と前記周囲領域とに対応する位置に配置され、前記周囲領域の外側にある無制御領域には配置されないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメモリ性液晶表示装置。
   
   

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