JP2009025510A - 駆動制御装置、表示装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】コレステリック液晶を用いた表示装置において、温度差や選択期間の時間差に起因する表示むらを抑制する。
【解決手段】本発明に係る表示装置は、ＤＤＳ（Dynamic Drive Scheme）により駆動制御される。表示装置は、第１行の走査線から第ｎ行の走査線へと順次走査されるため、選択期間において選択電圧が順次印加される。そのため、選択期間後の非選択期間の長さが走査線毎に異なる。第１行の走査線のように、選択期間後の非選択期間が長時間に渡ると、白表示が徐々に暗くなる。そのため、本発明に係る表示装置は、所定の階調（例えば白）を選択する場合において、始端側の走査線に白選択電圧（白を選択するための駆動電圧）を印加する期間よりも終端側の走査線に白選択電圧を印加する期間を短くし、終端側の表示画素の色を意図的に暗くする。これにより、本来同じ色であるはずの表示画素に生じるむらが抑制される。
【選択図】図５

Description

本発明は、コレステリック液晶による表示装置の表示むらを抑制する技術に関する。

コレステリック液晶は、その双安定性を利用して、いわゆる電子ペーパなどに用いられることが多い。コレステリック液晶を用いた表示装置を駆動する方法として、いわゆるＤＤＳ（Dynamic Drive Scheme）が知られている（例えば、特許文献１参照）。ＤＤＳによれば、コレステリック液晶の配向状態は、表示色（階調）を選択する選択期間（Selection phase）に液晶層に供給される電圧によって決定される。このときの電圧のことを、以
下では「選択電圧」という。

コレステリック液晶は、ＤＤＳにより駆動制御した場合において、その表示が温度の影響を特に顕著に受ける。例えば、コレステリック液晶は、液晶の温度が異なると、同じ選択電圧であっても異なる色で表示される。それゆえ、表示装置の表示面に温度差があると、その表示にむらが生じる。

図１２は、本発明の発明者による実験の内容を説明する図である。本発明者は、およそＡ４サイズ（２９７×２１０ｍｍ）の表示装置ＤＡの表示面から約２０ｃｍ離間した地点より１００ＷのハロゲンランプＨＬを照射し続け、約２．５時間後にサーモグラフィＴＧによって表示面の表面温度を測定した。図１３は、この実験の実験結果を示す図である。同図に示すように、表示面の温度は、最高がａ点の３５．３℃であり、最低がｂ点の２８．７℃であった。すなわち、表示面内には、この測定条件下では最大で６．６℃の温度差が認められた。

また、コレステリック液晶の表示は、選択電圧を小さめに設定すると、温度の影響をより強く受けることが知られている。よって、温度の変動に強くするためには、選択電圧を大きめに設定するとよい。
米国特許第５７４８２７７号明細書

しかし、理由は後述するが、選択電圧を大きくすると、非選択期間（Non-selection phase）においても電圧が上昇する。非選択期間の電圧が大きくなると、特に走査ライン数
の多い高精細な表示装置において、走査ラインの始端と終端とで白色表示にむらが生じやすくなる。これは、選択期間終了後の非選択期間が走査ラインの始端側の方がより長くなり、当該期間の電圧がコレステリック液晶の配向状態により多くの影響を与えるためである。
また、選択電圧を大きくすると、当然、消費電力も増大する。
本発明は、かかる事情にかんがみてなされたものであり、その目的は、コレステリック液晶を用いた表示装置において、温度差や選択期間の時間差に起因する表示むらを抑制することにある。

本発明に係る駆動制御装置は、走査方向に並べて設けられた複数の走査電極と、前記走査方向に交差する方向に並べて設けられた複数のデータ電極との交差に対応して設けられ、前記走査電極に走査電圧が印加され、前記データ電極にデータ電圧が印加されたときに、当該データ電圧と走査電圧との差に応じた駆動電圧が印加されるコレステリック液晶層
を含む複数の表示画素を有する表示装置の駆動を制御する駆動制御装置であって、前記複数の表示画素のそれぞれに印加する、データ電圧と走査電圧とによる駆動電圧を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記複数の走査電極について、前記走査方向の一方から他方へと順番に走査電圧が印加され、かつ、前記一方の側にある第１の表示画素と、当該第１の表示画素より前記他方の側にある第２の表示画素とを同一の階調にする場合に、前記表示画素の階調を選択する駆動電圧が印加される期間である選択期間において、前記表示画素の明るさが最大となる階調を選択するための駆動電圧を前記第１の表示画素に印加する期間よりも当該駆動電圧を前記第２の表示画素に印加する期間が短くなるように、前記複数の表示画素に印加する駆動電圧をそれぞれ制御する構成を特徴とする。かかる駆動制御装置によれば、選択期間の時間差に起因する表示むらを抑制するように駆動電圧が決められる。

本発明に係る駆動制御装置において、前記制御手段は、同一の表示画素に対して、明るさが最大となる階調を選択するときの駆動電圧と明るさが最小となる階調を選択するときの駆動電圧との差が１４Ｖ以上２５Ｖ以下となるように、前記複数の表示画素に印加する駆動電圧をそれぞれ制御する構成を採用することができる。
なお、前記制御手段は、同一の表示画素に対して、明るさが最大となる階調を選択するときの駆動電圧と明るさが最小となる階調を選択するときの駆動電圧との差が１６Ｖ以上２０Ｖ以下となるように、前記複数の表示画素に印加する駆動電圧をそれぞれ制御する構成であると、より望ましい。

本発明に係る表示装置は、走査方向に並べて設けられた複数の走査電極と、前記走査方向に交差する方向に並べて設けられた複数のデータ電極との交差に対応して設けられ、前記走査電極に走査電圧が印加され、前記データ電極にデータ電圧が印加されたときに、当該データ電圧と走査電圧との差に応じた駆動電圧が印加されるコレステリック液晶層を含む複数の表示画素と、前記複数の表示画素のそれぞれに印加する、データ電圧と走査電圧とによる駆動電圧を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記複数の走査電極について、前記走査方向の一方から他方へと順番に走査電圧が印加され、かつ、前記一方の側にある第１の表示画素と、当該第１の表示画素より前記他方の側にある第２の表示画素とを同一の階調にする場合に、前記表示画素の階調を選択する駆動電圧が印加される期間である選択期間において、前記表示画素の明るさが最大となる階調を選択するための駆動電圧を前記第１の表示画素に印加する期間よりも当該駆動電圧を前記第２の表示画素に印加する期間が短くなるように、前記複数の表示画素に印加する駆動電圧をそれぞれ制御する構成を特徴とする。
なお、本発明は、かかる表示装置を備える電子機器としても特定され得る。特に、本発明は、電子ペーパ等の小型で携帯可能な電子機器に採用するに好適な構成である。

図１は、本発明の一実施形態である表示装置１０の構成を示すブロック図である。同図に示すように、表示装置１０は、表示駆動制御部１００と、操作部２００と、ドライバ３００と、液晶パネル４００とを備える。

表示駆動制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、駆動制御回路１
０４と、第１電源生成回路１０５と、第２電源生成回路１０６と、ＡＤＣ（Analog/Digital Converter）１０７とを備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されたプログラムや各種のデータを用いて演算処理を実行し、ドライバ３００を駆動するための信号を駆動制御回路１０４に供給する。ＲＯＭ１０２は、不揮発性のメモリであり、ＣＰＵ１０１が用いるプログラムやデータをあらかじめ記憶する。ＲＡＭ１０３は、揮発性のメモリであり、ＣＰＵ１０１が演算処理を実行するときにワークエリアとして機能する。駆動制御
回路１０４は、ＣＰＵ１０１から供給された信号に基づき、ドライバ３００に制御信号を供給する。第１電源生成回路１０５及び第２電源生成回路１０６は、それぞれ、第１駆動回路３０１及び第２駆動回路３０２の一方に電力を供給する。第１電源生成回路１０５及び第２電源生成回路１０６の電力源は、内蔵された二次電池等の電源であってもよいが、外部から電力供給を受ける構成であってもよい。ＡＤＣ１０７は、複数の温度センサ４０７から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換し、温度情報としてＣＰＵ１０１に供給する。
操作部２００は、液晶パネル４００の表示を切り換えるための操作子（ボタン等）を備える。操作部２００は、使用者により選択された操作子に応じた信号をＣＰＵ１０１に出力する。

ドライバ３００は、第１駆動回路３０１と第２駆動回路３０２とを備える。第１駆動回路３０１は、駆動制御回路１０４から供給された制御信号に基づき、液晶パネル４００の複数の走査電極に電圧を印加する。第１駆動回路３０１が印加する電圧のことを、以下では「走査電圧」という。第２駆動回路３０２は、駆動制御回路１０４から供給された制御信号に基づき、液晶パネル４００の複数のデータ電極に電圧を印加する。第２駆動回路３０２が印加する電圧のことを、以下では「データ電圧」という。

液晶パネル４００は、コレステリック液晶による複数の表示画素を備え、走査電圧及びデータ電圧を印加されることによって画像を表示する。ここにおいて、コレステリック液晶とは、電圧を印加し続けなくても実質的に同一の配向状態（すなわち階調）を維持することが可能な液晶のことをいう。

図２は、液晶パネル４００の構成を概略的に示す図である。同図に示すように、液晶パネル４００は、複数の走査電極４０１と、複数のデータ電極４０２とを備える。走査電極４０１は、図中の矢印Ａで示す走査方向に並ぶように設けられている。データ電極４０２は、各々の走査電極４０１と交差するように（望ましくは直交するように）、並べて設けられている。そして、走査電極４０１とデータ電極４０２とが交差する領域の各々が、破線で示す表示画素を構成している。なお、走査電極４０１及びデータ電極４０２は、少なくとも表示面を構成する部分が透明電極によって構成されているが、透明電極でない部分を含んでもよい。透明電極としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）が用いられる。

図３は、液晶パネル４００の構成を概略的に示す断面図であり、走査電極４０１を上方側とし、データ電極４０２を下方側とした場合の断面図である。同図に示すように、液晶パネル４００は、走査電極４０１とデータ電極４０２との間に液晶層４０３を備える。また、液晶パネル４００は、透明電極である走査電極４０１又はデータ電極４０２を支持するガラス基板４０４及び４０５と、ガラス基板４０５を透過して入射する光を吸収する光吸収板４０６とを備える。

さらに、液晶パネル４００は、図１に示すように、複数の温度センサ４０７を備える。温度センサ４０７は、例えば、サーミスタを用いて構成され、検知した温度を表すアナログ信号を出力する。温度センサ４０７は、それぞれ、表示面の温度を検知すべき所定の位置に設けられており、その数は任意である。温度センサ４０７の位置は、例えば、表示面の右上部、左上部、右下部、左下部及び中央部、といった具合に設けてもよいし、等間隔にさらに多数を設けてもよい。なお、温度センサ４０７は、使用者による視認を妨げぬよう、表示面の背面側、すなわち、図３における光吸収板４０６のの下方側に設けられる。

表示装置１０の構成は、以上のとおりである。続いて、コレステリック液晶の配向状態とＤＤＳの概要を説明する。
図４は、コレステリック液晶の配向状態を示す模式図である。コレステリック液晶の配向状態には、図４（ａ）に示すプレーナ（Planar）配向と、図４（ｂ）に示すフォーカルコニック（Focal conic）配向と、図４（ｃ）に示すホメオトロピック（Homeotropic）配向とがある。以下においては、プレーナ配向、フォーカルコニック配向及びホメオトロピック配向のそれぞれを、各々のアルファベット表記の頭文字を用いて「Ｐ配向」、「Ｆ配向」及び「Ｈ配向」という。

配向状態がＰ配向である場合において、液晶層４０３は、観察される側、すなわちガラス基板４０４側から入射した光を反射（選択反射）する。このとき表示画素は、表示色として白を示す。ここにおいて「白」とは、表示画素の明るさが最大となる状態である色を便宜的にいうものであって、必ずしも人間の目に白色として知覚される色である必要はない。

また、配向状態がＦ配向である場合において、液晶層４０３は、ガラス基板４０４側から入射した光を前方に散乱させる。この散乱光は、光吸収板４０６に吸収される。このとき表示画素は、表示色として黒を示す。ここにおいて「黒」とは、表示画素の明るさが最小となる状態である色を便宜的にいうものである。なお、液晶層４０３は、Ｐ配向とＦ配向とを混在させることにより、中間調（グレー）を表示することも可能である。

また、配向状態がＨ配向である場合において、液晶層４０３は、ガラス基板４０４側から入射した光を透過させる。この透過光は、光吸収板４０６に吸収される。このとき表示画素は、表示色として黒を示すが、Ｈ配向は安定な配向状態ではないため、液晶層４０３に電圧が印加されている状態においてのみ存在する。

図５は、ＤＤＳによるコレステリック液晶の配向状態の制御を説明する図であり、第１行から第ｎ行の各走査線（すなわち走査電極４０１）に電圧を印加する期間を示す図である。同図に示すように、ＤＤＳにより電圧を印加する期間は、非選択期間（Non-selection phase）、リセット期間（Preparation phase）、選択期間（Selection phase）及び保
持期間（Evolution phase）の４種類に分類できる。また、選択期間は、第１行から第ｎ
行の各走査線について、互いに重複しないように順次割り当てられる期間である。

図６は、ＤＤＳにおけるコレステリック液晶の配向状態の遷移を示す図である。まず、リセット期間においては、Ｐ配向又はＦ配向にある液晶層４０３をＨ配向にする電圧（以下、「リセット電圧」という。）が液晶層４０３に印加される。これにより、液晶層４０３は、Ｈ配向に遷移する。

選択期間においては、コレステリック液晶の表示状態を要求される階調（白又は黒）に対応した配向状態とするための駆動電圧、すなわち選択電圧が選択的に印加される。具体的には、白を表示する場合には、Ｈ配向を維持する電圧が液晶層４０３に印加され、黒を表示する場合には、配向状態をＨ配向とＰ配向の中間的な状態である過渡プレーナ（Transient Planar）配向（以下、「ＴＰ配向」という。）にする電圧が液晶層４０３に印加される。これにより、液晶層４０３は、要求される表示状態に対応してＨ配向又はＴＰ配向のいずれかに遷移する。

保持期間においては、要求される階調を維持するための電圧（以下、「保持電圧」という。）が印加される。これにより、液晶層４０３は、選択期間においてＨ配向となった場合には、Ｈ配向の状態を維持し、選択期間においてＴＰ配向となった場合には、Ｆ配向に遷移する。

非選択期間においては、保持電圧が除去される。これにより、液晶層４０３は、保持期
間においてＨ配向であった場合には、Ｐ配向に遷移して白を表示し、保持期間においてＦ配向であった場合には、Ｆ配向を維持して黒を表示する。なお、コレステリック液晶は、双安定性を有する材料であるため、電圧を印加しない状態であってもＰ配向又はＦ配向のいずれかの配向状態を維持することができる。

図７は、選択期間及び非選択期間の各期間に印加される電圧を示す図である。なお、同図と以下の説明とにおいて、走査電圧を「Ｖ_COM」、データ電圧を「Ｖ_SEG」とそれぞれ表記する。また、ここにおいて、黒を表示する場合に駆動電圧（Ｖ_SEG−Ｖ_COM）として印加すべき電圧を黒選択電圧、白を表示する場合に駆動電圧として印加すべき電圧を白選択電圧といい、それぞれを「Ｖ₁（黒選択電圧）」、「Ｖ₂（白選択電圧）」と表記する。
本実施形態においては、選択期間及び非選択期間において、駆動電圧の正負が反転するように電圧を印加している。これは、液晶層４０３の劣化を抑制するためである。

白を表示する場合、データ電圧Ｖ_SEGは、選択期間の前半において「Ｖ₂」であり、選択期間の後半において「Ｖ₁」である。このとき、走査電圧Ｖ_COMは、選択期間の前半において「０」であり、選択期間の後半において「Ｖ₁＋Ｖ₂」である。この結果、選択期間における駆動電圧（Ｖ_SEG−Ｖ_COM）は、前半において「Ｖ₂」となり、後半において「−Ｖ₂」となる。
一方、非選択期間においては、データ電圧Ｖ_SEGは選択期間と同様であるが、走査電圧
Ｖ_COMは、全体において「（Ｖ₁＋Ｖ₂）／２」である。この結果、非選択期間における駆
動電圧（Ｖ_SEG−Ｖ_COM）は、前半において「（Ｖ₂−Ｖ₁）／２」となり、後半において「−（Ｖ₂−Ｖ₁）／２」となる。
液晶層４０３は、このように電圧が印加されることにより、選択期間においてはＨ配向、非選択期間においてはＰ配向となり、白を表示することができる。

黒を表示する場合、データ電圧Ｖ_SEGは、選択期間の前半において「Ｖ₁」であり、選択期間の後半において「Ｖ₂」である。走査電圧Ｖ_COMは、白表示の場合と同様に、選択期間の前半において「０」であり、選択期間の後半において「Ｖ₁＋Ｖ₂」である。この結果、選択期間における駆動電圧（Ｖ_SEG−Ｖ_COM）は、前半において「Ｖ₁」となり、後半にお
いて「−Ｖ₁」となる。
一方、非選択期間においては、データ電圧Ｖ_SEGは選択期間と同様であり、走査電圧Ｖ_COMは白表示の場合と同様である。この結果、非選択期間における駆動電圧（Ｖ_SEG−Ｖ_COM）は、前半において「−（Ｖ₂−Ｖ₁）／２」となり、後半において「（Ｖ₂−Ｖ₁）／２」となる。
液晶層４０３は、このように電圧が印加されることにより、選択期間においてはＴＰ配向、保持期間及び非選択期間においてはＦ配向となり、黒を表示することができる。

中間調を表示する場合、データ電圧Ｖ_SEGは、複数回切り換えられる。具体的には、デ
ータ電圧Ｖ_SEGは、選択期間の前半において「Ｖ₁」から「Ｖ₂」に切り換えられた後、再
び「Ｖ₁」に切り換えられ、選択期間の後半において「Ｖ₁」から「Ｖ₂」に切り換えられ
る。なお、選択期間の前半において「Ｖ₁」が印加される期間と選択期間の後半において
「Ｖ₂」が印加される期間の長さは等しく（期間Ａ）、選択期間の前半において「Ｖ₂」が印加される期間と選択期間の後半において「Ｖ₁」が印加される期間の長さは等しい（期
間Ｂ）。

データ電圧Ｖ_SEGとして「Ｖ₁」又は「Ｖ₂」が印加されるそれぞれの期間は、要求され
る階調に応じて決められる。具体的には、より白に近い中間調を表示する場合には、選択期間の前半において「Ｖ₂」が印加される期間、すなわち期間Ｂを長くし、より黒に近い
中間調を表示する場合には、期間Ｂを短くする。本実施形態において、かかる期間の制御は、所定のビット数のパルス幅変調（ＰＷＭ）によって実現されている。具体的には、例
えば６ビットのパルス幅変調である場合、白を表示する場合のパルス幅を最大（６３）とし、黒を表示する場合のパルス幅を最小（０）とする、といった具合である。

続いて、表示装置１０の表示に係る動作を説明する。本実施形態の表示装置１０は、画像の表示を行うときに、温度情報に基づいて動作の態様を切り換える。より詳細には、本実施形態の表示装置１０は、「通常モード」と、通常モードよりも表示むらを抑制可能な「むら抑制モード」の２種類の動作モードのいずれかを選択して動作する。表示装置１０が行うかかる動作は、具体的には以下のとおりである。

図８は、表示装置１０の表示駆動制御部１００が実行する処理を示すフローチャートである。同図に示すように、はじめに表示駆動制御部１００は、温度情報を取得する（ステップＳ１）。温度情報は、複数の温度センサ４０７からＡＤＣ１０７を介して取得される情報であり、表示面の各部における温度を表す情報である。表示駆動制御部１００は、この温度情報を取得したら、基準温度と温度むらとを算出する（ステップＳ２）。ここにおいて、「基準温度」とは、表示面の各部における温度の平均値をいう。しかしながら、もちろん、中央値や最頻値を基準温度として採用してもよい。また、「温度むら」とは、表示面の各部における温度の最大値と最小値の差分をいう。

次に、表示駆動制御部１００は、算出した温度むらが所定の閾値を上回るか否かを判断する（ステップＳ３）。ここにおける閾値は、例えばＲＯＭ１０２に記憶されており、表示装置１０の使用条件に応じて適宜に定められる。例えば、図１２に示したような使用条件を想定した場合の閾値は、６〜７（℃）程度であると望ましい。ＣＰＵ１０１は、算出した温度むらが所定の閾値以下である場合（ステップＳ３：ＮＯ）、通常モードを選択し（ステップＳ４）、算出した温度むらが所定の閾値を上回る場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、むら抑制モードを選択する（ステップＳ５）。

表示駆動制御部１００は、動作モードを選択した後、操作部２００を介して表示の切り換えが指示されたか否かを判断する（ステップＳ６）。本実施形態の表示装置１０は、双安定性、換言すれば記憶性を有する液晶層４０３を採用しているため、表示駆動制御部１００は、表示の切り換えが指示された場合にのみドライバ３００を駆動させる。ゆえに、表示駆動制御部１００は、表示の切り換えが指示されていない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ１からの処理を繰り返し実行し、表示の切り換えが指示された場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、選択された動作モードによる駆動を指示する（ステップＳ７）。
表示駆動制御部１００は、表示装置１０が動作する間において、このような動作を繰り返し実行する。

ここで、双方の動作モードについて説明する。通常モードは、むら抑制モードに比べ、白選択電圧と黒選択電圧の差分（Ｖ₂−Ｖ₁）が小さい動作モードである。具体的には、通常モードにおけるＶ₂−Ｖ₁の値は、８〜１２（Ｖ）程度である。一方、むら抑制モードは、白選択電圧と黒選択電圧の差分（Ｖ₂−Ｖ₁）を通常モードよりも大きく確保した動作モードである。具体的には、むら抑制モードにおけるＶ₂−Ｖ₁の値は、１４〜２５（Ｖ）、より望ましくは１６〜２０（Ｖ）程度である。本実施形態において、このように白選択電圧及び黒選択電圧を異ならせたのは、以下の事情による。

図９は、あるコレステリック液晶を用いた場合において、２６℃の駆動パラメータでＤＤＳにより表示を切り換えたときの選択電圧と反射率の関係を温度別に示した図である。同図において、黒として表示される反射率はＲ₁以下であり、白として表示される反射率
はＲ₂以上であるとする。
例えば、同図において、動作時のパネル温度が３０℃である場合、このコレステリック液晶は、白選択電圧と黒選択電圧の差分を６Ｖ程度確保しただけでも、白と黒とを十分に
適切に表示することが可能である。例えば、白選択電圧をＶ_C、黒選択電圧をＶ_Bとすれば、正常な表示を行うことができる。また、消費電力を抑制するという観点からいえば、選択電圧や、非選択期間における駆動電圧（Ｖ_SEG−Ｖ_COM）は、小さいほど望ましい。それゆえ、白選択電圧及び黒選択電圧のみならず、白選択電圧と黒選択電圧の差分も、より小さい方が望ましい。

しかし、選択電圧と反射率の関係は、図９に示すように、温度によって異なる。よって、例えば、白選択電圧をＶ_C、黒選択電圧をＶ_Bとした場合には、動作時の温度が３０℃であれば白と黒とを適切に表示可能であるが、動作時の温度が２６℃の場合には、黒を正常に表示することができなくなる。表示装置１０の実際的な使用条件を考慮した場合、動作時の温度にはばらつきがあるため、このばらつきを考慮して白選択電圧及び黒選択電圧を定める必要がある。例えば、図９で例示する駆動パラメータにおいてコレステリック液晶の表示を切り換えた場合に、２４〜３０℃の範囲で適切な表示を保証しようとすれば、少なくとも、白選択電圧をＶ_C以上とし、黒選択電圧をＶ_A以下とするのが望ましい。この場合の白選択電圧と黒選択電圧の差分は、約１４（Ｖ）である。また、さらに高温となる場合をも考慮した場合には、白選択電圧はＶ_D程度まで大きくさせるのが望ましい。この場
合の白選択電圧と黒選択電圧の差分は、約１６（Ｖ）である。

このように、動作時の温度にある程度の余裕（マージン）を確保しようとした場合には、白選択電圧と黒選択電圧の差分を相応に大きくする必要がある。それゆえ、むら抑制モードにおいては、通常モードよりも白選択電圧と黒選択電圧の差分（Ｖ₂−Ｖ₁）を大きくしているのである。

また、むら抑制モードにおいて、表示駆動制御部１００は、所定の階調を選択するための選択電圧（特に、白選択電圧）を、走査電極４０１の位置に応じて異ならせている。具体的には、表示駆動制御部１００は、走査方向の始端側（すなわち、より先に駆動される側）と終端側（すなわち、より後に駆動される側）とで比較した場合に、所定の階調を選択するための選択電圧が終端側でより小さくなるように選択電圧を制御する。かかる制御を行うのは、以下の理由による。

図５に示したように、選択期間後の非選択期間の長さは、走査線の各行によって異なり、走査方向の始端側ほど長時間となる。この非選択期間の長さが増加すると、いきおい、当該期間における駆動電圧（Ｖ_SEG−Ｖ_COM）が印加される時間も長くなる。
また、Ｐ配向のコレステリック液晶は、電圧が印加される時間に応じて液晶の配向状態に変化を生じ、その反射率を変化させる。
つまり、非選択期間の長さが異なり、当該期間における駆動電圧（Ｖ_SEG−Ｖ_COM）が印加される時間が異なると、同一の階調となるように選択電圧を印加しても、その非選択期間の長さに応じて反射率、すなわち階調に変化が生じる場合がある。

図１０は、Ｐ配向のあるコレステリック液晶に所定の電圧を印加した場合における、その電圧と反射率との関係を電圧の印加時間別に示した図である。同図に示すように、同じ電圧を印加した場合であっても、その印加時間が５０（ｍｓ）であるときと２００（ｍｓ）であるときとでは、曲線の形状が異なる。特に、印加電圧が１４〜２０（Ｖ）程度である場合に、反射率の相違が顕著となる。すなわち、動作モードがむら抑制モードである場合には、非選択期間の長さに応じた反射率の変化が特に顕著となる。このとき、反射率は、電圧の印加時間が長い場合に、印加時間が短い場合よりも低くなる。

このような理由から、むら抑制モードのような選択電圧が比較的高くなる場合においては、例えば、表示面全体が白となるように白選択電圧を印加したとしても、走査方向について階調が均一とならず、表示むらが生じる。具体的には、表示面全体が白となるように
同じ白選択電圧を印加すると、走査方向の始端側が終端側よりも暗い表示となる。特に、この表示むらは、例えば上述した走査線数（ｎ）が２０００を超えるような、高精細な表示装置１０においては、その分だけ始端側に非選択電圧が長時間印加されることになるため、顕著に表れる。

そこで、表示駆動制御部１００は、むら抑制モードにおいて、所定の階調を選択するときの白選択電圧の印加期間を走査電極４０１の位置に応じて異ならせる。具体的には、例えば、図７に示した選択電圧のパルス幅変調のパルス幅を複数の走査電極４０１毎に異ならせることにより、白選択電圧の印加期間が同一階調であっても徐々に短くなるように制御する。

図１１は、かかる制御の内容を説明するための図である。同図において、黒選択電圧はＶ₁であり、走査方向の始端の走査電極４０１における白選択電圧はＶ₂₁である。また、
黒として表示される反射率はＲ_Bであり、白として表示される反射率はＲ_Wである。また、走査方向の始端が示す選択電圧と反射率との関係は折線Ｌ１であり、走査方向の終端が示す選択電圧と反射率との関係は折線Ｌｎであるとする。なお、実際には、選択電圧と反射率との関係は折線状ではなく曲線状であるが（図９参照）、説明の便宜上、ここでは折線としている。

図１１に示す場合において、表示駆動制御部１００は、走査方向の始端と終端とで反射率が同等となるようにパルス幅を適宜決定する。パルス幅は、以下の（１）式を満たす値ｗか、あるいは、パルス幅として選択可能な値（ビット数）の中で（１）式を満たす値ｗに最も近い値である。なお、（１）式において、Ｗ_MAXはパルス幅の最大値である。また
、Ｖ_2nは、折線Ｌｎにおいて反射率がＲ_Wとなる場合の電圧を仮定した値であり、Ｖ₁≦Ｖ_2n≦Ｖ₂₁を満たす値である。
ｗ＝Ｗ_MAX（Ｖ_2n−Ｖ₁）／（Ｖ₂₁−Ｖ₁） …（１）

なお、式（１）は、走査方向の終端である第ｎ行の走査電極４０１についての式であるが、その他の走査電極４０１についても同様の要領で算出することができる。例えば、走査方向の始端の走査電極４０１についてみれば、Ｗ_MAX＝ｗである場合に式（１）を満た
す。

なお、表示駆動制御部１００は、あらかじめ走査電極４０１のそれぞれについての適当なパルス幅を記憶し、むら抑制モードにおいてはこのパルス幅を読み出して制御する。また、表示駆動制御部１００は、式（１）を満たすようにパルス幅を決定するのが望ましいが、同一階調についての白選択電圧の印加期間が走査方向の始端側から終端側に向かって段階的あるいは連続的に短くなるようであれば、式（１）を満たさなくてもある程度の効果を期待することができる。

以上のとおり、本実施形態の表示装置１０は、むら抑制モードによって動作することにより、温度差や選択期間の時間差に起因する表示むらを抑制することが可能である。本実施形態の表示装置１０は、むら抑制モードにおいて、通常モードよりも白選択電圧と黒選択電圧の差分を大きくすることにより、通常モードよりも温度差に起因する表示むらを抑制することを可能にしている。また、本実施形態の表示装置１０は、むら抑制モードにおいて、走査方向の始端側と終端側とで白選択電圧の印加期間を異ならせることにより、走査方向の始端側と終端側とに生じる表示むらを抑制することを可能にしている。

また、本実施形態の表示装置１０は、温度情報に基づいて動作モードを切り換えることにより、表示むらが生じにくいような使用条件にあっては、電力消費がより少ない通常モードで動作することが可能である。そのため、本実施形態の表示装置１０は、温度差や選
択期間の時間差に起因する表示むらを抑制する動作と、電力消費を抑制する動作とを、必要に応じて選択的に実行することが可能である。特に、本実施形態の表示装置１０を携帯することを想定した場合、より少ない電力でより長時間の動作が求められる一方で、移動中に温度が急激に変化する環境や、強い光が照射される環境においてもしばしば使用され得るため、かかる構成は携帯するに特に好適な構成であるともいえる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限らず、その他の種々の形態で実施することが可能である。以下では、本発明に適用可能な変形例を示す。なお、以下に示す変形例は、各々を適宜に組み合わせてもよい。

本発明に係る表示装置は、動作モードを切り換え可能な構成である必要はない。すなわち、上述したむら抑制モードに相当する動作のみを行うものであってもよい。
また、本発明に係る表示装置は、動作モードの切り換えを温度情報によらずに行ってもよい。例えば、動作モードを使用者が選択するための操作子を備え、使用者の操作に応じて動作モードを切り換えてもよい。

通常モードによる動作においても、温度情報に基づいて選択電圧を変更してもよい。これは、図９に示したように、選択電圧と反射率の関係が温度によって変化するからである。例えば、温度むらが非常に小さいような使用条件下においては、白選択電圧及び黒選択電圧を適宜に選択することにより、その差分を必要最小限まで小さくすることができる。
なお、かかる動作を行うためには、例えば、基準温度毎に最適となる白選択電圧及び黒選択電圧をあらかじめ記憶し、温度情報に基づいて最適な白選択電圧及び黒選択電圧を選択できるような構成とすればよい。

上述したような表示むらは、背景領域のような一様に白を表示する領域において顕著となる一方で、濃淡のある画像のような中間調を表示する領域においては目立ちにくい。そのため、走査線毎に白選択電圧の印加期間を異ならせるような制御は、白を表示する領域にのみ行い、中間調を表示する領域には行わなくてもよい。

また、本発明は、いわゆる電子ペーパのみならず、上述した表示装置を備える種々の電子機器に適用することが可能である。

本発明の一実施形態である表示装置の構成を示すブロック図である。 液晶パネルの構成を概略的に示す図である。 液晶パネルの構成を概略的に示す断面図である。 コレステリック液晶の配向状態を示す模式図である。 ＤＤＳによるコレステリック液晶の配向状態の制御を説明する図である。 ＤＤＳにおけるコレステリック液晶の配向状態の遷移を示す図である。 選択期間及び非選択期間の各期間に印加される電圧を示す図である。 表示装置が実行する処理を示すフローチャートである。 選択電圧と反射率の関係を温度別に示した図である。 印加電圧と反射率との関係を電圧の印加時間別に示した図である。 むら抑制モードにおける制御の内容を説明するための図である。 本発明の発明者による実験の内容を説明する図である。 本発明の発明者による実験の実験結果を示す図である。

符号の説明

１０…表示装置、１００…表示駆動制御部、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１０４…駆動制御回路、１０５…第１電源生成回路、１０６…第２電源生成回路
、１０７…ＡＤＣ、２００…操作部、３００…ドライバ、３０１…第１駆動回路、３０２…第２駆動回路、４００…液晶パネル、４０１…走査電極、４０２…データ電極、４０７…温度センサ

Claims (4)

1. 走査方向に並べて設けられた複数の走査電極と、前記走査方向に交差する方向に並べて設けられた複数のデータ電極との交差に対応して設けられ、前記走査電極に走査電圧が印加され、前記データ電極にデータ電圧が印加されたときに、当該データ電圧と走査電圧との差に応じた駆動電圧が印加されるコレステリック液晶層を含む複数の表示画素を有する表示装置の駆動を制御する駆動制御装置であって、
   前記複数の表示画素のそれぞれに印加する、データ電圧と走査電圧とによる駆動電圧を制御する制御手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記複数の走査電極について、前記走査方向の一方から他方へと順番に走査電圧が印加され、かつ、
   前記一方の側にある第１の表示画素と、当該第１の表示画素より前記他方の側にある第２の表示画素とを同一の階調にする場合に、前記表示画素の階調を選択する駆動電圧が印加される期間である選択期間において、前記表示画素の明るさが最大となる階調を選択するための駆動電圧を前記第１の表示画素に印加する期間よりも当該駆動電圧を前記第２の表示画素に印加する期間が短くなるように、前記複数の表示画素に印加する駆動電圧をそれぞれ制御する
   ことを特徴とする駆動制御装置。
2. 前記制御手段は、
   同一の表示画素に対して、明るさが最大となる階調を選択するときの駆動電圧と明るさが最小となる階調を選択するときの駆動電圧との差が１６Ｖ以上２０Ｖ以下となるように、前記複数の表示画素に印加する駆動電圧をそれぞれ制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
3. 走査方向に並べて設けられた複数の走査電極と、前記走査方向に交差する方向に並べて設けられた複数のデータ電極との交差に対応して設けられ、前記走査電極に走査電圧が印加され、前記データ電極にデータ電圧が印加されたときに、当該データ電圧と走査電圧との差に応じた駆動電圧が印加されるコレステリック液晶層を含む複数の表示画素と、
   前記複数の表示画素のそれぞれに印加する、データ電圧と走査電圧とによる駆動電圧を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記複数の走査電極について、前記走査方向の一方から他方へと順番に走査電圧が印加され、かつ、
   前記一方の側にある第１の表示画素と、当該第１の表示画素より前記他方の側にある第２の表示画素とを同一の階調にする場合に、前記表示画素の階調を選択する駆動電圧が印加される期間である選択期間において、前記表示画素の明るさが最大となる階調を選択するための駆動電圧を前記第１の表示画素に印加する期間よりも当該駆動電圧を前記第２の表示画素に印加する期間が短くなるように、前記複数の表示画素に印加する駆動電圧をそれぞれ制御する
   ことを特徴とする表示装置。
4. 請求項３に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。

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