JP2011043589A - 双安定液晶表示パネル及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低温の環境においても適切に画像を表示することが出来る双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの提供。
【解決手段】コモンライン及びセグメントラインを有する双安定液晶表示パネル１０と、コモンラインを駆動するコモン駆動部１１と、セグメントラインを駆動するセグメント駆動部１２と、駆動電位を生成する電源回路１３と、コモン駆動部１１とセグメント駆動部１２と電源回路１３を制御する制御回路１４からなり、コモン駆動部１１またはセグメント駆動部１２から出力される書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを印加するようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、双安定液晶表示パネル及びその駆動方法に関し、特に双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル及びその駆動方法に関する。

現在製造されている液晶ディスプレイのほとんどは単安定タイプである。単安定タイプでは、液晶を狭持する電極に電気信号を与えて何らかの表示をさせた後、その電気信号を切ると液晶は特定の状態に戻り、表示は消える。一方双安定の液晶は、電気信号が切れた状態で２種類の安定状態を有し、表示は消えない。また、その２種類の安定状態は適当な電気信号を加える事によってスイッチングする事ができる。

２種類の安定状態は、それぞれ光の透過状態が異なるので偏光素子と組み合わせて画像を表示する事ができる。また、特定の電気信号を加える事によって画像を変更することもできる。その表示画像は電気信号を切っても安定状態にあるので、画像を記憶することが出来る。そのため、双安定の液晶ディスプレイは多くの用途に応用することができ、有益である。さらに、表示画像を維持するのに電力が不要である。その結果、携帯デバイスの消費電力を抑えるのにも有効である。

そのような２種類の安定状態を持つ双安定液晶パネルがＢｉＮｅｍ（登録商標）と呼ばれるスクリーンとして提唱されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１において、記憶された表示を変更するときの電気信号の加え方についても提唱されている。

特開２００４−４５５２号公報

本発明が解決しようとする課題は、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法及び駆動デバイスにおいて、極低温での書き換えを可能にすることである。

現在、市販されている一般的なＳＴＮ液晶を通常駆動するための（ＳＡ駆動方式ではない）ドライバでは、ＩＣの耐圧が４０Ｖのものが一般的で液晶に印加できる最大電圧も４０Ｖとなる。前述したように双安定液晶パネルの書き換えではネマチック液晶の分子の配向の安定状態を一度破壊する必要があるが、低温になると破壊するための電圧が上がり４０Ｖを超えてしまう。

図５に双安定液晶表示パネルを駆動するための波形の各パラメータの温度特性を示す。

低温になるに従って、Ｖ０電圧も上がりパルス幅も５度くらいから急激に広がる。Ｖ０電圧が上限に達した後はパルス幅を大きくする必要があるが、パルス幅が大きくなると誘電緩和現象によって液晶層に加わる電圧が時間とともに下がり、配向の安定状態を一度破壊することが出来なくなる。従って、従来の駆動波形では−５度程度で書き換えが出来なくなる。

上記課題を解決するために、書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを加えることにより低温時でも書き換えが出来るようにした。

構成としては、コモンライン及びセグメントラインを有する双安定液晶表示パネルと、コモンラインを駆動するコモン駆動部と、セグメントラインを駆動するセグメント駆動部と、駆動電位を生成する電源回路と、コモン駆動部とセグメント駆動部と電源回路を制御する制御回路からなる。

第１の発明は、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルまたは、その駆動方法において、書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを印加すること。

第２の発明は、上記第１の発明において、温度センサからの温度情報を元にして、励起用の交流電圧パルスを書き込みパルスの直前に印加するモードと、書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを印加しないモードとを切り替えること。

第３の発明は、上記第２の発明において、モードの切り替えは、−２０度〜０度の範囲内の予め設定した温度に達した時に切り替わること。

第４の発明は、上記第１〜３のいずれか１つに記載の発明において、温度センサからの温度情報を元にして、励起用の交流電圧パルスを書き込みパルスの直前に印加する期間及び交流電圧パルスの電圧の少なくとも１要素を決定すること。

第５の発明は、上記第４の発明において、温度情報に応じて交流電圧パルスの印加する期間または交流電圧パルスの電圧の少なくとも１要素を予め設定した参照テーブルから決定すること。

第６の発明は、上記第５の発明において、参照テーブルは、測定する温度が低くなるにつれ交流電圧パルスの印加する期間が長くなるよう特長付けられていること。

第７の発明は、上記第１〜６のいずれか１つに記載の発明において、交流電圧パルスのパルス幅は書き込みパルスのパルス幅よりも小さいこと。

第８の発明は、上記第７の発明において、パルス幅は、温度センサからの温度情報を元にして決定されること。

第９の発明は、上記第１〜８のいずれか１つに記載の発明において、交流電圧パルスは矩形波であること。

第１０の発明は、上記１〜９のいずれか１つに記載の発明において、交流電圧パルスの電圧は書き込みパルスの電圧以上であること。

本発明により、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法において、−２０度での書き換えが可能になった。

双安定液晶表示パネルを表示制御する一般的な機能ブロック図である。 双安定液晶表示パネルのスイッチングを模式的に示した説明図である。 双安定液晶表示パネルのコモン端子とセグメント端子を２次元状に示した図である。 双安定液晶表示パネルのコモン端子とセグメント端子にそれぞれ印加される電圧、及びコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。 駆動モードのコモン電圧、セグメント電圧及びコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。 従来の駆動波形の各パラメータの温度特性を示すグラフである。 セグメント駆動部の入出力テーブルを示す真理値表である。 コモン駆動部の入出力テーブルを示す真理値表である。 従来の低温用の駆動モードで駆動されたときの双安定液晶表示パネルのコモン・セグメント間電圧のコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。 従来の選択波形の駆動信号で駆動した場合の波形図である。 本発明の実施例１の選択波形の駆動信号で駆動した場合の波形図である。 本発明の実施例２の選択波形の駆動信号で駆動した場合の波形図である。

本発明の双安定液晶表示パネルの極低温表示方法は、双安定液晶表示パネルの駆動デバイスのハードウエアを変更することなく駆動波形を変更することにより実施できるものである。

実施例の説明をする前に、双安定液晶表示パネルの従来技術について説明を行なう。

図１は、双安定液晶表示パネル１０を表示制御するための一般的な機能ブロック図である。双安定液晶表示パネル１０は、水平方向のコモンラインを駆動するコモン駆動部（ＣＯＭ−ＩＣ）１１、垂直方向のセグメントラインを駆動するセグメント駆動部（ＳＥＧ−ＩＣ）１２、駆動電位（Ｖ０、Ｖ１２、Ｖ３４、Ｖ５、ＶＣＸ）を生成する電源回路１３、及びコモン駆動部１１とセグメント駆動部１２及び電源回路１３を制御する制御回路（ＭＰＵ）１４から構成される駆動デバイスで駆動される。

制御回路１４がコモン駆動部１１とセグメント駆動部１２を制御するための信号と役割は、通常のＳＴＮ駆動ドライバ回路と同様である。コモン駆動部１１に対しては、初期化信号ＲＥＳＥＴＸがあり、スキャンタイミングを決めるＣＯＭ−Ｄａｔａと書き込み用クロックのＣＬがあり、交流化信号ＦＲＣＯＭや表示消去のＤｉｓｐＯｆｆｘがある。セグメント駆動部１２に対しては、初期化信号ＲＥＳＥＴＸがあり、表示画像データを与えるＤＩＯ（８）と書き込み用クロックＸＣＫがあり、交流化信号ＦＲＳＥＧや表示消去のＤｉｓｐＯｆｆｘがある。

図２は、双安定ネマチック液晶の状態の切り替えであるスイッチングを説明する図で、双安定液晶表示パネル１０のコモンとセグメントに特定の信号を印加して、ネマチック液晶分子のねじれ方向をツイスト状態（Ｔｗｉｓｔｅｄ）とユニフォーム状態（Ｕｎｉｆｏｒｍ）と呼ばれる２種類の状態に切り替える様子を示している。図２（ａ）はツイスト状態を生成させる場合における波形である。図２（ｂ）はツイスト状態のイメージ図であり、ネマチック液晶の分子２０がツイストしている。続いて、図２（ｃ）はユニフォーム状態を生成させる場合における波形である。図２（ｄ）はユニフォーム状態のイメージ図であり、ネマチック液晶の分子２０が整列している、ユニフォームの状態であることがわかる。

なお、本願に添付する図面において、ＣＯＭはコモン電極に印加されるコモン信号を、ＣＯＭ−Ｓｃａｎは選択時のコモン信号即ち選択信号を、ＣＯＭ−Ｎｏ Ｓｃａｎは非選択時のコモン信号即ち非選択信号を、ＳＥＧはセグメント電極に印加されるセグメント信号を、更に、ＣＯＭ−ＳＥＧはコモン・セグメント間電圧即ちコモン電極とセグメント電極で挟持された交点画素に印加される表示電圧を示す。そして、書込み信号は白書込み信号と黒書込み信号の２種類であり、また表示信号は白表示電圧と黒表示電圧の２種類である。

先ず、双安定液晶表示パネル１０のコモン電極とセグメント電極の交点画素で白（Ｗｈｉｔｅ）を表示する場合について説明する。コモン端子に印加される選択信号の電圧波形は、図２の左側の最上段に示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、時間間隔ｂとｃは負のレベル−Ｖ、続く時間間隔ｄとｅは正のレベル＋Ｖ、続く時間間隔ｆは正のレベル＋ＶＣＸ、そして残りの時間間隔ｇはレベル０となる波形である。

セグメント端子に印加される白書込み信号の電圧波形は、図２の左側の２段目に示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａからｅはレベル０、続く時間間隔ｆは負のレベル−ｖ、そして残りの時間間隔ｇはレベル０となる波形である。

上述の如く時間と共に変移する選択信号と白書込み信号が印加されると、コモン端子とセグメント端子の間の差の電圧である白表示電圧の波形は、時間と共に変移する波形となる。即ち、図２の左側の３段目に示す如く、白表示電圧波形は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂとｃは負のレベル−Ｖ、続く時間間隔ｄからｅは正のレベル＋Ｖ、そして残りの時間間隔ｇはレベル０となる波形である。このように、白表示電圧の波形は、負のレベル−Ｖボルトと正のレベル＋Ｖの間で電圧遷移を行うものである。 このような波形の白表示電圧をネマチック液晶に印加するのは、まず負のレベル−Ｖの電圧でネマチック液晶の分子の配向の安定状態を破壊し、ネマチック液晶の分子を縦方向に吊り上げ（図２の左側の最下段の左方の模式図）、その後に正のレベル＋Ｖの電圧をレベル０の電圧へと開放してネマチック液晶の分子を配向方向へ寝かし（図２の左側の最下段の右方の模式図）、ツイスト状態（Ｔｗｉｓｔｅｄ）にするためである。このようにして、図２の左側の三段目に示す波形の白表示電圧が印加された双安定液晶表示パネル１０の交点画素は白を表示する。

次に、双安定液晶表示パネル１０のコモン電極とセグメント電極の交点画素で黒を表示する場合について説明する。コモン端子に印加される選択信号の電圧波形は、図２の左側最上段の波形と同じである。

黒書込み信号の電圧波形は、図２の右側の２段目に示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａからｃはレベル０、続く時間間隔ｄは負のレベル−ｖ、そして残りの時間間隔ｅからｇはレベル０となる波形である。

上述の如く時間と共に変移する選択信号と黒書込み信号が印加されると、コモン端子とセグメント端子の間の差の電圧である黒表示電圧の波形は、時間と共に変移する波形となる。即ち、図２の右側の３段目に示す如く、黒表示電圧の波形は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂとｃは負のレベル−Ｖ、続く時間間隔ｄは正のレベル＋（Ｖ＋ｖ）、続く時間間隔ｅは正のレベル＋Ｖ、続く時間間隔ｆは正のレベル＋Ｖ−ｖ、そして残りの時間間隔ｇはレベル０となる波形である。このように、黒表示電圧は、−Ｖと＋（Ｖ＋ｖ）の間で電圧遷移を行うものである。

このような波形の黒表示電圧をネマチック液晶に印加するのは、まず負のレベル−Ｖでネマチック液晶の分子の配向の安定状態を破壊し、ネマチック液晶の分子を縦方向に吊り上げ（図２の右側の最下段の左方の模式図）、その後に正のレベル＋（Ｖ＋ｖ）を正のレベル＋Ｖに、正のレベル＋Ｖを正のレベル＋Ｖ−ｖに、最後に正のレベル＋Ｖ−ｖをレベル０へと順に段階的に低下させてネマチック液晶の分子をほぼ平行に配向し（図２の右側の最下段の右方の模式図）、ユニフォーム状態（Ｕｎｉｆｏｒｍ）とするためである。このようにして、図２の右側の三段目に示す黒表示電圧が印加された双安定液晶表示パネル１０の交点画素は、黒を表示する。

図３は、双安定液晶表示パネル１０のコモン端子とセグメント端子に印加される電圧波形の例を示す図であり、その左側にはｎ行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ］、（ｎ＋１）行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋１］及び（ｎ＋２）行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋２］の連続する３行と、これらと交差する３列のセグメント端子、即ちｍ列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ］、（ｍ＋１）列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ＋１］及び（ｍ＋２）列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ＋２］とからなる双安定液晶表示パネル１０の一部が模式的に示されている。

また、図４には、双安定液晶表示パネル１０の図４（ａ）のコモン端子ＣＯＭ［ｎ］、図４（ｂ）のＣＯＭ［ｎ＋１］及び図４（ｃ）のＣＯＭ［ｎ＋２］とこれらと交差するｍ列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ］（図４（ｄ）参照。）に印加される電圧波形を時間の経過に従って示されている。なお、破線の円で囲った部分は、選択信号の電圧波形を示す。

選択（Ｓｃａｎ）時にコモン端子に印加される選択信号の電圧波形は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す如くで、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂは正のレベル＋Ｖ２、続く時間間隔ｃとｄは正のレベル＋Ｖ３、そして残りの時間間隔ｅとｆはレベル０となる波形である。但し、Ｖ３＞Ｖ２である。

非選択時にコモン端子に印加される非選択信号の電圧波形は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂからｄは正のレベル＋Ｖ２、そして残りの時間間隔ｅとｆはレベル０となる波形である。

コモン端子に印加される信号の電圧波形は、図２と図４では大きく異なっている。即ち、図２に示す選択信号の電圧波形は、正負に大きく変移する電圧波形であるのに対して、図４に示す選択信号の電圧波形は正側のみにおいて大きく変移する波形である。なお、図２には非選択信号は示されていないが、図４に示す非選択信号も正側のみにおいて大きく変移する波形である。

ｎ行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ］には、図４（ａ）に示す如く、スキャン時間区間ｔ１において選択信号が、スキャン時間区間ｔ２とｔ３において非選択信号がそれぞれ印加されている。続くｎ＋１行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋１］には、図４（ｂ）に示す如く、スキャン時間区間ｔ１において非選択信号が、スキャン時間区間ｔ２において選択信号が、更にスキャン時間区間ｔ３において非選択信号がそれぞれ印加されている。更にそれに続くｎ＋２行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋２］には、図４（ｃ）に示す如くスキャン時間区間ｔ１とｔ２において非選択信号が、スキャン時間区間ｔ３において選択信号がそれぞれ印加されている。

セグメント端子に印加されるセグメント電圧、即ち、白書込み信号と黒書込み信号の電圧波形は、図４（ｄ）に示す如くである。ここでは、スキャン時間区間ｔ１において白書込み信号が、スキャン時間区間ｔ２において黒書き込み信号が、そして、スキャン時間区間ｔ３において白書き込み信号がそれぞれ印加されている。

白書込み信号の電圧波形は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａとｂはレベル０、続く時間間隔ｃとｄは正のレベル＋Ｖ２、続く時間間隔ｅは正のレベル＋Ｖ１、そして残りの時間間隔ｆはレベル０となる波形である。

また、黒書込み信号の電圧波形は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａとｂはレベル０、続く時間間隔ｃは正のレベル＋Ｖ１、続く時間間隔ｄとｅは正のレベル＋Ｖ２、そして残りの時間間隔ｆはレベル０となる波形である。

上述の如く、コモン端子に選択信号または非選択信号が、セグメント端子に白書込み信号または黒書込み信号が印加されると、コモン端子とセグメント端子間のコモン・セグメント間電圧、即ち白表示電圧と黒表示電圧は、図４（ｅ）から図４（ｇ）にそれぞれ示す如くとなる。

即ち、ｎ行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ］とｍ列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ］の交点画素には、図４（ｅ）に示す如く、スキャン時間区間ｔ１においては、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂは正のレベル＋Ｖ２、続く時間間隔ｃとｄは負のレベル−Ｖ２、続く時間間隔ｅは負のレベル−Ｖ３、そして残りの時間間隔ｆの時間はレベル０となる波形の白表示電圧が印加されている。

スキャン時間区間ｔ２においては、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａとｂはレベル０、続く時間間隔ｃは負のレベル−Ｖ４、そして残りの時間間隔ｄからｆはレベル０となる電圧波形の第１の寄生信号が印加されている。更に、スキャン時間区間ｔ３においては、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａからｄはレベル０、続く時間間隔ｅは負のレベル−Ｖ４、そして残りの時間間隔ｆはレベル０となる電圧波形の第２の寄生信号が印加されている。

次に（ｎ＋１）行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋１］とｍ列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ］の交点画素には、図４（ｆ）に示す如く、スキャン時間区間ｔ１においては第２の寄生信号が、スキャン時間区間ｔ２においては黒表示電圧が、そしてスキャン時間区間ｔ３においては第１の寄生信号がそれぞれ印加されている。黒表示電圧は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂは正のレベル＋Ｖ２、続く時間間隔ｃは負のレベル−Ｖ１、続く時間間隔ｄは負のレベル−Ｖ２、続く時間間隔ｅは負のレベル−Ｖ３、そして残りの時間間隔ｆの時間はレベル０となる波形の電圧である。

更に（ｎ＋２）行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋１］とｍ列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ］の交点画素には、図４（ｇ）に示す如く、スキャン時間区間ｔ１においては第１の寄生信号が、スキャン時間区間ｔ２においては第２の寄生信号が、そしてスキャン時間区間ｔ３においては白表示電圧がそれぞれ印加されている。

上述した如く、双安定液晶表示パネル１０の表示は、選択信号の電圧波形を出力する１本のコモンと、全セグメントの信号状態によって１ライン分の白黒が決定し、１画面分の全コモンを順次スキャンする事により画面全体の表示が決定する。スキャンを行うのはその瞬間においては画面全体のうちの１本のコモンのみであり、残りの大多数のコモンは非選択信号の電圧波形を出力する。双安定液晶表示パネル１０の充放電電荷量を考える時は、コモンの大多数が出力する非選択信号の電圧とセグメント端子に印加された白書込み信号または黒書込み信号の電圧の電位差に着目する必要がある。つまり、コモン端子とセグメント端子間のコモン・セグメント間電圧の波形における寄生信号が双安定液晶表示パネル１０を駆動する上での充放電電荷量に大きく寄与し、消費電流の大きさに影響を与える。

図５は、双安定液晶表示パネル１０の特定の駆動モード（Ｍｏｄｅ−Ｃ）の波形を示している。双安定液晶表示パネル１０に印加される４種類の波形は、図４（ａ）においてコモン端子に選択時に印加される選択信号、コモン端子に非選択時に印加される非選択信号、図４（ｂ）においてセグメント端子に印加される白書込み信号、セグメント端子に印加される黒書込み信号である。これらの電圧波形は図４に示したものと同じである。また、前記電圧の差を取ったものが図４（ｃ）のＣＯＭ-ＳＥＧの駆動電圧となる。

また、図５には、コモン端子とセグメント端子の交点画素に印加された４種類の電圧、即ち白表示電圧、黒表示電圧、第１の寄生信号及び第２の寄生信号が示されている。これらの電圧波形は図４に示したものと同じである。

図５の下方に記した「１」と「０」の数字は、コモン端子に印加されるコモン電圧の波形とセグメント端子に印加されるセグメント電圧の波形の制御信号である。コモン電圧の波形はＣＣＸ、Ｃ−Ｄａｔａ、ＦＲ、ＤｉｓｐＯｆｆｘの４つの信号で制御される。セグメント電圧の波形Ｓ−Ｄａｔａ、ＦＲ、ＤｉｓｐＯｆｆｘの３つの信号で制御される。セグメント駆動デバイスとして、既に市販されている一般的なＳＴＮ液晶を通常駆動するための（ＳＡ駆動方式ではない）ドライバを用いた場合、図７に示すセグメント駆動ドライバ（ＳＥＧ−Ｄｒｖ．）の入出力テーブルで出力電圧は３つの制御信号により制御されるので、図７に示すようなセグメント制御信号とセグメント電圧波形の対応が成立する。

双安定液晶表示パネル１０を駆動するコモン電圧の波形には、一般的なＳＴＮ液晶の通常駆動には存在しないＶＣＸなる電位があるので、その電位を出力させるための制御信号をＣＣＸとしている。図８に示すコモン駆動ドライバ（ＣＯＭ−Ｄｒｖ．）の入出力テーブルで駆動モード（Ｍｏｄｅ−Ｃ）の欄に示すようにコモン出力を制御すれば、図５に示すようなコモン制御信号とコモン電圧波形の対応が成立する。

このようにして双安定液晶表示パネル１０に画像を書き込んだ後に、コモン電圧とセグメント電圧をＧＮＤにして双安定液晶表示パネル１０を無印加状態にしても書き込んだ表示画像は保持されている。すなわち画像書き込み後に電源を切っても双安定液晶表示パネル１０の画像は表示されている。

書き込み時に電力は必要であるが、その後は無電力で表示できる。

本発明に係る駆動方法が適用される駆動デバイス、即ち正極駆動または負極駆動のみで白黒を選択できる双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスは、従来のハードウエア構成は同じである。即ち、図１に示す如く、双安定液晶表示パネル１０は、水平方向のコモンラインを駆動するコモン駆動部（ＣＯＭ−ＩＣ）１１、垂直方向のセグメントラインを駆動するセグメント駆動部（ＳＥＧ−ＩＣ）１２、駆動電位（Ｖ０、Ｖ１２、Ｖ３４、Ｖ５、ＶＣＸ）を生成する電源回路１３、及びコモン駆動部１１とセグメント駆動部１２及び電源回路１３を制御する制御回路（ＭＰＵ）１４から構成される駆動デバイスで駆動される。

制御回路１４がコモン駆動部１１とセグメント駆動部１２を制御するための信号と役割は、通常のＳＴＮ駆動ドライバ回路と同様である。コモン駆動部１１に対しては、初期化信号ＲＥＳＥＴＸがあり、スキャンタイミングを決めるＣＯＭ−Ｄａｔａと書き込み用クロックのＣＬがあり、交流化信号ＦＲＣＯＭや表示消去のＤｉｓｐＯｆｆｘがある。セグメント駆動部１２に対しては、初期化信号ＲＥＳＥＴＸがあり、表示画像データを与えるＤＩＯ（８）と書き込み用クロックＸＣＫがあり、交流化信号ＦＲＳＥＧや表示消去のＤｉｓｐＯｆｆｘがある。電源回路１３をコモン駆動部（ＣＯＭ−ＩＣ）１１の中に取り込む事、さらにセグメント駆動部（ＳＥＧ−ＩＣ）１２をも取り込んで１つのＩＣにする事は当然可能である。

次に、図９から図１１を参照しながら、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法を説明する。理解を容易にするために、本発明に係る双安定液晶表示パネルの駆動方法と従来の駆動方法と対比させて説明する。

図９は、正極駆動または負極駆動のみで白黒を選択できる双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの従来の駆動方法で低温に適した駆動モード（Ｍｏｄｅ−Ｇ）でドライバＩＣの最大電圧のパルスが出せるように工夫したものである。図９の電圧波形は、上から順にセグメント端子に印加される白書込み信号２３と黒書込み信号２４、コモン端子に印加される選択信号２５、非選択信号２６、選択時のコモン・セグメント間電圧である黒表示電圧３３と白表示電圧３４、及び非選択時のコモン・セグメント間電圧である寄生信号４０の電圧波形をそれぞれ示す。

白書込み信号２３の電圧波形は、図９（ａ）に示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａとｂは正のレベル＋Ｖ５、続く時間間隔ｃは正のレベル＋Ｖ１２、続く時間間隔ｄとｅは正のレベル＋Ｖ０、そして残りの時間間隔ｆは正のレベル＋Ｖ５となる波形である。

黒書込み信号２４の電圧波形は、図９（ａ）に示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間
隔ａとｂは正のレベル＋Ｖ５、続く時間間隔ｃとｄは正のレベル＋Ｖ０、続く時間間隔ｅは正のレベル＋Ｖ１２、そして残りの時間間隔ｆは正のレベル＋Ｖ５となる波形である。

選択信号２５の電圧波形は、図９（ｂ）に示す如く、選択期間Ｔの最初の時間
間隔ａは正のレベル＋Ｖ５、続く時間間隔ｂは正のレベル＋Ｖ０、続く時間間隔ｃとｄは正のレベル＋Ｖ５、続く時間間隔ｅは正のレベル＋ＶＣＸ、そして残りの時間間隔ｆは正のレベル＋Ｖ５となる波形である。

非選択信号２６の電圧波形は、図９（ｃ）に示す如く、選択期間Ｔの最初の時
間間隔ａとｂは正のレベル＋Ｖ５、続く時間間隔ｃからｅは正のレベル＋Ｖ０、そして残りの時間間隔ｆは正のレベル＋Ｖ５となる波形である。

選択時にコモン端子とセグメント端子に上述の如き電圧が印加されると、コモン端子とセグメント端子間のコモン・セグメント間電圧は、図９（ｄ）に示す如くとなる。なお、図９（ｄ）において、消去パルス３１は正のレベル＋５の矩形波であり、これに続いて印加される消去パルスの直流分消去用パルス３２は負のレベル−５の矩形波である。

選択信号２５と白書込み信号２３がそれぞれ印加されたときの白表示電圧３３は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂは正のレベル＋５、続く時間間隔ｃは負のレベル−４、続く時間間隔ｄは負のレベル−５、続く時間間隔ｅは負のレベル−３、そして残りの時間間隔ｆの時間は正のレベル０となる波形の電圧である。

また、選択信号２５と黒書込み信号２４がそれぞれ印加されたときの白表示電圧３４は
、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂは正のレベル＋５、続く時間間隔ｃとｄは負のレベル−５、続く時間間隔ｅは負のレベル−２、そして残りの時
間間隔ｆの時間はレベル０となる波形の電圧である。

非選択時にコモン端子とセグメント端子に上述の如き電圧が印加されると、コモン端子とセグメント端子間のコモン・セグメント間電圧は、図９（ｅ）に示す如くとなる。なお、図９（ｅ）において、消去パルス３１は正のレベル＋５の矩形波であり、これに続いて印加される消去パルスの直流分消去用パルス３２は負のレベル−５の矩形波である。

非選択信号２６と白書込み信号２３がそれぞれ印加されたときには、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａとｂはレベル０、続く時間間隔ｃは正のレベル＋１、そして残りの時間間隔ｅとｆの時間はレベル０となる波形の電圧である。前述の正のレベル＋１の矩形波パルスは寄生信号４０である。

非選択信号２６と黒書込み信号２４がそれぞれ印加されたときには、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａからｄはレベル０、続く時間間隔ｅは正のレベル＋１、そして残りの時間間隔ｆはレベル０となる波形の電圧である。前述の正のレベル＋１の矩形波パルスは寄生信号４０である。

図１０は、図９の従来の駆動モードで駆動されたときの双安定液晶表示パネルのコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。図１０から明らかな如く、従来の駆動モードで駆動されたときには、一ライン選択期間内では、プラスパルスとマイナスパルスが一回ずつ印加されるだけである。

（極低温で書き換える駆動方法）
次に、図９の従来の駆動モード（Ｍｏｄｅ−Ｇ）に交流電圧パルスを加えて極低温で書き換えられる駆動方法を、図１０を参照して説明する。

図１１は、前述した従来の駆動モード（Ｍｏｄｅ−Ｇ）と同じ書き込みパルス３３を用いその直前に正のレベル＋５と負のレベル−５を繰り返す交流矩形波５０を加えたものである。交流矩形波５０は、図７と図８の真理値表に従って、図９の時間間隔ｂとｄを用いることにより選択波形にだけ加え、非選択時には交流矩形波５０が加わらないように出来る。

交流矩形波５０の電圧値とパルス幅と回数は、温度により変化させる。本実施例では電圧値は書き込みパルスの最大の電圧値Ｖ０と同じにして、パルス幅と回数を変えた。

−２０度では書き換えパルス３３の幅は４０ｍＳで正のレベル＋５で２０ｍＳと負のレベル−５で２０ｍＳを２０回繰り返した交流矩形波５０を加えることにより書き換えが出来た。

また、書き換えの前におこなわれる全画面の消去は、全信号線を同時に変化させる図９の消去パルス３１，３２によっておこなわれるが、極低温になると消去しにくくなるので今回は交流矩形波５０の回数分繰り返して消去するようにした。

図１２は、前述した従来の駆動モード（Ｍｏｄｅ−Ｄ）と同じ書き込みパルス３３を用いその直前に正のレベル＋５と負のレベル−５を繰り返す交流矩形波５０を加えたものである。交流矩形波５０は、図７と図８の真理値表に従って、図３の時間間隔ｂとｄを用いることにより選択波形にだけ加え、非選択時には交流矩形波５０が加わらないように出来る。

交流矩形波５０の電圧値とパルス幅と回数は、温度により変化させる。本実施例では電圧値は書き込みパルスの最大の電圧値Ｖ０と同じにして、パルス幅と回数を変えた。

−１５度では書き換えパルス３３の幅は２０ｍＳで正のレベル＋４で１０ｍＳと負のレベル−４で１０ｍＳを３回繰り返した交流矩形波５０を加えることにより書き換えが出来た。

また、書き換えの前におこなわれる全画面の消去は、全信号線を同時に変化させる図８の消去パルス３１，３２によっておこなわれるが、極低温になると消去しにくくなるので今回は交流矩形波５０の回数分繰り返して消去するようにした。

また、異なる駆動モードの書き込み波形であっても、直前に励起用の交流電圧パルスを加えることにより低温時でも書き換えが出来ることは言うまでもない。

また、直前に加える交流電圧パルスは矩形波以外でも可能であるが、波形の立下りが急峻であることが望ましく、書き込みパルス３３の幅よりも短いことが望ましい。

本発明により、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法において、極低温で画面書き換えが実現できた。また、本発明により、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル駆動デバイスにおいて、従来の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスを大幅に変更することなく、極低温の環境で書き換えが可能な双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスを提供することができた。

１０ 双安定液晶表示パネル
１１ コモン駆動部（ＣＯＭ−ＩＣ）
１２ セグメント駆動部（ＳＥＧ−ＩＣ）
１３ 電源回路
１４ 制御回路（ＭＰＵ）
２０ ネマチック液晶の分子
２１ 全コモン印加信号
２２ 全セグメント印加信号
２３ 白書込み信号
２４ 黒書込み信号
２５ 選択信号
２６ 非選択信号
３１ コモン・セグメント間電圧波形
３２ コモン・セグメント間電圧波形
３３ 黒表示電圧信号
３４ 白表示電圧信号
４０ 寄生信号
５０ 交流矩形波
ＣＯＭ コモン信号
ＣＯＭ−Ｓｃａｎ 選択信号
ＣＯＭ−Ｎｏ Ｓｃａｎ 非選択信号
ＳＥＧ セグメント信号
ＣＯＭ−ＳＥＧ コモン・セグメント間電圧または表示電圧

Claims (20)

1. 書き込みパルス印加の直前に励起用の交流電圧パルスを印加する双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
2. 前記双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法において、温度センサからの温度情報を元にして、前記励起用の交流電圧パルスを書き込みパルスの直前に印加するモードと、前記書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを印加しないモードとを切り替える請求項１に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
3. 前記モードの切り替えは、−２０度〜０度の範囲内の予め設定した温度に達した時に切り替わる請求項２に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
4. 前記双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法において、温度センサからの温度情報を元にして、励起用の交流電圧パルスを書き込みパルスの直前に印加する期間または前記交流電圧パルスの電圧の少なくとも１要素を決定する請求項１から３のいずれか１項に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
5. 前記双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法において、前記温度情報に応じて前記交流電圧パルスの印加する期間または前記交流電圧パルスの電圧の少なくとも１要素を予め設定した参照テーブルから決定する請求項４に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
6. 前記参照テーブルは、測定する温度が低くなるにつれ前記交流電圧パルスの印加する期間が長くなるよう特長付けられている請求項５に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
7. 前記交流電圧パルスのパルス幅は前記書き込みパルスのパルス幅よりも小さい請求項１〜６のいずれか１項に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
8. 前記交流電圧パルスのパルス幅は、温度センサからの温度情報を元にして決定される請求項７に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
9. 前記交流電圧パルスは矩形波である請求項１〜８のいずれか１項に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
10. 前記交流電圧パルスの電圧は前記書き込みパルスの電圧以上である請求項１〜９のいずれか１項に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
11. コモンライン及びセグメントラインを有する双安定液晶表示パネルと、
    前記コモンラインを駆動するコモン駆動部と、
    前記セグメントラインを駆動するセグメント駆動部と、
    駆動電位を生成する電源回路と、
    前記コモン駆動部と前記セグメント駆動部と前記電源回路を制御する制御回路からなり、
    前記コモン駆動部または前記セグメント駆動部から出力される書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを印加する双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。
12. 双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスは、温度センサを備え、前記温度センサから得られた温度情報を元にして、前記コモン駆動部または前記セグメント駆動部から出力される書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを印加するモードと、前記書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを印加しないモードとを切り替える機能を前記制御回路に有する請求項１１に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。
13. 前記モードの切り替えは、−２０度〜０度の範囲内の予め設定した温度に達した時に切り替わる請求項１２に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。
14. 前記温度センサからの温度情報を元にして、励起用の交流電圧パルスを書き込みパルスの直前に印加する期間または前記交流電圧パルスの電圧の少なくとも１要素を決定する請求項１２に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。
15. 前記双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスにおいて、前記温度情報に応じて前記交流電圧パルスの印加する期間または前記交流電圧パルスの電圧の少なくとも１要素を予め設定した参照テーブルから決定する請求項１４に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。
16. 前記参照テーブルは、測定する温度が低くなるにつれ前記交流電圧パルスの印加する期間が長くなるよう特長付けられている請求項１５に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。
17. 前記交流電圧パルスのパルス幅は前記書き込みパルスのパルス幅よりも小さい請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。
18. 前記交流電圧パルスのパルス幅は、温度センサからの温度情報を元にして決定される請求項１７に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。
19. 前記交流電圧パルスは矩形波である請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。
20. 前記交流電圧パルスの電圧は前記書き込みパルスの電圧以上である請求項１１〜１９のいずれか１項に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。

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