JP4695476B2 - メモリ性液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、メモリ性液晶液晶を用いた液晶表示装置に関するものであり、特に液晶の二つの安定状態によるメモリ性効果を利用することで液晶パネルの消費電力を低減する液晶表示装置に関する。

最近注目されている電子書籍や電子新聞などにおいて、表示画面を頻繁に切り替えないような携帯情報端末の表示装置として、メモリ性を有する液晶が注目されている。メモリ性を有するということは、すなわち電圧が無印加時においても表示状態を維持することができる。この特徴を用いることで液晶表示装置の消費電力を低減することが可能になる。メモリ性を有する液晶パネルに用いられる液晶材料としては、強誘電性液晶、コレステリック液晶等が知られている。

メモリ性液晶には、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こと（メモリ特性）を有する。すなわち、メモリ性液晶では、所定の正の閾値以上の電圧を印加することによって液晶を第１の状態に移行させ、その後は電圧を印加しなくても第１の状態を保持するように制御することが可能である。同様に、所定の負の閾値以上の電圧を印加することによって液晶を第２の状態に移行させ、その後は電圧を印加しなくても第２の状態を保持するように制御することが可能である。

この特性によりマトリクス型のメモリ性液晶表示装置にデータを表示させる場合、走査電極には順次電圧を印加し、それに同期して信号電極から表示データに応じた電圧を印加する。行電極と列電極で囲まれる領域の表示画面を書き換える場合、少ない電極側を走査電極とすることで更新時に要する時間を短縮するといった方法は知られている。（例えば、特許文献１）

特開平３−１８８１８号公報（第２−３頁、第１図）

メモリ性液晶を用いた液晶パネルにおいて、順次電圧を印加する走査電極を書き換え領域に応じて行側電極あるいは列側電極にすると、メモリ性液晶は印加電圧の極性により第１の安定状態あるいは第２の安定状態を選択する特性によって、表示画面が白黒反転するといった問題が生じた。

そこで、本発明は、消費電力を低減させるために表示領域の少ない側を走査電極とした場合においても、良好な表示を行なうことを可能とした液晶表示装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、同一構成の電極用駆動回路部を用いるため、制御回路からの信号を変更するだけで、走査電極を行側電極あるいは列側電極へ容易に切り替えることができるので、新規に回路素子を追加する必要のない液晶表示装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し目的を達成するために本発明は以下の構成を採用する。一対の基板間に少なくとも二つの安定状態を持つメモリ性液晶を挟持し、複数の行側電極と複数の列側電極とを有し、行側電極と列側電極とに対して、走査電圧または信号電圧の印加を制御する表示制御回路と、表示データを表示する複数の画素を有する液晶パネルと、表示データに対応する行側電極と前記列側電極とのそれぞれの本数を比較する比較回路部とを有するメモリ性液晶表示装置であって、比較回路部からの信号によって、行側電極または列側電極のどちらに、走査電圧または信号電圧が印加されるかを決定し、表示制御回路は、行側電極に印加される場合の信号電圧または走査電圧と、列側電極に印加される場合の信号電圧または走査電圧とを制御し、表示画面が白黒反転しない合成電圧波形を前記画素に印加することを特徴とする。

また、走査電圧を前記行側電極へ印加する駆動波形と、走査電圧を前記列側電極へ印加する駆動波形とが逆極性をなし、信号電圧を列側電極へ印加する駆動波形と、信号電圧を行側電極へ印加する駆動波形とも逆極性をなすように、信号電圧または走査電圧が制御されていることを特徴とする。また、一走査期間内には、メモリ性液晶を表示データに基づく安定状態に選択する選択期間を備え、信号電圧を列側電極へ印加する駆動波形と、信号電圧を行側電極へ印加する駆動波形では、選択期間においてのみ、逆極性となるように信号電圧が制御されていることを特徴とする。また、信号電圧を列側電極へ印加する場合には、一方の安定状態を選択する信号電圧の駆動波形と、他方の安定状態を選択する信号電圧の駆動波形を用い、信号電圧を行側電極へ印加する場合には、列側電極へ印加した際とは逆の安定状態を選択する信号電圧の駆動波形を用いるように信号電圧が制御されていることを特徴とする。

また、比較回路部は、表示データに対応する行側電極の本数と列側電極の本数の少ない方の本数である電極に、走査電圧を印加するように信号を出力することを特徴とする。

また、行側電極に電圧を印加するための行側電極駆動回路と列側電極に電圧を印加するための列側電極駆動回路と、行側電極駆動回路および列側電極駆動回路を制御するための表示制御部とを備え、この表示制御部は、比較回路部より出力された信号を受け、行側電極駆動回路または列側電極駆動回路に対して、印加する電圧の極性を判断し制御信号を出力することを特徴とする。また、好ましくは、行側電極駆動回路と列側電極駆動回路とは、同様な構成であることを特徴とする。

また、メモリ性液晶は強誘電性液晶またはコレステリック液晶であることを特徴とする。

本発明によれば、画面の更新の際に直前の表示内容と比較して変化のあった領域の少ない電極の方を走査電極とするので、メモリ性液晶表示装置において、消費電力の低減が可能となる。さらに、行側電極および列側電極の電極用駆動回路部は同一構成とすることで、制御回路からの信号を変更するだけで、メモリ性液晶表示装置において、良好な表示が可能となる。また、メモリ性液晶は印加電圧の極性によって、表示画面が白黒反転するといった問題が解消され、良好な表示を行なうことを可能とする。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるメモリ性液晶表示装置の実施の形態を詳細に説明する。

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ヶ所の何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１１を用いた液晶パネル１０の構成例を示す。図１において、偏光板１２ａ（偏光軸の方向を１３ａ）および１２ｂ（偏光軸の方向を１３ｂ）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１１の分子の長軸方向を偏光板１３ａ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１３ａおよび１３ｂと強誘電性液晶１１を配置し、印加電圧の極性を変化させて、強誘電性液晶１１を第２の強誘電状態とした場合（強誘電性液晶１１の分子の長軸方向が、偏光板１２ａの偏光軸１３ａと一致した場合）、光は透過せず、液晶パネル１０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１１を第１の強誘電状態とした場合（強誘電性液晶１１の分子の長軸方向が、偏光板１２ａの偏光軸１３ａおよび偏光板１２ｂの偏光軸１３ｂ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、例えばバックライトからの光が透過し、液晶パネル１０は白表示（透過状態）となる。なお、表示を行なう場合には、バックライト以外の光源を利用することも可能である。

次に、強誘電性液晶１１の電気光学効果について説明する。図２は強誘電性液晶の透過率と電圧の特性図である。強誘電性液晶は２つの安定状態を持ち、その２つの安定状態はある閾値を超えた電圧を印加することによって状態が切り替わり、印加電圧の極性によって第１の強誘電状態（ＯＮ状態）あるいは第２の強誘電状態（ＯＦＦ状態）を選択することができる。すなわち初期（電圧無印加）時には、第１あるいは第２の強誘電状態で安定して存在するが、電圧がＶ１を超えてＶ２まで印加されると、第１の強誘電状態になる。その状態から印加電圧を徐々に下げても第１の強誘電状態を維持する。さらに電圧をＶ３からＶ４を超えて印加することで液晶分子は第２の強誘電状態に切り替わる。その状態から印加電圧を徐々に上げても第２の強誘電状態を維持する。この特性図で明らかなように強誘電性液晶を用いた液晶ディスプレイは、電圧が無印加時すなわち消費電力がゼロの時においても、その透過率、つまり表示状態を維持（メモリ性）できる。

図３に、本発明に係る液晶パネル１０の断面図を示す。液晶パネル１０は、約２ｕｍの厚さの液晶層１１を挟持した一対のガラス基板３１ａ、３１ｂと、これら２枚のガラス基板を接着するシール剤３４とで構成されている。ガラス基板３１ａ、３１ｂのそれぞれの対向面には、複数の画素をドットマトリクス状に配置するように、行側電極および列側電極となる透明電極（ＩＴＯ）３２ａ、３２ｂを形成し、その上に配向膜３３ａ、３３ｂが配置され、配向処理が成されている。

さらに、一方のガラス基板（以下、第１のガラス基板とする）３１ａの外側には、第１の偏光板１２ａが設置されている。他方のガラス基板（以下、第２のガラス基板とする）３１ｂの外側には、第１の偏光板１２ａと偏光軸が９０°異なるようにして第２の偏光板１２ｂが設置されている。第１の偏光板１２ａの外側には、反射板３５が配置されている。また、第１の偏光板１２ａと反射板３５の代わりに、偏光機能を備えた反射型偏光板を設置してもより。また、反射板３５を半透過反射板として第１の偏光板１２ａの内側に配置してもよい。

前述した通り、第１の偏光板１２ａの偏光軸１３ａは、第２の強誘電状態における強誘電性液晶１１の分子の長軸方向と一致させた。

ここで、本実施形態における液晶表示装置による具体的な表示方法について、図４〜図８を用いて説明する。

図４は、液晶表示装置の概略プロック構成図であり、液晶表示装置は、液晶パネル１０、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等から構成される表示制御回路４３、行側電極に駆動電圧波形を印加するための行側電極駆動回路４１、列側電極に駆動電圧波形を印加するための列側電極駆動回路４２、現在液晶パネル１０に表示している表示データを格納している画像メモリＡ４５、更新する表示データを格納している画像メモリＢ４６、画像メモリＡと画像メモリＢを比較する比較回路４４等を有する。

図５および図７は液晶パネル１０をマトリクス型の画素（例えば７×７）で形成したときの平面図であり、図６、図８、および図９は液晶パネル１０の任意の画素を制御するために与えられる駆動波形と透過率曲線を示したものである。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）に図示してあるように、行側電極はＴ１からＴ７であり、列側電極はＳ１からＳ７である。図５（Ａ）の表示から図５（Ｂ）の表示へと更新する場合、図５（Ａ）の表示データは図４の画像メモリＡ４５に格納され、図５（Ｂ）の表示データは図４の画像メモリＢ４６に格納されている。図４における比較回路４４は、画像メモリＡ４５と画像メモリＢ４６の更新領域の行側電極と列側電極の本数を比較する。図５（Ａ）の表示データから、図５（Ｂ）の表示データと変更されるときには、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の４本の行側電極が書き変わり、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６の５本の列側電極が書き変わるので、「行＜列」の情報を持った信号を図４の比較回路部４４は表示制御回路４３へ出力する。表示制御回路４３は、「行＜列」の信号が入力されると行側電極を走査側電極と決定し、走査電圧を印加する。また、列側電極を信号側電極と決定し、信号電圧を印加する。さらに画像メモリＢ４６のデータはそのまま信号側電極へ入力される。

マトリクス型の液晶パネルは、通常、時分割駆動方法によって表示を行なっている。すなわち、走査側電極と決定された電極には順次走査電圧が印加され、それに同期して信号電圧が信号側電極と決定された電極に並列印加される。

図５（Ａ）から図５（Ｂ）へ表示データを更新した場合の駆動波形を図６に図示する。図６では、図５の３行３列の画素（Ｔ３とＳ３の交点、以下（３，３）と称する。）のように、図５（Ａ）の白表示から、図５（Ｂ）の黒表示とする場合、あるいは、図５の３行４列の画素（３，４）のように、図５（Ａ）の黒表示から図５（Ｂ）の白表示へと表示データを変更する場合の駆動波形を示している。

ここで、比較回路部は「行＜列」信号が出力しているので、行側電極を走査側電極と決定し、行側電極Ｔ３に走査電圧を印加する。また、列側電極Ｓ３、Ｓ４を信号側電極と決定し、信号電圧を印加する。図６には上から順に、行側電極Ｔ３に印加された走査電圧の電圧波形、列側電極Ｓ３、Ｓ４に印加された信号電圧の電圧波形、画素（３，３）に印加される合成電圧波形ＴＳ（３，３）、画素（３，４）に印加される合成電圧波形ＴＳ（３，４）、画素（３，３）の透過率波形ＴＶ（３，３）、および画素（３，４）の透過率波形ＴＶ（３，４）が図示されている。

この透過率波形ＴＶ（３，３）、ＴＶ（３，４）は上述した合成電圧波形を画素に印加したときの光学特性をフォトディテクタ等で検出したときのものである。

行側電極Ｔ３、列側電極Ｓ３、Ｓ４に示すように、先ず、一走査期間（図中では（Ｂ）で示された期間）の最初の部分に、メモリ性液晶をどちらかの安定状態にリセットするリセット期間ＲＳを設け、その期間に行側電極駆動回路４１は、特定の行電極Ｔ３にリセット電圧−ＶＳ、＋ＶＳを順に出力する。それに同期して列側電極駆動回路４２は、列電極Ｓ３とＳ４にデータ電圧＋ＶＤ、−ＶＤを順に出力する。次に、表示データに基づくメモ
リ性液晶の状態を選択する選択期間ＳＥでは、その期間に行側電極駆動回路４１から、特定の行電極Ｔ３に走査電圧となる選択電圧＋ＶＳ、−ＶＳを順に出力する。それに同期して列側電極駆動回路４２は、列電極Ｓ３に信号電圧−ＶＤ、＋ＶＤを順に出力し、列電極Ｓ４にデータ電圧＋ＶＤ、−ＶＤを順に出力する。

なお、リセット電圧を選択電圧と等しい電位として説明したが、リセット電圧は選択電圧よりも高い電圧であれば異なる電位を用いてもよい。

画素（３，３）に印加される駆動電圧は、行側電極の電位０を基準とすると合成電圧波形ＴＳ（３，３）のようになる。リセット期間ＲＳで電圧（−（ＶＳ＋ＶＤ））が印加されると図２の閾値Ｖ２を超え第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。直後に電圧（＋（ＶＳ＋ＶＤ））が印加され、図２の閾値Ｖ１を超え第１の強誘電状態すなわち白表示となる。次に、選択期間ＳＥで電圧（＋（ＶＳ＋ＶＤ））が印加されるが閾値Ｖ１を超えているので第１の強誘電状態すなわち白表示のままである。直後に電圧（−（ＶＳ＋ＶＤ））が印加され、閾値Ｖ２を超え第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。なお、その後の期間においては、電圧は無印加であるが液晶がメモリ性効果により、黒表示を維持することが可能になる。

画素（３、４）に印加する駆動電圧は、行側電極の電位０を基準とすると合成電圧波形ＴＳ（３，４）のようになる。リセット期間ＲＳで電圧（−（ＶＳ＋ＶＤ））が印加されると図２の閾値Ｖ２を超え第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。直後に電圧（＋（ＶＳ＋ＶＤ））が印加され、図２の閾値Ｖ１を超え第１の強誘電状態すなわち白表示となる。次に、選択期間ＳＥで電圧（＋（ＶＳ−ＶＤ））が印加されるが閾値Ｖ２を超えないので第１の強誘電状態すなわち白表示のままである。直後に電圧（−（ＶＳ−ＶＤ））が印加されるが同様に閾値Ｖ２を超えないので第１の強誘電状態すなわち白表示のままである。なお、その後の期間においては、電圧は無印加であるが液晶がメモリ性効果により、白表示を維持することが可能になる。

次に、図７（Ａ）の表示から（Ｂ）の表示へと表示データを更新する場合について説明する。図７（Ａ）の表示データは、図４の画像メモリＡ４５に格納され、図７（Ｂ）の表示データは図４の画像メモリＢ４６に格納されている。図７（Ａ）の表示データから、図７（Ｂ）の表示データと変更されるときには、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の５本の行側電極が書き変わり、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５の３本の列側電極が書き変わるので、図４における比較回路４４は、画像メモリＡ４５と画像メモリＢ４６の更新領域の行側電極と列側電極の本数を比較し、「行＞列」の情報を持った信号を表示制御回路４３へ出力する。表示制御回路４３は、「行＞列」信号が入力されると列側電極を走査側電極と決定し、走査電圧を印加する。また、行側電極を信号側電極と決定し、信号電圧を印加する。さらに画像メモリＢ４６の表示データは反転して、走査側電極および信号側電極へ入力される。

図７（Ａ）から図７（Ｂ）へ表示データを更新した場合の駆動波形を図８に図示する。図８では、図７の画素（３，３）を図７（Ａ）の白表示から、図７（Ｂ）の黒表示とする場合、あるいは、図７の画素（４，３）を図７（Ａ）の黒表示から図７（Ｂ）の白表示へと表示データを変更する場合の駆動波形を示している。

ここで、比較回路部は「行＞列」の信号が出力しているので、列側電極を走査側電極と決定し、列側電極Ｓ３に走査電圧を印加する。また、行側電極Ｔ３、Ｔ４を信号側電極と決定し、信号電圧を印加する。図８に図示されている駆動波形は上から順に、列側電極Ｓ３に印加された走査電圧の電圧波形、行側電極Ｔ３、Ｔ４に印加された信号電圧の電圧波形、画素（３，３）に印加される合成電圧波形ＴＳ（３，３）、画素（４，３）に印加される合成電圧波形ＴＳ（４，３）、画素（３，３）の透過率ＴＶ（３，３）、および画素
（３，４）の透過率ＴＶ（４，３）が図示されている。

先ず、リセット期間に列側電極駆動回路４２は、特定の列電極Ｓ３にリセット電圧＋ＶＳ、−ＶＳを順に出力する。それに同期して行側電極駆動回路４１は、行電極Ｔ３とＴ４にデータ電圧−ＶＤ、＋ＶＤを順に出力する。

次に、選択期間ＳＥでは、その期間に列側電極駆動回路４２から、特定の列電極Ｓ３に選択電圧−ＶＳ、＋ＶＳを順に出力する。それに同期して行側電極駆動回路４１は、行電極Ｔ３にデータ電圧＋ＶＤ、−ＶＤを順に出力し、行電極Ｔ４にデータ電圧−ＶＤ、＋ＶＤを順に出力する。

画素（３，３）に印加する駆動電圧は、行側電極の電位０を基準とするとＴＳ（３，３）のようになる。リセット期間ＲＳで電圧（−（ＶＳ＋ＶＤ））が印加されると図２の閾値Ｖ２を超え第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。直後に電圧（＋（ＶＳ＋ＶＤ））が印加され、図２の閾値Ｖ１を超え第１の強誘電状態すなわち白表示となる。次に、選択期間ＳＥで電圧（＋（ＶＳ−ＶＤ））が印加され、閾値Ｖ２を超えないので第１の強誘電状態すなわち白表示を維持する。直後に電圧（−（ＶＳ−ＶＤ））が印加され、閾値Ｖ２を超えて、第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。なお、その後の期間においては、電圧は無印加であるが液晶のメモリ性効果により、黒表示を維持することが可能になる。

画素（４，３）に印加する駆動電圧は、行側電極の電位０を基準とするとＴＳ（４，３）のようになる。リセット期間ＲＳで電圧（−（ＶＳ＋ＶＤ））が印加されると図２の閾値Ｖ２を超え第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。直後に電圧（＋（ＶＳ＋ＶＤ））が印加され、図２の閾値Ｖ１を超え第１の強誘電状態すなわち白表示となる。次に、選択期間ＳＥで電圧（＋（ＶＳ−ＶＤ））が印加されるが、第２の強誘電状態となる閾値Ｖ２は超えないので、第１の強誘電状態すなわち白表示を維持する。直後に電圧（−（ＶＳ−ＶＤ））が印加され、やはり閾値Ｖ２を超えないので、第１の強誘電状態すなわち白表示を維持する。なお、その後の期間においては、電圧は無印加であるが液晶のメモリ性効果により、白表示を維持することが可能になる。

このように、図６で図示した駆動波形では、走査電圧を行側電極に、信号電圧を列側電極に印加したが、図８においては、走査電圧を列側電極に、信号電圧を行側電極に印加しているので、図６と図８では、各々の電極に印加される電圧の極性が反転して印加されている。つまり、図６および図８においては、走査電圧を行側電極へ印加する駆動波形と、走査電圧を列側電極へ印加する駆動波形とが逆極性をなしている。同様に信号電圧を列側電極へ印加する駆動波形と信号電圧を行側電極へ印加する駆動波形とも逆極性をなしている。このように、リセット期間においても、選択期間においても同様に逆極性の駆動波形を用いている。

図６と図８とに図示するように、行側電極に印加される場合の信号電圧と、列側電極に印加される場合の信号電圧とは、逆極性の駆動波形を用い電圧値が変調されているので、メモリ性液晶は印加電圧の極性によりって、表示画面が白黒反転するといった問題が解消され、行側電極または列側電極のどちらに走査電圧を印加しても、良好な表示を行なうことを可能とする。

次に、全ての駆動波形を反転させるのではなく、一部の信号電圧だけを極性反転させて印加する駆動について図９を用いて説明する。図９に図示するように、先ず、一走査期間の最初の部分にリセット期間ＲＳを設け、その期間に列側電極駆動回路４２は、特定の列電極Ｓ３にリセット電圧−ＶＳ、＋ＶＳを順に出力する。そして、それに同期して行側電極駆動回路４１は、行電極Ｔ３とＴ４にデータ電圧＋ＶＤ、−ＶＤを順に出力する。

次に、選択期間ＳＥでは、その期間に列側電極駆動回路４２から、走査電圧となる特定の列電極Ｓ３に選択電圧＋ＶＳ、−ＶＳを順に出力する。それに同期して行側電極駆動回路４１は、行電極Ｔ３にデータ電圧＋ＶＤ、−ＶＤを順に出力し、行電極Ｔ４にデータ電圧−ＶＤ、＋ＶＤを順に出力する。

画素（３，３）に印加する駆動電圧は、行側電極の電位０を基準とすると合成電圧波形ＴＳ（３，３）のようになる。リセット期間ＲＳで電圧（＋（ＶＳ＋ＶＤ））が印加されると図２の閾値Ｖ１を超え第１の強誘電状態すなわち白表示となる。直後に電圧（−（ＶＳ＋ＶＤ））が印加され、図２の閾値Ｖ２を超え第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。次に、選択期間ＳＥで電圧（−（ＶＳ−ＶＤ））が印加されるが、閾値Ｖ１を超えないので第２の強誘電状態すなわち黒表示を維持する。直後に電圧（＋（ＶＳ−ＶＤ））が印加されるが、同様に閾値Ｖ１を超えないので第２の強誘電状態すなわち黒表示を維持する。なお、その後の期間においては、電圧は無印加であるが液晶のメモリ性効果により、白表示を維持することが可能になる。

画素（４，３）に印加する駆動電圧は、行側電極の電位０を基準とすると合成電圧波形ＴＳ（４，３）のようになる。リセット期間ＲＳで電圧（＋（ＶＳ＋ＶＤ））が印加されると図２の閾値Ｖ１を超え第１の強誘電状態すなわち白表示となる。直後に電圧（−（ＶＳ＋ＶＤ））が印加され、図２の閾値Ｖ２を超え第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。次に、選択期間ＳＥで電圧（−（ＶＳ＋ＶＤ））が印加されるが、既に閾値Ｖ２を超えているので第２の強誘電状態すなわち黒表示を維持する。直後に電圧（＋（ＶＳ＋ＶＤ））が印加され、閾値Ｖ１を超え第１の強誘電状態すなわち白表示となる。なお、その後の期間においては、電圧は無印加であるが液晶のメモリ性効果により、白表示を維持することが可能になる。

このように、図６で図示した駆動波形では、走査電圧を行側電極に、信号電圧を列側電極に印加したが、図９においては、図８と同様に走査電圧を列側電極へ、信号電圧を行側電極へ印加している。しかし、図８の駆動波形では、図６で図示した駆動波形に対して、各々の電極に印加される電圧の極性が反転して印加されていたが、図９の駆動波形においては、選択期間における信号電圧のみが極性反転されている。つまり、図６の駆動波形と図９の駆動波形とは、行側電極に印加される場合の信号電圧と、列側電極に印加される場合の信号電圧とは、電圧値が変調されている。図９では、走査電圧を印加する電極が、列側電極に変更されても、図６と同じ極性の走査電圧波形が印加されているので、図６の駆動波形が印加された時と、リセット期間での安定状態が異なるが、選択期間以後は同じ表示を実行でき、さらに、図９の駆動波形では、走査電圧の極性を反転する信号を発生する必要がないので、図８の駆動波形を印加する場合に比べ、回路を簡略することができる。

このように、画面の更新領域に応じて行側電極あるいは列側電極の一方を走査側電極にすることで更新時間が短縮され良好な表示を行なうことが可能になる。さらに、走査する電極数の削減は消費電極の低減も実現でき、表示画面が白黒反転するといった問題が解消され、行側電極または列側電極のどちらに走査電圧を印加しても、良好な表示を行なうことを可能とする。

次に別な駆動波形を用いた本発明を実施例２として説明する。本実施例は、行側駆動電極回路および列側駆動電極回路を低電圧で動作させ、さらなる低消費電力化を実現するために、片極性による駆動方法を用いていることが実施例１と異なる点である。

図４の液晶表示装置の概略ブロック図、図５および図７の液晶パネルをマトリクス型の
画素（例えば７×７）で形成したときの平面図は実施例１と同様である。ここで、本実施形態における液晶表示装置による具体的な表示方法について、図１０、図１１用いて説明する。図１０および図１１は液晶パネル１０の任意の画素を制御するために与えられる駆動波形と透過率曲線を示したものである。

図５（Ａ）の表示データから、図５（Ｂ）の表示データへと更新する場合、図４における画像メモリＡ４５、画像メモリＢ４６、および比較回路４４の機能は実施例１と同様である。図１０を用いて、図５（Ａ）から図５（Ｂ）のように表示データを変更した時の駆動波形について説明する。

先ず、リセット期間に列側電極駆動回路４２は、特定の列電極Ｓ３とＳ４にリセット電圧＋ＶＳを出力する。次に、選択期間ＳＥでは、その期間に行側電極駆動回路４１から、特定の行電極Ｔ３に走査電圧である選択電圧＋ＶＳを出力する。それに同期して列側電極駆動回路４２は、列電極Ｓ３に信号電圧＋ＶＤを出力し、列電極Ｓ４に信号電圧０を出力する。

画素（３，３）に印加する駆動電圧は、行側電極の電位０を基準とすると合成電圧波形ＴＳ（３，３）のようになる。リセット期間ＲＳで電圧（−ＶＳ）が印加されると図２の閾値Ｖ２を超え第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。次に、選択期間ＳＥで電圧（＋（ＶＳ−ＶＤ））が印加されるが閾値Ｖ１を超えないので第２の強誘電状態すなわち黒表示のままである。その後の期間においては、電圧は無印加であるが液晶がメモリ性効果により、黒表示を維持することが可能になる。

画素（３，４）に印加する駆動電圧は、行側電極の電位０を基準とすると、合成電圧波形ＴＳ（３，４）のようになる。リセット期間ＲＳで電圧（−ＶＳ）が印加されると図２の閾値Ｖ２を超え第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。次に、選択期間ＳＥで電圧（＋ＶＳ）が印加されると閾値Ｖ１を超え第１の強誘電状態すなわち白表示となる。その後の期間においては、電圧は無印加であるが液晶がメモリ性効果により、白表示を維持することが可能となる。

次に図７（Ａ）の表示から図７（Ｂ）の表示へと更新する場合、図４における比較回路４４は「行＞列」の情報を持った信号を表示制御回路４３へ出力する。表示制御回路４３は、「行＞列」信号が入力されると列側電極を走査側電極と決定し、走査電圧を印加し、行側電極を信号側電極と決定し、信号電圧を印加する。さらに画像メモリＢ４６のデータは変調して信号側電極へ入力される。

このときの駆動波形は図１１に図示する。先ず、リセット期間に行側電極駆動回路４１は、特定の行電極Ｔ３とＴ４にリセット電圧＋ＶＳを出力する。次に、選択期間ＳＥでは、その期間に列側電極駆動回路４２から、特定の列電極Ｓ３に走査電圧である選択電圧＋ＶＳを出力する。それに同期して行側電極駆動回路４１は、行電極Ｔ３に信号電圧０を出力し、行電極Ｔ４に信号電圧＋ＶＤを出力する。

画素（３，３）に印加する駆動電圧は、行側電極の電位０を基準とすると合成電圧波形ＴＳ（３，３）のようになる。リセット期間ＲＳで電圧（＋ＶＳ）が印加されると図２の閾値Ｖ１を超え第１の強誘電状態すなわち白表示となる。次に、選択期間ＳＥで電圧（−ＶＳ）が印加されると閾値Ｖ２を超え第２の強誘電状態すなわち黒表示となる。その後の期間においては、電圧は無印加であるが液晶のメモリ性効果により、黒表示を維持することが可能になる。

画素（４，３）に印加する駆動電圧は、行側電極の電位０を基準とすると、合成電圧波
形ＴＳ（４，３）のようになる。リセット期間ＲＳで電圧（＋ＶＳ）が印加されると図２の閾値Ｖ１を超え第１の強誘電状態すなわち白表示となる。次に、選択期間ＳＥで電圧（−（ＶＳ−ＶＤ））が印加されるが閾値Ｖ２を超えないので第１の強誘電状態すなわち白表示のままである。その後の期間においては、電圧は無印加であるが液晶のメモリ性効果により、白表示を維持することが可能になる。

このように、図１０で図示した駆動波形では、走査電圧を行側電極に、信号電圧を列側電極に印加したが、図１１においては、走査電圧を列側電極へ、信号電圧を行側電極へ印加している。そして、図１０の駆動波形と図１１の駆動波形とは、行側電極に印加される場合の信号電圧と、列側電極に印加される場合の信号電圧とは、電圧値が変調されている。

よって、本実施例のメモリ性液晶表示装置は、画面の更新領域に応じて行側電極あるいは列側電極の一方を走査側電極にすることで更新時間が短縮され良好な表示を行なうことが可能になる。さらに、走査する電極数の削減は消費電極の低減も実現でき、表示画面が白黒反転するといった問題が解消され、行側電極または列側電極のどちらに走査電圧を印加しても、良好な表示を行なうことを可能とする。

さらに、画面の更新領域に応じて行側電極あるいは列側電極の一方を走査側電極にし、片極性の駆動方法とすることで更新時間が短縮され良好な表示と消費電極の低減が実現できる。さらに、行側電極回路および列側電極回路に液晶駆動用ドライバＩＣを用いた場合、正電圧（あるいは負電圧）の一方の極性電圧で各ドライバＩＣを動作できる。したがって、各ドライバＩＣの耐圧は低く抑えることができるので、ＩＣのチップサイズを小さくし、コスト削減も期待できる。

以上のように、本発明にかかるメモリ性液晶表示装置は、携帯情報端末の表示媒体に有用であり、特に電子ブックや電子辞書など画面の一部のみ頻繁に更新されるような端末に適している。

強誘電性液晶を用いた液晶パネルの構成図である。 強誘電性液晶の透過率と電圧の特性図である。 液晶表示パネルの構成を示す断面図である。 本発明のメモリ性液晶表示装置のブロック回路構成図である。 メモリ性液晶をマトリクス型の画素（例えば７×７）に形成したときの液晶パネルの平面図である。 本発明のメモリ性液晶における駆動波形と光学応答とを示す関係図である。 メモリ性液晶をマトリクス型の画素（例えば７×７）に形成したときの液晶パネルの平面図である。 本発明のメモリ性液晶における駆動波形と光学応答とを示す関係図である。 本発明のメモリ性液晶における駆動波形と光学応答とを示す関係図である。 本発明のメモリ性液晶における駆動波形と光学応答とを示す関係図である。 本発明のメモリ性液晶における駆動波形と光学応答とを示す関係図である。

符号の説明

Ｔ３ ３行目の行側電極
Ｔ４ ４行目の行側電極
Ｓ３ ３列目の列側電極
Ｓ４ ４列目の列側電極
ＴＳ（３，３） ３行３列の画素に印加する合成電圧波形
ＴＳ（３，４） ３行４列の画素に印加する合成電圧波形
ＴＳ（４，４） ４行３列の画素に印加する合成波形
ＴＶ（３，３） ３行３列の画素の透過率特性波形
ＴＶ（３，４） ３行４列の画素に透過率特性波形
ＴＶ（４，３） ４行３列の画素に透過率特性波形
１０ 液晶パネル
１２ａ、１２ｂ 偏光板
１３ａ、１３ｂ 偏光軸
３１ａ、３１ｂ ガラス基板
３２ａ、３２ｂ 透明電極
３３ａ、３３ｂ 配向膜
３４ シール剤
４１ 行側電極駆動回路
４２ 列側電極駆動回路
４３ 表示制御回路
４４ 比較回路
４５ 画像メモリＡ
４６ 画像メモリＢ

Claims (7)

1. 一対の基板間に少なくとも二つの安定状態を持つメモリ性液晶を挟持し、複数の行側電極と複数の列側電極とを有し、前記行側電極と前記列側電極とに対して、走査電圧または信号電圧の印加を制御する表示制御回路と、表示データを表示する複数の画素を有する液晶パネルと、前記表示データに対応する前記行側電極と前記列側電極とのそれぞれの本数を比較する比較回路部とを有するメモリ性液晶表示装置であって、
   前記比較回路部からの信号によって、前記行側電極または前記列側電極のどちらに、前記走査電圧または前記信号電圧が印加されるかを決定し、
   前記表示制御回路は、前記行側電極に印加される場合の前記信号電圧または前記走査電圧と、前記列側電極に印加される場合の前記信号電圧または走査電圧とを制御し、表示画面が白黒反転しない合成電圧波形を前記画素に印加することを特徴とするメモリ性液晶表示装置。
2. 前記走査電圧を前記行側電極へ印加する駆動波形と、前記走査電圧を前記列側電極へ印加する駆動波形とが逆極性をなし、
   前記信号電圧を前記列側電極へ印加する駆動波形と、前記信号電圧を前記行側電極へ印加する駆動波形とも逆極性をなすように、前記信号電圧または前記走査電圧が制御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. 一走査期間内には、前記メモリ性液晶を前記表示データに基づく安定状態に選択する選択期間を備え、前記信号電圧を前記列側電極へ印加する駆動波形と、前記信号電圧を前記行側電極へ印加する駆動波形では、前記選択期間においてのみ、逆極性となるように前記信号電圧が制御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。
4. 前記信号電圧を前記列側電極へ印加する場合には、一方の安定状態を選択する前記信号電圧の駆動波形と、他方の安定状態を選択する前記信号電圧の駆動波形を用い、
   前記信号電圧を前記行側電極へ印加する場合には、前記列側電極へ印加した際とは逆の安定状態を選択する前記信号電圧の駆動波形を用いるように前記信号電圧が制御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。
5. 前記比較回路部は、前記表示データに対応する前記行側電極の本数と前記列側電極の本数の少ない方の本数である電極に、前記走査電圧を印加するように信号を出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のメモリ性液晶表示装置。
6. 前記行側電極に電圧を印加するための行側電極駆動回路と、前記列側電極に電圧を印加するための列側電極駆動回路とを備え、前記行側電極駆動回路と前記列側電極駆動回路とは、同一の構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のメモリ性液晶表示装置。
7. 前記メモリ性液晶は強誘電性液晶またはコレステリック液晶であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のメモリ性液晶表示装置。

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