JPWO2010106576A1 - 不揮発性液晶表示装置および、不揮発性液晶表示装置の表示方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、電子ペーパーに利用することが可能なメモリー性を有する不揮発生液晶表示装置に関する。本発明の不揮発生液晶表示装置は、走査信号線群と前記走査線信号群に交差するデータ信号線群とこれらの信号線群が交差する位置に配された複数の画素回路とを含み、液晶層として不揮発性液晶化合物を含有する液晶表示パネルと、前記走査信号線群を順に駆動する走査信号線駆動手段と、前記走査信号線駆動手段に選択電圧と非選択電圧を供給する制御手段とを備える。前記制御手段が、前記走査信号線群を構成する全ての走査信号線のそれぞれに対して、前記選択電圧を供給する前および後の所定期間に前記非選択電圧を供給する。本発明によると、単純マトリックス制御のコレステリック液晶において、コレステリック液晶の色あいを安定化させることが可能な不揮発性液晶表示装置を提供することができる。
Description
本発明は、液晶を駆動して画像を表示する液晶表示装置に関し、特に、電子ペーパー等に利用することが可能なメモリー性を有する不揮発性液晶表示装置および、不揮発性液晶表示装置の表示方法に関する。
従来、マトリックスを構成する走査信号線群とデータ信号線群との間に液晶化合物を充填し、走査信号線群とデータ信号線群との交差部にて多数の画素を形成して画像情報の表示を行う液晶表示装置は、よく知られている。その中でも、例えば、電子ペーパー等に利用されるコレステリック液晶表示装置は、電源を切っても表示内容が消えないメモリー性を有するという利点がある。
図４は、コレステリック液晶の状態を説明するための図である。
コレステリック液晶表示装置は、その液晶分子の配向状態で表示の制御を行う。コレステリック液晶の状態としては、入射光を反射するプレーナ状態（図４の（Ａ））と、透過するフォーカルコニック状態（図４の（Ｃ）（Ｄ））があり、これらは無電界下でも安定して存在する。プレーナ状態の時には、液晶分子のらせんピッチに応じた波長の光を反射する。
コレステリック液晶表示装置は、その液晶分子の配向状態で表示の制御を行う。コレステリック液晶の状態としては、入射光を反射するプレーナ状態（図４の（Ａ））と、透過するフォーカルコニック状態（図４の（Ｃ）（Ｄ））があり、これらは無電界下でも安定して存在する。プレーナ状態の時には、液晶分子のらせんピッチに応じた波長の光を反射する。
コレステリック液晶に強い電界を与えると、液晶分子のらせん構造は完全にほどけ、全ての分子が電界の向きに従うホメオトロピック状態（図４の（Ｂ））になる。次に、ホメオトロピック状態から急激に電界をゼロにすると、液晶のらせん軸は電極に垂直になり、らせんピッチに応じた光を選択的に反射するプレーナ状態（図４の（Ｄ））になる。
一方、液晶分子のらせん構造が解けない程度の弱い電界の形成後の電界除去、あるいは強い電界をかけ緩やかに電界を除去した場合は、液晶のらせん軸は電極に平行になり、入射光を透過するフォーカルコニック状態（図４の（Ｃ））になる。
また、中間的な強さの電界を与え、急激に除去すると、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在し、中間調の表示が可能となる。
コレステリック液晶表示装置は、上述のような現象を利用して画像情報の表示を行う（例えば、特許文献１参照。）。
日本国特許公開公報特開２００１−２２８４５９号公報
コレステリック液晶表示装置は、上述のような現象を利用して画像情報の表示を行う（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、コレステリック液晶表示装置には、以下のような問題点があった。
１．全画面表示をした場合の表示パネルの面内ムラ
図５は、従来技術の課題（その１）を説明するための図である。
１．全画面表示をした場合の表示パネルの面内ムラ
図５は、従来技術の課題（その１）を説明するための図である。
通常、全画面表示を行なう場合、コモン側の一番端のラインからもう一方端のラインまで、順次一ラインずつ書き換えを行っている。
また、通常、コモン側の走査線で選択電圧を印加するが（図５の（Ａ）参照）、走査の序盤に走査線が選択した箇所（ラインＡ）と、終盤に走査線が選択した箇所（ラインＤ）では若干の色の差（画面内のムラ）ができてしまう（図５の（Ｂ）参照）。
２．部分書き換え表示をした場合の色差
図６は、従来技術の課題（その２）を説明するための図である。
また、通常、コモン側の走査線で選択電圧を印加するが（図５の（Ａ）参照）、走査の序盤に走査線が選択した箇所（ラインＡ）と、終盤に走査線が選択した箇所（ラインＤ）では若干の色の差（画面内のムラ）ができてしまう（図５の（Ｂ）参照）。
２．部分書き換え表示をした場合の色差
図６は、従来技術の課題（その２）を説明するための図である。
通常、描画は表示パネルの端から端まで走査するが（図６の（Ａ）参照）、表示内容の変更箇所が一部分の場合は、変更された一部のみ書き換える。このとき、あらかじめ表示されていた部分（ラインＢ）の色と、後から部分書き換えによって表示された部分（ラインＣ）の色とでは同一の色を表示しようとしても色差ができてしまう（図６の（Ｂ）参照）。すなわち、画面内の一部を書き換える部分書き換えによって、あとから表示された箇所（ラインＢ）の色が直前に表示されていた箇所（ラインＣ）の色と若干異なり、薄くなってしまう。これは、表示パネルの面内ムラよりも色差が顕著である。
本発明は、上述のような実状に鑑みたものであり、単純マトリックス制御のコレステリック液晶において、液晶動作の安定化、すなわち、コレステリック液晶の色あいを安定化させることが可能な不揮発性液晶表示装置および、不揮発性液晶表示装置の表示方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の不揮発性液晶表示装置は、走査信号線群と前記走査線信号群に交差するデータ信号線群と前記信号線群が交差する位置に配された複数の画素回路とを含み、液晶層として不揮発性液晶化合物を含有する液晶表示パネルと、前記走査信号線群を順に駆動する走査信号線駆動手段と、前記走査信号線駆動手段に選択電圧と非選択電圧を供給する制御手段を備える。そして、前記制御手段が、前記走査信号線群を構成する全ての走査信号線のそれぞれに対して、前記選択電圧を供給する前および後の所定期間に前記非選択電圧を供給することを特徴とする。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の不揮発性液晶表示装置は、走査信号線群と前記走査線信号群に交差するデータ信号線群と前記信号線群が交差する位置に配された複数の画素回路とを含み、液晶層として不揮発性液晶化合物を含有する液晶表示パネルと、前記走査信号線群を順に駆動する走査信号線駆動手段と、前記走査信号線駆動手段に選択電圧と非選択電圧を供給する制御手段を備える。そして、前記制御手段が、前記走査信号線群を構成する全ての走査信号線のそれぞれに対して、前記選択電圧を供給する前および後の所定期間に前記非選択電圧を供給することを特徴とする。
また、本発明の不揮発性液晶表示装置は、前記制御手段が、表示内容の変更のある走査信号線についてのみ走査を行う部分書換えの際、前記部分書換えの対象となる走査信号線に対して、前記選択電圧を供給する後の所定期間に前記非選択電圧を供給することが望ましい。
また、本発明の不揮発性液晶表示装置は、前記液晶層がコレステリック液晶層であることが望ましい。
また、本発明の一態様によれば、本発明の表示方法は、走査信号線群と、前記走査線信号群に交差するデータ信号線群と、前記信号線群が交差する位置に配された複数の画素回路とを含み、液晶層として不揮発性液晶化合物を含有する液晶表示パネルと、前記走査信号線群を順に駆動する走査信号線駆動手段と、前記走査信号線駆動手段に選択電圧と非選択電圧を供給する制御手段とを備えた不揮発性液晶表示装置の表示方法であって、前記制御手段が、前記走査信号線群を構成する全ての走査信号線のそれぞれに対して、前記選択電圧を供給する前および後の所定期間に前記非選択電圧を供給することを特徴とする。
また、本発明の一態様によれば、本発明の表示方法は、走査信号線群と、前記走査線信号群に交差するデータ信号線群と、前記信号線群が交差する位置に配された複数の画素回路とを含み、液晶層として不揮発性液晶化合物を含有する液晶表示パネルと、前記走査信号線群を順に駆動する走査信号線駆動手段と、前記走査信号線駆動手段に選択電圧と非選択電圧を供給する制御手段とを備えた不揮発性液晶表示装置の表示方法であって、前記制御手段が、前記走査信号線群を構成する全ての走査信号線のそれぞれに対して、前記選択電圧を供給する前および後の所定期間に前記非選択電圧を供給することを特徴とする。
また、本発明の不揮発性液晶表示装置の表示方法は、前記制御手段が、表示内容の変更のある走査信号線についてのみ走査を行う部分書換えの際、前記部分書換えの対象となる走査信号線に対して、前記選択電圧を供給する後の所定期間に前記非選択電圧を供給することが望ましい。
また、本発明の不揮発性液晶表示装置の表示方法は、前記液晶層がコレステリック液晶層であることが望ましい。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態を説明するための図である。
本発明が適用される不揮発性液晶表示装置は、走査信号線群と前記走査線信号群に交差するデータ信号線群とこれらの信号線群が交差する位置に配された複数の画素回路とを含み、液晶層としてコレステリック液晶等の不揮発性液晶化合物を含有する液晶表示パネルを有する。そして、前記走査信号線群が順に駆動されることにより、前記液晶表示パネルが画像を表示することができる。
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態を説明するための図である。
本発明が適用される不揮発性液晶表示装置は、走査信号線群と前記走査線信号群に交差するデータ信号線群とこれらの信号線群が交差する位置に配された複数の画素回路とを含み、液晶層としてコレステリック液晶等の不揮発性液晶化合物を含有する液晶表示パネルを有する。そして、前記走査信号線群が順に駆動されることにより、前記液晶表示パネルが画像を表示することができる。
また、コレステリック液晶には印加電圧を切っても液晶状態を保持する特性があり、通常、選択電圧（フォーカルコニックになる電圧）と非選択電圧（状態が変わらない電圧）の２種でマトリックス制御を行う。
図１の（Ａ）に示すように、図５中のラインＡの液晶に印加される電圧は、走査線が通った後の非選択電圧が印加されている状態が比較的長く続くことにより、液晶が安定化し濃い色の表示が可能である。
ところが、図１の（Ｂ）に示すように、図５中のラインＤの液晶に印加される電圧は、走査線が通った後の非選択電圧が印加されている状態が比較的短く、液晶が安定しておらず薄い色の表示になってしまう。
そこで、前記走査信号線群を構成する全ての走査信号線のそれぞれに対して、前記選択電圧を供給する前および後の所定期間に前記非選択電圧を供給する（図１の（Ｃ）参照）。選択電圧を任意の時間印加するとフォーカルコニック状態になるが、その前後に非選択電圧を印加することで、液晶の状態を安定化させることができる。すなわち、非選択電圧印加中はホメオトロッピック状態になり、フォーカルコニック状態に近い状態になる。
これによって、コレステリック液晶等を含有する液晶表示パネルに画像に表示、すなわち、選択電圧を印加する前後に、非選択電圧を一定時間印加すると、安定した色の画像を表示することができ、液晶表示パネル面内のムラを軽減させる。
図２は、本発明を適用した第２の実施の形態を説明するための図である。
本発明が適用される不揮発性液晶表示装置は、第２の実施の形態として、表示内容の変更のある走査信号線についてのみ走査を行う部分書換えの際、前記部分書換えの対象となる走査信号線に対して、前記選択電圧を供給する後の所定期間に前記非選択電圧を供給する。
本発明が適用される不揮発性液晶表示装置は、第２の実施の形態として、表示内容の変更のある走査信号線についてのみ走査を行う部分書換えの際、前記部分書換えの対象となる走査信号線に対して、前記選択電圧を供給する後の所定期間に前記非選択電圧を供給する。
図２の（Ａ）に示すように、図６中のラインＢの液晶に印加される電圧は、走査線が通った後の非選択電圧が印加されている状態が比較的長く続くことにより、液晶が安定化し濃い色の表示が可能である。
ところが、図２の（Ｂ）に示すように、図６中のラインＣの液晶に印加される電圧は、走査線が通った後の非選択電圧が印加されている状態が比較的短く、液晶が安定しておらず薄い色の表示になってしまう。
そこで、前記部分書換えの対象となる走査信号線に対して、前記選択電圧を供給する後の所定期間に前記非選択電圧を供給する（図２の（Ｃ）参照）。
上述の第１の実施の形態と同様、選択電圧を任意の時間印加するとフォーカルコニック状態になるが、その前後に非選択電圧を印加することで、液晶の状態を安定化させることができる。すなわち、非選択電圧印加中はホメオトロッピック状態になり、フォーカルコニック状態に近い状態になる。
上述の第１の実施の形態と同様、選択電圧を任意の時間印加するとフォーカルコニック状態になるが、その前後に非選択電圧を印加することで、液晶の状態を安定化させることができる。すなわち、非選択電圧印加中はホメオトロッピック状態になり、フォーカルコニック状態に近い状態になる。
これにより、部分書き換え後、一定の時間、非選択電圧を印加することで、書き換え部分以外との色差を軽減させる。
図３は、本発明を適用した第２の実施における表示制御処理の流れを示すフローチャートである。
図３は、本発明を適用した第２の実施における表示制御処理の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップＳ３０１において、部分書換えのＯＮシーケンスが開始されると、ステップＳ３０２において、部分書換えシーケンスの開始とともに表示時間を計数するカウンターを動作し、ステップＳ３０３において、画像の表示を実行する。
そして、ステップＳ３０４において、部分書換えが終了すると、ステップＳ３０５において、ステップＳ３０２で開始したカウンターが３００ミリ秒（ｍｓ）以上か否かを判断する。液晶の状態が安定するためには、走査線が通った前後の非選択電圧の印加される時間が、合計約３００ミリ秒程度必要だからである。非選択電圧の印加される時間はかならずしも、３００ミリ秒程度必要とは限らず、液晶の属性（粘度）等によって最適な時間を設定することが望ましい。
３００ミリ秒以上であれば（ステップＳ３０５：ＹＥＳ）、ステップＳ３０６において、表示時間のカウントを終了し、ステップＳ３０７において、部分書換えのシーケンスを終了する。
他方、ステップＳ３０２で開始したカウンターが３００ミリ秒以上でなければ（ステップＳ３０５：ＮＯ）、ステップＳ３０８において、カウントを継続しながら、非選択電圧を印加し、ステップＳ３０５に戻る。そして、ステップＳ３０５以降を繰り返す。
なお、上述の第１の実施の形態についても、本第２の実施の形態の部分書換えの一形態とみなすことも可能である。
以上、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、上述してきた本発明の実施の形態は、不揮発性液晶表示装置の一機能としてハードウェアまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）ボードやＣＰＵボードでのファームウェアもしくはソフトウェアにより実現することができる。
以上、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、上述してきた本発明の実施の形態は、不揮発性液晶表示装置の一機能としてハードウェアまたはＤＳＰ（Digital Signal Processor）ボードやＣＰＵボードでのファームウェアもしくはソフトウェアにより実現することができる。
また、本発明が適用される不揮発性液晶表示装置は、その機能が実行されるのであれば、上述の実施の形態に限定されることなく、単体の装置であっても、複数の装置からなるシステムあるいは統合装置であっても、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークを介して処理が行なわれるシステムであってもよいことは言うまでもない。
また、バスに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭのメモリー、入力装置、出力装置、外部記録装置、媒体駆動装置、ネットワーク接続装置で構成されるシステムでも実現できる。すなわち、前述してきた実施の形態のシステムを実現するソフトェアのプログラムを記録したＲＯＭやＲＡＭのメモリー、外部記録装置、可搬記録媒体を、不揮発性液晶表示装置に供給し、その不揮発性液晶表示装置のコンピュータがプログラムを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
この場合、可搬記録媒体等から読み出されたプログラム自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムを記録した可搬記録媒体等は本発明を構成することになる。
プログラムを供給するための可搬記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリーカード、ＲＯＭカード、電子メールやパソコン通信等のネットワーク接続装置（言い換えれば、通信回線）を介して記録した種々の記録媒体などを用いることができる。
また、コンピュータ（情報処理装置）がメモリー上に読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現される。
さらに、可搬型記録媒体から読み出されたプログラムやプログラム（データ）提供者から提供されたプログラム（データ）が、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリーに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。
すなわち、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。
本発明は、マトリックス駆動の液晶表示装置において、全画面表示をした場合、描画スピードを遅くすることなく、また、信号先の変更をすることなく、走査線のタイミングにおいて、色の差が出ない、という効果を奏する。
本発明は、マトリックス駆動の液晶表示装置において、全画面表示をした場合、描画スピードを遅くすることなく、また、信号先の変更をすることなく、走査線のタイミングにおいて、色の差が出ない、という効果を奏する。
また、本発明は、マトリックス駆動の液晶表示装置において、部分書き換え表示をした場合も、描画スピードを遅くすることなく、また、信号先の変更をすることなく、既に表示されている画面部分との色の差が出ない、という効果を奏する。
Claims (6)
- 走査信号線群と、
前記走査線信号群に交差するデータ信号線群と、
前記信号線群が交差する位置に配された複数の画素回路とを含み、液晶層として不揮発性液晶化合物を含有する液晶表示パネルと、
前記走査信号線群を順に駆動する走査信号線駆動手段と、
前記走査信号線駆動手段に選択電圧と非選択電圧を供給する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記走査信号線群を構成する全ての走査信号線のそれぞれに対して、前記選択電圧を供給する前および後の所定期間に前記非選択電圧を供給することを特徴とする不揮発性液晶表示装置。 - 前記制御手段は、表示内容の変更のある走査信号線についてのみ走査を行う部分書換えの際、前記部分書換えの対象となる走査信号線に対して、前記選択電圧を供給する後の所定期間に前記非選択電圧を供給することを特徴とする請求項１に記載の不揮発性液晶表示装置。
- 前記液晶層は、コレステリック液晶層であることを特徴とする請求項１または２に記載の不揮発性液晶表示装置。
- 走査信号線群と、
前記走査線信号群に交差するデータ信号線群と、
前記信号線群が交差する位置に配された複数の画素回路とを含み、液晶層として不揮発性液晶化合物を含有する液晶表示パネルと、
前記走査信号線群を順に駆動する走査信号線駆動手段と、
前記走査信号線駆動手段に選択電圧と非選択電圧を供給する制御手段と、
を備えた不揮発性液晶表示装置の表示方法であって、
前記制御手段が、前記走査信号線群を構成する全ての走査信号線のそれぞれに対して、前記選択電圧を供給する前および後の所定期間に前記非選択電圧を供給することを特徴とする不揮発性液晶表示装置の表示方法。 - 前記制御手段が、表示内容の変更のある走査信号線についてのみ走査を行う部分書換えの際、前記部分書換えの対象となる走査信号線に対して、前記選択電圧を供給する後の所定期間に前記非選択電圧を供給することを特徴とする請求項４に記載の不揮発性液晶表示装置の表示方法。
- 前記液晶層は、コレステリック液晶層であることを特徴とする請求項４または５に記載の不揮発性液晶表示装置の表示方法。
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