WO2004066021A1

WO2004066021A1 - 表示装置および表示方法、液晶駆動回路および液晶駆動方法

Info

Publication number: WO2004066021A1
Application number: PCT/JP2004/000482
Authority: WO
Inventors: Ryota Odake; Mitsunori Ueda
Original assignee: Sony Corporation; Kawabe, Hideo
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2004-01-21
Publication date: 2004-08-05
Also published as: EP1586936A1; JP3705436B2; JP2004264325A; US20060267890A1; CN1754117A

Abstract

本発明は、コレステリック液晶を低電圧で駆動することができるようにする表示装置および表示方法、液晶駆動回路および液晶駆動方法に関する。コラムドライバに供給されている基準電圧ＧＮＤｃおよびロウドライバに供給されている基準電圧ＧＮＤｒは、ＧＮＤ（０Ｖ）であり、ロウ電極Ｘ１乃至Ｘ３にはＧＮＤｒが、コラム電極Ｙ１乃至Ｙ３にはＧＮＤｃが接続される。そして、スイッチが制御されて、所定の時間幅でＧＮＤｒに電圧（Ｖ１＋Ｖ２）が供給される。次のタイミングで、所定の時間幅でＧＮＤｃに電圧（−Ｖ１−Ｖ２）が供給される。これにより、画素（Ｘ１，Ｙ１）乃至（Ｘ３，Ｙ３）の画素電極間には（Ｖ１＋Ｖ２）の両極性パルスが印加されて、コレステリック液晶層はプレーナ状態となり、全面がプレーナ状態にリセットされる。本発明は、液晶表示装置や、液晶表示装置の駆動回路に適用できる。

Description

明細書

表示装置および表示方法、液晶駆動回路および液晶駆動方法技術分野

本発明は、表示装置および表示方法、液晶駆動回路および液晶駆動方法に関し、特に、コレステリック液晶を用いて情報を表示する場合に用いて好適な、表示装置および表示方法、液晶駆動回路および液晶駆動方法、プログラム、並びに記録媒体に関する。背景技術

液晶表示装置には、例えば、単純マトリクス方式の T N (Twisted Nematic) 液晶や S T N (Super Twisted Nematic) 液晶、アクティブマトリクス方式を利用した T F T (Thin Fi lm Transistor) 液晶や M I M (Metal In Metal) 液晶などが利用されている。

単純マトリクス方式は、格子状に X電極、 Y電極を配置し、これらの電極をタィミングょく 0N/0FFすることで交点部の液晶を駆動するものである。単純マトリクス方式を用いた液晶表示装置は、電極が少なく、製造が容易なので、ァクティブマトリクス方式を利用した製品に比べて価格が安い。単純マトリクス方式は、画素を構成する液晶セルの電極が独立していないため、電圧が干渉して周りのセルに影響を及ぼしてしまい、画素の 1つ 1っをクリアに表示しにくい。一方、アクティブマトリクス方式は、単純マトリクス方式に対し、画素ごとにオン、ォフを切り替えて（画素の 1つ 1つに対応するアクティブ素子を追加して、液晶を駆動することにより）表示するものである。アクティブマトリクス方式は、単純マトリクス方式に比べて反応速度が速く、残像が少なく、また視野角も広いなど性能の点では優れているが、製造コストが高い。

これらの液晶を利用した表示装置において、情報の表示を保持するためには、液晶に電圧を印加し続ける必要がある。液晶に一定期間電圧が印加された場合、「焼き付き」と称される残像現象が発生する。焼き付きを防ぐためには、例えば、所定周期で画素電極に印加される電圧を反転させるフレーム反転技術などが用いられる。フレーム反転などの極性反転技術が採用された場合、信号線に印加される電圧の振幅は、方極性で駆動される場合と比較して、 2倍必要となる。そこで、信号線に印加される電圧振幅を半減させるために、コモン反転技術などが用いられている。

以上説明した液晶表示装置に対して、コレステリック液晶を用いた液晶表示装置では、印加電圧によって状態が遷移し (プレーナ状態とフォーカルコニック状態）、これを利用して、情報を表示する。更に、一度表示された情報を、電源の供給なしに保持することが可能である（例えば、日刊工業新聞社発行、「液晶デバイスハンドブック」、 1 9 8 9年 9月 2 9日発行、第 3 5 2頁乃至第 3 5 5頁参照）。

コレステリック液晶は、プレーナ状態では、液晶螺旋層の間隔に対応した波長の光を選択的に反射し、フォーカルコエック状態では、ほぼ透明となる。

図 1および図 2を用いて、コレステリック液晶パネル 1の構成について説明する。図 1は、コレステリック液晶パネル 1の断面図であり、図 2は、コレステリック液晶パネル 1の 2つの電極の構成について説明するための図である。

ガラス基板 1 1一 1には、透明コラム電極（ I T O ： Indium Tin Oxide) 1 2が、ストライプ状に蒸着（または、スパッタリング）され、ガラス基板 1 1— 2には、透明ロウ電極（ I T O： Indiura Tin Oxi de) 1 5が、ストライプ状に蒸着（または、スパッタリング）されている。ガラス基板 1 1 _ 1およびガラス基板 1 1一 2の透明コラム電極 1 2および透明ロウ電極 1 5が蒸着（または、スパッタリング）された側の面には、それぞれ、膜厚数 / m程度のポリイミド層 1 3 - 1および 1 3 _ 2が形成される。

このように電極が設けられたガラス基板 1 1— 1およびガラス基板 1 1一 2は、透明コラム電極 1 2と透明口ゥ電極 1 5のそれぞれのストライプがクロスし、ポリイミド層 1 3— 1およびポリイミド層 1 3— 2を介して対面するように、ギヤップ材などにより、ギャップ厚数 / m (例えば、 5 / m程度）で張り合わされる。そして、ガラス基板 1 1一 1およびガラス基板 1 1一 2のギャップ間に、例えば、真空注入法などで、コレステリック液晶が注入されて、コレステリック液晶膜 1 4が形成される。

コレステリック液晶パネル 1は、例えば、一般的に用いられる T N (Twi sted Nemat ic) 液晶などのように、ポリイミド層を配向させたり、偏光板をガラス基板の上に設けたりする必要がない。

コレステリック液晶は、分子構造として、特殊なヘリカル構造（らせん構造）を持っており、印加された両極性パルス電圧の値によって、ヘリカル構造が変化するために、状態が変化する。図 3に示されるように、コレステリック液晶は、印加される両極性パルス電圧の値によって、フォーカルコニック状態およびプレーナ状態の、安定した 2つの状態をとることができる。プレーナ状態は、光の特定波長帯域を干渉散乱する状態であり、フォーカルコニック状態は、光を広帯域にわたつて透過する状態である。

したがって、コレステリック液晶パネル 1においては、プレーナ状態において反射される波長帯域に基づいて決定される第 1の色と、フォーカルコニック状態において透明である場合に液晶を透過して見える第 2の色によって、情報を表示することができる。すなわち、コレステリック液晶パネル 1においては、例えば、コレステリック液晶が、プレーナ状態において特定波長帯域の光を乱反射するようにし、コレステリック液晶層 1 4の下を黒色にして、フォーカルコニック状態において、その黒色が透過して見えるようにすることにより、特定波長色と黒のモノトーン表示を行うことが可能となる。

図 3に示されるように、コレステリック液晶の状態をプレーナ状態に変化させるために必要な両極性パルス電圧の電圧値 V p sは、フォーカルコニック状態に変化させるために必要な両極性パルス電圧の電圧値 V f sの、ほぼ 2倍の電圧値である。コレステリック液晶は、所定の画素電極に、両極性パルス電圧が印加されて、フォーカルコニック状態、または、プレーナ状態になると、その後、電圧の印加を受けなければ、その状態を保持することができる。そして、コレステリック液晶は、再ぴ、両極性パルス電圧が印加された場合、その電圧値によって、必要に応じて、状態を再度変化させることができる。すなわち、コレステリック液晶を用いたコレステリック液晶パネル 1は、両極性パルス電圧の印加によって表示された情報を、その後の電源の供給を受けることなく保持することが可能である。図 4は、コレステリック液晶パネル 1の所定の画素の表示を変更させる場合に画素電極に印加される駆動電圧波形の例である。フォーカルコニック状態において、所定の画素電極に、電圧 V p sの両極性パルスが印加された場合、プレーナ状態となるので、表示色は第 1の色となり、プレーナ状態において、所定の画素電極に、電圧 V f sの両極性パルスが印加された場合、フォーカルコユック状態となるので、表示色は、第 1の色から第 2の色に変更される。

コレステリック液晶パネル 1においては、例えば、パネルの全面に電圧値 V p sの両極性パルスを印加することにより、表示面全体をプレーナ状態として、表示されている情報をー且リセットした後、必要な位置の画素電極に電圧値 V f s の両極性パルスを印加して、フォーカルコニック状態に状態を変化させることにより、所定の情報を表示し、その後、電圧をかけないことにより、表示された情報を保持することができる。

図 5は、コレステリック液晶パネル 1を駆動するための、従来の液晶駆動回路 2 1の構成例を示すブロック図である。ここでは、コレステリック液晶パネル 1 は、 n X m画素の情報を表示するものとして説明する。

コラムドライバ 3 1は、クロック（C L K) 信号およびコレステリック液晶パネル 1に表示させる情報を示すデータ（D A T A ) 信号の供給を受けるとともに、駆動電圧土 V 2および G N D ( 0 V ) と接続され、コレステリック液晶パネル 1 の透明コラム電極 1 2のコラム（信号）電極 Y 1乃至 Y nに、図 7を用いて後述する所定のタイミングで、所定の電圧を印加するドライバである。ロウドライバ 3 2は、クロック（C LK) 信号の供給を受けるとともに、駆動電圧土 V Iおよびコラムドライバ 3 1に供給されている GNDと共通の GNDと接続され、コレステリック液晶パネル 1の透明ロウ電極 1 5のロウ（走査）電極 X I乃至 Xmに、図 7を用いて後述する所定のタイミングで、所定の電圧を印加するドライバである。

ここで、駆動電圧 V 1と駆動電圧 V 2とは、 V l +V 2〉Vp sを満たす電圧値である。

次に、 3 X 3の 9画素を 2色で表示（特定波長色と黒の 2色であり、例えば、特定波長色が白である場合、白と黒との 2色で表示）する場合の具体例について説明する。

例えば、図 6に示されるように、 3 X 3の 9画素のうち、（X I , Y 1) (X 1， Y 2) (X 2, Y 2) (X 2 , Y 3) (X 3 , Y 2) (X 3 , Y 3 ) の 6画素を黒に、他の 3画素を特定波長色に表示する場合について説明する。特定波長色の表示は、プレーナ状態のコレステリック液晶により、特定波長色の光が干渉散乱されている状態であり、黒の表示は、フォーカルコニック状態の透明なコレステリック液晶を透過して、黒色が表示されている状態である。

図 7および図 8は、コラムドライバ 3 1およびロウドライバ 3 2の動作を説明するためのタイミングチャートである。図 7は、コレステリック液晶 1に、図 6 に示されるような 3 X 3の 9画素の情報を表示させるために、コラムドライノ 3 1がコラム電極 X I乃至 X 3に印加する両極性パルスの電圧とタイミング、および、口ゥドライバ 3 2がロウ電極 Y 1乃至 Y 3に印加する両極性パルスの電圧とタイミングを説明するためのタイミングチャートであり、図 8は、図 7を用いて説明した印加電圧によって、 3 X 3の 9画素（X l， Y 1) 乃至（X 3， Y 3) の画素電極間（透明コラム電極 1 2と、透明ロウ電極 1 5 との交点となる電極間）に印加される両極性パルスを説明するためのタイミングチャートである。まず、現在保持されている情報をリセットするため、図 7に示されるように、コラム電極 Y 1乃至 Y 3には、電圧 V 1の両極性パルスが印加され、ロウ電極 X 1乃至 X 3には、電圧一 V 2の両極性パルスが印加される。したがって、図 8に示されるように、画素（X I , Y 1) 乃至（X 3， Y 3) に対応するそれぞれの画素電極間には、 V 1 +V 2の両極性パルスが印加される。ここで、 V 1 +V 2 >Vp sであるので、透明コラム電極 1 2と透明口ゥ電極 1 5の 2つの電極間のコレステリック液晶層 1 4は、プレーナ状態となり、特定波長光を干渉散乱する。すなわち、画素（X I , Y 1 ) 乃至（X 3， Y 3) は、全て特定波長色の表示となる（以下、全プレーナリセットと称する）。

その後、図 7に示されるように、ロウドライバ 3 2は、ロウ電極 X Iから、順次、ロウ電極 X 2、ロウ電極 X 3と、電圧 V 3の両極性パルスを走査印加することで、いずれかのロウ電極を選択する。そして、コラムドライバ 3 1は、ロウ電極の選択タイミングに対応して、コラム電極 Y 1乃至コラム電極 Y 3に、選択的に逆特性の両極性パルス一 V 4を印加する。ここで、 V 3 +V4 >V f sであり、 V 1 > V 3かつ V 2 >V4であるものとする。

口ゥ電極およびコラム電極に同一タイミングで両極性パルスが印加された画素電極に対応する（X l， Y 1 ) (X I , Y 2) (X 2, Y 2) (X 2, Y 3)

(X 3 , Y 2) (X 3 , Y 3) の 6画素には、図 8に示されるように、 V 3 +V 4 >V f sの両極性パルス電圧が印加されるので、対応する画素位置の透明コラム電極 1 2と透明ロウ電極 1 5の 2つの電極間のコレステリック液晶層 1 4は、フォーカルコニック状態となり、透明となる。すなわち、（X I , Y 1 ) (X I , Y 2) (X 2, Y 2) (X 2 , Y 3) (X 3 , Y 2) (X 3 , Y 3) の 6画素は、黒で表示される。

また、 V 3 +V4 >V f sであり、電圧値 Vp sは、電圧値 V f sの、ほぼ 2 倍の電圧値であるので、 V 1 + V 2 >V 3 + V4が成立する。

このようにして、コレステリック液晶パネル 1の表示を、一旦、全プレーナリセットした後、任意の画素を特定波長色から黒に反転して、情報を表示することが可能となる。図 5を用いて説明した液晶駆動回路 2 1のコラムドライバ 3 1およぴロゥドラィバ 3 2がコレステリック液晶パネル 1を駆動するために必要な駆動電圧は、 V 1 = V 2とした場合に最も低くなり、（V 1 + V 2 ) Z 2となる。したがって、コラムドライバ 3 1およびロウドライバ 3 2の耐圧は、（V 1 + V 2 ) / 2以上でなければならない。

プレーナ状態に状態を変更するための両極性パルス電圧 V p sおよぴフオーカルコニック状態に状態を変更するための両極性パルス電圧 V f sは、電極間のギヤップ厚によって異なるが、例えば、ギャップ厚が 5 mである場合、 V p s = 4 0 V、 V f s = 2 0 V程度が必要である。したがって、コラムドライバ 3 1およびロウドライバ 3 2は、 V 1 + V 2〉 V p sを満たすためには、それぞれ、 2 O V程度の耐圧が必要となってしまう。

このように、通常の T N液晶が数 Vで駆動できるのに対して、コレステリック液晶を駆動するためのドライバは、耐圧を非常に高くする必要があるため、駆動回路およびバッテリの小型化および低コスト化が非常に困難であつた。発明の開示

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、コレステリック液晶を駆動するための低電圧駆動回路を実現できるようにするものである。

本発明の表示装置は、第 1の電極および第 2の電極に電圧を印加することにより、コレステリック液晶の状態を変化させて情報を表示する表示手段と、第 1の電極に電圧を印加する第 1の駆動手段と、第 2の電極に電圧を印加する第 2の駆動手段と、第 1の駆動手段および第 2の駆動手段の動作、並びに、第 1の駆動手段に供給される第 1の基準電圧の電圧値および第 2の駆動手段に供給される第 2 の基準電圧の電圧値を制御する制御手段とを備え、制御手段は、コレステリック液晶をプレーナ状態とする場合、第 1の駆動手段が第 1の基準電圧を第 1の電極に印加し、第 2の駆動手段が第 2の基準電圧を第 2の電極に印加するように第 1 の駆動手段おょぴ第 2の駆動手段の動作を制御するとともに、コレステリック液晶がプレーナ状態を得ることができるように、第 1の基準電圧および第 2の基準電圧の電圧値を制御することを特徴とする。

第 1の駆動手段には、第 1の基準電圧とは異なる電圧値の第 1の駆動電圧の供給を受けさせるようにすることができる。第 2の駆動手段には、第 1の基準電圧とは異なる電圧値の第 2の駆動電圧の供給を受けさせるようにすることができ、制御手段には、コレステリック液晶をフォーカルコエック状態とする場合、第 1 の駆動手段が第 1の駆動電圧を第 1の電極に印加し、第 2の駆動手段が第 2の駆動電圧を第 2の電極に印加するように第 1の駆動手段おょぴ第 2の駆動手段の動作を制御させるようにすることができる。

第 1の駆動手段に供給される第 1の基準電圧の電圧値を、第 1の電圧値と O V とで選択的に切り替える第 1の切り替え手段と、第 2の駆動手段に供給される第 2の基準電圧の電圧値を、第 2の電圧値と O Vとで選択的に切り替える第 2の切り替え手段とを更に備えさせるようにすることができ、制御手段には、コレステリック液晶をプレーナ状態とする場合、第 1の駆動手段が第 1の基準電圧を第 1 の電極に印加し、第 2の駆動手段が第 2の基準電圧を第 2の電極に印加するように第 1の駆動手段および第 2の駆動手段の動作を制御させるとともに、第 1の駆動手段に供給される第 1の基準電圧の電圧値が第 1の電圧値となり、かつ、第 2 の駆動手段に供給される第 2の基準電圧の電圧値が第 2の電圧値となるように、第 1の切り替え手段および第 2の切り替え手段を更に制御させるようにすることができる。

表示手段には、プレーナ状態において異なる波長帯域の光を反射する複数のコレステリック液晶を備えさせるようにすることができる。

本発明の表示方法は、第 1の電極に第 1の基準電圧を印加する第 1の基準電圧印加ステップと、第 2の電極に第 2の基準電圧を印加する第 2の基準電圧印加ステツプと第 1の基準電圧の電圧値を制御する第 1の基準電圧制御ステップと、第 2の基準電圧の電圧値を制御する第 2の基準電圧制御ステップと、第 1の電極および第 2の電極に、第 1の基準電圧おょぴ第 2の基準電圧とは異なる第 1の駆動電圧および第 2の駆動電圧を印加することにより、表示部への情報の表示を制御する表示制御ステップとを含むことを特徴とする。

本発明の表示装置および表示方法においては、第 1の電極に第 1の基準電圧が印加され、第 2の電極に第 2の基準電圧が印加され、第 1の基準電圧の電圧値が制御され、第 2の基準電圧の電圧値が制御されて、コレステリック液晶がプレーナ状態に変更される。

本発明の液晶駆動回路は、液晶表示素子の第 1の電極に電圧を印加する第 1の駆動手段と、液晶表示素子の第 2の電極に電圧を印加する第 2の駆動手段と、第 1の駆動手段おょぴ第 2の駆動手段の動作、並びに、第 1の駆動手段に供給される第 1の基準電圧の電圧値および第 2の駆動手段に供給される第 2の基準電圧の電圧値を制御する制御手段とを備え、制御手段は、コレステリック液晶をプレーナ状態とする場合、第 1の駆動手段が第 1の基準電圧を第 1の電極に印加し、第 2の駆動手段が第 2の基準電圧を第 2の電極に印加するように第 1の駆動手段おょぴ第 2の駆動手段の動作を制御するとともに、コレステリック液晶がプレーナ状態を得ることができるように、第 1の基準電圧および第 2の基準電圧の電圧値を制御することを特徴とする。

本発明の液晶駆動方法は、第 1の電極に第 1の基準電圧を印加する第 1の基準電圧印加ステツプと、第 2の電極に第 2の基準電圧を印加する第 2の基準電圧印加ステップと、第 1の基準電圧の電圧値を制御する第 1の基準電圧制御ステップと、第 2の基準電圧の電圧値を制御する第 2の基準電圧制御ステップと、第 1の電極および第 2の電極への、第 1の基準電圧およぴ第 2の基準電圧とは異なる第 1の駆動電圧および第 2の駆動電圧の印加を制御する駆動電圧印加制御ステップとを含むことを特徴とする。

本発明の液晶駆動回路および液晶駆動方法においては、第 1の電極に第 1の基準電圧が印加され、第 2の電極に第 2の基準電圧が印加され、第 1の基準電圧の電圧値が制御され、第 2の基準電圧の電圧値が制御されて、コレステリック液晶がプレーナ状態に変更される。図面の簡単な説明

図 1は、コレステリック液晶パネルについて説明するための図である。

図 2は、コレステリック液晶パネルについて説明するための図である。

図 3は、コレステリック液晶の状態と印加される両極性パルス電圧について説明する図である。

図 4は、コレステリック液晶に対する駆動波形を示す図である。

図 5は、従来の液晶駆動回路を示すブロック図である。

図 6は、表示されるデータの例を示す図である。

図 7は、図 5の液晶駆動回路において、ロウ電極おょぴコラム電極に印加される電圧を示すタイミングチャートである。

図 8は、図 5の液晶駆動回路において、コレステリック液晶パネルの各画素の電極間に印加される両極性パルス電圧を示すタイミングチヤ一トである。

図 9は、本発明を適用した液晶駆動回路を示すプロック図である。

図 1 0は、図 9の液晶駆動回路において、ロウ電極およびコラム電極に印加される電圧と、 G N Dレベルを示すタイミングチヤ一トである。

図 1 1は、図 9の液晶駆動回路において、コレステリック液晶パネルの各画素の電極間に印加される両極性パルス電圧を示すタイミングチャートである。

図 1 2は、図 9の液晶駆動回路の処理を説明するためのフローチャートである。発明を実施するための最良の形態

以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図 9は、コレステリック液晶パネル 1を駆動するための、本発明を適用した液晶駆動回路 4 1の構成を示すブロック図である。コレステリック液晶パネル 1と、液晶駆動回路 4 1と、図示しない電源供給部（例えば、バッテリなど）によって、液晶表示装置が構成される。コレステリック液晶パネル 1は、図 1乃至図 4を用いて説明した、従来のコレステリック液晶パネルと同様のものである。

すなわち、コレステリック液晶パネル 1においては、画素電極間の電位差が、 V p s以上となるような両極性パルスが印加された場合、その画素位置に対応する部分のコレステリック液晶がプレーナ状態となることにより、対応する画素が、プレーナ状態において反射される波長帯域に基づいて決定される第 1の色で表示される。また、コレステリック液晶パネル 1においては、画素電極間の電位差が、 V f s以上となるような両極性パルスが印加された場合、その画素位置に対応する部分のコレステリック液晶がフォーカルコニック状態となることにより、対応する画素が、液晶を透過して見える第 2の色で表示される。

ここでは、コレステリック液晶パネル 1において、例えば、コレステリック液晶が、プレーナ状態において特定波長色の光を乱反射するようにし、コレステリック液晶層 1 4の下を黒色にして、透明状態において、その黒色が透過して見えるようにすることにより、特定波長色と黒のモノトーン表示を行うものとして説明するが、プレーナ状態において反射される波長帯域に基づいて決定される第 1 の色、すなわち、特定波長色は、例えば、緑、青、赤など、どのような色であつてもかまわないし、液晶を透過して見える第 2の色も、いずれの色であってもかまわない。

更に、プレーナ状態において、それぞれ異なる波長帯域を反射する複数のコレステリック液晶層 1 4を設けることなどにより、コレステリック液晶パネル 1を用いて、多色の表示を可能とすることができるようにしても良いことは言うまでもない。

また、図 3に示されるように、コレステリック液晶の状態をプレーナ状態に変化させるために必要な両極性パルス電圧の電圧値 V p sは、フォーカルコニック状態に変化させるために必要な両極性パルス電圧の電圧値 V f sの、ほぼ 2倍の電圧値である。コレステリック液晶パネル 1は、例えば、パネルの全面に電圧値 V p sの両極性パルスを印加することにより、表示面全体をプレーナ状態として、表示されている情報をリセット（全プレーナリセット）した後、必要な位置の画素電極に電圧値 V f sの両極性パルスを印加して、フォーカルコエック状態に状態を変化させることにより、所定の情報を表示し、その後、電圧をかけないことにより、表示された情報を保持する。

コントローラ 5 1は、コラムドライノ 5 2および口ゥドライノ 5 3を制御するとともに、コラムドライバ 5 2にクロック（C LK) 信号おょぴコレステリック液晶パネル 1に表示させる情報を示すデータ（DATA) を供給し、ロウドライバ 5 3にクロック（C LK) 信号を供給する。また、コントローラ 5 1は、スィツチ 5 4およびスィツチ 5 5の切り替えを制御して、コラムドライバ 5 2に供給される基準電圧である GND cおよび口ゥドライバ 5 3に接続される基準電圧である GND rの電圧値を、所定のタイミングで切り替える。

コラムドライバ 5 2は、コントローラ 5 1より、クロック（C LK) 信号およぴコレステリック液晶パネル 1に情報を表示させるためのデータ（DATA) 信号の供給を受けるとともに、駆動電圧土 V4および基準電圧 GND cと接続され、コントローラ 5 1の制御にしたがって、コレステリック液晶パネル 1の透明コラム電極 1 2のコラム（信号）電極 Y 1乃至 Ynに、図 1 0を用いて後述する所定のタイミングで、所定の電圧を印加するドライバである。

ロウドライバ 5 3は、コントローラ 5 1より、クロック（C LK) 信号の供給を受けるとともに、駆動電圧土 V 3および基準電圧 GND rと接続され、コントローラ 5 1の制御にしたがって、コレステリック液晶パネル 1の透明口ゥ電極 1 5のロウ（走査）電極 X I乃至 Xmに、図 1 0を用いて後述する所定のタイミングで、所定の電圧を印加するドライバである。

ここで、スィッチ 54およびスィッチ 5 5の切り替えにより、基準電圧 GND cに接続される電圧（一V 1—V 2) または基準電圧 GND rに接続される電圧 (V 1 + V 2) は、 V 1 + V 2 > V p sを満たす電圧値である。また、コラムドライバ 5 2に供給される電圧 V 4および口ゥドライバ 5 3に供給される電圧 V 3 は、 V 3 +V4 >V f sを満たし、 V f s >V 3かつ V f s > V4を満たす電圧値である。

スィッチ 54およびスィッチ 5 5は、例えば、 F ET (Field Effect

Transistor：電界効果トランジスタ）などのスイッチング素子で構成されている。スィッチ 5 4は、コントローラ 5 1の制御に基づいて、コラムドライバ 5 2 に接続される基準電圧 GND cの電圧値を、（_V 1 _V 2) と GND (0 V) とで切り替える。スィッチ 5 5は、コントローラ 5 1の制御に基づいて、口ウドライバ 5 3に供給される基準電圧 GND rの電圧値を、（V 1 +V 2) と GND (0 V) とで切り替える。

なお、スィッチ 5 4およびスィッチ 5 5には、コントローラ 5 1の制御に基づいて、コラムドライバ 5 2に接続される GND cの電圧値、または、ロウドライバ 5 3に供給される GND rの電圧値を切り替えることができるのであれば、 F ET以外のものを用いるようにしても良いことはもちろんである。

また、コントローラ 5 1には、必要に応じて、ドライブ 5 6が接続される。ドライブ 5 6には、磁気ディスク 6 1、光ディスク 6 2、光磁気ディスク 6 3、または、半導体メモリ 64が装着され、情報を授受できるようになされている。図 1 0およぴ図 1 1は、コレステリック液晶 1に、現在表示されている情報を全プレーナリセットさせた後、図 6に示されるような、 (X 1 , Y 1) (X 1， Y 2) (X 2, Y 2) (X 2 , Y 3) (X 3 , Y 2) (X 3 , Y 3) の 6画素が黒であり、他の画素が特定波長色である、 3 X 3の 9画素を表示させる場合の、コラムドライバ 5 2および口ゥドライバ 5 3の動作を説明するためのタイミングチヤ一トである。

図 1 0は、コレステリック液晶 1に、現在表示されている情報を全プレーナリセットさせた後、図 6に示されるような 3 X 3の 9画素の情報を表示させるために、コラムドライバ 5 2がコラム電極 X 1乃至 X 3に印加する両極性パルスの電圧とタイミング、および、ロウドライバ 5 3がロウ電極 Y 1乃至 Y 3に印加する両極性パルスの電圧とタイミングに加えて、スィツチ 54およびスィツチ 5 5の切り替えにより基準電圧 GND cおよび基準電圧 GND rに与えられる電圧とそのタイミングについて説明するためのタイミングチャートであり、図 1 1は、図 10を用いて説明した印加電圧によって、 3 X 3の 9画素（X l， Y 1) 乃至 (X 3， Y 3) の、それぞれに印加される両極性パルスを説明するためのタイミングチヤ一トである。

まず、コントローラ 5 1により、スィッチ 54およぴスイッチ 5 5が制御され、コラムドライバ 52に供給されている GND c、および、ロウドライバ 53に供給されている GND rは、 GND (0 V) となっている。

現在保持されている情報をリセットするためには、画素（X I, Y 1) 乃至

(X 3 , Y 3) のそれぞれに、 V p s以上の電圧の両極性パルスが印加されなければならない。ロウドライバ 5 3は、コントローラ 5 1の制御に基づいて、ロウ電極 X I乃至 X 3に、 GND rを印加し、コラムドライバ 5 2は、コラム電極 Y 1乃至 Y 3に、 GND cを印加する。そして、コントローラ 5 1は、図 10に示されるように、全プレーナリセットのため、スィッチ 55を制御して、所定の時間幅（両極性パルスの印加時間によって決まる時間幅）で、 GND rに電圧（V 1 + V 2) を供給し、その次のタイミングで、スィッチ 54を制御して、所定の時間幅で、 GND cに電圧（一 V I— V 2) を供給する。

したがって、ロウドライバ 5 3のロウ電極 X 1乃至 X 3への出力電圧は、図 1 1に示されるように、（V 1 +V 2) のパルス電圧となる。また、コラムドライノ 52のコラム電極 Y 1乃至 Y 3への出力電圧は、図 1 1に示されるように、

(-V 1 -V 2) のパルス電圧となり、その印加タイミングは、ロウ電極 X I乃至 X 3に GND rが印加された次のタイミングとなる。

これにより、図 1 1に示されるように、画素（X 1， Y 1) 乃至（X 3， Y 3 ) のそれぞれに対応する画素電極間には、 V 1 +V 2の両極性パルスが印加される。ここで、 V 1 +V 2〉Vp sであるので、対応する画素位置の透明コラム電極 1 2と透明ロウ電極 1 5の 2つの電極間のコレステリック液晶層 14は、プレーナ状態となり、特定波長光を干?歩散乱する。すなわち、画素（X I , Y 1) 乃至（X 3， Y 3) の表示は、全て特定波長色となり、全プレーナリセット状態となる。

その後、ロウドライバ 5 3は、コントローラ 5 1の制御に基づいて、図 1 0に示されるように、ロウ電極 X Iから、ロウ電極 X 2、ロウ電極 X 3と、順次、電圧 V 3の両極性パルスを走査印加することで、いずれかのロウ電極を選択する。そして、コラムドライバ 5 2は、コントローラ 5 1の制御に基づいて、図 1 0に示されるように、ロウ電極の選択タイミングに対応して、コラム電極 Y 1乃至コラム電極 Y 3に、選択的に、逆特性の両極性パルス一 V 4を印加する。具体的には、コラムドライバ 5 2は、ロウ電極 X 1が選択されているとき、コラム電極 Y 1およびコラム電極 Y 2に逆特性の両極性パルス _V 4を印加し、口ゥ電極 X 2 が選択されているとき、コラム電極 Y 2およびコラム電極 Y 3に逆特性の両極性パルス一 V 4を印加し、ロウ電極 X 3が選択されているとき、コラム電極 Y 2およびコラム電極 γ 3に逆特性の両極性パルス一 V 4を印加する。

口ゥ電極およびコラム電極に同一タイミングで両極性パルスが印加された画素電極間には、図 1 1に示されるように、 V 3 +V4 >V f sの両極性パルス電圧が印加されるので、対応する画素位置の透明コラム電極 1 2と透明ロウ電極 1 5 の 2つの電極間のコレステリック液晶層 1 4は、フォーカルコニック状態となり、透明となる。すなわち、選択された、（X I , Y 1) (X I , Y 2) (X 2, Y 2) (X 2 , Y 3) (X 3 , Y 2) および（X 3， Y 3) の 6画素は、黒で表示され、他の画素の表示は、特定波長色のままとなる。

本発明を適用した液晶駆動回路 4 1においては、例えば、 V 3 =V4である場合、コラムドライバ 5 2およびロウドライバ 5 3の駆動電圧は、（V 3 +V4) / 2となる。 V 3 +V4〉V f sであり、電圧値 Vp sは、電圧値 V ί sの、ほぼ 2倍の電圧値であるので、（V 3 +V4) = 1/2 (V 1 + V 2) が成立する。したがって、本発明を適用した液晶駆動回路 4 1においては、従来における場合と比較して、コラムドライバ 5 2およびロウドライバ 5 3の駆動電圧を、ほぼ半分に抑えることが可能となる。

このようにして、本発明を適用した液晶駆動回路 4 1を備える液晶表示装置においては、ドライバの耐圧を低く抑えつつ、表示をリセットして、任意の画素を特定波長色から黒に反転することが可能となる。

また、コレステリック液晶表示パネル 1を駆動する液晶駆動回路のドライバ (ここでは、コラムドライバ 5 2およびロウドライバ 5 3 ) の駆動電圧おょぴ耐圧が低くなることにより、ドライバに、パッケージの小さな素子を選択することが可能となるので、液晶表示装置の小型化が可能となる。

更に、コレステリック液晶表示パネル 1を駆動する液晶駆動回路のドライバ

(ここでは、コラムドライバ 5 2およびロウドライバ 5 3 ) の駆動電圧が低くなることにより、ドライバに電源を供給するためのバッテリに、電気二重層キャパシタを直列接続したものなどを利用することが可能となる（例えば、容量 2 . 5 Vの電気二重層キャパシタを複数直列接続したものを利用して、更に、電圧をステツプアップすることにより、必要な電圧値の供給が十分可能である）ので、更に、液晶表示装置の小型化が可能となる。

また、本発明を適用することにより、コレステリック液晶表示パネル 1を駆動する液晶駆動回路およびバッテリなどの電源供給部の小型化および低電圧駆動が実現されるので、本発明を適用した液晶駆動回路 4 1を備える液晶表示装置は、例えば、 P D A、時計、 I Cカードなどの、小型の情報処理装置に用いられる表示装置として用いることができる。

次に、図 1 2のフローチャートを参照して、本発明を適用した液晶表示装置の液晶駆動回路 4 1の処理について説明する。

ステップ S 1において、コントローラ 5 1は、スィッチ 5 5を制御し、口ウドライバ 5 3に供給する G N D rを G N D、すなわち、 0 Vとする。

ステップ S 2において、コントローラ 5 1は、スィッチ 5 4を制御し、コラムドライバ 5 2に供給する G N D cを G N D、すなわち、 O Vとする。ステップ S 3において、コントローラ 5 1は、ロウドライバ 5 3を制御し、口ゥドライバ 5 3の出力電圧を、 GND rとする。

ステップ S 4において、コントローラ 5 1は、コラムドライバ 5 2を制御し、コラムドライバ 5 2の出力電圧を、 GND cとする。

ステップ S 1乃至ステップ S 4の処理により、コレステリック液晶パネルの全ての画素位置に対応する透明コラム電極 1 2および透明ロウ電極 1 5には、 OV が供給されるので、全ての画素間電極の電位差は、 O Vである。

ステップ S 5において、コントローラ 5 1は、スィッチ 5 5を制御し、口ウドライバ 5 3に供給する GND rを、所定のパルス幅に対応する時間だけ、 GND から（V 1 +V 2) に切り替える。

ステップ S 6において、コントローラ 5 1は、スィッチ 54を制御し、コラムドライバ 5 2に供給する GND cを、所定のパルス幅に対応する時間だけ、 GN Dから（一 V 1—V 2) に切り替える。

ステップ S 5およびステップ S 6の処理により、コレステリック液晶パネル 1 の全ての画素電極（透明コラム電極 1 2と透明ロウ電極 1 5の全ての交点）において、 V 1 +V 2の両極性パルス電圧が印加されるので、電圧印加前に保持されていた情報はリセットされる。

ステップ S 7において、コントローラ 5 1は、スィッチ 54およびスィッチ 5 5を制御し、ロウドライバ 5 3に供給する GND rおよびコラムドライバ 5 2に供給する GND cを GNDとする。

ステップ S 7の処理により、コレステリック液晶パネル 1の全ての画素位置に対応する透明コラム電極 1 2および透明ロウ電極 1 5には、再ぴ、 OVが供給されるので、全ての画素間電極の電位差は、再度、 O Vとなる。

ステップ S 8において、コントローラ 5 1は、ロウドライバ 5 3を制御して、ロウ電極に選択電圧 V 3を走査印加させるとともに、コラムドライバ 5 2を制御して、コラム電極に逆極性の両極性パルス一 V 4を、選択的に印加させて、コレステリック液晶パネルを駆動し、情報を表示させて、処理が終了される。例えば、図 1 0を用いて後述する所定のタイミングで、コラムドライバ 5 2から、コレステリック液晶パネル 1の透明コラム電極 1 2のコラム電極 Y 1乃至 Y nに電圧が印加され、口ゥドライバ 5 3力ゝら、透明ロウ電極 1 5のロウ電極 X 1 乃至 Xmに電圧が印加された場合、画素（Xl， Y 1) 乃至（X 3, Y 3) に対応するそれぞれの画素電極には、図 1 1に示される両極性パルス電圧が印加される。したがって、コレステリック液晶パネル 1の 3 X 3の 9画素には、全プレーナリセットされた後、図 6に示されるように、（X I , Y 1) (X I, Y 2)

(X2, Y2) (X 2, Y3) (X 3 , Y 2) (X 3 , Y 3) の 6画素が黒で表示され、他の画素が特定波長色で表示される。

このような処理により、一度表示させた情報を、電源供給することなく保持することが可能なコレステリック液晶を利用した液晶表示装置において、全ての画素電極間のコレステリック液晶をプレーナ状態として全プレーナリセットするために必要な電極間電位差を、ロウドライバ 53およびコラムドライバ 5 2に供給される GND rおよび GND cの電圧値を切り替えることにより発生させることができる。 GND rおよび GND cの電圧値を切り替えるためには、例えば、 F ETなどで構成されるスィッチ 54およびスィッチ 5 5を用いるようにすることができる。

なお、ここでは、 2色表示を行う場合について説明したが、本発明は、コレステリック液晶を利用した液晶表示装置において多色表示を行う場合にも適用可能であることは言うまでもない。

全白リセット後の情報の表示においては、従来のコレステリック液晶を利用した液晶表示装置と同様の方法を用いるので、口ゥドライバ 5 3およびコラムドラィバ 5 2に求められる耐圧は、コレステリック液晶をフォーカルコニック状態にするために必要な画素電極間の電圧によって決まる。すなわち、本発明を適用した液晶駆動回路 41を備える液晶表示装置においては、口ゥドライバ 5 3およびコラムドライバ 52に求められる耐圧を、従来における場合のほぼ半分とすることが可能となる。したがって、本発明を適用した液晶駆動回路 4 1を備える液晶表示装置によれば、ドライバの耐圧を低く抑えつつ、任意の画素を特定波長色から黒に反転することができ、コレステリック液晶表示パネル 1を駆動する液晶駆動回路の小型化および低コスト化を実現することができる。

上述した一連の処理は、ソフトウェアにより実行することもできる。そのソフトウエアは、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンビュータなどに、記録媒体からインストールされる。

この記録媒体は、図 9に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク 6 1 (フレキシブルディスクを含む）、光ディスク 6 2 (CD-ROM (Compact Di sk- Read Only Memory) ， DVD (Digital Versati le Disk) を含む）、光磁気ディスク 6 3 (MD (Mini-Di sk) (商標）を含む）、もしくは半導体メモリ 6 4などよりなるパッケージメディアなどにより構成される。産業上の利用可能性

このように、本発明によれば、液晶表示素子を用いた表示装置に情報を表示することができる。特に、コレステリック液晶を備える表示部の表示のリセットおよび情報の書き込みを、低い駆動電圧で行うことができる。

また、他の本発明によれば、液晶表示素子を駆動することができる他、コレステリック液晶を低電圧で駆動することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 第 1の電極おょぴ第 2の電極に電圧を印加することにより、コレステリック液晶の状態を変化させて情報を表示する表示手段を備えた表示装置において、前記第 1の電極に電圧を印加する第 1の駆動手段と、

前記第 2の電極に電圧を印加する第 2の駆動手段と、

前記第 1の駆動手段および前記第 2の駆動手段の動作、並びに、前記第 1の駆動手段に供給される第 1の基準電圧の電圧値および前記第 2の駆動手段に供給される第 2の基準電圧の電圧値を制御する制御手段と

を備え、

前記制御手段は、前記コレステリック液晶をプレーナ状態とする場合、前記第 1の駆動手段が前記第 1の基準電圧を前記第 1の電極に印加し、前記第 2の駆動手段が前記第 2の基準電圧を前記第 2の電極に印加するように前記第 1の駆動手段および前記第 2の駆動手段の動作を制御するとともに、前記コレステリック液晶がプレーナ状態を得ることができるように、前記第 1の基準電圧および前記第 2の基準電圧の電圧値を制御する

ことを特徴とする表示装置。

2 . 前記第 1の駆動手段は、前記第 1の基準電圧とは異なる電圧値の第 1の駆動電圧の供給を受け、

前記第 2の駆動手段は、前記第 1の基準電圧とは異なる電圧値の第 2の駆動電圧の供給を受け

前記制御手段は、前記コレステリック液晶をフォーカルコニック状態とする場合、前記第 1の駆動手段が前記第 1の駆動電圧を前記第 1の電極に印加し、前記第 2の駆動手段が前記第 2の駆動電圧を前記第 2の電極に印加するように前記第 1の駆動手段および前記第 2の駆動手段の動作を制御する

ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の表示装置。

3 . 前記第 1の駆動手段に供給される前記第 1の基準電圧の電圧値を、第 1の電圧値と 0 Vとで選択的に切り替える第 1の切り替え手段と、前記第 2の駆動手段に供給される前記第 2の基準電圧の電圧値を、第 2の電圧値と 0 Vとで選択的に切り替える第 2の切り替え手段と

を更に備え、

前記制御手段は、前記コレステリック液晶をプレーナ状態とする場合、前記第 1の駆動手段が前記第 1の基準電圧を前記第 1の電極に印加し、前記第 2の駆動手段が前記第 2の基準電圧を前記第 2の電極に印加するように前記第 1の駆動手段および前記第 2の駆動手段の動作を制御するとともに、前記第 1の駆動手段に供給される前記第 1の基準電圧の電圧値が前記第 1の電圧値となり、かつ、前記第 2の駆動手段に供給される前記第 2の基準電圧の電圧値が前記第 2の電圧値となるように、第 1の切り替え手段おょぴ前記第 2の切り替え手段を更に制御することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の表示装置。

4 . 前記表示手段は、前記プレーナ状態において異なる波長帯域の光を反射する複数の前記コレステリック液晶を備える

ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の表示装置。

5 . 第 1の電極および第 2の電極に電圧を印加することにより、コレステリック液晶に情報を表示する表示部を備える表示装置の表示方法において、

前記第 1の電極に第 1の基準電圧を印加する第 1の基準電圧印加ステップと、前記第 2の電極に第 2の基準電圧を印加する第 2の基準電圧印加ステップと、前記第 1の基準電圧の電圧値を制御する第 1の基準電圧制御ステップと、前記第 2の基準電圧の電圧値を制御する第 2の基準電圧制御ステップと、前記第 1の電極および前記第 2の電極に、前記第 1の基準電圧および前記第 2 の基準電圧とは異なる第 1の駆動電圧および第 2の駆動電圧を印加することにより、前記表示部への前記情報の表示を制御する表示制御ステップと

を含むことを特徴とする表示方法。

6 . コレステリック液晶により構成される液晶表示素子を駆動する液晶駆動回路において、

前記液晶表示素子の第 1の電極に電圧を印加する第 1の駆動手段と、前記液晶表示素子の第 2の電極に電圧を印加する第 2の駆動手段と、前記第 1の駆動手段および前記第 2の駆動手段の動作、並びに、前記第 1の駆動手段に供給される第 1の基準電圧の電圧値および前記第 2の駆動手段に供給される第 2の基準電圧の電圧値を制御する制御手段と

を備え、

ことを特徴とする液晶駆動回路。

7 . 第 1の電極および第 2の電極に電圧を印加することにより、コレステリック液晶により構成される液晶表示素子を駆動する液晶駆動回路の液晶駆動方法において、

前記第 1の電極に第 1の基準電圧を印加する第 1の基準電圧印加ステップと、前記第 2の電極に第 2の基準電圧を印加する第 2の基準電圧印加ステップと、前記第 1の基準電圧の電圧値を制御する第 1の基準電圧制御ステップと、前記第 2の基準電圧の電圧値を制御する第 2の基準電圧制御ステツプと、前記第 1の電極および前記第 2の電極への、前記第 1の基準電圧および前記第 2の基準電圧とは異なる第 1の駆動電圧およぴ第 2の駆動電圧の印加を制御する駆動電圧印加制御ステツプと

を含むことを特徴とする液晶駆動方法。