WO2015005486A1 - 液晶装置 - Google Patents

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WO2015005486A1
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liquid crystal
temperature
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crystal panel
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晴輝 天川
近藤　真哉
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シチズンホールディングス株式会社
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    • G09G2320/04—Maintaining the quality of display appearance
    • G09G2320/041—Temperature compensation

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal device having a liquid crystal panel using a ferroelectric liquid crystal.
  • liquid crystal devices using a liquid crystal panel are used in various products, for example, flat-screen TVs, mobile phones, tablet terminals, liquid crystal shutters and the like.
  • nematic liquid crystal is used for the liquid crystal panel used for this liquid crystal device, but the response speed is as slow as several msec or more, and the slow response speed often becomes a problem.
  • a liquid crystal panel hereinafter referred to as a ferroelectric liquid crystal panel
  • ferroelectric liquid crystal panel using a ferroelectric liquid crystal as a liquid crystal material satisfying this requirement.
  • the ferroelectric liquid crystal includes a material having memory characteristics and a material not having memory characteristics, but the liquid crystal panel of the liquid crystal device described here is configured using a material of a ferroelectric liquid crystal not having memory characteristics. Let's take an example.
  • FIG. 10A is a plan view schematically showing the configuration of the polarizing plate arrangement of the ferroelectric liquid crystal panel.
  • the liquid crystal panel 100 is configured such that one of the polarization axis C of the polarization plate 101a and the polarization axis D of the polarization plate 101b and the liquid crystal molecules are interposed between the polarization plates 101a and 101b adjusted to cross nicol.
  • the ferroelectric liquid crystal layer 102 (surrounded by a broken line) is disposed so that it is substantially parallel to either the first state (arrow E) or the second molecular state (arrow F) in the molecular long axis direction. .
  • the polarization axis C of the polarizing plate 101a and the molecular long axis direction in the first state (arrow E) are arranged to be substantially parallel.
  • the first state and the second state in the molecular long axis direction of the ferroelectric liquid crystal are transitioned by application of a predetermined voltage to the ferroelectric liquid crystal, but the first state and the second state are changed.
  • the angular difference in the longitudinal direction of each molecule (ie, the angle between arrows E and F) in the state of is defined as the switching angle ⁇ .
  • the switching angle ⁇ is 45 °
  • the transmission / non-transmission contrast ratio is the largest, so having a switching angle ⁇ of 45 ° is ideal as a ferroelectric liquid crystal panel.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view schematically showing the structure of the liquid crystal panel 100.
  • the liquid crystal panel 100 is composed of a pair of glass substrates 103a and 103b sandwiching a ferroelectric liquid crystal layer 102 having two states. Further, the glass substrates 103 a and 103 b are fixed by a sealing material 106.
  • a plurality of scanning electrodes 104 as drive electrodes, which are transparent electrodes, and signal electrodes 105 are provided on the facing surfaces of the glass substrates 103a and 103b, and alignment films 107a and 107b are provided thereon. Lt indicates light transmitted through the liquid crystal panel 100.
  • the first polarizing plate 101a is provided on the outer side of one glass substrate 103a so that the molecular major axis directions of the first or second state of the ferroelectric liquid crystal layer 102 become parallel.
  • the second polarizing plate 101b is provided outside the other glass substrate 103b so as to be 90 degrees different from the polarizing axis of the first polarizing plate 101a.
  • the driving voltage at which the value of the product of the pulse width value of the driving voltage VD and the pulse high value is a threshold value or more Only when applied to a crystalline liquid crystal.
  • the first state non-transmission: black display
  • the second state transmission: white display
  • the second state is selected when a drive voltage higher than the threshold of the ferroelectric liquid crystal is applied, and a drive voltage higher than the threshold of the reverse polarity of the ferroelectric liquid crystal is applied. If so, the first state is selected.
  • the liquid crystal panel using the ferroelectric liquid crystal switches the long axis direction of the liquid crystal molecules by switching the positive and negative of the drive voltage VD and applies it, and selects the non-transmissive state and the transmissive state which are two states. be able to. And since the transition speed between these two states (that is, the response speed) is as fast as several tens of ⁇ sec to several hundreds of ⁇ sec, it is suitable for a liquid crystal panel that requires high-speed response, and a ferroelectric liquid crystal panel It is used for a display element, a liquid crystal shutter, etc. (for example, refer the following patent document 1).
  • a positive pulse voltage is applied for a predetermined period in a first period, and a positive voltage smaller than the pulse voltage in the first period during a second period is longer than the first period.
  • a negative pulse voltage is applied for a predetermined period in the first period, and a negative voltage smaller than the pulse voltage for the second period is applied for a period longer than the first period in the second period.
  • a ferroelectric liquid crystal element is disclosed in which the intensity of transmitted light is adjusted by changing the value of the applied voltage in the second period of the first frame to realize a high contrast ratio.
  • Patent No. 2665331 page 3, FIG. 4
  • the ferroelectric liquid crystal having the feature of high-speed response has temperature dependence, and the response speed, which is the transition speed of the state, has a characteristic that it decreases as the temperature decreases and increases as the temperature increases. Further, the switching angle ⁇ in the molecular long axis direction increases as the temperature decreases, and decreases as the temperature increases. Further, if the temperature is constant, the response speed is increased when the drive voltage to the ferroelectric liquid crystal is increased, and the switching angle ⁇ is increased (the temperature characteristic and the voltage characteristic of the ferroelectric liquid crystal). Details will be described later).
  • the general required performance for the ferroelectric liquid crystal panel is that the switching angle ⁇ is required to be 45 degrees so as to maximize the contrast ratio as described above, and the response speed is as high as possible. It is required to be.
  • the switching angle ⁇ at high temperature becomes too small to cause a problem (FIG. 4A (b-1) or FIG. 4B (b-2 )reference). That is, since the contrast ratio at high temperature is lowered, the performance as the liquid crystal panel is lowered.
  • the response speed at low temperature becomes slower (see FIG. 4A (a-1) or FIG. 4B (a-2)).
  • the switching angle at low temperature becomes too large, which is a problem.
  • the ferroelectric liquid crystal panel has temperature dependency, in a wide operating temperature range, the required response speed and the switching angle are not compatible, so that the liquid crystal has the response speed and the switching angle that satisfy the required performance. It is difficult to realize the device.
  • the ferroelectric liquid crystal has temperature dependency also in orientation stability, and there is also a problem that orientation deformation is likely to occur in a high temperature state particularly when a high drive voltage is applied.
  • the driving method of the ferroelectric liquid crystal display device disclosed in the conventional patent document 1 does not consider the temperature dependency of such a ferroelectric liquid crystal, so that the response speed or switching due to the temperature change Fluctuations in the angle may result in a decrease in contrast ratio, a change in gradation, a decrease in response speed, and the like, which may cause a large problem in display quality.
  • the temperature dependency of the ferroelectric liquid crystal can not be ignored, and it is required that the response speed and the switching angle satisfy the required performance even if the temperature largely fluctuates. ing.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a liquid crystal device provided with a ferroelectric liquid crystal panel which operates with the response speed and the switching angle satisfying the required performance in the operating temperature range.
  • the present invention relates to a liquid crystal panel using a ferroelectric liquid crystal, a drive circuit for supplying a drive voltage to the liquid crystal panel, a waveform generation circuit for supplying a waveform signal to the drive circuit, and control for controlling the waveform generation circuit.
  • a liquid crystal device having a circuit, and further comprising a sensor for measuring the ambient temperature, wherein the driving circuit outputs a positive first voltage in a first period in a first frame of the driving voltage, A second positive voltage is output during a period longer than the first period, and a negative first voltage is output during the first period in the second frame, and a negative first period during the second period is longer than the first period.
  • control circuit is characterized by varying the first voltage and the second voltage according to the measured temperature of the sensor.
  • control circuit preferably varies the first voltage in accordance with the measurement temperature so that the response speed of the liquid crystal panel is stabilized at a predetermined value.
  • control circuit preferably varies the second voltage in accordance with the measurement temperature so that the switching angle of the ferroelectric liquid crystal is stabilized at a predetermined value.
  • the control circuit creates a table of first and second voltages for obtaining a predetermined response speed and switching angle from the response speed of the liquid crystal panel and the temperature characteristics of the switching angle of the ferroelectric liquid crystal, and the control circuit Accordingly, it is preferable to determine the first voltage and the second voltage by referring to the table. Further, the table is configured to have the values of the first voltage and the second voltage at predetermined temperature steps, and the measured temperature is in a temperature region lower than the temperature at which the first voltage and the second voltage determined by this table become equal. Is preferably between the temperature steps of the table, the first voltage selects the lower voltage value of the temperature step, and the second voltage preferably adopts a voltage corresponding to the measured temperature.
  • the table is configured to have the values of the first voltage and the second voltage at predetermined temperature steps, and the second voltage in a temperature region higher than the temperature at which the first voltage and the second voltage determined by the table become equal.
  • a voltage corresponding to the measured temperature is employed, and the first voltage is a voltage value equal to the second voltage.
  • the pulse width of the first period of each of the first frame and the second frame may be determined according to the response speed of the liquid crystal panel.
  • Liquid crystal device provided with a liquid crystal panel.
  • the drive voltage can be adjusted according to the required response speed and switching angle, it is not necessary to apply an excessive high voltage, thereby preventing the occurrence of alignment deformation and achieving uniform switching operation without unevenness or the like.
  • Liquid crystal device can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram explaining the internal configuration of the waveform generation circuit of the liquid crystal device according to the embodiment of the present invention. It is a table
  • FIG. 1 An outline of the entire configuration of the liquid crystal device according to the present invention will be described with reference to FIG.
  • reference numeral 1 denotes a liquid crystal device of the present invention.
  • the liquid crystal device 1 includes a ferroelectric liquid crystal panel 10, a drive circuit 20, a waveform generation circuit 30, a control circuit 40, a memory circuit 50, a temperature sensor 60, an input circuit 70 and the like.
  • the ferroelectric liquid crystal panel 10 has the same configuration and operation as the liquid crystal panel 100 shown in FIG. 10 described above, and the detailed description will be omitted.
  • the drive circuit 20 outputs a drive voltage VD and supplies it to the ferroelectric liquid crystal panel 10.
  • the waveform generation circuit 30 outputs the waveform signal P5 and supplies the waveform signal P5 to the drive circuit 20.
  • Control circuit 40 inputs / outputs input signal P1 from input circuit 70, temperature signal P2 from temperature sensor 60, and memory signal P3 from memory circuit 50, and supplies control signal P4 to waveform generation circuit 30.
  • the input circuit 70 inputs display information and control information from an external device (not shown) and supplies an input signal P1 to the control circuit 40.
  • the memory circuit 50 is constituted by a non-volatile memory, and stores a table or the like for determining the voltage value of the drive voltage, which will be described later in detail.
  • the temperature sensor 60 is configured of a semiconductor sensor or the like, measures the ambient temperature, and outputs a temperature signal P2.
  • the drive circuit 20, the waveform generation circuit 30, the control circuit 40, the memory circuit 50, the input circuit 70, etc. may be configured by a one-chip microcomputer or may be configured by an individual custom IC or the like. .
  • FIG. 2 [Description of configuration of waveform generation circuit: FIG. 2] Next, the outline of the internal configuration of the waveform generation circuit 30, which is one of the components of the liquid crystal device 1, will be described with reference to FIG. In FIG.
  • the waveform generation circuit 30 includes two digital-to-analog conversion circuits 31a and 31b (hereinafter abbreviated as D / A circuits 31a and 31b), a reference power supply 32, a timing generation circuit 33, and two inversion circuits 34a and 34b, It is comprised by the switching circuit 35 grade
  • the D / A circuit 31a receives the voltage control signal P4a of digital information which is a part of the control signal P4, performs digital / analog conversion based on a predetermined reference voltage VR from the reference power supply 32, and converts it into an analog value Output a positive voltage V1.
  • This voltage V1 is a positive first voltage V1 of a drive voltage VD described later.
  • the inverting circuit 34a receives the voltage V1, inverts the voltage polarity, and outputs a negative voltage V3.
  • This voltage V3 is the negative first voltage V3 of the drive voltage VD described above.
  • the D / A circuit 31b receives a voltage control signal P4b of digital information that is a part of the control signal P4, performs digital-to-analog conversion based on a predetermined reference voltage VR from the reference power supply 32, Output voltage V2.
  • the voltage V2 is a positive second voltage V2 of a drive voltage VD described later.
  • the inverting circuit 34b receives the voltage V2, inverts the voltage polarity, and outputs a negative voltage V4. This voltage V4 is the second negative voltage V4 of the drive voltage described later.
  • the timing generation circuit 33 receives a timing control signal P4c of digital information which is a part of the control signal P4, and outputs a timing signal P44 based on the timing control signal P4c.
  • the timing signal P44 is a signal for determining the length of each period of the drive voltage VD described later.
  • the switching circuit 35 receives the voltages V1 to V4 and the timing signal P44, switches the voltages V1 to V4 according to the timing signal P44, and outputs the waveform signal P5 which is the source of the voltage waveform of the drive voltage VD. It supplies the circuit 20. Then, the drive circuit 20 receives the waveform signal P5 and outputs a drive voltage VD of a low impedance output for driving the ferroelectric liquid crystal panel 10 (see FIG. 1). [Description of Temperature Characteristics and Voltage Characteristics of Ferroelectric Liquid Crystal Panel: FIG. 3A, FIG. 3B, FIG. 4A, FIG.
  • FIG. 3A shows each characteristic in the case where the birefringence anisotropy ( ⁇ n) of the ferroelectric liquid crystal panel 10 is 0.247.
  • FIG. 3B shows each characteristic in the case where the birefringence anisotropy of the ferroelectric liquid crystal panel 10 is 0.159.
  • the cell gap can be increased by using a liquid crystal material having a small birefringence (for example, 0.159), and the yield can be improved.
  • FIG. 3A and Table 1-2 in FIG. 3B show that the ferroelectric liquid crystal panel 10 has a rectangular wave drive voltage in the range of ⁇ 0.5 V to ⁇ 5 V in an environment at a temperature of 30 ° C. to 80 ° C. Shows an example of the response speed S (unit: ⁇ sec ( ⁇ S)) measured at a 10 ° C. step. The 60 ° C. to 80 ° C. is a 20 ° C. step. Also, blank areas in Table 1-1 and Table 1-2 have not been measured. Also, Table 2-1 in FIG. 3A and Table 2-2 in FIG. 3B indicate that the ferroelectric liquid crystal panel 10 has a rectangular wave drive voltage of ⁇ 0.5 V to ⁇ 5 V in an environment at a temperature of 30 ° C.
  • FIG. 4A (a-1) shows the response speeds at drive voltages of 1.5 V, 2 V, 3 V, and 4 V in order to make it easy to understand the temperature characteristics and voltage characteristics of the response speed S in Table 1-1 of FIG. It is a graph created by extracting S, the horizontal axis is temperature T (° C.), and the vertical axis is response speed S ( ⁇ sec).
  • 4B (a-2) shows drive voltages of 1.3 V, 1.5 V, 2 V, 2 V, 3 V, 4 V, 5 V in order to make it easy to understand the temperature characteristics and voltage characteristics of the response speed S in Table 1-2 of FIG.
  • the horizontal axis represents temperature T (° C.), and the vertical axis represents response speed S ( ⁇ sec).
  • the response speed S has a temperature characteristic that becomes faster as the temperature rises, and the response speed as the drive voltage decreases. S has a slow voltage characteristic.
  • FIG. 4A (b-1) and FIG. 4B (b-2) make it easy to understand the temperature characteristics and voltage characteristics of the switching angle ⁇ in Table 2-1 of FIG. 3A and Table 2-2 of FIG. 3B, respectively.
  • the switching angle ⁇ has a temperature characteristic which decreases as the temperature rises, and the switching angle ⁇ increases as the driving voltage increases. Has a large voltage characteristic.
  • the drive voltage VD1 is constituted by two frames, a first frame to which a positive voltage is applied and a second frame to which a negative voltage is applied.
  • the first frame includes a first period during which the positive first voltage V1 is applied, and a second period during which the positive second voltage V2 is applied for a period longer than the first period.
  • the second frame includes a first period during which the negative first voltage V3 is applied and a second period during which the negative second voltage V4 is longer than the first period.
  • the absolute values of the first voltage V1 of the first frame and the first voltage V3 of the second frame are set equal, and the absolute values of the second voltage V2 of the first frame and the second voltage V4 of the second frame are Set equal.
  • a first period of the first frame is defined as a pulse width PW1
  • a second period of the first frame is defined as a pulse width PW2.
  • the first period of the second frame is defined as a pulse width PW3, and the second period of the second frame is defined as a pulse width PW4.
  • the first first voltage V1 (hereinafter referred to as the first voltage V1) of the first period of the first frame of the driving voltage VD1 and the first negative voltage V3 of the first period of the second frame (hereinafter referred to as the first
  • the voltage value of the voltage V3 is varied according to the temperature
  • the positive second voltage V2 (hereinafter, abbreviated as the second voltage V2) of the second period of the first frame and the second period of the second frame
  • the characteristics of both the response speed S and the switching angle ⁇ of the ferroelectric liquid crystal panel 10 are required by varying the voltage value of the second negative voltage V4 (hereinafter referred to as the second voltage V4) of It is a major feature of the present invention to keep substantially constant with temperature variations along the performance.
  • the response speed S of the ferroelectric liquid crystal panel 10 is controlled to satisfy the required performance and stabilized in the operating temperature range.
  • the second voltage V2 and the second voltage V4 according to the temperature the switching angle ⁇ of the ferroelectric liquid crystal panel 10 is controlled to satisfy the required performance and to be stabilized in the operating temperature range.
  • the control for varying the first voltages V1 and V3 and the second voltages V2 and V4 of the drive voltage VD1 is implemented by the control circuit 40 described above controlling the waveform generation circuit 30.
  • the light transmittance L1 of FIG. 5 is the light transmittance of the light Lt (see FIG. 10B) transmitted through the ferroelectric liquid crystal panel 10 when the drive voltage VD1 is applied to the ferroelectric liquid crystal panel 10. It shows the transition of the rate.
  • the ferroelectric liquid crystal panel 10 when the first voltage V1 is applied to the ferroelectric liquid crystal panel 10 in the first period of the first frame, the ferroelectric liquid crystal panel 10 is transmitted in the second state (longitudinal direction F of liquid crystal molecules In the state (see FIG. 10A), the light transmittance L1 is increased. The slope of the rising curve at this time determines the response speed S of the ferroelectric liquid crystal. Then, in the next second period, although the positive second voltage V2 having a low voltage value is applied, the major axis direction F of the liquid crystal molecules is maintained, so the second state (transmission state) continues. The light transmittance L1 continues to be high.
  • each of the first voltages V11 and V31 and the second voltages V21 and V41 is configured to have a voltage value higher than the above-described drive voltage VD1 (see FIG. 5).
  • the drive voltage VD12 is configured such that each of the first voltages V12 and V32 and the second voltages V22 and V42 has a voltage value lower than that of the drive voltage VD1 described above.
  • the light transmittance L1 is an example of the transition of the light transmittance of the ferroelectric liquid crystal panel 10 according to the above-described drive voltage VD1 (see FIG. 5), and is described for comparison.
  • the light transmittance L11 due to the application of the drive voltage VD11 is, as shown in the drawing, the slope of rising and falling in the first period is larger than the slope of the light transmittance L1. This is because the first voltages V11 and V31 of the drive voltage VD11 are higher than the first voltages V1 and V3 of the drive voltage VD1, as shown by the graphs in FIGS. 4A (a-1) and 4B (a-2). The response speed S of the ferroelectric liquid crystal is increased.
  • the reason that the magnitude of the second period of the light transmittance L11 is smaller than the light transmittance L1 is that the second voltage V21 of the drive voltage VD11 is higher than the second voltage V2 of the drive voltage VD1, as shown in FIG. As shown in the graph of 1) and FIG. 4B (b-2), the light transmittance is lowered because the switching angle ⁇ of the ferroelectric liquid crystal is more than 45 degrees.
  • the slope of rising and falling in the first period is smaller than the slope of the light transmittance L1. This is because the first voltages V12 and V32 of the drive voltage VD12 are lower than the first voltages V1 and V3 of the drive voltage VD1, as shown by the graphs in FIGS. 4A (a-1) and 4B (a-2).
  • the response speed S of the ferroelectric liquid crystal is slowed.
  • the reason why the second period of the light transmittance L12 is smaller than the light transmittance L1 is that the second voltage V22 of the drive voltage VD12 is lower than the second voltage V2 of the drive voltage VD1, as shown in FIG. As shown in the graph of 1) and FIG. 4B (b-2), the light transmittance is lowered because the switching angle ⁇ of the ferroelectric liquid crystal is too smaller than 45 degrees.
  • the first voltage V1 and V3 in the first period of the first frame of the drive voltage VD1 and the top of the second frame greatly affect the response speed S of the ferroelectric liquid crystal panel 10, the first voltage V1 The response speed S can be adjusted by varying V3.
  • the second voltages V2 and V4 in the second period after the first period of the drive voltage VD1 and the first period of the second frame greatly affect the switching angle ⁇ of the ferroelectric liquid crystal panel 10, the second voltage By varying the voltages V2 and V4, it is possible to adjust the switching angle ⁇ optimally to increase the light transmittance L (that is, to increase the contrast ratio).
  • the response speed S and the switching angle ⁇ of the ferroelectric liquid crystal panel 10 have voltage characteristics as described above. Then, the liquid crystal device according to the present invention corrects the temperature characteristic of the response speed S by varying the first voltages V1 and V3 of the drive voltage VD1 utilizing the voltage characteristic of the ferroelectric liquid crystal panel 10 as described above. Further, the temperature characteristic of the switching angle ⁇ is corrected by varying the second voltages V2 and V4 of the drive voltage VD1. [Description of operation flow of the embodiment: FIG. 7] Next, an example of the operation flow of the liquid crystal device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. In addition, FIG. 1, FIG. 2 is referred for the structure of embodiment. In FIG.
  • step ST1 the temperature characteristic of the response speed S of the ferroelectric liquid crystal panel 10 is acquired (step ST1).
  • a rectangular wave drive voltage is applied to the ferroelectric liquid crystal panel 10 in a range of ⁇ 0.5 V to ⁇ 5 V, and the response speed S at 10 ° C. steps is measured.
  • An example of the measurement data in this step ST1 is the temperature characteristics (Table 1-1, Table 1-2) of the response speed S shown in FIG. 3A and FIG. 3B described above.
  • the 60 ° C. to 80 ° C. is a 20 ° C. step.
  • step ST2 the temperature characteristic of the switching angle ⁇ of the ferroelectric liquid crystal panel 10 is acquired (step ST2).
  • a rectangular wave drive voltage is applied to the ferroelectric liquid crystal panel 10 in the range of ⁇ 0.5 V to ⁇ 5 V, and the switching angle ⁇ at 10 ° C. steps is measured Do.
  • An example of the measurement data in this step ST2 is the temperature characteristic (Table 2-1, Table 2-2) of the switching angle ⁇ shown in FIG. 3A and FIG. 3B described above.
  • the 60 ° C. to 80 ° C. is a 20 ° C. step.
  • the acquisition of the temperature characteristics of the ferroelectric liquid crystal panel 10 (ST1 and ST2) is not performed inside the liquid crystal device 1, and although not shown, the ferroelectric liquid crystal panel 10 is not It is good to connect to an external measuring device and acquire.
  • the control circuit 40 of the liquid crystal device 1 has the temperature characteristics of the response speed S of the ferroelectric liquid crystal panel 10 acquired by an external measuring device (not shown) (Table 1-1 of FIG. 3A).
  • measurement data of Table 1-2) of FIG. 3B and temperature characteristics of switching angle ⁇ (Table 2-1 of FIG. 3A or Table 2-2 of FIG. 3B) are read via input circuit 70 and stored in memory circuit 50. (Step ST3).
  • the control circuit 40 of the liquid crystal device 1 uses the first data of the drive voltage for obtaining the response speed S and the switching angle ⁇ required in the operating temperature range from the stored data of the response speed S and the temperature characteristics of the switching angle ⁇ .
  • a table of the voltages V1 and V3 and the second voltages V2 and V4 is generated by calculation and stored in the memory circuit 50 (step ST4). Here, the detailed description of table generation will be described later.
  • control circuit 40 of the liquid crystal device 1 determines the pulse width PW1 of the first period and the pulse width PW2 of the second period from the required response speed S (step ST5).
  • the details of the determination of the pulse width PW1 of the first period and the pulse width PW2 of the second period will be described later.
  • control circuit 40 of the liquid crystal device 1 receives the temperature signal P2 from the temperature sensor 60 (see FIG. 1), measures the temperature of the environment in which the liquid crystal device 1 is placed, and stores it in the memory circuit 50 ( Step ST6).
  • the control circuit 40 of the liquid crystal device 1 stores the temperature at which the voltage value of the first voltage V1 crosses the voltage value of the second voltage V2 as the cross temperature Tcp from the table generated in step ST4. It is determined whether the measured temperature is higher than that obtained in step ST6 (ST7). Here, if it is negative determination (less than Tcp), it will progress to step ST8, and if it is affirmation determination (Tcp or more), it will progress to step ST10.
  • step ST7 determines the first voltage V1 from the table (step ST8).
  • step ST8 determines the second voltage V2 from the table, and proceeds to step ST11 (step ST9).
  • the determination (ST10) of the second voltage V2 will be described later.
  • the control circuit 40 of the liquid crystal device 1 outputs digital information of the parameters PW1, PW2, V1 and V2 which are parameters of the determined drive voltage VD as the control signal P4, and the waveform generation circuit 30 outputs the control signal P4.
  • the signal is input to internally generate a voltage waveform of the drive voltage VD, and output to the drive circuit 20 as the waveform signal P5.
  • the drive circuit 20 receives the waveform signal P5, converts it into a low impedance drive voltage VD, outputs it, and drives the ferroelectric liquid crystal panel 10 (step ST11: see FIG. 1).
  • the first voltage V1 is generated by the D / A circuit 31a of the waveform generation circuit 30 described above
  • the second voltage V2 is generated by the D / A circuit 31b of the waveform generation circuit 30
  • the first voltage V3 and the second voltage V4 which are negative voltages, are generated by the inverting circuits 34a and 34b of the waveform generation circuit 30 described above.
  • the pulse widths PW1 and PW2 and PW3 and PW4 are generated by the timing generation circuit 33 of the waveform generation circuit 30 (see FIG. 2).
  • FIG. 8A shows a table of the first voltage and the second voltage of the drive voltage in the case where the birefringence anisotropy of the ferroelectric liquid crystal panel 10 is 0.247 (corresponding to FIGS.
  • FIG. 8B shows a table of the first voltage and the second voltage of the drive voltage in the case where the birefringence anisotropy of the ferroelectric liquid crystal panel 10 is 0.159 (corresponding to FIGS. 3B and 4B). ing.
  • the birefringence anisotropy of the ferroelectric liquid crystal panel 10 is 0.247 (corresponding to FIG. 3A, FIG. 4A, and FIG. 8A) will be mainly described. The same applies to the case of a material having a birefringence anisotropy of 0.159 (corresponding to FIG. 3B, FIG. 4B, and FIG. 8B).
  • the control circuit 40 of the liquid crystal device 1 extracts necessary data from the temperature characteristics and voltage characteristics (FIG. 3A: Table 1-1) of the response speed S stored in the memory circuit 50.
  • the response speed S is centered at 120 ⁇ sec in the temperature range of 30 ° C. to 60 ° C.
  • the drive voltage of 1.5 V to 4 V is extracted and stored.
  • the data of the response speed S thus extracted corresponds to the graph of FIG. 4A (a-1) described above.
  • the control circuit 40 determines that the response speed S is 120 .mu.sec (FIG. 4A (a- (a-)) at each temperature step at a temperature of 30.degree. 1) is calculated, and is stored as a first voltage V1 as a table T1 shown in FIG. 8A (a-1).
  • the response speed S 120 ⁇ sec of the request value is an example and is not limited.
  • the control circuit 40 extracts necessary data from the temperature characteristic and voltage characteristic (FIG. 3A: Table 2-1) of the switching angle ⁇ stored in the memory circuit 50.
  • the switching angle ⁇ is 45 ° in the temperature range of 30 ° C. to 60 ° C.
  • the data of drive voltage 1.5V-5V centering on is extracted and memorized.
  • the data of the extracted switching angle ⁇ corresponds to the graph of FIG. 4A (b-1) described above.
  • the control circuit 40 determines from the data of the extracted switching angle ⁇ (FIG.
  • the control circuit 40 complements the first voltage V1 and the second voltage V2 with respect to the temperature between them in an arbitrary step to generate the table T2.
  • interpolation is performed at 35 ° C., 45 ° C., 55 ° C.
  • a table T2 of temperature steps every 5 ° C. in a temperature range of 30 ° C. to 60 ° C. is generated (FIG. 8A (b-1)).
  • FIG. 8A (b-1) is shown as a graph for the purpose of easy understanding of the table T2.
  • the second voltage V2 of the table T2 is a voltage value for keeping the switching angle ⁇ at 45 degrees, and it is necessary to increase the second voltage V2 when the temperature rises. Then, at temperatures around 50 ° C., the first voltage V1 and the second voltage V2 become equal and cross, and at temperatures exceeding the cross point, the magnitudes of the first voltage V1 and the second voltage V2 reverse.
  • a temperature at which the first voltage V1 crosses the second voltage V2 is defined as a cross temperature Tcp.
  • the cross temperature Tcp is used for the determination in step ST7 (see FIG. 7) of the above-described flowchart.
  • the temperature step of table T2 when performing control with high accuracy with respect to temperature, it is better to make the temperature step of table T2 smaller, but in this case, the measurement data shown in Table 1-1 and Table 2-1 of FIG.
  • the temperature may be measured in steps and reflected in the temperature step of table T2, and the temperature step of measurement data in Table 1-1 and Table 2-1 may not be changed, and the temperature of table T2 may be increased by increasing the complementing points.
  • the steps may be finely divided.
  • the table may not be generated inside the liquid crystal device 1, but may be generated by an external device (not shown), and the liquid crystal device 1 may read the table.
  • the pulse width PW1 is preferably set according to the response speed S required for the ferroelectric liquid crystal panel 10, and the pulse width PW1 is made equal to the response speed S or the response speed S + ⁇ .
  • + ⁇ is at most about 0.5 times the response speed S. Therefore, the pulse width PW1 of the first period is preferably in the range of 120 to 180 ⁇ sec when the required response speed S is 120 ⁇ sec.
  • the response speed S of the ferroelectric liquid crystal panel 10 may be defined as the time when the light transmittance L (see FIG. 5) rises from 0% and reaches 90%.
  • the pulse widths PW1 to PW4 are determined by the frame period and the response speed S required for the ferroelectric liquid crystal panel 10.
  • FIG. 7 the details of the determination of the first voltage V1 and the second voltage V2 according to steps ST8 and ST9 performed when the measured temperature is less than the cross temperature Tcp in step ST7 of the above-described flowchart (see FIG. 7) Do.
  • the measurement temperature is 37 ° C.
  • the measurement temperature is determined to be less than the cross temperature Tcp in step ST7 of the flowchart, and the control proceeds to step ST8.
  • the first voltage V3 of the second frame is -2.9V.
  • the first voltage V3 of the second frame is -2.4V.
  • step ST8 the first voltage V1 for determining the response speed S corresponds to the temperature step on the side lower than the measurement temperature when the measurement temperature is between the temperature steps of the table T2. If the measured temperature matches the temperature step of the table T2, the voltage value of the first voltage V1 corresponding to the temperature step is adopted.
  • the second voltage V2 corresponding to the measured temperature is To calculate the second voltage V2.
  • the control circuit 40 determines that there is a measurement temperature of 37 ° C. between the temperature step of 35 ° C. and the temperature step of 40 ° C. with reference to table T2 (see FIG.
  • the second voltage V4 of the second frame is -1.8V.
  • the second voltage V2 for determining the switching angle ⁇ is determined with reference to the table T2
  • the first voltage V1 for determining the response speed S is the second voltage
  • the voltage value should be equal to V2.
  • the control circuit 40 complements the second voltage V2 by calculation according to the measured temperature.
  • the first voltage V1 is made equal to the second voltage V2.
  • FIG. 9 Note of Drive Voltage VD2 When Measurement Temperature is Cross Temperature Tcp or More: FIG. 9
  • the response speed S maintains the required speed if the first voltages V1 and V3 are set lower than the second voltages V2 and V4 in a temperature range exceeding the cross temperature Tcp according to It does not matter that the response speed S of the liquid crystal panel is faster than the required value. Therefore, the first voltages V1 and V3 are made equal to the second voltages V2 and V4 in a temperature range exceeding the cross temperature Tcp, and the first voltages V1 and V3 are high together with the second voltages V2 and V4 as the temperature rises.
  • the ferroelectric liquid crystal panel 10 when the first positive voltage V1 is applied in the first period of the first frame of the drive voltage VD2, the ferroelectric liquid crystal panel 10 is in the second state (long axis of liquid crystal molecules In the direction F, the light transmission rate L2 is increased by the transmission state (see FIG. 10A). The slope of the rising curve at this time determines the response speed S of the ferroelectric liquid crystal. Then, also in the second period after the first period, the positive second voltage V2 of the same voltage value is applied, and the major axis direction F of the liquid crystal molecules is maintained, so the second state (transmission state) continues. The light transmittance L2 continues to be high.
  • the negative first voltage V3 is applied, so the first state (non-transmissive state in the major axis direction E of liquid crystal molecules (see FIG. 10A)).
  • the light transmittance L2 falls rapidly.
  • the slope of the falling curve at this time determines the response speed S of the ferroelectric liquid crystal.
  • the negative second voltage V4 having the same voltage value is applied also in the second period after the first period, and the major axis direction E of the liquid crystal molecules is maintained, so that the first state (non-transmission state) is The light transmittance L2 continues to be low.
  • the first voltages V1 and V3 have voltage values lower than the second voltages V2 and V4. Become.
  • the first voltages V1 and V3 are set in accordance with the table T2 so as to keep the response speed S at the required speed, that is, not to increase the response speed S more than necessary.
  • the liquid crystal device according to the present invention changes the first voltages V1 and V3 and the second voltages V2 and V4 of the driving voltage according to the temperature to correct the temperature dependency of the ferroelectric liquid crystal panel. It is possible to provide a liquid crystal device provided with a ferroelectric liquid crystal panel which satisfies the required performance with respect to temperature fluctuation and has a high response speed and an optimum switching angle.
  • the liquid crystal device corrects the temperature dependency of the ferroelectric liquid crystal panel and can realize stable operation against temperature fluctuations, so it is widely used for laser projectors, liquid crystal shutters, etc. which require high-speed response. be able to.

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Abstract

　所定のスイッチング角と応答速度で動作する強誘電性液晶パネル（１０）と、温度を測定するセンサ（６０）と、強誘電性液晶パネル（１０）に駆動電圧（ＶＤ）を供給する駆動回路（２０）と、該駆動回路（２０）に波形信号（Ｐ５）を供給する波形生成回路（３０）と、該波形生成回路（３０）を制御する制御回路（４０）と、を有し、駆動回路（２０）は、駆動電圧の第１フレームでは、第１期間に正の第１電圧を出力し、第２期間に第１期間より長い期間、正の第２電圧を出力し、第２フレームでは、第１期間に負の第１電圧を出力し、第２期間に第１期間より長い期間、負の第２電圧を出力し、制御回路（４０）は、センサ（６０）の測定温度に応じて第１電圧と第２電圧とを可変する構成とした。

Description

液晶装置
　本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶パネルを有する液晶装置に関するものである。
　近年、液晶パネルを用いた液晶装置は様々な製品に用いられており、たとえば、薄型テレビ、携帯電話、タブレット端末、液晶シャッタなどで使われている。この液晶装置に用いられる液晶パネルは、通常ではネマティック液晶を用いているが、その応答速度は数ｍｓｅｃ以上と遅く、この応答速度の遅さが問題になることが多い。特に、レーザプロジェクタなどで光シャッタとして液晶パネルを用いる場合、高速応答が要求され、この要求を満たす液晶材料として、強誘電性液晶を用いた液晶パネル（以下、強誘電性液晶パネルという。）が知られている。
［強誘電性液晶表示パネルの説明：図１０］
　ここで、公知ではあるが本発明を理解する助けとなるので、高速応答が可能な強誘電性液晶パネルの構成と強誘電性液晶の動作の概要について以下説明する。なお、強誘電性液晶には、メモリ特性を有する材料と有しない材料があるが、ここで説明する液晶装置の液晶パネルは、メモリ特性を有しない強誘電性液晶の材料を用いて構成されることを例とする。
　まず、強誘電性液晶を用いた液晶パネルの構造を図１０に基づいて説明する。図１０（ａ）は強誘電性液晶パネルの偏光板配置の構成を模式的に示した平面図である。図１０（ａ）において、液晶パネル１００は、クロスニコルに合わせた偏光板１０１ａ、１０１ｂの間に、偏光板１０１ａの偏光軸Ｃと偏光板１０１ｂの偏光軸Ｄのどちらか一方と、液晶分子の第１の状態（矢印Ｅ）もしくは、第２の状態（矢印Ｆ）のときの分子長軸方向のどちらかとが、ほぼ平行になるように強誘電性液晶層１０２（破線で囲う）を配置する。
　ここで、図１０（ａ）においては、偏光板１０１ａの偏光軸Ｃと第１の状態（矢印Ｅ）のときの分子長軸方向が、ほぼ平行になるように配置されている。なお、強誘電性液晶の分子長軸方向の第１の状態と第２の状態は、強誘電性液晶に所定の電圧が印加されることで状態が転移するが、第１の状態と第２の状態のそれぞれの分子長軸方向の角度差（すなわち、矢印ＥとＦの角度）をスイッチング角θと定義する。このスイッチング角θは、４５度のときが透過と非透過のコントラスト比が最も大きくなるので、４５度のスイッチング角θを有することが強誘電性液晶パネルとして理想である。
　次に図１０（ｂ）は、液晶パネル１００の構造を模式的に示した断面図である。図１０（ｂ）において、液晶パネル１００は、２つの状態を持つ強誘電性液晶層１０２を挟持する一対のガラス基板１０３ａ、１０３ｂから構成される。また、このガラス基板１０３ａと１０３ｂはシール材１０６によって固着されている。そして、ガラス基板１０３ａ、１０３ｂの対向面には透明電極である駆動電極としての複数の走査電極１０４と、信号電極１０５が設けられており、その上に配向膜１０７ａ、１０７ｂが設けられている。なお、Ｌｔは液晶パネル１００を透過する光を示す。
　さらに一方のガラス基板１０３ａの外側には、前述した如く、強誘電性液晶層１０２の第１もしくは第２の状態の分子長軸方向が平行になるように第１の偏光板１０１ａが設けられており、他方のガラス基板１０３ｂの外側には、第１の偏光板１０１ａの偏光軸と９０度異なるようにして第２の偏光板１０１ｂが設けられている。
　次に、強誘電性液晶を用いた液晶パネル１００の動作について説明する。液晶パネル１００に印加する駆動電圧ＶＤを変化させると、液晶パネル１００を透過する光Ｌｔ（図１０（ｂ）参照）の光透過率Ｌが変化する。ここで、強誘電性液晶のスイッチング、つまり一方の状態から他方の状態への転移は、駆動電圧ＶＤのパルス幅値とパルス高値との積の値が閾値以上の値となる駆動電圧を強誘電性液晶に印加した場合にのみ起こる。液晶パネル１００は駆動電圧ＶＤの極性の違いによって、第１の状態（非透過：黒表示）か、第２の状態（透過：白表示）かのいずれかが選択される。
　なお、第１の状態（非透過：黒表示）と第２の状態（透過：白表示）の光透過率Ｌの比が、前述のコントラスト比であり、分子長軸方向のスイッチング角θ＝４５度のときが、最も大きなコントラスト比となるのである。
　このように液晶パネル１００は、強誘電性液晶の閾値以上の駆動電圧が印加された場合に第２の状態が選択され、また、強誘電性液晶の逆極性の閾値以上の駆動電圧が印加された場合は、第１の状態が選択される。
　この結果、図１０（ａ）に示すように偏光板１０１ａ、１０１ｂを配置すると、第２の状態で白表示（透過状態）、第１の状態で黒表示（非透過状態）となる。尚、偏光板１０１ａ、１０１ｂの配置を変えることにより、第２の状態で黒表示（非透過状態）、第１の状態で白表示（透過状態）とすることもできる。
　このように強誘電性液晶を用いた液晶パネルは、駆動電圧ＶＤの正負を切り換えて印加することで、液晶分子の長軸方向を切り換えて２つの状態である非透過状態と透過状態を選択することができる。そして、この２つの状態間の転移速度（すなわち、応答速度）は、数十μｓｅｃから数百μｓｅｃと高速であるので、高速応答が要求される液晶パネルに好適であり、強誘電性液晶パネルは表示素子や液晶シャッタなどに用いられている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
　下記特許文献１には、第１のフレームでは、第１期間に所定期間正のパルス電圧を印加し、第２期間に第１期間より長い期間、第１期間のパルス電圧より小さい正の電圧を印加し、第２のフレームでは、第１期間に所定の期間負のパルス電圧を印加し、第２期間に第１期間より長い期間、第２期間のパルス電圧より小さい負の電圧を印加する強誘電液晶素子において、第１のフレームの第２期間の印加電圧の値を変えることで、透過光強度を調整し、高いコントラスト比を実現する強誘電液晶素子が開示されている。
特許第２６６５３３１号公報（第３頁、第４図）
　しかしながら、高速応答の特徴を有する強誘電性液晶には温度依存性があり、状態の転移速度である応答速度は、温度が低下すると遅くなり、温度が上昇すると速くなる特性を有している。また、分子長軸方向のスイッチング角θは、温度が低下すると大きくなり、温度が上昇すると小さくなる。また、温度が一定であれば、強誘電性液晶への駆動電圧を高くすると応答速度は速くなり、スイッチング角θは大きくなる特性を有している（強誘電性液晶の温度特性と電圧特性の詳細は後述する。）。
　ここで、強誘電性液晶パネルに対する一般的な要求性能は、スイッチング角θは前述したように、コントラスト比が最大となるように４５度であることが要求され、また、応答速度はできるだけ高速であることが要求される。
　しかし、たとえば低温で４５度のスイッチング角θを得るために駆動電圧を選択すると、高温でのスイッチング角θが小さくなり過ぎて問題が生じる（図４Ａ（ｂ－１）または図４Ｂ（ｂ－２）参照）。すなわち、高温でのコントラスト比が低下するので液晶パネルとしての性能が低下することになる。また、スイッチング角θだけを考慮して駆動電圧を選択すると、低温での応答速度が遅くなる（図４Ａ（ａ－１）または図４Ｂ（ａ－２）参照）。また逆に、低温での応答速度を速くするために高い駆動電圧を選択すると、低温でのスイッチング角が大きくなり過ぎて問題となる。
　このように、強誘電性液晶パネルは温度依存性を有するので、広い使用温度範囲においては、要求される応答速度とスイッチング角が両立しないために、要求性能を満たす応答速度とスイッチング角を有する液晶装置を実現することは困難である。また、強誘電性液晶は配向安定性にも温度依存性があり、特に高い駆動電圧を印加した場合、高温状態で配向変形が発生しやすくなる問題も有している。
　ここで、従来の特許文献１で開示されている強誘電性液晶表示素子の駆動方法は、このような強誘電性液晶の温度依存性を考慮していないために、温度変化によって応答速度やスイッチング角が変動し、この結果、コントラスト比の低下や階調変動、応答速度の低下等を招き、表示品質に大きな問題が生じる可能性を有している。特に、広い使用温度範囲が要求される場合は、強誘電性液晶の温度依存性を無視することは出来ず、温度が大きく変動しても応答速度やスイッチング角が要求性能を満たすことが求められている。
　本発明の目的は上記課題を解決し、使用温度範囲において応答速度とスイッチング角が要求性能を満たして動作する強誘電性液晶パネルを備えた液晶装置を提供することである。
　本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶パネルと、該液晶パネルに駆動電圧を供給する駆動回路と、該駆動回路に波形信号を供給する波形生成回路と、該波形生成回路を制御する制御回路と、を有する液晶装置であって、さらに、周囲の温度を測定するセンサを備え、駆動回路は、駆動電圧の第１フレームでは、第１期間に正の第１電圧を出力し、第２期間に第１期間より長い期間、正の第２電圧を出力し、第２フレームでは、第１期間に負の第１電圧を出力し、第２期間に第１期間より長い期間、負の第２電圧を出力し、制御回路は、センサの測定温度に応じて第１電圧と第２電圧とを可変することを特徴とするものである。
　この場合、制御回路は、液晶パネルの応答速度が所定の値で安定するように測定温度に応じて第１電圧を可変することが好ましい。
　また、制御回路は、強誘電性液晶のスイッチング角が所定の値で安定するように測定温度に応じて第２電圧を可変することが好ましい。
　さらに、液晶パネルの応答速度と強誘電性液晶のスイッチング角の温度特性から、所定の応答速度とスイッチング角を得るための第１電圧と第２電圧のテーブルを作成し制御回路は、測定温度に応じてテーブルを参照し、第１電圧と第２電圧を決定するのが好ましい。
　また、テーブルは、所定の温度ステップで第１電圧と第２電圧の値を有する構成であり、このテーブルによって決定される第１電圧と第２電圧が等しくなる温度より低い温度領域において、測定温度がテーブルの温度ステップの間にある場合、第１電圧は温度ステップの低温側の電圧値を選択し、第２電圧は測定温度に対応した電圧を採用するのが好ましい。
　さらに、テーブルは、所定の温度ステップで第１電圧と第２電圧の値を有する構成であり、テーブルによって決定される第１電圧と第２電圧が等しくなる温度より高い温度領域では、第２電圧は測定温度に対応した電圧を採用し、第１電圧は第２電圧に等しい電圧値とすることが好ましい。
　第１フレームと第２フレームのそれぞれの第１期間のパルス幅は、液晶パネルの応答速度に応じて決定するようにしてもよい。
　本発明によれば、温度に応じて駆動電圧の第１電圧と第２電圧をそれぞれ可変させることによって、温度変動に対して要求性能を満たし、高速な応答速度と最適なスイッチング角を有する強誘電性液晶パネルを備えた液晶装置を提供できる。また、要求された応答速度とスイッチング角に合わせて駆動電圧を調整できることで、必要以上の高電圧を印加せずに済むので、配向変形の発生を防ぎ、ムラ等のない均一なスイッチング動作を実現する液晶装置を提供できる。
本発明の実施形態の液晶装置の構成を説明するブロック図である。 本発明の実施形態の液晶装置の波形生成回路の内部構成を説明するブロック図である。 本発明の実施形態の強誘電性液晶パネルの応答速度とスイッチング角の温度特性と電圧特性の測定データの一例を示す表である。 本発明の実施形態の強誘電性液晶パネルの応答速度とスイッチング角の温度特性と電圧特性の測定データの他の例を示す表である。 本発明の実施形態の強誘電性液晶パネルの応答速度とスイッチング角の温度特性と電圧特性の一例を示すグラフである。 本発明の実施形態の強誘電性液晶パネルの応答速度とスイッチング角の温度特性と電圧特性の他の例を示すグラフである。 本発明の実施形態のクロス温度以下での駆動電圧ＶＤ１の一例と、この駆動電圧による強誘電性液晶パネルの光透過率を説明する説明図である。 本発明の実施形態の強誘電性液晶パネルに印加する駆動電圧を可変することによる強誘電性液晶パネルの光透過率の変化を説明する説明図である。 本発明の実施形態の動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態の駆動電圧の第１電圧と第２電圧のテーブルの一例を説明する表とグラフである。 本発明の実施形態の駆動電圧の第１電圧と第２電圧のテーブルの他の例を説明する表とグラフである。 本発明の実施形態のクロス温度以上での駆動電圧ＶＤ２の一例と、この駆動電圧による強誘電性液晶パネルの光透過率を説明する説明図である。 強誘電性液晶パネルの構造を説明する説明図である。
　以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。
［実施形態の全体構成の説明：図１］
　本発明の液晶装置の全体の構成の概略を図１を用いて説明する。図１において、符号１は本発明の液晶装置である。液晶装置１は、強誘電性液晶パネル１０、駆動回路２０、波形生成回路３０、制御回路４０、メモリ回路５０、温度センサ６０、入力回路７０などによって構成される。
　強誘電性液晶パネル１０は、前述の図１０で示した液晶パネル１００と同様な構成と動作を有するものであり、詳細な説明は省略する。駆動回路２０は駆動電圧ＶＤを出力して強誘電性液晶パネル１０に供給する。波形生成回路３０は、波形信号Ｐ５を出力して駆動回路２０に供給する。制御回路４０は、入力回路７０からの入力信号Ｐ１と、温度センサ６０からの温度信号Ｐ２と、メモリ回路５０からのメモリ信号Ｐ３を入出力して、制御信号Ｐ４を波形生成回路３０に供給する。
　入力回路７０は、外部装置（図示せず）からの表示情報や制御情報を入力して、入力信号Ｐ１を制御回路４０に供給する。メモリ回路５０は不揮発性メモリで構成され、詳細は後述するが駆動電圧の電圧値を決定するテーブル等を記憶する。温度センサ６０は半導体センサなどで構成され、周囲の温度を測定して温度信号Ｐ２を出力する。ここで、駆動回路２０、波形生成回路３０、制御回路４０、メモリ回路５０、入力回路７０等は、ワンチップのマイクロコンピュータで構成しても良いし、個別のカスタムＩＣ等で構成しても良い。
［波形生成回路の構成説明：図２］
　次に、液晶装置１の構成要素のひとつである波形生成回路３０の内部構成の概略を図２を用いて説明する。図２において、波形生成回路３０は、２つのデジタルアナログ変換回路３１ａ、３１ｂ（以下、Ｄ／Ａ回路３１ａ、３１ｂと略す）、基準電源３２、タイミング生成回路３３、２つの反転回路３４ａ、３４ｂ、切換回路３５などによって構成される。
　Ｄ／Ａ回路３１ａは、制御信号Ｐ４の一部であるデジタル情報の電圧制御信号Ｐ４ａを入力し、基準電源３２からの所定の基準電圧ＶＲに基づいてデジタルアナログ変換を行い、アナログ値に変換した正の電圧Ｖ１を出力する。この電圧Ｖ１は後述する駆動電圧ＶＤの正の第１電圧Ｖ１となる。また、反転回路３４ａは、電圧Ｖ１を入力して電圧極性を反転し、負の電圧Ｖ３を出力する。この電圧Ｖ３は前述した駆動電圧ＶＤの負の第１電圧Ｖ３となる。
　同様に、Ｄ／Ａ回路３１ｂは、制御信号Ｐ４の一部であるデジタル情報の電圧制御信号Ｐ４ｂを入力し、基準電源３２からの所定の基準電圧ＶＲに基づいてデジタルアナログ変換を行い、正の電圧Ｖ２を出力する。この電圧Ｖ２は後述する駆動電圧ＶＤの正の第２電圧Ｖ２となる。また、反転回路３４ｂは、電圧Ｖ２を入力して電圧極性を反転し、負の電圧Ｖ４を出力する。この電圧Ｖ４は後述する駆動電圧の負の第２電圧Ｖ４となる。
　タイミング生成回路３３は、制御信号Ｐ４の一部であるデジタル情報のタイミング制御信号Ｐ４ｃを入力し、このタイミング制御信号Ｐ４ｃに基づいたタイミング信号Ｐ４４を出力する。このタイミング信号Ｐ４４は、後述する駆動電圧ＶＤの各期間の長さを決定する信号となる。
　切換回路３５は、電圧Ｖ１～Ｖ４とタイミング信号Ｐ４４を入力し、タイミング信号Ｐ４４に応じて電圧Ｖ１～Ｖ４を切り換え、駆動電圧ＶＤの電圧波形の元となる波形信号Ｐ５を出力し、前述した駆動回路２０に供給する。そして、駆動回路２０は、この波形信号Ｐ５を入力し、強誘電性液晶パネル１０を駆動する低インピーダンス出力の駆動電圧ＶＤを出力する（図１参照）。
［強誘電性液晶パネルの温度特性と電圧特性の説明：図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂ］
　次に、本発明の液晶装置で用いられる強誘電性液晶パネル１０の応答速度Ｓとスイッチング角θの温度特性と電圧特性の一例を図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂを用いて説明する。
　図３Ａは、強誘電性液晶パネル１０の複屈折率異方性（Δｎ）が０．２４７である場合における各特性を示している。図３Ｂは、強誘電性液晶パネル１０の複屈折率異方性が０．１５９である場合における各特性を示している。なお、複屈折率異方性が小さな（たとえば０．１５９）液晶材料を用いることによりセルギャップを大きくすることができ、歩留まりの向上を図ることができる。
　図３Ａの表１－１および図３Ｂの表１－２は、温度が３０℃から８０℃の環境において、強誘電性液晶パネル１０に矩形波の駆動電圧を±０．５Ｖ～±５Ｖの範囲で印加し、１０℃ステップで測定した応答速度Ｓ（単位：μｓｅｃ（μＳ））の一例を示している。なお、６０℃～８０℃は２０℃ステップである。また、表１－１および表１－２で空白の箇所は未測定である。
　また、図３Ａの表２－１および図３Ｂの表２－２は、温度が３０℃から８０℃の環境において、強誘電性液晶パネル１０に矩形波の駆動電圧を±０．５Ｖ～±５Ｖの範囲で印加し、１０℃ステップで測定したスイッチング角θ（単位：度）の一例を示している。なお、６０℃～８０℃は２０℃ステップである。
　次に図４Ａ（ａ－１）は、図３Ａの表１－１の応答速度Ｓの温度特性と電圧特性を分かりやすくするために、駆動電圧１．５Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖでの応答速度Ｓを抽出して作成したグラフであり、横軸が温度Ｔ（℃）、縦軸が応答速度Ｓ（μｓｅｃ）である。
　図４Ｂ（ａ－２）は、図３Ｂの表１－２の応答速度Ｓの温度特性と電圧特性を分かりやすくするために、駆動電圧１．３Ｖ、１．５Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、４Ｖ、５Ｖでの応答速度Ｓを抽出して作成したグラフであり、横軸が温度Ｔ（℃）、縦軸が応答速度Ｓ（μｓｅｃ）である。
　これらの図４Ａ（ａ－１）および図４Ｂ（ａ－２）で理解できるように、応答速度Ｓは温度が上昇すると速くなる温度特性を有しており、また、駆動電圧が低くなると応答速度Ｓは遅くなる電圧特性を有している。
　また、次に図４Ａ（ｂ－１）および図４Ｂ（ｂ－２）は、それぞれ図３Ａの表２－１および図３Ｂの表２－２のスイッチング角θの温度特性と電圧特性を分かりやすくするために、駆動電圧１．５Ｖ、２Ｖ、３Ｖ、５Ｖでのスイッチング角θを抽出して作成したグラフであり、横軸が温度Ｔ（℃）、縦軸がスイッチング角θ（度）である。この図４Ａ（ｂ－１）および図４Ｂ（ｂ－２）で理解できるように、スイッチング角θは温度が上昇すると小さくなる温度特性を有しており、また、駆動電圧が高くなるとスイッチング角θは大きくなる電圧特性を有している。
　また、前述したように、スイッチング角θ＝４５度のときが最も大きなコントラスト比となるが、このグラフで明らかなように、スイッチング角θは、駆動電圧の電圧値が高すぎても低すぎても４５度から外れることが理解できる。従ってスイッチング角θは、所定の温度に対して、最適な駆動電圧が存在することになる。
［駆動電圧ＶＤの電圧波形の説明：図５］
　次に、本実施形態の強誘電性液晶パネル１０を駆動する駆動電圧ＶＤの電圧波形の一例を図５を用いて説明する。なお、図５で示す駆動電圧は、後述する高温領域での駆動電圧（ＶＤ２）と区別するために駆動電圧ＶＤ１として説明する。図５において、駆動電圧ＶＤ１は、正電圧が印加される第１フレームと、負電圧が印加される第２フレームの２つのフレームによって構成される。第１フレームは、正の第１電圧Ｖ１を印加する第１期間と、第１期間よりも長い期間、正の第２電圧Ｖ２を印加する第２期間で構成される。
　また、第２フレームは、負の第１電圧Ｖ３を印加する第１期間と、第１期間よりも長い期間、負の第２電圧Ｖ４を印加する第２期間で構成される。そして、第１フレームの第１電圧Ｖ１と、第２フレームの第１電圧Ｖ３の絶対値は等しく設定され、第１フレームの第２電圧Ｖ２と、第２フレームの第２電圧Ｖ４の絶対値は等しく設定される。
　また、第１フレームの第１期間をパルス幅ＰＷ１と定義し、第１フレームの第２期間をパルス幅ＰＷ２と定義する。また、第２フレームの第１期間をパルス幅ＰＷ３と定義し、第２フレームの第２期間をパルス幅ＰＷ４と定義する。そして、それぞれのパルス幅は、ＰＷ１＜ＰＷ２、ＰＷ３＜ＰＷ４、ＰＷ１＝ＰＷ３、ＰＷ２＝ＰＷ４となるように設定される。このように、第１フレームと第２フレームの各電圧とパルス幅が設定されることによって、強誘電性液晶パネル１０には直流成分が印加されず、交流化駆動となる。
　そして、駆動電圧ＶＤ１の第１フレームの第１期間の正の第１電圧Ｖ１（以下、第１電圧Ｖ１と略す）と第２フレームの第１期間の負の第１電圧Ｖ３（以下、第１電圧Ｖ３と略す）の電圧値を温度に応じて可変させ、また、第１フレームの第２期間の正の第２電圧Ｖ２（以下、第２電圧Ｖ２と略す）と第２フレームの第２期間の負の第２電圧Ｖ４（以下、第２電圧Ｖ４と略す）の電圧値を温度に応じて可変させることで、強誘電性液晶パネル１０の応答速度Ｓとスイッチング角θの両方の特性を要求性能に沿って温度変動に対して略一定に維持することが本発明の大きな特徴である。
　具体的には、第１電圧Ｖ１と第１電圧Ｖ３を温度に応じて可変させることで、使用温度範囲において、強誘電性液晶パネル１０の応答速度Ｓが要求性能を満たして安定するように制御する。また、第２電圧Ｖ２と第２電圧Ｖ４を温度に応じて可変させることで、使用温度範囲において、強誘電性液晶パネル１０のスイッチング角θが要求性能を満たして安定するように制御する。この駆動電圧ＶＤ１の第１電圧Ｖ１、Ｖ３、第２電圧Ｖ２、Ｖ４を可変する制御は、前述した制御回路４０が波形生成回路３０を制御することで実施される。
［駆動電圧ＶＤ１による強誘電性液晶パネルの動作説明：図５］
　次に、駆動電圧ＶＤ１による強誘電性液晶パネル１０の動作を図５を用いて説明する。ここで、本実施形態の強誘電性液晶パネル１０が、前述の図１０で示した液晶パネル１００と同様の特性を有すると仮定して以下説明する。なお、図５の光透過率Ｌ１は、強誘電性液晶パネル１０に駆動電圧ＶＤ１が印加されたときに、強誘電性液晶パネル１０を透過する光Ｌｔ（図１０（ｂ）参照）の光透過率の推移を示している。
　図５において、強誘電性液晶パネル１０に第１フレームの第１期間で第１電圧Ｖ１が印加されると、強誘電性液晶パネル１０は第２の状態（液晶分子の長軸方向Ｆで透過状態（図１０（ａ）参照））となって光透過率Ｌ１は上昇する。このときの上昇カーブの傾きが強誘電性液晶の応答速度Ｓを決定する。そして、次の第２期間では、電圧値の低い正の第２電圧Ｖ２が印加されるが、液晶分子の長軸方向Ｆは維持されるので、第２の状態（透過状態）が継続して光透過率Ｌ１は高い状態が継続する。
　次に、第２フレームの第１期間では負の第１電圧Ｖ３が印加されるので、強誘電性液晶パネル１０は第１の状態（液晶分子の長軸方向Ｅで非透過状態（図１０（ａ）参照））となって光透過率Ｌ１は急速に下降する。このときの下降カーブの傾きが強誘電性液晶の応答速度Ｓを決定する。そして、次の第２期間では、電圧値の低い負の第２電圧Ｖ４が印加されるが、液晶分子の長軸方向Ｅは維持されるので、第１の状態（非透過状態）が継続して光透過率Ｌ１は低い状態が継続する。
［駆動電圧ＶＤ１を可変することによる強誘電性液晶パネルの動作説明：図６］
　次に、駆動電圧ＶＤ１の各電圧値を可変すると、強誘電性液晶パネル１０の動作がどのように変化するかを図６を用いて説明する。図６において、駆動電圧ＶＤ１１は、第１電圧Ｖ１１、Ｖ３１と第２電圧Ｖ２１、Ｖ４１のいずれも、前述の駆動電圧ＶＤ１（図５参照）よりも高い電圧値で構成されている。また、駆動電圧ＶＤ１２は、第１電圧Ｖ１２、Ｖ３２と第２電圧Ｖ２２、Ｖ４２のいずれも、前述の駆動電圧ＶＤ１よりも低い電圧値で構成されている。
　また、図６の光透過率Ｌ１１は、駆動電圧ＶＤ１１を印加したときの強誘電性液晶パネル１０の光透過率の推移の一例であり、光透過率Ｌ１２は、駆動電圧ＶＤ１２を印加したときの強誘電性液晶パネル１０の光透過率の推移の一例である。また、光透過率Ｌ１は、前述の駆動電圧ＶＤ１（図５参照）による強誘電性液晶パネル１０の光透過率の推移の一例であり、比較のために記載した。
　ここで、駆動電圧ＶＤ１１の印加による光透過率Ｌ１１は、図示するように、第１期間での立ち上がりと立ち下がりの傾きが、光透過率Ｌ１の傾きより大きい。これは、駆動電圧ＶＤ１１の第１電圧Ｖ１１、Ｖ３１が駆動電圧ＶＤ１の第１電圧Ｖ１、Ｖ３よりも高いので、図４Ａ（ａ－１）および図４Ｂ（ａ－２）のグラフで示すように、強誘電性液晶の応答速度Ｓが速くなるからである。
　また、光透過率Ｌ１１の第２期間の大きさが光透過率Ｌ１より小さいのは、駆動電圧ＶＤ１１の第２電圧Ｖ２１が駆動電圧ＶＤ１の第２電圧Ｖ２よりも高いので、図４Ａ（ｂ－１）および図４Ｂ（ｂ－２）のグラフで示すように、強誘電性液晶のスイッチング角θが４５度より大きすぎて光透過率が低下したからである。
　また、駆動電圧ＶＤ１２の印加による光透過率Ｌ１２は、図示するように、第１期間での立ち上がりと立ち下がりの傾きが、光透過率Ｌ１の傾きより小さい。これは、駆動電圧ＶＤ１２の第１電圧Ｖ１２、Ｖ３２が駆動電圧ＶＤ１の第１電圧Ｖ１、Ｖ３よりも低いので、図４Ａ（ａ－１）および図４Ｂ（ａ－２）のグラフで示すように、強誘電性液晶の応答速度Ｓが遅くなるからである。
　また、光透過率Ｌ１２の第２期間の大きさが光透過率Ｌ１より小さいのは、駆動電圧ＶＤ１２の第２電圧Ｖ２２が駆動電圧ＶＤ１の第２電圧Ｖ２よりも低いので、図４Ａ（ｂ－１）および図４Ｂ（ｂ－２）のグラフで示すように、強誘電性液晶のスイッチング角θが４５度より小さすぎて光透過率が低下したからである。
　このように、駆動電圧ＶＤ１の第１フレームと第２フレームの先頭の第１期間の第１電圧Ｖ１、Ｖ３は、強誘電性液晶パネル１０の応答速度Ｓに大きく影響するので、第１電圧Ｖ１、Ｖ３を可変することで、応答速度Ｓを調整することが可能である。また、駆動電圧ＶＤ１の第１フレームと第２フレームの第１期間の後の第２期間の第２電圧Ｖ２、Ｖ４は、強誘電性液晶パネル１０のスイッチング角θに大きく影響するので、第２電圧Ｖ２、Ｖ４を可変することで、スイッチング角θを最適に調整して、光透過率Ｌを大きく（すなわち、コントラスト比を大きく）することが可能である。
　強誘電性液晶パネル１０の応答速度Ｓとスイッチング角θは、以上のような電圧特性を有している。そして、本発明の液晶装置は、このような強誘電性液晶パネル１０の電圧特性を利用し、駆動電圧ＶＤ１の第１電圧Ｖ１、Ｖ３を可変することで応答速度Ｓの温度特性を補正し、また駆動電圧ＶＤ１の第２電圧Ｖ２、Ｖ４を可変することでスイッチング角θの温度特性を補正するのである。
［実施形態の動作フローの説明：図７］
　次に、本発明の液晶装置の実施形態の動作フローの一例を図７のフローチャートを用いて説明する。なお、実施形態の構成は図１、図２を参照する。図７において、強誘電性液晶パネル１０の応答速度Ｓの温度特性を取得する（ステップＳＴ１）。一例として、温度が３０℃から８０℃の環境において、強誘電性液晶パネル１０に矩形波の駆動電圧を±０．５Ｖ～±５Ｖの範囲で印加し、１０℃ステップでの応答速度Ｓを測定する。このステップＳＴ１での測定データの一例が前述の図３Ａ、図３Ｂで示した応答速度Ｓの温度特性（表１－１、表１－２）である。なお、６０℃～８０℃は２０℃ステップである。
　次に図７のフローチャートにおいて、強誘電性液晶パネル１０のスイッチング角θの温度特性を取得する（ステップＳＴ２）。一例として、温度が３０℃から８０℃の環境において、強誘電性液晶パネル１０に矩形波の駆動電圧を±０．５Ｖ～±５Ｖの範囲で印加し、１０℃ステップでのスイッチング角θを測定する。このステップＳＴ２での測定データの一例が前述の図３Ａ、図３Ｂで示したスイッチング角θの温度特性（表２－１、表２－２）である。なお、６０℃～８０℃は２０℃ステップである。
　なお、この強誘電性液晶パネル１０の温度特性の取得（ＳＴ１とＳＴ２）は、本実施例においては、液晶装置１の内部で実施するのではなく、図示しないが、強誘電性液晶パネル１０を外部の測定装置に接続して取得するとよい。
　次に図７のフローチャートにおいて、液晶装置１の制御回路４０は、外部の測定装置（図示せず）で取得した強誘電性液晶パネル１０の応答速度Ｓの温度特性（図３Ａの表１－１または図３Ｂの表１－２）とスイッチング角θの温度特性（図３Ａの表２－１または図３Ｂの表２－２）の測定データを入力回路７０を介して読み込み、メモリ回路５０に記憶する（ステップＳＴ３）。
　次に液晶装置１の制御回路４０は、記憶した応答速度Ｓとスイッチング角θの温度特性のデータから、使用温度範囲において要求される応答速度Ｓとスイッチング角θを得るための駆動電圧の第１電圧Ｖ１、Ｖ３と第２電圧Ｖ２、Ｖ４のテーブルを演算によって生成し、メモリ回路５０に記憶する（ステップＳＴ４）。ここで、テーブル生成の詳細説明は後述する。
　次に液晶装置１の制御回路４０は、要求される応答速度Ｓから、第１期間のパルス幅ＰＷ１と第２期間のパルス幅ＰＷ２を決定する（ステップＳＴ５）。ここで、第１期間のパルス幅ＰＷ１と第２期間のパルス幅ＰＷ２の決定の詳細は後述する。
　次に液晶装置１の制御回路４０は、温度センサ６０（図１参照）から温度信号Ｐ２を入力し、液晶装置１が置かれている環境の温度を測定して、メモリ回路５０に記憶する（ステップＳＴ６）。
　次に液晶装置１の制御回路４０は、ステップＳＴ４で生成したテーブルから、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の電圧値がクロスする温度をクロス温度Ｔｃｐとして記憶し、そのクロス温度Ｔｃｐに対して、ステップＳＴ６で得た測定温度以上か否かを判定する（ＳＴ７）。ここで、否定判定（Ｔｃｐ未満）であれば、ステップＳＴ８へ進み、肯定判定（Ｔｃｐ以上）であればステップＳＴ１０へ進む。
　次に液晶装置１の制御回路４０は、ステップＳＴ７で否定判定がなされたならば、テーブルから第１電圧Ｖ１を決定する（ステップＳＴ８）。次に液晶装置１の制御回路４０は、テーブルから第２電圧Ｖ２を決定し、ステップＳＴ１１へ進む（ステップＳＴ９）。ここで、クロス温度Ｔｃｐの判定（ＳＴ７）と第１電圧Ｖ１および第２電圧Ｖ２の決定（ＳＴ８、ＳＴ９）の詳細説明は後述する。
　また、液晶装置１の制御回路４０は、ステップＳＴ７で肯定判定がなされたならば、テーブルから第２電圧Ｖ２を決定し、さらに、第１電圧Ｖ１＝第２電圧Ｖ２として、ステップＳＴ１１へ進む（ステップＳＴ１０）。ここで、第２電圧Ｖ２の決定（ＳＴ１０）の詳細説明は後述する。
　次に液晶装置１の制御回路４０は、決定された駆動電圧ＶＤの各パラメータであるＰＷ１、ＰＷ２、Ｖ１、Ｖ２のデジタル情報を制御信号Ｐ４として出力し、波形生成回路３０は、制御信号Ｐ４を入力して内部で駆動電圧ＶＤの電圧波形を生成し、波形信号Ｐ５として駆動回路２０に出力する。駆動回路２０は波形信号Ｐ５を入力し、低インピーダンスの駆動電圧ＶＤに変換して出力し、強誘電性液晶パネル１０を駆動する（ステップＳＴ１１：図１参照）。
　ここで、第１電圧Ｖ１は前述した波形生成回路３０のＤ／Ａ回路３１ａが生成し、第２電圧Ｖ２は波形生成回路３０のＤ／Ａ回路３１ｂが生成する。また、負の電圧である第１電圧Ｖ３と第２電圧Ｖ４は、前述した波形生成回路３０の反転回路３４ａ、３４ｂによってそれぞれ生成される。また、パルス幅ＰＷ１、ＰＷ２、および、ＰＷ３、ＰＷ４は、波形生成回路３０のタイミング生成回路３３によって生成される（図２参照）。
　以降の制御は、ステップＳＴ１１からステップＳＴ６へ戻り、ステップＳＴ６からステップＳＴ１１を繰り返して実行し、温度センサ６０が測定した温度変化に応じてＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４を可変させることで、要求性能を満たした応答速度Ｓとスイッチング角θを温度に対して安定して維持することができる。
［テーブル生成の詳細説明：図８Ａ、図８Ｂ］
　次に、前述のフローチャート（図７参照）のステップＳＴ４における第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２のテーブル生成の詳細を主に図８Ａ、図８Ｂを用いて説明する。
　図８Ａは、強誘電性液晶パネル１０の複屈折率異方性が０．２４７である材料の場合（図３Ａ、図４Ａに対応）における駆動電圧の第１電圧と第２電圧のテーブルを示している。図８Ｂは、強誘電性液晶パネル１０の複屈折率異方性が０．１５９である材料の場合（図３Ｂ、図４Ｂに対応）における駆動電圧の第１電圧と第２電圧のテーブルを示している。
　以下、主に強誘電性液晶パネル１０の複屈折率異方性が０．２４７である材料の場合（図３Ａ、図４Ａ、図８Ａに対応）について説明するが、強誘電性液晶パネル１０の複屈折率異方性が０．１５９である材料の場合（図３Ｂ、図４Ｂ、図８Ｂに対応）についても同様である。
　まず、液晶装置１の制御回路４０は、メモリ回路５０に記憶している応答速度Ｓの温度特性と電圧特性（図３Ａ：表１－１）から必要なデータを抽出する。たとえば、液晶装置１の使用温度範囲が３０℃～６０℃であり、応答速度Ｓの要求値が１２０μｓｅｃであると仮定した場合、３０℃～６０℃の温度範囲で、応答速度Ｓが１２０μｓｅｃを中心とした駆動電圧１．５Ｖ～４Ｖのデータを抽出し記憶する。この抽出した応答速度Ｓのデータが前述した図４Ａ（ａ－１）のグラフに相当する。
　次に制御回路４０は、抽出した応答速度Ｓのデータ（図４Ａ（ａ－１））から、温度３０℃～６０℃の各温度ステップにおいて応答速度Ｓが要求値の１２０μｓｅｃ（図４Ａ（ａ－１）の一点鎖線で示す）になる電圧を算出し、これを第１電圧Ｖ１として図８Ａ（ａ－１）に示すテーブルＴ１として記憶する。なお、要求値の応答速度Ｓ＝１２０μｓｅｃは、一例であって限定されない。
　次に制御回路４０は、メモリ回路５０に記憶しているスイッチング角θの温度特性と電圧特性（図３Ａ：表２－１）から必要なデータを抽出する。たとえば、液晶装置１の使用温度範囲が３０℃～６０℃であり、スイッチング角θの要求値が４５度であると仮定した場合、３０℃～６０℃の温度範囲で、スイッチング角θが４５度を中心とした駆動電圧１．５Ｖ～５Ｖのデータを抽出し記憶する。この抽出したスイッチング角θのデータが前述した図４Ａ（ｂ－１）のグラフに相当する。
　次に制御回路４０は、抽出したスイッチング角θのデータ（図４Ａ（ｂ－１））から、温度３０℃～６０℃の各温度ステップにおいてスイッチング角θが要求値の４５度（図４Ａ（ｂ－１）の一点鎖線で示す）になる電圧を算出し、これを第２電圧Ｖ２として図８Ａ（ａ－１）に示すテーブルＴ１として記憶する。
　次に、制御回路４０は、テーブルＴ１の温度ステップが１０℃と粗いので、その間の温度に対する第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２を任意のステップで演算によって補完し、テーブルＴ２を生成する。ここで、一例として、補完を３５℃、４５℃、５５℃で行い、温度範囲３０℃～６０℃において５℃ごとの温度ステップのテーブルＴ２を生成した（図８Ａ（ｂ－１））。なお、図８Ａ（ｂ－１）は、テーブルＴ２を分かりやすく説明するためにグラフ化して示している。
　ここで、図８Ａ（ｂ－１）のテーブルＴ２の第１電圧Ｖ１は、応答速度Ｓを１２０μｓｅｃに保つための電圧値であり、温度が上昇すると第１電圧Ｖ１を低くする必要がある。また、テーブルＴ２の第２電圧Ｖ２は、スイッチング角θを４５度に保つための電圧値であり、温度が上昇すると第２電圧Ｖ２を高くする必要がある。そして、温度が５０℃付近で、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２は等しくなってクロスし、そのクロスポイントを超える温度では、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の大きさが反転する。ここで、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２がクロスする温度をクロス温度Ｔｃｐと定義する。このクロス温度Ｔｃｐは、前述したフローチャートのステップＳＴ７（図７参照）での判定に用いられる。
　なお、さらに温度に対する精度の高い制御を行う場合には、テーブルＴ２の温度ステップを細かくするとよいが、この場合、図３Ａの表１－１、表２－１で示した測定データをさらに細かい温度ステップで測定し、テーブルＴ２の温度ステップに反映させてもよいし、また、表１－１、表２－１の測定データの温度ステップは変えずに、補完するポイントを増やしてテーブルＴ２の温度ステップを細かくしてもよい。また、テーブルは、液晶装置１の内部で生成するのではなく、図示しないが外部装置で生成し、液晶装置１がそのテーブルを読み込む構成でもよい。
［ＰＷ１、ＰＷ２決定の説明］
　次に、前述のフローチャート（図７参照）のステップＳＴ５による第１期間のパルス幅ＰＷ１と第２期間のパルス幅ＰＷ２の決定を説明する。ここで、パルス幅ＰＷ１は、強誘電性液晶パネル１０に要求される応答速度Ｓに応じて設定されることが好ましく、パルス幅ＰＷ１は、応答速度Ｓに等しいか、応答速度Ｓ＋αとする。ここで、＋αは最大で応答速度Ｓの０．５倍程度がよく、従って、第１期間のパルス幅ＰＷ１は、要求される応答速度Ｓが１２０μｓｅｃである場合、１２０～１８０μｓｅｃの範囲が好ましい。なお、強誘電性液晶パネル１０の応答速度Ｓは、光透過率Ｌ（図５参照）が０％から上昇して９０％に到達した時間と定義するとよい。
　また、第２期間のパルス幅ＰＷ２は、第１フレームの期間－ＰＷ１で決定される。そして、前述したように、ＰＷ１＝ＰＷ３、ＰＷ２＝ＰＷ４となるように設定されるので、パルス幅ＰＷ１、ＰＷ２が決定されれば、自動的にパルス幅ＰＷ３、ＰＷ４も決定される。
　ここで、一例として、第１フレームの期間を１０ｍｓｅｃ、第１期間のパルス幅ＰＷ１＝１４０μｓｅｃと仮定すると、第２期間のパルス幅ＰＷ２は、１０ｍｓｅｃ－１４０μｓｅｃ＝９．８６ｍｓｅｃとなる。このように、パルス幅ＰＷ１～ＰＷ４は、フレーム期間と強誘電性液晶パネル１０に要求される応答速度Ｓによって決定される。
［クロス温度Ｔｃｐ未満のＶ１、Ｖ２の決定の説明：図７、図８Ａ］
　次に、前述のフローチャート（図７参照）のステップＳＴ７において、測定温度がクロ
ス温度Ｔｃｐ未満である場合に実行されるステップＳＴ８、ＳＴ９による第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の決定の詳細を説明する。
　ここで、一例として、測定温度が３７℃である場合は、フローチャートのステップＳＴ７で、測定温度はクロス温度Ｔｃｐ未満と判定されて制御はステップＳＴ８へ進む。そして、ステップＳＴ８において制御回路４０は、測定温度からテーブルＴ２を参照して第１電圧Ｖ１を決定するが、測定温度がテーブルＴ２の温度ステップの間にある場合、第１電圧Ｖ１は測定温度より低い側の温度ステップの第１電圧Ｖ１の電圧値を採用するとよい。
　具体的には、制御回路４０は、テーブルＴ２を参照して３５℃の温度ステップと４０℃の温度ステップの間に測定温度３７℃があると判断し（図８Ａ（ｂ－１）の白丸Ｓ１）、低い側の温度ステップである３５℃における第１電圧Ｖ１の値、すなわち、第１電圧Ｖ１＝２．９Ｖを採用する。これは、低い側の温度ステップの第１電圧Ｖ１を採用すると、第１電圧Ｖ１は高めに選択されて応答速度Ｓは要求値よりも速い速度に設定されるが、応答速度Ｓが要求値より速い分には問題がないからである。なお、第２フレームの第１電圧Ｖ３は－２．９Ｖとなる。
　また、他の例として測定温度が４０℃である場合は、フローチャートのステップＳＴ７で、測定温度はクロス温度Ｔｃｐ未満と判定されて制御はステップＳＴ８へ進む。そして、ステップＳＴ８において制御回路４０は、テーブルＴ２を参照して測定温度の４０℃が温度ステップ４０℃と一致していると判断して、その温度ステップ４０℃に対応する第１電圧Ｖ１＝２．４Ｖを採用する（図８Ａ（ｂ－１）参照）。なお、第２フレームの第１電圧Ｖ３は－２．４Ｖとなる。
　このように、ステップＳＴ８において、応答速度Ｓを決定する第１電圧Ｖ１は、測定温度がテーブルＴ２の温度ステップの間にある場合は、測定温度より低い側の温度ステップに対応する第１電圧Ｖ１の電圧値を採用し、測定温度がテーブルＴ２の温度ステップと一致する場合は、その温度ステップに対応する第１電圧Ｖ１の電圧値を採用する。
　また、次のステップＳＴ９において、スイッチング角θを決定する第２電圧Ｖ２に対して制御回路４０は、測定温度がテーブルＴ２の温度ステップの間にある場合、その測定温度に対応した第２電圧Ｖ２を補完して算出し、第２電圧Ｖ２を決定するとよい。
　具体的には、測定温度が３７℃である場合、制御回路４０は、テーブルＴ２を参照して３５℃の温度ステップと４０℃の温度ステップの間に測定温度３７℃があると判断し（図８Ａ（ｂ－１）の白丸Ｓ２）、この間の第２電圧Ｖ２を測定温度に対応して演算によって補完し、この場合、第２電圧Ｖ２＝１．８Ｖを採用する。これは、スイッチング角θは要求される角度（すなわち、４５度）にできる限り近いことが望まれるので、測定温度のわずかな変化を第２電圧Ｖ２に反映させたいからである。なお、第２フレームの第２電圧Ｖ４は、－１．８Ｖとなる。
　また、測定温度がテーブルＴ２の温度ステップのいずれかと一致している場合は、当然であるが補完の必要はなく、その温度ステップに対応する第２電圧Ｖ２の電圧値を採用するとよい。
［クロス温度Ｔｃｐ以上のＶ１、Ｖ２の決定の説明：図７、図８Ａ］
　次に、前述のフローチャート（図７参照）のステップＳＴ７において、測定温度がクロス温度Ｔｃｐ以上である場合に実行されるステップＳＴ１０による第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２の決定の詳細を説明する。ここで、測定温度がクロス温度Ｔｃｐ以上である場合は、テーブルＴ２を参照してスイッチング角θを決定する第２電圧Ｖ２を決定し、応答速度Ｓを決定する第１電圧Ｖ１は、第２電圧Ｖ２と等しい電圧値とするとよい。
　ここで一例として、測定温度が５５℃である場合、フローチャートのステップＳＴ７で、測定温度はクロス温度Ｔｃｐ以上と判定されて制御はステップＳＴ１０へ進む。そして、ステップＳＴ１０において制御回路４０は、テーブルＴ２を参照して測定温度の５５℃がテーブルＴ２の温度ステップ５５℃に一致していると判断して、その温度ステップ５５℃に対応する第２電圧Ｖ２＝２．２５Ｖを採用する（図８Ａ（ｂ－１）参照）。そして、第１電圧Ｖ１は、第２電圧Ｖ２と等しく設定されるので第１電圧Ｖ１＝２．２５Ｖとなる。なお、第２フレームの第１電圧Ｖ３＝第２電圧Ｖ４＝－２．２５Ｖとなる。
　また、測定温度がテーブルＴ２の温度ステップの間にある場合は、測定温度がクロス温度Ｔｃｐ未満である場合と同様に、制御回路４０は、第２電圧Ｖ２を測定温度に対応して演算によって補完して決定し、第１電圧Ｖ１は第２電圧Ｖ２に等しくする。
［測定温度がクロス温度Ｔｃｐ以上の場合の駆動電圧ＶＤ２の説明：図９］
　次に、測定温度がクロス温度Ｔｃｐ以上の場合の駆動電圧ＶＤ２の電圧波形の一例を図９を用いて説明する。図９において、駆動電圧ＶＤ２は、第１電圧Ｖ１＝第２電圧Ｖ２、第１電圧Ｖ３＝第２電圧Ｖ４となって、０Ｖを中心とした矩形波となる。
　ここで、測定温度がクロス温度Ｔｃｐ以上の場合に、第１電圧Ｖ１＝第２電圧Ｖ２、第１電圧Ｖ３＝第２電圧Ｖ４とする理由は、テーブルＴ２（図８Ａ（ｂ－１）参照）に従って、クロス温度Ｔｃｐを超えた温度領域で、第１電圧Ｖ１、Ｖ３を第２電圧Ｖ２、Ｖ４より低く設定すると、応答速度Ｓは要求される速度を維持するが、多くの場合、強誘電性液晶パネルの応答速度Ｓは、要求値より速くなることは問題にならない。
　従って、クロス温度Ｔｃｐを超えた温度領域で、第１電圧Ｖ１、Ｖ３を第２電圧Ｖ２、Ｖ４に等しくし、温度上昇に伴って、第１電圧Ｖ１、Ｖ３が第２電圧Ｖ２、Ｖ４と共に高くなっても問題は生じないのである。また、第１電圧Ｖ１、Ｖ３を第２電圧Ｖ２、Ｖ４に等しくすることで、波形生成回路３０の制御の一部を簡単化できるメリットがある。
［駆動電圧ＶＤ２による強誘電性液晶パネル１０の動作説明：図９］
　次に、駆動電圧ＶＤ２による強誘電性液晶パネル１０の動作を図９を用いて説明する。
　ここで、駆動電圧ＶＤ２による強誘電性液晶パネル１０の動作（光透過率Ｌ２）は、前述した駆動電圧ＶＤ１による動作と同様である。すなわち、図９に示すように、強誘電性液晶パネル１０は駆動電圧ＶＤ２の第１フレームの第１期間で正の第１電圧Ｖ１が印加されると、第２の状態（液晶分子の長軸方向Ｆで透過状態（図１０（ａ）参照））となって光透過率Ｌ２は上昇する。
　このときの上昇カーブの傾きが強誘電性液晶の応答速度Ｓを決定する。そして、第１期間の後の第２期間においても同じ電圧値の正の第２電圧Ｖ２が印加されて液晶分子の長軸方向Ｆは維持されるので、第２の状態（透過状態）が継続して光透過率Ｌ２は高い状態が継続する。
　次に、第２フレームの第１期間になると、負の第１電圧Ｖ３が印加されるので、第１の状態（液晶分子の長軸方向Ｅで非透過状態（図１０（ａ）参照））となって光透過率Ｌ２は急速に下降する。このときの下降カーブの傾きが強誘電性液晶の応答速度Ｓを決定する。そして、第１期間の後の第２期間においても同じ電圧値の負の第２電圧Ｖ４が印加されて液晶分子の長軸方向Ｅは維持されるので、第１の状態（非透過状態）が継続して光透過率Ｌ２は低い状態が継続する。
　このように、前述したクロス温度Ｔｃｐより低い温度領域での駆動電圧ＶＤ１による動作（図５参照）においても、クロス温度Ｔｃｐより高い温度領域での駆動電圧ＶＤ２による動作（図９参照）においても、強誘電性液晶パネル１０の動作（光透過率Ｌ１とＬ２の推移）は、ほぼ同じである。これは、本発明の液晶装置が強誘電性液晶パネル１０の温度依存性を駆動電圧によって補正し、温度変動の影響を防いで安定した応答速度Ｓとスイッチング角θを得ているからである。
　なお、クロス温度Ｔｃｐを超えた温度領域においても、応答速度Ｓを要求される速度に保つ場合は、図示しないが、図７のフローチャートに示すステップＳＴ７の判定を削除し、常にステップＳＴ８，ＳＴ９を実行してテーブルＴ２を参照し、第１電圧Ｖ１、第２電圧Ｖ２を決定する制御を行うとよい。この場合、テーブルＴ２（図８Ａ（ｂ－１）参照）に示すように、測定温度がクロス温度Ｔｃｐを超えた領域では、第１電圧Ｖ１、Ｖ３が第２電圧Ｖ２、Ｖ４より低い電圧値となる。
　ここで、クロス温度Ｔｃｐを超えた温度領域において、応答速度Ｓを要求される速度に保つように、すなわち、必要以上に応答速度Ｓを速くしないように、テーブルＴ２に従って第１電圧Ｖ１、Ｖ３を低い電圧に設定すると、高温領域での強誘電性液晶の配向変形の発生を低下させる効果が期待できる。
　以上のように、本発明の液晶装置は、温度に応じて駆動電圧の第１電圧Ｖ１、Ｖ３と第２電圧Ｖ２、Ｖ４をそれぞれ可変させて強誘電性液晶パネルの温度依存性を補正するので、温度変動に対して要求性能を満たし、高速な応答速度と最適なスイッチング角を有する強誘電性液晶パネルを備えた液晶装置を提供することができる。また、要求される応答速度とスイッチング角に合わせて駆動電圧を調整することで、強誘電性液晶パネルに必要以上の高電圧を印加せずに済むので、強誘電性液晶の配向変形の発生を防ぎ、高精度高品質の液晶装置を提供できる。
　なお、本発明の実施形態で示したブロック図やフローチャート等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。
　本発明の液晶装置は、強誘電性液晶パネルの温度依存性を補正して、温度変動に対して安定した動作を実現できるので、高速応答が要求されるレーザプロジェクタや液晶シャッタ等に幅広く利用することができる。
　１　液晶装置
　１０　強誘電性液晶パネル
　２０　駆動回路
　３０　波形生成回路
　３１ａ、３１ｂ　デジタルアナログ変換回路（Ｄ／Ａ回路）
　３２　基準電源
　３３　タイミング生成回路
　３４ａ、３４ｂ　反転回路
　３５　切換回路
　４０　制御回路
　５０　メモリ回路
　６０　温度センサ
　７０　入力回路
　Ｐ１　入力信号
　Ｐ２　温度信号
　Ｐ３　メモリ信号
　Ｐ４　制御信号
　Ｐ５　波形信号
　ＶＤ、ＶＤ１、ＶＤ２　駆動電圧

Claims (7)

  1. 　強誘電性液晶を用いた液晶パネルと、該液晶パネルに駆動電圧を供給する駆動回路と、該駆動回路に波形信号を供給する波形生成回路と、該波形生成回路を制御する制御回路と、を有する液晶装置であって、
    　さらに、周囲の温度を測定するセンサを備え、
    　前記駆動回路は、前記駆動電圧の第１フレームでは、第１期間に正の第１電圧を出力し、第２期間に前記第１期間より長い期間、正の第２電圧を出力し、
    　第２フレームでは、第１期間に負の第１電圧を出力し、第２期間に前記第１期間より長い期間、負の第２電圧を出力し、
    　前記制御回路は、前記センサの測定温度に応じて前記第１電圧と前記第２電圧とを可変することを特徴とする液晶装置。
  2. 　前記制御回路は、前記液晶パネルの応答速度が所定の値で安定するように前記測定温度に応じて前記第１電圧を可変することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
  3. 　前記制御回路は、前記強誘電性液晶のスイッチング角が所定の値で安定するように前記測定温度に応じて前記第２電圧を可変することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
  4. 　前記液晶パネルの応答速度と前記強誘電性液晶のスイッチング角の温度特性から、所定の応答速度とスイッチング角を得るための前記第１電圧と前記第２電圧のテーブルを作成し前記制御回路は、前記測定温度に応じて前記テーブルを参照し、前記第１電圧と前記第２電圧を決定することを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
  5. 　前記テーブルは所定の温度ステップで前記第１電圧と前記第２電圧の値を有する構成であり、前記テーブルによって決定される前記第１電圧と前記第２電圧が等しくなる温度より低い温度領域において、前記測定温度が前記テーブルの温度ステップの間にある場合、前記第１電圧は前記温度ステップの低温側の電圧値を選択し、前記第２電圧は前記測定温度に対応した電圧を採用することを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
  6. 　前記テーブルは所定の温度ステップで前記第１電圧と前記第２電圧の値を有する構成であり、前記テーブルによって決定される前記第１電圧と前記第２電圧が等しくなる温度より高い温度領域では、前記第２電圧は前記測定温度に対応した電圧を採用し、前記第１電圧は前記第２電圧に等しい電圧値とすることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
  7. 　前記第１フレームと前記第２フレームのそれぞれの第１期間のパルス幅は、前記液晶パネルの応答速度に応じて決定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶装置。
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