(57)【要約】【課題】反強誘電性液晶を用いた液晶表示装置を、スタティック駆動法を採用して駆動する場合に、フィールドシーケンシャルカラー表示を可能にする。【解決手段】３色のＬＥＤの点灯を切り替える点灯切替周期において、画素をオン表示またはオフ表示とするための書込期間を設け、その後、各画素の液晶を反強誘電状態に移行させるための消去期間を設ける。そして、コモン電極の電位をＶｒ，−Ｖｒに交互に設定する。消去期間開始時に、オン表示としていた画素のセグメント電極の電位をＶｐ、−Ｖｐに交互に一回ずつ設定し、その後接地電位ＶＧＮＤに設定する。【選択図】　図４
2004029154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素と一対一に対応する複数のセグメント電極と、前記複数の画素に共通のコモン電極との間に反強誘電性液晶を挟持し、複数の種類の色と一対一に対応し、対応する色を呈する複数の種類の光を照射する光源を用いて表示を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
オン表示とすべき画素に配置された反強誘電性液晶を強誘電状態に移行させるための書込期間と、強誘電状態に移行させた前記反強誘電性液晶を反強誘電状態に移行させるための消去期間とを交互に設け、
書込期間中に、コモン電極の電位を所定の基準電位よりも第一の所定電圧だけ高い電位と、前記基準電位よりも第一の所定電圧だけ低い電位とに交互に設定し、オン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を前記基準電位よりも第二の所定電圧だけ高い電位と、前記基準電位よりも第二の所定電圧だけ低い電位とに交互に設定し、
消去期間中に、コモン電極の電位を前記基準電位よりも第一の所定電圧だけ高い電位と、前記基準電位よりも第一の所定電圧だけ低い電位とに交互に設定し、直前の書込期間にオン表示とした画素に対応するセグメント電極の電位を、前記基準電位よりも第三の電圧だけ高い電位と、前記基準電位よりも第三の電圧だけ低い電位とに一回ずつ設定した後、前記基準電位に設定し、
光源が照射する複数の種類の光を、消去期間が終了する度に順番に切り替え、書込期間中、切り替えられた光を液晶表示装置に照射し、消去期間中光源を消灯させる
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２】
光源が照射する第一の所定の色の光と、第二の所定の色の光と、第三の所定の色の光とを、消去期間が終了する度に順番に切り替え、書込期間中、切り替えられた光を液晶表示装置に照射し、消去期間中光源を消灯させる請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項３】
書込期間終了時に、オン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を基準電位よりも第二の所定電圧だけ高い電位に設定していた場合には、消去期間中に、前記セグメント電極の電位を前記基準電位よりも第三の電圧だけ低い電位に設定してから、前記基準電位よりも第三の電圧だけ高い電位に設定し、
書込期間終了時に、オン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を前記基準電位よりも第二の所定電圧だけ低い電位に設定していた場合には、消去期間中に、前記セグメント電極の電位を前記基準電位よりも第三の電圧だけ高い電位に設定してから、前記基準電位よりも第三の電圧だけ低い電位に設定する
請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項４】
消去期間の長さをＴｒ（ｍｓ）とし、コモン電極の電位を切り替える周期をＰＷｒ（ｍｓ）とし、ｍを正の整数としたときに、
２・ｍ・ＰＷｒ＝Ｔｒ
を満足する請求項１、２または３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項５】
書込期間の長さをＴｓ（ｍｓ）とし、書込期間内でオン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期をＰＷｓ（ｍｓ）とし、ｎを正の整数としたときに、
２・ｎ・ＰＷｓ＝Ｔｓ
を満足する請求項１、２、３または４に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
消去期間の長さをＴｒ（ｍｓ）とし、消去期間内で直前の書込期間にオン表示とした画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期をＰＷｐ（ｍｓ）とし、ｋを２以上の正の整数としたときに、
２・ｋ・ＰＷｐ＝Ｔｒ
を満足する請求項１、２、３、４または５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】
書込期間の長さと、消去期間の長さと、コモン電極の電位を切り替える周期と、書込期間内でオン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期と、消去期間内で直前の書込期間にオン表示とした画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期とを、液晶表示装置の周囲の温度に応じて定める請求項１、２、３、４、５または６に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の駆動方法に関し、特に、反強誘電性液晶を有する液晶表示装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでに、スタティック駆動法を採用したネマチック液晶の液晶表示装置が実現されている。この液晶表示装置において、ネマチック液晶は、二枚の偏光板の間で、液晶分子の並び方がねじれていくように配置されている。また、二枚の偏光板は、ネマチック液晶の旋光性を利用して光を通過させるように配置されている。ネマチック液晶に電圧が印加されていないときには、光源からの光が二枚の偏光板を通過する。一方、ネマチック液晶にしきい値以上の電圧が印加されると、ネマチック液晶の各液晶分子は二枚の偏光板に対し垂直に並び、光が二枚目の偏光板で遮られる。従って、液晶に電圧が印加されていない画素はオン表示となり、液晶に電圧が印加された画素はオフ表示となる。そして、一定期間毎に、各画素に配置されたネマチック液晶への印加電圧を切り替え、画像を書き換えていく。
【０００３】
カラー表示を行う場合には、表示を書き換えていくときの表示書換周期内で、光源色をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）に順に切り替え、光源色の組み合わせによって表示する色を切り替える。このように、光源色をＲ、ＧおよびＢに順次切り替えてカラー表示を行うことをフィールドシーケンシャルカラー（ＦＳＣ）表示という。図１２は、ネマチック液晶の液晶表示装置におけるＦＳＣ表示の説明図である。表示書換周期は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの点灯期間に分割される。例えば、ある画素を緑色に表示する場合、Ｇの点灯期間中、その画素をオン表示とする。そして、ＲおよびＢの点灯期間には、その画素をオフ表示とする。この結果、その画素は観察者に緑色として認識される。この画素の表示を例えば赤色に切り替える場合、後に続く表示書換周期において、Ｒの点灯期間中にその画素をオン表示とし、ＧおよびＢの点灯期間中にオフ表示とすればよい。
【０００４】
また、広視野角を実現できる液晶として、反強誘電性液晶がある。図１３は、反強誘電性液晶における印加電圧と透過光強度との関係を示す特性図である。図１３に示すように、反強誘電性液晶の透過光強度には、印加電圧の増加と減少に対して異なる変化を示すという二重履歴特性がある。また、透過光強度は、正電圧（０Ｖより高い電圧）を印加した時と負電圧（０Ｖより低い電圧）を印加した時とで対称的に変化する。従って、図１３は、０Ｖ時の軸を対称軸として線対称な特性を示す。
【０００５】
図１４は、電圧印加に伴う反強誘電性液晶分子の挙動を示す模式図である。電圧が印加されていない場合、液晶分子は、図１４の中央に示すように隣り合うスメクティック層ごとに分極が互いに打ち消し合う配列となる。この状態を反強誘電状態という。反強誘電性液晶にしきい値以上の正電圧を印加すると、図１４の右側に示すように、各スメクティック層の液晶分子が同じ方向を向く強誘電状態に相転移する。また、しきい値以上の負電圧を印加すると、図１４の左側に示すように、各スメクティック層の液晶分子が同じ方向を向く強誘電状態に相転移する。正電圧印加時と負電圧印加時とでは、液晶分子は逆方向を向く。このように、反強誘電性液晶は、印加電圧の極性に対応して二種類の強誘電状態に相転移する。
【０００６】
なお、液晶セルに反強誘電性液晶を注入したときには、各液晶分子がランダムな方向を向いた状態になっている。液晶分子の方向を整えるためには、液晶セルに液晶を注入した後、駆動波形が矩形波となるような高電圧を液晶に印加する。例えば、３０Ｖ以上の電圧と、−３０Ｖ以下の電圧とを交互に印加する。この処理は通電処理と呼ばれている。
【０００７】
反強誘電性液晶を用いて表示を行う場合、液晶セルの両側にそれぞれ偏光板を配置する。このとき、各偏光板の偏光軸が互いに直交するように配置し、液晶が反強誘電状態となったときには、光が一方の偏光板のみを通過してオフ表示となり、強誘電状態になったときには、光が両方の偏光板を通過してオン表示となるようにする。そして、印加電圧を変化させて反強誘電状態と強誘電状態との切り換えを制御する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
反強誘電性液晶は、強誘電状態への立ち上がり応答が速いという特長がある反面、強誘電状態から反強誘電状態への立ち下がり応答が遅いという欠点がある。特に、低温になると立ち下がり応答が著しく遅れる。図１５（ａ）は、反強誘電性液晶の応答特性の一例を示す説明図である。時間τｒは、図１５（ｂ）に示す３０Ｖの電圧を印加したときに透過光強度が１０％から９０％に立ち上がるまでの時間である。時間τｄは、図１５（ｂ）に示すように基準電圧を印加したときに透過光強度が９０％から１０％に立ち下がるまでの時間である。図１５（ａ）に示すように、低温になるとτｄが遅れるので、既に表示している表示状態を消去するのに時間がかかってしまう。
【０００９】
従来、スタティック駆動法を採用してネマチック液晶の液晶表示装置を駆動する駆動方法が実現されていた。そして、画像に書き換えながらＦＳＣ表示を行うことができた。しかし、スタティック駆動法を採用して反強誘電性液晶の液晶表示装置を駆動する場合においては、強誘電状態（オン表示）から反強誘電状態（オフ表示）への移行が遅く、次々に新たな画像に書き換える駆動方法は提案されていなかった。そのため、新たな画像に書き換えながらＦＳＣ表示を行う方法も実現されていなかった。
【００１０】
そこで本発明は、反強誘電性液晶を用いた液晶表示装置を、スタティック駆動法を採用して駆動する場合に、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を行えるようにすることを目的とする。また、低温時においても、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を行えるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の態様１は、複数の画素と一対一に対応する複数のセグメント電極と、複数の画素に共通のコモン電極との間に反強誘電性液晶を挟持し、複数の種類の色と一対一に対応し、対応する色を呈する複数の種類の光を照射する光源を用いて表示を行う液晶表示装置の駆動方法であって、オン表示とすべき画素に配置された反強誘電性液晶を強誘電状態に移行させるための書込期間と、強誘電状態に移行させた反強誘電性液晶を反強誘電状態に移行させるための消去期間とを交互に設け、書込期間中に、コモン電極の電位を所定の基準電位よりも第一の所定電圧だけ高い電位と、基準電位よりも第一の所定電圧だけ低い電位とに交互に設定し、オン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を基準電位よりも第二の所定電圧だけ高い電位と、基準電位よりも第二の所定電圧だけ低い電位とに交互に設定し、消去期間中に、コモン電極の電位を基準電位よりも第一の所定電圧だけ高い電位と、基準電位よりも第一の所定電圧だけ低い電位とに交互に設定し、直前の書込期間にオン表示とした画素に対応するセグメント電極の電位を、基準電位よりも第三の電圧だけ高い電位と、基準電位よりも第三の電圧だけ低い電位とに一回ずつ設定した後、基準電位に設定し、光源が照射する複数の種類の光を、消去期間が終了する度に順番に切り替え、書込期間中、切り替えられた光を液晶表示装置に照射し、消去期間中光源を消灯させることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１２】
本発明の態様２は、光源が照射する第一の所定の色の光と、第二の所定の色の光と、第三の所定の色の光とを、消去期間が終了する度に順番に切り替え、書込期間中、切り替えられた光を液晶表示装置に照射し、消去期間中光源を消灯させる液晶表示装置の駆動方法。
【００１３】
本発明の態様３は、書込期間終了時に、オン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を基準電位よりも第二の所定電圧だけ高い電位に設定していた場合には、消去期間中に、セグメント電極の電位を基準電位よりも第三の電圧だけ低い電位に設定してから、基準電位よりも第三の電圧だけ高い電位に設定し、書込期間終了時に、オン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を基準電位よりも第二の所定電圧だけ低い電位に設定していた場合には、消去期間中に、セグメント電極の電位を基準電位よりも第三の電圧だけ高い電位に設定してから、基準電位よりも第三の電圧だけ低い電位に設定する液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１４】
本発明の態様４は、消去期間の長さをＴｒ（ｍｓ）とし、コモン電極の電位を切り替える周期をＰＷｒ（ｍｓ）とし、ｍを正の整数としたときに、２・ｍ・ＰＷｒ＝Ｔｒを満足する液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１５】
本発明の態様５は、書込期間の長さをＴｓ（ｍｓ）とし、書込期間内でオン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期をＰＷｓ（ｍｓ）とし、ｎを正の整数としたときに、２・ｎ・ＰＷｓ＝Ｔｓを満足する液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１６】
本発明の態様６は、消去期間の長さをＴｒ（ｍｓ）とし、消去期間内で直前の書込期間にオン表示とした画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期をＰＷｐ（ｍｓ）とし、ｋを２以上の正の整数としたときに、２・ｋ・ＰＷｐ＝Ｔｒを満足する液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１７】
本発明の態様７は、書込期間の長さと、消去期間の長さと、コモン電極の電位を切り替える周期と、書込期間内でオン表示とすべき画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期と、消去期間内で直前の書込期間にオン表示とした画素に対応するセグメント電極の電位を切り替える周期とを、液晶表示装置の周囲の温度に応じて定める液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、反強誘電性液晶を有する液晶表示装置の例を示す模式的断面図である。図１に示す液晶表示装置１は、観察者側ガラス基板２と、背面側ガラス基板３との間に、各画素に対応する複数のセグメント電極４と、各画素に共通のコモン電極５と、薄膜６，７と、遮光膜（ＢＭ：Ｂｌａｃｋ　Ｍａｓｋ）８と、透光性樹脂９と、反強誘電性液晶１０とを備える。薄膜６，７は、いずれも例えば配向膜の層である。セグメント電極４およびコモン電極５の上に設けられる配向膜の厚さは、６００Å以上であることが好ましい。透光性樹脂９は、観察者側ガラス基板２の液晶層側に、遮光膜８と同じ高さになるように設けられる。すなわち、透光性樹脂９と遮光膜８が存在する層の表面が平面になるように設けられる。透光性樹脂９の液晶層側にセグメント電極４が設けられる。
【００１９】
観察者側ガラス基板２の側から液晶表示装置１を見たときに、個々のセグメント電極４が存在する領域が個々の画素となる。従って、各セグメント電極４は、各画素と一対一に対応する。液晶表示装置１は、コモン電極５と各セグメント電極４との間に反強誘電性液晶１０を挟持し、画素となる位置に存在する反強誘電性液晶１０に電圧を印加して表示を行う。観察者側ガラス基板２の液晶層側において、画素となる領域以外の領域には遮光膜８を設ける。そして、遮光膜８の液晶層側に、セグメント電極と後述するセグメント電極ドライバとを結ぶ配線（図１において図示せず）を配置する。配線とコモン電極との間の液晶に電圧が印加されても、遮光膜８が存在するので画素以外の領域に表示が現れることはない。なお、液晶表示装置１の製造時に、画素以外の領域（遮光膜８が存在する領域）には通電処理を行う必要はない。
【００２０】
また、観察者側ガラス基板２と背面側ガラス基板３には、それぞれ液晶が存在しない側に偏光板１１，１２を配置する。偏光板１１，１２の偏光軸は直交させる。また、反強誘電性液晶１０が反強誘電状態にあるときには、一方の偏光板を通過した光は他の偏光板を通過せず、強誘電状態にあるときには、一方の偏光板を通過した光は他方の偏光板も通過するように偏光板１１，１２を配置する。
【００２１】
液晶表示装置１の背面には光源部１５を配置する。電圧が印加されずに液晶１０が反強誘電状態となっている画素では、光源部１５からの光が観察者まで到達せずオフ表示となる。一方、所定の電圧が印加され液晶１０が強誘電状態となっている画素では、光源部１５からの光が観察者まで到達しオン表示となる。
【００２２】
光源部１５は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）およびＢ（青色）のバックライトを備え、この三色のバックライトを切り替えてＦＳＣ表示を行う。以下、バックライトとしてＬＥＤを用いる場合を例に説明する。光源部１５は、例えば、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤをそれぞれ複数有する構成である。各色のＬＥＤは一カ所に集中することなく分散して配置され、光源部１５は、液晶表示装置１の面全体に均一に各色の光を照射する。
【００２３】
図２は、液晶表示装置１を駆動する駆動装置の構成例を示すブロック図である。コントローラ２１はコモン電極ドライバ２２を制御し、コモン電極ドライバ２２はコントローラ２１に従ってコモン電極５の電位を設定する。また、コントローラ２１はセグメント電極ドライバ２３を制御し、セグメント電極ドライバ２３は、コントローラ２１に従い、画像データに基づいて各セグメント電極４の電位を設定する。電源装置２４は、コモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３に必要な電圧を供給する。
【００２４】
コモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３は、コントローラ２１に従い各電極の電位を設定し、各画素の位置に配置される反強誘電性液晶１０を強誘電状態（オン表示）または反強誘電状態（オフ表示）に移行させる。また、コントローラ２１は、一定期間毎に表示画像を書き換えるように制御する。以下、この表示書換周期をＴ（ｍｓ）とする。コントローラ２１は、表示書換周期Ｔ（ｍｓ）を三等分し、三等分した各期間毎に、光源部１５に各ＬＥＤを切り替えさせる。以下、このＬＥＤを切り替える周期を点灯切替周期と記す。また、点灯切替周期をＴＬ（ｍｓ）する。図３は、表示書換周期Ｔ（ｍｓ）におけるＬＥＤの点灯状況および画素の状態を示す説明図である。光源部１５は、コントローラ２１に従ってＬＥＤを順番に切り替え、切り替えたＬＥＤを点灯させる。例えば、点灯切替周期毎にＲ、Ｇ、Ｂの順にＬＥＤを切り替える。この場合、表示書換周期Ｔ（ｍｓ）内における最初の点灯切替周期では、光源部１５が備えるＲのＬＥＤをいずれも点灯させ、他のＬＥＤを消灯させる。表示書換周期Ｔ（ｍｓ）内における二番目の点灯切替周期では、光源部１５が備えるＧのＬＥＤをいずれも点灯させ、他のＬＥＤを消灯させる。表示書換周期Ｔ（ｍｓ）内における三番目の点灯切替周期では、光源部１５が備えるＢのＬＥＤをいずれも点灯させ、他のＬＥＤを消灯させる。ただし、後述するように、点灯切替周期ＴＬ（ｍｓ）の間には、ＬＥＤを点灯させない期間も設けられる。
【００２５】
図２に示す画像データ記憶部２５は、液晶表示装置１に表示させるべき画像の画像データを保持する。画像データ記憶部２５は、コントローラ２１に従い、画像データをセグメント電極ドライバ２３に出力する。セグメント電極ドライバ２３は、表示書換周期の間に画像データ記憶部２５からの画像データを読み込み、その画像データに基づく表示を次の表示書換周期で行う。
【００２６】
画像データは、表示書換周期Ｔ（ｍｓ）内で三回繰り返される点灯切替周期ＴＬ（ｍｓ）のうち、どの点灯切替周期でオン表示とすべきかを、画素毎に規定する。例えば、ある画素Ｘを赤色で表示する場合、画像データは、画素Ｘについて最初の点灯切替周期でオン表示とすべきことを規定する。また、画素Ｘを表示しないのであれば、三回繰り返される点灯切替周期のいずれにおいてもオフ表示とすべきことを規定する。なお、一つの画素がオン表示とされるのは、三回繰り返される点灯切替周期のうちの一つの点灯切替周期だけとは限らない。例えば、Ｒの点灯のための点灯切替周期と、Ｂのための点灯切替周期とでオン表示としてもよい。表示書換周期Ｔ（ｍｓ）内で繰り返される各点灯切替周期におけるオン表示とオフ表示の組み合わせにより８色の色を表示できる。
【００２７】
コモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３は点灯切替周期ＴＬ（ｍｓ）の開始とともに、各画素に配置される反強誘電性液晶１０を強誘電状態（オン表示）または反強誘電状態（オフ表示）にする。オン表示とすべきかオフ表示とすべきかは、画像データによって定められる。そして、点灯切替周期ＴＬ（ｍｓ）における最後の一定期間の間に、各画素に配置される反強誘電性液晶１０を反強誘電状態（オフ表示）にする。次の点灯切替周期が開始されると、再び画像データに基づいて各画素をオン表示またはオフ表示にする。このように、点灯切替周期において、オン表示すべき画素に配置された液晶を強誘電状態に移行させるための書込期間を設ける。また、書込期間が終了してから点灯切替周期が終了するまでの期間を、強誘電状態に移行させた液晶を反強誘電状態に戻すための消去期間とする。以下、書込期間の長さの長さをＴｓ（ｍｓ）とし、消去期間の長さをＴｒ（ｍｓ）とする。ただし、消去期間の長さは１ｍｓ以上であることが好ましい。書込期間Ｔｓ（ｍｓ）、消去期間Ｔｒ（ｍｓ）および点灯切替周期ＴＬ（ｍｓ）の間には、以下の式１の関係が成立する。
【００２８】
Ｔｓ＋Ｔｒ＝ＴＬ　（式１）
【００２９】
また、コントローラ２１は、Ｒ、ＧおよびＢのＬＥＤを、消去期間が終了する度に順番に切り替えるように光源部１５を制御する。さらに、切り替えたＬＥＤを書込期間の間だけ点灯させ、消去期間の間には全てのＬＥＤを消灯させるように光源部１５を制御する。従って、図３に示すように、Ｒの点灯期間、消灯期間、Ｇの点灯期間、消灯期間、Ｂの点灯期間および消灯期間が順番に繰り返される。
【００３０】
コントローラ２１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色毎に点灯または消灯を指示する制御信号を光源部１５に出力する。光源部１５は、各色毎の制御信号に応じて、各ＬＥＤを点灯または消灯させる。例えば、Ｒの制御信号がハイレベルである場合、ＲのＬＥＤを点灯させ、ローレベルである場合、ＲのＬＥＤを消灯させる。Ｇ、ＢのＬＥＤの点灯と消灯も、同様に切り替える。
【００３１】
また、コントローラ２１は、例えば、表示書換周期Ｔ（ｍｓ）の開始時に、表示書換周期の開始を通知するパルス信号をコモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３に出力する。同様に、点灯切替周期ＴＬ（ｍｓ）の開始時に、点灯切替周期の開始を通知するパルス信号をコモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３に出力する。また、コントローラ２１は、例えば、書込期間中であるのか消去期間中であるのかを示す信号をコモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３に出力する。コモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３は、コントローラ２１が出力する信号によって、表示切替周期や点灯切替周期の開始タイミングを識別し、また、書込期間中であるのか消去期間中であるのかを識別する。
【００３２】
図４は、点灯切替周期ＴＬ（ｍｓ）における駆動波形の例を示す説明図である。書込期間および消去期間において、コモン電極ドライバ２２はコントローラ２１に従い、コモン電極５の電位を、接地電位ＶＧＮＤ（０Ｖ）よりも電圧Ｖｒ（第一の所定電圧）だけ高い電位Ｖｒと、接地電位ＶＧＮＤよりも電圧Ｖｒだけ低い電位−Ｖｒとに交互に設定する。本実施の形態では所定の基準電位として接地電位ＶＧＮＤを用いる場合を例に説明する。コモン電極５の電位の切り替えは、例えば、コントローラ２１がコモン電極５の電位の切り替えを指示する信号をコモン電極ドライバ２２に出力することによって行えばよい。この場合、コモン電極ドライバ２２は、この信号が規定するタイミングでコモン電極５の電位をＶｒまたは−Ｖｒに切り替える。
【００３３】
図５は、Ｖｒの値としてとりうる範囲を示す説明図である。図５に示すように、透過光強度を上昇させる場合の履歴において、透過光強度が０％を越え１０％以下となる範囲における電圧値をＶｒとする。なお、図５に示す範囲には、透過光強度を下げる場合の履歴において、透過光強度が１０％となるときの電圧値も含まれる。この電圧値をＶｒとして選択することが好ましい。なお、透過光強度は、最大の透過光強度を基準とし、最大の透過光強度を１００％として表している。
【００３４】
コモン電極５の電位をＶｒ，−Ｖｒに交互に切り替える周期（コモン電極電位の切替周期）ＰＷｒ（ｍｓ）は、ｍを正の整数としたときに、以下の式２を満足する値として定める。
【００３５】
２・ｍ・ＰＷｒ＝Ｔｒ　（式２）
【００３６】
なお、ｍは、２以上の正の整数として定めることが好ましい。コモン電極ドライバ２２は、式２を満足するＰＷｒ毎にコモン電極５の電位をＶｒ，−Ｖｒに交互に切り替える。従って、図４においてＰＷｒは、コモン電極５の駆動波形のパルス幅として表される。図４では、ｍ＝２の場合（ＰＷｒ＝Ｔｒ／４の場合）の例を示す。
【００３７】
セグメント電極ドライバ２３はコントローラ２１に従い、書込期間中、既に読み込んでいる画像データに基づいて各セグメント電極４の電位を設定する。セグメント電極ドライバ２３は、書込期間中、オン表示とすべき画素のセグメント電極の電位を、接地電位ＶＧＮＤよりも電圧Ｖｏｎ（第二の所定電圧）だけ高い電位Ｖｏｎと、接地電位ＶＧＮＤよりも電圧Ｖｏｎだけ低い電位−Ｖｏｎとに交互に設定する。オン表示とすべき画素のセグメント電極の電位の切り替えは、例えば、コントローラ２１がセグメント電極の電位の切り替えを指示する信号をセグメント電極ドライバ２３に出力することによって行えばよい。この場合、セグメント電極ドライバ２３は、この信号が規定するタイミングで、オン表示とすべき画素のセグメント電極の電位をＶｏｎまたは−Ｖｏｎに切り替える。図６は、Ｖｏｎの値としてとりうる範囲を示す説明図である。図６に示すように、透過光強度を上昇させる場合の履歴において、透過光強度が９０％以上１００％以下となる範囲における電圧値をＶｏｎとする。
【００３８】
書込期間内でオン表示とすべき画素のセグメント電極の電位をＶｏｎ，−Ｖｏｎに交互に切り替える周期（書込期間におけるセグメント電極電位の切替周期）ＰＷｓ（ｍｓ）は、ｎを正の整数としたときに、以下の式３を満足する値として定める。
【００３９】
２・ｎ・ＰＷｓ＝Ｔｓ　（式３）
【００４０】
セグメント電極ドライバ２３は、式３を満足するＰＷｓ毎にオン表示とすべきセグメント電極の電位をＶｏｎ，−Ｖｏｎに交互に切り替える。従って、図４においてＰＷｓは、オン表示とすべき画素のセグメント電極の駆動波形のパルス幅として表される。図４では、ｎ＝１の場合（ＰＷｓ＝Ｔｓ／２の場合）の例を示す。書込期間中、コモン電極ドライバ２２およびセグメント電極ドライバ２３は、オン表示とすべき画素の液晶にＶｏｎ±Ｖｒ、−Ｖｏｎ±Ｖｒの電圧を印加し、その画素に配置された液晶を強誘電状態に移行させる。この結果、その画素はオン表示となる。
【００４１】
セグメント電極ドライバ２３は、書込期間中、オフ表示とすべき画素のセグメント電極の電位を、例えば接地電位ＶＧＮＤに設定する。従って、オフ表示とすべき画素の液晶にはＶｒ，−Ｖｒの電圧が印加される。この液晶は強誘電状態に移行することなく、透過光強度はオフ表示の状態から上昇しない。従って、その画素はオフ表示となる。
【００４２】
消去期間が開始されると、セグメント電極ドライバ２３は、直前の書込期間にオン表示とした画素のセグメント電極の電位を、接地電位ＶＧＮＤよりも電圧Ｖｐ（第三の所定電圧）だけ高い電位Ｖｐと、接地電位ＶＧＮＤよりも電圧Ｖｐだけ低い電位−Ｖｐとに１回ずつ設定する。このとき、コントローラ２１は、書込期間と同様に、セグメント電極電位の切り替えを指示する信号をセグメント電極ドライバ２３に出力すればよい。ただし、セグメント電極ドライバ２３は、直前の書込期間の終了時に、セグメント電極の電位をＶｏｎとしていた場合（ＶＧＮＤより高く設定していた場合）には、そのセグメント電極の電位を−Ｖｐに設定してから、Ｖｐに設定する。また、直前の書込期間の終了時に、セグメント電極の電位を−Ｖｏｎとしていた場合（ＶＧＮＤより低く設定していた場合）には、そのセグメント電極の電位をＶｐに設定してから、−Ｖｐに設定する。
【００４３】
消去期間の最初に、直前の書込期間にオン表示とした画素のセグメント電極電位を切り替える周期（消去期間におけるセグメント電極電位の切替周期）ＰＷｐ（ｍｓ）は、ｋを２以上の正の整数としたときに、以下の式４を満足する値として定める。
【００４４】
２・ｋ・ＰＷｐ＝Ｔｒ　（式４）
【００４５】
セグメント電極ドライバ２３は、式４を満足するＰＷｐ毎にオン表示としたセグメント電極の電位をＶｐ，−Ｖｐに１回ずつ設定する。従って、図４においてＰＷｐは、消去期間におけるセグメント電極の駆動波形のパルス幅として表される。図４では、ｋ＝２の場合（ＰＷｐ＝Ｔｒ／４の場合）の例を示す。なお、図４では、ＰＷｐ＝ＰＷｒとなる場合を示したが、ＰＷｐ≠ＰＷｒであってもよい。その場合は、ＰＷｐ＞ＰＷｒとなるように定めることが好ましい。
【００４６】
セグメント電極ドライバ２３は、オン表示としたセグメント電極の電位をＶｐ，−Ｖｐに一回ずつ設定した後、そのセグメント電極の電位を接地電位ＶＧＮＤに設定する。従って、オン表示となっていた画素の液晶には、消去期間の開始時に、例えばＶｐ−Ｖｒ、−Ｖｐ＋Ｖｒ等の電圧が印加され、その後、Ｖｒ，−Ｖｒの電圧が交互に印加される。すると、強誘電状態（オン表示）であった液晶は、迅速に反強誘電状態に移行し、オフ表示となる。
【００４７】
電圧Ｖｐとして好ましい範囲はＶｒ≦Ｖｐ≦３・Ｖｒである。このような範囲にすることで、低温、例えば−２０℃の環境下でも液晶を迅速に強誘電状態から反強誘電状態に移行させることができる。なお、高温環境下ではＶｐをこのように設定することで、液晶を強誘電状態に移行させるような印加電圧となってしまう場合もある。しかし、消去期間中、各ＬＥＤは消灯状態になり、また、セグメント電極の電位がＶＧＮＤに設定されたときに液晶は反強誘電状態に移行するので表示品位への影響はほとんどない。換言すれば、電圧Ｖｐは、低温環境下において最適値を設定すればよい。
【００４８】
本発明によれば、反強誘電性液晶を用いた液晶表示装置を、スタティック駆動法を採用して駆動する場合に、強誘電状態（オン表示）の画素を迅速に反強誘電状態（オフ表示）に移行することができる。従って、全画素を迅速にオフ表示とし、その後、各ＬＥＤの点灯にあわせて所望の表示状態にすることができる。よって、視野角が広いという反強誘電性液晶の利点を生かした液晶表示装置に、スタティック駆動法を適用し、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を実現することができる。また、消去期間の最初に、オン表示とした画素のセグメント電極の電位をＶｐ，−Ｖｐに交互に設定するので、低温時でも強誘電状態から反強誘電状態への移行を迅速化できる。従って、幅広い温度域で、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を実現することができる。特に、セグメント電極上の配向膜の厚さを６００Å以上とすることで、反強誘電状態への移行をさらに迅速化できる。
【００４９】
また、本発明によれば、駆動波形が矩形波となる電圧を液晶に印加する。従って、通電処理と同様の効果、すなわち、液晶分子の方向を整えるという効果が得られ、液晶の配向乱れを防止することができる。
【００５０】
本発明において、低温での駆動を考慮すると、消去期間の長さは１ｍｓ以上であることが好ましいが、消去期間が長すぎると、画像が表示されない期間が長くなり、観察者にとって表示が暗く感じられる。従って、消去期間の長さは１ｍｓ以上とし、１ｍｓ以上の範囲の中でできるだけ短い期間（例えば４ｍｓ）として定めることが特に好ましい。また、書込期間Ｔｓと消去期間Ｔｒとの比率で表せば、Ｔｓ：Ｔｒ＝５：１〜２：１の範囲にすることが好ましい。
【００５１】
本発明において、オン表示とすべきセグメント電極の電位Ｖｏｎを、所望の透過光強度が得られるように変化させてもよい。このようにＶｏｎを変化させることによって画素の色を濃い色として表示したり、薄い色として表示することができる。すなわち、中間調の表示が可能となる。
【００５２】
また、図１では、画素以外の領域（遮光膜８が存在する領域）にも液晶１０が配置される場合を示した。画素以外の領域に、セルギャップに応じた高さに調節された隔壁を設けてもよい。隔壁を設けることにより、液晶表示装置の強度が高まり、耐衝撃性が向上する。液晶表示装置１を製造する際には、電極を有するガラス基板に配向膜を塗布する前に隔壁を設置しても、配向膜を塗布してから隔壁を設置してもよい。
【００５３】
また、液晶表示装置が設置される環境に応じて、書込期間、消去期間、パルス幅ＰＷｒ（コモン電極電位の切替周期）、パルス幅ＰＷｓ（書込期間におけるセグメント電極電位の切替周期）およびパルス幅ＰＷｐ（消去期間におけるセグメント電極電位の切替周期）を変化させてもよい。例えば、液晶表示装置の周囲の温度に応じて、書込期間、消去期間、パルス幅ＰＷｒ、パルス幅ＰＷｓおよびパルス幅ＰＷｐ変化させてもよい。書込期間および消去期間を変化させたときでも、ＬＥＤの点灯および消灯は、それぞれ書込期間と消去期間に同期させる。すなわち、書込期間中にＬＥＤを点灯させ、消去期間中はＬＥＤを消灯状態にする。
【００５４】
温度に応じて書込期間等を変化させる場合、液晶表示装置１の近傍に温度センサを設け、コントローラ２１が液晶表示装置の周囲の温度に応じて書込期間、消去期間、パルス幅ＰＷｒ、ＰＷｓおよびパルス幅ＰＷｐを定めればよい。図７は、温度センサの例を示す説明図である。温度センサ３１は、例えばサーミスタ３２と、電源３３とを備え、温度に応じた電圧をＡ−Ｄ変換回路４１に出力する。サーミスタ３２の一端３４は接地され、他端３５は抵抗３６を介して電源３３に接続される。サーミスタ３２は、周囲の温度が上昇すると抵抗値を減少させ、温度が低下すると抵抗値を増加させる。従って、サーミスタ３２の他端３５の電位は温度によって変化する。温度センサ３１は、Ａ−Ｄ変換回路４１に対する出力電圧として、他端３５の電位を出力する。
【００５５】
Ａ−Ｄ変換回路４１は、温度センサ３１が出力した電圧をデジタルデータに変換し、コントローラ２１に出力する。コントローラ２１は、Ａ−Ｄ変換回路４１から入力されるデータに応じて書込期間、消去期間、パルス幅ＰＷｒ、パルス幅ＰＷｓおよびパルス幅ＰＷｐを定めればよい。また、コントローラ２１は、決定した書込期間の間、いずれか一色のＬＥＤを点灯させ、消去期間中は各ＬＥＤを消灯させる。
【００５６】
また、上述の実施の形態では、光源部１５が、三種類の色（Ｒ、ＧおよびＢ）に一対一に対応し、対応する色を呈する三種類の光を照射する場合について説明した。光源部１５が照射する光は二種類であってもよい。例えば、光源部１５がＲのＬＥＤとＧのＬＥＤのみを備えていてもよい。この場合、コントローラ２１は、ＲのＬＥＤとＢのＬＥＤとを消去期間が終了する度に順番に切り替えるように光源部１５を制御すればよい。ただし、この場合、点灯切替周期ＴＬ（ｍｓ）は、表示切替周期Ｔ（ｍｓ）を二等分することによって定める。なお、二種類の光によって表示を行う場合の光の組み合わせはＲとＧの組み合わせに限定されず、ＲとＢ、あるいはＧとＢの組み合わせであってもよい。
【００５７】
複数の種類の色と一対一に対応し、対応する色を呈する複数の種類の光を光源部１５が照射する場合、点灯切替周期ＴＬ（ｍｓ）は、表示切替周期Ｔ（ｍｓ）を光の種類の数（色の種類の数）で等分することによって定める。そして、セグメント電極ドライバ２３は、表示書換周期の間に画像データを読み込む。従って、セグメント電極ドライバ２３は、光源部１５が特定の色の光を照射する点灯切替周期の開始から、次にその色の光を照射する点灯切替周期の開始までの間に、画像データを読み込む。
【００５８】
【実施例】
［例１］観察者側ガラス基板の画素となる領域以外に遮光膜を印刷した。その後、透光性樹脂を塗布し、背面露光および現像を行った。透光性樹脂としては、ネガ型の感光性樹脂を用いた。現像の結果、観察者側ガラス基板上において遮光膜および透光性樹脂が存在する層の表面が平面となった。そして、画素となる領域にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）を蒸着して、パターニングを行った。このＩＴＯ（セグメント電極）が形成された面に配向膜（日産化学株式会社製のＲＮ−１２６６）を転写した。また、背面側ガラス基板上にコモン電極を形成し、コモン電極が形成された面にも配向膜（日産化学株式会社製のＲＮ−１２６６）を設けた。
【００５９】
観察者側ガラス基板および背面側ガラス基板の配向膜にコットン布でラビング処理を行い、１．５μｍのスペーサを散布して液晶表示装置を作成した。その後、この液晶表示装置に昭和シェル石油株式会社製の反強誘電性液晶を加温真空注入によって注入した。また、各ガラス基板の液晶が存在しない側にそれぞれ偏光板を設けた。このとき、偏光軸が互いに直交するように各偏光板を配置した。また、作成した液晶表示装置の背面に、Ｒ、ＧおよびＢのＬＥＤを有する光源部を配置した。
【００６０】
点灯切替周期における駆動波形が図４に示す駆動波形となるようにして、この液晶表示装置を駆動した。ただし、点灯切替周期ＴＬ＝６ｍｓ、書込期間Ｔｓ＝４ｍｓ、消去期間Ｔｒ＝２ｍｓとした。また、表示書換周期Ｔ＝１８ｍｓとした。また、ｎ＝１としてＰＷｓ＝２ｍｓとし、ｍ＝２としてＰＷｒ＝０．５ｍｓとし、ｋ＝２としてＰＷｐ＝０．５ｍｓとした。また、Ｖｒ＝３Ｖ、Ｖｏｎ＝２０Ｖ、Ｖｐ＝６．５Ｖとし、書込期間中にオフ表示とすべき画素のセグメント電極の電位は０Ｖとなるようにした。
【００６１】
表示切替周期（１８ｍｓ）の中で繰り返される点灯切替周期毎に、ＬＥＤをＲ、Ｇ、Ｂの順に切り替え、各書込期間中にＬＥＤを点灯させた。また、表示切替周期（１８ｍｓ）の中で三回繰り返される各点灯切替周期において、いずれの画素もオン表示とするようにした。このときの各ＬＥＤの点灯状況と各画素の印加電圧を図８に示す。この駆動方法で駆動した場合、Ｒ、ＧおよびＢそれぞれのＬＥＤの点灯中に各画素をオン表示としたので、各画素が白色に表示された。表示品位は良好であった。また、液晶表示装置の周囲の温度を−３０℃から８０℃まで変化させても、良好な白色表示は維持された。
【００６２】
［例２］表示切替周期（１８ｍｓ）の中の最初の点灯切替周期において、各画素をオン表示とし、その後二回繰り返される点灯切替周期では、各画素をオフ表示とするようにした。すなわち、Ｒの点灯時のみ、各画素をオン表示とするようにした。他の点については、例１と同様に液晶表示装置を駆動した。このときの各ＬＥＤの点灯状況と各画素の印加電圧を図９に示す。この駆動方法で駆動した場合、各画素が赤色に表示され、表示品位は良好であった。また、液晶表示装置の周囲の温度を−３０℃から８０℃まで変化させても、良好な赤色表示は維持された。また、この駆動方法で駆動した場合の駆動波形および透過光強度の変化を図１０に示す。図１０に示すように、温度が２５℃の場合であっても、−２０℃の場合であっても消去期間の間に液晶を反強誘電状態に移行させ、透過光強度を下げることができた。
【００６３】
［比較例１］例１と同様に、表示書換周期Ｔ＝１８ｍｓ、点灯切替周期ＴＬ＝６ｍｓ、書込期間Ｔｓ＝４ｍｓ、消去期間Ｔｒ＝２ｍｓとした。また、ＰＷｓ＝２ｍｓ、Ｖｏｎ＝２０Ｖとして、書込期間中オン表示とすべきセグメント電極の電位を２０Ｖ，−２０Ｖに交互に設定した。ただし、消去期間の開始時に、オン表示としていたセグメント電極の電位をＶｐ，−Ｖｐに設定せず、消去期間中、各セグメント電極の電位を０Ｖにした。また、コモン電極の電位は常に０Ｖに維持した。そして、Ｒの点灯時のみ、各画素をオン表示とするようにして、液晶表示装置を駆動した。この駆動方法で駆動した場合の駆動波形および透過光強度の変化を図１１に示す。図１１に示すように、２５℃における透過光強度の低下は例２よりも遅くなった。また、温度を１０℃、０℃、−１０℃と低くした場合、消去期間内で透過光強度を十分下げることができなかった。
【００６４】
また、この駆動方法で駆動した場合、各画素が赤色に表示されたが、温度を１０℃まで下げると、赤色の色純度が低下した。すなわち、図１１に示すように、Ｇの点灯期間においても、透過光強度が十分に低下しないため、良好な赤色表示を行えなかった。また、０℃以下では、画素を赤色として表示することができなかった。
【００６５】
スタティック駆動を採用して反強誘電性液晶の液晶表示装置を駆動する場合に、本発明を適用することによって画像を書き換えながらＦＳＣ表示を実現できることが以上の実施例からわかる。また、低温時であっても、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を実現できることがわかる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、反強誘電性液晶を用いた液晶表示装置を、スタティック駆動法を採用して駆動する場合に、強誘電状態の液晶を迅速に反強誘電状態に移行させることができるので、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を行うことができる。また、低温時においても、画像を書き換えながらＦＳＣ表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】反強誘電性液晶を有する液晶表示装置の例を示す模式的断面図。
【図２】液晶表示装置を駆動する駆動装置の構成例を示すブロック図。
【図３】表示書換周期におけるＬＥＤ点灯状況と画素の状態を示す説明図。
【図４】本発明の駆動方法における駆動波形の例を示す説明図。
【図５】Ｖｒの値としてとりうる範囲を示す説明図。
【図６】Ｖｏｎの値としてとりうる範囲を示す説明図。
【図７】温度センサの例を示す説明図。
【図８】実施例での各ＬＥＤの点灯状況と各画素の印加電圧を示す説明図。
【図９】実施例での各ＬＥＤの点灯状況と各画素の印加電圧を示す説明図。
【図１０】実施例における駆動波形および透過光強度の変化を示す説明図。
【図１１】比較例における駆動波形および透過光強度の変化を示す説明図。
【図１２】ネマチック液晶の液晶表示装置におけるＦＳＣ表示の説明図。
【図１３】反強誘電性液晶における印加電圧と透過光強度との関係を示す特性図。
【図１４】電圧印加に伴う反強誘電性液晶分子の挙動を示す模式図。
【図１５】反強誘電性液晶の応答特性の例を示す説明図。
【符号の説明】
１　液晶表示装置
２　観察者側ガラス基板
３　背面側ガラス基板
４　セグメント電極
５　コモン電極
８　遮光膜
１０　反強誘電性液晶
１１，１２　偏光板
１５　光源部
２１　コントローラ
２２　コモン電極ドライバ
２３　セグメント電極ドライバ
２４　電源装置
２５　画像データ記憶部
【図１】
2004029154.tif 000003
【図２】
2004029154.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004029154.tif 000007
【図６】
2004029154.tif 000008
【図７】
2004029154.tif 000009
【図８】
2004029154.tif 000010
【図９】
2004029154.tif 000011
【図１０】
2004029154.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2004029154.tif 000015
【図１４】
2004029154.tif 000016
【図１５】
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