(57)【要約】【課題】残像を残さずに、また、駆動ＩＣに負荷を与えずに新たな表示を透明表示装置に書き込む。【解決手段】液晶パネルに新たな表示を書き込む際には、時間Ｔｐ１，Ｔｐ２において行電極を線順次走査し、選択した行電極を電圧Ｖｒに設定し、また全ての列電極を−Ｖｃに設定する。選択された行の液晶にはＶｒ＋Ｖｃの電圧が印加される。プレナー状態にするための電圧を全画素の液晶に印加した後に、時間Ｔｄ１，Ｔｄ２において、線順次走査によって新たな表示を書き込む。【選択図】　図３
2004118103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの安定状態を呈し、かついずれかの１つの安定状態において透明状態を呈するメモリ性液晶層と、複数のコモン電極および複数のセグメント電極を含み、コモン電極を１本ずつ選択するように走査する透明表示装置の駆動方法であって、コモン電極の総数をＬ、前記メモリ性液晶層をオン表示にするための電圧を前記メモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をＡｔ秒、前記メモリ性液晶層をオン表示にするための電圧を印加する少なくとも１回の走査であり、全てのコモン電極を１本ずつ選択するように行う走査の回数をＡｎ回、前記メモリ性液晶層をオフ表示にするための電圧を前記メモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をＢｔ秒、前記メモリ性液晶層をオフ表示にするための電圧を印加する走査の回数をＢｎ回、表示データに対応する電圧を前記メモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をＷｔ秒、表示データに対応する電圧を前記メモリ性液晶層に印加する走査の回数をＷｎ回としたときに、Ｌ（Ａｔ・Ａｎ＋Ｂｔ・Ｂｎ＋Ｗｔ・Ｗｎ）が所定の時間以下となるようにＡｎ、Ｂｎ、およびＷｎを定め、前記メモリ性液晶層をオン表示にするためのオン電圧を、前記メモリ性液晶層をオフ表示にするためのオフ電圧よりも高くし、オン電圧を前記メモリ性液晶層に印加し、次にオフ電圧を前記メモリ性液晶層に印加し、次に表示データに対応する電圧を前記メモリ性液晶層に印加することを特徴とする透明表示装置の駆動方法。
【請求項２】
Ａｔ＝Ｂｔ＝Ｗｔを満足する請求項１に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項３】
Ａｎ＝Ｂｎ＝Ｗｎを満足する請求項１または２に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項４】
Ｂｎ＝０であってメモリ性液晶層にオフ電圧を印加しない請求項１または２に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項５】
Ｂｎ＝０であってメモリ性液晶層にオフ電圧を印加せず、かつＡｎ≦Ｗｎを満足する請求項１または２に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項６】
Ａｔ≧Ｗｔを満足する請求項１、３、４、または５に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項７】
Ａｔ≧１．２・Ｗｔを満足する請求項１、３、４、または５に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項８】
Ｗｎが、１または２である請求項１、２、３、４、５、６、または７に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項９】
メモリ性液晶層にカイラルネマチック液晶が含まれる請求項１〜８のいずれか１項に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
入射光が選択反射されて選択反射光が生じせしめられる第１の状態と入射光が散乱せしめられる第２の状態とを呈し、選択反射光に赤外域の波長が含まれるカイラルネマチック液晶がメモリ性液晶層に含まれ、
コモン電極とセグメント電極の少なくとも一方の電極上に６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜が設けられた透明表示装置を駆動する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項１１】
樹脂膜にはラビング配向面が設けられ、メモリ性液晶層と前記ラビング配向面とが接するように配置された透明表示装置を駆動する請求項１０に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項１２】
入射光が選択反射されて選択反射光が生じせしめられる第１の状態と入射光が散乱せしめられる第２の状態とを呈し、選択反射光に赤外域の波長が含まれるカイラルネマチック液晶がメモリ性液晶層に含まれ、
コモン電極とセグメント電極の双方に６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜が設けられた透明表示装置を駆動する
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項１３】
コモン電極とセグメント電極の双方に設けられた樹脂膜の少なくとも一方の樹脂膜にラビング配向面が設けられ、メモリ性液晶層と前記ラビング配向面とが接するように配置された透明表示装置を駆動する請求項１１に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
メモリ性液晶層にカイラルネマチック液晶が含まれ、メモリ性液晶層によって生ずる選択反射光の中心波長が０．７μｍ以上１．２μｍ以下である請求項１〜１３のいずれか１項に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
メモリ性液晶層にカイラルネマチック液晶が含まれ、オン電圧をＶｍ（Ｖ）とし、メモリ性液晶層の厚みをｄ（μｍ）としたときに、Ｖｍ／ｄ≦１０を満足する請求項１〜１４のいずれか１項に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項１６】
複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板との間にメモリ性液晶層を挟持し、メモリ性液晶層が透明状態になったときに透過率が５０％以上になる透明表示装置を駆動する請求項１〜１５のいずれか１項に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項１７】
複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板との間にメモリ性液晶層を挟持し、メモリ性液晶層が透明状態になったときに透過率が７０％以上になる透明表示装置を駆動する請求項１〜１５のいずれか１項に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
コモン電極に印加される電圧パルスの電圧振幅をＶｒとし、セグメント電極に印加される電圧パルスの電圧振幅をＶｃとしたときに、１０≦Ｖｒ／Ｖｃ≦２０を満足する請求項１〜１７のいずれか１項に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板のいずれか一方に、コモン電極に電圧を印加するためのコモン電極用回路部品とセグメント電極に電圧を印加するためのセグメント電極用回路部品とを設け、
前記コモン電極用回路部品によってコモン電極に電圧を印加し、前記セグメント電極用回路部品によってセグメント電極に電圧を印加する
請求項１〜１８のいずれか１項に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項２０】
コモン電極用回路部品およびセグメント電極用回路部品が設けられていない基板上の電極と、コモン電極用回路部品またはセグメント電極用回路部品とを、導電性微粒子を含むシール材を介して接続する請求項１９に記載の透明表示装置の駆動方法。
【請求項２１】
複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板との間にメモリ性液晶層を挟持し、対向する基板の少なくとも一部が透明なシール材を介して接合される透明表示装置を駆動する請求項１〜２０のいずれか１項に記載の透明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、少なくとも表示部の一部が透明状態を呈するメモリ性液晶層を含む透明表示装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ＴＮ、ＳＴＮ、ＴＦＴ液晶表示素子が広く使用されている。これらの液晶表示素子は、所定の駆動を常時行って表示を行う。これに対し、メモリ性の動作モードを有するコレステリックまたはカイラルネマチック液晶等のメモリ性液晶が注目され、それを備えた液晶表示装置の実用化が検討されている。
【０００３】
一対の平行基板間に挟持されたメモリ性液晶は、その液晶ディレクタが一定周期でねじれた「ねじれ構造」を有する。そのねじれの中心軸（以下、ヘリカル軸という。）が基板に対して平均的に垂直方向になる配列が存在する。
【０００４】
複数の液晶ドメインの各ヘリカル軸の平均的な方向が基板面に対してほぼ垂直となる状態をプレナー状態という。プレナー状態では、入射光のうちの、液晶層のねじれの向きに対応した円偏光を選択反射する。選択反射される波長λは、液晶組成物の平均屈折率ｎＡＶＧと液晶組成物のピッチｐの積にほぼ等しい（λ＝ｎＡＶＧ・ｐ）。
【０００５】
ピッチｐは、カイラル剤等の光学活性物質の添加量ｃと光学活性物質の定数ＨＴＰ（Ｈｅｌｉｃａｌ　Ｔｗｉｓｔｉｎｇ　Ｐｏｗｅｒ）から、ｐ＝１／（ｃ・ＨＴＰ）によって決まる。したがって、選択反射波長は、光学活性物質の種類と添加量によって調整できる。メモリ性液晶の選択反射波長を可視域外となるようにピッチを設定すれば、選択反射時に特定の色を反射することはなくなるが、液晶の複数のドメインのヘリカル軸が平均的にはほぼ基板に対して垂直な方向を向いているものの僅かづつ異なっているために、その液晶ドメイン間にて入射光の散乱現象が発生し、やや白濁のある透明状態を呈する。
【０００６】
選択反射を呈するプレナー状態に対して、複数の液晶ドメインのヘリカル軸が基板面に対してランダム方向または非垂直方向に配列したフォーカルコニック状態をとることもできる。一般的に、フォーカルコニック状態の液晶層は全体として散乱状態を示す。選択反射時のように特定の波長の光を反射することはない。また、フォーカルコニック状態およびプレナー状態は、無電界時でも安定に存在する。よって、選択反射波長を可視域外に設定した場合には、プレナー状態で弱い散乱を含む透明状態、フォ−カルコニック状態で比較的強い散乱状態を示す。
【０００７】
また、特許文献１には、ラビング処理が施されたプレチルト角６０度以上の樹脂膜に接するようにメモリ性液晶層を設けることにより、液晶ドメイン間のヘリカル軸のばらつきを抑制した完全プレナー状態を発現させる液晶表示素子が開示されている。そして、選択反射波長の一部に赤外光を含むカイラルネマティック液晶素子に上記構成を適用することにより、プレナー状態で従来得ることができなかった高い透明性を呈する、透過−散乱型のメモリ性液晶表示素子を実現することができる。なお、本出願人は、この透過−散乱型のメモリ性液晶表示素子の発明を特願２００１−３７３２７４号として出願している。このように、プレナー状態において高い透明性を呈する液晶表示装置を透明表示装置と記す。
【０００８】
図１２（ａ）は通常のプレナー状態、図１２（ｂ）は完全プレナー状態、また、図１２（ｃ）はフォーカルコニック状態の模式図であり、鼓型で示す液晶ドメインの配列状態を示す。選択反射波長を可視域外に設定し、図１２（ｂ）の完全プレナーとした場合には、非常に透明度の高い透明状態を得ることができ、図１２（ｃ）のフォ−カルコニックの散乱状態とのあいだで高い透過−散乱のコントラストを発現させることができる。
【０００９】
液晶表示装置のセル構造、液晶材料、駆動法などの基本構成については、非特許文献１や特許文献２〜７に示されている。また、特許文献３は、プレナー状態とフォーカルコニック状態が混在した安定的な中間状態が存在し、表示に利用できることを示している。特許文献８には、透明電極間に液晶を挟持する際、接触面にレシチン、シリコングリース等を塗布することによって、接触面に接する液晶分子を垂直に配向させる液晶装置が記載されている。
【００１０】
次に、液晶表示装置の駆動法について説明をする。特許文献２では、駆動電圧の振幅の大きさによって、プレナー状態をフォーカルコニック状態に、またフォーカルコニック状態をプレナー状態にそれぞれ変化させている。後者の場合は、液晶分子が電圧印加方向にほぼ平行になるホメオトロピック状態を経由して起こすので、最も高い電圧が必要とされる。
【００１１】
メモリ性液晶では、一連の印加電圧波形の実効値が直接電圧消去後の状態を決定するのではなく、電圧消去後の表示は、直前に印加された電圧パルスの印加時間および振幅値に依存する。
【００１２】
次に、液晶表示装置におけるマトリクス表示について説明する。フォーカルコニック状態に転移させる電圧をＶＦとし、プレナー状態に転移させる下限電圧をＶＰとし、電圧を印加しても表示状態が変わらない上限電圧をＶＳとする。
【００１３】
線順次駆動を行う場合、行電極に電圧振幅Ｖｒの電圧パルスを入力し、それに同期して列電極には電圧振幅Ｖｃの電圧パルス（選択パルス）を入力する。各行電極に対して１度ずつ選択パルスを入力して、１表示シーケンスを完了する。表示シーケンスにおいて、オン表示が選択された場合には表示画素に（Ｖｒ＋Ｖｃ）の電圧振幅が１度だけ入力され、オン表示の非選択期間では電圧Ｖｃが印加される。また、オフ表示が選択された場合には表示画素に（Ｖｒ−Ｖｃ）の電圧振幅が１度だけ入力され、オフ表示の非選択期間では電圧Ｖｃが印加される。オン時にはプレナー状態が選択され、オフ時にはフォーカルコニック状態が選択されるとすると、それぞれの条件は以下の通りである。
【００１４】
Ｖｒ＋Ｖｃ＞ＶＰ、Ｖｒ−Ｖｃ＝ＶＦ
【００１５】
さらに、書き込まれた状態が変化しないように、Ｖｃ＜ＶＳでなければならない。以上のように印加電圧の制御を行えばマトリクス表示が可能になる。
【００１６】
メモリ性液晶表示装置では走査電極数が増加しても、表示データが書き込まれた状態での表示品位は悪化しない。また、電極数が増加しても駆動電圧は増大しない。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００１−３４３６４８号公報（段落００１７−００２５、第１図）
【００１８】
【特許文献２】
米国特許第３９３６８１５号明細書
【００１９】
【特許文献３】
米国特許第４０９７１２７号明細書
【００２０】
【特許文献４】
米国特許出願公開第２００２／００３６６１４Ａ１明細書
【００２１】
【特許文献５】
米国特許出願公開第２００２／００４７８１９Ａ１明細書
【００２２】
【特許文献６】
米国特許出願公開第２００２／０１２２１４８Ａ１明細書
【００２３】
【特許文献７】
米国特許出願公開第２００２／０１２６２２９Ａ１明細書
【００２４】
【特許文献８】
特公昭５３−４２２６４号公報（第２頁、第４図）
【００２５】
【非特許文献１】
Ｇｅｏｒｇｅ　Ｈ．Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ，　Ｊｏｅｌ　Ｅ．Ｇｏｌｄｍａｃｈｅｒ　ｅｔ　ａｌ，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．，　１３（１９６８），１３２
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
メモリ性液晶表示装置では、電圧消去後の表示は、直前に印加された電圧パルスの印加時間および振幅値に依存するので、表示を保持するために常時電圧を印加する必要はないのであるが、長時間放置しておくと、新たな表示データを書き込むときに、それ以前の表示状態が残像として残ってしまう現象が生ずる。このような残像を残さずに、新たな表示データを書き込めることが望ましい。
【００２７】
また、行電極および列電極には、それぞれ駆動ＩＣ（行ドライバおよび列ドライバ）によって電圧パルスが入力される。駆動ＩＣには、電源形成用ＩＣ（液晶電源装置）から必要な電圧が供給される。駆動ＩＣは複数の演算増幅器接続部（以下、オペアンプ接続部と記す。）を有し、駆動ＩＣと液晶電源装置は、可変抵抗および演算増幅器（オペアンプ）を介して接続される。駆動ＩＣの各オペアンプ接続部には所定の電位が設定され、各オペアンプ接続部の電位の高低関係は保たれる必要がある。しかし、液晶表示装置を駆動する際、全行電極を同時に選択し、画面全体のメモリ性液晶に電圧を印加しようとすると、駆動ＩＣを流れる電流が多くなり、駆動ＩＣの負荷が大きくなる。具体的には、各オペアンプ接続部の電位の高低関係が保たれなくなる場合が生じる。多くの電流が流れても各オペアンプ接続部の電位の高低関係が保たれるような駆動ＩＣを実現する場合、駆動ＩＣを大きくする必要が生じたり、消費電力が増加してしまうことが考えられる。また、液晶駆動装置の生産コストも高くなってしまう。また、透明表示体は、表示のバックグラウンドが透明であるために、比較的大きな表示面積の表示体として用いた際にも圧迫感がなく、非表示時には表示体を通してその背景を見ることもできる。そのため、大きな表示体、すなわち電極面積の大きな液晶表示装置となることがあり、その場合には特に大きな電流が流れることが問題となる。
【００２８】
また、表示書換時間の短縮化、駆動ＩＣの簡易化、書き換えた表示のコントラストの向上等を図れることが望ましい。
【００２９】
本発明は、上記の課題を解決し、残像を残さずに、また、駆動ＩＣに負荷を与えずに新たな表示を書き込むことができる透明表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明の態様１は、少なくとも２つの安定状態を呈し、かついずれかの１つの安定状態において透明状態を呈するメモリ性液晶層と、複数のコモン電極および複数のセグメント電極を含み、コモン電極を１本ずつ選択するように走査する透明表示装置の駆動方法であって、コモン電極の総数をＬ、メモリ性液晶層をオン表示にするための電圧をメモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をＡｔ秒、メモリ性液晶層をオン表示にするための電圧を印加する少なくとも１回の走査であり、全てのコモン電極を１本ずつ選択するように行う走査の回数をＡｎ回、メモリ性液晶層をオフ表示にするための電圧をメモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をＢｔ秒、メモリ性液晶層をオフ表示にするための電圧を印加する走査の回数をＢｎ回、表示データに対応する電圧をメモリ性液晶層に印加するときの各コモン電極の選択期間をＷｔ秒、表示データに対応する電圧をメモリ性液晶層に印加する走査の回数をＷｎ回としたときに、Ｌ（Ａｔ・Ａｎ＋Ｂｔ・Ｂｎ＋Ｗｔ・Ｗｎ）が所定の時間以下となるようにＡｎ、Ｂｎ、およびＷｎを定め、メモリ性液晶層をオン表示にするためのオン電圧を、メモリ性液晶層をオフ表示にするためのオフ電圧よりも高くし、オン電圧をメモリ性液晶層に印加し、次にオフ電圧をメモリ性液晶層に印加し、次に表示データに対応する電圧をメモリ性液晶層に印加することを特徴とする透明表示装置の駆動方法を提供する。
【００３１】
本発明の態様２は、Ａｔ＝Ｂｔ＝Ｗｔを満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、駆動装置を簡易化することができる。
【００３２】
本発明の態様３は、Ａｎ＝Ｂｎ＝Ｗｎを満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、駆動装置を簡易化することができる。
【００３３】
本発明の態様４は、Ｂｎ＝０であってメモリ性液晶層にオフ電圧を印加しない透明表示装置の駆動方法を提供する。
【００３４】
本発明の態様５は、Ｂｎ＝０であってメモリ性液晶層にオフ電圧を印加せず、かつＡｎ≦Ｗｎを満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、駆動装置を簡易化することができる。
【００３５】
本発明の態様６は、Ａｔ≧Ｗｔを満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、コントラストを向上でき、また、動作許容電圧を広げることができる。
【００３６】
本発明の態様７は、Ａｔ≧１．２・Ｗｔを満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、さらにコントラストを向上でき、また、動作許容電圧をさらに広げることができる。
【００３７】
本発明の態様８は、Ｗｎが、１または２である透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、表示の書き換え完了までの時間を短縮することができる。
【００３８】
本発明の態様９は、メモリ性液晶層にカイラルネマチック液晶が含まれる透明表示装置の駆動方法を提供する。
【００３９】
本発明の態様１０は、入射光が選択反射されて選択反射光が生じせしめられる第１の状態と入射光が散乱せしめられる第２の状態とを呈し、選択反射光に赤外域の波長が含まれるカイラルネマチック液晶がメモリ性液晶層に含まれ、コモン電極とセグメント電極の少なくとも一方の電極上に６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜が設けられた透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、プレナー状態で高い透明性を呈することがきる。
【００４０】
本発明の態様１１は、樹脂膜にはラビング配向面が設けられ、メモリ性液晶層とラビング配向面とが接するように配置された透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、透明状態における透過率を向上させることができる。
【００４１】
本発明の態様１２は、入射光が選択反射されて選択反射光が生じせしめられる第１の状態と入射光が散乱せしめられる第２の状態とを呈し、選択反射光に赤外域の波長が含まれるカイラルネマチック液晶がメモリ性液晶層に含まれ、コモン電極とセグメント電極の双方に６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜が設けられた透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、プレナー状態で更に高い透明性を呈することがきる。
【００４２】
本発明の態様１３は、コモン電極とセグメント電極の双方に設けられた樹脂膜の少なくとも一方の樹脂膜にラビング配向面が設けられ、メモリ性液晶層とラビング配向面とが接するように配置された透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、透明状態における透過率を向上させることができる。
【００４３】
本発明の態様１４は、メモリ性液晶層にカイラルネマチック液晶が含まれ、メモリ性液晶層によって生ずる選択反射光の中心波長が０．７μｍ以上１．２μｍ以下である透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、フォ−カルコニック時の散乱性が高く、より高い透過−散乱のコントラストを得ることができる。
【００４４】
本発明の態様１５は、メモリ性液晶層にカイラルネマチック液晶が含まれ、オン電圧をＶｍ（Ｖ）とし、メモリ性液晶層の厚みをｄ（μｍ）としたときに、Ｖｍ／ｄ≦１０を満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、駆動装置の消費電力をより小さくすることができる。
【００４５】
本発明の態様１６は、複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板との間にメモリ性液晶層を挟持し、メモリ性液晶層が透明状態になったときに透過率が５０％以上になる透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、表示の背景を透明とした際に表示体裏面の状態を容易に観察することができる。
【００４６】
本発明の態様１７は、複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板との間にメモリ性液晶層を挟持し、メモリ性液晶層が透明状態になったときに透過率が７０％以上になる透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、表示面全面を透明状態とした場合には、通常の板ガラスとほぼ同様な様態となり同様な使用法が可能となる。
【００４７】
本発明の態様１８は、コモン電極に印加される電圧パルスの電圧振幅をＶｒとし、セグメント電極に印加される電圧パルスの電圧振幅をＶｃとしたときに、１０≦Ｖｒ／Ｖｃ≦２０を満足する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、透過−散乱表示のコントラストが高く、電圧印加後に表示が完成する応答時間を速くすることができる。
【００４８】
本発明の態様１９は、複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板のいずれか一方に、コモン電極に電圧を印加するためのコモン電極用回路部品とセグメント電極に電圧を印加するためのセグメント電極用回路部品とを設け、コモン電極用回路部品によってコモン電極に電圧を印加し、セグメント電極用回路部品によってセグメント電極に電圧を印加する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、透明表示パネルと駆動回路とを一定部位に集約して電気接続することができ、透明表示体として設置におけるデザイン的な自由度が高い。
【００４９】
本発明の態様２０は、コモン電極用回路部品およびセグメント電極用回路部品が設けられていない基板上の電極と、コモン電極用回路部品またはセグメント電極用回路部品とを、導電性微粒子を含むシール材を介して接続する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、透明表示パネルと駆動回路との電気的接続を片側の透明電極付き基板のみで行うことができ、表示体の設置におけるデザイン的な自由度が更に高い。
【００５０】
本発明の態様２１は、複数のコモン電極が設けられた基板と複数のセグメント電極が設けられた基板との間にメモリ性液晶層を挟持し、対向する基板の少なくとも一部が透明なシール材を介して接合される透明表示装置を駆動する透明表示装置の駆動方法を提供する。このような駆動方法によれば、表示パネルの周辺部においても透明性が保持され、表示体の設置におけるデザイン的な自由度が更に高い。
【００５１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の液晶表示装置の模式的断面図を示す。図１に示す液晶表示装置（透明表示装置）は、ガラス基板１Ａ、１Ｂ、電極２Ａ、２Ｂ、高分子薄膜３Ａ、３Ｂ、および液晶組成物（メモリ性液晶）４が配置され、フォーカルコニック状態とプレナー状態を安定に表示する液晶パネルである。電極２Ａ、２Ｂの一方は行電極（コモン電極）であり、他方は列電極（セグメント電極）である。以下の説明では、電極２Ａが列電極であり、電極２Ｂが行電極であるとする。
【００５２】
行電極２Ｂと列電極２Ａの少なくとも一方の電極上に６０°以上のプレチルト角を実現する硬化した樹脂膜を形成する。図１に示す高分子薄膜３Ａ、３Ｂは、プレチルト角６０°以上のポリイミドなどの樹脂膜であり、硬化した状態になっている。すなわち、図１に示す例では、行電極２Ｂと列電極２Ａの双方に樹脂膜を形成している。このように、６０°以上のプレチルト角を実現する樹脂膜を行電極２Ｂと列電極２Ａの双方に形成することで、プレナー状態での透明性を更に高めることができ、透過−散乱のコントラストを高めることができる。プレチルト角は、樹脂膜に液晶層が接した際に接触面となる面に対する液晶分子の配向角度である。面と液晶分子とが完全に平行になる場合のプレチルト角は０°となる。プレチルト角を８０度以上とすることで更に液晶配列を安定化させることもできる。なお、プレチルト角は、電極上に設けられる樹脂層に大きく依存する。
【００５３】
６０°以上のプレチルト角を実現する硬化した樹脂膜として、例えば、ポリイミド（例えば、ＪＳＲ株式会社製、品番：ＪＡＬＳ−６８２−Ｒ３）を硬化した樹脂膜を使用することができる。また、硬化した樹脂とは、例えば、ガラス転移温度が少なくとも６０度以上になっている状態の樹脂である。ガラス転移温度は６０度以上になっていればよいが、ガラス転移温度が１００度以上であればさらに好ましい。
【００５４】
また、行電極２Ｂや列電極２Ａに形成した樹脂膜にラビング処理を施し、ラビング配向面を設けることが好ましい。後述するようにメモリ性液晶４はプレナー状態のときに透明状態を呈する液晶であるが、ラビング処理を施すことによってプレナー状態における透過率を向上させることができ、特に斜め方向から観察した場合における透過率を向上させることができる。ラビング処理は、行電極側の樹脂膜（高分子薄膜３Ｂ）と列電極側の樹脂膜（高分子薄膜３Ｂ）のうち少なくとも一方に行えばよい。すなわち、高分子薄膜３Ａ、３Ｂのいずれか一方のみにラビング処理を施してもよいし、双方にラビング処理を施してもよい。また、樹脂膜にラビング処理を施さなくてもよい。ラビング処理を施さなない場合であっても、樹脂膜を設ければ、プレナー状態における透過率は樹脂膜がない場合よりも向上する。
【００５５】
列電極２Ａと高分子薄膜（樹脂膜）３Ａとの間または行電極２Ｂと高分子薄膜（樹脂膜）３Ｂとの間に、金属酸化物などによって形成される電気絶縁層を設けてもよい。
【００５６】
電極間間隙はスペーサー等で保持し、２〜１５μｍが好ましい。さらには、３〜６μｍが好ましい。電極間隙が小さすぎると表示のコントラスト比が低下し、大きすぎると駆動電圧が上昇し、またプレナー状態での液晶配向に乱れが生じ透明性が若干損なわれることがあるからである。
【００５７】
表示の態様は、例えば、ドットマトリックス表示である。コモン電極を走査する表示態様であれば、セグメント表示などの非フルドットマトリックス表示であってもよい。基板は、ガラス基板でも樹脂基板でもよいが、本表示体の特徴を生かすためには透明性のある基板を用いることが好ましい。また、ガラス基板と樹脂基板の組み合わせでもよい。基板は無色のものでも良いが、透明性があれば着色している基板を使用しても良い。
【００５８】
電極面内に微量のスペーサーを散布し、対向させた基板の四辺を注入孔を除いてエポキシ樹脂等のシール材で封止し、真空注入によって液晶組成物をセルに満たす。この時、シール材として硬化後に透明なシール材を用いると表示体を透明とした際に周辺部に至るまで透明性を呈することができるので更に好ましい。硬化後に透明なシール材としては、エポキシ系、アクリル系、ウレタン系、エン−チオール系またはそれらの混合系などが例示できる。シール材の硬化は、熱硬化、光硬化などを使用することができる。
【００５９】
メモリ性液晶４は、プレナー状態のときに透明状態を呈する液晶である。メモリ性液晶４として、例えば、入射光が選択反射されて選択反射光が生じるプレナー状態と、入射光が散乱するフォーカルコニック状態とを呈し、選択反射光に赤外域の波長が含まれるカイラルネマチック液晶が用いられる。以下、このようなカイラルネマチック液晶をメモリ性液晶４として用いる場合を例に説明する。
【００６０】
このカイラルネマチック液晶の選択反射光の中心波長は、０．７μｍ以上１．２μｍ以下であることが好ましい。選択反射光の中心波長がこの範囲内にあれば、フォーカルコニック時の散乱性が高く、より高い透過−散乱のコントラストを得ることができる。また、メモリ性液晶４が透明状態を呈するときに、透明表示装置の透過率が５０％以上になることが好ましい。透過率を５０％以上にすれば、表示の背景を透明にした際に透明表示装置の裏面の状態を容易に観察することができる。さらには、メモリ性液晶４が透明状態を呈するときに、透明表示装置の透過率が７０％以上になることが一層好ましい。透過率を７０％以上にすれば、通常の板ガラスとほぼ同様に用いることができる。
【００６１】
図２は、透明液晶パネル（透明表示装置）を駆動する駆動装置の構成例を示すブロック図である。コントローラ１１は、行ドライバ１２に行電極への電圧パルス入力を指示し、列ドライバ１３に列電極への電圧パルス入力を指示する。液晶電源装置１４は、行ドライバ１２および列ドライバ１３に必要な電圧を供給する。行ドライバ１２および列ドライバ１３は、コントローラ１１の指示に従い、行電極２Ｂおよび列電極２Ａに電圧パルスを入力する。コントローラ１１は、各電極の電位を切り替えて、メモリ性液晶４をプレナー状態やフォーカルコニック状態に移行させる。以下、プレナー状態の透明状態をオン表示、フォーカルコニック状態の光散乱状態をオフ表示と記す。
【００６２】
次に、透明液晶パネル１００の表示を書き換えるときの動作について説明する。まず、透明表示体駆動装置は、行電極２Ｂを１本ずつ選択しながら線順次走査し、各画素に配置されたメモリ性液晶４をプレナー状態に移行させるための電圧（オン電圧）を印加する。この電圧が印加されるとメモリ性液晶４はホメオトロピック状態になる。そして、電圧印加が終了するとメモリ性液晶４はプレナー状態に移行し、オン表示（透明状態）となる。ただし、常温の場合、オン電圧を印加した後、オン表示になるまで数秒の時間がかかる。オン電圧を印加しながら行電極２Ｂを走査しているとき、メモリ性液晶４は弱い散乱状態を呈する。画面全体のメモリ性液晶４をこの弱い散乱状態にすることで、これまで透過状態と散乱状態とで表示されていた画面が消去される。透明表示体駆動装置は、全ての行電極２Ｂを一本ずつ選択する行電極２Ｂの走査を少なくとも１回行い、画面全体が弱い散乱状態を呈するようにする。この後、走査を停止すれば、数秒後に画面全体が透明状態になる。しかし、透明状態になるのを待たずに、引き続き、表示データを書き込むための走査を行うことが好ましい。このように、メモリ性液晶をオン表示とするためのオン電圧を印加したとしても、実際にオン表示になるまで待つ必要はない。なお、オン電圧印加後、透明状態になるまでの時間は、低温になるほど長くなる。
【００６３】
オン電圧を印加する走査に続いて、透明表示体駆動装置は、行電極２Ｂを線順次走査して、表示データに対応する電圧を印加する。この結果、所望の表示が書き込まれ、表示の書き換えが完了する。透明表示体駆動装置は、行電極２Ｂの走査を少なくとも１回行って、表示データを書き込む。
【００６４】
メモリ性液晶をオン表示とするための電圧をメモリ性液晶に印加するときの各行電極２Ｂの選択時間をＡｔ秒とする。また、メモリ性液晶をオン表示とするための電圧をメモリ性液晶に印加するときの走査回数をＡｎ回とする。同様に、表示データに対応する電圧をメモリ性液晶に印加するときの各行電極２Ｂの選択時間をＷｔ秒とし、表示データに対応する電圧をメモリ性液晶に印加するときの走査回数をＷｎ回とする。
【００６５】
図３は、表示書換時の駆動波形の例を示す説明図である。図３は、Ａｎ＝Ｗｎ＝２である場合の例を示す。すなわち、画面全体のメモリ性液晶にオン電圧を印加するための走査と、表示データを書き込むための走査をそれぞれ２回ずつ行ったときの例を示す。時間Ｔｐ１，Ｔｐ２は、それぞれオン電圧を印加するための１回目の走査時間と２回目の走査時間を示す。同様に、時間Ｔｄ１，Ｔｄ２は表示データを書き込むための１回目の走査時間と２回目の走査時間を示す。
【００６６】
図３（ａ）は一つの行電極２Ｂに印加される駆動波形の例であり、図３（ｂ）は一つの列電極２Ａに印加される駆動波形の例である。図３（ａ），（ｂ）に示すように、行ドライバ１２は選択された行電極２Ｂに電圧振幅Ｖｒの電圧パルスを入力する。列ドライバ１３は、列電極２Ａに電圧振幅Ｖｃの電圧パルスを入力する。このとき、既に述べたＶｒ＋Ｖｃ＞ＶＰ、Ｖｒ−Ｖｃ＝ＶＦ、Ｖｃ＜ＶＳという条件を満足するようにＶｒおよびＶｃを定める。図３（ｃ）は、図３（ａ），（ｂ）に示す電圧パルスが入力されたときにメモリ性液晶４に印加される電圧の波形を示す。
【００６７】
ＶｒおよびＶｃを定める際には、Ｖｒ＋Ｖｃ＞ＶＰ、Ｖｒ−Ｖｃ＝ＶＦ、Ｖｃ＜ＶＳという条件だけでなく、１０≦Ｖｒ／Ｖｃ≦２０という条件も満足することが好ましい。この条件も満足していれば、透過−散乱表示のコントラストが高く、電圧印加後に表示が完成する応答時間を速くすることができる。また、Ｖｒ＋Ｖｃはメモリ性液晶をオン表示とするためのオン電圧である。オン電圧であるＶｒ＋ＶｃをＶｍ（Ｖ）と表し、メモリ性液晶４の厚みをｄ（μｍ）としたときに、Ｖｍ／ｄ≦１０となるようにＶｒおよびＶｃを定めることが好ましい。Ｖｍ／ｄ≦１０という条件が満たされていれば駆動装置の消費電力をより小さくすることができる。
【００６８】
時間Ｔｐ１において、行ドライバ１２は、選択された行電極２Ｂの電位をＶｒに設定し、選択されていない行電極の電位を０とする。時間Ｔｐ１では、各行電極２Ｂの選択時間はＡｔである。また、列ドライバ１３は、時間Ｔｐ１の間、全ての列電極２Ａの電位を−Ｖｃに設定する。この結果、図３（ｃ）に示すように、選択された行の画素のメモリ性液晶４にはＶｒ＋Ｖｃの電圧が印加される。また、選択されていない行の画素のメモリ性液晶４には電圧Ｖｃが印加される。電圧Ｖｃが印加されても、画素の表示状態は変化しない。行ドライバ１２および列ドライバ１３は、時間Ｔｐ２における走査でも、同様に電圧を印加する。
【００６９】
図４は、表示書換時の画面変化の例を示す説明図である。最初に図４（ａ）に示す画面が表示されていたとする。時間Ｔｐ１において、オン電圧を印加するための１回目の走査を行うと、画面全体のメモリ性液晶が弱い散乱状態になり、図４（ｂ）に示すように、表示が消え始める。時間Ｔｐ２において、２回目の走査を行うとさらに表示が消える。なお、１回目の走査または２回目の走査の後、走査を停止すれば数秒で画面全体がオン表示（透明）になる。しかし、ここではオン表示になるまで待つことなく、１回の走査が終了したならば、すぐに次の走査を開始するものとする。
【００７０】
時間Ｔｄ１において、行ドライバ１２は、選択された行電極２Ｂの電位をＶｒに設定し、選択されていない行電極の電位を０とする。時間Ｔｄ１では、各行電極２Ｂの選択時間はＷｔである。また、列ドライバ１３は、各列電極２Ａを、選択された行の表示データに応じてＶｃまたは−Ｖｃに設定する。この結果、選択された行の各画素のメモリ性液晶４にはＶｒ＋ＶｃまたはＶｒ−Ｖｃの電圧が設定される。Ｖｒ＋Ｖｃの電圧が印加された画素は弱い散乱状態を呈し、電圧印加終了後オン表示になる。また、Ｖｒ−Ｖｃの電圧が印加された画素はオフ表示に移行する。各行電極２Ｂが走査されることにより所望の表示に書き換えられる。なお、選択されていない行の画素のメモリ性液晶４には電圧Ｖｃが印加される。電圧Ｖｃが印加されても、画素の表示状態は変化しない。行ドライバ１２および列ドライバ１３は、時間Ｔｄ２における走査でも、同様に電圧を印加する。
【００７１】
図３では、時間Ｔｄ１，Ｔｄ２において、一つの列電極２Ａに電圧Ｖｃが連続的に設定される場合を示した。
【００７２】
時間Ｔｐ２における走査の後、時間Ｔｄ１および時間Ｔｄ２において表示データを書き込むための走査を行うと、図４（ｃ）に示すように所望の表示が書き込まれる。時間Ｔｄ２の後、走査を終了すると、オン電圧を印加した画素が数秒でオン表示になり、図４（ｄ）に示すように表示データの書き込みが完了する。
【００７３】
ここでは、オン電圧を印加するための走査と、表示データを書き込むための走査を２回ずつ行う場合（Ａｎ＝Ｗｎ＝２の場合）を示したが、各走査回数は２回でなくてもよい。例えば、電圧Ｖｒ＋Ｖｃをより高く設定したり、選択時間Ａｔを長く設定すれば、オン電圧を印加するための走査を１回行うだけで残像を消すことができる。逆に、電圧Ｖｒ＋Ｖｃをより低く設定したり、選択時間Ａｔを短くすれば、残像を消すための走査回数Ａｎは増加する。
【００７４】
表示データを書き込むための走査を行う場合においても、Ｖｒ＋Ｖｃの電圧をより高く設定したり、選択時間Ｗｔを長く設定すれば、１回の走査で表示データの書き込みを完了することができる。逆に、Ｖｒ＋Ｖｃの電圧をより低く設定したり、選択時間Ｗｔを短く設定すれば、表示データを書き込むための走査回数Ｗｎは増加する。複数回の走査で表示データを書き込む場合には、１回目の走査後と２回目の走査後のコントラストの差が最も大きく、３回目以降の走査ではコントラストの改善の程度は徐々に減少する。
【００７５】
また、Ａｎ＝Ｗｎだけでなく、Ａｎ≦Ｗｎという関係が成立していてもよい。例えば、Ａｔ＞Ｗｔとすることで、Ａｎ＝１、Ｗｎ＝２としてもよい。この場合、表示書き替え全体に必要な時間を短くすることもできる。
【００７６】
なお、Ｖｒ＋Ｖｃをより高く設定したり、選択時間Ａｔや選択時間Ｗｔを長く設定すると、走査１回あたりの消費電力は増加する。また、選択時間Ａｔや選択時間Ｗｔを長く設定すれば、１回の走査に要する時間も長くなる。
【００７７】
オン表示とするための走査回数Ａｎと、表示データを書き込むための走査回数Ｗｎは、行電極２Ｂの総数をＬとしたときに、Ｌ（Ａｔ・Ａｎ＋Ｗｔ・Ｗｎ）が所定の時間以内になるように定めることが好ましい。Ｌ（Ａｔ・Ａｎ＋Ｗｔ・Ｗｎ）は、オン電圧を印加するための走査の開始から、表示データの書き込み終了までの時間である。したがって、Ｌ（Ａｔ・Ａｎ＋Ｗｔ・Ｗｎ）が所定の時間以内になるという条件を満たすように、ＡｎおよびＷｎを定めれば、所定時間内に表示データの書き換えを完了することができる。表示データの書き換えを行うオペレータは、書換時間が６０秒を超えると、時間がかかりすぎると感じることが多い。そのため、Ｌ（Ａｔ・Ａｎ＋Ｗｔ・Ｗｎ）が６０秒以内になるようにＡｎおよびＷｎを定めることが好ましい。特に、表示データを書き込むための走査回数Ｗｎを１回または２回とすれば、表示の書き換え時間をより短縮できる。従って、Ｗｎを１回または２回に定めることが好ましい。
【００７８】
オン表示とするための走査および表示データを書き込むための走査において、各行電極２Ｂの選択時間Ａｔ，Ｗｔが等しければ、一種類の選択時間を設定すればよいので、コントローラ１１、行ドライバ１２、および列ドライバ１３を簡易化することができる。同様に、走査回数Ａｎ，Ｗｎを等しくする場合にも、コントローラ１１等を簡易化できる。従って、コントローラ１１等の簡易化の観点からは、選択時間Ａｔ，Ｗｔを等しく定めたり、あるいは、走査回数Ａｎ，Ｗｎを等しく定めることが好ましい。
【００７９】
また、Ａｔ≧Ｗｔとすれば、書き込んだ表示のコントラストを向上させ、また、動作許容電圧を広げることができる。ここで、動作許容電圧について説明する。オン表示とするためにメモリ性液晶に電圧Ｖ１を印加することによって、最良のコントラストが得られるとする。しかし、オン表示とするための電圧としてＶ１から少しずれた電圧を印加しても良好なコントラストを維持できる。電圧Ｖ１を中心にして、良好なコントラストを維持できる電圧の幅を動作許容電圧という。コントラストと動作許容電圧の向上の観点からは、Ａｔ≧Ｗｔとすることが好ましく、特にＡｔ≧１．２・Ｗｔとすることが好ましい。Ａｔ≧１．５・Ｗｔとすれば、さらにコントラストや動作許容電圧を向上できる。
【００８０】
また、画面全体のメモリ性液晶にオン電圧を印加した後に、画面全体をオフ表示（光散乱状態）にしてから表示データを書き込んでもよい。この場合、液晶駆動装置は、オン電圧を印加するための走査を行った後に、行電極２Ｂを線順次走査し、各画素に配置されたメモリ性液晶４をフォーカルコニック状態（光散乱状態）に移行させる電圧（オフ電圧）を印加する。この線順次走査によって各画素のメモリ性液晶４をフォーカルコニック状態にするので、画面全体がオフ表示となる。
【００８１】
図５は、画面全体をオフ表示にしてから表示データを書き込むときの駆動波形の例を示す説明図である。図５（ａ）は一つの行電極２Ｂに印加される駆動波形の例であり、図５（ｂ）は一つの列電極２Ａに印加される駆動波形の例である。図５（ｃ）は、図５（ａ），（ｂ）に示す電圧パルスが入力されたときのメモリ性液晶４の印加電圧の波形を示す。図５に示す時間Ｔｐ１，Ｔｐ２，Ｔｄ１，Ｔｄ２における駆動波形は、図３に示す場合と同様である。時間Ｔｆ１，Ｔｆ２は、それぞれオフ表示とするための１回目の走査時間と２回目の走査時間を示す。
【００８２】
メモリ性液晶をオフ表示とするための電圧をメモリ性液晶に印加するときの各行電極２Ｂの選択時間をＢｔとする。また、メモリ性液晶をオン表示とするための電圧をメモリ性液晶に印加するときの走査回数をＢｎ回とする。図５は、Ｂｎ＝２の場合を示している。
【００８３】
図５に示す例では、時間Ｔｐ１，Ｔｐ２においてオン電圧を印加するための走査を２回行う。この時、先に述べたよう、オン表示にするための電圧信号が印加された後、透明表示体が実際に透明状態を呈するの時間を要する場合があるが、その場合にも引き続き以下の電圧印加を行ってよい。続いて、時間Ｔｆ１において、行ドライバ１２は、選択された行電極２Ｂの電位をＶｒに設定し、選択されていない行電極の電位を０とする。また、列ドライバ１３は、時間Ｔｆ１の間、全ての列電極２Ａの電位をＶｃに設定する。この結果、図５（ｃ）に示すように、選択された行の画素のメモリ性液晶４には電圧Ｖｒ−Ｖｃが印加され、そのメモリ性液晶４は、フォーカルコニック状態に移行する。すなわち、選択された行の画素はオフ表示に移行する。また、選択されていない行の画素のメモリ性液晶４には電圧Ｖｃが印加される。電圧Ｖｃが印加されても、画素の表示状態は変化しない。行ドライバ１２および列ドライバ１３は、時間Ｔｆ２における走査でも、同様に電圧を印加する。
【００８４】
時間Ｔｆ１，Ｔｆ２における走査で、画面全体がオフ表示になる。続いて、時間Ｔｄ１，Ｔｄ２における走査で表示を書き込む。
【００８５】
オン電圧を印加するための走査を行った後にオフ表示とするための走査を行うと、表示データの書換後のコントラストが向上する。したがって、コントラストを向上させるためには、オフ表示とするための走査を行うことが好ましい。
【００８６】
オフ表示とするための走査回数は、２回に限定されない。各行電極２Ｂの選択時間Ｂｔを長く設定すれば、オフ表示とするための走査を１回行うだけで画面全体をオフ表示にすることができる。逆に選択時間Ｂｔを短くすれば、画面全体をオフ表示とするための走査回数Ｂｎは増加する。
【００８７】
本例の場合、Ｌ（Ａｔ・Ａｎ＋Ｂｔ・Ｂｎ＋Ｗｔ・Ｗｎ）が所定の時間以内になるようにＡｎ、Ｂｎ、およびＷｎを定めることが好ましい。特に、Ｌ（Ａｔ・Ａｎ＋Ｂｔ・Ｂｎ＋Ｗｔ・Ｗｎ）が６０秒以内になるようにＡｎ、Ｂｎ、およびＷｎを定めることが好ましい。Ｌ（Ａｔ・Ａｎ＋Ｂｔ・Ｂｎ＋Ｗｔ・Ｗｎ）は、オン電圧を印加するための走査の開始から、表示データの書き込み終了までの時間である。したがって、Ｌ（Ａｔ・Ａｎ＋Ｂｔ・Ｂｎ＋Ｗｔ・Ｗｎ）が６０秒以内になるようにＡｎ、Ｂｎ、およびＷｎを定めれば、６０秒以内に書き換えを完了することができる。特に、表示データを書き込むための走査回数Ｗｎを１回または２回とすれば、表示の書き換え時間をより短縮できる。従って、Ｗｎを１回または２回に定めることが好ましい。
【００８８】
本例においても、選択時間や走査回数を一種類に定めれば、コントローラ１１、行ドライバ１２、および列ドライバ１３を簡易化できる。従って、コントローラ１１等の簡易化の観点からは、Ａｔ，Ｂｔ，およびＷｔを等しく定めたり、あるいは、走査回数Ａｎ，Ｂｎ，およびＷｎを等しく定めることが好ましい。また、既に説明したようにＡｎ≦Ｗｎという関係が成立していてもよい。
【００８９】
また、本例においても、コントラストと動作許容電圧の向上の観点からは、Ａｔ≧Ｗｔとすることが好ましく、特にＡｔ≧１．２・Ｗｔとすることが好ましい。Ａｔ≧１．５・Ｗｔとすれば、さらにコントラスト等を向上できる。
【００９０】
図３に示すような、画面全体をオン表示とした後に、画面全体をオフ表示にせずに表示データを書き込む駆動方法は、本例においてＢｎ＝０とした場合に該当する。
【００９１】
上記の各例に示す駆動方法によれば、新たな表示を書き込む前に、全画素をオン表示またはオフ表示にするので、残像を消去することができる。また、全画素をオン表示やオフ表示にするときに、行電極２Ｂを１本ずつ選択しながら走査するので、行ドライバ１２に負荷が生じることがない。
【００９２】
上記の各例では、行電極２Ｂおよび列電極２Ａに入力される電圧パルスの電圧振幅がそれぞれＶｒ，Ｖｃで一定である場合を示した。オン電圧を印加するための走査、オフ表示とするための走査、および表示データを書き込むための走査で、これらの電圧振幅を変化させてもよい。
【００９３】
例えば、表示データを書き込むための走査では、行電極２Ｂおよび列電極２Ａに対する電圧振幅をそれぞれＶｒ，Ｖｃとして、各画素にＶｒ＋ＶｃまたはＶｒ−Ｖｃの電圧を印加するものとする。このとき、オン電圧を印加するための走査では、ＶｒおよびＶｃ以外の電圧振幅でメモリ性液晶にＶｒ＋Ｖｃとは異なるオン電圧を印加してもよい。同様に、オフ表示とするための走査でも、Ｖｒ，Ｖｃ以外の電圧振幅でメモリ性液晶にＶｒ−Ｖｃとは異なる電圧を印加することで画面全体をオフ表示にしてもよい。以下、オン電圧を印加するための走査においてメモリ性液晶に印加される電圧をＡｖと記し、オフ表示とするための走査においてメモリ性液晶に印加される電圧をＢｖと記す。
【００９４】
ただし、メモリ性液晶をプレナーに移行させるための電圧は、フォーカルコニックに移行させるための電圧よりも高い。したがって、オン電圧である電圧Ａｖは、メモリ性液晶をオフ表示とするための電圧Ｂｖよりも高くする。このように電圧Ａｖを印加した後に、電圧Ａｖより低い電圧Ｂｖを印加して画面全体をオフ表示にすることで、表示データを書き込んだのちに良好なコントラストと動作許容電圧が得られる。
【００９５】
なお、上記の各例では、線順次走査を行う場合について説明したが、行電極２Ｂの走査は線順次走査でなくてもよい。
【００９６】
上記の各例において、各走査毎に極性を逆転させながら、メモリ性液晶４に電圧を印加してもよい。すなわち、各走査毎に、行電極２Ｂの電位と列電極２Ａの電位の高低関係を逆転させて電圧を印加してもよい。図６は、オン電圧を印加するための走査において各走査毎に極性を逆転させる場合の駆動波形の例を示す。図６（ａ），（ｂ）は、それぞれ一つの行電極２Ｂ、一つの列電極２Ａに印加される駆動波形を示す。図６（ｃ）は、メモリ性液晶４に印加される電圧の波形を示す。図６（ｃ）では、行電極２Ｂの電位が列電極２Ａの電位よりも高く設定された場合の電圧を正として示し、行電極２Ｂの電位が列電極２Ａの電位よりも低く設定された場合の電圧を負として示している。
【００９７】
図６に示すように、１回目の走査で選択した行電極２Ｂの電位をＶｒとしたならば、次の走査では選択した行電極２Ｂの電位を−Ｖｒに設定する。一方、列電極２Ａの電位は、１回目の走査で−Ｖｃに設定したならば、２回目の走査でＶｃに設定する。この結果、１回目の走査で選択された行のメモリ性液晶にはＶｒ＋Ｖｃが印加され、２回目の走査で選択されたときには−（Ｖｒ＋Ｖｃ）が印加される。このように、極性の逆転を繰り返して電圧を印加してもよい。オフ表示とするための走査や、表示データを書き込むための走査においても、各走査毎に極性を反転させてよい。
【００９８】
また、各行電極２Ｂの選択時間内で極性を反転させてもよい。すなわち、選択時間内で行電極２Ｂの電位と列電極２Ａの電位の高低関係を逆転させながら、電圧を印加してもよい。図７は、オン電圧を印加するための走査において、選択期間内で極性を逆転させる場合の駆動波形の例を示す。図７（ａ），（ｂ）は、それぞれ一つの行電極２Ｂ、一つ列電極２Ａの駆動波形である。図７（ｃ）は、メモリ性液晶に印加される電圧の波形である。図７に示すように、選択期間Ａｔ内で、行電極２Ｂの電位を、Ｖｒ，−Ｖｒに交互に逆転する。また、列電極２Ａの電位を、−Ｖｃ，Ｖｃに交互に逆転する。この結果、選択された行のメモリ性液晶４には、Ｖｒ＋Ｖｃ，−（Ｖｒ＋Ｖｃ）の電圧が交互に印加される。このように、選択期間内で極性を反転させてもよい。オフ表示とするための走査や、表示データを書き込むための走査においても、同様に極性を反転させてよい。
【００９９】
選択期間内で極性を反転させるようにすると、消費電力が増加する。しかし、表示データを書き込むための走査において、選択期間内で極性を反転させると、画面に筋が発生することを防止できる。よって、表示書換時の見映えを向上させるために、表示データを書き込むための走査では、選択期間内で極性を反転させることが好ましい。
【０１００】
また、本発明の駆動方法が適用される駆動装置として、行ドライバ（コモン電極に電圧を印加するためのコモン電極用回路部品）と列ドライバ（セグメント電極に電圧を印加するためのセグメント電極用回路部品）を対向する基板１Ａ、１Ｂのいずれか一方にまとめて配置してもよい。図８は、行電極２Ｂが設けられるの行電極側の基板１Ｂに行ドライバおよび列ドライバを配置する場合の基板の構成例を示す模式図である。図８は、対向する基板をメモリ性液晶層４が存在する側から観察したときの状態を表している。
【０１０１】
行電極側の基板１Ｂの四辺のうち、各行電極２Ｂと平行な辺に第一の行ドライバ１２ａ、第二の行ドライバ１２ｂおよび列ドライバ１３が設けられる。以下、この辺を接続辺と記す。列ドライバ１３は、接続辺の中央付近に配置され、第一の行ドライバ１２ａおよび第二の行ドライバ１２ｂは列ドライバ１３の両側に配置される。図８では、行ドライバを２つ設け、各行ドライバ１２ａ，１２ｂがそれぞれ行電極全体の本数の１／２の本数の行電極に接続される場合の例を示す。接続辺の反対側の辺から並ぶ行電極のうち、奇数番目の各行電極には、第一の行ドライバ１２ａ側の一端から第一の行ドライバ１２ａに延びる配線が設けられる。そして、奇数番目の行電極と第一の行ドライバ１２ａはこの配線によって接続され、第一の行ドライバ１２ａは奇数番目の各行電極の電位を設定する。また、偶数番目の各行電極には、第二の行ドライバ１２ｂ側の一端から第二の行ドライバ１２ｂに延びる配線が設けられる。そして、偶数番目の行電極と第二の行ドライバ１２ｂはこの配線によって接続され、第二の行ドライバ１２ｂは奇数番目の各行電極の電位を設定する。
【０１０２】
このような構成にすると、全体の半数の行電極（奇数番目の各行電極）と第一の行ドライバ１２ａとを結ぶ各配線は、接続辺に隣接する一方の辺の側に配置される。残りの半数の行電極（偶数番目の各行電極）と第二の行ドライバ１２ｂとを結ぶ各配線は、接続辺に隣接するもう一方の辺の側に配置される。従って、個々の行電極と行ドライバとを結ぶ配線は一カ所に集中せず、接続辺に隣接する二辺に沿うようにして二カ所に分散される。この結果、各行電極２Ｂの配線の抵抗の均一化を図れる。第一の行ドライバ１２ａ、第二の行ドライバ１２ｂおよび列ドライバ１３を同一の種類のＩＣによって実現してもよい。
【０１０３】
また、行電極側の基板１Ｂの接続辺以外の三辺にはシール材３１が印刷される。このシール材３１として、硬化後に透明になるシール材を用いることが好ましい。このようなシール材を用いれば、表示体を透明とした際に接続辺以外の三辺において透明性を確保することができる。
【０１０４】
列電極側の基板１Ａの接続辺には、導電性ビーズ（導電性微粒子）３３が混入されたシール材３２が印刷される。また、列電極側の基板１Ａには、列電極２Ａが配置される。各列電極２Ａは、接続辺側の一端から導電性ビーズ３３に延びる配線が設けられる。行電極の基板１Ｂには、二枚の基板１Ａ，１Ｂを対向させたときに導電性ビーズ３３と列ドライバ１３とを結ぶ配線が設けられる。従って、二枚の基板１Ａ，１Ｂを対向させると、各列電極２Ａと列ドライバ１３とは、基板１Ａに印刷されたシール材３２に混入している導電性ビーズ３３を介して接続される。そして、列電極ドライバ１３は、各列電極２Ａの電位を設定する。
【０１０５】
なお、図８では、各配線の太さを均一に示したが、第一の行ドライバ１２ａ、第二の行ドライバ１２ｂおよび列ドライバ１３に近づくにつれて各配線が細くなるようにしてもよい。例えば、列ドライバ１３と各列電極２Ａとを接続するための各配線において、行電極側の基板１Ｂに配置される配線（列ドライバ１３と導電性ビーズ３３とを結ぶ配線）が、列電極側の基板１Ａに配置される配線（導電性ビーズ３３と各列電極とを結ぶ配線）よりも細くなってもよい。
【０１０６】
また、導電性ビーズ３３を混入したシール材３２は、導電性ビーズ３３が存在するため硬化後も透明にならない。このシール材３２と、硬化後に透明になるシール材３１とを同じ基板に印刷すると、２種類のシール材が混ざり合って本来透明にすべき箇所を透明にできなくなってしまうことがある。そのため、図８に示すように、導電性ビーズ３３を混入したシール材３２と、硬化後に透明になるシール材３１とは、それぞれ異なる基板に印刷される。導電性ビーズ３３を混入したシール材３２を行電極側の基板１Ｂの接続辺に印刷し、硬化後に透明になるシール材３１を列電極側の基板１Ａにおける接続辺以外の三辺に印刷してもよい。
【０１０７】
図８では、行ドライバおよび列ドライバを行電極側の基板に配置する場合を示したが、列電極側の基板に配置する構成であってもよい。
【０１０８】
図８に示すように行ドライバおよび列ドライバを一方の基板に配置し、また、導電性ビーズを介して一方の基板の列電極または行電極を他方の基板の列ドライバまたは行ドライバに接続することによって、各電極と各ドライバとを一定部位に集約して電気接続することができる。その結果、透明液晶パネルを透明表示体として設置する際のデザイン的な自由度を高めることができる。
【０１０９】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
［例１］２４０本のストライプ状の透明電極を有するガラス基板と、２４０本のストライプ状の透明電極を有するガラス基板を作成した。各ガラス基板の液晶層と接する側に電気絶縁層として無機薄膜を形成し、ポリイミド（ＪＳＲ株式会社製、品番：ＪＡＬＳ−６８２−Ｒ３）の樹脂溶液を塗布し焼成してラビング処理を施した。この樹脂膜の膜厚は５００Åであり、この樹脂膜によって実現されるプレチルト角は８９°程度であった。各基板のラビング方向は、それぞれのストライプ電極が交差するように重ね合わせた際、対向するように設定した。その後、下側の基板面に直径４μｍの樹脂性のスペーサーを散布した。上側の基板には、注入孔を除く四辺に、幅約０．４ｍｍで透明なエポキシ樹脂を印刷した。上下基板のストライプ電極が交差するようにガラス基板を重ね合わせてエポキシ樹脂を硬化させ空セルを形成した。
【０１１０】
市販のネマチック液晶（メルク・ジャパン株式会社製「ＭＪ００４２３」：Ｔｃ＝９４．０℃、Δｎ＝０．２３０、ε＝１５．０）の８２．２質量部、式１に示すカイラル剤８．９質量部、式２に示すカイラル剤８．９質量部からなるカイラルネマチック液晶Ａ（以下、液晶Ａと記す。）を調整した。
【０１１１】
【化１】
2004118103.tif 000003
【０１１２】
【化２】
2004118103.tif 000004
【０１１３】
この液晶Ａのヘリカルピッチの長さは０．５５９μｍであった。先に作製した空セルに液晶Ａを真空注入法で注入し、注入孔を紫外線硬化の封止材で封止して液晶パネルを作製した。この液晶パネルの一部の行電極と一部の列電極とに実効値２０Ｖ、幅１０ｍｓｅｃのバイポーラー矩形波パルスを１回だけ印加して１０秒間静置したところ、電圧を印加した各電極の交差部は、透明度の高い透明状態を示した。この透明部分の分光反射特性を測定したところ、中心波長約０．９１μｍの選択反射が観測された。また、透明部分の透過率を集光角約５度のシュリーレン光学系で測定したところガラス基板含め８２％であった。従って、選択反射光の中心波長が０．７μｍ以上１．２μｍ以下になるという条件を満足することができる。また、メモリ性液晶層が透明状態になったときに透明表示装置の透過率が５０％以上（さらに好ましくは７０％以上）になるという条件も満足することができる。
【０１１４】
この液晶パネルでは、２４０本の透明電極を行電極、２４０本の透明電極を列電極とし、行ドライバおよび列ドライバをそれぞれ行電極および列電極に接続した。なお、本例では、行ドライバおよび列ドライバを備える駆動装置として、サンウォーター株式会社製の任意波形発生器を使用した。
【０１１５】
図９は、駆動パラメータの組み合わせの例と、各組あわせにおけるコントラスト等の計測結果を示す。図９に示すように、オン電圧を印加するための走査回数Ａｎ、メモリ性液晶をオン表示とするための電圧Ａｖ、オフ表示とするための走査回数Ｂｎ、メモリ性液晶をオフ表示とするための電圧Ｂｖ、表示データを書き込むための走査回数Ｗｎ、選択時間Ａｔ，Ｂｔ，Ｗｔを変化させて、液晶パネルを駆動した。表示データを書き込むための走査における行電極に対する電圧振幅Ｖｒは１７．９Ｖとし、列電極に対する電圧振幅Ｖｃは１．１Ｖとした。すなわち、表示を書き込むための走査では、オン表示とするメモリ性液晶にＶｒ＋Ｖｃ＝１９Ｖを印加し、オフ表示とするメモリ性液晶にＶｒ−Ｖｃ＝１６．８Ｖを印加した。ＶｒとＶｃとの比（Ｖｒ／Ｖｃ）は、約１６である。従って、１０≦Ｖｒ／Ｖｃ≦２０を満足することができる。
【０１１６】
この各パラメータの組み合わせにおける、表示書換時間および集光角約５度のシュリーレン光学系での透過−散乱のコントラストを計測し、また、表示を書き換えた後に残像が生じているか否かを確認した。計測結果は、図９に示すとおりである。図９に示す各パラメータの組み合わせにおいて、表示書換時間はいずれも６０秒以下であった。また、いずれの場合も４以上のコントラストを実現することができ、残像は確認されなかった。透過−散乱表示ではバックグラウンドの透過率が高く、本実施例で作成した液晶パネルの場合、透過率が８０％以上になる。従って、コントラストが４以上であれば良好に表示を行える。
【０１１７】
［比較例１］オン電圧を印加するための走査と、オフ表示とするための走査を行わずに表示を書き換えた。このときのパラメータの組み合わせおよび計測結果を図１０に示す。図１０に示すように、表示データを書き込むための走査回数Ｗｎを変化させた。また、選択時間Ｗｔは８ｍｓとした。この場合、図１０に示すように、コントラストは例１の場合よりも低くなったり、また、残像や表示コントラストの表示面内でのムラが確認された。
【０１１８】
例１と比較例１の結果から、オン電圧を印加するための走査やオフ表示とするための走査を行い、次に表示データを書き込むための走査を行うことで、残像がなく、よりコントラストが高い表示が得られることがわかる。
【０１１９】
また、電圧Ａｖを１９Ｖとし、電圧Ｖｒ＋Ｖｃも１９Ｖとなるようにして、液晶パネルを駆動した。このとき、選択時間Ｗｔと選択時間Ａｔの比を変化させて、表示書換後のコントラストおよび動作許容電圧を測定した。選択時間Ｗｔよりも選択時間Ａｔを長くしていくと、コントラストはより向上し、また動作許容電圧はより広がった。
【０１２０】
次に、本発明の駆動方法により駆動される透明表示装置の使用例について説明する。従来、小売店では、店舗外面に透明な板ガラスを配し、店内が街路より見えるようにする店舗デザインを採用することが多い。その際、店舗内商品の宣伝やセール期間の案内をそのガラス壁面への直接の印刷や広告紙の張り付けなどによって行っていた。そのため、商品の入れ替えやセール期間の終了時には、その印刷の撤去や張り付けた広告紙の交換を毎回行う必要があり、印刷物の更新や印刷の実施などに多大な費用と時間を要することが多かった。
【０１２１】
本発明の駆動方法により駆動される透明表示装置は、このような透明な店舗外壁の一部やショーウインドまたはショーケースとして用いることができる。図１１は、店舗の顧客にその日の天気予報をサービスとして表示する透明表示体を示す。１時間毎透明表示体の表示を書き替えることにより、その日の天気予報をサービスとして顧客に提供するものである。図１１に示す画像において、「太陽」、「雲」や時刻の表示等の背景になる部分は透明状態を呈している。図１１に示す情報を書き換える場合であっても、新たな表示に「天気予報のアイコン」等の情報が残像として残ることはない。縦２０ｃｍ、横２０ｃｍの大きさの表示を行う場合、例えば、１６０本の行電極と１６０本の列電極を用いて、図１１に示す表示を書き込むことができる。なお、このときの１画素の大きさは、縦１．２５ｍｍ、横１．２５ｍｍである。
【０１２２】
下記の表１は、本発明におけるＡｎ，ＢｎおよびＷｎのようなパラメータのその他の組み合わせを示すものである。
【０１２３】
【表１】
2004118103.tif 000005
【０１２４】
【発明の効果】
本発明の態様１では、残像を残さずに、所定の時間以内で表示を書き換えることができ、また、行ドライバや列ドライバでの負荷発生を防止することができる。また、透過状態と光散乱状態との良好なコントラストで表示を行うことができる。態様２では、Ａｔ＝Ｂｔ＝Ｗｔとするので駆動装置を簡易化することができる。態様３では、Ａｎ＝Ｂｎ＝Ｗｎとするので駆動装置を簡易化することができる。
【０１２５】
態様４のようにＢｎ＝０としても、残像を残さずに、所定の時間以内で表示を書き換えることができ、また、行ドライバや列ドライバでの負荷発生を防止することができる。また、態様５では、Ｂｎ＝０かつＡｎ≦Ｗｎとするので駆動装置を簡易化することができる。
【０１２６】
態様６では、Ａｔ≧Ｗｔとするので、コントラストを向上でき、また、動作許容電圧を広げることができる。態様７では、Ａｔ≧１．２・Ｗｔとするので、よりコントラストを向上でき、より動作許容電圧を広げることができる。態様８では、Ｗｎを１または２とするので、表示の書き換え完了までの時間を短縮することができる。
【０１２７】
態様９ではカイラルネマティック液晶を用いることで安定したメモリ性の動作を実現でき、態様１０により透明時の高い透明性が実現でき、態様１２では更に高い透明性を発現できる。態様１１，１３では、透明状態における透過率を向上させることができ、特に斜め方向から観察した場合における透過率を向上させることができる。
【０１２８】
態様１４により高いコントラストを得ることができ、態様１５では駆動電圧を低減できることより消費電力を低減できる。態様１６では、透明時の透過率を高くすることで透明表示装置の設置方法の自由度を高くでき、態様１７では通常の板ガラスと同様な使用法を提供できる。
【０１２９】
態様１８では行電極と列電極に印加される電圧の比（Ｖｒ／Ｖｃ）を１０〜２０とすることで表示完成までの応答時間を短くできる。態様１９では回路部品を集約化して搭載できる。態様２０により片方のガラス基板のみに回路部品を搭載することができ、透明表示装置の設置方法の自由度を更に高くできる。態様２１では表示体端部まで透明状態を保持することで使用法への制限を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】メモリ性液晶を用いた液晶パネルの概略構成を示す断面図。
【図２】液晶パネルを駆動する駆動装置の構成例を示すブロック図。
【図３】表示書換時の駆動波形の例を示す説明図。
【図４】表示書換時の画面変化の例を示す説明図。
【図５】表示書換時の駆動波形の例を示す説明図。
【図６】各走査毎の極性の逆転の例を示す説明図。
【図７】選択時間内における極性の逆転の例を示す説明図。
【図８】各ドライバを一方の基板に配置する場合の構成例を示す模式図。
【図９】実施例の設定パラメータおよび測定結果を示す図。
【図１０】比較例の設定パラメータおよび測定結果を示す図。
【図１１】液晶パネルが表示する情報の例を示す説明図。
【図１２】メモリ性液晶の配向状態の一例を示す説明図。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ　ガラス基板
２Ａ，２Ｂ　電極
３Ａ，３Ｂ　高分子薄膜
４　　液晶組成物
１１　コントローラ
１２　行ドライバ
１３　列ドライバ
１４　液晶電源装置
【図１】
2004118103.tif 000006
【図２】
2004118103.tif 000007
【図３】
2004118103.tif 000008
【図４】
2004118103.tif 000009
【図５】
2004118103.tif 000010
【図６】
2004118103.tif 000011
【図７】
2004118103.tif 000012
【図８】
2004118103.tif 000013
【図９】
2004118103.tif 000014
【図１０】
2004118103.tif 000015
【図１１】
2004118103.tif 000016
【図１２】
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