(57)【要約】【課題】温度の変化にかかわらず常に良好な表示品質を得ることができる高分子分散型の液晶表示装置を提供する。【解決手段】第一と第二の基板間に高分子／液晶複合層が設けられると共に、第一の基板に第一の電極が設けられ、第二の基板に前記第一の電極と対向する第二の電極が設けられた液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１の第一と第二の電極間に電圧を印加する駆動回路１４と、前記駆動回路１４からの前記電圧の供給ラインに、前記第一及び第二の電極とその間の高分子／液晶複合層とからなる画素容量ＣＡに対して直列に接続して介在された可変容量素子１５と、温度に応じて可変容量素子１５の容量値を制御する可変容量制御手段１６とを備える。【選択図】図１
2012032540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子分散型の液晶表示装置であって、
高分子中に液晶が分散された高分子／液晶複合層と、
前記高分子／液晶複合層を挟んで対向する第一の電極及び第二の電極と、
前記第一と第二の電極間に電圧を印加する駆動回路と、
前記駆動回路からの前記電圧の供給ラインに介在された可変容量と、
温度に応じて前記可変容量の容量値を制御する可変容量制御手段と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記可変容量は、前記第一及び第二の電極とその間の前記高分子／液晶複合層とからなる画素容量に対して直列に接続されており、前記画素容量と前記可変容量との直列接続回路の両端間に前記駆動回路から供給された電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記可変容量制御手段は、前記可変容量の容量値を、前記駆動回路から供給された電圧に対する前記画素容量のうちの前記液晶を誘電層とする液晶容量にチャージされる電圧の温度による変化を補償するように制御することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記可変容量制御手段は、所定の温度範囲における最も低い温度において前記可変容量の容量値を最も大きくなるように制御し、温度が高くなるのに伴って前記可変容量の容量値を小さくなるように制御することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記可変容量制御手段は、所定の温度において前記可変容量の容量値を所定の値に制御し、温度が前記所定の温度よりも高くなるのに伴って前記可変容量の容量値を前記所定の値よりも小さくなるように制御し、温度が前記所定の温度よりも低くになるのに伴って前記可変容量の容量値を前記所定の値よりも大きくなるように制御することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記可変容量制御手段は、前記可変容量の容量値を、何れの温度においても、前記駆動回路から供給された電圧に対して一定の比率の値の電圧が前記液晶容量にチャージされるように制御することを特徴とする請求項４または５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
高分子分散型の液晶表示装置であって、
対向配置された第一と第二の基板間に高分子中に液晶が分散された高分子／液晶複合層が設けられると共に、前記第一の基板に第一の電極が設けられ、前記第二の基板に第一の電極と対向する第二の電極が設けられた液晶表示素子と、
前記液晶表示素子を駆動する駆動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、
前記液晶表示素子の前記第一と第二の電極間に電圧を印加する駆動回路と、
前記駆動回路からの前記電圧の供給ラインに介在された可変容量素子と、
温度に応じて前記可変容量素子の容量値を制御する可変容量制御手段と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶表示素子の前記第一の基板に、表示パターンに対応した形状に形成された複数の画素電極が設けられ、前記第二の基板に、前記各画素電極と対向する共通電極が設けられており、
前記駆動手段は、前記液晶表示素子の前記各画素電極の端子にそれぞれ対応させて配置された複数の可変容量素子を備え、
前記駆動回路は、前記液晶表示素子の前記各画素電極の端子にそれぞれ、その端子に対応する前記可変容量素子を介して接続されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高分子分散型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子分散型の液晶表示装置は、例えば特許文献１に記載されているように、高分子中に液晶が分散された高分子／液晶複合層を備えたものであり、前記高分子／液晶複合層による光の散乱状態を制御して表示する。
【０００３】
この高分子分散型の液晶表示装置は、光の散乱状態を制御して表示するため、偏光板が不要であり、従って、ＴＮ型等の偏光板を用いる液晶表示装置に比べて表示を明るくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２４１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、高分子分散型の液晶表示装置は、温度によって表示品質が大きく変化するという問題をもっている。
【０００６】
この発明は、温度の変化にかかわらず常に良好な表示品質を得ることができる高分子分散型の液晶表示装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、高分子分散型の液晶表示装置であって、
高分子中に液晶が分散された高分子／液晶複合層と、
前記高分子／液晶複合層を挟んで対向する第一の電極及び第二の電極と、
前記第一と第二の電極間に電圧を印加する駆動回路と、
前記駆動回路からの前記電圧の供給ラインに介在された可変容量と、
温度に応じて前記可変容量の容量値を制御する可変容量制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の液晶表示装置において、前記可変容量は、前記第一及び第二の電極とその間の前記高分子／液晶複合層とからなる画素容量に対して直列に接続されており、前記画素容量と前記可変容量との直列接続回路の両端間に前記駆動回路から供給された電圧が印加されることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の液晶表示装置において、前記可変容量制御手段は、前記可変容量の容量値を、前記駆動回路から供給された電圧に対する前記画素容量のうちの前記液晶を誘電層とする液晶容量にチャージされる電圧の温度による変化を補償するように制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の液晶表示装置において、前記可変容量制御手段は、所定の温度範囲における最も低い温度において前記可変容量の容量値を最も大きくなるように制御し、温度が高くなるのに伴って前記可変容量の容量値を小さくなるように制御することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、前記請求項３に記載の液晶表示装置において、前記可変容量制御手段は、所定の温度において前記可変容量の容量値を所定の値に制御し、温度が前記所定の温度よりも高くなるのに伴って前記可変容量の容量値を前記所定の値よりも小さくなるように制御し、温度が前記所定の温度よりも低くになるのに伴って前記可変容量の容量値を前記所定の値よりも大きくなるように制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、前記請求項４または５に記載の液晶表示装置において、前記可変容量制御手段は、前記可変容量の容量値を、何れの温度においても、前記駆動回路から供給された電圧に対して一定の比率の値の電圧が前記液晶容量にチャージされるように制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、高分子分散型の液晶表示装置であって、
対向配置された第一と第二の基板間に高分子中に液晶が分散された高分子／液晶複合層が設けられると共に、前記第一の基板に第一の電極が設けられ、前記第二の基板に前記第一の電極と対向する第二の電極が設けられた液晶表示素子と、
前記液晶表示素子を駆動する駆動手段と、
を備え、
前記駆動手段は、
前記液晶表示素子の前記第一と第二の電極間に電圧を印加する駆動回路と、
前記駆動回路からの前記電圧の供給ラインに介在された可変容量素子と、
温度に応じて前記可変容量素子の容量値を制御する可変容量制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、前記請求項７に記載の液晶表示装置において、前記液晶表示素子の前記第一の基板に、表示パターンに対応した形状に形成された複数の画素電極が設けられ、前記第二の基板に、前記各画素電極と対向する共通電極が設けられており、
前記駆動手段は、前記液晶表示素子の前記各画素電極の端子にそれぞれ対応させて配置された複数の可変容量素子を備え、
前記駆動回路は、前記液晶表示素子の前記各画素電極の端子にそれぞれ、その端子に対応する前記可変容量素子を介して接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、温度の変化にかかわらず常に良好な表示品質を得ることができる高分子分散型の液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施例による液晶表示装置の構成図。
【図２】図１における液晶表示素子のII−II矢視線に沿う拡大断面図。
【図３】前記液晶表示素子の各電極と駆動手段との平面図。
【図４】前記液晶表示素子の各画素と駆動手段の回路図。
【図５】前記液晶表示素子の電圧−透過率特性図。
【図６】前記液晶表示装置の各温度における可変容量の容量値と透過率が５０％になる電圧との関係を示す図。
【図７】前記液晶表示装置の可変容量の容量値と電圧−透過率特性の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［実施例］
この発明の一実施例による液晶表示装置は、図１のように、液晶表示素子１と、その駆動手段１２とからなっている。
【００１８】
前記液晶表示素子１は、図２のように、所定の間隙をあけて対向配置され、画面エリア１ａ（図１参照）を囲む枠状のシール材４を介して貼り合わされた第一と第二の基板２，３間の間隙の前記シール材４で囲まれた領域に、高分子６中に誘電異方性が正のネマティック液晶７が分散された高分子／液晶複合層５が設けられた構造を有している。
【００１９】
前記高分子／液晶複合層５は、第一と第二の基板２，３間の間隙のシール材４で囲まれた領域に、光によって重合反応する高分子材料に液晶を混合させた混合溶液を封入し、紫外線照射により前記混合溶液中の高分子材料を光重合させて高分子と液晶とを相分離させる方法で形成されている。この高分子／液晶複合層５は、立体的な網状にポリマー化した高分子（以下、ポリマーネットワークという）６の各空隙に液晶７が閉じ込められた構造をなしている。前記高分子材料と液晶との混合溶液としては、例えばＤＩＣ株式会社製のＰＮＭ−１７０（商品名）等がある。
【００２０】
前記第一の基板２と第二の基板３はガラス板からなっている。そして、表示面側の基板である第一の基板２の第二の基板３と対向する面には、図２及び図３のように、透明な第一の電極８ａ，８ｂ，８ｃが設けられている。
【００２１】
また、表示面側とは反対側の基板である第二の基板３の第一の基板２と対向する面には、高分子／液晶複合層５を挟んで前記第一の電極８ａ，８ｂ，８ｃと対向する第二の電極１０が設けられている。
【００２２】
この実施例の液晶表示素子１は、スタティック駆動されるものであり、第一の基板２に、第一の電極８ａ，８ｂ，８ｃとして、表示パターンに対応した形状に形成された複数の画素電極が設けられ、第二の基板３に、第二の電極１０として、前記各画素電極と対向する共通電極が設けられている。以下、前記第一の電極８ａ，８ｂ，８ｃを画素電極と言い、第二の電極１０を共通電極と言う。
【００２３】
また、この液晶表示素子１は、１２時間表示のデジタル時計のような時刻表示を行なうものであり、第一の基板２に、時及び分を表示するための複数の縦長画素電極８ａ及び複数の横長画素電極８ｂと、コロンを表示するための二つのドット状画素電極８ｃが設けられている。
【００２４】
すなわち、画面エリア１ａの一の桁の分ａを表示する部分と、十の桁の分ｂを表示する部分と、一の桁の時ｃを表示する部分にはそれぞれ、四つの縦長画素電極８ａと三つの横長画素電極８ｂが、図３のように「日」の字を形成するように並べて形成されている。また、十の桁の時ｄを表示する部分には、二つの縦長画素電極８ａが「１」の上半分と下半分を形成するように並べて形成されている。さらに、コロンｅを表示する部分には、二つのドット状画素電極８ｃが所定間隔で上下に並べて形成されている。
【００２５】
なお、縦長画素電極８ａと横長画素電極８ｂは、両端が三角形状に形成された太線形状の電極であり、これらの画素電極８ａ，８ｂは、同じ幅と同じ長さを有している。また、ドット状画素電極８ｃは、正方形状の電極であり、その各辺の長さは縦長画素電極８ａ及び横長画素電極８ｂの幅と同じである。
【００２６】
また、第一の基板２の各辺のうちの一つの辺には、第二の基板３の外方に張り出す端子配列部２ａが形成されている。この端子配列部２ａには、画素電極８ａ，８ｂ，８ｃの数と同数の画素電極端子９が形成されており、各画素電極８ａ，８ｂ，８ｃは、各画素電極端子９にそれぞれ接続されている。
【００２７】
一方、第二の基板３に設けられた共通電極１０は、画面エリア１ａの全域に亘って形成された一枚膜状の電極であり、この共通電極１０は、前記端子配列部２ａに形成された共通電極端子１１に、シール材４による基板貼合わせ部に形成された図示しないクロス接続部を介して接続されている。
【００２８】
なお、この実施例の液晶表示素子１は、外部環境の光である外光を利用する反射表示を行なうものであり、前記共通電極１０は、表面が鏡面に形成されたアルミニウム膜等の金属膜からなっている。すなわち、この共通電極１０は、表示面側から入射した光を表示面側へ反射する反射膜を兼ねている。
【００２９】
この液晶表示素子１は、画素電極８ａ，８ｂ，８ｃと共通電極１０との間に電圧を印加することにより駆動され、高分子／液晶複合層５での光の散乱状態を制御して表示する。
【００３０】
すなわち、ポリマーネットワーク６の各空隙に閉じ込められた液晶７の分子は、無電界状態ではランダムな方向を向いており、このときは、表示面側から入射した光が高分子／液晶複合層５において散乱され、その散乱光が表示面側へ出射する。なお、高分子／液晶複合層５において散乱された光のうちの表示面側とは反対側に向かう光は、金属膜からなる共通電極１０により反射され、高分子／液晶複合層５により再び散乱されて表示面側へ出射する。
【００３１】
また、画素電極８ａ，８ｂ、８ｃと共通電極１０との間に電圧を印加すると、高分子／液晶複合層５のうちの電圧が印加された領域の液晶分子が基板２，３に対して立ち上がるように配向する。そして、液晶分子が基板２，３に対して垂直方向に配向すると、入射光が高分子／液晶複合層５を殆んど散乱されることなく透過し、その光が共通電極１０により反射され、高分子／液晶複合層５を再び散乱されずに透過して表示面側へ出射する。
【００３２】
一方、外光は、液晶表示素子１に向かって様々な方向から入射するが、正面方向（表示面の法線付近の方向）からの光は表示観察者によって遮られる。そのため、液晶表示素子１に表示面側から入射する光の殆どは、斜め方向からの光である。
【００３３】
そして、液晶分子がランダムな方向を向いている無電界領域に入射した光は、高分子／液晶複合層５により散乱される。そのため、入射光が斜め方向からの光であっても、無電界領域から出射する光は様々な方向に向かう散乱光であり、従って無電界領域は、正面方向からも斜め方向からも明るく見える。
【００３４】
それに対して、液晶分子が基板２，３に対して垂直方向に配向した電圧印加領域に入射した光は、高分子／液晶複合層５を散乱されることなく透過し、共通電極１０により反射されて出射する。すなわち、電圧印加領域から出射する光は、斜め方向から入射した光の正反射光であり、その光の殆どが斜め方向に出射するため、観察者の眼には見えない。そのため電圧印加領域は、殆ど黒の暗表示として観察される。
【００３５】
従って、光の散乱による明るい背景中に、画素電極８ａ，８ｂ，８ｃの形状に対応した表示パターンを黒で表示することができる。なお、この液晶表示素子１は、第一と第二の基板２，３の一方に、画面エリア１ａの全域に亘って任意の色のカラーフィルタを設けたものでもよく、その場合は、カラーフィルタの色に着色した背景中に表示パターンを黒で表示することができる。
【００３６】
次に、前記液晶表示素子１の駆動手段１２について説明する。この駆動手段１２は、図３のように、電源１３と、前記電源１３から供給された電圧を液晶表示素子１の画素電極８ａ，８ｂ，８ｃと共通電極１０との間に印加する駆動回路１４と、この駆動回路１４からの電圧の供給ラインに介在された可変容量素子１５と、温度に応じて前記可変容量素子１５の容量値を制御する可変容量制御手段１６とを備えている。
【００３７】
前記可変容量素子１５は、容量値の制御を電気的に行なうことができるバリアブルコンデンサ、或いはＰＩＮ（Positive-Intrinsic-Negative）ダイオードまたはＭＥＭＳ技術を利用したものである。
【００３８】
この可変容量素子１５は、液晶表示素子１の各画素電極端子９にそれぞれ対応させて配置され、対応する画素電極端子９にそれぞれ接続されている。すなわち、可変容量素子１５は、液晶表示素子１の各画素電極８ａ，８ｂ，８ｃに対して１：１の関係で対応するように、画素電極８ａ，８ｂ，８ｃの数と同数配置され、対応する画素電極８ａ，８ｂ，８ｃに画素電極端子９を介して接続されている。
【００３９】
可変容量制御手段１６は、表示装置の使用環境の温度を測定する温度センサ１７と、この温度センサ１７により測定された温度に応じて各可変容量素子１５の容量値を制御する可変容量制御部１８とからなっている。
【００４０】
そして、駆動回路１４は、液晶表示素子１の各画素電極端子９に、その画素電極端子９に対応する可変容量素子１５を介して接続されている。一方、液晶表示素子１の共通電極端子１１は、接地電位に接続されている。
【００４１】
また、電源１３は、液晶表示素子１の共通電極１０の電位（接地電位）を振幅の中心電位とした矩形波電圧を発生する。この矩形波電圧の周期は例えば３０Ｈｚに設定されている。
【００４２】
図４は前記液晶表示素子１の各画素と駆動手段１２の回路図である。図４のように、駆動回路１４は、電源１３からの矩形波電圧を液晶表示素子１の各画素電極端子９に供給する複数の各電圧供給線毎にスイッチＳＷが設けられた回路であり、外部からの表示データに応じて各電圧供給線のスイッチＳＷを選択的にオン／オフさせることにより、表示データに対応するパターンを表示する画素電極に前記矩形波電圧を供給する。
【００４３】
一方、液晶表示素子１の各画素電極８ａ，８ｂ，８ｃ及び共通電極１０とその間の高分子／液晶複合層５とからなる画素容量ＣＡは、図４のように、高分子／液晶複合層５のうちのポリマーネットワーク６を誘電層とする高分子容量ＣＰと、高分子／液晶複合層５のうちの液晶７を誘電層とする液晶容量ＣＬＣとが直列に接続された回路と見なすことができる。
【００４４】
さらに、図４において、Ｃａｄは、各画素電極端子９にそれぞれ対応させて配置された可変容量素子１５からなる可変容量であり、この可変容量Ｃａｄは、画素容量ＣＡに対して直列に接続されている。
【００４５】
そして画素容量ＣＡと可変容量Ｃａｄが直列に接続された回路の一端は接地電位Ｇｎｄに接続され、他端は駆動回路１４に接続されている。すなわち、駆動回路１４からスイッチＳＷのオンにより供給された電圧（電源１３からの供給電圧）は、画素容量ＣＡと可変容量Ｃａｄとの直列接続回路の両端間に印加される。
【００４６】
前記画素容量ＣＡと可変容量Ｃａｄとの直列接続回路の両端間に印加された電圧は、高分子容量ＣＰと液晶容量ＣＬＣと可変容量Ｃａｄとに、これらの容量ＣＰ，ＣＬＣ，量Ｃａｄの容量値に対応した比率で分圧されてチャージ（保持）される。
【００４７】
そして、高分子／液晶複合層５の液晶分子は、画素容量ＣＡを形成する高分子容量ＣＰと液晶容量ＣＬＣとのうち、液晶容量ＣＬＣにチャージされた電圧により基板２，３に対して立ち上がるように配向する。
【００４８】
ところで、ポリマーネットワーク６を誘電層とする高分子容量ＣＰは、温度による静電容量の変化が比較的小さい。それに対して、ネマティック液晶７を誘電層とする液晶容量ＣＬＣは、静電容量の温度依存性が大きく、温度によって静電容量が大きく変化する。
【００４９】
すなわち、液晶容量ＣＬＣは、温度が高くなると、ネマティック液晶のΔε（誘電率異方性）が小さくなり、それに伴って静電容量が小さくなる。また、温度が低くなると、ネマティック液晶のΔεが大きくなり、それに伴って静電容量が大きくなる。従って、高分子容量ＣＰの容量値と液晶容量ＣＬＣの容量値との比が温度によって変化する。
【００５０】
そして、画素への印加電圧（画素電極８ａ，８ｂ，８ｃと共通電極１０との間に印加された電圧）は、高分子容量ＣＰと液晶容量ＣＬＣとに、それぞれの容量値に対応した比率で分圧されてチャージされる。
【００５１】
そのため、画素への印加電圧、つまり画素容量ＣＡにチャージされる電圧が一定値の電圧であっても、温度による高分子容量ＣＰの容量値と液晶容量ＣＬＣの容量値との比の変化に伴って、液晶容量ＣＬＣにチャージされる電圧、つまり高分子／液晶複合層５の液晶７に印加される電圧が変化する。
【００５２】
ここで、画素への印加電圧をＶＯＮ、高分子／液晶複合層５の液晶７に印加される電圧をＶＬＣ、高分子容量ＣＰの静電容量をＣＰｆ、液晶容量ＣＬＣの静電容量をＣＬＣｆとすると、画素への印加電圧ＶＯＮに対して、液晶７に印加される電圧ＶＬＣは、
ＶＬＣ＝ＶＯＮ×ＣＰｆ／（ＣＰｆ＋ＣＬＣｆ）
の式で表される。
【００５３】
そして、高分子容量ＣＰの静電容量をＣＰｆと液晶容量ＣＬＣの静電容量をＣＬＣｆとの比は温度によって変化するため、画素への印加電圧ＶＯＮが一定であっても、高分子／液晶複合層５の液晶７に印加される電圧ＶＬＣが、温度によって変化してしまう。
【００５４】
図５は、高分子／液晶複合層５が上述したＰＮＭ−１７０の混合溶液により形成され、一つの画素の面積が３１０ｍｍ２、前記高分子／液晶複合層の層厚が７μｍに設定された液晶表示素子１の電圧−透過率特性図であり、温度が１０℃であるときの電圧−透過率特性と、温度が−１０℃であるときの電圧−透過率特性と、温度が２５℃であるときの電圧−透過率特性と、温度が４０℃であるときの電圧−透過率特性を示している。なお、図５及び後述の図６、図７では、透過強度が最大になるときの印加電圧での透過率が１００％になるように温度条件毎に規格化している。
【００５５】
図５のように、前記液晶表示素子１は、電圧−透過率特性に温度依存性があり、例えば１０℃において所定の電圧−透過率特性が得られるように設計された液晶表示素子の場合は、温度が１０℃よりも低くなると電圧−透過率特性が高電圧側にシフトして所定の電圧を印加したときの透過率が低くなり、温度が１０℃よりも高くなると電圧−透過率特性が低電圧側にシフトして所定の電圧を印加したときの透過率が高くなる。そのため、温度によって表示品質が大きく変化する。
【００５６】
しかし、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示素子１の画素電極８ａ，８ｂ，８ｃと共通電極１０との間に電圧を印加する駆動回路１４からの電圧の供給ラインに可変容量Ｃａｄを介在させ、可変容量制御手段１６により、前記可変容量Ｃａｄの容量値を温度に応じて制御するようにしているため、温度の変化にかかわらず常に良好な表示品質を得ることができる。
【００５７】
すなわち、この実施例の液晶表示装置においては、画素容量ＣＡと可変容量Ｃａｄとの直列接続回路の両端間に駆動回路１４から供給された電圧が印加され、その電圧が、高分子容量ＣＰと液晶容量ＣＬＣと可変容量Ｃａｄとに、それぞれの容量値に対応した比率で分圧されてチャージされる。
【００５８】
一方、画素容量ＣＡを形成する高分子容量ＣＰと液晶容量ＣＬＣの容量値との比は、温度によって変化し、温度が高くなるのに伴って液晶容量ＣＬＣの容量値が小さくなり、温度が低くなるのに伴って液晶容量ＣＬＣの容量値が大きくなる。
【００５９】
そして、駆動回路１４からの供給電圧は、高分子容量ＣＰと液晶容量ＣＬＣと可変容量Ｃａｄとに、それぞれの容量値に対応した比率で分圧されてチャージされるため、可変容量Ｃａｄの容量値が一定である場合は、温度の変化に伴って液晶容量ＣＬＣにチャージされる電圧が変化する。すなわち、温度が高くなると、液晶容量ＣＬＣの容量値が小さくなるため、駆動回路１４からの供給電圧に対する液晶容量ＣＬＣへのチャージ電圧の比率が大きくなる。また、温度が低くなると、液晶容量ＣＬＣの容量値が大きくなるため、前記供給電圧に対する液晶容量ＣＬＣへのチャージ電圧の比率が小さくなる。
【００６０】
従って、可変容量Ｃａｄの容量値が一定である場合は、駆動回路１４からの供給電圧が一定値の電圧であっても、温度の変化に伴って液晶容量ＣＬＣにチャージされる電圧、つまり高分子／液晶複合層５の液晶７に印加される電圧が変化し、画素の透過率が変化してしまう。
【００６１】
しかし、この実施例の液晶表示装置によれば、温度に応じて可変容量Ｃａｄの容量値を、駆動回路１４から供給された電圧に対する液晶容量ＣＬＣにチャージされる電圧の温度による変化を補償するように制御することにより、供給電圧の高分子容量ＣＰと液晶容量ＣＬＣと可変容量Ｃａｄへの分圧比を調整し、液晶容量ＣＬＣに、駆動回路１４から供給された電圧に対して所定の比率の値の電圧をチャージすることができる。
【００６２】
すなわち、高分子容量ＣＰと液晶容量ＣＬＣとが直列に接続された画素容量ＣＡの容量値が一定であると仮定すると、可変容量Ｃａｄの容量値を小さくするのに伴って可変容量Ｃａｄへのチャージ電圧の比率が大きくなることから、駆動回路１４からの供給電圧に対する画素容量ＣＡへのチャージ電圧の比率が小さくなり、また、可変容量Ｃａｄの容量値を大きくするのに伴って可変容量Ｃａｄへのチャージ電圧の比率が小さくなることから、前記供給電圧に対する画素容量ＣＡへのチャージ電圧の比率が大きくなる。
【００６３】
そして、画素容量ＣＡへのチャージ電圧は、高分子容量ＣＰと液晶容量ＣＬＣとに、それぞれの容量値に対応した比率で分圧されるため、可変容量Ｃａｄの容量値を小さくするのに伴って、駆動回路１４からの供給電圧に対する液晶容量ＣＬＣへのチャージ電圧の比率が小さくなり、可変容量Ｃａｄの容量値を大きくするのに伴って、前記供給電圧に対する液晶容量ＣＬＣへのチャージ電圧の比率が大きくなる。
【００６４】
従って、可変容量Ｃａｄの容量値を、温度が高くなるのに伴って容量値が小さくなり、温度が低くなるのに伴って容量値が大きくなるように制御することにより、駆動回路１４から供給された電圧に対する液晶容量ＣＬＣにチャージされる電圧の温度による変化を補償することができる。
【００６５】
そのため、温度が変化しても、液晶容量ＣＬＣに、駆動回路１４から供給された電圧に対して所定の比率の値の電圧をチャージさせることができる。そして、高分子／液晶複合層５の液晶分子は、液晶容量ＣＬＣにチャージされた電圧により基板２，３に対して立ち上がるように配向するため、温度の変化にかかわらず常に良好な表示品質を得ることができる。
【００６６】
この液晶表示装置において、可変容量制御手段１６は、例えば、所定の温度範囲における最も低い温度において可変容量Ｃａｄの容量値を最も大きくなるように制御し、温度が高くなるのに伴って可変容量Ｃａｄの容量値を小さくなるように制御するように構成する。
【００６７】
前記可変容量Ｃａｄの容量値の制御例を説明すると、可変容量Ｃａｄの容量値は、例えば、各温度における可変容量Ｃａｄの容量値と透過率が５０％になる電圧との関係に基づいて求める。
【００６８】
図６は、１０℃の温度において、２．３Ｖの電圧を印加したときの透過率が５０％になるように設計された液晶表示装置の１０℃、２５℃、４０℃の各温度における可変容量Ｃａｄの容量値と透過率が５０％になる電圧との関係を示している。
【００６９】
この液晶表示装置の場合、１０℃の温度においては、可変容量Ｃａｄの容量値を無限大（∞）にしたときに、２．３Ｖの電圧の印加したときの透過率が５０％になる。なお、図６に示した可変容量Ｃａｄの容量値は０〜４５ｎＦの範囲であり、１０℃の曲線は、図６の横軸を右方向に延長した容量値∞の位置において、図に一点鎖線で示した２．３Ｖ線と交差する。
【００７０】
すなわち、可変容量Ｃａｄの容量値を∞にすると、可変容量Ｃａｄが短絡状態になって駆動回路１４から供給された電圧がそのまま画素電極８ａ，８ｂ，８ｃと共通電極１０との間に印加され、設計された表示特性が得られる。
【００７１】
また、図６のように、２５℃の温度においては、可変容量Ｃａｄの容量値を３３ｎＦにしたときに、２．３Ｖの電圧を印加したときの透過率が５０％になり、４０℃の温度においては、可変容量Ｃａｄの容量値を６ｎＦにしたときに、２．３Ｖの電圧を印加したときの透過率が５０％になる。
【００７２】
従って、可変容量Ｃａｄの容量値は、１０℃の温度において無限大になり、２５℃の温度において３３ｎＦになり、４０℃の温度において６ｎＦになるように制御すればよく、このように温度に応じて可変容量Ｃａｄの容量値を制御することにより、温度の変化にかかわらず常に良好な表示品質を得ることができる。
【００７３】
図７は、１０℃の温度において、２．３Ｖの電圧を印加したときの透過率が５０％になるように設計された液晶表示装置の可変容量Ｃａｄの容量値と電圧−透過率特性の関係を示している。
【００７４】
図７のように、可変容量Ｃａｄの容量値を温度の変化にかかわらず無限大にしたときは、温度が例えば２５℃に変化すると、電圧−透過率特性が、１０℃の温度における電圧−透過率特性に対して低電圧側にシフトする。しかし、２５℃の温度において可変容量Ｃａｄの容量値を３３ｎＦに制御すると、電圧−透過率特性が１０℃の温度における電圧−透過率特性に一致する。
【００７５】
上記制御例は、１０℃の温度において可変容量Ｃａｄの容量値を無限大に制御し、１０℃よりも温度が高くなるのに伴って可変容量Ｃａｄの容量値を小さくなるように制御するため、１０℃以上の温度において、温度の変化にかかわらず常に良好な表示品質を得ることができる。従って、上記制御例は１０℃以上の温度範囲で使用される液晶表示装置に適している。
【００７６】
なお、上記制御例では、１０℃の温度において可変容量Ｃａｄの容量値を無限大に制御しているが、可変容量Ｃａｄの容量値を無限大に制御する温度は他の温度でもよい。すなわち、可変容量Ｃａｄの容量値を無限大に制御する温度は、所定の温度範囲における最も低い温度であればよく、このようにすることにより、前記所定の温度範囲において、温度の変化にかかわらず常に良好な表示品質を得ることができる。
【００７７】
また、可変容量制御手段１６は、所定の温度において可変容量Ｃａｄの容量値を所定の値に制御し、温度が前記所定の温度よりも高くなるのに伴って可変容量Ｃａｄの容量値を前記所定の値よりも小さくなるように制御し、温度が前記所定の温度よりも低くになるのに伴って可変容量Ｃａｄの容量値を前記所定の値よりも大きくなるように制御するように構成してもよい。
【００７８】
その場合、前記所定の温度を例えば１０℃としたときは、１０℃よりも低い温度でも、また１０℃よりも高い温度でも、温度の変化にかかわらず常に良好な表示品質を得ることができる。
【００７９】
さらに、可変容量制御手段１６は、可変容量Ｃａｄの容量値を、何れの温度においても、駆動回路１４から供給された電圧に対して一定の比率の値の電圧が画素容量ＣＡにチャージされるように制御するように構成するのが望ましい。このようにすることにより、画素容量ＣＡにチャージされる電圧の温度による変化をより効果的に補償し、温度変化の影響を殆ど受けない表示を行なうことができる。
【００８０】
なお、上記実施例の液晶表示素子１は時刻表示を行なうものであり、図３のように、時及び分を表示するための画素電極８ａ，８ｂが縦長または横長形状に形成され、コロンを表示するための画素電極８ｃがドット形状に形成されているため、時及び分を表示する画素と、コロンを表示する画素とは、異なる静電容量をもっている。
【００８１】
従って、時及び分を表示する各画素に対応する各可変容量Ｃａｄの容量値は、駆動回路１４からの供給電圧に対する時及び分を表示する画素の液晶容量ＣＬＣにチャージされる電圧の温度による変化を補償するように制御し、コロンを表示する画素に対応する可変容量Ｃａｄの容量値は、駆動回路１４からの供給電圧に対するコロンを表示する画素の液晶容量ＣＬＣにチャージされる電圧の温度による変化を補償するように制御すればよい。このようにすることにより、時及び分を表示する画素とコロンを表示する画素の両方の表示品質を、温度の変化にかかわらず常に良好に維持することができる。
【００８２】
また、時及び分を表示する画素に対応する可変容量Ｃａｄとしての可変容量素子１５と、コロンを表示する画素に対応する可変容量Ｃａｄとしての可変容量素子１５は、それぞれの温度に応じた容量値の制御範囲以上の範囲で容量値を制御できるものであればよい。
【００８３】
なお、上記実施例の液晶表示素子１は時刻表示を行なうものであるが、液晶表示素子は、例えばキャラクタ表示等の他の表示を行なうものでもよい。さらに液晶表示素子は、スタティック駆動型されるものに限らず、時分割駆動されるものでもよい。
【００８４】
すなわち、液晶表示素子は、高分子／液晶複合層を挟んで対向する第一と第二の基板の一方に、行方向に延伸された複数の走査電極を設け、他方の基板に列方向に延伸された複数の信号電極を設けた単純マトリックス型のものでもよい。その場合は、駆動回路から各信号電極への電圧の供給ラインにそれぞれ可変容量を介在させ、その各可変容量の容量値を温度に応じて制御するようにすればよい。
【００８５】
また、液晶表示素子１は、高分子／液晶複合層を挟んで対向する第一と第二の基板の一方に、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）に接続された画素電極を行方向及び列方向に配列させて配置すると共に、各行のＴＦＴに走査信号（ゲート信号）を供給する走査信号線と各列のＴＦＴにデータ信号を供給するデータ信号線とを設け、他方の基板に前記各画素電極と対向する共通を設けたアクティブマトリックス型のものでもよい。その場合は、駆動回路から各データ信号電極への電圧の供給ラインにそれぞれ可変容量を介在させ、その各可変容量の容量値を温度に応じて制御するようにすればよい。
【００８６】
さらに、上記実施例の液晶表示素子１は、外光を利用する反射表示を行なうものであるが、液晶表示素子は、表示面側とは反対側に配置された光源からの光を利用する透過表示を行なうものでもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１…液晶表示素子、２，３…基板、５…高分子／液晶複合層、６…ポリマーネットワーク、７…液晶、８ａ，８ｂ，８ｃ…画素電極（第一の電極）、９…画素電極端子。１０…共通電極（第二の電極）、１１…共通電極端子、ＣＡ…画素容量、ＣＰ…高分子容量、ＣＬＣ…液晶容量、１２…駆動手段、１３…電源、１４…駆動回路、１５…可変容量素子、Ｃａｄ…可変容量、１６…可変容量制御手段、１７…温度センサ、１８…可変容量制御部
【図１】
2012032540.tif 000003
【図２】
2012032540.tif 000004
【図３】
2012032540.tif 000005
【図４】
2012032540.tif 000006
【図５】
2012032540.tif 000007
【図６】
2012032540.tif 000008
【図７】
2012032540.tif 000009