(57)【要約】【課題】  ベストな表示品位を保持し、また書換え時間もストレスを与えない水準に保持しつつ、動作温度を拡大する方法を提供する。【解決手段】本発明は、コレステリック液晶のマトリックス駆動において、単一のライン走査でコントラストを画素に設定する第一の駆動手段と、コレステリック液晶のマトリックス駆動において、複数の並列ライン走査で画素を設定する第二の駆動手段と、予め設定された設定条件に従って、駆動方式を第一の駆動手段または第二の駆動手段に切り替える駆動切替え手段と、を有することを特徴とするコレステリック液晶の表示装置に関する。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス駆動を適用するコレステリック液晶の表示装置において、
単一のライン走査でコントラストを画素に設定する第一の駆動手段と、
複数の並列ライン走査で画素を設定する第二の駆動手段と、
予め設定された設定条件に従って、駆動方式を前記第一の駆動手段または前記第二の駆動手段に切り替える駆動切替え手段と、
を有することを特徴とするコレステリック液晶の表示装置。
【請求項２】
前記第一の駆動手段は、前記液晶分子の配向が明表示となるプレーナ状態を初期状態とし、暗表示となるフォーカルコニック状態の混在率を増加させることを特徴とする請求項１に記載のコレステリック液晶の表示装置。
【請求項３】
前記第二の駆動手段は、前記液晶分子の配向をホメオトロピック状態に初期化する準備期間、走査後のプレーナ状態とフォーカルコニック状態の混在率を選択する選択期間、走査後のプレーナ状態とフォーカルコニック状態の混在率を確定する展開期間のステージで構成されることを特徴とする請求項１に記載のコレステリック液晶の表示装置。
【請求項４】
前記表示装置は、温度センサを備え、
前記温度センサの検出温度が設定範囲内であれば、前記第二の駆動手段を、設定範囲外であれば前記第一の駆動手段を選択することを特徴とする請求項１または２に記載のコレステリック液晶の表示装置。
【請求項５】
前記駆動切替え手段は、前記設定条件に設定された、前記第一の駆動手段及び前記第二の駆動手段による表示コントラストが逆転する温度周辺で、かつ前記コントラストがより高くなる駆動方式に切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコレステリック液晶の表示装置。
【請求項６】
前記駆動切替え手段は、前記温度周辺を緩衝領域とし，その緩衝領域では温度の上昇時と下降時でいずれかの駆動方式に使い分け、温度の上昇時には前記第二の駆動手段、下降時には前記第一の駆動手段を選択することを特徴とする請求項５に記載のコレステリック液晶の表示装置。
【請求項７】
マトリックス駆動を適用するコレステリック液晶の表示方法において、
単一のライン走査でコントラストを画素に設定する第一の駆動工程と、
複数の並列ライン走査で画素を設定する第二の駆動工程と、
予め設定された設定条件に従って、前記第一の駆動手段及び前記第二の駆動手段による駆動方式を切り替える駆動切替え工程と、
を有することを特徴とするコレステリック液晶の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コレステリック液晶の表示装置及びその表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各企業・大学で電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーが期待されている応用市場として、電子書籍を筆頭として、モバイル端末のサブディスプレイやＩＣカードの表示部など、多用な応用携帯が提案されている。電子ペーパーの有力な方式の1つに、コレステリック液晶がある。
【０００３】
コレステリック液晶は、半永久的な表示保持（メモリ性）や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像性といった優れた特徴を有する。コレステリック液晶は、ネマティック液晶にキラル性の添加剤（カイラル材とも称される）を比較的多く（数十％）添加することにより、ネマティック液晶の分子が螺旋状のコレステリック相を形成する。
【０００４】
また、コレステリック液晶は、その液晶分子の配向状態で表示が制御される。コレステリック液晶には、入射光を反射するプレーナ状態と、透過するフォーカルコニック状態があり、これらは無電界下でも安定して存在する。そして、液晶層と別に光吸収層を設けることで、フォーカルコニック状態時には黒色を表示させることができる。
【０００５】
また、コレステリック液晶に強い電界を与えると、その最中は、全ての分子が電界の向きに従うホメオトロピック状態になる。このホメオトロピック状態から急激に電界をゼロにすると、液晶の螺旋軸は電極に垂直になり、螺旋ピッチに応じた光を選択的に反射するプレーナ状態になる。
【０００６】
さらに、コレステリック液晶分子の螺旋構造が解けない程度の弱い電界を形成した後、電界を除去した場合、液晶の螺旋軸は電極に平行になり、入射光を透過するフォーカルコニック状態となる。また、中間的な強さの電界を与えた後、急激に除去すると、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在して中間調の表示が可能となる。
【０００７】
こうしたコレステリック液晶の状態変化を利用した表示装置の駆動方式には、単純マトリックス方式とＴＦＴ方式があるが、製造コスト面から単純マトリックス方式が主流となっている。その単純マトリックス駆動は、さらに、ダイナミック駆動（以降、ＤＤＳ（Dynamic Driving Scheme）と略記）とコンベンショナル駆動に大別される。
【０００８】
コンベンショナル駆動は、選択パルスのみの１段階の電圧印加によって液晶分子の配向状態を制御するものである。フォーカルコニック配向にするためのリセット電圧を全コモン電極に印加した後、コモン電極を一本ずつ順次選択して選択電圧を印加する駆動方法である。プレーナ配向状態の反射率が高く、高コントラストな表示が得られるが、書換え速度が遅いという欠点を有している。
【０００９】
この欠点を補う方式としてＤＤＳによる駆動方式が提案されている。ＤＤＳは、コンベンショナル駆動の選択パルスの前後に、準備パルスと展開パルスが加えられた３段階の電圧印加によって液晶分子の配向を制御するものである。準備パルスは、コレステリック液晶をホメオトロピック状態に初期化し、展開パルスは、選択パルスによって描画を行う画素の階調を選択した後、その階調（プレーナ状態からフォーカルコニック状態までの階調）を確定させる。ＤＤＳは、高速性と高コントラスト性を備えた駆動方式として有用性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１―１０１５８２号公報
【特許文献２】特開２００７―１０１５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、ＤＤＳによる駆動方式は、表示の温度範囲が狭いという問題を抱える。ＤＤＳでは、例えば、４０℃以上の高温になると、コントラストが著しく低下してしまう。デジタルサイネージや電子書籍など、電子ペーパーとしての用途となると、保証できる動作温度の上限が４０℃程度では狭く、より広い動作温度の実現が望まれている。
【００１２】
そこで、本発明では、動作温度の範囲の拡大を可能とするコレステリック液晶の表示技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明の一つの態様は、マトリックス駆動を適用するコレステリック液晶の表示装置において、単一のライン走査でコントラストを画素に設定する第一の駆動手段と、複数の並列ライン走査で画素を設定する第二の駆動手段と、予め設定された設定条件に従って、駆動方式を前記第一の駆動手段または前記第二の駆動手段に切り替える駆動切替え手段と、を有することを特徴とするコレステリック液晶の表示装置に関する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コレステリック液晶の表示装置において、表示品位と書換え時間の満足性を保持しつつ、動作マージンの広範囲化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】コレステリック液晶の配向状態を説明する図である。
【図２】一般的なコレステリック液晶の応答特性例を示す図である。
【図３】コレステリック液晶の代表的な駆動方式を示す図である。
【図４】コンベンショナル駆動の波形概要図である。
【図５】コンベンショナル駆動の２つのパターンを示す図である。
【図６】ダイナミック駆動の波形概要図である。
【図７】ダイナミック駆動とコンベンショナル駆動（VR左）の温度依存性（その１：明度の比較）を示す図である。
【図８】ダイナミック駆動とコンベンショナル駆動（VR左）の温度依存性（その２：コントラストの比較）を示す図である。
【図９】コンベンショナル駆動（VR右）を加えた場合の明度比較を示す図である。
【図１０】コンベンショナル駆動（VR右）を加えた場合のコントラスト比較を示す図である。
【図１１】コンベンショナル駆動（VR左）の書換え時間に対する明度の温度依存性評価を示す図である。
【図１２】コンベンショナル駆動（VR左）の書換え時間に対するコントラストの温度依存性評価を示す図である。
【図１３】温度の緩衝領域を考慮した駆動方式の切替え方法を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態になるコレステリック液晶によるＲＧＢカラー表示素子の構成例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態になるコレステリック液晶の表示装置の構成例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態になるコレステリック液晶の表示装置における駆動方式切替えの制御フロー（全体フロー）を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態になるコレステリック液晶の表示装置における駆動方式切替えの制御フロー（温度による切替え制御）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態につき、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、コレステリック液晶の配向状態を説明する図である。コレステリック液晶を用いた表示素子は、透明電極が施された上側基板１と透明電極が施された下側基板３との間にコレステリック液晶２を挟んだ構造を有する。コレステリック液晶には、図１（ａ）に示すように入射光を反射するプレーナ状態（以降、Ｐ状態と略記）と、図１（ｂ）に示すように入射光を透過するフォーカルコニック状態（以降、ＦＣ状態と略記）と、があり、これらの状態は、無電界下でも安定してその状態が保持される。
【００１８】
Ｐ状態の時には、液晶分子の螺旋ピッチに応じた波長の光を反射する。反射が最大となる波長λは、液晶の平均屈折率ｎ、螺旋ピッチｐから次の式で表される。 .
λ＝ｎ・ｐ
反射帯域Δλは、液晶の屈折率異方性Δｎにより決定され、Δｎを大きくするとΔλに伴って大きくなる。
【００１９】
Ｐ状態の時には、入射光が反射するので「明」状態、つまりλに対応する色（例えば、λが５５０ｎｍなら緑）を表示することができる。一方、ＦＣ状態の時には、下側基板３の下に光吸収層を設けることにより、液晶層を透過した光が吸収されるので「暗」状態、つまり黒を表示することができる。
【００２０】
図２は、一般的なコレステリック液晶の応答特性例を示す。横軸は、コレステリック液晶を挟む電極間に所定のパルス幅で印加されるパルス電圧の電圧値（Ｖ）を表し、縦軸は、コレステリック液晶の反射率（％）を表している。図２に示す実線の曲線Ｐ⇒ＦＣは、初期状態がＰ状態のコレステリック液晶の電圧−反射率特性を示し、破線の曲線ＦＣ⇒ＰＬは、初期状態がＦＣ状態のコレステリック液晶の電圧−反射率特性を示している。
【００２１】
図２において、電極間に強い電界（例えば、３２Ｖ以上）を与えると、その最中は、液晶分子の螺旋構造は完全にほどけて、全ての分子が電界の方向に従うホメオトロピック状態（以降、ＨＴ状態と略記）になる。次に、液晶分子がＨＴ状態の時に、印加する電圧をＶＰ１００から所定の低電圧ＶＦ０に急激に低下させて液晶中の電界をほぼゼロにすると、液晶の螺旋軸は電極に垂直になり螺旋ピッチに応じた光を選択的に反射するＰ状態になる。
【００２２】
一方、液晶分子の螺旋構造が解けない程度の弱い電界の形成後の電界除去（例えば、１６〜２４Ｖ程度）、あるいは強い電界をかけ緩やかに電界を除去した場合は、液晶の螺旋軸は電極に平行になり、入射光を透過するＦＣ状態になる。
【００２３】
また、中間的な強さの電界（例えば、８〜１６Ｖ、２４〜３２Ｖ程度）を印加し、急激に電界を除去すると、Ｐ状態とＦＣ状態が混在し、中間調の表示が可能となる。
【００２４】
以上のような電圧印加によって液晶分子の配向状態が変化する現象を利用して情報の表示を行う。
【００２５】
液晶の表示装置としての駆動方式には、単純マトリックス方式とＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式があるが、製造コストの面で、コレステリック液晶では単純マトリックス方式が主流である。単純マトリックス駆動では、全画素に何らかの電圧が印加され、選択ラインには全選択（ＣＯＭ：ＯＮ、ＳＥＧ：ＯＮ）と半選択（ＣＯＭ：ＯＮ，ＳＥＧ：ＯＦＦ）、非選択ラインには非選択（ＣＯＭ：ＯＦＦ、ＳＥＧ：ＯＮ／ＯＦＦ）というように区分される。
【００２６】
図３は、コレステリック液晶の代表的な駆動方式を示す。コレステリック液晶の単純マトリックス駆動は、図３に示されるように、ダイナミック駆動（以降、ＤＤＳと略記）とコンベンショナル駆動に大別される。コンベンショナル駆動は、ＳＴＮ液晶を始めとした単純マトリックス駆動の最もクラシカルなもので、その駆動波形は、描画を行わない非選択パルスと描画を行う選択パルスの２つからなる。
【００２７】
コンベンショナル駆動では、描画を行う画素に対して、選択（または非選択）パルスの１ステージのみで階調の選択から確定までを行う駆動方式である。但し、書き換えに時間がかかるという難点がある。
【００２８】
一方、ＤＤＳは、コンベンショナル駆動を構成する選択パルス（または非選択パルス）に加え、準備パルス（Preparation）と展開パルス（Evolution）が、選択パルスの前後に印加される。準備パルスとは、コレステリック液晶をＨＴ状態に初期化するものである。また、展開パルスとは、選択パルスによって描画を行う画素の階調を選択した後、その階調（Ｐ状態からＦＣ状態までの階調）を確定させるものである。ＤＤＳは、コンベンショナル駆動に比べて高速に駆動でき、かつ高コントラスト性を備えた駆動方式として、有用性が高い。
【００２９】
図４は、コンベンショナル駆動の波形概要図を示す。図中、非選択パルスはNon-Select、選択パルスはSelectionと表記している。コンベンショナル駆動では、選択パルス（Selection）で描画を行う画素に対して、階調の選択から確定まで行う。
【００３０】
また、コレステリック液晶では、コンベンショナル駆動を更に２つに大別できる。
【００３１】
図５は、コンベンショナル駆動の２つのパターンを示す。その１つは、初期化パルス（Reset）でＰ状態に初期化した後、選択パルスでＦＣ状態の混在率を増やしていくタイプ（以降、ＶＲ左駆動と略記、図中（１）の部分）である。もう１つは、初期化パルス（Reset）でＰ状態の混在率を増やしていくタイプ（以降、ＶＲ右駆動と略記、図中（２）の部分）である。
【００３２】
ＶＲ左駆動とＶＲ右駆動には、それぞれ以下のような特徴がある。
（１）ＶＲ左駆動：比較的高速に描画できるが、コントラストはやや劣る。
（２）ＶＲ右駆動：コントラストは高いが、描画は比較的低速になる。
【００３３】
つぎに、ＤＤＳについて説明する。
【００３４】
図６は、ダイナミック駆動の波形概要図を示す。ＤＤＳによる駆動期間は、３つのステージに大別され、先頭から、準備（Preparation）期間、選択（Selection）期間、および展開（Evolution）期間からなる。Preparation期間、Selection期間、およびEvolution期間の前後には、非選択期間が設けられている。
【００３５】
Preparation期間は、液晶をＨＴ状態に初期化する期間である。Preparation期間では、比較的高電圧の複数のPreparationパルスが印加される。Selection期間は、最終的な状態をＰ状態（明状態：白表示）かＦＣ状態（暗状態：黒表示）に分岐するきっかけを与える期間である。Selection期間では、Ｐ状態にスイッチングする時には高電圧のパルスが印加され、ＦＣ状態にスイッチングする時には低電圧のパルスが印加される。
【００３６】
Evolution期間は、直前のSelection期間での過渡状態への変化を受けて、Ｐ状態またはＦＣ状態に確定させる。Evolution期間では、PreparationパルスとSelectionパルスの間の電圧の複数のEvolutionパルスが印加される。
【００３７】
コンベンショナル駆動は、１つのSelection期間で階調の選択・確定を行うため、長い時間を要する。それに対してダイナミック駆動では、初期化・階調選択・階調確定という、機能が異なる３つのパルスに分割される。書換え速度、つまりスキャン速度は、階調を選択するSelection期間の時間に相当する。従い、ダイナミック駆動では、階調を選択するSelection期間と階調の確定を行うEvolution期間を分割しているため、Selection期間を圧倒的に短くすることが可能となる。
【００３８】
図６の選択パルス印加の例では、±１２Ｖをパルス幅０ｍｓ（デューティ０％、黒表示）〜０．７ｍｓ（デューティ１００％、白表示）の範囲内のパルス幅、例えば０．０５ｍｓによってデューティ７％の中間調を形成させている。
【００３９】
このように、ＤＤＳによる駆動方式は、コンベンショナル駆動には困難な高速スキャンが可能で、実用性のある明るさ・コントラストが実現できるため、電子書籍のような高速書換えが必要となる用途に向いている。
【００４０】
以上のコンベンショナル駆動及びダイナミック駆動（ＤＤＳ）の特性を踏まえ、本発明では、２つの駆動方式を切り替えて使用し、ベストな表示品位を保持し、また書換え時間もストレスを与えない水準に保持しつつ、動作温度を拡大する方法を実現する。
【００４１】
ＤＤＳが実用に耐えうる高い温度までは、ＤＤＳで駆動し、非実用的な表示品位になる温度からはコンベンショナル駆動とする。但し、ＤＤＳとコンベンショナル駆動がオーバーラップする緩衝領域もあり、その緩衝領域でどちらの駆動方式を選択するかについては後述する。
【００４２】
まず、ＤＤＳとコンベンショナル駆動を使い分けるための基本となる温度依存性を図７及び図８を用いて説明する。
【００４３】
図７は、ダイナミック駆動とコンベンショナル駆動（ＶＲ左）の温度依存性（その１）を示す。横軸は温度、縦軸は明度を示している。明度の比較では、明度はいずれの温度でもコンベンショナル駆動がやや有利と言える。
【００４４】
図８は、ダイナミック駆動とコンベンショナル駆動（ＶＲ左）の温度依存性（その２）を示す。横軸は温度、縦軸はコントラストを示している。コントラストの比較では、約４３℃未満はＤＤＳが優位、特に常温である２５℃ではＤＤＳが圧倒的に優位である。約４３℃以上となると、コンベンショナル（ＶＲ左）駆動が、２秒ほどの描画時間とすることで逆転することが分かった。
【００４５】
一般に、表示品位は、明度よりもコントラストが圧倒的に支配することが分かっているため、コントラスト特性に基づくのが賢明である。
【００４６】
なお、図８、９に記してある秒数は、ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）の全画素を描画する時間である。
【００４７】
また、コンベンショナル駆動は、書換え時間が長いほど、コントラストが向上する傾向があるが、ＤＤＳは、書換え時間を長くしてもコントラストが上がることはなく、約０．７秒がコントラストのピークとなっている。
【００４８】
ここで、コンベンショナル（ＶＲ右）駆動について、さらに明度及びコントラストを比較したグラフを図９、１０に示す。なお、書換え時間はＸＧＡで２．６秒である。
【００４９】
図９、図１０は、コンベンショナル駆動（ＶＲ右）を加えた場合の明度比較、コントラスト比較を示す。ＶＲ右駆動の場合、書換え時間を２．６秒程度とすると、明度はＤＤＳとほぼ同等、コントラストはＶＲ左駆動とほぼ同等となったが、既述したように、書換え時間の点でＶＲ左駆動が有利であることを確認した。
【００５０】
図１１は、コンベンショナル駆動（ＶＲ左）の書換え時間に対する明度の温度依存性評価を示す。同じ温度であれば、書換え時間を長くしても明度はさほど変わらない。温度が上がると明度が下がっているが、これは駆動に起因するものではなく、コレステリック液晶の特性を反映したものである。
【００５１】
図１２、コンベンショナル駆動（ＶＲ左）の書換え時間に対するコントラストの温度依存性評価を示す。書換え時間が長いほどコントラストには有利であることが示され、図９のＤＤＳの温度依存性と比較しても、コンベンショナル駆動の書換え時間が１．８秒程度であれば、コントラストの点から、高温時の表示品位を大きく損ねず、書換え時間の点からも、ユーザにストレスを与えることはないと考える。
【００５２】
次に、図６の説明で言及した緩衝領域について説明する。
【００５３】
図１３は、温度の緩衝領域を考慮した駆動方式の切替え方法を示す。ダイナミック駆動とコンベンショナル駆動のコントラストが逆転する温度で、いずれか優位な駆動方式にスイッチングするようにするのが一つの方法である。しかしながら、温度の上昇時と下降時とではヒステリシスがあり、そのヒステリシスを考慮しつつ切替えを行う方が、表示品位をより好適に保持できることが分かった。
【００５４】
例えば、温度が上昇している最中は、電子ペーパー端末に備える温度センサの検出温度よりも、コレステリック液晶層の温度の方が低い場合が一般的である。逆に、温度が下降している最中は、温度センサの検出温度よりも、コレステリック液晶層の温度の方が高い場合が一般的である。つまり、コレステリック液晶層の方が、温度センサよりも温度変化の追従が遅い。その温度変化の追従の遅さによるヒステリシスである。
【００５５】
これをカバーするため、緩衝領域において、温度が上昇していると判定された場合は、ダイナミック駆動を、温度が下降していると判定された場合は、コンベンショナル駆動を選択するようにする。
【００５６】
温度の上昇・下降の判定方法は、定期的に温度をセンシングしてその差分を見るか、描画の直前に必ず検出する温度の差分を見るなどすればよい。
【００５７】
緩衝領域の温度範囲としては、コントラストのピーク値（図８ではコントラスト１２前後）の１０％減程度とし、ユーザに画質劣化の印象を与えないようにするのがよい。
【００５８】
図８の例で言えば、４０〜４５℃の範囲を緩衝領域とする。この緩衝領域の決め方については、上記の方法に限らず、様々な変形例も考えうる。
【００５９】
なお、使用上想定される低温（例えば、−２０℃まで）では、ＤＤＳによる表示品位が著しく低下することはあまりないが、ある基準値以下の低温の場合も高温と同様に、駆動マージンが広いコンベンショナル駆動に切替えることも想定できる。
【００６０】
以上、ＤＤＳからコンベンショナル駆動への駆動方式の切替えを、コントラストを基準とした切替えによって、人間の視覚に合った表示装置が実現される。
【００６１】
図１４は、本発明の実施の形態になるコレステリック液晶によるＲＧＢカラー表示素子の構成例を示す。図１４は、本発明の制御方法を適用したＲＧＢカラー表示素子の構成例を示している。
【００６２】
コレステリック液晶を用いた各色ＲＧＢ表示素子（１０，２０，３０）は、それぞれ透明電極１１が施された上側基板１と透明電極１２が施された下側基板３との間に各色ＢＧＲコレステリック液晶２を挟んだ構造を有している。そして、各色の表示素子（１０，２０，３０）は、それぞれの表示素子に対応して、駆動方式の切り替えを制御する制御回路（４０，５０，６０）を備えている。
【００６３】
このように、上記の構造からなる各色の表示素子が積層されたＲＧＢ積層表示素子は、各制御回路（４０，５０，６０）によって制御され、良好なカラー表示が可能となる。最適な駆動条件は、ＲＧＢ各素子で異なる場合があるので、上述の自動調整はＲＧＢ個別に行うのが望ましい。
【００６４】
図１５は、本発明の実施の形態になるコレステリック液晶の表示装置の構成例を示す。表示装置は、コモンドライバ１０１及びセグメントドライバ１０２を備えた単純マトリックス駆動によって画素が形成される表示素子（ＲＧＢ）１００、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）２０１とフレームメモリ２０２を備えた制御部２００、電源部４００、電流センスアンプ１１０、ホスト制御部３００、バッファ１２０、およびホスト制御部３００に接続する、表示素子の温度を検出する温度センサ１３０及びバッテリー残量センサ１４０を有する。
【００６５】
ホスト制御部（メインＣＰＵ）３００は、駆動制御部３１０、低消費電力アプリ３２０、及び演算部３３０を備える。駆動制御部３１０は、選択期間のみ電圧を印加することで液晶分子の配向を制御するコンベンショナル駆動部３１１と、初期化期間、選択期間、維持期間の３段階の電圧印加で液晶分子の配向を制御するダイナミック駆動部３１２とを有する。また、温度センサ１３０及びバッテリー残量センサ１４０からの検出信号を監視し、予め設定されたそれぞれの閾値に従って、コンベンショナル駆動とダイナミック駆動（ＤＤＳ）による駆動方式を切り替える駆動切替え部３１３を有する。さらに、低消費電力アプリ３２０は、不使用時に低消費電力表示モードに切り替えるモードが内蔵されたアプリケーションである。
【００６６】
演算部３３０は、電流センスアンプ１１０の検出信号をデジタル化して検出データとして取り込むように制御する。演算部３３０は、表示素子の表示状態を変更しながら、検出データの取得を行い、所望の表示が行える駆動条件を決定する。ホスト制御部３００は、駆動条件調整を終了した後、決定された駆動条件にしたがって各部の制御を行う。
【００６７】
また、ホスト制御部３００は、温度センサ１３０及びバッテリー残量センサ１４０によって検出された温度データ及びバッテリー残量データに基づいて駆動方式を切り替えるための制御データ、および画像データやＰＬＤ制御データを生成する。これらのデータは、バッファ１２０を経由して、制御部２００のＰＬＤ２０１に送信され、フレームメモリ２０２に蓄積される。
【００６８】
ＰＬＤ２０１は、ＤＤＳに対応する画像データの加工やドライバ制御信号の発生を担当する。ＰＬＤ２０１からドライバＩＣへ入力する画像データは、予め誤差拡散法などにより、表示させる階調数に変換しておく。この階調変換は、誤差拡散法のほか、組織的ディザやブルーノイズマスクも適用可能である。
【００６９】
電源部４００は、例えば、３〜５Ｖ程度の入力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ等の昇圧レギュレータ（図示していない）により、単極性のドライバＩＣの場合は＋５０Ｖ、双極性のドライバＩＣの場合は負のＤＣ／ＤＣコンバータ（図示していない）も併用し、−２５〜＋２５Ｖ程度に昇圧させる。
【００７０】
電流センスアンプ１１０は、表示素子１００と電源部４００との間に配置され、表示部分の静電容量を測定し、駆動条件の調整と静電容量の検出とを繰り返して、ＤＤＳの駆動条件の最適化を行なう。最適化は、製品を始めて起動する時、あるいは定期的（例えば１ヶ月に一度）に自動実行してもよいし、ユーザが手動で行えるようなモードを備えてもよい。なお、コンベンショナル駆動では、駆動マージンが広いため、厳密な駆動条件の最適化は必要としない。
【００７１】
図１６は、本発明の実施の形態になるコレステリック液晶の表示装置における駆動方式切替えの制御フロー（全体フロー）を示す。
【００７２】
まず、温度以外でＤＤＳとコンベンショナル駆動とを使い分ける方法として消費電力を取り上げる。ここでの使い分け判定は、コレステリック液晶の表示装置（電子ペーパー端末）が具備するバッテリー残量検出手段およびアプリケーションによる超低消費電力モードを取り上げている。
【００７３】
ステップＳ１１において、予めアプリケーションなどで設定された消費電力モードを適用するか否かを判定する。消費電力モードの設定がなければ、つぎに、ステップＳ１２において、バッテリー残量を検出し、残量が所定値（例えば１０％）以下か否かを判定する。
【００７４】
バッテリー残量が所定値以下であれば、ステップＳ１３において、コンベンショナル駆動を選択する。
【００７５】
すなわち、バッテリー残量が所定値以下、あるいは低消費電力モードである場合、相対的に消費電力が大きなＤＤＳではなく、コンベンショナル駆動に自動的に切替えることによって、バッテリーの消費速度を抑えることができるようになる。
【００７６】
但し、バッテリー残量が所定値以下、あるいは低消費電力モードでも、ＡＣアダプタやＵＳＢケーブルなどで充電中である場合は、バッテリーの消耗は問題にならないので、ＤＤＳを自動的に選択することとなる。また、バッテリー残量の所定値は、例えばフル充電時の１０％としてもよいが、これも１０％に限ったことではない。上述したように、温度による駆動方式の切替えに加え、このような条件による駆動方式の切替えを備えることによって利便性の更なる向上が期待できる。
【００７７】
つぎに、バッテリー残量が所定値以下になっていなければ、ステップＳ１４において、表示装置の温度条件を判定する（ステップＳ１４の詳細は図１７に後述する）。
【００７８】
温度条件が所定条件を満足すれば、ステップＳ１３において、コンベンショナル駆動（Case A）を、所定条件を満足しないときには、ステップＳ１５において、ＤＤＳ（Case B）を選択する。温度条件による切替え制御処理の詳細を以下に示す。
【００７９】
図１７は、本発明の実施の形態になるコレステリック液晶の表示装置における駆動方式切替えの制御フロー（温度による切替え制御）を示す。
【００８０】
ステップＳ２１において、図１３で定義された温度の緩衝領域について、温度センサによって検出された表示素子の温度が該緩衝領域にあるか否かを判定する。
【００８１】
緩衝領域にあれば、ステップＳ２２において、今回の検出温度が前回の検出温度より温度上昇しているか否かを判定する。温度上昇していれば、ステップＳ２３において、ＤＤＳ（Case B）を選択し、温度上昇していなければ、ステップＳ２５において、コンベンショナル駆動（Case A）を選択する。
【００８２】
一方、ステップＳ２１において、温度センサによる検出が緩衝領域にないならば、ステップＳ２４の温度センサによる検出温度が、所定温度（例えば５０°Ｃ）以上か否かを判定する処理に進み、判定結果にしたがって上述した以降の処理を同様に行う。
【００８３】
以上のように、ＤＤＳまたはコンベンショナル駆動への駆動方式の切替えは、コントラストを基準として行なうこととしたため、人間の視覚にマッチした表示装置が実現される。
【００８４】
すなわち、本発明のコンベンショナル駆動とＤＤＳの切替え使用することにより、表示品位と書換え時間の満足性を保持しつつ、動作温度の広範囲化が達成でき、効率的な低電力化が可能となる。
【００８５】
以上述べてきた本発明の実施の態様は、以下の付記に示す通りである。
（付記１）  マトリックス駆動を適用するコレステリック液晶の表示装置において、
単一のライン走査でコントラストを画素に設定する第一の駆動手段と、
複数の並列ライン走査で画素を設定する第二の駆動手段と、
予め設定された設定条件に従って、駆動方式を前記第一の駆動手段または前記第二の駆動手段に切り替える駆動切替え手段と、
を有することを特徴とするコレステリック液晶の表示装置。
（付記２）  前記第一の駆動手段は、前記液晶分子の配向が明表示となるプレーナ状態を初期状態とし、暗表示となるフォーカルコニック状態の混在率を増加させることを特徴とする付記１に記載のコレステリック液晶の表示装置。
（付記３）  前記第二の駆動手段は、前記液晶分子の配向をホメオトロピック状態に初期化する準備期間、走査後のプレーナ状態とフォーカルコニック状態の混在率を選択する選択期間、走査後のプレーナ状態とフォーカルコニック状態の混在率を確定する展開期間のステージで構成されることを特徴とする付記１に記載のコレステリック液晶の表示装置。
（付記４）  前記表示装置は、温度センサを備え、
前記温度センサの検出温度が設定範囲内であれば、前記第二の駆動手段を、設定範囲外であれば前記第一の駆動手段を選択することを特徴とする付記１または２に記載のコレステリック液晶の表示装置。
（付記５）  前記駆動切替え手段は、前記設定条件に設定された、前記第一の駆動手段及び前記第二の駆動手段による表示コントラストが逆転する温度周辺で、かつ前記コントラストがより高くなる駆動方式に切り替えることを特徴とする付記１乃至３のいずれか１項に記載のコレステリック液晶の表示装置。
（付記６）  前記駆動切替え手段は、前記温度周辺を緩衝領域とし，その緩衝領域では温度の上昇時と下降時でいずれかの駆動方式に使い分け、温度の上昇時には前記第二の駆動手段、下降時には前記第一の駆動手段を選択することを特徴とする付記５に記載のコレステリック液晶の表示装置。
（付記７）  前記表示装置は、バッテリー残量検出手段を備え、前記駆動切替え手段は、バッテリー残量が所定値以上であれば前記第二の駆動手段による駆動方式を、そうでなければ前記第一の駆動手段による駆動方式を選択することを特徴とする付記１に記載のコレステリック液晶の表示装置。
（付記８）  前記表示装置は、低消費電力モードとしての描画モードのアプリケーションを備え、前記駆動切替え手段は、該低消費電力モードとなっている場合、前記第一の駆動手段による駆動方式を、そうでなければ前記第二の駆動手段による駆動方式を選択することを特徴とする付記１に記載のコレステリック液晶の表示装置。
（付記９）  マトリックス駆動を適用するコレステリック液晶の表示方法において、
単一のライン走査でコントラストを画素に設定する第一の駆動工程と、
複数の並列ライン走査で画素を設定する第二の駆動工程と、
予め設定された設定条件に従って、前記第一の駆動手段及び前記第二の駆動手段による駆動方式を切り替える駆動切替え工程と、
を有することを特徴とするコレステリック液晶の表示方法。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明は、コレステリック液晶を用いた表示装置の駆動制御技術に関する。
【符号の説明】
【００８７】
１  上側基板
２  コレステリック液晶
３  下側基板
１０  青色（Ｂ）表示素子
２０  緑色（Ｇ）表示素子
３０  赤色（Ｒ）表示素子
４０  青色層（Ｂｌｕｅ）用制御回路
５０  緑色層（Ｇｒｅｅｎ）用制御回路
６０  赤色層（Ｒｅｄ）用制御回路
１００  表示素子（ＲＧＢ）
１０１  コモンドライバ
１０２  セグメントドライバ
１１０  電流センスアンプ
１２０  バッファ
１３０  温度センサ
２００  制御部
２０１  ＰＬＤ
２０２  フレームメモリ
３００  ホスト制御部
３１０  駆動制御部
３２０  低消費電力アプリ
３３０  演算部
４００  電源部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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