(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加電圧を変化させることでプレーナ状態による選択反射状態又はフォーカルコニック状態による透明状態をとることができるコレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動方法であり、前記マトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させ、該マトリクス駆動のための複数の走査電極及び複数の信号電極に駆動電圧を印加するに際し、該複数の走査電極に所定の走査時間間隔で順次選択信号電圧を印加して選択状態とする一方、該複数の信号電極に書換え信号電圧を印加し、該書換え信号電圧の印加は、前記選択状態とされる走査電極毎に、該走査電極への前記選択信号電圧印加に同期して該走査電極に対応する書換え信号電圧を印加することで行い、前記選択信号電圧の印加時間を前記走査時間の２分の１とし、前記書換え信号電圧は前記走査時間内で極性が変化するとともに正負の実効電圧が前記走査時間内において等しい又は略等しい電圧とし、該書換え信号電圧は走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のそれぞれが前記選択信号電圧の印加時間と同長となる電圧とすることを特徴とする液晶表示素子の駆動方法。
【請求項２】
前記走査電極への駆動電圧の印加を出力電圧の正負切り替え可能である電源に接続された走査駆動ＩＣにより行い、該電源出力電圧の正負を前記フレーム毎に切り替えることで前記走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させる請求項１記載の液晶表示素子の駆動方法。
【請求項３】
印加電圧を変化させることでプレーナ状態による選択反射状態又はフォーカルコニック状態による透明状態をとることができるコレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動装置であり、該液晶表示素子のマトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させ、該マトリクス駆動のための複数の走査電極及び複数の信号電極に駆動電圧を印加するに際し、該複数の走査電極に所定の走査時間間隔で順次選択信号電圧を印加して選択状態とする一方、該複数の信号電極に書換え信号電圧を印加し、該書換え信号電圧の印加は、前記選択状態とされる走査電極毎に、該走査電極への前記選択信号電圧印加に同期して該走査電極に対応する書換え信号電圧を印加することで行い、前記選択信号電圧の印加時間を前記走査時間の２分の１とし、前記書換え信号電圧は前記走査時間内で極性が変化するとともに正負の実効電圧が前記走査時間内において等しい又は略等しい電圧とし、該書換え信号電圧は走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のそれぞれが前記選択信号電圧の印加時間と同長となる電圧とすることを特徴とする液晶表示素子の駆動装置。
【請求項４】
印加電圧を変化させることでプレーナ状態による選択反射状態又はフォーカルコニック状態による透明状態をとることができるコレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子と、
マトリクス駆動により該液晶表示素子を駆動するための駆動装置とを備えており、
該駆動装置は、前記液晶表示素子のマトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させ、該マトリクス駆動のための複数の走査電極及び複数の信号電極に駆動電圧を印加するに際し、該複数の走査電極に所定の走査時間間隔で順次選択信号電圧を印加して選択状態とする一方、該複数の信号電極に書換え信号電圧を印加し、該書換え信号電圧の印加は、前記選択状態とされる走査電極毎に、該走査電極への前記選択信号電圧印加に同期して該走査電極に対応する書換え信号電圧を印加することで行い、前記選択信号電圧の印加時間を前記走査時間の２分の１とし、前記書換え信号電圧は前記走査時間内で極性が変化するとともに正負の実効電圧が前記走査時間内において等しい又は略等しい電圧とし、該書換え信号電圧は走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のそれぞれが前記選択信号電圧の印加時間と同長となる電圧とすることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子の駆動方法並びに液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、液晶表示装置は、液晶表示素子と該液晶表示素子を駆動するための駆動装置などを備えている。
【０００３】
このうち液晶表示素子は、基本的に一対の基板とこれら基板間に挟持された液晶とを含んでいる。この液晶に所定の駆動電圧を印加することで液晶分子の配列を制御し、素子に入射される外光を変調して目的とする画像の表示等を行う。
【０００４】
液晶表示方式は様々なものが提案されている。近年、ネマティック液晶にカイラル材料を添加することにより、室温においてコレステリック相を示すようにしたカイラルネマティック液晶などのコレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子が研究されている。
【０００５】
このタイプの液晶表示素子は、例えば、カイラルネマティック液晶の選択反射能を利用した反射型の液晶表示素子として用い得ることが知られている。この反射型液晶表示素子では高低のパルス電圧を印加することにより液晶をプレーナ状態（着色状態）とフォーカルコニック状態（透明状態）に切り替えて表示を行なうことができる。そして、これらのプレーナ状態及びフォーカルコニック状態は電圧印加を停止した後も保持されるという、いわゆる双安定性或いはメモリー性を示し、これにより、電圧の印加を停止した後も表示が保たれるようにすることが可能である。
【０００６】
この反射型の液晶表示素子には、黒色などの背景色を利用したモノクロ（モノカラー）画像表示や２色画像表示及びフルカラー画像表示を行うものがある。
【０００７】
例えば、フルカラー表示を実現する一つの方法として、赤色表示を行う赤色液晶層、緑色表示を行う緑色液晶層及び青色表示を行う青色液晶層の少なくとも三つの液晶層を含む積層型液晶表示素子を採用することができる。かかる積層型液晶表示素子では、プレーナ状態（着色状態）のときに赤色、緑色、青色等を表示でき、フォーカルコニック状態（透明状態）のときに黒色などの背景色を表示できる。
【０００８】
このような液晶表示素子では、通常、一対の基板にそれぞれ電極が形成されており、これら基板は電極形成面が互いに向かい合うように配置されている。例えば、互いに対向する複数の走査電極と複数の信号電極とでマトリクス駆動される複数の画素で構成された画面を有するような液晶表示素子では、例えば、一対の基板のうち一方の基板に所定間隔をおいて所定方向に平行に並んだ複数の帯状の走査電極（又は信号電極）が、他方の基板に所定間隔をおいて所定方向に平行に並んだ複数の帯状の信号電極（又は走査電極）が平面からみて互いに交差するように形成されている。該両基板に形成された各電極が交差する部分が各画素を構成する。
【０００９】
この両基板に形成された各電極が液晶表示素子を駆動するための駆動装置に接続される。そして各電極に接続された駆動装置から両電極に所定の駆動電圧が印加されるなどして液晶が駆動されることで目的とする画像が表示される。
【００１０】
かかる液晶表示素子の駆動方法としては、例えば、単純マトリクス駆動方法を挙げることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
単純マトリクス駆動方法では、例えば、液晶表示素子を駆動する駆動装置として、前記複数の走査電極に接続され、該走査電極に所定の選択信号電圧を供給する走査駆動ＩＣ、及び前記複数の信号電極に接続され、該信号電極に所定の書換え信号電圧を供給する信号駆動ＩＣなどを含んでいる駆動装置を用い、前記複数の走査電極に接続される走査駆動ＩＣから一定の走査時間をおいて該各走査電極ごとに所定の選択信号電圧を印加して該各走査電極を選択状態とするとともに、前記複数の信号電極に接続される信号駆動ＩＣから前記各走査電極に印加される選択信号電圧に同期して該各信号電極ごとに所定の書換え信号電圧を印加することで前記選択信号電圧と前記書換え信号電圧との電位差の電圧を前記液晶に印加して該液晶を駆動する。
【００１２】
このような単純マトリクス駆動方法により液晶を駆動する場合、液晶に印加する電圧として、液晶の寿命向上等の観点から、例えば、各フレームにおいて電圧波形の極性が周期的に変化する交番電圧（例えば電圧波形の極性が周期的に変化する矩形パルス電圧）が採用されることがある。
【００１３】
しかし、液晶に電圧波形の極性が周期的に変化する交番電圧（例えば矩形パルス電圧）が印加されると、液晶はコンデンサとしてのはたらきがあるので、かかる交番電圧の波形繰り返し周波数が大きくなるほど、液晶を挟持する電極間に電流が流れ易くなり、それだけ液晶表示素子を駆動するための消費電力が大きくなる。また、走査駆動ＩＣには１フレーム内で交番電圧に相当する電圧を供給しなければならないので、走査駆動ＩＣには交番電界の最高電圧と最低電圧の差に相当する電圧に耐え得る性能が要求される。
【００１４】
また、この問題とは別に、単純マトリクス駆動方法においては、複数の走査電極に選択信号電圧が印加される各走査時間において、該選択信号電圧に同期して書換え信号電圧が表示させるべき画素に対応する信号電極に印加され、該表示させるべき画素に対応する液晶に該選択信号電圧と該書換え信号電圧とによる電圧が印加されるが、このとき、その書換え信号電圧により表示させるべきでない画素に対応する液晶にも電圧が印加されてしまう、いわゆる”クロストーク”という現象が発生する。
【００１５】
各画素に対応する液晶はこのクロストークを受け、画像表示において、例えば濃度が濃くあるべき画素のうちの一部が若干淡く、或いは濃度が淡くあるべき画素のうちの一部が若干濃くなり、該部分で影のように現れる、いわゆる”シャードーイング”という現象が発生する。
【００１６】
そこで本発明は、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動方法であって、該液晶表示素子を駆動するための消費電力を小さくできる液晶表示素子の駆動方法を提供することを課題とする。
【００１７】
また本発明は、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動方法であって、液晶が信号電極に印加される書換え信号電圧によるクロストークを受けたときの画像表示におけるシャードーイングを抑制でき、それだけ良好な画像表示を行うことができる液晶表示素子の駆動方法を提供することを課題とする。
【００１８】
また本発明は、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動方法であって、該液晶表示素子を駆動するための駆動ＩＣとして、耐圧の低いものを使用できる駆動方法を提供することを課題とする。
【００１９】
また本発明は、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動装置であって、該液晶表示素子を駆動するための消費電力を小さくできる液晶表示素子の駆動装置を提供することを課題とする。
【００２０】
また本発明は、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動装置であって、液晶が信号電極に印加される書換え信号電圧によるクロストークを受けたときの画像表示におけるシャードーイングを抑制でき、それだけ良好な画像表示を行うことができる液晶表示素子の駆動装置を提供することを課題とする。
【００２１】
また本発明は、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動装置であって、該液晶表示素子を駆動するための駆動ＩＣとして、耐圧の低いものを使用できる液晶表示素子の駆動装置を提供することを課題とする。
【００２２】
また本発明は、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子と、マトリクス駆動により該液晶表示素子を駆動するための駆動装置とを備えている液晶表示装置であって、該液晶表示素子を駆動するための消費電力を小さくできる液晶表示装置を提供することを課題とする。
【００２３】
また本発明は、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子と、マトリクス駆動により該液晶表示素子を駆動するための駆動装置とを備えている液晶表示装置であって、液晶が信号電極に印加される書換え信号電圧によるクロストークを受けたときの画像表示におけるシャードーイングを抑制でき、それだけ良好な画像表示を行うことができる液晶表示装置を提供することを課題とする。
【００２４】
さらに本発明は、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子と、マトリクス駆動により該液晶表示素子を駆動するための駆動装置とを備えている液晶表示装置であって、液晶表示素子を駆動するための駆動ＩＣとして、耐圧の低いものを使用できる液晶表示装置を提供することを課題とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため次の液晶表示素子の駆動方法並びに液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置を提供する。
（１）液晶表示素子の駆動方法
コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動方法であり、前記マトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させる液晶表示素子の駆動方法。
（２）液晶表示素子の駆動装置
コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動装置であり、該液晶表示素子のマトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させる液晶表示素子の駆動装置。
（３）液晶表示装置
コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子と、
マトリクス駆動により該液晶表示素子を駆動するための駆動装置とを備えており、
該駆動装置は、前記液晶表示素子のマトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させる液晶表示装置。
【００２６】
本発明に係る上記液晶表示素子の駆動方法並びに液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置によると、前記液晶表示素子のマトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させるので、それだけ各フレームにおいて液晶に印加される電圧の単一極性の状態が連続して続く時間を長くできる。これにより、液晶に印加する電圧として、例えば、各フレームにおいて電圧波形の極性が周期的に変化する交番電圧を採用する場合に比べ、液晶に印加される電圧の実質的な波形繰り返し周波数を下げることができるとともに１フレーム内における走査電極へ印加する駆動電圧の電圧値を２分の１にすることができ、それだけ液晶表示素子を駆動するための消費電力を低下させることができる。従って、該液晶表示素子を駆動するための消費電力を小さくできる。また、上記交番電圧を使用する場合に比べて、走査駆動ＩＣに供給される電圧も２分の１になるので、価格の低い耐圧が２分の１の駆動ＩＣを使用することができる。
【００２７】
本発明に係る液晶表示素子の駆動方法並びに液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置に用いる液晶表示素子としては、代表例として、所定間隔をおいて所定方向に平行に並んだ複数の帯状の走査電極（又は信号電極）と、所定間隔をおいて所定方向に平行に並んだ複数の帯状の信号電極（又は走査電極）と、該両電極間に挟持されたコレステリック相を示す液晶とを含み、該複数の走査電極及び該複数の信号電極が平面からみて交差するように配置された液晶表示素子を挙げることができる。
【００２８】
前記液晶表示素子に用いられるコレステリック相を示す液晶としては、例えば、室温（例えば略２５℃）でコレステリック相を示す液晶を挙げることができる。このコレステリック相を示す液晶としては、例えば、それ自体がコレステリック相を示すコレステリック液晶や、ネマティック液晶にカイラル材料を添加することにより、所定波長域の光を選択反射するとともに、メモリ性を示すカイラルネマティック液晶などを挙げることができる。カイラルネマティック液晶は、カイラル材料の添加量によって、選択反射波長を調整できる利点がある。
【００２９】
本発明に係る液晶表示素子の駆動方法並びに液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置では、前記マトリクス駆動のための複数の走査電極及び複数の信号電極に駆動電圧を印加するに際しては、該複数の走査電極に所定の走査時間間隔で順次選択信号電圧を印加して選択状態とする一方、該複数の信号電極に書換え信号電圧を印加し、該書換え信号電圧の印加は、前記選択状態とされる走査電極毎に、該走査電極への前記選択信号電圧印加に同期して該走査電極に対応する書換え信号電圧を印加することで行う。
【００３０】
この場合、本発明に係る液晶表示素子の駆動装置としては、
複数の走査電極に接続される走査駆動ＩＣと、複数の信号電極に接続される信号駆動ＩＣと、これら駆動ＩＣの制御部とを含むものを例示できる。かかる制御部は、該複数の走査電極に所定の走査時間間隔で順次選択信号電圧を印加して選択状態とするように前記走査駆動ＩＣを制御する一方、該複数の信号電極に書換え信号電圧を印加し、該書換え信号電圧の印加は、前記選択状態とされる走査電極毎に、該走査電極への前記選択信号電圧印加に同期して該走査電極に対応する書換え信号電圧を印加することで行うように前記信号駆動ＩＣを制御するものとすればよい。
【００３１】
また、該制御部には、液晶表示素子のマトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させるように前記走査駆動ＩＣを制御させることができる。
【００３２】
また、本発明に係る液晶表示装置における駆動装置についても、複数の走査電極に接続される走査駆動ＩＣと、複数の信号電極に接続される信号駆動ＩＣと、これら駆動ＩＣの制御部とを含むものを例示できる。そしてこの制御部についても、該複数の走査電極に所定の走査時間間隔で順次選択信号電圧を印加して選択状態とするように前記走査駆動ＩＣを制御する一方、該複数の信号電極に書換え信号電圧を印加し、該書換え信号電圧の印加は、前記選択状態とされる走査電極毎に、該走査電極への前記選択信号電圧印加に同期して該走査電極に対応する書換え信号電圧を印加することで行うように前記信号駆動ＩＣを制御するものを採用できる。
【００３３】
また該制御部は、液晶表示素子のマトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させるように前記走査駆動ＩＣを制御するものを例示できる。
【００３４】
各画素における前記コレステリック相を示す液晶を良好に駆動するため、前記各走査電極について、選択信号電圧を印加する所定の期間（選択期間）に先立ち、該液晶を一旦ホメオトロピック状態にするための所定のリセット電圧を所定の期間（リセット期間）印加してもよい。この場合、前記選択信号電圧は、該ホメオトロピック状態の液晶を所望の状態にセットするための電圧とすればよい。また、該各走査電極について、選択信号電圧を印加したあと、該選択信号電圧によって該液晶の選択しようとする状態を確立するための所定の維持電圧を所定の期間（維持期間）印加してもよい。なお、前記選択信号電圧を印加する選択期間においては、前記リセット電圧を印加するリセット期間の後であって該選択信号電圧を印加する前に所定の期間（前選択期間）、走査電極に対する駆動電圧を０Ｖにしてもよいし、前記維持電圧を印加する維持期間の前であって前記選択信号電圧を印加した後に所定の期間（後選択期間）走査電極に対する駆動電圧を０Ｖにしてもよい。
【００３５】
ところで、前記マトリクス駆動のための複数の走査電極及び複数の信号電極に駆動電圧を印加するに際し、該複数の走査電極に所定の走査時間間隔で順次選択信号電圧を印加して選択状態とする一方、該複数の信号電極に書換え信号電圧を印加し、該書換え信号電圧の印加は、前記選択状態とされる走査電極毎に、該走査電極への前記選択信号電圧印加に同期して該走査電極に対応する書換え信号電圧を印加することで行う場合、前記書換え信号電圧を前記走査時間内で極性が変化するとともに正負の実効電圧を前記走査時間内において等しい又は略等しい電圧としてもよい。こうすれば、各画素に対応する液晶が信号電極に印加される書換え信号電圧によるクロストークを受けても、該液晶に印加されるクロストークによる電圧を実質上均一化できる。しかしこの場合、前記選択信号電圧の印加時間が前記走査時間と同長であれば、前記走査時間内で極性が変化する書換え信号電圧によっては、表示させるべき画素をうまく表示させることができない。
【００３６】
そこで本発明は、液晶表示素子の駆動方法として、さらに、マトリクス駆動のための複数の走査電極及び複数の信号電極に駆動電圧を印加するに際し、該複数の走査電極に所定の走査時間間隔で順次選択信号電圧を印加して選択状態とする一方、該複数の信号電極に書換え信号電圧を印加し、該書換え信号電圧の印加は、前記選択状態とされる走査電極毎に、該走査電極への前記選択信号電圧印加に同期して該走査電極に対応する書換え信号電圧を印加することで行い、前記選択信号電圧の印加時間を前記走査時間の２分の１とする駆動方法も提供する。
【００３７】
前記選択信号電圧の印加時間を前記走査時間の２分の１とし、前記書換え信号電圧を前記走査時間内で極性が変化するとともに正負の実効電圧を前記走査時間内において等しい又は略等しい電圧とし、該書換え信号電圧は、走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のそれぞれが前記選択信号電圧の印加時間と同長になるようにすれば、該書換え信号電圧でも、表示させるべき画素をうまく表示させることができる。
【００３８】
このように前記選択信号電圧の印加時間を前記走査時間の２分の１とし、前記書換え信号電圧を前記走査時間内で極性が変化するとともに正負の実効電圧を前記走査時間内において等しい又は略等しい電圧とし、該書換え信号電圧は、走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のそれぞれが前記選択信号電圧の印加時間と同長になるようにすることで、各画素に対応する液晶が信号電極に印加される書換え信号電圧によるクロストークを受けても、該画素に対応する液晶に印加されるクロストークによる電圧を実質上均一化でき、これにより該液晶がクロストークを受けたときの画像表示におけるシャードーイングを抑制でき、それだけ良好な画像表示を行うことができる。しかも、各画素を、信号電圧の位相をずらすなどして、プレーナ状態（選択反射状態）による表示にも、フォーカルコニック状態（透明状態）による表示にも、これらの状態が混じった状態による中間調にも表示させることができる。
【００３９】
この場合、前記走査駆動ＩＣ、前記信号駆動ＩＣ、前記制御部を備えている液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置においては、前記制御部は前記選択信号電圧の印加時間を前記走査時間の２分の１とするように前記走査駆動ＩＣを制御し、前記書換え信号電圧を前記走査時間内で極性が変化するとともに正負の実効電圧を前記走査時間内において等しい又は略等しい電圧とし、且つ、該書換え信号電圧は、走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のそれぞれが前記選択信号電圧の印加時間と同長になるように前記信号駆動ＩＣを制御すればよい。
【００４０】
いずれにしても、前記走査時間内で極性が変化するとともに正負の実効電圧を前記走査時間内において等しい又は略等しい電圧とし、走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のそれぞれが前記選択信号電圧の印加時間と同長になるような書換え信号電圧については、印加時間を前記走査時間と同長とすることが望ましい。
【００４１】
前記走査時間内で極性が変化するとともに正負の実効電圧が前記走査時間内において等しい又は略等しい電圧とし、走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のぞれぞれが前記選択信号電圧の印加時間と同長で、さらに印加時間が前記走査時間と同長である書換え信号電圧としては、代表例として、前記走査時間内のデューティ比が５０％で正負電圧の絶対値が同じである矩形パルス電圧を例示できる。
【００４２】
前記選択信号電圧を、印加時間を前記走査時間の２分の１にした電圧とし、前記書換え信号電圧を、例えば、前記走査時間内のデューティ比が５０％で正負電圧の絶対値が同じである矩形パルス電圧とすれば、各画素に対応する液晶に印加されるクロストークによる電圧を実質上一定にでき、これにより該クロストークを受けたときの画像表示におけるシャードーイングをさらに抑制できる。これについては、後述する［発明の実施の形態］のところでさらに具体的に説明する。
【００４３】
いずれにしても本発明に係る液晶表示素子の駆動方法並びに液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置では、前記選択信号電圧の印加時間を前記走査時間の２分の１にした電圧とし、前記書換え信号電圧を前記走査時間内で極性が変化するとともに正負の実効電圧が前記走査時間内において等しい又は略等しい電圧とし、該書換え信号電圧は、走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のそれぞれが前記選択信号電圧の印加時間と同長になるようにする場合には、信号電圧の位相を調整してもよい。いずれにしてもこうすることで前記コレステリック相を示す液晶に印加される電圧を変化させることができるので、該液晶をプレーナ状態（選択反射状態）、フォーカルコニック状態（透明状態）、又はプレーナ状態（選択反射状態）とフォーカルコニック状態（透明状態）の混在状態にすることができ、これにより液晶表示素子は選択反射（着色）表示、透明表示又は中間調表示を行うことができる。
【００４４】
いずれにしても本発明に係る液晶表示素子の駆動方法並びに液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置では、前記走査電極への駆動電圧の印加を出力電圧の正負切り替え可能である電源に接続された走査駆動ＩＣにより行い、該電源出力電圧の正負を前記フレーム毎に切り替えることで前記走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させてもよい。こうすることで、簡単な回路構成で液晶表示素子の駆動を実現できる。なおこの場合、前記走査駆動ＩＣ、前記信号駆動ＩＣ、前記制御部を備えている液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置においては、前記走査駆動ＩＣに接続され、出力電圧の正負切り替え可能である電源をさらに備え、前記走査電極への駆動電圧の印加を該電源に接続された走査駆動ＩＣにより行ってもよい。この場合、前記制御部は前記電源出力電圧の正負を前記フレーム毎に切り替えることで前記走査電極へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させるように前記電源及び前記走査駆動ＩＣを制御すればよい。
【００４５】
なお、本発明に係る液晶表示素子の駆動方法並びに液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置においては、各フレームにおいて、前記複数の走査電極を１本おき、又は複数本おきに走査し、次に残りの走査電極についても同様に走査し、複数本おきに走査する場合には、これを順次繰り返す、いわゆるインターレース駆動を行ってもよいし、各フレームにおいて、前記複数の走査電極を順次走査していく、いわゆるプログレッシブ（ノンインターレース）駆動を行ってもよい。なお、１フレームを複数のフィールドに分割するインターレース駆動の場合は、フィールド毎に走査電極に印加する選択信号電圧の極性を反転させるようにしてもよい。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液晶表示素子の駆動方法、駆動装置及び液晶表示装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００４７】
（液晶表示素子、図１参照）
まず、本発明に係る駆動方法の対象となるコレステリック相を示す液晶を含む液晶表示素子について説明する。
【００４８】
図１は単純マトリクス駆動方式により駆動できる反射型積層型のフルカラー液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【００４９】
この液晶表示素子１００は、光吸収層１２１の上に、赤色の選択反射状態と透明状態の切換えにより表示を行う赤色表示層１１１Ｒを配し、その上に緑色の選択反射状態と透明状態の切換えにより表示を行う緑色表示層１１１Ｇを積層し、さらに、その上に青色の選択反射状態と透明状態の切換えにより表示を行う青色表示層１１１Ｂを積層したものである。
【００５０】
各表示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂは、それぞれ透明電極１１３，１１４を形成した透明基板１１２間に樹脂製柱状構造物１１５、液晶１１６及びスペーサ１１７を挟持したものである。透明電極１１３，１１４上には必要に応じて絶縁膜１１８、配向制御膜１１９が設けられる。また、基板１１２の周縁部（表示領域外）には液晶１１６を封止するためのシール材１２０が設けられる。
【００５１】
透明電極１１３，１１４はそれぞれ走査駆動ＩＣ１３１，信号駆動ＩＣ１３２（図２参照）に接続されており、透明電極１１３，１１４にそれぞれ所定のパルス電圧が印加される。この印加電圧に応答して、液晶１１６の表示が可視光を透過する透明状態と特定波長の可視光を選択的に反射する選択反射状態との間で切り換えられる。
【００５２】
各表示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂに設けられている透明電極１１３，１１４は、それぞれ微細な間隔を保って平行に並べられた複数の帯状電極よりなり、その帯状電極の並ぶ向きが平面から見て互いに直角方向となるように対向させてある。これら上下の帯状電極に順次通電が行われる。即ち、各液晶１１６に対してマトリクス状に順次電圧が印加されて表示が行われる。これをマトリクス駆動と称し、電極１１３，１１４が交差する部分が各画素を構成することになる。このようなマトリクス駆動を各表示層ごとに行うことにより液晶表示素子１００にフルカラー画像の表示を行う。
【００５３】
詳しくは、２枚の基板間にコレステリック相を示す液晶を挟持した液晶表示素子では、液晶の状態をプレーナ状態とフォーカルコニック状態に切り換えて表示を行う。液晶がプレーナ状態の場合、コレステリック液晶の螺旋ピッチをＰ、液晶の平均屈折率をｎとすると、波長λ＝Ｐ・ｎの光が選択的に反射される。また、フォーカルコニック状態では、コレステリック液晶の選択反射波長が赤外光域にある場合には入射光を散乱し、それよりも短い場合には散乱が弱くなり実質的に可視光を透過する。そのため、選択反射波長を可視光域に設定し、素子の観察側とは反対側に光吸収層を設けることにより、プレーナ状態で選択反射色の表示が、フォーカルコニック状態で黒色の表示が可能になる。また、選択反射波長を赤外光域に設定し、素子の観察側とは反対側に光吸収層を設けることにより、プレーナ状態では赤外光域の波長の光を反射するが可視光域の波長の光は透過するので黒色の表示が、フォーカルコニック状態で散乱による白色の表示が可能になる。
【００５４】
各表示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂを積層した液晶表示素子１００は、青色表示層１１１Ｂ及び緑色表示層１１１Ｇを液晶分子がフォーカルコニック配列となった透明状態とし、赤色表示層１１１Ｒを液晶分子がプレーナ配列となった選択反射状態とすることにより、赤色表示を行うことができる。また、青色表示層１１１Ｂを液晶分子がフォーカルコニック配列となった透明状態とし、緑色表示層１１１Ｇ及び赤色表示層１１１Ｒを液晶分子がプレーナ配列となった選択反射状態とすることにより、イエローの表示を行うことができる。同様に、各表示層の状態を透明状態と選択反射状態とを適宜選択することにより赤色、緑色、青色、白色、シアン、マゼンタ、イエロー、黒色の表示が可能である。さらに、各表示層１１１Ｒ，１１１Ｇ，１１１Ｂの状態として中間の選択反射状態を選択することにより中間色の表示が可能となり、フルカラー表示素子として利用できる。
【００５５】
液晶１１６としては、室温でコレステリック相を示すものが好ましく、特に、ネマチック液晶にコレステリック相を示すのに十分な量のカイラル材を添加することによって得られるカイラルネマチック液晶が好適である。
【００５６】
カイラル材は、ネマチック液晶に添加された場合にネマチック液晶の分子を捩じる作用を有する添加剤である。カイラル材をネマチック液晶に添加することにより、所定の捩じれ間隔を有する液晶分子の螺旋構造が生じ、これによりコレステリック相を示す。
【００５７】
なお、液晶表示層は必ずしもこの構成に限定されるわけではなく、樹脂製構造物が堰状になったものや、樹脂製構造物を省略したものであってもよい。また、従来公知の高分子の３次元網目構造のなかに液晶が分散された、あるいは、液晶中に高分子の３次元網目構造が形成された、いわゆる高分子分散型の液晶複合膜として液晶表示層を構成することも可能である。
【００５８】
（駆動回路、図２及び図３参照）
図２に液晶表示層に駆動電圧を印加する駆動装置の主要部である駆動回路の１例のブロック図を示し、図３に図２に示す駆動回路の詳細な構成の一例を示す。なお、図３において示しているロジック電源、ロジックレベルシフタは図２では図示を省略している。
【００５９】
前記液晶表示素子１００及び図２、図３に示す駆動装置によって液晶表示装置が構成される。
【００６０】
この液晶表示装置では、後述する制御部ＣＯＮＴにて画像メモリ１３８に記憶された画像データに基づいてＬＣＤコントローラ１３６が駆動ＩＣ１３１，１３２を制御し、液晶表示素子１００のそれぞれの走査電極及び信号電極間に順次電圧を印加し、液晶表示素子１００に画像を書き込む。
【００６１】
なお、図２、図３及び後述する図４、図５では、赤色、緑色、青色の各表示層のうちのいずれかの表示層に駆動ＩＣ１３１，１３２を設けた状態を示しているが、実際には駆動ＩＣ１３１，１３２は赤色、緑色、青色の各表示層ごとにそれぞれ設けてある（すなわち３系統設けてある）。駆動ＩＣ１３１，１３２は赤色、緑色、青色の各表示層ごとにそれぞれ設ける（すなわち３系統設ける）ことが好ましいが、駆動ＩＣ１３１又は１３２のいずれかを各表示層で共用することも可能である。
【００６２】
図２及び図３に示す駆動装置は、走査駆動ＩＣ（ドライバ）１３１、信号駆動ＩＣ（ドライバ）１３２、制御部ＣＯＮＴ及び電源１４０を含んでいる。
【００６３】
制御部ＣＯＮＴは、全体の制御を行う中央処理装置（ＣＰＵ）１３５と、駆動ＩＣを制御するＬＣＤコントローラ１３６と、画像データに各種の処理を施す画像処理装置１３７と、画像データを記憶する画像メモリ１３８とを備えており、電源１４０から電力が供給される。この制御部ＣＯＮＴは、信号駆動ＩＣ１３２に接続されているとともに、ロジックレベルシフタを介して走査駆動ＩＣ１３１に接続されている。なお、ロジックレベルシフタは走査駆動ＩＣに供給する電圧に対応するグランド（ＧＮＤ）が０Ｖであるべきところ電位が変化したときの補償のために該電位をシフトさせ、０Ｖにもどす回路である。ＬＣＤコントローラ１３６はＣＰＵ１３５からの指示により、画像メモリ１３８を参照しながら各駆動ＩＣを駆動する。
【００６４】
液晶表示素子１００の画素構成は、図２に示すように、それぞれ複数本の走査電極１１３（図ではＲ１，Ｒ２〜Ｒｍとしても示している）と信号電極１１４（図ではＣ１，Ｃ２〜Ｃｎとしても示している）（ｍ，ｎは自然数）とのマトリクスで表される。走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍは走査駆動ＩＣ１３１の出力端子に接続され、信号電極Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎは信号駆動ＩＣ１３２の出力端子に接続される。
【００６５】
走査駆動ＩＣ１３１は、既述のとおり走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍに接続される一方、制御部ＣＯＮＴに接続されるとともに電源１４０に接続され、制御部ＣＯＮＴの指示のもと電源１４０から出力される複数の駆動電圧（ここでは、リセット電圧（＋Ｖ１、−Ｖ１）、選択信号電圧（＋Ｖ２、−Ｖ２）、維持電圧（＋Ｖ３、−Ｖ３））を走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍに印加する。
【００６６】
リセット電圧は、ここでは＋４０Ｖの正のリセットパルス＋Ｖ１及び−４０Ｖの負のリセットパルス−Ｖ１として、選択信号電圧は、ここでは＋１５Ｖの正の選択パルス＋Ｖ２及び−１５Ｖの負の選択パルス−Ｖ２として、また維持電圧は、ここでは＋２５Ｖの正の維持パルス＋Ｖ３及び−２５Ｖの負の維持パルス−Ｖ３として、走査駆動ＩＣ１３１から出力される。
【００６７】
走査電極に各駆動電圧＋Ｖ１〜＋Ｖ３、−Ｖ１〜−Ｖ３を供給するための接続線の途中には、いずれも該電圧に対応するグランド（ＧＮＤ）に接続された電圧安定化用のコンデンサＣが接続されている。なお、走査駆動ＩＣ１３１に接続されているロジック電源は走査駆動ＩＣに電力を供給するための電源である。
【００６８】
信号駆動ＩＣ１３２は、既述のとおり信号電極Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎに接続される一方、制御部ＣＯＮＴに接続されるとともに電源１４０に接続され、制御部ＣＯＮＴの指示のもと電源１４０から出力される駆動電圧（書換え信号電圧（＋Ｖ４、−Ｖ４））を信号電極Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎに印加する。
【００６９】
書換え信号電圧は、ここでは＋３Ｖの正の信号パルス＋Ｖ４及び−３Ｖの負の信号パルス−Ｖ４として、信号駆動ＩＣ１３２から出力される。
【００７０】
信号電極に各駆動電圧＋Ｖ４、−Ｖ４を供給するための接続線の途中には、いずれも該電圧に対応するグランド（ＧＮＤ）に接続された電圧安定化用のコンデンサＣが接続されている。
【００７１】
さらに説明すると、走査駆動ＩＣ１３１は、制御部ＣＯＮＴの指示のもと、走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍのうち所定のものに選択信号を出力して選択状態とする一方、その他の電極には非選択信号を出力して非選択状態とする。走査駆動ＩＣ１３１は、所定の走査時間間隔で電極を切り換えながら順次各走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍに選択信号を印加してゆく。一方、信号駆動ＩＣ１３２は、制御部ＣＯＮＴの指示のもと、選択状態にある走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍ上の各画素を書き換えるべく、画像データに応じた信号を各信号電極Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎに同時に出力する。例えば、走査電極Ｒａが選択されると（ａはａ≦ｍを満たす自然数）、この走査電極Ｒａと各信号電極Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎとの交差部分の画素ＬＲａ−Ｃ１〜ＬＲａ−Ｃｎが同時に書き換えられる。これにより、各画素における走査電極に印加される選択パルスと信号電極に印加される信号パルスとの電圧差が画素書換えのための電圧となり、各画素がこの電圧に応じて書き換えられる。
【００７２】
そして制御部ＣＯＮＴは、液晶表示素子１００のマトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍへ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させるように走査駆動ＩＣ１３１を制御する。さらに言えば、ここでは奇数フレームの走査においては走査駆動ＩＣ１３１にて正のリセットパルス＋Ｖ１、正の選択パルス＋Ｖ２、正の維持パルス＋Ｖ３を順次各走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍに印加するとともに信号駆動ＩＣ１３２にて信号パルス±Ｖ４を各信号電極Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎに印加し、偶数フレームの走査においては走査駆動ＩＣ１３１にて負のリセットパルス−Ｖ１、負の選択パルス−Ｖ２、負の維持パルス−Ｖ３を順次各走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍに印加するとともに信号駆動ＩＣ１３２にて信号パルス±Ｖ４を各信号電極Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎに印加する（図６から図８参照）。
【００７３】
このとき、選択パルス（＋Ｖ２、−Ｖ２）の印加時間Ｔｓｐは走査時間Ｔｓｓの２分の１とし、信号パルス±Ｖ４を走査時間Ｔｓｓ内で極性が変化するとともに正負の実効電圧を走査時間Ｔｓｓ内において等しい又は略等しい電圧とし、該信号パルスが、走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のそれぞれが選択パルスの印加時間と同長になるようにしている。よって、制御部ＣＯＮＴは選択パルス（＋Ｖ２、−Ｖ２）の印加時間Ｔｓｐを走査時間Ｔｓｓの２分の１とするように走査駆動ＩＣ１３１を制御し、信号パルス±Ｖ４を走査時間Ｔｓｓ内で極性が変化するとともに正負の実効電圧を走査時間Ｔｓｓ内において等しい又は略等しい電圧とし、且つ、該信号パルスが、走査時間内で正電圧である時間の合計と負電圧である時間の合計のそれぞれが選択パルス（＋Ｖ２、−Ｖ２）の印加時間と同長になるように信号駆動ＩＣ１３２を制御している。これについては後述する駆動原理及び基本駆動例のところで詳しく説明する。
【００７４】
なお、ここでは信号パルス±Ｖ４は、デューティ比が５０％で、さらに正負電圧（＋Ｖ４、−Ｖ４）の絶対値が同じである矩形パルスとする。
【００７５】
この駆動装置では、走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍへの駆動電圧の印加は、正負両方の電圧を少なくとも駆動動作中常に供給する電源１４０に接続された走査駆動ＩＣにより行っている。しかし、それに限定されるものではなく、走査電極Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍへの駆動電圧の印加を出力電圧の正負切り替え可能である電源に接続された走査駆動ＩＣにより行ってもよい。
【００７６】
図４及び図５に図３に示す駆動回路の他の構成例を示す。
【００７７】
図４及び図５に示す回路構成では、図３に示す回路構成において電源１４０と走査駆動ＩＣとの間に電源切替回路１４１を配置してある。
【００７８】
図４及び図５に示す回路構成においては、電源１４０の一部と電源切替回路１４１とで出力電圧の正負切り替え可能である電源１４０’を構成している。
【００７９】
電源１４０’は制御部ＣＯＮＴに接続されており、４個のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４を有している。
【００８０】
各素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、制御部ＣＯＮＴの指示のもと、正の電圧側（図中１側）と負の電圧側（図中２側）とが同時切り換えられ、１側の状態にあるときは電源１４０からの正の電圧＋Ｖ１、＋Ｖ２、＋Ｖ３を、２側の状態にあるときは電源１４０からの負の電圧−Ｖ１、−Ｖ２、−Ｖ３を走査駆動ＩＣ１３１に供給できる。
【００８１】
図４及び図５に示す回路構成の駆動装置では、制御部ＣＯＮＴは走査駆動ＩＣ１３１に供給する電圧をフレーム毎に正の電圧＋Ｖ１、＋Ｖ３、＋Ｖ２と、負の電圧−Ｖ２、−Ｖ３、−Ｖ１とで切り替えることで走査電極１１３へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させるように電源１４０’及び走査駆動ＩＣ１３１を制御する。この駆動装置によると、簡単な回路構成で液晶表示素子の駆動を実現できる。なお、図４では素子ＳＷ１〜ＳＷ４が１側に切り換えられた奇数フレーム（プラスフレーム）の状態を示しており、図５では素子ＳＷ１〜ＳＷ４が２側に切り換えられた偶数フレーム（マイナスフレーム）の状態を示している。
【００８２】
画像の書換えは全ての走査ラインを順次選択して行う。部分的に書換える場合は、書き換えるべき部分を含むように特定の走査ラインのみを順次選択するようにすればよい。これにより、必要な部分のみを短時間で書き換えることができる。図４及び図５に示す回路構成では、走査駆動ＩＣに供給される電圧は、図３の構成に比べて２分の１になっている。従って、走査駆動ＩＣは図３の構成よりも安価な耐圧の低いものを使用することが可能である。
【００８３】
（駆動原理及び基本駆動例、図６から図１１参照）
まず、前記液晶表示素子１００の駆動方法の基本原理について説明する。なお、ここでは、パルス波形を用いた具体例を挙げて説明するが、駆動方法がこの波形に限定されないことはいうまでもない。
【００８４】
図６（Ａ）は走査駆動ＩＣ１３１から各走査電極に出力される奇数フレーム（プラスフレーム）の基本駆動波形の一例を示す図であり、図６（Ｂ）は走査駆動ＩＣ１３１から各走査電極に出力される偶数フレーム（マイナスフレーム）の基本駆動波形の一例を示す図である。
【００８５】
また、図７及び図８は走査駆動ＩＣ１３１から各走査電極に出力される電圧波形、信号駆動ＩＣ１３２から一部の信号電極に出力される電圧波形、及びこれらの電圧により各画素に対応する液晶１１６（図ではＬＣＤ１〜ＬＣＤ２８として示す）に印加される電圧波形を示す図であり、図７に該電圧波形のうちの奇数フレーム（プラスフレーム）のものを、図８に該電圧波形のうちの偶数フレーム（マイナスフレーム）のものを示す。
【００８６】
図７及び図８では、複数の走査電極１１３（図では２８本のロウ１，２〜２８として示す）から順次選択パルスを出力し、複数の信号電極１１４（複数のカラム）のうちの一つを抜き出した一の信号電極（図ではカラムｂ（ｂはｂ≦ｎを満たす自然数）として示す）について、該カラムｂから信号パルスを出力する基本駆動例を示している。
【００８７】
カラムｂから出力される信号パルス波形は、ここではいずれの走査時間Ｔｓｓにおいても液晶の選択反射状態を選択するパルスが順次出力されるものとして図示しているが、各走査時間Ｔｓｓにおいて液晶の透明状態、液晶の選択反射状態及びそれらの混在状態をそれぞれ選択する信号パルス波形をカラムｂから出力することもできる。これについてはのちほど詳述する。
【００８８】
また、図中ＬＣＤ１，２〜２８は走査電極（ロウ１，２〜２８）と信号電極（カラムｂ）とが交差する画素に対応する液晶であり、該画素に対応する液晶に印加される電圧波形が示されている。なお、液晶には信号電極に印加される信号パスルによるクロストークパルスが印加される。これについてものちほど説明するので、図７及び図８ではクロストークパルスが印加される領域は太線で示している。
【００８９】
この駆動では、既述したように、各フレームの走査において走査電極（ロウ１，２〜２８）に印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させている。例えば、走査電極（ロウ１，２〜２８）のうちの最初の走査電極１から最後の走査電極２８までの１回の走査が完了する１フレームの走査においては前記駆動電圧を単一極性とし、各フレーム毎に前記駆動電圧の極性を反転させている。
【００９０】
駆動期間は、大きく分けて、リセット期間Ｔｒｓと、選択期間Ｔｓと、維持期間Ｔｒｔと、表示期間Ｔｉとから構成されている。選択期間Ｔｓは、さらに、選択パルス印加期間Ｔｓｐと、前選択期間Ｔｓｚ及び後選択期間Ｔｓｚ’を含んでいる。リセット期間Ｔｒｓ及び維持期間Ｔｒｔは、ここではいずれも４８ｍｓである。選択期間Ｔｓは、ここでは０．６ｍｓであり、前選択期間Ｔｓｚ及び後選択期間Ｔｓｚ’は、ここではいずれも選択期間Ｔｓ（０．６ｍｓ）の３分の１の期間（０．２ｍｓ）である。また、走査時間Ｔｓｓも、ここでは選択パルス期間Ｔｓ（０．６ｍｓ）の３分の１の時間（０．２ｍｓ）であり、選択パルス印加期間Ｔｓｐは、既述のとおり、走査時間Ｔｓｓの２分の１（０．１ｍｓ）としている。
【００９１】
図６から図８に示すように、基本駆動波形において、リセット期間Ｔｒｓではリセットパルス（奇数フレームでは正パルス＋Ｖ１、偶数フレームでは負パルス−Ｖ１）が印加される。選択期間Ｔｓにおいては、選択パルス印加期間Ｔｓｐで選択パルス（奇数フレームでは正パルス＋Ｖ２、偶数フレームでは負パルス−Ｖ２）が印加される。さらに、この期間Ｔｓｐでは信号駆動ＩＣ１３２から信号パルス±Ｖ４が重畳される。この信号パルス±Ｖ４は画像データに基づいて設定される電圧である。既述したように信号パルス±Ｖ４は、ここでは、デューティ比が５０％で、さらに正負電圧（＋Ｖ４、−Ｖ４）の絶対値が同じである矩形パルスである。また、基本駆動波形において、前選択期間Ｔｓｚ及び後選択期間Ｔｓｚ’は電圧ゼロの期間である。さらに、維持期間Ｔｒｔでは維持パルス（奇数フレームでは正パルス＋Ｖ３、偶数フレームでは負パルス−Ｖ３）が印加される。
【００９２】
液晶の動作は以下のとおりである。まず、リセット期間Ｔｒｓで＋Ｖ１（奇数フレーム）又は−Ｖ１（偶数フレーム）のリセットパルスが印加されると、液晶はホメオトロピック状態にリセットされる。次に、前選択期間Ｔｓｚを経て（液晶は捩じれが少しだけ戻る）選択パルス印加期間Ｔｓｐに到る。ここで液晶に印加されるパルスの波形は、最終的にプレーナ状態を選択する画素と、フォーカルコニック状態を選択する画素とで異なる。
【００９３】
なお図６から図８にはプレーナ状態を選択する場合について示しているが、フォーカルコニック状態を選択する場合には、ここでは信号パルスの位相をプレーナ状態を選択する場合より半周期分ずらしている。
【００９４】
まず、プレーナ状態を選択する場合を説明する。この場合には、液晶に選択パルス印加期間Ｔｓｐで〔（＋Ｖ２）−（−Ｖ４）〕（奇数フレーム）又は〔（−Ｖ２）−（＋Ｖ４）〕（偶数フレーム）の電圧を印加し、再び液晶をホメオトロピック状態にする。その後、後選択期間Ｔｓｚ’で液晶は捩じれが少しだけ戻った状態になる。その後、維持期間Ｔｒｔで＋Ｖ３（奇数フレーム）又は−Ｖ３（偶数フレーム）の維持パルスを印加すると、先の後選択期間Ｔｓｚ’で捩じれが少しだけ戻った状態になった液晶は、維持パルスが印加されることにより再び捩じれが解け、ホメオトロピック状態になる。
【００９５】
ここで、ホメオトロピック状態の液晶は電圧をゼロにすることによりプレーナ状態となり、プレーナ状態のまま固定される。
【００９６】
一方、最終的にフォーカルコニック状態を選択する場合には、選択パルス印加期間Ｔｓｐで（＋Ｖ２）−（＋Ｖ４）（奇数フレーム）又は（−Ｖ２）−（−Ｖ４）（偶数フレーム）の電圧を印加する。そして、後選択期間Ｔｓｚ’では、液晶は捩じれが戻ってヘリカルピッチが２倍程度に広がった状態になる。
【００９７】
その後、維持期間Ｔｒｔで維持パルス＋Ｖ３（奇数フレーム）又は−Ｖ３（偶数フレーム）を印加する。後選択期間Ｔｓｚ’で捩じれが戻ってきた液晶は、この維持パルスを印加することにより、フォーカルコニック状態へと遷移する。ここで、フォーカルコニック状態の液晶は電圧をゼロにしても、フォーカルコニック状態のまま固定される。
【００９８】
以上説明した液晶表示素子の駆動方法並びに液晶表示素子の駆動装置及び液晶表示装置によると、液晶表示素子１００のマトリクス駆動のための各フレームの走査において走査電極１１３へ印加する駆動電圧の極性を、各フレームにおいては単一極性とし、フレーム毎に反転させるので、それだけ各フレームにおいて液晶１１６に印加される電圧の単一極性の状態が連続して続く時間を長くできる。これにより、液晶１１６に印加する電圧として、例えば、各フレームにおいて電圧波形の極性が周期的に変化する交番電圧を採用する場合に比べ、液晶１１６に印加される電圧の実質的な波形繰り返し周波数を下げることができるとともに走査電極１１３へ印加する駆動電圧の電圧値を２分の１にすることができ、それだけ液晶表示素子１００を駆動するための消費電力を低下させることができる。従って、液晶表示素子１００を駆動するための消費電力を小さくできる。
【００９９】
前述のように、選択パルス印加期間Ｔｓｐに液晶に印加するパルスにより、最終的な液晶の表示状態が選択できる。また、パルスの電圧値やパルス幅、位相を調整することにより、具体的には、信号電極に印加する信号パルスの波形を画像データに応じて変化させることにより、中間調の表示が可能である。
【０１００】
以下に中間調の表示を信号電極に印加する信号パルスの位相を変化させることで行う場合について説明する。
【０１０１】
図９から図１１はいずれも奇数フレーム（プラスフレーム）における、ロウ１〜２８のうちの一つを抜き出した一のロウａに出力される選択パルス波形、カラムｂに出力される信号パルス波形及びこれらの電圧によって液晶ＬＣＤｘに印加される電圧波形を示す図であり、図９に最終的に液晶を最大の選択反射状態に選択するためのものを、図１０に最終的に液晶を中間調表示状態に選択するためのものを、図１１に最終的に液晶を透明状態に選択するためのものを示す。また図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）にそれぞれ図１０、図９及び図１１に示すロウａに出力される選択パルス波形、カラムｂに出力される信号パルス波形、これらの電圧によって液晶ＬＤＣｘに印加される電圧波形の選択期間Ｔｓ部分を中心とする部分を拡大した図を示す。
【０１０２】
図１２に示すように、カラムｂに印加される±Ｖ４の信号パルスは信号パルス印加期間Ｔｗ（走査時間Ｔｓｓ）においてマイナスの期間（又はプラスの期間）は選択パルス印加期間Ｔｓｐと同長であるので、ロウａに印加される選択パルスに同期してカラムｂに印加される信号パルスの立ち下がり（又は立ち上がり）のタイミングを０〜選択パルス印加期間Ｔｓｐ（走査時間Ｔｓｓの２分の１）（図１２（Ａ）中ｔ１（又はｔ２）参照）まで変化させることで選択パルス印加期間内に液晶ＬＣＤｘに印加されるパルスの最も高い｜Ｖ２＋Ｖ４｜部分及び最も低い｜Ｖ２−Ｖ４｜部分の幅を変え、液晶の最終的な状態を制御している。
【０１０３】
図１２（Ａ）に示すように、液晶の中間調表示状態を選択するための電圧波形では、選択パルス印加期間内に液晶ＬＣＤｘに印加されるパルスの最も高い｜Ｖ２＋Ｖ４｜部分と最も低い｜Ｖ２−Ｖ４｜部分の合計の長さは選択パルス印加期間Ｔｓｐと等しくなっている。図１２（Ｂ）に示すように、液晶の選択反射状態を選択するための電圧波形では、選択パルス印加期間内に液晶ＬＣＤｘに印加されるパルスの最も高い｜Ｖ２＋Ｖ４｜部分の幅が選択パルス印加期間Ｔｓｐの幅と同じになっている。また図１２（Ｃ）に示すように、液晶の透明状態を選択するための電圧波形では、選択パルス印加期間内に液晶ＬＣＤｘに印加されるパルスの最も低い｜Ｖ２−Ｖ４｜部分の幅が信号パルス選択パルス印加期間Ｔｓｐの幅と同じになっている。
【０１０４】
なお、ロウにマイナスの電圧を印加するマイナスフレームの動作についても、ロウ及びカラムへの印加電圧の極性が反対になるだけで、プラスフレームの動作と同様である。
【０１０５】
また、図７及び図８の太線で示すように、どの画素に対応する液晶ＬＣＤ１、ＬＣＤ２〜ＬＣＤ２８に印加される電圧波形にも信号電極に印加される信号パルスによるクロストークを受ける。
【０１０６】
しかし、カラムｂに印加される信号パルスを、デューティ比が５０％で、さらに正負電圧の絶対値が同じである矩形パルスとするので、図１２に示すように、液晶の表示状態を選択するためのどの波形をみても、液晶への印加電圧は、リセット期間では実効電圧√｛〔（Ｖ１＋Ｖ４）２＋（Ｖ１−Ｖ４）２〕／２｝、維持期間では実効電圧√｛〔（Ｖ３＋Ｖ４）２＋（Ｖ３−Ｖ４）２〕／２｝と一定である。
【０１０７】
このようにロウａに印加される選択パスルを、印加時間Ｔｓｐを走査時間Ｔｓｓの２分の１にした電圧とし、カラムｂに印加される信号パルスを、デューティ比が５０％で、さらに正負電圧の絶対値が同じである矩形パルスとすれば、各画素に対応する液晶ＬＣＤ１、ＬＣＤ２〜ＬＣＤ２８に印加されるクロストークによる電圧を実質上一定にでき、これにより該クロストークを受けたときの画像表示におけるシャードーイングが抑制される。なお、上記実施例では信号パルスをデューティ比が５０％で正又は負の連続する時間をＴｓｐと同じにしたパルスを用いている。しかし、デューティ比が５０％であれば正又は負の連続する時間がＴｓｐと同じでなくてもシャードーイングを抑制する効果は得られる。その場合、信号パルスはデューティ比５０％を保ち２つに分けて出力すればよい。ただし、この場合には信号パルスの反転回数が２倍になり、 信号パルスに起因するパネルの消費電力は２倍になる。なお、図１３（Ａ）から図１３（Ｃ）に正又は負電圧の連続する時間Ｔ1 、Ｔ2 が選択パルス印加期間Ｔｓｐと同じではない信号パルスの例を示す。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動方法であって、該液晶表示素子を駆動するための消費電力を小さくできる液晶表示素子の駆動方法を提供することができる。
【０１０９】
また本発明によると、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動方法であって、液晶が信号電極に印加される書換え信号電圧によるクロストークを受けたときの画像表示におけるシャードーイングを抑制でき、それだけ良好な画像表示を行うことができる液晶表示素子の駆動方法を提供することができる。
【０１１０】
また本発明によると、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動方法であって、該液晶表示素子を駆動するための駆動ＩＣとして、耐圧の低いものを使用できる駆動方法を提供することができる。
【０１１１】
また本発明によると、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動装置であって、該液晶表示素子を駆動するための消費電力を小さくできる液晶表示素子の駆動装置を提供することができる。
【０１１２】
また本発明によると、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動装置であって、液晶が信号電極に印加される書換え信号電圧によるクロストークを受けたときの画像表示におけるシャードーイングを抑制でき、それだけ良好な画像表示を行うことができる液晶表示素子の駆動装置を提供することができる。
【０１１３】
また本発明によると、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子をマトリクス駆動により駆動する液晶表示素子の駆動装置であって、該液晶表示素子を駆動するための駆動ＩＣとして、耐圧の低いものを使用できる液晶表示素子の駆動装置を提供することができる。
【０１１４】
また本発明によると、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子と、マトリクス駆動により該液晶表示素子を駆動するための駆動装置とを備えている液晶表示装置であって、該液晶表示素子を駆動するための消費電力を小さくできる液晶表示装置を提供することができる。
【０１１５】
また本発明によると、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子と、マトリクス駆動により該液晶表示素子を駆動するための駆動装置とを備えている液晶表示装置であって、液晶が信号電極に印加される書換え信号電圧によるクロストークを受けたときの画像表示におけるシャードーイングを抑制でき、それだけ良好な画像表示を行うことができる液晶表示装置を提供することができる。
【０１１６】
さらに本発明によると、コレステリック相を示す液晶を用いた液晶表示素子と、マトリクス駆動により該液晶表示素子を駆動するための駆動装置とを備えている液晶表示装置であって、液晶表示素子を駆動するための駆動ＩＣとして、耐圧の低いものを使用できる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】
【図１】単純マトリクス駆動方式により駆動できる反射型積層型のフルカラー液晶表示素子の概略構成を示す断面図である。
【図２】液晶表示層に駆動電圧を印加する駆動装置の主要部である駆動回路の１例のブロック図である。
【図３】図２に示す駆動回路の詳細な構成の一例を示す図である。
【図４】図３に示す駆動回路の他の構成例を示す図であり、スイッチング素子が１側に切り換えられた奇数フレーム（プラスフレーム）の状態を示すものである。
【図５】図４に示す回路構成において、スイッチング素子が２側に切り換えられた偶数フレーム（マイナスフレーム）の状態を示すものである。
【図６】図（Ａ）は走査駆動ＩＣから各走査電極に出力される奇数フレーム（プラスフレーム）の基本駆動波形を示す図であり、図（Ｂ）は走査駆動ＩＣから各走査電極に出力される偶数フレーム（マイナスフレーム）の基本駆動波形を示す図である。
【図７】走査駆動ＩＣから各走査電極に出力される電圧波形、信号駆動ＩＣから一部の信号電極に出力される電圧波形、及びこれらの電圧により各画素に対応する液晶に印加される電圧波形を示す図であり、該電圧波形のうちの奇数フレーム（プラスフレーム）のものを示す図である。
【図８】走査駆動ＩＣから各走査電極に出力される電圧波形、信号駆動ＩＣから一部の信号電極に出力される電圧波形、及びこれらの電圧により各画素に対応する液晶に印加される電圧波形を示す図であり、該電圧波形のうちの偶数フレーム（マイナスフレーム）のものを示す図である。
【図９】奇数フレーム（プラスフレーム）における、ロウに出力される選択パルス波形、カラムに出力される信号パルス波形及びこれらの電圧によって液晶に印加される電圧波形を示す図であり、最終的に液晶を最大の選択反射状態に選択するためのものを示す図である。
【図１０】奇数フレーム（プラスフレーム）における、ロウに出力される選択パルス波形、カラムに出力される信号パルス波形及びこれらの電圧によって液晶に印加される電圧波形を示す図であり、最終的に液晶を中間調表示状態に選択するためのものを示す図である。
【図１１】奇数フレーム（プラスフレーム）における、ロウに出力される選択パルス波形、カラムに出力される信号パルス波形及びこれらの電圧によって液晶に印加される電圧波形を示す図であり、最終的に液晶を透明状態に選択するためのものを示す図である。
【図１２】図（Ａ）、図（Ｂ）及び図（Ｃ）はそれぞれ図１０、図９及び図１１に示すロウに出力される選択パルス波形、カラムに出力される信号パルス波形、これらの電圧によって液晶に印加される電圧波形の選択期間部分を中心とする部分を拡大した図である。
【図１３】図（Ａ）から図（Ｃ）は正又は負電圧の連続する時間Ｔ1 、Ｔ2 が選択パルス印加期間Ｔｓｐと同じではない信号パルスの例を示す図である。
【符号の説明】
１００  液晶表示素子
１１１Ｂ  青色表示層
１１１Ｇ  緑色表示層
１１１Ｒ  赤色表示層
１１２  透明基板
１１３  透明電極（走査電極、ロウ）
１１４  透明電極（信号電極、カラム）
１１５  樹脂製柱状構造物
１１６  コレステリック相を示す液晶
１１７  スペーサ
１１８  絶縁膜
１１９  配向制御膜
１２０  シール材
１２１  光吸収層
１３１  走査駆動ＩＣ（ドライバ）
１３２  信号駆動ＩＣ（ドライバ）
１３５  中央処理装置（ＣＰＵ）
１３６  ＬＣＤコントローラ
１３７  画像処理装置
１３８  画像メモリ
１４０  電源
１４０’  出力電圧の正負切り替え可能である電源
１４１  電源切替回路
ａ  複数のロウのうちの一つを抜き出した一のロウ
ｂ  複数のカラムのうちの一つを抜き出した一のカラム
ＣＯＮＴ  制御部
Ｃ  電圧安定化用のコンデンサ
Ｃ１，Ｃ２〜Ｃｎ  信号電極
Ｒ１，Ｒ２〜Ｒｍ  走査電極
ＳＷ１〜ＳＷ４  スイッチング素子
Ｔｉ  表示期間
Ｔｒｓ  セット期間
Ｔｒｔ  維持期間
Ｔｓ  選択期間
Ｔｓｐ  選択パルス印加期間
Ｔｓｓ  走査時間
Ｔｓｚ  前選択期間
Ｔｓｚ’  後選択期間
Ｔｗ  書換え信号電圧の印加時間
【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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