(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メモリ性液晶を用いて構成された液晶表示素子と、
環境温度情報を検出するための温度センサと、
前記液晶表示素子の表示を書き換えると共に、液晶のメモリ性を利用して駆動電圧を印加しない状態で表示を維持する制御手段と、
書き換え要求が指令されるまで液晶表示素子の表示を保持する通常表示モードと、書き換えの終了後直ちに次の書き換え処理が開始される早送り表示モードと、を備え、
前記制御手段は、通常表示モード実行時には書き換え要求を指令されると表示の書き換えに先立って前記温度センサからの環境温度情報を取り込み、早送りモード実行時には該早送りモードの実行開始時に一度温度センサからの環境温度情報を取り込んだ後、早送りモード終了後に次回の温度センサからの環境温度情報の取り込みを行うこと、
を特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
メモリ性液晶を用いて構成された液晶表示素子と、環境温度を検出するための温度センサと、前記液晶表示素子の表示を制御する制御手段とを備えた液晶表示装置の駆動方法において、
前記液晶表示素子の表示を書き換える書き換え期間と、液晶のメモリ性を利用して駆動電圧を印加しない状態で表示を維持する表示期間とを有し、
書き換え要求が指令されるまで液晶表示素子の表示を保持する通常表示モードと、書き換えの終了後直ちに次の書き換え処理が開始される早送り表示モードとを有し、
通常表示モード実行時には書き換え要求を指令されると書き換え期間に先立って前記温度センサから環境温度情報を取り込み、早送りモード実行時には該早送りモードの実行開始時に一度温度センサからの環境温度情報を取り込んだ後、早送りモード終了後に次回の温度センサからの環境温度情報の取り込みを行うこと、
を特徴とする駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその駆動方法、特に、メモリ性液晶を用いて構成された液晶表示素子を備えた液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来知られている室温でコレステリック相を示す液晶、例えば、コレステリック液晶又はカイラルネマティック液晶を２枚の基板間に狭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ことができる。
【０００３】
即ち、液晶がプレーナ状態の場合、液晶の螺旋ピッチをＰ、平均屈折率をｎとすると、λ＝Ｐ・ｎの波長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液晶の選択反射波長が赤外域にある場合には散乱し、それよりも短い場合には可視光を透過する。そのため、選択反射波長を可視域に設定し、素子の観察側と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、フォーカルコニック状態で黒の表示が可能になる。
【０００４】
また、選択反射波長を赤外域に設定し、素子の観察側と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域の波長の光を反射するが、可視域の波長の光は透過するので黒、フォーカルコニック状態で散乱による白の表示が可能になる。また、選択反射色を赤、緑、青に設定した素子を３層積層することによって、カラー表示が可能になる。
【０００５】
そして、この種の液晶表示素子は電圧を印加することによりプレーナ状態とフォーカルコニック状態を選択することができる。液晶のねじれをほどくための閾値電圧をＶth1とすると、Ｖth1を十分な時間印加した後にＶth2以下に下げるとプレーナ状態になる。また、Ｖth2以上でＶth1以下の電圧を十分な時間印加するとフォーカルコニック状態になる。この二つの状態は電圧の印加を停止した後も安定である。また、この二つの状態の混在した状態も存在することが知られており、中間調の表示が可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶の表示状態は環境温度に依存する傾向にある。通常のネマティック液晶はその表示を維持するのに駆動電圧の印加を継続しなければならず、温度センサから常時環境温度情報を取り込んで駆動条件へ反映させていた。しかし、常時温度情報を取り込むことは制御手段（ＣＰＵ）の負担が大きく、かつ、消費電力も大きくなるという問題点を有している。
【０００７】
一方、コレステリック液晶やカイラルネマティック液晶のように駆動電圧の印加を停止しても表示状態を維持できるメモリ特性を持つ液晶の場合、どのようなタイミングで温度情報を取り込むかは、従来未解決であった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、制御手段への負担を少なくし、かつ、消費電力を抑えて効率よく温度情報を取り込むようにした液晶表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【０００９】
【発明の構成、作用及び効果】
以上の目的を達成するため、本発明に係る液晶表示装置は、メモリ性液晶を用いて構成された液晶表示素子と、環境温度情報を検出するための温度センサと、前記液晶表示素子の表示を書き換えると共に、液晶のメモリ性を利用して駆動電圧を印加しない状態で表示を維持する制御手段と、書き換え要求が指令されるまで液晶表示素子の表示を保持する通常表示モードと、書き換えの終了後直ちに次の書き換え処理が開始される早送り表示モードと、を備え、この制御手段は、通常表示モード実行時には書き換え要求を指令されると表示の書き換えに先立って前記温度センサからの環境温度情報を取り込み、早送りモード実行時には該早送りモードの実行開始時に一度温度センサからの環境温度情報を取り込んだ後、早送りモード終了後に次回の温度センサからの環境温度情報の取り込みを行う。
【００１１】
本発明においては、書き換え要求が指令されると、書き換えに先立って温度センサから環境温度情報を取り込んで、駆動条件に反映させる。そして、早送りモード実行時には、該モード開始時に温度情報を取り込んで、該モード終了時まで次の温度情報を取り込まない。
【００１２】
即ち、本発明では、常に温度情報を取り込む必要がないため、書き換え期間以外はＣＰＵをスリープ状態にして、あるいは、表示の書き換えの指令を検出するために最低限必要な部分以外をスリープ状態にして、消費電力を抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施形態】
以下、本発明に係る液晶表示装置及びその駆動方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１４】
（液晶表示素子の構成）
まず、本発明に係る液晶表示装置を構成する反射型液晶表示素子の一例を図１に示す。この液晶表示素子１０は光吸収層１９の上に、赤色の選択反射と透明状態の切り換えにより表示を行う赤色表示層１１Ｒを配し、その上に緑色の選択反射と透明状態の切り換えにより表示を行う緑色表示層１１Ｇを積層し、さらに、その上に青色の選択反射と透明状態の切り換えにより表示を行う青色表示層１１Ｂを積層したものである。
【００１５】
各表示層１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、それぞれ透明電極１３，１４を形成した透明基板１２の間に樹脂製柱状構造物１５、図示しないセル厚制御用スペーサ及び各色の選択反射を示す液晶１６を挟持したものである。また、透明電極１３，１４上には図示しない配向制御膜あるいは絶縁膜を設けたり、スペーサ粒子を散布してもよい。
【００１６】
液晶１６としては、室温でコレステリック相を示すコレステリック液晶、カイラルネマティック液晶を使用することができる。カイラルネマティック液晶はネマティック液晶にカイラル材を添加することによって得られる。カイラル材は、ネマティック液晶に添加された場合にネマティック液晶の分子をねじる作用を有し、添加量を調整することで液晶の選択反射波長が制御される。
【００１７】
この液晶表示素子１０において、各表示層１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの透明電極１３，１４はそれぞれ駆動回路２０に接続されており、駆動回路２０により、各透明電極１３，１４の間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、各液晶１６が可視光を透過する透明状態（フォーカルコニック状態）と可視光を選択的に反射する選択反射状態（プレーナ状態）との間で表示が切り換えられる。
【００１８】
透明電極１３，１４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、その帯状に並ぶ向きが互いに直角方向となるように対向させてある。即ち、各液晶１６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。このようなマトリクス駆動を各色表示層１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂごとに順次又は同時に行うことにより、液晶表示素子１０にフルカラー画像の表示を行う。
【００１９】
光吸収層１９を観察する方向（矢印Ａ方向）に対して最下層に設けることにより、各表示層１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂを透過した光は全て光吸収層１９によって吸収される。即ち、各表示層の全てが透明状態ならば黒色の表示となる。このような光吸収層１９としては、例えば、黒色のフィルムを用いることができる。また、表示素子１０の最下面に黒色インク等の黒色塗料を塗布して光吸収層１９としてもよい。
【００２０】
図１では、赤色表示層１１Ｒはプレーナ状態、緑色表示層１１Ｇはフォーカルコニック状態、青色表示層１１Ｂはプレーナ状態とフォーカルコニック状態の両方が混在する状態を示している。液晶表示素子１０における各表示層１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂの積層順については図１に示す以外の場合も可能である。
【００２１】
（駆動方法、第１実施形態）
本発明における液晶表示装置の駆動方法はフォーカルコニックリセット法をはじめ、相転移駆動法やダイナミックドライブ駆動法など多数ある。ここでは、フォーカルコニックリセット法により駆動した場合に液晶に印加される電圧波形の一例を図２に示す。表示層のいずれかの走査ラインに電圧が印加されている時間帯を書き換え期間、書き換え期間と次の書き換え期間までの時間帯を表示期間と呼ぶことにする。
【００２２】
書き換え期間においては、まず、Ｖ１の電圧値を持つ第１リセットパルスを印加することにより、液晶はねじれ構造が解かれ、ホメオトロピック状態になる。次に、Ｖ２の電圧値を持つ第２リセットパルスを印加することにより、液晶はフォーカルコニック状態になる。次に、表示すべき画素部分にＶ３の電圧値を持つ選択パルスを印加する。このパルスの電圧値と幅により、液晶の表示状態が決定される。
【００２３】
ここで、本発明に係る液晶表示装置の温度補償に関する制御部を図３に示す。温度検出部３０８は環境温度を検出する。書き換え期間に先立ち、図２中の矢印Ｂのタイミングで、データ読み出し制御部３０７よりデータ読み出し信号が温度検出部３０８へ出力されると、温度検出部３０８は温度データをデータ読み出し制御部３０７へ出力する。データ読み出し制御部３０７は、温度補正データ記憶部３０６に温度データに応じた温度補正データの読み出し制御信号を出力する。
【００２４】
温度補正データ記憶部３０６は、データ読み出し制御部３０７より出力された補正データ読み出し制御信号によって、記憶している補正データを参照し、電圧値データを電圧変調制御部３０４に、パルス幅データをパルス幅制御部３０５に出力する。電圧変調制御部３０４は受け取った電圧値データに基づいて電源３０３へ電源制御信号を出力する。電源３０３は電源制御信号に応じて、ロウ電圧をロウドライバ３０１へ、カラム電圧をカラムドライバ３０２へ出力する。パルス幅制御部３０５は、受け取ったパルス幅データに応じて、ロウドライバ３０１及びカラムドライバ３０２を制御する。このように制御することで、所望の電圧値、パルス幅を持つパルスを液晶表示素子１０に印加することができる。
【００２５】
温度検出部３０８としては、例えば、サーミスタを利用した温度検出回路が考えられる。図４にその一例を示す。サーミスタ４０３には常時電圧が印加され、Ａ／Ｄ変換器４０２を介して温度データが出力されている。データ読み出し制御部３０７から温度データ読み出し制御信号が出力されると、温度データがラッチ回路４０１でラッチされ、ラッチされた温度データをデータ読み出し制御部３０７が取り込む。
【００２６】
サーミスタを利用した温度検出回路の他の例を図５に示す。通常はスイッチ５０４により電源回路が切断され、サーミスタ５０３に電圧は印加されていない。データ読み出し制御部３０７により温度データ読み出し制御信号が出力されるとスイッチ５０４がＯＮになってサーミスタ５０３に電圧が印加され、サーミスタ５０３に応じた電圧がＡ／Ｄ変換器５０２を介して温度データとして出力され、ラッチ回路５０１でラッチされ、ラッチされた温度データをデータ読み出し制御部３０７が取り込む。
【００２７】
（第２実施形態）
カイラルネマティック液晶は電圧印加に対する応答速度が遅いため、通常のネマティック液晶に比べて描画速度が非常に遅い。そのため、本をぱらぱらとめくるように次々と画面を書き換える表示を実行するために、解像度やコントラストを調整して描画速度を早くした早送りモードを液晶表示装置に備えさせる。
【００２８】
なお、本第２実施形態において、温度補償に関する制御部は図３に示したものと同様であり、駆動のための電圧波形を図６に示す。
【００２９】
通常モードで描画する場合は、前記第１実施形態で示したように、書き換え要求がされてから書き換え期間に入る前に図２の矢印Ｂで示すタイミングで温度データを取り込む（図６においても矢印Ｂでそのタイミングを示す）。
【００３０】
一方、早送りモードで描画する場合は、１ページ目の書き換え期間に先立って温度データを取り込んだ後（図６中矢印Ｃ参照）、この早送りモードが終了するまで、温度データを取り込まずに描画を行う。
【００３１】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る液晶表示装置及びその駆動方法は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００３２】
特に、液晶の種類、液晶表示素子の構成やその駆動回路は任意である。また、前記リセットパルスや選択パルスは、図２、図３に示す電圧波形以外にも種々の波形を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置を構成する液晶表示素子の一例を示す断面図。
【図２】本発明に係る第１の駆動形態における電圧波形を示すチャート図。
【図３】本発明に係る液晶表示装置の温度補償制御部を示すブロック図。
【図４】温度検出回路の一例を示すブロック図。
【図５】温度検出回路の他の例を示すブロック図。
【図６】本発明に係る第２の駆動形態における電圧波形を示すチャート図。
【符号の説明】
１０…液晶表示素子
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ…表示層
１３，１４…電極
１６…液晶
３０６…温度補正データ記憶部
３０７…データ読み出し制御部
３０８…温度検出部
４０３，５０３…サーミスタ
【図１】
0004244455.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004244455.tif 000006
【図６】
0004244455.tif 000007