JP5421658B2 - 双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法及び駆動デバイス - Google Patents

Description

本発明は、双安定液晶表示パネルの駆動方法及び駆動デバイスに関し、特に双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法及び駆動デバイスに関する。

図１は、２つの安定状態を有する双安定液晶表示パネルを表示制御するための一般的な機能ブロック図である。双安定液晶表示パネル１０は、水平方向のコモンラインを駆動するコモン駆動部（ＣＯＭ−ＩＣ）１１、垂直方向のセグメントラインを駆動するセグメント駆動部（ＳＥＧ−ＩＣ）１２、駆動電位（Ｖ０、Ｖ１２、Ｖ３４、Ｖ５、ＶＣＸ）を生成する電源回路１３、及びコモン駆動部１１とセグメント駆動部１２及び電源回路１３を制御する制御部（ＭＰＵ）１４から構成される駆動デバイスで駆動される。

制御部１４がコモン駆動部１１とセグメント駆動部１２を制御するための信号と役割は、通常のＳＴＮ駆動ドライバ回路と同様である。コモン駆動部１１に対しては、初期化信号ＲＥＳＥＴＸがあり、スキャンタイミングを決めるＣＯＭ−Ｄａｔａと書き込み用クロックのＣＬがあり、交流化信号ＦＲＣＯＭや表示消去のＤｉｓｐＯｆｆｘがある。セグメント駆動部１２に対しては、初期化信号ＲＥＳＥＴＸがあり、表示画像データを与えるＤＩＯ（８）と書き込み用クロックＸＣＫがあり、交流化信号ＦＲＳＥＧや表示消去のＤｉｓｐＯｆｆｘがある。

図２は、双安定ネマチック液晶の状態の切り替えであるスイッチングを説明する図で、双安定液晶表示パネルのコモンとセグメントに特定の信号を印加して、ネマチック液晶分子のねじれ方向をツイスト状態（Ｔｗｉｓｔｅｄ）とユニフォーム状態（Ｕｎｉｆｏｒｍ）と呼ばれる２種類の状態に切り替える様子を示している。

なお、本願に添付する図面において、ＣＯＭはコモン電極に印加されるコモン信号を、ＣＯＭ−Ｓｃａｎは選択時のコモン信号即ち選択信号を、ＣＯＭ−Ｎｏ Ｓｃａｎは非選択時のコモン信号即ち非選択信号を、ＳＥＧはセグメント電極に印加されるセグメント信号を、更に、ＣＯＭ−ＳＥＧはコモン・セグメント間電圧即ちコモン電極とセグメント電極で挟持された交点画素に印加される表示電圧を示す。そして、前記書込み信号は白書込み信号と黒書込み信号の２種類であり、また前記表示信号は白表示電圧と黒表示電圧の２種類である。

先ず、双安定液晶表示パネルのコモン電極とセグメント電極の交点画素で白（Ｗｈｉｔｅ）を表示する場合について説明する。コモン端子に印加される選択信号の電圧波形は、図２（ａ）のＣＯＭに示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、時間間隔ｂとｃは負のレベル−Ｖ、続く時間間隔ｄとｅは正のレベル＋Ｖ、続く時間間隔ｆは正のレベル＋ＶＣＸ、そして残りの時間間隔ｇはレベル０となる波形である。

セグメント端子に印加される白書込み信号の電圧波形は、図２（ａ）のＳＥＧに示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａからｅはレベル０、続く時間間隔ｆは負のレベル−ｖ、そして残りの時間間隔ｇはレベル０となる波形である。

上述の如く時間と共に変移する選択信号と白書込み信号が印加されると、コモン端子とセグメント端子の間の差の電圧である白表示電圧の波形は、時間と共に変移する波形となる。即ち、図２（ａ）のＣＯＭ−ＳＥＧに示す如く、白表示電圧波形は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂとｃは負のレベル−Ｖ、続く時間間隔ｄからｅは正のレベル＋Ｖ、そして残りの時間間隔ｇはレベル０となる波形である。このように、白表示電圧の波形は、負のレベル−Ｖボルトと正のレベル＋Ｖの間で電圧遷移を行うものである。

このような波形の白表示電圧をネマチック液晶に印加するのは、まず負のレベル−Ｖの電圧でネマチック液晶の分子の配向の安定状態を破壊し、ネマチック液晶の分子１８を縦方向に吊り上げ、図２（ｂ）、その後に正のレベル＋Ｖの電圧をレベル０の電圧へと開放してネマチック液晶の分子１８を配向方向へ寝かし、図２（ｃ）、ツイスト状態（Ｔｗｉｓｔｅｄ）にするためである。このようにして、図２（ａ）のＣＯＭ−ＳＥＧに示す波形の白表示電圧が印加された双安定液晶表示パネルの交点画素は白を表示する。

次に、双安定液晶表示パネルのコモン電極とセグメント電極の交点画素で黒を表示する場合について説明する。コモン端子に印加される選択信号の電圧波形図２（ｄ）のＣＯＭは、図２（ａ）のＣＯＭの波形と同じである。

黒書込み信号の電圧波形は、図２（ｄ）のＳＥＧに示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａからｃはレベル０、続く時間間隔ｄは負のレベル−ｖ、そして残りの時間間隔ｅからｇはレベル０となる波形である。

上述の如く時間と共に変移する選択信号と黒書込み信号が印加されると、コモン端子とセグメント端子の間の差の電圧である黒表示電圧の波形は、時間と共に変移する波形となる。即ち、図２（ｄ）のＣＯＭ−ＳＥＧに示す如く、黒表示電圧の波形は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂとｃは負のレベル−Ｖ、続く時間間隔ｄは正のレベル＋（Ｖ＋ｖ）、続く時間間隔ｅは正のレベル＋Ｖ、続く時間間隔ｆは正のレベル＋Ｖ−ｖ、そして残りの時間間隔ｇはレベル０となる波形である。このように、黒表示電圧は、−Ｖと＋（Ｖ＋ｖ）の間で電圧遷移を行うものである。

このような波形の黒表示電圧をネマチック液晶に印加するのは、まず負のレベル−Ｖでネマチック液晶の分子の配向の安定状態を破壊し、ネマチック液晶の分子１８を縦方向に吊り上げ（図２（ｅ））、その後に正のレベル＋（Ｖ＋ｖ）を正のレベル＋Ｖに、正のレベル＋Ｖを正のレベル＋Ｖ−ｖに、最後に正のレベル＋Ｖ−ｖをレベル０へと順に段階的に低下させてネマチック液晶の分子１８をほぼ平行に配向し（図２（ｆ））、ユニフォーム状態（Ｕｎｉｆｏｒｍ）とするためである。このようにして、図２（ｄ）のＣＯＭ−ＳＥＧに示す黒表示電圧が印加された双安定液晶表示パネルの交点画素は、黒を表示する。

図３は、双安定液晶表示パネルのコモン端子とセグメント端子に印加される電圧波形の例を示す図であり、図３（ａ）は、ｎ行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ］、（ｎ＋１）行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋１］及び（ｎ＋２）行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋２］の連続する３行と、これらと交差する３列のセグメント端子、即ちｍ列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ］、（ｍ＋１）列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ＋１］及び（ｍ＋２）列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ＋２］とからなる双安定液晶表示パネルの一部が模式的に示されている。

また、図３（ｂ）には、双安定液晶表示パネルの連続する３行のコモン端子ＣＯＭ［ｎ］、ＣＯＭ［ｎ＋１］及びＣＯＭ［ｎ＋２］とこれらと交差するｍ列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ］に印加される電圧波形を時間の経過に従って示されている。なお、破線の円で囲った部分は、選択信号の電圧波形を示す。

選択（Ｓｃａｎ）時にコモン端子に印加される選択信号の電圧波形は、図３（ｂ）のＣＯＭ［ｎ］、ＣＯＭ［ｎ＋１］及びＣＯＭ［ｎ＋２］に示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂは正のレベル＋Ｖ２、続く時間間隔ｃとｄは正のレベル＋Ｖ３、そして残りの時間間隔ｅとｆはレベル０となる波形である。但し、Ｖ３＞Ｖ２である。

非選択時にコモン端子に印加される非選択信号の電圧波形は、図３（ｂ）のＣＯＭ［ｎ］、ＣＯＭ［ｎ＋１］及びＣＯＭ［ｎ＋２］に示す如く、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂからｄは正のレベル＋Ｖ２、そして残りの時間間隔ｅとｆはレベル０となる波形である。

コモン端子に印加される信号の電圧波形は、図２と図３では大きく異なっている。即ち、図２に示す選択信号の電圧波形Ｓｃａｎは、正負に大きく変移する電圧波形であるのに対して、図３に示す選択信号の電圧波形Ｎｏ−Ｓｃａｎは正側のみにおいて大きく変移する波形である。なお、図２には非選択信号は示されていないが、図３に示す非選択信号も正側のみにおいて大きく変移する波形である。

ｎ行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ］には、図３（ｂ）のＣＯＭ［ｎ］に示す如く、スキャン時間区間ｔ１において選択信号が、スキャン時間区間ｔ２とｔ３において非選択信号がそれぞれ印加されている。続くｎ＋１行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋１］には、図３（ｂ）のＣＯＭ［ｎ＋１］に示す如く、スキャン時間区間ｔ１において非選択信号が、スキャン時間区間ｔ２において選択信号が、更にスキャン時間区間ｔ３において非選択信号がそれぞれ印加されている。更にそれに続くｎ＋２行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋２］には、図３（ｂ）のＣＯＭ［ｎ＋２］に示す如くスキャン時間区間ｔ１とｔ２において非選択信号が、スキャン時間区間ｔ３において選択信号がそれぞれ印加されている。

セグメント端子に印加されるセグメント電圧、即ち、白書込み信号と黒書込み信号の電圧波形は、図３（ｂ）のＳＥＧ［ｍ］に示す如くである。ここでは、スキャン時間区間ｔ１において白書込み信号が、スキャン時間区間ｔ２において黒書き込み信号が、そして、スキャン時間区間ｔ３において白書き込み信号がそれぞれ印加されている。

白書込み信号の電圧波形は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａとｂはレベル０、続く時間間隔ｃとｄは正のレベル＋Ｖ２、続く時間間隔ｅは正のレベル＋Ｖ１、そして残りの時間間隔ｆはレベル０となる波形である。

また、黒書込み信号の電圧波形は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａとｂはレベル０、続く時間間隔ｃは正のレベル＋Ｖ１、続く時間間隔ｄとｅは正のレベル＋Ｖ２、そして残りの時間間隔ｆはレベル０となる波形である。

上述の如く、コモン端子に選択信号または非選択信号が、セグメント端子に白書込み信号または黒書込み信号が印加されると、コモン端子とセグメント端子間のコモン・セグメント間電圧、即ち白表示電圧と黒表示電圧は、図３（ｂ）のＣＯＭ［ｎ］ｖｓＳＥＧ［ｍ］、ＣＯＭ［ｎ＋１］ｖｓＳＥＧ［ｍ］及びＣＯＭ［ｎ＋２］ｖｓＳＥＧ［ｍ］にそれぞれ示す如くとなる。

即ち、ｎ行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ］とｍ列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ］の交点画素には、図３の右側の下から３段目に示す如く、スキャン時間区間ｔ１においては、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂは正のレベル＋Ｖ２、続く時間間隔ｃとｄは負のレベル−Ｖ２、続く時間間隔ｅは負のレベル−Ｖ３、そして残りの時間間隔ｆの時間はレベル０となる波形の白表示電圧が印加されている。

スキャン時間区間ｔ２においては、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａとｂはレベル０、続く時間間隔ｃは負のレベル−Ｖ４、そして残りの時間間隔ｄからｆはレベル０となる電圧波形の第１の寄生信号が印加されている。更に、スキャン時間区間ｔ３においては、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａからｄはレベル０、続く時間間隔ｅは負のレベル−Ｖ４、そして残りの時間間隔ｆはレベル０となる電圧波形の第２の寄生信号が印加されている。

次に（ｎ＋１）行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋１］とｍ列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ］の交点画素には、図３（ｂ）のＣＯＭ［ｎ＋１］ｖｓＳＥＧ［ｍ］に示す如く、スキャン時間区間ｔ１においては第２の寄生信号が、スキャン時間区間ｔ２においては黒表示電圧が、そしてスキャン時間区間ｔ３においては第１の寄生信号がそれぞれ印加されている。黒表示電圧は、選択期間Ｔの最初の時間間隔ａはレベル０、続く時間間隔ｂは正のレベル＋Ｖ２、続く時間間隔ｃは負のレベル−Ｖ１、続く時間間隔ｄは負のレベル−Ｖ２、続く時間間隔ｅは負のレベル−Ｖ３、そして残りの時間間隔ｆの時間はレベル０となる波形の電圧である。

更に（ｎ＋２）行目のコモン端子ＣＯＭ［ｎ＋１］とｍ列目のセグメント端子ＳＥＧ［ｍ］の交点画素には、図３の右側の下から１段目に示す如く、スキャン時間区間ｔ１においては第１の寄生信号が、スキャン時間区間ｔ２においては第２の寄生信号が、そしてスキャン時間区間ｔ３においては白表示電圧がそれぞれ印加されている。

上述した如く、双安定液晶表示パネルの表示は、選択信号の電圧波形を出力する１本のコモンと、全セグメントの信号状態によって１ライン分の白黒が決定し、１画面分の全コモンを順次スキャンする事により画面全体の表示が決定する。スキャンを行うのはその瞬間においては画面全体のうちの１本のコモンのみであり、残りの大多数のコモンは非選択信号の電圧波形を出力する。双安定液晶表示パネルの充放電電荷量を考える時は、コモンの大多数が出力する非選択信号の電圧とセグメント端子に印加された白書込み信号または黒書込み信号の電圧の電位差に着目する必要がある。つまり、コモン端子とセグメント端子間のコモン・セグメント間電圧の波形における寄生信号が双安定液晶表示パネルを駆動する上での充放電電荷量に大きく寄与し、消費電流の大きさに影響を与える。

図４（ａ）は、双安定液晶表示パネルの特定の駆動モード（Ｍｏｄｅ−Ｃ）の波形を示している。双安定液晶表示パネルに印加される４種類の波形は、コモン端子に選択時に印加される選択信号、コモン端子に非選択時に印加される非選択信号、セグメント端子に印加される白書込み信号、セグメント端子に印加される黒書込み信号である。これらの電圧波形は図３に示したものと同じである。

また、図４（ａ）には、コモン端子とセグメント端子の交点画素に印加された４種類の電圧、即ち白表示電圧、黒表示電圧、第１の寄生信号及び第２の寄生信号が示されている。これらの電圧波形は図３に示したものと同じである。

図４（ｂ）に記した「１」と「０」の数字は、コモン端子に印加されるコモン電圧の波形とセグメント端子に印加されるセグメント電圧の波形の制御信号である。コモン電圧の波形はＣＣＸ、Ｃ−Ｄａｔａ、ＦＲ、ＤｉｓｐＯｆｆｘの４つの信号で制御される。セグメント電圧の波形Ｓ−Ｄａｔａ、ＦＲ、ＤｉｓｐＯｆｆｘの３つの信号で制御される。セグメント駆動デバイスとして、既に市販されている一般的なＳＴＮ液晶を通常駆動するための（ＳＡ駆動方式ではない）ドライバを用いた場合、図５に示すセグメント駆動ドライバ（ＳＥＧ−Ｄｒｖ．）の入出力テーブルで出力電圧は３つの制御信号により制御されるので、図４に示すようなセグメント制御信号とセグメント電圧波形の対応が成立する。

双安定液晶表示パネルを駆動するコモン電圧の波形には、一般的なＳＴＮ液晶の通常駆動には存在しないＶＣＸなる電位があるので、その電位を出力させるための制御信号をＣＣＸとしている。図６に示すコモン駆動ドライバ（ＣＯＭ−Ｄｒｖ．）の入出力テーブルで駆動モード（Ｍｏｄｅ−Ｃ）の欄に示すようにコモン出力を制御すれば、図４に示すようなコモン制御信号とコモン電圧波形の対応が成立する。

このようにして双安定液晶表示パネルに画像を書き込んだ後に、コモン電圧とセグメント電圧をＧＮＤにして双安定液晶表示パネルを無印加状態にしても書き込んだ表示画像は保持されている。すなわち画像書き込み後に電源を切っても双安定液晶表示パネルの画像は表示されている。書き込み時に電力は必要だが、その後は無電力で表示できることが双安定液晶表示パネルの特徴である。

双安定液晶表示パネルを用いて点滅表示をさせる場合、表示したい画面と全黒又は全白画面とを一定の時間間隔をおいて切り替えなければならない。

まず表示したい画像に書き換え、その後一定の時間間隔をおいて全黒又は全白画像を同様に書き換え一定の時間間隔をおくという動作を繰り返す必要がある。たとえば１Ｈｚの点滅の場合は、１秒ごとに双安定液晶表示パネルの画面を書き換えることにより実現する。従って書き換えごとに電力を消費してしまう。また、書き換えには高電圧が必要であり消費電力が多い。

さらに、双安定液晶表示パネルでは、低温のときに書き換えに時間がかかるため上記方法では点滅にみえないという問題がある。また、室温においては走査しているのが見えてしまう。

特開２００４−４５５２号公報

本発明が解決しようとする課題は、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法及び駆動デバイスにおいて、低温から高温まで安定した点滅表示が出来るとともに消費電力を少なくすることである。

上記課題を解決するために、まず、表示したい画像を上記方法により双安定液晶表示パネルに書き込む。次に低い電圧で低周波数の波形を双安定液晶表示パネル全面に加えると液晶分子は基板に対して垂直な状態までは行かないまでもある程度傾き画面が白に近い中間色であるグレー表示となる。その後、電圧印加をやめると双安定液晶表示パネルは配向状態が壊れていないので、印加前に表示していた画像が現れる。このことを利用して、グレー表示を実現するほかに、ある一定時間間隔で、低電圧、低周波数の波形を印加するのと、無印加状態を繰り返すことにより点滅をさせた。また、双安定液晶表示パネルの全画面ではなく部分的に低い電圧で低周波数の波形を印加することにより部分点滅表示ができた。さらに、各電圧レベルが変化する時のみ電源回路をＯＮすることで消費電力を少なくすることもできた。

本発明により、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法において、全画面が一度に切り替わる点滅表示を実現できた。また、本発明により、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル駆動デバイスにおいて、従来の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスを大幅に変更することなく、中間色であるグレー表示と点滅表示を低消費電力で駆動できる双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスを提供することができた。

双安定液晶表示パネルを表示制御する一般的な機能ブロック図である。 コモン端子とセグメント端子にそれぞれ印加される電圧及びコモン・セグメント間電圧の波形に対応して交点画素が白または黒（Ｂｌａｃｋ）を表示する様子を模式的に示した双安定液晶のスイッチングの説明図である。 双安定液晶表示パネルのコモン端子とセグメント端子にそれぞれ印加される電圧、及びコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。 双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルを駆動方法であって、駆動モード（Ｍｏｄｅ−Ｃ）のコモン電圧、セグメント電圧及びコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。 セグメント駆動部（ＳＥＧ−Ｄｒｖ．）の入出力テーブルを示す真理値表である。 コモン駆動部（ＣＯＭ−Ｄｒｖ．）の入出力テーブルを示す真理値表である。 本発明の実施例１の双安定液晶表示パネルのコモン電圧、セグメント電圧及びコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。 本発明の実施例１，２，３の双安定液晶表示パネルの液晶分子に印加されるコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。 本発明の実施例２の双安定液晶表示パネルのコモン電圧、セグメント電圧及びコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。 本発明の実施例３の双安定液晶表示パネルのコモン電圧、セグメント電圧及びコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。

本発明の双安定液晶表示パネルの点滅表示方法は、双安定液晶表示パネルの駆動デバイスのハードウエアを変更することなく駆動波形を変更することにより実施できるものである。

本発明に係る駆動方法が適用される駆動デバイス、即ち正極駆動または負極駆動のみで白黒を選択できる双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスは、従来のハードウエア構成は同じである。即ち、図１に示す如く、双安定液晶表示パネルは、水平方向のコモンラインを駆動するコモン駆動部（ＣＯＭ−ＩＣ）１１、垂直方向のセグメントラインを駆動するセグメント駆動部（ＳＥＧ−ＩＣ）１２、駆動電位（Ｖ０、Ｖ１２、Ｖ３４、Ｖ５、ＶＣＸ）を生成する電源回路１３、及びコモン駆動部１１とセグメント駆動部１２及び電源回路１３を制御する制御部（ＭＰＵ）１４から構成される駆動デバイスで駆動される。

制御部１４がコモン駆動部１１とセグメント駆動部１２を制御するための信号と役割は、通常のＳＴＮ駆動ドライバ回路と同様である。コモン駆動部１１に対しては、初期化信号ＲＥＳＥＴＸがあり、スキャンタイミングを決めるＣＯＭ−Ｄａｔａと書き込み用クロックのＣＬがあり、交流化信号ＦＲＣＯＭや表示消去のＤｉｓｐＯｆｆｘがある。セグメント駆動部１２に対しては、初期化信号ＲＥＳＥＴＸがあり、表示画像データを与えるＤＩＯ（８）と書き込み用クロックＸＣＫがあり、交流化信号ＦＲＳＥＧや表示消去のＤｉｓｐＯｆｆｘがある。電源回路１３をコモン駆動部（ＣＯＭ−ＩＣ）１１の中に取り込む事、さらにセグメント駆動部（ＳＥＧ−ＩＣ）１２をも取り込んで１つのＩＣにする事は当然可能である。

まず、双安定液晶表示パネルに従来の駆動方法を用いて画像を書き込み、その後に電源を切って保持状態にしておく。次に、図７及び図８を参照しながら、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの点滅駆動方法を説明する。

図７は、正極駆動または負極駆動のみで白黒を選択できる双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの全面を点滅駆動した場合の電圧波形で上から、全ＳＥＧ、全セグメント端子に印加される信号２２、全ＣＯＭ、全コモン端子に印加される信号２１、ＣＯＭ−ＳＥＧコモン・セグメント間電圧である電圧波形３２と３１をそれぞれ示す。図７では横軸は時間を示し、前半と後半から成る２つの時間区間で構成されている。全セグメント信号では１つめの、前半の時間区間においてＶ５の電圧である。後半の時間区間において、符号２２で示されるようにＶ０の電圧となる。また、全コモン端子は前半の時間区間においてＶ０の電圧であり、後半の時間区間においてＶ５の電圧である。コモン・セグメント間電圧は前記セグメント信号から前記全コモン信号を引いた電圧波形を示す。つまり、前半の時間区間においてＶ０の電圧となり、後半の時間区間においては−Ｖ０の電圧となる。

全セグメント波形は、図５の真理表に従えばＳ−ｄａｔａ＝１、ＦＲ＝０、Ｄｉｓｐｏｆｆ＝１とＳ−ｄａｔａ＝１、ＦＲ＝１、Ｄｉｓｐｏｆｆ＝１の繰り返しで実現でき、全コモン波形は、図６の真理表に従えばＣＣＸ＝０、Ｃ−ｄａｔａ＝０、ＦＲ＝１、Ｄｉｓｐｏｆｆ＝１とＣＣＸ＝０、Ｃ−ｄａｔａ＝０、ＦＲ＝０、Ｄｉｓｐｏｆｆ＝１の繰り返しで実現できる。この矩形波と無印加状態を繰り返すことにより点滅表示をした。図８（ａ）は、この矩形波を０．５秒と無印加状態を１．５秒繰り返すことにより２秒間隔の点滅表示をした波形である。電圧は３Ｖで周波数は２０Ｈｚを用いた。図８（ｂ）は、既に印加が終了した状態における全ＳＥＧ波形であり、波形の変化はなく常に一定の値を維持し続けている。

書き換えをするための波形は、図２に示したように高い電圧（２０Ｖ以上）を印加してネマチック液晶の分子の配向の安定状態を破壊し、ネマチック液晶の分子を縦方向に吊り上げ（図２（ｅ））、その後、電圧を急激に低下させるか、段階的に低下させるかにより画像を書き込むのが一般的である。しかし、本発明の波形の電圧は３Ｖでありネマチック液晶の分子の配向の安定状態を破壊するまでには至らず、ネマチック液晶の分子をある程度縦方向に吊り上げるのみである。この状態では、ネマチック液晶の分子が縦方向に向いているため全面がグレーに近い白表示となる。

次に電圧印加をやめると、ネマチック液晶の分子の配向の安定状態が破壊していないので、印加前に表示していた画像が現れる。この二つの状態を繰り返すことにより点滅表示を実現した。

電圧は１〜５Ｖの範囲に収まることが好ましい。また、周波数は通常のＳＴＮ液晶は６０Ｈｚで駆動するが、本発明では１０Ｈｚ〜２０Ｈｚの範囲が好ましい。低電圧、低周波数、データを書き込まない全画面駆動により消費電力は非常に少なく出来た。更に、消費電力を抑えるために、無印加状態で、ＡＭＰの電源を止めるとともに、印加時の波形が変化する時以外もＡＭＰを停止することにより、平均の消費電力を２００μＷ程度まで下げることが出来た。

実施例１と同様に、双安定液晶表示パネルに従来の駆動方法を用いて画像を書き込み、その後に電源を切って保持状態にしておく。次に、図９及び図８を参照しながら、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの点滅駆動方法を説明する。

図９は、正極駆動または負極駆動のみで白黒を選択できる双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの横一部分を点滅駆動した場合の電圧波形で、上から順に全ＳＥＧ，全セグメント端子に印加される信号４１、ＣＯＭ（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ）、選択されたコモン端子に印加される信号４２、ＣＯＭ（Ｕｎｓｅｌｅｃｔｅｄ）、選択されていないコモン端子に印加される信号４３、ＣＯＭ−ＳＥＧ（Ｓｅｌｅｃｔｅｄ）とＣＯＭ−ＳＥＧ（Ｕｎｅｌｅｃｔｅｄ）、コモン・セグメント間電圧である電圧波形４４、４５をそれぞれ示す。

全セグメント波形は、図５の真理表に従えばＳ−ｄａｔａ＝０、ＦＲ＝１、Ｄｉｓｐｏｆｆ＝１とＳ−ｄａｔａ＝０、ＦＲ＝０、Ｄｉｓｐｏｆｆ＝１の繰り返しで実現でき、また、Ｖ１２とＶ３４の電圧レベルをＶ０の１／２で同一にすればセグメント波形を作る必要もない。

コモン波形は点滅を始める前に電圧が無印加の状態でＤＩＯとＣＬにより選択部分（Ｃ−ｄａｔａ＝１）と非選択部分（Ｃ−ｄａｔａ＝０）に分けておく。具体的には、ＤＩＯを１にして点滅させたい部分のライン数分のＣＬクロックを入れて選択部分をつくり、その後ＤＩＯを０にしてＣＬクロックで所定の位置にシフトさせることにより選択部分（Ｃ−ｄａｔａ＝１）と非選択部分（Ｃ−ｄａｔａ＝０）を所定の幅、位置に設定する。

そして、図６の真理表に従ってＭｏｄｅ−ＢのＣＣＸ＝０、ＦＲ＝０、Ｄｉｓｐｏｆｆ＝１とＭｏｄｅ−ＣのＣＣＸ＝０、ＦＲ＝１、Ｄｉｓｐｏｆｆ＝１の繰り返しで選択部分は図９の信号４２、非選択部分は信号４３を実現できる。

この波形を用い実施例１と同様に０．５秒の印加状態と１．５秒の無印加状態を繰り返すことによりコモン駆動ドライバの選択された部分は図９の全ＳＥＧの波形になり、非選択部分は下段のようにいつも無印加状態になる。従って、コモン駆動ドライバの選択された部分は２秒間隔の点滅表示をし、非選択の部分は点滅していない表示ができる。

実施例１と同様に、双安定液晶表示パネルに従来の駆動方法を用いて画像を書き込み、その後に電源を切って保持状態にしておく。次に、図１０及び図８を参照しながら、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの点滅駆動方法を説明する。

図１０は、正極駆動または負極駆動のみで白黒を選択できる双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの縦一部分を点滅駆動した場合の電圧波形で、上から順に全ＣＯＭ、全コモン端子に印加される信号５１、ＳＥＧ（ｄａｔａ＝１）、点滅させるセグメント端子に印加される信号５２、ＳＥＧ（ｄａｔａ＝０）、点滅させないセグメント端子に印加される信号５３、ＣＯＭ−ＳＥＧ（ｄａｔａ＝１）およびＣＯＭ−ＳＥＧ（ｄａｔａ＝０）、コモン・セグメント間電圧である電圧波形５４、５５をそれぞれ示す。

全コモン波形は、Ｖ１２とＶ３４の電圧レベルをＶ０の１／２の値にしてどちらかの電圧レベルを選択すればよい。図６の真理表に従えばＭｏｄｅ−ＢのＣＣＸ＝０、Ｃ−ｄａｔａ＝０、ＦＲ＝０、Ｄｉｓｐｏｆｆ＝１でＶ３４の電圧レベルとなる。

セグメント波形は点滅を始める直前に点滅させる部分と点滅させない部分をセグメント駆動ドライバに書き込んでおく。点滅させる部分はＳ−ｄａｔａ＝１、点滅させない部分はＳ−ｄａｔａ＝０である。次にＤｉｓｐｏｆｆ＝１の状態でＦＲ＝０のときは、点滅する部分はＶ５電圧、点滅しない部分はＶ３４電圧が出力され、ＦＲ＝１の状態でＦＲ＝１のときは、点滅する部分はＶ０電圧、点滅しない部分はＶ１２電圧が出力される。ここでＶ１２とＶ３４は同一電圧レベルなので点滅する部分（ｄａｔａ＝１）には矩形波５４が加わり、点滅しない部分（ｄａｔａ＝０）は無印加状態となる。

この波形を用い実施例１と同様に０．５秒の印加状態と１．５秒の無印加状態を繰り返すことによりセグメント駆動ドライバにｄａｔａ＝１が書かれた部分は図９の全ＳＥＧの波形になり、ｄａｔａ＝０が書かれた部分は下段のようにいつも無印加状態になる。従って、セグメント駆動ドライバにｄａｔａ＝１が書かれた部分は２秒間隔の点滅表示をし、ｄａｔａ＝０が書かれた部分は点滅していない表示ができる。

各実施例の波形はすべて矩形波であるが、Ｖ０及びＶ５電圧レベルを変動させて別の波形、たとえばＳｉｎ波などにしても、ネマチック液晶の分子の配向の安定状態を破壊せずにネマチック液晶の分子をある程度縦方向に吊り上げるのみであるので、同様の効果があることはいうまでもない。

本発明により、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法において、全画面もしくは一部分が一度に切り替わる点滅表示を実現できた。また、本発明により、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル駆動デバイスにおいて、従来の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスを大幅に変更することなく、点滅表示を低消費電力で駆動できる双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスを提供することができた。

本発明においては便宜上、白（Ｗｈｉｔｅ）はＴｗｉｓｔｅｄ、黒（Ｂｌａｃｋ）はＵｎｉｆｏｒｍと呼んでいた。しかし、実際には双安定液晶表示パネルの偏光膜の角度を変えることにより、白（Ｗｈｉｔｅ）でＵｎｉｆｏｒｍ、黒（Ｂｌａｃｋ）はＴｗｉｓｔｅｄの状態を作ることも当然可能である。また、白と黒の表示に限ったことではなく、カラー表示に関するものであっても良い。本発明を説明する上で、理解が容易に進むために白と黒という文言を利用したに過ぎず、またグレーという表現も同様に前述の２種類の色彩の中間色を便宜上用いただけに過ぎない。上記表現により特許請求の範囲を制限するものではないことにご留意していただきたい。

本発明において、ネマチック液晶の分子の配向の安定状態が破壊されない電圧を印加することが好ましいとする。具体的には、電圧は1〜５Ｖの範囲に収まることが好ましい。また、周波数は通常のＳＴＮ液晶は６０Ｈｚで駆動するが、本発明では１０Ｈｚ〜２０Ｈｚの範囲が好ましい。また、前記周波数を下げる目的は少消費電力である。そのため、本発明にあるグレー表示及び点滅表示を実現するためには必ずしも上記周波数範囲で駆動する必要はない。

また、本発明において双安定ネマチック液晶に関して説明を行なった。しかしあくまでこれは一部の実施例にしか過ぎず、本発明は２つの安定状態を有する材料であれば双安定ネマチック液晶に限ったことではないことは言うまでもない。

なお、本発明において、双安定液晶表示パネル上にコモンラインとセグメントラインが互いに略直交するように形成したが、前記コモンラインとセグメントラインは必ずしも直交する必要はなく、交差していれば良い。例えば、極座標のように放物線状に形成することが考えられる。

また、正極駆動または負極駆動は、コモン・セグメント間の電圧波形で決定される。正極駆動では正極側の電位で白または黒の状態を書き込む。負極駆動では負極側の電位で白または黒の状態を書き込む。本発明のグレー表示及び点滅表示では、正極駆動または負極駆動に関わらず同じ方法により本発明の効果が期待できる。

１０ 双安定液晶表示パネル
１１ コモン駆動部（ＣＯＭ−ＩＣ）
１２ セグメント駆動部（ＳＥＧ−ＩＣ）
１３ 電源部
１４ 制御部（ＭＰＵ）
２１ 全コモン端子に印加される信号
２２ 全セグメント端子に印加される信号
３１ コモン・セグメント間電圧波形
３２ コモン・セグメント間電圧波形
４１ 全セグメント端子に印加される信号
４２ 選択されたコモン端子に印加される信号
４３ 選択されていないコモン端子に印加される信号
４４ 点滅する部分の電圧波形
４５ 点滅しない部分の電圧波形
５１ 全コモン端子に印加される信号
５２ 点滅させるセグメント端子に印加される信号
５３ 点滅させないセグメント端子に印加される信号
５４ 点滅する部分の電圧波形
５５ 点滅しない部分の電圧波形
ＣＯＭ コモン信号
ＣＯＭ−Ｓｃａｎ 選択信号
ＣＯＭ−Ｎｏ Ｓｃａｎ 非選択信号
ＳＥＧ セグメント信号
ＣＯＭ−ＳＥＧ コモン・セグメント間電圧

Claims (5)

1. 正極駆動または負極駆動により動作する双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法において、
   コモン端子とセグメント端子に電圧を印加して画像を書き換え後、前記画像を表示するために印加した電圧よりも低い電圧を前記コモン端子とセグメント端子に印加することで、前記画像をグレー表示することを特徴とする双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
2. 前記コモン端子とセグメント端子に電圧を印加して画像を書き換え後、前記画像を表示するために印加した電圧よりも低い電圧を前記コモン端子とセグメント端子に印加する状態と、電圧を印加しない無印加状態と、を一定時間の間隔で繰り返すことで、前記画像表示とグレー表示とを繰り返す点滅表示をすることを特徴とする請求項１に記載の双方向ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
3. 前記画像を表示するために印加した電圧よりも低い電圧とは、３Ｖ以下の電圧であることを特徴とする請求項１又は２に記載の双方向ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
4. 前記電圧の電圧レベルが変化するときにのみ、前記双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルを駆動するための電源回路をオンすることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項に記載の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法。
5. 請求項１から４のうちいずれか１項の駆動方法を用いることを特徴とする双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイス。
   

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