強誘電性液晶装置
【課題】強誘電性液晶パネルを汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータで駆動することによって構成が簡単で制御も容易な強誘電性液晶装置を提供する。
【解決手段】複数のコモン出力端子ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４と複数のセグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎを有するマイコン１０と、強誘電性液晶パネル３０とを備え、マイコン１０の一つのコモン出力端子ＣＯＭ１を強誘電性液晶パネル３０のコモン電極Ｃ１に接続し、セグメント出力端子を強誘電性液晶パネル３０の複数のセグメント電極Ｓ１〜Ｓ６に接続し、マイコン１０の液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定して、強誘電性液晶パネルを駆動する構成とした。
【解決手段】複数のコモン出力端子ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４と複数のセグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎを有するマイコン１０と、強誘電性液晶パネル３０とを備え、マイコン１０の一つのコモン出力端子ＣＯＭ１を強誘電性液晶パネル３０のコモン電極Ｃ１に接続し、セグメント出力端子を強誘電性液晶パネル３０の複数のセグメント電極Ｓ１〜Ｓ６に接続し、マイコン１０の液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定して、強誘電性液晶パネルを駆動する構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータを用いて強誘電性液晶パネルを駆動する強誘電性液晶装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、メモリ性効果を有する強誘電性液晶が盛んに研究開発され、低消費電力の特徴を生かして表示装置や液晶シャッター等に用いられている。しかし、強誘電性液晶の動作は、ＴＮ型液晶とは異なっており、特殊な駆動電圧を印加して駆動する必要がある。ここで、公知ではあるが本発明を理解する助けとなるので、強誘電性液晶パネルの構成と動作について概略を以下説明する。
【０００３】
まず、強誘電性液晶パネルの構成の概略を図７に基づいて説明する。図７（ａ）は強誘電性液晶パネルの偏光板配置の構成を模式的に示した平面図である。図７（ａ）において、強誘電性液晶パネル１２０は、クロスニコルに合わせた偏光板１２１ａ、１２１ｂの間に、偏光板１２１ａの偏光軸Ｃと偏光板１２１ｂの偏光軸Ｄのどちらか一方と、液晶分子の第１の安定状態（矢印Ｅ）もしくは、第２の安定状態（矢印Ｆ）のときの分子長軸方向のどちらかとが、ほぼ平行になるように液晶層１２２を配置する。ここで、図７（ａ）においては、偏光板１２１ａの偏光軸Ｃと第１の安定状態（矢印Ｅ）のときの分子長軸方向が、ほぼ平行になるように配置されている。
【０００４】
次に図７（ｂ）は、強誘電性液晶パネル１２０の構造を模式的に示した断面図である。図７（ｂ）において、強誘電性液晶パネル１２０は、少なくとも二つの安定状態を持つメモリ性液晶である液晶層１２２を挟持する一対のガラス基板１２３ａ、１２３ｂから構成される。また、このガラス基板１２３ａと１２３ｂはシール材１２６によって固着されている。そして、ガラス基板１２３ａ、１２３ｂの対向面には駆動電極としてのコモン電極１２４と、複数のセグメント電極１２５が設けられており、その上に配向膜１２７ａ、１２７ｂが蒸着されている。
【０００５】
さらに一方のガラス基板１２３ａの外側には、前述したように、液晶層１２２の液晶分子の第１もしくは第２の安定状態の時の分子長軸方向が平行になるように第１の偏光板１２１ａが設けられており、他方のガラス基板１２３ｂの外側には、第１の偏光板１２１ａの偏光軸と９０度異なるようにして第２の偏光板１２１ｂが設けられている。
【０００６】
次に、強誘電性液晶パネル１２０の動作の概略を図８によって説明する。図８は強誘電性液晶パネル１２０のコモン電極１２４とセグメント電極１２５に印加する駆動電圧に対する光透過率Ｌの変化を示している。ここで、強誘電性液晶のスイッチング、つまり一方の安定状態から他方の安定状態への転移は、駆動電圧のパルス幅値とパルス高値との積の値が閾値以上の値となる電圧を強誘電性液晶に印加した場合にのみ起こる。そして、強誘電性液晶パネル１２０は駆動電圧の極性の違いによって、第１の安定状態（非透過（黒）表示）か、第２の安定状態（透過（白）表示）かのいずれかが選択される。
【０００７】
ここで、駆動電圧をプラス方向に増加させたとき、光透過率Ｌが変化し始める電圧値を＋Ｖａ、光透過率Ｌの変化が飽和する電圧値を＋Ｖｔとする。次に駆動電圧を減少させ、さらに逆極性のマイナス方向に電圧を増加させて光透過率Ｌが減少し始める電圧値を−Ｖａ、光透過率Ｌの変化が飽和する電圧値を−Ｖｔとする。このように強誘電性液晶パネル１２０は、強誘電性液晶分子の閾値以上の駆動電圧（すなわち＋Ｖｔ以上のプラス印加電圧）が印加された場合に第２の安定状態が選択され、また、強誘電性液晶分子の逆極性の
閾値以上の駆動電圧（すなわち−Ｖｔ以上のマイナス印加電圧）が印加された場合は、第１の安定状態が選択される。そして、その後、駆動電圧が０Ｖになってもメモリ性効果によって、それぞれの安定状態は維持される。
【０００８】
この結果、図７（ａ）に示すように偏光板１２１ａ、１２１ｂを配置すると、第２の安定状態で白表示（透過状態）、第１の安定状態で黒表示（非透過状態）となる。尚、偏光板１２１ａ、１２１ｂの配置を変えることにより、第２の安定状態で黒表示（非透過状態）、第１の安定状態で白表示（透過状態）とすることも出来る。
【０００９】
このように、強誘電性液晶パネルはメモリ性効果を有するため、表示内容を変化させるときだけプラス又はマイナスの電圧を印加し、安定状態では駆動電圧を０Ｖに出来るので、消費電力が極めて少ない液晶装置を実現することが出来る。しかし、強誘電性液晶パネルの駆動波形は特殊であるために、強誘電性液晶パネル専用の液晶ドライバＩＣを開発する必要があり、製品のコスト高や、開発期間が長期化して迅速な製品化が出来ないなどの問題があった。
【００１０】
このため、汎用の液晶パネル駆動ＬＳＩを使用して強誘電性液晶パネルを駆動する駆動方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示されている従来の強誘電性液晶パネルの駆動方法の概略を図９に基づいて説明する。図９において、従来の強誘電性液晶装置１００は、コントローラ１０１、汎用の液晶パネル駆動ＬＳＩであるコモン駆動ＩＣ１０２、汎用の液晶パネル駆動ＬＳＩであるセグメント駆動ＩＣ１０３、液晶電源回路１１０、強誘電性液晶パネル１２０などによって構成されている。
【００１１】
ここで、コントローラ１０１は、コモン表示データＤｃｏｍとコモン交流化信号Ｍｃｏｍをコモン駆動ＩＣ１０２に出力し、セグメント表示データＤｓｅｇとセグメント交流化信号Ｍｓｅｇをセグメント駆動ＩＣ１０３に出力する。また、液晶電源回路１１０からは５つの電圧が出力して、コモン駆動ＩＣ１０２には電圧Ｖ１ｃ、Ｖ０、Ｖ２ｃが入力し、セグメント駆動ＩＣ１０３には電圧Ｖ１ｓ、Ｖ０、Ｖ２ｓが入力される。これにより、強誘電性液晶パネル１２０は、コモン駆動ＩＣ１０２とセグメント駆動ＩＣ１０３によって駆動され、表示動作を行う。これにより、強誘電性液晶パネルを汎用の液晶パネル駆動ＬＳＩで駆動できるので、強誘電性液晶用として新規に駆動ＬＳＩを開発する必要がないことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０２−２３６５１９号公報（第１４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の従来の強誘電性液晶パネルの駆動方法は、汎用の液晶パネル駆動ＬＳＩが２個、コントローラ（マイクロコンピュータ）、５値の電圧を出力する液晶電源回路が個別に必要であり、部品点数が多く、構成が複雑で小型化できない。また、二つの液晶パネル駆動ＬＳＩをそれぞれ制御するために、多くの制御信号をコントローラで生成する必要があり、プログラムが複雑で表示制御が難しいという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は上記課題を解決し、強誘電性液晶パネルを汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータで駆動することによって構成が簡単で制御も容易な強誘電性液晶装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の強誘電性液晶装置は、下記記載の構成を採用する。
【００１６】
本発明の強誘電性液晶装置は、複数のコモン出力端子と複数のセグメント出力端子を有する液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータと、強誘電性液晶パネルと、を備え、液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータの一つのコモン出力端子を強誘電性液晶パネルのコモン電極に接続し、複数のセグメント出力端子を強誘電性液晶パネルの複数のセグメント電極に接続し、且つ、液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータは液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定し、表示データＤと交流化信号Ｍの二つの制御信号に基づいて強誘電性液晶パネルを駆動することを特徴とする。
【００１７】
また、液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータは、Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳ（Ｖ１＞Ｖ２＞ＶＳＳ）の３値の電圧をコモン駆動電圧又はセグメント駆動電圧として出力する電源回路を有し、強誘電性液晶パネルのコモン電極に接続されるコモン出力端子が選択期間であるとき、コモン出力端子は交流化信号Ｍが論理“１”のとき電圧ＶＳＳ、交流化信号Ｍが論理“０”のとき電圧Ｖ１、となるコモン駆動電圧が出力され、コモン出力端子が非選択期間であるとき、コモン出力端子は電圧Ｖ２、となるコモン駆動電圧が出力され、セグメント出力端子は表示データＤと交流化信号Ｍの組み合わせ（Ｄ，Ｍ）が、（０，０）または（１，１）のとき電圧Ｖ１、（０，１）または（１，０）のとき電圧ＶＳＳ、となるセグメント駆動電圧が出力されることを特徴とする。
【００１８】
また、コモン出力端子が選択される選択期間は強誘電性液晶パネルのリセット期間であって表示データＤは論理“１”であり、コモン出力端子が選択されない非選択期間は、強誘電性液晶パネルの書き込み期間であって表示データＤは、表示内容に基づいて論理“１”または“０”であることを特徴とする。
【００１９】
また、書き込み期間終了後のコモン出力端子とセグメント出力端子は、同電位のコモン駆動電圧とセグメント駆動電圧が出力されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
上記の如く本発明によれば、特殊な駆動波形が必要な強誘電性液晶パネルを１チップで構成される汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータを用いて駆動できるので、構成が極めて簡単であり、部品点数が少なく小型化しやすく、特に小規模な強誘電性液晶装置に好適である。また、表示データＤと交流化信号Ｍの二つの制御信号だけで表示制御が可能であり、表示制御プログラムが簡単で扱いやすい強誘電性液晶装置を実現することが出来る。
【００２１】
また、汎用のマイクロコンピュータによって強誘電性液晶パネルを駆動できるので、強誘電性液晶用として新規に駆動ＬＳＩを開発する必要がなく、迅速な製品化が可能であると共に、仕様変更等にも即対応できる強誘電性液晶装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置の全体構成の概略を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータの液晶ドライバの内部構成を示す回路ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置の１／２デューティーモードと１／３デューティーモードの動作を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置のセグメントドライバとコモンドライバの動作を説明する動作表である。
【図５】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置の表示動作順序を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置の駆動波形の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】従来の強誘電性液晶パネルの構造を示す説明図である。
【図８】従来の強誘電性液晶パネルの光透過率特性を示す説明図である。
【図９】従来の強誘電性液晶装置の概略を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。
【００２４】
［本発明の強誘電性液晶装置の全体構成の説明］
まず、本発明の強誘電性液晶装置に係わる全体構成の概略を図１の回路ブロック図によって説明する。図１において、１は本発明の強誘電性液晶装置であり、汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータ１０（以下、マイコン１０と略す）と、強誘電性液晶パネル３０によって構成される。
【００２５】
ここで、強誘電性液晶パネル３０は、従来例で示した強誘電性液晶パネル１２０と同様な構成であるので詳細な説明は省略するが、この強誘電性液晶パネル３０は一つのコモン電極Ｃ１と、このコモン電極Ｃ１に対向する複数のセグメント電極Ｓ１〜Ｓ６を有している。尚、このセグメント電極数は一例であり、強誘電性液晶パネルの仕様に応じて任意に決定して良い。
【００２６】
また、マイコン１０は内部に、マイコン１０の全体の制御と演算を行うＣＰＵ１１、プログラム等を記憶するＲＯＭ１２、データ等を一時的に記憶するＲＡＭ１３、汎用のＴＮ型液晶パネルを駆動する液晶ドライバ２０などを備えている。また、１５は内部バスであり、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、液晶ドライバ２０等を接続して、マイコン１０の内部情報の伝達を行う。
【００２７】
また、液晶ドライバ２０は、複数のコモン出力端子ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４と、複数のセグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎとを有し、図示しない出力ポートを介して外部に出力している。そして、複数のコモン出力端子の中から、一つの端子であるコモン出力端子ＣＯＭ１を強誘電性液晶パネル３０のコモン電極Ｃ１に接続する。また、複数のセグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧ６を強誘電性液晶パネル３０のセグメント電極Ｓ１〜Ｓ６にそれぞれ接続する。
【００２８】
［液晶ドライバの内部構成の説明］
次に液晶ドライバ２０の内部構成を図２に基づいて説明する。図２において、２１は表示制御回路であり、図示しないが複数のレジスタや表示タイミングジェネレータ等によって構成され、内部バス１５から表示制御コードを入力して、交流化信号Ｍ、電源制御信号Ｐ１、シフトクロックＰ２、メモリ制御信号Ｐ３、ラッチクロックＰ４、選択制御信号Ｐ５等を出力する。
【００２９】
２２は表示メモリであり、ＲＡＭ等によって構成され、メモリ制御信号Ｐ３と内部バス１５からの表示データＤを入力してセグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎに出力する表示情報を一時的に記憶し、記憶表示データＤ´を出力する。
【００３０】
２３はシリアル入力／パラレル出力のシフトレジスタであり、シフトクロックＰ２のタイミングで記憶表示データＤ´を入力して記憶し、記憶した記憶表示データＤ´と交流化信号Ｍに基づいたパラレル出力であるセグメント表示データＤｓを出力する。尚、シフトレジスタ２３のビット数は、セグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎの本数に等しい数を備えている。
【００３１】
２４はセグメントドライバであり、シフトレジスタ２３からのセグメント表示データＤｓを入力して内部でレベルシフトを行い、セグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎを出力する。尚、セグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎは、マイコン１０のセグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎからそれぞれ出力される駆動電圧であるので、同一符号で示している。
【００３２】
また、２５はコモンデータラッチであり、交流化信号Ｍ、ラッチクロックＰ４、選択制御信号Ｐ５を入力して、コモンデータＤｃを出力する。また、２６はコモンドライバであり、コモンデータＤｃを入力してコモン駆動電圧ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を出力する。尚、コモン駆動電圧の出力数は限定されず、本発明においては二つ、すなわち、１／２デューティーモードが選択できれば良い。また、コモン駆動電圧ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４は、マイコン１０のコモン出力端子ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４からそれぞれ出力される駆動電圧であるので、同一符号で示している。
【００３３】
次に２７は電源回路であり、電源制御信号Ｐ１を入力して電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳを出力する。尚、各電圧の値は、Ｖ１＞Ｖ２＞ＶＳＳの関係にあり、また、電圧ＶＳＳは０Ｖであり、電圧Ｖ２は電圧Ｖ１の約１／２の電圧値であると良い。これらの電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳは、図示しないがセグメントドライバ２４とコモンドライバ２６に接続されて、セグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎとコモン駆動電圧ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の電源となる。
【００３４】
［本発明の強誘電性液晶装置の基本動作の説明］
次に、本発明の強誘電性液晶装置の基本的な動作の概略を図１〜図４に基づいて説明する。図１において、マイコン１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムを内部バス１５を介して読み込み、プログラムに従って動作を実行する。ここで、読み込まれたプログラムが、液晶ドライバ２０を制御して強誘電性液晶パネル３０に表示情報を表示する表示制御プログラムであったとすると、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３から強誘電性液晶パネル３０に表示する表示情報を読み出し、この表示情報を表示するために内部バス１５を介して、表示制御コードと表示情報を液晶ドライバ２０に転送する。
【００３５】
次に液晶ドライバ２０の動作を図２に基づいて説明する。液晶ドライバ２０の表示制御回路２１は、ＣＰＵ１１からの表示制御コードを内部バス１５を介して入力すると、まず、液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定する。また、表示制御回路２１は、設定された１／２デューティーモードに基づいて交流化信号Ｍ、電源制御信号Ｐ１、シフトクロックＰ２、メモリ制御信号Ｐ３、ラッチクロックＰ４、選択制御信号Ｐ５等を出力する。
【００３６】
次に表示メモリ２２は、メモリ制御信号Ｐ３によって内部バス１５を介して表示情報である表示データＤを入力し、内部に一時記憶する。そして、表示メモリ２２は、記憶した表示データＤをメモリ制御信号Ｐ３のタイミングで記憶表示データＤ´としてシフトレジ
スタ２３に順次出力する。
【００３７】
また、電源回路２７は、電源制御信号Ｐ１によって動作を開始し、強誘電性液晶パネル３０を駆動するために電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳをセグメントドライバ２４とコモンドライバ２６に出力する。
【００３８】
シフトレジスタ２３は、シフトクロックＰ２のタイミングに同期して記憶表示データＤ´をシリアル入力して記憶し、記憶された記憶表示データＤ´と交流化信号Ｍを論理合成してセグメント表示データＤｓとしてパラレル出力する。
【００３９】
また、セグメントドライバ２４は、シフトレジスタ２３からのセグメント表示データＤｓを入力し、その論理に基づいて電圧Ｖ１とＶＳＳを切り替えてセグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎを出力する。尚、セグメントドライバ２４の動作の詳細は後述する。
【００４０】
次にコモンデータラッチ２５は、交流化信号Ｍと選択制御信号Ｐ５を入力し、ラッチクロックＰ４のタイミングで記憶して、コモンデータＤｃとして出力する。ここで、前述したように液晶駆動モードが１／２デューティーモードに設定されているので、選択制御信号Ｐ５はコモンデータラッチ２５を制御して、コモン駆動電圧ＣＯＭ１とＣＯＭ２が時分割に交互に選択されるようにコモンデータＤｃを出力する。
【００４１】
また、コモンドライバ２６は、コモンデータラッチ２５からのコモンデータＤｃを入力し、その論理に基づいて電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳを切り替えてコモン駆動電圧ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を出力する。尚、コモンドライバ２６の動作の詳細は後述する。
【００４２】
次に、液晶駆動モードの１／２デューティーモードを図３によって説明する。図３（ａ）は、本発明の強誘電性液晶装置の液晶駆動モードである１／２デューティーモードの動作を示している。この１／２デューティーモードは、図示するように、コモン駆動電圧ＣＯＭ１とＣＯＭ２は、１フレーム内で選択期間と非選択期間が交互に入れ替わって動作する。すなわち、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が選択期間であればコモン駆動電圧ＣＯＭ２は非選択期間であり、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が非選択期間であればコモン駆動電圧ＣＯＭ２は選択期間となる。また、コモン駆動電圧ＣＯＭ３とＣＯＭ４は、使用されないので常に非選択状態が継続する。
【００４３】
また、図３（ｂ）は、参考として１／３デューティーモードの動作を示している。この１／３デューティーモードは、図示するように、コモン駆動電圧ＣＯＭ１〜ＣＯＭ３は１フレーム内で選択期間が順次シフトし、コモン駆動電圧ＣＯＭ４は、常に非選択状態が継続する。この１／３デューティーモードは本発明に適応されず、本発明は液晶駆動モードを１／２デューティーモードで動作させることが特徴である。
【００４４】
次にセグメントドライバ２４とコモンドライバ２６の動作を図４の動作表によって説明する。ここで、セグメントドライバ２４は、セグメント表示データＤｓの論理によって電圧を切り替えるが、セグメント表示データＤｓは、前述したように交流化信号Ｍと記憶表示データＤ´に基づいた情報であり、また、記憶表示データＤ´は、表示データＤが表示メモリ２２で記憶された情報である。これにより、セグメントドライバ２４の動作は表示データＤと交流化信号Ｍの論理によって決定され、図４（ａ）は、セグメントドライバ２４が表示データＤと交流化信号Ｍの論理によってどのように電圧Ｖ１、ＶＳＳを切り替えるかを示している。
【００４５】
図４（ａ）において、表示データＤと交流化信号Ｍの組み合わせ（Ｄ，Ｍ）が（０，０）のときセグメント駆動電圧は電圧Ｖ１となり、（０，１）のときセグメント駆動電圧は
電圧ＶＳＳとなり、（１，０）のときセグメント駆動電圧は電圧ＶＳＳとなり、（１，１）のときセグメント駆動電圧は電圧Ｖ１となる。
【００４６】
また、コモンドライバ２６は、コモンデータＤｃの論理に基づいて電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳを切り替えるが、液晶駆動モードが１／２デューティーモードに設定されているので、前述したように、二つのコモン駆動電圧ＣＯＭ１とＣＯＭ２が選択期間と非選択期間を交互に切り替えられて動作する。そして、それぞれの期間の中で交流化信号Ｍの論理が反転を繰り返す。
【００４７】
ここで、図４（ｂ）は、コモンドライバ２６が選択期間と非選択期間、及び、交流化信号Ｍによって、電源Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳをどのように切り替えてコモン駆動電圧ＣＯＭ１を出力するかを示している。
【００４８】
図４（ｂ）において、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が選択期間であり、交流化信号Ｍが論理“０”のときコモン駆動電圧ＣＯＭ１は電圧Ｖ１となり、交流化信号Ｍが論理“１”のときコモン駆動電圧ＣＯＭ１は電源ＶＳＳとなる。また、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が非選択期間である場合は、交流化信号Ｍの論理に関わりなくコモン駆動電圧ＣＯＭ１は電圧Ｖ２となる。ここで本発明は、１／２デューティーモードにおいて、非選択期間でコモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ２になることを利用して強誘電性液晶パネルを駆動する。
【００４９】
尚、本発明において選択期間は、強誘電性液晶パネル３０の表示状態を白又は黒にリセットするリセット期間として動作し、非選択期間は、強誘電性液晶パネル３０に表示情報を書き込むための書き込み期間として動作するが、選択期間、及び非選択期間の動作の詳細は後述する。
【００５０】
［本発明の強誘電性液晶装置の表示動作順序の説明］
次に本発明の強誘電性液晶装置の表示動作順序を図５のフローチャートによって説明する。尚、強誘電性液晶装置１の構成として図１と図２の回路ブロック図を参照する。まず、マイコン１０のＣＰＵ１１から液晶ドライバ２０に表示制御コードと表示情報が送られると、液晶ドライバ２０は初期化を実行する（ステップＳＴ１）。ここで、液晶ドライバ２０の表示制御回路２１は内蔵する各レジスタを初期化し、液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定すると共に、電源回路２７をＯＮさせて電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳを出力する。
【００５１】
次にＣＰＵ１１は、強誘電性液晶パネル３０に表示する表示データＤを送出し、液晶ドライバ２０の表示メモリ２２はその表示データＤを読み込み、強誘電性液晶パネル３０が表示する表示情報を記憶する（ステップＳＴ２）。
【００５２】
次に液晶ドライバ２０の表示制御回路２１は、交流化信号Ｍ、選択制御信号Ｐ５等を出力してコモン駆動電圧ＣＯＭ１の選択期間を実行する（ステップＳＴ３）。このコモン駆動電圧ＣＯＭ１の選択期間は、強誘電性液晶パネル３０のリセット期間として用いられ、交流化信号Ｍに基づいてコモン駆動電圧ＣＯＭ１とセグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎが出力される。これにより、強誘電性液晶パネル３０はリセットされる。
【００５３】
次に液晶ドライバ２０の表示制御回路２１は、交流化信号Ｍ、選択制御信号Ｐ５等を出力してコモン駆動電圧ＣＯＭ１の非選択期間を実行する（ステップＳＴ４）。このコモン駆動電圧ＣＯＭ１の非選択期間は、強誘電性液晶パネル３０に表示情報を書き込むための書き込み期間として用いられ、交流化信号Ｍと表示データＤに基づいてセグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎが出力される。これにより、強誘電性液晶パネル３０は、表示の書き込みが行われる。
【００５４】
次に液晶ドライバ２０の表示制御回路２１は、非選択期間が終了すると動作を停止して保持期間に移行する（ステップＳＴ５）。この保持期間では交流化信号Ｍが停止し、電源回路２７もＯＦＦするので、液晶ドライバ２０の消費電力は極めて少ない状態が維持される。
【００５５】
次にＣＰＵ１１は、強誘電性液晶パネル３０の表示の書き換えが新にあるかどうかを判定する（ステップＳＴ６）。ここで、否定判定（書き換え無し）であれば、ステップＳＴ５へ戻って保持期間を継続する。また、肯定判定（書き換え有り）であれば、ステップＳＴ２へ戻り、新たな表示データＤを液晶ドライバ２０に送出し、コモン駆動電圧ＣＯＭ１の選択期間と非選択期間を再び実行する。
【００５６】
このように、本発明の強誘電性液晶装置の表示動作は、１フレームのコモン駆動電圧ＣＯＭ１の選択期間と非選択期間だけによって、強誘電性液晶パネル３０のリセットと、表示の書き換えを実行するので、短時間で表示内容を書き換えることが出来ると共に、表示制御を極めて簡単に実施することが出来る。
【００５７】
［本発明の強誘電性液晶装置の駆動波形の説明］
次に、セグメント駆動電圧とコモン駆動電圧の駆動波形の一例を図６によって説明する。尚、説明の前提としてコモン駆動電圧ＣＯＭ１が強誘電性液晶パネル３０のコモン電極Ｃ１に接続されているとする（図１参照）。
【００５８】
図６において、コモン駆動電圧ＣＯＭ１は、前述したように、選択期間と非選択期間を有しており、選択期間は強誘電性液晶パネル３０をリセットするリセット期間であり、非選択期間は強誘電性液晶パネル３０に表示情報を書き込む書き込み期間である。また、書き込み期間終了後は、書き込んだ表示を保持する保持期間が継続する。
【００５９】
まず、リセット期間（選択期間）における駆動波形を説明する。ここで、交流化信号Ｍは、強誘電性液晶パネル３０を交流化駆動するための信号であり、リセット期間の前半は論理“１”、後半は論理“０”が出力される。
【００６０】
また、表示セグメントを黒表示とする表示データＤ（黒）は、リセット期間では論理“１”であり、また、表示セグメントを白表示とする表示データＤ（白）は、リセット期間では同じく論理“１”である。すなわち、リセット期間では、表示セグメントが黒表示でも白表示でも、表示データＤは常に論理“１”が出力される。
【００６１】
次に、リセット期間におけるコモン駆動電圧ＣＯＭ１は、図４（ｂ）の動作表で示すように、リセット期間の前半は、交流化信号Ｍが論理“１”であるので電圧ＶＳＳが出力され、リセット期間の後半は、交流化信号Ｍが論理“０“であるので電圧Ｖ１が出力される。
【００６２】
また、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）は、表示データＤ（黒）によって表示セグメントを黒表示にする駆動電圧である。ここで、リセット期間におけるセグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）は、表示データＤ（黒）と交流化信号Ｍによって決定されるので、図４（ａ）の動作表で示すように、リセット期間の前半は（Ｄ，Ｍ）が（１，１）であるので電圧Ｖ１が出力され、リセット期間の後半は、（１，０）であるので電圧ＶＳＳが出力される。
【００６３】
また、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）は、表示データＤ（白）によって表示セグメントを白表示にする駆動電圧である。ここで、リセット期間におけるセグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）は、表示データＤ（白）と交流化信号Ｍによって決定されるので、図４（ａ）
の動作表で示すように、リセット期間の前半は（Ｄ，Ｍ）が（１，１）であるので電圧Ｖ１が出力され、リセット期間の後半は、（１，０）であるので電圧ＶＳＳが出力される。すなわち、リセット期間においては、表示データＤが黒表示でも白表示でも論理“１”が出力されるので、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）とセグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）は、同一の駆動波形となる。
【００６４】
次に、コモン駆動電圧ＣＯＭ１とセグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）とを合成した強誘電性液晶パネル３０に実際に印加される合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）について説明する。この合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）は、強誘電性液晶パネル３０のコモン電極Ｃ１とセグメント電極Ｓ１〜Ｓ６のいずれかに印加される駆動波形であり、リセット期間の前半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧ＶＳＳであり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）が電圧Ｖ１であるので電圧−Ｖ１が印加され、リセット期間の後半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ１であり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）が電圧ＶＳＳであるので電圧＋Ｖ１が印加される。
【００６５】
また、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）は、リセット期間において合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と同一であり、リセット期間の前半は電圧−Ｖ１が印加され、リセット期間の後半は電圧＋Ｖ１が印加される。
【００６６】
次に、書き込み期間（非選択期間）における駆動波形を説明する。まず、交流化信号Ｍは、リセット期間と同一であり、書き込み期間の前半は論理“１”、後半は論理“０”が出力される。
【００６７】
また、表示セグメントを黒表示とする表示データＤ（黒）は、書き込み期間では表示を黒とするために論理“０”が出力され、また、表示セグメントを白表示とする表示データＤ（白）は、書き込み期間では表示を白とするために論理“１”が出力される。
【００６８】
次に、書き込み期間におけるコモン駆動電圧ＣＯＭ１は、図４（ｂ）の動作表で示すように、交流化信号Ｍの論理に関わりなく常に電圧Ｖ２が出力される。
【００６９】
また、書き込み期間におけるセグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）は、表示データＤ（黒）と交流化信号Ｍによって決定されるので、図４（ａ）の動作表で示すように、書き込み期間の前半は（Ｄ，Ｍ）が（０，１）であるので電圧ＶＳＳが出力され、書き込み期間の後半は（０，０）であるので電圧Ｖ１が出力される。
【００７０】
また、書き込み期間におけるセグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）は、表示データＤ（白）と交流化信号Ｍによって決定されるので、図４（ａ）の動作表で示すように、書き込み期間の前半は（Ｄ，Ｍ）が（１，１）であるので電圧Ｖ１が出力され、書き込み期間の後半は（１，０）であるので電圧ＶＳＳが出力される。
【００７１】
次に、書き込み期間での合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）について説明する。ここで、書き込み期間の前半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ２であり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）が電圧ＶＳＳ（０Ｖ）であるので電圧＋Ｖ２が印加され、書き込み期間の後半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ２であり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）が電圧Ｖ１であるので電圧−Ｖ２が印加される。
【００７２】
次に、書き込み期間での合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）について説明する。ここで、書き込み期間の前半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ２であり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）が電圧Ｖ１であるので電圧−Ｖ２が印加され、書き込み期間の後半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ２であり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）が電圧ＶＳ
Ｓであるので電圧＋Ｖ２が印加される。
【００７３】
このように、書き込み期間（非選択期間）において、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が交流化信号Ｍに関わりなく電圧Ｖ２となるので、電圧Ｖ２が電圧Ｖ１の約１／２の電圧値であれば、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）は、電圧ＶＳＳを中心に双極性の電圧＋Ｖ２と電圧−Ｖ２がバランス良く印加されることになる。
【００７４】
次に、表示内容を保持する保持期間では、液晶ドライバ２０の動作が停止するので、交流化信号Ｍは常に論理“０”が出力され、また、コモン駆動電圧ＣＯＭ１、及び、セグメント駆動電圧ＳＥＧはすべて同電位の電圧ＶＳＳが出力される。これにより、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）は共に電圧ＶＳＳとなって、強誘電性液晶パネル３０のコモン電極Ｃ１とセグメント電極Ｓ１〜Ｓ６は同電位が印加される。すなわち、保持期間では、液晶ドライバ２０が停止して強誘電性液晶パネル３０の駆動が行われないので、極めて少ない消費電力で強誘電性液晶パネル３０の表示を保持することが出来る。
【００７５】
［強誘電性液晶パネルの動作の説明］
次に、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）が印加される強誘電性液晶パネル３０の動作を図６及び図８によって説明する。尚、説明の前提として、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）の電圧＋Ｖ２は、図８で示す閾値＋Ｖｔより大きく、また、電圧−Ｖ２は、図８で示す閾値−Ｖｔより絶対値で大きいとする。
【００７６】
まず、強誘電性液晶パネル３０のリセット期間での動作を説明する。ここで、リセット期間での合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）は同一の駆動波形であり、リセット期間の前半は電圧−Ｖ１が印加されるので、強誘電性液晶パネル３０は図８で示す第１の安定状態（黒）となる。また、リセット期間の後半では、電圧＋Ｖ１が印加されるので、強誘電性液晶パネル３０は第２の安定状態（白）となる。リセット期間では、すべてのセグメントに同一の駆動波形が印加されるので、強誘電性液晶パネル３０のすべてのセグメントは、リセット動作によって一瞬だけ黒表示になった後、白表示にリセットされることになる。
【００７７】
次に、強誘電性液晶パネル３０の書き込み期間での動作を説明する。まず、書き込み期間において、強誘電性液晶パネル３０に合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）が印加されると、その書き込み期間の前半では、電圧＋Ｖ２が印加されてセグメントは白表示が継続する。また、書き込み期間の後半では電圧−Ｖ２が印加され、この電圧−２Ｖは、図８で示す閾値−Ｖｔより絶対値が大きいので強誘電性液晶パネル３０のセグメントは、第２の安定状態から第１の安定状態に転移して黒表示となる。
【００７８】
すなわち、強誘電性液晶パネル３０に、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）が印加されると、リセット期間で一旦、白表示にリセットされるが、その後の書き込み期間で黒表示に転移させることが出来る。また、書き込み期間終了後の保持期間では、前述したように、同電位のＶＳＳが継続して印加されるので、強誘電性液晶のメモリ効果によって、表示状態は第１の安定状態が保持されて黒表示が継続する。
【００７９】
次に書き込み期間において、強誘電性液晶パネル３０に合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）が印加されると、その書き込み期間の前半では、電圧−Ｖ２が印加されてセグメントは一旦、第１の安定状態になって黒表示となる。また、書き込み期間の後半では電圧＋Ｖ２が印加されるので、強誘電性液晶パネル３０のセグメントは、第１の安定状態から第
２の安定状態に転移して白表示となる。また、書き込み期間終了後の保持期間では、同電位の電圧ＶＳＳが継続して印加されるので、強誘電性液晶のメモリ効果によって、表示状態は第２の安定状態が保持されて白表示が継続する。
【００８０】
尚、リセット期間及び書き込み期間において、双極性パルスの駆動波形を印加する理由は、強誘電性液晶を交流化駆動して強誘電性液晶の劣化を防ぐためである。
【００８１】
以上のように本発明の強誘電性液晶装置によれば、強誘電性液晶パネルのコモン電極を汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータの一つのコモン出力端子に接続し、また、強誘電性液晶パネルのそれぞれのセグメント電極をセグメント出力端子に接続し、更に液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定して、選択期間をリセット期間、非選択期間を書き込み期間として強誘電性液晶パネルを駆動することにより、汎用のＴＮ型液晶のための液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータでありながら、特殊な駆動波形が必要である強誘電性液晶パネルを確実に駆動することが出来る。
【００８２】
また、液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータは１チップで構成されるので、部品点数が少なく、構成がきわめて簡単な強誘電性液晶装置を実現でき、小型で低消費電力の強誘電性液晶装置を提供することが出来る。また、汎用のマイクロコンピュータによって強誘電性液晶パネルを駆動できるので、強誘電性液晶用として新規に駆動ＬＳＩを開発する必要がなく、迅速な製品化や仕様変更等にも即対応できる強誘電性液晶装置を提供することが出来る。
【００８３】
尚、本発明の実施形態で示したブロック図や駆動波形等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。
【符号の説明】
【００８４】
１ 強誘電性液晶装置
１０ 液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータ（マイコン）
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１５ 内部バス
２０ 液晶ドライバ
２１ 表示制御回路
２２ 表示メモリ
２３ シフトレジスタ
２４ セグメントドライバ
２５ コモンデータラッチ
２６ コモンドライバ
２７ 電源回路
３０ 強誘電性液晶パネル
ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４ コモン駆動電圧／コモン出力端子
Ｃ１ コモン電極
ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎ セグメント駆動電圧／セグメント出力端子
Ｓ１〜Ｓ６ セグメント電極
Ｄ 表示データ
Ｄ´ 記憶表示データ
Ｄｃ コモンデータ
Ｄｓ セグメント表示データ
Ｍ 交流化信号
Ｐ１ 電源制御信号
Ｐ２ シフトクロック
Ｐ３ メモリ制御信号
Ｐ４ ラッチクロック
Ｐ５ 選択制御信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータを用いて強誘電性液晶パネルを駆動する強誘電性液晶装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、メモリ性効果を有する強誘電性液晶が盛んに研究開発され、低消費電力の特徴を生かして表示装置や液晶シャッター等に用いられている。しかし、強誘電性液晶の動作は、ＴＮ型液晶とは異なっており、特殊な駆動電圧を印加して駆動する必要がある。ここで、公知ではあるが本発明を理解する助けとなるので、強誘電性液晶パネルの構成と動作について概略を以下説明する。
【０００３】
まず、強誘電性液晶パネルの構成の概略を図７に基づいて説明する。図７（ａ）は強誘電性液晶パネルの偏光板配置の構成を模式的に示した平面図である。図７（ａ）において、強誘電性液晶パネル１２０は、クロスニコルに合わせた偏光板１２１ａ、１２１ｂの間に、偏光板１２１ａの偏光軸Ｃと偏光板１２１ｂの偏光軸Ｄのどちらか一方と、液晶分子の第１の安定状態（矢印Ｅ）もしくは、第２の安定状態（矢印Ｆ）のときの分子長軸方向のどちらかとが、ほぼ平行になるように液晶層１２２を配置する。ここで、図７（ａ）においては、偏光板１２１ａの偏光軸Ｃと第１の安定状態（矢印Ｅ）のときの分子長軸方向が、ほぼ平行になるように配置されている。
【０００４】
次に図７（ｂ）は、強誘電性液晶パネル１２０の構造を模式的に示した断面図である。図７（ｂ）において、強誘電性液晶パネル１２０は、少なくとも二つの安定状態を持つメモリ性液晶である液晶層１２２を挟持する一対のガラス基板１２３ａ、１２３ｂから構成される。また、このガラス基板１２３ａと１２３ｂはシール材１２６によって固着されている。そして、ガラス基板１２３ａ、１２３ｂの対向面には駆動電極としてのコモン電極１２４と、複数のセグメント電極１２５が設けられており、その上に配向膜１２７ａ、１２７ｂが蒸着されている。
【０００５】
さらに一方のガラス基板１２３ａの外側には、前述したように、液晶層１２２の液晶分子の第１もしくは第２の安定状態の時の分子長軸方向が平行になるように第１の偏光板１２１ａが設けられており、他方のガラス基板１２３ｂの外側には、第１の偏光板１２１ａの偏光軸と９０度異なるようにして第２の偏光板１２１ｂが設けられている。
【０００６】
次に、強誘電性液晶パネル１２０の動作の概略を図８によって説明する。図８は強誘電性液晶パネル１２０のコモン電極１２４とセグメント電極１２５に印加する駆動電圧に対する光透過率Ｌの変化を示している。ここで、強誘電性液晶のスイッチング、つまり一方の安定状態から他方の安定状態への転移は、駆動電圧のパルス幅値とパルス高値との積の値が閾値以上の値となる電圧を強誘電性液晶に印加した場合にのみ起こる。そして、強誘電性液晶パネル１２０は駆動電圧の極性の違いによって、第１の安定状態（非透過（黒）表示）か、第２の安定状態（透過（白）表示）かのいずれかが選択される。
【０００７】
ここで、駆動電圧をプラス方向に増加させたとき、光透過率Ｌが変化し始める電圧値を＋Ｖａ、光透過率Ｌの変化が飽和する電圧値を＋Ｖｔとする。次に駆動電圧を減少させ、さらに逆極性のマイナス方向に電圧を増加させて光透過率Ｌが減少し始める電圧値を−Ｖａ、光透過率Ｌの変化が飽和する電圧値を−Ｖｔとする。このように強誘電性液晶パネル１２０は、強誘電性液晶分子の閾値以上の駆動電圧（すなわち＋Ｖｔ以上のプラス印加電圧）が印加された場合に第２の安定状態が選択され、また、強誘電性液晶分子の逆極性の
閾値以上の駆動電圧（すなわち−Ｖｔ以上のマイナス印加電圧）が印加された場合は、第１の安定状態が選択される。そして、その後、駆動電圧が０Ｖになってもメモリ性効果によって、それぞれの安定状態は維持される。
【０００８】
この結果、図７（ａ）に示すように偏光板１２１ａ、１２１ｂを配置すると、第２の安定状態で白表示（透過状態）、第１の安定状態で黒表示（非透過状態）となる。尚、偏光板１２１ａ、１２１ｂの配置を変えることにより、第２の安定状態で黒表示（非透過状態）、第１の安定状態で白表示（透過状態）とすることも出来る。
【０００９】
このように、強誘電性液晶パネルはメモリ性効果を有するため、表示内容を変化させるときだけプラス又はマイナスの電圧を印加し、安定状態では駆動電圧を０Ｖに出来るので、消費電力が極めて少ない液晶装置を実現することが出来る。しかし、強誘電性液晶パネルの駆動波形は特殊であるために、強誘電性液晶パネル専用の液晶ドライバＩＣを開発する必要があり、製品のコスト高や、開発期間が長期化して迅速な製品化が出来ないなどの問題があった。
【００１０】
このため、汎用の液晶パネル駆動ＬＳＩを使用して強誘電性液晶パネルを駆動する駆動方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に開示されている従来の強誘電性液晶パネルの駆動方法の概略を図９に基づいて説明する。図９において、従来の強誘電性液晶装置１００は、コントローラ１０１、汎用の液晶パネル駆動ＬＳＩであるコモン駆動ＩＣ１０２、汎用の液晶パネル駆動ＬＳＩであるセグメント駆動ＩＣ１０３、液晶電源回路１１０、強誘電性液晶パネル１２０などによって構成されている。
【００１１】
ここで、コントローラ１０１は、コモン表示データＤｃｏｍとコモン交流化信号Ｍｃｏｍをコモン駆動ＩＣ１０２に出力し、セグメント表示データＤｓｅｇとセグメント交流化信号Ｍｓｅｇをセグメント駆動ＩＣ１０３に出力する。また、液晶電源回路１１０からは５つの電圧が出力して、コモン駆動ＩＣ１０２には電圧Ｖ１ｃ、Ｖ０、Ｖ２ｃが入力し、セグメント駆動ＩＣ１０３には電圧Ｖ１ｓ、Ｖ０、Ｖ２ｓが入力される。これにより、強誘電性液晶パネル１２０は、コモン駆動ＩＣ１０２とセグメント駆動ＩＣ１０３によって駆動され、表示動作を行う。これにより、強誘電性液晶パネルを汎用の液晶パネル駆動ＬＳＩで駆動できるので、強誘電性液晶用として新規に駆動ＬＳＩを開発する必要がないことが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０２−２３６５１９号公報（第１４頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の従来の強誘電性液晶パネルの駆動方法は、汎用の液晶パネル駆動ＬＳＩが２個、コントローラ（マイクロコンピュータ）、５値の電圧を出力する液晶電源回路が個別に必要であり、部品点数が多く、構成が複雑で小型化できない。また、二つの液晶パネル駆動ＬＳＩをそれぞれ制御するために、多くの制御信号をコントローラで生成する必要があり、プログラムが複雑で表示制御が難しいという問題がある。
【００１４】
本発明の目的は上記課題を解決し、強誘電性液晶パネルを汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータで駆動することによって構成が簡単で制御も容易な強誘電性液晶装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の強誘電性液晶装置は、下記記載の構成を採用する。
【００１６】
本発明の強誘電性液晶装置は、複数のコモン出力端子と複数のセグメント出力端子を有する液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータと、強誘電性液晶パネルと、を備え、液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータの一つのコモン出力端子を強誘電性液晶パネルのコモン電極に接続し、複数のセグメント出力端子を強誘電性液晶パネルの複数のセグメント電極に接続し、且つ、液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータは液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定し、表示データＤと交流化信号Ｍの二つの制御信号に基づいて強誘電性液晶パネルを駆動することを特徴とする。
【００１７】
また、液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータは、Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳ（Ｖ１＞Ｖ２＞ＶＳＳ）の３値の電圧をコモン駆動電圧又はセグメント駆動電圧として出力する電源回路を有し、強誘電性液晶パネルのコモン電極に接続されるコモン出力端子が選択期間であるとき、コモン出力端子は交流化信号Ｍが論理“１”のとき電圧ＶＳＳ、交流化信号Ｍが論理“０”のとき電圧Ｖ１、となるコモン駆動電圧が出力され、コモン出力端子が非選択期間であるとき、コモン出力端子は電圧Ｖ２、となるコモン駆動電圧が出力され、セグメント出力端子は表示データＤと交流化信号Ｍの組み合わせ（Ｄ，Ｍ）が、（０，０）または（１，１）のとき電圧Ｖ１、（０，１）または（１，０）のとき電圧ＶＳＳ、となるセグメント駆動電圧が出力されることを特徴とする。
【００１８】
また、コモン出力端子が選択される選択期間は強誘電性液晶パネルのリセット期間であって表示データＤは論理“１”であり、コモン出力端子が選択されない非選択期間は、強誘電性液晶パネルの書き込み期間であって表示データＤは、表示内容に基づいて論理“１”または“０”であることを特徴とする。
【００１９】
また、書き込み期間終了後のコモン出力端子とセグメント出力端子は、同電位のコモン駆動電圧とセグメント駆動電圧が出力されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
上記の如く本発明によれば、特殊な駆動波形が必要な強誘電性液晶パネルを１チップで構成される汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータを用いて駆動できるので、構成が極めて簡単であり、部品点数が少なく小型化しやすく、特に小規模な強誘電性液晶装置に好適である。また、表示データＤと交流化信号Ｍの二つの制御信号だけで表示制御が可能であり、表示制御プログラムが簡単で扱いやすい強誘電性液晶装置を実現することが出来る。
【００２１】
また、汎用のマイクロコンピュータによって強誘電性液晶パネルを駆動できるので、強誘電性液晶用として新規に駆動ＬＳＩを開発する必要がなく、迅速な製品化が可能であると共に、仕様変更等にも即対応できる強誘電性液晶装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置の全体構成の概略を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータの液晶ドライバの内部構成を示す回路ブロック図である。
【図３】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置の１／２デューティーモードと１／３デューティーモードの動作を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置のセグメントドライバとコモンドライバの動作を説明する動作表である。
【図５】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置の表示動作順序を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態の強誘電性液晶装置の駆動波形の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】従来の強誘電性液晶パネルの構造を示す説明図である。
【図８】従来の強誘電性液晶パネルの光透過率特性を示す説明図である。
【図９】従来の強誘電性液晶装置の概略を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。
【００２４】
［本発明の強誘電性液晶装置の全体構成の説明］
まず、本発明の強誘電性液晶装置に係わる全体構成の概略を図１の回路ブロック図によって説明する。図１において、１は本発明の強誘電性液晶装置であり、汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータ１０（以下、マイコン１０と略す）と、強誘電性液晶パネル３０によって構成される。
【００２５】
ここで、強誘電性液晶パネル３０は、従来例で示した強誘電性液晶パネル１２０と同様な構成であるので詳細な説明は省略するが、この強誘電性液晶パネル３０は一つのコモン電極Ｃ１と、このコモン電極Ｃ１に対向する複数のセグメント電極Ｓ１〜Ｓ６を有している。尚、このセグメント電極数は一例であり、強誘電性液晶パネルの仕様に応じて任意に決定して良い。
【００２６】
また、マイコン１０は内部に、マイコン１０の全体の制御と演算を行うＣＰＵ１１、プログラム等を記憶するＲＯＭ１２、データ等を一時的に記憶するＲＡＭ１３、汎用のＴＮ型液晶パネルを駆動する液晶ドライバ２０などを備えている。また、１５は内部バスであり、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、液晶ドライバ２０等を接続して、マイコン１０の内部情報の伝達を行う。
【００２７】
また、液晶ドライバ２０は、複数のコモン出力端子ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４と、複数のセグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎとを有し、図示しない出力ポートを介して外部に出力している。そして、複数のコモン出力端子の中から、一つの端子であるコモン出力端子ＣＯＭ１を強誘電性液晶パネル３０のコモン電極Ｃ１に接続する。また、複数のセグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧ６を強誘電性液晶パネル３０のセグメント電極Ｓ１〜Ｓ６にそれぞれ接続する。
【００２８】
［液晶ドライバの内部構成の説明］
次に液晶ドライバ２０の内部構成を図２に基づいて説明する。図２において、２１は表示制御回路であり、図示しないが複数のレジスタや表示タイミングジェネレータ等によって構成され、内部バス１５から表示制御コードを入力して、交流化信号Ｍ、電源制御信号Ｐ１、シフトクロックＰ２、メモリ制御信号Ｐ３、ラッチクロックＰ４、選択制御信号Ｐ５等を出力する。
【００２９】
２２は表示メモリであり、ＲＡＭ等によって構成され、メモリ制御信号Ｐ３と内部バス１５からの表示データＤを入力してセグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎに出力する表示情報を一時的に記憶し、記憶表示データＤ´を出力する。
【００３０】
２３はシリアル入力／パラレル出力のシフトレジスタであり、シフトクロックＰ２のタイミングで記憶表示データＤ´を入力して記憶し、記憶した記憶表示データＤ´と交流化信号Ｍに基づいたパラレル出力であるセグメント表示データＤｓを出力する。尚、シフトレジスタ２３のビット数は、セグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎの本数に等しい数を備えている。
【００３１】
２４はセグメントドライバであり、シフトレジスタ２３からのセグメント表示データＤｓを入力して内部でレベルシフトを行い、セグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎを出力する。尚、セグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎは、マイコン１０のセグメント出力端子ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎからそれぞれ出力される駆動電圧であるので、同一符号で示している。
【００３２】
また、２５はコモンデータラッチであり、交流化信号Ｍ、ラッチクロックＰ４、選択制御信号Ｐ５を入力して、コモンデータＤｃを出力する。また、２６はコモンドライバであり、コモンデータＤｃを入力してコモン駆動電圧ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を出力する。尚、コモン駆動電圧の出力数は限定されず、本発明においては二つ、すなわち、１／２デューティーモードが選択できれば良い。また、コモン駆動電圧ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４は、マイコン１０のコモン出力端子ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４からそれぞれ出力される駆動電圧であるので、同一符号で示している。
【００３３】
次に２７は電源回路であり、電源制御信号Ｐ１を入力して電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳを出力する。尚、各電圧の値は、Ｖ１＞Ｖ２＞ＶＳＳの関係にあり、また、電圧ＶＳＳは０Ｖであり、電圧Ｖ２は電圧Ｖ１の約１／２の電圧値であると良い。これらの電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳは、図示しないがセグメントドライバ２４とコモンドライバ２６に接続されて、セグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎとコモン駆動電圧ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４の電源となる。
【００３４】
［本発明の強誘電性液晶装置の基本動作の説明］
次に、本発明の強誘電性液晶装置の基本的な動作の概略を図１〜図４に基づいて説明する。図１において、マイコン１０のＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２に格納されているプログラムを内部バス１５を介して読み込み、プログラムに従って動作を実行する。ここで、読み込まれたプログラムが、液晶ドライバ２０を制御して強誘電性液晶パネル３０に表示情報を表示する表示制御プログラムであったとすると、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１３から強誘電性液晶パネル３０に表示する表示情報を読み出し、この表示情報を表示するために内部バス１５を介して、表示制御コードと表示情報を液晶ドライバ２０に転送する。
【００３５】
次に液晶ドライバ２０の動作を図２に基づいて説明する。液晶ドライバ２０の表示制御回路２１は、ＣＰＵ１１からの表示制御コードを内部バス１５を介して入力すると、まず、液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定する。また、表示制御回路２１は、設定された１／２デューティーモードに基づいて交流化信号Ｍ、電源制御信号Ｐ１、シフトクロックＰ２、メモリ制御信号Ｐ３、ラッチクロックＰ４、選択制御信号Ｐ５等を出力する。
【００３６】
次に表示メモリ２２は、メモリ制御信号Ｐ３によって内部バス１５を介して表示情報である表示データＤを入力し、内部に一時記憶する。そして、表示メモリ２２は、記憶した表示データＤをメモリ制御信号Ｐ３のタイミングで記憶表示データＤ´としてシフトレジ
スタ２３に順次出力する。
【００３７】
また、電源回路２７は、電源制御信号Ｐ１によって動作を開始し、強誘電性液晶パネル３０を駆動するために電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳをセグメントドライバ２４とコモンドライバ２６に出力する。
【００３８】
シフトレジスタ２３は、シフトクロックＰ２のタイミングに同期して記憶表示データＤ´をシリアル入力して記憶し、記憶された記憶表示データＤ´と交流化信号Ｍを論理合成してセグメント表示データＤｓとしてパラレル出力する。
【００３９】
また、セグメントドライバ２４は、シフトレジスタ２３からのセグメント表示データＤｓを入力し、その論理に基づいて電圧Ｖ１とＶＳＳを切り替えてセグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎを出力する。尚、セグメントドライバ２４の動作の詳細は後述する。
【００４０】
次にコモンデータラッチ２５は、交流化信号Ｍと選択制御信号Ｐ５を入力し、ラッチクロックＰ４のタイミングで記憶して、コモンデータＤｃとして出力する。ここで、前述したように液晶駆動モードが１／２デューティーモードに設定されているので、選択制御信号Ｐ５はコモンデータラッチ２５を制御して、コモン駆動電圧ＣＯＭ１とＣＯＭ２が時分割に交互に選択されるようにコモンデータＤｃを出力する。
【００４１】
また、コモンドライバ２６は、コモンデータラッチ２５からのコモンデータＤｃを入力し、その論理に基づいて電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳを切り替えてコモン駆動電圧ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４を出力する。尚、コモンドライバ２６の動作の詳細は後述する。
【００４２】
次に、液晶駆動モードの１／２デューティーモードを図３によって説明する。図３（ａ）は、本発明の強誘電性液晶装置の液晶駆動モードである１／２デューティーモードの動作を示している。この１／２デューティーモードは、図示するように、コモン駆動電圧ＣＯＭ１とＣＯＭ２は、１フレーム内で選択期間と非選択期間が交互に入れ替わって動作する。すなわち、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が選択期間であればコモン駆動電圧ＣＯＭ２は非選択期間であり、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が非選択期間であればコモン駆動電圧ＣＯＭ２は選択期間となる。また、コモン駆動電圧ＣＯＭ３とＣＯＭ４は、使用されないので常に非選択状態が継続する。
【００４３】
また、図３（ｂ）は、参考として１／３デューティーモードの動作を示している。この１／３デューティーモードは、図示するように、コモン駆動電圧ＣＯＭ１〜ＣＯＭ３は１フレーム内で選択期間が順次シフトし、コモン駆動電圧ＣＯＭ４は、常に非選択状態が継続する。この１／３デューティーモードは本発明に適応されず、本発明は液晶駆動モードを１／２デューティーモードで動作させることが特徴である。
【００４４】
次にセグメントドライバ２４とコモンドライバ２６の動作を図４の動作表によって説明する。ここで、セグメントドライバ２４は、セグメント表示データＤｓの論理によって電圧を切り替えるが、セグメント表示データＤｓは、前述したように交流化信号Ｍと記憶表示データＤ´に基づいた情報であり、また、記憶表示データＤ´は、表示データＤが表示メモリ２２で記憶された情報である。これにより、セグメントドライバ２４の動作は表示データＤと交流化信号Ｍの論理によって決定され、図４（ａ）は、セグメントドライバ２４が表示データＤと交流化信号Ｍの論理によってどのように電圧Ｖ１、ＶＳＳを切り替えるかを示している。
【００４５】
図４（ａ）において、表示データＤと交流化信号Ｍの組み合わせ（Ｄ，Ｍ）が（０，０）のときセグメント駆動電圧は電圧Ｖ１となり、（０，１）のときセグメント駆動電圧は
電圧ＶＳＳとなり、（１，０）のときセグメント駆動電圧は電圧ＶＳＳとなり、（１，１）のときセグメント駆動電圧は電圧Ｖ１となる。
【００４６】
また、コモンドライバ２６は、コモンデータＤｃの論理に基づいて電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳを切り替えるが、液晶駆動モードが１／２デューティーモードに設定されているので、前述したように、二つのコモン駆動電圧ＣＯＭ１とＣＯＭ２が選択期間と非選択期間を交互に切り替えられて動作する。そして、それぞれの期間の中で交流化信号Ｍの論理が反転を繰り返す。
【００４７】
ここで、図４（ｂ）は、コモンドライバ２６が選択期間と非選択期間、及び、交流化信号Ｍによって、電源Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳをどのように切り替えてコモン駆動電圧ＣＯＭ１を出力するかを示している。
【００４８】
図４（ｂ）において、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が選択期間であり、交流化信号Ｍが論理“０”のときコモン駆動電圧ＣＯＭ１は電圧Ｖ１となり、交流化信号Ｍが論理“１”のときコモン駆動電圧ＣＯＭ１は電源ＶＳＳとなる。また、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が非選択期間である場合は、交流化信号Ｍの論理に関わりなくコモン駆動電圧ＣＯＭ１は電圧Ｖ２となる。ここで本発明は、１／２デューティーモードにおいて、非選択期間でコモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ２になることを利用して強誘電性液晶パネルを駆動する。
【００４９】
尚、本発明において選択期間は、強誘電性液晶パネル３０の表示状態を白又は黒にリセットするリセット期間として動作し、非選択期間は、強誘電性液晶パネル３０に表示情報を書き込むための書き込み期間として動作するが、選択期間、及び非選択期間の動作の詳細は後述する。
【００５０】
［本発明の強誘電性液晶装置の表示動作順序の説明］
次に本発明の強誘電性液晶装置の表示動作順序を図５のフローチャートによって説明する。尚、強誘電性液晶装置１の構成として図１と図２の回路ブロック図を参照する。まず、マイコン１０のＣＰＵ１１から液晶ドライバ２０に表示制御コードと表示情報が送られると、液晶ドライバ２０は初期化を実行する（ステップＳＴ１）。ここで、液晶ドライバ２０の表示制御回路２１は内蔵する各レジスタを初期化し、液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定すると共に、電源回路２７をＯＮさせて電圧Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳを出力する。
【００５１】
次にＣＰＵ１１は、強誘電性液晶パネル３０に表示する表示データＤを送出し、液晶ドライバ２０の表示メモリ２２はその表示データＤを読み込み、強誘電性液晶パネル３０が表示する表示情報を記憶する（ステップＳＴ２）。
【００５２】
次に液晶ドライバ２０の表示制御回路２１は、交流化信号Ｍ、選択制御信号Ｐ５等を出力してコモン駆動電圧ＣＯＭ１の選択期間を実行する（ステップＳＴ３）。このコモン駆動電圧ＣＯＭ１の選択期間は、強誘電性液晶パネル３０のリセット期間として用いられ、交流化信号Ｍに基づいてコモン駆動電圧ＣＯＭ１とセグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎが出力される。これにより、強誘電性液晶パネル３０はリセットされる。
【００５３】
次に液晶ドライバ２０の表示制御回路２１は、交流化信号Ｍ、選択制御信号Ｐ５等を出力してコモン駆動電圧ＣＯＭ１の非選択期間を実行する（ステップＳＴ４）。このコモン駆動電圧ＣＯＭ１の非選択期間は、強誘電性液晶パネル３０に表示情報を書き込むための書き込み期間として用いられ、交流化信号Ｍと表示データＤに基づいてセグメント駆動電圧ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎが出力される。これにより、強誘電性液晶パネル３０は、表示の書き込みが行われる。
【００５４】
次に液晶ドライバ２０の表示制御回路２１は、非選択期間が終了すると動作を停止して保持期間に移行する（ステップＳＴ５）。この保持期間では交流化信号Ｍが停止し、電源回路２７もＯＦＦするので、液晶ドライバ２０の消費電力は極めて少ない状態が維持される。
【００５５】
次にＣＰＵ１１は、強誘電性液晶パネル３０の表示の書き換えが新にあるかどうかを判定する（ステップＳＴ６）。ここで、否定判定（書き換え無し）であれば、ステップＳＴ５へ戻って保持期間を継続する。また、肯定判定（書き換え有り）であれば、ステップＳＴ２へ戻り、新たな表示データＤを液晶ドライバ２０に送出し、コモン駆動電圧ＣＯＭ１の選択期間と非選択期間を再び実行する。
【００５６】
このように、本発明の強誘電性液晶装置の表示動作は、１フレームのコモン駆動電圧ＣＯＭ１の選択期間と非選択期間だけによって、強誘電性液晶パネル３０のリセットと、表示の書き換えを実行するので、短時間で表示内容を書き換えることが出来ると共に、表示制御を極めて簡単に実施することが出来る。
【００５７】
［本発明の強誘電性液晶装置の駆動波形の説明］
次に、セグメント駆動電圧とコモン駆動電圧の駆動波形の一例を図６によって説明する。尚、説明の前提としてコモン駆動電圧ＣＯＭ１が強誘電性液晶パネル３０のコモン電極Ｃ１に接続されているとする（図１参照）。
【００５８】
図６において、コモン駆動電圧ＣＯＭ１は、前述したように、選択期間と非選択期間を有しており、選択期間は強誘電性液晶パネル３０をリセットするリセット期間であり、非選択期間は強誘電性液晶パネル３０に表示情報を書き込む書き込み期間である。また、書き込み期間終了後は、書き込んだ表示を保持する保持期間が継続する。
【００５９】
まず、リセット期間（選択期間）における駆動波形を説明する。ここで、交流化信号Ｍは、強誘電性液晶パネル３０を交流化駆動するための信号であり、リセット期間の前半は論理“１”、後半は論理“０”が出力される。
【００６０】
また、表示セグメントを黒表示とする表示データＤ（黒）は、リセット期間では論理“１”であり、また、表示セグメントを白表示とする表示データＤ（白）は、リセット期間では同じく論理“１”である。すなわち、リセット期間では、表示セグメントが黒表示でも白表示でも、表示データＤは常に論理“１”が出力される。
【００６１】
次に、リセット期間におけるコモン駆動電圧ＣＯＭ１は、図４（ｂ）の動作表で示すように、リセット期間の前半は、交流化信号Ｍが論理“１”であるので電圧ＶＳＳが出力され、リセット期間の後半は、交流化信号Ｍが論理“０“であるので電圧Ｖ１が出力される。
【００６２】
また、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）は、表示データＤ（黒）によって表示セグメントを黒表示にする駆動電圧である。ここで、リセット期間におけるセグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）は、表示データＤ（黒）と交流化信号Ｍによって決定されるので、図４（ａ）の動作表で示すように、リセット期間の前半は（Ｄ，Ｍ）が（１，１）であるので電圧Ｖ１が出力され、リセット期間の後半は、（１，０）であるので電圧ＶＳＳが出力される。
【００６３】
また、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）は、表示データＤ（白）によって表示セグメントを白表示にする駆動電圧である。ここで、リセット期間におけるセグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）は、表示データＤ（白）と交流化信号Ｍによって決定されるので、図４（ａ）
の動作表で示すように、リセット期間の前半は（Ｄ，Ｍ）が（１，１）であるので電圧Ｖ１が出力され、リセット期間の後半は、（１，０）であるので電圧ＶＳＳが出力される。すなわち、リセット期間においては、表示データＤが黒表示でも白表示でも論理“１”が出力されるので、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）とセグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）は、同一の駆動波形となる。
【００６４】
次に、コモン駆動電圧ＣＯＭ１とセグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）とを合成した強誘電性液晶パネル３０に実際に印加される合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）について説明する。この合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）は、強誘電性液晶パネル３０のコモン電極Ｃ１とセグメント電極Ｓ１〜Ｓ６のいずれかに印加される駆動波形であり、リセット期間の前半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧ＶＳＳであり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）が電圧Ｖ１であるので電圧−Ｖ１が印加され、リセット期間の後半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ１であり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）が電圧ＶＳＳであるので電圧＋Ｖ１が印加される。
【００６５】
また、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）は、リセット期間において合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と同一であり、リセット期間の前半は電圧−Ｖ１が印加され、リセット期間の後半は電圧＋Ｖ１が印加される。
【００６６】
次に、書き込み期間（非選択期間）における駆動波形を説明する。まず、交流化信号Ｍは、リセット期間と同一であり、書き込み期間の前半は論理“１”、後半は論理“０”が出力される。
【００６７】
また、表示セグメントを黒表示とする表示データＤ（黒）は、書き込み期間では表示を黒とするために論理“０”が出力され、また、表示セグメントを白表示とする表示データＤ（白）は、書き込み期間では表示を白とするために論理“１”が出力される。
【００６８】
次に、書き込み期間におけるコモン駆動電圧ＣＯＭ１は、図４（ｂ）の動作表で示すように、交流化信号Ｍの論理に関わりなく常に電圧Ｖ２が出力される。
【００６９】
また、書き込み期間におけるセグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）は、表示データＤ（黒）と交流化信号Ｍによって決定されるので、図４（ａ）の動作表で示すように、書き込み期間の前半は（Ｄ，Ｍ）が（０，１）であるので電圧ＶＳＳが出力され、書き込み期間の後半は（０，０）であるので電圧Ｖ１が出力される。
【００７０】
また、書き込み期間におけるセグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）は、表示データＤ（白）と交流化信号Ｍによって決定されるので、図４（ａ）の動作表で示すように、書き込み期間の前半は（Ｄ，Ｍ）が（１，１）であるので電圧Ｖ１が出力され、書き込み期間の後半は（１，０）であるので電圧ＶＳＳが出力される。
【００７１】
次に、書き込み期間での合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）について説明する。ここで、書き込み期間の前半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ２であり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）が電圧ＶＳＳ（０Ｖ）であるので電圧＋Ｖ２が印加され、書き込み期間の後半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ２であり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（黒）が電圧Ｖ１であるので電圧−Ｖ２が印加される。
【００７２】
次に、書き込み期間での合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）について説明する。ここで、書き込み期間の前半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ２であり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）が電圧Ｖ１であるので電圧−Ｖ２が印加され、書き込み期間の後半は、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が電圧Ｖ２であり、セグメント駆動電圧ＳＥＧ（白）が電圧ＶＳ
Ｓであるので電圧＋Ｖ２が印加される。
【００７３】
このように、書き込み期間（非選択期間）において、コモン駆動電圧ＣＯＭ１が交流化信号Ｍに関わりなく電圧Ｖ２となるので、電圧Ｖ２が電圧Ｖ１の約１／２の電圧値であれば、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）は、電圧ＶＳＳを中心に双極性の電圧＋Ｖ２と電圧−Ｖ２がバランス良く印加されることになる。
【００７４】
次に、表示内容を保持する保持期間では、液晶ドライバ２０の動作が停止するので、交流化信号Ｍは常に論理“０”が出力され、また、コモン駆動電圧ＣＯＭ１、及び、セグメント駆動電圧ＳＥＧはすべて同電位の電圧ＶＳＳが出力される。これにより、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）は共に電圧ＶＳＳとなって、強誘電性液晶パネル３０のコモン電極Ｃ１とセグメント電極Ｓ１〜Ｓ６は同電位が印加される。すなわち、保持期間では、液晶ドライバ２０が停止して強誘電性液晶パネル３０の駆動が行われないので、極めて少ない消費電力で強誘電性液晶パネル３０の表示を保持することが出来る。
【００７５】
［強誘電性液晶パネルの動作の説明］
次に、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）が印加される強誘電性液晶パネル３０の動作を図６及び図８によって説明する。尚、説明の前提として、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）の電圧＋Ｖ２は、図８で示す閾値＋Ｖｔより大きく、また、電圧−Ｖ２は、図８で示す閾値−Ｖｔより絶対値で大きいとする。
【００７６】
まず、強誘電性液晶パネル３０のリセット期間での動作を説明する。ここで、リセット期間での合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）と合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）は同一の駆動波形であり、リセット期間の前半は電圧−Ｖ１が印加されるので、強誘電性液晶パネル３０は図８で示す第１の安定状態（黒）となる。また、リセット期間の後半では、電圧＋Ｖ１が印加されるので、強誘電性液晶パネル３０は第２の安定状態（白）となる。リセット期間では、すべてのセグメントに同一の駆動波形が印加されるので、強誘電性液晶パネル３０のすべてのセグメントは、リセット動作によって一瞬だけ黒表示になった後、白表示にリセットされることになる。
【００７７】
次に、強誘電性液晶パネル３０の書き込み期間での動作を説明する。まず、書き込み期間において、強誘電性液晶パネル３０に合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）が印加されると、その書き込み期間の前半では、電圧＋Ｖ２が印加されてセグメントは白表示が継続する。また、書き込み期間の後半では電圧−Ｖ２が印加され、この電圧−２Ｖは、図８で示す閾値−Ｖｔより絶対値が大きいので強誘電性液晶パネル３０のセグメントは、第２の安定状態から第１の安定状態に転移して黒表示となる。
【００７８】
すなわち、強誘電性液晶パネル３０に、合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（黒）が印加されると、リセット期間で一旦、白表示にリセットされるが、その後の書き込み期間で黒表示に転移させることが出来る。また、書き込み期間終了後の保持期間では、前述したように、同電位のＶＳＳが継続して印加されるので、強誘電性液晶のメモリ効果によって、表示状態は第１の安定状態が保持されて黒表示が継続する。
【００７９】
次に書き込み期間において、強誘電性液晶パネル３０に合成駆動波形ＣＯＭ１−ＳＥＧ（白）が印加されると、その書き込み期間の前半では、電圧−Ｖ２が印加されてセグメントは一旦、第１の安定状態になって黒表示となる。また、書き込み期間の後半では電圧＋Ｖ２が印加されるので、強誘電性液晶パネル３０のセグメントは、第１の安定状態から第
２の安定状態に転移して白表示となる。また、書き込み期間終了後の保持期間では、同電位の電圧ＶＳＳが継続して印加されるので、強誘電性液晶のメモリ効果によって、表示状態は第２の安定状態が保持されて白表示が継続する。
【００８０】
尚、リセット期間及び書き込み期間において、双極性パルスの駆動波形を印加する理由は、強誘電性液晶を交流化駆動して強誘電性液晶の劣化を防ぐためである。
【００８１】
以上のように本発明の強誘電性液晶装置によれば、強誘電性液晶パネルのコモン電極を汎用の液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータの一つのコモン出力端子に接続し、また、強誘電性液晶パネルのそれぞれのセグメント電極をセグメント出力端子に接続し、更に液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定して、選択期間をリセット期間、非選択期間を書き込み期間として強誘電性液晶パネルを駆動することにより、汎用のＴＮ型液晶のための液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータでありながら、特殊な駆動波形が必要である強誘電性液晶パネルを確実に駆動することが出来る。
【００８２】
また、液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータは１チップで構成されるので、部品点数が少なく、構成がきわめて簡単な強誘電性液晶装置を実現でき、小型で低消費電力の強誘電性液晶装置を提供することが出来る。また、汎用のマイクロコンピュータによって強誘電性液晶パネルを駆動できるので、強誘電性液晶用として新規に駆動ＬＳＩを開発する必要がなく、迅速な製品化や仕様変更等にも即対応できる強誘電性液晶装置を提供することが出来る。
【００８３】
尚、本発明の実施形態で示したブロック図や駆動波形等は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更してよい。
【符号の説明】
【００８４】
１ 強誘電性液晶装置
１０ 液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータ（マイコン）
１１ ＣＰＵ
１２ ＲＯＭ
１３ ＲＡＭ
１５ 内部バス
２０ 液晶ドライバ
２１ 表示制御回路
２２ 表示メモリ
２３ シフトレジスタ
２４ セグメントドライバ
２５ コモンデータラッチ
２６ コモンドライバ
２７ 電源回路
３０ 強誘電性液晶パネル
ＣＯＭ１〜ＣＯＭ４ コモン駆動電圧／コモン出力端子
Ｃ１ コモン電極
ＳＥＧ１〜ＳＥＧｎ セグメント駆動電圧／セグメント出力端子
Ｓ１〜Ｓ６ セグメント電極
Ｄ 表示データ
Ｄ´ 記憶表示データ
Ｄｃ コモンデータ
Ｄｓ セグメント表示データ
Ｍ 交流化信号
Ｐ１ 電源制御信号
Ｐ２ シフトクロック
Ｐ３ メモリ制御信号
Ｐ４ ラッチクロック
Ｐ５ 選択制御信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のコモン出力端子と複数のセグメント出力端子とを有する液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータと、強誘電性液晶パネルと、を備え、
前記液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータの一つの前記コモン出力端子を前記強誘電性液晶パネルのコモン電極に接続し、複数の前記セグメント出力端子を前記強誘電性液晶パネルの複数のセグメント電極に接続し、
且つ、前記液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータは液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定し、表示データＤと交流化信号Ｍの二つの制御信号に基づいて前記強誘電性液晶パネルを駆動することを特徴とする強誘電性液晶装置。
【請求項２】
前記液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータは、Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳ（Ｖ１＞Ｖ２＞ＶＳＳ）の３値の電圧をコモン駆動電圧又はセグメント駆動電圧として出力する電源回路を有し、
前記強誘電性液晶パネルのコモン電極に接続される前記コモン出力端子が選択期間であるとき、
前記コモン出力端子は前記交流化信号Ｍが論理“１”のとき電圧ＶＳＳ、
前記交流化信号Ｍが論理“０”のとき電圧Ｖ１、
となる前記コモン駆動電圧が出力され、
前記コモン出力端子が非選択期間であるとき、
前記コモン出力端子は電圧Ｖ２、
となる前記コモン駆動電圧が出力され、
前記セグメント出力端子は前記表示データＤと前記交流化信号Ｍの組み合わせ（Ｄ，Ｍ）が、
（０，０）または（１，１）のとき電圧Ｖ１、
（０，１）または（１，０）のとき電圧ＶＳＳ、
となる前記セグメント駆動電圧が出力されることを特徴とする請求項１に記載の強誘電性液晶装置。
【請求項３】
前記コモン出力端子が選択される前記選択期間は前記強誘電性液晶パネルのリセット期間であって前記表示データＤは論理“１”であり、
前記コモン出力端子が選択されない前記非選択期間は、前記強誘電性液晶パネルの書き込み期間であって前記表示データＤは表示内容に基づいて論理“１”または“０”であることを特徴とする請求項２に記載の強誘電性液晶装置。
【請求項４】
前記書き込み期間終了後の前記コモン出力端子と前記セグメント出力端子は、同電位のコモン駆動電圧とセグメント駆動電圧が出力されることを特徴とする請求項３に記載の強誘電性液晶装置。
【請求項１】
複数のコモン出力端子と複数のセグメント出力端子とを有する液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータと、強誘電性液晶パネルと、を備え、
前記液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータの一つの前記コモン出力端子を前記強誘電性液晶パネルのコモン電極に接続し、複数の前記セグメント出力端子を前記強誘電性液晶パネルの複数のセグメント電極に接続し、
且つ、前記液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータは液晶駆動モードを１／２デューティーモードに設定し、表示データＤと交流化信号Ｍの二つの制御信号に基づいて前記強誘電性液晶パネルを駆動することを特徴とする強誘電性液晶装置。
【請求項２】
前記液晶ドライバ内蔵型マイクロコンピュータは、Ｖ１、Ｖ２、ＶＳＳ（Ｖ１＞Ｖ２＞ＶＳＳ）の３値の電圧をコモン駆動電圧又はセグメント駆動電圧として出力する電源回路を有し、
前記強誘電性液晶パネルのコモン電極に接続される前記コモン出力端子が選択期間であるとき、
前記コモン出力端子は前記交流化信号Ｍが論理“１”のとき電圧ＶＳＳ、
前記交流化信号Ｍが論理“０”のとき電圧Ｖ１、
となる前記コモン駆動電圧が出力され、
前記コモン出力端子が非選択期間であるとき、
前記コモン出力端子は電圧Ｖ２、
となる前記コモン駆動電圧が出力され、
前記セグメント出力端子は前記表示データＤと前記交流化信号Ｍの組み合わせ（Ｄ，Ｍ）が、
（０，０）または（１，１）のとき電圧Ｖ１、
（０，１）または（１，０）のとき電圧ＶＳＳ、
となる前記セグメント駆動電圧が出力されることを特徴とする請求項１に記載の強誘電性液晶装置。
【請求項３】
前記コモン出力端子が選択される前記選択期間は前記強誘電性液晶パネルのリセット期間であって前記表示データＤは論理“１”であり、
前記コモン出力端子が選択されない前記非選択期間は、前記強誘電性液晶パネルの書き込み期間であって前記表示データＤは表示内容に基づいて論理“１”または“０”であることを特徴とする請求項２に記載の強誘電性液晶装置。
【請求項４】
前記書き込み期間終了後の前記コモン出力端子と前記セグメント出力端子は、同電位のコモン駆動電圧とセグメント駆動電圧が出力されることを特徴とする請求項３に記載の強誘電性液晶装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１６４７６０（Ｐ２０１０−１６４７６０Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６５４（Ｐ２００９−６６５４）
【出願日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
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