画像表示装置
【課題】表示媒体のコントラストを向上させることができる、画像表示装置を提供する。
【解決手段】コレステリック液晶を含む表示層、及び複数の画素毎の電圧を印加することが可能なように表示層を挟持する走査電極１８及びデータ電極２０が積層された表示媒体１２が備えられ、表示媒体１２に画像を表示させた後、又は表示媒体１２を初期化させた後に、制御部４０は、走査電極駆動部４６、データ電極駆動部４８及び電力供給部４４Ａ，４４Ｂによって、コレステリック液晶をプレーナ状態からフォーカルコニック状態に徐々に変化させる電圧の範囲内の大きさの電圧を、当該電圧の印加が開始された時点から、当該電圧が印加されることによりフォーカルコニック状態へ変化を開始した上記液晶が当該電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻ることが可能な時点までの期間、走査電極１８及びデータ電極２０を介して上記表示層に印加させる。
【解決手段】コレステリック液晶を含む表示層、及び複数の画素毎の電圧を印加することが可能なように表示層を挟持する走査電極１８及びデータ電極２０が積層された表示媒体１２が備えられ、表示媒体１２に画像を表示させた後、又は表示媒体１２を初期化させた後に、制御部４０は、走査電極駆動部４６、データ電極駆動部４８及び電力供給部４４Ａ，４４Ｂによって、コレステリック液晶をプレーナ状態からフォーカルコニック状態に徐々に変化させる電圧の範囲内の大きさの電圧を、当該電圧の印加が開始された時点から、当該電圧が印加されることによりフォーカルコニック状態へ変化を開始した上記液晶が当該電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻ることが可能な時点までの期間、走査電極１８及びデータ電極２０を介して上記表示層に印加させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コレステリック液晶を用いた表示装置において、選択信号をコモン選択電極上の画素を構成するコレステリック液晶に印加して表示状態を選択し、また非選択信号をコモン非選択信号上の画素を構成するコレステリック液晶に印加する書換え動作を繰り返すことで各画素毎にコレステリック液晶の表示状態を書き換えた後に、全ての画素を構成するコレステリック液晶に対して微小電圧を印加することによって、プレーナ状態の光反射率を変えずに、フォーカルコニック状態の光反射率を低くすることによって、コントラストを向上させる技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、コレステリック液晶を用いた表示装置では書き込み速度が高速になると、フォーカルコニック状態への遷移が不十分となるために画像全体が薄くなるという特性を用いて、中間調の書き込みを行い、それを繰り返すことで多値画像を形成する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、コレステリック液晶とモノマーの混合物とを、電極を備えた２枚のガラスプレートで挟持することで、反射状態で緑色を反射し、散乱状態で黒色となるディスプレーにおいて、最小反射が観測される電圧から最大反射が観測される電圧までの範囲で電圧を変化させることでグレースケールの反射状態を実現する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２５７９９９号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／０２４７７４パンフレット
【特許文献３】特許第３５５１３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、表示媒体のコントラストを向上させることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１の範囲内の大きさの第１の電圧が印加されることによってプレーナ状態からフォーカルコニック状態に徐々に変化し、フォーカルコニック状態に変化した状態で前記第１の範囲に重ならず、前記第１の範囲よりも大きい第２の範囲内の大きさの第２の電圧が印加されることによってフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態に徐々に変化することで入射光に対する反射率が変化する液晶を含む表示層、及び複数の画素毎の電圧を印加することが可能なように前記表示層を挟持する電極が積層された表示媒体と、前記表示媒体に画像情報に基づいた画像を表示させた後、又は前記表示媒体をプレーナ状態又はフォーカルコニック状態に初期化させた後に、前記第１の範囲内の大きさの第３の電圧を、当該第３の電圧の印加が開始されてから、当該第３の電圧が印加されることによりフォーカルコニック状態へ変化を開始した前記液晶が当該第３の電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻ることが可能な時点までの期間、前記電極を介して前記表示層に印加する印加手段と、を備えている。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記印加手段が、前記第３の電圧を前記期間、前記電極を介して前記表示層に繰り返し印加するものである。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記印加手段が、フォーカルコニック状態へ変化を開始した前記液晶が電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻るのに要する時間の経過後に、次の前記第３の電圧を前記期間、前記電極を介して前記表示層に印加するものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、本発明を適用しない場合に比較して、表示媒体のコントラストを向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明によれば、本発明を適用しない場合に比較して、表示媒体のコントラストをより向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００１１】
更に、請求項３に記載の発明によれば、本発明を適用しない場合に比較して、第３の電圧を繰り返し印加することによる効果をより発揮させることができる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る画像表示装置１０の電気的構成を説明する。
【００１４】
本実施の形態に係る画像表示装置１０は、表示媒体１２及び駆動装置１４を備えており、表示媒体１２は画像表示装置１０から着脱可能とされている。
【００１５】
具体的には、表示媒体１２はコネクタ１６Ａ及びコネクタ１７Ａを、駆動装置１４はコネクタ１６Ｂ及びコネクタ１７Ｂを備えており、コネクタ１６Ａとコネクタ１６Ｂとが着脱可能とされ、コネクタ１７Ａとコネクタ１７Ｂとが着脱可能とされている。そして、コネクタ１６Ａとコネクタ１６Ｂとが電気的かつ機械的に接続され、コネクタ１７Ａとコネクタ１７Ｂとが電気的かつ機械的に接続されることにより、コネクタ１６Ａ，１６Ｂ及びコネクタ１７Ａ，１７Ｂを介して駆動装置１４から表示媒体１２に画像情報に基づいた電圧が印加され、表示媒体１２に画像が表示される。
【００１６】
また、本実施の形態に係る表示媒体１２は、短冊状で透明な複数の走査電極１８及び複数のデータ電極２０を備えており、各走査電極１８と各データ電極２０とは、複数の画素毎に異なる電圧を印加することが可能なように後述する表示層３２を挟持し、各々が交差するように対向して配置される。これにより、各走査電極１８と各データ電極２０との交差位置が画素を構成する。なお、本実施の形態に係る走査電極１８及びデータ電極２０は、一例として、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）で形成されている。
【００１７】
また、本実施の形態に係る表示媒体１２は、図２の断面図に示されるように、画像を表示する表示面側から、基板３０Ａ、走査電極１８、表示層３２、データ電極２０、基板３０Ｂ、及び表示層３２を透過した光を吸収する光吸収層３４が積層されている。なお、表示層３２に表示された画像は表示面側から視認される。
【００１８】
また、本実施の形態に係る基板３０Ａ，３０Ｂは、透光性を有しているＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）で形成されている。なお、当該基板３０Ａ，３０Ｂは、ガラス及びシリコン等の無機シート、又はポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、及びポリエチレンナフタレート等の高分子フィルムを用いて形成してもよい。
【００１９】
一方、本実施の形態に係る表示層３２は、コレステリック液晶のみで構成されているが、これに限らず、表示層３２は、コレステリック液晶を含むと共に、透明樹脂で構成される自己保持型液晶複合体であってもよい。また、本実施の形態に係る表示層３２は、走査電極１８とデータ電極２０との距離（本実施の形態では、２μｍ）を規定すると共に、コレステリック液晶が偏在することを防止するリブ３６が設けられている。
【００２０】
表示層３２に含まれるコレステリック液晶は、入射光のうち特定の波長の光の反射・透過状態を変調する機能を有し、液晶分子が螺旋状によじれて配向しており、螺旋軸方向から入射した光のうち、螺旋ピッチに依存して特定の波長の光を干渉反射する。さらに、コレステリック液晶は、表示層３２に形成される電界の強度によって配向が変化し、当該配向の変化によって入射光の反射状態を変化させることができる。当該反射状態として、図３（Ａ）に螺旋軸が表面に対してほぼ垂直になり、螺旋ピッチに応じた特定の波長の光を選択的に反射するプレーナ状態の模式図を示し、図３（Ｂ）に螺旋軸が表面に対してほぼ平行になり、入射光を少し前方散乱させながら透過させるフォーカルコニック状態の模式図を示し、図３（Ｃ）に液晶分子の螺旋構造がほどけ、液晶分子が電界の向きに従い、入射光を透過させるホメオトロピック状態であるホメオトロピック状態の模式図を示す。
【００２１】
上記の３つの状態のうち、プレーナ状態及びフォーカルコニック状態は、無電圧で双安定に存在する。したがって、コレステリック液晶の配向状態は、表示層３２に印加される電圧に対して一義的に決まらず、プレーナ状態が初期状態の場合には、印加される電圧の増加に伴って、プレーナ状態、フォーカルコニック状態、ホメオトロピック状態の順に変化し、フォーカルコニック状態が初期状態の場合には、印加される電圧の増加に伴って、フォーカルコニック状態、ホメオトロピック状態の順に変化する特性を有している。
【００２２】
一方、表示層３２に印加した電圧を急激にゼロにした場合には、プレーナ状態とフォーカルコニック状態はそのままの状態を維持し、ホメオトロピック状態はプレーナ状態に変化する特性を有している。
【００２３】
図４に、６３０ｎｍの光が入射した場合におけるコレステリック液晶の光学特性の一例を示す。同図において、最大光反射率を１００、最小光反射率を０として、光反射率を正規化した正規化光反射率が９０％以上の場合を選択反射状態とし、正規化光反射率が１０％以下の場合を透過状態としてコレステリック液晶の反射状態を区別した場合、領域Ａはプレーナ状態（選択反射状態）を示し、領域Ｂはプレーナ状態からフォーカルコニック状態へ変化する遷移領域を示し、領域Ｃはフォーカルコニック状態（透過状態）を示し、領域Ｄはフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態へ変化する遷移領域を示し、領域Ｅはホメオトロピック状態を示し、ホメオトロピック状態で電圧をゼロにするとプレーナ状態（選択反射状態）に変化する。また、電圧Ｖｐｆ９０は領域Ｂで正規化光反射率が９０％となる電圧、電圧Ｖｐｆ１０は領域Ｂで正規化光反射率が１０％となる電圧、電圧Ｖｆｈ１０は領域Ｄで正規化光反射率が１０％となる電圧、電圧Ｖｆｈ９０は領域Ｄで正規化光反射率が９０％となる電圧である。なお、プレーナ状態のコレステリック液晶は、電圧Ｖｐｆ９０より若干低い電圧から電圧Ｖｆｈ１０より若干低い電圧が予め定められた時間（例えば、５０ｍｓｅｃ）印加されることによって、電圧が印加されている期間にプレーナ状態からフォーカルコニック状態へ徐々に変化し、フォーカルコニック状態のコレステリック液晶は、電圧Ｖｆｈ１０より若干低い電圧から電圧Ｖｆｈ９０より若干高い電圧が予め定められた時間（例えば、５０ｍｓｅｃ）印加されることによって、電圧が印加されている期間にフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態へ徐々に変化する。
【００２４】
また、コレステリック液晶として使用可能な具体的な液晶としては、ネマチック液晶やス メクチック液晶（たとえばシッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、安息香酸エステル系、ビフェニル系、ターフェニル系、シクロヘキシルカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサン系、ビフェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサンエステル系、シクロヘキシルエタン系、シクロヘキサン系、トラン系、アルケニル系、スチルベン系、縮合多環系）、またはこれらの混合物に、カイラル剤（たとえばステロイド系コレステロール誘導体、シッフ塩基系、アゾ系、エステル系、ビフェニ ル系）を添加したもの等を挙げることができる。また、コレステリック液晶を、高分子マトリクス中に分散したものや、高分子ゲル化したものや、マイクロカプセル化したものでもよい。また、液晶は高分子、中分子、低分子のいずれでもよく、またこれらの混合物でもよい。
【００２５】
なお、本実施の形態に係る表示媒体１２では、プレーナ状態となったコレステリック液晶で形成される画素は、光を反射することで螺旋ピッチに対応した波長を選択的に反射し、フォーカルコニック状態となったコレステリック液晶で形成される画素は、散乱しながら透過した光を光吸収層３４が吸収することで黒色を表示するが、これに限らず、各々他の色を表示してもよい。
【００２６】
一方、図１に示す駆動装置１４は、駆動装置１４全体の動作を司る制御部４０、画像情報等の各種情報を記憶しているメモリ４２、電力供給部４４Ａから供給される電圧を制御部４０の指示に従い、コネクタ１６Ａ，１６Ｂを介して各走査電極１８に印加する走査電極駆動部４６、電力供給部４４Ｂから供給される電圧を制御部４０の指示に従い、コネクタ１７Ａ，１７Ｂを介して各データ電極２０に印加するデータ電極駆動部４８を備えている。
【００２７】
制御部４０は、メモリ４２に記憶されている画像情報に基づいて、走査電極１８の行番号ｎを指定するための行番号指定信号、及び走査電極１８に印加する電圧の大きさを行番号ｎ毎に指定するための走査電極用電圧指定信号を走査電極駆動部４６に出力すると共に、その行番号指定信号により指定された走査電極１８に対応して電圧を印加すべきデータ電極２０の列番号ｍを指定するための列番号指定信号、及びデータ電極２０に印加する電圧の大きさを列番号ｍ毎に指定するためのデータ電極用電圧指定信号をデータ電極駆動部４８に出力する。
【００２８】
走査電極駆動部４６は、制御部４０から行番号指定信号によって指定された行の走査電極１８に対して、走査電極用電圧指定信号で指定された大きさの電圧（以下、「走査電圧」という。）を印加する。
【００２９】
データ電極駆動部４８は、制御部４０から列番号指定信号によって指定された列のデータ電極２０に対して、データ電極用電圧指定信号で指定された大きさの電圧（以下、「データ電圧」という。）を印加する。
【００３０】
なお、制御部４０、電力供給部４４Ａ，４４Ｂ、走査電極駆動部４６、データ電極駆動部４８の組み合わせが本発明の印加手段に相当する。
【００３１】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る画像表示装置１０の作用を説明する。なお、図５は、画像表示装置１０に対して図示しない操作部を介して、メモリ４２に記憶されている画像情報に基づいた画像を表示媒体１２に表示させる指示が入力された場合に、制御部４０によって実行される画像表示プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはメモリ４２の予め定められた記憶領域に予め記憶されている。
【００３２】
まずステップ１００では、表示媒体１２を構成するコレステリック液晶を初期化する初期化処理を実行するための、行番号指定信号及び走査電極用電圧指定信号を走査電極駆動部４６に出力すると共に、列番号指定信号及びデータ電極用電圧指定信号をデータ電極駆動部４８に出力する。
【００３３】
次のステップ１０２では、画像情報に基づいた画像を表示媒体１２に表示させる画像書換処理を行うための、行番号指定信号及び走査電極用電圧指定信号を走査電極駆動部４６に出力すると共に、列番号指定信号及びデータ電極用電圧指定信号をデータ電極駆動部４８に出力する。
【００３４】
図６を参照して、本実施の形態に係る上記初期化処理及び上記画像書換処理を説明する。図６（Ａ）は、走査電極駆動部４６により走査電極１８に印加される走査電圧の波形を示し、図６（Ｂ）は、データ電極駆動部４８によりデータ電極２０に印加されるデータ電圧の波形を示している。なお、本実施の形態に係る画像表示装置１０では、初期化処理として表示層３２をプレーナ状態にした後に、画像書換処理を実行するプレーナリセット法を行う。
【００３５】
本実施の形態に係る走査電極駆動部４６は、走査電圧として、初期化処理を行うための初期化電圧、及び画像書換処理を実行するための選択電圧を走査電極１８に印加する。
【００３６】
上記初期化電圧は、コレステリック液晶をホメオトロピック状態に変化させた後に、電圧を急激にゼロにすることによりプレーナ状態にするために各走査電極１８に印加されるパルス状の電圧（本実施の形態では、±２０Ｖ）である。
【００３７】
また、上記選択電圧は、初期化電圧が各走査電極１８に印加された後に走査電極１８の行毎に順に印加される、画素毎に画像の書き換えを行うためのパルス状の電圧である。なお、本実施の形態に係る画像書換処理では、選択電圧を各走査電極１８に印加する時間として、５０ｍｓｅｃを適用する。また、選択電圧は、同図（Ａ）に示すように、正の電位が先に印加され、続いて負の電位が印加されるが、負の電位が先に印加され、続いて正の電位が印加されるようにしてもよい。
【００３８】
一方、データ電圧は、選択電圧に同期して、画像情報に応じて列毎に印加される。データ電圧の印加は、１行目の走査電極１８に選択電圧が印加されるのと同期して開始される。例えば、ｎ行ｍ列に位置する画素に対応するコレステリック液晶の反射状態を定めるためには、ｎ行目の走査電極１８に選択電圧が印加されるのと同期して、ｎ行ｍ列に位置する画素に対応するコレステリック液晶の反射状態を定めるためのデータ電圧がｍ列目のデータ電極２０に印加される。このように、データ電圧は、選択電圧が最後の行に対応する走査電極１８に対して印加されるまで各列に対して順次連続して印加される。
【００３９】
次のステップ１０４（図５参照。）では、画像書換処理によって生じる、表示媒体１２に表示された画像のムラを除去する画像ムラ除去処理を実行する。
【００４０】
なお、上記画像のムラは、画像書換処理によってコレステリック液晶に電圧が印加された際に、本来プレーナ状態となるべきコレステリック液晶が、プレーナ状態とフォーカルコニック状態との中間状態となることで、本来螺旋ピッチに応じた選択波長を表示するべき画素が灰色や黒色を表示することによって生じる。
【００４１】
本実施の形態に係る画像ムラ除去処理は、図４に示す領域Ｂの範囲内の大きさの電圧（以下、「ムラ除去電圧」という。）を、当該ムラ除去電圧の印加が開始されてから、当該ムラ除去電圧の印加によりフォーカルコニック状態へ変化を開始したコレステリック液晶がムラ除去電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻ることが可能な時点までの期間（以下、「印加時間」という。）、走査電極１８及びデータ電極２０を介して表示層３２に印加する処理である。
【００４２】
すなわち、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理は、ムラ除去電圧を表示層３２に印加させることによって、プレーナ状態とフォーカルコニック状態との中間状態となっているコレステリック液晶をプレーナ状態に変化させる。なお、プレーナ状態とフォーカルコニック状態との中間状態となっているコレステリック液晶がプレーナ状態に変化したか否かは、表示層３２の光反射率の測定、顕微鏡による表示層３２の表面の観察等により確認する。
【００４３】
図７に、表示層３２に印加する電圧の印加時間及び電圧の周波数を一定（印加時間５０ｍｓｅｃ、周波数１００Ｈｚ）とし、印加する電圧を変化させた場合（５，６，７Ｖの場合）の、光反射率の変化の一例を示す。
【００４４】
同図に示すように、領域Ｂに含まれない電圧５Ｖを印加した場合の光反射率に比較して、領域Ｂに含まれ電圧Ｖｐｆ９０近辺の電圧６Ｖを印加した場合の光反射率が高く、また、正規化光反射率が約５０％となる電圧７Ｖを印加した場合の光反射率に比較して電圧６Ｖを印加した場合の光反射率が高い。この結果から、ムラ除去電圧として、領域Ｂの範囲内の大きさで、かつ正規化光反射率が５０％となる電圧より小さい大きさの電圧が適していることが分かる。なお、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、ムラ除去電圧として６Ｖを適用する。
【００４５】
また、図８に、ムラ除去電圧及び周波数を一定（ムラ除去電圧６Ｖ、周波数１００Ｈｚ）とし、印加時間を変化させた場合（０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０ｍｓｅｃの場合）の、光反射率の変化の一例を示す。
【００４６】
同図に示すように、印加時間４０，５０ｍｓｅｃにおける光反射率は、他の印加時間における光反射率に比較して高い。このことは、ムラ除去電圧の印加時間が４０〜５０ｍｓｅｃ未満の場合では、コレステリック液晶の状態が変化しないか、又は変化しても印加時間が４０〜５０ｍｓｅｃの場合に比較して微小な変化であることを示している。一方、ムラ除去電圧の印加時間が４０〜５０ｍｓｅｃを超える場合は、フォーカルコニック状態へ変化を開始したコレステリック液晶が、ムラ除去電圧の印加の停止後にプレーナ状態へ戻ることが不可能となることを示している。なお、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、印加時間として５０ｍｓｅｃを適用する。
【００４７】
また、図９に、ムラ除去電圧及び印加時間を一定（ムラ除去電圧６Ｖ、印加時間５０ｍｓｅｃ）とし、周波数を変化させた場合（２０，５０，１００，２００Ｈｚの場合）の、光反射率の変化の一例を示す。
【００４８】
同図に示すように、周波数を１００Ｈｚとした場合の光反射率が最も高く、１００Ｈｚの周波数が、ムラ除去電圧６Ｖを印加時間５０ｍｓｅｃで印加した場合に、ディスクリネーション（異常が発生した領域の境界）をほどくために適した周波数であることを示している。この結果より、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、ムラ除去電圧の周波数として、同図の中で光反射率が最も高い１００Ｈｚを適用する。
【００４９】
また、図１０に、画像ムラ除去処理において、ムラ除去電圧を複数回繰り返して印加した場合の光反射率の変化を示す。なお、同図は、横軸を表示媒体１２で反射された光の波長とし、縦軸を光反射率としている。さらに、６３０ｎｍ〜６９０ｎｍの反射された光の波長に対する光反射率を拡大して示す。また、繰り返し回数が０回の場合とは、画像ムラ除去処理を実行していない場合、すなわち、すなわち初期化処理によってプレーナ状態となった場合の光反射率である。
【００５０】
同図に示すように、繰り返し回数が多くなるほど光反射率は高くなり、ディスクリネーションのほどけ効果が高くなっていることを示しているが、繰り返し回数が２０回を超えると、光反射率の変化は鈍くなっている。すなわち、ディスクリネーションのほどけ効果が小さくなっている。この結果より、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、ムラ除去電圧を繰り返し印加する回数として２０回を適用する。
【００５１】
また、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、ムラ除去電圧を繰り返し印加する場合に、フォーカルコニック状態への変化を開始したコレステリック液晶がムラ除去電圧の印加の停止後にプレーナ状態に戻るのに要する時間（以下、「インターバル時間」という。）の経過後に、次のムラ除去電圧を印加する。
【００５２】
本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、上記インターバル時間として、５ｓｅｃを適用するが、インターバル時間は、コレステリック液晶がムラ除去電圧の印加の停止後にプレーナ状態に戻る時間が確保できる時間（例えば、１ｓｅｃ〜１０ｓｅｃ）であれば、これに限らないことは言うまでも無い。
【００５３】
図１１に、初期化処理を実行した後で画像ムラ除去処理を実行する前、及び初期化処理を実行した後で画像ムラ除去処理を実行した後における、顕微鏡（倍率５０倍）によって表示媒体１２の表面を観察した写真を示す。
【００５４】
図１１（Ａ）は，初期化処理として電圧３０Ｖを印加時間３００ｍｓｅｃ、周波数３００Ｈｚで印加した後の、表示媒体１２の表面の状態、すなわち初期化処理によってプレーナ状態となった表示媒体１２の表面の状態を示している。
【００５５】
一方、図１１（Ｂ）は、画像ムラ除去処理としてムラ除去電圧６Ｖを印加時間５０ｍｓｅｃ、周波数１００Ｈｚ、インターバル時間を５ｓｅｃとし、ムラ除去電圧を２０回繰り返し印加した後の、表示媒体１２の表面の状態を示す。
【００５６】
図１１（Ａ）に示す表示媒体１２の表面の状態と図１１（Ｂ）に示す表示媒体１２の表面の状態とを比較すると、図１１（Ｂ）に示す表示媒体１２の表面の状態の方が白色の領域が多いことが分かる。すなわち、当該白色の領域が多いほど光反射率が高くなっていることを示している。
【００５７】
また、図１２に、表示層３２の全面をフォーカルコニック状態とした後に、ムラ除去電圧を複数回繰り返して印加した場合の光反射率の変化を示す。なお、同図は、横軸を表示媒体１２で反射された光の波長とし、縦軸を光反射率としている。また、繰り返し回数が０回の場合とは、画像ムラ除去処理を実行していない場合の光反射率である。
【００５８】
同図に示すように、画像ムラ除去処理を実行することによって、光反射率が低くなっており、画像ムラ除去処理を繰り返し実行しても光反射率が高くなることが無く、画像ムラ除去処理を実行することで、画像ムラ除去処理を実行する前に比較して光反射率の最大値と最小値との差が大きくなることを示している。
【００５９】
以上、本発明を上記実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６０】
また、上記実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における組み合わせにより種々の発明を抽出できる。上記実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６１】
例えば、上記実施の形態では、初期化処理及び画像書換処理としてプレーナリセット法を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、初期化処理として表示層３２をフォーカルコニック状態にした後に、画像書換処理を実行するフォーカルコニックリセット法を行う形態としてもよい。
【００６２】
この形態の場合、図１３に示すように、初期化電圧を、コレステリック液晶をフォーカルコニック状態に変化させるために各走査電極１８に印加されるパルス状の電圧（本形態では、±１３Ｖ）とする。
【００６３】
また、初期化処理及び画像書換処理として、図１４に示すように、予め定めた周期（一例として、１周期）毎に時間遅れを持たせて、各走査電極１８に対して走査電圧を印加するＤＤＳ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｄｒｉｖｅ ｓｃｈｅｍｅ）法を行う形態としてもよい。
【００６４】
この形態の場合、同図に示すように、まず、１行目の走査電極１８に、初期化電圧を印加した後に、プレーナリセット法及びフォーカルコニックリセット法に比較して短い期間（一例として、１ｍｓｅｃ）選択電圧を印加する。その後、コレステリック液晶の反射状態を維持させるための維持電圧が予め定められた期間（一例として、４９ｍｓｅｃ）印加される。そして、１行目の走査電極１８に初期化電圧を印加してから１周期後に、２行目の走査電極１８に初期化電圧、選択電圧、及び維持電圧が順に印加される。さらに、この走査電圧の印加処理を３行目以降の走査電極１８に対しても実行する。また、データ電圧は、上記選択電圧に同期して、画像情報に基づいてデータ電極２０の列毎に印加される。
【００６５】
また、上記実施の形態では、表示媒体１２に１つの表示層３２を備えた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示媒体１２に複数の表示層３２を備えた形態としてもよい。
【００６６】
この形態の一例として、図１５に、３つの表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒを備えた表示媒体１２’を示す。表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒはそれぞれ４６０ｎｍ，５３０ｎｍ，６２０ｎｍに反射スペクトルのピークが来るように螺旋ピッチが調整されている。
【００６７】
同図に示す表示媒体１２’は、表示層３２Ｂに対応する黄色のカラーフィルター８０Ｂ、表示層３２Ｇに対応する赤色のカラーフィルター８０Ｇ、及び表示層３２Ｒに対応する黒色の遮光膜８０Ｒが設けられている。さらに、表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒ各々に対応させて走査電極１８及びデータ電極２０を設けることで各色に対応した画像を表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒに表示させることで、表示面では表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒで表示された画像が重なってカラー画像として視認される。なお、この形態に係る画像表示装置は、表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒの各々に対応する走査電極１８及びデータ電極２０を介してムラ除去電圧を印加することで、表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒの各々毎に画像ムラ除去処理を実行する。
【００６８】
その他、上記実施の形態で説明した画像表示装置１０の構成（図１、図２及び図１５参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりすることができることは言うまでもない。
【００６９】
また、上記実施の形態で説明した画像表示プログラムの処理の流れ（図５参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態では、画像ムラ除去処理を画像書換処理の後に実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、初期化処理の後、かつ画像書換処理の前に画像ムラ除去処理を実行する形態としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施の形態に係る画像表示装置の電気的構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る表示媒体の断面図である。
【図３】実施の形態に係るコレステリック液晶の分子配向と光学特性の関係を示す図である。
【図４】実施の形態に係るコレステリック液晶の光反射率とコレステリック液晶に印加される電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図５】実施の形態に係る画像表示プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施の形態に係る初期化処理及び画像書換処理における走査電圧の波形及びデータ電圧の波形を示す図である。
【図７】実施の形態に係るコレステリック液晶の光反射率とコレステリック液晶に短時間で印加される電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図８】実施の形態に係るコレステリック液晶の光反射率とムラ除去電圧の印加時間との関係の一例を示すグラフである。
【図９】実施の形態に係るコレステリック液晶の光反射率とムラ除去電圧の周波数との関係の一例を示すグラフである。
【図１０】実施の形態に係るコレステリック液晶の光反射率とムラ除去電圧の印加の繰り返し回数との関係の一例を示すグラフである。
【図１１】実施の形態に係る画像ムラ除去処理前後における表示媒体の表面の状態を示す図である。
【図１２】実施の形態に係るコレステリック液晶がフォーカルコニック状態の場合におけるコレステリック液晶の光反射率とムラ除去電圧の印加の繰り返し回数との関係の一例を示すグラフである。
【図１３】他の形態に係る初期化処理及び画像書換処理として、フォーカルコニックリセット法を適用した場合における走査電圧の波形及びデータ電圧の波形を示す図である。
【図１４】他の形態に係る初期化処理及び画像書換処理として、ＤＤＳ法を適用した場合における走査電圧の波形及びデータ電圧の波形を示す図である。
【図１５】他の形態に係る３つの表示層を設けた表示媒体の断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 画像表示装置
１２ 表示媒体
１８ 走査電極
２０ データ電極
３２ 表示層
４０ 制御部
４４Ａ 電力供給部
４４Ｂ 電力供給部
４６ 走査電極駆動部
４８ データ電極駆動部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コレステリック液晶を用いた表示装置において、選択信号をコモン選択電極上の画素を構成するコレステリック液晶に印加して表示状態を選択し、また非選択信号をコモン非選択信号上の画素を構成するコレステリック液晶に印加する書換え動作を繰り返すことで各画素毎にコレステリック液晶の表示状態を書き換えた後に、全ての画素を構成するコレステリック液晶に対して微小電圧を印加することによって、プレーナ状態の光反射率を変えずに、フォーカルコニック状態の光反射率を低くすることによって、コントラストを向上させる技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、コレステリック液晶を用いた表示装置では書き込み速度が高速になると、フォーカルコニック状態への遷移が不十分となるために画像全体が薄くなるという特性を用いて、中間調の書き込みを行い、それを繰り返すことで多値画像を形成する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、コレステリック液晶とモノマーの混合物とを、電極を備えた２枚のガラスプレートで挟持することで、反射状態で緑色を反射し、散乱状態で黒色となるディスプレーにおいて、最小反射が観測される電圧から最大反射が観測される電圧までの範囲で電圧を変化させることでグレースケールの反射状態を実現する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２５７９９９号公報
【特許文献２】国際公開第２００５／０２４７７４パンフレット
【特許文献３】特許第３５５１３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、表示媒体のコントラストを向上させることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１の範囲内の大きさの第１の電圧が印加されることによってプレーナ状態からフォーカルコニック状態に徐々に変化し、フォーカルコニック状態に変化した状態で前記第１の範囲に重ならず、前記第１の範囲よりも大きい第２の範囲内の大きさの第２の電圧が印加されることによってフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態に徐々に変化することで入射光に対する反射率が変化する液晶を含む表示層、及び複数の画素毎の電圧を印加することが可能なように前記表示層を挟持する電極が積層された表示媒体と、前記表示媒体に画像情報に基づいた画像を表示させた後、又は前記表示媒体をプレーナ状態又はフォーカルコニック状態に初期化させた後に、前記第１の範囲内の大きさの第３の電圧を、当該第３の電圧の印加が開始されてから、当該第３の電圧が印加されることによりフォーカルコニック状態へ変化を開始した前記液晶が当該第３の電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻ることが可能な時点までの期間、前記電極を介して前記表示層に印加する印加手段と、を備えている。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記印加手段が、前記第３の電圧を前記期間、前記電極を介して前記表示層に繰り返し印加するものである。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記印加手段が、フォーカルコニック状態へ変化を開始した前記液晶が電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻るのに要する時間の経過後に、次の前記第３の電圧を前記期間、前記電極を介して前記表示層に印加するものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、本発明を適用しない場合に比較して、表示媒体のコントラストを向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明によれば、本発明を適用しない場合に比較して、表示媒体のコントラストをより向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００１１】
更に、請求項３に記載の発明によれば、本発明を適用しない場合に比較して、第３の電圧を繰り返し印加することによる効果をより発揮させることができる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る画像表示装置１０の電気的構成を説明する。
【００１４】
本実施の形態に係る画像表示装置１０は、表示媒体１２及び駆動装置１４を備えており、表示媒体１２は画像表示装置１０から着脱可能とされている。
【００１５】
具体的には、表示媒体１２はコネクタ１６Ａ及びコネクタ１７Ａを、駆動装置１４はコネクタ１６Ｂ及びコネクタ１７Ｂを備えており、コネクタ１６Ａとコネクタ１６Ｂとが着脱可能とされ、コネクタ１７Ａとコネクタ１７Ｂとが着脱可能とされている。そして、コネクタ１６Ａとコネクタ１６Ｂとが電気的かつ機械的に接続され、コネクタ１７Ａとコネクタ１７Ｂとが電気的かつ機械的に接続されることにより、コネクタ１６Ａ，１６Ｂ及びコネクタ１７Ａ，１７Ｂを介して駆動装置１４から表示媒体１２に画像情報に基づいた電圧が印加され、表示媒体１２に画像が表示される。
【００１６】
また、本実施の形態に係る表示媒体１２は、短冊状で透明な複数の走査電極１８及び複数のデータ電極２０を備えており、各走査電極１８と各データ電極２０とは、複数の画素毎に異なる電圧を印加することが可能なように後述する表示層３２を挟持し、各々が交差するように対向して配置される。これにより、各走査電極１８と各データ電極２０との交差位置が画素を構成する。なお、本実施の形態に係る走査電極１８及びデータ電極２０は、一例として、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）で形成されている。
【００１７】
また、本実施の形態に係る表示媒体１２は、図２の断面図に示されるように、画像を表示する表示面側から、基板３０Ａ、走査電極１８、表示層３２、データ電極２０、基板３０Ｂ、及び表示層３２を透過した光を吸収する光吸収層３４が積層されている。なお、表示層３２に表示された画像は表示面側から視認される。
【００１８】
また、本実施の形態に係る基板３０Ａ，３０Ｂは、透光性を有しているＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）で形成されている。なお、当該基板３０Ａ，３０Ｂは、ガラス及びシリコン等の無機シート、又はポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、及びポリエチレンナフタレート等の高分子フィルムを用いて形成してもよい。
【００１９】
一方、本実施の形態に係る表示層３２は、コレステリック液晶のみで構成されているが、これに限らず、表示層３２は、コレステリック液晶を含むと共に、透明樹脂で構成される自己保持型液晶複合体であってもよい。また、本実施の形態に係る表示層３２は、走査電極１８とデータ電極２０との距離（本実施の形態では、２μｍ）を規定すると共に、コレステリック液晶が偏在することを防止するリブ３６が設けられている。
【００２０】
表示層３２に含まれるコレステリック液晶は、入射光のうち特定の波長の光の反射・透過状態を変調する機能を有し、液晶分子が螺旋状によじれて配向しており、螺旋軸方向から入射した光のうち、螺旋ピッチに依存して特定の波長の光を干渉反射する。さらに、コレステリック液晶は、表示層３２に形成される電界の強度によって配向が変化し、当該配向の変化によって入射光の反射状態を変化させることができる。当該反射状態として、図３（Ａ）に螺旋軸が表面に対してほぼ垂直になり、螺旋ピッチに応じた特定の波長の光を選択的に反射するプレーナ状態の模式図を示し、図３（Ｂ）に螺旋軸が表面に対してほぼ平行になり、入射光を少し前方散乱させながら透過させるフォーカルコニック状態の模式図を示し、図３（Ｃ）に液晶分子の螺旋構造がほどけ、液晶分子が電界の向きに従い、入射光を透過させるホメオトロピック状態であるホメオトロピック状態の模式図を示す。
【００２１】
上記の３つの状態のうち、プレーナ状態及びフォーカルコニック状態は、無電圧で双安定に存在する。したがって、コレステリック液晶の配向状態は、表示層３２に印加される電圧に対して一義的に決まらず、プレーナ状態が初期状態の場合には、印加される電圧の増加に伴って、プレーナ状態、フォーカルコニック状態、ホメオトロピック状態の順に変化し、フォーカルコニック状態が初期状態の場合には、印加される電圧の増加に伴って、フォーカルコニック状態、ホメオトロピック状態の順に変化する特性を有している。
【００２２】
一方、表示層３２に印加した電圧を急激にゼロにした場合には、プレーナ状態とフォーカルコニック状態はそのままの状態を維持し、ホメオトロピック状態はプレーナ状態に変化する特性を有している。
【００２３】
図４に、６３０ｎｍの光が入射した場合におけるコレステリック液晶の光学特性の一例を示す。同図において、最大光反射率を１００、最小光反射率を０として、光反射率を正規化した正規化光反射率が９０％以上の場合を選択反射状態とし、正規化光反射率が１０％以下の場合を透過状態としてコレステリック液晶の反射状態を区別した場合、領域Ａはプレーナ状態（選択反射状態）を示し、領域Ｂはプレーナ状態からフォーカルコニック状態へ変化する遷移領域を示し、領域Ｃはフォーカルコニック状態（透過状態）を示し、領域Ｄはフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態へ変化する遷移領域を示し、領域Ｅはホメオトロピック状態を示し、ホメオトロピック状態で電圧をゼロにするとプレーナ状態（選択反射状態）に変化する。また、電圧Ｖｐｆ９０は領域Ｂで正規化光反射率が９０％となる電圧、電圧Ｖｐｆ１０は領域Ｂで正規化光反射率が１０％となる電圧、電圧Ｖｆｈ１０は領域Ｄで正規化光反射率が１０％となる電圧、電圧Ｖｆｈ９０は領域Ｄで正規化光反射率が９０％となる電圧である。なお、プレーナ状態のコレステリック液晶は、電圧Ｖｐｆ９０より若干低い電圧から電圧Ｖｆｈ１０より若干低い電圧が予め定められた時間（例えば、５０ｍｓｅｃ）印加されることによって、電圧が印加されている期間にプレーナ状態からフォーカルコニック状態へ徐々に変化し、フォーカルコニック状態のコレステリック液晶は、電圧Ｖｆｈ１０より若干低い電圧から電圧Ｖｆｈ９０より若干高い電圧が予め定められた時間（例えば、５０ｍｓｅｃ）印加されることによって、電圧が印加されている期間にフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態へ徐々に変化する。
【００２４】
また、コレステリック液晶として使用可能な具体的な液晶としては、ネマチック液晶やス メクチック液晶（たとえばシッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、安息香酸エステル系、ビフェニル系、ターフェニル系、シクロヘキシルカルボン酸エステル系、フェニルシクロヘキサン系、ビフェニルシクロヘキサン系、ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルシクロヘキサンエステル系、シクロヘキシルエタン系、シクロヘキサン系、トラン系、アルケニル系、スチルベン系、縮合多環系）、またはこれらの混合物に、カイラル剤（たとえばステロイド系コレステロール誘導体、シッフ塩基系、アゾ系、エステル系、ビフェニ ル系）を添加したもの等を挙げることができる。また、コレステリック液晶を、高分子マトリクス中に分散したものや、高分子ゲル化したものや、マイクロカプセル化したものでもよい。また、液晶は高分子、中分子、低分子のいずれでもよく、またこれらの混合物でもよい。
【００２５】
なお、本実施の形態に係る表示媒体１２では、プレーナ状態となったコレステリック液晶で形成される画素は、光を反射することで螺旋ピッチに対応した波長を選択的に反射し、フォーカルコニック状態となったコレステリック液晶で形成される画素は、散乱しながら透過した光を光吸収層３４が吸収することで黒色を表示するが、これに限らず、各々他の色を表示してもよい。
【００２６】
一方、図１に示す駆動装置１４は、駆動装置１４全体の動作を司る制御部４０、画像情報等の各種情報を記憶しているメモリ４２、電力供給部４４Ａから供給される電圧を制御部４０の指示に従い、コネクタ１６Ａ，１６Ｂを介して各走査電極１８に印加する走査電極駆動部４６、電力供給部４４Ｂから供給される電圧を制御部４０の指示に従い、コネクタ１７Ａ，１７Ｂを介して各データ電極２０に印加するデータ電極駆動部４８を備えている。
【００２７】
制御部４０は、メモリ４２に記憶されている画像情報に基づいて、走査電極１８の行番号ｎを指定するための行番号指定信号、及び走査電極１８に印加する電圧の大きさを行番号ｎ毎に指定するための走査電極用電圧指定信号を走査電極駆動部４６に出力すると共に、その行番号指定信号により指定された走査電極１８に対応して電圧を印加すべきデータ電極２０の列番号ｍを指定するための列番号指定信号、及びデータ電極２０に印加する電圧の大きさを列番号ｍ毎に指定するためのデータ電極用電圧指定信号をデータ電極駆動部４８に出力する。
【００２８】
走査電極駆動部４６は、制御部４０から行番号指定信号によって指定された行の走査電極１８に対して、走査電極用電圧指定信号で指定された大きさの電圧（以下、「走査電圧」という。）を印加する。
【００２９】
データ電極駆動部４８は、制御部４０から列番号指定信号によって指定された列のデータ電極２０に対して、データ電極用電圧指定信号で指定された大きさの電圧（以下、「データ電圧」という。）を印加する。
【００３０】
なお、制御部４０、電力供給部４４Ａ，４４Ｂ、走査電極駆動部４６、データ電極駆動部４８の組み合わせが本発明の印加手段に相当する。
【００３１】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る画像表示装置１０の作用を説明する。なお、図５は、画像表示装置１０に対して図示しない操作部を介して、メモリ４２に記憶されている画像情報に基づいた画像を表示媒体１２に表示させる指示が入力された場合に、制御部４０によって実行される画像表示プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはメモリ４２の予め定められた記憶領域に予め記憶されている。
【００３２】
まずステップ１００では、表示媒体１２を構成するコレステリック液晶を初期化する初期化処理を実行するための、行番号指定信号及び走査電極用電圧指定信号を走査電極駆動部４６に出力すると共に、列番号指定信号及びデータ電極用電圧指定信号をデータ電極駆動部４８に出力する。
【００３３】
次のステップ１０２では、画像情報に基づいた画像を表示媒体１２に表示させる画像書換処理を行うための、行番号指定信号及び走査電極用電圧指定信号を走査電極駆動部４６に出力すると共に、列番号指定信号及びデータ電極用電圧指定信号をデータ電極駆動部４８に出力する。
【００３４】
図６を参照して、本実施の形態に係る上記初期化処理及び上記画像書換処理を説明する。図６（Ａ）は、走査電極駆動部４６により走査電極１８に印加される走査電圧の波形を示し、図６（Ｂ）は、データ電極駆動部４８によりデータ電極２０に印加されるデータ電圧の波形を示している。なお、本実施の形態に係る画像表示装置１０では、初期化処理として表示層３２をプレーナ状態にした後に、画像書換処理を実行するプレーナリセット法を行う。
【００３５】
本実施の形態に係る走査電極駆動部４６は、走査電圧として、初期化処理を行うための初期化電圧、及び画像書換処理を実行するための選択電圧を走査電極１８に印加する。
【００３６】
上記初期化電圧は、コレステリック液晶をホメオトロピック状態に変化させた後に、電圧を急激にゼロにすることによりプレーナ状態にするために各走査電極１８に印加されるパルス状の電圧（本実施の形態では、±２０Ｖ）である。
【００３７】
また、上記選択電圧は、初期化電圧が各走査電極１８に印加された後に走査電極１８の行毎に順に印加される、画素毎に画像の書き換えを行うためのパルス状の電圧である。なお、本実施の形態に係る画像書換処理では、選択電圧を各走査電極１８に印加する時間として、５０ｍｓｅｃを適用する。また、選択電圧は、同図（Ａ）に示すように、正の電位が先に印加され、続いて負の電位が印加されるが、負の電位が先に印加され、続いて正の電位が印加されるようにしてもよい。
【００３８】
一方、データ電圧は、選択電圧に同期して、画像情報に応じて列毎に印加される。データ電圧の印加は、１行目の走査電極１８に選択電圧が印加されるのと同期して開始される。例えば、ｎ行ｍ列に位置する画素に対応するコレステリック液晶の反射状態を定めるためには、ｎ行目の走査電極１８に選択電圧が印加されるのと同期して、ｎ行ｍ列に位置する画素に対応するコレステリック液晶の反射状態を定めるためのデータ電圧がｍ列目のデータ電極２０に印加される。このように、データ電圧は、選択電圧が最後の行に対応する走査電極１８に対して印加されるまで各列に対して順次連続して印加される。
【００３９】
次のステップ１０４（図５参照。）では、画像書換処理によって生じる、表示媒体１２に表示された画像のムラを除去する画像ムラ除去処理を実行する。
【００４０】
なお、上記画像のムラは、画像書換処理によってコレステリック液晶に電圧が印加された際に、本来プレーナ状態となるべきコレステリック液晶が、プレーナ状態とフォーカルコニック状態との中間状態となることで、本来螺旋ピッチに応じた選択波長を表示するべき画素が灰色や黒色を表示することによって生じる。
【００４１】
本実施の形態に係る画像ムラ除去処理は、図４に示す領域Ｂの範囲内の大きさの電圧（以下、「ムラ除去電圧」という。）を、当該ムラ除去電圧の印加が開始されてから、当該ムラ除去電圧の印加によりフォーカルコニック状態へ変化を開始したコレステリック液晶がムラ除去電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻ることが可能な時点までの期間（以下、「印加時間」という。）、走査電極１８及びデータ電極２０を介して表示層３２に印加する処理である。
【００４２】
すなわち、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理は、ムラ除去電圧を表示層３２に印加させることによって、プレーナ状態とフォーカルコニック状態との中間状態となっているコレステリック液晶をプレーナ状態に変化させる。なお、プレーナ状態とフォーカルコニック状態との中間状態となっているコレステリック液晶がプレーナ状態に変化したか否かは、表示層３２の光反射率の測定、顕微鏡による表示層３２の表面の観察等により確認する。
【００４３】
図７に、表示層３２に印加する電圧の印加時間及び電圧の周波数を一定（印加時間５０ｍｓｅｃ、周波数１００Ｈｚ）とし、印加する電圧を変化させた場合（５，６，７Ｖの場合）の、光反射率の変化の一例を示す。
【００４４】
同図に示すように、領域Ｂに含まれない電圧５Ｖを印加した場合の光反射率に比較して、領域Ｂに含まれ電圧Ｖｐｆ９０近辺の電圧６Ｖを印加した場合の光反射率が高く、また、正規化光反射率が約５０％となる電圧７Ｖを印加した場合の光反射率に比較して電圧６Ｖを印加した場合の光反射率が高い。この結果から、ムラ除去電圧として、領域Ｂの範囲内の大きさで、かつ正規化光反射率が５０％となる電圧より小さい大きさの電圧が適していることが分かる。なお、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、ムラ除去電圧として６Ｖを適用する。
【００４５】
また、図８に、ムラ除去電圧及び周波数を一定（ムラ除去電圧６Ｖ、周波数１００Ｈｚ）とし、印加時間を変化させた場合（０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０ｍｓｅｃの場合）の、光反射率の変化の一例を示す。
【００４６】
同図に示すように、印加時間４０，５０ｍｓｅｃにおける光反射率は、他の印加時間における光反射率に比較して高い。このことは、ムラ除去電圧の印加時間が４０〜５０ｍｓｅｃ未満の場合では、コレステリック液晶の状態が変化しないか、又は変化しても印加時間が４０〜５０ｍｓｅｃの場合に比較して微小な変化であることを示している。一方、ムラ除去電圧の印加時間が４０〜５０ｍｓｅｃを超える場合は、フォーカルコニック状態へ変化を開始したコレステリック液晶が、ムラ除去電圧の印加の停止後にプレーナ状態へ戻ることが不可能となることを示している。なお、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、印加時間として５０ｍｓｅｃを適用する。
【００４７】
また、図９に、ムラ除去電圧及び印加時間を一定（ムラ除去電圧６Ｖ、印加時間５０ｍｓｅｃ）とし、周波数を変化させた場合（２０，５０，１００，２００Ｈｚの場合）の、光反射率の変化の一例を示す。
【００４８】
同図に示すように、周波数を１００Ｈｚとした場合の光反射率が最も高く、１００Ｈｚの周波数が、ムラ除去電圧６Ｖを印加時間５０ｍｓｅｃで印加した場合に、ディスクリネーション（異常が発生した領域の境界）をほどくために適した周波数であることを示している。この結果より、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、ムラ除去電圧の周波数として、同図の中で光反射率が最も高い１００Ｈｚを適用する。
【００４９】
また、図１０に、画像ムラ除去処理において、ムラ除去電圧を複数回繰り返して印加した場合の光反射率の変化を示す。なお、同図は、横軸を表示媒体１２で反射された光の波長とし、縦軸を光反射率としている。さらに、６３０ｎｍ〜６９０ｎｍの反射された光の波長に対する光反射率を拡大して示す。また、繰り返し回数が０回の場合とは、画像ムラ除去処理を実行していない場合、すなわち、すなわち初期化処理によってプレーナ状態となった場合の光反射率である。
【００５０】
同図に示すように、繰り返し回数が多くなるほど光反射率は高くなり、ディスクリネーションのほどけ効果が高くなっていることを示しているが、繰り返し回数が２０回を超えると、光反射率の変化は鈍くなっている。すなわち、ディスクリネーションのほどけ効果が小さくなっている。この結果より、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、ムラ除去電圧を繰り返し印加する回数として２０回を適用する。
【００５１】
また、本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、ムラ除去電圧を繰り返し印加する場合に、フォーカルコニック状態への変化を開始したコレステリック液晶がムラ除去電圧の印加の停止後にプレーナ状態に戻るのに要する時間（以下、「インターバル時間」という。）の経過後に、次のムラ除去電圧を印加する。
【００５２】
本実施の形態に係る画像ムラ除去処理では、上記インターバル時間として、５ｓｅｃを適用するが、インターバル時間は、コレステリック液晶がムラ除去電圧の印加の停止後にプレーナ状態に戻る時間が確保できる時間（例えば、１ｓｅｃ〜１０ｓｅｃ）であれば、これに限らないことは言うまでも無い。
【００５３】
図１１に、初期化処理を実行した後で画像ムラ除去処理を実行する前、及び初期化処理を実行した後で画像ムラ除去処理を実行した後における、顕微鏡（倍率５０倍）によって表示媒体１２の表面を観察した写真を示す。
【００５４】
図１１（Ａ）は，初期化処理として電圧３０Ｖを印加時間３００ｍｓｅｃ、周波数３００Ｈｚで印加した後の、表示媒体１２の表面の状態、すなわち初期化処理によってプレーナ状態となった表示媒体１２の表面の状態を示している。
【００５５】
一方、図１１（Ｂ）は、画像ムラ除去処理としてムラ除去電圧６Ｖを印加時間５０ｍｓｅｃ、周波数１００Ｈｚ、インターバル時間を５ｓｅｃとし、ムラ除去電圧を２０回繰り返し印加した後の、表示媒体１２の表面の状態を示す。
【００５６】
図１１（Ａ）に示す表示媒体１２の表面の状態と図１１（Ｂ）に示す表示媒体１２の表面の状態とを比較すると、図１１（Ｂ）に示す表示媒体１２の表面の状態の方が白色の領域が多いことが分かる。すなわち、当該白色の領域が多いほど光反射率が高くなっていることを示している。
【００５７】
また、図１２に、表示層３２の全面をフォーカルコニック状態とした後に、ムラ除去電圧を複数回繰り返して印加した場合の光反射率の変化を示す。なお、同図は、横軸を表示媒体１２で反射された光の波長とし、縦軸を光反射率としている。また、繰り返し回数が０回の場合とは、画像ムラ除去処理を実行していない場合の光反射率である。
【００５８】
同図に示すように、画像ムラ除去処理を実行することによって、光反射率が低くなっており、画像ムラ除去処理を繰り返し実行しても光反射率が高くなることが無く、画像ムラ除去処理を実行することで、画像ムラ除去処理を実行する前に比較して光反射率の最大値と最小値との差が大きくなることを示している。
【００５９】
以上、本発明を上記実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００６０】
また、上記実施の形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における組み合わせにより種々の発明を抽出できる。上記実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００６１】
例えば、上記実施の形態では、初期化処理及び画像書換処理としてプレーナリセット法を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、初期化処理として表示層３２をフォーカルコニック状態にした後に、画像書換処理を実行するフォーカルコニックリセット法を行う形態としてもよい。
【００６２】
この形態の場合、図１３に示すように、初期化電圧を、コレステリック液晶をフォーカルコニック状態に変化させるために各走査電極１８に印加されるパルス状の電圧（本形態では、±１３Ｖ）とする。
【００６３】
また、初期化処理及び画像書換処理として、図１４に示すように、予め定めた周期（一例として、１周期）毎に時間遅れを持たせて、各走査電極１８に対して走査電圧を印加するＤＤＳ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｄｒｉｖｅ ｓｃｈｅｍｅ）法を行う形態としてもよい。
【００６４】
この形態の場合、同図に示すように、まず、１行目の走査電極１８に、初期化電圧を印加した後に、プレーナリセット法及びフォーカルコニックリセット法に比較して短い期間（一例として、１ｍｓｅｃ）選択電圧を印加する。その後、コレステリック液晶の反射状態を維持させるための維持電圧が予め定められた期間（一例として、４９ｍｓｅｃ）印加される。そして、１行目の走査電極１８に初期化電圧を印加してから１周期後に、２行目の走査電極１８に初期化電圧、選択電圧、及び維持電圧が順に印加される。さらに、この走査電圧の印加処理を３行目以降の走査電極１８に対しても実行する。また、データ電圧は、上記選択電圧に同期して、画像情報に基づいてデータ電極２０の列毎に印加される。
【００６５】
また、上記実施の形態では、表示媒体１２に１つの表示層３２を備えた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示媒体１２に複数の表示層３２を備えた形態としてもよい。
【００６６】
この形態の一例として、図１５に、３つの表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒを備えた表示媒体１２’を示す。表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒはそれぞれ４６０ｎｍ，５３０ｎｍ，６２０ｎｍに反射スペクトルのピークが来るように螺旋ピッチが調整されている。
【００６７】
同図に示す表示媒体１２’は、表示層３２Ｂに対応する黄色のカラーフィルター８０Ｂ、表示層３２Ｇに対応する赤色のカラーフィルター８０Ｇ、及び表示層３２Ｒに対応する黒色の遮光膜８０Ｒが設けられている。さらに、表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒ各々に対応させて走査電極１８及びデータ電極２０を設けることで各色に対応した画像を表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒに表示させることで、表示面では表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒで表示された画像が重なってカラー画像として視認される。なお、この形態に係る画像表示装置は、表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒの各々に対応する走査電極１８及びデータ電極２０を介してムラ除去電圧を印加することで、表示層３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒの各々毎に画像ムラ除去処理を実行する。
【００６８】
その他、上記実施の形態で説明した画像表示装置１０の構成（図１、図２及び図１５参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりすることができることは言うまでもない。
【００６９】
また、上記実施の形態で説明した画像表示プログラムの処理の流れ（図５参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態では、画像ムラ除去処理を画像書換処理の後に実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、初期化処理の後、かつ画像書換処理の前に画像ムラ除去処理を実行する形態としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施の形態に係る画像表示装置の電気的構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る表示媒体の断面図である。
【図３】実施の形態に係るコレステリック液晶の分子配向と光学特性の関係を示す図である。
【図４】実施の形態に係るコレステリック液晶の光反射率とコレステリック液晶に印加される電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図５】実施の形態に係る画像表示プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施の形態に係る初期化処理及び画像書換処理における走査電圧の波形及びデータ電圧の波形を示す図である。
【図７】実施の形態に係るコレステリック液晶の光反射率とコレステリック液晶に短時間で印加される電圧との関係の一例を示すグラフである。
【図８】実施の形態に係るコレステリック液晶の光反射率とムラ除去電圧の印加時間との関係の一例を示すグラフである。
【図９】実施の形態に係るコレステリック液晶の光反射率とムラ除去電圧の周波数との関係の一例を示すグラフである。
【図１０】実施の形態に係るコレステリック液晶の光反射率とムラ除去電圧の印加の繰り返し回数との関係の一例を示すグラフである。
【図１１】実施の形態に係る画像ムラ除去処理前後における表示媒体の表面の状態を示す図である。
【図１２】実施の形態に係るコレステリック液晶がフォーカルコニック状態の場合におけるコレステリック液晶の光反射率とムラ除去電圧の印加の繰り返し回数との関係の一例を示すグラフである。
【図１３】他の形態に係る初期化処理及び画像書換処理として、フォーカルコニックリセット法を適用した場合における走査電圧の波形及びデータ電圧の波形を示す図である。
【図１４】他の形態に係る初期化処理及び画像書換処理として、ＤＤＳ法を適用した場合における走査電圧の波形及びデータ電圧の波形を示す図である。
【図１５】他の形態に係る３つの表示層を設けた表示媒体の断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 画像表示装置
１２ 表示媒体
１８ 走査電極
２０ データ電極
３２ 表示層
４０ 制御部
４４Ａ 電力供給部
４４Ｂ 電力供給部
４６ 走査電極駆動部
４８ データ電極駆動部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の範囲内の大きさの第１の電圧が印加されることによってプレーナ状態からフォーカルコニック状態に徐々に変化し、フォーカルコニック状態に変化した状態で前記第１の範囲に重ならず、前記第１の範囲よりも大きい第２の範囲内の大きさの第２の電圧が印加されることによってフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態に徐々に変化することで入射光に対する反射率が変化する液晶を含む表示層、及び複数の画素毎の電圧を印加することが可能なように前記表示層を挟持する電極が積層された表示媒体と、
前記表示媒体に画像情報に基づいた画像を表示させた後、又は前記表示媒体をプレーナ状態又はフォーカルコニック状態に初期化させた後に、前記第１の範囲内の大きさの第３の電圧を、当該第３の電圧の印加が開始されてから、当該第３の電圧が印加されることによりフォーカルコニック状態へ変化を開始した前記液晶が当該第３の電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻ることが可能な時点までの期間、前記電極を介して前記表示層に印加する印加手段と、
を備えた画像表示装置。
【請求項２】
前記印加手段は、前記第３の電圧を前記期間、前記電極を介して前記表示層に繰り返し印加する請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記印加手段は、フォーカルコニック状態へ変化を開始した前記液晶が電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻るのに要する時間の経過後に、次の前記第３の電圧を前記期間、前記電極を介して前記表示層に印加する請求項２記載の画像表示装置。
【請求項１】
第１の範囲内の大きさの第１の電圧が印加されることによってプレーナ状態からフォーカルコニック状態に徐々に変化し、フォーカルコニック状態に変化した状態で前記第１の範囲に重ならず、前記第１の範囲よりも大きい第２の範囲内の大きさの第２の電圧が印加されることによってフォーカルコニック状態からホメオトロピック状態に徐々に変化することで入射光に対する反射率が変化する液晶を含む表示層、及び複数の画素毎の電圧を印加することが可能なように前記表示層を挟持する電極が積層された表示媒体と、
前記表示媒体に画像情報に基づいた画像を表示させた後、又は前記表示媒体をプレーナ状態又はフォーカルコニック状態に初期化させた後に、前記第１の範囲内の大きさの第３の電圧を、当該第３の電圧の印加が開始されてから、当該第３の電圧が印加されることによりフォーカルコニック状態へ変化を開始した前記液晶が当該第３の電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻ることが可能な時点までの期間、前記電極を介して前記表示層に印加する印加手段と、
を備えた画像表示装置。
【請求項２】
前記印加手段は、前記第３の電圧を前記期間、前記電極を介して前記表示層に繰り返し印加する請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記印加手段は、フォーカルコニック状態へ変化を開始した前記液晶が電圧の印加が停止された後にプレーナ状態に戻るのに要する時間の経過後に、次の前記第３の電圧を前記期間、前記電極を介して前記表示層に印加する請求項２記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１１７５１８（Ｐ２０１０−１１７５１８Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９０１７７（Ｐ２００８−２９０１７７）
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１２日（２００８．１１．１２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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