表示素子の駆動方法及び表示装置
【課題】コレステリック液晶などの表示部における書き換え速度の向上、及び高コントラスト化を図る。
【解決手段】表示情報に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を表示部に印加する工程を含み、パルス状の駆動電圧が、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、ピーク部が、駆動パルスの始端と終端以外に配されている。このように、ピーク部を駆動パルスの終端以外に配することで、オーバードライブと同様、書き換え速度の向上、及び高コントラスト化を図ることが可能となる。また、ピーク部が駆動パルスの始端にないことから、駆動電圧を印加していない状態から大きな電圧を急激に印加するということを回避することができるので、電圧を印加する部分（ドライバＩＣや電源など）の負荷を低減し、表示部のチラツキ等を抑制することができる。
【解決手段】表示情報に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を表示部に印加する工程を含み、パルス状の駆動電圧が、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、ピーク部が、駆動パルスの始端と終端以外に配されている。このように、ピーク部を駆動パルスの終端以外に配することで、オーバードライブと同様、書き換え速度の向上、及び高コントラスト化を図ることが可能となる。また、ピーク部が駆動パルスの始端にないことから、駆動電圧を印加していない状態から大きな電圧を急激に印加するということを回避することができるので、電圧を印加する部分（ドライバＩＣや電源など）の負荷を低減し、表示部のチラツキ等を抑制することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子の駆動方法及び表示装置に関し、特に単純マトリクス駆動による表示素子の駆動方法及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各企業・大学等では、電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーは、電子書籍を筆頭に、モバイル端末機器のサブディスプレイやＩＣカードの表示部等、多用な応用方法が提案されている。電子ペーパーの表示方式の１つに、コレステリック相が形成される液晶組成物を用いるもの（コレステリック液晶）がある。このコレステリック液晶は、カイラルネマティック液晶とも呼ばれ、ネマティック液晶にキラル性の添加剤（カイラル材）を比較的多く（数十％）添加することにより、ネマティック液晶の分子が螺旋状のコレステリック相を形成する液晶である。コレステリック液晶は、半永久的に表示を保持する特性（メモリ性）、鮮やかなカラー表示特性、高コントラスト特性、及び高解像度特性等の優れた特徴を有する。
【０００３】
より詳細には、コレステリック液晶は双安定性（メモリ性）を備えており、液晶に印加する電界強度の調節によりプレーナ状態、フォーカルコニック状態又はプレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した中間的な状態のいずれかの状態をとる。このコレステリック液晶では、一旦プレーナ状態又はフォーカルコニック状態になると、その後は無電力下でも安定してその状態を保持する。
【０００４】
プレーナ状態は、所定の高電圧を印加して液晶に強電界を与えた後に急激に電界をゼロにすることにより得られ、フォーカルコニック状態は、例えば、上記高電圧より低い所定電圧を印加して液晶に電界を与えた後に急激に電界をゼロにすることにより得られる。プレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した中間的な状態は、例えば、フォーカルコニック状態が得られる電圧よりも低い電圧を印加して液晶に電界を与えた後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。
【０００５】
ここで、コレステリック液晶に対する多階調表示のための駆動方法は、ダイナミック駆動とコンベンショナル駆動に大別できる。このうち、ダイナミック駆動は駆動波形が複雑なため、制御回路及びドライバＩＣに複雑な構成を要する。また、パネルの透明電極も低抵抗なものが必要なため、消費電力が大きくなるとともに、コストアップを引き起こす。近年では、安価な汎用ドライバでダイナミック駆動を試みた例もあるが、コントラストの高い表示を得ることができないことが懸念されている。
【０００６】
一方、コンベンショナル駆動は、ダイナミック駆動と比較して、書き換え時の消費電力が小さいため、回路部品等を低コスト化できるというメリットがあり、また、中間調における高均一性、高コントラストといった、優れた表示品位を得ることもできる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３０９０８２号公報
【特許文献２】特表２００１−５１０５８４号公報
【特許文献３】特表２００１−５０６３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、コンベンショナル駆動は、ダイナミック駆動と比較して、書き換え速度が遅いことが知られている。たとえば、ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）ほど多くの画素数になると、４０９６色の多色表示での書き込みには１０秒前後を要することが多い。
【０００９】
これを解決するため、最近では、高速化を可能にする材料として液晶粘度の低い材料を用いることが検討されている。しかるに、液晶粘度の低減は、他の重要な要素、例えば電気的物性や光学的物性とトレードオフの関係になりやすいため、実現は容易ではない。
【００１０】
また、上記特許文献１〜３には、信号の先頭において過大な電圧を加えて、応答速度を高速化する技術（オーバードライブ）が開示されているが、この技術では、信号の先頭で電圧を急上昇させる必要があるため、その分ドライバＩＣ等に負荷をかけるおそれがある。
【００１１】
また、コレステリック液晶などの電子ペーパー等に用いられる液晶表示素子には、更なる高コントラスト化技術の出現が待望されている。
【００１２】
そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、書き換え速度の向上及び高コントラスト化を図ることが可能な表示素子の駆動方法及び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】
【００１３】
本発明者は、コレステリック液晶などの電子ペーパー等に用いられる液晶表示素子における書き換え速度の向上、及び高コントラスト化を実現するための技術について鋭意研究を行った結果、従来のオーバードライブのように印加電圧信号の先頭において過大な電圧を加えなくても、書き換え速度の向上及び高コントラスト化を図ることができることを見出した。本発明者は、更に検討を重ねた結果、この現象は、表示素子に含まれるイオン性の不純物が、駆動パルスの電界とは逆の電界を形成し、当該逆の電界により駆動パルスの電界を阻害していることにより発生しており、駆動パルス中に過大な電圧（ピーク電圧）を配することで、電界の阻害が緩和できているのではないかとの考えに至った。そして、本発明者は、少なくとも駆動パルスの終端以外に過大な電圧（ピーク電圧）を配せば、電界の阻害の緩和が可能ではないかとの推測の下、実験を行い、当該推測とほぼ合致する結果を得た。本明細書に記載の表示素子の駆動方法及び表示装置は、上記新規知見に基づくものであり、以下の構成を採用する。
【００１４】
本明細書に記載の単純マトリクス駆動による表示素子の駆動方法は、表示情報に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を表示素子に印加する工程を含んでおり、前記パルス状の駆動電圧が、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、前記ピーク部が、前記駆動パルスの始端と終端を除く部分にのみ配されている。
【００１５】
これによれば、ピーク部を駆動パルスの終端を除く部分に配することで、オーバードライブと同様、書き換え速度の向上、及び高コントラスト化を図ることが可能となる。また、ピーク部が駆動パルスの始端にないことから、駆動電圧を印加していない状態から大きな電圧を急激に印加するということを回避することができるので、駆動電圧を印加する部分（ドライバＩＣなど）の負荷を低減し、表示素子のチラツキ等を抑制することができる。
【００１６】
本明細書に記載の表示装置は、表示素子と、前記表示素子に表示する表示情報に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を表示素子に印加するドライバＩＣと、を備え、前記パルス状の駆動電圧は、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、前記ピーク部は、前記駆動パルスの始端と終端を除く部分にのみ配されている。
【００１７】
これによれば、ドライバＩＣから表示素子に印加されるパルス状の駆動電圧のピーク部を駆動パルスの終端を除く部分に配することで、オーバードライブと同様、書き換え速度の向上及び高コントラスト化を図ることが可能となる。また、ピーク部が駆動パルスの始端にないことから、駆動電圧を印加していない状態から大きな電圧を急激に印加するということを回避することができるので、ドライバＩＣや電源の負荷を低減し、表示素子のチラツキ等を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本明細書に記載の表示素子の駆動方法及び表示装置は、書き換え速度の向上及び高コントラスト化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図１８に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１には、無電力下で画像をメモリ表示可能なコレステリック液晶を用いた、表示装置としての液晶表示装置１０の概略構成がブロック図にて示されている。なお、本実施形態では、説明の便宜上、図１の液晶表示装置１０が、Ａ４判ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）のモノクロ画像を表示する液晶表示装置であるものとする。
【００２１】
液晶表示装置１０は、回路ブロック１０ａと表示ブロック１０ｂとを備える。回路ブロック１０ａは、電源１２と、昇圧部１４と、電源切替部１６と、電源安定部１８と、源振クロック２０と、分周部２２と、表示制御部２４と、画像データ格納部２６と、を有している。一方、表示ブロック１０ｂは、表示部３０と、走査電極用ドライバＩＣが実装された走査電極駆動回路（コモンドライバ）３２と、データ電極用ドライバＩＣが実装されたデータ電極駆動回路（セグメントドライバ）３４と、を有している。各ドライバに実装されているドライバＩＣには、汎用の２値出力のＳＴＮドライバが用いられている。
【００２２】
電源１２は、直流３Ｖ〜５Ｖの電圧を出力する。昇圧部１４は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータを有し、電源１２から入力される直流電圧（３Ｖ〜５Ｖ）を、表示部３０の駆動に必要な直流１０Ｖ〜４０Ｖ前後の電圧に昇圧する。なお昇圧部１４は、表示部３０の特性に対して変換効率の高いものであることが好ましい。電源切替部１６は、昇圧部１４で昇圧された電圧と入力電圧とを用いて、各画素の階調値や選択／非選択の別に応じて必要な複数レベルの電圧を生成する。なお、表示素子の画面をリセットするリセット電圧と、階調を書込む階調書込み電圧とのスイッチングには、高耐圧のアナログスイッチを用いるほか、単純なトランジスタによるスイッチング回路を用いることができる。
【００２３】
電源安定部１８は、ツェナーダイオードやオペアンプ等を有し、電源切替部１６で生成された電圧を安定化させ（オペアンプであれば、ボルテージフォロアにより安定化させ）、当該電圧を表示ブロック１０ｂが有するコモンドライバ３２及びセグメントドライバ３４に供給する。なお、電源安定部１８としてオペアンプを用いる場合には、容量性負荷に強い種類のオペアンプを用いることが好ましい。電源１２は、昇圧部１４の他に表示制御部２４、源振クロック２０、分周部２２にも所定の電力を供給する。分周部２２は、走査速度の切換えのため、源振クロック２０から入力されるクロックを、所定の分周比で分周して表示制御部２４に出力する。
【００２４】
表示制御部２４は、プロセッサ等を備え、液晶表示装置１０全体を制御する。表示制御部２４は、コモンドライバ３２及びセグメントドライバ３４を介して表示部３０の走査速度や駆動電圧（駆動パルス）を切換えて画像を表示したり、表示領域のリセット処理を実行したりする。
【００２５】
具体的には、表示制御部２４は、表示部３０に略等間隔に配列された線状の電極４３，４４（図２参照）を順次走査する線順次駆動方式で表示部３０を制御する。駆動パルスの電圧を印加する印加時間は、表示制御部２４がコモンドライバ３２の走査速度を制御して変更する。このとき、表示制御部２４は、コモンドライバ３２の走査タイミングに同期させて画像データに基づく所定の電圧を表示部３０に出力するようにセグメントドライバ３４を制御する。
【００２６】
表示制御部２４は、生成した駆動データをデータ読込みクロック信号に同期させてコモンドライバ３２及びセグメントドライバ３４に出力する。表示制御部２４は、コモンドライバ３２に駆動データを出力することによって走査速度を変更する。また、表示制御部２４は、スキャン／データモード信号、データ取込クロック、フレーム開始信号、パルス極性制御信号、データラッチ・スキャンシフト、ドライバ出力オフ等の制御信号を、コモンドライバ３２及びセグメントドライバ３４に出力する。
【００２７】
図２は、表示部３０の構成(断面構造)を概略的に示している。この表示部３０は、図２に示すように、フィルム基板４１、４２と、ＩＴＯ電極４３，４４と、液晶混合物４５と、シール材４６，４７と、吸収層４８と、を有する。
【００２８】
フィルム基板４１，４２は、いずれも透光性を有している。フィルム基板４１，４２の材料としては、ガラス基板を用いることができるが、これに限らず、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）やＰＣ（Polycarbonate）などのフィルム基板を使用することもできる。
【００２９】
ＩＴＯ電極４３，４４は、平行に配列された複数の帯状の電極から成り、ＩＴＯ電極４３とＩＴＯ電極４４とは、フィルム基板４１，４２に対して垂直な方向（図２の紙面上下方向）から見て互いに９０°の角度で交差するように配列されている。このＩＴＯ電極４３，４４の材料は、Indium Tin Oxide（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）である。ただし、これに代えて、Indium Zic Oxide（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電膜などを用いた電極を採用することとしても良い。
【００３０】
なお、ＩＴＯ電極４３，４４上には絶縁性のある薄膜が形成されている。この絶縁性薄膜が厚い場合、駆動電圧の上昇が生じてしまい、汎用ＳＴＮドライバでの制御が困難となる。一方、絶縁性薄膜を設けないとリーク電流が流れてしまうため、消費電力が増大してしまう。この絶縁性薄膜は比誘電率が５前後であり、液晶よりも低いことから、絶縁性薄膜の厚みとしては概ね０．３μｍ以下が適している。なお、この絶縁性薄膜としては、ＳｉＯ2の薄膜、あるいは配向安定化膜として公知なポリイミド樹脂やアクリル樹脂などの有機膜を用いることができる。
【００３１】
液晶混合物４５は、ネマティック液晶混合物にカイラル材を１０〜４０ｗｔ％添加したコレステリック液晶であるものとする。なお、カイラル材の添加量は、ネマティック液晶成分とカイラル材の合計量を１００ｗｔ％としたときの値である。ネマティック液晶としては従来から知られているものを用いることができるが、誘電率異方性（Δε）が１５〜３５の範囲であることが好ましい。誘電率異方性が１５以上であれば、駆動電圧が比較的低くなるが、３５を超えると、駆動電圧自体は低いが比抵抗が小さくなり、高温時の消費電力が特に増大する。また、屈折率異方性（Δｎ）は、０．１８〜０．２４程度であることが好ましい。この範囲より小さい場合、プレーナ状態の反射率が低くなり、この範囲より大きい場合、フォーカルコニック状態での散乱反射が大きくなるほか、これに起因して粘度も高くなり、応答速度が低下することとなる。
【００３２】
シール材４６，４７は、液晶混合物４５をフィルム基板４１、４２間に封入するためのものである。
【００３３】
吸収層４８は、光を入射させる側（図２の紙面上側）とは反対側（図２の紙面下側）のフィルム基板４２の裏面に設けられている。
【００３４】
なお、表示部３０には、一対のフィルム基板４１，４２間のギャップを均一に保持するためのスペーサを設けることとしても良い。このスペーサとしては、樹脂製又は無機酸化物製の球体を用いることができる。また、スペーサとしては、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングされた固着スペーサを用いることもできる。スペーサによって形成されるギャップは、例えば、３．５〜６μｍの範囲であることが好ましい。ギャップがこの範囲よりも小さい場合には、反射率が低下して暗い表示となり、大きい場合には、駆動電圧が上昇して汎用部品による駆動が困難になるからである。
【００３５】
ここで、コレステリック液晶の表示原理を、図３（ａ）、図３（ｂ）に基づいて説明する。図３（ａ）は、表示部３０の液晶混合物４５がプレーナ状態にある場合の液晶分子３６の配向状態を示し、図３（ｂ）は、表示部３０の液晶混合物４５がフォーカルコニック状態にある場合の液晶分子３６の配向状態を示している。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、プレーナ状態での液晶分子３６は、厚さ方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ垂直になる。プレーナ状態では、液晶分子の螺旋ピッチに応じた所定波長の入射光Ｌが選択的に液晶層で反射される。液晶層の平均屈折率をｎとし、螺旋ピッチをｐとすると、反射が最大となる波長λは、次式（１）で表される。
λ＝ｎ・ｐ …（１）
【００３７】
従って、表示部３０の液晶混合物４５でプレーナ状態時に光を選択的に反射させるには、λが所定値になるように平均屈折率ｎ及び螺旋ピッチｐを決める。平均屈折率ｎは液晶材料及びカイラル材を選択することで調整可能であり、螺旋ピッチｐは、カイラル材の含有率を調整することにより調節することができる。
【００３８】
一方、図３（ｂ）に示すように、フォーカルコニック状態での液晶分子３６は、基板面内方向に順次回転して螺旋構造を形成し、その螺旋軸は基板面にほぼ平行になる。この場合、表示部３０は、反射波長の選択性を失い、入射光Ｌの殆どを透過させる。
【００３９】
このように、コレステリック液晶では、螺旋状に捻られた液晶分子３６の配向状態で入射光Ｌの反射透過を制御することができる。また、この表示部３０では、入射光が透過した場合、透過光は図２に示す吸収層４８にて吸収されるので暗表示が実現できる。
【００４０】
図４（ａ）〜図４（ｃ）には、コレステリック液晶の電圧応答特性が示されている。なお、コレステリック液晶は、単純マトリクスで駆動する場合、液晶材料の劣化を抑制するために、一般の液晶と同様、駆動波形を交流とする。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、初期状態がプレーナ状態の場合、パルス電圧をある範囲に上げるとフォーカルコニック状態への駆動帯域となり、更にパルス電圧を上げると再度プレーナ状態への駆動帯域となる。また、初期状態がフォーカルコニック状態の場合、パルス電圧を上げるにつれて次第にプレーナ状態への駆動帯域となる。この場合、初期状態がプレーナ状態、フォーカルコニック状態のいずれの場合にも、プレーナ状態になる電圧は、±３６Ｖである。従って、これらの中間的な電圧では、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した中間調が得られる。
【００４２】
一方、図４（ａ）よりも電圧が低い、又は周期が小さいパルスを印加した場合、この応答性はシフトする。例えば、印加電圧が±２０Ｖ又は±１０Ｖ、周期が２ｍｓ又は１ｍｓのパルスであり、初期状態がプレーナ状態であるとすると、周期２ｍｓ（図４（ｂ））の場合も、周期１ｍｓ（図４（ｃ））の場合も、電圧が±１０Ｖでは応答性を示さず、プレーナ状態を維持する。一方、電圧が±２０Ｖであれば、周期が２ｍｓの場合も１ｍｓの場合も、応答性を示し、反射率が少し低下した中間調となる。この反射率の低下分は、図４（ｂ）と図４（ｃ）を比較すると分かるように、周期が１ｍｓの場合よりも周期が２ｍｓの場合の方が大きくなるので、周期２ｍｓの場合の方が低い階調となる。
【００４３】
次に、コレステリック液晶の単純マトリクス駆動について、図５の模式図に基づいて説明する。図５には、紙面内上方から下方へアルファベットの「Ｆ」を書込んでいる途中の状態が図示されている。この図５に示すように、書込む対象のライン（選択ライン）は１ラインであるのに対し、残りのラインは全て書込み対象外のライン（非選択ライン）となる。また、選択ラインより上方（紙面上側）のラインは既に書込みが終了したラインであり、選択ラインより下方（紙面下側）のラインは、これから書込みが行われるラインである。
【００４４】
これらのうちの選択ラインに着目すると、例えば「Ｆ」の一部を書込むドット（図５において破線で囲まれたドット）が全選択ドットであり、それ以外のドットが半選択ドットである。
【００４５】
この「全選択」、「半選択」、「非選択」を、コレステリック液晶のパルス応答特性に割り当てたグラフが図６に模式的に示されている。図６では、パルス電圧をＶ、パルス幅をＴとし、それに対する液晶の応答量（明るさ変化量）をｄｙとしている。
【００４６】
この図６に示すように、Ｖ2Ｔの所定値（閾値）までは液晶は応答せず、その閾値を超えると、Ｖ2Ｔの値に対して、ほぼリニアに液晶が応答する。この場合、Ｖ2Ｔが一定値であれば、ＶやＴが異なる値であっても、ほぼ同一の応答性を示すことになる。この場合の液晶が応答しない領域を「領域Ａ」、液晶が応答する領域を「領域Ｂ」とすると、単純マトリクス駆動においては、領域Ａに非選択・半選択が割り当てられ、領域Ｂに全選択が割り当てられる。
【００４７】
なお、ＳＴＮ用など汎用の単純マトリクス用ドライバを用いる場合には、「全選択」、「半選択」、「非選択」における電圧は自由に設定できる訳ではなく、一定の制約がある。例えば、書込みに用いる全選択電圧（階調を刻む電圧）を一定とした場合、そのペアとなる半選択電圧・非選択電圧（階調を維持する電圧）においては、半選択電圧を下げると非選択電圧が上がり、半選択電圧を上げると非選択電圧が下がることになる。このことは、全選択、半選択、非選択における電圧が、次式（２）の関係を満たすことからも導き出すことができる。
全選択電圧＝半選択電圧＋非選択電圧×２ …（２）
【００４８】
ここで、ＳＴＮなどの汎用ドライバの場合、全選択電圧は、概ね−４０Ｖ〜＋４０Ｖの範囲とされている。このため、電圧制御は、表示部３０の特性に合わせて、上記電圧範囲内にて行う必要がある。
【００４９】
本実施形態では、階調を形成する駆動パルスとして、図７（ａ）に示すように、極性が反転する直前及び直後の位置に微小なピークを付加した駆動パルスを用いることとする。また、ピーク部の駆動パルス全体に対する比率は、２０％に設定されている。このような駆動パルスを用いた場合の作用について、以下説明する。
【００５０】
コレステリック液晶のような低速での書込みが実行される液晶の場合、駆動パルスの極性は１ライン内で反転させることが一般的である。その条件下において、図７（ａ）に示すように極性反転（ベース部の符合反転）の直前及び直後にピーク部を配した場合の、Ｖ2Ｔとｄｙ（明るさ変化量）の関係が図８に示されている。なお、図８のグラフは、図６のグラフ（模式図）に対応した実測結果を示している。
【００５１】
この図８から分かるように、本実施形態のような駆動パルスを用いた場合、図７（ｂ）に示すようなノーマル駆動の場合（すなわち駆動パルスにピーク部を設けない場合）と比較して、Ｖ2Ｔに対してほぼリニアに変化する領域（図６の領域Ｂに相当）での変化（応答）がより急峻となる。このことは、本実施形態のほうが、ノーマル駆動の場合よりも書込み速度が速いことを意味している。また、本実施形態の場合、ノーマル駆動の場合と比較してｄｙ（明るさ変化量）の最小値を小さくすることができる（ボトムダウンすることができる）。このことは、図７（ａ）のような駆動パルスを用いることでコントラストの向上を図ることができることを意味している。
【００５２】
ここで、一般的な液晶ディスプレイ（動画用途）では、パルス先端にピーク部を配することにより、液晶分子の立ち上がり時間の短縮を図ることが可能なオーバードライブ技術が知られている（例えば、特許文献１〜３（特開２００６−３０９０８２号公報、特表２００１−５１０５８４号公報，特表２００１−５０６３７６号公報）参照）。このようにピーク部を駆動波形の始端に配置した場合、ＧＮＤに近いレベルから高電位の急峻なピークを形成するには、大電流の出力を可能とする非常に大きな電源容量が必要であった。また、たとえバッテリが利用できるような汎用の省電力電源を用いて始端にピークを形成したとしても、所望の形状のピーク部を形成できないおそれがあり、これによりチラツキ（フリッカ）が顕著になる可能性があった。これに対し、本実施形態で用いている駆動パルスは、ピーク部が駆動波形の始端に配されていないので、上述したような大電流出力の必要がなく、かつチラツキ等を抑制することが可能となる。
【００５３】
次に、本実施形態で用いる駆動パルスが、図９（ａ）の駆動パルスのように、その終端にピーク部を配していない理由について説明する。
【００５４】
図９（ｂ）には、図９（ａ）のようにピーク部を駆動パルスの終端に配し、かつピーク部とベース部の比率を異ならせた場合のＶ2Ｔとｄｙとの関係が示されている。この図９（ｂ）からは、ピーク部：ベース部の比率を９：１、８：２、６：４のいずれに設定した場合でも、ｄｙ（明るさ変化量）の変化は、ノーマル駆動のほうがより急峻であり、かつ、ｄｙの最小値もノーマル駆動のほうが小さいことが読み取れる。すなわち、図９（ａ）のようにピーク部を終端に設けることは、書込み速度の向上や高コントラスト化には寄与しないと判断できるので、本実施形態では、ピーク部を駆動パルスの終端には配さないこととしたのである。
【００５５】
次に、ピーク部が駆動パルス全体において占める割合（比率）と、急峻度（書込み速度）との関係について、当該関係を模式的に示す図１０に基づいて説明する。この図１０に示すように、ピーク部の比率（駆動パルス全体におけるピーク部の比率）が概ね５〜５０％のときには、急峻度が高くなり、それ以上又はそれ以下の比率となると、ノーマル波形のときの急峻度とほとんど変わらなくなる。このように、上記範囲（５〜５０％）で急峻度が高くなるのは、０〜５％の範囲ではピーク部を設けない場合とほぼ等価であり、ピーク部が機能しないと考えられ、５０〜１００％では、電圧値を全体的に上昇させたのとあまり変わりがなく、ピーク部がピーク部としての機能を果たさないと考えられるからである。
【００５６】
ここで、ピーク部の駆動パルス全体に占める割合（比率）についての具体的な実験結果について、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に基づいて説明する。図１１（ａ）、図１１（ｂ）には、図１０に関する具体的な実験結果がグラフにて示されている。このうち、図１１（ａ）には、パルス周期が２ｍｓのときに、ベース部：ピーク部の比率を９：１、８：２、６：４と異ならせた場合の、Ｖ2Ｔとｄｙの関係が示され、図１１（ｂ）には、パルス周期が５ｍｓのときに、ベース部：ピーク部の比率を、９：１、８：２、６：４とした場合の、Ｖ2Ｔとｄｙの関係が示されている。
【００５７】
これらの図からわかるように、パルス周期が２ｍｓであるか５ｍｓであるかに関わらず、ベース部：ピーク部の比率が９：１、８：２、６：４のいずれの場合でも、ノーマル駆動よりもｄｙの変化が急峻となり、かつ、ボトムダウンしている。以上の実験結果を踏まえると、ピーク部の駆動パルス全体における比率は、５〜５０％、好ましくは１０〜４０％に設定すべきである。したがって、本実施形態の駆動パルスにおいても、上述したように、ピーク部の比率を２０％に設定しているのである。
【００５８】
次に、図１２に基づいて、ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）の解像度を有する表示部３０にて、本実施形態の駆動方法を適用した場合の効果について説明する。この場合、書込みシーケンスとしては、図１３の書込みシーケンスを採用している。本例では、図１３の書込みシーケンスのＳＢ１〜ＳＢ７のパルス周期において、ピーク部の比率を３０％とし、ベース部とピーク部の電位差を５Ｖに設定した。この結果、図１２に示すように、ノーマル駆動と比較して、明るさをほとんど低下させることなく、コントラストを約４．４から約５．０に向上させることができた。また、図示は省略しているが、書込み時間も約１１秒から約９．４秒に短縮することができた。
【００５９】
次に、表示部３０の画面を書換える際の電圧設定の例について説明する。本実施形態では、図１４に示すように、表示状態（ａ）から書換えを行う際には、まず、書換え対象の範囲をプレーナ状態（ｄ）にリセットする。
【００６０】
このプレーナ状態へのリセットを可能にするＳＴＮドライバの電圧設定例が、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示されている。このプレーナ状態へのリセットでは、±３６Ｖ・１００ｍｓ周期のパルス（選択ＯＮ）を全画素に印加する。この場合、画面全体（又は書換え対象の範囲全体）を一括してリセットするので、上述した急峻性やボトムダウンが問題となることはない。したがって、リセットにおける駆動パルスには、前述したピーク部は設けないこととしている。
【００６１】
図１６は、図１の電源切替部１６が駆動パルスを形成する際の電圧スイッチングの例（第１の例）を示す図である。本第１の例では、図１６（ａ）のベース部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）として、（２０Ｖ，１５Ｖ，１０Ｖ，１０Ｖ，５Ｖ）が設定されている。また、図１６（ｂ）のピーク部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）として、（２５Ｖ，２０Ｖ，１５Ｖ，１０Ｖ，５Ｖ）が設定されている。
【００６２】
このような電圧設定をした場合、電源切替部１６が、図１６（ａ）、図１６（ｂ）の（１）→（２）→（３）→（４）の順に出力すると、全選択部分では図１６（ｃ）に示すようなピーク部（２５Ｖ）を有する駆動パルスを形成（出力）することができる。この場合、全選択では、±２０Ｖと±２５Ｖとの間のスイッチング、半選択では±１０Ｖと±１５Ｖとの間のスイッチングとなるが、表示部３０の画面のほとんどを占める非選択部分では、電圧が「±５Ｖ」で固定される。これにより、消費電力の増加を抑制することができるとともに、画面のチラツキを抑制することが可能となる。
【００６３】
図１７は、電源切替部１６が駆動パルスを形成する際の電圧スイッチングの別の例（第２の例）を示す図である。本第２の例では、図１７（ａ）のベース部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）として、図１６（ａ）と同様、（２０Ｖ，１５Ｖ，１０Ｖ，１０Ｖ，５Ｖ）が設定されている。また、図１７（ｂ）のピーク部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）として、（２７Ｖ，２２Ｖ，１７Ｖ，１０Ｖ，５Ｖ）が設定されている。
【００６４】
このような電圧設定をした場合、電源切替部１６が、図１７（ａ）、図１７（ｂ）の（１）→（２）→（３）→（４）の順に出力すると、全選択部分では図１７（ｃ）に示すようなピーク部（２７Ｖ）を有する駆動パルスを形成（出力）することができる。この場合、全選択では、±２０Ｖと±２７Ｖとの間のスイッチング、半選択では±１０Ｖと±１７Ｖとの間のスイッチングとなるが、表示部３０の画面のほとんどを占める非選択部分では、上記第１の例と同様、電圧が「±５Ｖ」で固定される。これにより、消費電力の増分を抑制することができるとともに、画面のチラツキを抑制することが可能となる。
【００６５】
一方、図１８には、電圧スイッチングの比較例が示されている。この比較例では、図１８（ａ）に示すように、ベース部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）としては、図１６（ａ）、図１７（ａ）の場合と同様、（２０Ｖ，１５Ｖ，１０Ｖ，１０Ｖ，５Ｖ）が設定されているが、ピーク部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）としては、（２５Ｖ，１９Ｖ，１３Ｖ，１２Ｖ，６Ｖ）が設定されている。このような電圧設定を行った場合、全選択部分では、図１８（ｃ）に示すように、図１６（ｃ）と同様の駆動パルスを出力することができる。しかしながら、本例では、非選択電圧が「±５Ｖ」と「±６Ｖ」の間で変動するため、表示部３０に対して描画している間に非選択部分にチラツキが発生したり、消費電力が上昇したりするおそれがあり、好ましくない。本発明者の実験によると、チラツキを視覚上問題にならない程度まで抑えるためには、非選択電圧の変動量が±１０％の範囲（０．９倍〜１．１倍の範囲）内になるようにすることが好ましいことが確認された。したがって、本実施形態では、少なくとも非選択電圧を「４．５Ｖ〜５．５Ｖ」の範囲に設定することで、チラツキを抑制し、消費電力の上昇を抑制することが可能となる。
【００６６】
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、表示情報（表示画像）に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を表示部３０に印加する工程を含み、パルス状の駆動電圧が、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、ピーク部が、駆動パルスの始端と終端を除く部分にのみ配されている。この場合、ピーク部を駆動パルスの終端を除く部分に配することで、オーバードライブと同様、書き換え速度の向上、及び高コントラスト化を図ることが可能となる。また、ピーク部が駆動パルスの始端にないことから、駆動電圧を印加していない状態から大きな電圧を急激に印加するということを回避することができるので、駆動電圧を印加する部分（ドライバＩＣや電源など）の負荷を低減し、表示部３０のチラツキ等を抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、ピーク部の非選択電圧の値が、ベース部の非選択電圧の値の０．９倍〜１．１倍の範囲（本実施形態では図１６，図１７に示すように１倍）に設定されているので、非選択部分における消費電力の増分を抑制することができ、かつ、表示部３０の画面のチラツキ（フリッカ）も抑制することができる。また、本実施形態では、ピーク部が、パルス状の駆動電圧全体の５〜５０％の範囲を占めるようにしているので、ピーク部を設けたことによる効果が適切に発揮され、書換え速度の向上及び高コントラスト化を効果的に実現することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態では、パルス状の駆動電圧の値を−４０Ｖ〜＋４０Ｖの範囲としているので、コモンドライバ３２やセグメントドライバ３４として汎用ドライバを用いることができる。これにより、液晶表示装置１０のコストダウンを図ることが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態では、図７（ａ）のように、階調を形成する駆動パルスとして、極性が反転する直前及び直後の位置に微小なピークを付加した駆動パルスを用いているので、電圧のスイッチング回数が３回（ベース電圧→ピーク電圧→ベース電圧）で済む。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータやオペアンプ等の負荷を少なくすることができ、波形整形度を高くすることができる。そのため、余剰な電力消費やチラツキを回避することができる。
【００７０】
なお、上記実施形態では、ピーク部を、駆動パルスの極性が反転する直前及び直後の位置に配した場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、ピーク部が、駆動パルスの始端及び終端を除く部分にのみ設けられるのであれば、その他の位置にピーク部を配することとしても良い。
【００７１】
なお、上記実施形態では、図１３の書込みシーケンスＳＢ１〜ＳＢ７の全てにピーク部を配することとしても良いが、表示部３０が大型サイズのパネルである場合には、ＳＢ３やＳＢ４のような短パルスにピークを配するのは困難である。したがって、短パルスについてはノーマル波形とし、中〜長パルスの場合にのみピークを配するなど、電源容量やパネルサイズを考慮してピーク部を用いるか用いないかを決定することとしても良い。
【００７２】
なお、上記実施形態においては、説明の便宜上、液晶表示装置１０が、モノクロ画像を表示する液晶表示装置である場合について説明したが、これに限らず、液晶表示装置１０が、カラー表示が可能な液晶表示装置であっても良い。この場合、図１９に示すように、液晶表示装置の表示部３０’は、青（Ｂ）表示部１３０Ｂ、緑（Ｇ）表示部１３０Ｇ、赤（Ｒ）表示部１３０Ｒとが積層されて構成される。この場合、ドライバＩＣへ入力する画像データは、フルカラーの元画像を誤差拡散法によりＲＧＢ各１６階調の４０９６色に変換するものとする。なお、この階調変換は、表示品位の面からすると上記誤差拡散法のほか、ブルーノイズマスク法を用いることが好ましい。そして、４０９６色に変換した画像データを，２値書込みであるドライバＩＣに対応した画像フォーマット（サブフレーム，図１３のＳＢ１〜ＳＢ７に相当）に変換する。例えば，累積応答を利用した書込みの場合、４０９６色（ＲＧＢ各１６階調）の画像データを各中間調に対応した２値のビットプレーンに分割し、上述した駆動条件にて書込みを行うこととする。
【００７３】
なお，上記実施形態では、液晶表示装置１０がコレステリック液晶を用いた表示素子である場合について説明したが、これに限らず、単純マトリクス駆動の液晶であれば、他の液晶を用いた表示素子にも上記実施形態と同様の駆動方法を採用することが可能である。
【００７４】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】一実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の表示部の構成(断面構造)を概略的に示す図である。
【図３】コレステリック液晶の表示原理を示す図である。
【図４】コレステリック液晶の電圧応答特性を示す図である。
【図５】コレステリック液晶の単純マトリクス駆動を示す模式図である。
【図６】全選択、反選択、非選択をコレステリック液晶のパルス応答特性に割り当てたグラフである。
【図７】図７（ａ）は、一実施形態における駆動パルスを示す図であり、図７（ｂ）は、ノーマル駆動における駆動パルスを示す図である。
【図８】図７（ａ）の駆動パルスを用いた場合の作用について説明するためのグラフである。
【図９】図９（ａ）は、ピーク部を駆動パルスの終端に配した状態を示す図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のような駆動パルスを用いた場合の明るさ変化を示すグラフである。
【図１０】ピーク比率を変化させた場合のパルス応答特性の変化を模式的に示す図である。
【図１１】ピーク比率を変化させた場合のパルス応答特性の変化についての実験結果を示すグラフである。
【図１２】明るさとコントラストの変化の実測結果を示す図である。
【図１３】書込みシーケンスを示す図である。
【図１４】一実施形態における駆動シーケンスの一例を示す図である。
【図１５】プレーナ状態へのリセットを可能とするＳＴＮドライバの電圧設定例を示す図である。
【図１６】駆動波形を形成する際の電圧スイッチングの第１の例を示す図である。
【図１７】駆動波形を形成する際の電圧スイッチングの第２の例を示す図である。
【図１８】図１６、図１７の比較例を示す図である。
【図１９】カラー表示が可能な液晶表示装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
３０ 表示部（表示素子）
３２ コモンドライバ（ドライバＩＣ）
３４ セグメントドライバ（ドライバＩＣ）
１００ 液晶表示装置（表示装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示素子の駆動方法及び表示装置に関し、特に単純マトリクス駆動による表示素子の駆動方法及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、各企業・大学等では、電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーは、電子書籍を筆頭に、モバイル端末機器のサブディスプレイやＩＣカードの表示部等、多用な応用方法が提案されている。電子ペーパーの表示方式の１つに、コレステリック相が形成される液晶組成物を用いるもの（コレステリック液晶）がある。このコレステリック液晶は、カイラルネマティック液晶とも呼ばれ、ネマティック液晶にキラル性の添加剤（カイラル材）を比較的多く（数十％）添加することにより、ネマティック液晶の分子が螺旋状のコレステリック相を形成する液晶である。コレステリック液晶は、半永久的に表示を保持する特性（メモリ性）、鮮やかなカラー表示特性、高コントラスト特性、及び高解像度特性等の優れた特徴を有する。
【０００３】
より詳細には、コレステリック液晶は双安定性（メモリ性）を備えており、液晶に印加する電界強度の調節によりプレーナ状態、フォーカルコニック状態又はプレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した中間的な状態のいずれかの状態をとる。このコレステリック液晶では、一旦プレーナ状態又はフォーカルコニック状態になると、その後は無電力下でも安定してその状態を保持する。
【０００４】
プレーナ状態は、所定の高電圧を印加して液晶に強電界を与えた後に急激に電界をゼロにすることにより得られ、フォーカルコニック状態は、例えば、上記高電圧より低い所定電圧を印加して液晶に電界を与えた後に急激に電界をゼロにすることにより得られる。プレーナ状態とフォーカルコニック状態とが混在した中間的な状態は、例えば、フォーカルコニック状態が得られる電圧よりも低い電圧を印加して液晶に電界を与えた後、急激に電界をゼロにすることにより得られる。
【０００５】
ここで、コレステリック液晶に対する多階調表示のための駆動方法は、ダイナミック駆動とコンベンショナル駆動に大別できる。このうち、ダイナミック駆動は駆動波形が複雑なため、制御回路及びドライバＩＣに複雑な構成を要する。また、パネルの透明電極も低抵抗なものが必要なため、消費電力が大きくなるとともに、コストアップを引き起こす。近年では、安価な汎用ドライバでダイナミック駆動を試みた例もあるが、コントラストの高い表示を得ることができないことが懸念されている。
【０００６】
一方、コンベンショナル駆動は、ダイナミック駆動と比較して、書き換え時の消費電力が小さいため、回路部品等を低コスト化できるというメリットがあり、また、中間調における高均一性、高コントラストといった、優れた表示品位を得ることもできる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３０９０８２号公報
【特許文献２】特表２００１−５１０５８４号公報
【特許文献３】特表２００１−５０６３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、コンベンショナル駆動は、ダイナミック駆動と比較して、書き換え速度が遅いことが知られている。たとえば、ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）ほど多くの画素数になると、４０９６色の多色表示での書き込みには１０秒前後を要することが多い。
【０００９】
これを解決するため、最近では、高速化を可能にする材料として液晶粘度の低い材料を用いることが検討されている。しかるに、液晶粘度の低減は、他の重要な要素、例えば電気的物性や光学的物性とトレードオフの関係になりやすいため、実現は容易ではない。
【００１０】
また、上記特許文献１〜３には、信号の先頭において過大な電圧を加えて、応答速度を高速化する技術（オーバードライブ）が開示されているが、この技術では、信号の先頭で電圧を急上昇させる必要があるため、その分ドライバＩＣ等に負荷をかけるおそれがある。
【００１１】
また、コレステリック液晶などの電子ペーパー等に用いられる液晶表示素子には、更なる高コントラスト化技術の出現が待望されている。
【００１２】
そこで、本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、書き換え速度の向上及び高コントラスト化を図ることが可能な表示素子の駆動方法及び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】
【００１３】
本発明者は、コレステリック液晶などの電子ペーパー等に用いられる液晶表示素子における書き換え速度の向上、及び高コントラスト化を実現するための技術について鋭意研究を行った結果、従来のオーバードライブのように印加電圧信号の先頭において過大な電圧を加えなくても、書き換え速度の向上及び高コントラスト化を図ることができることを見出した。本発明者は、更に検討を重ねた結果、この現象は、表示素子に含まれるイオン性の不純物が、駆動パルスの電界とは逆の電界を形成し、当該逆の電界により駆動パルスの電界を阻害していることにより発生しており、駆動パルス中に過大な電圧（ピーク電圧）を配することで、電界の阻害が緩和できているのではないかとの考えに至った。そして、本発明者は、少なくとも駆動パルスの終端以外に過大な電圧（ピーク電圧）を配せば、電界の阻害の緩和が可能ではないかとの推測の下、実験を行い、当該推測とほぼ合致する結果を得た。本明細書に記載の表示素子の駆動方法及び表示装置は、上記新規知見に基づくものであり、以下の構成を採用する。
【００１４】
本明細書に記載の単純マトリクス駆動による表示素子の駆動方法は、表示情報に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を表示素子に印加する工程を含んでおり、前記パルス状の駆動電圧が、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、前記ピーク部が、前記駆動パルスの始端と終端を除く部分にのみ配されている。
【００１５】
これによれば、ピーク部を駆動パルスの終端を除く部分に配することで、オーバードライブと同様、書き換え速度の向上、及び高コントラスト化を図ることが可能となる。また、ピーク部が駆動パルスの始端にないことから、駆動電圧を印加していない状態から大きな電圧を急激に印加するということを回避することができるので、駆動電圧を印加する部分（ドライバＩＣなど）の負荷を低減し、表示素子のチラツキ等を抑制することができる。
【００１６】
本明細書に記載の表示装置は、表示素子と、前記表示素子に表示する表示情報に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を表示素子に印加するドライバＩＣと、を備え、前記パルス状の駆動電圧は、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、前記ピーク部は、前記駆動パルスの始端と終端を除く部分にのみ配されている。
【００１７】
これによれば、ドライバＩＣから表示素子に印加されるパルス状の駆動電圧のピーク部を駆動パルスの終端を除く部分に配することで、オーバードライブと同様、書き換え速度の向上及び高コントラスト化を図ることが可能となる。また、ピーク部が駆動パルスの始端にないことから、駆動電圧を印加していない状態から大きな電圧を急激に印加するということを回避することができるので、ドライバＩＣや電源の負荷を低減し、表示素子のチラツキ等を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本明細書に記載の表示素子の駆動方法及び表示装置は、書き換え速度の向上及び高コントラスト化を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図１８に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１には、無電力下で画像をメモリ表示可能なコレステリック液晶を用いた、表示装置としての液晶表示装置１０の概略構成がブロック図にて示されている。なお、本実施形態では、説明の便宜上、図１の液晶表示装置１０が、Ａ４判ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）のモノクロ画像を表示する液晶表示装置であるものとする。
【００２１】
液晶表示装置１０は、回路ブロック１０ａと表示ブロック１０ｂとを備える。回路ブロック１０ａは、電源１２と、昇圧部１４と、電源切替部１６と、電源安定部１８と、源振クロック２０と、分周部２２と、表示制御部２４と、画像データ格納部２６と、を有している。一方、表示ブロック１０ｂは、表示部３０と、走査電極用ドライバＩＣが実装された走査電極駆動回路（コモンドライバ）３２と、データ電極用ドライバＩＣが実装されたデータ電極駆動回路（セグメントドライバ）３４と、を有している。各ドライバに実装されているドライバＩＣには、汎用の２値出力のＳＴＮドライバが用いられている。
【００２２】
電源１２は、直流３Ｖ〜５Ｖの電圧を出力する。昇圧部１４は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータを有し、電源１２から入力される直流電圧（３Ｖ〜５Ｖ）を、表示部３０の駆動に必要な直流１０Ｖ〜４０Ｖ前後の電圧に昇圧する。なお昇圧部１４は、表示部３０の特性に対して変換効率の高いものであることが好ましい。電源切替部１６は、昇圧部１４で昇圧された電圧と入力電圧とを用いて、各画素の階調値や選択／非選択の別に応じて必要な複数レベルの電圧を生成する。なお、表示素子の画面をリセットするリセット電圧と、階調を書込む階調書込み電圧とのスイッチングには、高耐圧のアナログスイッチを用いるほか、単純なトランジスタによるスイッチング回路を用いることができる。
【００２３】
電源安定部１８は、ツェナーダイオードやオペアンプ等を有し、電源切替部１６で生成された電圧を安定化させ（オペアンプであれば、ボルテージフォロアにより安定化させ）、当該電圧を表示ブロック１０ｂが有するコモンドライバ３２及びセグメントドライバ３４に供給する。なお、電源安定部１８としてオペアンプを用いる場合には、容量性負荷に強い種類のオペアンプを用いることが好ましい。電源１２は、昇圧部１４の他に表示制御部２４、源振クロック２０、分周部２２にも所定の電力を供給する。分周部２２は、走査速度の切換えのため、源振クロック２０から入力されるクロックを、所定の分周比で分周して表示制御部２４に出力する。
【００２４】
表示制御部２４は、プロセッサ等を備え、液晶表示装置１０全体を制御する。表示制御部２４は、コモンドライバ３２及びセグメントドライバ３４を介して表示部３０の走査速度や駆動電圧（駆動パルス）を切換えて画像を表示したり、表示領域のリセット処理を実行したりする。
【００２５】
具体的には、表示制御部２４は、表示部３０に略等間隔に配列された線状の電極４３，４４（図２参照）を順次走査する線順次駆動方式で表示部３０を制御する。駆動パルスの電圧を印加する印加時間は、表示制御部２４がコモンドライバ３２の走査速度を制御して変更する。このとき、表示制御部２４は、コモンドライバ３２の走査タイミングに同期させて画像データに基づく所定の電圧を表示部３０に出力するようにセグメントドライバ３４を制御する。
【００２６】
表示制御部２４は、生成した駆動データをデータ読込みクロック信号に同期させてコモンドライバ３２及びセグメントドライバ３４に出力する。表示制御部２４は、コモンドライバ３２に駆動データを出力することによって走査速度を変更する。また、表示制御部２４は、スキャン／データモード信号、データ取込クロック、フレーム開始信号、パルス極性制御信号、データラッチ・スキャンシフト、ドライバ出力オフ等の制御信号を、コモンドライバ３２及びセグメントドライバ３４に出力する。
【００２７】
図２は、表示部３０の構成(断面構造)を概略的に示している。この表示部３０は、図２に示すように、フィルム基板４１、４２と、ＩＴＯ電極４３，４４と、液晶混合物４５と、シール材４６，４７と、吸収層４８と、を有する。
【００２８】
フィルム基板４１，４２は、いずれも透光性を有している。フィルム基板４１，４２の材料としては、ガラス基板を用いることができるが、これに限らず、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）やＰＣ（Polycarbonate）などのフィルム基板を使用することもできる。
【００２９】
ＩＴＯ電極４３，４４は、平行に配列された複数の帯状の電極から成り、ＩＴＯ電極４３とＩＴＯ電極４４とは、フィルム基板４１，４２に対して垂直な方向（図２の紙面上下方向）から見て互いに９０°の角度で交差するように配列されている。このＩＴＯ電極４３，４４の材料は、Indium Tin Oxide（ＩＴＯ：インジウム錫酸化物）である。ただし、これに代えて、Indium Zic Oxide（ＩＺＯ：インジウム亜鉛酸化物）等の透明導電膜などを用いた電極を採用することとしても良い。
【００３０】
なお、ＩＴＯ電極４３，４４上には絶縁性のある薄膜が形成されている。この絶縁性薄膜が厚い場合、駆動電圧の上昇が生じてしまい、汎用ＳＴＮドライバでの制御が困難となる。一方、絶縁性薄膜を設けないとリーク電流が流れてしまうため、消費電力が増大してしまう。この絶縁性薄膜は比誘電率が５前後であり、液晶よりも低いことから、絶縁性薄膜の厚みとしては概ね０．３μｍ以下が適している。なお、この絶縁性薄膜としては、ＳｉＯ2の薄膜、あるいは配向安定化膜として公知なポリイミド樹脂やアクリル樹脂などの有機膜を用いることができる。
【００３１】
液晶混合物４５は、ネマティック液晶混合物にカイラル材を１０〜４０ｗｔ％添加したコレステリック液晶であるものとする。なお、カイラル材の添加量は、ネマティック液晶成分とカイラル材の合計量を１００ｗｔ％としたときの値である。ネマティック液晶としては従来から知られているものを用いることができるが、誘電率異方性（Δε）が１５〜３５の範囲であることが好ましい。誘電率異方性が１５以上であれば、駆動電圧が比較的低くなるが、３５を超えると、駆動電圧自体は低いが比抵抗が小さくなり、高温時の消費電力が特に増大する。また、屈折率異方性（Δｎ）は、０．１８〜０．２４程度であることが好ましい。この範囲より小さい場合、プレーナ状態の反射率が低くなり、この範囲より大きい場合、フォーカルコニック状態での散乱反射が大きくなるほか、これに起因して粘度も高くなり、応答速度が低下することとなる。
【００３２】
シール材４６，４７は、液晶混合物４５をフィルム基板４１、４２間に封入するためのものである。
【００３３】
吸収層４８は、光を入射させる側（図２の紙面上側）とは反対側（図２の紙面下側）のフィルム基板４２の裏面に設けられている。
【００３４】
なお、表示部３０には、一対のフィルム基板４１，４２間のギャップを均一に保持するためのスペーサを設けることとしても良い。このスペーサとしては、樹脂製又は無機酸化物製の球体を用いることができる。また、スペーサとしては、表面に熱可塑性の樹脂がコーティングされた固着スペーサを用いることもできる。スペーサによって形成されるギャップは、例えば、３．５〜６μｍの範囲であることが好ましい。ギャップがこの範囲よりも小さい場合には、反射率が低下して暗い表示となり、大きい場合には、駆動電圧が上昇して汎用部品による駆動が困難になるからである。
【００３５】
ここで、コレステリック液晶の表示原理を、図３（ａ）、図３（ｂ）に基づいて説明する。図３（ａ）は、表示部３０の液晶混合物４５がプレーナ状態にある場合の液晶分子３６の配向状態を示し、図３（ｂ）は、表示部３０の液晶混合物４５がフォーカルコニック状態にある場合の液晶分子３６の配向状態を示している。
【００３６】
図３（ａ）に示すように、プレーナ状態での液晶分子３６は、厚さ方向に順次回転して螺旋構造を形成し、螺旋構造の螺旋軸は基板面にほぼ垂直になる。プレーナ状態では、液晶分子の螺旋ピッチに応じた所定波長の入射光Ｌが選択的に液晶層で反射される。液晶層の平均屈折率をｎとし、螺旋ピッチをｐとすると、反射が最大となる波長λは、次式（１）で表される。
λ＝ｎ・ｐ …（１）
【００３７】
従って、表示部３０の液晶混合物４５でプレーナ状態時に光を選択的に反射させるには、λが所定値になるように平均屈折率ｎ及び螺旋ピッチｐを決める。平均屈折率ｎは液晶材料及びカイラル材を選択することで調整可能であり、螺旋ピッチｐは、カイラル材の含有率を調整することにより調節することができる。
【００３８】
一方、図３（ｂ）に示すように、フォーカルコニック状態での液晶分子３６は、基板面内方向に順次回転して螺旋構造を形成し、その螺旋軸は基板面にほぼ平行になる。この場合、表示部３０は、反射波長の選択性を失い、入射光Ｌの殆どを透過させる。
【００３９】
このように、コレステリック液晶では、螺旋状に捻られた液晶分子３６の配向状態で入射光Ｌの反射透過を制御することができる。また、この表示部３０では、入射光が透過した場合、透過光は図２に示す吸収層４８にて吸収されるので暗表示が実現できる。
【００４０】
図４（ａ）〜図４（ｃ）には、コレステリック液晶の電圧応答特性が示されている。なお、コレステリック液晶は、単純マトリクスで駆動する場合、液晶材料の劣化を抑制するために、一般の液晶と同様、駆動波形を交流とする。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、初期状態がプレーナ状態の場合、パルス電圧をある範囲に上げるとフォーカルコニック状態への駆動帯域となり、更にパルス電圧を上げると再度プレーナ状態への駆動帯域となる。また、初期状態がフォーカルコニック状態の場合、パルス電圧を上げるにつれて次第にプレーナ状態への駆動帯域となる。この場合、初期状態がプレーナ状態、フォーカルコニック状態のいずれの場合にも、プレーナ状態になる電圧は、±３６Ｖである。従って、これらの中間的な電圧では、プレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在した中間調が得られる。
【００４２】
一方、図４（ａ）よりも電圧が低い、又は周期が小さいパルスを印加した場合、この応答性はシフトする。例えば、印加電圧が±２０Ｖ又は±１０Ｖ、周期が２ｍｓ又は１ｍｓのパルスであり、初期状態がプレーナ状態であるとすると、周期２ｍｓ（図４（ｂ））の場合も、周期１ｍｓ（図４（ｃ））の場合も、電圧が±１０Ｖでは応答性を示さず、プレーナ状態を維持する。一方、電圧が±２０Ｖであれば、周期が２ｍｓの場合も１ｍｓの場合も、応答性を示し、反射率が少し低下した中間調となる。この反射率の低下分は、図４（ｂ）と図４（ｃ）を比較すると分かるように、周期が１ｍｓの場合よりも周期が２ｍｓの場合の方が大きくなるので、周期２ｍｓの場合の方が低い階調となる。
【００４３】
次に、コレステリック液晶の単純マトリクス駆動について、図５の模式図に基づいて説明する。図５には、紙面内上方から下方へアルファベットの「Ｆ」を書込んでいる途中の状態が図示されている。この図５に示すように、書込む対象のライン（選択ライン）は１ラインであるのに対し、残りのラインは全て書込み対象外のライン（非選択ライン）となる。また、選択ラインより上方（紙面上側）のラインは既に書込みが終了したラインであり、選択ラインより下方（紙面下側）のラインは、これから書込みが行われるラインである。
【００４４】
これらのうちの選択ラインに着目すると、例えば「Ｆ」の一部を書込むドット（図５において破線で囲まれたドット）が全選択ドットであり、それ以外のドットが半選択ドットである。
【００４５】
この「全選択」、「半選択」、「非選択」を、コレステリック液晶のパルス応答特性に割り当てたグラフが図６に模式的に示されている。図６では、パルス電圧をＶ、パルス幅をＴとし、それに対する液晶の応答量（明るさ変化量）をｄｙとしている。
【００４６】
この図６に示すように、Ｖ2Ｔの所定値（閾値）までは液晶は応答せず、その閾値を超えると、Ｖ2Ｔの値に対して、ほぼリニアに液晶が応答する。この場合、Ｖ2Ｔが一定値であれば、ＶやＴが異なる値であっても、ほぼ同一の応答性を示すことになる。この場合の液晶が応答しない領域を「領域Ａ」、液晶が応答する領域を「領域Ｂ」とすると、単純マトリクス駆動においては、領域Ａに非選択・半選択が割り当てられ、領域Ｂに全選択が割り当てられる。
【００４７】
なお、ＳＴＮ用など汎用の単純マトリクス用ドライバを用いる場合には、「全選択」、「半選択」、「非選択」における電圧は自由に設定できる訳ではなく、一定の制約がある。例えば、書込みに用いる全選択電圧（階調を刻む電圧）を一定とした場合、そのペアとなる半選択電圧・非選択電圧（階調を維持する電圧）においては、半選択電圧を下げると非選択電圧が上がり、半選択電圧を上げると非選択電圧が下がることになる。このことは、全選択、半選択、非選択における電圧が、次式（２）の関係を満たすことからも導き出すことができる。
全選択電圧＝半選択電圧＋非選択電圧×２ …（２）
【００４８】
ここで、ＳＴＮなどの汎用ドライバの場合、全選択電圧は、概ね−４０Ｖ〜＋４０Ｖの範囲とされている。このため、電圧制御は、表示部３０の特性に合わせて、上記電圧範囲内にて行う必要がある。
【００４９】
本実施形態では、階調を形成する駆動パルスとして、図７（ａ）に示すように、極性が反転する直前及び直後の位置に微小なピークを付加した駆動パルスを用いることとする。また、ピーク部の駆動パルス全体に対する比率は、２０％に設定されている。このような駆動パルスを用いた場合の作用について、以下説明する。
【００５０】
コレステリック液晶のような低速での書込みが実行される液晶の場合、駆動パルスの極性は１ライン内で反転させることが一般的である。その条件下において、図７（ａ）に示すように極性反転（ベース部の符合反転）の直前及び直後にピーク部を配した場合の、Ｖ2Ｔとｄｙ（明るさ変化量）の関係が図８に示されている。なお、図８のグラフは、図６のグラフ（模式図）に対応した実測結果を示している。
【００５１】
この図８から分かるように、本実施形態のような駆動パルスを用いた場合、図７（ｂ）に示すようなノーマル駆動の場合（すなわち駆動パルスにピーク部を設けない場合）と比較して、Ｖ2Ｔに対してほぼリニアに変化する領域（図６の領域Ｂに相当）での変化（応答）がより急峻となる。このことは、本実施形態のほうが、ノーマル駆動の場合よりも書込み速度が速いことを意味している。また、本実施形態の場合、ノーマル駆動の場合と比較してｄｙ（明るさ変化量）の最小値を小さくすることができる（ボトムダウンすることができる）。このことは、図７（ａ）のような駆動パルスを用いることでコントラストの向上を図ることができることを意味している。
【００５２】
ここで、一般的な液晶ディスプレイ（動画用途）では、パルス先端にピーク部を配することにより、液晶分子の立ち上がり時間の短縮を図ることが可能なオーバードライブ技術が知られている（例えば、特許文献１〜３（特開２００６−３０９０８２号公報、特表２００１−５１０５８４号公報，特表２００１−５０６３７６号公報）参照）。このようにピーク部を駆動波形の始端に配置した場合、ＧＮＤに近いレベルから高電位の急峻なピークを形成するには、大電流の出力を可能とする非常に大きな電源容量が必要であった。また、たとえバッテリが利用できるような汎用の省電力電源を用いて始端にピークを形成したとしても、所望の形状のピーク部を形成できないおそれがあり、これによりチラツキ（フリッカ）が顕著になる可能性があった。これに対し、本実施形態で用いている駆動パルスは、ピーク部が駆動波形の始端に配されていないので、上述したような大電流出力の必要がなく、かつチラツキ等を抑制することが可能となる。
【００５３】
次に、本実施形態で用いる駆動パルスが、図９（ａ）の駆動パルスのように、その終端にピーク部を配していない理由について説明する。
【００５４】
図９（ｂ）には、図９（ａ）のようにピーク部を駆動パルスの終端に配し、かつピーク部とベース部の比率を異ならせた場合のＶ2Ｔとｄｙとの関係が示されている。この図９（ｂ）からは、ピーク部：ベース部の比率を９：１、８：２、６：４のいずれに設定した場合でも、ｄｙ（明るさ変化量）の変化は、ノーマル駆動のほうがより急峻であり、かつ、ｄｙの最小値もノーマル駆動のほうが小さいことが読み取れる。すなわち、図９（ａ）のようにピーク部を終端に設けることは、書込み速度の向上や高コントラスト化には寄与しないと判断できるので、本実施形態では、ピーク部を駆動パルスの終端には配さないこととしたのである。
【００５５】
次に、ピーク部が駆動パルス全体において占める割合（比率）と、急峻度（書込み速度）との関係について、当該関係を模式的に示す図１０に基づいて説明する。この図１０に示すように、ピーク部の比率（駆動パルス全体におけるピーク部の比率）が概ね５〜５０％のときには、急峻度が高くなり、それ以上又はそれ以下の比率となると、ノーマル波形のときの急峻度とほとんど変わらなくなる。このように、上記範囲（５〜５０％）で急峻度が高くなるのは、０〜５％の範囲ではピーク部を設けない場合とほぼ等価であり、ピーク部が機能しないと考えられ、５０〜１００％では、電圧値を全体的に上昇させたのとあまり変わりがなく、ピーク部がピーク部としての機能を果たさないと考えられるからである。
【００５６】
ここで、ピーク部の駆動パルス全体に占める割合（比率）についての具体的な実験結果について、図１１（ａ）、図１１（ｂ）に基づいて説明する。図１１（ａ）、図１１（ｂ）には、図１０に関する具体的な実験結果がグラフにて示されている。このうち、図１１（ａ）には、パルス周期が２ｍｓのときに、ベース部：ピーク部の比率を９：１、８：２、６：４と異ならせた場合の、Ｖ2Ｔとｄｙの関係が示され、図１１（ｂ）には、パルス周期が５ｍｓのときに、ベース部：ピーク部の比率を、９：１、８：２、６：４とした場合の、Ｖ2Ｔとｄｙの関係が示されている。
【００５７】
これらの図からわかるように、パルス周期が２ｍｓであるか５ｍｓであるかに関わらず、ベース部：ピーク部の比率が９：１、８：２、６：４のいずれの場合でも、ノーマル駆動よりもｄｙの変化が急峻となり、かつ、ボトムダウンしている。以上の実験結果を踏まえると、ピーク部の駆動パルス全体における比率は、５〜５０％、好ましくは１０〜４０％に設定すべきである。したがって、本実施形態の駆動パルスにおいても、上述したように、ピーク部の比率を２０％に設定しているのである。
【００５８】
次に、図１２に基づいて、ＸＧＡ（１０２４×７６８画素）の解像度を有する表示部３０にて、本実施形態の駆動方法を適用した場合の効果について説明する。この場合、書込みシーケンスとしては、図１３の書込みシーケンスを採用している。本例では、図１３の書込みシーケンスのＳＢ１〜ＳＢ７のパルス周期において、ピーク部の比率を３０％とし、ベース部とピーク部の電位差を５Ｖに設定した。この結果、図１２に示すように、ノーマル駆動と比較して、明るさをほとんど低下させることなく、コントラストを約４．４から約５．０に向上させることができた。また、図示は省略しているが、書込み時間も約１１秒から約９．４秒に短縮することができた。
【００５９】
次に、表示部３０の画面を書換える際の電圧設定の例について説明する。本実施形態では、図１４に示すように、表示状態（ａ）から書換えを行う際には、まず、書換え対象の範囲をプレーナ状態（ｄ）にリセットする。
【００６０】
このプレーナ状態へのリセットを可能にするＳＴＮドライバの電圧設定例が、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示されている。このプレーナ状態へのリセットでは、±３６Ｖ・１００ｍｓ周期のパルス（選択ＯＮ）を全画素に印加する。この場合、画面全体（又は書換え対象の範囲全体）を一括してリセットするので、上述した急峻性やボトムダウンが問題となることはない。したがって、リセットにおける駆動パルスには、前述したピーク部は設けないこととしている。
【００６１】
図１６は、図１の電源切替部１６が駆動パルスを形成する際の電圧スイッチングの例（第１の例）を示す図である。本第１の例では、図１６（ａ）のベース部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）として、（２０Ｖ，１５Ｖ，１０Ｖ，１０Ｖ，５Ｖ）が設定されている。また、図１６（ｂ）のピーク部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）として、（２５Ｖ，２０Ｖ，１５Ｖ，１０Ｖ，５Ｖ）が設定されている。
【００６２】
このような電圧設定をした場合、電源切替部１６が、図１６（ａ）、図１６（ｂ）の（１）→（２）→（３）→（４）の順に出力すると、全選択部分では図１６（ｃ）に示すようなピーク部（２５Ｖ）を有する駆動パルスを形成（出力）することができる。この場合、全選択では、±２０Ｖと±２５Ｖとの間のスイッチング、半選択では±１０Ｖと±１５Ｖとの間のスイッチングとなるが、表示部３０の画面のほとんどを占める非選択部分では、電圧が「±５Ｖ」で固定される。これにより、消費電力の増加を抑制することができるとともに、画面のチラツキを抑制することが可能となる。
【００６３】
図１７は、電源切替部１６が駆動パルスを形成する際の電圧スイッチングの別の例（第２の例）を示す図である。本第２の例では、図１７（ａ）のベース部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）として、図１６（ａ）と同様、（２０Ｖ，１５Ｖ，１０Ｖ，１０Ｖ，５Ｖ）が設定されている。また、図１７（ｂ）のピーク部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）として、（２７Ｖ，２２Ｖ，１７Ｖ，１０Ｖ，５Ｖ）が設定されている。
【００６４】
このような電圧設定をした場合、電源切替部１６が、図１７（ａ）、図１７（ｂ）の（１）→（２）→（３）→（４）の順に出力すると、全選択部分では図１７（ｃ）に示すようなピーク部（２７Ｖ）を有する駆動パルスを形成（出力）することができる。この場合、全選択では、±２０Ｖと±２７Ｖとの間のスイッチング、半選択では±１０Ｖと±１７Ｖとの間のスイッチングとなるが、表示部３０の画面のほとんどを占める非選択部分では、上記第１の例と同様、電圧が「±５Ｖ」で固定される。これにより、消費電力の増分を抑制することができるとともに、画面のチラツキを抑制することが可能となる。
【００６５】
一方、図１８には、電圧スイッチングの比較例が示されている。この比較例では、図１８（ａ）に示すように、ベース部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）としては、図１６（ａ）、図１７（ａ）の場合と同様、（２０Ｖ，１５Ｖ，１０Ｖ，１０Ｖ，５Ｖ）が設定されているが、ピーク部における電圧（ＶＤＤ、Ｖ２１Ｃ，Ｖ２１Ｓ，Ｖ３４Ｓ，Ｖ３４Ｃ）としては、（２５Ｖ，１９Ｖ，１３Ｖ，１２Ｖ，６Ｖ）が設定されている。このような電圧設定を行った場合、全選択部分では、図１８（ｃ）に示すように、図１６（ｃ）と同様の駆動パルスを出力することができる。しかしながら、本例では、非選択電圧が「±５Ｖ」と「±６Ｖ」の間で変動するため、表示部３０に対して描画している間に非選択部分にチラツキが発生したり、消費電力が上昇したりするおそれがあり、好ましくない。本発明者の実験によると、チラツキを視覚上問題にならない程度まで抑えるためには、非選択電圧の変動量が±１０％の範囲（０．９倍〜１．１倍の範囲）内になるようにすることが好ましいことが確認された。したがって、本実施形態では、少なくとも非選択電圧を「４．５Ｖ〜５．５Ｖ」の範囲に設定することで、チラツキを抑制し、消費電力の上昇を抑制することが可能となる。
【００６６】
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、表示情報（表示画像）に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を表示部３０に印加する工程を含み、パルス状の駆動電圧が、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、ピーク部が、駆動パルスの始端と終端を除く部分にのみ配されている。この場合、ピーク部を駆動パルスの終端を除く部分に配することで、オーバードライブと同様、書き換え速度の向上、及び高コントラスト化を図ることが可能となる。また、ピーク部が駆動パルスの始端にないことから、駆動電圧を印加していない状態から大きな電圧を急激に印加するということを回避することができるので、駆動電圧を印加する部分（ドライバＩＣや電源など）の負荷を低減し、表示部３０のチラツキ等を抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態では、ピーク部の非選択電圧の値が、ベース部の非選択電圧の値の０．９倍〜１．１倍の範囲（本実施形態では図１６，図１７に示すように１倍）に設定されているので、非選択部分における消費電力の増分を抑制することができ、かつ、表示部３０の画面のチラツキ（フリッカ）も抑制することができる。また、本実施形態では、ピーク部が、パルス状の駆動電圧全体の５〜５０％の範囲を占めるようにしているので、ピーク部を設けたことによる効果が適切に発揮され、書換え速度の向上及び高コントラスト化を効果的に実現することが可能となる。
【００６８】
また、本実施形態では、パルス状の駆動電圧の値を−４０Ｖ〜＋４０Ｖの範囲としているので、コモンドライバ３２やセグメントドライバ３４として汎用ドライバを用いることができる。これにより、液晶表示装置１０のコストダウンを図ることが可能となる。
【００６９】
また、本実施形態では、図７（ａ）のように、階調を形成する駆動パルスとして、極性が反転する直前及び直後の位置に微小なピークを付加した駆動パルスを用いているので、電圧のスイッチング回数が３回（ベース電圧→ピーク電圧→ベース電圧）で済む。これにより、ＤＣ−ＤＣコンバータやオペアンプ等の負荷を少なくすることができ、波形整形度を高くすることができる。そのため、余剰な電力消費やチラツキを回避することができる。
【００７０】
なお、上記実施形態では、ピーク部を、駆動パルスの極性が反転する直前及び直後の位置に配した場合について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、ピーク部が、駆動パルスの始端及び終端を除く部分にのみ設けられるのであれば、その他の位置にピーク部を配することとしても良い。
【００７１】
なお、上記実施形態では、図１３の書込みシーケンスＳＢ１〜ＳＢ７の全てにピーク部を配することとしても良いが、表示部３０が大型サイズのパネルである場合には、ＳＢ３やＳＢ４のような短パルスにピークを配するのは困難である。したがって、短パルスについてはノーマル波形とし、中〜長パルスの場合にのみピークを配するなど、電源容量やパネルサイズを考慮してピーク部を用いるか用いないかを決定することとしても良い。
【００７２】
なお、上記実施形態においては、説明の便宜上、液晶表示装置１０が、モノクロ画像を表示する液晶表示装置である場合について説明したが、これに限らず、液晶表示装置１０が、カラー表示が可能な液晶表示装置であっても良い。この場合、図１９に示すように、液晶表示装置の表示部３０’は、青（Ｂ）表示部１３０Ｂ、緑（Ｇ）表示部１３０Ｇ、赤（Ｒ）表示部１３０Ｒとが積層されて構成される。この場合、ドライバＩＣへ入力する画像データは、フルカラーの元画像を誤差拡散法によりＲＧＢ各１６階調の４０９６色に変換するものとする。なお、この階調変換は、表示品位の面からすると上記誤差拡散法のほか、ブルーノイズマスク法を用いることが好ましい。そして、４０９６色に変換した画像データを，２値書込みであるドライバＩＣに対応した画像フォーマット（サブフレーム，図１３のＳＢ１〜ＳＢ７に相当）に変換する。例えば，累積応答を利用した書込みの場合、４０９６色（ＲＧＢ各１６階調）の画像データを各中間調に対応した２値のビットプレーンに分割し、上述した駆動条件にて書込みを行うこととする。
【００７３】
なお，上記実施形態では、液晶表示装置１０がコレステリック液晶を用いた表示素子である場合について説明したが、これに限らず、単純マトリクス駆動の液晶であれば、他の液晶を用いた表示素子にも上記実施形態と同様の駆動方法を採用することが可能である。
【００７４】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】一実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の表示部の構成(断面構造)を概略的に示す図である。
【図３】コレステリック液晶の表示原理を示す図である。
【図４】コレステリック液晶の電圧応答特性を示す図である。
【図５】コレステリック液晶の単純マトリクス駆動を示す模式図である。
【図６】全選択、反選択、非選択をコレステリック液晶のパルス応答特性に割り当てたグラフである。
【図７】図７（ａ）は、一実施形態における駆動パルスを示す図であり、図７（ｂ）は、ノーマル駆動における駆動パルスを示す図である。
【図８】図７（ａ）の駆動パルスを用いた場合の作用について説明するためのグラフである。
【図９】図９（ａ）は、ピーク部を駆動パルスの終端に配した状態を示す図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のような駆動パルスを用いた場合の明るさ変化を示すグラフである。
【図１０】ピーク比率を変化させた場合のパルス応答特性の変化を模式的に示す図である。
【図１１】ピーク比率を変化させた場合のパルス応答特性の変化についての実験結果を示すグラフである。
【図１２】明るさとコントラストの変化の実測結果を示す図である。
【図１３】書込みシーケンスを示す図である。
【図１４】一実施形態における駆動シーケンスの一例を示す図である。
【図１５】プレーナ状態へのリセットを可能とするＳＴＮドライバの電圧設定例を示す図である。
【図１６】駆動波形を形成する際の電圧スイッチングの第１の例を示す図である。
【図１７】駆動波形を形成する際の電圧スイッチングの第２の例を示す図である。
【図１８】図１６、図１７の比較例を示す図である。
【図１９】カラー表示が可能な液晶表示装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
３０ 表示部（表示素子）
３２ コモンドライバ（ドライバＩＣ）
３４ セグメントドライバ（ドライバＩＣ）
１００ 液晶表示装置（表示装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示情報に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を表示素子に印加する工程を含み、
前記パルス状の駆動電圧は、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、
前記ピーク部は、前記駆動パルスの始端と終端を除く部分にのみ配されていることを特徴とする単純マトリクス駆動による表示素子の駆動方法。
【請求項２】
前記ピーク部の非選択電圧の値は、前記ベース部の非選択電圧の値の０．９〜１．１倍であることを特徴とする請求項１に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項３】
前記ピーク部は、前記パルス状の駆動電圧全体の５〜５０％の範囲を占めることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項４】
前記パルス状の駆動電圧の値は、±４０Ｖ以内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項５】
前記表示素子は、コレステリック相を形成する液晶を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項６】
前記パルス状の駆動電圧を印加する工程を行う前に、前記表示素子をプレーナ状態に設定する初期化工程を更に含む請求項５に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項７】
前記パルス状の駆動電圧を印加する工程により、前記表示素子のフォーカルコニック状態の混在率が増加する請求項５に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項８】
表示素子と、
前記表示素子に表示する表示情報に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を前記表示素子に印加するドライバＩＣと、を備え、
前記パルス状の駆動電圧は、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、
前記ピーク部は、前記駆動パルスの始端と終端を除く部分にのみ配されていることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
前記ピーク部の非選択電圧の値は、前記ベース部の非選択電圧の値の０．９〜１．１倍の範囲であることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示素子は、コレステリック相を形成する液晶を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の表示装置。
【請求項１】
表示情報に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を表示素子に印加する工程を含み、
前記パルス状の駆動電圧は、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、
前記ピーク部は、前記駆動パルスの始端と終端を除く部分にのみ配されていることを特徴とする単純マトリクス駆動による表示素子の駆動方法。
【請求項２】
前記ピーク部の非選択電圧の値は、前記ベース部の非選択電圧の値の０．９〜１．１倍であることを特徴とする請求項１に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項３】
前記ピーク部は、前記パルス状の駆動電圧全体の５〜５０％の範囲を占めることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項４】
前記パルス状の駆動電圧の値は、±４０Ｖ以内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項５】
前記表示素子は、コレステリック相を形成する液晶を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項６】
前記パルス状の駆動電圧を印加する工程を行う前に、前記表示素子をプレーナ状態に設定する初期化工程を更に含む請求項５に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項７】
前記パルス状の駆動電圧を印加する工程により、前記表示素子のフォーカルコニック状態の混在率が増加する請求項５に記載の表示素子の駆動方法。
【請求項８】
表示素子と、
前記表示素子に表示する表示情報に応じた階調を形成するパルス状の駆動電圧を前記表示素子に印加するドライバＩＣと、を備え、
前記パルス状の駆動電圧は、階調レベルを決定するベース部と、当該ベース部に電圧を加算したピーク部と、を含む１周期の交流波形であり、
前記ピーク部は、前記駆動パルスの始端と終端を除く部分にのみ配されていることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
前記ピーク部の非選択電圧の値は、前記ベース部の非選択電圧の値の０．９〜１．１倍の範囲であることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示素子は、コレステリック相を形成する液晶を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−１４５９７５（Ｐ２０１０−１４５９７５Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２６４４６（Ｐ２００８−３２６４４６）
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２２日（２００８．１２．２２）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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