JP4992969B2

JP4992969B2 - 表示装置の駆動方法及び表示装置

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Publication number: JP4992969B2
Application number: JP2009513850A
Authority: JP
Inventors: 将樹能勢; 久山口
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2012-08-08
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Description

本発明は，表示装置に関し，特に，省電力化した表示装置に関する。

電子ペーパーは，電子ブック，モバイル端末機器のサブディスプレイ，ＩＣカードの表示部等，多くの携帯機器への適用が提案されている。電子ペーパーの有力な表示装置の一つに，コレステリック相が形成される液晶組成物（コレステリック液晶，あるいはカイラルネマティク液晶と称される。本明細書においてはコレステリック液晶に統一する。）を用いた表示装置がある。コレステリック液晶は，半永久的な表示保持特性（メモリ性），鮮やかなカラー表示特性，高コントラスト特性，および高解像度特性等の優れた特徴を有している。

図１は，コレステリック液晶を用いたフルカラー表示可能な液晶表示装置の断面構成を示す図である。液晶表示装置１は，ユーザ３側の表示面から順に，青色表示部１０と，緑色表示部１１と，赤色表示部１２とが積層された構造を有している。図中，上方の基板側が表示面であり，外光２は基板上方から表示面に向かって入射するようになっている。

青色表示部１０は，一対の上下基板１０Ａ，１０Ｂ間に封入された青色用液晶１０ＬＣと，青用液晶層１０ＬＣに所定のパルス電圧を印加する駆動回路１０Ｐとを有している。緑色表示部１１は，一対の上下基板１１Ａ，１１Ｂ間に封入された緑色用液晶１１ＬＣと，緑色用液晶層１１ＬＣに所定のパルス電圧を印加する駆動回路１１Ｐとを有している。さらに，赤色表示部１２も，一対の上下基板間１２Ａ，１２Ｂに封入された赤色用液晶１２ＬＣと，赤色用液晶層１２ＬＣに所定のパルス電圧を印加する駆動回路１２Ｐとを有している。そして，赤色表示部１２の下基板１２Ｂの裏面には光吸収層１３が配置されている。

各青，緑，赤用液晶層１０ＬＣ，１１ＬＣ，１２ＬＣに用いられているコレステリック液晶は，ネマティック液晶にキラル性の添加剤（カイラル材ともいう）を数十ｗｔ％の含有率で比較的大量に添加した液晶混合物である。ネマティック液晶にカイラル材を比較的大量に含有させると，ネマティック液晶分子を強く螺旋状に捻ったコレステリック相を形成することができる。このためコレステリック液晶はカイラルネマティック液晶とも称される。

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（反射状態），フォーカルコニック状態（透過状態），またはそれらの混合による中間的な状態のいずれかの状態をとることができる。そして，コレステリック液晶は，一旦プレーナ状態，フォーカルコニック状態，またはそれらの中間的な状態になると，その後電界がなくなっても安定してその状態を保持する。

プレーナ状態は，例えば，上下基板間に所定の高電圧を印加して液晶層に強電界を与え，液晶をホメオトロピック状態にした後，急激に電界をゼロにすることにより得られる。また，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上下基板間に印加して液晶層に電界を与えた後，急激に電界をゼロにすることにより得られる。あるいは，フォーカルコニック状態は，プレーナ状態から徐々に電圧を加えることでも得ることができる。そして，プレーナ状態とフォーカルコニック状態の中間的な状態は，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上下基板間に印加して液晶層に電界を与えた後，急激に電界をゼロにすることにより得られる。

図２は，コレステリック液晶を用いた液晶表示装置の表示原理を示す図である。図２では，青色表示部を例に説明する。図２（ａ）は，青色表示部１０の青色用液晶層１０ＬＣがプレーナ状態でのコレステリック液晶の液晶分子ＬＣの配向状態を示している。図２（ａ）に示すように，プレーナ状態での液晶分子ＬＣは，基板厚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光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，λ＝ｎ・ｐで示される。従って，例えばλ＝４８０ｎｍとなるように平均屈折率ｎ及び螺旋ピッチｐを決めと，青色表示部１０の青色用液晶層１０ＬＣは，プレーナ状態時に青色の光を選択的に反射させる。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でき，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。

図２（ｂ）は，青色表示部１０の青色用液晶層ＬＣがフォーカルコニック状態におけるコレステリック液晶の液晶分子の配向状態を示している。図２（ｂ）に示すように，フォーカルコニック状態での液晶分子は，基板面内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平行になる。フォーカルコニック状態では，青色用液晶層１０ＬＣに反射波長の選択性は失われ入射光２の殆どが透過する。そして，透過光は赤色表示部１２の下基板１２Ｂの裏面に配置された光吸収層１３で吸収されるので，暗色（黒色）表示になる。

プレーナ状態とフォーカルコニック状態の中間の状態では，その状態に応じて反射光と透過光の割合を調整できるので，反射光の強度を可変できる。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の配向状態で光の反射量を制御することができる。

上記の青色用液晶層と同様に，緑色用液晶層及び赤色用液晶層に，プレーナ状態時に緑または赤の光を選択的に反射させるコレステリック液晶をそれぞれ封入すると，フルカラー表示の液晶表示装置が実現できる。

以上のようにコレステリック液晶を用い，赤，緑，青の光を選択的に反射する液晶表示パネルを積層することで，メモリ性のあるフルカラーの表示装置が可能となり，画面書換え時以外は，消費電力＝0でカラー表示が可能となる。

図３は，コレステリック液晶の駆動電圧に対する反射率特性を示す図である。液晶に強い電界（高い電圧Ｖ１）を与えると，液晶分子の螺旋構造が完全にほどけて全ての分子が電界の向きにしたがうホメオトロピック状態ＨＴになる。ホメオトロピック状態ＨＴから急激に電界をゼロにすると液晶の螺旋軸は垂直になりプレーナ状態ＰＬになる。一方，プレーナ状態ＰＬから液晶分子の螺旋構造が解けない程度の弱い電界（電圧Ｖ２）を与えた後に電界を除去すると，フォーカルコニック状態ＦＣになる。さらに，中間的な電界（電圧Ｖ４，Ｖ３）を与えて急激に除去するとプレーナ状態とフォーカルコニック状態が混在する中間調の状態になる。

液晶をパルス電圧で駆動する場合は，初期状態がプレーナ状態ＰＬであると，パルス電圧を電圧Ｖ２程度にするとフォーカルコニック状態ＦＣにすることができ，パルス電圧を更に高い電圧Ｖ１にするとプレーナ状態ＰＬにすることができる。また，初期状態がフォーカルコニック状態ＦＣであると，パルス電圧を電圧Ｖ２程度にするとフォーカルコニック状態ＦＣにすることができ，パルス電圧を更に高い電圧Ｖ１にするとプレーナ状態ＰＬにすることができる。そして，プレーナ状態ＰＬから中間調領域Ａ，Ｂの電圧を印加することで中間調状態にすることができる。

一方，液晶材料の劣化を抑制するために駆動波形を交流にすることが必要である。交流駆動をすることにより液晶材料の焼き付けを抑制することができ，液晶材料の寿命を長くすることができる。一般の動画などを表示する液晶表示パネルは，フレーム毎にパルスの極性を反転させるフレーム反転方式や，スキャンライン毎にパルスの極性を反転させるライン間反転方式が採用されている。このような方式では，複数フレーム期間において正極性パルスと負極性パルスとが交互に印加され液晶材料に交流電圧を印加することができる。

しかし，電子ペーパーに利用されるコレステリック液晶を利用した表示パネルは，１フレームで，または数フレームで画像データに対応する表示画像の書き換えを行い，且つ表示画像の書き換え頻度は非常に低い。よって，上記のフレーム反転方式やスキャンライン間反転方式は，コレステリック液晶の表示パネルには不向きである。

そこで，電子ペーパーとして利用されるコレステリック液晶の表示パネルでは，スキャンライン内でパルスの極性を反転させるライン内反転方式が適している。ライン内反転方式では，１つのスキャン電極を選択駆動しデータラインからデータに対応した電圧を印加する走査期間内で液晶に正と負の電界を印加する。この方式によれば１フレームの表示画像の書き換えにおいても全ての画素に完全な交流パルスが印加されるので，液晶材料の劣化を抑制し長寿命化を図ることができる。

しかしながら，ライン内反転方式では，各走査期間内で駆動パルスの極性を反転することが必要であり，極性反転に伴う消費電力の増大が深刻な問題である。この消費電力を抑制する方法として，以下の特許文献１の図５７には，走査期間毎に交流駆動パルスの位相を１８０°反転させてパネルでの交流駆動パルスの周波数を半減させることが記載されている。

図４は，特許文献１に記載された駆動パルスの極性を制御するパルス制御信号を示す図である。パルス制御信号ＦＲは，駆動回路に印加される制御信号であり，このパルス制御信号ＦＲに応じて駆動回路が出力する駆動パルスの電圧レベルが制御される。よって，このパルス制御信号ＦＲを，ＦＲ１のように各走査期間で（Ｈ，Ｌ）とすることで，液晶材料にプラスの電界とマイナスの電界の両方を印加することができる。それに対して，ＦＲ２のように走査期間毎に（Ｈ，Ｌ），（Ｌ，Ｈ），（Ｈ，Ｌ）と位相を１８０°反転させることで，走査期間と走査期間との間で液晶に印加される電界を反転させることなく各走査期間でその電界を反転することができ，パネルに印加される交流電界の周波数を半分にすることができる。このように，パルス制御信号ＦＲを走査期間毎に位相反転することで，液晶への充放電回数を減らし，パネルの消費電力を抑制することができる。
JP WO 2005/024774 A1

しかしながら，図４の方法では，テキスト表示など白ベタ部分が多い画像では低電極化の効果が大きいが，画像の書き換えのたびに濃度変動が激しい画像では低電力化の効果が乏しいことが本発明者らにより判明した。すなわち，駆動回路は，液晶パネルの水平方向に延びるスキャン電極を駆動するスキャン電極駆動回路と垂直方向に延びるデータ電極を駆動するデータ電極駆動回路とで構成され，スキャンパルスとデータパルスの電圧差に対応する電界が液晶に印加される。それに伴って，非選択スキャンパルスの電圧がＯＮとＯＦＦのデータパルスの電圧の中間値に設定されると，データがＯＮとＯＦＦとで非選択スキャン電極の液晶に印加される電界の極性が逆になり，書き換え画像の種類によって液晶パネルでの消費電力の低下が異なることが判明した。

そこで，本発明の目的は，上記の課題を解決し消費電力を抑制した液晶表示パネル装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために，本発明の第１の側面によれば，第１の方向に延びる複数のスキャン電極が形成された第１の基板と，前記第１の方向と異なる第２の方向に延びる複数のデータ電極が形成された第２の基板と，前記第１，第２の基板の間に形成された前記液晶層とを有する液晶表示パネルと，
前記複数のスキャン電極に選択，非選択スキャン電極に応じて異なる電圧レベルの組み合わせからなるスキャンパルスを印加するスキャン電極駆動回路と，
前記複数のデータ電極に書き込みデータに応じて異なる電圧レベルの組み合わせからなるデータパルスを前記スキャンパルスに対応して印加するデータ電極駆動回路と，
前記スキャンパルスとデータパルスの電圧レベルを制御するパルス制御信号を前記スキャン電極駆動回路とデータ電極駆動回路とに供給する駆動制御回路とを有し，
前記スキャン電極駆動回路及びデータ電極駆動回路は，前記スキャンパルス及びデータパルスの極性を前記パルス制御信号に応じた電圧レベルに制御し，
前記駆動制御回路は，前記スキャンパルスの印加期間ごとに，前記書き込みデータの変更数と不変更数との関係に応じて，前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させることを特徴とする。

上記第１の側面において，好ましい態様によれば，前記スキャン電極とデータ電極との交差位置に画素が形成され，前記画素には，前記データパルスとスキャンパルスとの電圧差の電圧を有する交流画素パルスが印加され，
選択スキャン電極とデータ電極との交差位置の画素の第１の交流画素パルス及び非選択スキャン電極とデータＯＮのデータ電極との交差位置の画素の第２の交流画素パルスと，非選択スキャン電極とデータＯＦＦのデータ電極との交差位置の画素の第３の交流画素パルスとが，位相が反転状態にあり，
前記駆動制御回路は，前記書き込みデータの不変更数が変更数より多い場合に，前記パルス制御信号の位相を反転制御し，前記書き込みデータの不変更数が変更数より少ない場合に，前記パルス制御信号の位相を非反転制御する。

上記第１の側面において，好ましい態様によれば，前記スキャン電極駆動回路は，前記複数のスキャン電極を順次選択し，当該選択スキャン電極には選択スキャン電極用のスキャンパルスを印加し，前記選択スキャン電極以外の非選択スキャン電極には非選択スキャン用のスキャンパルスを印加し，
前記データ電極駆動回路は，前記スキャン電極が選択されている期間に，当該選択スキャン電極の画素への書き込みデータに応じたデータパルスを前記複数のデータ電極に印加する。

上記第１の側面において，好ましい態様によれば，前記スキャン電極駆動回路は，前記複数のスキャン電極を順次選択し，当該選択スキャン電極には選択スキャン電極用のスキャンパルスを印加し，前記選択スキャン電極以外の非選択スキャン電極には非選択スキャン用の交流スキャンパルスを印加し，
前記データ電極駆動回路は，前記スキャン電極が選択されているスキャン期間に，当該選択スキャン電極の画素への書き込みデータに応じたデータパルスを前記複数のデータ電極に印加し，
さらに，前記データ電極駆動回路は，複数のフレーム期間で複数ビットの書き込みデータに対応するデータパルスを印加し，
前記駆動制御回路は，第１のフレーム期間の最後のスキャンパルス印加期間から前記第１のフレーム期間に続く第２のフレーム期間の最初のスキャンパルス印加期間に移行する時に，前記書き込みデータの変更数と不変更数との関係に応じて，前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させる。

上記第１の側面において，好ましい態様によれば，前記スキャン電極駆動回路は，前記複数のスキャン電極を順次選択し，前記スキャン電極が選択されているスキャン期間に，前記選択スキャン電極には選択スキャン電極用のスキャンパルスを複数回印加し，前記選択スキャン電極以外の非選択スキャン電極には非選択スキャン用のスキャンパルスを複数回印加し，
前記データ電極駆動回路は，前記スキャン期間に，当該選択スキャン電極の画素への複数ビットの書き込みデータに応じた複数のデータパルスを前記複数のデータ電極に印加し，
前記駆動制御回路は，前記スキャン期間内の前記スキャンパルスの印加期間毎に，前記書き込みデータの変更数と不変更数との関係に応じて，前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させると共に，スキャン期間が次のスキャン期間に移行する時も，前記書き込みデータの変更数と不変更数との関係に応じて，前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させる。

上記第１の側面において，好ましい態様によれば，前記スキャン電極駆動回路は，前記複数のスキャン電極を順次選択し，前記スキャン電極が選択されているスキャン期間に，前記選択スキャン電極には選択スキャン電極用のスキャンパルスを印加し，前記選択スキャン電極以外の非選択スキャン電極には非選択スキャン用のスキャンパルスを印加し，
前記データ電極駆動回路は，前記スキャン期間に，当該選択スキャン電極の画素への複数ビットの書き込みデータに応じたパルス幅のデータパルスを前記複数のデータ電極に印加し，
前記駆動制御回路は，前記スキャン期間内の前記スキャンパルスの印加期間毎に，前記書き込みデータの変更数と不変更数との関係に応じて，前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させる。

上記第１の側面において，好ましい態様によれば，前記第１の交流画素パルスの波高値をＶ１，前記第２及び第３の交流画素パルスの波高値をＶ２とした場合に，前記液晶表示パネルは選択スキャン電極の本数のほぼ（Ｖ１／Ｖ２）^２倍より非選択スキャン電極の本数が多いことを特徴とする。

上記の目的を達成するために，本発明の第２の側面によれば，第１の方向に延びる複数のスキャン電極が形成された第１の基板と，前記第１の方向と異なる第２の方向に延びる複数のデータ電極が形成された第２の基板と，前記第１，第２の基板の間に形成された前記液晶層とを有する液晶表示パネルと，
前記複数のスキャン電極に選択，非選択スキャン電極に応じて異なる電圧レベルの組み合わせからなるスキャンパルスを印加するスキャン電極駆動回路と，
前記複数のデータ電極に書き込みデータに応じて異なる電圧レベルの組み合わせからなるデータパルスを前記スキャンパルスに対応して印加するデータ電極駆動回路と，
前記スキャンパルスとデータパルスの電圧レベルを制御するパルス制御信号を前記スキャン電極駆動回路とデータ電極駆動回路とに供給する駆動制御回路とを有し，
前記スキャン電極駆動回路及びデータ電極駆動回路は，前記スキャンパルス及びデータパルスの極性を前記パルス制御信号に応じた電圧レベルに制御し，
前記駆動制御回路は，前記スキャン電極のスキャン期間ごとに，前記書き込みデータの変更数と不変更数との比較結果に応じて，前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させることを特徴とする。

上記第２の側面において，好ましい態様によれば，前記駆動制御回路は，更に，前記スキャンパルスの印加期間ごとに，前記書き込みデータの変更数と不変更数との比較結果に応じて，前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させる。

本発明によれば，液晶に印加される交流パルスの周波数を低下させて省電力化できる。

コレステリック液晶を用いたフルカラー表示可能な液晶表示装置の断面構成を示す図である。コレステリック液晶を用いた液晶表示装置の表示原理を示す図である。コレステリック液晶の駆動電圧に対する反射率特性を示す図である。特許文献１に記載された駆動パルスの極性制御信号を示す図である。本実施の形態における液晶表示パネル装置の概略構成図である。本実施の形態における液晶表示パネル装置の構成図である。本実施の形態におけるスキャンパルス，データパルス及び液晶印加電圧を示す図である。本実施の形態におけるスキャンパルス，データパルス及び液晶印加電圧を示す図である。表示パネルに書き込む画像データの一例を示す図である。図９における駆動パルスの一例を示す図である。図９における駆動パルスの別の例を示す図である。画像がベタパターンの場合の駆動方式を示す図である。画像が千鳥格子パターンの場合の駆動方式を示す図である。本実施の形態の概念図である。本実施の形態における駆動制御回路における書き込み制御のフローチャート図である。重ね書き駆動方式による多階調表示駆動を説明する図である。重ね書き駆動方式での中間階調書き込み駆動パルスの例を示す図である。重ね書き駆動方式での中間階調書き込み駆動パルスの例を示す図である。重ね書き駆動方式の各パルス信号の一例を示す図である。別の重ね書き駆動方式のパルス信号の例を示す図である。別の重ね書き駆動方式のパルス信号の例を示す図である。中間階調表示のためのパルス幅変調駆動方式のパルス信号の例を示す図である。本実施の形態のパルス制御信号ＦＲの制御を行った場合の消費電力低減効果を示す図である。

符号の説明

Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３：スキャン電極
Ｄ１〜Ｄ１２：データ電極
ＦＲ：パルス制御信号

以下，図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し，本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず，特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。

図５は，本実施の形態における液晶表示パネル装置の概略構成図である。図１に示したとおりカラー液晶表示パネルは，積層されたＢＧＲの表示パネル１０，１１，１２と可視光吸収層１３とを有する。各表示パネル１０，１１，１２は，水平方向に延びる複数のスキャン（走査）電極Ｓ１，Ｓ２と，垂直方向に延びる複数のデータ電極Ｄ１，Ｄ２とを有し，これらの電極の交差する位置が画素（１，１）を構成する。３枚のパネルに共通に設けられるスキャン電極駆動回路３１が各パネルのスキャン電極Ｓ１，Ｓ２にスキャンパルスを印加する。一方，各パネルに個別に設けられるデータ電極駆動回路３０がデータ電極Ｄ１，Ｄ２に書き込みデータに対応したデータパルスを印加する。そして，駆動制御回路３２が，データ電極駆動回路３０とスキャン電極駆動回路３１の駆動を制御する。

図６は，本実施の形態における液晶表示パネル装置の構成図である。図６には，表示パネル１と駆動ユニットが示される。駆動ユニットは，データ電極駆動回路３０，スキャン電極駆動回路３１，駆動制御回路３２，電源ユニット２０，電源ユニット２０が出力する電圧を昇圧する昇圧部２１，昇圧部２１が生成した昇圧電圧を切り換える電圧切換部２２と，その電圧を一定に保って駆動回路３０，３１に電圧を供給する電圧安定部２３とを有する。また，駆動ユニットには，クロックを生成する発振回路２４と，そのクロックを分周する分周回路２５とを有し，分周クロックが駆動制御回路３２に供給される。また，駆動制御回路３２には，駆動方式に対応した画像データ４５が供給され，駆動制御回路３２は，その画像データ４５をデータ電極駆動回路３０に供給する。スキャン電極駆動回路３１は，選択されるスキャン電極に選択スキャンパルスを，非選択のスキャン電極に非選択スキャンパルスを出力し，データ電極駆動回路３０は，その画像データ４５に対応するデータパルス信号をデータ電極に出力する。スキャンパルスとデータパルスは共に交流パルスであり，両パルスの差電圧が画素に印加される。

電極駆動回路３０，３１には汎用の液晶ドライバが利用され，駆動制御回路３２は，駆動制御に必要な各種の信号を電極駆動回路３０，３１に供給する。すなわち，各種信号には，電極駆動回路３０，３１をスキャン電極用かデータ電極用かを制御するスキャン／データモード信号４０と，データの取り込みタイミングであるデータ取り込みクロック４１と，フレーム開始信号４２と，パルス制御信号ＦＲと，画像データ４５をラッチするタイミングでありスキャン電極の走査タイミングであるデータラッチ・スキャンシフト信号４３と，駆動回路３０，３１の出力をオフにするドライバ出力オフ信号４４などが含まれる。

さらに，駆動制御回路３２は，スキャン中のｎスキャン電極と，スキャンが終了したｎ−１スキャン電極に対応する書き込みデータ（画像データ）を比較する画像データ比較回路３３と，その比較結果に応じてパルス制御信号ＦＲの位相を選択するＦＲ位相選択回路３４とを有する。ＦＲ位相選択回路３４が選択した位相に応じて，パルス制御信号ＦＲが電極駆動回路３０，３１に供給される。電極駆動回路３０，３１は，このパルス制御信号ＦＲの極性（１または０）に対応する２つの電圧レベルの組み合わせからなる駆動パルス信号を，それぞれの電極に出力する。つまり，駆動パルス信号は異なる電圧レベルにより構成されるが，その電圧レベルがパルス制御信号ＦＲの極性（１，０）に応じて選択される。画像データ比較回路３３とＦＲ位相選択回路３４とにより，省電力化に適したパルス制御信号ＦＲが生成されるが，その機能については後で詳述する。

図７，図８は，本実施の形態におけるスキャンパルス，データパルス及び液晶印加電圧を示す図である。図７には，スキャン電極に印加されるスキャンパルスＶｓと，データ電極に印加されるデータパルスＶｄと，それらを合成したパルスであり画素の液晶に印加される合成パルスが示されている。また，図８には，パルス制御信号ＦＲに対応して各パルスの具体的な電圧が示されている。

スキャンパルスＶｓには，選択されたスキャン電極へのスキャンパルスＶｓｓと，非選択のスキャン電極へのスキャンパルスＶｓｎとがあり，データパルスＶｄには，データＯＮのデータパルスＶｄ−ＯＮと，データＯＦＦのデータパルスＶｄ−ＯＦＦとがある。そして，各画素の液晶には，データパルス電圧とスキャンパルス電圧との差電圧が印加される。なお，データＯＮとは，例えば，プレーナ状態Ｐまたはフォーカルコニック状態ＦＣへの書き込みの場合は，図２におけるホメオトロピック状態ＨＴに対応する電圧Ｖ１を印加することに対応し，データＯＦＦとはフォーカルコニック状態にするための電圧Ｖ２を印加することに対応する。また，中間階調への書き込みの場合は，データＯＮが強い電界を印加することに対応し，データＯＦＦが弱い電界を印加することに対応する。

図７には，パルス制御信号ＦＲがＦＲ＝１，０に制御された時のスキャンパルスＶｓｓ，Ｖｓｎと，データパルスＶｄ−ＯＮ，Ｖｄ−ＯＦＦとが示されている。選択スキャンパルスＶｓｓは走査期間の前半が０Ｖ，後半が３６Ｖの交流パルスであり，非選択スキャンパルスＶｓｎは走査期間の前半が３０Ｖ，後半が６Ｖの交流パルスである。また，データＯＮのデータパルスＶｄ−ＯＮは走査期間の前半が３６Ｖ，後半が０Ｖの交流パルスであり，データＯＦＦのデータパルスＶｄ−ＯＦＦは走査期間の前半が２４Ｖ，後半が１２Ｖの交流パルスである。

それに伴って，選択中のスキャン電極の画素には，データＯＮであれば前半に＋３６Ｖ，後半に−３６Ｖの電圧Ｖｐｓｏｎが印加され，データＯＦＦであれば前半に＋２４Ｖ，後半に−２４Ｖの電圧Ｖｐｓｏｆｆが印加される。そして，非選択中のスキャン電極の画素には，データＯＮであれば前半に＋６Ｖ，後半に−６Ｖの電圧Ｖｐｎｏｎが印加され，データＯＦＦであれば前半に−６Ｖ，後半に＋６Ｖの電圧Ｖｐｎｏｆｆが印加される。上記の交流電圧Ｖｐｓｏｎ，Ｖｐｓｏｆｆ，Ｖｐｎｏｎ，Ｖｐｎｏｆｆは，それぞれ画素の液晶に印加されるので，以後交流画素パルスとも称する。

すなわち，選択スキャン電極の画素には，データＯＮなら±３６Ｖという高い交流パルスが印加され，データＯＦＦなら±２４Ｖという低い交流パルスが印加される。この交流パルスに応じて，スキャン電極の画素はプレーナ状態Ｐまたはフォーカルコニック状態ＦＣに書き込まれる。一方で，非選択スキャン電極の画素には，選択スキャン電極の画素に書き込むためのデータＯＮ，ＯＦＦにかかわらず，±６Ｖという極めて低い交流パルスが印加されるだけであり，液晶の状態を変化させるような書き込みは行われない。

そして，選択スキャンパルスＶｓｓとデータパルスＶｄ−ＯＮ，Ｖｄ−ＯＦＦとは，前半と後半とで逆相の関係にあり，それにより，選択スキャン電極の画素には，プラス電圧とマイナス電圧からなる交流パルスが印加されることになる。また，非選択スキャンパルスＶｓｎは，データパルスＶｄ−ＯＮ，Ｖｄ−ＯＦＦと同相の関係にあり且つデータパルスＶｄ−ＯＮ，Ｖｄ−ＯＦＦの中間の電圧を有する。それにより非選択スキャン電極の画素には，±６Ｖという極めて低い交流パルスが印加されることになる。そして，特徴的なことは，非選択スキャン電極の画素に印加される交流画素パルスＶｐｎｏｎとＶｐｎｏｆｆとは，データがＯＮとＯＦＦに応じて，走査期間中の前半と後半とで正と負の極性が逆の関係になっている。特に，非選択スキャン電極のデータＯＦＦの画素に印加される交流画素パルスＶｐｎｏｆｆは，他の交流画素パルスＶｐｓｏｎ，Ｖｐｓｏｆｆ，Ｖｐｎｏｎとパルス極性が逆になっている。つまり，交流パルスの位相が互いに反転（１８０°異なる）している。

図９は，表示パネルに書き込む画像データの一例を示す図である。表示パネル１にはスキャン電極Ｓ０〜Ｓ５とデータ電極Ｄ０，Ｄ１とが設けられ，図９の例では，それぞれの交差位置の画素には黒（フォーカルコニック状態ＦＣ）と白（プレーナ状態Ｐ）とが書き込まれる。

図１０は，図９における駆動パルスの一例を示す図である。図１０には，データ電極駆動回路３０のデータパルスＶｄ０，Ｖｄ１と，スキャン電極駆動回路３１のスキャンパルスＶｓ０〜Ｖｓ５と，パルス制御信号ＦＲとが示されている。

図１０は，パルス制御信号ＦＲが走査期間の前半でＦＲ＝１，後半でＦＲ＝０になり，走査期間毎にパルス制御信号ＦＲの位相は反転しない例である。走査期間Ｔ０でスキャン電極Ｓ０が選択されその選択期間ＳＣ０中にスキャンパルスが前半に０Ｖ，後半に３６Ｖになり，データパルスＶｄ０，Ｖｄ１は，フォーカルコニック状態に対応するＶｄ０で２４Ｖ，１２Ｖに，プレーナ状態に対応するＶｄ１で３６Ｖ，０Ｖになる。その結果，走査期間Ｔ０では選択スキャン電極Ｓ０の画素に，データＯＦＦ，ＯＮに対応した低い波高値±２４Ｖの交流画素パルスと高い波高値±３６Ｖの交流画素パルスとが印加される。

次に，走査期間Ｔ１でスキャン電極Ｓ１が選択されその選択期間ＳＣ１中にスキャンパルスが前半に０Ｖ，後半に３６Ｖになり，データパルスＶｄ０，Ｖｄ１は，プレーナ状態に対応するＶｄ０で３６Ｖ，０Ｖに，フォーカルコニック状態に対応するＶｄ１で２４Ｖ，１２Ｖになる。その結果，走査期間Ｔ１では選択スキャン電極Ｓ１の画素に，データＯＮ，ＯＦＦに対応した高い電圧±３６Ｖの交流画素パルスと低い電圧±２４Ｖの交流画素パルスとが印加される。

走査期間Ｔ２〜Ｔ５も同様のスキャンパルスとデータパルスが印加され，各選択スキャン電極の画素に，データＯＮ，ＯＦＦに対応した高い電圧±３６Ｖと低い電圧±２４Ｖの交流画素パルスが印加される。

図１１は，図９における駆動パルスの別の例を示す図である。図１１にも，データ電極駆動回路３０のデータパルスＶｄ０，Ｖｄ１と，スキャン電極駆動回路３１のスキャンパルスＶｓ０〜Ｖｓ５と，パルス制御信号ＦＲとが示されている。

図１１は，パルス制御信号ＦＲが走査期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５の前半でＦＲ＝１，後半でＦＲ＝０になり，走査期間Ｔ０，Ｔ２，Ｔ４の前半でＦＲ＝０，後半でＦＲ＝１になる例であり，パルス制御信号ＦＲの位相が走査期間ごとに１８０°反転する。それに伴い，パルス制御信号ＦＲ＝０，１の走査期間Ｔ０，Ｔ２，Ｔ４におけるスキャンパルスＶｓとデータパルスＶｄ０，１の極性（電圧レベルの組み合わせ）が，パルス制御信号ＦＲ＝１，０の走査期間Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５における同パルスの極性（電圧レベルの組み合わせ）と逆になる。

つまり，走査期間Ｔ０でスキャン電極Ｓ０が選択されその選択中ＳＣ０中にスキャンパルスが前半に３６Ｖ，後半に０Ｖになり，データパルスＶｄ０，Ｖｄ１は，フォーカルコニック状態に対応するＶｄ０で１２Ｖ，２４Ｖに，プレーナ状態に対応するＶｄ１で０Ｖ，３６Ｖになる。その結果，走査期間Ｔ０では選択スキャン電極Ｓ０の画素に，データＯＦＦ，ＯＮに対応した低い電圧±２４Ｖの交流画素パルスと高い電圧±３６Ｖの交流画素パルスとが印加される。

同様に，走査期間Ｔ２，Ｔ４では，走査期間Ｔ０と同様のスキャンパルスとデータパルスが印加され，走査期間Ｔ３，Ｔ５では，走査期間Ｔ１と同様のスキャンパルスとデータパルスが印加され，各選択スキャン電極の画素に，データＯＮ，ＯＦＦに対応した高い電圧±３６Ｖと低い電圧±２４Ｖの交流画素パルスが印加される。

以上のとおり，パルス制御信号ＦＲを適宜制御することで，スキャンパルスとデータパルスの極性（電圧レベルの組み合わせ）を走査期間の前半と後半とでＦＲに対応する極性（１，０）に制御することができる。

そこで，書き込まれる表示データに応じて，図１０のようにパルス制御信号ＦＲの位相を反転させずにＦＲ＝１，０を連続させる場合と，図１１のようにパルス制御信号ＦＲの位相を反転させてＦＲ＝０，１とＦＲ＝１，０とを交互に制御させる場合とで，画素に印加される交流画素パルスについて説明する。

図１２は，画像がベタパターンの場合の駆動方式を示す図である。図１２には，画像データが白ベタパターンの場合で，パルス制御信号ＦＲが位相を反転させずにＦＲ＝１，０を繰り返す場合の駆動方式ＤＲ１と，ＦＲが位相を反転させてＦＲ＝０，１とＦＲ＝１，０に交互に変更する駆動方式ＤＲ２とが示されている。各駆動方式ＤＲ１，ＤＲ２におけるデータパルスＶｄ，選択スキャンパルスＶｓｓ，非選択スキャンパルスＶｓｎ，選択スキャン電極の液晶に印加される交流画素パルスＶｐｓ，非選択スキャン電極の液晶に印加される交流画素パルスＶｐｎがそれぞれ示されている。ベタパターンではスキャン方向ＳＣに移動してもデータパルスＶｄの３６／０Ｖの電圧には変化はない。

駆動方式ＤＲ１では，パルス制御信号ＦＲがＦＲ＝１，０を各走査期間で繰り返すので，白ベタ画像データに対応するデータパルスＶｄも３６Ｖと０Ｖを交互に繰り返す。また，選択スキャンパルスＶｓｓは０Ｖと３６Ｖを繰り返し，非選択スキャンパルスＶｓｎは３０Ｖと６Ｖとを繰り返す。その結果，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓは＋３６Ｖと−３６Ｖを繰り返し，非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは＋６Ｖと−６Ｖを繰り返し，全ての交流画素パルスＶｐｓ，Ｖｐｎはパルス制御信号ＦＲと同じ極性になる。その結果，交流画素パルスＶｐｓ，Ｖｐｎはいずれもパルス制御信号ＦＲと同じ周波数になり，各走査期間で２回ずつ充放電駆動が液晶に対して行われる。

それに対して，駆動方式ＤＲ２では，パルス制御信号ＦＲが各走査期間でその位相を反転してＦＲ＝１，０とＦＲ＝０，１に交互に変更され，選択スキャンパルスＶｓｓはパルス制御信号ＦＲと逆相になり，データパルスＶｄ，非選択スキャンパルスＶｓｎ，全ての交流画素パルスＶｐｓ，Ｖｐｎはパルス制御信号ＦＲと同じ極性になる。その結果，交流画素パルスＶｐｓ，Ｖｐｎはいずれもパルス制御信号ＦＲと同じ周波数になり，各走査期間で１回ずつ充放電駆動が液晶に対して行われる。つまり，駆動方式ＤＲ２での交流画素パルスの周波数は，駆動方式ＤＲ１の周波数の１／２になり，その結果消費電力は半減する。

上記の関係は黒ベタパターンを書き込む場合も同じである。ただし，駆動方式ＤＲ２で消費電力が半減するのは，ベタパターンの画像データを書き込む場合に成立するのであって，以下に説明するとおり千鳥格子パターンの画像データの場合は，かならずしも消費電力の半減にならない。

図１３は，画像が千鳥格子パターンの場合の駆動方式を示す図である。図１３にも，パルス制御信号ＦＲが位相反転せずにＦＲ＝１，０を繰り返す場合の駆動方式ＤＲ３と，位相反転してＦＲ＝０，１とＦＲ＝１，０に交互に変更する駆動方式ＤＲ４とが示されている。書き込み画像データが千鳥格子パターンの場合は，あるデータパルスＶｄに着目するとパルス電圧レベルの組み合わせは３６／０Ｖと２４／６Ｖとが交互に発生する。特に，フォーカルコニック状態ＦＣ（黒）に対応するデータパルスＶｄは２４／１２Ｖとなり，非選択スキャンパルスＶｓｎの３０／６Ｖと電圧の上下関係が選択スキャンパルスＶｓｎ＝３６／０Ｖとは逆の関係になる。

そのため，駆動方式ＤＲ３では，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓは，パルス制御信号ＦＲと同じ極性になるものの，非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは，パルス制御信号ＦＲと逆極性になる。つまり，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓは，パルス制御信号ＦＲと同じ高周波パルスになるが，非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは，パルス制御信号ＦＲの１／２の周波数をもつ低周波パルスになる。

一方，駆動方式ＤＲ３では，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓは，パルス制御信号ＦＲと同じ低周波パルスになるが，非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは，パルス制御信号ＦＲの２倍の周波数をもつ高周波パルスになる。

以上，駆動方式ＤＲ１〜ＤＲ４を比較すると，ベタパターンを書き込む場合は，パルス制御信号ＦＲを切り換える駆動方式ＤＲ２が低消費電力化に有効であるが，千鳥格子パターンを書き込む場合は，選択スキャン電極の液晶では駆動方式ＤＲ２が低消費電力化に有効であるが，非選択スキャン電極の液晶では駆動方式ＤＲ１が低消費電力化に有効である。そして，一般的なＡ４サイズの表示パネル例では，スキャン電極が７６８本あり，その内の１本のスキャン電極が選択状態，その他の７６７本のスキャン電極が非選択状態になる。したがって，ベタパターンを書き込む場合は駆動方式ＤＲ２，千鳥格子パターンを書き込む場合は駆動方式ＤＲ３を選択することが，パネル全体の消費電力を最も抑制する駆動方法であることが理解できる。ただし，より厳密に言えば，選択スキャン電極の本数と非選択スキャン電極の本数の関係に加えて，選択スキャン電極の印加電圧と非選択スキャン電極の印加電圧との関係にも依存する。それについては後に詳述する。

図１４は，本実施の形態の概念図である。図中には，スキャン方向ＳＣに対応して順次選択されるスキャン電極Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における書き込みデータＤ１〜Ｄ１２が白と黒で示されている。本実施の形態では，選択スキャン電極がＳ１からＳ２，またはＳ２からＳ３に変化するたびに，書き込みデータＤ１〜Ｄ１２が反転する数と非反転する数とを比較し，非反転する数が多ければパルス制御信号ＦＲの位相を反転（ＦＲ＝０，１からＦＲ＝１，０に位相を１８０°反転，またはＦＲ＝１，０からＦＲ＝０，１に位相を反転）して図１２の駆動方式Ｄ２を適用し，書き込みデータが反転する数が多ければパルス制御信号ＦＲの位相を反転せずに（非反転）図１３の駆動方式ＤＲ３を適用する。

図１４の例に当てはめると，書き込みのための走査期間がスキャン電極Ｓ１からスキャン電極Ｓ２にシフトする時，スキャン電極Ｓ１，Ｓ２の書き込みデータを比較する。その結果，書き込みデータが変化しない画素数と書き込みデータが変化する画素数は，７：５である。よって，パルス制御信号ＦＲの位相をスキャン毎に反転しない駆動方式ＤＲ１，ＤＲ３を採用すると，走査期間の切り替わり時において，非選択スキャン電極の液晶印加電圧Ｖｐｎが変化する画素数と変化しない画素数は，７：５である。一方，パルス制御信号ＦＲの位相をスキャン毎に反転する駆動方式ＤＲ２，ＤＲ４を採用すると，走査期間の切り替わり時において，非選択スキャン電極の液晶印加電圧Ｖｐｎが変化する画素数と変化しない画素数は，５：７である。その結果，走査期間がスキャン電極Ｓ１からスキャン電極Ｓ２にシフトする時は，パルス制御信号ＦＲの位相を反転させる駆動方式ＤＲ２，ＤＲ４を採用した方が，非選択スキャン電極の液晶印加電圧Ｖｐｎの変化が少なくなり，消費電力をより抑えることができる。

次に，書き込みのための走査期間がスキャン電極Ｓ２からスキャン電極Ｓ３にシフトする時，スキャン電極Ｓ２，Ｓ３の書き込みデータを比較する。その結果，書き込みデータが変化しない画素数と書き込みデータが変化する画素数は，４：８である。よって，パルス制御信号ＦＲの位相をスキャン毎に反転しない駆動方式ＤＲ１，ＤＲ３を採用すると，走査期間の切り替わり時において，非選択スキャン電極の液晶印加電圧Ｖｐｎが変化する画素数と変化しない画素数は，４：８である。一方，パルス制御信号ＦＲの位相をスキャン毎に反転する駆動方式ＤＲ２，ＤＲ４を採用すると，走査期間の切り替わり時において，非選択スキャン電極の液晶印加電圧Ｖｐｎが変化する画素数と変化しない画素数は，８：４である。その結果，走査期間がスキャン電極Ｓ２からスキャン電極Ｓ３にシフトする時は，パルス制御信号ＦＲの位相を反転させない駆動方式ＤＲ１，ＤＲ３を採用した方が，非選択スキャン電極の液晶印加電圧Ｖｐｎの変化が少なくなり，消費電力をより抑えることができる。

上記の通り，図１４の画像データの例では，スキャン電極Ｓ１が選択されているときに，パルス制御信号ＦＲが走査期間の前半と後半とでＦＲ＝１，０に制御されたとすると，スキャン電極Ｓ２が選択されるときは，パルス制御信号ＦＲの位相（または極性）を反転してＦＲ＝０，１に制御し，スキャン電極Ｓ３が選択されるときは，パルス制御信号ＦＲの位相（または極性）を反転せずにＦＲ＝０，１に制御する。

さらに，図示しないが，選択スキャン電極がシフトするときに画像データが維持される画素と画像データが変化する画素とがほぼ同数の場合は，非選択スキャン電極の液晶印加電圧Ｖｐｎは，パルス制御信号ＦＲの位相を反転させても反転させなくても，消費電力は同じである。ただし，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓは，画像データにかかわらずパルス制御信号ＦＲの極性と同じであるので，パルス制御信号ＦＲの位相を反転させた駆動方式ＤＲ２，ＤＲ４のほうが消費電力を抑制できる。よって，走査期間がシフトする時に画像データが変化する画素数と変化しない画素数が同程度であれば，パルス制御信号ＦＲの位相を反転することで消費電力をより抑制できる。

ここで，画像データが維持される画素と変化する画素とがほぼ同数の意味は，次の通りである。非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎによる消費電力は，画素データが変化する画素数Ｐ１が画素データが変化しない画素数Ｐ２より多ければパルス制御信号ＦＲの位相を反転させない駆動方式のほうが低く，Ｐ１がＰ２より少なければＦＲの位相を反転させる駆動方式のほうが低い。一方，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓによる消費電力は，Ｐ１とＰ２の比較結果にかかわらずＦＲの位相を反転させる駆動方式のほうが低い。

よって，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓによる消費電力のＦＲの位相を反転させる駆動方式と反転させない駆動方式との消費電力の差に見合った数ｄＰだけ，画素数Ｐ１がＰ２より多ければ，ＦＲの位相を反転させない駆動方式ＤＲ１，ＤＲ３を採用し，画素数Ｐ１がＰ２よりｄＰ以上多くなければ，ＦＲの位相を反転させる駆動方式ＤＲ２，ＤＲ４を採用することが望ましい。つまり，画像データが変化する画素数Ｐ１と変化しない画素数Ｐ２とを比較すると，以下の駆動方式がより消費電力を削減できることになる。

［表１］
Ｐ１＞＞Ｐ２：ＦＲの位相を走査期間毎に反転させない駆動方式ＤＲ１，ＤＲ３
Ｐ１−ｄＰ≧Ｐ２：ＦＲの位相を走査期間毎に反転させない駆動方式ＤＲ１，ＤＲ３
Ｐ１-ｄＰ＜Ｐ２：ＦＲの位相を走査期間毎に反転させる駆動方式ＤＲ２，ＤＲ４
Ｐ１＜＜Ｐ２：ＦＲの位相を走査期間毎に反転させる駆動方式ＤＲ２，ＤＲ４
なお，上記ｄＰは，画像データによって１６〜３６本の範囲で変動する。

同様の考えで，表示パネルのサイズを検討すると，表示パネルサイズが比較的大きく，選択スキャン電極の数ＳＳより非選択スキャン電極の数ＮＳが十分に大きければ，非選択スキャン電極の消費電力が支配的になるので，前述のとおり，走査期間がシフトするときの画像データが変化する画素数Ｐ１と変化しない画素数Ｐ２との比較結果に応じて，パルス位相制御信号ＦＲの位相を反転させるか反転させないかを決定するのが好ましい。

ただし，表示パネルサイズが比較的小さく，若しくは特殊な駆動方式により，選択スキャン電極の数ＳＳに比較して非選択スキャン電極の数ＮＳがそれほど大きくない場合は，非選択スキャン電極の消費電力は支配的でなく，選択スキャン電極での消費電力を抑制できるパルス位相制御信号ＦＲの位相を反転させる駆動方式が好ましい。

選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓは，図７，８，１２，１３の例では±３６Ｖまたは±２４Ｖであり，一方，非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは，±６Ｖである。よって，各画素で注目すると，電圧比は６：１または４：１であり，消費電力比は３６：１または１６：１である。比較的消費電力比が小さい１６：１で考えると，上記の境界線は，選択スキャン電極の数ＳＳと非選択スキャン電極の数ＮＳとの関係に応じて，以下の駆動方式が好ましいことになる。

［表２］
ＳＳ＜＜ＮＳ：画像データが変化する画素数Ｐ１と変化しない画素数Ｐ２との比較結果に基づいて図１４の論理でパルス位相制御信号ＦＲの位相反転，非反転を制御する。
１６ＳＳ≦ＮＳ：上記同じ
１６ＳＳ＞ＮＳ：パルス位相制御信号ＦＲは走査期間毎に位相を反転させる駆動方式ＤＲ２，ＤＲ４
なお，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓと非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎとが，Ｖ１：Ｖ２とすると，そのエネルギー比はＶ１^２：Ｖ２^２になる。よって，上記の表１と表２は，以下の通りである。

［表１］
Ｐ１−ｄＰ≧Ｐ２：ＦＲの位相を走査期間毎に反転させない駆動方式ＤＲ１，ＤＲ３
Ｐ１-ｄＰ＜Ｐ２：ＦＲの位相を走査期間毎に反転させる駆動方式ＤＲ２，ＤＲ４
［表２］
ＳＳ×（Ｖ１／Ｖ２）^２≦ＮＳ：Ｐ１，Ｐ２の比較結果に応じて走査期間毎にＦＲの位相反転，非反転を制御
ＳＳ×（Ｖ１／Ｖ２）^２＞ＮＳ：ＦＲの位相を走査期間毎に反転
図１５は，本実施の形態における駆動制御回路における書き込み制御のフローチャート図である。このフローチャートの前提として，駆動制御回路３２（図６）は，図１０，図１１に示したとおりスキャン電極を順次選択して画像データに対応するデータパルスを印加する駆動制御を行う。表示パネルサイズが，水平方向の画素数（データ電極数）xsize，垂直方向の画素数（スキャン電極数）ysizeとし，１フレームの書き込み制御をする場合について説明する。

まず，初期値としてｎ＝１とする（１００），次に，直前にデータ電極駆動回路３０にラッチされた画像データとパルス制御信号ＦＲn-1とを取り込む（１０１）。そして，書き込みを行う選択スキャン電極の画像データを取り込み（１０２），両画像データを比較する（１０３）。この画像データの比較は，図６の画像データ比較回路３３が行う。

そして，比較結果が，画素数xsizeのうち，画像データが変化しない画素数が変化する画素数以上であれば（１０４のＹＥＳ），パルス制御信号ＦＲｎをＦＲn-1の反転信号にし（１０５），画像データが変化しない画素数が変化する画素数未満であれば（１０４のＮＯ），パルス制御信号ＦＲｎをＦＲn-1と同相信号にする（１０６）。工程１０４の画素数の差は，前述したとおり表１に従うのが望ましい。工程Ｓ１０４，１０５，１０６は，ＦＲ位相選択回路３４により行われる。

そして，駆動制御回路３２は，選択したパルス制御信号ＦＲｎを電極駆動回路３０，３１に供給し，書き込み対象の画像データ４５をデータ電極駆動回路３０に供給する（１０７）。そして，選択スキャン電極番号ｎを＋１シフトする（１０８）。この選択スキャン電極番号ｎがｎ≦ysizeである限り，工程１０１〜１０８を繰り返す。全ての選択スキャン電極への書き込みが終了すると，１フレームの書き込み制御が終了する。

［多階調表示駆動］
図１０，１１では，各画素をプレーナ状態Ｐまたはフォーカルコニック状態ＦＣにするモノクロ画像の書き込み制御を例にして説明した。次に，多階調表示駆動に本発明を適用する場合について説明する。

電子ペーパーに利用されるコレステリック液晶を利用した液晶表示パネル装置の場合，液晶の累積応答性を利用して階調値に応じた回数書き込みを繰り返す重ね書き駆動方式や，階調値に応じて印加パルス幅を異ならせるパルス変調駆動方式により，各画素に中間階調を表示することができる。

図１６は，重ね書き駆動方式による多階調表示駆動を説明する図である。重ね書き駆動方式では，複数のフレームにより画像データの階調値に対応した液晶状態に駆動される。まず，リセット駆動Resetでは，図３に示した駆動電圧Ｖ１またはＶ２を各画素の液晶に印加して，全画素をプレーナ状態Ｐまたはフォーカルコニック状態ＦＣにする。このリセット駆動では，全スキャン電極を選択するたびに，プレーナ状態Ｐとフォーカルコニック状態ＦＣとに対応する画像データＯＮ，ＯＦＦが変化する画素数に応じて，パルス制御信号ＦＲの位相の反転，非反転を制御する。これは，前述の通りである。

リセット駆動の次に，プレーナ状態Ｐの画素に対して中間階調に対応した重ね書きが複数フレームＦｒａｍｅ１〜３により行われる。図１２の例では，３フレームＦｒａｍｅ１〜３で中間階調に対応した画像データＨ１〜Ｈ３は画素に書き込まれる。つまり，図３において，プレーナ状態Ｐの画素に±２０Ｖ程度の電圧を印加することで，画素の中間階調をフォーカルコニック状態ＦＣ状態に徐々に近づけることができる。よって，各フレームでの書き込みパルス幅が同じであれば，各画素には１６（＝２^４）階調の多階調表示駆動が可能になる。

このような重ね書き駆動方式において，本実施の形態の消費電力を抑制するための書き込みデータの変化数とデータ維持数とに応じたパルス制御信号ＦＲの位相の反転または非反転制御が，各フレーム内のスキャン電極がシフトするたびに行われると共に，フレーム間でスキャン電極が最も下の電極から最も上の電極にシフトする時も行われる。

図１７，図１８は，重ね書き駆動方式での中間階調書き込み駆動パルスの例を示す図である。図１７には，スキャン電極に印加されるスキャンパルスＶｓｓ，Ｖｓｎと，データ電極に印加されるデータパルスＶｄ―ＯＮ，Ｖｄ−ＯＦＦと，それらを合成したパルスであり画素の液晶に印加される合成パルスＶｐｓｏｎ，Ｖｐｓｏｆｆ，Ｖｐｎｏｎ，Ｖｐｎｏｆｆが示されている。また，図１８には，パルス制御信号ＦＲに対応して各パルスの具体的な電圧が示されている。図７，８と同様である。ただし，図７，８と異なり，選択スキャンパルスＶｓｓは０／２０Ｖ，非選択スキャンパルスＶｓｎは１５／５Ｖ，データＯＮのデータパルスＶｄ−ＯＮは２０／０Ｖ，データＯＦＦのデータパルスＶｄ−ＯＦＦは１０Ｖである。よって，画素の液晶に印加される合成パルス，交流画素パルスＶｐｓｏｎ，Ｖｐｓｏｆｆ，Ｖｐｎｏｎ，Ｖｐｎｏｆｆは，それぞれ±２０Ｖ，±１０Ｖ，±５Ｖ，±５Ｖと，図７，８より小さい電圧になっている。そして，非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎｏｆｆの極性は，他の交流画素パルスＶｐｓｏｎ，Ｖｐｓｏｆｆ，Ｖｐｎｏｎとは極性が逆転している。これは図７，８と同じである。

図１９は，重ね書き駆動方式の各パルス信号の一例を示す図である。リセット期間Ｒｅｓｅｔでは，図７，８に示した駆動パルスが印加され，選択スキャン電極の画素の液晶には交流画素パルスＶｐｓ（±３６Ｖ）が印加され，非選択スキャン電極の画素の液晶には交流画素パルスＶｐｎ（±６Ｖ）が印加される。図１９の例では，パルス制御信号ＦＲの位相がスキャン毎に反転制御されている。次に，重ね書き駆動を行うフレームＦｒａｍｅ１，２，３では，図１７，１８に示した駆動パルスが印加され，選択スキャン電極の画素の液晶には交流画素パルスＶｐｓ（±２０Ｖ）が印加され，非選択スキャン電極の画素の液晶には交流画素パルスＶｐｎ（±５Ｖ）が印加される。図１９の例では，走査期間毎にパルス制御信号ＦＲの位相が反転制御されている。図１６で説明したとおり，フレーム内のスキャン期間の間と，そして，前のフレームの最後のスキャン期間と次のフレームの最初のスキャン期間との間とで，パルス制御信号ＦＲの位相を反転するか反転しないかが判断され，省電力化できる位相に制御される。

図２０，図２１は，別の重ね書き駆動方式のパルス信号の例を示す図である。図１６，図１９では，リセット駆動の後，図１７，図１８のパルス駆動により複数フレームの重ね書き駆動を行って中間階調の書き込みを行っている。ただし，各フレームでの各スキャン期間ではＨ，ＬまたはＬ，Ｈのパルス信号を１回印加するだけである。それに対して，図２０，図２１の重ね書き駆動では，リセット駆動後の中間階調書き込みのための重ね書き駆動では，各スキャン期間でＨ，ＬまたはＬ，Ｈのパルス信号を複数回印加する。よって，中間階調の書き込み駆動は１フレームで完了する。

図２０は，中間階調の書き込みのためのデータパターンがベタパターン，例えば３回の重ね書きのデータが全てＯＮの例において，スキャン期間ｎ−１，ｎ，ｎ＋１それぞれで３つの書き込みデータＨ１，Ｈ２，Ｈ３に対応する３つの交流パルスを印加する場合の非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎを示す。さらに，この例では，３回の交流パルスのパルス幅が４：２：１の重み付けされている。駆動方式ＤＲ１では，書き込みデータＨ１，Ｈ２，Ｈ３に対応する３つの交流パルスのたびにパルス制御信号ＦＲの位相（極性）を反転しない（ＦＲ＝１／０，１／０，１／０）のに対して，駆動方式ＤＲ２では３つの交流パルスのたびにパルス極性信号ＦＲの位相（極性）を反転している（ＦＲ＝１／０，０／１，１／０）。

駆動方式ＤＲ１での非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは，各交流パルスの印加毎に２回の充放電を行うのに対して，駆動方式ＤＲ２での非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは，周波数が１／２になり，各交流パルスの印加毎に１回の充放電を行うので，駆動方式ＤＲ２のほうが消費電力削減には好ましい。

図２１は，中間階調の書き込みのためのデータパターンが千鳥格子パターン，つまり３回の重ね書きのデータがＯＮ，ＯＦＦ，ＯＮと交互に変化する例において，スキャン期間ｎ−１，ｎ，ｎ＋１それぞれで３つの書き込みデータＨ１，Ｈ２，Ｈ３に対応する３つの交流パルスを印加する場合の非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎを示す。この例でも，３回の交流パルスのパルス幅が４：２：１の重み付けされている。駆動方式ＤＲ３では，書き込みデータＨ１，Ｈ２，Ｈ３に対応する３つの交流パルスのたびにパルス制御信号ＦＲの極性を反転しない（ＦＲ＝１／０，１／０，１／０）のに対して，駆動方式ＤＲ４では３つの交流パルスのたびにパルス制御信号ＦＲの極性を反転している（ＦＲ＝１／０，０／１，１／０）。

駆動方式ＤＲ４での非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは，各交流パルスの印加毎に２回の充放電を行うのに対して，駆動方式ＤＲ３での非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは，周波数が１／２になり，各交流パルスの印加毎に１回の充放電を行うので，駆動方式ＤＲ３のほうが消費電力削減には好ましい。

図２０，図２１に示したとおり，１つのスキャン電極を選択するスキャン期間中に複数の交流パルスを印加して重ね書きする駆動方式においては，書き込みデータに対応する交流パルスを印加するパルス印加期間のたびに，前パルス印加期間での書き込みデータと現在のパルス印加期間での書き込みデータとを比較し，書き込みデータが変更される画素数が少ない場合は，駆動方式ＤＲ２のようにパルス制御信号ＦＲの位相を反転させ，書き込みデータが変更される画素数が多い場合は，駆動方式ＤＲ３のようにパルス制御信号ＦＲの位相を反転させないようにする。これにより非選択スキャン電極の画素の液晶に印加される交流画素パルスの周波数を低下させ充放電回数を抑制し省電力化することができる。

さらに，スキャン期間の間においても，上記と同様に書き込みデータが変更される画素数が少ないか多いかに応じて，パルス制御信号ＦＲの位相を反転させるか非反転させるかの制御を行うことが好ましい。すなわち，図２０の各書き込みデータＨ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３毎にパルス制御信号ＦＲの位相の反転，非反転制御を行う。

図２２は，中間階調表示のためのパルス幅変調駆動方式のパルス信号の例を示す図である。パルス幅変調駆動方式は，図２０，２１の重ね書き駆動方式と同様に，リセット書き込みの後に，スキャン電極を順次選択しながら各スキャン期間内で中間階調の書き込みデータに対応した交流パルスを印加する書き込み方式である。よって，１回のフレーム期間で中間階調の書き込みを行うことができる。ただし，各スキャン期間内では中間階調の書き込みデータに対応したパルス幅の交流パルスが印加され，図２０，２１のように各スキャン期間内で複数回の交流パルスを印加するものではなく，１つの交流パルスを印加し，その交流パルスのパルス幅が書き込みデータに対応する。

図２２の例では，スキャン電極ｎ−１，ｎ，ｎ＋１の各スキャン期間が前半ｔ１と後半ｔ２で構成され，前半ｔ１，後半ｔ２それぞれが４分割されている。選択スキャンパルスＶｓｓ，非選択スキャンパルスＶｓｎ，パルス制御信号ＦＲに示されるとおり，各スキャン期間ｎ−１，ｎ，ｎ＋１において，前半ｔ１と後半ｔ２とで１つの交流パルスが印加される。ただし，各スキャン期間の前半ｔ１，後半ｔ２それぞれが４分割され，データＯＮの期間が１：２：３：４のいずれかに制御される。

図２２では，スキャン電極ｎ−１では，データＯＦＦとデータＯＮの期間が３：１になっていて，前半ｔ１の最後の１／４期間と後半ｔ２の最初の１／４期間でデータパルスＶｄがデータＯＮに対応する２０Ｖ，０Ｖになり，それ以外の期間でデータＯＦＦに対応する１０Ｖになっている。その結果，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓは，前半ｔ１で＋１０Ｖ，＋２０Ｖとなり，後半ｔ２で−２０Ｖ，−１０Ｖとなっている。また，非選択スキャン電極の画素電圧Ｖｐｎは，前半ｔ１で−５Ｖ，＋５Ｖ，後半ｔ２でも−５Ｖ，＋５Ｖになっている。

スキャン電極ｎでは，データＯＦＦとデータＯＮの期間が１：１になっていて，前半ｔ１の最後の１／２期間と後半ｔ２の最初の１／２期間でデータパルスＶｄがデータＯＮに対応する２０Ｖ，０Ｖになり，それ以外の期間でデータＯＦＦに対応する１０Ｖになっている。その結果，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓと非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは，期間の違いはあるが，スキャン電極ｎ−１の場合と同じである。

スキャン電極ｎ＋１では，全ての期間でデータＯＮになっている。よって，前半ｔ１と後半ｔ２でデータパルスＶｄがデータＯＮに対応する２０Ｖ，０Ｖになり，その結果，選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｓは，前半ｔ１で＋２０Ｖとなり，後半ｔ２で−２０Ｖとなり，また，非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎは，前半ｔ１で＋５Ｖ，後半ｔ２で−５Ｖになっている。なお，一点鎖線はデータＯＦＦとＯＮが１：１の例である。

上記のとおり，パルス幅変調駆動方式では，各スキャン期間内で１つの交流パルスを印加し，その交流パルスのパルス幅を書き込みデータに対応した幅にしている。よって，パルス幅変調駆動方式に本実施の形態を適用すると，図２２に記載されるとおり，スキャン期間ｎ−１，ｎ，ｎ＋１の境界で直前のデータＯＮ／ＯＦＦと直後のデータＯＮ／ＯＦＦとを比較して，データ変更数が少なければパルス制御信号ＦＲの位相を反転させ，データ変更数が多ければパルス制御信号ＦＲの位相を非反転させることで，非選択スキャン電極の画素における消費電力を抑制することができる。

図２２の例で説明すると，スキャン期間ｎ−１とｎとの間では，データＯＦＦからデータＯＦＦになっているので，パルス制御信号ＦＲは位相を反転させたほうが，非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎの極性反転が生じないので低消費電力化できる。なお，図２２ではＦＲの位相は反転させていない。一方，スキャン期間ｎとｎ＋１との間では，データＯＦＦからデータＯＮになっているので，パルス制御信号ＦＲは位相を非反転させたほうが，非選択スキャン電極の交流画素パルスＶｐｎの極性反転が生じないので低消費電力化できる。図２２ではＦＲの位相を反転させていないので，交流画素パルスＶｐｎの極性反転は生じていない。

以上まとめると，リセット書き込み駆動のように，スキャン電極を順次選択し各スキャン期間でデータＯＮまたはデータＯＦＦの交流パルスを印加する駆動方式では，データパターンに対応する交流パルスの印加期間のたびに，つまりスキャン期間のたびに，データの変更数と非変更数とを比較し，表１に基づいてパルス制御信号ＦＲの位相を反転するか非反転するかを制御する。

重ね合わせ駆動方式では，複数フレームで中間階調の書き込みを行う場合は，上記のリセット書き込み駆動と同様に交流パルスが印加されるスキャン期間ごとに，表１に基づいてパルス制御信号ＦＲの位相を反転するか非反転するかを制御する。また，フレーム間でも同様にＦＲの制御をする。

重ね合わせ駆動方式でも，スキャン期間内で複数の交流パルスを印加して中間階調の書き込みを行う場合は，交流パルスが印加される期間ごとに，表１に基づいてＦＲの位相の反転／非反転の制御を行う。

そして，パルス幅変調駆動方式では，スキャン期間内で１回の交流パルスが印加されるので，スキャン期間ごとに，直前のデータと直後のデータとに対応して表１に基づいてＦＲの位相の反転／非反転の制御を行う。もし，パルス幅変調駆動方式でも，スキャン期間内で複数回の交流パルスが印加される場合は，交流パルスの印加期間ごとに直前のデータと直後のデータとに対応して表１に基づきＦＲの位相の反転／非反転の制御を行う。

図２３は，本実施の形態のパルス制御信号ＦＲの制御を行った場合の消費電力低減効果を示す図である。横軸にデータＯＮ，ＯＦＦが変化する空間周波数を，縦軸にパネルの消費電力相対値を示す。従来例のように，パルス制御信号ＦＲの位相を常に反転制御させた場合，ベタ表示に比較して千鳥格子表示は消費電力が上昇する。しかし，本発明のように，パルス制御信号ＦＲの位相をデータパターンに応じて反転または非反転制御させた場合，千鳥格子表示でもベタ表示と同等の消費電力にすることができる。

本発明によれば，電子ペーパーなどの応用が期待されるコレステリック液晶を利用した液晶表示パネル装置の消費電力を低減することができる。

Claims

第１の方向に延びる複数のスキャン電極が形成された第１の基板と,前記第１の方向と異なる第２の方向に延びる複数のデータ電極が形成された第２の基板と,前記第１,第２の基板の間に形成された液晶層とを有する液晶表示パネルと,
前記複数のスキャン電極に選択,非選択スキャン電極に応じて異なる電圧レベルの組合せからなるスキャンパルスを印加するスキャン電極駆動回路と,
前記複数のデータ電極に書き込みデータに応じて異なる電圧レベルの組合せからなるデータパルスを前記スキャンパルスに対応して印加するデータ電極駆動回路と,
前記スキャンパルスとデータパルスの電圧レベルを制御するパルス制御信号を前記スキャン電極駆動回路とデータ電極駆動回路とに供給する駆動制御回路とを有し,
前記スキャン電極駆動回路及びデータ電極駆動回路は,前記スキャンパルス及びデータパルスを前記パルス制御信号に応じた電圧レベルに制御し,
前記駆動制御回路は,前記スキャンパルスの印加期間ごとに,前記書き込みデータの変更数と不変更数との関係に応じて,前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させることを特徴とする表示装置。
請求項１において,
前記スキャン電極とデータ電極との交差位置に画素が形成され,前記画素には,前記データパルスとスキャンパルスとの電圧差の電圧を有する交流画素パルスが印加され,
選択スキャン電極とデータ電極との交差位置の画素の第１の交流画素パルス及び非選択スキャン電極とデータオンのデータ電極との交差位置の画素の第２の交流画素パルスと,非選択スキャン電極とデータオフのデータ電極との交差位置の画素の第３の交流画素パルスとが,位相が反転状態にあり,
前記駆動制御回路は,前記書き込みデータの不変更数が変更数より多い場合に,前記パルス制御信号の位相を反転制御し,前記書き込みデータの不変更数が変更数より少ない場合に,前記パルス制御信号の位相を非反転制御することを特徴とする表示装置。
請求項２において,
前記スキャン電極駆動回路及びデータ電極駆動回路は,４値出力の液晶ドライバを用いていることを特徴とする表示装置。
請求項１において,
前記スキャン電極駆動回路は,前記複数のスキャン電極を順次選択し,当該選択スキャン電極には選択スキャン電極用のスキャンパルスを印加し,前記選択スキャン電極以外の非選択スキャン電極には非選択スキャン用のスキャンパルスを印加し,
前記データ電極駆動回路は,前記スキャン電極が選択されている期間に,当該選択スキャン電極の画素への書き込みデータに応じたデータパルスを前記複数のデータ電極に印加することを特徴とする表示装置。
請求項１において,
前記スキャン電極駆動回路は,前記複数のスキャン電極を順次選択し,当該選択スキャン電極には選択スキャン電極用のスキャンパルスを印加し,前記選択スキャン電極以外の非選択スキャン電極には非選択スキャン用のスキャンパルスを印加し,
前記データ電極駆動回路は,前記スキャン電極が選択されているスキャン期間に,当該選択スキャン電極の画素への書き込みデータに応じたデータパルスを前記複数のデータ電極に印加し,
さらに,前記データ電極駆動回路は,複数のフレーム期間で複数ビットの書き込みデータに対応するデータパルスを印加し,
前記駆動制御回路は,第１のフレーム期間の最後のスキャンパルス印加期間から前記第１のフレーム期間に続く第２のフレーム期間の最初のスキャンパルス印加期間に移行する時に,前記書き込みデータの変更数と不変更数との関係に応じて,前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させることを特徴とする表示装置。
請求項１において,
前記スキャン電極駆動回路は,前記複数のスキャン電極を順次選択し,前記スキャン電極が選択されているスキャン期間に,前記選択スキャン電極には選択スキャン電極用のスキャンパルスを複数回印加し,前記選択スキャン電極以外の非選択スキャン電極には非選択スキャン用のスキャンパルスを複数回印加し,
前記データ電極駆動回路は,前記スキャン期間に,当該選択スキャン電極の画素への複数ビットの書き込みデータに応じた複数のデータパルスを前記複数のデータ電極に印加し,
前記駆動制御回路は,前記スキャン期間内の前記スキャンパルスの印加期間毎に,前記書き込みデータの変更数と不変更数との関係に応じて,前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させると共に,スキャン期間が次のスキャン期間に移行する時も,前記書き込みデータの変更数と不変更数との関係に応じて,前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させることを特徴とする表示装置。
請求項１において,
前記スキャン電極駆動回路は,前記複数のスキャン電極を順次選択し,前記スキャン電極が選択されているスキャン期間に,前記選択スキャン電極には選択スキャン電極用のスキャンパルスを印加し,前記選択スキャン電極以外の非選択スキャン電極には非選択スキャン用のスキャンパルスを印加し,
前記データ電極駆動回路は,前記スキャン期間に,当該選択スキャン電極の画素への複数ビットの書き込みデータに応じたパルス幅のデータパルスを前記複数のデータ電極に印加し,
前記駆動制御回路は,前記スキャン期間内の前記スキャンパルスの印加期間毎に,前記書き込みデータの変更数と不変更数との関係に応じて,前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させることを特徴とする表示装置。
請求項２において,
前記第１の交流画素パルスの波高値をＶ１,前記第２及び第３の交流画素パルスの波高値をＶ２とした場合に,
前記液晶表示パネルは選択スキャン電極の本数の略(Ｖ１/Ｖ２)^２倍より非選択スキャン電極の本数が多いことを特徴とする表示装置。
第１の方向に延びる複数のスキャン電極が形成された第１の基板と,前記第１の方向と異なる第２の方向に延びる複数のデータ電極が形成された第２の基板と,前記第１,第２の基板の間に形成された液晶層とを有する液晶表示パネルと,
前記複数のスキャン電極に選択,非選択スキャン電極に応じて異なる電圧レベルの組合せからなるスキャンパルスを印加するスキャン電極駆動回路と,
前記複数のデータ電極に書き込みデータに応じて異なる電圧レベルの組合せからなるデータパルスを前記スキャンパルスに対応して印加するデータ電極駆動回路と,
前記スキャンパルスとデータパルスの電圧レベルを制御するパルス制御信号を前記スキャン電極駆動回路とデータ電極駆動回路とに供給する駆動制御回路とを有し,
前記スキャン電極駆動回路及びデータ電極駆動回路は,前記スキャンパルス及びデータパルスを前記パルス制御信号に応じた電圧レベルに制御し,
前記駆動制御回路は,前記スキャン電極のスキャン期間ごとに,前記書き込みデータの変更数と不変更数との比較結果に応じて,前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させることを特徴とする表示装置。
請求項９において,
前記駆動制御回路は,更に,前記スキャンパルスの印加期間ごとに,前記書き込みデータの変更数と不変更数との比較結果に応じて,前記パルス制御信号の位相を反転または非反転させることを特徴とする表示装置。