JP5437737B2 - Bistable liquid crystal display panel and driving method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、双安定液晶表示パネル及びその駆動方法に関し、特に双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル及びその駆動方法に関する。 The present invention relates to a bistable liquid crystal display panel and a driving method thereof, and more particularly to a bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel and a driving method thereof.
現在製造されている液晶ディスプレイのほとんどは単安定タイプである。単安定タイプでは、液晶を狭持する電極に電気信号を与えて何らかの表示をさせた後、その電気信号を切ると液晶は特定の状態に戻り、表示は消える。一方双安定の液晶は、電気信号が切れた状態で2種類の安定状態を有し、表示は消えない。また、その2種類の安定状態は適当な電気信号を加える事によってスイッチングする事ができる。 Most liquid crystal displays currently manufactured are monostable. In the monostable type, after an electric signal is applied to the electrode holding the liquid crystal to display something, when the electric signal is turned off, the liquid crystal returns to a specific state and the display disappears. On the other hand, the bistable liquid crystal has two kinds of stable states when the electric signal is cut off, and the display does not disappear. The two stable states can be switched by applying an appropriate electrical signal.
2種類の安定状態は、それぞれ光の透過状態が異なるので偏光素子と組み合わせて画像を表示する事ができる。また、特定の電気信号を加える事によって画像を変更することもできる。その表示画像は電気信号を切っても安定状態にあるので、画像を記憶することが出来る。そのため、双安定の液晶ディスプレイは多くの用途に応用することができ、有益である。さらに、表示画像を維持するのに電力が不要である。その結果、携帯デバイスの消費電力を抑えるのにも有効である。 Since the two kinds of stable states have different light transmission states, an image can be displayed in combination with a polarizing element. It is also possible to change the image by adding a specific electrical signal. Since the display image is in a stable state even when the electric signal is turned off, the image can be stored. Therefore, the bistable liquid crystal display can be applied to many uses and is beneficial. Furthermore, no power is required to maintain the display image. As a result, it is also effective in reducing the power consumption of the portable device.
そのような2種類の安定状態を持つ双安定液晶パネルがBiNem(登録商標)と呼ばれるスクリーンとして提唱されている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1において、記憶された表示を変更するときの電気信号の加え方についても提唱されている。
A bistable liquid crystal panel having such two kinds of stable states has been proposed as a screen called BiNem (registered trademark) (see, for example, Patent Document 1).
本発明が解決しようとする課題は、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法及び駆動デバイスにおいて、極低温での書き換えを可能にすることである。 The problem to be solved by the present invention is to enable rewriting at a very low temperature in a driving method and a driving device of a bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel.
現在、市販されている一般的なSTN液晶を通常駆動するための(SA駆動方式ではない)ドライバでは、ICの耐圧が40Vのものが一般的で液晶に印加できる最大電圧も40Vとなる。前述したように双安定液晶パネルの書き換えではネマチック液晶の分子の配向の安定状態を一度破壊する必要があるが、低温になると破壊するための電圧が上がり40Vを超えてしまう。 At present, commercially available general STN liquid crystal drivers (not the SA drive system) for driving normally have an IC withstand voltage of 40V, and the maximum voltage that can be applied to the liquid crystal is 40V. As described above, in the rewriting of the bistable liquid crystal panel, it is necessary to destroy the stable state of the alignment of the nematic liquid crystal molecules. However, when the temperature becomes low, the voltage for destruction increases and exceeds 40V.
図5に双安定液晶表示パネルを駆動するための波形の各パラメータの温度特性を示す。 FIG. 5 shows the temperature characteristics of each parameter of the waveform for driving the bistable liquid crystal display panel.
低温になるに従って、V0電圧も上がりパルス幅も5度くらいから急激に広がる。V0電圧が上限に達した後はパルス幅を大きくする必要があるが、パルス幅が大きくなると誘電緩和現象によって液晶層に加わる電圧が時間とともに下がり、配向の安定状態を一度破壊することが出来なくなる。従って、従来の駆動波形では−5度程度で書き換えが出来なくなる。 As the temperature gets lower, the V0 voltage rises and the pulse width spreads rapidly from about 5 degrees. After the V0 voltage reaches the upper limit, it is necessary to increase the pulse width. However, when the pulse width increases, the voltage applied to the liquid crystal layer decreases with time due to the dielectric relaxation phenomenon, and the stable alignment state cannot be once destroyed. . Therefore, the conventional drive waveform cannot be rewritten at about -5 degrees.
上記課題を解決するために、書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを加えることにより低温時でも書き換えが出来るようにした。 In order to solve the above-described problem, rewriting can be performed even at a low temperature by applying an AC voltage pulse for excitation immediately before the write pulse.
構成としては、コモンライン及びセグメントラインを有する双安定液晶表示パネルと、コモンラインを駆動するコモン駆動部と、セグメントラインを駆動するセグメント駆動部と、駆動電位を生成する電源回路と、コモン駆動部とセグメント駆動部と電源回路を制御する制御回路からなる。 The configuration includes a bistable liquid crystal display panel having a common line and a segment line, a common drive unit that drives the common line, a segment drive unit that drives the segment line, a power supply circuit that generates a drive potential, and a common drive unit And a segment drive unit and a control circuit for controlling the power supply circuit.
第1の発明は、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルまたは、その駆動方法において、書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを印加すること。 According to a first aspect of the present invention, in the bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel or a driving method thereof, an excitation AC voltage pulse is applied immediately before a write pulse.
第2の発明は、上記第1の発明において、温度センサからの温度情報を元にして、励起用の交流電圧パルスを書き込みパルスの直前に印加するモードと、書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを印加しないモードとを切り替えること。 According to a second aspect, in the first aspect, a mode in which an excitation AC voltage pulse is applied immediately before the write pulse based on temperature information from the temperature sensor, and an excitation AC immediately before the write pulse. Switching to a mode in which no voltage pulse is applied.
第3の発明は、上記第2の発明において、モードの切り替えは、−20度〜0度の範囲内の予め設定した温度に達した時に切り替わること。 In a third aspect based on the second aspect, the mode is switched when the temperature reaches a preset temperature within a range of −20 degrees to 0 degrees.
第4の発明は、上記第1〜3のいずれか1つに記載の発明において、温度センサからの温度情報を元にして、励起用の交流電圧パルスを書き込みパルスの直前に印加する期間及び交流電圧パルスの電圧の少なくとも1要素を決定すること。 According to a fourth invention, in the invention described in any one of the first to third inventions, a period for applying an AC voltage pulse for excitation immediately before the write pulse and an AC based on temperature information from the temperature sensor Determining at least one element of the voltage of the voltage pulse;
第5の発明は、上記第4の発明において、温度情報に応じて交流電圧パルスの印加する期間または交流電圧パルスの電圧の少なくとも1要素を予め設定した参照テーブルから決定すること。 According to a fifth aspect, in the fourth aspect, at least one element of the period during which the alternating voltage pulse is applied or the voltage of the alternating voltage pulse is determined according to the temperature information from a preset reference table.
第6の発明は、上記第5の発明において、参照テーブルは、測定する温度が低くなるにつれ交流電圧パルスの印加する期間が長くなるよう特長付けられていること。 In a sixth aspect based on the fifth aspect, the reference table is characterized in that the period during which the AC voltage pulse is applied becomes longer as the temperature to be measured becomes lower.
第7の発明は、上記第1〜6のいずれか1つに記載の発明において、交流電圧パルスのパルス幅は書き込みパルスのパルス幅よりも小さいこと。 According to a seventh invention, in the invention according to any one of the first to sixth inventions, the pulse width of the AC voltage pulse is smaller than the pulse width of the write pulse.
第8の発明は、上記第7の発明において、パルス幅は、温度センサからの温度情報を元にして決定されること。 In an eighth aspect based on the seventh aspect, the pulse width is determined based on temperature information from the temperature sensor.
第9の発明は、上記第1〜8のいずれか1つに記載の発明において、交流電圧パルスは矩形波であること。 According to a ninth aspect of the invention, in the invention according to any one of the first to eighth aspects, the AC voltage pulse is a rectangular wave.
第10の発明は、上記1〜9のいずれか1つに記載の発明において、交流電圧パルスの電圧は書き込みパルスの電圧以上であること。
A tenth aspect of the invention is the invention according to any one of the
本発明により、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法において、−20度での書き換えが可能になった。 According to the present invention, in a driving method of a bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel, rewriting at −20 degrees is possible.
本発明の双安定液晶表示パネルの極低温表示方法は、双安定液晶表示パネルの駆動デバイスのハードウエアを変更することなく駆動波形を変更することにより実施できるものである。 The cryogenic display method of the bistable liquid crystal display panel of the present invention can be implemented by changing the drive waveform without changing the hardware of the drive device of the bistable liquid crystal display panel.
実施例の説明をする前に、双安定液晶表示パネルの従来技術について説明を行なう。 Prior to describing the embodiments, the prior art of a bistable liquid crystal display panel will be described.
図1は、双安定液晶表示パネル10を表示制御するための一般的な機能ブロック図である。双安定液晶表示パネル10は、水平方向のコモンラインを駆動するコモン駆動部(COM−IC)11、垂直方向のセグメントラインを駆動するセグメント駆動部(SEG−IC)12、駆動電位(V0、V12、V34、V5、VCX)を生成する電源回路13、及びコモン駆動部11とセグメント駆動部12及び電源回路13を制御する制御回路(MPU)14から構成される駆動デバイスで駆動される。
FIG. 1 is a general functional block diagram for controlling the display of the bistable liquid
制御回路14がコモン駆動部11とセグメント駆動部12を制御するための信号と役割は、通常のSTN駆動ドライバ回路と同様である。コモン駆動部11に対しては、初期化信号RESETXがあり、スキャンタイミングを決めるCOM−Dataと書き込み用クロックのCLがあり、交流化信号FRCOMや表示消去のDispOffxがある。セグメント駆動部12に対しては、初期化信号RESETXがあり、表示画像データを与えるDIO(8)と書き込み用クロックXCKがあり、交流化信号FRSEGや表示消去のDispOffxがある。
Signals and roles for the
図2は、双安定ネマチック液晶の状態の切り替えであるスイッチングを説明する図で、双安定液晶表示パネル10のコモンとセグメントに特定の信号を印加して、ネマチック液晶分子のねじれ方向をツイスト状態(Twisted)とユニフォーム状態(Uniform)と呼ばれる2種類の状態に切り替える様子を示している。図2(a)はツイスト状態を生成させる場合における波形である。図2(b)はツイスト状態のイメージ図であり、ネマチック液晶の分子20がツイストしている。続いて、図2(c)はユニフォーム状態を生成させる場合における波形である。図2(d)はユニフォーム状態のイメージ図であり、ネマチック液晶の分子20が整列している、ユニフォームの状態であることがわかる。
FIG. 2 is a diagram for explaining switching, which is switching of the state of the bistable nematic liquid crystal. A specific signal is applied to the common and segment of the bistable liquid
なお、本願に添付する図面において、COMはコモン電極に印加されるコモン信号を、COM−Scanは選択時のコモン信号即ち選択信号を、COM−No Scanは非選択時のコモン信号即ち非選択信号を、SEGはセグメント電極に印加されるセグメント信号を、更に、COM−SEGはコモン・セグメント間電圧即ちコモン電極とセグメント電極で挟持された交点画素に印加される表示電圧を示す。そして、書込み信号は白書込み信号と黒書込み信号の2種類であり、また表示信号は白表示電圧と黒表示電圧の2種類である。 In the drawings attached to the present application, COM is a common signal applied to the common electrode, COM-Scan is a common signal at the time of selection, that is, a selection signal, and COM-No Scan is a common signal at the time of non-selection, that is, a non-selection signal. SEG indicates a segment signal applied to the segment electrode, and COM-SEG indicates a common-segment voltage, that is, a display voltage applied to the intersection pixel sandwiched between the common electrode and the segment electrode. There are two types of write signals, a white write signal and a black write signal, and display signals are two types, a white display voltage and a black display voltage.
先ず、双安定液晶表示パネル10のコモン電極とセグメント電極の交点画素で白(White)を表示する場合について説明する。コモン端子に印加される選択信号の電圧波形は、図2の左側の最上段に示す如く、選択期間Tの最初の時間間隔aはレベル0、時間間隔bとcは負のレベル−V、続く時間間隔dとeは正のレベル+V、続く時間間隔fは正のレベル+VCX、そして残りの時間間隔gはレベル0となる波形である。
First, the case where white is displayed by the intersection pixel of the common electrode and the segment electrode of the bistable liquid
セグメント端子に印加される白書込み信号の電圧波形は、図2の左側の2段目に示す如く、選択期間Tの最初の時間間隔aからeはレベル0、続く時間間隔fは負のレベル−v、そして残りの時間間隔gはレベル0となる波形である。
The voltage waveform of the white write signal applied to the segment terminal is as shown in the second stage on the left side of FIG. 2. The first time interval a to e of the selection period T is
上述の如く時間と共に変移する選択信号と白書込み信号が印加されると、コモン端子とセグメント端子の間の差の電圧である白表示電圧の波形は、時間と共に変移する波形となる。即ち、図2の左側の3段目に示す如く、白表示電圧波形は、選択期間Tの最初の時間間隔aはレベル0、続く時間間隔bとcは負のレベル−V、続く時間間隔dからeは正のレベル+V、そして残りの時間間隔gはレベル0となる波形である。このように、白表示電圧の波形は、負のレベル−Vボルトと正のレベル+Vの間で電圧遷移を行うものである。 このような波形の白表示電圧をネマチック液晶に印加するのは、まず負のレベル−Vの電圧でネマチック液晶の分子の配向の安定状態を破壊し、ネマチック液晶の分子を縦方向に吊り上げ(図2の左側の最下段の左方の模式図)、その後に正のレベル+Vの電圧をレベル0の電圧へと開放してネマチック液晶の分子を配向方向へ寝かし(図2の左側の最下段の右方の模式図)、ツイスト状態(Twisted)にするためである。このようにして、図2の左側の三段目に示す波形の白表示電圧が印加された双安定液晶表示パネル10の交点画素は白を表示する。
When the selection signal that changes with time and the white writing signal are applied as described above, the waveform of the white display voltage, which is the difference voltage between the common terminal and the segment terminal, becomes a waveform that changes with time. That is, as shown in the third stage on the left side of FIG. 2, the white display voltage waveform has a
次に、双安定液晶表示パネル10のコモン電極とセグメント電極の交点画素で黒を表示する場合について説明する。コモン端子に印加される選択信号の電圧波形は、図2の左側最上段の波形と同じである。
Next, a case where black is displayed by the intersection pixel of the common electrode and the segment electrode of the bistable liquid
黒書込み信号の電圧波形は、図2の右側の2段目に示す如く、選択期間Tの最初の時間間隔aからcはレベル0、続く時間間隔dは負のレベル−v、そして残りの時間間隔eからgはレベル0となる波形である。
As shown in the second stage on the right side of FIG. 2, the voltage waveform of the black writing signal is the
上述の如く時間と共に変移する選択信号と黒書込み信号が印加されると、コモン端子とセグメント端子の間の差の電圧である黒表示電圧の波形は、時間と共に変移する波形となる。即ち、図2の右側の3段目に示す如く、黒表示電圧の波形は、選択期間Tの最初の時間間隔aはレベル0、続く時間間隔bとcは負のレベル−V、続く時間間隔dは正のレベル+(V+v)、続く時間間隔eは正のレベル+V、続く時間間隔fは正のレベル+V−v、そして残りの時間間隔gはレベル0となる波形である。このように、黒表示電圧は、−Vと+(V+v)の間で電圧遷移を行うものである。
As described above, when the selection signal that changes with time and the black writing signal are applied, the waveform of the black display voltage, which is the difference voltage between the common terminal and the segment terminal, becomes a waveform that changes with time. That is, as shown in the third stage on the right side of FIG. 2, the waveform of the black display voltage is such that the first time interval a of the selection period T is
このような波形の黒表示電圧をネマチック液晶に印加するのは、まず負のレベル−Vでネマチック液晶の分子の配向の安定状態を破壊し、ネマチック液晶の分子を縦方向に吊り上げ(図2の右側の最下段の左方の模式図)、その後に正のレベル+(V+v)を正のレベル+Vに、正のレベル+Vを正のレベル+V−vに、最後に正のレベル+V−vをレベル0へと順に段階的に低下させてネマチック液晶の分子をほぼ平行に配向し(図2の右側の最下段の右方の模式図)、ユニフォーム状態(Uniform)とするためである。このようにして、図2の右側の三段目に示す黒表示電圧が印加された双安定液晶表示パネル10の交点画素は、黒を表示する。
The black display voltage having such a waveform is applied to the nematic liquid crystal by first destroying the stable state of the alignment of the nematic liquid crystal molecules at the negative level −V and lifting the nematic liquid crystal molecules vertically (see FIG. 2). Schematic diagram on the left of the lowermost stage on the right), then positive level + (V + v) to positive level + V, positive level + V to positive level + V-v, and finally positive level + V-v This is because the molecules of the nematic liquid crystal are oriented in a substantially parallel manner in order to level 0 (the schematic diagram on the right side at the bottom of the right side of FIG. 2), and a uniform state (Uniform) is obtained. In this way, the intersection pixel of the bistable liquid
図3は、双安定液晶表示パネル10のコモン端子とセグメント端子に印加される電圧波形の例を示す図であり、その左側にはn行目のコモン端子COM[n]、(n+1)行目のコモン端子COM[n+1]及び(n+2)行目のコモン端子COM[n+2]の連続する3行と、これらと交差する3列のセグメント端子、即ちm列目のセグメント端子SEG[m]、(m+1)列目のセグメント端子SEG[m+1]及び(m+2)列目のセグメント端子SEG[m+2]とからなる双安定液晶表示パネル10の一部が模式的に示されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of voltage waveforms applied to the common terminal and the segment terminal of the bistable liquid
また、図4には、双安定液晶表示パネル10の図4(a)のコモン端子COM[n]、図4(b)のCOM[n+1]及び図4(c)のCOM[n+2]とこれらと交差するm列目のセグメント端子SEG[m](図4(d)参照。)に印加される電圧波形を時間の経過に従って示されている。なお、破線の円で囲った部分は、選択信号の電圧波形を示す。
4 shows the common terminal COM [n] of FIG. 4A of the bistable liquid
選択(Scan)時にコモン端子に印加される選択信号の電圧波形は、図4(a)〜図4(c)に示す如くで、選択期間Tの最初の時間間隔aはレベル0、続く時間間隔bは正のレベル+V2、続く時間間隔cとdは正のレベル+V3、そして残りの時間間隔eとfはレベル0となる波形である。但し、V3>V2である。
The voltage waveform of the selection signal applied to the common terminal at the time of selection (Scan) is as shown in FIGS. 4A to 4C. The first time interval a of the selection period T is
非選択時にコモン端子に印加される非選択信号の電圧波形は、図4(a)〜図4(c)に示す如く、選択期間Tの最初の時間間隔aはレベル0、続く時間間隔bからdは正のレベル+V2、そして残りの時間間隔eとfはレベル0となる波形である。
As shown in FIGS. 4A to 4C, the voltage waveform of the non-selection signal applied to the common terminal at the time of non-selection is such that the first time interval a of the selection period T is
コモン端子に印加される信号の電圧波形は、図2と図4では大きく異なっている。即ち、図2に示す選択信号の電圧波形は、正負に大きく変移する電圧波形であるのに対して、図4に示す選択信号の電圧波形は正側のみにおいて大きく変移する波形である。なお、図2には非選択信号は示されていないが、図4に示す非選択信号も正側のみにおいて大きく変移する波形である。 The voltage waveform of the signal applied to the common terminal is greatly different between FIG. 2 and FIG. That is, the voltage waveform of the selection signal shown in FIG. 2 is a voltage waveform that changes greatly between positive and negative, whereas the voltage waveform of the selection signal shown in FIG. 4 is a waveform that changes greatly only on the positive side. Although the non-select signal is not shown in FIG. 2, the non-select signal shown in FIG. 4 also has a waveform that changes greatly only on the positive side.
n行目のコモン端子COM[n]には、図4(a)に示す如く、スキャン時間区間t1において選択信号が、スキャン時間区間t2とt3において非選択信号がそれぞれ印加されている。続くn+1行目のコモン端子COM[n+1]には、図4(b)に示す如く、スキャン時間区間t1において非選択信号が、スキャン時間区間t2において選択信号が、更にスキャン時間区間t3において非選択信号がそれぞれ印加されている。更にそれに続くn+2行目のコモン端子COM[n+2]には、図4(c)に示す如くスキャン時間区間t1とt2において非選択信号が、スキャン時間区間t3において選択信号がそれぞれ印加されている。 As shown in FIG. 4A, a selection signal is applied to the n-th common terminal COM [n] in the scan time interval t1, and a non-selection signal is applied in the scan time intervals t2 and t3. As shown in FIG. 4B, the non-selection signal is supplied to the common terminal COM [n + 1] in the subsequent (n + 1) th row, the selection signal in the scan time interval t2, the non-selection signal in the scan time interval t2, and the non-selection in the scan time interval t3. Each signal is applied. Further, the non-selection signal is applied to the subsequent common terminal COM [n + 2] in the (n + 2) th row, as shown in FIG. 4C, in the scan time intervals t1 and t2, and in the scan time interval t3.
セグメント端子に印加されるセグメント電圧、即ち、白書込み信号と黒書込み信号の電圧波形は、図4(d)に示す如くである。ここでは、スキャン時間区間t1において白書込み信号が、スキャン時間区間t2において黒書き込み信号が、そして、スキャン時間区間t3において白書き込み信号がそれぞれ印加されている。 The segment voltages applied to the segment terminals, that is, the voltage waveforms of the white write signal and the black write signal are as shown in FIG. Here, a white write signal is applied in the scan time interval t1, a black write signal is applied in the scan time interval t2, and a white write signal is applied in the scan time interval t3.
白書込み信号の電圧波形は、選択期間Tの最初の時間間隔aとbはレベル0、続く時間間隔cとdは正のレベル+V2、続く時間間隔eは正のレベル+V1、そして残りの時間間隔fはレベル0となる波形である。
The voltage waveform of the white write signal is as follows: the first time intervals a and b of the selection period T are
また、黒書込み信号の電圧波形は、選択期間Tの最初の時間間隔aとbはレベル0、続く時間間隔cは正のレベル+V1、続く時間間隔dとeは正のレベル+V2、そして残りの時間間隔fはレベル0となる波形である。
The voltage waveform of the black writing signal is such that the first time intervals a and b of the selection period T are
上述の如く、コモン端子に選択信号または非選択信号が、セグメント端子に白書込み信号または黒書込み信号が印加されると、コモン端子とセグメント端子間のコモン・セグメント間電圧、即ち白表示電圧と黒表示電圧は、図4(e)から図4(g)にそれぞれ示す如くとなる。 As described above, when a selection signal or non-selection signal is applied to the common terminal and a white write signal or black write signal is applied to the segment terminal, the common-segment voltage between the common terminal and the segment terminal, that is, the white display voltage and the black The display voltage is as shown in FIGS. 4 (e) to 4 (g).
即ち、n行目のコモン端子COM[n]とm列目のセグメント端子SEG[m]の交点画素には、図4(e)に示す如く、スキャン時間区間t1においては、選択期間Tの最初の時間間隔aはレベル0、続く時間間隔bは正のレベル+V2、続く時間間隔cとdは負のレベル−V2、続く時間間隔eは負のレベル−V3、そして残りの時間間隔fの時間はレベル0となる波形の白表示電圧が印加されている。
That is, the intersection pixel of the common terminal COM [n] in the n-th row and the segment terminal SEG [m] in the m-th column has the first of the selection period T in the scan time interval t1, as shown in FIG. Time interval a is
スキャン時間区間t2においては、選択期間Tの最初の時間間隔aとbはレベル0、続く時間間隔cは負のレベル−V4、そして残りの時間間隔dからfはレベル0となる電圧波形の第1の寄生信号が印加されている。更に、スキャン時間区間t3においては、選択期間Tの最初の時間間隔aからdはレベル0、続く時間間隔eは負のレベル−V4、そして残りの時間間隔fはレベル0となる電圧波形の第2の寄生信号が印加されている。
In the scan time interval t2, the first time intervals a and b of the selection period T are
次に(n+1)行目のコモン端子COM[n+1]とm列目のセグメント端子SEG[m]の交点画素には、図4(f)に示す如く、スキャン時間区間t1においては第2の寄生信号が、スキャン時間区間t2においては黒表示電圧が、そしてスキャン時間区間t3においては第1の寄生信号がそれぞれ印加されている。黒表示電圧は、選択期間Tの最初の時間間隔aはレベル0、続く時間間隔bは正のレベル+V2、続く時間間隔cは負のレベル−V1、続く時間間隔dは負のレベル−V2、続く時間間隔eは負のレベル−V3、そして残りの時間間隔fの時間はレベル0となる波形の電圧である。
Next, an intersection pixel between the common terminal COM [n + 1] in the (n + 1) th row and the segment terminal SEG [m] in the m-th column has a second parasitic in the scan time interval t1, as shown in FIG. A black display voltage is applied to the signal during the scan time interval t2, and a first parasitic signal is applied during the scan time interval t3. The black display voltage is the
更に(n+2)行目のコモン端子COM[n+1]とm列目のセグメント端子SEG[m]の交点画素には、図4(g)に示す如く、スキャン時間区間t1においては第1の寄生信号が、スキャン時間区間t2においては第2の寄生信号が、そしてスキャン時間区間t3においては白表示電圧がそれぞれ印加されている。 Further, the intersection pixel of the (n + 2) th row common terminal COM [n + 1] and the mth column segment terminal SEG [m] has a first parasitic signal in the scan time interval t1, as shown in FIG. However, the second parasitic signal is applied during the scan time interval t2, and the white display voltage is applied during the scan time interval t3.
上述した如く、双安定液晶表示パネル10の表示は、選択信号の電圧波形を出力する1本のコモンと、全セグメントの信号状態によって1ライン分の白黒が決定し、1画面分の全コモンを順次スキャンする事により画面全体の表示が決定する。スキャンを行うのはその瞬間においては画面全体のうちの1本のコモンのみであり、残りの大多数のコモンは非選択信号の電圧波形を出力する。双安定液晶表示パネル10の充放電電荷量を考える時は、コモンの大多数が出力する非選択信号の電圧とセグメント端子に印加された白書込み信号または黒書込み信号の電圧の電位差に着目する必要がある。つまり、コモン端子とセグメント端子間のコモン・セグメント間電圧の波形における寄生信号が双安定液晶表示パネル10を駆動する上での充放電電荷量に大きく寄与し、消費電流の大きさに影響を与える。
As described above, the display of the bistable liquid
図5は、双安定液晶表示パネル10の特定の駆動モード(Mode−C)の波形を示している。双安定液晶表示パネル10に印加される4種類の波形は、図4(a)においてコモン端子に選択時に印加される選択信号、コモン端子に非選択時に印加される非選択信号、図4(b)においてセグメント端子に印加される白書込み信号、セグメント端子に印加される黒書込み信号である。これらの電圧波形は図4に示したものと同じである。また、前記電圧の差を取ったものが図4(c)のCOM-SEGの駆動電圧となる。
FIG. 5 shows a waveform of a specific drive mode (Mode-C) of the bistable liquid
また、図5には、コモン端子とセグメント端子の交点画素に印加された4種類の電圧、即ち白表示電圧、黒表示電圧、第1の寄生信号及び第2の寄生信号が示されている。これらの電圧波形は図4に示したものと同じである。 FIG. 5 shows four types of voltages applied to the intersection pixel of the common terminal and the segment terminal, that is, a white display voltage, a black display voltage, a first parasitic signal, and a second parasitic signal. These voltage waveforms are the same as those shown in FIG.
図5の下方に記した「1」と「0」の数字は、コモン端子に印加されるコモン電圧の波形とセグメント端子に印加されるセグメント電圧の波形の制御信号である。コモン電圧の波形はCCX、C−Data、FR、DispOffxの4つの信号で制御される。セグメント電圧の波形S−Data、FR、DispOffxの3つの信号で制御される。セグメント駆動デバイスとして、既に市販されている一般的なSTN液晶を通常駆動するための(SA駆動方式ではない)ドライバを用いた場合、図7に示すセグメント駆動ドライバ(SEG−Drv.)の入出力テーブルで出力電圧は3つの制御信号により制御されるので、図7に示すようなセグメント制御信号とセグメント電圧波形の対応が成立する。 The numbers “1” and “0” shown in the lower part of FIG. 5 are control signals for the waveform of the common voltage applied to the common terminal and the waveform of the segment voltage applied to the segment terminal. The waveform of the common voltage is controlled by four signals of CCX, C-Data, FR, and DispOffx. It is controlled by three signals of segment voltage waveforms S-Data, FR, and DispOffx. When a driver for driving normal STN liquid crystal that is already commercially available (not the SA drive system) is used as the segment drive device, the input / output of the segment drive driver (SEG-Drv.) Shown in FIG. Since the output voltage is controlled by three control signals in the table, the correspondence between the segment control signal and the segment voltage waveform as shown in FIG. 7 is established.
双安定液晶表示パネル10を駆動するコモン電圧の波形には、一般的なSTN液晶の通常駆動には存在しないVCXなる電位があるので、その電位を出力させるための制御信号をCCXとしている。図8に示すコモン駆動ドライバ(COM−Drv.)の入出力テーブルで駆動モード(Mode−C)の欄に示すようにコモン出力を制御すれば、図5に示すようなコモン制御信号とコモン電圧波形の対応が成立する。
Since the waveform of the common voltage for driving the bistable liquid
このようにして双安定液晶表示パネル10に画像を書き込んだ後に、コモン電圧とセグメント電圧をGNDにして双安定液晶表示パネル10を無印加状態にしても書き込んだ表示画像は保持されている。すなわち画像書き込み後に電源を切っても双安定液晶表示パネル10の画像は表示されている。
After the image is written on the bistable liquid
書き込み時に電力は必要であるが、その後は無電力で表示できる。 Electric power is required at the time of writing, but after that, it can be displayed without power.
本発明に係る駆動方法が適用される駆動デバイス、即ち正極駆動または負極駆動のみで白黒を選択できる双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスは、従来のハードウエア構成は同じである。即ち、図1に示す如く、双安定液晶表示パネル10は、水平方向のコモンラインを駆動するコモン駆動部(COM−IC)11、垂直方向のセグメントラインを駆動するセグメント駆動部(SEG−IC)12、駆動電位(V0、V12、V34、V5、VCX)を生成する電源回路13、及びコモン駆動部11とセグメント駆動部12及び電源回路13を制御する制御回路(MPU)14から構成される駆動デバイスで駆動される。
The driving device to which the driving method according to the present invention is applied, that is, the driving device of a bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel capable of selecting black and white only by positive driving or negative driving, has the same conventional hardware configuration. That is, as shown in FIG. 1, the bistable liquid
制御回路14がコモン駆動部11とセグメント駆動部12を制御するための信号と役割は、通常のSTN駆動ドライバ回路と同様である。コモン駆動部11に対しては、初期化信号RESETXがあり、スキャンタイミングを決めるCOM−Dataと書き込み用クロックのCLがあり、交流化信号FRCOMや表示消去のDispOffxがある。セグメント駆動部12に対しては、初期化信号RESETXがあり、表示画像データを与えるDIO(8)と書き込み用クロックXCKがあり、交流化信号FRSEGや表示消去のDispOffxがある。電源回路13をコモン駆動部(COM−IC)11の中に取り込む事、さらにセグメント駆動部(SEG−IC)12をも取り込んで1つのICにする事は当然可能である。
Signals and roles for the
次に、図9から図11を参照しながら、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法を説明する。理解を容易にするために、本発明に係る双安定液晶表示パネルの駆動方法と従来の駆動方法と対比させて説明する。 Next, a driving method of the bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel will be described with reference to FIGS. In order to facilitate understanding, the driving method of the bistable liquid crystal display panel according to the present invention will be described in comparison with the conventional driving method.
図9は、正極駆動または負極駆動のみで白黒を選択できる双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの従来の駆動方法で低温に適した駆動モード(Mode−G)でドライバICの最大電圧のパルスが出せるように工夫したものである。図9の電圧波形は、上から順にセグメント端子に印加される白書込み信号23と黒書込み信号24、コモン端子に印加される選択信号25、非選択信号26、選択時のコモン・セグメント間電圧である黒表示電圧33と白表示電圧34、及び非選択時のコモン・セグメント間電圧である寄生信号40の電圧波形をそれぞれ示す。
FIG. 9 shows a conventional driving method of a bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel that can select black and white only by positive polarity driving or negative polarity driving, and a pulse of the maximum voltage of the driver IC in a driving mode (Mode-G) suitable for low temperature. It was devised so that it could be put out. The voltage waveforms in FIG. 9 are a
白書込み信号23の電圧波形は、図9(a)に示す如く、選択期間Tの最初の時間間隔aとbは正のレベル+V5、続く時間間隔cは正のレベル+V12、続く時間間隔dとeは正のレベル+V0、そして残りの時間間隔fは正のレベル+V5となる波形である。
As shown in FIG. 9A, the voltage waveform of the
黒書込み信号24の電圧波形は、図9(a)に示す如く、選択期間Tの最初の時間間
隔aとbは正のレベル+V5、続く時間間隔cとdは正のレベル+V0、続く時間間隔eは正のレベル+V12、そして残りの時間間隔fは正のレベル+V5となる波形である。
As shown in FIG. 9A, the voltage waveform of the
選択信号25の電圧波形は、図9(b)に示す如く、選択期間Tの最初の時間
間隔aは正のレベル+V5、続く時間間隔bは正のレベル+V0、続く時間間隔cとdは正のレベル+V5、続く時間間隔eは正のレベル+VCX、そして残りの時間間隔fは正のレベル+V5となる波形である。
As shown in FIG. 9B, the voltage waveform of the
非選択信号26の電圧波形は、図9(c)に示す如く、選択期間Tの最初の時
間間隔aとbは正のレベル+V5、続く時間間隔cからeは正のレベル+V0、そして残りの時間間隔fは正のレベル+V5となる波形である。
As shown in FIG. 9C, the voltage waveform of the
選択時にコモン端子とセグメント端子に上述の如き電圧が印加されると、コモン端子とセグメント端子間のコモン・セグメント間電圧は、図9(d)に示す如くとなる。なお、図9(d)において、消去パルス31は正のレベル+5の矩形波であり、これに続いて印加される消去パルスの直流分消去用パルス32は負のレベル−5の矩形波である。
When the voltage as described above is applied to the common terminal and the segment terminal at the time of selection, the common-segment voltage between the common terminal and the segment terminal becomes as shown in FIG. In FIG. 9D, the erasing
選択信号25と白書込み信号23がそれぞれ印加されたときの白表示電圧33は、選択期間Tの最初の時間間隔aはレベル0、続く時間間隔bは正のレベル+5、続く時間間隔cは負のレベル−4、続く時間間隔dは負のレベル−5、続く時間間隔eは負のレベル−3、そして残りの時間間隔fの時間は正のレベル0となる波形の電圧である。
When the
また、選択信号25と黒書込み信号24がそれぞれ印加されたときの白表示電圧34は
、選択期間Tの最初の時間間隔aはレベル0、続く時間間隔bは正のレベル+5、続く時間間隔cとdは負のレベル−5、続く時間間隔eは負のレベル−2、そして残りの時
間間隔fの時間はレベル0となる波形の電圧である。
The
非選択時にコモン端子とセグメント端子に上述の如き電圧が印加されると、コモン端子とセグメント端子間のコモン・セグメント間電圧は、図9(e)に示す如くとなる。なお、図9(e)において、消去パルス31は正のレベル+5の矩形波であり、これに続いて印加される消去パルスの直流分消去用パルス32は負のレベル−5の矩形波である。
When the voltage as described above is applied to the common terminal and the segment terminal when not selected, the common-segment voltage between the common terminal and the segment terminal is as shown in FIG. In FIG. 9 (e), the erasing
非選択信号26と白書込み信号23がそれぞれ印加されたときには、選択期間Tの最初の時間間隔aとbはレベル0、続く時間間隔cは正のレベル+1、そして残りの時間間隔eとfの時間はレベル0となる波形の電圧である。前述の正のレベル+1の矩形波パルスは寄生信号40である。
When the
非選択信号26と黒書込み信号24がそれぞれ印加されたときには、選択期間Tの最初の時間間隔aからdはレベル0、続く時間間隔eは正のレベル+1、そして残りの時間間隔fはレベル0となる波形の電圧である。前述の正のレベル+1の矩形波パルスは寄生信号40である。
When the
図10は、図9の従来の駆動モードで駆動されたときの双安定液晶表示パネルのコモン・セグメント間電圧の波形を示す図である。図10から明らかな如く、従来の駆動モードで駆動されたときには、一ライン選択期間内では、プラスパルスとマイナスパルスが一回ずつ印加されるだけである。 FIG. 10 is a diagram showing the waveform of the common-segment voltage of the bistable liquid crystal display panel when driven in the conventional drive mode of FIG. As is apparent from FIG. 10, when driven in the conventional drive mode, the plus pulse and the minus pulse are only applied once each within one line selection period.
(極低温で書き換える駆動方法)
次に、図9の従来の駆動モード(Mode−G)に交流電圧パルスを加えて極低温で書き換えられる駆動方法を、図10を参照して説明する。
(Driving method to rewrite at extremely low temperature)
Next, a driving method in which an AC voltage pulse is applied to the conventional driving mode (Mode-G) of FIG. 9 and rewritten at an extremely low temperature will be described with reference to FIG.
図11は、前述した従来の駆動モード(Mode−G)と同じ書き込みパルス33を用いその直前に正のレベル+5と負のレベル−5を繰り返す交流矩形波50を加えたものである。交流矩形波50は、図7と図8の真理値表に従って、図9の時間間隔bとdを用いることにより選択波形にだけ加え、非選択時には交流矩形波50が加わらないように出来る。
In FIG. 11, the
交流矩形波50の電圧値とパルス幅と回数は、温度により変化させる。本実施例では電圧値は書き込みパルスの最大の電圧値V0と同じにして、パルス幅と回数を変えた。
The voltage value, the pulse width, and the number of times of the AC
−20度では書き換えパルス33の幅は40mSで正のレベル+5で20mSと負のレベル−5で20mSを20回繰り返した交流矩形波50を加えることにより書き換えが出来た。
At -20 degrees, the width of the
また、書き換えの前におこなわれる全画面の消去は、全信号線を同時に変化させる図9の消去パルス31,32によっておこなわれるが、極低温になると消去しにくくなるので今回は交流矩形波50の回数分繰り返して消去するようにした。
Further, the entire screen erased before rewriting is performed by the erase
図12は、前述した従来の駆動モード(Mode−D)と同じ書き込みパルス33を用いその直前に正のレベル+5と負のレベル−5を繰り返す交流矩形波50を加えたものである。交流矩形波50は、図7と図8の真理値表に従って、図3の時間間隔bとdを用いることにより選択波形にだけ加え、非選択時には交流矩形波50が加わらないように出来る。
In FIG. 12, the
交流矩形波50の電圧値とパルス幅と回数は、温度により変化させる。本実施例では電圧値は書き込みパルスの最大の電圧値V0と同じにして、パルス幅と回数を変えた。
The voltage value, the pulse width, and the number of times of the AC
−15度では書き換えパルス33の幅は20mSで正のレベル+4で10mSと負のレベル−4で10mSを3回繰り返した交流矩形波50を加えることにより書き換えが出来た。
At -15 degrees, the width of the
また、書き換えの前におこなわれる全画面の消去は、全信号線を同時に変化させる図8の消去パルス31,32によっておこなわれるが、極低温になると消去しにくくなるので今回は交流矩形波50の回数分繰り返して消去するようにした。
In addition, the entire screen erased before rewriting is performed by the erase
また、異なる駆動モードの書き込み波形であっても、直前に励起用の交流電圧パルスを加えることにより低温時でも書き換えが出来ることは言うまでもない。 Needless to say, even in the case of writing waveforms in different drive modes, rewriting can be performed even at low temperatures by applying an excitation AC voltage pulse immediately before.
また、直前に加える交流電圧パルスは矩形波以外でも可能であるが、波形の立下りが急峻であることが望ましく、書き込みパルス33の幅よりも短いことが望ましい。
Further, the AC voltage pulse applied immediately before can be other than a rectangular wave, but it is desirable that the waveform falls steeply and is shorter than the width of the
本発明により、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動方法において、極低温で画面書き換えが実現できた。また、本発明により、双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル駆動デバイスにおいて、従来の双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスを大幅に変更することなく、極低温の環境で書き換えが可能な双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネルの駆動デバイスを提供することができた。 According to the present invention, in a driving method of a bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel, screen rewriting can be realized at an extremely low temperature. Further, according to the present invention, the bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel driving device can be rewritten in a cryogenic environment without drastically changing the driving device of the conventional bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel. A driving device for a bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel could be provided.
10 双安定液晶表示パネル
11 コモン駆動部(COM−IC)
12 セグメント駆動部(SEG−IC)
13 電源回路
14 制御回路(MPU)
20 ネマチック液晶の分子
21 全コモン印加信号
22 全セグメント印加信号
23 白書込み信号
24 黒書込み信号
25 選択信号
26 非選択信号
31 コモン・セグメント間電圧波形
32 コモン・セグメント間電圧波形
33 黒表示電圧信号
34 白表示電圧信号
40 寄生信号
50 交流矩形波
COM コモン信号
COM−Scan 選択信号
COM−No Scan 非選択信号
SEG セグメント信号
COM−SEG コモン・セグメント間電圧または表示電圧
10 Bistable liquid
12 segment drive unit (SEG-IC)
13
20 molecules of nematic
Claims (20)
前記コモンラインを駆動するコモン駆動部と、
前記セグメントラインを駆動するセグメント駆動部と、
駆動電位を生成する電源回路と、
前記コモン駆動部と前記セグメント駆動部と前記電源回路を制御する制御回路からなり、
前記コモン駆動部または前記セグメント駆動部から出力される書き込みパルスの直前に励起用の交流電圧パルスを印加する双安定ネマチックのドットマトリクス液晶表示パネル。 A bistable liquid crystal display panel having a common line and a segment line;
A common drive unit for driving the common line;
A segment driver for driving the segment line;
A power supply circuit for generating a driving potential;
The common drive unit, the segment drive unit, and a control circuit that controls the power supply circuit,
A bistable nematic dot matrix liquid crystal display panel in which an excitation AC voltage pulse is applied immediately before a write pulse output from the common drive unit or the segment drive unit.
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