WO2008041290A1 - Display element, electronic paper using the same, electronic terminal device using the same, display system using the same, and display element image processing method - Google Patents

Description

明 細 書

表示素子、それを備えた電子ペーパー、それを備えた電子端末機器及 びそれを備えた表示システム並びに表示素子の画像処理方法

技術分野

[0001] 本発明は、複数の表示部が積層された表示素子それを備えた電子ペーパー、それ を備えた電子端末機器及びそれを備えた表示システム並びに表示素子の画像処理 方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、各企業及び各大学等において、電子ペーパーの開発が盛んに進められて いる。電子ペーパーが期待されている応用市場として、電子書籍を筆頭に、モパイル 端末機器のサブディスプレイや ICカードの表示部等、多用な応用携帯機器が提案さ れている。電子ペーパーの有力な表示方式の 1つに、コレステリック相が形成される 液晶組成物（コレステリック液晶）を用いた表示素子がある。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)、鮮ゃカゝなカラー表示特性、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して ヽる。

[0003] 図 12は、コレステリック液晶を用いたフルカラー表示が可能な液晶表示素子 51の 断面構成を模式的に示している。液晶表示素子 51は、表示面力も順に、青色 (B)表 示部 46bと、緑色 (G)表示部 46gと、赤色 (R)表示部 46rとが積層された構造を有し ている。図示において、上方の基板 47b側が表示面であり、外光（実線矢印）は基板 47b上方力も表示面に向かって入射するようになっている。なお、基板 47b上方に観 測者の目及びその観察方向 (破線矢印）を模式的に示して 、る。

[0004] B表示部 46bは、一対の上下基板 47b、 49b間に封止された青色 (B)用液晶層 43 bと、 B用液晶層 43bに所定のパルス電圧を印加するパルス電圧源 41bとを有してい る。 G表示部 46gは、一対の上下基板 47g、 49g間に封止された緑色 (G)用液晶層 4 3gと、 G用液晶層 43gに所定のパルス電圧を印加するパルス電圧源 41gとを有して いる。 R表示部 46rは、一対の上下基板 47r、 49r間に封止された赤色 (R)用液晶層 43rと、 R用液晶層 43rに所定のパルス電圧を印加するパルス電圧源 41rとを有して 、る。 R表示部 46rの下基板 49r裏面には光吸収層 45が配置されて 、る。

[0005] 各 B、 G、 R用液晶層 43b、 43g、 43rに用いられているコレステリック液晶は、ネマテ イツク液晶にキラル性の添加剤 (カイラル材とも ヽぅ）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層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。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。

[0006] 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とができ、一且プレ ーナ状態又はフォーカルコニック状態になると、その後は無電界下においても安定し てその状態を保持する。

[0007] プレーナ状態は、上下基板 47、 49間に所定の高電圧を印加して液晶層 43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る。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 47、 49間に印加して液晶層 4 3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 オ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上下基板 47、 49間に印加して液晶層 43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。

[0008] このコレステリック液晶を用いた液晶表示素子の表示原理を B表示部 46bを例にと つて図 13を用いて説明する。図 13 (a)は、 B表示部 46bの B用液晶層 43bがプレー ナ状態におけるコレステリック液晶の液晶分子 33の配向状態を示している。図 13 (b )は、 B表示部 46bの B用液晶層 43b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 33の配向状態を示して 、る。

[0009] 図 13 (a)に示すように、プレーナ状態での液晶分子 33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 =η·ρで示される。 [0010] 従って、 B表示部 46bの B用液晶層 43bでプレーナ状態時に青色の光を選択的に 反射させるには、例えばえ =480nmと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。

[0011] 一方、図 13 (b)に示すように、フォーカルコニック状態での液晶分子 33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、 B用液晶層 43bに反射波長の選択性は失われ 、入射光の殆どが透過する。透過光は R表示部 46rの下基板 49r裏面に配置された 光吸収層 45で吸収されるので暗 (黒)表示が実現できる。

[0012] 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 33の配向状態で 光の反射透過を制御することができる。上記の B用液晶層 43bと同様にして、 G用液 晶層 43g及び R用液晶層 43rに、プレーナ状態時に緑又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止してフルカラー表示の液晶表示素子 51が 作製される。

[0013] 図 14は、各液晶層 43b、 43g、 43rのプレーナ状態での反射スペクトルの一例を示 している。横軸は、反射光の波長 (nm)を表し、縦軸は、反射率（白色板比；％)を表 して 、る。 B用液晶層 43bでの反射スペクトルは図中▲印を結ぶ曲線で示されて 、る 。同様に、 G用液晶層 43gでの反射スペクトルは國印を結ぶ曲線で示し、 R用液晶層 43rでの反射スペクトルは♦印を結ぶ曲線で示している。

[0014] 図 14に示すように、各液晶層 43b、 43g、 43rのプレーナ状態での反射スペクトル の中心波長は、 B、 G、 Rの順に長くなるので、コレステリック液晶の螺旋ピッチは、液 晶層 43b、 43g、 43rの順に長くなる。このため、液晶層 43b、 43g、 43rのコレステリ ック液晶のカイラル材の含有率は、液晶層 43b、 43g、 43rの順に低くする必要があ る。

[0015] 一般に、反射波長が短くなるほど、液晶分子を強く捻って螺旋ピッチを短くする必 要があるのでコレステリック液晶中のカイラル材の含有率は高くなる。また、一般に、 カイラル材の含有率が高くなるほど駆動電圧が高くなる傾向がある。また、反射帯域 幅 Δ λはコレステリック液晶の屈折率異方性 Δ ηが大きくなるに従って大きくなる。 特許文献 1：特開 2004 - 219715号公報

特許文献 2 :特開 2002— 139746号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0016] し力しながら、コレステリック液晶を用いた液晶表示素子は、静止画を長時間表示し ておくと、異なる画像に更新しても前の表示画像がうつすらと残ってしまう「焼付き」が 発生するという問題を有している。焼付きの原因として、水分、イオン性不純物又は 液晶と基板界面との相性などの様々な要因が推測されて 、る。焼付きを根治するた めには、材料の精製度や界面状態に非常に高い安定性が要求される。また、この焼 付きを防ぐために、タイマや光センサを液晶表示素子に具備させて、連続動作時間 の経過や液晶表示素子が暗い環境に置かれたことを検知することにより全画面をス タンバイ状態 (オフ表示）にして焼付きを防ぐ手法がある。しかし、これらの方法ではス タンバイ状態力 の復帰 (再表示）に時間がかかるため、急に表示画像を見る必要が ある時などに液晶表示素子の利便性が著しく低下するという問題がある。

[0017] 特許文献 1には、環境温度が高いほど焼付き現象が強く発生するため、温度セン サが所定以上の温度を検知したら、例えば全画面が真っ黒になる焼付き防止パター ンを表示して液晶をフォーカルコニック状態とすることにより、焼付きを防止する方法 が開示されている。しかし、表示画面に焼付き防止パターンを表示すると、それまで 表示されていた画像が一時消滅してしまう。このため、表示素子の利便性が著しく低 下してしまうという問題が生じる。

[0018] 特許文献 2には、 7セグメントのモノクロ表示において、コモン電極を各桁にて分割 することにより消費電力を低減させる方法が開示されている。また、特許文献 2には、 焼付き防止のために表示素子を初期化することが開示されている。しかし、特許文献 2は、 7セグメントのモノクロ表示のみを開示しており、カラー表示が可能なドットマトリ タス型の表示装置に関する発想はな 、。

[0019] 本発明の目的は、表示品位の優れた表示画像が得られ、利便性が向上する表示 素子、それを用いた電子ペーパー、それを用いた電子端末機器及びそれを用いた 表示システムを提供することにある。 さらに、本発明の目的は、表示品位の優れた表示画像が得られ、利便性が向上す る表示素子の画像処理方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0020] 上記目的は、複数の第 1画素を備えた第 1の表示部と、前記第 1の表示部と積層さ れ、前記複数の画素に対応配置された複数の第 2画素を備えた第 2の表示部と、複 数の画素を走査しながら既に書込まれた画像データを再び書込む再書込み処理を 前記第 1の表示部に対して開始してから前記第 2の表示部に対して前記再書込み処 理を開始するように制御する表示制御部とを有することを特徴とする表示素子達成さ れる。

[0021] 上記本発明の表示素子において、前記表示制御部は、ほぼ同一波形の電圧パル スが前記複数の第 1又は第 2画素に順次印加されるように制御して、前記第 1又は第 2の表示部に前記再書込み処理を施すことを特徴とする。

[0022] 上記本発明の表示素子において、光を反射する状態、透過する状態、又はそれら の中間的な状態をそれぞれ示して互いに異なる色の光を反射する前記第 1及び第 2 の表示部と共に積層され、前記複数の第 1及び第 2画素に対応配置された複数の第 3画素を備え、光を反射する状態、透過する状態、又はそれらの中間的な状態を示し 、前記第 1及び第 2の表示部で反射する光と異なる色の光を反射する第 3の表示部 をさらに有することを特徴とする。

[0023] 上記本発明の表示素子において、前記表示制御部は、前記第 1乃至第 3の表示部 のうちの表示画像の色調に最も近い色を反射する 1つを他とは独立したタイミングで 前記再書込み処理を開始するように制御することを特徴とする。

[0024] 上記本発明の表示素子において、前記再書込み処理の開始時期を検知する検知 部をさらに有することを特徴とする。

[0025] 上記本発明の表示素子において、前記検知部は、前記画素の焼付きを回避できる 時間間隔を計測するための計測部を有することを特徴とする。

[0026] 上記本発明の表示素子において、前記検知部は、外部環境の照度を検出する光 検出部を有することを特徴とする。

[0027] 上記本発明の表示素子において、前記表示制御部は、前記光検出部で検出され る前記照度が所定値より低くなつたら前記第 1の表示部の前記再書込み処理を開始 するように制御することを特徴とする。

[0028] 上記本発明の表示素子において、前記第 1乃至第 3の表示部は、メモリ性を有する ことを特徴とする。

[0029] 上記本発明の表示素子において、前記第 1乃至第 3の表示部は、対向配置された 一対の基板と、前記基板間に封止され、コレステリック相を形成する液晶とを有するこ とを特徴とする。

[0030] 上記本発明の表示素子にお!、て、前記表示制御部は、前記再書込み処理で、前 記画素の既表示状態を一時的に異なる表示状態とするリセット処理と、前記リセット 処理後に前記既表示状態と同じ表示状態となるように前記画素に画像データを書込 む書込み処理とを実行することを特徴とする。

[0031] 上記本発明の表示素子において、前記複数の第 1及び第 2画素のそれぞれは、セ グメント型表示方式の表示セグメントであることを特徴とする。

[0032] また、上記目的は、画像を表示する電子端末機器において、上記本発明の表示素 子を備えていることを特徴とする電子端末機器によって達成される。

[0033] また、上記目的は、画像を表示する表示システムにお!/、て、上記本発明の電子端 末機器を備えていることを特徴とする表示システムによって達成される。

[0034] さらに、上記目的は、複数の第 1画素を備えた第 1の表示部と、前記第 1の表示部と 積層され、前記複数の第 1画素に対応配置された複数の第 2画素を備えた第 2の表 示部とを駆動して画像を表示する表示素子の画像処理方法にお!、て、複数の画素 を走査しながら既に書込まれた画像データを再び書込む再書込み処理を前記第 1 の表示部に対して開始してから前記第 2の表示部に対して前記再書込み処理を開 始するように制御することを特徴とする表示素子の画像処理方法によって達成される

[0035] 上記本発明の表示素子の画像処理方法において、ほぼ同一波形の電圧パルスが 前記複数の第 1又は第 2画素に順次印加されるように制御して、前記第 1又は第 2の 表示部に前記再書込み処理を施すことを特徴とする。

[0036] 上記本発明の表示素子の画像処理方法において、前記第 1の表示部と、前記第 2 の表示部と、前記第 1及び第 2の表示部と共に積層されて複数の第 3画素を備えた 第 3の表示部とは、互いに異なる色の光を反射し、前記第 1乃至第 3の表示部のうち の表示画像の色調に最も近い色を反射する 1つを他とは独立したタイミングで前記再 書込み処理を開始することを特徴とする。

[0037] 上記本発明の表示素子の画像処理方法において、前記画素の焼付きを回避でき る時間間隔で前記再書込み処理を開始することを特徴とする。

[0038] 上記本発明の表示素子の画像処理方法において、外部環境の照度が所定値より 低くなつたら前記第 1の表示部の前記再書込み処理を開始することを特徴とする。

[0039] 上記本発明の表示素子の画像処理方法にお!、て、前記再書込み処理で、前記画 素の既表示状態を一時的に異なる表示状態とするリセット処理を施し、前記リセット処 理の後に前記既表示状態と同じ表示状態となるように前記画素に画像データを書込 む書込み処理を実行することを特徴とする。 発明の効果

[0040] 本発明によれば、表示品位の優れた表示画像が得られ、利便性が向上する表示 素子、それを用いた電子ペーパー、それを用いた電子端末機器及びそれを用いた 表示システムが実現できる。

図面の簡単な説明

[0041] [図 1]本発明の一実施の形態による表示素子としての液晶表示素子 1の概略構成を 示す図である。

[図 2]本発明の一実施の形態による表示素子としての液晶表示素子 1の断面構成を 模式的に示す図である。

[図 3]本発明の一実施の形態による表示素子としての液晶表示素子 1の駆動波形の 一例を示す図である。

[図 4]本発明の一実施の形態による表示素子としての液晶表示素子 1の液晶組成物 の電圧 反射率特性の一例を示す図である。

[図 5]本発明の一実施の形態による表示素子の画像処理方法のフローチャートであ る。

[図 6]本発明の一実施の形態による表示素子の画像処理方法を用いてリフレッシュ処 理を実行中の表示部 6を模式的に示す図である。

[図 7]本発明の一実施の形態による表示素子の画像処理方法において比較的高速 な走査速度を保持できる駆動方法を示す実施例の図である。

[図 8]本発明の一実施の形態による表示素子の画像処理方法において比較的高速 な走査速度を保持できる駆動方法を示す実施例の図である。

[図 9]本発明の一実施の形態による表示素子の画像処理方法において比較的高速 な走査速度を保持できる駆動方法を示す実施例の図である。

[図 10]本発明の一実施の形態による表示素子の画像処理方法において表示領域の 焼付きの評価方法を説明する図である。

[図 11]本発明の一実施の形態による表示素子の画像処理方法において表示領域の 焼付きの評価方法を説明する図である。

[図 12]従来のフルカラー表示可能な液晶表示素子の断面構成を模式的に示す図で ある。

[図 13]従来の液晶表示素子の一液晶層の断面構成を模式的に示す図である。

[図 14]従来の液晶表示素子のプレーナ状態での反射スペクトルの一例を示す図で ある。

符号の説明

1 液晶表示素子

3b, 43b B用液晶層

3g、43g G用液晶層

3r、43r R用液晶層

6b, 46b B表示部

6g、46g G表示部

6r、46r R表示部

7b、7g、 7r 上基板

9b、 9g、 9r 下基板

47、 49 基板

15 可視光吸収層 17r、 17g、 17b 走査電極

19r、 19g、 19b データ電極

20 走査電極駆動回路

21 データ電極駆動回路

18b、 18g、 18r シール材

22 昇圧部

23 表示素子駆動電圧生成部

24 レギユレータ

25 検知部

26 光センサ

27 タイマ

28 電源部

29 表示制御回路

30 画像データメモリ

31 液晶層

33, 33b, 33s 液晶分子

41 パルス電圧源

発明を実施するための最良の形態

[0043] 本発明の一実施の形態による表示素子、それを用いた電子ペーパー、それを用い た電子端末機器及びそれを用いた表示システム並びに表示素子の画像処理方法に ついて図 1乃至図 11を用いて説明する。本実施の形態では、表示素子として、青 (B )、緑 (G)及び赤 (R)用コレステリック液晶を用いた液晶表示素子 1を例にとって説明 する。まず、本実施の形態による液晶表示素子 1の概略の構成について図 1乃至図 4を用いて説明する。図 1は、本実施の形態による液晶表示素子 1の概略構成の一 例を示している。図 2は、図 1において図左右方向に平行な直線で液晶表示素子 1を 切断した断面構成を模式的に示している。

[0044] 図 1及び図 2に示すように、液晶表示素子 1は、回路ブロック laと表示ブロック lbと を有している。表示ブロック lbは、プレーナ状態で青色の光を反射する B用液晶層 3 bを備えた B表示部 6bと、プレーナ状態で緑色の光を反射する G用液晶層 3gを備え た G表示部 6gと、プレーナ状態で赤色の光を反射する R用液晶層 3rを備えた R表示 部 6rとで構成された表示部 6を有している。 B、 G、 R表示部 6b、 6g、 6rは、この順に 光入射面 (表示面)側から積層されている。さらに表示ブロック lbは、表示部 6を駆動 する走査電極駆動回路 20及びデータ電極駆動回路 21を有して 、る。

[0045] 一方、回路ブロック laは、例えば不図示のシステム側から入力された 3〜5Vの直 流電圧を表示ブロック lbの駆動に必要な直流電圧に変換する電源部 28を有してい る。また、回路ブロック laは、複数の画素を走査しながら既に書込まれた画像データ を再び書込む再書込み処理を R、 G、 B表示部 6r、 6g、 6bの少なくとも 1つに対して 開始して力 残余の表示部に対して再書込み処理を開始するように制御したり、表示 部 6に画像を表示するための所定の制御信号を生成したりする表示制御回路 (表示 制御部） 29を有している。さらに、回路ブロック laは、システム側力も入力された入力 画像データを記憶する画像データメモリ 30と、表示部 6の再書込み処理の開始時期 を検知する検知部 25とを有して ヽる。

[0046] 電源部 28は、昇圧部 22と、表示素子駆動電圧生成部 23と、レギユレータ 24とを有 している。昇圧部 22は例えば DC— DCコンバータを有し、システム側力も入力された 直流 3〜5Vの入力電圧を表示部 6の駆動に必要な直流 30〜40V前後の電圧に昇 圧する。表示素子駆動電圧生成部 23は、昇圧部 22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 Z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。レギユレータ 24は、ツエナーダイオードやオペアンプ等を有し、電圧生 成部 23で生成された電圧を安定化させ、表示ブロック lbに備えられた走査電極駆 動回路 20及びデータ電極駆動回路 21に供給するようになって 、る。

[0047] 検知部 25は、タイマ (計測部） 27と光センサ（光検出部） 26とを有して 、る。タイマ 2 7は、表示部 6の表示領域の焼付きを回避できる時間間隔を計測するために用いら れる。光センサ 26は、液晶表示素子 1が置かれた外部環境の照度を検出する。検知 部 25は、タイマ 27が計測する時間データと光センサ 26で検出される照度データとを 表示制御回路 29に出力するようになって 、る。

[0048] 表示制御回路 29は、検知部 25から出力された時間データ及び照度データを用い て、表示部 6の再書込み処理を開始するための制御信号を走査電極駆動回路 20及 びデータ電極駆動回路 21に出力するようになっている。また、表示制御回路 29は、 画像データメモリ 30から読出した R、 G、 B表示部 6r、 6g、 6b毎の画像データと予め 設定された駆動波形データとに基づいて駆動データを生成する。表示制御回路 29 は、生成した駆動データをデータ取込みクロックに合わせて走査電極駆動回路 20及 びデータ電極駆動回路 21に出力するようになっている。また表示制御回路 29は、ス キャン方向信号、パルス極性制御信号、フレーム開始信号、データラッチ'スキャンシ フト、ドライバ出力オフなどの制御信号を両回路 20、 21に出力するようになっている

[0049] 次に、表示ブロック lbの構成についてより詳細に説明する。図 1及び図 2に示すよう に、表示ブロック lbに備えられた B表示部 6bは、対向配置された一対の上下基板 7b 、 9bと、両基板 7b、 9b間に封止された B用液晶層 3bとを有している。 B用液晶層 3b は、青色を選択的に反射するように平均屈折率 nや螺旋ピッチ pが調整された B用コ レステリック液晶を有して 、る。

[0050] G表示部 6gは、対向配置された一対の上下基板 7g、 9gと、両基板 7g、 9g間に封 止された G用液晶層 3gとを有している。 G用液晶層 3gは、緑色を選択的に反射する ように平均屈折率 nや螺旋ピッチ pが調整された G用コレステリック液晶を有して 、る。

[0051] R表示部 6rは、対向配置された一対の上下基板 7r、 9rと、両基板 7r、 9r間に封止 された R用液晶層 3rとを有している。 R用液晶層 3rは、赤色を選択的に反射するよう に平均屈折率 nや螺旋ピッチ pが調整された R用コレステリック液晶を有している。

[0052] B、 G、 R用液晶層 3b、 3g、 3rを構成する液晶組成物は、ネマティック液晶混合物 にカイラル材を 10〜40wt%添カ卩したコレステリック液晶である。カイラル材の添カロ率 はネマティック液晶成分とカイラル材との合計量を 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公知の各種のものを用いることができる力 コレステリック 液晶組成物としての誘電率異方性 Δ ε力 20≤ Δ ε≤ 50であることが好ましい。誘 電率異方性 Δ εが 20以上であれば、使用可能なカイラル材の選択範囲は広くなる。 また、誘電率異方性 Δ εが上記範囲より低すぎると、各液晶層 3b、 3g、 3rの駆動電 圧が高くなつてしまう。一方、誘電率異方性 Δ εが上記範囲より高すぎると、液晶表 示素子 1としての安定性や信頼性が低下して画像欠陥や画像ノイズが発生し易くな る。

[0053] コレステリック液晶の屈折率異方性 Δ ηは画質を支配する重要な物性である。屈折 率異方性 Δ ηの値は、 0. 18≤Δ η≤0. 24であることが好ましい。屈折率異方性 Δ η 力 の範囲より小さいと、プレーナ状態での各液晶層 3b、 3g、 3rの反射率が低くなる ので明るさが不足した暗い表示となる。一方、屈折率異方性 Δ ηが上記範囲より大き いと、液晶層 3b、 3g、 3rはフォーカルコニック状態での散乱反射が大きくなるので、 表示画面の色純度及びコントラストが不足してぼやけた表示になる。さらに、屈折率 異方性 Δ ηが上記範囲より大きいと粘度が高くなるので、コレステリック液晶の応答速 度は低下する。

[0054] コレステリック液晶の比抵抗 の値は、 10^1(>≤ p≤ 10¹³ ( Ω -cm)であることが好ま しい。また、コレステリック液晶の粘性は低い方が低温時の電圧上昇やコントラスト低 下を抑制できるので好まし 、。

[0055] B、 G、 R表示部 6b、 6g、 6rの積層構造において、プレーナ状態における G用液晶 層 3gでの旋光性と、 B用及び R用液晶層 3b、 3rでの旋光性とを異ならせているので 、図 14に示す青と緑、及び緑と赤の反射スペクトルが重なる領域では、 B用液晶層 3 bで右円偏光の光を反射させ、 G用液晶層 3gで左円偏光の光を反射させることがで きる。これにより、反射光の損失を低減させて、液晶表示素子 1の表示画面の明るさ を向上させることができる。

[0056] 上基板 7b、 7g、 7r、及び下基板 9b、 9g、 9rは、透光性を有することが必要である。

本実施の形態では、 2枚のガラス基板を用いている。また、ガラス基板に代えてポリ力 ーボネート (PC)やポリエチレンテレフタレート（PET)等のフィルム基板を使用するこ ともできる。本実施の形態では、上基板 7b、 7g、 7r、及び下基板 9b、 9g、 9rはいず れも透光性を有して 、るが、最下層に配置される R表示部 6rの下基板 9rは不透光性 であってもよい。

[0057] B表示部 6bの下基板 9bの B用液晶層 3b側には、図 1の図中上下方向に延びる複 数の帯状のデータ電極 19bが並列して形成されている。また、上基板 9bの B用液晶 層 3b側には、図 1の図中左右方向に延びる複数の帯状の走査電極 17bが並列して 形成されている。本実施の形態では、インジウム錫酸化物（Indium Tin Oxide ; IT O)からなる透明電極をパターユングしてストライプ状の複数の走査電極 17b及び複 数のデータ電極 19bが形成されている。両電極 17b、 19bの形成材料としては、例え ば ITOが代表的である力 その他インジウム亜鉛酸化物（Indium Zic Oxide ;IZO )等の透明導電膜やアモルファスシリコン等の光導電性膜等を用いることができる。

[0058] 図 1に示すように、上下基板 7b、 9bの電極形成面を法線方向に見て、両電極 17b 、 19bは、互いに交差して対向配置されている。両電極 17b、 19bの各交差領域がそ れぞれピクセル（画素）となる。複数の画素は両電極 17b、 19bで画定されてマトリク ス状に配列され、表示画面を形成している。なお、図 2に示す番号 17b、 19bは、両 電極 17b、 19bの存在領域を示しているのであって、それらの形状は示唆していない

[0059] 両電極 17b、 19b上には機能膜として、それぞれ絶縁性薄膜や液晶分子の配向安 定ィ匕膜 (いずれも不図示）がコーティングされていることが好ましい。絶縁性薄膜は、 電極 17b、 19b間の短絡を防止したり、ガスノリア層として液晶表示素子 1の信頼性 を向上させたりする機能を有している。また、配向安定ィ匕膜には、ポリイミド榭脂ゃァ クリル榭脂等を用いることができる。本実施の形態では、例えば電極 17b、 19b上の それぞれの基板全面には、配向安定ィ匕膜が塗布 (コーティング)されている。配向安 定ィ匕膜は絶縁性薄膜と兼用されてもよい。

[0060] 上下基板 7b、 9bの外周囲に塗布されたシール材 18bにより、 B用液晶層 3bは両基 板 7b、 9b間に封入されている。また、 B用液晶層 3bの厚さ（セルギャップ）は均一に 保持する必要がある。所定のセルギャップを維持するには、榭脂製又は無機酸化物 製の球状スぺーサを B用液晶層 3b内に散布したり、表面に熱可塑性の榭脂がコー ティングされた柱状スぺーサを B用液晶層 3b内に複数形成したりする。本実施の形 態の液晶表示素子 1においても、 B用液晶層 3b内にスぺーサ（不図示）が挿入され てセルギャップの均一性が保持されている。 B用液晶層 3bのセルギャップ dは、 3 ιη≤ά≤6 ^ mの範囲であることが好ましい。

[0061] G表示部 6g及び R表示部 6rは B表示部 6bと同様の構造を有しているため、説明は 省略する。 R表示部 6rの下基板 9rの外面 (裏面）には、可視光吸収層 15が設けられ ている。このため、 B、 G、 Rの各液晶層 3b、 3g、 3rの全てがフォーカルコニック状態 の際に、液晶表示素子 1の表示画面には黒色が表示される。なお、可視光吸収層 1 5は必要に応じて設ければよい。

[0062] 上基板 7b、 7g、 7rには、複数の走査電極 17b、 17g、 17rを個別に駆動する走査 電極用ドライバ ICが実装された走査電極駆動回路 20が接続されている。また、下基 板 9b、 9g、 9rには、複数のデータ電極 19b、 19g、 19rを個別に駆動するデータ電 極用ドライバ ICが実装されたデータ電極駆動回路 21が接続されている。これらの駆 動回路 20、 21は、表示制御回路 29から出力された所定の信号に基づいて、パルス 状の走査信号やデータ信号を所定の走査電極 17b、 17g、 17rあるいはデータ電極 19b、 19g、 19r【こ出力するよう【こなって!/ヽる。

[0063] 図 1に示す液晶表示素子 1に入出力装置及び全体を統括制御する制御装置 ( 、ず れも不図示)を設けることにより、電子ペーパーが構成される。当該電子ペーパーは 、電子端末機器の表示装置として用いることができる。当該電子端末機器は、表示シ ステムの表示装置として用いることができる。

[0064] 次に、液晶表示素子 1の駆動方法について図 3及び図 4を用いて説明する。図 3は 、液晶表示素子 1の駆動データの駆動波形の一例を示している。図 3 (a)は、コレス テリック液晶をプレーナ状態に駆動するための駆動波形であり、図 3 (b)は、コレステ リック液晶をフォーカルコニック状態に駆動するための駆動波形である。図 3 (a)及び 図 3 (b)において、図上段は、データ電極駆動回路 20から出力されるデータ信号電 圧 Vdの波形を示し、図中段は、走査電極駆動回路 21から出力される走査信号電圧 Vsの波形を示し、図下段は、 B、 G、 R用の各液晶層 3b、 3g、 3rのいずれかのピクセ ルに印加される液晶印加電圧 Vicの波形を示している。また、図 3 (a)及び図 3 (b)に おいて、図の左力も右に時間経過を表し、図の上下方向は電圧を表している。

[0065] 図 4は、コレステリック液晶の電圧—反射率特性の一例を示している。横軸はコレス テリック液晶に印加される電圧値 (V)を表し、縦軸はコレステリック液晶の反射率（％) を表している。図 4に示す実線の曲線 Pは、初期状態がプレーナ状態におけるコレス テリック液晶の電圧 反射率特性を示し、破線の曲線 FCは、初期状態がフォーカル コニック状態におけるコレステリック液晶の電圧—反射率特性を示している。 [0066] ここで、図 1に示す B表示部 6bの第 1列目のデータ電極 19bと第 1行目の走査電極 17bとの交差部の青 (B)ピクセル（1, 1)に所定の電圧を印加する場合を例にとって 説明する。図 3 (a)に示すように、第 1行目の走査電極 17bが選択される選択期間 T1 の前半の約 1Z2の期間では、データ信号電圧 Vdが + 32Vとなるのに対し走査信号 電圧 Vsが OVとなり、後半の約 1Z2の期間では、データ信号電圧 Vdが OVとなるのに 対し走査信号電圧 Vsが + 32Vとなる。このため、 Bピクセル（1, 1)の B用液晶層 3b には、選択期間 T1の間に ± 32Vのパルス電圧が印加される。図 4に示すように、コレ ステリック液晶に所定の高電圧 VP100 (例えば、 32V)が印加されて強い電界が生じ ると、液晶分子の螺旋構造は完全にほどけ、全ての液晶分子が電界の向きに従うホ メォトロピック状態になる。従って、 Bピクセル（1, 1)の B用液晶層 3bの液晶分子は選 択期間 T1では、ホメオト口ピック状態になる。

[0067] 選択期間 T1が終了して非選択期間 T2になると、第 1行目の走査電極 17bには、例 えば + 28V及び +4Vの電圧が選択期間 T1の 1Z2の周期で印加される。一方、 1 列目のデータ電極 19bには、所定のデータ信号電圧 Vdが印加される。図 3 (a)では 、例えば + 32V及び OVの電圧が選択期間 T1の 1Z2の周期で第 1列目のデータ電 極 17bに印加されている。このため、 Bピクセル（1, 1)の B用液晶層 3bには、非選択 期間 T2の間に ±4Vのパルス電圧が印加される。これにより、非選択期間 T2の間で は、 Bピクセル（1, 1)の B用液晶層 3bに生じる電界はほぼゼロになる。

[0068] 液晶分子がホメオト口ピック状態のときに液晶印加電圧 Vicが VP100 (± 32V)から VF0 (±4V)に変化して急激に電界がほぼゼロになると、液晶分子は螺旋軸が両電 極 17b、 19bに対してほぼ垂直な方向に向く螺旋状態になり、螺旋ピッチに応じた光 を選択的に反射するプレーナ状態になる。従って、 Bピクセル（1, 1)の B用液晶層 3 bはプレーナ状態になって光を反射するため、 Bピクセル（1, 1)には青が表示される

[0069] 一方、図 3 (b)に示すように、選択期間 T1の前半の約 1Z2の期間及び後半の約 1 Z2の期間で、データ信号電圧 Vdが 24VZ8Vとなるのに対し、走査信号電圧 Vsが OVZ + 32Vとなると、 Bピクセル（1, 1)の B用液晶層 3bには、 ± 24Vのパルス電圧 が印加される。図 4に示すように、コレステリック液晶に所定の低電圧 VFlOOb (例え ば、 24V)が印加されて弱い電界が生じると、液晶分子の螺旋構造が完全には解け ない状態になる。非選択期間 T2になると、第 1行目の走査電極 17bには、例えば + 28V/ + 4Vの電圧が選択期間 T1の 1Z2の周期で印加され、データ電極 19bには 、所定のデータ信号電圧 Vd (例えば + 24VZ8V)の電圧が選択期間 T1の 1Z2の 周期で印加される。このため、 Bピクセル（1, 1)の B用液晶層 3bには、非選択期間 T 2の間に、 4VZ+4Vのパルス電圧が印加される。これにより、非選択期間 T2の間 では、 Bピクセル（1, 1)の B用液晶層 3bに生じる電界はほぼゼロになる。

[0070] 液晶分子の螺旋構造が完全には解けな 、状態にぉ 、て、コレステリック液晶の印 加電圧が VF100b (± 24V)力も VF0 (±4V)に変化して急激に電界がほぼゼロに なると、液晶分子は螺旋軸が両電極 17b、 19bに対してほぼ平行な方向に向く螺旋 状態になり、入射光を透過するフォーカルコニック状態になる。従って、 Bピクセル（1 , 1)の B用液晶層 3bはフォーカルコニック状態になって光を透過する。なお、図 4に 示すように、 VP100 (± 32V)の電圧を印加して、液晶層に強い電界を生じさせた後 に、緩やかに電界を除去しても、コレステリック液晶をフォーカルコニック状態にするこ とがでさる。

[0071] 上記駆動電圧は一例であり、室温で、両電極 17b、 19b間に 30〜35Vのパルス状 電圧を実効時間 20msの間印加すると、 B用液晶層 3bのコレステリック液晶は選択反 射状態（プレーナ状態）となり、 15〜22Vのノ ルス上の電圧を実効時間 20msの間 印加すると、良好な透過状態 (フォーカルコニック状態）となる。

[0072] 上述の Bピクセル（1, 1)に対応配置された緑 (G)ピクセル（1, 1)及び赤 (R)ピクセ ル（1, 1)を Bピクセル（1, 1)の駆動と同様にして駆動することにより、 3つの B、 G、R ピクセル（1, 1)を積層したピクセル（1, 1)にカラー表示をすることができる。また、第 1行力も第 n行までの走査電極 17b、 17g、 17rをいわゆる線順次駆動させて 1行毎 に各データ電極 19のデータ電圧を書き換えることにより、ピクセル（1, 1)からピクセ ル (n, m)までの全てに表示データを出力して 1フレーム（表示画面）分のカラー表示 が実現できる。なお、コレステリック液晶に中間的な強さの電界を与え、急激に当該 電界を除去すると、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調となり 、フルカラーの表示が可能となる。 [0073] 次に、本実施の形態による表示素子の画像処理方法について図 1及び図 5乃至図 11を用いて説明する。本実施の形態による表示素子の画像処理方法は、複数の画 素を走査しながら既に書込まれた画像データを再び書込む再書込み処理を第 1の 表示部に対して開始して力 第 2の表示部に対して再書込み処理を開始するように 制御する。これにより、表示素子の視認性を可能な限り保持したままで表示部の再書 込み処理を実行することができるようになる。

[0074] さらに、本実施の形態では、再書込み処理は同一フレーム内において、画素の既 表示状態を一時的に異なる表示状態とするリセット処理と、当該リセット処理後に当 該既表示状態と同じ表示状態となるように画素に画像データを書込む書込み処理と を含んでいる。コレステリック液晶の場合には、再書込み処理において、既表示状態 と一時的に異なる表示状態としてのホメオト口ピック状態とするリセット処理の後に、既 表示状態となるように画像データの書込みが行われる。これにより、スタンバイ状態や 初期化における表示素子の視認性の低下を最小限に抑えることができる。なお、以 下の説明では、表示素子が有する全ての表示部に再書込み処理を行うことをリフレツ シュ処理と呼ぶことにする。

[0075] さらに本実施の形態では、表示部の表示領域の焼付きを回避できる時間間隔で再 書込み処理が開始される。これにより、表示素子の焼付きを効果的に防止して、良好 な表示状態を維持することができる。

[0076] 次に、本実施の形態による表示素子の画像処理方法を図 1に示す液晶表示素子 1 を例にとって具体的に説明する。図 5は、本実施の形態による表示素子の画像処理 方法のフローチャートを示している。図 6は、本実施の形態による表示素子の画像処 理方法によりリフレッシュ処理を実行中の表示部 6を模式的に示している。図 6 (a)は 、リフレッシュ処理の開始前及び完了後の表示部 6を示し、図 6 (b)及び図 6 (d)は、 再書込み処理時の表示部 6を示し、図 6 (c)は、第 1の表示部としての G表示部 6gの 再書込み処理が終了した状態の表示部 6を示している。図 6 (a)乃至図 6 (d)におい て、上段に示す図は表示部 6の断面を模式的に示し、下段に示す図は表示部 6の表 示画像を示している。図 6 (a)乃至図 6 (d)の上段の図において、表示部が入射した 光 Lを反射したり透過したりしている状態は通常の表示状態を示し、表示部が光 Lを 反射せずに透過のみして 、る状態は再書込み処理を施して 、る状態を示して 、る。

[0077] 以下では、図 6 (a)に示しように、赤色に塗り潰された円形の図形 rと、緑色に塗り潰 された三角形の図形 gと、青色に塗り潰された四角形の図形 bとが、上側半分が白色 であり下側半分が灰色の背景に配置された表示画像を例に表示素子の画像処理方 法を説明する。なお、図形 rは白色の背景の領域に配置され、図形 gは白色及び灰 色の背景の領域に跨って配置され、図形 bは灰色の背景の領域内に配置されている 。本実施の形態では、再書込み処理時に表示画像の視認性がより保持されるよう〖こ 、リセット処理を行う表示部の順序や組み合わせを表示画像の色調に応じて変更す るようになっている。表示画像全体の色調は、例えば RGBの各画像データの画素値 (階調値)の平均値に基づ!/、て判断してもよ!/、し、ある 、は画面中心に表示された表 示画像を抽出して、抽出された表示画像カゝら判断してもよい。表示画像全体の色調 は表示制御回路 29で判断される。

[0078] 本実施の形態による表示素子の画像処理方法では、図 5に示すようにまず、表示 画像がモノクロ表示か否かを判断する（ステップ Sl)。ステップ 1において、 R、 G、 B 表示部 6r、 6g、 6bの対応配置された複数の画素にそれぞれ書込まれた画像データ 同士を比較して、対応配置された画素同士の画像データが全画素において同一で あれば、モノクロ表示と判断する。図 1に示すように、例えば Bピクセル（1, 1)と、 Bピ クセル（1, 1)の直下にそれぞれ配置された Gピクセル（1、 1)及び Rピクセル（1, 1) ( 共に不図示）の画像データが同一であり、以下同様に、 Bピクセル（1, 2)乃至（n, m )と、 Gピクセル（1, 2)乃至（n, m)と、 Rピクセル（1, 2)乃至（n, m)との画像データ がそれぞれ同一であると、モノクロ表示と判断される。本例では、図 6 (a)に示すように 、カラー表示であるため、モノクロ表示ではないと判断される (ステップ S1の N)。

[0079] 次に、独立して再書込み処理を実行する色を決定する (ステップ S4)。ステップ S4 において、例えば表示制御回路 29は、画像データメモリ 30から RGBの各画像デー タをそれぞれ読出して、 RGB毎に表示画像全体の階調の平均値を求める。次いで、 表示制御回路 29は、階調の平均値が最も大きい色を表示画像全体の色調に最も近 い色と判断する。図 6 (a)に示すように、本例では図形 gが他の図形 r及び図形 より 大きいため、緑色は他の色より階調データの平均値が大きくなる。このため、表示制 御回路 29は、表示画像の色調が緑色系であると判断する。

[0080] 次に、図 5に示すように、 R, G、 B表示部 6r、 6g、 6bのうち、表示画像の色調に最も 近い色を反射する表示部を他の表示部とは独立したタイミングで再書込み処理を施 す (ステップ S5)。本例では、第 1の表示部としての G表示部 6gに対して独立したタイ ミングで再書込み処理が開始される。このように、表示制御回路 29は、 R、 B表示部 6 r、 6bとはずらして G表示部 6gに対する再書込み処理が開始されるように制御する。

[0081] ここで、再書込み処理時の液晶表示素子 1の駆動方法について図 7乃至 9を用い て説明する。図 7乃至図 9は、画面書換え時に表示画面を一括リセットする方式よりも 低消費電力で表示画面をリセットできる駆動方法を示す実施例を示して 、る。本実 施例では、再書込み処理におけるリセット処理で、数ラインずつ順次液晶をホメオト口 ピック状態あるいはフォーカルコニック状態にリセットする。図 7に示すように、例えば 4ラインずつリセット処理を行い、同時に 1ラインのデータ書込み処理を行うという動作 をライン数だけ繰り返して画面書換えを行うことにより低消費電力で表示部 6の再書 込み処理を施すことができる。

[0082] 図 8は画面書換え時の 1つの走査電極 17上の各画素に印加される電圧を示してい る。各画素には 1回当たり正負の交流パルスが印加される。 1画素の液晶には、図 8 に示すリセット期間に複数回、例えば 4回のリセットパルスが印加され、休止区間を挟 んでから、書込区間で書込電圧が印加される。

[0083] 本リセット駆動法を用いることにより、低消費電力でかつ高速に再書込み処理を施 すことができる。またリセット用データとして、例えば全画素を白にするというような特 別のリセットデータを用いることなぐ書込みデータ自体をリセット処理に利用できる。

[0084] 図 7において画面の下半分は前回表示分の画面を示し、上半分は新規表示の画 面を示して!/、る。図 7に記載されたコモンモードは走査電極 17を順次選択する線順 次走査モードであり、セグメントモードはデータ電極 19毎に印加電圧を選択可能な モードである。スキャン (走査)側ドライバは走査電極 (スキャンライン)を順次選択して ONスキャンパルスを出力し、データ電極側ドライバは表示すべきデータに応じて ON データあるいは OFFデータのパルスを出力する。図 7で表示しているのは、一番上の スキャンライン力 始めて書込み先頭ライン、すなわち前述の 1ラインずつの書込みラ インがほぼ画面の中央付近に達した状態を示し、このライン上のデータの書込みが 行われるとともにリセットライン、例えば 4ラインについては書込みデータを用いたリセ ットが行われている状態である。この動作について図 9を用いてさらに説明する。

[0085] 図 9に示すように、まずリセットラインとして 4つのラインを設定する動作が行われる。

同図においてスキャン側のスキャン開始信号である Eio信号と、データ側のラッチとス キャン側のシフトのタイミングを与える Lp信号とが同時に入力されると、まず図 7にお ける画面上の上から一番目のラインが選択され、そのラインにデータを書込み可能な 状態となる。次に Eio信号と Lp信号との 2つめのパルスが共に入力されると、最初に 選択された 1ライン目は、 Lp信号によってシフトされ、 2ライン目が選択されるとともに 、同時に入力される Eio信号によって、 1ライン目も同時に選択され、 1ライン目と 2ライ ン目の 2つのラインが選択された状態となる。この動作が繰り返されてリセットライン設 定区間では 1ライン目力も 4ライン目が選択状態となって、その 4つのラインにデータ 書込みが可能な状態となる。

[0086] 次の休止ライン設定区間では Lp信号のみが入力されており、このパルスによって 1 ラインのシフトが行われ、画面上の 2ライン目から 5ライン目までが選択された状態とな る。

[0087] その次の書込み区間の最初で、 Eio信号と Lp信号とが同時に入力され、その前に 選択されている 2ライン目力も 5ライン目は 1ラインずつシフトされる。その結果、 3ライ ン目力 6ライン目が選択された状態となるとともに、 Eio信号の入力によって画面上 の最初のライン、すなわち 1ライン目も選択された状態となる。この状態で 1ライン目の データを与えることによって、 1ライン目には本来書込まれるべきデータが書込まれる とともに、 3ライン目力 6ライン目までには 1ライン目のデータがリセットのためのデー タとして与えられ、前回表示されたデータのリセットが行われる。この時、 2ライン目は 休止ライン設定区間で設定された休止ラインとなっており、データの書込みは行われ ない。

[0088] その次の Lpパルスの入力に対応して、その前に選択されていたラインはシフトされ 、 2ライン目と 4ライン目から 7ライン目までが選択状態となる。この状態で 2ライン目の データが与えられ、 2ライン目に本来書込まれるデータが書込まれるとともに、 4ライン 目から 7ライン目までの前回表示データのリセットが行われる。

[0089] さらにその次の Lpパルスの入力によって、同様に 3ライン目と 5ライン目力も 8ライン 目が選択され、 3ライン目のデータの書込みが行われる。 3ライン目にはその 2つ前の Lpパルスの入力時に 1ライン目のデータが書込まれている力 一般にコレステリック 液晶の応答時間は材料の物性にもよる力 数十 msオーダーである。 2ライン目のデ 一タが書込まれるタイミングとしての Lpパルスの入力時点では、 3ライン目は休止区 間となっており、この区間（例えば 50ms以下）において 3ライン目の画素はフォー力 ルコニック状態、あるいはプレーナ状態への遷移の途中の過渡的な状態となっており 、 3ライン目のデータが実際に与えられる時点で、実際の書込み状態としてのフォー カルコニック状態、またはプレーナ状態のいずれかが決定されることになる。そしてこ のような動作が、例えば 240ライン目まで、すなわち画面上の最も下のラインのデー タの書込みが行われるまで繰り返される。

[0090] リセット区間である 5〜8ライン目は、書込みラインである 3ライン目と同期している。

このため、 5〜8ライン目はホメオト口ピック状態の画素とフォーカルコニック状態の画 素とが混在する。従って、 5〜8ライン目には、光が液晶層を透過して光吸収層の色（ 例えば黒色）が表示される。このリセット区間では、液晶分子は既に書込まれていた 画像データに基づく状態力 例えばホメオト口ピック状態のように螺旋構造がほどか れた状態に遷移する。その後、休止区間を経て書込み区間において、再び画像デ 一タを書込むために液晶層に所定の液晶印加電圧が印加される。上記のリセット駆 動法は、図 4に示す駆動方法のようにリセット区間のない場合に比べて液晶分子をホ メォトロピック状態にしておく時間が長 、ので、液晶層を良好なフォーカルコニック状 態にすることができる。これにより、液晶表示素子 1は優れたコントラスト比を得ること ができる。

[0091] また、上記のリセット駆動法は、汎用のドライバ ICを用いてコレステリック液晶を駆動 することができるので簡易かつ省電力を実現できる。上記のリセット駆動法に汎用の ドライバ ICを用いる場合には、例えばデータ電極がオンになるとホメオトピック状態か らプレーナ状態に遷移し、データ電極がオフになるとホメオトピック状態力もフォー力 ルコニック状態に遷移するように各画素を駆動することができる。 [0092] 図 6 (b)は、上記のリセット駆動法を用いて再書込み処理を施して 、る表示部 6を示 している。図 6 (b)の図中下段は、 G表示部 6gの画面上側から走査電極 17g (図 1参 照）を順次走査して画面のほぼ 2Z3まで再書込み処理が終了し (矢印 Sg)、領域 oc に含まれる例えば 6本の走査電極 17gに対してリセット駆動法を用いて再書込み処 理が実行されている状態を示している。再書込み処理のリセット処理は、図 7に示すリ セット区間において実行され、再書込み処理の書込み処理は、図 7に示す書込み区 間において実行される。

[0093] 表示制御部 29は、ほぼ同一波形の電圧パルスが G表示部 6gの複数の画素（複数 の第 1画素）に順次印加されるように走査電極駆動回路 20及びデータ電極駆動回路 21を制御して、 G表示部 6gに再書込み処理を施す。表示制御部 29は例えば図 9に 示す信号を走査電極駆動回路 20及びデータ電極駆動回路 21に出力する。再書込 み処理のリセット処理が施されて 、る液晶層は、ホメオト口ピック状態又はフォーカル コニック状態になるため、第 1の表示部としての G表示部 6gの領域 αは光 Lを透過す る状態になる。一方、第 2及び第 3の表示部としての R、 B表示部 6r、 6bは光 Lを反射 したり透過したりする通常の表示状態を維持する。これにより、図 6 (b)の下段に示す ように、液晶表示素子 1は、再書込み処理が行われている走査電極 17g上が黒色で ありその他の領域では緑色である三角形の図形 gと、通常表示と同様の赤色の円形 の図形 r及び青色の四角形の図形 bと、再書込み処理が行われて!/、る走査電極 17g 上が中間調のマゼンタでありその他が通常表示と同様の白色又は灰色の背景とを表 示する。このように、液晶表示素子 1は、再書込み処理を施している走査線上の表示 画面が通常表示とは異なる色になるものの通常表示時の画像情報を十分認識できる 程度の表示を維持できる。

[0094] このように、図 7乃至図 9に示すリセット駆動法を用いて、例えば第 1行目力 第 n行 目の走査電極 17gにそれぞれ配置された複数の画素 (複数の第 1画素）を順次走査 して、第 1の表示部としての G表示部 6gの再書込み処理が終了する。

[0095] 次に、図 5に示すように、第 2及び第 3の表示部としての R、 B表示部 6r、 6bの再書 込み処理を開始する（ステップ S5)。 R、 B表示部 6r、 6bは G表示部 6gと同様にリセッ ト駆動法により再書込み処理が施される。図 6 (d)の図中下段は、 R、 B表示部 6r、 6b の画面上側から走査電極 17r、 17b (図 1参照）を順次走査して画面のほぼ 2Z3まで 再書込み処理が終了し (矢印 Sr、 Sb)、領域ひに含まれる例えば 6本の走査電極 17 r、 17bに対してリセット駆動法を用 、て再書込み処理が実行されて 、る状態を示して いる。

[0096] 表示制御部 29は、ほぼ同一波形の電圧パルスが R、 B表示部 6r、 6bの複数の画 素 (複数の第 2及び第 3画素）に順次印加されるように走査電極駆動回路 20及びデ ータ電極駆動回路 21を制御して、 R、 B表示部 6r、 6bに再書込み処理を施す。再書 込み処理のリセット処理が施されて 、る液晶層は、ホメオト口ピック状態又はフォー力 ルコニック状態になる。このため、図 6 (d)の上段に示すように、 R、 B表示部 6r、 6bの 領域 aは光 Lを透過する状態になる。一方、 G表示部 6gは光 Lを反射したり透過した りする通常の表示状態を維持する。これにより、図 6 (d)の下段に示すように、液晶表 示素子 1は、通常表示と同様の赤色の円形の図形 r及び緑色の三角形の図形 gと、 再書込み処理が行われている走査電極 17r、 17b上が黒色でありその他の領域では 青色である四角形の図形 bと、再書込み処理が行われている走査電極 17r、 17b上 が中間調の緑色でありその他が通常表示と同様の白色又は灰色の背景とを表示す る。図 6 (d)の下段に示すように、液晶表示素子 1は、再書込み処理を施している R、 B表示部 6r、 6bの走査線 17r、 17b上の表示画面が通常表示とは異なる色になるも のの通常表示時の画像情報を十分認識できる程度の表示を維持できる。

[0097] このように、図 7乃至図 9に示すリセット駆動法を用いて、例えば第 1行目力 第 n行 目の走査電極 17r、 17bにそれぞれ配置された複数の画素 (複数の第 2及び第 3画 素）を順次走査して、第 2及び第 3の表示部としての R、 B表示部 6r、 6bの再書込み 処理が終了するとともに表示部 6のリフレッシュ処理が終了する。

[0098] 本例では、画像全体の色調が緑色系であることを前提に説明した力 当該色調が 青色系の場合にはステップ S4において、第 1の表示部としての B表示部 6bに対して 他の色を反射する R、 G表示部 6r、 6gとずらして再書込み処理が開始される。次いで 、ステップ S5において、残余の色を反射する第 2及び第 3の表示部としての R、 G表 示部 6r、 6gに対して再書込み処理が実行される。また、当該色調が赤色系の場合に はステップ S4において、第 1の表示部としての R表示部 6rは他の色を反射する G、 B 表示部 6g、 6bとずらして再書込み処理が開始される。次いで、ステップ S5において 、残余の色を反射する第 2及び第 3の表示部としての G、 B表示部 6g、 6bに対して再 書込み処理が実行される。

[0099] さらに、本実施の形態では、図 6 (a)乃至図 6 (d)の下段に示すように、 R、 B表示部

6r、 6bの再書込み処理は、 G表示部 6gの 1フレーム分の再書込み処理が終了して 力 開始されている。しかし、図 6 (b)の下段に示すように、再書込み処理時に表示 画像が通常と異なるのは全画面中の一部である。このため、 R、 G、 B表示部 6r、 6g、 6bのそれぞれの再書込み処理が同期して開始されなければ、第 2及び第 3の表示 部としての R、 B表示部 6r、 6bの再書込み処理は、第 1の表示部としての G表示部 6g の 1フレーム分の再書込み処理が終了する前に開始されてもよい。この場合、再書込 み処理時に表示画像が通常と異なる領域は、図 6 (b)の下段に示す当該領域より広 くなるものの、全表示領域に対する当該領域は狭いので、通常表示時の画像情報を 十分認識できる程度の表示を維持できる。

[0100] 図 5に示すように。ステップ S1において、モノクロ表示と判断されたら（ステップ S1の Y)、第 1の表示部としての G表示部 6gに再書込み処理を施す (ステップ S2)。緑色 は RGBのうちで最も視感度が高ぐ表示画像の見た目への影響が最も大きいため、 単独で G表示部 6gに対して再書込み処理が実行される。次いで、第 2及び第 3の表 示部としての R、 B表示部 6r、 6bに再書込み処理を施す (ステップ S3)。これにより、 R、 B表示部 6r、 6bの再書込み処理が終了すると共に、表示部 6のリフレッシュ処理 が終了する。ステップ S2、 S3の各処理は、ステップ S5、 S6の各処理とそれぞれ同様 であるため、説明は省略する。

[0101] 再書込み処理を行う順番は、図 5に示す順番に限られず、例えばステップ S3を処 理した後にステップ S 2を処理し、ステップ S6を処理した後にステップ S5を処理しても よい。この順番で表示部 6の再書込み処理を行う場合には、ステップ S3又はステップ S6で処理される表示部が第 1の表示部となり、ステップ S2又はステップ S5で処理さ れる表示部が第 2の表示部となる。また、ステップ S3、 S6において、 R、 B表示部 6r、 6bを同時に処理せずに、各表示部 6r、 6bをそれぞれ単独で処理してもよい。同様に 、ステップ S9、 S 10において、残余の色を同時に処理せずに、色毎に表示部をそれ ぞれ単独で処理してもよい。さらに、ステップ S4の処理を実行せずに、例えば R、 G、 B表示部 6r、 6g、 6bをそれぞれ単独で再書込み処理を順次実行してもよい。

[0102] 次に、液晶表示素子 1の再書込み処理の開始時期について図 10及び図 11を用い て説明する。本実施の形態では、リフレッシュ処理は、表示領域内の画素の焼付きを 回避できる時間間隔や液晶表示素子 1が置かれた外部環境の照度に基づいて実行 される。図 10及び図 11は、表示領域の焼付きの評価方法を説明する図である。図 1 0は、焼付き評価時及び評価終了後の表示画像の一例を示している。図中左側の図 は、画素の焼付き評価時の表示部 6を例示し、図中右側の図は、画素の焼付き評価 終了後の表示部 6を例示している。図 11は、図 10に示す巿松模様 (チェッカーパタ ーン）の表示時間と焼付き度 ΔΥとの関係を示すグラフである。図 11の横軸は、巿松 模様の表示時間（h)を表し、縦軸は、焼付き度 ΔΥを表している。図中左右方向に延 びる破線の直線は、焼付きの視認限界の境界を示し、図中縦方向に延びる点線の 直線は、本実施の形態におけるリフレッシュ処理の時間間隔を示している。また、図 中に示す太矢印は、焼付きを視認できる焼付き度 Δ Yの範囲を示して 、る。

[0103] 図 10に示すように、例えば表示部 6に巿松模様を所定時間表示させた後に、白色 あるいは一定の中間調の色を表示画面の全面に表示する。そうすると、表示画面の 全面に白色あるいは一定の中間調の色を表示したにもかかわらず、図 10の図中右 側に例示するように、巿松模様が焼付きとして表示画面に残存する場合がある。表示 部 6の焼付きの度合は ΔΥを指標として評価される。 ΔΥは、巿松模様のうちの白表 示領域 Aの明度 Yw及び黒表示領域 Bの明度 Ybから、 AY=Yw—Ybによって算出 される。表示部 6の焼付きが強いほど、黒表示領域 Bは黒くなるので Ybの値が低下し て、 Ywと Ybとの差が大きくなる。従って、 ΔΥの値が大きいほど、画素の焼付きが強 いと判断することができる。 ΔΥを所定の時間間隔で例えば 0日〜数日に亘つて繰り 返し算出することにより、図 11に示すようなグラフが得られる。なお、反射率の測定に は、例えば大塚電子株式会社製の分光測定機を用いることができる。

[0104] 図 11に示すように、画素の焼付きは表示時間が長くなるほど ΔΥが増加する。図中 に破線の直線で示すように、一般に ΔΥ≤0. 5 (標準白色板の Υ値を 100とした場合 )であれば、表示画面の焼付きが気にならないレベルと言える。そこで、本実施の形 態では、画素の焼付きの許容範囲は ΔΥ≤0. 5に設定されている。表示時間に対す る ΔΥの特性は、使用されている液晶材料等により異なる。本実施の形態では、同一 画像を約 13. 5時間表示していると ΔΥ>0. 5となって、表示画面に焼付き現象が視 認されるようになる。そこで、本実施の形態では、画素の焼付きに対して所定のマー ジンを確保する目的で、リフレッシュ処理が 12時間周期で行われるように設定される 。これにより、液晶表示素子 1の ΔΥは 0. 5未満に抑制できるため、表示画面の焼付 き発生が防止され、表示品位の向上を図ることができる。仮に、本実施の形態におけ るリフレッシュ処理を 24時間周期で行うと、 ΔΥは 0. 5を超えるので、表示画面に焼 付きが生じて液晶表示素子 1の表示品位は損なわれることになる。

[0105] 例えば表示制御回路 29には、焼付き発生を防止するためのリフレッシュ処理を開 始する時間間隔が記憶されている。表示制御回路 29は、タイマ 27から出力される時 間データが当該時間間隔を超えたら図 5に示す表示部 6のリフレッシュ処理を開始す る。表示制御回路 29は R、 G、 B表示部 6r、 6g、 6bのリフレッシュ処理が終了したら、 タイマ 27の時間データをリセットして、タイマ 27から出力される時間データとリフレツシ ュ処理を開始する時間間隔との比較を再開する。

[0106] さらに、液晶表示素子 1は、検知部 25の光センサ 26から出力された照度データに 基づ 、て上記時間間隔とは独立して自発的にリフレッシュ処理を開始できるようにな つている。表示制御回路 29は、光センサ 26から出力される照度データが所定の閾値 より低くなつたら図 5に示す表示部 6のリフレッシュ処理を開始する。表示制御回路 29 は表示部 6のリフレッシュ処理が終了したら、光センサ 26から出力される照度データ とリフレッシュ処理を開始する閾値との比較を再開する。このように、液晶表示素子 1 は、光センサ 26を具備することにより、液晶表示素子 1が暗い場所に持ち込まれて画 面が見えないような状況になると、 12時間周期に達していなくても自発的に表示部 6 のリフレッシュ処理を開始することができる。これにより、画素の焼付きが防止されると 共に液晶表示素子 1の利便性が向上する。リフレッシュ処理を開始するための閾値 は、例えば 50 (lx)に設定しておく。液晶表示素子 1は反射型表示素子であるため、 周囲の照度が 50 (lx)以下になると視認度が著しく低下する。このため、 50 (lx)の照 度は自発的リフレッシュ処理の指標として好適である。 [0107] 以上説明したように、本実施の形態によれば、液晶表示素子 1は、 R、 G、 B表示部 6r、 6g、 6bのうちの少なくとも 1つに対して異なるタイミングで再書込み処理を施すこ とにより、表示画面の視認性を可能な限り保持したままで表示部 6のリフレッシュ処理 を実行することができる。また、液晶表示素子 1は、再書込み処理が施される R、 G、 B 表示部 6r、 6g、 6bの組み合わせを表示画像に応じて選択できるので、再書込み処 理時の視認性への影響を可能な限り小さくできる。さらに、液晶表示素子 1は、表示 部 6の複数の画素に焼付きが生じない間隔でフレッシュ処理を実行することにより画 素の焼付きが防止され、良好な表示品位を得ることができる。

[0108] 本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。

上記実施の形態では、 R、 G、 B表示部 6r、 6g、 6gは、それぞれ別個独立に駆動で きるように構成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、走査電極駆動回 路 20の所定の出力端子は走査電極 17b、 17g、 17rの所定の各入力端子に共通接 続されていてもよい。この場合、 R、 G、 B表示部 6r、 6g、 6gの各走査電極 17r、 17g 、 17bに同じ電圧が印加されてしまう。しかし、再書込み処理をしない表示部の液晶 層に印加される電圧がほぼ OVとなるようにデータ電極に印加される電圧を調整する ことにより、上記第 1及び第 2の実施の形態と同様の効果が得られる。

[0109] 上記実施の形態では、マトリクス型表示方式の液晶表示素子を例にとって説明した が本発明はこれに限られない。例えば、表示したいセグメントだけに独立に電圧を印 加するスタティック型や表示セグメントを時系列的にタイミングを合わせて駆動するダ イナミック (マルチプレックス)型などの駆動方式を用いたセグメント型表示方式の液 晶表示素子にも適用できる。

[0110] 上記実施の形態では、液晶表示素子 1は、光センサ 26及びタイマ 27を有している 力 本発明はこれに限られない。例えば、液晶表示素子 1は、タイマ 27のみを有して いても、画素の焼付きを防止できるので、上記実施の形態と同様の効果が得られる。 産業上の利用可能性

[0111] 表示部のリフレッシュ処理が実行される表示素子に適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の第 1画素を備えた第 1の表示部と、

前記第 1の表示部と積層され、前記複数の画素に対応配置された複数の第 2画素 を備えた第 2の表示部と、

複数の画素を走査しながら既に書込まれた画像データを再び書込む再書込み処 理を前記第 1の表示部に対して開始してから前記第 2の表示部に対して前記再書込 み処理を開始するように制御する表示制御部と

を有することを特徴とする表示素子。

[2] 請求項 1記載の表示素子において、

前記表示制御部は、ほぼ同一波形の電圧パルスが前記複数の第 1又は第 2画素 に順次印加されるように制御して、前記第 1又は第 2の表示部に前記再書込み処理 を施すこと

を特徴とする表示素子。

[3] 請求項 1又は 2に記載の表示素子において、

光を反射する状態、透過する状態、又はそれらの中間的な状態をそれぞれ示して 互いに異なる色の光を反射する前記第 1及び第 2の表示部と共に積層され、前記複 数の第 1及び第 2画素に対応配置された複数の第 3画素を備え、光を反射する状態 、透過する状態、又はそれらの中間的な状態を示し、前記第 1及び第 2の表示部で 反射する光と異なる色の光を反射する第 3の表示部をさらに有すること

を特徴とする表示素子。

[4] 請求項 3記載の表示素子において、

前記表示制御部は、前記第 1乃至第 3の表示部のうちの表示画像の色調に最も近 い色を反射する 1つを他とは独立したタイミングで前記再書込み処理を開始するよう に制御すること

を特徴とする表示素子。

[5] 請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の表示素子において、

前記再書込み処理の開始時期を検知する検知部をさらに有すること

を特徴とする表示素子。

[6] 請求項 5記載の表示素子において、

前記検知部は、前記画素の焼付きを回避できる時間間隔を計測するための計測部 を有すること

を特徴とする表示素子。

[7] 請求項 5又は 6に記載の表示素子において、

前記検知部は、外部環境の照度を検出する光検出部を有すること

を特徴とする表示素子。

[8] 請求項 7記載の表示素子において、

前記表示制御部は、前記光検出部で検出される前記照度が所定値より低くなつた ら前記第 1の表示部の前記再書込み処理を開始するように制御すること

を特徴とする表示素子。

[9] 請求項 3乃至 8の 、ずれか 1項に記載の表示素子にぉ ヽて、

前記第 1乃至第 3の表示部は、メモリ性を有すること

を特徴とする表示素子。

[10] 請求項 3乃至 9の 、ずれか 1項に記載の表示素子にお!、て、

前記第 1乃至第 3の表示部は、

対向配置された一対の基板と、

前記基板間に封止され、コレステリック相を形成する液晶と

を有すること

を特徴とする表示素子。

[11] 請求項 10記載の表示素子において、

前記表示制御部は、

前記再書込み処理で、前記画素の既表示状態を一時的に異なる表示状態とするリ セット処理と、前記リセット処理後に前記既表示状態と同じ表示状態となるように前記 画素に画像データを書込む書込み処理とを実行すること

を特徴とする表示素子。

[12] 請求項 1記載の表示素子において、

前記複数の第 1及び第 2画素のそれぞれは、セグメント型表示方式の表示セグメン トであること

を特徴とする表示素子。

[13] 画像を表示する電子端末機器にぉ ヽて、

請求項 1乃至 12のいずれか 1項に記載の表示素子を備えていることを特徴とする 電子端末機器。

[14] 画像を表示する表示システムにおいて、

請求項 13記載の電子端末機器を備えていることを特徴とする表示システム。

[15] 複数の第 1画素を備えた第 1の表示部と、前記第 1の表示部と積層され、前記複数 の第 1画素に対応配置された複数の第 2画素を備えた第 2の表示部とを駆動して画 像を表示する表示素子の画像処理方法にぉ 、て、

複数の画素を走査しながら既に書込まれた画像データを再び書込む再書込み処 理を前記第 1の表示部に対して開始してから前記第 2の表示部に対して前記再書込 み処理を開始するように制御すること

を特徴とする表示素子の画像処理方法。

[16] 請求項 15記載の表示素子の画像処理方法において、

ほぼ同一波形の電圧パルスが前記複数の第 1又は第 2画素に順次印加されるよう に制御して、前記第 1又は第 2の表示部に前記再書込み処理を施すこと

を特徴とする表示素子の画像処理方法。

[17] 請求項 15又は 16に記載の表示素子の画像処理方法において、

前記第 1の表示部と、前記第 2の表示部と、前記第 1及び第 2の表示部と共に積層 されて複数の第 3画素を備えた第 3の表示部とは、互いに異なる色の光を反射し、 前記第 1乃至第 3の表示部のうちの表示画像の色調に最も近い色を反射する 1つ を他とは独立したタイミングで前記再書込み処理を開始すること

を特徴とする表示素子の画像処理方法。

[18] 請求項 17記載の表示素子の画像処理方法において、

前記画素の焼付きを回避できる時間間隔で前記再書込み処理を開始すること を特徴とする表示素子の画像処理方法。

[19] 請求項 18載の表示素子の画像処理方法において、 外部環境の照度が所定値より低くなつたら前記第 1の表示部の前記再書込み処理 を開始すること

を特徴とする表示素子の画像処理方法。

請求項 19記載の表示素子の画像処理方法において、

前記再書込み処理で、前記画素の既表示状態を一時的に異なる表示状態とするリ セット処理を施し、前記リセット処理の後に前記既表示状態と同じ表示状態となるよう に前記画素に画像データを書込む書込み処理を実行すること

を特徴とする表示素子の画像処理方法。