JP2002214611A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶分子の初期配向が表示のための配向と異
なる液晶表示装置において、その表示のための液晶配向
の転移を確実かつ短時間で終了させることができるその
駆動方法を提供するを提供する。 【解決手段】 光学的補償ベンド型液晶表示装置に代表
されるような、液晶分子の初期配向が、表示のための配
向と異なる液晶表示装置において、その表示のための液
晶配向の転移を確実かつ短時間で終了させることができ
る液晶表示装置の駆動方法を開示する。液晶層の表示領
域の表示のための配向への転移が終了するまで液晶層に
電圧を印加する。また、転移が完了した後、バックライ
トを点灯し、表示駆動モードに移行する。短時間で転移
を完了させるためには、液晶パネルの温度に応じて決定
した条件（たとえば周波数、電圧値）の電圧パルスを液
晶層に印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示に先立って初
期配向から表示可能な所定の配向への液晶分子の転移を
必要とする液晶表示装置に関するものであり、より詳し
くは液晶分子の配向を転移するための液晶表示装置の駆
動方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、種々の液晶表示装置が提案さ
れ、実用化されている。近年では液晶テレビジョンの普
及が期待されている。広く実用化されているネマティッ
ク液晶を用いたツイステッドネマティックモ−ドの液晶
表示装置は、応答が遅い、視野が狭いなどの欠点を有す
る。広視野にすぐれる水平面内駆動モードの液晶表示装
置は、応答速度や開口率に難がある。応答が速く視野角
が広い強誘電性液晶モードの液晶表示装置（以下、ＦＬ
Ｃ型液晶表示装置とする）は、耐ショック性、温度特性
などに大きな欠点を有する。
【０００３】それらに対して、例えば特開平７−８４２
５４号公報や社団法人電気通信学会信学技報ＥＤＩ９８
−１４４の１９頁に提案されている光学補償ベンドモー
ド（または光学補償複屈折モード）の液晶表示装置（以
下、ＯＣＢ型液晶表示装置とする）は、応答が速く視野
角が広いことから、今後、透過型あるいは反射型の液晶
表示装置として例えば液晶テレビジョンへの応用が期待
されている。
【０００４】ＯＣＢ型液晶表示装置の一例を図７に示
す。液晶パネル２は、表面に透明な画素電極４ａが形成
されているアレイ基板３ａと、表面に透明な対向電極４
ｂが形成されている対向基板３ｂと、アレイ基板３ａと
対向基板３ｂに挟まれた液晶層７を有する。基板３ａお
よび３ｂのそれぞれ画素電極４ａおよび対向電極４ｂが
設けられた内面には、ポリイミドからなる液晶配向膜６
ａおよび６ｂが形成されている。この液晶配向膜６ａお
よび６ｂはいずれもラビング処理が施されていて、その
ラビング方向が互いに平行になるよう配されている。液
晶層７には、正の誘電率異方性を有するネマティック液
晶材料が充填されている。電極４ａおよび４ｂ間に電圧
が印加されていないときには、基板３ａおよび３ｂ表面
での液晶分子７ａのプレチルト角は互いに逆方向に約数
度〜１０度であって、液晶分子７ａは図７（ａ）に示す
ように同一平面上に上下対称に斜めに広がった配向（ス
プレイ配向）を示す。
【０００５】ＯＣＢ型液晶表示装置では、装置の主電源
を入れる時などに、電極４ａおよび４ｂ間に比較的高電
圧のパルス（以下、転移用電圧パルスとする）を短時間
に印加することによって、図７（ａ）に示すようなスプ
レイ配向の液晶分子７ａが局所的に立ち上がり、図７
（ｂ）に示すようにベンド配向あるいはねじれ配向を含
んだベンド配向を示す微小領域（以下、転移核とする）
が発生する。転移用電圧パルスを繰り返し印加すること
で、この転移核が拡大する。ＯＣＢ型液晶表示装置は、
液晶層７中の液晶材料全てをベンド配向へ転移させるこ
とで表示が可能になる。ＯＣＢ型液晶表示装置は、表示
信号駆動電圧を印加することで生じる液晶分子７ａのベ
ンド配向の程度の変化に起因した光位相差の変化を利用
して表示する。液晶パネル２の外面には、それぞれ液晶
パネル２の低電圧駆動を可能とするとともに、視野角を
拡大するために光学補償するための位相補償板8がその
光軸を所定の方向に固定されて配置される。
【０００６】上記のように、ＯＣＢ型液晶表示装置で
は、通常の表示駆動モードに入る前に、初期的にスプレ
イ配向からベンド配向への転移発生を促して、液晶パネ
ルの全画素領域で転移を短時間に完了させておく必要が
ある。また、ＦＬＣ型液晶表示装置や相転移型液晶表示
装置においても表示駆動モードの前に同様の処理が必要
である。そこで、これらの液晶表示装置においては、以
下のような問題点を有する。
【０００７】液晶分子が表示のための配向に充分転移し
ていないと、表示駆動モードに移行したときに良好な表
示が得られない。たとえば、ＯＣＢ型の液晶表示装置で
は、ベンド配向への転移が確実に行われず、局所的にス
プレイ配向の領域が残存すると表示駆動時にその箇所が
輝点となって点欠陥のように見える。また、表示駆動開
始後数秒から数分間は、全体が曇ったような表示になり
画像が安定しない。したがって、表示駆動モードに移行
する前にこのベンド配向への転移を確実に完了させる必
要がある。しかしながら、同じ条件で転移用電圧パルス
を印加しても、転移核は同じ場所で発生せず、また偶発
的に発生することから、短時間で確実に転移を終了させ
ることが困難であった。
【０００８】装置の主電源がＯＮになるとバックライト
が点灯される。液晶テレビジョンの場合には、スピーカ
からの音声出力も同時に開始される。しかしながら、表
示に先立って液晶層内の液晶分子の配向を所定の配向に
転移させる必要がある液晶表示装置においては、表示駆
動に移行するまでに長時間要する場合もある。この表示
駆動モードまでの移行期間すなわち転移処理期間におい
ては、バックライトの点灯はエネルギーの浪費である。
また、未転移あるいは転移途中の画素による点的配向欠
陥や面的配向欠陥が多い表示や、転移用パルス電圧の印
加にともなう画面全体の点滅は、使用者に不快感や不安
感を与える要因にもなる。高画質で商業的にも優れた液
晶表示装置を実現するためには、上記の配向転移による
欠陥状態を見えなくして違和感を与えないようにする必
要がある。
【０００９】液晶表示装置を種々の用途に展開するため
には、広い温度範囲において装置の動作を保証する必要
がある。ＯＣＢ型液晶表示装置では、この動作保証温度
範囲で、確実かつ短時間で上記のようなベンド配向への
転移処理を完了させる必要がある。例えば１０型のアク
ティブマトリックス型の液晶表示装置では、２５℃付近
の室温中で０．５〜１秒の短時間で転移を完了させるこ
とができるが、−１０℃〜０℃の低温雰囲気下では、液
晶層全体をベンド配向に転移させる処理に長時間要し、
条件によっては数分要する場合もある。すなわち、実用
化に際しては、一般の表示装置と同様の広い温度領域に
おいてこの転移処理を短時間、長くとも数秒以内で確実
に行うことが必要とされる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためのものであり、ＯＣＢ型液晶表示装置に
代表されるような、液晶分子の初期配向が表示のための
配向と異なる液晶表示装置において、その表示のための
液晶配向の転移を確実かつ短時間で終了させることがで
きる液晶表示装置の駆動方法を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
【００１２】本発明の液晶表示装置は、表面にラビング
処理が施された液晶配向膜を有し、液晶配向膜を互いに
向かい合わせかつラビング方向を同じ方向に向けて配置
された一対の基板と、一対の基板に挟持された液晶層
と、液晶層に電圧を印加するための電圧印加手段とを含
む液晶パネルを備え、基板のラビング方向の長さが、そ
れと垂直な方向の長さよりも長い。ラビング処理された
方向の微小領域の成長速度は、ラビング方向と垂直な方
向のそれと比べて大きい。したがって、基板の長手方向
をラビング方向と平行にすると、転移に要する時間を大
幅に短縮することができる。また、画素のラビング方向
の長さを、それと垂直な方向の長さよりも長くすると、
同様に転移に要する時間を大幅に短縮することができ
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の実施の
形態では、ＯＣＢ型液晶表示装置を例に説明する。
【００１４】《実施の形態１》本実施の形態では、パネ
ルの表示に先立って液晶層の配向状態を初期配向から表
示のための配向に確実に転移させる方法の例を、図面を
参照しながら詳細に説明する。
【００１５】図７に示すようなＯＣＢ型液晶パネルにお
いては、基本的に一対の基板３ａおよび３ｂは、液晶層
７に接する表面に形成された液晶配向膜６ａおよび６ｂ
のラビング方向が互いに平行になるように配される。電
極４ａおよび４ｂ間に電圧を印加していない初期の状態
では、液晶層７中の液晶分子７ａは、図７（ａ）に示す
ようにほぼ平行に並んだスプレイ状態にある。パネルの
表示のためには、これを図７（ｂ）に示すようなベンド
配向状態に転移させる必要がある。この転移のために、
従来から、表示用駆動信号よりも比較的高い電圧（例え
ば２５Ｖ）が両極間に印加される。
【００１６】この転移用電圧パルスを印加する間は通常
の表示ができないことから、使用者の利便性等を考慮す
ると、この転移処理の期間を短くすることが望まれる。
転移用電圧パルスを印加すると、ベンド配向をした微細
な領域（転移核）が局所的に発生したのち、これが徐々
に成長する。画素内にこの転移核を発生させるとここか
らベンド配向への転移が開始される。たとえば、画素内
のゲート線付近に配された補助容量上に転移核形成部を
設ける。電極に突起を設けたり、液晶配向膜にその表面
に位置する液晶分子のプレチルト角が他所のそれとは異
なるような領域を設けることで、所望の場所に転移核を
発生させることができる。
【００１７】ベンド配向領域が画素全体をカバーした後
に転移用電圧パルスの印加を停止して表示用の駆動信号
を発信すると、良好な表示が得られる。充分な転移のた
めに必要なのは、画素ごとに転移核を発生させることか
ら、ベンド配向の領域の成長速度と印加時間の積が画素
サイズ以上になるまで転移用電圧パルスを印加すること
である。ここで、ベンド配向領域の成長速度を図１およ
び表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】図および表より明らかなように、転移した
ベンド配向領域の成長速度は、温度および印加電圧のそ
れぞれに依存する。また、液晶配向膜におけるそのラビ
ング方向の成長速度は、それに垂直な方向におけるその
成長速度よりも速い。したがって、長方形の画素の長手
方向をラビング方向と一致させることにより、ベンド配
向領域の形成を短時間で行うことができる。
【００２０】実際に画素の長手方向をラビング方向と一
致させた液晶パネルにおいては、成長速度が４０００μ
ｍ／秒である室温（２５℃）では画素のサイズが１６０
μｍ×５０μｍの液晶パネルの電圧印加時間は、０．０
４秒で充分であった。また、画素サイズが４５０μｍ×
１５０μｍの場合、室温での電圧印加時間は０．１２秒
で充分であった。しかしながら、上記のように成長速度
は温度によって異なる。ベンド配向へ転移させるための
電圧パルスの印加時間が過剰であると、過剰分だけ正常
な表示ができない。すなわち、使用者に時間を浪費させ
る要因になる。また、ベンド配向への転移が不充分であ
ると、正常な表示ができない場合も生じる。そこで、温
度センサを液晶パネルに設置し、測定したパネル温度に
基づいて電圧を印加する時間を決定する。この方法によ
ると、転移処理を適正な時間で行うことができ、処理の
過剰や不足を防止することができる。
【００２１】上記のような温度による転移処理の管理に
は、温度センサやその制御手段の追加などのために付加
的な費用が必要とされる。そこで、転移処理の不足を防
止する観点から、装置の動作保証温度範囲において最も
転移核の成長速度が遅い最低温度でベンド配向への転移
に必要とされる条件をあらかじめ設定しておけば、温度
センサを取り付ける必要なく充分な転移処理が保証され
る。また、温度センサを用いる場合のような新たなコス
トの発生はない。例えば、動作保証最低温度を、その成
長速度が１０００μｍ／秒である０℃とすると、電圧印
加時間は、０℃で画素サイズが１６０μｍ×５０μｍの
液晶パネルでは０．１６秒以上で充分であり、画素サイ
ズが４５０μｍ×１５０μｍ液晶パネルでは０．４５秒
以上で充分であった。
【００２２】転移処理のための電圧は、断続的または連
続的に印加する。ここで、断続的に印加した場合には印
加した時間の総和が、図２に示すＴ1に相当する。電圧
印加の開始からベンド配向の転移核が発生するまでのタ
イムラグは存在するが、経験的に、マージンを含めて成
長速度に基づく計算値の２倍に電圧印加時間を設定すれ
ば充分であった。また本実施の形態では、図２にＴ1で
示す電圧印加時間の前に、印加電圧を０Ｖにする休止期
間Ｔ0を設けた。この休止期間を設けることで、転移核
を安定して発生させることができ、安定して転移が進行
する。この休止期間を長くするにつれ、より安定して転
移を進行させることができる。実際には、休止期間を
０．２秒程度とすることで安定した転移処理が可能にな
る。
【００２３】《実施の形態２》本実施の形態では、不要
な電力消費を抑制しかつ使用者に不快感や不安感を与え
ないための改良について説明する。
【００２４】本実施の形態の液晶表示装置の概略した構
成を図３に示す。この液晶表示装置は、ＯＣＢ型液晶表
示装置である。液晶表示装置１は、アクティブマトリッ
クス型で７インチの液晶パネル２、低電圧化駆動と視角
拡大のために光学補償する一対のフィルム位相差板８、
一対の偏光板１０および液晶パネル２を照射するための
バックライト９を備える。液晶パネル２は、図７に示す
ものと同様の構造を有する。制御部１１は、表示駆動時
に表示用駆動信号を出力する表示駆動回路１２、液晶層
の配向をベンド配向に転移させるための電圧パルスを出
力する転移駆動回路１３バックライトのＯＮ／ＯＦＦを
制御するためのバックライト制御回路１４およびこれら
を制御する制御回路１６を備える。転移駆動回路１３
は、液晶パネル２の対向電極４ｂと画素電極４ａとの間
に、液晶層７をスプレイ配向からベンド配向に転移させ
るために例えば１５Ｖの高電圧の転移用電圧パルスを間
欠的に一定時間印加する。
【００２５】本液晶表示装置では、室温下で液晶パネル
２の全画素中の液晶層が全てベンド配向に転移するに
は、２秒間の電圧印加が必要である。液晶表示装置１の
主電源をＯＮにすると、制御回路１６は、スイッチ１５
を端子Ａ側に接続し、転移駆動回路１３より液晶パネル
２に高電圧の転移用電圧パルスを２秒間印加する。この
２秒間の電圧パルスの印加により、液晶層７中の液晶分
子７ａの転移が完了する。電圧パルスの印加が終了する
と、制御回路１６はスイッチ１５を端子Ｂ側に接続して
表示駆動回路１２を液晶パネル２と接続する。制御回路
１６は、この表示駆動回路１２と液晶パネル２との接続
に同期してバックライト制御回路１４を操作して、バッ
クライト９を点灯させる。これにより、液晶表示装置１
は、表示駆動モードに移行する。
【００２６】本実施の形態の液晶表示装置では、バック
ライトを点灯した後に転移用電圧パルスを印加する従来
の液晶表示装置のように、転移処理中に、画面が間欠的
に明暗に点滅しさらに点欠陥や面欠陥が液晶パネルの全
面に現れるような不良な表示を行うことがない。したが
って、使用者に不快な印象を与えたり、故障を予期させ
ることを避けることもできる。なお、本実施の形態で
は、液晶層中の液晶分子をスプレイ配向からベンド配向
に転移させた後表示するＯＣＢ型の液晶表示装置を例に
説明したが、本発明は、配向状態を初期状態から表示可
能配向状態へ転移させた後に表示し、転移中にパネル面
で不均一に配向状態が移行、進行する他の型の液晶表示
装置、例えばＦＬＣ型液晶表示装置や相転移型液晶表示
装置においても適用される。なお、電極に突起を設けた
り、液晶配向膜にそこに位置する液晶分子のプレチルト
角が他の領域のそれと異なるように形成された特異な領
域を設けることで、転移を誘起することができ、予め設
定された時間内で転移を確実に完了させることができ
る。
【００２７】ここで、転移用電圧パルスとして、表示状
態における表示駆動信号よりも高い例えば２５Ｖ程度の
電圧が電極間に印加される。しかしながら、この高電圧
の印加は、転移時に大きな消費電力を要することにな
る。そこで、転移用電圧パルスの電圧値を表示駆動信号
と同等の５〜６Ｖとしたところ、約３０秒を要したもの
の低電圧で液晶層中の液晶分子をスプレイ配向からベン
ド配向に転移させることができた。すなわち、必ずしも
表示用とは別に転移用に電源供給機構を設ける必要はな
い。したがって、転移用電圧パルスの電圧モードを表示
駆動信号のそれと等しくすることで、消費電力を下げ、
さらに装置の価格を低くすることができる。
【００２８】図４に示すように、ノート型パーソナルコ
ンピュータ、モバイルコンピュータ、折畳式の携帯電話
等、液晶パネル２を覆うカバー１７を有し、使用の際に
カバー１７を開ける必要がある液晶表示装置の場合に
は、制御回路１６はカバー１７の開閉に同期して液晶パ
ネル２と表示駆動回路１２または転移駆動回路１３との
接続を制御することもできる。主電源がＯＮになってい
てカバー１７が閉鎖されているときにカバー１７を開放
すると、制御回路１６は、液晶パネル２に転移用電圧パ
ルスの印加が必要か否かを判定する。
【００２９】転移用電圧パルスの印加が必要であると判
定すると、制御回路１６はスイッチ１５を操作して液晶
パネル２と転移駆動回路１３を接続して、液晶パネル２
に転移用電圧パルスを例えば１秒間印加する。転移用電
圧パルスの印加後、制御回路１６は、スイッチ１５を操
作して液晶パネル２と表示駆動回路１２とを接続し、さ
らにこれと同期してバックライト９を点灯して、装置は
通常の表示駆動モードに移行する。一方、転移用電圧パ
ルスの印加が不要であると判定すると、制御回路１６は
スイッチ１５を操作して液晶パネル２と表示駆動回路１
２とを接続し、さらにこれと同期してバックライト９を
点灯して、装置は通常の表示駆動モードに移行する。装
置の主電源がＯＮになっている場合にカバー１７が閉じ
られると、制御回路１６は、スイッチ１５を操作して液
晶パネル２と転移駆動回路１３とを接続して、液晶パネ
ル２にベンド配向を維持するために電圧パルスを印加す
る。またそれと同期してバックライトを消灯する。
【００３０】また、使用者からの入力が所定時間認めら
れない場合には、制御回路１６は、同様にスイッチ１５
を操作して液晶パネル２と転移駆動回路１３とを接続し
て、液晶パネル２にベンド配向を維持するために電圧パ
ルスを印加する。またそれと同期してバックライトを消
灯する。使用者からの入力が確認されると、制御回路１
６はスイッチ１５を操作して液晶パネル２と表示駆動回
路１２とを接続し、さらにこれと同期してバックライト
９を点灯して、装置は通常の表示駆動モードに移行す
る。これらは、ノート型パーソナルコンピュータ、モバ
イルコンピュータ、折畳式の携帯電話等の駆動に有用で
ある。
【００３１】例えば液晶テレビジョンなど、スピーカを
有する液晶表示装置においては、スピーカを転移の進行
や終了を告知する手段として用いる。装置の主電源が投
入されると、所定時間（例えば２秒間）電圧パルスが印
加される。例えばこの転移駆動中に、転移の進行を告知
する音声信号をスピーカより出力させる。すなわち、転
移が完了してバックライトが点灯される以前にスピーカ
から音声を出力させて、転移操作中でも装置が起動中で
あることを認識させる。液晶テレビジョンにおいては、
たとえば、主電源がＯＮになった時点でスピーカによる
放送用音声の出力を開始させ、転移の状況を告知する音
声信号は放送用音声信号に重畳する。転移終了後に画像
表示と音声出力を開始すると、電源投入から画像表示お
よび音声出力が開始されるまでのタイムラグは、使用者
に不安を与える要因にもなりかねない。そこで、電源投
入後に画像表示に先行して音声を出力することで、この
ような不安を与えることを避けることが望ましい。転移
駆動が終了すると、バックライトの点灯と表示駆動モー
ドへの移行とともに、転移の終了を告知する音声信号を
スピーカより出力させる。もちろん、バックライトの点
灯後に音声出力させてもよい。
【００３２】また、バックライトが点灯されるまで転移
処理中あるいは転移完了を使用者に告知するための目印
として、小型ランプ、発光ダイオード、ＥＬ素子等を点
灯して、転移が終了した後にバックライトを点灯させて
もよい。これにより、使用者は故障と思わずに安心して
いられる。なお、構成が複雑にはなるものの、転移駆動
回路において転移完了時間を前もって設定するほか、液
晶パネルを視覚的に観察し、ベンド配向への転移の終了
を判定する手段を設けてもよい。バックライトは転移駆
動操作後に点灯するとしたが、必ずしも直後でなくても
よい。また、液晶パネルが表示駆動モードにあるときに
のみ点灯させてもよい。また、本発明では透過型の液晶
表示装置として説明したが、反射型の液晶表示装置の駆
動方法として、バックライトの代わりにフロントライト
を用いても何ら支障はない。
【００３３】《実施の形態３》本実施の形態では、より
確実かつ短時間で上記転移を完了させ、表示駆動モード
に移行することができる液晶表示装置の例について説明
する。
【００３４】本実施の形態の液晶表示装置の構成の概略
を図５に示す。この液晶表示装置は、画素ごとにスイッ
チング素子が配されたいわゆるアクティブマトリックス
型の液晶パネル２と、一対の偏光板１０と、光学補償用
の位相補償板８を有する。液晶パネル２は、対向する一
対の基板３ａおよび３ｂを有する。アレイ基板３ａには
画素電極４ａと例えばＴＦＴからなるスイッチング素子
１８とが配されている。対向基板３ｂには対向電極４ｂ
が配されている。画素電極４ａと対向電極４ｂの表面
は、それぞれ液晶配向膜６ａおよび６ｂにより被覆され
ている。液晶配向膜６ａおよび６ｂは、ともにポリアミ
ック酸タイプのポリイミド配向膜材料（日産化学工業
（株）製、ＳＥ−７４９２）を印刷塗布し、焼成し、さ
らにラビング処理して形成したものである。液晶層７に
は、正の誘電率異方性のネマティック液晶材料が充填さ
れている。また、基板間隙を一定に保つための径約５ミ
クロンのスペ−サ（図示せず）が配されている。無電圧
印加状態で液晶分子が斜めに広がった配向領域からなる
いわゆるスプレイ配向を形成するように、それぞれの配
向膜６ａおよび６ｂは、その表面上の液晶分子が約５〜
６度のプレチルト角を示し、分子軸が同一面内に位置す
るように、ラビング方向を互いに平行にして配されてい
る。
【００３５】液晶パネル２に密着して配置された温度検
知器１９は、液晶パネル２の温度を検出し、温度検知信
号を転移駆動回路１３に出力する。なお、温度検知器１
９を液晶パネル２に密着して配置することが困難な場合
は、温度検知器１９は液晶パネル２の近傍に配される。
すなわち、液晶パネルの周囲温度を液晶パネルの温度と
して代用してもよい。転移駆動回路１３は、温度検知信
号に基づいて、液晶パネル２の画素電極４ａと対向電極
４ｂの間に印加する転移用電圧パルスの条件を決定す
る。転移駆動回路１３は、対向電極４ｂと画素電極４ａ
の間に図６に示すデューティサイクルが５０％の転移用
電圧パルスを印加する。
【００３６】なお、転移操作開始直後に両電極間の初期
電圧をほぼ０Ｖ（０Ｖ±０．５Ｖ）とした初期期間を設
けている。また、電圧パルス間隔期間の電圧も初期期間
と同じくほぼ０Ｖ（０Ｖ±０．５Ｖ）にした。本実施の
形態の液晶表示装置と同様の液晶表示装置を用いて、−
１０℃から６０℃の雰囲気下で上記転移電圧パルスの電
圧値を−１５Ｖ、−２０Ｖまたは−３０Ｖとし、その周
波数を０．５Ｈｚ、１Ｈｚ、３Ｈｚまたは５Ｈｚとし
て、液晶パネルの表示領域の全画素の転移が完了するま
での転移時間を評価した。これらの結果を表２から表４
に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】
【表４】
【００４０】以下、この転移時間の温度依存性の結果に
基づいて本実施の形態の液晶表示装置について説明す
る。
【００４１】［３．１ 周波数変更］転移駆動操作回路
１３は、たとえば温度検知器１９が検知した液晶パネル
２の温度（またはその周囲の温度）と以下の表５に基づ
いて、液晶パネル２の電極間に印加する転移用電圧パル
スの周波数を決定する。
【００４２】
【表５】
【００４３】パネル温度が低いほどその周波数が低くな
るように、転移用電圧パルスの周波数を連続的に変化さ
せる。これにより最長でも２秒間でベンド配向への転移
処理を完了させることができる。実際に、−１０〜６０
℃の温度範囲で対向電極４ｂと画素電極４ａの間に電圧
パルスを印加したところ、２０℃〜６０℃の温度範囲で
は数Ｈｚの周波数で１秒より短い時間でベンド配向への
転移が完了し、−１０℃〜０℃の温度範囲では１Ｈｚ以
下の低周波数で２秒で転移が完了した。すなわち、液晶
パネルの温度を検知し、検知した温度に基づいて転移用
電圧パルスの周波数を決定することで、室温から高温雰
囲気までの広い温度領域で１秒より短い時間で、０℃以
下の低温雰囲気でも２秒という短い時間でベンド配向へ
の転移を完了させることができる。
【００４４】従来のＯＣＢ型液晶表示装置のように全使
用温度領域において数Ｈｚに固定された周波数の電圧パ
ルスを用いると高温では１秒以下であるが、低温では数
秒以上から数十秒必要とされたベンド配向への転移を、
低温から高温の雰囲気に渡って極めて短時間で完了させ
ることができ、より早い表示モードへの移行が可能にな
る。用いる液晶材料や液晶パネルの構成にも依存する
が、一般的に２０℃〜６０℃の高温領域では、周波数を
２〜５Ｈｚ、望ましくは２〜４Ｈｚとすることで１秒以
下で転移を完了させさせることができ、−１０℃〜０℃
の低温領域では、周波数を０．２〜１Ｈｚ、望ましくは
０．４〜０．６Ｈｚとすることで２秒程度で転移を完了
させることができる。勿論、電圧値を−３０Ｖとする必
要はなく、使用材料、セルギャップ等、液晶パネルの構
成によっては、異なる電圧値の電圧パルスを印加しても
よい。
【００４５】また、短時間で転移を完了させるために
は、電圧パルスの印加に先立って、両電極間電圧を０Ｖ
にする初期期間を設けることが有用である。理想的には
０Ｖとすることが望ましいが、実質的には０Ｖ±０．５
Ｖ程度でも良い。また、繰り返されるパルス間の電極間
電圧を０Ｖ±０．５Ｖ、好ましくは０Ｖにすることも有
用である。この効果は、特に低温雰囲気において発揮さ
れる。転移操作をスタートする直前および電圧パルス間
隔期間に両電極間にたとえば約−１Ｖ程度の電位差があ
ると、その電位差によって液晶分子が安定した不均一ス
プレイ配向のまま維持されるためにパルス電圧の印加の
際の転移核（すなわちベンド配向に転移した微小領域）
の発生頻度が著しく低下する。そのため、両電極間電圧
を略０Ｖにする期間を設ける場合に比べてより多くのパ
ルス電圧の繰り返しが必要となる。また、同様の理由
で、充分な初期期間やパルス間隔期間を設けることが好
ましい。
【００４６】例えばデューティサイクルが５０％で、周
波数が０．５Ｈｚの電圧パルスにおいては、初期期間を
１秒とし、デューティサイクルが５０％で、周波数が１
Ｈｚの電圧パルスにおいては、初期期間を０．５秒とす
る。周波数が３Ｈｚの電圧パルスにおいては、初期期間
を０．１６秒とする。パネルの構成や液晶材料によって
も、実用的な初期期間は約０．２〜２秒の範囲内である
が、この初期期間を２〜５秒程度までに長くすることが
安定的な転移の進行のためには有用である。なお、転移
処理を開始する前、たとえば装置の主電源がＯＦＦの時
に予め電極間電圧を０Ｖに維持しておくと、転移処理開
始後の初期期間を短くすることが出来る。
【００４７】［３．２ 電圧値変更］パネル温度に応じ
て電圧パルスの電圧値を変更することによっても、同様
に短時間での転移が可能になる。転移駆動回路１３は、
温度検知器１９からの信号すなわちパネル温度に基づい
て、電極間に印加する転移用電圧パルスの周波数を０．
５Ｈｚとした上で、その電圧値を以下の表６に示すよう
に決定する。すなわち、パネル温度が低くなるほど高く
なるよう転移用電圧パルスの電圧値を連続的に変化させ
る。
【００４８】
【表６】
【００４９】実際に上記表に基づいて決定した条件で両
電極間に電圧を印加したところ、２０℃〜６０℃の温度
範囲では−２０Ｖ以上、−１０℃〜２０℃の温度範囲で
は−２０Ｖ以下の電圧値の転移用電圧パルスを印加する
ことにより、全温度範囲内で１パルスの印加、すなわち
２秒で転移を完了させることができた。すなわち、以上
の様に、パネル温度を検出し、それに応じて決定された
電圧値の転移用電圧パルスを印加することにより、低温
から高温の広い温度範囲において２秒という短時間でベ
ンド配向への転移を完了させることができる。すなわ
ち、低温においてもごく短時間で表示駆動モードへの移
行が可能になる。なお、電圧パルスの電圧値および周波
数は、使用する液晶材料、セルの構成等によって決定さ
れる。
【００５０】本実施の形態では転移用電圧パルスの周波
数を０．５Ｈｚとし、実用的判断で、転移操作をスター
トした直後の初期期間を１秒としたが、この初期期間を
０．２〜５秒程度にすることが効果的である。初期期間
の時間範囲は材料、温度によっても異なるが、約０．２
〜５秒である。この初期期間を転移処理を開始する前に
設定しても良い。この場合、転移処理の開始前に実質的
に充分な初期期間を設けることができるため、転移処理
の開始後に設定する初期期間は短くてもよい。初期電圧
としては理想的な０Ｖが望ましいが、０Ｖ±０．５Ｖ程
度に設定しても良い。
【００５１】［３．３ 周波数および電圧値を変更］周
囲温度に応じて転移用電圧パルスの周波数および電圧値
の双方を変化させても、低温から高温に渡って短時間に
転移を完了させることが出来る。たとえば、以下の表７
に示すように周波数および電圧値を決定する。
【００５２】
【表７】
【００５３】電圧パルスのデューティサイクル即ちパル
ス幅が異なると、転移時間は大幅に変化する。また、パ
ネル温度に応じて転移時間が最短になるときのデューテ
ィサイクルは異なる。したがって、上記の周波数および
電圧値に代えてパルス幅を温度に応じて変化させても、
転移時間を短くすることができる。上記のように、パネ
ル温度に応じて、電圧周波数、電圧値等の条件を連続的
に変化させると、最適な電圧パルス条件を得ることがで
きるが、そのための転移駆動制御回路の構成が複雑にな
る。そこで、たとえば、表８に示すように、使用保証温
度範囲を２つに分割し、分割されたそれぞれの温度範囲
に対して転移用電圧パルスの条件を設定すると、低温で
の転移時間が若干長くなるものの転移駆動制御回路の構
成が簡略化される。
【００５４】
【表８】
【００５５】もちろん、使用保証温度範囲を３つ以上の
温度範囲に分割してもよい。以上の様に、パネル温度に
応じて決定した電圧値、電圧周波数、パルス幅またはこ
れらの複数を含む転移用電圧パルスを印加することによ
り、広い温度範囲において転移時間を短縮することがで
きる。
【００５６】［３．４ 最低温度に固定］上記実施の形
態では、パネル温度に応じて転移用電圧パルスの条件を
決定する方法について説明したが、本実施の形態ではよ
り簡略な構成で、低温雰囲気下でも転移時間を短縮する
ことができる駆動方法の例について説明する。低温雰囲
気下では、高温雰囲気下と比べて転移の完了により長時
間を要する。そこで、装置の最低使用温度である−１０
℃において最短である２秒で転移を完了させることがで
きる条件の転移用電圧パルス、すなわち電圧値を−３０
Ｖとし電圧周波数を０．５Ｈｚとした転移用電圧パルス
を両電極間に印加することによって、少なくとも転移時
間を−１０℃から６０℃までの広範囲の温度範囲で２秒
で転移させることが出来た。
【００５７】上記実施の形態では、転移用電圧パルスの
周波数を０．５Ｈｚとすることで、１パルスの負の転移
用電圧パルスの印加、すなわち２秒で転移を完了させる
ことができたが、液晶材料や液晶パネルの構成によって
最適な周波数は異なる。一般に、周波数を０．２〜１Ｈ
ｚの範囲、望ましくは０．４〜０．６Ｈｚの範囲より選
択することで、より短い時間で転移を完了させることが
できる。なお、条件によっては、転移用電圧パルスを１
パルス以上印加する必要がある。なお、上記実施形態で
は最低使用温度を−１０℃としたが、装置の構成によっ
て使用が保証される最低温度は異なる。
【００５８】
【発明の効果】本発明によると、液晶分子の初期配向が
表示のための配向と異なる液晶表示装置において、その
表示のための液晶配向の転移を確実かつ短時間で終了さ
せることができる液晶表示装置およびその駆動方法を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶配向膜の成長速度を示す特性図であって、
（ａ）は液晶配向膜のラビング方向とベンド配向相の成
長速度の関係を示す図（ｂ）は印加電圧とベンド配向相
の成長速度の関係を示す図
【図２】転移用電圧パルスの波形を示す特性図
【図３】本発明の一実施例の液晶表示装置の構成を示す
概略図
【図４】本発明の他の実施例の液晶表示装置の構成を示
す概略図
【図５】本発明のさらに他の実施例の液晶表示装置の構
成を示す概略図
【図６】同実施例で液晶層に印加する転移用電圧パルス
の波形を示す特性図
【図７】ＯＣＢ型液晶表示装置の構成を示す要部の概略
した縦断面図
【符号の説明】
１ 液晶表示装置 ２ 液晶パネル ３ａ アレイ基板 ３ｂ 対向基板 ４ａ 画素電極 ４ｂ 対向電極 ６ａ、６ｂ 液晶配向膜 ７ 液晶層 ７ａ 液晶分子 ８ 位相補償板 ９ バックライト １０ 偏光板 １１ 制御部 １２ 表示駆動回路 １３ 転移駆動回路 １４ バックライト制御回路 １５ スイッチ １６ 制御回路 １７ カバー １８ スイッチング素子 １９ 温度検知器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上村 強 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中尾 健次 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 田中 好紀 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 津田 圭介 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 沼田 幸雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中村 美香 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 小林 淳一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H090 HB08Y KA05 LA04 LA06 LA16 MA10 MB01

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面にラビング処理が施された液晶配向
    膜を有し、前記液晶配向膜を互いに向かい合わせかつラ
    ビング方向を同じ方向に向けて配置された一対の基板
    と、 前記一対の基板に挟持された液晶層と、 前記液晶層に電圧を印加するための電圧印加手段とを含
    み、複数の画素を有する液晶パネルを具備し、 前記画素の前記ラビング方向の長さが、前記画素の前記
    ラビング方向と垂直な方向の長さよりも長い液晶表示装
    置。
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