JP2002250909A - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＯＣＢモードの液晶表示装置は、低温ではス
プレイ配向状態からベンド配向状態に、転移しにくい
が、特に、０℃以下のような寒冷地で使用される自動車
内等の液晶表示装置や、屋外で主に使用される場合にお
いて、ベンド配向状態への転移が完全ではなくなり、ス
プレイ配向状態のままの画素が残留し、輝点欠陥のよう
に見える課題があった。 【解決手段】 液晶表示装置に、加熱装置１５を設け、
液晶パネル４１が加熱装置１５により加熱された後に、
画素電極１２１と対向電極１２との間に、液晶層３１を
ベンド配向３２１状態に転移させるための転移用電圧パ
ルスが印加されるように液晶表示装置を駆動させること
により、低温雰囲気中でも確実にスプレイ配向３２状態
をベンド配向３２１状態へ転移させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速応答で広視野
の表示性能を持つ液晶表示装置と、その駆動方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置としては、ネマティ
ック液晶を用いたツイステッドネマティック（ＴＮ）モ
ードの液晶表示装置が実用化されているが、応答が遅
い、視野角が狭い等の欠点がある。また広視野に優れた
ＩＰＳ（水平面内駆動）モードの液晶表示装置が実用化
されているが、応答が遅い、開口率が小さいなどの欠点
がある。

【０００３】一方、応答速度が速く広視野角の表示モー
ドとして、光学補償ベンドモード（以下OCBモードと呼
ぶ）が提案されている。（たとえば、特開平７−８４２
５４号公報）。このモードについて、図１を用いて説明
する。従来は、画素領域における構成の断面図である図
１（a）のように、画素電極１２１が配置された基板１
１１と、対向電極１２が配置された対向側の基板１１と
の両内面に設けた配向膜（図示せず）を、互いに平行方
向にプレチルトが正負逆でかつ約数度から１０度になる
よう配向処理し、正の誘電率異方性のネマティック液晶
を挿入して、液晶層３１を配置すると、画素電極１２１
と対向電極１２間の電圧が無印加状態では液晶分子は、
上下対称に広がった、スプレイ配向３２状態が形成され
る。

【０００４】この状態から、映像を表示するためには、
例えば特願平２０００−３２９０８号公報あるいは、特
開平１０−２０６８２２号公報に示されているように、
上記両電極間に図１(c)のように、高電圧の電圧パルス
（以下、転移用電圧パルスと呼ぶ）を、図１（b）の転
移駆動回路２１から繰り返し印加することによって、画
素電極１２１と対向電極１２間の略中央の液晶分子を立
たせ、あるいはねじれ配向を含んだ液晶分子が立ち上が
り、弓状に曲がった配向領域からなる、ベンド配向３２
１状態の転移核を発生させ、この領域を伝播させること
により、画素全体をベンド配向３２１状態とする。一方
基板１１，１１１の両外面には、通常の偏光板１４，１
４１と、十分なコントラストと視野角拡大のためにベン
ド配向３２１状態の液晶分子を光学補償し、低電圧化す
るために挿入された位相差補償板１３，１３１とが少な
くとも一枚、所定の軸方向に、配置されている。このよ
うにして、OCBモードは、画素電極１２１と対向電極１
２との間の液晶層３１全体をベンド配向３２１へ転移さ
せた後に、通常の表示信号電圧を表示駆動回路２２から
印加して、液晶分子のベンド配向３２１状態の程度を変
えることによって、液晶による光の位相差を変化させ表
示させるものである。

【０００５】したがって、このスプレイ配向３２状態か
ら、ベンド配向３２１状態の転移核を形成し、ベンド配
向３２１状態を伝播させ、全画素領域で表示前に完了さ
せておく必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような液晶表示装置の場合、以下のような課題が残され
ていた。

【０００７】すなわち、低温ではスプレイ配向状態から
ベンド配向状態には、転移しにくが、特に、０℃以下の
ような寒冷地で使用される自動車内等の液晶表示装置
や、屋外で主に使用される場合において、ベンド配向状
態への転移が完全ではなくなり、スプレイ配向状態のま
まの画素が残留し、輝点欠陥のように見える課題があっ
た。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、液晶表示装置の駆動方法に関して鋭意、
検討した結果、生じた発明である。

【０００９】すなわち、本発明による液晶表示装置は、
互いに対向配置された基板の内面の一方に画素電極、他
方に対向電極を形成し、その間に液晶層を挟持した液晶
パネルと、液晶パネルを加熱する加熱装置とを具備した
ものであり、本発明の駆動方法は、この液晶表示装置を
駆動するにおいて液晶パネルが加熱装置により加熱され
た後に、画素電極と対向電極との間に、液晶層をベンド
配向に転移させるための転移用電圧パルスが印加される
ことを特徴としている。

【００１０】上記駆動方法により、液晶パネルは、加熱
されているため、液晶層は容易にベンド配向状態に転移
する。

【００１１】また本発明の液晶表示装置は、さらに液晶
パネルの温度を測定する温度測定手段を具備したもので
あり、またその駆動においては、画素電極と対向電極と
の間に、液晶層をベンド配向に転移させるための転移用
電圧パルスを印加し始める時間は、温度測定装置によっ
て測定された液晶パネルの温度に応じて調整されること
を特徴としている。

【００１２】上記液晶表示装置およびその駆動方法によ
り、液晶パネルが低温雰囲気中にあるときは、液晶パネ
ルが加熱され、確実に転移する温度にならないと、転移
用電圧パルスが印加されない。また液晶パネルが低温雰
囲気中にないときは、すばやく転移用電圧パルスが印加
され、通常の画像が表示される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１４】（実施の形態１）図２（a）は本発明の実
施の形態１を示す液晶表示装置の断面図であり、図２
（ｂ）はその駆動方法のタイムチャートを説明した図で
ある。以下図１と同じ番号のものは図１と全く同様の構
成で、同様の役目があるため、説明は省略する。液晶パ
ネル４１を加熱するための加熱装置１５を液晶パネル４
１の背面に配置し、加熱装置駆動回路２３に接続してそ
の駆動を制御させる。また加熱装置１５は、液晶パネル
４１とほぼ同じ大きさの透明性の導電性フィルムによっ
て形成され、電流を流すことによって液晶パネル４１を
加熱することが出来る。この時の加熱装置１５と液晶パ
ネル４１の駆動のタイムチャートは、図２（ｂ）のよう
に液晶表示装置の主電源が投入される前の、待機時間中
にも、加熱装置駆動回路２３により加熱装置１５を駆動
させ、液晶パネル４１を予備的に加熱しておく。転移駆
動回路２１から印加される転移用電圧パルス（電圧値−
２５Ｖ、周波数１Ｈｚ、印加期間１秒）を、印加前の初
期期間を３秒と転移駆動回路２１を設定し印加すると、
周辺温度が６０℃から−２５℃まで液晶パネル４１全面
においてスプレイ配向３２状態のままの画素はなく完全
にベンド配向３２１状態に転移し、輝点欠陥の無い液晶
表示装置を得ることが出来る。

【００１５】なお加熱装置１５として透明の導電性フィ
ルムを用いたが、図４（a）のように基板１１上に、導
電体５１を図４(b)のように形成し、電流を流し抵抗加
熱により、液晶層３１を、効率良く加熱する方法も効果
的である。

【００１６】更には、対向電極１２に直接電流を流せ
ば、液晶層３１を効率良く加熱することができる。ただ
し液晶パネル４１内部に電極を設ける場合、転移用電圧
パルスが、画素電極１２１と対向電極１２間に印加され
る前に、加熱を終了しないと転移用電圧パルスが乱れて
しまうことは言うまでも無い。

【００１７】加熱装置１５として他の構成として、液晶
パネル４１の表面にタッチパネル電極を有するときに
は、そのタッチパネル電極に電流を流し、抵抗過熱によ
り液晶パネル４１を加熱しても良い。

【００１８】なお図５（ｂ）のように、転移用電圧パル
スの印加が完了するのとほぼ同時に、加熱装置１５によ
る加熱を終了させることにより、通常表示中では液晶表
示装置の消費電力の無駄をなくすことが出来る。

【００１９】また加熱装置１５として、液晶パネル４１
の背面に配置したバックライトまたは、液晶パネル４１
前面に配置したフロントライトからの発熱を利用しても
良い。

【００２０】さらに好ましくは、バックライトまたはフ
ロントライトが熱線放射部材を含んで形成されている
と、効率良く液晶パネル４１を加熱できる。

【００２１】（実施の形態２）図３（a）は本発明の実
施の形態２を示す液晶表示装置の断面図であり、図３
（ｂ）はその駆動方法のタイムチャートを説明した図で
ある。ここで（実施の形態１）と異なっているのは、図
３（ｂ）のように液晶表示装置の主電源が投入される前
の待機時間中には、加熱装置駆動回路２３により加熱装
置１５を停止させておいた点である。転移駆動回路２１
から印加される転移用電圧パルス（電圧値−２５Ｖ、周
波数１Ｈｚ、印加期間１秒）を、印加前の初期期間を３
秒と転移駆動回路２１を設定し印加すると、周辺温度が
６０℃から−１７℃まで液晶パネル４１全面においてス
プレイ配向３２状態のままの画素はなく完全にベンド配
向３２１状態に転移し、輝点欠陥の無い液晶表示装置を
得ることが出来る。

【００２２】（実施の形態３）図６（a）は本発明の実
施の形態３を示す液晶表示装置の断面図であり、図６
（ｂ）はその駆動方法のタイムチャートを説明した図で
ある。

【００２３】ここで（実施の形態１）及び（実施の形態
２）と異なっているのは、液晶パネル４１の温度を測定
する温度測定装置４２を液晶パネル４１付近に配置し、
測定された温度信号を転移駆動回路２１と加熱装置駆動
回路２３にフィードバックし、使用者が主電源を投入し
た後の、転移用電圧パルスの印加開始時間を制御した点
である。例えば、周辺温度が−２０℃で、温度測定装置
４２から測定された温度が−１５℃以上の時に、転移用
電圧パルスの印加の開始するように転移駆動回路２１を
設定した場合、使用者が液晶表示装置の主電源を投入し
てから、約６秒後に転移用電圧パルス（電圧値−２５
Ｖ、周波数１Ｈｚ、印加期間１秒）が印加され、液晶パ
ネル４１全面においてスプレイ配向３２状態のままの画
素はなく完全にベンド配向３２１状態に転移し、輝点欠
陥の無い液晶表示装置を得ることが出来る。一方、周辺
温度が−１３℃で、温度測定装置４２から測定された温
度が−１５℃以上の時に、転移用電圧パルスの印加の開
始するように転移駆動回路２１を設定した場合、使用者
が液晶表示装置の主電源を投入してから、約１秒後に転
移用電圧パルス（電圧値−２５Ｖ、周波数１Ｈｚ、印加
期間１秒）が印加され、液晶パネル４１全面においてス
プレイ配向３２状態のままの画素はなく完全にベンド配
向３２１状態に転移し、輝点欠陥の無い液晶表示装置を
得ることが出来る。

【００２４】（実施の形態４）図７（a）は本発明の実
施の形態４を示す液晶表示装置の断面図であり、図７
（ｂ）はその駆動方法のタイムチャートを説明した図で
ある。

【００２５】ここで（実施の形態３）と異なっているの
は、測定された温度信号を転移駆動回路２１と加熱装置
駆動回路２３にフィードバックし、使用者が液晶表示装
置の主電源を投入した後の、加熱手段１５の電流値を制
御した点である。具体的には、温度測定装置が検知した
温度が−１５℃以下のとき、加熱装置１５が駆動するよ
うに転移駆動回路２１を設定する。この場合、周辺温度
が−２０℃では、使用者が主電源を投入した後、約６秒
後に転移用電圧パルス（電圧値−２５Ｖ、周波数１Ｈ
ｚ、印加期間１秒）が印加され、液晶パネル４１全面に
おいてスプレイ配向３２状態のままの画素はなく完全に
ベンド配向３２１状態に転移し、輝点欠陥の無い液晶表
示装置を得ることが出来る。一方、周辺温度が−１３℃
では、使用者が液晶表示装置の主電源を投入した後、加
熱装置１５が駆動されること無く、約６秒後に転移用電
圧パルス（電圧値−２５Ｖ、周波数１Ｈｚ、印加期間１
秒）が印加され、液晶パネル４１全面においてスプレイ
配向３２状態のままの画素はなく完全にベンド配向３２
１状態に転移し、輝点欠陥の無い液晶表示装置を得るこ
とが出来る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明による液晶表
示装置の駆動方法は、以下の作用効果を奏することがで
きる。

【００２７】すなわち、低温での転移確実性が向上し輝
点欠陥のない高品位のＯＣＢモード液晶表示装置を得る
ことができる。

【００２８】以上のことから、高速かつ広視野角で、輝
点欠陥のない高画質が得られる液晶表示装置を提供する
ことができるので工業的価値は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）従来のＯＣＢ液晶表示装置における構成
の断面図で、電圧無印加時のスプレイ配向状態を表した
図 （ｂ）従来のＯＣＢ液晶表示装置における構成の断面図
で、電圧印加時のベンド配向状態を表した図 （ｃ）ＯＣＢ液晶表示装置の駆動方法のタイムチャート
を説明した図

【図２】（ａ）本発明の実施の形態１に関わる液晶表示
装置の断面図を説明した図 （ｂ）本発明の実施の形態１に関わる液晶表示装置の駆
動方法のタイムチャートを説明した図

【図３】（ａ）本発明の実施の形態２に関わる液晶表示
装置の断面図を説明した図 （ｂ）本発明の実施の形態２に関わる液晶表示装置の駆
動方法のタイムチャートを説明した図

【図４】（ａ）本発明の加熱用電極を配置した液晶表示
装置の断面図を説明した図 （ｂ）本発明の加熱用電極を上面から見た図

【図５】（ａ）本発明に関わる液晶表示装置の断面図を
説明した図 （ｂ）本発明に関わる加熱装置の加熱終了時間を示した
説明した図

【図６】（ａ）本発明の実施の形態３に関わる液晶表示
装置の断面図を説明した図 （ｂ）本発明の実施の形態３に関わる液晶表示装置の駆
動方法のタイムチャートを説明した図

【図７】（ａ）本発明の実施の形態４に関わる液晶表示
装置の断面図を説明した図 （ｂ）本発明の実施の形態４に関わる液晶表示装置の駆
動方法のタイムチャートを説明した図

【符号の説明】

１１，１１１ 基板 １２ 対向電極 １２１ 画素電極 １３，１３１ 位相差補償板 １４，１４１ 偏光板 １５ 加熱装置 ２１ 転移駆動回路 ２２ 表示駆動回路 ２３ 加熱装置駆動回路 ３１ 液晶層 ３２ スプレイ配向 ３２１ ベンド配向 ４１ 液晶パネル ４２ 温度測定装置 ５１ 加熱電極 ５２ 絶縁膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６７０ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６７０Ｚ ５Ｃ０８０ 3/34 3/34 Ｊ 3/36 3/36 (72)発明者 西山 和廣 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 鈴木 大一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (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 Ｆターム(参考） 2H088 HA02 HA03 HA06 HA28 JA09 JA28 MA07 MA10 2H089 HA15 HA18 HA19 JA08 JA09 QA06 QA16 RA07 TA02 TA07 2H092 GA62 GA63 NA01 NA05 PA02 PA06 2H093 NC57 NC59 NC63 NC76 ND02 ND13 ND32 ND58 5C006 BA15 BB11 BF49 EA01 FA19 FA22 FA55 5C080 AA10 DD05 DD20 JJ04 JJ06

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向配置された基板の内面の一方
   に画素電極、他方に対向電極を形成し、その間に液晶層
   を挟持したＯＣＢモード液晶パネルと、前記液晶パネル
   を加熱する加熱手段とを具備した液晶表示装置。
2. 【請求項２】 互いに対向配置された基板の内面の一方
   に画素電極、他方に対向電極を形成し、その間に液晶層
   を挟持したＯＣＢモード液晶パネルと、前記液晶パネル
   を加熱する加熱手段とを具備した液晶表示装置の駆動方
   法において、前記液晶パネルが前記加熱手段により加熱
   された後に、前記画素電極と前記対向電極との間に、前
   記液晶層をベンド配向に転移させるための転移用電圧パ
   ルスが印加されることを特徴とする液晶表示装置の駆動
   方法。
3. 【請求項３】 前記液晶表示装置が映像を表示しない待
   機状態にあるときでも、前記液晶パネルを加熱し続けて
   おくことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の駆
   動方法。
4. 【請求項４】 前記液晶表示装置が映像を表示しない待
   機状態にあるときは、前記液晶パネルを加熱しないこと
   を特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の駆動方法。
5. 【請求項５】 前記加熱手段は、前記液晶パネルの背面
   または前面に配置された導電性の透明フィルムであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記加熱手段は、前記液晶パネルの基板
   の内面に形成せれた導電体からなる電極であることを特
   徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記電極の形状は、短冊状であることを
   特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記対向電極は、前記加熱手段の加熱部
   であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記加熱手段は、前記液晶パネル前面に
   配置されたタッチパネル用電極であることを特徴とする
   請求項１記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記加熱手段は、前記液晶パネルの照
    明装置であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表
    示装置。
11. 【請求項１１】 前記照明装置は、前記液晶パネルの背
    面に配置されたバックライトであることを特徴とする請
    求項１０記載の液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 前記照明装置は、前記液晶パネルの前
    面に配置されたフロントライトであることを特徴とする
    請求項１０記載の液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 前記照明装置は、前記液晶パネルを加
    熱するための、熱線放射部材を具備していることを特徴
    とする請求項１０記載の液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 前記加熱装置の駆動方法は、前記転移
    用電圧パルスの印加が完了したのと略同時に、加熱を終
    了することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記
    載の液晶表示装置の駆動方法。
15. 【請求項１５】 前記液晶パネルの温度を測定する温度
    測定手段をさらに具備した請求項１に記載の液晶表示装
    置。
16. 【請求項１６】 互いに対向配置された基板の内面の一
    方に画素電極、他方に対向電極を形成し、その間に液晶
    層を挟持したＯＣＢモード液晶パネルと、前記液晶パネ
    ルを加熱する加熱手段と、前記液晶パネルの温度を測定
    する温度測定手段とを具備した液晶表示装置の駆動方法
    において、前記画素電極と前記対向電極との間に、前記
    液晶層をベンド配向に転移させるための転移用電圧パル
    スを印加し始める時間は、前記温度測定手段によって測
    定された液晶パネルの温度に応じて調整されることを特
    徴とする液晶表示装置の駆動方法。
17. 【請求項１７】 前記加熱手段の動作は、前記温度測定
    手段によって測定された前記液晶パネルの温度に応じて
    調整されることを特徴とする請求１６に記載の液晶表示
    装置の駆動方法。
18. 【請求項１８】 前記液晶表示装置が映像を表示しない
    待機状態にあるときでも、前記液晶パネルを加熱し続け
    ておくことを特徴とする請求項１６あるいは１７に記載
    の液晶表示装置の駆動方法。
19. 【請求項１９】 前記液晶表示装置が映像を表示しない
    待機状態にあるときは、前記液晶パネルを加熱しないこ
    とを特徴とする請求項１６あるいは１７に記載の液晶表
    示装置の駆動方法。