JP2007309970A - Liquid crystal display and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶を加熱する機能を備えた液晶表示装置、及び当該液晶表示装置を備えた電子機器に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device having a function of heating liquid crystal, and an electronic apparatus including the liquid crystal display device.
近年、携帯電話機等を始めとする各種電子機器に組み込まれる表示体として、小型、軽量、薄型、低消費電力等の特徴を有する液晶表示装置が多く使用されている。液晶表示装置は、一般に、一対の基板と、当該基板の間に封入された液晶とを備える。この液晶は、温度によって特性が変化する性質を有し、特に応答速度の温度依存性が大きい。具体的には、液晶の応答速度は低温になるほど遅くなり、特に氷点下の環境下では極度に遅くなる。このため、液晶表示装置には、低温になると液晶の応答速度の低下に起因した画像乱れ等が発生し表示品質が低下してしまうという問題がある。 In recent years, a liquid crystal display device having features such as a small size, a light weight, a thin shape, and low power consumption is often used as a display body incorporated in various electronic devices such as a mobile phone. A liquid crystal display device generally includes a pair of substrates and a liquid crystal sealed between the substrates. This liquid crystal has a property that its characteristics change depending on the temperature, and the temperature dependence of the response speed is particularly large. Specifically, the response speed of the liquid crystal becomes slower as the temperature becomes lower, and becomes extremely slow particularly in an environment below freezing point. For this reason, the liquid crystal display device has a problem that, when the temperature becomes low, the image quality is deteriorated due to the decrease in the response speed of the liquid crystal, and the display quality is deteriorated.
この問題を回避するため、基板の外側表面にヒータを付設し、低温時にこのヒータで液晶を加熱する構成の液晶表示装置が知られている。ところが、この構成では、基板の外側から基板を通して液晶を加熱するため加熱効率が悪く、液晶を素早く加熱することが難しい。 In order to avoid this problem, there is known a liquid crystal display device having a configuration in which a heater is attached to the outer surface of a substrate and the liquid crystal is heated by the heater at a low temperature. However, in this configuration, since the liquid crystal is heated from the outside of the substrate through the substrate, the heating efficiency is low, and it is difficult to heat the liquid crystal quickly.
そこで、基板の対向面(すなわち液晶が封入されている側の面)にヒータを付設し、基板の外部に設置された温度センサーの検知温度に応じてヒータを作動させる構成の液晶表示装置が特許文献1に開示されている。この液晶表示装置によれば、ヒータの熱が基板を介さずに液晶に伝わるため、上記の問題が一応解決される。
Therefore, a liquid crystal display device having a configuration in which a heater is attached to the opposite surface of the substrate (that is, the surface on which liquid crystal is sealed) and the heater is operated according to the temperature detected by a temperature sensor installed outside the substrate is patented. It is disclosed in
しかしながら、上記液晶表示装置は、外気温に応じてヒータを作動させるため、必ずしも液晶の温度と連動してヒータが作動しない。このため、例えば温度センサー付近に熱源が発生すると、液晶が低温となってもヒータが作動しない場合がある。あるいは、液晶の温度がヒータによって上昇してもその検知が遅れて液晶が過熱される場合がある。また、上記液晶表示装置は、単一のヒータで加熱を行うため、ヒータの発熱量に面内ばらつきがあると、これに起因して表示ムラが生じるという問題点がある。 However, since the liquid crystal display device operates the heater according to the outside air temperature, the heater does not necessarily operate in conjunction with the temperature of the liquid crystal. For this reason, for example, when a heat source is generated in the vicinity of the temperature sensor, the heater may not operate even when the temperature of the liquid crystal becomes low. Alternatively, even if the temperature of the liquid crystal is raised by the heater, the detection may be delayed and the liquid crystal may be overheated. Further, since the liquid crystal display device is heated by a single heater, there is a problem in that display unevenness occurs due to in-plane variation in the amount of heat generated by the heater.
このような問題点に鑑みて、本発明の課題は、液晶の温度に応じて液晶を加熱することができ、さらに液晶を面内で均一な温度に加熱することができる液晶表示装置を提供することにある。また、上記液晶表示装置を備えた電子機器を提供することにある。 In view of such problems, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of heating a liquid crystal according to the temperature of the liquid crystal and further capable of heating the liquid crystal to a uniform temperature in a plane. There is. Another object of the present invention is to provide an electronic device including the liquid crystal display device.
上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶と、少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、電流が流れることによって加熱されるヒータ層と、少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、温度センサーを有する制御部であって、前記温度センサーによる検出温度に応じて前記ヒータ層に電流を流す制御部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a liquid crystal display device according to the present invention includes a pair of substrates disposed opposite to each other, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and an opposing surface of at least one of the substrates. A control unit having a heater layer, which is heated by flowing current, and a temperature sensor, which is arranged on the facing surface of at least one of the substrates, and is based on the temperature detected by the temperature sensor; And a control unit for passing a current through the heater layer.
このような構成の液晶表示装置において、制御部に含まれる温度センサーは、基板の対向面(液晶が封入されている側の面)上に配置されているため、その温度は液晶の温度の変化に対して遅延なく追随し、実際の液晶の温度を反映した温度を検出する。制御部は、この検出温度に応じた電流をヒータ層に流す。好ましくは、制御部は、検出温度が所定の値以下となった場合にヒータ層に電流を流す。これによりヒータ層は加熱され、この熱が液晶に伝わって液晶が加熱される。ここで、ヒータ層は基板の対向面上に配置されているため、当該ヒータ層の熱が効率よく液晶に伝わり、液晶を素早く加熱することができる。このように、上記構成の液晶表示装置は、液晶の温度を検出し、これに応じて液晶を素早く加熱することができる。こうした構成の液晶表示装置によれば、使用環境によらず高速応答を実現することができ、低温環境下でも常温環境下と同等の表示品位を保つことができる。 In the liquid crystal display device having such a configuration, the temperature sensor included in the control unit is disposed on the opposite surface of the substrate (the surface on the side where the liquid crystal is sealed). Is detected without delay, and the temperature reflecting the actual temperature of the liquid crystal is detected. A control part sends the electric current according to this detected temperature to a heater layer. Preferably, a control part sends an electric current through a heater layer, when detected temperature becomes below a predetermined value. Thereby, the heater layer is heated, and this heat is transmitted to the liquid crystal to heat the liquid crystal. Here, since the heater layer is disposed on the opposing surface of the substrate, the heat of the heater layer is efficiently transmitted to the liquid crystal, and the liquid crystal can be quickly heated. As described above, the liquid crystal display device having the above-described configuration can detect the temperature of the liquid crystal and can quickly heat the liquid crystal according to the temperature. According to the liquid crystal display device having such a configuration, a high-speed response can be realized regardless of the use environment, and a display quality equivalent to that in a normal temperature environment can be maintained even in a low temperature environment.
上記液晶表示装置は、前記制御部を複数備え、前記制御部は、前記基板の対向面上にマトリクス状に配列されていることが好ましい。 Preferably, the liquid crystal display device includes a plurality of the control units, and the control units are arranged in a matrix on the opposing surface of the substrate.
このような構成によれば、マトリクス状に配列された制御部に含まれる温度センサーにより、異なる場所の液晶の温度を同時に検出することができる。そして、各制御部は、その制御部が有する温度センサーの検出温度に応じて、他の制御部とは独立にヒータ層に電流を流し、液晶が加熱される。このため、液晶の温度が基板の面内でばらついた場合であっても、ヒータ層の加熱によってそのばらつきを均一化しながら加熱することができる。よって、基板面内の温度ばらつきに起因する表示ムラを低減することができる。ここで、上記液晶表示装置においては、前記ヒータ層は、前記基板の対向面上に、前記制御部に対応したマトリクス状に配列されていることが好ましい。 According to such a configuration, the temperatures of the liquid crystals at different locations can be detected simultaneously by the temperature sensors included in the control units arranged in a matrix. And each control part sends an electric current to a heater layer independently of another control part according to the detection temperature of the temperature sensor which the control part has, and a liquid crystal is heated. For this reason, even when the temperature of the liquid crystal varies within the plane of the substrate, it is possible to heat the heater layer while making the variation uniform. Therefore, display unevenness due to temperature variations in the substrate surface can be reduced. Here, in the liquid crystal display device, it is preferable that the heater layers are arranged in a matrix corresponding to the control unit on the opposing surface of the substrate.
本発明の液晶表示装置は、対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶と、少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、電流が流れることによって加熱されるヒータ層と、前記ヒータ層が形成された前記基板の対向面上に前記ヒータ層と直列に接続された状態に配置された、温度によって抵抗値が変化する抵抗素子であって、前記ヒータ層に流れる電流を前記抵抗値に応じて制御する抵抗素子と、を備えることを特徴とする。 In the liquid crystal display device of the present invention, a pair of substrates arranged opposite to each other, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and an electric current arranged on at least one of the opposed surfaces of the substrate flow. A heater layer that is heated by, and a resistance element that is arranged in a state of being connected in series with the heater layer on the opposing surface of the substrate on which the heater layer is formed, and whose resistance value varies with temperature, And a resistance element that controls a current flowing through the heater layer in accordance with the resistance value.
このような構成の液晶表示装置において、抵抗素子は、基板の対向面上に配置されているため、その温度は液晶の温度の変化に対して遅延なく追随し、実際の液晶の温度を反映した抵抗値を有した状態となる。また、この抵抗素子は、その抵抗値に応じてヒータ層に流れる電流を制御する。より詳しくは、抵抗素子及びヒータ層には、抵抗素子の抵抗値とヒータ層の抵抗値との和に略反比例する大きさの電流が流れる。したがって、ヒータ層には、液晶の温度に応じた量の電流が流れることとなる。ヒータ層は、上記電流に応じて加熱され、この熱が液晶に伝わって液晶が加熱される。また、ヒータ層は基板の対向面上に配置されているため、当該ヒータ層の熱が効率よく液晶に伝わり、液晶を素早く加熱することができる。このように、上記構成の液晶表示装置は、液晶の温度に応じて液晶を素早く加熱することができる。こうした構成の液晶表示装置によれば、使用環境によらず高速応答を実現することができ、低温環境下でも良好な表示品位を保つことができる。 In the liquid crystal display device having such a configuration, since the resistance element is disposed on the opposite surface of the substrate, the temperature follows the change in the temperature of the liquid crystal without delay, and reflects the actual temperature of the liquid crystal. It has a resistance value. The resistance element controls the current flowing through the heater layer in accordance with the resistance value. More specifically, a current having a magnitude approximately inversely proportional to the sum of the resistance value of the resistance element and the resistance value of the heater layer flows through the resistance element and the heater layer. Therefore, an amount of current corresponding to the temperature of the liquid crystal flows through the heater layer. The heater layer is heated according to the current, and this heat is transmitted to the liquid crystal to heat the liquid crystal. Further, since the heater layer is disposed on the opposite surface of the substrate, the heat of the heater layer is efficiently transmitted to the liquid crystal, and the liquid crystal can be heated quickly. Thus, the liquid crystal display device having the above-described configuration can quickly heat the liquid crystal according to the temperature of the liquid crystal. According to the liquid crystal display device having such a configuration, a high-speed response can be realized regardless of the use environment, and good display quality can be maintained even in a low temperature environment.
ここで、前記抵抗素子は、温度の上昇とともに抵抗値が増加する特性のものであることが好ましい。このような構成によれば、液晶の温度が低いときほど大きな電流がヒータ層に流れるので、液晶を一定の温度以上に保つことができる。 Here, it is preferable that the resistance element has a characteristic that the resistance value increases as the temperature rises. According to such a configuration, a larger current flows through the heater layer as the temperature of the liquid crystal is lower, so that the liquid crystal can be kept at a certain temperature or higher.
上記液晶表示装置は、複数の画素を有し、前記抵抗素子は、前記画素ごとに配置されていることが好ましい。また、上記液晶表示装置は、複数のサブ画素からなる画素を複数有し、前記抵抗素子は、前記サブ画素ごとに配置されていることが好ましい。 The liquid crystal display device preferably includes a plurality of pixels, and the resistive element is disposed for each pixel. The liquid crystal display device preferably includes a plurality of pixels including a plurality of sub-pixels, and the resistive element is disposed for each sub-pixel.
このような構成によれば、各画素又は各サブ画素に配置された抵抗素子は、それぞれの画素又は各サブ画素における液晶の温度に応じた抵抗値を有した状態となる。そして、各抵抗素子は、その抵抗値に応じて、他の画素又は各サブ画素の抵抗素子とは独立にヒータ層に流れる電流を制御する。このため、各画素又は各サブ画素においては、液晶の温度に応じた加熱が行われ、液晶の温度が基板の面内でばらついた場合であっても、そのばらつきを均一化しながら加熱することができる。これにより、基板面内の温度ばらつきに起因する表示ムラを低減することができる。 According to such a configuration, the resistance element arranged in each pixel or each subpixel has a resistance value corresponding to the temperature of the liquid crystal in each pixel or each subpixel. Each resistance element controls the current flowing through the heater layer independently of the resistance elements of other pixels or sub-pixels according to the resistance value. For this reason, each pixel or each sub-pixel is heated according to the temperature of the liquid crystal, and even when the temperature of the liquid crystal varies in the plane of the substrate, it is possible to heat while uniforming the variation. it can. Thereby, display unevenness due to temperature variations in the substrate surface can be reduced.
ここで、上記液晶表示装置においては、前記ヒータ層は、前記画素ごとに配置されていることが好ましい。また、前記画素が複数のサブ画素を有する場合には、前記抵抗素子は、当該サブ画素ごとに配置されていることが好ましい。 Here, in the liquid crystal display device, the heater layer is preferably disposed for each pixel. When the pixel has a plurality of sub-pixels, it is preferable that the resistive element is arranged for each sub-pixel.
本発明の液晶表示装置は、対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶と、少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、電流が流れることによって加熱されるヒータ層と、前記ヒータ層が形成された前記基板の対向面上に配置された、温度によって抵抗値が変化する抵抗素子と、前記ヒータ層が形成された前記基板の対向面上に配置された、前記抵抗素子の前記抵抗値に応じて前記ヒータ層に流れる電流を制御するスイッチング素子と、を備えることを特徴とする。 In the liquid crystal display device of the present invention, a pair of substrates arranged opposite to each other, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and an electric current arranged on at least one of the opposed surfaces of the substrate flow. A heater layer heated by the heater layer, a resistance element having a resistance value that varies with temperature, disposed on the opposing surface of the substrate on which the heater layer is formed, and an opposing surface of the substrate on which the heater layer is formed And a switching element that controls a current flowing through the heater layer in accordance with the resistance value of the resistance element.
このような構成の液晶表示装置において、抵抗素子は、基板の対向面上に配置されているため、その温度は液晶の温度の変化に対して遅延なく追随し、実際の液晶の温度を反映した抵抗値を有した状態となる。また、スイッチング素子は、この抵抗素子の抵抗値に応じて、すなわち液晶の温度に応じて、オン、オフが切り替わる。スイッチング素子がオンとなった場合にはヒータ層に電流が流れ、液晶が加熱される。ヒータ層は、上記電流に応じて加熱され、この熱が液晶に伝わって液晶が加熱される。また、ヒータ層は基板の対向面上に配置されているため、当該ヒータ層の熱が効率よく液晶に伝わり、液晶を素早く加熱することができる。このように、上記構成の液晶表示装置は、液晶の温度に応じて液晶を素早く加熱することができる。こうした構成によれば、使用環境によらず高速応答を実現することができ、低温環境下でも常温環境下と同等の表示品位を保つことができる。 In the liquid crystal display device having such a configuration, since the resistance element is disposed on the opposite surface of the substrate, the temperature follows the change in the temperature of the liquid crystal without delay, and reflects the actual temperature of the liquid crystal. It has a resistance value. The switching element is switched on and off according to the resistance value of the resistance element, that is, according to the temperature of the liquid crystal. When the switching element is turned on, a current flows through the heater layer and the liquid crystal is heated. The heater layer is heated according to the current, and this heat is transmitted to the liquid crystal to heat the liquid crystal. Further, since the heater layer is disposed on the opposite surface of the substrate, the heat of the heater layer is efficiently transmitted to the liquid crystal, and the liquid crystal can be heated quickly. Thus, the liquid crystal display device having the above-described configuration can quickly heat the liquid crystal according to the temperature of the liquid crystal. According to such a configuration, a high-speed response can be realized regardless of the use environment, and display quality equivalent to that in a normal temperature environment can be maintained even in a low temperature environment.
上記液晶表示装置においては、前記スイッチング素子はTFT素子であり、前記抵抗素子は、前記TFT素子のゲート電極に電気的に接続されていることが好ましい。 In the liquid crystal display device, it is preferable that the switching element is a TFT element, and the resistance element is electrically connected to a gate electrode of the TFT element.
このような構成によれば、抵抗素子の抵抗値に応じて、すなわち液晶の温度に応じて、TFT素子のオン、オフを切り替えることができ、ひいてはヒータ層へ流れる電流を制御することができる。 According to such a configuration, the TFT element can be switched on and off according to the resistance value of the resistance element, that is, according to the temperature of the liquid crystal, and thus the current flowing to the heater layer can be controlled.
ここで、抵抗素子は、温度の上昇とともに抵抗値が増加する特性のものであることが好ましい。このようにすることで、液晶の温度が所定の値を下回ったときにスイッチング素子をオンにしてヒータ層に電流を流すことができる。すなわち、液晶の温度が所定の値を下回ったときに、液晶の加熱を行うことができるので、液晶を一定の温度以上に保つことができる。 Here, it is preferable that the resistance element has a characteristic that the resistance value increases as the temperature rises. By doing in this way, when the temperature of the liquid crystal falls below a predetermined value, the switching element can be turned on to allow a current to flow through the heater layer. That is, since the liquid crystal can be heated when the temperature of the liquid crystal falls below a predetermined value, the liquid crystal can be kept at a certain temperature or higher.
本発明の液晶表示装置は、対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板の間に封入された液晶と、少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、電流が流れることによって加熱されるヒータ層と、少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、温度によって抵抗値が変化する抵抗素子と、前記ヒータ層が形成された前記基板の対向面上に配置された、前記抵抗素子の前記抵抗値と相関のある大きさの電圧信号に応じて前記ヒータ層に流れる電流を制御するスイッチング素子と、を備えることを特徴とする。 In the liquid crystal display device of the present invention, a pair of substrates arranged opposite to each other, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and an electric current arranged on at least one of the opposed surfaces of the substrate flow. A heater layer heated by the at least one of the opposing surfaces of the substrate, a resistance element whose resistance value varies with temperature, and an opposing surface of the substrate on which the heater layer is formed And a switching element that controls a current flowing through the heater layer in accordance with a voltage signal having a magnitude correlated with the resistance value of the resistance element.
このような構成の液晶表示装置において、抵抗素子は、基板の対向面上に配置されているため、その温度は液晶の温度の変化に対して遅延なく追随し、実際の液晶の温度を反映した抵抗値を有した状態となる。また、スイッチング素子は、この抵抗素子の抵抗値と相関のある大きさの電気信号に応じてオン、オフが切り替わる。すなわち、スイッチング素子は、液晶の温度に応じてオン、オフが切り替わることとなる。スイッチング素子がオンとなった場合にはヒータ層に電流が流れ、液晶が加熱される。また、ヒータ層は基板の対向面上に配置されているため、当該ヒータ層の熱が効率よく液晶に伝わり、液晶を素早く加熱することができる。このように、上記構成の液晶表示装置は、液晶の温度に応じて液晶を素早く加熱することができる。こうした構成によれば、使用環境によらず高速応答を実現することができ、低温環境下でも常温環境下と同等の表示品位を保つことができる。 In the liquid crystal display device having such a configuration, since the resistance element is disposed on the opposite surface of the substrate, the temperature follows the change in the temperature of the liquid crystal without delay, and reflects the actual temperature of the liquid crystal. It has a resistance value. The switching element is switched on and off according to an electric signal having a magnitude correlated with the resistance value of the resistance element. That is, the switching element is switched on and off according to the temperature of the liquid crystal. When the switching element is turned on, a current flows through the heater layer and the liquid crystal is heated. Further, since the heater layer is disposed on the opposite surface of the substrate, the heat of the heater layer is efficiently transmitted to the liquid crystal, and the liquid crystal can be heated quickly. Thus, the liquid crystal display device having the above-described configuration can quickly heat the liquid crystal according to the temperature of the liquid crystal. According to such a configuration, a high-speed response can be realized regardless of the use environment, and display quality equivalent to that in a normal temperature environment can be maintained even in a low temperature environment.
ここで、抵抗素子の抵抗値は、温度の上昇とともに増加するものであることが好ましい。このようにすることで、液晶の温度が所定の値を下回ったときにスイッチング素子をオンにしてヒータ層に電流を流すことができる。換言すれば、液晶の温度が所定の値を下回ったときに、液晶の加熱を行うことができる。 Here, it is preferable that the resistance value of the resistance element increases as the temperature increases. By doing in this way, when the temperature of the liquid crystal falls below a predetermined value, the switching element can be turned on to allow a current to flow through the heater layer. In other words, the liquid crystal can be heated when the temperature of the liquid crystal falls below a predetermined value.
上記液晶表示装置は、複数の画素を有し、前記抵抗素子及び前記スイッチング素子は、前記画素ごとに配置されていることが好ましい。また、上記液晶表示装置は、複数のサブ画素からなる画素を複数有し、前記抵抗素子及び前記スイッチング素子は、前記サブ画素ごとに配置されていることが好ましい。 The liquid crystal display device preferably includes a plurality of pixels, and the resistance element and the switching element are disposed for each pixel. The liquid crystal display device preferably includes a plurality of pixels including a plurality of sub-pixels, and the resistance element and the switching element are disposed for each sub-pixel.
このような構成によれば、各画素又は各サブ画素に配置された抵抗素子は、それぞれの画素又はサブ画素における液晶の温度に応じた抵抗値を有した状態となる。そして、各スイッチング素子は、その抵抗値に応じて、他の画素又はサブ画素の抵抗素子とは独立にヒータ層に流れる電流を制御する。このため、各画素又は各サブ画素においては、液晶の温度に応じた加熱が行われ、液晶の温度が基板の面内でばらついた場合であっても、そのばらつきを均一化しながら加熱することができる。これにより、基板面内の温度ばらつきに起因する表示ムラを低減することができる。 According to such a configuration, the resistance element arranged in each pixel or each subpixel has a resistance value corresponding to the temperature of the liquid crystal in each pixel or subpixel. Each switching element controls the current flowing through the heater layer independently of the resistance elements of other pixels or sub-pixels according to the resistance value. For this reason, each pixel or each sub-pixel is heated according to the temperature of the liquid crystal, and even when the temperature of the liquid crystal varies in the plane of the substrate, it is possible to heat while uniforming the variation. it can. Thereby, display unevenness due to temperature variations in the substrate surface can be reduced.
ここで、上記液晶表示装置においては、前記ヒータ層は、前記画素ごとに配置されていることが好ましい。また、前記画素が複数のサブ画素を有する場合には、前記抵抗素子は、当該サブ画素ごとに配置されていることが好ましい。 Here, in the liquid crystal display device, the heater layer is preferably disposed for each pixel. When the pixel has a plurality of sub-pixels, it is preferable that the resistive element is arranged for each sub-pixel.
上記液晶表示装置において、前記抵抗素子は、PTC(Positive Temperature Coefficient)サーミスタであることが好ましい。PTCサーミスタは、所定の温度未満の温度領域においては、温度の変化にともなう抵抗値の変化が少なく、前記所定の温度を超える温度領域においては温度とともに急激に抵抗値が上昇する。したがって、上記のような構成によれば、前記所定の温度を下回ったときにヒータ層に電流が流れることとなり、液晶を常に当該所定の温度以上に保つことができる。 In the liquid crystal display device, the resistance element is preferably a PTC (Positive Temperature Coefficient) thermistor. The PTC thermistor has a small change in resistance value with a change in temperature in a temperature region below a predetermined temperature, and the resistance value increases rapidly with the temperature in a temperature region above the predetermined temperature. Therefore, according to the above configuration, a current flows through the heater layer when the temperature falls below the predetermined temperature, and the liquid crystal can always be kept at the predetermined temperature or higher.
本発明の電子機器は、上記液晶表示装置を備えることを特徴とする。このような構成によれば、使用環境にかかわらず高速応答を実現することができ、良好な表示品位を保つことが可能な電子機器が得られる。 An electronic apparatus according to the present invention includes the liquid crystal display device. According to such a configuration, an electronic device that can achieve a high-speed response regardless of the use environment and can maintain a good display quality is obtained.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下に示す各図においては、各構成要素を図面上で認識され得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法や比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings shown below, the dimensions and ratios of the components are appropriately different from the actual ones in order to make the components large enough to be recognized on the drawings.
(第1の実施形態)
<液晶表示装置の構成>
図1は、第1の実施形態に係る液晶表示装置1の模式図であり、(a)は斜視図、(b)は(a)中のA−A線における断面図である。液晶表示装置1は、枠状のシール剤61を介して対向して貼り合わされた、本発明の基板としてのガラス基板11,21を有している。ガラス基板11,21及びシール剤61によって囲まれた空間には、液晶62が封入されている。ガラス基板21は、ガラス基板11より大きく、一部がガラス基板11に対して張り出した状態で貼り合わされている。この張り出した部位には、液晶62を駆動するための液晶ドライバ63が実装されている。液晶表示装置1は、液晶62が封入された表示領域8において表示を行う。
(First embodiment)
<Configuration of liquid crystal display device>
1A and 1B are schematic views of a liquid
図2は、液晶表示装置1の拡大平面図である。この図に示すように、液晶表示装置1は、赤、緑、青に対応したサブ画素6R,6G,6B(以下ではまとめてサブ画素6とも呼ぶ)を多数有している。サブ画素6は、マトリクス状に配置されており、ある列に配置されるサブ画素6の色はすべて同一である。換言すれば、サブ画素6は、対応する色がストライプ状に並ぶように配置されている。また、行方向に並んだ隣り合う3つのサブ画素6R,6G,6Bの集合が、一つの画素4を形成する。液晶表示装置1は、各画素4において、サブ画素6R,6G,6Bの輝度バランスを適宜調節することによって、種々の色の表示を行うことができる。
FIG. 2 is an enlarged plan view of the liquid
各サブ画素6の間には、遮光層14が配置されている。遮光層14は、サブ画素6の間から漏れる光を遮って表示のコントラストを向上させる役割を果たす。また、各サブ画素6には、液晶62を加熱するためのヒータ層41が設けられている。
A
次に、図3を用いて液晶表示装置1の電気的な構成について説明する。図3は、図2と同様の方向から液晶表示装置1を見た場合の電気ブロック図である。液晶表示装置1は、平行に配置された複数の走査線26及び複数のデータ線28を有している。走査線26とデータ線28とは、互いに直交する。そして、走査線26とデータ線28とによって囲まれた矩形領域のそれぞれに、サブ画素6が位置している。走査線26、データ線28には、液晶ドライバ63(図1参照)から、それぞれ走査信号、データ信号が印加される。
Next, the electrical configuration of the liquid
各サブ画素6には、本発明のスイッチング素子としてのTFT(Thin Film Transistor)素子22、及び画素電極24が配置されている。TFT素子22のゲート電極22g(図4参照)は走査線26に接続され、TFT素子22のソース電極22s(図4参照)はデータ線28に接続され、TFT素子22のドレイン電極22d(図4参照)は画素電極24に接続されている。TFT素子22は、走査線26に走査信号が印加されたときにオンとなり、このときにデータ線28に印加されているデータ信号をソース電極22s及びドレイン電極22dを介して画素電極24に伝える。液晶62は、画素電極24に伝えられたデータ信号と、画素電極24に対向して配置された共通電極18(図4参照)の電位とによって定まる駆動電圧によって駆動され、配向状態が変化する。液晶表示装置1は、こうして液晶62の配向状態を変化させることによって、透過光の偏光状態を操作し、所定の偏光状態の光を取り出すことによって表示を行う。
In each sub-pixel 6, a TFT (Thin Film Transistor)
また、各サブ画素6にはヒータ層41及び本発明の温度センサーとしての抵抗素子42が形成されている。ヒータ層41と抵抗素子42は直列に接続されており、抵抗素子42は、走査線26と平行に配置された給電線43に接続されている。給電線43は、サブ画素6の一つの行に対して一本配置されており、同一の行のサブ画素6に配置された抵抗素子42は、同一の給電線43に接続されている。各ヒータ層41は、GND電位に接続されている。
Each
ここで、図4を用いて、上記した構成要素の位置関係について説明する。図4(a)は、液晶表示装置1を図2中の列方向について切断したときの模式断面図であり、図4(b)は、液晶表示装置1を図2中の行方向について切断したとき模式断面図である。
Here, the positional relationship of the above-described components will be described with reference to FIG. 4A is a schematic cross-sectional view when the liquid
ガラス基板21の対向面(すなわち液晶62が封入されている側の面)上には、GND電位に接続されたGND電極44が全面に形成されている。GND電極44は、光透過性を有するITO(Indium Tin Oxide)からなる。GND電極44上には、SiO2からなる絶縁層35aを挟んでヒータ層41が形成されている。ヒータ層41はITOからなり、電流が流れることによって発熱する特性を有する。発熱量は、流れる電流の大きさの2乗に略比例する。ヒータ層41は、絶縁層35aに設けられたコンタクトホールを介してGND電極44に接続されている。
On the opposite surface of the glass substrate 21 (that is, the surface on which the
ヒータ層41と同一の層には、ヒータ層41と電気的に接続された抵抗素子42及び給電線43が形成されている。抵抗素子42及びヒータ層41には、給電線43とGND電極44との電位差及び抵抗素子42、ヒータ層41の抵抗値に応じた電流が流れる。
In the same layer as the
ここで、抵抗素子42は、温度の上昇とともに抵抗値が増大する特性を有するサーミスタである。より詳しくは、30℃未満の温度領域においては、温度の変化にともなう抵抗値の変化が少なく、30℃以上の温度領域においては温度とともに急激に抵抗値が上昇するPTCサーミスタである。ヒータ層41、抵抗素子42、給電線43上には、SiO2からなる絶縁層35bが形成されている。
Here, the
絶縁層35b上には、TFT素子22が形成されている。TFT素子22は、絶縁層35b上に形成されたゲート電極22gと、ゲート電極22g上に、SiO2からなるゲート絶縁層35cを介して形成された半導体層22aと、半導体層22aに接続されたドレイン電極22d及びソース電極22sとを有している。ソース電極22sは、データ線28(図3及び図4(b)参照)に接続されている。TFT素子22上にはSiO2からなる絶縁層35dが形成され、絶縁層35d上にはITOからなる画素電極24が形成されている。画素電極24は、絶縁層35dに設けられたコンタクトホールを介してドレイン電極22dに接続されている。画素電極24上には、ポリイミドからなる配向膜(不図示)が形成されている。以下では、ガラス基板21及びガラス基板21上に形成された上記構成要素をまとめて素子基板20とも呼ぶ。
The
一方、ガラス基板11の対向面上には、赤、緑、青に対応したカラーフィルタ12R,12G,12B(以下これらをまとめてカラーフィルタ12とも呼ぶ)が形成されている。カラーフィルタ12は、特定の波長域の光を吸収することによって透過光を着色する樹脂である。カラーフィルタ12R,12G,12Bは、それぞれサブ画素6R,6G,6Bに形成される。カラーフィルタ12R,12G,12Bの間には樹脂からなる遮光層14が形成されている。カラーフィルタ12及び遮光層14の上には、光透過性を有するオーバーコート16、及びITOからなる共通電極18がこの順に積層されている。共通電極18上には、ポリイミドからなる配向膜(不図示)が形成されている。以下では、ガラス基板11及びガラス基板11上に形成された上記構成要素をまとめてカラーフィルタ基板10とも呼ぶ。カラーフィルタ基板10と素子基板20との間には、液晶62が封入されている。
On the other hand,
<液晶加熱機能>
続いて、液晶表示装置1が有する、液晶62を加熱する機能について説明する。
<LCD heating function>
Next, the function of the liquid
液晶62は、温度によって特性が変化し、特に応答速度の温度依存性が大きいという特徴を有する。図16の曲線bは、液晶加熱機能をもたない液晶表示装置に含まれる液晶の応答速度が、外気温の変化にともなってどのように変化するかを示したものである。なお、この場合、液晶の温度は外気温と略等しくなるので、曲線bは液晶の応答速度の温度依存性を示しているともいえる。この図における応答速度はτon+τoffで定義され、τonは、黒表示状態(以下、このときの輝度を「0%」とする)の液晶62に白表示状態(以下、このときの輝度を「100%」とする)に対応する駆動電圧を印加したときに、印加の開始から輝度が90%となるまでの時間であり、τoffは、白表示状態の液晶62に黒表示状態に対応する駆動電圧を印加したときに、印加の開始から輝度が10%となるまでの時間である。この図からわかるように、液晶62の応答速度は、外気温が低くなるにつれて遅くなる。特に氷点下の環境下では0.1秒以上となり、さらに低温となると1秒以上にも達する。このような状態の液晶表示装置1においては、液晶62の応答速度の低下に起因して、表示の切り替えが遅れたり、動画の画像の乱れ等が発生し表示品質が低下してしまう。このような観点から、液晶62の応答速度は、16msecより速いことが好ましい。応答速度が16msec以上である場合には、1秒間に60回(すなわち60Hz)の表示の書き換えに対応することができる。この応答速度の実現のためには、図16より、液晶62の温度を約30℃以上に保つ必要がある。
The
本実施形態の液晶表示装置1は、ヒータ層41及び抵抗素子42の機能により、液晶62を約30℃以上の温度に保つことができる。以下、図3及び図4を参照しながらこれについて詳述する。
The liquid
給電線43とGND電極44との間の電位差は、所定の値に保たれている。そして、給電線43、抵抗素子42、ヒータ層41、GND電極44は、この順に直列に接続されている。このうち抵抗素子42は、上記したように、30℃未満の温度領域においては、温度の変化にともなう抵抗値の変化が少なく、30℃以上の温度領域においては温度とともに急激に抵抗値が上昇するPTCサーミスタである。
The potential difference between the
また、抵抗素子42の温度は、常に液晶62の温度と略等しくなっている。これは、抵抗素子42がガラス基板21の対向面上に配置されているため、液晶62との間の距離が数μm程度しか離れておらず、液晶62に伝わる熱がほぼ同時に抵抗素子42にも伝わるためである。したがって、抵抗素子42の温度は液晶62の温度が変化したときには遅延なく追随して変化し、抵抗素子42は常に液晶62の温度を反映した抵抗値を有した状態となる。
Further, the temperature of the
以下、液晶表示装置1の使用環境温度(外気温)に応じた動作について説明する。まず、外気温が30℃以上である場合、液晶62の温度すなわち抵抗素子42の温度もこれに追随して30℃以上となる。このとき、抵抗素子42の抵抗値は高い値に維持されているため、抵抗素子42及びヒータ層41にはほとんど電流が流れない。したがって、ヒータ層41は加熱されない。このときの液晶62は、図16に示すように、十分な応答速度を有している。
Hereinafter, the operation | movement according to the use environmental temperature (outside temperature) of the liquid
他方で、外気温が30℃より低い場合は、液晶62の温度すなわち抵抗素子42の温度もこれに追随して30℃より低くなる。このとき、抵抗素子42の抵抗値は急激に低下し、抵抗素子42及びヒータ層41に電流が流れる。これによりヒータ層41は加熱され、その熱が液晶62に伝わって液晶62も加熱される。ここで、ヒータ層41はガラス基板21の対向面上に配置されているため、当該ヒータ層41の熱が効率よく液晶62に伝わり、液晶62を素早く加熱することができる。
On the other hand, when the outside air temperature is lower than 30 ° C., the temperature of the
上記加熱の結果、液晶62の温度すなわち抵抗素子42の温度が再び30℃以上となると、抵抗素子42の抵抗値が高い値に維持され、抵抗素子42及びヒータ層41に電流が流れず液晶62の加熱が停止する。このとき外気温が依然として30℃未満である場合には、液晶62及び抵抗素子42の温度が30℃を下回るまで低下し、その後再び上記のように加熱が行われる。こうした動作の繰り返しにより、液晶62の温度は、外気温が30℃未満であっても約30℃に維持される。このように、抵抗素子42は、温度センサーとしての機能とともにヒータ層に流れる電流を制御する機能を有し、本発明における温度センサー及び制御部に対応する。
As a result of the heating, when the temperature of the
以上から、液晶表示装置1における液晶62の応答速度は、図16の曲線aに示すように、外気温にかかわらず常に16msecより速い状態に維持される。
From the above, the response speed of the
さらに、液晶表示装置1においては、各サブ画素6に別個の抵抗素子42及びヒータ層41が形成されている。これらの抵抗素子42は、それぞれのサブ画素6における液晶62の温度に応じた抵抗値を有した状態となるので、その抵抗値に応じて、他のサブ画素6の抵抗素子42とは独立にヒータ層41に流れる電流を制御する。例えば、液晶ドライバ63の動作熱や外部照明装置による熱などに起因して液晶62の温度にムラが生じ、一部のサブ画素6のみにおいて液晶62の温度が30℃を下回った場合は、当該サブ画素6に形成された抵抗素子42のみ抵抗値が下がり、ヒータ層41に電流が流れて液晶62の加熱が行われる。このように、各サブ画素6においては、その位置における液晶62の温度に応じた加熱が行われ、液晶62の温度が面内でばらついた場合であっても、そのばらつきを均一化しながら加熱することができる。これにより、温度ばらつきに起因する表示ムラを低減することができる。
Further, in the liquid
以上のように、本実施形態の液晶表示装置1は、低温環境下であっても液晶62の温度を均一な温度に加熱することができる。このため、使用環境にかかわらず高速応答を実現することができ、良好な表示品位を保つことができる。
As described above, the liquid
(第2の実施形態)
<液晶表示装置の構成>
続いて、本発明の第2の実施形態に係る液晶表示装置1Aについて、図5の電気ブロック図及び図6の断面図を用いて説明する。液晶表示装置1Aは、液晶加熱機能に係る構成が第1の実施形態の液晶表示装置1と異なるが、その他表示に関する構成等は液晶表示装置1と同様である。このため、以下では主に液晶表示装置1との違いについて述べ、図3及び図4と同一の構成要素には同一の符号を付すことにして説明は省略する。
(Second Embodiment)
<Configuration of liquid crystal display device>
Next, a liquid
まず、図5を用いて液晶表示装置1Aの液晶加熱機能に係る電気的な構成について説明する。液晶表示装置1Aは、サブ画素6の各行ごとに一本ずつ、走査線26と平行なゲート線45を有している。また、サブ画素6の各列ごとに一本ずつ、データ線28と平行な給電線43を有している。ゲート線45と給電線43との交差に対応する位置には、本発明の温度センサーとしての抵抗素子42及び本発明のスイッチング素子としてのTFT素子46が形成されている。抵抗素子42及びTFT素子46は、各サブ画素6につき1つずつ形成されている。抵抗素子42は、ゲート線45に接続されているとともに、TFT素子46のゲート電極46g(図6参照)に接続されている。TFT素子46のソース電極46s(図6参照)は給電線43に、またドレイン電極46d(図6参照)はヒータ層41にそれぞれ接続されている。ヒータ層41は、各サブ画素6につき1つずつ形成されており、かつGND電位に接続されている。
First, the electrical configuration relating to the liquid crystal heating function of the liquid
ここで、図6を用いて、上記した構成要素の位置関係について説明する。図6(a)は、液晶表示装置1Aを図2中の列方向について切断したときの模式断面図であり、図6(b)は、液晶表示装置1Aを図2中の行方向について切断したとき模式断面図である。
Here, the positional relationship of the above-described components will be described with reference to FIG. 6A is a schematic cross-sectional view when the liquid
ガラス基板21の対向面上には、GND電位に接続されたGND電極44が全面に形成されており、GND電極44上にはSiO2からなる絶縁層36aが形成されている。絶縁層36a上には、TFT素子46が形成されている。TFT素子46は、絶縁層36a上に形成されたゲート電極46gと、ゲート電極46g上に、SiO2からなるゲート絶縁層36bを介して形成された半導体層46aと、半導体層46aに接続されたドレイン電極46d及びソース電極46sとを有している。ゲート電極46gは、同じく絶縁層36a上に形成された抵抗素子42を介してゲート線45に接続されている。ソース電極46sは、給電線43(図5及び図6(b)参照)に接続されている。TFT素子46上にはSiO2からなる絶縁層36cが形成され、絶縁層36c上にはITOからなるヒータ層41が形成されている。ヒータ層41は、絶縁層36cに設けられたコンタクトホールを介してドレイン電極46dに接続されている。また、ヒータ層41は、絶縁層36c,36b,36aを貫通して設けられたコンタクトホールを介してGND電極44に接続されている。第1の実施形態と同様に、ヒータ層41は、電流が流れることによって発熱する特性を有し、抵抗素子42は、30℃を境にして温度とともに急激に抵抗値が上昇するPTCサーミスタである。
On the opposite surface of the
絶縁層36c上には、TFT素子22が形成されている。TFT素子22は、絶縁層36c上に形成されたゲート電極22gと、ゲート電極22g上に、SiO2からなるゲート絶縁層36dを介して形成された半導体層22aと、半導体層22aに接続されたドレイン電極22d及びソース電極22sとを有している。ソース電極22sは、データ線28(図5及び図6(b)参照)に接続されている。TFT素子22上にはSiO2からなる絶縁層36eが形成され、絶縁層36e上にはITOからなる画素電極24が形成されている。画素電極24は、絶縁層36eに設けられたコンタクトホールを介してドレイン電極22dに接続されている。画素電極24上には、ポリイミドからなる配向膜(不図示)が形成されている。ガラス基板21及びガラス基板21上に形成された上記構成要素が、素子基板20を構成する。なお、カラーフィルタ基板10の構成は、第1の実施形態の液晶表示装置1と同様であるので説明を省略する。
The
<液晶加熱機能>
本実施形態の液晶表示装置1Aは、ヒータ層41、抵抗素子42及びTFT46の機能により、液晶62を約30℃以上の温度に保つことができる。以下、図5及び図6を参照しながらこれについて詳述する。
<LCD heating function>
The liquid
液晶表示装置1Aは、基本的には次のような機構によって液晶62を加熱する。まず、ゲート線45は、常にTFT素子46をオンにするための電位に保たれている。ただし、ゲート線45とTFT素子46のゲート電極46gとの間には抵抗素子42が配置されているので、TFT素子46は、抵抗素子42の抵抗値が所定の値以下のときに限ってオンとなる。また、給電線43とGND電極44との間の電位差は、所定の値に保たれている。そして、TFT素子46がオンとなったときに、給電線43、ソース電極46s、ドレイン電極46d、ヒータ層41、GND電極44という経路で電流が流れ、ヒータ層41の加熱が行われる。
The liquid
ここで、抵抗素子42はガラス基板21の対向面に配置されている。このため、抵抗素子42の温度は、第1の実施形態と同様に、液晶62の温度が変化したときには遅延なく追随して変化し、常に液晶62の温度を反映した抵抗値を有した状態となる。
Here, the
以下、液晶表示装置1Aの使用環境温度(外気温)に応じた動作について説明する。まず、外気温が30℃以上である場合、液晶62の温度すなわち抵抗素子42の温度もこれに追随して30℃以上となる。このとき、抵抗素子42の抵抗値は高い値に維持されているため、TFT素子46はオフ状態に保たれて、給電線43からヒータ層41へは電流が流れない。したがって、ヒータ層41は加熱されない。このときの液晶62は、図16に示すように、十分な応答速度を有している。
Hereinafter, an operation according to the use environment temperature (outside temperature) of the liquid
他方で、外気温が30℃より低い場合は、液晶62の温度すなわち抵抗素子42の温度もこれに追随して30℃より低くなる。このとき、抵抗素子42の抵抗値は急激に低下し、TFT素子46がオンとなる。そして、ヒータ層41に電流が流れてヒータ層41は加熱され、その熱が液晶62に伝わって液晶62も加熱される。ここで、ヒータ層41はガラス基板21の対向面上に配置されているため、当該ヒータ層41の熱が効率よく液晶62に伝わり、液晶62を素早く加熱することができる。
On the other hand, when the outside air temperature is lower than 30 ° C., the temperature of the
上記加熱の結果、液晶62の温度すなわち抵抗素子42の温度が再び30℃以上となると、抵抗素子42の抵抗値が高い値に維持され、TFT素子46がオフとなる。これによりヒータ層41への電流の供給が停止され、液晶62の加熱が停止する。このとき外気温が依然として30℃未満である場合には、液晶62及び抵抗素子42の温度が30℃を下回るまで低下し、その後再び上記のように加熱が行われる。こうした動作の繰り返しにより、液晶62の温度は、外気温が30℃未満であっても約30℃に維持される。このように、抵抗素子42及びTFT素子46は、ヒータ層に流れる電流を制御する機能を有し、本発明における制御部に対応する。
As a result of the heating, when the temperature of the
以上から、液晶表示装置1Aにおける液晶62の応答速度は、図16の曲線aに示すように、外気温にかかわらず常に16msecより速い状態に維持される。
From the above, the response speed of the
さらに、液晶表示装置1Aにおいては、各サブ画素6に別個の抵抗素子42、ヒータ層41及びTFT素子46が形成されている。このうち抵抗素子42は、それぞれのサブ画素6における液晶62の温度に応じた抵抗値を有した状態となる。このため、TFT素子46は、これに接続された抵抗素子42の抵抗値に応じて、他のサブ画素6のTFT素子46とは独立に動作してヒータ層41への電流の供給を制御する。よって、各サブ画素6においては、その位置における液晶62の温度に応じた加熱が行われ、液晶62の温度が面内でばらついた場合であっても、そのばらつきを均一化しながら加熱することができる。これにより、温度ばらつきに起因する表示ムラを低減することができる。
Further, in the liquid
以上のように、本実施形態の液晶表示装置1Aは、低温環境下であっても液晶62の温度を均一な温度に加熱することができる。このため、使用環境にかかわらず高速応答を実現することができ、良好な表示品位を保つことができる。本実施形態の抵抗素子42には、ヒータ層41の加熱のための電流が流れないので、抵抗素子42の定格電流が小さいような場合に好適である。
As described above, the liquid
(第3の実施形態)
<液晶表示装置の構成>
続いて、本発明の第3の実施形態に係る液晶表示装置1Bについて、図7の電気ブロック図及び図8の機能ブロック図を用いて説明する。液晶表示装置1Bは、液晶加熱機能に係る構成が第2の実施形態の液晶表示装置1Aと異なるが、その他表示に関する構成等は液晶表示装置1Aと同様である。このため、以下では主に液晶表示装置1Aとの違いについて述べ、図5及び図6と同一の構成要素には同一の符号を付すことにして説明は省略する。
(Third embodiment)
<Configuration of liquid crystal display device>
Subsequently, a liquid
図7は、液晶表示装置1Bの電気的な構成を示すブロック図である。液晶表示装置1Bは、各サブ画素6における液晶62の温度を検知するための温度検知機構と、各サブ画素6の液晶62を加熱するための液晶加熱機構を備えている。説明の便宜上、図7中の右端のサブ画素6においては、温度検知機構のみが抽出されて描かれており、図7中の左端のサブ画素6においては、液晶加熱機構のみが抽出されて描かれている。図7中の中央の3列のサブ画素6は、温度検知機構及び液晶加熱機構が重ねて描かれている。
FIG. 7 is a block diagram showing an electrical configuration of the liquid
上記温度検知機構は、データ線28と平行に配置された探査線47及び検知線49と、抵抗素子42と、TFT素子48とを有している。探査線47及び検知線49は、サブ画素6の各列ごとに一本ずつ配置されており、抵抗素子42及びTFT素子48は、各サブ画素6に一つずつ配置されている。TFT素子48のゲート電極は、走査線26に接続されている。また、TFT素子48のソース電極は、抵抗素子42を介して探査線47に接続されており、同じくドレイン電極は検知線49に接続されている。第1の実施形態と同様に、抵抗素子42は、ガラス基板21の対向面に形成されたPTCサーミスタであり、30℃を境にして温度とともに急激に抵抗値が上昇する特性を有する。
The temperature detection mechanism includes a
上記液晶加熱機構は、サブ画素6の各行ごとに一本ずつ、走査線26と平行に配置されたゲート線45と、サブ画素6の各列ごとに一本ずつ、データ線28と平行に配置された給電線43と、ゲート線45及び給電線43の交差に対応して配置された、本発明のスイッチング素子としてのTFT素子46と、ヒータ層41とを有している。TFT素子46及びヒータ層41は、各サブ画素6につき1つずつ形成されている。TFT素子46のゲート電極はゲート線45に、ソース電極は給電線43に、ドレイン電極はヒータ層41に、それぞれ接続されている。各ヒータ層41は、GND電位に接続されている。第2の実施形態と同様に、ヒータ層41は、ガラス基板21の対向面に形成されており、電流が流れることによって発熱する特性を有する。
The liquid crystal heating mechanism is arranged in parallel with the data lines 28, one for each row of the sub-pixels 6, one for the gate lines 45 arranged in parallel with the
また、液晶表示装置1Bは、図8に示すようにヒータドライバ64及び検出部65をさらに有する。図8中の液晶パネル2は、液晶表示装置1Bのうち、カラーフィルタ基板10、素子基盤20、シール剤61、液晶62からなる部分を指す。
The liquid
<液晶加熱機能>
本実施形態の液晶表示装置1Bは、上記構成要素の機能により、液晶62の温度を約30℃以上に保つことができる。以下、図7及び図8を参照しながらこれについて詳述する。
<LCD heating function>
The liquid
液晶表示装置1Bは、基本的には、次のような機構によって液晶62を加熱する。すなわち、温度検知機構及び検出部65によって各サブ画素6の液晶62の温度情報を検知し、その結果に応じて液晶加熱機構の機能によって液晶62を加熱する。液晶加熱機構は、ヒータドライバ64によって駆動される。
The liquid
温度検知機構に含まれる探査線47と検知線49とは、常に所定の電位差に保たれている。そして、走査線26に走査信号が印加されてTFT素子48がオンとなったとき、当該サブ画素6の液晶62の温度に応じた検査電流が探査線47から抵抗素子42、TFT素子48のソース電極及びドレイン電極を介して検知線49に流れる。より詳しくは、液晶62の温度(すなわち抵抗素子42の温度)が30℃以上である場合は、抵抗素子42の抵抗値が高い値に保持されているので検知線49にはほとんど電流が流れない。他方で、液晶62の温度、すなわち抵抗素子42の温度が30℃を下回ると、抵抗素子42の抵抗値が急激に低下するので検知線49には液晶62の温度に応じた大きさの電流が流れる。
The
検出部65は、検知線49に接続されており、検知線49に流れる電流を検出する。一つの検知線49には、走査線26によって走査されたサブ画素6の検査電流が逐次流れるため、この検査電流を検出することによって、当該検知線49に接続された全てのサブ画素6の液晶62の温度情報を検知することができる。そして、全ての検知線49からの検査電流を検出することにより、液晶表示装置1B内の全てのサブ画素6の液晶62の温度情報を検知することができる。検出部65は、得られた温度情報から温度分布データを作成し、ヒータドライバ64に出力する。
The
ヒータドライバ64は、検出部65から入力された温度分布データに基づいて、ゲート線45に走査信号を、また給電線43に給電信号を送信する。より詳しくは、各サブ画素6のTFT素子46が走査信号によってオンとなるタイミングで、当該サブ画素6の液晶62の温度が30℃未満である場合には高い電位の給電信号が、30℃以上である場合には低い電位の給電信号が、それぞれ印加されるように走査信号及び給電信号を送信する。これにより、液晶62の温度が30℃未満であるサブ画素6のヒータ層41には電流が流れて加熱が行われ、30℃以上であるサブ画素6のヒータ層41へは電流が供給されず加熱が行われない。ここで、ヒータドライバ64が送信する走査信号及び給電信号は、本発明における電圧信号に対応する。
The
上記加熱の結果、液晶62の温度すなわち抵抗素子42の温度が30℃以上となると、抵抗素子42の抵抗値が高い値に維持され、検査電流が流れなくなるため、ヒータドライバ64からは加熱のための給電信号が供給されず、液晶62の加熱が停止する。このとき外気温が30℃未満である場合には、液晶62及び抵抗素子42の温度が30℃を下回るまで低下し、その後再び上記のように加熱が行われる。
As a result of the heating, when the temperature of the
こうした動作の繰り返しにより、液晶62の温度は、外気温にかかわらず約30℃以上に維持される。このように、抵抗素子42及びTFT素子46は、ヒータ層に流れる電流を制御する機能を有し、本発明における制御部に対応する。以上から、液晶表示装置1Bにおける液晶62の応答速度は、図16の曲線aに示すように、外気温にかかわらず常に16msecより速い状態に維持される。
By repeating these operations, the temperature of the
さらに、上記した加熱は各サブ画素6ごとに独立して行われるので、液晶62の温度が面内でばらついた場合であっても、そのばらつきを均一化しながら加熱することができる。これにより、温度ばらつきに起因する表示ムラを低減することができる。
Further, since the above-described heating is performed independently for each sub-pixel 6, even when the temperature of the
以上のように、本実施形態の液晶表示装置1Bは、低温環境下であっても液晶62の温度を均一な温度に加熱することができる。このため、使用環境にかかわらず高速応答を実現することができ、良好な表示品位を保つことができる。本実施形態の抵抗素子42には、ヒータ層41の加熱のための電流が流れないので、抵抗素子42の定格電流が小さいような場合に好適である。
As described above, the liquid
(電子機器)
上述した液晶表示装置1(液晶表示装置1A,1Bを含む)は、例えば、図17に示すような電子機器としての携帯電話機100に搭載して用いることができる。携帯電話機100は、表示部110および操作ボタン120を有している。表示部110は、内部に組み込まれた液晶表示装置1が使用環境にかかわらず高速に応答するため、操作ボタン120で入力した内容や動画などを含む様々な情報について、高い品位で表示を行うことができる。
(Electronics)
The above-described liquid crystal display device 1 (including the liquid
なお、本発明を適用した液晶表示装置1は、上記携帯電話機100の他、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載機器、オーディオ機器などの各種電子機器に用いることができる。
The liquid
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, various deformation | transformation can be added with respect to the said embodiment in the range which does not deviate from the meaning of this invention. As modifications, for example, the following can be considered.
(変形例1)
上記各実施形態は、サブ画素6ごとに抵抗素子42及びヒータ層41を設けて加熱を行うものであるが、これに限定する趣旨ではなく、抵抗素子42及びヒータ層41等からなる液晶加熱機能に係る構成要素は、例えば3つのサブ画素6からなる画素4(図2参照)ごとに設ける構成とすることもできる。
(Modification 1)
In each of the above embodiments, the
図9は、第1の実施形態の液晶表示装置1において、抵抗素子42及びヒータ層41を、サブ画素6R,6G,6Bからなる画素4ごとに配置した構成の液晶表示装置1Cの電気ブロック図である。また、図10は、第2の実施形態の液晶表示装置1Aにおいて、抵抗素子42、TFT素子46及びヒータ層41を、サブ画素6R,6G,6Bからなる画素4ごとに配置した構成の液晶表示装置1Dの電気ブロック図である。このような構成によれば、各画素4においては、他の画素4とは独立に、当該画素4における液晶62の温度に応じた加熱が行われ、液晶62の温度が面内でばらついた場合であっても、そのばらつきを均一化しながら加熱することができる。これにより、温度ばらつきに起因する表示ムラを低減することができる。また、サブ画素6ごとに抵抗素子42やTFT素子46を配置する場合に比べて、抵抗素子42及びTFT素子46の数を削減することができるので、歩留まりを向上させることができるとともに、各画素4における透過率を向上させることができる。なお、上記図9及び図10の説明においては、図3及び図5と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略した。
FIG. 9 is an electric block diagram of the liquid
さらに、抵抗素子42及びヒータ層41等からなる液晶加熱機能に係る構成要素は、より大きな領域ごとに設ける構成としてもよい。例えば、2行2列の4つの画素4からなる領域や、3行3列の9つの画素4からなる領域ごとに設けてもよい。
Furthermore, the component relating to the liquid crystal heating function including the
(変形例2)
上記各実施形態は、素子基板20側に抵抗素子42やヒータ層41が形成されているが、これに代えて、カラーフィルタ基板10側に形成することもできる。図11は、第1の実施形態の液晶表示装置1をこうした構成に変形した場合の液晶表示装置1Eの断面図を示したものである。液晶表示装置1Eの素子基板20側には、ガラス基板21上に形成されたTFT素子22と、画素電極24とが配置されている。より詳しくは、TFT素子22は、ガラス基板21上に形成されたゲート電極22gと、ゲート電極22g上に、SiO2からなるゲート絶縁層37aを介して形成された半導体層22aと、半導体層22aに接続されたドレイン電極22d及びソース電極22sとを有し、TFT素子22上にはSiO2からなる絶縁層37bが形成され、絶縁層37b上にはITOからなる画素電極24が形成されている。画素電極24は、絶縁層37b設けられたコンタクトホールを介してドレイン電極22dに接続されている。
(Modification 2)
In each of the embodiments described above, the
一方、カラーフィルタ基板10側には、ガラス基板11の対向面上に形成されたGND電極44と、GND電極44上に絶縁層38cを挟んで形成されたヒータ層41、抵抗素子42、給電線43とが配置されている。ヒータ層41は、絶縁層38cに設けられたコンタクトホールを介してGND電極44に接続されている。ヒータ層41、抵抗素子42、給電線43の上には、カラーフィルタ12(12G)と、遮光層14が形成され、その上にオーバーコート16、及びITOからなる共通電極18がこの順に積層されている。このような構成の液晶表示装置1Eも、低温環境下であってもヒータ層41によって液晶62の温度を均一な温度に加熱することができるため、使用環境にかかわらず高速応答を実現することができ、良好な表示品位を保つことができる。
On the other hand, on the
(変形例3)
上記各実施形態は、サブ画素6の略中央部にヒータ層41を配置する構成であるが、これに代えて、サブ画素6間にヒータ層41を形成してもよい。一例として、第1の実施形態の液晶表示装置1をこうした構成に変形した場合の液晶表示装置1Fについて、電気ブロック図を図12に、また断面図を図13に示す。なお、液晶表示装置1Fは、ヒータ層41及び抵抗素子42の配置位置を除けば第1の実施形態の液晶表示装置1と同様であるので、図12及び図13においては、図3及び図4と同一の構成要素には同一の符号を付すことにして説明は省略する。
(Modification 3)
Each of the above embodiments has a configuration in which the
図12及び図13に示すように、ヒータ層41をサブ画素6間に限って配置した場合でも、ヒータ層41と液晶62との距離が近く、またヒータ層41同士の間隔も十分に小さいため、液晶62を均一に加熱することができる。このような構成によれば、ヒータ層41及び抵抗素子42が表示に寄与する領域に存在しないこととなるため、表示の輝度を向上させることができる。
As shown in FIGS. 12 and 13, even when the
また、ヒータ層41は遮光層14の直下に位置することとなるため、その材料に光透過性をもたないものを用いることができる。例えば、ヒータ層41にはモリブデンやクロム等の金属を用いることができる。こうした構成によれば、加熱効率をより向上させることができる。
In addition, since the
さらに、ヒータ層41に金属を用いる場合には、遮光層14を形成せずに、ヒータ層41が遮光層14の機能を兼ねる構成とすることもできる。こうした構成によれば、液晶表示装置1Fの製造工程を簡略化することができるとともに、使用する材料を削減することができる。
Further, when a metal is used for the
(変形例4)
上記各実施形態および各変形例は、TFT素子22をスイッチング素子とするアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置に関するものであるが、これに代えて、TFD(Thin Film Diode)素子をスイッチング素子とするもの、パッシブマトリクス駆動方式のもの、液晶モードがTN(Twisted Nematic)モードのもの、またはSTN(Super Twisted Nematic)モードのもの、広視野角特性の得られるIPS(In-Plane Switching)方式もしくはFFS(Fringe-Field Switching)方式のもの等のいずれにも適用することができる。
(Modification 4)
Each of the above embodiments and each modification relates to an active matrix drive type liquid crystal display device using the
上記のうち、FFS方式の液晶表示装置に本発明を適用した場合の液晶表示装置1Gについて、図14の拡大平面図及び図15の断面図を用いて説明する。液晶表示装置1Gは、液晶加熱機能に係る構成は第1の実施形態の液晶表示装置1と同様である。このため、図3及び図4と同一の構成要素には同一の符号を付すことにして説明は省略する。
Among the above, a liquid
図14に示すように、液晶表示装置1Gの画素電極24は、長矩形の開口部25を多数有している。開口部25は、その長辺が互いに隣り合うように平行かつ等間隔に並んでいる。画素電極24は、図15に示すように、素子基板20の最上段に、絶縁層35e上に形成されており、絶縁層35e,35dを貫通して設けられたコンタクトホールを介してTFT素子22のドレイン電極22dに接続されている。
As shown in FIG. 14, the
また、液晶表示装置1Gにおいては、共通電極18は、カラーフィルタ基板10側ではなく、素子基板20内の、絶縁層35dと絶縁層35eとの間に形成されている。このような構成のもとで画素電極24と共通電極18との間に駆動電圧を印加すると、液晶62には、基板面に平行な方向の電界が印加され、当該電界によって液晶62が駆動される。この電界は、画素電極24上に存在する液晶62のみでなく、開口部25上に存在する液晶62にも印加されるため、視野角、コントラスト、輝度等について上記IPS方式より良好な特性が得られる。
In the liquid
このような構成の液晶表示装置1Gも、ガラス基板21の対向面上に形成されたヒータ層41及び抵抗素子42等の機能によって、低温環境下であっても液晶62の温度を均一な温度に加熱することができるため、使用環境にかかわらず高速応答を実現することができ、良好な表示品位を保つことができる。
Also in the liquid
(変形例5)
上記各実施形態では、抵抗素子42として、30℃未満の温度領域においては、温度の変化にともなう抵抗値の変化が少なく、30℃以上の温度領域においては温度とともに急激に抵抗値が上昇するPTCサーミスタを用いているが、これに限定する趣旨ではない。例えば、PTCサーミスタを用いる場合には、抵抗値の変化率が大きく変化する温度を上記30℃に代えて30℃〜60℃の任意の温度とすることができる。この温度を高く設定することによって、液晶62をより高い温度に維持することができ、液晶62の応答速度をより速くすることができる。また、抵抗素子42には、PTCサーミスタ以外の温度可変抵抗を用いることもできる。
(Modification 5)
In each of the embodiments described above, the
1,1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G…液晶表示装置、4…画素、6,6R,6G,6B…サブ画素、10…カラーフィルタ基板、11,21…ガラス基板、12,12R,12G,12B…カラーフィルタ、14…遮光層、16…オーバーコート、18…共通電極、20…素子基板、22,46,48…TFT素子、22a,46a…半導体層、22d,46d…ドレイン電極、22g,46g…ゲート電極、22s,46s…ソース電極、24…画素電極、26…走査線、28…データ線、41…ヒータ層、42…抵抗素子、43…給電線、44…GND電極、45…ゲート線、47…探査線、49…検知線、61…シール剤、62…液晶、63…液晶ドライバ、64…ヒータドライバ、65…検出部、100…携帯電話機。
1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G ... Liquid crystal display device, 4 ... Pixel, 6, 6R, 6G, 6B ... Subpixel, 10 ... Color filter substrate, 11, 21 ... Glass substrate, 12, 12R, 12G, 12B ... Color filter, 14 ... Light-shielding layer, 16 ... Overcoat, 18 ... Common electrode, 20 ... Element substrate, 22, 46, 48 ... TFT element, 22a, 46a ... Semiconductor layer, 22d, 46d ... Drain Electrode, 22g, 46g ... Gate electrode, 22s, 46s ... Source electrode, 24 ... Pixel electrode, 26 ... Scan line, 28 ... Data line, 41 ... Heater layer, 42 ... Resistance element, 43 ... Feed line, 44 ... GND electrode , 45 ... gate line, 47 ... exploration line, 49 ... detection line, 61 ... sealant, 62 ... liquid crystal, 63 ... liquid crystal driver, 64 ... heater driver, 65 ... detection unit, 100 ... mobile phone.
Claims (12)
前記一対の基板の間に封入された液晶と、
少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、電流が流れることによって加熱されるヒータ層と、
少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、温度センサーを有する制御部であって、前記温度センサーによる検出温度に応じて前記ヒータ層に電流を流す制御部と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。 A pair of substrates disposed opposite to each other;
Liquid crystal sealed between the pair of substrates;
A heater layer disposed on an opposing surface of at least one of the substrates and heated by flowing current;
A control unit having a temperature sensor disposed on an opposing surface of at least one of the substrates, and a control unit for passing a current to the heater layer according to a temperature detected by the temperature sensor;
A liquid crystal display device comprising:
前記制御部を複数備え、
前記制御部は、前記基板の対向面上にマトリクス状に配列されていることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1,
A plurality of the control unit,
The liquid crystal display device, wherein the control units are arranged in a matrix on the opposing surface of the substrate.
前記一対の基板の間に封入された液晶と、
少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、電流が流れることによって加熱されるヒータ層と、
前記ヒータ層が形成された前記基板の対向面上に前記ヒータ層と直列に接続された状態に配置された、温度によって抵抗値が変化する抵抗素子であって、前記ヒータ層に流れる電流を前記抵抗値に応じて制御する抵抗素子と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。 A pair of substrates disposed opposite to each other;
Liquid crystal sealed between the pair of substrates;
A heater layer disposed on an opposing surface of at least one of the substrates and heated by flowing current;
A resistance element that is arranged in a state of being connected in series with the heater layer on the opposite surface of the substrate on which the heater layer is formed, and having a resistance value that varies with temperature, A resistance element controlled according to the resistance value;
A liquid crystal display device comprising:
複数の画素を有し、
前記抵抗素子は、前記画素ごとに配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 3,
Having a plurality of pixels,
The liquid crystal display device, wherein the resistance element is disposed for each pixel.
複数のサブ画素からなる画素を複数有し、
前記抵抗素子は、前記サブ画素ごとに配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 3,
Having a plurality of pixels composed of a plurality of sub-pixels;
The liquid crystal display device, wherein the resistive element is arranged for each of the sub-pixels.
前記一対の基板の間に封入された液晶と、
少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、電流が流れることによって加熱されるヒータ層と、
前記ヒータ層が形成された前記基板の対向面上に配置された、温度によって抵抗値が変化する抵抗素子と、
前記ヒータ層が形成された前記基板の対向面上に配置された、前記抵抗素子の前記抵抗値に応じて前記ヒータ層に流れる電流を制御するスイッチング素子と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。 A pair of substrates disposed opposite to each other;
Liquid crystal sealed between the pair of substrates;
A heater layer disposed on an opposing surface of at least one of the substrates and heated by flowing current;
A resistance element that is disposed on the opposite surface of the substrate on which the heater layer is formed and has a resistance value that varies with temperature;
A switching element that is disposed on an opposite surface of the substrate on which the heater layer is formed, and that controls a current flowing through the heater layer according to the resistance value of the resistance element;
A liquid crystal display device comprising:
前記スイッチング素子はTFT素子であり、
前記抵抗素子は、前記TFT素子のゲート電極に電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 6,
The switching element is a TFT element,
The liquid crystal display device, wherein the resistance element is electrically connected to a gate electrode of the TFT element.
前記一対の基板の間に封入された液晶と、
少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、電流が流れることによって加熱されるヒータ層と、
少なくとも一方の前記基板の対向面上に配置された、温度によって抵抗値が変化する抵抗素子と、
前記ヒータ層が形成された前記基板の対向面上に配置された、前記抵抗素子の前記抵抗値と相関のある大きさの電圧信号に応じて前記ヒータ層に流れる電流を制御するスイッチング素子と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。 A pair of substrates disposed opposite to each other;
Liquid crystal sealed between the pair of substrates;
A heater layer disposed on an opposing surface of at least one of the substrates and heated by flowing current;
A resistance element that is disposed on the opposing surface of at least one of the substrates and has a resistance value that varies with temperature;
A switching element that is disposed on the opposite surface of the substrate on which the heater layer is formed and that controls a current flowing through the heater layer according to a voltage signal having a magnitude correlated with the resistance value of the resistance element;
A liquid crystal display device comprising:
複数の画素を有し、
前記抵抗素子及び前記スイッチング素子は、前記画素ごとに配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to any one of claims 6 to 8,
Having a plurality of pixels,
The liquid crystal display device, wherein the resistance element and the switching element are arranged for each pixel.
複数のサブ画素からなる画素を複数有し、
前記抵抗素子及び前記スイッチング素子は、前記サブ画素ごとに配置されていることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to any one of claims 6 to 8,
Having a plurality of pixels composed of a plurality of sub-pixels;
The liquid crystal display device, wherein the resistance element and the switching element are arranged for each of the sub-pixels.
前記抵抗素子は、PTCサーミスタであることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 10,
The liquid crystal display device, wherein the resistance element is a PTC thermistor.
An electronic apparatus comprising the liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 11.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006136169A JP2007309970A (en) | 2006-05-16 | 2006-05-16 | Liquid crystal display and electronic equipment |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110221468A (en) * | 2019-06-10 | 2019-09-10 | 北海惠科光电技术有限公司 | Display panel and its temperature-compensation method, display device |
CN113189810A (en) * | 2021-04-29 | 2021-07-30 | 河北恒昱达电子有限公司 | Liquid crystal module based on ITO glass heating technology |
US11832382B2 (en) | 2021-02-17 | 2023-11-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Printed circuit board and a storage system including the same |
-
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- 2006-05-16 JP JP2006136169A patent/JP2007309970A/en not_active Withdrawn
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