JP2015225228A - Optimization method of liquid crystal display device - Google Patents

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Hiroki Tsuda
紘樹 津田
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一浩 上天
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optimization method of a liquid crystal display device that can improve display definition.SOLUTION: A normally black mode drive method of a liquid crystal display device including a first substrate having a pixel electrode and a common electrode, a second substrate facing the first substrate, and a positive type liquid crystal layer held between the first substrate and the second substrate, and displaying a black when a liquid crystal application voltage to be applied to the liquid crystal layer is the lowest is configured to: measure a first VT characteristic indicative of transmittance of the liquid crystal display device relative to the liquid crystal application voltage when a positive-polarity voltage higher than common potential relative to the pixel electrode; measure a second VT characteristic indicative of transmittance of the liquid crystal display device relative to the liquid crystal application voltage when a negative-polarity voltage lower than the common potential relative to the pixel electrode; and set a maximum liquid crystal application voltage in which maximum transmittance in the first VT characteristic and maximum transmittance in the second VT characteristic are almost equal to a white display voltage.

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置の最適化方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a method for optimizing a liquid crystal display device.

近年、Fringe Field Switching(FFS)モードやIn−Plane Switching(IPS)モードなどの横電界モードを適用した液晶表示装置が実用化されている。このようなFFSモードやIPSモードの液晶表示装置は、一対の基板のうちの一方に画素電極及び共通電極を備えている。このような表示モードは、液晶分子を基板と平行な面内で回転させることでスイッチングを実現するものであり、広視野角であるなどの利点を有している。   In recent years, liquid crystal display devices using a horizontal electric field mode such as a fringe field switching (FFS) mode or an in-plane switching (IPS) mode have been put into practical use. Such an FFS mode or IPS mode liquid crystal display device includes a pixel electrode and a common electrode on one of a pair of substrates. Such a display mode realizes switching by rotating liquid crystal molecules in a plane parallel to the substrate, and has advantages such as a wide viewing angle.

一例として、IPSモードの液晶表示装置において、液晶材料の物性の一つであるフレクソ係数に着目し、フレクソ係数が最適な範囲の液晶材料を適用することで、フリッカを改善する技術が知られている。   As an example, in an IPS mode liquid crystal display device, a technique for improving flicker by focusing on the flexo coefficient, which is one of the physical properties of the liquid crystal material, and applying a liquid crystal material with an optimal flexo coefficient range is known. Yes.

特開2010−282037号公報JP 2010-282037 A

本実施形態の目的は、表示品位を改善することが可能な液晶表示装置の最適化方法を提供することにある。   An object of the present embodiment is to provide a method for optimizing a liquid crystal display device capable of improving display quality.

本実施形態によれば、
各画素に配置されたスイッチング素子、前記スイッチング素子と電気的に接続され帯状電極を含む画素電極、及び、複数の画素に亘って配置されたコモン電位の共通電極を備えた第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に保持されたポジ型の液晶層と、を備え、前記液晶層に印加される液晶印加電圧が最も低い場合に黒を表示するノーマリブラックモードの液晶表示装置の駆動方法であって、前記画素電極に対してコモン電位よりも高い正極性の電圧を印加したときの液晶印加電圧に対する前記液晶表示装置の透過率を表す第1VT特性を測定し、前記画素電極に対してコモン電位よりも低い負極性の電圧を印加したときの液晶印加電圧に対する前記液晶表示装置の透過率を表す第2VT特性を測定し、前記第1VT特性での最大透過率と前記第2VT特性での最大透過率とが略同等となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定する、液晶表示装置の最適化方法が提供される。
According to this embodiment,
A first substrate including a switching element disposed in each pixel, a pixel electrode electrically connected to the switching element and including a strip electrode, and a common electrode having a common potential disposed across a plurality of pixels; A second substrate facing the first substrate; and a positive-type liquid crystal layer held between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal applied voltage applied to the liquid crystal layer being the lowest A method of driving a normally black mode liquid crystal display device that displays black in the case of the liquid crystal display device with respect to a liquid crystal applied voltage when a positive voltage higher than a common potential is applied to the pixel electrode. A first VT characteristic representing the transmittance is measured, and a second VT characteristic representing the transmittance of the liquid crystal display device with respect to the liquid crystal applied voltage when a negative voltage lower than a common potential is applied to the pixel electrode. A method for optimizing a liquid crystal display device is provided, in which the maximum liquid crystal applied voltage at which the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic are substantially equal is set as the white display voltage. Is done.

図1は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルLPNの構成及び等価回路を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration and an equivalent circuit of a liquid crystal display panel LPN constituting the liquid crystal display device of the present embodiment. 図2は、図1に示したアレイ基板ARにおける画素PXの構造の一例を対向基板CTの側から見た概略平面図である。FIG. 2 is a schematic plan view of an example of the structure of the pixel PX in the array substrate AR illustrated in FIG. 1 as viewed from the counter substrate CT side. 図3は、図1に示した液晶表示パネルLPNの断面構造の一例を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a cross-sectional structure of the liquid crystal display panel LPN shown in FIG. 図4は、ノーマリブラックモードの液晶表示装置における液晶印加電圧(V)に対する液晶表示装置の透過率(%)を表すV−T特性の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a VT characteristic representing the transmittance (%) of the liquid crystal display device with respect to the liquid crystal applied voltage (V) in the normally black mode liquid crystal display device. 図5は、フレクソ係数の異なる液晶材料A、B、Cをそれぞれ適用した液晶表示装置におけるV−T特性及び焼き付き判定レベルの評価結果をそれぞれ示す図である。FIG. 5 is a diagram showing evaluation results of VT characteristics and burn-in determination levels in liquid crystal display devices to which liquid crystal materials A, B, and C having different flex coefficients are applied, respectively. 図6は、第2液晶表示装置及び第3液晶表示装置の最適化後の焼き付き判定レベルの評価結果をそれぞれ示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating evaluation results of burn-in determination levels after optimization of the second liquid crystal display device and the third liquid crystal display device. 図7は、画素電極PEにおける帯状電極PAの最適幅と、第1VT特性での最大透過率と第2VT特性での最大透過率との透過率差との関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the optimum width of the strip electrode PA in the pixel electrode PE and the difference in transmittance between the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic.

以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same reference numerals are given to components that exhibit the same or similar functions, and duplicate descriptions are omitted.

図1は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルLPNの構成及び等価回路を概略的に示す図である。   FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration and an equivalent circuit of a liquid crystal display panel LPN constituting the liquid crystal display device of the present embodiment.

すなわち、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの透過型の液晶表示パネルLPNを備えている。液晶表示パネルLPNは、第1基板であるアレイ基板ARと、アレイ基板ARに対向して配置された第2基板である対向基板CTと、これらのアレイ基板ARと対向基板CTとの間に保持された液晶層LQと、を備えている。このような液晶表示パネルLPNは、画像を表示するアクティブエリアACTを備えている。このアクティブエリアACTは、m×n個のマトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成されている(但し、m及びnは正の整数である)。   That is, the liquid crystal display device includes an active matrix transmissive liquid crystal display panel LPN. The liquid crystal display panel LPN is held between the array substrate AR, which is the first substrate, the counter substrate CT, which is the second substrate disposed to face the array substrate AR, and the array substrate AR and the counter substrate CT. Liquid crystal layer LQ. Such a liquid crystal display panel LPN includes an active area ACT for displaying an image. This active area ACT is composed of a plurality of pixels PX arranged in an m × n matrix (where m and n are positive integers).

アレイ基板ARは、アクティブエリアACTにおいて、第1方向Xに沿ってそれぞれ延出した複数本のゲート配線G(G1〜Gn)、第1方向Xに直交する第2方向Yに沿ってそれぞれ延出した複数本のソース配線S(S1〜Sm)、各画素PXにおいてゲート配線G及びソース配線Sと電気的に接続されたスイッチング素子SW、各画素PXにおいてスイッチング素子SWに電気的に接続された画素電極PE、複数の画素PXに亘って配置された共通電極CEなどを備えている。   In the active area ACT, the array substrate AR is extended along a second direction Y orthogonal to the first direction X, and a plurality of gate wirings G (G1 to Gn) extending along the first direction X, respectively. The plurality of source lines S (S1 to Sm), the switching element SW electrically connected to the gate line G and the source line S in each pixel PX, and the pixel electrically connected to the switching element SW in each pixel PX An electrode PE, a common electrode CE disposed over the plurality of pixels PX, and the like are provided.

各ゲート配線Gは、アクティブエリアACTの外側に引き出され、ゲートドライバGDに接続されている。各ソース配線Sは、アクティブエリアACTの外側に引き出され、ソースドライバSDに接続されている。共通電極CEは、コモン電圧(Vcom)が供給される給電部VSと電気的に接続されている。ゲートドライバGD及びソースドライバSDは、例えばその少なくとも一部がアレイ基板ARに形成され、駆動ICチップ2と接続されている。図示した例では、駆動ICチップ2は、液晶表示パネルLPNを駆動するのに必要な信号源として機能し、ゲートドライバGD及びソースドライバSDを制御したり、給電部VSに供給されるコモン電圧を制御したりする。このような駆動ICチップ2は、液晶表示パネルLPNのアクティブエリアACTの外側において、アレイ基板ARに実装されている。   Each gate line G is drawn outside the active area ACT and connected to the gate driver GD. Each source line S is drawn outside the active area ACT and connected to the source driver SD. The common electrode CE is electrically connected to a power feeding unit VS to which a common voltage (Vcom) is supplied. For example, at least a part of the gate driver GD and the source driver SD is formed on the array substrate AR, and is connected to the driving IC chip 2. In the illustrated example, the drive IC chip 2 functions as a signal source necessary for driving the liquid crystal display panel LPN, controls the gate driver GD and the source driver SD, and supplies a common voltage supplied to the power supply unit VS. Or control. Such a driving IC chip 2 is mounted on the array substrate AR outside the active area ACT of the liquid crystal display panel LPN.

図示した例の液晶表示パネルLPNは、FFSモードあるいはIPSモードに適用可能な構成であり、アレイ基板ARが画素電極PE及び共通電極CEを備えている。このような構成の液晶表示パネルLPNでは、画素電極PE及び共通電極CEの間に形成される横電界(例えば、フリンジ電界のうちの基板の主面にほぼ平行な電界)を主に利用して液晶層LQを構成する液晶分子をスイッチングする。   The liquid crystal display panel LPN of the illustrated example has a configuration applicable to the FFS mode or the IPS mode, and the array substrate AR includes a pixel electrode PE and a common electrode CE. In the liquid crystal display panel LPN having such a configuration, a horizontal electric field (for example, an electric field substantially parallel to the main surface of the substrate in the fringe electric field) formed between the pixel electrode PE and the common electrode CE is mainly used. The liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer LQ are switched.

図2は、図1に示したアレイ基板ARにおける画素PXの構造の一例を対向基板CTの側から見た概略平面図である。なお、ここでは、説明に必要な主要部のみを図示しており、スイッチング素子などの図示を省略している。   FIG. 2 is a schematic plan view of an example of the structure of the pixel PX in the array substrate AR illustrated in FIG. 1 as viewed from the counter substrate CT side. Here, only the main parts necessary for the description are shown, and the switching elements and the like are not shown.

ゲート配線Gは、第1方向Xに沿ってそれぞれ延出している。ソース配線Sは、第2方向Yに沿ってそれぞれ延出している。共通電極CEは、第1方向Xに沿って延在している。すなわち、共通電極CEは、各画素PXに配置されるとともにソース配線Sの上方を跨いで、第1方向Xに隣接する複数の画素PXに亘って共通に形成されている。また、図示しないが、共通電極CEは、第2方向Yに隣接する複数の画素PXに亘って共通に形成されていても良い。   The gate lines G extend along the first direction X, respectively. The source lines S extend along the second direction Y, respectively. The common electrode CE extends along the first direction X. That is, the common electrode CE is disposed in each pixel PX and is formed in common over a plurality of pixels PX adjacent to each other in the first direction X across the source line S. Although not shown, the common electrode CE may be formed in common across a plurality of pixels PX adjacent in the second direction Y.

各画素PXに配置された画素電極PEは、それぞれ共通電極CEの上方に位置している。各画素電極PEは、各画素PXにおいて画素形状に対応した島状に形成されている。図示した例では、画素電極PEは、第1方向Xに沿った長さが第2方向Yに沿った長さよりも短い概略長方形状に形成されている。このような各画素電極PEには、共通電極CEと向かい合うスリットPSLが形成されている。換言すると、画素電極PEは、帯状電極PAを含んでいる。図示した例では、スリットPSLあるいは帯状電極PAは、第2方向Yに沿って延出している。   The pixel electrode PE arranged in each pixel PX is located above the common electrode CE. Each pixel electrode PE is formed in an island shape corresponding to the pixel shape in each pixel PX. In the illustrated example, the pixel electrode PE is formed in a substantially rectangular shape whose length along the first direction X is shorter than the length along the second direction Y. Each pixel electrode PE has a slit PSL facing the common electrode CE. In other words, the pixel electrode PE includes the strip electrode PA. In the illustrated example, the slit PSL or the strip-shaped electrode PA extends along the second direction Y.

図3は、図1に示した液晶表示パネルLPNの断面構造の一例を概略的に示す図である。   FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a cross-sectional structure of the liquid crystal display panel LPN shown in FIG.

すなわち、アレイ基板ARは、ガラス基板などの光透過性を有する第1絶縁基板10を用いて形成されている。このアレイ基板ARは、第1絶縁基板10の対向基板CTに対向する内面10A側にスイッチング素子SW、共通電極CE、画素電極PE、第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、第1配向膜AL1などを備えている。   That is, the array substrate AR is formed by using a first insulating substrate 10 having light transparency such as a glass substrate. This array substrate AR has a switching element SW, a common electrode CE, a pixel electrode PE, a first insulating film 11, a second insulating film 12, and a first alignment film on the inner surface 10A side of the first insulating substrate 10 facing the counter substrate CT. AL1 etc. are provided.

スイッチング素子SWは、例えば薄膜トランジスタ(TFT)である。スイッチング素子SW1は、ポリシリコンやアモルファスシリコンによって形成された半導体層を備えている。なお、スイッチング素子SWは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであっても良い。このようなスイッチング素子SWは、第1絶縁膜11によって覆われている。   The switching element SW is, for example, a thin film transistor (TFT). The switching element SW1 includes a semiconductor layer formed of polysilicon or amorphous silicon. Note that the switching element SW may be either a top gate type or a bottom gate type. Such a switching element SW is covered with the first insulating film 11.

共通電極CEは、第1絶縁膜11の上に形成されている。このような共通電極CEは、透明な導電材料、例えば、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などによって形成されている。共通電極CEは、第2絶縁膜12によって覆われている。また、第2絶縁膜12は、第1絶縁膜11の上にも配置されている。   The common electrode CE is formed on the first insulating film 11. Such a common electrode CE is formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). The common electrode CE is covered with the second insulating film 12. The second insulating film 12 is also disposed on the first insulating film 11.

画素電極PEは、第2絶縁膜12の上に形成され、共通電極CEと向かい合っている。画素電極PEは、第1絶縁膜11及び第2絶縁膜12を貫通するコンタクトホールを介してスイッチング素子SWと電気的に接続されている。画素電極PEのスリットPSLは、第2絶縁膜12を介して共通電極CEと向かい合っている。このような画素電極PEは、透明な導電材料、例えば、ITOやIZOなどによって形成されている。第1配向膜AL1は、画素電極PEを覆っている。また、第1配向膜AL1は、第2絶縁膜12の上にも配置されている。このような第1配向膜AL1は、水平配向性を示す材料によって形成され、アレイ基板ARの液晶層LQに接する面に配置されている。   The pixel electrode PE is formed on the second insulating film 12 and faces the common electrode CE. The pixel electrode PE is electrically connected to the switching element SW through a contact hole that penetrates the first insulating film 11 and the second insulating film 12. The slit PSL of the pixel electrode PE faces the common electrode CE through the second insulating film 12. Such a pixel electrode PE is formed of a transparent conductive material, for example, ITO or IZO. The first alignment film AL1 covers the pixel electrode PE. The first alignment film AL1 is also disposed on the second insulating film 12. Such a first alignment film AL1 is formed of a material exhibiting horizontal alignment and is disposed on a surface in contact with the liquid crystal layer LQ of the array substrate AR.

一方、対向基板CTは、ガラス基板などの光透過性を有する第2絶縁基板30を用いて形成されている。この対向基板CTは、第2絶縁基板30のアレイ基板ARに対向する内面30A側に、各画素PXを区画するブラックマトリクス31、カラーフィルタ32、オーバーコート層33、第2配向膜AL2などを備えている。   On the other hand, the counter substrate CT is formed using a second insulating substrate 30 having optical transparency such as a glass substrate. The counter substrate CT includes a black matrix 31, a color filter 32, an overcoat layer 33, a second alignment film AL2, and the like that partition each pixel PX on the inner surface 30A side of the second insulating substrate 30 facing the array substrate AR. ing.

ブラックマトリクス31は、第2絶縁基板30の内面30Aにおいて、アレイ基板ARに設けられたゲート配線Gやソース配線S、スイッチング素子SWなどの配線部に対向し、画素電極PEと対向する開口部APを形成している。カラーフィルタ32は、第2絶縁基板30の内面30Aに形成され、開口部APに配置されている。また、カラーフィルタ32は、ブラックマトリクス31の上にも延在している。カラーフィルタ32は、例えば赤色、青色、緑色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。互いに異なる色のカラーフィルタ32間の境界は、ブラックマトリクス31上に位置している。   In the inner surface 30A of the second insulating substrate 30, the black matrix 31 is opposed to the wiring portions such as the gate wiring G, the source wiring S, and the switching element SW provided on the array substrate AR, and the opening AP facing the pixel electrode PE. Is forming. The color filter 32 is formed on the inner surface 30A of the second insulating substrate 30 and is disposed in the opening AP. The color filter 32 also extends on the black matrix 31. The color filter 32 is formed of, for example, resin materials colored in red, blue, and green, respectively. The boundary between the color filters 32 of different colors is located on the black matrix 31.

オーバーコート層33は、カラーフィルタ32を覆っている。オーバーコート層33は、ブラックマトリクス31やカラーフィルタ32の表面の凹凸を平坦化する。このようなオーバーコート層33は、例えば透明な樹脂材料によって形成されている。第2配向膜AL2は、オーバーコート層33を覆っている。第2配向膜AL2は、水平配向性を示す材料によって形成され、対向基板CTの液晶層LQに接する面に配置されている。   The overcoat layer 33 covers the color filter 32. The overcoat layer 33 flattens the unevenness on the surface of the black matrix 31 and the color filter 32. Such an overcoat layer 33 is formed of, for example, a transparent resin material. The second alignment film AL2 covers the overcoat layer 33. The second alignment film AL2 is formed of a material exhibiting horizontal alignment, and is disposed on the surface in contact with the liquid crystal layer LQ of the counter substrate CT.

上述したようなアレイ基板ARと対向基板CTとは、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2が向かい合うように配置されている。このとき、アレイ基板ARと対向基板CTの間には、一方の基板に形成された柱状スペーサにより、所定のセルギャップが形成される。アレイ基板ARと対向基板CTとは、セルギャップが形成された状態で貼り合わせられている。液晶層LQは、アレイ基板ARの第1配向膜AL1と対向基板CTの第2配向膜AL2との間に封入された液晶分子LMを含む液晶組成物によって構成されている。このような液晶層LQは、例えば、誘電率異方性が正(ポジ型)の液晶材料によって構成されている。   The array substrate AR and the counter substrate CT as described above are arranged so that the first alignment film AL1 and the second alignment film AL2 face each other. At this time, a predetermined cell gap is formed between the array substrate AR and the counter substrate CT by columnar spacers formed on one substrate. The array substrate AR and the counter substrate CT are bonded together with a cell gap formed. The liquid crystal layer LQ is made of a liquid crystal composition including liquid crystal molecules LM sealed between the first alignment film AL1 of the array substrate AR and the second alignment film AL2 of the counter substrate CT. Such a liquid crystal layer LQ is made of, for example, a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy (positive type).

このような構成の液晶表示パネルLPNに対して、その背面側には、バックライトBLが配置されている。バックライトBLとしては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード(LED)を利用したものや冷陰極管(CCFL)を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。   A backlight BL is arranged on the back side of the liquid crystal display panel LPN having such a configuration. As the backlight BL, various forms are applicable, and any of those using a light emitting diode (LED) or a cold cathode tube (CCFL) as a light source can be applied. The description of the structure is omitted.

第1絶縁基板10の外面10Bには、第1吸収軸を有する第1偏光板PL1が配置されている。第2絶縁基板30の外面30Bには、第1吸収軸とクロスニコルの位置関係にある第2吸収軸を有する第2偏光板PL2が配置されている。なお、第1絶縁基板10と第1偏光板PL1との間や、第2絶縁基板30と第2偏光板PL2との間には、位相差板など他の光学素子が配置されても良い。   A first polarizing plate PL1 having a first absorption axis is disposed on the outer surface 10B of the first insulating substrate 10. On the outer surface 30B of the second insulating substrate 30, a second polarizing plate PL2 having a second absorption axis that is in a cross-Nicol positional relationship with the first absorption axis is disposed. It should be noted that another optical element such as a retardation plate may be disposed between the first insulating substrate 10 and the first polarizing plate PL1 or between the second insulating substrate 30 and the second polarizing plate PL2.

第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2は、図2に示したように、基板主面(あるいは、X−Y平面)と平行な面内において、互いに平行な方位に配向処理されている。第1配向膜AL1は、スリットPSLの長軸(図2に示した例では第2方向Y)に対して45°以下の鋭角に交差する方向に沿って配向処理されている。第1配向膜AL1の配向処理方向R1は、例えば、第2方向Yに対して5°〜15°の角度をもって交差する方向である。また、第2配向膜AL2は、第1配向膜AL1の配向処理方向R1と平行な方向に沿って配向処理されている。第1配向膜AL1の配向処理方向R1と第2配向膜AL2の配向処理方向R2とは互いに逆向きである。   As shown in FIG. 2, the first alignment film AL1 and the second alignment film AL2 are subjected to alignment treatment in directions parallel to each other in a plane parallel to the substrate main surface (or XY plane). The first alignment film AL1 is subjected to an alignment process along a direction intersecting an acute angle of 45 ° or less with respect to the major axis of the slit PSL (second direction Y in the example shown in FIG. 2). The alignment processing direction R1 of the first alignment film AL1 is, for example, a direction that intersects the second direction Y with an angle of 5 ° to 15 °. Further, the second alignment film AL2 is subjected to an alignment process along a direction parallel to the alignment processing direction R1 of the first alignment film AL1. The alignment treatment direction R1 of the first alignment film AL1 and the alignment treatment direction R2 of the second alignment film AL2 are opposite to each other.

以下に、上記構成の液晶表示装置における動作について説明する。   The operation of the liquid crystal display device having the above configuration will be described below.

画素電極PEと共通電極CEとの間に電位差を形成するような電圧が印加されていないOFF時においては、液晶層LQに電圧が印加されていない状態であり、画素電極PEと共通電極CEとの間に電界が形成されていない。このため、液晶層LQに含まれる液晶分子LMは、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2によって規制された初期配向方向に配向している。例えば、液晶分子LMは、図2に実線で示したように、X−Y平面内において第2方向Yに対して鋭角に交差する方向、つまり、配向処理方向R1と平行な方向に初期配向している。なお、第1偏光板PL1の第1吸収軸及び第2偏光板PL2の第2吸収軸のいずれか一方は、液晶分子LMの初期配向方向と略平行であり、他方は初期配向方向に略直交している。   When the voltage that forms a potential difference is not applied between the pixel electrode PE and the common electrode CE, the voltage is not applied to the liquid crystal layer LQ when the voltage is not applied, and the pixel electrode PE and the common electrode CE No electric field is formed between the two. For this reason, the liquid crystal molecules LM contained in the liquid crystal layer LQ are aligned in the initial alignment direction regulated by the first alignment film AL1 and the second alignment film AL2. For example, as shown by the solid line in FIG. 2, the liquid crystal molecules LM are initially aligned in a direction that intersects the second direction Y at an acute angle in the XY plane, that is, in a direction parallel to the alignment processing direction R1. ing. One of the first absorption axis of the first polarizing plate PL1 and the second absorption axis of the second polarizing plate PL2 is substantially parallel to the initial alignment direction of the liquid crystal molecules LM, and the other is substantially orthogonal to the initial alignment direction. doing.

OFF時には、バックライトBLからのバックライト光の一部は、第1偏光板PL1を透過し、液晶表示パネルLPNに入射する。液晶表示パネルLPNに入射した光は、第1偏光板PL1の第1吸収軸と直交する直線偏光である。このような直線偏光の偏光状態は、OFF時の液晶表示パネルLPNを通過した際にほとんど変化しない。このため、液晶表示パネルLPNを透過した直線偏光のほとんどが、第2偏光板PL2によって吸収される(黒表示)。   When OFF, a part of the backlight light from the backlight BL is transmitted through the first polarizing plate PL1 and enters the liquid crystal display panel LPN. The light incident on the liquid crystal display panel LPN is linearly polarized light orthogonal to the first absorption axis of the first polarizing plate PL1. Such a polarization state of linearly polarized light hardly changes when it passes through the liquid crystal display panel LPN in the OFF state. For this reason, most of the linearly polarized light transmitted through the liquid crystal display panel LPN is absorbed by the second polarizing plate PL2 (black display).

一方、画素電極PEと共通電極CEとの間に電位差を形成するような電圧が印加されたON時においては、液晶層LQに電圧が印加された状態であり、画素電極PEと共通電極CEとの間に基板主面と略平行な横電界あるいはフリンジ電界が形成される。このため、液晶分子LMは、図2に破線で示したように、X−Y平面内において、初期配向方向とは異なる方位に配向する。ポジ型の液晶材料においては、液晶分子LMは、X−Y平面内において、電界と略平行な方向に配向する。このとき、液晶分子LMは、液晶層LQに印加される電圧の大きさに応じてその配向方向が異なる。   On the other hand, when a voltage that forms a potential difference is applied between the pixel electrode PE and the common electrode CE, the voltage is applied to the liquid crystal layer LQ, and the pixel electrode PE and the common electrode CE A transverse electric field or fringe electric field substantially parallel to the main surface of the substrate is formed between the two. For this reason, the liquid crystal molecules LM are aligned in an azimuth different from the initial alignment direction in the XY plane, as indicated by a broken line in FIG. In the positive liquid crystal material, the liquid crystal molecules LM are aligned in a direction substantially parallel to the electric field in the XY plane. At this time, the alignment direction of the liquid crystal molecules LM differs depending on the magnitude of the voltage applied to the liquid crystal layer LQ.

ON時には、第1偏光板PL1の第1吸収軸と直交する直線偏光は、液晶表示パネルLPNに入射し、その偏光状態は、液晶層LQを通過する際に液晶分子LMの配向状態あるいは液晶層LQのリタデーションに応じて変化する。このため、ON時においては、液晶層LQを通過した少なくとも一部の光は、第2偏光板PL2を透過する(白表示)。   When ON, linearly polarized light orthogonal to the first absorption axis of the first polarizing plate PL1 is incident on the liquid crystal display panel LPN, and the polarization state is the alignment state of the liquid crystal molecules LM or the liquid crystal layer when passing through the liquid crystal layer LQ. It changes according to the retardation of LQ. For this reason, at the time of ON, at least a part of the light that has passed through the liquid crystal layer LQ is transmitted through the second polarizing plate PL2 (white display).

このような構成により、ノーマリブラックモードが実現される。   With such a configuration, a normally black mode is realized.

次に、FFSモードの液晶表示装置における焼き付き現象について簡単に説明する。   Next, a burn-in phenomenon in the FFS mode liquid crystal display device will be briefly described.

一例として、液晶表示パネルLPNに対して白と黒のチェッカーパターン(市松模様)を表示するような電圧を印加し、アクティブエリアACTの全面に亘ってチェッカーパターンを表示した状態を所定時間保持する。例えば、256階調で画像を表示する液晶表示装置において、アクティブエリアACTの第1領域の画素PXについては液晶印加電圧を最も低く設定し(あるいはゼロVに設定し)黒表示(階調値G0)を行う。一方で、アクティブエリアACTの第1領域に隣接する第2領域の画素PXについては白表示(階調値G255)に対応する液晶印加電圧を印加して白表示を行う。   As an example, a voltage that displays a black and white checker pattern (checkered pattern) is applied to the liquid crystal display panel LPN, and the state in which the checker pattern is displayed over the entire active area ACT is held for a predetermined time. For example, in a liquid crystal display device that displays an image with 256 gradations, the liquid crystal applied voltage is set to the lowest (or set to zero V) for the pixels PX in the first region of the active area ACT, and black display (gradation value G0) is performed. )I do. On the other hand, for the pixels PX in the second region adjacent to the first region of the active area ACT, white display is performed by applying a liquid crystal application voltage corresponding to white display (gradation value G255).

その後、液晶表示パネルLPNに対して中間調(例えば階調値G127)を表示するような液晶印加電圧を印加し、アクティブエリアACTの全面に均一な中間調の画像を表示する。つまり、第1領域の画素PX及び第2領域の画素PXの双方について、同一の中間調表示に対応する液晶印加電圧を印加する。このとき、第1領域については本来の中間調に対応した輝度とほぼ同等の輝度が得られるが、第2領域について本来の中間調の輝度よりも高い輝度となってしまった場合に、第1領域と第2領域とで輝度差が生じてしまい、チェッカーパターンが残像として視認されてしまう。このような現象が『焼き付き』現象である。   Thereafter, a liquid crystal application voltage for displaying a halftone (for example, a gradation value G127) is applied to the liquid crystal display panel LPN, and a uniform halftone image is displayed on the entire surface of the active area ACT. That is, the liquid crystal application voltage corresponding to the same halftone display is applied to both the pixel PX in the first region and the pixel PX in the second region. At this time, a luminance almost equal to the luminance corresponding to the original halftone is obtained for the first region, but if the luminance of the second region is higher than the luminance of the original halftone, A luminance difference occurs between the area and the second area, and the checker pattern is visually recognized as an afterimage. Such a phenomenon is a “burn-in” phenomenon.

このような焼き付きは、画素電極PEに対して、表示させる階調に応じた電圧を印加するのみならず、必要に応じて階調毎にDCバイアスをかける補償駆動を行うことにより、緩和される。   Such image sticking is alleviated not only by applying a voltage corresponding to the gradation to be displayed to the pixel electrode PE, but also by performing compensation driving that applies a DC bias for each gradation as necessary. .

一方で、発明者が検討したところによると、上記の補償駆動を適用しても十分に緩和できない焼き付きが発生し、そのような焼き付きは、液晶層LQで生じるフレクソ分極に起因していることが見出された。液晶層LQにフレクソ分極が生じた場合には、フレクソ分極自体が電界に応答して配向変化を引き起こすため、所望の透過率あるいは輝度が得られなくなってしまう。フレクソ分極によって誘起される電気分極は、液晶材料固有の物性の一つであるフレクソ係数を用いて規定することができる。フレクソ係数は、要求されるパネルの仕様に応じて液晶材料に添加される化合物などによって異なる場合がある。発明者は、液晶材料のフレクソ係数の大小にかかわらず、焼き付きを緩和する液晶表示装置の最適化方法を見出した。その最適化方法を以下に説明する。   On the other hand, according to a study by the inventors, burn-in that cannot be sufficiently mitigated even when the above-described compensation drive is applied occurs, and such burn-in is caused by flexopolarization generated in the liquid crystal layer LQ. It was found. When flexopolarization occurs in the liquid crystal layer LQ, the flexopolarization itself causes an orientation change in response to an electric field, so that a desired transmittance or luminance cannot be obtained. The electric polarization induced by the flexopolarization can be defined using a flexo coefficient that is one of the physical properties unique to the liquid crystal material. The flexo coefficient may differ depending on the compound added to the liquid crystal material depending on the required panel specifications. The inventor has found a method for optimizing a liquid crystal display device that reduces burn-in regardless of the flexural coefficient of the liquid crystal material. The optimization method will be described below.

図4は、ノーマリブラックモードの液晶表示装置における液晶印加電圧(V)に対する液晶表示装置の透過率(%)を表すV−T特性の一例を示す図である。図中の横軸は液晶印加電圧(V)であり、図中の縦軸は液晶表示装置の透過率(%)である。なお、ここでの液晶印加電圧とは、画素電極の電位と共通電極の電位との電位差の絶対値である。また、ここでの透過率は、ピーク透過率を100%として規格化している。図示した例では、ピーク透過率が得られる液晶印加電圧を白表示電圧に設定しており、ここでの白表示電圧は4Vに設定されている。このようなV−T特性は、同一構造の液晶表示装置において同一条件で駆動した場合、概ね液晶材料に関係なく略同等となる。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a VT characteristic representing the transmittance (%) of the liquid crystal display device with respect to the liquid crystal applied voltage (V) in the normally black mode liquid crystal display device. The horizontal axis in the figure is the liquid crystal applied voltage (V), and the vertical axis in the figure is the transmittance (%) of the liquid crystal display device. The liquid crystal applied voltage here is an absolute value of a potential difference between the potential of the pixel electrode and the potential of the common electrode. Moreover, the transmittance | permeability here is normalized by making the peak transmittance | permeability into 100%. In the illustrated example, the liquid crystal application voltage at which peak transmittance is obtained is set to a white display voltage, and the white display voltage here is set to 4V. Such VT characteristics are substantially equal regardless of the liquid crystal material when driven under the same conditions in a liquid crystal display device having the same structure.

また、ここでは、画素電極PEに供給する電圧の極正を1フレーム毎に反転させて駆動している。つまり、先のフレームでは画素電極PEに対して共通電極CEのコモン電位よりも高い正極性の電圧を印加し、次のフレームでは画素電極PEに対して共通電極CEのコモン電位よりも低い負極性の電圧を印加するといった交流駆動が適用されている。このとき、正極性の電圧を印加したときのV−T特性(以下、第1VT特性と称する)と、負極性の電圧を印加したときのV−T特性(以下、第2VT特性と称する)とでは、略同等の特性となる。但し、第1VT特性と第2VT特性との間でピーク透過率に差が生じたり、第1VT特性と第2VT特性との間でピーク透過率が得られる液晶印加電圧に相違が生じたりする。   Further, here, driving is performed by inverting the polarity of the voltage supplied to the pixel electrode PE every frame. That is, a positive voltage higher than the common potential of the common electrode CE is applied to the pixel electrode PE in the previous frame, and a negative polarity lower than the common potential of the common electrode CE is applied to the pixel electrode PE in the next frame. The AC drive is applied such that a voltage of 1 is applied. At this time, a VT characteristic when a positive voltage is applied (hereinafter referred to as a first VT characteristic) and a VT characteristic when a negative voltage is applied (hereinafter referred to as a second VT characteristic). Then, it becomes a substantially equivalent characteristic. However, there is a difference in the peak transmittance between the first VT characteristic and the second VT characteristic, or there is a difference in the liquid crystal applied voltage that provides the peak transmittance between the first VT characteristic and the second VT characteristic.

図5は、フレクソ係数の異なる液晶材料A、B、Cをそれぞれ適用した液晶表示装置におけるV−T特性及び焼き付き判定レベルの評価結果をそれぞれ示す図である。なお、フレクソ係数の大きさは、液晶材料Aが液晶材料Bよりも小さく、液晶材料Cが液晶材料Bより大きい。   FIG. 5 is a diagram showing evaluation results of VT characteristics and burn-in determination levels in liquid crystal display devices to which liquid crystal materials A, B, and C having different flex coefficients are applied, respectively. The flexo coefficient is smaller in the liquid crystal material A than in the liquid crystal material B and larger in the liquid crystal material C.

図中の(A1)は液晶材料Aを適用した第1液晶表示装置のV−T特性であり、図中の(B1)は液晶材料Bを適用した第2液晶表示装置のV−T特性であり、図中の(C1)は液晶材料Cを適用した第3液晶表示装置のV−T特性である。ここでは、液晶材料が異なる以外は、同一構造の液晶表示装置を構成し、且つ同一条件で駆動したときに得られるV−T特性を示しており、特に、V−T特性におけるピーク透過率付近を拡大して図示している。なお、各液晶表示装置においては、画素電極PEの帯状電極PAの第1方向Xに沿った幅は2.2μmに設定した。   (A1) in the figure is the VT characteristic of the first liquid crystal display device to which the liquid crystal material A is applied, and (B1) in the figure is the VT characteristic of the second liquid crystal display device to which the liquid crystal material B is applied. There, (C1) in the figure is the VT characteristic of the third liquid crystal display device to which the liquid crystal material C is applied. Here, the VT characteristics obtained when the liquid crystal display device having the same structure is configured and driven under the same conditions except that the liquid crystal materials are different are shown. In particular, near the peak transmittance in the VT characteristics. Is shown enlarged. In each liquid crystal display device, the width along the first direction X of the strip electrode PA of the pixel electrode PE was set to 2.2 μm.

(A1)に示すように、第1液晶表示装置においては、正極性の第1VT特性では約4.1Vの液晶印加電圧でピーク透過率(約100%)が得られるのに対して、負極性の第2VT特性では約3.8Vの液晶印加電圧でピーク透過率(約98%)が得られる。白表示電圧を4Vに設定した場合、第1VT特性及び第2VT特性の透過率の差は約2%である。   As shown in (A1), in the first liquid crystal display device, in the first VT characteristic of positive polarity, peak transmittance (about 100%) is obtained at a liquid crystal applied voltage of about 4.1 V, whereas negative polarity is obtained. In the second VT characteristic, a peak transmittance (about 98%) is obtained at a liquid crystal applied voltage of about 3.8V. When the white display voltage is set to 4V, the difference in transmittance between the first VT characteristic and the second VT characteristic is about 2%.

(B1)に示すように、第2液晶表示装置においては、第1VT特性では約4.15Vの液晶印加電圧でピーク透過率(約100%)が得られるのに対して、第2VT特性では約3.85Vの液晶印加電圧でピーク透過率(約97%)が得られる。白表示電圧を4Vに設定した場合、第1VT特性及び第2VT特性の透過率の差は約3.3%である。   As shown in (B1), in the second liquid crystal display device, in the first VT characteristic, the peak transmittance (about 100%) is obtained at a liquid crystal applied voltage of about 4.15 V, whereas in the second VT characteristic, about A peak transmittance (about 97%) is obtained at a liquid crystal applied voltage of 3.85V. When the white display voltage is set to 4 V, the difference in transmittance between the first VT characteristic and the second VT characteristic is about 3.3%.

(C1)に示すように、第3液晶表示装置においては、第1VT特性では約4.2Vの液晶印加電圧でピーク透過率(約100%)が得られるのに対して、第2VT特性では約3.9Vの液晶印加電圧でピーク透過率(約96%)が得られる。白表示電圧を4Vに設定した場合、第1VT特性及び第2VT特性の透過率の差は約3.8%である。   As shown in (C1), in the third liquid crystal display device, in the first VT characteristic, peak transmittance (about 100%) can be obtained with a liquid crystal applied voltage of about 4.2 V, whereas in the second VT characteristic, about A peak transmittance (about 96%) is obtained at a liquid crystal applied voltage of 3.9V. When the white display voltage is set to 4V, the difference in transmittance between the first VT characteristic and the second VT characteristic is about 3.8%.

図中の(A2)は第1液晶表示装置の焼き付き判定レベルの評価結果を示す図であり、図中の(B2)は第2液晶表示装置の焼き付き判定レベルの評価結果を示す図であり、図中の(C2)は第3液晶表示装置の焼き付き判定レベルの評価結果を示す図である。縦軸は画面の全面に固定のチェッカーパターンを表示させ続けたストレス時間であり、横軸はチェッカーパターンを表示させた後に画面全面に評価階調値(G31)の均一画面を表示させた緩和時間である。表の値は、各ストレス時間での焼き付き状態を観察者が主観的に評価したときの判定レベルの平均値であり、レベル2は焼き付きが著しく視認された「劣悪」の状態を示し、レベル3は焼き付きが視認された「悪」の状態を示し、レベル4は焼き付きが正面から観察したときにほとんど視認されない状態を示し、レベル5は焼き付きが全く観察されない「良」の状態を示している。   (A2) in the figure is a diagram showing the evaluation result of the burn-in determination level of the first liquid crystal display device, (B2) in the figure is a diagram showing the evaluation result of the burn-in determination level of the second liquid crystal display device, (C2) in the figure is a diagram showing the evaluation result of the burn-in determination level of the third liquid crystal display device. The vertical axis is the stress time for which the fixed checker pattern is displayed on the entire screen, and the horizontal axis is the relaxation time for displaying the uniform screen of the evaluation gradation value (G31) on the entire screen after displaying the checker pattern. It is. The values in the table are average values of the judgment levels when the observer subjectively evaluates the burn-in state at each stress time. Level 2 indicates a “poor” state in which burn-in is remarkably visually recognized. Level 3 Indicates a “bad” state where burn-in is visually recognized, level 4 indicates a state where burn-in is hardly visible when observed from the front, and level 5 indicates a “good” state where burn-in is not observed at all.

(A2)に示すように、第1液晶表示装置においては、ストレス時間が30分(30m)以上であっても、比較的短い緩和時間でレベル4と略同等以上の判定レベルが得られることが分かる。このため、第1液晶表示装置の焼き付きは、特に問題なく、OKレベルであると判定できた。   As shown in (A2), in the first liquid crystal display device, even if the stress time is 30 minutes (30 m) or more, a determination level substantially equal to or higher than level 4 can be obtained in a relatively short relaxation time. I understand. For this reason, the burn-in of the first liquid crystal display device can be determined to be at the OK level without any particular problem.

(B2)に示すように、第2液晶表示装置においては、ストレス時間が30分(30m)以上となると、緩和時間に関わらずレベル4以上の判定レベルが得られにくくなり、レベル4と判定されるのに10分以上の緩和時間を必要とすることが分かる。このため、第2液晶表示装置の焼き付きは、NGレベルであると判定した。   As shown in (B2), in the second liquid crystal display device, when the stress time is 30 minutes (30 m) or longer, it becomes difficult to obtain a determination level of level 4 or higher regardless of the relaxation time, and is determined to be level 4. It can be seen that a relaxation time of 10 minutes or more is required. For this reason, it was determined that the burn-in of the second liquid crystal display device was at the NG level.

(C2)に示すように、第3液晶表示装置においては、第2液晶表示装置と同様の評価結果となり、ストレス時間が30分(30m)以上となると、緩和時間に関わらずレベル4以上の判定レベルが得られにくくなり、レベル4と判定されるのに10分以上の緩和時間を必要とすることが分かる。このため、第3液晶表示装置の焼き付きは、NGレベルであると判定した。   As shown in (C2), in the third liquid crystal display device, an evaluation result similar to that of the second liquid crystal display device is obtained. When the stress time is 30 minutes (30 m) or longer, the determination is level 4 or higher regardless of the relaxation time. It can be seen that the level becomes difficult to obtain, and it takes 10 minutes or more of relaxation time to be determined as level 4. For this reason, it was determined that the burn-in of the third liquid crystal display device was at the NG level.

本実施形態では、まず、第1VT特性での最大透過率と第2VT特性での最大透過率とが略同等となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定している。帯状電極PAの幅を2.2μmに設定した上記の例では、第1VT特性での最大透過率と第2VT特性での最大透過率との差が2%である第1液晶表示装置については焼き付きがOKレベルであると判定できたため、ここでの「略同等」とは、最大透過率の差が2%以内である場合に相当する。   In the present embodiment, first, the maximum liquid crystal applied voltage at which the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic are substantially equal is set as the white display voltage. In the above example in which the width of the strip electrode PA is set to 2.2 μm, the first liquid crystal display device in which the difference between the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic is 2% is burned in. Can be determined to be at the OK level, “substantially equivalent” here corresponds to a case where the difference in maximum transmittance is within 2%.

一方で、焼き付きがNGレベルであると判定された第2液晶表示装置については、図5の(B1)で示した第1VT特性及び第2VT特性に基づき、白表示電圧が3.8Vに設定される。これにより、第1VT特性では3.8Vの液晶印加電圧で約99%の透過率が得られるのに対して、第2VT特性では3.8Vの液晶印加電圧で約97%の透過率が得られる。つまり、白表示電圧を3.8Vに設定した第2液晶表示装置では、第1VT特性での最大透過率と第2VT特性での最大透過率とが略同等となり、第1VT特性及び第2VT特性の透過率の差は約2%となる。この第2液晶表示装置では、黒表示電圧0Vから白表示電圧3.8Vの電圧レンジで256階調がそれぞれ割り当てられる。   On the other hand, for the second liquid crystal display device in which the burn-in is determined to be NG level, the white display voltage is set to 3.8 V based on the first VT characteristic and the second VT characteristic shown in FIG. The Thereby, in the first VT characteristic, a transmittance of about 99% is obtained with a liquid crystal applied voltage of 3.8V, whereas in the second VT characteristic, a transmittance of about 97% is obtained with a liquid crystal applied voltage of 3.8V. . That is, in the second liquid crystal display device in which the white display voltage is set to 3.8 V, the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic are substantially equal, and the first VT characteristic and the second VT characteristic are substantially equal. The difference in transmittance is about 2%. In the second liquid crystal display device, 256 gradations are assigned in the voltage range of black display voltage 0V to white display voltage 3.8V.

また、焼き付きがNGレベルであると判定された第3液晶表示装置については、図5の(C1)で示した第1VT特性及び第2VT特性に基づき、白表示電圧が3.7Vに設定される。これにより、第1VT特性では3.7Vの液晶印加電圧で約98%の透過率が得られるのに対して、第2VT特性では3.7Vの液晶印加電圧で約96%の透過率が得られる。つまり、白表示電圧を3.7Vに設定した第3液晶表示装置では、第1VT特性での最大透過率と第2VT特性での最大透過率とが略同等となり、第1VT特性及び第2VT特性の透過率の差は約2%となる。この第3液晶表示装置では、黒表示電圧0Vから白表示電圧3.7Vの電圧レンジで256階調がそれぞれ割り当てられる。   For the third liquid crystal display device in which the burn-in is determined to be NG level, the white display voltage is set to 3.7 V based on the first VT characteristic and the second VT characteristic shown in (C1) of FIG. . Thereby, in the first VT characteristic, a transmittance of about 98% is obtained with a liquid crystal applied voltage of 3.7 V, whereas in the second VT characteristic, a transmittance of about 96% is obtained with a liquid crystal applied voltage of 3.7 V. . That is, in the third liquid crystal display device in which the white display voltage is set to 3.7 V, the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic are substantially equal, and the first VT characteristic and the second VT characteristic are substantially equal. The difference in transmittance is about 2%. In the third liquid crystal display device, 256 gradations are assigned in the voltage range from the black display voltage 0V to the white display voltage 3.7V.

以上が、白表示電圧による最適化方法である。   The above is the optimization method using the white display voltage.

図6は、第2液晶表示装置及び第3液晶表示装置の最適化後の焼き付き判定レベルの評価結果をそれぞれ示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating evaluation results of burn-in determination levels after optimization of the second liquid crystal display device and the third liquid crystal display device.

図中の(B3)は最適化後の第2液晶表示装置の焼き付き判定レベルの評価結果を示す図であり、図中の(C3)は最適化後の第3液晶表示装置の焼き付き判定レベルの評価結果を示す図である。縦軸は画面の全面に固定のチェッカーパターンを表示させ続けたストレス時間であり、横軸はチェッカーパターンを表示させた後に画面全面に評価階調値(G31)の均一画面を表示させた緩和時間である。   (B3) in the figure shows the evaluation result of the burn-in determination level of the second liquid crystal display device after optimization, and (C3) in the drawing shows the burn-in determination level of the third liquid crystal display device after optimization. It is a figure which shows an evaluation result. The vertical axis is the stress time for which the fixed checker pattern is displayed on the entire screen, and the horizontal axis is the relaxation time for displaying the uniform screen of the evaluation gradation value (G31) on the entire screen after displaying the checker pattern. It is.

(B3)に示すように、第2液晶表示装置においては、第1液晶表示装置と同様の評価結果となり、ストレス時間が30分(30m)以上であっても、比較的短い緩和時間でレベル4と略同等以上の判定レベルが得られることが分かる。このため、第2液晶表示装置の焼き付きは、特に問題なく、OKレベルであると判定できた。   As shown in (B3), the second liquid crystal display device has the same evaluation result as that of the first liquid crystal display device. Even if the stress time is 30 minutes (30 m) or more, the level 4 can be achieved with a relatively short relaxation time. It can be seen that a determination level substantially equal to or higher than that is obtained. For this reason, the burn-in of the second liquid crystal display device can be determined to be at the OK level without any particular problem.

(C3)に示すように、第3液晶表示装置においても、第1液晶表示装置と同様の評価結果となった。このため、第3液晶表示装置の焼き付きは、特に問題なく、OKレベルであると判定できた。   As shown in (C3), in the third liquid crystal display device, the same evaluation results as in the first liquid crystal display device were obtained. Therefore, it was possible to determine that the burn-in of the third liquid crystal display device was at the OK level without any particular problem.

このように、本実施形態によれば、第1VT特性での最大透過率と第2VT特性での最大透過率とが略同等となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定することにより、液晶材料のフレクソ係数に関わらず、焼き付きを緩和することが可能となる。したがって、表示品位を改善することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the maximum liquid crystal application voltage at which the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic are substantially equal is set to the white display voltage, whereby the liquid crystal Regardless of the flexographic coefficient of the material, it is possible to reduce the seizure. Therefore, display quality can be improved.

上記の最適化方法では、設定された白表示電圧において、必ずしも第1VT特性及び第2VT特性のそれぞれのピーク透過率が得られるとは限らない。例えば、上記の第2液晶表示装置や第3液晶表示装置においては、設定した白表示電圧での第1VT特性の透過率は、ピーク透過率よりも1〜2%程度低下している。このため、より高い透過率が要求される場合には、白表示電圧の変更のみならず、更なる最適化が要求される。   In the above optimization method, the respective peak transmittances of the first VT characteristic and the second VT characteristic are not necessarily obtained at the set white display voltage. For example, in the second liquid crystal display device and the third liquid crystal display device described above, the transmittance of the first VT characteristic at the set white display voltage is about 1 to 2% lower than the peak transmittance. For this reason, when higher transmittance is required, not only the white display voltage is changed, but further optimization is required.

そこで、本実施形態では、FFSモードに適用される画素電極PEにおいて、その帯状電極の幅により透過率が調整可能であることに着目した。すなわち、微小な幅の帯状電極を有する画素電極PEを適用した場合には、画素電極PEと共通電極CEとの間に形成されるフリンジ電界が狭ピッチで形成され、そのフリンジ電界は、基板主面に垂直な垂直成分を多く含む。FFSモードでは、液晶分子が主にフリンジ電界の水平成分によって基板主面と平行な面内で回転することで液晶層のリタデーションが制御される。垂直成分を多く含むフリンジ電界が形成された場合には、液晶分子が基板主面に対して垂直に立ち上がり、所望のリタデーションが得られなくなるため、高い透過率を得にくい。一方で、幅広の帯状電極を有する画素電極PEを適用した場合には、フリンジ電界が基板主面と平行な面内で広がるため、そのフリンジ電界は、より多くの水平成分を含む。このため、液晶分子は、基板主面に対して立ち上がりにくく、基板主面と平行な面内で回転し、所望のリタデーションを得やすくなる。したがって、微小な幅の帯状電極を有する画素電極PEを適用した場合と比較して、幅広の帯状電極を有する画素電極PEを適用した場合には、より高い透過率が得られる。但し、帯状電極の幅を過度に拡大すると、帯状電極上にフリンジ電界の水平成分が作用しない領域が形成されてしまい、透過率のロスを招く。このため、透過率を向上できる帯状電極の幅には制限がある。   Therefore, in the present embodiment, attention is paid to the fact that the transmittance can be adjusted by the width of the strip electrode in the pixel electrode PE applied to the FFS mode. That is, when the pixel electrode PE having a strip-like electrode with a minute width is applied, the fringe electric field formed between the pixel electrode PE and the common electrode CE is formed at a narrow pitch, and the fringe electric field Contains many vertical components perpendicular to the surface. In the FFS mode, the retardation of the liquid crystal layer is controlled by rotating the liquid crystal molecules in a plane parallel to the main surface of the substrate mainly by the horizontal component of the fringe electric field. When a fringe electric field containing a large amount of vertical components is formed, the liquid crystal molecules rise perpendicular to the main surface of the substrate and a desired retardation cannot be obtained, so that it is difficult to obtain a high transmittance. On the other hand, when the pixel electrode PE having a wide strip electrode is applied, the fringe electric field spreads in a plane parallel to the main surface of the substrate, so that the fringe electric field contains more horizontal components. For this reason, the liquid crystal molecules are unlikely to rise with respect to the main surface of the substrate, and rotate in a plane parallel to the main surface of the substrate, so that desired retardation is easily obtained. Therefore, higher transmittance can be obtained when the pixel electrode PE having a wide band-like electrode is applied than when the pixel electrode PE having a minute band-like electrode is applied. However, if the width of the strip electrode is excessively enlarged, a region where the horizontal component of the fringe electric field does not act is formed on the strip electrode, resulting in loss of transmittance. For this reason, the width | variety of the strip | belt-shaped electrode which can improve the transmittance | permeability has a restriction | limiting.

本実施形態では、上記の最適化により白表示電圧を設定したときに低下する透過率を補償するように画素電極PEにおける帯状電極PAの幅を設定する、といった最適化を更に行っている。   In the present embodiment, optimization is further performed such as setting the width of the strip electrode PA in the pixel electrode PE so as to compensate for the transmittance that decreases when the white display voltage is set by the above optimization.

図7は、画素電極PEにおける帯状電極PAの最適幅と、第1VT特性での最大透過率と第2VT特性での最大透過率との透過率差との関係を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the optimum width of the strip electrode PA in the pixel electrode PE and the difference in transmittance between the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic.

横軸の帯状電極PAの最適幅(μm)は、白表示電圧による最適化を行った際に低下した透過率を補償するのに必要な電極幅であり、シミュレーションにより算出した値である。縦軸の透過率差(%)は、このシミュレーションにより算出された第1VT特性での最大透過率と第2VT特性での最大透過率との透過率差である。このシミュレーションでは、画素電極PEの第1方向Xに沿った全幅を一定値とし、スリット幅を変更することで帯状電極PAの一本あたりの電極幅を変更し、白表示電圧による最適化後(つまり焼き付き判定でOKレベルと判定される状態)において、白表示電圧による最適化前と同等の透過率が得られる電極幅を算出している。図示した関係は、図中の関係式(y=0.0366x−0.0599、R=0.9816)によって近似される。 The optimum width (μm) of the strip-shaped electrode PA on the horizontal axis is an electrode width necessary to compensate for the reduced transmittance when the optimization with the white display voltage is performed, and is a value calculated by simulation. The transmittance difference (%) on the vertical axis is the transmittance difference between the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic calculated by this simulation. In this simulation, the entire width of the pixel electrode PE along the first direction X is set to a constant value, and the electrode width per band electrode PA is changed by changing the slit width, and after optimization by the white display voltage ( In other words, in the state where it is determined that the burn-in determination is OK level), the electrode width that can obtain the same transmittance as that before the optimization by the white display voltage is calculated. The illustrated relationship is approximated by a relational expression (y = 0.0366x−0.0599, R 2 = 0.9816) in the drawing.

つまり、図示した関係式によれば、第1VT特性での最大透過率と第2VT特性での最大透過率とが『略同等』となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定する最適化を行うにあたり、帯状電極PAの最適幅に対して、『略同等』とみなせる透過率差が線形の関係で変化する。たとえば、帯状電極PAの最適幅が2.2μmの場合には『略同等』とみなせる透過率差は約2%以内であり、帯状電極PAの最適幅が2.5μmの場合には『略同等』とみなせる透過率差は約3.3%以内であり、帯状電極PAの最適幅が2.7μmの場合には『略同等』とみなせる透過率差は約3.8%以内である。   In other words, according to the relational expression shown in the figure, optimization is performed so that the maximum liquid crystal applied voltage at which the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic are “approximately equal” is set as the white display voltage. In doing so, the transmittance difference that can be regarded as “substantially equivalent” changes in a linear relationship with respect to the optimum width of the strip electrode PA. For example, when the optimum width of the strip electrode PA is 2.2 μm, the transmittance difference that can be regarded as “substantially equivalent” is within about 2%, and when the optimum width of the strip electrode PA is 2.5 μm, The transmittance difference that can be regarded as “substantially equivalent” is within about 3.8% when the optimum width of the strip electrode PA is 2.7 μm.

これにより、白表示電圧による最適化を行った後でも、帯状電極PAの最適幅に設定することにより、最適化前の第1VT特性における第1ピーク透過率または前記第2VT特性における第2ピーク透過率と同等の透過率が得られる。このような帯状電極PAによる最適化を行うことにより、更に表示品位を改善することが可能となる。   Thereby, even after optimization by the white display voltage, by setting the optimum width of the strip electrode PA, the first peak transmittance in the first VT characteristic before the optimization or the second peak transmission in the second VT characteristic. A transmittance equivalent to the transmittance can be obtained. By performing such optimization using the strip electrode PA, the display quality can be further improved.

以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位を改善することが可能な液晶表示装置の最適化方法を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a method for optimizing a liquid crystal display device that can improve display quality.

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   In addition, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

例えば、上記の実施形態においては、画素電極PEのスリットPSLは第2方向Yに平行な長軸を有するように形成したが、第1方向Xに平行な長軸を有するように形成しても良いし、第1方向X及び第2方向Yに交差する方向に平行な長軸を有するように形成しても良いし、くの字形に屈曲した形状に形成しても良い。   For example, in the above embodiment, the slit PSL of the pixel electrode PE is formed to have a long axis parallel to the second direction Y, but may be formed to have a long axis parallel to the first direction X. It may be formed so as to have a long axis parallel to a direction intersecting the first direction X and the second direction Y, or may be formed in a shape bent in a dogleg shape.

LPN…液晶表示パネル AR…アレイ基板 CT…対向基板
PE…画素電極 PA…帯状電極 PSL…スリット
CE…共通電極
LQ…液晶層 LM…液晶分子
LPN ... Liquid crystal display panel AR ... Array substrate CT ... Counter substrate PE ... Pixel electrode PA ... Strip electrode PSL ... Slit CE ... Common electrode LQ ... Liquid crystal layer LM ... Liquid crystal molecule

Claims (3)

各画素に配置されたスイッチング素子、前記スイッチング素子と電気的に接続され帯状電極を含む画素電極、及び、複数の画素に亘って配置されたコモン電位の共通電極を備えた第1基板と、前記第1基板に対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に保持されたポジ型の液晶層と、を備え、前記液晶層に印加される液晶印加電圧が最も低い場合に黒を表示するノーマリブラックモードの液晶表示装置の駆動方法であって、
前記画素電極に対してコモン電位よりも高い正極性の電圧を印加したときの液晶印加電圧に対する前記液晶表示装置の透過率を表す第1VT特性を測定し、
前記画素電極に対してコモン電位よりも低い負極性の電圧を印加したときの液晶印加電圧に対する前記液晶表示装置の透過率を表す第2VT特性を測定し、
前記第1VT特性での最大透過率と前記第2VT特性での最大透過率とが略同等となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定する、液晶表示装置の最適化方法。
A first substrate including a switching element disposed in each pixel, a pixel electrode electrically connected to the switching element and including a strip electrode, and a common electrode having a common potential disposed across a plurality of pixels; A second substrate facing the first substrate; and a positive-type liquid crystal layer held between the first substrate and the second substrate, the liquid crystal applied voltage applied to the liquid crystal layer being the lowest A method of driving a normally black mode liquid crystal display device that displays black when
A first VT characteristic representing a transmittance of the liquid crystal display device with respect to a liquid crystal applied voltage when a positive voltage higher than a common potential is applied to the pixel electrode;
Measuring a second VT characteristic representing a transmittance of the liquid crystal display device with respect to a liquid crystal applied voltage when a negative voltage lower than a common potential is applied to the pixel electrode;
A method for optimizing a liquid crystal display device, wherein a maximum liquid crystal applied voltage at which the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic are substantially equal is set as a white display voltage.
前記第1VT特性での最大透過率と前記第2VT特性での最大透過率との差が2%以下である、請求項1に記載の液晶表示装置の最適化方法。   The method for optimizing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein a difference between the maximum transmittance in the first VT characteristic and the maximum transmittance in the second VT characteristic is 2% or less. 前記白表示電圧を設定したときに低下する透過率を補償するように前記帯状電極の幅を設定する、請求項1に記載の液晶表示装置の最適化方法。   The method for optimizing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the width of the strip electrode is set so as to compensate for the transmittance that decreases when the white display voltage is set.
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