JP2020042293A - 液晶装置、液晶装置の駆動方法、電子機器 - Google Patents

液晶装置、液晶装置の駆動方法、電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】液晶層中のイオン性不純物に起因する表示ムラなどが生じ難く、低消費電力で駆動可能な液晶装置、液晶装置の駆動方法を提供すること。【解決手段】液晶装置１００は、イオントラップ用の３つの電極を含む周辺電極１２０と、３つの電極のそれぞれに接続されたトランジスター１３０と、を備え、対向電極２３に第１の電位と第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号（ＣＯＭ信号）が印加され、トランジスター１３０には、第３の電位と第４の電位との間で変位する駆動信号が入力され、駆動信号は、トランジスター１３０により、第１の周期の１／２以下の期間を単位として周辺電極１２０に接続または非接続され、周辺電極１２０の３つの電極には、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号が互いに位相がずれた状態で印加される。【選択図】図５

Description

本発明は、液晶装置、液晶装置の駆動方法、液晶装置を備えた電子機器に関する。
液晶装置は、一対の基板の間に狭持された液晶層を有している。このような液晶装置の駆動方法としては、液晶層に同極性の直流電圧が印加され続けると、液晶材料が劣化して例えば比抵抗が変化し適正に表示ができなくなることから、液晶層に印加される電圧を一定周期、例えば１水平期間または１フィールド期間の周期で極性反転させる交流駆動が用いられる。
このような交流駆動において、画素電極に対して液晶層を挟んで配置された対向電極の電位を固定して、画素電極に印加される交流信号の電位を振幅させる駆動方法とすると、交流信号を生成する駆動回路において高耐圧が必要となる場合がある。そこで、例えば、特許文献１には、対向電極の電位を例えば上述した１水平期間または１フィールド期間の周期で極性反転させて、画素電極に印加される交流信号の電位の振幅を低減するコモン反転駆動法が提案されている。
また、液晶層に光が入射すると、液晶材料と例えば配向膜とが光化学反応を起こし、反応生成物としてイオン性不純物が発生することがある。また、液晶装置の製造過程で、シール材や封止材などに含まれるイオン性不純物が液晶層に拡散することもある。液晶層中に存在するイオン性不純物が表示領域において部分的に偏析すると、表示ムラとして認識されるおそれがある。そこで、例えば、特許文献２には、表示領域とシール材との間の周辺領域に、表示領域側から順に第１電極、第２電極、第３電極を配置して、第１電極〜第３電極に互いに位相がずれた同一周波数の交流信号を印加する液晶装置の駆動方法が提案されている。
上記特許文献２の液晶装置の駆動方法によれば、互いに位相がずれた同一周波数の交流信号を印加することによって表示領域側の第１電極からシール材側の第３電極に向かって電界が移動することから、電界の移動に伴ってイオン性不純物を表示領域から外側に掃き寄せて、イオン性不純物に起因する表示ムラを改善できるとしている。
特開平１１−１１９１９３号公報 特開２０１５−１６３４号公報
上記特許文献２の液晶装置の駆動方法では、基準電位に対して正極性と負極性とに変位する交流信号を第１電極から第３電極に互いに位相がずれた状態で印加している。該基準電位は、対向電極に与えられる電位と同じであるとしていることから、上記特許文献２の液晶装置の駆動方法に上記特許文献１のコモン反転駆動法を組み合わせた場合には、基準電位の反転時に上記交流信号の電位が変化することになる。そうすると、上記交流信号の電圧範囲が大きくなるため、コモン反転駆動法を採用することによる駆動回路の低電圧化、低電圧化による低消費電力化や駆動回路の耐圧を抑えて低コスト化するといったメリットを享受できなくなるという課題があった。
本願の液晶装置は、表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が配置された第２基板と、シール材を介して対向配置された第１基板と第２基板との間に挟持された液晶層と、液晶層を介して共通電極と対向し、第１基板の表示領域とシール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、を備え、スイッチング素子には、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号が入力され、駆動信号は、スイッチング素子により、第１の周期の１／２以下の期間を単位として少なくとも３つの電極のそれぞれに接続または非接続され、少なくとも３つの電極には、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号が互いに位相がずれた状態で印加されることを特徴とする。
本願の他の液晶装置は、表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が表示領域に亘って配置された第２基板と、シール材を介して対向配置された第１基板と第２基板との間に挟持された液晶層と、第１基板の表示領域とシール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、少なくとも３つの電極のそれぞれと、コモン信号が与えられる配線との間に接続された保持容量と、を備え、スイッチング素子には、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号が入力され、駆動信号は、スイッチング素子により、第１の周期の１／２以下の期間を単位として少なくとも３つの電極のそれぞれに接続または非接続され、少なくとも３つの電極には、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号が互いに位相がずれた状態で印加されることを特徴とする。
上記の液晶装置において、スイッチング素子は、コモン信号が第１の電位、且つ交流信号が負極性の電位である第１の期間、あるいは、コモン信号が第２の電位、且つ交流信号が正極性の電位である第２の期間の、全てまたは一部の期間は接続状態、それ以外の期間は、非接続状態であり、コモン信号が第１の期間であって、スイッチング素子が接続状態であるときは、駆動信号は、第４の電位であり、コモン信号が第２の期間であって、スイッチング素子が接続状態であるときは、駆動信号は、第３の電位であることを特徴とする。
上記の液晶装置において、イオントラップ用の３つの電極を有し、交流信号の第２の周期の平均がコモン信号の第１の周期の６の整数（ｎ）倍であり、３つの電極に印加される交流信号は、ｎ×（６＋１）の周期とｎ×（６−１）の周期とを繰り返すことが好ましい。
上記の液晶装置において、コモン信号の周波数が６０Ｈｚ〜２４０Ｈｚであり、交流信号の周波数が０．１ｍＨｚ〜５ｍＨｚであることが好ましい。
上記の液晶装置において、少なくとも３つの電極は、第１基板において表示領域を囲んで配置されていることが好ましい。
本願の液晶装置の駆動方法は、表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が配置された第２基板と、シール材を介して対向配置された第１基板と第２基板との間に挟持された液晶層と、液晶層を介して共通電極と対向し、第１基板の表示領域とシール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、を備えた液晶装置の駆動方法であって、スイッチング素子に、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号を入力し、スイッチング素子により、第１の周期の１／２以下の期間を単位として少なくとも３つの電極のそれぞれに駆動信号を接続または非接続して、少なくとも３つの電極に、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加することを特徴とする。
本願の他の液晶装置の駆動方法は、表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が表示領域に亘って配置された第２基板と、シール材を介して対向配置された第１基板と第２基板との間に挟持された液晶層と、第１基板の表示領域とシール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、少なくとも３つの電極のそれぞれと、コモン信号が与えられる配線との間に接続された保持容量と、を備えた液晶装置の駆動方法であって、スイッチング素子に、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号を入力し、スイッチング素子により、第１の周期の１／２以下の期間を単位として少なくとも３つの電極のそれぞれに駆動信号を接続または非接続して、少なくとも３つの電極に、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加することを特徴とする。
上記の液晶装置の駆動方法において、コモン信号が第１の電位、且つ交流信号が負極性の電位である第１の期間、あるいは、コモン信号が第２の電位、且つ交流信号が正極性の電位である第２の期間の、全てまたは一部の期間は、スイッチング素子を接続状態とし、それ以外の期間はスイッチング素子を非接続状態とし、コモン信号が第１の期間であって、スイッチング素子が接続状態であるときは、駆動信号は、第４の電位であり、コモン信号が第２の期間であって、スイッチング素子が接続状態であるときは、駆動信号は、第３の電位であることが好ましい。
上記の液晶装置の駆動方法において、イオントラップ用の３つの電極を有し、交流信号の第２の周期の平均がコモン信号の第１の周期の６の整数（ｎ）倍であり、ｎ×（６＋１）の周期とｎ×（６−１）の周期とを繰り返す交流信号を３つの電極に印加することが好ましい。
本願の電子機器は、上記の液晶装置を備えたことを特徴とする。
第１実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図。 図１に示すＨ−Ｈ’線に沿う液晶装置の構造を示す概略断面図。 第１実施形態の液晶装置の画素における液晶分子の配向状態を示す概略断面図。 無機材料の斜め蒸着方向とイオン性不純物に起因する表示不具合との関係を示す概略平面図。 第１実施形態の液晶装置の電気的な構成を示すブロック図。 第１実施形態のイオントラップ機構における周辺電極の配置を示す概略断面図。 第１実施形態の液晶装置の駆動方法における実施例１のコモン信号、制御信号、駆動信号を示すタイミングチャート。 第１実施形態の液晶装置の駆動方法における実施例１の交流信号を示すタミングチャート。 比較例の液晶装置の駆動方法におけるコモン信号、駆動信号、交流信号のタイミングチャート。 第１実施形態の液晶装置の駆動方法における実施例２のコモン信号、制御信号、駆動信号を示すタイミングチャート。 第１実施形態の液晶装置の駆動方法における実施例２の交流信号を示すタミングチャート。 第２実施形態の液晶装置のイオントラップ機構における周辺電極の配置を示す概略断面図。 第２実施形態の液晶装置における電気的な構成を示すブロック図。 第２実施形態の液晶装置の駆動方法における実施例３のコモン信号、制御信号、駆動信号、交流信号のタイミングチャート。 第２実施形態の液晶装置の駆動方法における実施例４のコモン信号、制御信号、駆動信号、交流信号のタイミングチャート。 第３実施形態の電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、説明する部分が認識可能な程度の大きさとなるように、適宜拡大または縮小して表示している。
本実施形態では、薄膜トランジスター（Thin Film Transistor；ＴＦＴ）を画素のスイッチング素子として備えたアクティブマトリックス型の液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、例えば後述する投射型表示装置（プロジェクター）の光変調手段（ライトバルブ）として好適に用いることができるものである。
（第１実施形態）
＜液晶装置＞
まず、本実施形態の液晶装置について、図１〜図３を参照して説明する。図１は第１実施形態の液晶装置の構成を示す概略平面図、図２は図１に示すＨ−Ｈ’線に沿う液晶装置の構造を示す概略断面図、図３は第１実施形態の液晶装置の画素における液晶分子の配向状態を示す概略断面図である。
図１及び図２に示すように、本実施形態の液晶装置１００は、対向配置された素子基板１０及び対向基板２０と、これら一対の基板によって挟持された液晶層５０とを有する。素子基板１０の基材１０ｓ及び対向基板２０の基材２０ｓは、それぞれ透明な例えば石英基板やガラス基板が用いられている。
素子基板１０は対向基板２０よりも大きく、両基板は、対向基板２０の外縁に沿って配置されたシール材４０を介して間隔を置いて貼り合わされている。シール材４０によって封止された間隔に液晶層５０を構築する方法としては、例えば、額縁状に配置されたシール材４０の内側に液晶を滴下して、減圧下で素子基板１０と対向基板２０とを貼り合わせるＯＤＦ（One Drop Fill）法などが挙げられる。
シール材４０は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材４０には、一対の基板の上記間隔を一定に保持するためのスペーサー（図示省略）が混入されている。
シール材４０の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Ｐを含む表示領域Ｅ１が設けられている。また、シール材４０と表示領域Ｅ１との間の周辺領域Ｅ２に表示領域Ｅ１を取り囲んで見切り部２１が設けられている。見切り部２１は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。なお、表示領域Ｅ１には、表示に寄与する画素Ｐの他に、複数のダミー画素が含まれていてもよい。
対向基板２０から外側にはみ出した素子基板１０の部分には、複数の外部接続用端子１０１が配列した端子部１０ａが設けられている。端子部１０ａには、外部駆動回路との電気的な接続を図るためのフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）１０２が実装される。ＦＰＣ１０２には液晶装置１００の駆動に係る駆動用ＩＣ１０３が搭載されており、ＦＰＣ１０２は例えば異方性導電膜（ＡＣＦ）を介して複数の外部接続用端子１０１に電気的に接続される。
以降、素子基板１０の端子部１０ａにおいて外部接続用端子１０１が配列した方向をＸ方向とし、同一面内でＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。また、Ｘ方向及びＹ方向に直交し、素子基板１０側から対向基板２０側に向かう方向をＺ方向とする。また、Ｚ方向の反対方向、すなわち、対向基板２０側から素子基板１０側に向って見ることを「平面視」あるいは「平面的に」と言う。本実施形態では、画素Ｐは、表示領域Ｅ１においてＸ方向とＹ方向とにマトリックス状に配置されている。
図２に示すように、素子基板１０の液晶層５０側の表面には、画素Ｐごとに設けられた透光性の画素電極１５及びスイッチング素子である薄膜トランジスター（以降、ＴＦＴと呼称する）３０と、信号配線と、これらを覆う配向膜１８とが形成されている。また、ＴＦＴ３０における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。素子基板１０は、本発明における第１基板の一例であって、基材１０ｓと、基材１０ｓ上に形成された画素電極１５、ＴＦＴ３０、信号配線、配向膜１８を含むものである。
素子基板１０に対向配置される対向基板２０は、本発明における第２基板の一例であって、基材２０ｓと、基材２０ｓ上に形成された見切り部２１と、これを覆うように成膜された平坦化層２２と、平坦化層２２を覆い、少なくとも表示領域Ｅ１に亘って設けられ、共通電極として機能する対向電極２３と、対向電極２３を覆う配向膜２４とを含むものである。
見切り部２１は、図１に示すように表示領域Ｅ１を取り囲んで設けられている。これにより対向基板２０側から不必要な迷光が表示領域Ｅ１に入射しないように遮蔽して、表示領域Ｅ１の表示における高いコントラストを確保している。
平坦化層２２は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部２１を覆うように設けられている。このような平坦化層２２の形成方法としては、例えばプラズマＣＶＤ法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
対向電極２３は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電膜からなり、平坦化層２２を覆うと共に、図１に示すように対向基板２０の四隅に設けられた上下導通部１０４に電気的に接続されている。上下導通部１０４は、素子基板１０側の配線に電気的に接続している。
画素電極１５を覆う配向膜１８及び対向電極２３を覆う配向膜２４は、液晶装置１００の光学設計に基づいて選定される。配向膜１８，２４は、例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施された有機配向膜や、気相成長法を用いてＳｉＯｘ（酸化シリコン）などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。
このような液晶装置１００は透過型であって、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最大となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加状態で画素Ｐの透過率が最小となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。素子基板１０と対向基板２０とを含む液晶パネル１１０の光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
本実施形態では、以降、配向膜１８，２４として前述した無機配向膜と、負の誘電異方性を有する液晶とを用い、ノーマリーブラックモードの光学設計が適用された例について説明する。
次に、図３を参照して、画素Ｐにおける配向膜１８，２４及び液晶分子の配向状態について説明する。図３に示すように、素子基板１０の画素電極１５を覆う配向膜１８は、例えば酸化シリコンを斜め蒸着して得られた酸化シリコンの柱状体１８ａの集合体である。基材１０ｓの法線と実線の矢印で示した成膜方向とがなす角度θｂは、例えば４５度である。柱状体１８ａが基材１０ｓの表面から成長する方向と法線とがなす角度θｃは必ずしも上記角度θｂと同じにならず、この場合は、およそ２０度である。このような無機配向膜である配向膜１８の膜面において負の誘電異方性を有する液晶分子ＬＣは長軸が上記成膜方向側に傾いたプレチルトを有して略垂直配向している。基材１０ｓの法線と液晶分子ＬＣの長軸とがなすプレチルト角θｐは例えば３度〜５度である。言い換えれば、液晶分子ＬＣのプレチルト角θｐが３度〜５度となるように、柱状体１８ａの基材１０ｓに対する成長の角度θｃ、つまり成膜時の角度θｂが制御されている。
同様に、対向基板２０側の対向電極２３を覆う配向膜２４は、例えば酸化シリコンを斜め蒸着して得られた酸化シリコンの柱状体２４ａの集合体である。基材２０ｓの法線と破線の矢印で示した成膜方向とがなす角度θｂは、例えば４５度である。無機配向膜である配向膜２４の膜面（柱状体２４ａ）に対して液晶分子ＬＣは成膜方向側にプレチルトを有した状態で略垂直配向している。なお、図３では、柱状体１８ａ，２４ａを一定の大きさで表したが、各柱状体１８ａ，２４ａの大きさや成長方向は必ずしも同じではなく、ばらつきを有している。
配向膜１８が形成された画素電極１５を有する素子基板１０と、配向膜２４が形成された対向電極２３を有する対向基板２０とによって液晶層５０が挟持されている。このような液晶パネル１１０の光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子８１，８２が配置されて用いられる。なお、本実施形態では、対向基板２０側から液晶パネル１１０に光が入射する構成となっているが、これに限定されるものではなく、素子基板１０側から光が入射する構成とすることも可能である。
液晶装置１００において、画素電極１５と対向電極２３との間に交流電圧（駆動信号）を印加して液晶層５０を駆動すると、液晶分子ＬＣは画素電極１５と対向電極２３との間に生ずる電界方向に傾くように挙動（振動）する。言い換えれば、液晶分子ＬＣはプレチルトの方向において振動する。
次に、図４を参照して、平面視における液晶分子ＬＣの配向方向とイオン性不純物の拡散方向とについて説明する。図４は無機材料の斜め蒸着方向とイオン性不純物に起因する表示不具合との関係を示す概略平面図である。
シール材４０で囲まれた領域には、前述したように、複数の画素Ｐがマトリックス状に配置された表示領域Ｅ１と、周辺領域Ｅ２とが含まれている。本実施形態における液晶パネル１１０の光学設計は、前述したようにノーマリーブラックであることから、非駆動状態では、画素Ｐは黒表示となる。
配向膜１８，２４をなす柱状体１８ａ，２４ａを無機材料の斜め蒸着で形成するときの斜め蒸着方向は、図４に示すように、例えば、素子基板１０側では、破線の矢印で示したように右上から左下に向かって所定の角度θａでＹ方向と交差する方向である。素子基板１０に対して対向配置される対向基板２０側では、実線の矢印で示したように左下から右上に向かって所定の角度θａでＹ方向と交差する方向である。所定の角度θａは例えば４５度である。図３において説明したように、液晶分子ＬＣは斜め蒸着における成膜方向にプレチルトして略垂直配向することから、このような配向状態は、１軸方向の略垂直配向と呼ばれる。本実施形態における１軸方向は、Ｙ方向に対して所定の角度θａで交差する、右上から左下、あるいは左下から右上に向かう方向である。なお、図４に示した斜め蒸着方向は、液晶装置１００を対向基板２０側から見たときの方向である。
液晶層５０を駆動することにより、上述したように液晶分子ＬＣの挙動（振動）が生じ、液晶層５０と配向膜１８，２４との界面近傍に図４に示した破線あるいは実線の矢印で示した斜め蒸着方向（１軸方向）に液晶分子ＬＣのフロー（流れ）が生ずる。仮に液晶層５０にアニオン（−）系またはカチオン（＋）系のイオン性不純物が含まれていると、イオン性不純物は液晶分子ＬＣのフロー（流れ）に沿って表示領域Ｅ１の左下の角部あるいは右上の角部に向かって移動し偏在（凝集）するおそれがある。イオン性不純物の偏在により角部に位置する画素Ｐにおいて液晶層５０の絶縁抵抗が低下すると、当該画素Ｐにおいて駆動電位の低下を招き、図４に示すような例えば光漏れが生じた表示ムラや通電による焼き付き現象が顕著となる。特に、配向膜１８，２４に無機配向膜を用いた場合には、無機配向膜がイオン性不純物を吸着し易いので、有機配向膜に比べてイオン性不純物の偏在による表示のシミ、ムラや焼き付き現象が目立ち易い。なお、イオン性不純物の偏在による表示のシミ、ムラや焼き付きの発生場所は、図４に示したように、左下の角部あるいは右上の角部に限定されるものではない。上述したように液晶分子ＬＣの配向方向やイオン性不純物の侵入経路や拡散の状態によって発生場所が変わる。
イオン性不純物は、液晶パネル１１０を製造する工程で用いられる例えば接着剤や封止剤などの部材に含まれていたり、工程の環境から侵入したりすることが考えられる。また、本実施形態の液晶装置１００は後述する投射型表示装置（プロジェクター）の光変調手段（ライトバルブ）として用いられることから、直視型の液晶装置に比べて入射する照明光の強度が強い。液晶層５０に強い強度の照明光が入射することにより有機化合物である液晶分子ＬＣの末端基が外れてイオン性不純物となるおそれがある。
本実施形態の液晶装置１００では、イオン性不純物の偏在による表示のシミ、ムラや焼き付き現象などの表示不具合を改善するため、表示領域Ｅ１を囲む周辺領域Ｅ２に、表示領域Ｅ１からイオン性不純物を掃き寄せて捕集するイオントラップ機構を設けている。以降、本実施形態におけるイオントラップ機構と液晶装置１００の駆動方法について説明する。
＜液晶装置の電気的な構成＞
図５は第１実施形態の液晶装置の電気的な構成を示すブロック図、図６は第１実施形態のイオントラップ機構における周辺電極の配置を示す概略断面図である。
図５に示すように、液晶装置１００は、その駆動に係る回路として、表示信号出力回路１１１、マルチプレクサ１１２、信号発生回路１１３、制御回路１１４、駆動回路１１５を有している。液晶装置１００の液晶パネル１１０には、表示領域Ｅ１において複数の画素Ｐが設けられている。画素Ｐは、前述したように、画素電極１５（図２参照）と、画素電極１５のスイッチング素子であるＴＦＴ３０（図２参照）と、画素電極１５に与えられた電位を保持するための保持容量（図示省略）とが設けられている。表示領域Ｅ１を囲む周辺領域Ｅ２（図１参照）には、表示領域Ｅ１を囲むように額縁状の第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３が設けられている。第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３を総称してイオントラップ用の周辺電極１２０と呼ぶ。あるいはイオントラップ用の３つの電極１２１，１２２，１２３と呼ぶこともある。対向電極２３は平面視で周辺電極１２０と重なるように配置されている。本実施形態のイオントラップ機構は、液晶層５０を介して対向して配置された周辺電極１２０と対向電極２３とを含むものである。
第１電極１２１と駆動回路１１５との間には、第１トランジスター１３１が設けられている。第２電極１２２と駆動回路１１５との間には、第２トランジスター１３２が設けられている。第３電極１２３と駆動回路１１５との間には、第３トランジスター１３３が設けられている。第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３の各ゲートは、制御回路１１４に接続されている。第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３は、いずれも例えばＮ型のＴＦＴで構成されている。以降、第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３を総称してトランジスター１３０と呼ぶこともある。
本実施形態では、マルチプレクサ１１２と、これらの第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３が液晶パネル１１０の素子基板１０に設けられている。表示信号出力回路１１１、信号発生回路１１３、制御回路１１４、駆動回路１１５は、前述したＦＰＣ１０２に搭載された駆動用ＩＣ１０３（図１参照）に含まれている。表示信号出力回路１１１、信号発生回路１１３、制御回路１１４、駆動回路１１５のうちのいずれか、あるいはこれらの回路の一部を素子基板１０に設けることも可能である。
液晶装置１００には、表示データ（Ｖｉ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、基準クロック信号（ＤＣＬＫ）が供給される。図５では図示を省略しているが、これらの信号の他にも、上述した各回路を駆動するための基準電圧（ＶＳＳ）や駆動電圧（ＶＤＤ）などが供給される。
表示信号出力回路１１１には、表示データ（Ｖｉ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、基準クロック信号（ＤＣＬＫ）が入力される。表示信号出力回路１１１は、これらの信号に基づいて表示に係る走査信号（図５では図示を省略）やデータ信号などを生成する。データ信号はマルチプレクサ１１２を介して、各画素Ｐ（ＴＦＴ３０）に供給される。
信号発生回路１１３には、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と基準クロック信号（ＤＣＬＫ）とが入力される。信号発生回路１１３は、これらの信号に基づいて、コモン信号（ＣＯＭ信号）と極性信号とを生成する。ＣＯＭ信号は、第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位する信号であって、対向電極２３に供給される。極性信号は、後述する液晶装置１００の駆動方法に係る交流信号の極性を制御するためのロジック信号であって、表示信号出力回路１１１、制御回路１１４、駆動回路１１５のそれぞれに供給される。
制御回路１１４には、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と、基準クロック信号（ＤＣＬＫ）と、極性信号とが入力される。制御回路１１４は、これらの信号に基づいて、第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３のスイッチング制御（接続／非接続）に係る制御信号を生成する。
駆動回路１１５には、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と、基準クロック信号（ＤＣＬＫ）と、極性信号とが入力される。駆動回路１１５は、これらの信号に基づいて、第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３ごとに、駆動信号を生成する。駆動信号は、後述する液晶装置１００の駆動方法に係る信号であって、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する信号である。
駆動回路１１５によって生成された駆動信号は、第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３を介して、周辺電極１２０の第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３のそれぞれに位相がずれた状態で供給される。言い換えれば、駆動回路１１５は、イオントラップ用の３つの電極１２１，１２２，１２３のそれぞれに印加される同一周波数で位相がずれた駆動信号を生成する。
図６に示すように、液晶パネル１１０（液晶装置１００）の素子基板１０において、周辺電極１２０を構成する第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３は、表示領域Ｅ１の外縁からシール材４０の間の周辺領域Ｅ２に互いに間隔を置いて配置されている。周辺領域Ｅ２では、素子基板１０の周辺電極１２０と、対向基板２０の対向電極２３とが液晶層５０を介して対向配置されている。表示領域Ｅ１では、素子基板１０の画素電極１５と、対向基板２０の対向電極２３とが液晶層５０を介して対向配置されている。つまり、液晶装置１００は、表示領域Ｅ１において画素Ｐごとに液晶容量（画素電極１５／液晶層５０／対向電極２３）を有すると共に、周辺領域Ｅ２においても周辺電極１２０の３つの電極１２１，１２２，１２３ごとに液晶容量（第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３／液晶層５０／対向電極２３）を有している。
本実施形態では、トランジスター１３０を介して駆動回路１１５で生成された駆動信号を周辺電極１２０に印加することより、周辺電極１２０と対向電極２３との間に、ＣＯＭ信号の電位を基準として正極性の電位と負極性の電位との間で、第１の周期よりも長い第２の周期で変位する交流信号を与える。また、周辺電極１２０の第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３には、互いに位相がずれた状態の駆動信号が与えられる。
これにより、第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３のうち隣り合う電極間に電界を生じさせる。電界は、時間の経過と共に表示領域Ｅ１側の第１電極１２１から第２電極１２２へ、さらに第２電極１２２からシール材４０側の第３電極１２３へと移動する。また、このような電界の移動が周期的に繰り返される。このようなイオントラップ機構の電界の移動を本明細書では電界のスクロールと呼ぶ。
仮に液晶層５０中にカチオン（＋）系やアニオン（−）系のイオン性不純物が含まれていても、これらのイオン性不純物は周辺電極１２０に生じた電界に引き寄せられると共に、当該電界のスクロールに伴って、表示領域Ｅ１からシール材４０側に掃き寄せられる。
このように、イオン性不純物を周辺電極１２０に引き寄せ、さらに表示領域Ｅ１から遠ざかるように掃き寄せるために、周辺電極１２０を電気的に駆動することを本明細書では、イオンサーフ（Ｉｏｎ−Ｓｕｒｆ）駆動と呼ぶ。
＜液晶装置の駆動方法＞
次に、本実施形態の液晶装置１００の駆動方法について、図７〜図８を参照して説明する。図７は第１実施形態の液晶装置の駆動方法における実施例１のコモン信号、制御信号、駆動信号を示すタイミングチャート、図８は第１実施形態の液晶装置の駆動方法における実施例１の交流信号を示すタミングチャートである。図７及び図８における横軸は、コモン信号（ＣＯＭ信号）の第１の周期の１／２の期間（１垂直期間）を単位としたｔ０〜ｔ３０の時間軸である。また、各信号における縦軸は電位を表すものである。本実施形態の液晶装置の駆動方法は、上述したイオンサーフ駆動とコモン反転駆動とを組み合わせた場合の、液晶装置１００の低消費電力化を図ったものである。
本実施形態の液晶装置１００の駆動方法は、共通電極としての対向電極２３に第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するＣＯＭ信号を与える。スイッチング素子としてのトランジスター１３０に、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号を入力し、トランジスター１３０により、ＣＯＭ信号の第１の周期の１／２以下の期間を単位として周辺電極１２０の第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３のそれぞれに駆動信号を接続または非接続して、第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３に、ＣＯＭ信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加する。以降、具体的な実施例と比較例とを挙げて、液晶装置１００の駆動方法について説明する。
（実施例１）
図７に示した、実施例１のＣＯＭ信号における第１の電位は例えば５Ｖであり、第２の電位は例えば０Ｖである。ＣＯＭ信号の周波数は例えば１２０Ｈｚである。したがって、ＣＯＭ信号の電位が第２の電位から第１の電位に変位し、第１の電位から第２の電位となって、再び第１の電位に変位するまでの第１の周期は、８．４ｍｓ（ミリ秒）であり、ＣＯＭ信号の電位が第１の電位または第２の電位である１垂直期間は、およそ４．２ｍｓ（ミリ秒）である。
制御回路１１４によって生成され、第１トランジスター１３１のゲートに入力される制御信号をＣ１とする。また、駆動回路１１５によって生成され、第１トランジスター１３１のソースに入力される駆動信号をＳ１とする。同様に、第２トランジスター１３２のゲートに入力される制御信号をＣ２とし、ソースに入力される駆動信号をＳ２とする。また、第３トランジスター１３３のゲートに入力される制御信号をＣ３とし、ソースに入力される駆動信号をＳ３とする。
駆動信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における第３の電位は例えば５Ｖであって、第４の電位は例えば０Ｖである。実施例１における駆動信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の周期は、ＣＯＭ信号の第１の周期の６倍であって、５０．４ｍｓである。したがって、駆動信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の周波数はおよそ２０Ｈｚである。駆動信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は互いに１周期の１／３ずつ位相がずれている。図７では、３つの駆動信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における電位の変位状態がわかるように、駆動信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の周波数を２０Ｈｚとしているが、これに限定されるものではない。
トランジスター１３０のゲートに入力される制御信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、ＣＯＭ信号の第１の周期の１／２の期間（１垂直期間）を単位として、トランジスター１３０をＯＮ（接続状態）またはＯＦＦ（非接続状態）とする信号であり、駆動信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３における電位と、ＣＯＭ信号の電位とを考慮して予め設定される。
次に、制御信号Ｃ１と駆動信号Ｓ１との関係、及び第１トランジスター１３１を介して印加される駆動信号Ｓ１による第１電極１２１のＣＯＭ信号の電位（ＣＯＭ電位）に対する電位の変化について、図７及び図８を参照して具体的に説明する。
図７に示すように、ＣＯＭ信号は、時間ｔ０で第２の電位（０Ｖ）から第１の電位（５Ｖ）に変位して、時間ｔ０〜時間ｔ１で第１の電位（５Ｖ）が維持される。また、時間ｔ１で第１の電位（５Ｖ）から第２の電位（０Ｖ）に変位して時間ｔ１〜時間ｔ２で第２の電位（０Ｖ）が維持される。時間ｔ０〜時間ｔ２が第１の周期であって、前述したように８．４ｍｓ（ミリ秒）である。以降、第１の周期で第１の電位（５Ｖ）と第２の電位（０Ｖ）との間で電位が変位する。
駆動信号Ｓ１は、時間ｔ０〜時間ｔ１では第４の電位（０Ｖ）であり、時間ｔ１で第４の電位（０Ｖ）から第３の電位（５Ｖ）に変位して時間ｔ１〜時間ｔ７では第３の電位（５Ｖ）が維持される。また、時間ｔ７で第３の電位（５Ｖ）から第４の電位（０Ｖ）に変位して時間ｔ７〜時間ｔ１３では第４の電位（０Ｖ）が維持される。時間ｔ１〜時間ｔ１３が駆動信号Ｓ１の周期であって、前述したように５０．４ｍｓ（ミリ秒）である。以降、この周期に基づいて、駆動信号Ｓ１は、第４の電位（０Ｖ）と第３の電位（５Ｖ）との間で変位する。
駆動信号Ｓ１が第４の電位（０Ｖ）から第３の電位（５Ｖ）に変化する時間ｔ０〜時間ｔ２において制御信号Ｃ１がＯＮとなり、駆動信号Ｓ１が第３の電位（５Ｖ）である時間ｔ２〜時間ｔ６の間では、制御信号Ｃ１はＣＯＭ信号の１垂直期間を単位としてＯＦＦとＯＮとを繰り返す。そして、駆動信号Ｓ１が第３の電位（５Ｖ）から第４の電位（０Ｖ）に変化する時間ｔ７〜時間ｔ８では制御信号Ｃ１はＯＦＦとなる。また、駆動信号Ｓ１が第４の電位（０Ｖ）である時間ｔ８〜時間ｔ１２の間では、制御信号Ｃ１はＣＯＭ信号の１垂直期間を単位としてＯＮとＯＦＦとを繰り返す。そして、駆動信号Ｓ１が第４の電位（０Ｖ）から第３の電位（５Ｖ）に変化する時間ｔ１２〜時間ｔ１３では制御信号Ｃ１は再びＯＮとなる。以降、このような駆動信号Ｓ１の電位の変位に応じて、制御信号Ｃ１のＯＮまたはＯＦＦの状態が繰り返される。
第１電極１２１に接続された第１トランジスター１３１は、制御信号Ｃ１によってＯＮ（接続状態）とＯＦＦ（非接続状態）とが制御される。したがって、図７に示すように、時間ｔ０〜時間ｔ１の間ではＣＯＭ信号の電位（ＣＯＭ電位）は第１の電位（５Ｖ）であり、制御信号Ｃ１がＯＮであるため、第１トランジスター１３１を介して第１電極１２１に駆動信号Ｓ１が印加される。このときの駆動信号Ｓ１の電位は第４の電位（０Ｖ）であるから、図８に示すように、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は−５Ｖとなる。図７に示すように、時間ｔ１〜時間ｔ２の間ではＣＯＭ電位は第２の電位（０Ｖ）であり、制御信号Ｃ１がＯＮであるため、第１トランジスター１３１を介して第１電極１２１に駆動信号Ｓ１が印加される。このときの駆動信号Ｓ１の電位は第３の電位（５Ｖ）であるから、図８に示すように、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は＋５Ｖとなる。図７に示すように、時間ｔ２〜時間ｔ３の間ではＣＯＭ電位は第１の電位（５Ｖ）であり、制御信号Ｃ１がＯＦＦであるため、第１電極１２１には駆動信号Ｓ１が印加されない。このときの第１電極１２１の電位は、第１電極１２１に液晶層５０を介して対向配置された対向電極２３を含む液晶容量によって時間ｔ１〜時間ｔ２の間で充電された電位に維持されるので、図８に示すように、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は＋５Ｖとなる。
図７に示すように、時間ｔ３〜時間ｔ７では、ＣＯＭ信号が第２の電位（０Ｖ）である垂直期間に制御信号Ｃ１がＯＮとなり、ＣＯＭ信号が第１の電位（５Ｖ）である垂直期間に制御信号Ｃ１がＯＦＦとなることを繰り返すことから、この期間における第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は、制御信号Ｃ１がＯＮとなって印加された駆動信号Ｓ１の電位が液晶容量に充電されて、制御信号Ｃ１がＯＦＦとなっても維持されるので、図８に示すように＋５Ｖとなる。
図７に示すように、時間ｔ７〜時間ｔ８では、ＣＯＭ信号は第２の電位（０Ｖ）であり、制御信号Ｃ１がＯＦＦであることから、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は、液晶容量に充電された時間ｔ６〜時間ｔ７までの電位となるので、図８に示すように＋５Ｖとなる。図７に示すように、時間ｔ８〜時間ｔ９では、ＣＯＭ信号は第１の電位（５Ｖ）であり、制御信号Ｃ１がＯＮとなり、駆動信号Ｓ１が第４の電位（０Ｖ）となることから、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は、図８に示すように−５Ｖとなる。図７に示すように、時間ｔ９〜時間ｔ１３では、ＣＯＭ信号が第２の電位（０Ｖ）である垂直期間に制御信号Ｃ１がＯＦＦとなり、ＣＯＭ信号が第１の電位（５Ｖ）である垂直期間に制御信号Ｃ１がＯＮとなることを繰り返すことから、この期間における第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は、制御信号Ｃ１がＯＮとなって印加された駆動信号Ｓ１の第４の電位（０Ｖ）が液晶容量に充電されて、制御信号Ｃ１がＯＦＦとなっても維持されるので、図８に示すように−５Ｖとなる。
つまり、駆動信号Ｓ１の時間ｔ１〜時間ｔ１３の１周期において、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は、時間ｔ１〜時間ｔ８の７垂直期間で正極性の＋５Ｖとなり、時間ｔ８〜時間ｔ１３の５垂直期間で負極性の−５Ｖとなる。すなわち、第１電極１２１には、ＣＯＭ信号の第１の周期よりも長い第２の周期で、ＣＯＭ電位を基準として正極性の電位（＋５Ｖ）と負極性の電位（−５Ｖ）との間で変位する交流信号が印加される。
第２トランジスター１３２を介して駆動信号Ｓ２が印加される第２電極１２２のＣＯＭ電位に対する電位も、上述した第１電極１２１の場合と同様に、制御信号Ｃ２と駆動信号Ｓ２とによって制御される。図７に示すように、駆動信号Ｓ２は駆動信号Ｓ１に対して位相が１／３周期ずれていることから、図８に示すように、駆動信号Ｓ２の時間ｔ５〜時間ｔ１７の１周期において、第２電極１２２のＣＯＭ電位に対する電位は、時間ｔ５〜時間ｔ１２の７垂直期間で正極性の＋５Ｖとなり、時間ｔ１２〜時間ｔ１７の５垂直期間で負極性の−５Ｖとなる。すなわち、第２電極１２２には、ＣＯＭ信号の第１の周期よりも長い第２の周期で、ＣＯＭ電位を基準として正極性の電位（＋５Ｖ）と負極性の電位（−５Ｖ）との間で変位する交流信号が第１電極１２１に印加される交流信号に対して位相が１／３周期ずれた状態で印加される。
第３トランジスター１３３を介して駆動信号Ｓ３が印加される第３電極１２３のＣＯＭ電位に対する電位も、上述した第２電極１２２の場合と同様に、制御信号Ｃ３と駆動信号Ｓ３とによって制御される。図７に示すように、駆動信号Ｓ３は駆動信号Ｓ２に対して位相が１／３周期ずれていることから、図８に示すように、駆動信号Ｓ３の時間ｔ９〜時間ｔ２１の１周期において、第３電極１２３のＣＯＭ電位に対する電位は、時間ｔ９〜時間ｔ１６の７垂直期間で正極性の＋５Ｖとなり、時間ｔ１６〜時間ｔ２１の５垂直期間で負極性の−５Ｖとなる。すなわち、第３電極１２３には、ＣＯＭ信号の第１の周期よりも長い第２の周期で、ＣＯＭ電位を基準として正極性の電位（＋５Ｖ）と負極性の電位（−５Ｖ）との間で変位する交流信号が第２電極１２２に印加される交流信号に対して位相が１／３周期ずれた状態で印加される。
つまり、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位の極性が正極性である期間に、第１電極１２１に隣り合う第２電極１２２のＣＯＭ電位に対する電位の極性が負極性から正極性に変化する。また、第２電極１２２のＣＯＭ電位に対する電位の極性が正極性である期間に、第２電極１２２に隣り合う第３電極１２３のＣＯＭ電位に対する電位の極性が負極性から正極性に変化する。そして、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位の極性が負極性である期間に、第１電極１２１に隣り合う第２電極１２２のＣＯＭ電位に対する電位の極性が正極性から負極性に変化する。また、第２電極１２２のＣＯＭ電位に対する電位の極性が負極性である期間に、第２電極１２２に隣り合う第３電極１２３のＣＯＭ電位に対する電位の極性が正極性から負極性に変化する。すなわち、３つの電極１２１，１２２，１２３の間においてＣＯＭ電位に対する電位の極性が周期的に遷移することにより、周辺電極１２０において前述した電界のスクロールが生ずる。
（比較例）
次に、比較例の液晶装置の駆動方法について、図９を参照して説明する。図９は比較例の液晶装置の駆動方法におけるコモン信号、駆動信号、交流信号のタイミングチャートである。比較例の液晶装置の駆動方法は、実施例１に対して、トランジスター１３０を介さずに、駆動信号を直接に周辺電極１２０に印加する例である。以降、周辺電極１２０のうち第１電極１２１に印加される駆動信号Ｓ１を例に挙げて説明する。具体的には、図９に示すように、比較例の液晶装置の駆動方法おける、ＣＯＭ信号は、第１の電位（５Ｖ）と第１の電位よりも小さい第２の電位（０Ｖ）との間で第１の周期で変位する信号である。第１の周期は、実施例１のＣＯＭ信号と同じ８．４ｍｓ（ミリ秒）である。すなわち、ＣＯＭ信号の周波数は１２０Ｈｚである。
第１電極１２１に印加される比較例の駆動信号Ｓ１は、電位が−５Ｖと＋５Ｖとの間で変位する信号である。駆動信号Ｓ１の周期は、実施例１と同じで第１の周期の６倍の５０．４ｍｓ（ミリ秒）である。
比較例では、コモン反転駆動が反映されたＣＯＭ信号の電位を基準として、電位が−５Ｖと＋５Ｖとの間で変位する駆動信号Ｓ１を第１電極１２１に印加する。したがって、図９に示すように、時間ｔ０〜時間ｔ１ではＣＯＭ信号が第１の電位（５Ｖ）となり、駆動信号Ｓ１の電位が−５Ｖとなることから、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は、０Ｖとなる。時間ｔ１〜時間ｔ７では、ＣＯＭ信号が１垂直期間を単位として第２の電位（０Ｖ）と第１の電位（５Ｖ）との間で変位する。これに対して、駆動信号Ｓ１の電位は＋５Ｖで一定であることから、第１電極１２１の電位は、ＣＯＭ信号の１垂直期間を単位として＋５Ｖと＋１０Ｖとの間で変位する。時間ｔ７〜時間ｔ１３では、ＣＯＭ信号が１垂直期間を単位として第２の電位（０Ｖ）と第１の電位（５Ｖ）との間で変位する。これに対して、駆動信号Ｓ１の電位は−５Ｖで一定であることから、第１電極１２１の電位は、ＣＯＭ信号の１垂直期間を単位として−５Ｖと０Ｖとの間で変位する。時間ｔ１３〜時間ｔ１４ではＣＯＭ信号が第２の電位（０Ｖ）となり、駆動信号Ｓ１の電位が＋５Ｖとなることから、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は、＋５Ｖとなる。つまり、比較例の第１電極１２１に印加される交流信号は、ＣＯＭ電位を基準として正極性側に最大で１０Ｖ、負極性側に最大で−５Ｖ、ＣＯＭ信号の１垂直期間を単位として電位が変動する交流信号となる。
すなわち、比較例の液晶装置の駆動方法は、実施例１の液晶装置の駆動方法に比べて周辺電極１２０に印加される交流信号の電位幅が大きくなる。したがって、比較例の方が実施例１に比べて消費電力が大きくなる。言い換えれば、イオンサーフ駆動とコモン反転駆動とを単純に組み合わせる比較例に比べて、周辺電極１２０にスイッチング素子としてのトランジスター１３０を介して駆動信号を断続的に印加する形態の実施例１の方が駆動信号の電圧幅を小さくして低消費電力化を図ることができる。
（実施例２）
次に、実施例２の液晶装置の駆動方法について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は第１実施形態の液晶装置の駆動方法における実施例２のコモン信号、制御信号、駆動信号を示すタイミングチャート、図１１は第１実施形態の液晶装置の駆動方法における実施例２の交流信号を示すタミングチャートである。実施例２の液晶装置の駆動方法は、実施例１に対して駆動信号の形態を異ならせたものである。
図１０に示すように、実施例２の液晶装置の駆動方法における、ＣＯＭ信号は、第１の電位（５Ｖ）と第１の電位よりも小さい第２の電位（０Ｖ）との間で第１の周期で変位する信号である。第１の周期は、実施例１のＣＯＭ信号と同じ８．４ｍｓ（ミリ秒）である。すなわち、ＣＯＭ信号の周波数は１２０Ｈｚである。
駆動信号Ｓ１は、時間ｔ０〜時間ｔ１の間で第４の電位（０Ｖ）であり、時間ｔ１で第４の電位（０Ｖ）から第３の電位（５Ｖ）に変位し、時間ｔ１〜時間ｔ８の間で第３の電位（５Ｖ）に維持される。また、時間ｔ８で第３の電位（５Ｖ）から第４の電位（０Ｖ）に変位し、時間ｔ８〜時間ｔ１３の間で第４の電位（０Ｖ）に維持される。時間ｔ１３で第４の電位（０Ｖ）から第３の電位（５Ｖ）に変位し、時間ｔ１３〜時間ｔ１８の間で第３の電位（５Ｖ）に維持される。また、時間ｔ１８で第３の電位（５Ｖ）から第４の電位（０Ｖ）に変位し、時間ｔ１８〜時間ｔ２５の間で第４の電位（０Ｖ）に維持される。
前述した実施例１の駆動信号Ｓ１は、第３の電位（５Ｖ）に維持される期間と第４の電位（０Ｖ）に維持される期間とが、それぞれＣＯＭ信号における６垂直期間で繰り返されていた（図７参照）。このような駆動信号Ｓ１を制御信号Ｃ１によってＯＮまたはＯＦＦが制御される第１トランジスター１３１を介して第１電極１２１に印加すると、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位（すなわち、実質的に第１電極１２１に印加される交流信号）は、正極性の電位（＋５Ｖ）がＣＯＭ信号の７垂直期間維持された後に、負極性の電位（−５Ｖ）がＣＯＭ信号の５垂直期間維持されることが繰り返される。よって、交流信号の周期において、正極性の電位に維持される期間と負極性の電位に維持される期間とが同じではなく異なっていた。具体的には、交流信号の周期において、正極性の電位に維持される期間の方が負極性の電位に維持される期間よりも長かった。
このような実施例１に対して、実施例２の駆動信号Ｓ１は、第３の電位（５Ｖ）がＣＯＭ信号の７垂直期間続いた後に、第４の電位（０Ｖ）がＣＯＭ信号の５垂直期間続く。さらに、第３の電位（５Ｖ）がＣＯＭ信号の５垂直期間続いた後に、第４の電位（０Ｖ）がＣＯＭ信号の７垂直期間続くことが繰り返されている。
このような実施例２の駆動信号Ｓ１の形態によれば、図１１に示すように、第１電極１２１のＣＯＭ電位に対する電位は、時間ｔ１〜時間ｔ８（ＣＯＭ信号の（６＋１）垂直期間）で正極性の電位（＋５Ｖ）となり、時間ｔ８〜時間ｔ１３（ＣＯＭ信号の（６−１）垂直期間）で負極性の電位（−５Ｖ）となり、続く、時間ｔ１３〜時間ｔ１８（ＣＯＭ信号の（６−１）垂直期間）で正極性の電位（＋５Ｖ）となり、時間ｔ１８〜時間ｔ２５（ＣＯＭ信号の（６＋１）垂直期間）で負極性の電位（−５Ｖ）となる。つまり、実質的に第１電極１２１に印加される交流信号において、１周期の２倍の期間を単位として、電位が正極性となる期間と負極性となる期間とが同じになる。言い換えれば、第１電極１２１に印加される交流信号の周期の平均がＣＯＭ信号の第１の周期の６の整数（ｎ）倍であり、ｎ×（６＋１）の周期とｎ×（６−１）の周期とを繰り返す交流信号を第１電極１２１に印加する。なお、イオントラップ用の周辺電極１２０において第１電極１２１以外の第２電極１２２、第３電極１２３に印加される交流信号は、第１電極１２１に印加される交流信号に対して位相がずれているものの、同様に、交流信号の周期の２倍の期間を単位として、電位が正極性となる期間と負極性となる期間とが同じになる。
このような実施例２の液晶装置の駆動方法によれば、周辺電極１２０に印加される交流信号において、交流信号の周期の２倍の期間を単位として、電位が正極性となる期間と負極性となる期間とが同じになって、周辺電極１２０における電位の極性の偏りが無くなる。周辺電極１２０に引き付けられたカチオン（＋）系やアニオン（−）系のイオン性不純物が、周辺電極１２０における電位の極性の偏りによって滞留することが抑制され、第１電極１２１から第３電極１２３への電界のスクロールによって、イオン性不純物が表示領域Ｅ１からシール材４０側に円滑に掃き寄せられる。
なお、実施例１の液晶装置の駆動方法のように、交流信号の周期において周辺電極１２０の電位が正極性となる期間と負極性となる期間とが異なっていたとしても、双方の期間が充分に長くなるように駆動信号を設定することで、カチオン（＋）系やアニオン（−）系のイオン性不純物を表示領域Ｅ１から外側に掃き寄せることは可能である。
実施例１及び実施例２に示したように、ＣＯＭ信号が第１の電位（例えば５Ｖ）、且つ交流信号が負極性の電位（−５Ｖ）である第１の期間、あるいは、ＣＯＭ信号が第２の電位（例えば０Ｖ）、且つ交流信号が正極性の電位（＋５Ｖ）である第２の期間の、全てまたは一部の期間はトランジスター１３０を接続状態とし、それ以外の期間はトランジスター１３０を非接続状態とする。また、ＣＯＭ信号が上記第１の期間であって、トランジスター１３０が接続状態であるときは、駆動信号は、第４の電位であり、ＣＯＭ信号が上記第２の期間であって、トランジスター１３０が接続状態であるときは、駆動信号は、第３の電位であることが好ましい。
これによれば、ＣＯＭ信号における第１の周期の１／２の期間を単位として、駆動信号によって周辺電極１２０に与えられる電位を制御できる。つまり、ＣＯＭ信号の電位を基準として周辺電極１２０に印加される交流信号の電位が正極性である期間や負極性である期間を適宜調整することができる。特に、周辺電極１２０の電位は、液晶層５０を挟んで対向配置された周辺電極１２０と対向電極２３とによる液晶容量に交流信号の電位が充電されて維持される。したがって、液晶容量に交流信号の電位が充電される期間が短いほど、あるいは液晶容量の電気容量が小さいほど周辺電極１２０において正極性の電位あるいは負極性の電位を維持することが難しくなる。ゆえに、イオン性不純物を電界のスクロールによって掃き寄せる観点から、周辺電極１２０において正極性の電位あるいは負極性の電位を所定の期間維持する必要があり、ＣＯＭ信号が第１の電位（例えば５Ｖ）、且つ交流信号が負極性の電位（−５Ｖ）である第１の期間の全て、及び、ＣＯＭ信号が第２の電位（例えば０Ｖ）、且つ交流信号が正極性の電位（＋５Ｖ）である第２の期間の全てにおいてトランジスター１３０を接続状態とすることがより好ましい。
また、実施例２に示したように、交流信号の周期の平均がＣＯＭ信号の第１の周期の６の整数（ｎ）倍であり、ｎ×（６＋１）の周期とｎ×（６−１）の周期とを繰り返す交流信号を周辺電極１２０に印加することが好ましい。
これによれば、周辺電極１２０である第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３のそれぞれにおいて、交流信号により電位が正極性となる期間と負極性となる期間とを平均化して、周辺電極１２０における電位の極性の偏りをなくすことができる。周辺電極１２０における電位の極性の偏りをなくすことによって、周辺電極１２０に引き寄せられるイオン性不純物を滞留させることなく表示領域Ｅ１よりも外側に向って掃き寄せることができる。
また、比較例に示した交流信号を、例えば駆動用ＩＣ１０３から出力しようすると、比較例における交流信号の電位は、最大で＋１０Ｖ、最小で−５Ｖであることから、交流信号の電位幅は、１０Ｖ−（−５Ｖ）＝１５Ｖとなる。さらに、駆動用ＩＣ１０３において、回路マージンとして３Ｖを見込むと、実質で１８Ｖの耐圧が必要となる。
これに対して、実施例１及び実施例２では、ＣＯＭ信号の振幅、駆動信号の振幅、データ信号の振幅は、いずれも５Ｖでよく、５Ｖに回路マージンの３Ｖを見込んだとしても、駆動用ＩＣ１０３は８Ｖの耐圧でよい。したがって、比較例に対して１／３から１／４へ消費電力を削減することが可能である。合わせて駆動用ＩＣ１０３の小型化に貢献できる。
上記の実施例１及び実施例２では、トランジスター１３０を導通（ＯＮ）、非導通（ＯＦＦ）とするためにゲートに与えられる制御信号は、−５Ｖ〜８Ｖの振幅が必要となる。直接に制御回路１１４から−５Ｖ〜８Ｖの振幅の制御信号を発生する場合は、別の高耐圧のＩＣに制御回路１１４を内蔵させる方が合理的である。また、液晶パネル１１０の素子基板１０に０Ｖ〜５Ｖの振幅を−５Ｖ〜８Ｖの振幅に変換するレベルシフタを設けることで、駆動用ＩＣ１０３に制御回路１１４を内蔵させることができる。このように素子基板１０側にレベルシフタを設けることで、駆動用ＩＣ１０３の総合的な小型化、省電力化に貢献できる。
（第２実施形態）
＜液晶装置＞
次に、第２実施形態の液晶装置について、図１２〜図１３を参照して説明する。図１２は第２実施形態の液晶装置のイオントラップ機構における周辺電極の配置を示す概略断面図、図１３は第２実施形態の液晶装置における電気的な構成を示すブロック図である。第２実施形態の液晶装置２００は、上記第１実施形態の液晶装置１００に対して、イオントラップ機構における液晶パネルの電気的な構成を一部で異ならせたものであり、上記第１実施形態の液晶装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
図１２に示すように、本実施形態の液晶装置２００は、シール材４０を介して対向配置された素子基板２１０と対向基板２２０との間に挟持された液晶層５０を有する液晶パネル２５０を備えている。素子基板２１０の表示領域Ｅ１には、複数の画素電極１５が配置されている。また、表示領域Ｅ１とシール材４０との間の周辺領域Ｅ２には、表示領域Ｅ１側から順に間隔をおいて第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３が配置されている。第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３は、イオントラップ用の周辺電極１２０として機能するものである。
液晶パネル２５０の対向基板２２０は、基材２０ｓと、基材２０ｓの液晶層５０側において周辺領域Ｅ２に設けられた見切り部２１と、平坦化層２２と、共通電極として機能する対向電極２３Ｂとを有している。対向電極２３Ｂは表示領域Ｅ１に亘って設けられ、液晶層５０を介して素子基板２１０の複数の画素電極１５と対向している。表示領域Ｅ１よりも外側の周辺領域Ｅ２では、対向電極２３Ｂは液晶層５０を介して素子基板２１０の周辺電極１２０と対向していない。なお、本実施形態では、素子基板２１０が本発明における第１基板の一例であり、対向基板２２０が本発明における第２基板の一例である。
図１３に示すように、本実施形態の液晶装置２００は、上記第１実施形態の液晶装置１００と同様に、その駆動に係る回路として、表示信号出力回路１１１、マルチプレクサ１１２、信号発生回路１１３、制御回路１１４、駆動回路１１５を有している。液晶装置２００の液晶パネル２５０には、表示領域Ｅ１において複数の画素Ｐが設けられている。画素Ｐは、前述したように、画素電極１５（図２参照）と、画素電極１５のスイッチング素子であるＴＦＴ３０（図２参照）と、画素電極１５に与えられた電位を保持するための保持容量（図示省略）とが設けられている。表示領域Ｅ１を囲む周辺領域Ｅ２（図１２参照）には、表示領域Ｅ１を囲むように額縁状の第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３が設けられている。対向電極２３Ｂは前述したように表示領域Ｅ１において平面視で画素Ｐの画素電極１５と重なるように配置されている。本実施形態のイオントラップ機構は、液晶層５０を介して対向電極２３Ｂと対向していない周辺電極１２０を含むものである。
第１電極１２１と駆動回路１１５との間には、第１トランジスター１３１が設けられている。第２電極１２２と駆動回路１１５との間には、第２トランジスター１３２が設けられている。第３電極１２３と駆動回路１１５との間には、第３トランジスター１３３が設けられている。第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３の各ゲートは、制御回路１１４に接続されている。
第１トランジスター１３１の第１電極１２１が接続されるドレインとコモン信号（ＣＯＭ信号）が与えられる配線１１６との間に第１保持容量１４１が設けられている。第２トランジスター１３２の第２電極１２２が接続されるドレインと配線１１６との間に第２保持容量１４２が設けられている。第３トランジスター１３３の第３電極１２３が接続されるドレインと配線１１６との間に第３保持容量１４３が設けられている。第１保持容量１４１、第２保持容量１４２、第３保持容量１４３を単に、３つの保持容量１４１，１４２，１４３と呼ぶこともある。
第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３は、いずれも例えばＮ型のＴＦＴで構成されている。以降、第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３を総称してトランジスター１３０と呼ぶこともある。あるいは、３つのトランジスター１３１，１３２，１３３と呼ぶこともある。
本実施形態では、マルチプレクサ１１２と、これらの３つのトランジスター１３１，１３２，１３３と、ＣＯＭ信号が与えられる配線１１６と、３つの保持容量１４１，１４２，１４３とが液晶パネル２５０の素子基板２１０に設けられている。表示信号出力回路１１１、信号発生回路１１３、制御回路１１４、駆動回路１１５は、上記第１実施形態の液晶装置１００と同様に、ＦＰＣ１０２に搭載された駆動用ＩＣ１０３（図１参照）に含まれている。表示信号出力回路１１１、信号発生回路１１３、制御回路１１４、駆動回路１１５のうちのいずれか、あるいはこれらの回路の一部を素子基板２１０に設けることも可能である。
液晶装置２００には、表示データ（Ｖｉ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、基準クロック信号（ＤＣＬＫ）が供給される。図１３では図示を省略しているが、これらの信号の他にも、上述した各回路を駆動するための基準電圧（ＶＳＳ）や駆動電圧（ＶＤＤ）などが供給される。
表示信号出力回路１１１には、表示データ（Ｖｉ）、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）、基準クロック信号（ＤＣＬＫ）が入力される。表示信号出力回路１１１は、これらの信号に基づいて表示に係る走査信号（図１３では図示を省略）やデータ信号などを生成する。データ信号はマルチプレクサ１１２を介して、各画素Ｐ（ＴＦＴ３０）に供給される。
信号発生回路１１３には、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と基準クロック信号（ＤＣＬＫ）とが入力される。信号発生回路１１３は、これらの信号に基づいて、コモン信号（ＣＯＭ信号）と極性信号とを生成する。ＣＯＭ信号は、第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位する信号であって、対向電極２３Ｂに供給される。極性信号は、後述する液晶装置２００の駆動方法に係る交流信号の極性を制御するためのロジック信号であって、表示信号出力回路１１１、制御回路１１４、駆動回路１１５のそれぞれに供給される。
制御回路１１４には、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と、基準クロック信号（ＤＣＬＫ）と、極性信号とが入力される。制御回路１１４は、これらの信号に基づいて、第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３のスイッチング制御（接続／非接続）に係る制御信号を生成する。
駆動回路１１５には、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）と、基準クロック信号（ＤＣＬＫ）と、極性信号とが入力される。駆動回路１１５は、これらの信号に基づいて、第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３ごとに、駆動信号を生成する。駆動信号は、後述する液晶装置２００の駆動方法に係る信号であって、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する信号である。
駆動回路１１５によって生成された駆動信号は、第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３を介して、周辺電極１２０の第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３のそれぞれに位相がずれた状態で供給される。言い換えれば、駆動回路１１５は、イオントラップ用の３つの電極１２１，１２２，１２３のそれぞれに印加される同一周波数で位相がずれた駆動信号を生成する。また、駆動信号の電位は、第１トランジスター１３１、第２トランジスター１３２、第３トランジスター１３３のそれぞれと配線１１６との間に設けられた、第１保持容量１４１、第２保持容量１４２、第３保持容量１４３により、後述する制御信号で規定される期間、維持される。
＜液晶装置の駆動方法＞
本実施形態の液晶装置２００の駆動方法は、対向基板２２０の共通電極として機能する対向電極２３Ｂに第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号（ＣＯＭ信号）を与え、スイッチング素子としてのトランジスター１３０に、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号を入力し、トランジスター１３０により、ＣＯＭ信号における第１の周期の１／２以下の期間を単位として、イオントラップ用の周辺電極１２０である、第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３のそれぞれに駆動信号を接続または非接続して、第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３に、コモン信号（ＣＯＭ信号）の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で、正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加する。第１電極１２１、第２電極１２２、第３電極１２３に印加された交流信号の電位は、第１保持容量１４１、第２保持容量１４２、第３保持容量１４３によって維持される。以降、具体的な実施例３の液晶装置の駆動方法を示して説明する。
（実施例３）
図１４は実施例３の液晶装置の駆動方法におけるコモン信号、制御信号、駆動信号、交流信号のタイミングチャートである。なお、図１４の制御信号、駆動信号、交流信号は、周辺電極１２０のうち第１電極１２１に対応するものである。実施例３の液晶装置の駆動方法は、実施例２の液晶装置の駆動方法に対して制御信号の形態を異ならせたものである。
図１４に示すように、実施例３の液晶装置の駆動方法における、コモン信号（ＣＯＭ信号）は、前述した実施例１と同様に、第１の電位（５Ｖ）と第１の電位よりも小さい第２の電位（０Ｖ）との間で第１の周期で変位する信号である。第１の周期は、実施例１のＣＯＭ信号と同じ８．４ｍｓ（ミリ秒）である。すなわち、ＣＯＭ信号の周波数は１２０Ｈｚである。
駆動信号Ｓ１は、前述した実施例２と同様に、時間ｔ０〜時間ｔ１の間で第４の電位（０Ｖ）であり、時間ｔ１で第４の電位（０Ｖ）から第３の電位（５Ｖ）に変位し、時間ｔ１〜時間ｔ８の間で第３の電位（５Ｖ）に維持される。また、時間ｔ８で第３の電位（５Ｖ）から第４の電位（０Ｖ）に変位し、時間ｔ８〜時間ｔ１３の間で第４の電位（０Ｖ）に維持される。時間ｔ１３で第４の電位（０Ｖ）から第３の電位（５Ｖ）に変位し、時間ｔ１３〜時間ｔ１８の間で第３の電位（５Ｖ）に維持される。また、時間ｔ１８で第３の電位（５Ｖ）から第４の電位（０Ｖ）に変位し、時間ｔ１８〜時間ｔ２５の間で第４の電位（０Ｖ）に維持される。つまり、駆動信号Ｓ１の周期は、ＣＯＭ信号の第１の周期の６倍であって、駆動信号Ｓ１の周期の倍の期間で、第３の電位（５Ｖ）に維持される期間と、第４の電位（０Ｖ）に維持される期間とが同じになっている。この場合は、第３の電位（５Ｖ）に維持される期間と、第４の電位（０Ｖ）に維持される期間とは、それぞれＣＯＭ信号の１２垂直期間である。なお、実施例３では駆動信号Ｓ１の周期は、ＣＯＭ信号における第１の周期の６の整数（ｎ）倍であればよい。
このような駆動信号Ｓ１に対して、第１電極１２１に接続された第１トランジスター１３１のＯＮ／ＯＦＦ制御に係る実施例３の制御信号Ｃ１は、時間ｔ１〜時間ｔ２において、ＣＯＭ信号が第２の電位（０Ｖ）であって、駆動信号Ｓ１が第３の電位（５Ｖ）のときに、ＯＮ状態となり、時間ｔ８〜時間ｔ９において、ＣＯＭ信号が第１の電位（５Ｖ）であって、駆動信号Ｓ１が第４の電位（０Ｖ）のときに、ＯＮ状態となる。また、時間ｔ１３〜時間ｔ１４において、ＣＯＭ信号が第２の電位（０Ｖ）であって、駆動信号Ｓ１が第３の電位（５Ｖ）のときに、ＯＮ状態となり、時間ｔ１８〜時間ｔ１９において、ＣＯＭ信号が第１の電位（５Ｖ）であって、駆動信号Ｓ１が第４の電位（０Ｖ）のときに、ＯＮ状態となる。さらに、時間ｔ２５〜時間ｔ２６において、ＣＯＭ信号が第２の電位（０Ｖ）であって、駆動信号Ｓ１が第３の電位（５Ｖ）のときに、ＯＮ状態となる。つまり、駆動信号Ｓ１の電位が第４の電位（０Ｖ）から第３の電位（５Ｖ）に変位するタイミング、あるいは第３の電位（５Ｖ）から第４の電位（０Ｖ）に変位するタイミングで制御信号Ｃ１がＯＮ状態となり、それ以外の第４の電位（０Ｖ）あるいは第３の電位（５Ｖ）に維持されている期間では制御信号Ｃ１はＯＦＦ状態となっている。
したがって、実施例３では、ＣＯＭ信号の（６＋１）垂直期間または（６−１）垂直期間に制御信号Ｃ１が１回ＯＮ状態となって、駆動信号Ｓ１が第１トランジスター１３１を介して第１電極１２１に印加される。つまり、上述した実施例１や実施例２よりも駆動信号Ｓ１が第１電極１２１に印加される期間が短くなる。ところが、本実施形態の液晶装置２００では、第１トランジスター１３１の第１電極１２１が接続されるドレインとＣＯＭ信号が与えられる配線１１６との間に第１保持容量１４１が設けられていることから、駆動信号Ｓ１が印加されたときの第１電極１２１の電位は、第１保持容量１４１によって保持される。
ゆえに、ＣＯＭ電位に対する第１電極１２１の電位は、図１４に示すように、時間ｔ１〜時間ｔ８では正極性の電位（＋５Ｖ）となり、時間ｔ８〜時間ｔ１３では負極性の電位（−５Ｖ）となり、時間ｔ１３〜時間ｔ１８では正極性の電位（＋５Ｖ）となり、時間ｔ１８〜時間ｔ２５では負極性の電位（−５Ｖ）となる。すなわち、第１電極１２１には、ＣＯＭ電位を基準として、ＣＯＭ信号の第１の周期よりも長い第２の周期で、正極性の電位（＋５Ｖ）と負極性の電位（−５Ｖ）との間で変位する交流信号が印加される。また、交流信号における周期の倍の期間で、第１電極１２１の電位が正極性となる期間と負極性となる期間とが同じになる。すなわち、交流信号が印加されたときの、第１電極１２１の電位における極性の偏りが解消される。なお、イオントラップ用の電極の数が３つである場合は、駆動信号Ｓ１における周期は、６の整数（ｎ）倍であればよい。また、周辺電極１２０の第２電極１２２、第３電極１２３には、第１電極１２１に印加される交流信号に対して互いに位相が１／３周期ずれた交流信号が印加される。
実施例３の液晶装置２００とその駆動方法によれば、実施例１や実施例２のように周辺電極１２０に対応して液晶容量を構成せずに、周辺電極１２０における３つの電極１２１，１２２，１２３のそれぞれに対応してＣＯＭ信号が与えられる配線１１６との間に保持容量が設けられている。したがって、該保持容量の電気容量を該液晶容量よりも大きくすることが可能となることから、制御信号がＯＮ状態（トランジスター１３０が接続状態）となる期間を短くしても、周辺電極１２０の３つの電極１２１，１２２，１２３のそれぞれにおいて駆動信号が与えられたときの電位が維持される。つまり、イオントラップ用の周辺電極１２０に対して実質的に駆動信号が印加される期間が短くなることから、実施例１や実施例２に比べて、イオンサーフ駆動とコモン反転駆動とを組み合わせたときの消費電力をより小さくすることができる。
（実施例４）
図１５は実施例４の液晶装置の駆動方法におけるコモン信号、制御信号、駆動信号、交流信号のタイミングチャートである。なお、図１５の制御信号、駆動信号、交流信号は、周辺電極１２０のうち第１電極１２１に対応するものである。実施例４の液晶装置の駆動方法は、実施例３の液晶装置の駆動方法に対して駆動信号の形態を異ならせたものである。
第２実施形態の液晶装置２００では、図１３に示したように、イオントラップ用の周辺電極１２０において、第１電極１２１とＣＯＭ電位が与えられる配線１１６との間に第１保持容量１４１が設けられている。同様に、第２電極１２２と配線１１６との間に第２保持容量１４２が設けられ、第３電極１２３と配線１１６との間に第３保持容量１４３が設けられている。したがって、実施例３で説明したように、制御信号がＯＦＦ状態であっても、制御信号がＯＮ状態のときにトランジスター１３０を介して、３つの電極１２１，１２２，１２３のそれぞれに印加された駆動信号の電位が、３つの保持容量１４１，１４２，１４３のそれぞれによって保持される。ゆえに、３つの電極１２１，１２２，１２３に、ＣＯＭ電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で、正極性の電位と負極性の電位との間で変位する同一周波数の交流信号を互いに位相がずれた状態で印加するには、制御信号がＯＮ状態のときに、３つの電極１２１，１２２，１２３のそれぞれに駆動信号が与えられて所定の電位が維持される状態であればよい。言い換えれば、制御信号がＯＦＦ状態である期間の駆動信号の電位は、実施例３で示したように、一定の電位（第３の電位または第４の電位）で維持されることに限定されない。実施例４の液晶装置の駆動方法は、制御信号がＯＦＦ状態のときの駆動信号の他の例を示すものである。
図１５に示すように、実施例４の液晶装置の駆動方法における、コモン信号（ＣＯＭ信号）は、前述した実施例１と同様に、第１の電位（５Ｖ）と第１の電位よりも小さい第２の電位（０Ｖ）との間で第１の周期で変位する信号である。第１の周期は、実施例１のＣＯＭ信号と同じ８．４ｍｓ（ミリ秒）である。すなわち、ＣＯＭ信号の周波数は１２０Ｈｚである。
実施例４の駆動信号Ｓ１は、制御信号Ｃ１がＯＮ状態となる時間ｔ１〜時間ｔ２の間で、第４の電位（０Ｖ）から第３の電位（５Ｖ）に変位して維持される。制御信号Ｃ１がＯＦＦ状態となる時間ｔ２〜時間ｔ８の間では、駆動信号Ｓ１は、ＣＯＭ信号の第１の周期の１／４の期間を単位として、第４の電位（０Ｖ）と第３の電位（５Ｖ）との間で周期的に変位する。制御信号Ｃ１が再びＯＮ状態となる時間ｔ８〜時間ｔ９の間で、駆動信号Ｓ１は第３の電位（５Ｖ）から第４の電位（０Ｖ）に変位して維持される。そして、制御信号Ｃ１が再びＯＦＦ状態となる時間ｔ９〜時間ｔ１３の間で、駆動信号Ｓ１は、ＣＯＭ信号の第１の周期の１／４の期間を単位として、第４の電位（０Ｖ）と第３の電位（５Ｖ）との間で周期的に変位する。次に、制御信号Ｃ１がＯＮ状態となる時間ｔ１３〜時間ｔ１４の間で、駆動信号Ｓ１は第３の電位（５Ｖ）で維持される。そして、制御信号Ｃ１がＯＦＦ状態となる時間ｔ１４〜時間ｔ１８の間では、駆動信号Ｓ１は、ＣＯＭ信号の第１の周期の１／４の期間を単位として、第４の電位（０Ｖ）と第３の電位（５Ｖ）との間で周期的に変位する。次に、制御信号Ｃ１が再びＯＮ状態となる時間ｔ１８〜時間ｔ１９の間で、駆動信号Ｓ１は第３の電位（５Ｖ）から第４の電位（０Ｖ）に変位して維持される。そして、制御信号Ｃ１が再びＯＦＦ状態となる時間ｔ１９〜時間ｔ２５の間で、駆動信号Ｓ１は、ＣＯＭ信号の第１の周期の１／４の期間を単位として、第４の電位（０Ｖ）と第３の電位（５Ｖ）との間で周期的に変位する。以降、ＣＯＭ信号の（６＋１）垂直期間の周期と、（６−１）垂直期間の周期とに対応して、上述した駆動信号Ｓ１における電位の周期的な変位が繰り返される。
制御信号Ｃ１がＯＮ状態である時間ｔ１〜時間ｔ２において、ＣＯＭ信号は第２の電位（０Ｖ）であり、駆動信号Ｓ１は第３の電位（５Ｖ）であることから、ＣＯＭ電位に対する第１電極１２１の電位は、正極性の＋５Ｖとなり、制御信号Ｃ１がＯＦＦ状態である時間ｔ２〜時間ｔ８までの期間、＋５Ｖで維持される。再び制御信号Ｃ１がＯＮ状態となる時間ｔ８〜時間ｔ９において、ＣＯＭ信号は第１の電位（５Ｖ）であり、駆動信号Ｓ１は第４の電位（０Ｖ）であることから、ＣＯＭ電位に対する第１電極１２１の電位は、負極性の−５Ｖとなり、制御信号Ｃ１がＯＦＦ状態である時間ｔ９〜時間ｔ１３までの期間、−５Ｖで維持される。次に、制御信号Ｃ１がＯＮ状態となる時間ｔ１３〜時間ｔ１４において、ＣＯＭ信号は第２の電位（０Ｖ）であり、駆動信号Ｓ１は第３の電位（５Ｖ）であることから、ＣＯＭ電位に対する第１電極１２１の電位は、正極性の＋５Ｖとなり、制御信号Ｃ１がＯＦＦ状態である時間ｔ１４〜時間ｔ１８までの期間、＋５Ｖで維持される。再び制御信号Ｃ１がＯＮ状態となる時間ｔ１８〜時間ｔ１９において、ＣＯＭ信号は第１の電位（５Ｖ）であり、駆動信号Ｓ１は第４の電位（０Ｖ）であることから、ＣＯＭ電位に対する第１電極１２１の電位は、負極性の−５Ｖとなり、制御信号Ｃ１がＯＦＦ状態となる時間ｔ１９〜時間ｔ２５までの期間、−５Ｖで維持される。以降、ＣＯＭ信号の電位と、駆動信号Ｓ１の電位とに対応して、第１電極１２１における交流信号の電位の周期的な変位が繰り返される。
まとめると、ＣＯＭ電位に対する第１電極１２１の電位は、図１５に示すように、時間ｔ１〜時間ｔ８では正極性の電位（＋５Ｖ）となり、時間ｔ８〜時間ｔ１３では負極性の電位（−５Ｖ）となり、時間ｔ１３〜時間ｔ１８では正極性の電位（＋５Ｖ）となり、時間ｔ１８〜時間ｔ２５では負極性の電位（−５Ｖ）となる。すなわち、第１電極１２１には、ＣＯＭ電位を基準として、ＣＯＭ信号の第１の周期よりも長い第２の周期で、正極性の電位（＋５Ｖ）と負極性の電位（−５Ｖ）との間で変位する交流信号が印加される。また、交流信号における周期の倍の期間で、第１電極１２１の電位が正極性となる期間と負極性となる期間とが同じになる。すなわち、交流信号が印加されたときの、第１電極１２１の電位における極性の偏りが解消される。なお、イオントラップ用の電極の数が３つである場合は、駆動信号Ｓ１における周期は、６の整数（ｎ）倍であればよい。また、周辺電極１２０の第２電極１２２、第３電極１２３には、第１電極１２１に印加される交流信号に対して互いに位相が１／３周期ずれた交流信号が印加される。
このような実施例３及び実施例４の液晶装置の駆動方法を実現するための３つの保持容量１４１，１４２，１４３の電気容量としては、周辺電極１２０における隣り合う電極間のフリンジ容量の１０倍以上とすることが好ましく、５０倍以上とすることがより好ましい。具体的には、上記フリンジ容量が２ｐＦ（ピコファラッド）である場合には、２０ｐＦ以上とすることが好ましく、１００ｐＦ以上とすることがより好ましい。
また、第２実施形態では、対向電極２３Ｂは液晶層５０を介して周辺電極１２０に対向していないため、周辺電極１２０と対向電極２３Ｂとの間には電界が生じ難い。したがって、周辺電極１２０をイオンサーフ駆動することによる電界のスクロールでイオン性不純物を効率的に表示領域Ｅ１から外側に掃き寄せることができる。
なお、第２実施形態の液晶装置２００に対して、上記第１実施形態の液晶装置１００の実施例１や実施例２と同様に、ＣＯＭ信号が第１の電位（例えば５Ｖ）、且つ交流信号が負極性の電位（−５Ｖ）である第１の期間の全て、あるいは、ＣＯＭ信号が第２の電位（例えば０Ｖ）、且つ交流信号が正極性の電位（＋５Ｖ）である第２の期間の全てにおいてトランジスター１３０を接続状態としてもよい。
＜交流信号の周波数（第２の周期）＞
次に、周辺電極１２０に印加される交流信号の周波数（第２の周期）について述べる。
上記第１実施形態の実施例１及び実施例２、上記第２実施形態の実施例３及び実施例４では、駆動信号及び交流信号の周期をＣＯＭ信号の第１の周期の６倍としたが、これは駆動信号及び交流信号を分かり易く図示するための設定である。
イオントラップ用の３つの電極１２１，１２２，１２３を含む周辺電極１２０に発生させた電界のスクロールに伴って確実にイオン性不純物を第３電極１２３に掃き寄せるためには、イオン性不純物の移動速度を考慮して交流信号の周波数を決める必要がある。イオン性不純物の移動速度よりも電界のスクロールの速度が速いと、イオン性不純物が電界のスクロールに付いて行けずに、イオン性不純物を掃き寄せる効果が低下するおそれがある。
上記実施形態の周辺電極１２０などを含むイオントラップ機構における好ましい交流信号の周波数ｆ（Ｈｚ）は以下のように導かれる。
イオン性不純物の液晶層５０中の移動速度ｖ（ｍ／ｓ（秒））は、数式（１）に示すように、隣り合うイオントラップ用の電極間の電界強度ｅ（Ｖ／ｍ）と、イオン性不純物の移動度μ（ｍ2／Ｖ・ｓ（秒））との積で与えられる。
つまり、ｖ＝ｅ×μ・・・（１）である。
電界強度ｅ（Ｖ／ｍ）は、数式（２）で示すように、隣り合うイオントラップ用の電極間の電位差Ｖｎをイオントラップ用の電極の配置ピッチｐ（ｍ）で除した値となる。
つまり、ｅ＝Ｖｎ／ｐ・・・（２）である。
隣り合うイオントラップ用の電極間の電位差Ｖｎは、交流信号における実効電圧ＶＥの２倍に相当することから、次の数式（３）が導かれる。
つまり、ｅ＝２ＶＥ／ｐ・・・（３）となる。なお、図８に示した実施例１のように、矩形波の交流信号における実効電圧ＶＥは、矩形波のＣＯＭ電位に対する電位に相当し、５Ｖである。
数式（３）を数式（１）に当てはめることにより、イオン性不純物の移動速度ｖ（ｍ／ｓ）は、数式（４）となる。
つまり、ｖ＝２μＶＥ／ｐ・・・（４）である。
隣り合うイオントラップ用の電極間をイオン性不純物が移動する時間ｔｄは、数式（５）に示すように、隣り合うイオントラップ用の電極の配置ピッチｐをイオン性不純物の移動速度ｖで除した値となる。
つまり、ｔｄ＝ｐ／ｖ＝ｐ2／２μＶＥ・・・（５）である。
したがって、好ましい周波数ｆ（Ｈｚ）は、隣り合うイオントラップ用の電極間をイオン性不純物が移動する時間ｔｄに合わせて電界をスクロールすることで求められる。電界のスクロール時間は交流信号の位相の差Δｔに相当するので、Δｔを１／ｎ周期とすると、好ましい周波数ｆ（Ｈｚ）は次の数式（６）によって導かれる。ｎはイオントラップ用の電極の数である。
すなわち、ｆ＝１／ｎ／ｔｄ＝２μＶＥ／ｎｐ2・・・（６）となる。
隣り合うイオントラップ用の電極に印加される交流信号の位相の差Δｔを、前述した実施例１，２，３，４に示したように１／３周期とすると、隣り合うイオントラップ用の電極間の電位差Ｖｎは、ＣＯＭ電位を基準として＋５Ｖと−５Ｖとに遷移する矩形波の交流信号の場合、１０Ｖとなる。また、イオントラップ用の電極の配置ピッチｐを例えば８μｍとし、イオン性不純物の移動度μを２．２×１０-10（ｍ2／Ｖ・ｓ）すると、好ましい周波数ｆは、数式（６）によれば、およそ１２Ｈｚとなる。
なお、イオン性不純物の移動度μの値は、例えば、A.Sawada,A.Manabe and S.Naemura，“ A Comparative Study on the Attributes of Ions in Nematic and Isotropic Phases”,Jpn.J.Appl Phys Vol.40,ｐ220−ｐ224（2001）に記載されている。また、液晶材料や液晶パネルの構成によっては、移動度μがさらに３桁程度小さいイオン性不純物が存在する場合も確認されている。
液晶層５０中に含まれるイオン性不純物の移動度μの値が、上述したように２．２×１０-10（ｍ2／Ｖ・ｓ）であった場合は、交流信号の周波数ｆを１２Ｈｚよりも大きくすると電界のスクロールにイオン性不純物が付いて行けなくなるので、周波数ｆは１２Ｈｚよりも小さいことが好ましい。
また、上述したように液晶層５０中に含まれるイオン性不純物の移動度μの値がさらに小さい２．２×１０-13（ｍ2／Ｖ・ｓ）であった場合は、交流信号の周波数ｆを１２ｍＨｚよりも大きくすると電界のスクロールにイオン性不純物が付いて行けなくなるので、周波数ｆは１２ｍＨｚよりも小さいことが好ましい。そのため、イオン性不純物における移動度μの値に合わせて周波数ｆを設定するのが望ましいが、汎用性を持たせるためには、想定される移動度μの値が最小のイオン性不純物に対応した周波数ｆとすることが望ましい。この例では、１２ｍＨｚがそれにあたる。
また、周波数ｆをあまりに小さくするとイオントラップ用の電極間に直流が印加される状態となって、例えば液晶の分解や、焼き付き、シミなどの表示不良が起るなど好ましくない。イオントラップ用の電極の配置ピッチを８μｍよりも小さくすると、好ましい周波数ｆを大きくすることができる。その上で、イオン性不純物を表示領域Ｅ１からより遠くに掃き寄せるには、イオントラップ用の電極の数を３本からさらに増やすことが好ましい。
また、イオントラップ用の電極の幅をＬ、電極の隙間をＳとするとき、幅Ｌは隙間Ｓと同じ又は隙間Ｓよりも小さいことが好ましい。幅Ｌを隙間Ｓよりも大きくすると、電極間における電界の移動によってイオン性不純物が電極間を移動する時間よりも、電界の移動が生じ難い電極上で移動する時間のほうが大きくなるため、イオン性不純物の掃き寄せ効果が低下するおそれがあるからである。
上記各実施形態において、上述したイオンサーフ駆動とコモン反転駆動とを組み合わせて低消費電力化を図ると共に、効率的にイオン性不純物を表示領域Ｅ１から外側に掃き寄せるには、コモン信号（ＣＯＭ信号）の周波数を６０Ｈｚ〜２４０Ｈｚとした場合、交流信号の周波数は、上述したイオン性不純物の移動度μの値を考慮した１２ｍＨｚよりも小さい０．１ｍＨｚ〜５ｍＨｚであることが好ましい。なお、コモン信号（ＣＯＭ信号）の周波数が６０Ｈｚのとき第１の周期は１６．７ｍｓ（ミリ秒）となり、コモン信号の周波数が２４０Ｈｚのとき第１の周期は４．２ｍｓ（ミリ秒）となる。これに対して、交流信号の周波数が０．１ｍＨｚのとき第２の周期は１００００秒となり、交流信号の周波数が５ｍＨｚのとき第２の周期は２００秒となる。
上記各実施形態において、イオントラップ用の３つの電極１２１，１２２，１２３（周辺電極１２０）は、表示領域Ｅ１を囲むように額縁状（リング状）に配置されることが好ましい。これによれば、液晶分子ＬＣの配向制御に係らず、液晶層５０中に様々な方向から侵入して拡散したイオン性不純物を表示領域Ｅ１の外側に掃き寄せられる。
（第３実施形態）
＜電子機器＞
次に、本実施形態の液晶装置が適用された電子機器について、投射型表示装置を例に挙げ、図１６を参照して説明する。図１６は第３実施形態の電子機器としての投射型表示装置の構成を示す概略図である。
図１６に示すように、本実施形態の電子機器としての投射型表示装置１０００は、システム光軸Ｌｓに沿って配置された偏光照明装置１１００と、光分離素子としての２つのダイクロイックミラー１１０４，１１０５と、３つの反射ミラー１１０６，１１０７，１１０８と、５つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３，１２０４，１２０５と、３つの光変調手段としての透過型の液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０と、光合成素子としてのクロスダイクロイックプリズム１２０６と、投射レンズ１２０７とを備えている。
偏光照明装置１１００は、超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源からなる光源としてのランプユニット１１０１と、インテグレーターレンズ１１０２と、偏光変換素子１１０３とから概略構成されている。
ダイクロイックミラー１１０４は、偏光照明装置１１００から射出された偏光光束のうち、赤色光（Ｒ）を反射させ、緑色光（Ｇ）と青色光（Ｂ）とを透過させる。もう１つのダイクロイックミラー１１０５は、ダイクロイックミラー１１０４を透過した緑色光（Ｇ）を反射させ、青色光（Ｂ）を透過させる。
ダイクロイックミラー１１０４で反射した赤色光（Ｒ）は、反射ミラー１１０６で反射した後にリレーレンズ１２０５を経由して液晶ライトバルブ１２１０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５で反射した緑色光（Ｇ）は、リレーレンズ１２０４を経由して液晶ライトバルブ１２２０に入射する。
ダイクロイックミラー１１０５を透過した青色光（Ｂ）は、３つのリレーレンズ１２０１，１２０２，１２０３と２つの反射ミラー１１０７，１１０８とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ１２３０に入射する。
液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０は、クロスダイクロイックプリズム１２０６の色光ごとの入射面に対してそれぞれ対向配置されている。液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０に入射した色光は、映像情報（映像信号）に基づいて変調されクロスダイクロイックプリズム１２０６に向けて射出される。このプリズムは、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が合成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ１２０７によってスクリーン１３００上に投写され、画像が拡大されて表示される。
液晶ライトバルブ１２１０は、上述したイオントラップ機構を有する上記第１実施形態の液晶装置１００が適用されたものである。液晶パネル１１０の色光の入射側と射出側とにクロスニコルに配置された一対の偏光素子が隙間を置いて配置されている。他の液晶ライトバルブ１２２０，１２３０も同様である。
このような投射型表示装置１０００によれば、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、上記液晶装置１００が用いられているので、低消費電力化が図られていると共に、イオン性不純物に起因する表示不具合が改善され、優れた表示品質を長期に亘って維持することが可能な高い信頼性を有する投射型表示装置１０００を提供することができる。なお、液晶ライトバルブ１２１０，１２２０，１２３０として、前述した第２実施形態の液晶装置２００を用いても同様な効果が得られる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）上記実施形態のイオントラップ機構において、イオントラップ用の３つの電極１２１，１２２，１２３はいずれも表示領域Ｅ１を囲むように額縁状に配置することに限定されない。図４に示したように、液晶分子ＬＣの配向制御の仕方によって、イオン性不純物が偏析する場所（図４では表示領域Ｅ１の左下の角部と右上の角部）が限定される場合には、偏析する場所に対応させて、イオントラップ用の少なくとも３つの電極１２１，１２２，１２３を互いに間隔を置いて配置すればよい。
（変形例２）上記実施形態のイオントラップ機構が適用される液晶装置１００または液晶装置２００は、透過型であることに限定されず、画素電極１５が光反射性の導電膜で構成される反射型の液晶装置にも適用可能である。
（変形例３）上記実施形態の液晶装置１００，２００を適用可能な電子機器は、上記第３実施形態の投射型表示装置１０００に限定されない。例えば、液晶装置として画素に着色層を有するカラーフィルターを備える構成とすることで、投射型のＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）や直視型のＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）、電子ブック、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダー型あるいはモニター直視型のビデオレコーダー、カーナビゲーションシステム、電子手帳、ＰＯＳなどの情報端末機器の表示部として好適に用いることができる。
以下に、上述した実施形態から導き出される内容を記載する。
本願の液晶装置は、表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が配置された第２基板と、シール材を介して対向配置された第１基板と第２基板との間に挟持された液晶層と、液晶層を介して共通電極と対向し、第１基板の表示領域とシール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、を備え、スイッチング素子には、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号が入力され、駆動信号は、スイッチング素子により、第１の周期の１／２以下の期間を単位として少なくとも３つの電極のそれぞれに接続または非接続され、少なくとも３つの電極には、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号が互いに位相がずれた状態で印加されることを特徴とする。
本願の構成によれば、スイッチング素子により、イオントラップ用の電極に、接続時には駆動信号が与えられ、非接続時には駆動信号が与えられない。液晶層を介して対向するイオントラップ用の電極と共通電極とにより液晶容量が構成されることから、非接続時であっても該電極の電位は、接続時に与えられた駆動信号による電位が維持される。コモン信号は第１の周期で第１の電位と第２の電位との間で変位することから、第１の周期の１／２以下の期間を単位として、イオントラップ用の電極に駆動信号が接続される接続状態と接続されない非接続状態とを発生させると、常時接続状態とする場合、言い換えれば、スイッチング素子を設けずに該電極に駆動信号を入力する場合と比べて、コモン信号の電位を基準として正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号の電圧範囲を小さくすることができる。よって、コモン反転駆動法を採用しても、交流信号の電圧範囲を一定の範囲に収めた状態で、イオントラップ用の少なくとも３つの電極に、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加することができる。すなわち、コモン反転駆動法に基づいて、イオントラップ用の少なくとも３つの電極間に交流信号による電界を発生させて液晶層中のイオン性不純物を表示領域よりも外側に引き寄せ、イオン性不純物に起因する表示ムラの発生を抑制し、且つ低消費電力で駆動が可能であると共に、駆動信号を生成する回路における耐圧の上昇を抑えることが可能な液晶装置を提供することができる。
本願の他の液晶装置は、表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が表示領域に亘って配置された第２基板と、シール材を介して対向配置された第１基板と第２基板との間に挟持された液晶層と、第１基板の表示領域とシール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、少なくとも３つの電極のそれぞれと、コモン信号が与えられる配線との間に接続された保持容量と、を備え、スイッチング素子には、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号が入力され、駆動信号は、スイッチング素子により、第１の周期の１／２以下の期間を単位として少なくとも３つの電極のそれぞれに接続または非接続され、少なくとも３つの電極には、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号が互いに位相がずれた状態で印加されることを特徴とする。
本願の構成によれば、スイッチング素子により、イオントラップ用の電極に、接続時には駆動信号が与えられ、非接続時には駆動信号が与えられない。該電極には保持容量が接続されていることから、非接続時であっても該電極の電位は、接続時に与えられた駆動信号による電位が維持される。コモン信号は第１の周期で第１の電位と第２の電位との間で変位することから、第１の周期の１／２以下の期間を単位として、イオントラップ用の電極に駆動信号が接続される接続状態と接続されない非接続状態とを発生させると、常時接続状態とする場合、言い換えれば、スイッチング素子や保持容量を設けずに該電極に駆動信号を入力する場合と比べて、コモン信号の電位を基準として正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号の電圧範囲を小さくすることができる。よって、コモン反転駆動法を採用しても、交流信号の電圧範囲を一定の範囲に収めた状態で、イオントラップ用の少なくとも３つの電極に、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加することができる。すなわち、コモン反転駆動法に基づいて、イオントラップ用の少なくとも３つの電極間に交流信号による電界を発生させて液晶層中のイオン性不純物を表示領域よりも外側に引き寄せ、イオン性不純物に起因する表示ムラの発生を抑制し、且つ低消費電力で駆動が可能であると共に、駆動信号を生成する駆動回路における耐圧の上昇を抑えることが可能な液晶装置を提供することができる。
また、少なくとも３つの電極に対して液晶層を介して共通電極は対向していないことから、イオントラップ用の少なくとも３つの電極によりイオン性不純物が掃き寄せられる作用が共通電極に与えられるコモン信号の影響を受け難くなる。つまり、イオン性不純物を円滑に表示領域から外側に掃き寄せることができる。
上記の液晶装置において、スイッチング素子は、コモン信号が第１の電位、且つ交流信号が負極性の電位である第１の期間、あるいは、コモン信号が第２の電位、且つ交流信号が正極性の電位である第２の期間の、全てまたは一部の期間は接続状態、それ以外の期間は、非接続状態であり、コモン信号が第１の期間であって、スイッチング素子が接続状態であるときは、駆動信号は、第４の電位であり、コモン信号が第２の期間であって、スイッチング素子が接続状態であるときは、駆動信号は、第３の電位であることを特徴とする。
この構成によれば、第１の周期の１／２の期間を単位として、駆動信号によってイオントラップ用の電極に与えられる電位を制御できる。つまり、コモン信号の電位を基準として該電極に印加される交流信号の電位が正極性である期間や負極性である期間を適宜調整することができる。
上記の液晶装置において、イオントラップ用の３つの電極を有し、交流信号の第２の周期の平均がコモン信号の第１の周期の６の整数（ｎ）倍であり、３つの電極に印加される交流信号は、ｎ×（６＋１）の周期とｎ×（６−１）の周期とを繰り返すことが好ましい。
この構成によれば、３つの電極のそれぞれにおいて、交流信号により電位が正極性となる期間と負極性となる期間とを平均化して電位の極性の偏りをなくすことができる。イオントラップ用の３つの電極のそれぞれにおける電位の極性の偏りをなくすことによって、該電極に引き寄せられるイオン性不純物を滞留させることなく表示領域よりも外側に向って掃き寄せることができる。
上記の液晶装置において、コモン信号の周波数が６０Ｈｚ〜２４０Ｈｚであり、交流信号の周波数が０．１ｍＨｚ〜５ｍＨｚであることが好ましい。
少なくとも３つの電極間に発生させた電界によって移動するイオン性不純物の移動速度は、イオン性不純物の移動度による。この構成によれば、コモン信号の周波数が６０Ｈｚ〜２４０Ｈｚであり、交流信号の周波数が０．１ｍＨｚ〜５ｍＨｚであることから、移動度が小さいイオン性不純物であっても表示領域の外側に掃き寄せすることができる。なお、コモン信号の周波数が６０Ｈｚのとき第１の周期は１６．７ｍｓ（ミリ秒）となり、コモン信号の周波数が２４０Ｈｚのとき第１の周期は４．２ｍｓ（ミリ秒）となる。これに対して、交流信号の周波数が０．１ｍＨｚのとき第２の周期は１００００秒となり、交流信号の周波数が５ｍＨｚのとき第２の周期は２００秒となる。
上記の液晶装置において、少なくとも３つの電極は、第１基板において表示領域を囲んで配置されていることが好ましい。
液晶層におけるイオン性不純物の移動方向は、液晶層における液晶分子の配向状態の影響を受ける。この構成によれば、イオントラップ用の少なくとも３つの電極は表示領域を囲んで設けられていることから、液晶層における液晶分子の配向状態に係らず、イオン性不純物を表示領域の外側に掃き寄せることができる。
本願の液晶装置の駆動方法は、表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が配置された第２基板と、シール材を介して対向配置された第１基板と第２基板との間に挟持された液晶層と、液晶層を介して共通電極と対向し、第１基板の表示領域とシール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、を備えた液晶装置の駆動方法であって、スイッチング素子に、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号を入力し、スイッチング素子により、第１の周期の１／２以下の期間を単位として少なくとも３つの電極のそれぞれに駆動信号を接続または非接続して、少なくとも３つの電極に、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加することを特徴とする。
本願の方法によれば、スイッチング素子により、イオントラップ用の電極に、接続時には駆動信号が与えられ、非接続時には駆動信号が与えられない。液晶層を介して対向するイオントラップ用の電極と共通電極とにより液晶容量が構成されることから、非接続時であっても当該電極の電位は、接続時に与えられた駆動信号による電位が維持される。コモン信号は第１の周期で第１の電位と第２の電位との間で変位することから、第１の周期の１／２以下の期間を単位として、イオントラップ用の電極に駆動信号を接続する接続状態と接続しない非接続状態とを発生させると、常時接続状態とする場合、言い換えれば、スイッチング素子を設けずに当該電極に駆動信号を入力する場合と比べて、コモン信号の電位を基準として正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号の電圧範囲を小さくすることができる。よって、コモン反転駆動法を採用しても、交流信号の電圧範囲を一定の範囲に収めた状態で、イオントラップ用の少なくとも３つの電極に、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加することができる。すなわち、コモン反転駆動法に基づいて、イオントラップ用の少なくとも３つの電極間に交流信号による電界を発生させて液晶層中のイオン性不純物を表示領域よりも外側に引き寄せ、イオン性不純物に起因する表示ムラの発生を抑制し、且つ低消費電力で駆動が可能であると共に、駆動信号を生成する駆動回路における耐圧の上昇を抑えることが可能な液晶装置の駆動方法を提供することができる。
本願の他の液晶装置の駆動方法は、表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、第１の電位と第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が表示領域に亘って配置された第２基板と、シール材を介して対向配置された第１基板と第２基板との間に挟持された液晶層と、第１基板の表示領域とシール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、少なくとも３つの電極のそれぞれと、コモン信号が与えられる配線との間に接続された保持容量と、を備えた液晶装置の駆動方法であって、スイッチング素子に、第３の電位と第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号を入力し、スイッチング素子により、第１の周期の１／２以下の期間を単位として少なくとも３つの電極のそれぞれに駆動信号を接続または非接続して、少なくとも３つの電極に、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加することを特徴とする。
本願の方法によれば、スイッチング素子により、イオントラップ用の電極に、接続時には駆動信号が与えられ、非接続時には駆動信号が与えられない。イオントラップ用の電極には保持容量が接続されていることから、非接続時であっても当該電極の電位は、接続時に与えられた駆動信号による電位が維持される。コモン信号は第１の周期で第１の電位と第２の電位との間で変位することから、第１の周期の１／２以下の期間を単位として、イオントラップ用の電極に駆動信号を接続する接続状態と接続しない非接続状態とを発生させると、常時接続状態とする場合、言い換えれば、スイッチング素子と保持容量とを設けずに当該電極に駆動信号を入力する場合と比べて、コモン信号の電位を基準として正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号の電圧範囲を小さくすることができる。よって、コモン反転駆動法を採用しても、交流信号の電圧範囲を一定の範囲に収めた状態で、イオントラップ用の少なくとも３つの電極に、コモン信号の電位を基準として、第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加することができる。すなわち、コモン反転駆動法に基づいて、イオントラップ用の少なくとも３つの電極間に交流信号による電界を発生させて液晶層中のイオン性不純物を表示領域よりも外側に引き寄せ、イオン性不純物に起因する表示ムラの発生を抑制し、且つ低消費電力で駆動が可能であると共に、駆動信号を生成する駆動回路における耐圧の上昇を抑えることが可能な液晶装置の駆動方法を提供することができる。
上記の液晶装置の駆動方法において、コモン信号が第１の電位、且つ交流信号が負極性の電位である第１の期間、あるいは、コモン信号が第２の電位、且つ交流信号が正極性の電位である第２の期間の、全てまたは一部の期間は、スイッチング素子を接続状態とし、それ以外の期間はスイッチング素子を非接続状態とし、コモン信号が第１の期間であって、スイッチング素子が接続状態であるときは、駆動信号は、第４の電位であり、コモン信号が第２の期間であって、スイッチング素子が接続状態であるときは、駆動信号は、第３の電位であることが好ましい。
この方法によれば、第１の周期の１／２の期間を単位として、駆動信号によってイオントラップ用の電極に与えられる電位を制御できる。つまり、コモン信号の電位を基準としてイオントラップ用の電極に印加される交流信号の電位が正極性である期間や負極性である期間を適宜調整することができる。
上記の液晶装置の駆動方法において、イオントラップ用の３つの電極を有し、交流信号の第２の周期の平均がコモン信号の第１の周期の６の整数（ｎ）倍であり、ｎ×（６＋１）の周期とｎ×（６−１）の周期とを繰り返す交流信号を３つの電極に印加することが好ましい。
この方法によれば、３つの電極のそれぞれにおいて、交流信号により電位が正極性となる期間と負極性となる期間とを平均化して電位の極性の偏りをなくすことができる。イオントラップ用の３つの電極における電位の極性の偏りをなくすことによって、当該電極に引き寄せられるイオン性不純物を滞留させることなく表示領域よりも外側に向って掃き寄せることができる。
本願の電子機器は、上記の液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、イオン性不純物に起因する表示ムラの発生を抑制すると共に、低消費電力で駆動することが可能な液晶装置を備えた電子機器を提供することができる。
１０…第１基板としての素子基板、１５…画素電極、２０…第２基板としての対向基板、２３，２３Ｂ…共通電極としての対向電極、４０…シール材、５０…液晶層、１００，２００…液晶装置、１１６…コモン信号が与えられる配線、１２１，１２２，１２３…イオントラップ用の３つの電極、１３１，１３２，１３３…スイッチング素子としてのトランジスター、１４１，１４２，１４３…保持容量、１０００…電子機器としての投射型表示装置、Ｅ１…表示領域。

Claims (11)

  1. 表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、
    第１の電位と前記第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が配置された第２基板と、
    シール材を介して対向配置された前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、
    前記液晶層を介して前記共通電極と対向し、前記第１基板の前記表示領域と前記シール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、
    前記少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、を備え、
    前記スイッチング素子には、第３の電位と前記第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号が入力され、
    前記駆動信号は、前記スイッチング素子により、前記第１の周期の１／２以下の期間を単位として前記少なくとも３つの電極のそれぞれに接続または非接続され、
    前記少なくとも３つの電極には、前記コモン信号の電位を基準として、前記第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号が互いに位相がずれた状態で印加される、液晶装置。
  2. 表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、
    第１の電位と前記第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が前記表示領域に亘って配置された第２基板と、
    シール材を介して対向配置された前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、
    前記第１基板の前記表示領域と前記シール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、
    前記少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、
    前記少なくとも３つの電極のそれぞれと、前記コモン信号が与えられる配線との間に接続された保持容量と、を備え、
    前記スイッチング素子には、第３の電位と前記第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号が入力され、
    前記駆動信号は、前記スイッチング素子により、前記第１の周期の１／２以下の期間を単位として前記少なくとも３つの電極のそれぞれに接続または非接続され、
    前記少なくとも３つの電極には、前記コモン信号の電位を基準として、前記第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号が互いに位相がずれた状態で印加される、液晶装置。
  3. 前記スイッチング素子は、前記コモン信号が前記第１の電位、且つ前記交流信号が負極性の電位である第１の期間、あるいは、前記コモン信号が前記第２の電位、且つ前記交流信号が正極性の電位である第２の期間の、全てまたは一部の期間は接続状態、それ以外の期間は、非接続状態であり、
    前記コモン信号が前記第１の期間であって、前記スイッチング素子が接続状態であるときは、前記駆動信号は、前記第４の電位であり、前記コモン信号が前記第２の期間であって、前記スイッチング素子が接続状態であるときは、前記駆動信号は、前記第３の電位である、請求項１または２に記載の液晶装置。
  4. イオントラップ用の３つの電極を有し、
    前記交流信号の前記第２の周期の平均が前記コモン信号の前記第１の周期の６の整数（ｎ）倍であり、
    前記３つの電極に印加される前記交流信号は、ｎ×（６＋１）の周期とｎ×（６−１）の周期とを繰り返す、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶装置。
  5. 前記コモン信号の周波数が６０Ｈｚ〜２４０Ｈｚであり、前記交流信号の周波数が０．１ｍＨｚ〜５ｍＨｚである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
  6. 前記少なくとも３つの電極は、前記第１基板において前記表示領域を囲んで配置されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶装置。
  7. 表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、第１の電位と前記第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が配置された第２基板と、シール材を介して対向配置された前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、前記液晶層を介して前記共通電極と対向し、前記第１基板の前記表示領域と前記シール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、前記少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、を備えた液晶装置の駆動方法であって、
    前記スイッチング素子に、第３の電位と前記第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号を入力し、
    前記スイッチング素子により、前記第１の周期の１／２以下の期間を単位として前記少なくとも３つの電極のそれぞれに前記駆動信号を接続または非接続して、前記少なくとも３つの電極に、前記コモン信号の電位を基準として、前記第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加する、液晶装置の駆動方法。
  8. 表示領域に複数の画素電極が配置された第１基板と、第１の電位と前記第１の電位よりも小さい第２の電位との間で第１の周期で変位するコモン信号が与えられる共通電極が前記表示領域に亘って配置された第２基板と、シール材を介して対向配置された前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、前記第１基板の前記表示領域と前記シール材との間に、互に間隔をおいて配置されたイオントラップ用の少なくとも３つの電極と、前記少なくとも３つの電極のそれぞれに接続されたスイッチング素子と、前記少なくとも３つの電極のそれぞれと、前記コモン信号が与えられる配線との間に接続された保持容量と、を備えた液晶装置の駆動方法であって、
    前記スイッチング素子に、第３の電位と前記第３の電位よりも小さい第４の電位との間で変位する駆動信号を入力し、
    前記スイッチング素子により、前記第１の周期の１／２以下の期間を単位として前記少なくとも３つの電極のそれぞれに前記駆動信号を接続または非接続して、前記少なくとも３つの電極に、前記コモン信号の電位を基準として、前記第１の周期よりも長い第２の周期で正極性の電位と負極性の電位との間で変位する交流信号を互いに位相がずれた状態で印加する、液晶装置の駆動方法。
  9. 前記コモン信号が前記第１の電位、且つ前記交流信号が負極性の電位である第１の期間、あるいは、前記コモン信号が前記第２の電位、且つ前記交流信号が正極性の電位である第２の期間の、全てまたは一部の期間は、前記スイッチング素子を接続状態とし、それ以外の期間は前記スイッチング素子を非接続状態とし、
    前記コモン信号が前記第１の期間であって、前記スイッチング素子が接続状態であるときは、前記駆動信号は、前記第４の電位であり、前記コモン信号が前記第２の期間であって、前記スイッチング素子が接続状態であるときは、前記駆動信号は、前記第３の電位である、請求項７または８に記載の液晶装置の駆動方法。
  10. イオントラップ用の３つの電極を有し、
    前記交流信号の前記第２の周期の平均が前記コモン信号の前記第１の周期の６の整数（ｎ）倍であり、
    ｎ×（６＋１）の周期とｎ×（６−１）の周期とを繰り返す前記交流信号を前記３つの電極に印加する、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の液晶装置の駆動方法。
  11. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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