JP7404987B2 - 表示装置の駆動方法および表示装置 - Google Patents
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Description
ネルの使用開始直後における最大透過率時の透過光強度に対して10%の透過光強度とな
る駆動電圧を印加した際の透過率と比較して10%変化した後、液晶層を60℃以上、か
つ、ネマチック等方相転移温度Tni-20℃以下の温度に制御して液晶パネルを駆動す
ることを特徴とする。
の透過率を測定する透過率測定装置と、冷却装置と、を備え、前記透過率測定装置での透
過率測定結果が、前記液晶パネルの使用開始直後における最大透過率時の透過光強度に対
して10%の透過光強度となる駆動電圧を印加した際の透過率と比較して10%変化した
後、前記冷却装置を制御して前記液晶層の温度を60℃以上、かつ、ネマチック等方相転
移温度Tni-20℃以下の温度に上昇させることを特徴とする。
[第1実施形態]
1.投射型表示装置の構成
図1は、本発明を適用した表示装置の一例としての投射型表示装置の説明図であり、図1には、投射型表示装置の主要部分の平面的な構成を示してある、図2は、図1に示す投射型表示装置の主要部分を側方からみたときの説明図である。
図3は、図1に示す光学ユニット1000等の構成を示す説明図である。図3に示すように、投射型表示装置2000は、システム光軸Lに沿って配置された光源ユニット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とを備えている。また、投射型表示装置2000は、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ダイクロイックプリズム1206と、投射レンズユニット2006とを備えている。光源ユニット1100は、例えば、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。
図4は、図3に示す液晶装置100の構成例を示す平面図である。図5は、図4に示す液晶装置100のH-H′断面図である。以下の説明において、第1基板10に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは第1基板10の基板本体10wが位置する側とは反対側(第2基板20および液晶層50が位置する側)を意味し、下層側とは第1基板10の基板本体10wが位置する側を意味する。第2基板20に形成される層を説明する際、上層側あるいは表面側とは第2基板20の基板本体20wが位置する側とは反対側(第1基板10および液晶層50が位置する側)を意味し、下層側とは第2基板20の基板本体20wが位置する側を意味する。また、液晶装置の面内方向において互いに直交する方向を第1方向Xおよび第2方向Yとして説明する。
図6は、図4に示す液晶装置100の電気的構成を示す説明図である。図6に示すように、液晶装置100の表示領域10pにおいて、マトリクス状に形成された複数の画素100aの各々には、画素電極9a、およびこの画素電極9aに対応するトランジスター30が形成されており、画像信号S1、S2・・・Snを供給するデータ線6aがトランジスター30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2・・・Snは、この順に線順次に供給し構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。トランジスター30のゲートには走査線3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査信号H1、H2・・・Hmをこの順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、トランジスター30のドレインに電気的に接続されており、トランジスター30を一定期間だけそのオン状態とすることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2・・・Snを各画素100aに所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極9aを介して画素100aに書き込まれた画像信号S1、S2、・・・Snは、図4を参照して説明した第2基板20の共通電極21との間で一定期間保持される。液晶層50は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。それ故、液晶装置100からは画像信号S1、S2、・・・Snに応じたコントラストを持つ光が出射される。
図7は、図4に示す液晶装置100の画素等の具体的構成例を模式的に示す断面図である。図7に示すように、第1基板10の一方面10s側には、導電性ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる下層側の走査線3aが形成されている。本実施形態において、走査線3aは、タングステンシリサイド(WSi)等の遮光膜からなる。走査線3aの上層側には、透光性の絶縁膜11が形成されており、かかる絶縁膜11の表面側に、半導体層30aを備えたトランジスター30が形成されている。本実施形態において、絶縁膜11はシリコン酸化膜等からなる。
液晶装置100において、液晶パネル100pのうち、照明光が入射する領域が、照明光を変調して出射する表示領域10pであり、遮光部材29(額縁部分29a)の内縁によって規定された領域である。本実施形態では、画素領域10rの全体が表示領域10pになっている。
図8は、図4に示す液晶パネル100pの透過率の時間的変化を示す説明図である。図4および図5に示す液晶装置100において、表示領域10pの液晶層50に照明光が照射されると、液晶の分解反応等が発生して液晶層に不純物が発生する。かかる不純物が表示領域10p内で偏在すると、不純物が偏在した領域では変調特性が低下する。例えば、イオン性不純物が偏在した場合、液晶層50の絶縁抵抗が低下して駆動電位を低下させるので、表示ムラや通電による焼き付き現象が発生する。特に、第1配向膜16および第2配向膜26がシリコン酸化膜からなる場合、Si原子の未結合手(ダングリングボンド)や、Si原子同士が結合したダイマー構造(Si-Si結合)が存在し、かかるSi原子の未結合手は、雰囲気中の水分や液晶層50中の水分との反応によって、反応性が高いシラノール基(-Si-OH)により終端されやすく、液晶層50の液晶材料と反応しやすい。
図9は、本発明の第2実施形態に係る投射型表示装置2000の説明図である。図9には、投射型表示装置2000に用いた3つの液晶装置100の平面構造を示してある。図10は、図9に示す3つの液晶装置100の断面構造の説明図である。図11は、第2実施形態の効果を示す説明図である。図9および図10において、上段(a)には青色用液晶装置100(B)を示し、下段(b)には、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)を示してある。なお、本実施形態および後述する実施形態の基本的な構成は、第1実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。赤色光(R)、緑色光(G)および青色光(B)のうち、最も波長が短い青色光(B)が入射する青色用液晶装置100(B)では、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)に比べて、光化学反応による不純物が発生しやすいことから、3つの液晶装置100の構成を相違させてある。
第2実施形態において、凹部20uは、表示領域10pを囲むように延在している構造を採用したが、シール材19の長辺191、193のみに沿って延在している態様や、シール材19の短辺192、194のみに沿って延在している態様であってもよい。また、凹部20uが表示領域10pを囲むように延在している場合には、長辺191、193と短辺192、194との間で途切れている態様であってもよい。かかる態様によれば、共通電極21を表示領域10pから基板間導通材109による導通位置まで連続して延在させることが容易である。
図12は、本発明の実施形態3に係る投射型表示装置2000の説明図である。図12には、投射型表示装置2000に用いた3つの液晶装置100の平面構造を示してある。図12において、上段(a)には青色用液晶装置100(B)を示し、下段(b)には、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)を示してある。本実施形態でも、第2実施形態と同様、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2が、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きい。より具体的には、図12に示すように、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pとシール材19との間隔daは、緑色用液晶装置100(G)の表示領域10pとシール材19との間隔db、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pとシール材19との間隔dbより広い。従って、3つの液晶装置100では、表示領域10pの液晶の容積V2が等しいが、青色用液晶装置100(B)のシール材19の内側の液晶の容積V1は、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)のシール材19の内側の液晶の容積V1より大きい。
図13は、本発明の第4実施形態に係る投射型表示装置2000の説明図である。図13には、投射型表示装置2000に用いた3つの液晶装置100の平面構造を示してある。図13において、上段(a)には青色用液晶装置100(B)を示し、下段(b)には、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)を示してある。本実施形態でも、第2実施形態と同様、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2が、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きい。より具体的には、図13に示すように、青色用液晶装置100(B)の短辺192、194の延在方向における表示領域10pとシール材19との間隔daは、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pとシール材19との間隔dbより広い。但し、3つの液晶装置100では、第1方向X(長辺191、193の延在方向)における表示領域10pとシール材19との間隔は等しい。
図14は、本発明の第5実施形態に係る投射型表示装置2000の説明図である。図14には、投射型表示装置2000に用いた3つの液晶装置100の平面構造を示してある。図14において、上段(a)には青色用液晶装置100(B)を示し、下段(b)には、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)を示してある。本実施形態でも、第2実施形態と同様、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2が、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きい。より具体的には、図14に示すように、青色用液晶装置100(B)のシール材19の幅waは、緑色用液晶装置100(G)のシール材19の幅wb、および赤色用液晶装置100(R)のシール材19の幅wbより狭い。但し、3つの液晶装置100では、表示領域10pのサイズ、および外形寸法は等しい。このため、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pとシール材19との間隔daは、緑色用液晶装置100(G)の表示領域10pとシール材19との間隔db、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pとシール材19との間隔dbより広い。従って、青色用液晶装置100(B)、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)では、表示領域10pの液晶の容積V2が等しいが、青色用液晶装置100(B)のシール材19の内側の液晶の容積V1は、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)のシール材19の内側の液晶の容積V1より大きい。
図15は、本発明の第6実施形態に係る投射型表示装置2000の説明図である。図15には、投射型表示装置2000に用いた3つの液晶装置100の平面構造を示してある。図15において、上段(a)には青色用液晶装置100(B)を示し、下段(b)には、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)を示してある。本実施形態でも、第2実施形態と同様、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2が、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きい。より具体的には、図15に示すように、青色用液晶装置100(B)では、シール材19が第2基板20の縁に接するように延在しているが、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)では、シール材19の長辺193、および短辺192、194がシール材19の縁から離間している。但し、3つの液晶装置100では、表示領域10pのサイズ、および外形寸法は等しい。このため、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pとシール材19との間隔daが、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pとシール材19との間隔dbより広い。従って、青色用液晶装置100(B)、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)では、表示領域10pの液晶の容積V2が等しいが、青色用液晶装置100(B)のシール材19の内側の液晶の容積V1は、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)のシール材19の内側の液晶の容積V1より大きい。
図16は、本発明の第7実施形態に係る投射型表示装置2000の説明図である。図16には、投射型表示装置2000に用いた3つの液晶装置100の平面構造を示してある。図16において、上段(a)には青色用液晶装置100(B)を示し、下段(b)には、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)を示してある。本実施形態でも、第2実施形態と同様、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2が、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きい。より具体的には、図16に示すように、3つの液晶装置100では、外形寸法が等しいが、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pは、緑色用液晶装置100(G)の表示領域10p、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pより面積が小さい。このため、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pとシール材19との間隔daが、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pとシール材19との間隔dbより広い。従って、3つの液晶装置100のシール材19の内側の液晶の容積V1は等しいが、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pの液晶の容積V2は、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pの液晶の容積V2より小さい。
図17は、本発明の第8実施形態に係る投射型表示装置2000の説明図である。図16には、投射型表示装置2000に用いた3つの液晶装置100の断面構造を示してある。図17において、上段(a)には青色用液晶装置100(B)を示し、下段(b)には、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)を示してある。本実施形態でも、第2実施形態と同様、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2が、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きい。より具体的には、図17に示すように、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pには、第1基板10と第2基板20との間隔を制御する柱状スペーサー18が形成されている。かかる柱状スペーサー18は、例えば、第1基板10において、配線等の遮光部分と重なる位置で第2基板20に向けて突出した絶縁物からなり、第2基板20と当接することにより、第1基板10と第2基板20との間隔を制御する。
図18は、本発明の第8実施形態の変形例1に係る投射型表示装置2000の説明図である。図18には、投射型表示装置2000に用いた3つの液晶装置100の断面構造を示してある。図18において、上段(a)には青色用液晶装置100(B)を示し、下段(b)には、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)を示してある。本実施形態では、実施形態8と同様、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pには、第1基板10と第2基板20との間隔を制御する柱状スペーサー18が形成されている。本実施形態では、緑色用液晶装置100(G)の表示領域10p、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pにも柱状スペーサー18が形成されているが、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pでは、緑色用液晶装置100(G)、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pより柱状スペーサー18の配置密度が低い。従って、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2は、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きい。従って、実施形態8同様、青色用液晶装置100(B)において、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)に比べて不純物が多く発生した場合でも、表示領域10pでの不純物による表示への影響を赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)と同等にまで抑制することができる等、第2実施形態と同様な効果を奏する。
図19は、本発明の実施形態8の変形例2に係る投射型表示装置2000の説明図である。図19には、3つの液晶装置100の断面構造を示してある。図19において、上段(a)には青色用液晶装置100(B)を示し、下段(b)には、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)を示してある。本実施形態でも、第8実施形態と同様、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pには、第1基板10と第2基板20との間隔を制御する柱状スペーサー18が形成されている。本実施形態では、緑色用液晶装置100(G)の表示領域10p、および赤色用液晶装置100(R)の表示領域10pにも、単位面積当たり、青色用液晶装置100(B)の表示領域10pと同数の柱状スペーサー18が形成されている。但し、青色用液晶装置100(B)に形成された柱状スペーサー18は、青色用液晶装置100(B)に形成された柱状スペーサー18より太い。従って、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2は、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きい。従って、第8実施形態と同様、青色用液晶装置100(B)において、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)に比べて不純物が多く発生した場合でも、表示領域10pでの不純物による表示への影響を赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)と同等にまで抑制することができる等、第2実施形態と同様な効果を奏する。
図20は、本発明の第9実施形態に係る投射型表示装置2000の説明図である。図20には、投射型表示装置2000に用いた3つの液晶装置100の断面構造を示してある。図20において、上段(a)には青色用液晶装置100(B)を示し、下段(b)には、赤色用液晶装置100(R)、および緑色用液晶装置100(G)を示してある。本上記した各実施形態の特徴部分を組み合わせて、青色用液晶装置100(B)の液晶容積比V1/V2が、緑色用液晶装置100(G)の液晶容積比V1/V2、および赤色用液晶装置100(R)の液晶容積比V1/V2より大きくしてもよい。
図21は、本発明の第10実施形態に係る液晶装置100の平面構成を示す説明図である。図21には、第1基板10と第2基板20とが重なっている領域を示してある。図22は、図21に示す液晶装置100のA2-A2′断面を模式的に示す説明図ある。図23は、第10実施形態の効果を示す説明図である。
図24は、本発明の第11実施形態に係る液晶装置100の平面構成を示す説明図である。図24には、第1基板10と第2基板20とが重なっている領域を示してある。図25は、図24に示す液晶装置100のA3-A3′断面を模式的に示す説明図である。図26は、図24に示すトラップ電極130に印加される信号の一例を示す説明図である。なお、本実施形態の基本的な構成は第1実施形態および第10実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
上記実施形態2-10では、液晶容積比V1/V2が以下の関係になっている。
100(B)>100(G)≧100(R)
100(B)≧100(G)>100(R)
100(B)>100(G)≧100(R)
Claims (4)
- 液晶パネルの使用開始直後における最大透過率時の透過光強度に対して10%の透過光
強度となる駆動電圧を印加した際の透過率と比較して10%変化した後、液晶層を60℃
以上、かつ、ネマチック等方相転移温度Tni-20℃以下の温度に制御して液晶パネル
を駆動することを特徴とする表示装置の駆動方法。 - 液晶層を有する液晶パネルと、
前記液晶パネルの透過率を測定する透過率測定装置と、
冷却装置と、
を備え、
前記透過率測定装置での透過率測定結果が、前記液晶パネルの使用開始直後における最
大透過率時の透過光強度に対して10%の透過光強度となる駆動電圧を印加した際の透過
率と比較して10%変化した後、前記冷却装置を制御して前記液晶層の温度を60℃以上
、かつ、ネマチック等方相転移温度Tni-20℃以下の温度に上昇させることを特徴と
する表示装置。 - 液晶層を有し、赤色光、緑色光及び青色光がそれぞれ入射する複数の液晶パネルと、
青色光が入射する液晶パネルの透過率を測定する透過率測定装置と、
冷却装置と、
を備え、
前記複数の液晶パネルにおけるシール材の内側の前記液晶層の容積をV1とし、表示領
域の前記液晶層の容積V2としたとき、青色光が入射する液晶パネルの液晶容積比V1/
V2が、他の液晶パネルの液晶容積比V1/V2よりも大きく、
前記透過率測定装置での透過率測定結果が、当該青色光が入射する液晶パネルの使用開
始直後における最大透過率時の透過光強度に対して10%の透過光強度となる駆動電圧を
印加した際の透過率と比較して10%変化した後、前記冷却装置を制御して前記複数の液
晶パネルの前記液晶層の温度を上昇させることを特徴とする表示装置。 - 請求項2に記載の表示装置において、
前記液晶パネルは、前記液晶層内のイオン性不純物を表示領域の外側に滞留させるトラ
ップ電極を備え、
少なくとも、前記液晶層の温度を上昇させた後、前記トラップ電極に電位を印加するこ
とを特徴とする表示装置。
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