JPH1124041A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】固有又は電場の印加により誘起される自発分極
を有する液晶材料を用いたアクティブマトリクス型の液
晶表示装置において、駆動ＩＣ等を実装した後でも容易
に乱れた液晶配向を復元する。 【解決手段】非表示期間に、配向処理の制御を行う配向
処理制御回路３６と、配向処理制御回路３６の指令に応
じて全走査線を選択する走査線ドライバ３４と、対向電
極に液晶分子を復元するための高電圧を印加する対向電
極駆動回路３５とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固有又は電場の印
加により誘起される自発分極を有する液晶材料を用いた
液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は低消費電圧，軽量等の特
徴を有し、ワープロ，パソコン及びカーナビゲーション
用のディスプレイとして広く用いられている。特に、Ｔ
ＦＴ（薄膜トランジスター）等のスイッチング素子が各
画素に接続され、ネマテック液晶材料を用いるＴＮモー
ドＴＦＴ−ＬＣＤは優れた表示性能をもつ。しかし、Ｔ
Ｎモードは、視野角が狭く応答速度が遅いという問題点
がある。

【０００３】現在、固有或いは電場印加により誘起され
る自発分極を有する液晶材料（反強誘電性液晶，ＤＨＦ
（Deformed-Helix Ferroelectric）液晶，ねじれＦＬ
Ｃ，電傾効果或いは強誘電性液晶等）が電極間に挟まれ
た液晶表示素子は、広視野角、且つ高速応答可能な表示
素子として注目されている。

【０００４】自発分極を有する液晶の多くは、電圧無印
加状態，正電圧印加状態或いは負電圧印加状態という３
つの配向状態をとる。近年、自発分極を有する液晶の中
に上記した３つの配向状態だけでなく、印加電圧に応じ
て上記した状態の中間の配向状態をとることができる
“無閾値反強誘電性液晶（ＴＬＡＦ）”等の液晶材料が
発見された。このような液晶材料は、メモリー性は乏し
い若しくは無いが、ＴＦＴ，ＴＦＤ（薄膜ダイオード）
或いはＭＩＭなどのスイッチング素子を各画素に形成し
たアクティブマトリクス方式に採用し、非選択期間中も
電圧が保持されるようにすれば、任意の配向状態を保持
することができ、階調表示が可能となる。その結果、高
速・広視野角で中間調表示可能な液晶表示装置が実現可
能となる。

【０００５】自発分極を有する液晶の分子配列は、スメ
クティック相と呼ばれる状態にある。スメクティック層
では、図１８（ａ）に示すように、棒状分子が層状構造
を形成し、且つ構成分子は互いに平行配列している。

【０００６】液晶表示装置の画面を指で押すなどして液
晶に外力がかかると、液晶の配向が乱れ表示不良とな
る。ＴＮやＳＴＮモードでは液晶が層状構造をもたない
ために、外力を取り除くと配向は自然に元に戻り、表示
不良は解消される。

【０００７】ところが、スメクティック相の液晶は配向
秩序度が高いために、外力等により配向がひとたび破壊
されると、その外力を取り除いても乱れた層構造は復元
しない。つまり、液晶の配向は元には戻らず、外力の加
わったところが、半永久的に表示不良として残ってしま
う。

【０００８】例えば反強誘電性液晶の場合、液晶表示素
子を指で押すなどして２ｋｇ／ｃｍ² 以上の力がかかる
と、図１８（ｂ）に示すように、スメックティック液晶
の層構造が乱れ、その力を取り除いても配向は元には戻
らず、配向欠陥領域が発生する。

【０００９】この配向欠陥領域では、液晶分子の配向度
が低下しているため、黒レベルが悪く（黒を表示したと
きの透過率が高い）、コントラストが低下するので液晶
表示装置の表示品位を著しく劣化させる。このようにス
メクティック相の液晶には、指押し等によって“配向破
壊”が生じるという深刻な問題がある。

【００１０】ひとたび乱れた液晶配向を均一な状態に戻
す（配向処理を行う）には、以下に示すような方法があ
る。 （１）：等方相への相転移温度或いはそれに近い温度ま
で液晶の温度を上げた後、徐々に室温まで冷却する。 （２）：液晶に飽和電圧程度の比較的大きい交流電圧
（通常、画素電極一対向電極間に±７Ｖ以上、好ましく
は±１０Ｖ以上）を印加する（電圧印加配向処理法とも
呼ばれている）。 （３）：（１）と（２）の方法を複合して行う。

【００１１】（１）の方法は、回路等を実装する前の状
態であれば、液晶表示素子をオーブン等に入れ液晶を相
転移温度まで加熱することは容易にできる。しかし、液
晶表示素子にＴＡＢや駆動回路等が実装された状態の場
合、液晶表示装置全体をオーブンで加熱すると、プラス
ティック製の筐体や偏光板に変形或いは劣化等が生じる
ため、他の部材に影響を与えずに液晶を転移温度まで加
熱することは容易ではない。

【００１２】また、（１）の方法は、ある種のＤＨＦの
ようにスメクティックＣ相より高温で液晶分子がネマテ
ィック相を呈する場合に限り有効である。しかし、無閾
値反強誘電性液晶のように等方相からネマティック相を
経ないでスメクティック相に相転移する場合は、この方
法は有効ではない。

【００１３】（２）の方法は、液晶表示素子に駆動回路
を実装する前の状態であれば、ファンクションジェネレ
ータとアンプを用いて十分大きな電圧を液晶に印加する
ことが可能である。しかし、発明者達がこの方法を検討
した結果、ＴＦＴ等のスイッチング素子を用いた液晶表
示素子に適用した場合、以下の問題が生じることがわか
った。

【００１４】ＴＦＴ素子をＯＮ状態にする際、画素電圧
プラス約１５Ｖ以上の電圧をゲートに印加する必要があ
る。従って、画素電極に大きな電圧を印加し、配向処理
を行うためには、通常より高いゲート電圧を印加する必
要がある。ところが、ゲートに高い電圧をかけると、ゲ
ート絶縁膜の絶縁性の劣化などによりＴＦＴ素子の信頼
性が低下するという問題が生じた。

【００１５】また、個々の画素に設けられたスイッチン
グ素子の特性には若干のバラツキがあり、特に５Ｖ以上
の電圧を画素電極に印加すると特性のバラツキが顕著に
なる。±５Ｖ以上の電圧を画素電極に印加して配向処理
した際、画素によって印加電圧の実効値が微妙に異なる
ために、配向処理の程度が画素によって変化して、かえ
って表示が悪化するという問題が生じた。

【００１６】また、液晶表示素子にＴＡＢや駆動回路を
実装した状態では、通常の駆動用ドライバＩＣの耐圧が
最大振幅５Ｖ、特殊なドライバＩＣを用いても最大振幅
１０Ｖであるため、最大±５Ｖの電圧しか画素電極に印
加できない。このため、配向処理に必要な高電圧（±７
Ｖ以上）を画素電極に印加することができないという問
題がある。

【００１７】また、ゲートを一本ずつ選択する線順次走
査の場合、書き込み時間（１つのＴＦＴがＯＮ状態にな
っている時間）は、画面の精細度によって異なるが、１
０〜７０μｓである。液晶の応答時間が、この書き込み
時間よりも長い場合には、書き込み期間中に液晶の電場
応答が完了せず、補助容量に蓄えられた電荷を消費して
液晶が応答しようとするために保持率が低下し、液晶に
印加される実効電圧が低下する。その結果、液晶を十分
に配向処理することができないという問題がある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、自発
分極を有する液晶を用いて形成された液晶表示装置は、
駆動回路等実装した後、配向処理を行い配向を復元する
ことができないと問題があった。

【００１９】本発明の目的は、駆動回路等を実装した後
であっても、容易に液晶配向を復元することが可能で、
高コントラスト且つ画質良好な表示が常に得られる液晶
表示装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】 ［構成］上記目的を達成するために、本発明は以下のよ
うに構成されている。 （１） 本発明（請求項１）の液晶表示装置は、固有又
は電場の印加により誘起される自発分極を有する液晶材
料を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置にお
いて、複数本の走査線を選択する手段と、対向電極に電
圧を印加する電圧印加手段とを具備してなることを特徴
とする。

【００２１】本発明の好ましい実施態様を以下に示す。 (1-1) 選択される複数本の走査線は連続して配置されて
いる。なお、選択する本数は、２本以上であれば良く、
好ましくは１０本以上である。 (1-2) 前記電圧印加手段は、非表示期間に電圧を印加す
る。 (1-3) 前記電圧印加手段は、前記液晶材料の配向処理用
の電圧を印加することを特徴とする。 (1-4) 前記電圧印加手段は、前記画素電極に印加できる
信号振幅の最大値より大きな信号振幅を前記対向電極に
印加する。 (1-5) 前記画素電極に与える信号の位相と１８０゜異な
る位相の信号を前記対向電極に与える手段を具備する。 (1-6) 液晶表示素子を加熱するための手段を具備する。 (1-6.1) 前記対向電極をヒータ電極とする手段によって
液晶表示素子を加熱する。 (1-7) 配向処理を操作するための外部スイッチを具備す
る。 （２） 本発明（請求項２）の液晶表示装置は、固有又
は電場の印加により誘起される自発分極を有する液晶材
料を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置にお
いて、補助容量電極と対向電極との間に前記液晶材料の
配向処理用の電圧を印加する電圧印加手段を具備するこ
とを特徴とする。

【００２２】本発明の好ましい実施態様を以下に示す。 (2-1) 前記電圧印加手段は、非表示期間に電圧を印加す
る。 (2-2) 前記電圧印加手段は、前記液晶材料の配向処理用
の電圧を印加することを特徴とする。 (2-3) 前記電圧印加手段は、前記画素電極に印加できる
信号振幅の最大値より大きな信号振幅を前記対向電極と
補助容量電極との間に印加する。 (2-4) 液晶表示素子を加熱するための手段を具備する。 (2-4.1) 前記補助容量電極と前記対向電極の少なくとも
一方をヒーター電極とする手段によって液晶表示素子を
加熱する。 (2-5) 前記配向処理を操作するための外部スイッチを具
備する。

【００２３】なお、表示期間とは画像情報に対応した絵
が、液晶表示装置に表示されている時を言い、非表示期
間とはそれ以外の時を示す。なお、スクリーンセーバー
やオープニングメッセージが表示される起動時も非表示
期間に含まれる。

【００２４】［作用］本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。 ［構成（１）］複数の走査線にＯＮ信号を供給してこれ
らの走査線に接続するスイッチング素子をＯＮし、対向
電極側から電圧を印加することによって、駆動回路等を
実装した後でも液晶配向を復元することができる。

【００２５】また、複数の走査線を選択することによっ
て、画素電極−対向電極間の液晶分子に対し十分高い電
界を均一に且つ安定して印加する事ができ、容易に液晶
配向を復元することができる。

【００２６】［構成（２）］電圧印加による配向処理
は、画素電極と対向電極との間に電界を生じさせること
によってなされる。従って、上記（１）の構成では、画
素電極のない領域（つまり画素電極の周辺部）上の液晶
分子に対して配向処理を行うことができない。この非画
素領域からの光抜けを防止するためには、ブラックマト
リックス等で隠す必要がある。セル組み立ての際、画素
電極を有する第１の基板とブラックマトリックスを形成
した第２の基板の合わせマージンが数μｍ程度必要なた
め、この合わせマージンを考慮してブラックマトリック
スを太くし、画素電極の一部を覆う必要がある。その結
果、開口率が低下する。また、画素周辺部の液晶の配向
が著しく悪い場合には、この影響を受けて画素部分の液
晶の配向性も低下し、コントラストの低下を生じてしま
う。

【００２７】そこで、対向電極と補助容量電極との間に
電圧を印加する手段を設けることによって、非画素領域
の液晶分子に対しても十分高い電界を均一に且つ安定し
て印加することができ、液晶配向を復元することができ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。 ［第１実施形態］図１は、本発明の第１実施形態に係わ
る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。

【００２９】本実施形態の液晶表示装置は、従来のアク
ティブマトリクス方式の液晶表示装置の構成に、配向処
理制御回路３６，対向電極駆動回路３５，ヒータ制御回
路３７，シート状ヒータ３８が付加された構成をとって
いる。なお、シート状ヒータ３８を使わず、ヒータ制御
回路３７を対向電極に接続し、対向電極ヒータとして使
用しても良い。

【００３０】すなわち本実施形態の液晶表示装置の構成
は、表示タイミングコントローラー３０に、表示信号３
１及び同期信号３２が入力されている。表示タイミング
コントローラ３０に、信号線ドライバ３３，走査線ドラ
イバ３４或いは対向電極駆動回路３５を介して、液晶表
示素子１０が接続されている。

【００３１】また、表示タイミングコントローラ３０に
配向処理制御回路３６が接続されている。配向処理制御
回路３６に、ヒータ制御回路３７を介してシート状ヒー
タ３８が接続されている。なお、シート状ヒータ３８
は、液晶表示素子１０の表面に張り付けられている。

【００３２】また、図２に図１中の液晶表示素子１０の
構成を示す。図２（ａ）は液晶表示素子１０の平面図、
図２（ｂ）はその断面図、図２（ｃ）は１画素の平面図
である。

【００３３】第１のガラス基板１１上にマトリクス状に
ＴＦＴ等のスイッチング素子１２が配列されている。ま
た、第１のガラス基板１１上に、スイッチング素子１２
に接続され、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電
膜からなる画素電極１３が形成されている。全面にポリ
イミド樹脂等からなる配向膜１４が形成されている。

【００３４】第１のガラス基板１１の画素電極１３側に
第２のガラス基板１５が対向配置されている。第２のガ
ラス基板１５の画素電極１３側上にカラーフィルタ１６
が形成されている。カラーフィルタ１６上に、ＩＴＯ等
の透明導電膜からなる対向電極１７が形成されている。
対向電極１７上にポリイミド樹脂等からなる配向膜１８
が形成されている。配向膜１４上に散布されたスペーサ
１９によって二つの構造体が保持され、その間に強誘電
性液晶（ＦＬＣ），反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ），ＴＬ
ＡＦ，ＤＨＦ或いはねじれＦＬＣ等、固有または電場を
印加することにより誘起される自発分極を有する液晶２
１が挟まれている。

【００３５】また、これら第１及び第２のガラス基板１
１，１５の外側に偏光板２２ａ及び２２ｂが貼着されて
いる。なお、図２（ａ），（ｃ）に示した２３は信号
線、２４はゲート（走査）線であり、Ｃｓ（補助容量）
線は図中では省略されている。

【００３６】なお、液晶表示素子１０に外力が加わるな
どして液晶が配向破壊したとき，液晶表示素子１０が高
温にさらされ液晶配向の均一性が低下したとき，或いは
長時間同じ画像を表示してその画像が焼き付いてしまっ
た（Image Sticking）場合等に配向処理が必要となる。

【００３７】そして、使用者の判断に基づいて配向処理
が開始できるように、この液晶表示装置には配向処理を
開始／終了させる外部スイッチ（不図示）が備えられて
いる。使用者が外部スイッチを押すことにより、配向処
理制御回路３６から配向処理開始信号が出力され（図３
（ａ））、液晶の配向処理が行われる。

【００３８】表示タイミングコントローラ３０は、配向
処理制御回路３６から配向処理開始信号が出力される
と、走査線ドライバ３２に対して全て或いは配向処理が
必要な所に対応する複数の走査線を選択するよう指令を
出力する。そして、対向電極駆動回路３５及び信号線ド
ライバ３３に対して、液晶分子の配向を復元させるため
の電圧を出力するように指令する。なお、配向処理の
際、液晶分子に実効的に印加される電圧は、配向が復元
するのに十分な電圧とする。但し、信号線に印加される
電圧は、通常の画像表示の時と同様なレベルの信号と
し、特別な信号線ドライバを設ける必要がないようにす
る。また、場合によっては、配向処理制御回路３６から
ヒータ制御回路３７に指令を出力してヒータ３８をＯＮ
し、液晶表示素子１０を温める。そして、表示コントロ
ーラ３０は、配向処理制御回路３６から配向処理終了信
号出力されると（図３（ａ））、配向処理動作を終了す
る。

【００３９】また、液晶表示装置をＯＮした直後、ある
いは液晶表示装置をＯＦＦしたとき、あるいは一定の時
間が経過した場合等、特定のタイミングで配向処理制御
回路３６から配向処理開始信号を出力させることも可能
である。

【００４０】また、携帯用コンピューター等では、キー
ボードに一定時間何も入力がなされていないことなどを
検知してバックライトを自動的にＯＦＦにしたり、スク
リーンセイバーを起動させたりする“省エネ機構”が具
備されている。この液晶表示装置をコンピュータ等の表
示端末として利用する際には、この省エネ機構が起動し
ている間（これも非表示期間内に含まれる）に、以下の
ような機能をもたせることも有効である。すなわち、バ
ックライトのＯＦＦやスクリーンセイバーの起動と連動
させて、配向処理制御回路３６から配向処理開始信号を
出力させることも可能である。

【００４１】ここで、本実施形態の液晶表示素子１０の
作製法について説明する。スイッチング素子１２及び画
素電極１３がマトリクス状に形成された第１のガラス基
板１１とカラーフィルタ１６およびブラックマトリクス
が形成された第２の基板上に、可溶性ポリイミド（日本
合成ゴム社製ＡＬ−１０５１）の薄膜をオフセット印刷
し、ホットプレートを用いて９０℃で３分間、さらにＮ
₂ 雰囲気中で１８０℃，３０分間ベーキングし、配向膜
１４，１８を形成する。

【００４２】形成されたポリイミド配向膜（膜厚６５ｎ
ｍ）に対してラビング処理を行う。ラビング方向は第１
のガラス基板１１と第２のガラス基板１５で互いに反平
行となるようにし、クロスラビング角は５゜とした。

【００４３】次いで、この第１のガラス基板１１上にス
ペーサ粒子（直径２μｍ）１９を散布した。また、この
第２のガラス基板１５の周辺部分に紫外線硬化性シール
材を印刷した。この第１のガラス基板１１と第２のガラ
ス基板１５を対向して組み合せ、加圧状態で紫外線を当
てシール材を硬化させ、その後１６０℃で１時間加熱し
て液晶表示素子１０を形成した。このセルを真空チヤン
バー内に入れ、１２０℃に加熱し、等方相にした反強誘
電性液晶組成物（相系列：固体相→−３０℃→スメクテ
ィックＣ相→８０℃→スメクティックＡ相→８５℃→等
方相；応答時間＝８０μｓ）を注入口より真空注入し
た。その後、注入口をエポキシ系接着剤で封じた。な
お、セルギャップは２．０μｍとした。

【００４４】そして、一方の偏光板の透過軸をラビング
方向とほぼ平行に、他方の偏光板の透過軸４をラビング
方向とほば垂直になるようにして偏光板を基板に貼付し
た。このようにして対角１５インチの液晶表示素子を作
製した。この液晶表示素子に、図１に示した回路群を実
装し、バックライト付きベゼルに入れて液晶表示装置を
完成させた。

【００４５】本発明における配向処理の効果を示すため
に、上記の方法で作製した液晶表示素子に対して故意に
液晶配向を乱した後、駆動回路群から図３に示す信号を
液晶表示素子に出力して配向処理を行った。なお、図３
において、Ｖsig は信号線に印加する信号、Ｖcom は対
向電極に印加する信号、Ｖg は走査線に印加する信号で
ある。

【００４６】なお、次に示す方法で液晶配向を故意に乱
した。 （１）液晶表示素子を１００℃で１０分間加熱後、２０
分かけて室温に戻し、液晶配向を乱す。 （２）表示部の中央部に直径１ｃｍの円上にプッシュプ
ルゲージを用いて２ｋｇ／ｃｍ² の力を加え、指押し不
良を人工的に発生させる。

【００４７】そして、配向処理の条件及び配向処理結果
を図４〜図６に示し、条件及び処理結果について説明す
る。画質は、良い順に○○，○，△，×，××である。 （条件１，２，３）全ての走査線２４に直流２０Ｖの信
号Ｖg を印加し（図３（ｂ）；これは表示タイミングコ
ントローラ２０から走査線ドライバ３４への信号
〈“０”或いは“１”の信号〉をすべて“１”とするこ
とで容易に可能である）、全てのスイッチング素子１２
を常時ＯＮとした。また、信号線２３に０Ｖの信号Ｖsi
g を印加して画素電極１３を０Ｖに保った。そして、対
向電極１７に対し６０Ｈｚの矩形波でそれぞれ±５Ｖ
（条件１），±１０Ｖ（条件２）、±１５Ｖ（条件３）
の電圧を印加して配向処理を行った（図３（ｃ））。

【００４８】対向電極１７に電圧を印加して配向処理を
行ったことで、±５Ｖ以上の高電圧を画素電極１３−対
向電極１７間に印加できるようになった。条件１〜３の
条件において、配向処理前には３：１だったコントラス
トを大幅に向上させることができた。

【００４９】また、全てのスイッチング素子１２をＯＮ
にしたことで、すべての画素に電圧を均一に印加できる
ようになり、液晶表示素子の画面全面を均一に配向処理
することができた。また、スイッチング素子１２を常時
ＯＮすることにより、突き抜け電圧の影響を除去するこ
とができた。

【００５０】（条件４）すべての走査線２４に直流２０
Ｖの信号Ｖg を印加して（図３（ｂ））、全てのスイッ
チング素子１２を常時ＯＮとし、信号線２３には±２．
５Ｖ，６０Ｈｚの矩形波信号Ｖsig を供給した（図３
（ｄ））。対向電極１７には、信号線２３に印加されて
いる信号と１８０゜位相の異なる±７．５Ｖの矩形波信
号Ｖcom を供給した（図３（ｄ））。

【００５１】画素電極１３−対向電極１７間には、実効
的に±１０Ｖの電圧を条件２と同様に印加することがで
き、条件２と同様の効果を得ることができた。 （条件５）連続して配置形成されている２本の走査線２
４を同時に選択しながら線順次走査した。つまり、走査
線２４に対して、図３（ｆ）に示すパルス波（Ｖg,l ＝
−５Ｖ、Ｖg,h ＝２０Ｖ、周期＝６０Ｈｚ、書き込み時
間（Ｖg,h が出力されている期間）＝８４μｓ）を印加
した。これは表示タイミングコントローラー２０からの
信号波形を変えることで容易に可能である。

【００５２】本条件の場合、２本の走査線２４を同時選
択したことで書き込み時間が液晶の応答時間より長くな
った。そのため、非選択期間（走査線電圧がＶg,l の期
間）にも画素電極１３に電位が保持されるので、条件２
と同様の効果を得ることができる。

【００５３】ただし、走査線２４に印加する電圧をパル
ス波とすると突き抜け電圧が生じる（本条件の場合１Ｖ
以上）。これを補正するために、対向電極１７に供給す
る矩形波信号Ｖcom に対して１Ｖのオフセットをかけ、
＋９Ｖ，−１１Ｖの電圧を交互に６０Ｈｚの周波数で印
加した。

【００５４】このように走査線２４にパルス波を印加し
ても、複数の走査線２４を同時に選択することで、配向
処理に必要な電圧が印加できるようになり、画面全面を
均一に配向処理することができることが確認された。

【００５５】（条件６）連続して配置形成されている全
走査線数／２本の走査線を同時に選択しながら線順次走
査した。つまり、走査線には図３（ｆ）に示したパルス
波（Ｖg,l ＝−５Ｖ、Ｖg,h ＝２０Ｖ、周期＝６０Ｈ
ｚ、書き込み時間（Ｖg,h が出力されている期間）＝
８．３ｍｓ）を印加した。これは表示タイミングコント
ローラ３０からの信号波形を変えることで容易に可能で
ある。

【００５６】本条件の場合、全走査線数／２本の走査線
を同時選択したことで書き込み時間が液晶の応答時間よ
り長くなった。そのため、非選択期間（走査線電圧がＶ
g,lの期間）にも画素電極に電位が保持されるので、条
件２と同様の効果を得ることができることが確認され
た。

【００５７】ただし、走査線に印加する電圧をパルス波
にすると、突き抜け電圧が生じた（本実施例の場合、
０．５Ｖ）。これを補正するために、対向電極１７に印
加する矩形波には０．５Ｖのオフセットをかけ、＋７
Ｖ，−８Ｖの電圧を交互に周波数６０Ｈｚで印加した。

【００５８】このように走査線２４にパルス波を印加し
ても、複数の走査線を同時に選択することで、配向処理
に十分な電圧が印加できるようになり、画面全面を均一
に配向処理することができた。

【００５９】（条件７，８）条件７，８では、対向電極
に供給する信号Ｖcom の周波数を１Ｈｚ（条件７），２
００Ｈｚ（条件８）に変更した以外は条件２と同じであ
り、条件２と同様な効果を得ることができた。このよう
に周波数を変えた場合、対向電極に与える信号Ｖcom
は、０．０１Ｈｚから５００Ｈｚが好ましい。特に、
０．１Ｈｚから２００Ｈｚで効果が大きく、回路作成の
容易さや配向処理に要する時間を考慮すると、１０Ｈｚ
から４０Ｈｚの周波数が好ましい。

【００６０】（条件９，１０）条件９，１０は、対向電
極に与える信号Ｖcom の波形を三角波（条件９）或いは
サイン波（条件１０）に変更した以外は条件２と同じで
ある。対向電極に与える信号Ｖcom の波形を変えても、
条件２とほぼ同様な効果を得ることができた。

【００６１】（条件１−２〜１０−２）これらの条件
は、それぞれ条件１〜１０の液晶表示素子１０の温度
（パネル温度）を変えたときに相当する。なお、パネル
温度は、液晶表示素子１０に貼付されたシート状ヒータ
３８及びヒータ制御回路３７によってコントロールし
た。

【００６２】図５に示した信号Ｖg ，Ｖsig 及びＶcom
を印加しながら、パネルを５０℃まで昇温した後、１０
分間かけて室温まで戻した。パネル温度を上昇させると
液晶の分子運動が活発になるので、条件１〜１０に比べ
て配向処理の効果が増大する事が確認された。

【００６３】条件１−３〜１０−３ これら図６に示した条件は、それぞれ条件１〜１０，１
−２〜１０−２のパネル温度を変えたときに相当する。

【００６４】図６に示した信号Ｖg ，Ｖsig ，Ｖcom を
印加しながら、パネルを９０℃まで昇温した後、１０分
間かけて室温まで戻した。液晶表示素子を液晶の相転移
温度以上に加熱し、液晶材料をいったん等方相に相転移
させた。これにより、それまでの液晶配向状態がすべて
リセットされるので、配向処理の効果が著しく増大し
た。

【００６５】なお、９０℃程度の加熱では、プラスティ
ック製の匡体や備光板など液晶表示装置の部材を劣化さ
せることはなかった。以下、従来の液晶表示装置につい
て行った比較例について説明する。以下の比較例での条
件等を図７に示す。

【００６６】（比較例１）対向電極に供給する信号Ｖco
m を一定にし、信号線に±２．５Ｖの矩形波の信号Ｖsi
g を供給した（図３（ｅ））。通常の信号線ドライバの
耐圧は５Ｖなので、信号線に供給する信号Ｖsig として
は最大±２．５Ｖまでしか印加できず、十分に配向処理
することができなかった。

【００６７】また、本比較例では、走査線を１本ずつ線
順次で駆動している。つまり、走査線には、図３（ｆ）
に示したようなパルス波（Ｖg,l ＝−５Ｖ、Ｖg,h ＝２
０Ｖ、周期＝６０Ｈｚ、書き込み時間（Ｖg,h が出力さ
れている期間）＝４２μｓ）が印加されている。書き込
み時間が液晶の応答時間より短いため、非選択期間（走
査線電圧がＶg,l の期間）に画素電極の電位が低下し、
配向処理に必要な電圧を液晶に印加することができなか
った。

【００６８】さらに、上述した画素電位の低下によっ
て、ゲート信号の遅延の影響が顕著に現れて、配向処理
が均一にできず、画質が低下した。なお、ゲート信号の
遅延の影響とは、液晶表示素子の表示エリアの内、ゲー
ト電圧を供給するためのＴＡＢから遠い部分ではゲート
信号がなまるため、ＴＡＢから近い部分と遠い部分とで
液晶への電場のかかり方に差が生じることである。

【００６９】（比較例２）対向電極に供給する信号Ｖco
m を一定にし、信号線に±５Ｖの矩形波の信号Ｖsig を
供給した（図３（ｅ））。この例のように、特殊な信号
線ドライバを用いてＶsig に±５Ｖを印加した場合、Ｔ
ＦＴのオン抵抗の低下を防くためにＶg,hを上げなけれ
ばならない。その結果、ＴＦＴの信頼性が低下してしま
った。また、ＴＦＴ特性のばらつきのために画質のムラ
が目立った。

【００７０】また、本比較例では、走査線を１本ずつ線
順次で駆動している。つまり、走査線には図３（ｆ）に
示したようなパルス波（Ｖg,l ＝−５Ｖ、Ｖg,h ＝２５
Ｖ、周期＝６０Ｈｚ、書き込み時間（Ｖg,h が出力され
ている期間）＝４２μｓ）が印加されている。書き込み
時間が液晶の応答時間より短いため、非選択期間（走査
線電圧がＶg,l の期間）に画素電極の電位が低下し、配
向処理に必要な電圧を液晶に印加することができなかっ
た。

【００７１】さらに、上述した画素電極の電位低下によ
って、ゲート信号の遅延の影響が顕著に現れて、配向処
理が均一にできず、画質が低下した。 （比較例３）信号線に±２．５Ｖ，６０Ｈｚの矩形波の
信号Ｖsig を供給し、対向電極には信号線と１８０゜位
相の異なる矩形波（±２．５Ｖ）の信号Ｖcom を供給し
た。これにより、画素電極−対向電極間には±５Ｖを書
き込むことができる。

【００７２】しかしながら、本比較例では、走査線を１
本ずつ線順次で駆動している。つまり、走査線には図３
（ｆ）に示したようなパルス波（Ｖg,l ＝−５Ｖ、Ｖg,
h ＝２０Ｖ、周期＝６０Ｈｚ、書き込み時間（Ｖg,h が
出力されている期間）＝４２μｓ）が供給されている。
書き込み時間が液晶の応答時間より短いため、非選択期
間（走査線電圧がＶg,l の期間）に画素電極の電位が低
下し、配向処理に必要な電圧を液晶に印加することがで
きなかった。

【００７３】さらに、上述した画素電位の低下によっ
て、ゲート信号の遅延の影響が顕著に現れて、配向処理
が均一にできず、画質が低下した。 比較例４〜６ これらの比較例は、それぞれ比較例１〜３のパネル温度
を変え、条件１−２〜１０−２のパネル温度にした場合
に相当する。コントラストの改善はみられるが、配向処
理にムラがあるため、画質は悪い。

【００７４】比較例７〜９ これらの比較例は、それぞれ比較例１〜３のパネル温度
を変え、条件１−３〜１０−３のパネル温度にした場合
に相当する。コントラストの改善はみられるが、配向処
理にムラがあるため、画質は悪い。

【００７５】以上説明したように本実施形態の液晶表示
装置によれば、液晶分子の配向を著しく回復させること
ができ、広視野角・高速応答で極めて良好な表示特性を
有する液晶表示装置を形成することができた。

【００７６】［第２実施形態］図８は、本発明の第２実
施形態に係わる液晶表示装置の構成を示すブロック図で
ある。

【００７７】本実施形態の液晶表示装置は、従来アクテ
ィブマトリクス方式の液晶表示装置の構成に、配向処理
制御回路３６，対向電極駆動回路３５，ヒータ制御回路
３７，シート状ヒータ３８，補助容量電極駆動回路６０
が付加された構成をとっている。

【００７８】本実施形態の液晶表示の構成は、表示タイ
ミングコントローラー３０に、表示信号３１及び同期信
号が入力されている。表示タイミングタイミングコント
ローラ３０に信号線ドライバ３３，走査線ドライバ３４
及び対向電極駆動回路３５を介して、液晶表示素子４０
が接続されている。表示タイミングコントローラ３０に
配向処理制御回路３６及び補助容量電極駆動回路６０が
接続されている。

【００７９】また、液晶表示素子４０を加熱するため
に、対向電極或いは補助容量電極には数十Ｗ程度の電力
を供給可能なヒーター制御回路３６が接続されている。
液晶表示素子４０を加熱する場合、対向電極と対向電極
駆動回路３５の間のスイッチをオープンとし、あるいは
補助容量電極と補助容量電極駆動回路間のスイッチをオ
ープンとし、ヒータ制御回路３６によって対向電極或い
は補助容量電極に電流を流すことで、対向電極あるいは
補助容量電極が昇温する。

【００８０】対向電極或いは補助容量電極はＩＴＯなど
の透明導電膜で形成されている。透明導電膜は、シート
抵抗が数〜数十Ωと比較的高いため、対向電極或いは補
助容量電極の両端に数十Ｖ，数Ａ程度の電気を供給する
と、電極がジュール熱によって発熱する。

【００８１】なお、画像表示期間は、対向電極とヒータ
ー制御回路３６の間、並びに補助容量電極とヒーター制
御回路３６の間のスイッチをオープンにし、対向電極及
び補助容量電極の印加電圧は、それぞれ対向電極駆動回
路３５及び補助容量電極駆動回路６０で制御される。

【００８２】また、図８中の液晶表示素子４０の構成に
ついて説明する。液晶表示素子の全体及び１画素の平面
図は、第１実施形態の図２（ａ），（ｃ）と同様なので
その説明を省略する。

【００８３】図９に示すように、第１のガラス基板１１
上の全面に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなる補助容量電
極４１が形成されている。補助容量電極４１上に、酸化
シリコン，窒化シリコン，ポリイミド，アクリル或いは
ペンゾシクロブテンポリマー等の絶縁層４２が全面に形
成されている。絶縁層４２上に走査線４３が形成されて
いる。

【００８４】絶縁層４２及び走査線４３上にゲート絶縁
膜４４が形成されている。ゲート絶縁膜４４上に、アモ
ルファスシリコン薄膜からなる半導体薄膜４５が形成さ
れている。半導体薄膜４５上に、ＴＦＴのチャネル形成
時に薄膜４５を保護するためのシリコン窒化膜からなる
チャネル保護膜４６が形成されている。

【００８５】半導体薄膜４５及びチャネル保護膜４６上
には、それぞれオーミック層４７を介して半導体薄膜４
５に電気的に接続するソース電極４８、信号線と一体の
ドレイン電極４９が形成されている。

【００８６】また、ゲート絶縁膜４４上に、ソース電極
４８と電気的に接続する画素電極１３が形成されてい
る。後述する対向電極とのショートを防止するため、全
面に保護層５０が形成されている。保護層５０上に配向
膜１４が形成されている。

【００８７】第１のガラス基板１１上のスイッチング素
子側に対向して第２のガラス基板１５が配置されてい
る。第２のガラス基板１５上にブラックマトリクス５１
及びカラーフィルタ１６が形成されている。全面にアク
リル，ベンゾシクロブテンポリマー、ポリイミド等から
なる平坦化樹脂層５２が形成されている。平坦化樹脂層
５２上に対向電極１７が形成されている。対向電極上に
配向膜１８が形成されている。

【００８８】配向膜１４上に形成されたスペーサ柱１９
によって第２のガラス基板１５を含む構造体が保持さ
れ、その間に強誘電性液晶（ＦＬＣ），反強誘電性液晶
（ＡＦＬＣ），ＴＬＡＦ，ＤＨＦ或いはねじれＦＬＣ
等、固有または電場を印加することにより誘起される自
発分極を有する液晶２１が挟まれている。

【００８９】また、これら第１及び策２のガラス基板１
１，１５の外側に偏光板２２ａ及び２２ｂが貼着されて
いる。また、第１実施形態の液晶表示装置と同様に、使
用者の判断に基づいて配向処理が開始できるように、こ
の液晶表示装置には配向処理を開始／終了させる外部ス
イッチ（不図示）が備えられている。使用者がこのスイ
ッチを押せば、配向処理制御回路３６から配向処理開始
信号が出力され、液晶の配向処理が開始される。

【００９０】表示タイミングコントローラ３０は、配向
処理制御回路３６から配向処理開始信号が出力される
と、走査線ドライバ３２に対して、全て或いは複数の走
査線を選択するよう指令を出す。そして、対向電極駆動
回路３５及び補助容量電極駆動回路６０に対して、液晶
分子の配向を復元させるための電圧を出力するように指
令する。なお、配向処理の際、液晶分子に実効的に印加
される電圧は、配向が復元するのに十分な電圧とする。
また、場合によっては、配向処理制御回路３６からヒー
タ制御回路３７に指令を出力して液晶表示素子４０を温
める。そして、配向処理制御回路３６から配向処理終了
信号が出力されると（図１０（ａ））、表示タイミング
コントローラ３０は、配向処理を終了する。

【００９１】また、第１実施形態と同様に、液晶表示装
置をＯＮした直後、あるいは液晶表示装置をＯＦＦした
とき、あるいは一定の時間が経過したとき、など特定の
タイミングで配向処理制御揮路１７から配向処理開始信
号を出力させることも可能である。

【００９２】本実施形態の液晶表示装置をコンピュータ
などの表示端末として利用する際には、第１実施形態と
同様に、省エネ機構が起動している間に、バックライト
のＯＦＦやスクリーンセイバーの起動と連動して、配向
処理制御回路１７から配向処理開始信号を出力させ、配
向処理を開始する。

【００９３】なお、第１及び第２のガラス基板１１，１
５上に上記構造物を形成した後の、製造方法は、第１実
施形態に説明した方法と同様なのでその説明を省略す
る。本発明における配向処理の効果を示すために、上記
の方法で作製した液晶表示素子に対して、第１実施形態
と同様な方法を用いて故意に液晶配向を乱した後、回路
群から図１０に示す信号を液晶表示素子に出力して配向
処理を行った。

【００９４】そして、配向処理の条件及び配向処理結果
を図１１〜図１３に示し、条件及び処理結果について説
明する。画質は、良い順に○○，○，△，×，××であ
る。 （条件１，２，３）すべての走査線に直流２０Ｖの信号
Ｖg を供給し（図１０（ｂ））、補助容量電極及び信号
線に０Ｖの信号Ｖcs，Ｖsig を印加して画素電極の電位
を０Ｖに保った（図１０（ｃ））。そして、対向電極に
６０Ｈｚの矩形波で、それぞれ±５Ｖ（条件１），±１
０Ｖ（条件２），±１５Ｖ（条件３）の信号Ｖcom （図
１０（ｃ））を供給して配向処理を行った。

【００９５】対向電極に電圧を印加して配向処理したこ
とで、補助容量電極−対向電極間に±５Ｖ以上の高電圧
を印加できるようになり、配向処理前には３：１だった
コントラストを大幅に向上させることができた。また、
全走査線を同時に選択したことで、すべての画素に等し
い電圧が印加できるようになり、画面全面を均一に配向
処理することができた。また、ゲートを常時ＯＮとした
ことにより、突き抜け電圧の影響を除去することができ
た。

【００９６】また、補助容量電極を一方の配向処理用電
極としたことで画素だけでなく画素周辺部も配向処理す
ることができた。その結果、画素周辺部からの光抜けを
防ぐことができ、画素電極−対向電極間に同様の電圧を
印加して配向処理した場合比べ、１割程度コントラスト
が向上した。

【００９７】（条件４）すべての走査線に直流２０Ｖの
信号Ｖg を供給し（図１０（ｂ））、補助容量電極には
±３．５Ｖ，６０Ｈｚの矩形波信号Ｖcs（図１０
（ｄ））を、信号線には±２．５Ｖ，６０Ｈｚの矩形波
信号Ｖsig を供給した。対向電極には、補助容量電極及
び后号線と１８０゜位相の異なる±７．５Ｖの矩形波信
号Ｖcom を供給した（図１０（ｄ））。

【００９８】これにより、画素電極−対向電極間には±
１０Ｖが印加でき、条件２と同様の効果を得ることがで
きた。なお、補助容量電極と画素電極の間には絶縁層
（誘電体）があるため電圧降下が生じる。液晶分子にか
かる電圧が画素部と画素周辺部（非画素電極部）で概略
等しくなるように電圧降下分を考慮して、Ｖsig （＝±
２．５Ｖ）よりＶcs（＝±３．５Ｖ）を１Ｖ増加して供
給した。

【００９９】（条件５）走査線に供給する信号Ｖg を０
Ｖとし、スイッチング素子をＯＦＦとした。また、対向
電極に±１０Ｖ，６０Ｈｚの矩形波信号Ｖcom を供給
し、補助容量電極へ供給する信号Ｖcsを０Ｖとした。

【０１００】本条件では、画素電極はフローティングと
なっているが、補助容量電極はほぼ０Ｖに保たれるた
め、条件２と同様の効果を得ることができた。 （条件６）走査線に供給する信号Ｖg を０Ｖとし、スイ
ッチング素子をＯＦＦとした。また、補助容量電極に±
３．５Ｖ，６０Ｈｚの矩形波信号Ｖcsを供給した。

【０１０１】本条件では、画素電極はフローティングと
なっているが、補助容量電極に供給される信号Ｖcsの変
化に応じて電極の電位が変化するため、条件２と同様の
効果を得ることができた。

【０１０２】（条件７，８）対向電極に供給する信号Ｖ
com の周波数を１Ｈｚ（条件７）或いは２００Ｈｚ（条
件８）に変えた以外は条件２と同じである。

【０１０３】これらの条件は、条件２と同様な効果を得
ることができた。このように周波数を変えた場合、配向
処理するために供給する信号Ｖcom は、０．０１Ｈｚか
ら５００Ｈｚが好ましい。特に、０．１Ｈｚから２００
Ｈｚで効果が大きく、回路作成の容易さや配向処理に要
する時間を考慮すると、１０Ｈｚから４０Ｈｚが特に好
ましい。

【０１０４】（条件９，１０）これらの条件は、対向電
極に供給する信号Ｖcom の波形を、三角波（条件９）或
いはサイン波（条件１０）に変えた以外は条件２と同じ
である。

【０１０５】これらの条件でも、条件２とほぼ同様な効
果を得ることができた。 （条件１―２，〜１０−２）これらの条件は、それぞれ
条件１〜１０のパネル温度を変えたときに相当する。

【０１０６】パネル温度は電圧印加配向処理を行う前
に、対向電極あるいは補助容量電極にヒーター制御画路
から電流を流すことで５０℃まで昇温した。その後、自
然に放熱することでパネル温度は１０分間で室温まで戻
った。この放熱中に、図１２に示した信号Ｖcs，Ｖg ，
Ｖsig ，Ｖcom を供給し、配向処理を行った。パネル温
度を上昇させると液晶の分子運動が活発になり、条件１
〜１０に比べて配向処理の効果が増大した。

【０１０７】（条件１−３，２−３，…，１０−３）こ
れらの条件は、それぞれ条件１〜２〜１０−２のパネル
温度を変えたときに相当する。

【０１０８】パネル温度は電圧印加配向処理を行う前
に、対向電極あるいは補助容量電極にヒーター制御回路
から電流を流すことで９０℃まで昇温した。その後、自
然に放熱することでパネル温度は２０分間で室温まで戻
る。この放熱中に、図１３に示す信号Ｖcs，Ｖg ，Ｖsi
g ，Ｖcom を印加し、配向処理を行った。パネル温度が
上昇すると液晶の分子運動が活発になり、配向処理の効
果が増大することが確認された。

【０１０９】本条件では、液晶表示素子を液晶の相転移
温度以上に加熱し、液晶材料をいったん等方相にしてい
る。これにより、それまでの液晶配向がすべてリセット
されるので、配向処理の効果が著しく増大できた。な
お、９０℃程度の加熱では、プラスティック製の筐体や
偏光板等の液晶表示装置の部材を劣化させることはなか
った。

【０１１０】以下、従来の液晶表示装置について比較例
を挙げる。なお、これら比較例では補助容量電極には対
向電極と等しい電圧が印加されている。 （比較例１）対向電極に供給する信号Ｖcom を一定にし
て信号線に矩形波信号Ｖsig を印加した（図１０
（ｅ））。通常の信号線ドライバの耐圧は５Ｖなので、
信号線に供給する信号Ｖsig としては最大±２．５Ｖま
での電圧しか印加できず、十分に配向処理することがで
きなかった。

【０１１１】また、本比較例では、走査線を１本ずつ線
順次で駆動している。つまり、走査線には図１０（ｆ）
に示したようなパルス波（Ｖg,1 ＝−５Ｖ、Ｖg,h ＝２
０Ｖ、周期＝６０Ｈｚ、書き込み時間（Ｖg,h が出力さ
れている期間）＝４２μｓ）が印加されている。従っ
て、書き込み時間が液晶の応答時間より短いため、非選
択期間（走査線電圧がＶg,l の期間）に画素電極の電位
が低下し、配向処理に必要な電圧を液晶に印加すること
ができなかった。

【０１１２】さらに、上述した画素電位の低下によりゲ
ート信号の遅延による影響が顕著に現れて、配向処理を
均一にすることができず、画質が低下した。 （比較例２）対向電極に供給する信号Ｖcom を一定に
し、信号線に±５Ｖの矩形波信号Ｖsig を印加した（図
１０（ｅ））。本条件のように、特殊な信号線ドライバ
を用いて信号線に±５Ｖの電圧を印加した場合、ＴＦＴ
のオン抵抗の低下を防ぐために信号Ｖg,h を上げなけれ
ばならない。その結果、ＴＦＴの信頼性が低下してしま
った。また、ＴＦＴ特性のばらつきのために画質のムラ
が目立った。

【０１１３】また、この比較例では、走査線を１本ずつ
線順次で騒動している。つまり、走査線には図１０
（ｆ）に示したようなパルス波（Ｖg,l ＝−５Ｖ、Ｖg,
h ＝２５Ｖ、周期＝６０Ｈｚ、書き込み時間（Ｖg,h が
出力されている期間）＝４２μｓ）が印加されている。
書き込み時間が液晶の応答時間より短いため、非選択期
間（走査線電圧がＶg,l の期間）に画素電極の電位が低
下し、配向処理に必要な電圧を液晶に印加することがで
きなかった。

【０１１４】さらに、上述した画素電極の電位の低下に
よりゲート信号の遅延による影響が顕著に現れて、配向
処理を均一にすることができず、画質が低下した。 （比較例３）信号線に±２．５Ｖ，６０Ｈｚの矩形波信
号Ｖsig を供給し、対向電極には信号線に供給されてい
る信号と１８０゜位相の異なり、±２．５Ｖの矩形波信
号Ｖcom を供給した。これにより、画素電極−対向電極
間には±５Ｖの電圧を書き込むことができる。

【０１１５】しかしながら、本比較例では、走査線を１
本ずつ線順次で駆動している。つまり、走査線には図１
０（ｆ）に示した信号（Ｖg,l ＝−５Ｖ、Ｖg,h ＝２０
Ｖ、周期＝６０Ｈｚ、書き込み時間（Ｖg,h が出力され
ている期間）＝４２μｓ）が印加されている。

【０１１６】書き込み時間が液晶の応答時間より短いた
め、非選択期間（走査線電圧がＶg,l の期間）に画素電
極の電位が低下し、配向処理に必要な電圧を液晶に印加
することができなかった。

【０１１７】またさらに、上述した画素電位の低下によ
りゲート信号の遅延による影響が顛著に現れて、配向処
理が均一にできず、画質が低下した。 （比較例４，５，６）これらの比較例は、それぞれ比較
例１〜３のパネル温度を変えたときに相当する。パネル
温度は電圧印加配向処理を行う前に、対向電極あるいは
補助容量電極にヒーター制御回路から電流を流すことで
５０℃まで昇温した。その後、自然に放熱することでパ
ネル温度は１０分間で室温まで戻った。この放熱中に、
信号Ｖg ，Ｖsig ，Ｖcom を印加し、配向処理を行っ
た。パネル温度を上昇させると液晶の分子運動が活発に
なりコントラストの改善はみられるが、配向処理にムラ
があるため画質は悪い。

【０１１８】（比較例７，８，９）これらの比較例は、
それぞれ比較例４〜６のパネル温度を変えたときに相当
する。パネル温度は電圧印加配向処理を行う前に、対向
電極あるいは補助容量電極にヒーター制御回路から電流
を流すことで９０℃まで昇温させた。その後、自然に放
熱することで、パネル温度は２０分間で室温まで戻っ
た。この放熱中に、図１４に示す電圧Ｖg 、Ｖsig 、Ｖ
com を印加し、配向処理を行った。パネル温度を上昇さ
せると、液晶の分子運動が活発になりコントラストの改
善はみられるが、配向処理にムラがあるため画質は悪
い。

【０１１９】以下の条件では、本実施形態の液晶表示装
置の補助容量電極に対向電極より大きな電圧を印加して
配向処理を行った。なお、この配向処理の条件及び結果
を図１５に示す。

【０１２０】（条件１１〜１３）走査線ドライバと表示
タイミングコントローラとの間、及び信号線ドライバと
表示タイミングコントローラとの間をオープンにし、走
査線と信号線と画素電極の電位をフローティングとし
た。対向電極は０Ｖに保った。そして、補助容量電極に
６０Ｈｚの矩形波で、それぞれ±５Ｖ（条件１１），±
１０Ｖ（条件１２），±１５Ｖ（条件１３）の信号Ｖcs
を供給して配向処理を行った。

【０１２１】補助容量電極から電圧を印加して配向処理
を行ったことで、補助容量電極−対向電極間に±５Ｖ以
上の電圧を均一に印加できるようになり、配向処理前に
は３：１であったコントラストを大幅に向上させること
ができた。また、画素電極をフローティングとしたこと
で、すべての画素及び画素周辺に等しい電圧が印加でき
るようになり、画面全面を均一に配向処理することがで
きた。また、走査線をフローティングにしたことによ
り、突き抜け電圧の影響を除去することができた。ま
た、補助容量電極を一方の配向処理用電極としたことで
画素だけでなく画素電極周辺部も配向処理することがで
きた。その結果、画素周辺部からの光抜けを防ぐことが
できた。

【０１２２】（条件１４）本条件は、走査線ドライバと
表示タイミングコントローラとの間、及び信号線ドライ
バと表示タイミングコントローラとの間をオープンに
し、走査線と信号線と画素電極の電位をフローティング
にした。補助容量電極には±７．５Ｖ，６０Ｈｚの矩形
波信号Ｖcsを供給した。対向電極には、補助容量電極へ
の印加電圧と１８０゜位相の異なる±２．５Ｖの矩形波
信号Ｖcom を供給した。これにより、補助容量電極−対
向電極間には±１０Ｖが印加でき、条件１２と同様の効
果を得ることができた。

【０１２３】（条件１５）本条件は、走査線に供給する
信号Ｖg を０ＶとしてＴＦＴを非選択（オフ）とし、補
助容量電極に±１０Ｖ，６０Ｈｚの矩形波信号Ｖcsを供
給し、対向電極に供給する信号Ｖcom を０Ｖにした。

【０１２４】本条件によれば、画素電極はフローティン
グとなるが、対向電極はほぼ０Ｖに保たれるため、条件
１２と同様の効果を得ることができた。 （条件１６）本条件は、全ての走査線に直流２０Ｖの信
号Ｖg を印加して全ＴＦＴをＯＮとし、補助容量電極に
は±７．５Ｖ，６０Ｈｚの矩形波信号Ｖcsを、信号線に
は±６．５Ｖ，６０Ｈｚの矩形波信号Ｖsig を供給し
た。また、対向電極には、信号線に供給された信号Ｖsi
g と１８０゜位相の異なる±２．５Ｖの矩形波信号Ｖco
m を供給した。

【０１２５】本条件によれば、画素電極−対向電極間に
は±１０Ｖが印加でき、条件１２と同様の効果を得るこ
とができた。なお、補助容量電極と画素電極の間には絶
縁層（誘電体）があるため電圧降下が生じる。液晶分子
にかかる電圧が画素部と画素電極周辺部（非画素電極
部）でほぼ等しくなるように電圧降下分を考慮して、信
号Ｖsig （±６．５Ｖ）より信号Ｖcs（＝±７．５Ｖ）
を１Ｖ増加した。

【０１２６】（条件１７，１８）これらの条件は、補助
容量電極に印加する信号Ｖcsの周波数を、１Ｈｚ（条件
１７）或いは２００Ｈｚ（条件１８）に変えた以外は条
件１２と同じである。

【０１２７】これらの条件によれば、条件１２と同様な
効果を得ることができた。供給する信号の周波数を変え
た場合、配向処理するために補助容量電極に与える信号
Ｖcsは、０．０１Ｈｚから５００Ｈｚが好ましい。特
に、０．１Ｈｚから２００Ｈｚで効果が大きく、回路作
成の容易さや配向処理に要する時間を考慮すると、１０
Ｈｚから４０Ｈｚが特に好ましい。

【０１２８】（条件１９，２０）これらの条件は、補助
容量電極に印加する信号Ｖcsの波形を、三角波（条件１
９）或いはサイン波（条件２０）変えた以外は、条件１
２と同じである。

【０１２９】これらの条件でも条件１２とほぼ同様な効
果を得ることができた。 （条件１１―２〜２０―２）これらの条件は、それぞれ
条件１１〜２０のパネル温度を変えたときに相当する。

【０１３０】パネル温度は電圧印加配向処理を行う前
に、対向電極あるいは補助容量電極にヒーター制御回路
から電流を流すことで５０℃まで昇温させた。その後、
自然に放熱することで、パネル温度は１０分間で室温ま
で戻った。この放熱中に、図１６に示した信号Ｖcs、Ｖ
g 、Ｖsig 、Ｖcom を供給し、配向処理を行った。パネ
ル温度を上昇すると液晶の分子運動が活発になり、配向
処理の効果が増大した。

【０１３１】（条件１１―３，１２−３，…，２０―
３）これらの条件は、それそれ条件１１−２〜２０−２
のパネル温度を変えたときに相当する。

【０１３２】パネル温度は電圧印加配向処理を行う前
に、対向電極あるいは補助容量電極にヒーター制御回路
から電流を流すことで９０℃まで昇温させた。その後、
自然に放熱することでパネル温度は２０分間で室温まで
戻った。この放熱中に、図１７に示した信号Ｖcs、Ｖg
、Ｖsig 、Ｖcom を供給し、配向処理を行った。パネ
ル温度が上昇すると液晶の分子運動が活発になり、配向
処理の効果が増大した。

【０１３３】これらの条件では、液晶表示素子を液晶の
相転移温度以上に加熱し、液晶材料をいったん等方相に
している。これにより、それまでの液晶配向がすべてリ
セットされるので、配向処理の効果が著しく増大した。
なお、９０℃程度の加熱では、プラスティック製の筐体
や偏光板など液晶表示装置の部材を劣化させることはな
かった。

【０１３４】本実施形態では、第一のガラス基板１１と
画素電極１３との間に画素電極１３より大きな面積で形
成された補助容量電極４１を配向処理時に液晶に電圧を
与えるための一方の電極としている。このため画素電極
１３周辺部も配向処理することができ、光抜けを防いで
コントラストを向上させることができる。また、画素周
辺部の光抜けを隠すためのブラックマトリックスを小面
積にすることができ、開口率を向上させることができ
る。

【０１３５】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。例えば、上記実施形態において走査線
を選択する本数は、２本若しくは全走査線／２本であっ
たが、選択する走査線の数は２本以上であればよい。し
かし、好ましくは、１０本以上である。

【０１３６】また、スイッチング素子としては、ＴＦＴ
以外にも、ＭＩＭ，或いはＴＦＤ等を用いることが可能
である。その他、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することが可能である。

【０１３７】

【発明の効果】以上説明にしたように本発明によれば、
複数行の画素電極を同時に選択する手段と、対向電極に
電圧を印加する手段を具備することより、液晶分子に十
分高い電圧を表示面内均一に安定して印加できる。その
結果、液晶表示装置の状態で容易に配向処理ができ、液
晶配向が乱れても容易に元の良好な表示品位に戻すこと
ができる。

【０１３８】また、別の本発明によれば、補助容量電極
と対向電極の間に電圧を印加する手段を具備することに
より、画素電極上及び画素周辺部上の液晶分子に十分高
い電界を均一に安定して印加できる。その結果、液晶表
示装置の状態で容易に配向処理ができ、液晶配向が乱れ
ても容易に元の良好な表示品位に戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係わる液晶表示装置の構成を示
すブロック図。

【図２】第１実施形態に係わる液用表示素子の構成を示
す図。

【図３】第１実施形態に係わる信号波形を示す図。

【図４】第１実施形態に係わる配向処理条件及び配向処
理結果を示す図。

【図５】第１実施形態に係わる配向処理条件及び配向処
理結果を示す図。

【図６】第１実施形態に係わる配向処理条件及び配向処
理結果を示す図。

【図７】比較のため従来の液晶表示素子に対して配向処
理を行った条件及び結果を示す図。

【図８】第２実施形態に係わる液晶表示装置の構成を示
すブロック図。

【図９】第２実施形態に係わる液晶表示素子の構成を示
す断面図。

【図１０】第２実施形態に係わる信号波形を示す図。

【図１１】第２実施形態に係わる配向処理条件及び配向
処理結果を示す図。

【図１２】第２実施形態に係わる配向処理条件及び配向
処理結果を示す図。

【図１３】第２実施形態に係わる配向処理条件及び配向
処理結果を示す図。

【図１４】比較のため従来の液晶表示素子に対して配向
処理を行った条件及び結果を示す図。

【図１５】第２実施形態に係わる配向処理条件及び配向
処理結果を示す図。

【図１６】第２実施形態に係わる配向処理条件及び配向
処理結果を示す図。

【図１７】第２実施形態に係わる配向処理条件及び配向
処理結果を示す図。

【図１８】従来の液晶表示装置の問題点を説明するため
の図。

【符号の説明】

１０…液晶表示素子 １１…第１のガラス基板 １２…スイッチング素子 １３…画素電極 １４…配向膜 １５…ガラス基板 １６…カラーフィルタ １７…対向電極 １８…配向膜 １９…スペーサ ２１…液晶 ２２…偏光板 ２３…信号線 ２４…走査線 ３０…表示タイミングコントローラ ３１…表示信号 ３２…同期信号 ３３…信号線ドライバ ３４…走査線ドライバ ３５…対向電極駆動回路 ３６…配向処理制御回路 ３７…ヒータ制御回路 ３８…シート状ヒータ ４０…液晶表示素子 ４１…補助容量電極 ４２…絶縁層 ４３…走査線 ４４…ゲート絶縁膜 ４５…半導体薄膜 ４６…チャネル保護膜 ４７…オーミック層 ４８…ソース電極 ４９…ドレイン電極 ５０…保護層 ５１…ブラックマトリクス ５２…平坦化樹脂層

フロントページの続き (72)発明者 原 雄二郎 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 秋山 政彦 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 最首 達夫 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 飯田 理恵子 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固有又は電場の印加により誘起される自発
   分極を有する液晶材料を用いたアクティブマトリクス型
   の液晶表示装置において、 複数本の走査線を選択する手段と、 対向電極に電圧を印加する電圧印加手段とを具備してい
   ることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】固有又は電場の印加により誘起される自発
   分極を有する液晶材料を用いたアクティブマトリクス型
   の液晶表示装置において、 補助容量電極と対向電極との間に電圧を印加する電圧印
   加手段を具備することを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】前記電圧印加手段は、非表示期間に電圧を
   印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶
   表示装置。
4. 【請求項４】前記電圧印加手段は、前記液晶材料の配向
   処理用の電圧を印加することを特徴とする請求項１又は
   ２に記載の液晶表示装置。