WO1998036312A1 - Appareil electro-optique comportant un panneau de cristaux liquides antiferrodielectrique - Google Patents

Description

明 細 書 反強誘電性液晶パネルを有する電気光学的装置 技術分野

本発明は、 反強誘電性液晶パネルを有する電気光学的装置に関す る ものであり、 反強誘電性液晶パネルを表示装置と して用いる装置 、 あるいは電気光学的シャ ツ 夕一、 その他表示装置以外の目的で利 用する全ての装置に適用される。 ただし、 以下の説明は反強誘電性 液晶パネルを表示装置と して用いた装置 （以下、 「反強誘電性液晶 表示装置」 と言う） について行う。 また説明はマ ト リ クス駆動の場 合について行う力 、 本発明はマ ト リ クス駆動に限らず、 いわゆるセ グメ ン ト型の液晶パネルを用いる場合にも適用できる ものであり、 マ ト リ クス型の液晶パネルに限定される ものではない。 背景技術

反強誘電性液晶パネルは、 液晶に印加する電圧を無電圧 （零） で 放置すると反強誘電状態に安定する。 以下この安定状態を中立状態 という。 反強誘電性液晶パネルは該中立状態で喑表示するよう にも 、 明状態を表示するようにも構成でき、 本発明はそのいずれにも対 応する ものである。 以下の説明は中立状態で喑表示をする ものにつ いて説明する。 また各調査及び実施例で用いた反強誘電性液晶パネ ルは炉等により加熱し、 その後使用温度まで戻す事により、 いわゆ る等方性処理を行ったものである。 しかし、 この処理は反強誘電液 晶パネルに限らず、 通常の液晶パネルに於いても液晶層の状態を安 定化するために必要に応じて行われる処理であり、 最初から液晶の 状態が安定であるならば特に行う必要はない。 またこの処理が必要 な場合でも、 パネル製造工程の最終工程と して 1 回行えば良い。 従 つてこの処理を行うか行わないかについては任意である。

図 1 は反強誘電性液晶の印加電圧に対する光透過率を示す図の一 例であり、 横軸に印加電圧、 縦軸に光透過率を示す。

点 0で中立状態にある液晶に正の電圧を印加していく と、 電圧 F tで急激に透過率が高く なり、 電圧 F sでほぼ最大透過率に達し飽 和した強誘電状態となる。 この後、 より高い電圧を印加しても光透 過率はさほど変化しない。 次に印加電圧を徐々に減少させると、 電 圧 A tで急激に透過率が低く なり、 電圧 A sで透過率がほぼ零にな り反強誘電状態に戻る。 同様に電圧を 0 Vより負の電圧を印加して いく と、 一 F tで急激に透過率が高く なり電圧一 F sでほぼ最大透 過率に達し飽和した強誘電状態となる。 この後、 印加電圧を徐々に 0 Vに近づけると、 電圧一 A tで急激に透過率が低く なり、 電圧一 A sで透過率がほぼ 0 となり、 反強誘電状態に戻る。 上記のように 、 液晶の強誘電状態には正電圧印加による場合と負電圧の印加によ る場合とがある。 以下前者の場合を （+ ) 強誘電状態、 後者の場合 を （一） 強誘電状態とする。 また I F t I を強誘電閾値電圧、 I F s I を強誘電飽和電圧、 I A t I を反強誘電閾値電圧、 I A s I を 反強誘電飽和電圧と呼ぶ事にする。

一般的にマ ト リ クス型液晶パネルは N行の行電極と M列の列電極 がマ ト リ クス状に形成されている。 このパネルの駆動は、 各行電極 に行電極駆動回路を介して走査信号が印加され、 各列電極に列電極 駆動回路を介して各画素の表示デ一夕に依存する表示信号 （表示デ —夕に依存しない部分を含む場合もある） が印加され、 該走査信号 と表示信号との差の電圧 （以下、 単に 「合成電圧」 と言う） が液曰

0曰 層に印加される事により行われる。 全ての行電極を走査するに要す る期間 （ 1垂直走査期間） は通常 1 フ レーム （又は 1 フ ィ ール ド） と称される。 液晶駆動に於いては液晶への悪影響 （例えばイオ ンの 偏りによる劣化等） を防ぐため、 フ レーム毎 （又は複数フ レーム毎 ) に駆動電圧の極性を反転する。

1 つの行電極に印加される走査信号に着目すると、 その 1垂直走 査期間は N個の水平走査期間 （場合により付加期間が付加される） により構成される。 この内当該行上の画素の表示状態を決定するた めの走査電圧 （以下、 「選択電圧」 と言う） を印加する水平走査期 間をその行の選択期間 t wと称し、 それ以外の水平走査期間を総称 して非選択期間と言う。

通常、 反強誘電性液晶パネルに於いては、 反強誘電状態にある液 晶を、 選択電圧印加時に前記表示信号に基づいて反強誘電状態のま ま維持するか、 あるいは強誘電状態に移行させるかを決定する。 こ のため前記選択電圧印加に先だつて、 液晶状態を反強誘電状態に揃 えるための期間が必要であり、 以下この期間を緩和期間 t s と言う 。 選択期間 t w及び緩和期間 t s以外の期間は、 決定された液晶状 態を保持しておかなければならず、 この期間を保持期間 t k と言う 図 2 は特開平 4 3 6 2 9 9 0号公報の図 1 及び図 2 に記載の駆 動方法に基づいて、 反強誘電性液晶パネルの着目する任意の 1 画素 に印加される走査信号波形 （ P a ) 並びに表示信号波形 （ P b、 P b ' ) 、 合成電圧波形 （ P c、 P c ' ) 及び光透過率 L 1 0 0、 L 0を示した図である。

図 2 に於いて F 1及び F 2 はそれぞれ第 1 フ レームと第 2 フ レー ムを表す。 この図はフ レーム毎に上記した駆動電圧の極性反転を行 つている場合を示す。 図から明らかなように第 1 フ レーム F 1 と第 2 フ レーム F 2では単に駆動電圧の極性を反転するのみであり、 前 記図 1 から明らかなように液晶の動作は駆動電圧の極性に対し対称 である。 従って、 以下特に必要がある場合を除き、 説明は第 1 フ レ ームについてのみ行う。

図 2 に於いて 1 フ レームは選択期間 t w、 保持期間 t k及び緩和 期間 t sの 3つの期間に分けられる。 該選択期間 t wは更に等しい 長さの期間 t w l と t w 2 とに分けられる。 そして第 1 フ レーム F 1 に於ける走査信号 P aの電圧は以下のように設定される。 もちろ ん第 2 フ レーム F 2では電圧の極性が反転される。 こ こで土 V 1 が 前記選択電圧である。

期間 t w 1 t w 2 t k t s 走査信号電圧 0 + V 1 + V 3 0 また表示信号は当該画素の表示状態により下記のように設定され る。 ここで *なる記号で示す部分は当該画素と同列上の他の画素の 表示データに依存する事を示す。

期間 t w 1 t w 2 t k t s オ ン表示信号電圧 + V 2 - V 2 * * オフ表示信号電圧 一 V 2 + V 2 * * 図 1 に示すヒステリ シス曲線に於いて、 例えば A sから F t 、 あ るいは A tから F s までの曲線は一般に平坦ではないため、 該保持 期間 t s に液晶に印加される電圧が表示信号に依存して偏ると、 こ の期間に於ける輝度に変化が生じてしまう。 これを避けるため、 通 常、 表示信号は 1水平走査期間内での平均値が 0 となるように極性 が反転される。 すなわち期間 t w 1 と期間 t w 2 とで表示信号の極 性を反転する。

図 2 に於いて P b、 P c及び L 1 0 0 は着目する画素が属する列 電極上の全ての画素がオ ン （明） 状態である場合に於ける、 表示信 号波形、 合成電圧波形及び光透過率を示す。 この場合は期間 t w 2 に液晶に _印加される電圧 （合成電圧） 力く | V 1 + V 2 I > I F t I (図 1参照） であれば液晶は強誘電状態に移行を始め、 光透過率が 高く なる。 保持期間 t kに於いては I V 3 — V 2 I > I A t I であ れば明状態を保持できる。 緩和期間 t sに於いては I V 2 I < I A s I ならば、 時間と共に透過率が低下し、 強誘電状態から安定した 反強誘電状態に緩和する。

また図 2 に於いて P b ' 、 P c ' 及び L 0 は着目する画素が属す る列電極上の全ての画素がオフ （喑） 状態である場合に於ける、 表 示信号波形、 合成電圧波形及び光透過率を示す。 この場合は期間 t w 2 に於ける合成電圧が I V 1 — V 2 | < | F t l 、 保持期間 t k に印加される電圧が I V 3 + V 2 I く I F t I 、 緩和期間 t s に印 加される電圧が I V 2 I < I F t I であれば喑状態を示すこ とが出 来 o 発明の概要

上記図 2の駆動方法によると、 長時間オン （明） 状態が連続した 画素と長時間オフ （喑） 状態が連続した画素を同一表示状態にした とき、 輝度 （透過光または反射光の明るさを言う ものとする） に差 が生じる場合が発生した。 このため、 前の表示パター ンが焼き付い た様に見える現象 （以下、 「焼き付き現象」 と言う） が発生し、 表 示品質の低下を招く と言う大きな問題が生じた。

調査の結果、 オン （明） 状態が連続した画素がオフ （暗） 状態が 連続した画素より輝度が高く なる場合 （以下、 「白浮き現象」 と言 う） と、 逆に低く なる場合 （以下、 「白沈み現象」 と言う） があり 、 反強誘電性液晶パネルによって、 その両方が観測される場合と、 主に白沈み現象のみが観測される場合とが有る事が分かった。

そこで本発明が解決しょう とする課題は、 反強誘電性液晶パネル (以下、 特に明示する場合を除き単に 「液晶パネル」 という） に於 いて、 オ ン （明） 状態が連続した画素とオフ （喑） 状態が連続した 画素の輝度が変化しないような手段を講じ、 焼き付き現象が無く表 示品質の高い反強誘電性液晶パネルを有する電気光学的装置を提供 することである。

本発明者は、 白浮き現象と白沈み現象の両方が観測される液晶パ ネルに種々の波形の電圧を印加し、 該電圧印加後に電圧無印加状態 と した。 そして、 無電圧印加状態に於ける液晶パネルの輝度 （以下 、 「ベース輝度」 と言う） を調べた。 その結果、 印加する電圧波形 に緩和期間が有るか無いかによりベース輝度の変化に違いが生じた 。 緩和期間の無い波形を印加すると、 ベース輝度は最低レベルとな り、 その後、 緩和期間を有する波形を印加するとべ一ス輝度は高く なるが、 再度緩和期間の無い波形を印加すると、 ベース輝度は再び 最低レベルとなる事が判つた。

上記の事実は、 反強誘電性液晶に電圧を印加すると液晶の状態が 変化し、 かつその変化が印加する電圧の波形によって異なる事を意 味する。

印加電圧による液晶の状態変化に関しては、 例えば特開平 2 — 2 2 2 9 3 0号公報には、 反強誘電性液晶の層構造にブッ ク シ ヱルフ 構造とシヱプロ ン構造が存在し、 シヱプロ ン構造にある液晶層に大 きな電圧を印加するとブッ ク シエルフ構造に変化する事が記載され ている。 しかし、 電圧印加によりブッ ク シヱルフ構造にある液晶が シヱブロ ン構造に変化するかどうかについては一切の記載がない。 なお、 上記特開平 2 — 2 2 2 9 3 0号公報に記載された発明は、 液晶層がシェブロ ン構造にあり、 かつ一度も電界を印加されていな い液晶素子に電界を印加してブッ ク シ ルフ構造に変化させる事に よつて特徴づけられている。

また、 輝度レベルは液晶パネルの温度と関係しており、 最低輝度 レベルの状態にあるパネルに層間距離が小さ く なるような温度変化 が生じた場合、 ベース輝度が変化して高く なり、 層間距離が大き く なるような温度変化が生じた場合、 ベース輝度はほとんど変化しな いこ とがわかった。 さ らに、 温度変化は液晶構造の変化を生じさせ る。 ブッ ク シエルフ構造にある液晶に眉間距離が大き く なる温度変 化が生じると、 液晶層はより垂直なブッ ク シ エルフ構造となり、 再 び眉間距離が縮む温度変化が生じると シ ブ口 ン構造に変化する こ とがわかった。 液晶層の構造変化はベース輝度の変化にも関係する ものと考えられる。

これらの性質を利用する事により、 反強誘電性液晶表示装置に於 いて、 前記課題を解決するために本発明が用いる手段は以下の如く である。

前記課題を解決するために本発明が用いる第 1 の手段は、 反強誘 電性液晶パネルを有する電気光学的装置に於いて、 液晶パネルが該 装置に組み込まれた状態で、 手動によりまたは自動的に、 該液晶パ ネル上の均一な表示性能が求められる全ての画素の電圧無印加時に 於ける輝度 （ベース輝度） を、 概ね後述の基準化レベルとする処理 (以下、 「基準化処理」 と言う） を行う手段を設ける事である。 前記課題を解決するために本発明が用いる第 2 の手段は、 前記基 準化処理により、 均一な表示性能が求められる全ての画素のベース 輝度を、 ほぼ後述のエージング輝度レベル （ L b ) にする事である o

前記課題を解決するために本発明が用いる 3 の手段は、 液晶パネ ルに、 反強誘電状態にある液晶が強誘電状態になる期間と、 強誘電 状態にある液晶の少なく とも一部が反強誘電状態に戻る期間の両方 の期間を有した波形を強制的に印加する処理を前記基準化処理の少 なく と も一部と して施す事である。 前記課題を解決するために本発明が用いる第 4の手段は、 液晶パ ネルに、 液晶の層間距離が短く なるような温度変化を前記基準化処 理の少なく とも一部と して利用する事である。

前記課題を解決するために本発明が用いる第 5 の手段は、 反強誘 電性液晶パネルを有する電気光学的装置に於いて、 ベース輝度変化 の差が認識できない温度範囲に液晶パネルの温度を制御する手段を 設ける事である。

前記課題を解決するために本発明が用いる第 6 の手段は、 上記第 5の手段の実施に於いて、 制御温度範囲内に温度変化に対する液晶 層の層間距離の変化の傾きが最小となる温度を含ませる事である。 前記課題を解決するために本発明が用いる第 7 の手段は、 液晶パ ネルに焼き付きが生じた事、 または焼き付きが発生する恐れがある 事を検出または判定する手段を設ける事である。

前記課題を解決するために本発明が用いる第 8 の手段は、 上記第 7 の手段において、 焼き付きが発生する恐れがある事を判定する手 段と して、 液晶パネルの温度変化を利用する事である。

前記課題を解決するために本発明が用いる第 9 の手段は、 反強誘 電性液晶パネルを有する電気光学的装置の電源電圧を印加すること により、 基準化処理が行われる手段を設ける事である。

前期課題を解決するために本発明が用いる第 1 0 の手段は、 電源 電圧の印加以外の手段に基づいて、 前記基準化処理が行われるよう に構成することである。

以上のように本発明によれば、 明状態が連続した画素の輝度が暗 状態が連続した画素の輝度より高く なる場合の白浮き現象と、 明状 態が連続した画素の輝度が喑状態が連続した画素の輝度より低く な る場合の白沈み現象を無く し、 焼き付きがない良好な表示状態を有 する反強誘電性液晶パネルを有する電気光学的装置を提供する事が できる。

なお、 以下の説明においては、 先にも述べたように、 反強誘電性 液晶パネルを表示装置と して用いた装置について説明する。 図面の簡単な説明

図 1 は、 反強誘電性液晶パネルの印加電圧に対する光透過率の変 化を示す図である。

図 2 は、 反強誘電性液晶パネルの駆動方法の一例を示す駆動波形 と光透過率を示した図である。

図 3 は、 本発明における電圧処理波形の例とこれに対応する液晶 パネルの光透過率を示した図である。

図 4 は、 緩和期間を有する波形の繰り返し印加した場合のベース 輝度変化を示した図である。

図 5 は、 反強誘電性液晶パネルの温度一層間距離特性図である。 図 6 は、 反強誘電性液晶パネルの温度履歴によるベース輝度変化 を示した図である。

図 7 は、 反強誘電性液晶パネルの温度履歴の大きさとベース輝度 変化量との関係を示した図である。

図 8 は、 本発明の第 1 実施例を示す図であり、 本発明に於いて電 圧エージングに用いる電圧波形の例と液晶パネルの光透過率を示し た図である。

図 9 は、 本発明の第 2実施例の概略構成図である。

図 1 0 は、 本発明の第 3から第 5の実施例を示す図である。

図 1 1 は、 本発明の第 6の実施例を示す図である。

図 1 2 は、 本発明の第 7の実施例を示す図である。

図 1 3 は、 本発明の第 8の実施例を示す図である。

図 1 4 は、 本発明の第 9の実施例を示す図である。 図 1 5 は、 本発明の第 1 0の実施例を示す図である。

図 1 6 は、 本発明の第 1 1 の実施例を示す図である。

図 1 7 は、 本発明の第 1 2の実施例を示す図である。

図 1 8 は、 本発明の第 1 2の実施例を示す図である。

図 1 9 は、 本発明の第 1 3の実施例を示す図である。

図 2 0 は、 本発明の第 1 4の実施例を示す図である。

図 2 1 は、 本発明の第 1 5の実施例を示す図である。

図 2 2 は、 本発明の第 1 6の実施例を示す図である。

図 2 3 は、 本発明の第 1 7および第 1 8の実施例を示す図であり

、 電圧エージング処理に用いる波形である。

図 2 4 は、 本発明の第 1 9の実施例を示す図であり、 電圧エージ ング処理に用いる波形である。

図 2 5 は、 本発明の第 2 0の実施例を示す図であり、 電圧エージ ング処理に用いる波形である。 発明の詳細な説明

本発明者は特定の初期状態にある液晶パネルの状態が、 その後に 印加される電圧の波形によってどの様に変化するかを調査した。 特 定の初期状態を得るための方法と しては、 強誘電性液晶に連続して 前記強誘電飽和電圧以上の電圧を印加する処理 （以下、 「電圧処理 」 と言う） を用いた。

図 3 は本発明における電圧処理に用いる電圧処理波形の例と該波 形印加時の液晶パネルの光透過率を示した図である。 この電圧波形 を印加すると、 正の強誘電飽和電圧以上の電圧が印加される期間で は透過率は急激に高く なり （+ ) 強誘電状態となる。 極性が反転す ると液晶は反強誘電状態に移行する事なく （ + ) 強誘電状態から （ 一） 強誘電状態に移行するため， 光透過率は一瞬の間低く なるが再 び透過率は急激に高く なる。 この電圧処理波形の印加中に液晶分子 が反強誘電状態になるこ とはない。

図 4 は電圧処理後に緩和期間を有する印加波形を繰り返し印加し た場合、 各繰り返し毎のベース輝度の変化を示す図である。 先ず液 晶パネルに図 3 に示す電圧処理波形 （緩和期間は無い） を約 1 0秒 程印加して初期状態と し、 ベース輝度を測定したところ、 そのレべ ルは 5 0 であった。 その後、 5 0 V印加期間 1 6. 7 m s、 0 V緩 和期間 1 6. 7 m s . - 5 0 V印加期間 1 6. 7 m s , 0 V緩和期 間 1 6. 7 m s の交流波形を 1 サイ クルと して印加を繰り返し、 繰 り返し途中に於けるベース輝度を測定してその変化を調べた。 ベ一 ス輝度は初期状態時の最低レベル 5 0 から印加回数が増すごとに上 昇し、 やがてレベル 5 2. 5 に達して飽和状態となった。

印加する電圧の波形の最大振幅と 1 サイ クルの長さは一定のまま 、 1 サイ クル中の緩和期間の割合を小さ く すると図 4 の波線に示す ようにベース輝度が飽和に達するまでの繰り返し回数は増加し、 緩 和期間の割合を 0 にするとべ一ス輝度はレベル 5 0 のまま変化しな 力、つた o

以下に於いて、 反強誘電状態にある液晶が強誘電状態となる期間 のみを有する波形を繰り返し印加する従来の 「電圧処理」 によって 得られる最低のベース輝度レベルを 「最低輝度レベル （ L a ) 」 と 言う。 また、 反強誘電状態にある液晶が強誘電状態となる期間と強 誘電状態にある液晶が反強誘電状態となる期間の両方の期間を有す る電圧波形を繰り返し印加する処理 （以下、 「電圧エージング処理 」 と言う） によって飽和するベース輝度レベルを 「エージング輝度 レベル （ L b ) 」 と言う。 上記の場合には L a = 5 0 、 L b = 5 2 . 5 める。

また以下に於いて、 前記最低輝度レベル （ L a ) 以上で、 ほぼ前 記エージング輝度レベル （ L b ) 以下の任意の適当なレベルを 「基 準化ベル」 という。 そして、 液晶パネル上の均一な表示状態が必要 とされる全ての画素のベース輝度を、 ほぼ同一の基準化レベルとす る処理を 「基準化処理」 と言う。

本発明者は上記現象が実際の選択表示 （表示データに従って各画 素に選択的に白表示または黒表示を行う表示） においてどのように 影響するかを確認するため、 前記電圧処理を行つた液晶パネルに図 2 に示した実駆動波形 （選択表示を行うための駆動波形） を印加し 、 その選択期間 t w、 保持期間 t k、 緩和期間 t sの電圧や長さを 変えて詳細な調査を行った。 その結果、 緩和期間 t s に於ける電圧 の絶対値を前記図 1 に於ける A t以下にすると、 連続して白表示を 行った画素のベース輝度に変化が生じる事が判明した。 一方、 連続 して黒表示を行った画素についてはベース輝度の変化は見られなか つた。 白表示と黒表示の違いは液晶分子状態が強誘電状態である期 間が有るか無いかを意味する。 また緩和期間 t s に於ける電圧の絶 対値を A t以下にする事は、 この期間に於いて少なく とも強誘電状 態にある液晶分子の一部 （比較的不安定な分子と考えられる） が強 誘電状態から反強誘電状態に戻る事を意味する。

これらを総合的に判断すれば、 強誘電状態にある液晶分子が一部 でも反強誘電状態に移行する挙動が発生すれば、 ベース輝度に変化 が生じると考えられる。

これらの事より、 白浮き現象の焼き付きについては良く説明が出 来る。 すなわち初期状態に於いてベース輝度が前記エージング輝度 レベルより低い状態にある液晶パネル、 例えば従来技術に基づいて 緩和期間の無い波形のみで初期化のための電圧処理を行ったような 液晶パネルを通常のように駆動する。 この場合、 オフ （暗） 状態が 連続した画素は反強誘電状態のままであるから、 緩和期間に於いて 強誘電状態にある液晶が反強誘電状態に戻るという挙動は存在し得 ず、 従ってベース輝度の変化は無い。 しかし、 オ ン （明） 状態が連 続した画素は、 緩和期間に於いて強誘電状態から反強誘電状態に戻 る挙動が繰り返されるため、 ベース輝度がエージング輝度レベル （

L b) に向かって徐々 に高く なり、 オン （明） 状態画素がオフ （暗 ) 状態画素よりベース輝度が高く なる白浮き現象の焼き付きが発生 する。

しかし液晶パネルによっては上記エージング輝度レベル （ L b ) が前記最低輝度レベル （L a) とほとんど変わらない ものが有り、 このような液晶パネルでは白浮き現象が発生しない事になる。

一方、 本発明者は図 4に於いて、 前記電圧処理を施さない液晶パ ネル （ベース輝度レベルが前記エー ジ ング輝度レベル （L b) より も高いもの） についても同様の実験を行ったと ころ、 ベース輝度は 徐々 に低下し前記エージング輝度レベル （L b) に飽和する事を確 認した。 この結果に基づけば、 前記白沈み現象の焼き付きについて 良く 説明が出来る。 すなわち初期のベース輝度のレベルがエー ジ ン グ輝度レベル （L b) より高い反強誘電性液晶を通常のよう に駆動 する。 この場合、 オフ （喑） 状態が連続した画素は反強誘電状態の ままであるため、 緩和期間に於いて強誘電状態にある液晶が反強誘 電状態に戻るという挙動は存在し得ないからベース輝度に変化は無 い。 他方オ ン （明） 状態が連続した画素は、 緩和期間に於いて強誘 電状態から反強誘電状態に戻る挙動が繰り返されるため、 ベース輝 度がエージング輝度レベル （L b) に向かって徐々 に低く なり、 ォ ン （明） 状態の画素の輝度がオフ （暗） 状態の画素の輝度より低く なる白沈み現象の焼き付きが発生する。 この場合は上記エージング 輝度レベル （L b) が前記最低輝度レベル （L a) とほとんど変わ らな—い ものについても同様である。 上記の考察によれば、 前記電圧処理を行つてベース輝度を前記最 低輝度レベル （ L a ) まで低下させた液晶パネルについては白沈み 現象による焼き付きは生じない害であるが、 実際には電圧処理を行 つたものでも白沈み現象による焼き付きが発生する。 この事は電圧 処理を行った液晶パネルのベース輝度が何らかの理由により前記ェ —ジング輝度レベル （ L b ) 以上に変化する場合がある事を意味す る。 反強誘電性液晶の温度に対する変化と しては、 温度により スメ クテイ ツ ク層の層間距離が変化することと、 温度により液晶分子の 構造がブッ ク シエルフ構造からシェプロ ン構造に変化する事が知ら れている。

図 5 に反強誘電性液晶の温度と層間距離の関係を示すグラフのー 例を示す。 この例では、 5 0 °Cで層間距離がもっ と も小さ く 、 5 0 °Cより上昇しても下降しても層間距離は大き く なる。 本発明者は、 図 5 に示す特性を有する液晶パネルについて、 温度に対するベース 輝度の影響を調べた。

図 6 に温度履歴によるベース輝度変化の一例を示す。 液晶パネル を 5 0 °Cにて電圧処理を行い、 次に温度を 2 0 °Cまで降下させ再び 5 0 °Cまで上昇させる。 図 6 はこの温度履歴の過程に於けるベース 輝度と温度との関係を示したものであり、 ベース輝度は点 A、 点 B 、 点 Cのように変化した。 すなわちこの例の場合、 ベース輝度は 5 0 °Cから 2 0 °Cまでの温度下降時にはレベル 5 0 のまま大きな変化 が生じないが、 2 0 °Cから 5 0 °Cまでの温度上昇時にはレベルは上 昇し、 点 Cでのレベルは 6 7 となった。 本発明者は電圧処理を行う 温度を 5 0 °C—定と し、 点 Bの温度を変化させて同様な実験を試み た。 5 0 °Cにて電圧処理を行い、 温度を 5 0 °Cより上昇させた後再 び 5 0 °Cに降下させた場合のベース輝度は、 温度上昇時には大きな 変化が生じなかったが、 再び 5 0 °Cに降下する時には上昇した。 図 7 は図 6 における点 Bの温度 （以下、 「変更先温度」 とする） を変化させた場合の点 Cに於けるベース輝度のレベルを示したもの である。 つま り、 横軸に示す変更先温度 2 0 °Cでは、 図 6 に示す横 軸 2 0 °C B点での輝度 5 0では無く 、 図 6 に示す横軸 5 0 °Cの C点 での輝度 6 7 をプロ ッ 卜する。 図 7 と図 5 を比較すると、 ベース輝 度の変化と液晶の層間距離との間に相関関係があると考えられる。 そ して図 7 によれば、 5 0 °Cにて電圧処理を行い、 ベース輝度を 5 0 のレベルに整えても、 その後一旦 1 0 °Cまで降下してしま った液 晶パネルは、 再び 5 0 °Cに戻してもベース輝度は 5 0 のレベルには 戻らず、 7 0 のレベルまで上昇してしま う事になる。

このよ う にベース輝度が上昇してしま った液晶パネルについて通 常の選択表示を行った場合、 喑状態が連続した画素のベース輝度に 変化は無い。 他方、 明状態が連続した画素はベース輝度がェ一 ジ ン グ輝度レベル （ L b ) に向かって徐々に低く なるため、 当然に白沈 み現象の焼き付きが発生することになる。

さ らに、 本発明者は同一の液晶パネルについて他の温度に於いて も電圧処理を行い、 同様な実験をしてより詳細な調査を行った。 そ の結果、 ベース輝度の変化は温度変化に伴う層間距離と密接な関係 があり、 最低輝度レベル （ L a ) の状態にある液晶パネルに層間距 離が小さ く なるような温度変化が生じた場合はべ一ス輝度が変化し 高く なり、 層間距離が大き く なるときにはベース輝度がほとんど変 ィ匕しないこ とを見出した。

また、 本発明者は温度変化によりベース輝度が最低輝度レベルよ り高く なった液晶パネルについての調査も行った。 図 7 に於いて温 度履歴によりベース輝度が高く なった液晶パネルに電圧処理を行う とベース輝度は図 7 に破線で示したよう にほぼ元の最低輝度レベル ( L . a ) に戻り、 更に実駆動時の波形を印加すると徐々にェ一ジ ン グ輝度レベル （ L b ) に近づく事が判った。 また図 6 に於いて A点 ( 5 0 °C ) から B点 （ 2 0 °C ) を経由 して C点 （ 5 0 °C ) に至った 液晶パネルの温度を再び 2 0 °Cに下げ、 5 0 °Cに戻すと、 図 8 の C 点から B点に至り C点に戻る事が確認された。 そ して C点にある液 晶パネルの温度を 1 0 °Cに下げ、 5 0 °Cに戻した場合は 5 0 °Cでの ベース輝度は 7 0 のレベルまで上昇する事も確認された。

前記したよう に反強誘電液晶については温度変化によって、 前記 眉間距離が変化する事のほか、 温度変化によつて構造の変化が生じ る事も知られている。 学会等でも構造解析に X線回折パターンを用 いた多く の研究発表がされており、 ブッ ク シエルフ構造にある液晶 に層間距離が広く なるような温度変化を生じると、 より垂直なブッ ク シエルフ構造となり、 再び層間距離が縮まるような温度変化を生 じると、 液晶層は一対の基板に対して 「く」 の字となったシヱブ口 ン構造に変化する事が X線にて確認されている。 これらの事より、 ベース輝度の変化は液晶層の構造変化にも関係する ものと考えられ る。

現在のところ不明なところもあるが、 予測と しては次のよう に考 える。 すなわちブッ ク シヱルフ構造では、 液晶の平均分子軸方向が 一方向に揃うためベース輝度は低く 、 一方シヱブロ ン構造では液晶 の平均分子軸方向が 2つの異なる方向を採り得るため、 平均分子軸 方向が揃わずベース輝度が高い。 2 つの構造のう ちシ ブ口 ン構造 の方がエネルギー的には安定であり、 初期状態に於いてはほとんど の分子がシヱブロ ン構造となっている。

シュプロ ン構造の液晶分子に強誘電飽和電圧以上の電圧を連続し て印加すると、 ほとんど全ての液晶分子が概ね垂直なブッ ク シエル フ構造に変化し、 ベース輝度は最低輝度レベル （ L a ) となる。 ブ ク シヱルフ構造となつている液晶分子群のうち、 一部の不安 定な液晶分子群は強誘電状態から反強誘電状態に変化する過程で反 強誘電液晶本来のシ ェブロ ン構造に変化し、 ベース輝度は若干高く なる。 しかし、 強誘電状態が反強誘電状態になる挙動によってブッ ク シエルフ構造からシ ブ口 ン構造に変化しう る分子数は限られて いる。

シエブ口 ン構造にある液晶分子が温度変化を受けた場合は、 シ ェ ブロ ン構造の 「 <」 の字の角度が変化する事によって層間距離の変 化量が補われ、 それによつてベース輝度は温度と と もに変化する場 合が有るが、 この場合のベース輝度の変化は構造変化による もので はないため、 可逆的である。

一方ブッ ク シエルフ構造の液晶分子に温度変化が生じた場合は、 その温度変化が分子の層間距離が広がる方向である時は、 より垂直 なブッ ク シヱルフ構造となる事で層間距離の変化量を補うためべ一 ス輝度は変化しない。 しかし層間距離が短縮する方向の温度変化が 生じた場合は、 一部の液晶分子は閾値を越えるエネルギーを受けて ブッ ク シヱルフ構造からシヱブロ ン構造に変化し、 ベース輝度は非 可逆的に上昇する。 ブッ ク シェルフ構造から シ ェブ口 ン構造に変化 するために必要なエネルギーは一連の分子群の大きさによって異な るため、 一定の温度変化によっては一定の分子列しかシヱブロ ン構 造に変化できない。 実施例

上記調査結果に基づく本発明の実施例を以下に記載する。

図 8 は本発明の第 1 の実施例を示す図であって、 本発明に於ける 電圧エージングに用いる電圧波形 （以下、 「エージング波形」 とい う） の例と該波形印加時の液晶パネルの光透過率を示した図である 。 図 .8 (こ太い実線で示す波形は、 反強誘電状態が強誘電状態になる のに十分な電圧および期間と、 強誘電状態が反強誘電状態に戻るの に十分な電圧および期間を有した交流波形である。 この電圧波形を 印加すると、 強誘電飽和電圧以上の電圧が印加される期間では液晶 は強誘電状態となって光透過率は上昇し、 反強誘電飽和電圧以下の 電圧が印加される期間では太い実線で示すよう に、 全ての液晶は反 強誘電状態となって光透過率は最低のレベルまで低下する。

先に述べたように電圧エージングに用いる電圧波形は、 反強誘電 状態にある液晶分子が強誘電状態になるのに十分な電圧と期間およ び、 強誘電状態にある液晶分子のうち不安定な部分が反強誘電状態 に戻るのに十分な電圧と期間とを有した波形であれば良い。 従って 、 各期間に於ける電圧値や各期間の長さは対象とする液晶パネルの 特性に基づいて最適な値に設定する事ができ、 これらの値を特に限 定する ものではない。 例えば図 8 の太い線で示すよう に後者の期間 に於ける電圧を 0 V以外であってその絶対値が前記 I A t I 以下で あるような電圧と しても良い。 この場合の液晶の光透過率は点線で 示すよう に最低のレベルまで低下しないが、 不安定な液晶分子が反 強誘電状態に戻るのに十分であれば電圧エ ージング波形と して用い るこ とができる。

また電圧エージングに用いる電圧波形と して矩形波以外の三角波 やサイ ン波、 あるいは実際の表示に用いる実駆動波形も し く はこれ に類似した波形を用いる事もできる。

図 9 は本発明の第 2 の実施例の概略構成図である。 図 9 に於いて 液晶パネル 1 は行電極駆動回路 2 と列電極駆動回路 3 に接続される 。 該行電極駆動回路 2 と列電極駆動回路 3 は制御回路 5 に接続され 、 該制御回路は表示データ発生源 1 0 に接続される。 本発明を実施 するため制御回路 5 に接続されたリ セッ ト回路 9 が設けられる。 電 源回路 4 は必要に応じて各部 （例えば前記制御回路 5 、 行電極駆動 回路 2 、 列電極駆動回路 3、 リ セッ ト回路 9 およびォプショ ン要素 ) に電源を供給する。 リ セッ ト回路 9 にはオプシ ョ ンで以下の要素 の 1 以上を接続する事ができる。

( 1 ) 液晶パネル 1 の温度検出する温度センサ一 8 によりパネル温 度を検出 し判定するための温度検出手段 2 0

( 2 ) 輝度検出手段 2 1

( 3 ) 警報装置 2 2

( 4 ) タイマ— 2 3

( 5 ) 外部操作部材 2 4

( 6 ) 利用度判定手段 2 5

( 7 ) 表示データ判定手段 2 6

( 8 ) 外部信号入力端子 2 7

上記オプシ ョ ン要素の説明は後述するが、 本発明の基準化処理は

( 1 ) 、 （ 2 ) 、 （ 4 ) 、 （ 5 ) 、 （ 6 ) 、 （ 7 ) 、 （ 8 ) に記載 のオプシ ョ ン要素の出力 （組み合わせを含む） に基づいて、 前記リ セッ ト回路 9 によって行われる。

図 1 0 ( a ) は上記図 9 の構成に基づく 本発明の第 3 の実施例を 示す図である。 図 1 0 ( a ) に於いて液晶パネルの温度は変化しな いものとする。 時刻 t 1 に於いて液晶画素の一部がエージング輝度 レベルを大き く上回る レベルにある ものとする。 該時刻 t 1 に於い て前記ォプシ ョ ン要素の出力に基づいて基準化処理が開始されると 、 前記リ セッ ト回路 9 は先ず行電極と列電極を介して、 電圧処理波 形を時刻 t 1 から t 2 まで約 1 0秒程印加する。 時刻 t 2 に於いて 液晶パネルのベース輝度は前記最低レベル （ L a ) となる。 その後 、 時刻 t 3 (時刻 t 2 と同一であってもよい） から時刻 t 4 までの 間、 電圧エージング処理を施す。 前記べ一ス輝度は最低輝度レベル

( L _a λからエージング波形の印加回数が増すごとに上昇し、 時刻 t 4 においてベース輝度レベルはエージング輝度レベル （ L b ) に 飽和する。

電圧エージング処理後の液晶パネルに於いて、 同一パター ンを表 示させると、 喑状態が連続した画素は反強誘電状態のままであるか らベース輝度は変化せず L bのままである。 一方明状態が連続した 画素は強誘電状態から反強誘電状態に戻る挙動が繰り返されるが、 すでにベース輝度は飽和状態のため、 やはり L bが維持される。 従 つて喑状態が連続した画素と明状態が連続した画素間でベース輝度 の差が無く なるため、 白浮き現象は発生せず、 焼き付きのない良好 な反強誘電性液晶表示装置を提供出来る。

第 3 の実施例に於いては、 電圧処理を行って初期状態と してから 電圧エージング処理をしたが、 電圧処理を行わずに電圧エージング 処理のみをしても良い。 図 1 0 ( b ) はこの方法による第 4 の実施 例を示す図である。 この方法は、 図 1 0 ( b ) に点線で示すように 液晶パネルにべ一ス輝度が前記エージング輝度レベルを大幅に上回 る画素が存在するときは上記第 3 の実施例に比べ基準化処理に要す る時間が長く なる。 しかし、 図 1 0 ( b ) に実線で示すよう に全て の画素のベース輝度がエージング輝度レベル近傍にある時は逆に基 準化処理の時間を短縮する事が出来る。

図 1 0 ( c ) は本発明の第 5 の実施例を示す図である。 基準化処 理によってベース輝度に与える変化がベース輝度を低下させる方向 に限定される場合は、 電圧処理を行う時間を制御する事により、 電 圧エージング処理を行う事な く 電圧処理のみで基準化処理を行う事 ができる。 すなわち図 1 0 ( c ) に実線で示したよう に、 電圧処理 によってベース輝度がエージング輝度レベル L bに達した時刻 t 2 で電圧処理を中止する事により 目的を達成する事ができる。

ま 前述の様に液晶パネルによっては前記最低輝度レベル （ L a ) と前記エージング輝度レベル （ L b ' ) がほとんど同一のものも ある。 このような液晶パネルではもと もと白浮き現象による焼き付 きがないため、 基準化処理と して電圧処理のみを行い、 ベース輝度 を最低輝度レベルにしたままで、 エージ ング処理を行わなく ても図 1 0 ( c ) に点線で示すように十分良好な表示品質が得られる場合 がある。 従つて前記基準化処理には電圧処理のみの場合を含むもの とする。

図 1 1 は本発明の第 6 の実施例を示す図である。 液晶パネルの特 性は使用する液晶材料によって異なるため、 同一の最低輝度レベル L a と、 比較的高い同一のエージング輝度レベル L bを有する液晶 パネルであっても、 例えば図 1 1 ( a ) に示すよう に初期のベース 輝度が L aの状態から連続して白表示をした場合、 ベース輝度が L bに飽和する時間が異なる場合がある。 図 1 1 ( a ) に点線で示し た特性を有する液晶パネルでは比較的短時間にベース輝度が変化す るため、 比較的短時間のうちに焼き付き現象が出やすい。 一方図 1 1 ( a ) に実線で示した特性を有する液晶パネルでは比較的長時間 をかけてベース輝度が変化するため、 比較的長時間の時間経過がな いと焼き付き現象が出てこない。 これらの液晶パネルに対して前記 図 1 0 ( a ) 、 ( b ) に示した実施例はと もに有効に実施する事が できる事は当然である。 しかしその場合、 基準化処理によって得ら れるべ一ス輝度のレベルである基準化レベルを L bに設定した場合 ， 黒表示状態における光透過率はベース輝度に依存するため、 L b が高いレベルにあるとコ ン ト ラス トが低下してしま う事になる。 そ こで基準化レベルは可能な限り低いレベルに設定する事が望ま しい o

いま図 1 1 ( a ) に実線で示した特性を有する液晶パネルを使用 する。. 多く の表示装置に於いて、 連続して通常の選択表示を行う必 要がある期間 （ P u とする） はそれほど長く はない。 例えば連続 1 0 時間とか、 朝 7 時から夜 1 1 時までと言った場合が多い。 一方後 述のようにベース輝度に差が生じても、 その差がわずかであれば人 の目に焼き付き現象と して認識されない。 その輝度レベルの差の限 界値を d k (以下、 「許容輝度差」 と言う） とすると、 前記 P uな る期間に生じるベース輝度の変化が d k以下であれば焼き付き現象 は問題とならない。 そこで図 1 1 ( a ) に実線で示した特性の中に 時刻 t p (この時のベース輝度のレベルを L p とする） を期間の始 めと し、 時刻 t Q (この時のベース輝度のレベルを L Q とする） を 期間の終わり とする期間 P u内で、 L q— L pが d k以下の部分が あるならば、 該 L pを前記基準化レベルと しても実用上問題が生じ ない。

すなわち図 1 1 ( b ) に於いて、 表示装置に連続した選択表示を 開始する時刻 t 1 に先立って基準化処理を行い、 時刻 t 1 に於ける ベース輝度が前記 L p となるよう にする。 前記の仮定から明らかな よう に、 時刻 t 1 から期間 P uを経過した時刻 t 2 までの間に、 連 続して白表示を行う画素があつたと しても、 その画素のベース輝度 の変化量は前記 d k以下であるから、 この期間に焼き付き現象が問 題となることはない。

上記 L pの値は、 最低輝度レベルからエージング輝度レベルの間 の最適なレベルとする事ができる。 この方法により コ ン トラス 卜の 低下を最小限に押さえ、 かつ焼き付きのない表示装置を提供する事 ができる。 また基準化処理のための時間を短縮できる場合もある。 すなわち本発明における基準化レベルはェ一ジング輝度レベルに限 られず、 前記最低輝度レベルからほぼ前記エージング輝度レベルの 間の最適なレベルに設定する事ができる。 もちろん同一の液晶パネ ルであ ても前記期間 P uの長さによつては基準化レベルが前記最 低レベルに等し く なる場合もあれば、 ほぼ前記エージング輝度レべ ノレとなる場合もある。

図 1 1 ( b ) に於いては基準化処理と して電圧処理と電圧エージ ング処理の両方を行う例を示したが、 勿論電圧エ ージング処理のみ でも良い し、 また電圧処理のみでも良い。 ただしいずれの場合にも 前記 L pが前記 L aまたは前記 L b と異なる値であるときは時刻 t 1 に於けるベース輝度が前記 L p となるように、 これらの処理を行 う時間を制御する必要がある。 また後述するよう に液晶パネルの温 度を制御するための温度制御手段が設けられている場合は温度エ ー ジング処理を利用すること もできる。

上記第 3 ない し第 6 の実施例は液晶パネルの温度が一定温度に保 たれるような環境 （例えば表示装置全体が恒温室内にあって電源が O Nのまま維持されているような環境） または使用期間中液晶分子 の眉間距離が広がる方向の温度変化しか生じないような環境であれ ば有効に作用 し、 白浮き現象の焼き付き及び白沈み現象の焼き付き は発生しない。 しかし液晶パネルの温度に温度変化が生ずるような 環境で使用されると、 白沈み現象の焼き付きが発生してしま う可能 性がある。 以下この点について詳述する。

白沈み現象の焼き付きは、 前述のよう に温度変化により層間距離 が縮む時に液晶分子がブッ ク シェルフ構造からシェブ口 ン構造へ変 化する事によりべ一ス輝度に非可逆的な変化が生じる事が原因とな つている。 そこでべ一ス輝度の変化と層間距離との関係を調べたと ころ、 人間の目に焼き付き現象と して認識されない輝度レベルの差 の限界値である前記許容輝度差 d kは、 概ね図 7 に於ける 2 レベル (光透過率で約 1 % ) であり、 また、 図 7 に於ける 1 レベルは層間 距離変化量で概ね 0 . 1 オングス トローム （A ) 位であるこ とが判 つた。 従_つてこの液晶パネルでは層間距離の変化量が 0 . 2 人以下 であれば実用上焼き付きの目立たない表示が行えることになる。 次に、 眉間距離と温度変化の関係を用いた本発明の実施例につい て詳しく記載する。

図 5 に基づいて温度一層間距離特性図から当該液晶パネルの使用 上の許容温度範囲を求める手順を示す。 この液晶パネルを 3 0 °C付 近で使用したい場合 （種々の理由によりあまり温度を高く 出来ない 場合がある） について考える。 例えば許容眉間距離変化量 （以下、 d Dとする） を 0 . 1 人とすると、 図 5 より 2 7 °C ( 3 2 . 2 5 人 ) から 3 4 °C ( 3 2 . 1 5 A ) までの層間距離の差がちょ うど 0 . 1 人である。 従つて許容温度範囲は 2 7 °Cから 3 4 °Cとすれば良い ことが分かる。 該許容温度の中心を T g、 許容温度の幅を 2 * d T とすれば T g = 3 0 . 5、 d T = 3 . 5 となる。 従ってこの液晶パ ネルを 3 0 . 5 °Cにて電圧エージング処理等の基準化処理を行い、 その後温度を 2 7 °Cから 3 4 °Cの範囲に維持できる環境で使用する ならば、 この範囲内で温度変化が生じても人間の目で差を認識出来 ないレベルであるため、 特に液晶パネルの温度を制御しなくても白 沈み現象、 白浮き現象による焼き付きの無い良好な表示を維持でき る寧になる。

上記手順では層間距離から許容温度範囲を決定したが、 図 6 に示 す輝度レベルから使用温度を決定しても良いのは明らかである。 こ の場合は使用温度にて基準化処理を行い、 温度履歴による輝度を測 定し、 輝度の差を認識できない温度範囲を許容温度範囲とする。 ま た許容眉間距離変化量 d Dは上記手順で用いた 0 . 1 Aの数値に限 定されるものではない。 概ね輝度の差が認識できない層間変化量を 適用するものであるから他の液晶パネルでは異なった数値となる場 合もあり得る。 前記のように本発明に用いた液晶パネルでは d Dの 限界俥は 0 . ² 人であった。 図 5の温度一層間距離特性を有する液晶パネルを用いる場合に於 いて、 使用温度範囲にもっと自由度が有るならば、 温度変化に対す る層間距離変化 （ I Δ d Z A t I ) がより小さいところで使用する 事が出来る。 図 5の場合は、 変曲点近辺の層間距離が 3 1 . 9 5 A から 3 2 . 0 5 Aの範囲で、 最大許容温度範囲の 4 0 °Cから 6 0 °C を得ることができる。 該許容温度の中心を T h、 許容温度の幅を 2 * d T ' とすれば T h = 5 0、 d T ' = 1 0 となる。 そこでこの液 晶パネルを 5 0 °Cにて基準化処理すれば、 以後液晶パネルの温度が 4 0 °Cから 6 0度の範囲に維持できる環境で使用する限り、 特に液 晶パネルの温度を制御しなくても良好な表示を維持できる事になる 。 それにより使用温度幅が広く、 白沈み現象の焼き付きのない良好 な反強誘電性液晶表示装置を提供できる。

この場合においても眉間距離から許容温度範囲を決定する代わり に、 輝度レベルの差から許容温度範囲を決定しても良いのは明らか である。 ただし、 各温度で基準化処理を行い、 図 6 に示す温度履歴 の輝度レベル変化のグラフを取る必要があるため、 層間距離から求 める手法の方が容易であると言える。

図 5の温度一層間距離特性は用いる液晶材料等によって異なり、 例えば層間距離の温度に対する変化の変曲点が図 5 より高いものも 低いものも存在する。 そこで例えば 4 0 °C付近に温度一層間距離特 性の変曲点があるような液晶パネルを用いて使用中心温度を 4 0 。C と して本発明を実施すれば、 3 0 °Cから 5 0 °C等の温度範囲で白浮 き現象と白沈み現象の焼き付きのない良好な表示装置を提供できる o

図 1 2 は本発明の第 7の実施例を示す図である。 この実施例に於 いては前記図 9 に於けるオプシ ョ ン要素のうち少なく とも温度検出 手段 2 0が用いられる。 該温度検出手段 2 0 は液晶パネルの温度が 前記許容温度範囲内にあるかどうかを監視し、 も し許容温度範囲外 になったときはその事を記憶する。 そ して時刻 t 1 に於いてパネル の温度がほぼ許容温度の中心 （T s ) に戻った事を検出すると、 前 記リ セッ ト回路 9 に基準化処理の開始を指令する。 該リ セッ ト回路 9 は時刻 t 1 から時刻 t 2 まで基準化処理を行う。

いま、 時刻 t 3 から時刻 t 4 の間に液晶パネルの温度が変動した と仮定する。 も し前記 T sが前記図 5 に於ける T gである場合は図 1 2 に実線で示すようにパネル温度が T s 土 d Tの範囲内であれば 、 また T sが図 5 に於ける T hである場合は図 1 1 に点線で示すよ う にパネル温度が T s 土 d T ' の範囲内であれば、 ベース輝度レべ ルは L b + d k以下であるから焼き付きが問題となる事はない。 以下の説明において液晶パネルは図 5 ないし図 7 の特性を有する ものと し、 使用温度の中心 （設定温度） T s は前記 T h ( 5 0 °C ) と し、 周囲の環境温度 T 0 は T s より低いものとする。 また上記の よう に基準化レベルは前記最低輝度レベルからほぼ前記ェ一ジング 輝度レベルの間の最適なレベルに設定する事が出来るが、 前記エ ー ジング輝度レベルである ものと して説明する。 勿論これらの条件を 限定する ものではない。

図 1 3 は本発明の第 8 の実施例を示す変化図である。 時刻 t 1 以 前に液晶パネルの温度が変動しても、 前記の許容温度範囲内であれ ば、 上述のよう に焼き付きが問題となる事はない。 しかし時刻 t 1 に於いて液晶パネルの温度が許容範囲を超えて降下したと し、 つい で温度が上昇方向に転じると、 ブッ ク シヱルフ構造からシヱブロ ン 構造に変化する分子が発生する。 この変化によるベース輝度の変化 は非可逆的であり、 図 1 3 に点線で示すように時刻 t 6 に於いて液 晶パネルの温度が設定温度 T s に戻ってもベース輝度は当初のエ ー ジング輝度レベルより も上昇してしまう。 この状態が長期間続く と 、 明表示状態が多い画素と少ない画素との間でベース輝度のレベル の変化に違いが生じ、 焼き付き現象が認識されるようになる。

そこで例えば図 9 に於ける温度検出手段 2 0力 非可逆的なベ一 ス輝度変化を生じるような温度変化を検出 した場合、 または図 9 に 於ける輝度検出手段 2 1 (後述する） が、 焼き付きの可能性を検出 した場合、 自動的に基準化処理を行う。 それにより、 シュブロ ン構 造に変化した過剰な分子が該基準化処理によって再びブッ ク シェル フ構造に引き戻され、 非可逆的なベース輝度の上昇が補正され、 時 刻 t 6 に於いて液晶パネルの温度が設定温度 T s に戻った時に、 ベ —ス輝度は当初のエージング輝度レベルに復帰する。

図 1 3 に於いては基準化処理は分散して行われる電圧エージング 処理である場合を示した。 しかし、 勿論連続的な処理と しても良い し、 一連の処理の中に電圧処理を併用 しても良い。 温度変化中に必 要な処理が完了できなかつた場合は、 温度が設定温度になつた後も 引き続き基準化処理を行って良い。

図 1 4 は本発明の第 9 の実施例である。 時刻 t 0 に於いて液晶表 示装置に電源が供給されると、 液晶パネルの温度はバッ クライ 卜の 熱や装置全体が発生する熱により上昇する。 装置に熱的設計を施す こ とにより、 室温 T o が一定なら、 液晶パネルの温度が T o より高 い T s なる温度付近に飽和するよう にするこ とができる。 前記図 9 における温度検出手段 2 0が前記温度センサー 8 からの温度情報に 基づき、 時刻 t 1 に於いて液晶パネルの温度が設定温度 T s になつ た事を検出すると、 前記リセッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に対し、 一定期間液晶パネルに緩和期間のない電圧 （例えば図 3 に示すよう な電圧） を印加して電圧処理を行うよう に指令する。 該一定期間経 過後の時刻 t 2 に於いて液晶パネルのベース輝度は最低輝度レベル ( L a ) となる。 その後時刻 t 3 ( t 2 = t 3 と しても良い） に於 いて、 前記リセッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に対し一定期間、 液晶 パネルに緩和期間のある電圧 （例えば図 8 に示すような電圧） を印 加して電圧エージング処理を行うよう に指令する。 該一定期間経過 後の時刻 t 4 に於いて液晶パネルのベース輝度はエージング輝度レ ベル （ L b ) となる。 該時刻 t 4以後は液晶パネルの温度が T s近 傍に維持されれば前述の如く 、 焼き付き現象は問題とならない。

なお電圧処理、 電圧エージング処理を行っている画素は、 その期 間中は通常の表示は行えない。

上記説明では時刻 t 1 は、 液晶パネルの温度が設定温度 T s にな つた事が検出された時刻と したが、 実際は前記電圧処理が終了した 時刻 t 2 に於いて液晶パネルの温度が設定温度 T s になつていれば 十分である、 従って次のような制御方法と しても良い。

図 1 4 に於いて時刻 t 0 に液晶表示装置に電源が供給されると、 液晶パネルの温度は設定温度 T s に向かって上昇する。 時刻 t 1 に 於いて前記リセッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に対し、 液晶パネルの 電圧処理を開始するよう に指令する。 時刻 t 2 に於いて液晶パネル の温度が設定温度 T s になった事が検出されると、 前記リ セ ッ ト回 路 9 は前記制御回路 5 に対し、 液晶パネルの電圧処理を終了するよ うに指令する。 該時刻 t 2 に於いて液晶パネルのベース輝度は最低 輝度レベル （ L a ) となっている。 その後時刻 t 3 ( t 2 = t 3 と しても良い） に於いて、 前記リ セッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に対 し一定期間、 電圧エージング処理を行うように指令する。 該ー定期 間経過後の時刻 t 4 に於いて液晶パネルのベース輝度はエージング 輝度レベル （ L b ) となる。 該時刻 t 4以後は液晶パネルの温度が T s近傍に維持されれば前述の如く 、 焼き付き現象は問題とならな い。 この場合 t 2 — t 1 の期間中に電圧処理によって液晶パネルの ベース輝度が最低輝度レベルに達する事が出来れば、 t 1 の値は任 意であり、 t 1 = t 0 と しても良い。 前記温度検出手段 2 0が前記 温度センサ一 8 からの温度情報に基づき、 温度液晶パネルの温度が T s - T r ( T r は 0以上の適当な値に設定すればよい） になった 事を検出 した時刻を t 1 とする事もできる。

また電源投入後液晶パネルの温度が前記 T s 近傍になる時間があ らかじめ想定される場合は液晶パネルの温度を検出する手段は必要 がなく 、 t 1 から t 4 までの時刻をあらかじめ適当に設定しておけ ば良い。 この目的のために図 9 のタイマー 2 3 を利用するこ とがで きる。 以下の実施例に於いて同様とする。

図 1 5 は本発明の第 1 0 の実施例である。 時刻 t 0 に於いて液晶 表示装置に電源が供給されると、 液晶パネルの温度は設定温度 T s に向かって上昇する。 時刻 t 1 に於いて液晶パネルの温度が設定温 度 T s になった事が検出されると、 前記リ セッ ト回路 9 は前記制御 回路 5 に対し、 液晶パネルのベ一ス輝度がエージング輝度レベル （ L b ) になると予想される一定期間、 液晶パネルに電圧処理を行う よう に指令する。

も し該一定期間経過後の時刻 t 2 に於いて液晶パネルのベース輝 度が許容できる誤差範囲でエージング輝度レベル （ L b ) となって いれば、 該時刻 t 2以後は液晶パネルの温度が T s近傍に維持され れば前述の如く 、 焼き付き現象は問題とならない。

しかし液晶パネルの個体差等により、 時刻 t 2 に於ける液晶パネ ルのべ一ス輝度が図 1 5 の点線に示すよう に正しく エージング輝度 レベルとならない場合が考えられる。 この場合には、 その後時刻 t 3 ( t 2 = t 3 と しても良い） に於いて、 前記リ セッ ト回路 9 が前 記制御回路 5 に対し一定期間、 液晶パネルに電圧エージング処理を 行う よう に指令するように構成しても良い。 該電圧エージング処理 終了後の _時刻 t 4 に於いて液晶パネルのベース輝度はエージング輝 度レベル （ L b ) となる。 該時刻 t 2以後は液晶パネルの温度が T s近傍に維持されれば前述の如く 、 焼き付き現象は問題とならない この図 1 5 に示す実施例によれば、 前記図 1 4 に示す実施例の場 合に比べ、 基準化処理に要する時間を大幅に短縮する事が出来る。 電圧印加による基準化処理中は通常の表示を行えないから、 基準化 処理に要する時間を短縮する事には大きな利益がある。

図 1 6 は本発明の第 1 1 の実施例である。 時刻 t 0 に於いて液晶 表示装置に電源が供給されると、 液晶パネルの温度は設定温度 T s に向かって上昇する。 時刻 t 3 ( t 3 = t 0 と しても良い） に於い て、 前記リセッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に対し、 液晶パネルの電 圧エージング処理を開始するよう に指令する。

時刻 t 4 に於いて液晶パネルの温度が設定温度 T s に達した事が 検出されると前記リセッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に対し、 液晶パ ネルの電圧エージング処理を終了して通常の表示を行うよう に指令 する。 該時刻 t 4以後は液晶パネルの温度は T s に維持されるため 前述の如く 、 焼き付き現象は発生しない。

この実施例では基準化処理を行っている時間が前記図 1 4 、 図 1 5 に示す実施例より も長く なると言う欠点が有るが、 回路の構成が 簡単になると言う利点がある。

上記図 1 4、 1 5、 1 6 に示した実施例の説明は、 いずれも時刻 t 0 に於ける電源の投入に関連づけて説明したが、 これらの実施例 が電源投入に関係なく 、 時刻 t 1 以前に液晶パネルの温度が大き く 変動して焼き付きの可能性が生じた場合についても適用する事がで きるこ とは明らかである。

前記図 9 に示す実施例においては液晶パネル 1 の温度を制御する 手段を設けていないため、 使用環境によっては頻繁に液晶パネルに 規定以上の眉間距離変化を生じるような温度変化が起こる場合があ り得る。 勿論この様な場合には前記図 1 3 ない し図 1 6 に示した実 施例を実施すれば焼き付きに関する問題は解決される。 しかし、 電 圧印加による基準化処理中は液晶パネルの画面は明状態に固定され 、 通常の表示を行う事ができないため、 表示装置と しては問題とな る場合がある。 従つて液晶パネルの温度を制御する手段を設ける事 が望ま しい。

図 1 7 は本発明の第 1 2の実施例を示す構成概略図である。 図 1 7 に於いて液晶パネル 1 は行電極駆動回路 2 と列電極駆動回路 3 に 接続される。 該行電極駆動回路 2 と列電極駆動回路 3 は制御回路 5 に接続され、 該制御回路 5 は表示データ発生源 1 0 に接続される。 本発明を実施するため液晶パネル 1 には温度可変手段 7 と温度セン サ一 8 が取り付けられ、 さ らに温度制御手段 6 と リ セッ ト回路 9 が 設けられる。 前記温度可変手段 7 と温度センサー 8 は該温度制御手 段 6 に接続され、 該温度制御手段 6 はリ セッ ト回路 9 に接続され、 該リ セッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に接続される。 電源回路 4 は必 要に応じて各部 （例えば前記制御回路 5 、 行電極駆動回路 2 、 列電 極駆動回路 3 、 リ セッ ト回路 9 、 温度制御手段 6 ) に電源を供給す る。 図 1 7 に於いて温度可変手段 7 にはリ セッ ト回路 9 および温度 制御手段 6 を介して電源が供給される ものとする。

上記図 1 7 に示す構成において、 前記温度可変手段 7 と しては例 えば透明なヒー夕一、 バッ クライ 卜の背面に設置したヒーター、 バ ッ クライ トそのもの、 単なるフ ァ ン、 温風器、 冷風器、 またはこれ らの組み合わせなどのような手段が考えられる し、 また、 空調ボッ クスに液晶パネルを入れても良く、 要するに液晶パネルを温度管理 できる手段であれば何でも良い。

前記^度制御手段 6 は前記温度可変手段 Ί および温度センサ— 8 と連携して液晶パネル 1 の温度を設定温度に保つように作動する。 前記リセッ ト回路 9 には図 1 8 に示すように図 9 に示した全てのォ プシヨ ン要素を付加する事ができる。 ただし以下の説明では図 9 に 示した温度検出手段 2 0の機能は前記温度制御手段 6 に含まれてい るものと して行う。

図 1 7 、 1 8 に示す構成について、 図 1 0から図 1 6 までに示し た全ての実施例が適用できる。 例えば図 1 2、 図 1 3 に示す実施例 は前記温度制御手段 6 の性能が十分でないために液晶パネルの温度 が変動した場合について適用する事ができる。

図 1 7 、 1 8 の構成による図 1 0から図 1 6 までに示した実施例 の説明については代表的に前記図 1 4 に示した実施例についてのみ 説明する。

図 1 4 において時刻 t 0 に於いて液晶表示装置に電源が供給され ると、 前記温度制御手段 6 は前記温度センサ一 8からの温度情報に 基づき、 液晶パネル 1 の温度が設定温度 T s となるように前記温度 可変手段 7を駆動する。 時刻 t 1 に於いて液晶パネルの温度が設定 温度 T s になった事が検出されると、 前記リセッ ト回路 9 は前記制 御回路 5 に対し一定期間、 液晶パネルに緩和期間のない電圧 （例え ば図 3 に示すような電圧） を印加して電圧処理を行うように指令す る。 該一定期間経過後の時刻 t 2 に於いて液晶パネルのベース輝度 は最低輝度レベル （ L a ) となる。 その後時刻 t 3 ( t 2 = t 3 と しても良い） に於いて、 前記リセッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に対 し一定期間、 液晶パネルに緩和期間のある電圧 （例えば図 8 に示す ような電圧） を印加して電圧エージング処理を行うように指令する 。 該一定期間経過後の時刻 t 4 に於いて液晶パネルのベース輝度は エージング輝度レベル （ L b ) となる。 該時刻 t 4以後は液晶パネ ルの温度 T s に維持されれば前述の如く、 焼き付き現象は発生し ない。

上記説明では時刻 t 1 は、 液晶パネルの温度が設定温度 T s にな つた事が検出された時刻と したが、 実際は前記電圧処理が終了した 時刻 t 2 に於いて液晶パネルの温度が設定温度 T s になつていれば 十分である、 従って次のような制御方法と しても良い。

図 1 4 に於いて時刻 t 0 に液晶表示装置に電源が供給されると、 前記温度制御手段 6 は前記温度センサ一 8 からの温度情報に基づき 、 液晶パネル 1 の温度が設定温度 T s となるよう に前記温度可変手 段 7 を駆動する。 時刻 t 1 に於いて前記リ セッ ト回路 9 は前記制御 回路 5 に対し、 液晶パネルの電圧処理を開始するよう に指令する。 時刻 t 2 に於いて液晶パネルの温度が設定温度 T s になった事が検 出されると、 前記リ セッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に対し、 液晶パ ネルの電圧処理を終了するように指令する。 該時刻 t 2 に於いて液 晶パネルのベース輝度は最低輝度レベル （ L a ) となっている。 そ の後時刻 t 3 ( t 2 = t 3 と しても良い） に於いて、 前記リ セッ ト 回路 9 は前記制御回路 5 に対し一定期間、 電圧ェ一ジング処理を行 うよう に指令する。 該一定期間経過後の時刻 t 4 に於いて液晶パネ ルのべ一ス輝度はエージング輝度レベル （ L b ) となる。 該時刻 t 4以後は液晶パネルの温度が T s に維持されるため前述の如く 、 焼 き付き現象は発生しない。 この場合 t 2 — t 1 の期間中に電圧処理 によって液晶パネルのベース輝度が最低輝度レベルに達する事が出 来れば、 t l の値は任意であり、 t 1 = t 0 と しても良い。

と ころで前記図 7 によれば、 例えば使用温度の中心 T s を 5 0 °C に設定した液晶パネルについて、 5 0 °Cで電圧処理を行い、 その後 液晶パネルの温度を 3 6 °Cに降下させ （または 6 4 °Cに上昇させ） 、 再び 5 0 °Cに戻すと、 ベース輝度はエージング輝度レベル （ L b ) となる _事が分かる。 従ってこのような処理を電圧エージング処理 の代わり に用いる事が出来る。 この場合液晶パネルの温度を変化さ せている途中は液晶パネルの表示状態は通常の表示を行えるから、 電圧エージング処理の場合のよう に長時間通常の表示が行えないと いう問題がなく なる。 上記の説明では 5 0 °Cで電圧処理を行つてか ら温度を変化させたが、 先に 5 0 °Cから 3 6 °C ( 6 4 °C ) に温度を 変化させ、 その温度で電圧処理を行ってから 5 0 °Cに温度を戻して も同様の結果となる。

このように設定温度以外の温度 （T x ) に於いてべ一ス輝度が基 準化レベルより も低いレベル （ L X ) にある液晶パネルに、 前記層 間距離が小さ く なるような温度変化を与えてベース輝度を基準化レ ベルにする処理を以下、 「温度エージング処理」 と言う。 また前記 基準化処理にはこの温度ェ一ジング処理 （電圧処理及び温度変化） を含むものとする。

図 1 9 は電圧エージング処理の代わり に温度ェ一ジング処理を採 用 した第 1 3 の実施例を示す図である。 この実施例は、 前記温度制 御手段 6 が設けられている場合にも設けられていない場合にも実施 する事ができるが、 説明は前記温度制御手段 6 が設けられている場 合について説明する。 また L x = L a、 T x = T aの場合について 行う。

時刻 t 0 に於いて液晶表示装置に電源が供給されると、 前記温度 制御手段 6 は前記温度センサー 8からの温度情報に基づき、 液晶パ ネル 1 の温度が設定温度 T s となるように前記温度可変手段 7 を駆 動する。 時刻 t 1 ( t 1 = t 0 と しても良い） に於いて、 前記リ セ ッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に対し、 液晶パネルの電圧処理を開始 するように指令する。

時刻 t 2 に於いて液晶パネルの温度が T a に達した事が検出され ると前記 _リセッ ト回路 9 は前記制御回路 5 に対し、 液晶パネルの電 圧処理を終了して通常の表示を行うように指令する。 時刻 t 2 に於 いてベース輝度は最低輝度レベル （ L a ) となっている。 該時刻 t 2以後、 液晶パネルの温度は T aから更に上昇を続け、 時刻 t 6で 設定温度 T s に到達する。 時刻 t 6 に於いて液晶パネルのベース輝 度がエージング輝度レベルとなっていれば、 その後液晶パネルの温 度は T s に維持されるため前述の如く 、 焼き付き現象は発生しない 。 すなわち時刻 t 2から t 6 の期間において温度エージング処理が 行われたこ とになる。

温度 T aの値は、 図 6 、 図 7 に示したような特性図によってあら かじめ求めておく 。 例えば図 5 の特性を有する液晶パネルを 5 0 °C で使用する場合 （T s = 5 0 ) には図 7 がそのまま利用でき、 T a は 3 6 °Cまたは 6 4 °Cとなる。

この実施例では通常の表示が行えない期間は t 1 から t 2 の間だ けとなり、 T 2以降は通常の表示が行える。

図 1 9 に示す実施例も、 前記図 1 4、 1 5、 1 6 に示した実施例 の場合と同様に、 電源投入に関係な く 、 時刻 t 1 以前に液晶パネル の温度が大き く 変動して焼き付きの可能性が生じた場合に適用でき るこ とは明らかである。

温度制御手段 6 が設けられている場合は、 該温度制御手段 6 の制 御温度を一時的に T s 以外の温度に変更して温度エージング処理を 行う事ができる。 図 2 0 にその第 1 4 の実施例を示す。

図 2 0 において、 次のように仮定する。 時刻 t 6 より前に、 温度 制御手段 6 が液晶パネルの温度を規定内に制御する事ができない状 態が生じ、 焼き付きが発生する可能性が生じたとする。 この場合前 記の各実施例に示した方法で直ちに基準化処理を実施する事も可能 であるが、 前述のように基準化処理中は通常の表示が行えないため 、 直ちに基準化処理を実施する事が適切でない場合がある。 このよ うな場合は、 都合の良い時刻 t 6 まで待ってから基準化処理を実施 する事が望ま しい。 自動的にまたは手動により時刻 t 6 (液晶パネ ルの温度は T s に戻っているものとする） に基準化処理の開始が指 令されたとする。 前記温度制御手段 6 は液晶パネルの温度を T aに 向かって降下させる。 時刻 t 7で液晶パネルの温度が T aになると 、 時刻 t 8 までの期間電圧処理が行われる。 この電圧処理によって 、 液晶パネルのベース輝度は最低輝度レベル （ L a ) となる。 時刻 t 9 ( t 9 = t 8でも良い） になると前記温度制御手段 6 は液晶パ ネルの温度を再び設定温度 T s に向かって上昇させ、 温度エージン グ処理が開始される。 時刻 t 1 0 に於いて液晶パネルの温度が設定 温度 T s になった時、 ベース輝度はエージング輝度レベル （ L b ) となる。

温度 T aについては上記図 1 9 に示した実施例の説明と同様であ る。 また前述のようにこの実施例も T s = 5 0 と しており、 また使 用する液晶パネルは図 5 から図 7 の特性を有している ものについて の実施例であるから、 温度エージング処理は、 温度を下げてから設 定温度に戻す場合のほか、 図 2 0 のパネル温度の変化図に点線で示 すよう に、 設定温度以上に温度を上昇させてから設定温度に戻す方 法を用いる事ができる。

図 1 9 または図 2 0 に示す実施例において、 電圧処理によってべ —ス輝度がエージング輝度レベル以下の特定の値 L X ( L a < L X < L b ) になる時間が、 電圧処理前のベース輝度のレベルによ らず ほぼ一定と見なされる場合は、 図 1 5 に示した実施例に類似の電圧 処理を行う事により、 電圧処理に要する時間を短縮する事が出来る o

すなわちこの場合は電圧処理によってベース輝度を最低輝度レべ ルまで降下させる必要はなく 、 該 L Xまで下がると予想される時間 だけ電圧処理を行い、 また前記温度 T aに代えて、 温度エージング 処理によって L Xなるベース輝度が L a となるような温度 T xを用 いれば良い。

本発明の基準化処理が液晶表示装置の電源投入操作に連動して自 動的に行われるこ とについて、 前記図 1 4、 1 5、 1 6、 1 9 に記 載の実施例の説明に於いて述べた。 また、 これらの実施例において 基準化処理を電源投入と無関係に実施できる事も述べた。

これらの実施例が電源投入に連動して実施された場合、 基準化処 理後に前記許容温度範囲内で液晶パネルの温度が維持されている限 り、 焼き付き現象が問題となるような状況は生じないと考えられる 。 しかし電源が長期間投入されたまま放置されるような場合、 前記 温度制御手段 6 を設けない場合は勿論のこと温度制御手段 6 を設け た場合であっても、 環境によつては液晶パネルの温度を許容温度範 囲に維持する事ができず， ベース輝度が焼き付き現象を認識できる 程度まで大き く 変化してしま う可能性がある。

このような場合には電源投入時刻と関係なく 、 必要に応じて、 図 9 および図 1 8 に於けるオプシ ョ ン要素を用いて、 手動により また は自動的に本発明を実施する手段を設ける事ができる。 また、 該ォ プシ ヨ ン要素を必ずしも全部用いる必要はなく 、 実施の形態に応じ て、 図 9 および図 1 8 に於ける輝度検出手段 2 1 、 警報装置 2 2、 タイマー 2 3、 外部操作部材 2 4、 利用度判定手段 2 5、 表示デー 夕判定手段 2 6、 外部信号入力端子 2 7、 または図 9 に於ける温度 検出手段 2 0 を省略するこ とができる。

例えば図 9 および図 1 8 に於ける外部操作部材 2 4 を操作すると 本発明の実施を開始する事ができる。 また、 タイマー 2 3 により特 定な時間帯 （例えば深夜） に強制的に基準化処理が行われるよう に する事もできる。 表示装置が外部信号によって制御できるよう に外 部信号入力端子 2 7 を有している場合は、 外部入力信号によって基 準化処理が行われるようにしても良い。 特殊な用途に使用される場 合は、 例えば表示データ （シャ ッ ターと して液晶画素をオン、 オフ するためのデータを含む） が特定なパターン （例えば全画素を明表 示にするようパターン） である事を検出する表示データ判定手段 2 6 を設け、 その出力に基づいて基準化処理を行うよう に構成する事 も可能である。 またパーソナルコ ンビユ ー夕で一般的に用いられる 、 いわゆるスク リ ーンセィバ一機能のように、 一定期間表示装置が 使用されていない事を判定する利用度判定手段 2 5 の出力に基づい て基準化処理を行うようにしても良い。

液晶パネルに許容輝度差を超える輝度差が生じ焼き付き現象が発 生した事 （あるいはその発生の可能性） を検出または判定する方法 と しては、 例えば図 9 および図 1 8 に示すように前記液晶パネル 1 に輝度検出手段 2 1 を設け、 特別に設けられた輝度検出用画素の輝 度を検出 し、 その値が規定値を超えたかどうかによって判定する事 もできる。 また、 図 9 の構成では前記温度検出手段 2 0 力 図 1 8 の構成では該温度検出手段を含む温度制御手段 6力 液晶パネルの 温度が許容輝度差を超える輝度差を生じるような温度変化があった 事を検出して判定する事もできる。

それらの判定結果に基づいて直ちに自動的に基準化処理を開始さ せる事ができるのは当然であるが、 前記のように電圧エージング処 理中は通常の表示を行えないため、 表示装置を使用中に無差別に処 理を行う こ とは好ま し く ない。 そこで上記した各オプシ ョ ン要素 （ 例えばタイマー 2 3、 利用度判定手段 2 5等） の出力結果と組み合 わせて、 基準化処理を行っても問題が生じないような場合を選択し て基準化処理が行われるようにする事もできる。

あるいはまた自動的な処理を行わずに図 9 または図 1 8 に於ける 警報装置 2 2 により、 都合の良い時に手動による基準化処理を行う よう に使用者に知らせるよう にする事もできる。 使用者は焼き付き を黙視により認識しても良いし、 その警報によって焼き付きの存在 を知っても良い。 該警報はラ ンプ等の点灯、 液晶パネル上の特別な 表示、 あるいはブザー等による警報音を利用する事ができる。 勿論 警報を発生するとと もに、 自動的に本発明の実施が開始されるよう にしても良い。

ところで上記の説明中、 液晶パネルに許容焼き付き量以上の焼き 付き現象が発生した事 （あるいはその発生の可能性） を検出または 判定する方法と して、 図 9 の構成に於ける前記温度検出手段 2 0、 図 1 8 の構成に於ける温度制御手段 6 、 または図 9 および図 1 8 に 示す輝度検出手段 2 1 を利用する事ができると述べた。 以下この点 について説明する。

図 2 1 は本発明の第 1 5 の実施例を説明するための図であり、 前 記図 6 に於ける点 Bの温度を変えた場合のベース輝度の変化図であ る。 この図 2 1 に於いて例えば S 2 0 は B点の温度を 2 0 °Cと した 場合のベース輝度の変化曲線を示す。 このデータによれば、 同一の 温度差が必ずしも同一の量のベース輝度変化を生じる とは言えない 事が明らかである。 例えば S 1 0 に於いて、 1 0 °Cから 2 0 °Cまで のベース輝度変化量と 3 0 °Cから 4 0 °Cまでのべ一ス輝度変化量と は明らかに異なる。 また 3 0 °Cから 4 0 °Cまでのべ一ス輝度変化量 は S 1 0 と S 3 0 では異なる。 従ってどのような温度情報によって 焼き付きの存在を検出するのかが問題となる。

最も簡便な方法と しては、 これらの曲線のうち温度に対するベー ス輝度変化量が最も大きいところにおいて、 許容される温度変化量 を基準とする事である。 図 2 1 に於いては S 1 0 の 3 7 °C付近で 1 レベルのベース輝度変化量が 6 Z 5 °Cである事が分かる。 そこで 5 0 °Cより低い温度範囲に於いて、 液晶パネルに 1 . 2 °C以上の層間 距離が短縮するようなの温度変化が有った場合に一律に焼き付きが 発生した状態であると判断する。 この方法は液晶パネルが精度良く 温度制御されている場合は効果的であるが、 温度制御の精度が悪く 、 頻繁に 1 . 2 °Cを越える温度上昇があると、 その度に基準化処理 が実行されたり警報が発生する事になる。 前記第 5の実施の形態の 説明で述べたように、 実施例に用いた液晶パネルの場合は 4 0 °Cか ら 6 0 °Cの温度範囲にあれば焼き付きは認識できないのであるから 、 この範囲内であればたとえ上記の温度変化があっても無視される べきである。 そこで検出条件を、 「許容温度範囲以外の温度範囲で 1 . 2 °C以上の層間距離が短縮するような温度変化が有った事」 と すれば過剰な検出がされる事態を相当軽減する事が出来る。 それ以 上の検出精度が必要な場合は、 温度履歴の最大値や最小値の値を検 出条件に含める事になる。 図 2 1 に示すデータをテーブル形式で記 憶している R O M等を利用 しても良い。

図 2 2 は本発明の第 1 6の実施例を示す図であり、 焼き付き現象 の検出を前記液晶パネル 1 に設けた輝度検出手段 2 1 を用いて行う 場合の実施例を示す。 この実施例では焼き付きを検出するために、 フ ォ トダイォ一 ド等により光透過率を検出できるようにした 2つの 特別の画素 Aおよび Bを液晶パネル上に設けておく。 画素 A、 Bは 他の通常の画素と同様に明状態と暗状態を表示可能なように、 かつ 基準化処理が実施可能なように駆動回路に接続する。

図 2 2 ( a ) に示すように基準化処理を行う期間以外に於いて、 画素 Aには一定の周期 t n毎に t mなる短期間だけ暗状態を表示し 、 それ以外の期間は明状態が表示されるように、 また画素 Bは常に 暗状態を表示するように駆動する。

基準化処理が行われた後、 前記期間 t mに於いて画素 Aと画素 B の暗表示状態の光透過率を測定し比較する。 もし焼き付き現象の発 生がなければ、 画素 Aと画素 Bのベース輝度はともにエージング輝 度レベルであり、 従って図 2 2 ( b ) に示すように期間 t mに於け る光透過率は画素 Aと画素 Bとで等しい。

しかし温度変化による焼き付き現象が発生したとすると、 画素 A のベース輝度はエージング輝度レベルに維持されている力く、 画素 B のべ一ス輝度はエージング輝度レベルより も高く なるため、 図 2 2 ( c ) に示すように期間 t mに於ける光透過率は画素 Aと画素 Bと で差を生ずる。 従ってこの差が許容範囲を越えた場合に警報を発生 したり、 基準化処理を行うように構成する事が出来る。

上記の実施例は 2つの特別な画素の輝度を比較する方法について のものであるが、 焼き付き現象の無い場合に、 暗表示状態に於ける 輝度が温度によって変化しないか、 または液晶パネルの温度が適当 に制御されている場合には、 1 つの特別な画素のみについて、 喑表 示状態の輝度を基準値と比較する方法により焼き付きを検出する事 が出来る。

図 2 3から図 2 5 は図 9 または図 1 8 に示す実施例に於いて行電 極駆動回路 2および列電極駆動回路 3 を介して液晶パネル 1 に基準 化処理のための電圧を印加する場合の実施例を示す。

図 2 3 ( a ) は本発明の第 1 7の実施例を示す波形図である。 図 2 3 ( a ) の第 1 フ レーム F 1 に於いて、 P xは前記行電極駆動回 路 2の全ての出力端子から共通に出力される出力電圧波形であり、 P yは前記列電極駆動回路 3の全ての出力端子から共通に出力され る出力電圧波形であり、 P x yは全ての画素に共通に印加される合 成電圧を示す。 P xは第 1 フ レーム F 1 の t aなる期間には V s、 t bなる期間には 0 の電圧が出力され、 第 2 フ レーム F 2 に於いて は印加する電圧の極性が反転される。 一方 P yは第 1 フ レームおよ び第 2 フ レームの全ての期間中、 値 0の電圧が出力される。

結果と して期間 t aには全ての画素に V sが印加され、 期間 t b には全ての画素に 0が印加される。 V s = 5 0 と し、 t a = t b = 1 6. 7 m s とすれば前記図 8 に太い実線で示したエージング波形 が液晶パネルに印加される事になる。

また図 2 3 ( a ) に点線で示すように、 第 1 フ レームの全ての期 間中 P xの値を V s と し、 第 2 フ レームの全ての期間中 P xの値を _ V s と し、 V s = 5 0、 F 1 = F 2 = 1 6. 7 m s とすれば前記 図 3 に示す電圧処理波形が液晶パネルに印加される事になる。

図 2 3 ( a ) に示す実施例は単純であるが、 高い電圧の変化が全 ての画素について同時刻に発生するため、 駆動回路や電源に大きな 負担がかかる。 図 2 3 ( b ) は高い電圧の変化を分散させるため行 毎に電圧が変化する時刻をずらした本発明の第 1 8の実施例を示す 。 図 2 3 ( b ) に於いて P x n ( n = K 2、 · · · Ν) は第 η行 目の行電極の出力電圧波形を示す。 η行目のフ レームは η— 1行目 のフ レームの開始時刻から F 1 Ζ ηだけ遅延して開始される。

図 2 3 ( a ) 、 ( b ) に示した実施例では、 行電極駆動回路 2が I V s I なる電圧を出力しなければならず、 行電極駆動回路 2の耐 圧が I V s I より小さい場合は本発明の実施が困難になる。 そこで 図 2 4 は前記列電極駆動回路 3 に 0以外の出力電圧をも発生させる 事により、 行電極駆動回路 2の負担を軽減する本発明の第 1 9の実 施例を示す。 図 2 4 に於いて P xは第 1 フ レーム F 1 の t aなる期 間には （ V s — V y ) 、 t bなる期間には 0の電圧が出力され、 第 2 フ レーム F 2 に於いては印加する電圧の極性が反転される。 一方 P yは第 1 フ レーム F 1 の t aなる期間には一 V y、 t bなる期間 には 0の電圧が出力され、 第 2 フ レーム F 2 に於いては印加する電 圧の極性-が反転される。 結果と して期間 t aには全ての画素に V sが印加され、 期間 t bには全ての画素に 0が印加され必要な電圧 エージング波形を得る事が出来る。 もちろん図 2 4 に示す点線は電 圧処理を行う場合を示す。

図 2 5 は本発明の第 2 0の実施例を示し、 図 2 3 ( b ) と同様の 思想により、 電圧変化の時刻を分散させ、 極駆動回路や電源の負担 を軽減する実施例である。 図 2 5 に於いて第 1行目の行電圧 P X 1 は第 1 フ レーム F 1 の t aなる期間には （ V s — V y ) 、 t bなる 期間には 0の電圧が出力され、 第 2 フ レーム F 2 に於いては印加す る電圧の極性が反転される。 n行目の行電圧 P X nは n — 1 行目か ら （ F 1 — t b ) / Nだけ遅延した同様の波形とする。 ただし t a ≤ t b とする。 一方 P yは第 1 フ レーム F 1 の全ての期間に— V y の電圧が出力され、 第 2 フ レーム F 2 に於いては印加する電圧の極 性が反転される。 結果と して全ての画素について、 1 フ レーム中 t aなる時間 I V s | が印加され、 t bなる時間 I V y I が印加され る事になる。 図 2 5 は t a + t b = F 1 の場合を示している力く、 t a + t bく F 1 の場合は、 1 フ レーム中、 t a、 t b以外の期間に は I V s— 2 V y I の合成電圧となる。 いずれの場合でも、 液晶分 子が期間 t aにおいてブッ ク シヱルフ構造となり、 かつそれ以外の 期間中にブッ ク シエルフ構造からシ ブ口 ン構造に移行すべき液晶 分子がその移行をする事が出来るのであればエー ジ ング処理が行え る。

異なる観点から白浮き焼き付き現象について述べる。 ベース輝度 が最低輝度レベルの液晶パネルにおいて、 一部の画素を明状態表示 と し、 他の画素を暗表示状態にして長時間放置した場合に白浮き焼 き付き現象が発生する。 その理由は、 長期間明状態である画素につ いては電圧エージング処理が行われてベース輝度がエージング輝度 レベルと_なり、 長期間暗状態であつた画素はェ一ジング処理が行わ れず、 ベース輝度は最低輝度レベルを維持するためであると言える 。 従って全ての画素について長期間明状態を維持すれば全ての画素 について電圧エージング処理を実施する事になる。 しかしながら、 前述のように電圧エージング処理期間中は通常の表示を行えな く な るから、 その期間は可能な限り短縮すべきである。

本発明者は図 2 に示した駆動波形に於いて、 選択的な明暗表示を 行えない程に I V 1 I V 3 I の値を大き く し、 I V 2 I の値を 小さ く して画素全体を明表示状態とする駆動すると比較的短時間で 電圧エージング処理が行える事を確認した。 この方法によれば、 全 体を明表示と し、 かつ各電圧の設定値を変えるだけで電圧ェ一ジ ン グ処理が実施でき、 特別なタイ ミ ングを有する波形を作成する必要 がないため、 既存の駆動回路をそのまま利用する事が出来るという 大きな利点がある。

なお本発明の実施に於いて、 表示装置によっては表示部分が表示 内容によって分割され、 一部の表示分には焼き付き現象が発生して も大きな問題とならない場合がある。 このよ うな場合は液晶パネル の必要な部分にのみ前記基準化処理を行っても良い事は当然である o

さ らに前述のように、 基準化レベルはェ一ジング輝度レベルを前 記 d kだけ上回る レベルに設定しても実用上問題がない事は明らか であり従って本発明における 「ほぼエージング輝度レベル」 はエー ジ ング輝度レベルを前記許容輝度差 d kだけ上回る レベルを含むも のとする。

整理すると、 本発明において基準化処理とは、 液晶パネル上の均 一な表示状態が必要とされるすべての画素のベース輝度を、 ほぼ同 一の基準化レベルとする処理を言い、 基準化レベルは前記最低輝度 レベル以上、 前記 「ほぼエージング輝度レベル」 以下の適当な任意 のレベル （最低輝度レベルまたはほぼエ ージング輝度レベルを含む

) を言う。

以上に述べたように、 基準化処理の具体的処理方法と して以下の 方法がある。

( 1 ) 電圧処理 （時間を制御する場合を含む） のみ

( 2 ) 電圧エージング処理 （時間を制御する場合を含む） のみ

( 3 ) 電圧処理及び電圧エージング処理

( 4 ) 温度エージング処理 （電圧処理及び温度変化）

また基準化処理を行う時期については次の場合が考えられる。 ( 1 ) 液晶表示装置を表示可能な状態に した場合の初期

( 2 ) 液晶表示装置が表示可能な状態にある場合の任意の時期 ( 3 ) 液晶表示装置が表示可能でない状態 （保存状態と言う） に ある場合の任意の時期

そして基準化処理を行う時期を自動的に決定するこ とができる。 また、 手動で開始時期を決定しても良い。 手動の場合であっても、 基準化処理を行うべき旨の警告が必要に応じて提供される事が望ま しい。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 反強誘電性液晶パネルと、 該液晶パネルに反強誘電状態にあ る液晶分子が強誘電状態になる期間のみを有する電圧を印加するこ とにより得られる電圧無印加時の輝度のレベルの飽和値を最低輝度 レベルと し、 反強誘電状態にある液晶分子が強誘電状態になる期間 と強誘電状態にある液晶分子が反強誘電状態になる期間の両方の期 間を有する電圧を印加するこ とにより得られる電圧無印加時の輝度 のレベルの飽和値をエ ージング輝度レベルとするとき、 均一な電気 光学的性能が求められる全ての画素の電圧無印加時に於ける輝度を 、 前記最低輝度レベル以上であってほぼ前記エ ー ジ ング輝度レベル 以下に設定した基準化レベルに概ね統一させる一連の処理である基 準化処理を、 必要に応じて繰り返して行う基準化処理手段を備えた 事を特徴とする、 反強誘電性液晶パネルを有する電気光学的装置。

2 . 前記基準化処理に於いて、 通常の表示を行う場合に用いられ る駆動電圧と電圧値の異なる駆動電圧を液晶パネルに印加する手段 を有する事を特徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

3 . 前記基準化処理に於いて、 通常の表示を行う場合に用いられ る駆動電圧と波形の異なる駆動電圧を液晶パネルに印加する手段を 有する事を特徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

4 . 前記基準化処理に於いて、 反強誘電状態にある液晶が強誘電 状態になる期間と、 強誘電状態にある液晶が反強誘電状態に戻る期 間の両方の期間を有する電圧波形を用いる事を特徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

5 . 前記基準化処理に、 反強誘電状態にある液晶が強誘電状態に なる期間のみを有する電圧波形を用いる事を特徴とする請求項 1 に 記載 < «気光学的装置。

6 . 前記基準化処理が、 反強誘電状態にある液晶が強誘電状態に なる期間のみを有する電圧波形を繰り返し印加した後に、 反強誘電 状態にある液晶が強誘電状態になる期間と、 強誘電状態にある液晶 が反強誘電状態に戻る期間の両方の期間を有した電圧波形を繰り返 し印加するものである事を特徴とする請求項 1 に記載の電気光学的 装置。

7 . 前記基準化処理が、 反強誘電状態にある液晶が強誘電状態に なる期間のみを有する電圧波形を繰り返し印加した後に、 液晶分子 の眉間距離が短縮される方向の温度変化を与えるものである事を特 徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

8 . 目標とする使用温度範囲の中央付近で、 液晶パネルの温度変 化に対する眉間距離の変化の傾きがほぼ 0 となるようにした事を特 徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

9 . 装置の電源電圧の印加に連動して、 前記基準化処理が行われ る構成を有した事を特徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

1 0 . 外部操作部材を有し、 該操作部材の操作に基づいて、 前記 基準化処理が行われるように構成した事を特徴とする請求項 1 に記 載の電気光学的装置。

1 1 . 液晶パネルの温度を検出する温度検出手段を有し、 該温度 検出手段の検出情報に基づいて、 前記基準化処理が行われるように 構成した事を特徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

1 2 . 液晶パネル上の特定な画素の特定の表示状態に於ける輝度 を検出する輝度検出手段を有し、 該輝度検出手段の検出情報に基づ いて、 前記基準化処理が行われるように構成した事を特徴とする請 求項 1 に記載の電気光学的装置。

1 3 . 装置の利用状態を判定する利用判定手段を有し、 該利用判 定手- Sの判定情報に基づいて、 前記基準化処理が行われるように構 成した事を特徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

1 4 . 外部信号入力端子を有し、 装置外から供給される信号に基 づいて、 前記基準化処理が行われるように構成した事を特徴とする 請求項 1 に記載の電気光学的装置。

1 5 . タイマーを有し、 該タイマ一から供給される信号に基づい て、 前記基準化処理が行われるよう に構成した事を特徴とする請求 項 1 に記載の電気光学的装置。

1 6 . 液晶画素の明暗データの状態を判定する表示データ判定手 段を有し、 該表示データ判定手段から供給される信号に基づいて、 前記基準化処理が行われるよう に構成した事を特徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

1 7 . 液晶パネルの温度を制御する温度制御手段を有する事を特 徵とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

1 8 . 温度変化に対する層間距離の変化の傾きが 0 となるような 温度付近に液晶パネルの温度を制御するよう にした事を特徴とする 請求項 1 7 に記載の電気光学的装置。

1 9 . 温度変化による電圧無印加時の光透過率の変化量が 2 %以 下の範囲内となるような温度範囲に液晶パネルの温度を制御する事 を特徴とする請求項 1 7 に記載の電気光学的装置。

2 0 . 温度変化による反強誘電性液晶のスメ クティ ッ ク層の層間 距離の変化量が 0 . 2 オングス トローム以下となるような温度範囲 に液晶パネルの温度を制御する事を特徴とする請求項 1 7 に記載の 電気光学的装置。

2 1 . 電源投入後、 液晶パネルの温度がほぼ設定温度に達した時 に、 前記基準化処理を開始するよう に構成した事を特徴とする請求 項 1 7 に記載の電気光学的装置。

2 _2 前記基準化レベルをほぼ前記エージング輝度レベルと した 事を特徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。

2 3 . 前記基準化レベルをほぼ前記最低輝度レベルとした事を特 徴とする請求項 1 に記載の電気光学的装置。