(57)【要約】【課題】不純物イオンの滞留を防止して表示品位の高い液晶表示装置を提供する。【解決手段】第１基板１と、第１基板１と対向するように配置された第２基板２と、第１基板１と第２基板２との間に挟持された液晶層３と、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸからなる表示部と、表示部を駆動する駆動手段ＧＤ、ＳＤと、駆動手段ＧＤ、ＳＤの動作を制御する制御手段５と、を備え、表示部に画像を表示させるために、液晶層３に印加される最低電圧の大きさは１．２Ｖ以上である液晶表示装置。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、
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、
マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、
前記表示部を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備え、
前記表示部に画像を表示させるために、前記液晶層に印加される最低電圧の大きさは１．２Ｖ以上である液晶表示装置。
【請求項２】
前記液晶層に印加される最低電圧の大きさは略１．３Ｖである請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
ノーマリーホワイトとして動作する請求項１または請求項２記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に関し、特に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、互いに対向して配置された一対の基板と、この一対の基板間に配置された液晶層と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部とを備えた液晶表示パネルを備える。一対の基板は、表示部を囲むように配置されたシール材によって固定されている。
【０００３】
表示部において、一方の基板にはマトリクス状に配置された複数の画素電極が配置され、他方の基板には複数の画素電極と対向するように対向電極が配置されている。画素電極と対向電極とは配向膜によって覆われている。これらの配向膜によって液晶層に含まれる液晶分子の配向状態が制御されることとなる。
【０００４】
上記のように構成された液晶パネルにおいて、液晶注入時に混入、液晶層を取り囲んでいるシール剤から溶出したイオン性不純物が、その後の液晶表示装置の駆動により、画素領域に拡散、凝集することにより、液晶パネルの表示特性の劣化を招くことが知られている。
【０００５】
従来、表示部の周辺領域に形成された周辺電極を含み、周辺電極は、隣接する複数の電極により形成され、これら周辺電極の隣り合う電極間で印加する駆動電圧の電圧値を異ならせることにより、表示特性の劣化を抑制する液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００８−５８４９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献に記載された液晶表示装置では、周辺電極の隣り合う電極近傍に横方向の電界が生じ、液晶の微小な揺らぎによる流れ（フロー）に加えて、不純物イオンを移動させる力となり、画素領域内から移動してくる不純物イオンを、画素領域外へ移動させている。
【０００７】
しかし、長時間表示パターンを固定したときに、表示部内において不純物イオンが決まった位置に滞留することがあった。この滞留した不純物イオンの影響により、その箇所に対応する液晶層に適当な電圧が印加されず、表示画像が劣化することがあった。
【０００８】
例えばＴＮ（twisted nematic）モードの液晶表示装置において、温度上昇や不純物イオンの存在により、白表示時の液晶の印可電圧が見かけ上ほぼ０Ｖとなり、白表示部分にて不純物イオンのフローが存在しなくなる。
【０００９】
この状態で長時間表示パターンが固定されると、黒表示部では不純物イオンのフローが存在するため焼き付きしないが、白表示部では不純物イオンのフローが存在しないため、黒表示部と白表示部との境界近傍に不純物イオンが滞留する。このように不純物イオンが滞留すると、フローが存在する部分とフローが存在しない部分との境界近傍において、焼き付きが発生することがあった。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであって、不純物イオンの滞留を防止して表示品位の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の態様による液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、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、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、前記表示部を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の動作を制御する制御手段と、を備え、前記表示部に画像を表示させるために、前記液晶層に印加される最低電圧の大きさは１．２Ｖ以上である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、不純物イオンの滞留を防止して表示品位の高い液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係るに係る液晶表示装置はＴＮモードの液晶表示パネルＤＰ、この液晶表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、および液晶表示パネルＤＰおよびバックライトＢＬを制御するコントローラＣＮＴを備える。液晶表示パネルＤＰは一対の電極基板、すなわち、アレイ基板（第１基板）１および対向基板（第２基板）２と、アレイ基板１および対向基板２間に挟持された液晶層３とを有している。
【００１４】
また、液晶表示パネルＤＰは、略マトリクス状に配置された表示画素ＰＸからなる表示部を有している。アレイ基板１は、例えばガラス等の透明絶縁基板を有している。この透明絶縁基板上には、各表示画素ＰＸに複数の画素電極ＰＥが配置されている。
【００１５】
さらに、アレイ基板１は、複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置された複数の走査線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｍ）、複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置された複数の信号線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｎ）、および、これら走査線Ｇおよび信号線Ｓの交差位置近傍に配置され各々対応走査線Ｇを介して駆動されたときに対応信号線Ｓおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する複数の画素スイッチＷを有する。
【００１６】
各画素スイッチＷは、例えば、アモルファスシリコンによって形成された半導体層を備える薄膜トランジスタからなる。画素スイッチＷのゲートが走査線Ｇに接続され、ソース−ドレインパスが信号線Ｓおよび画素電極ＰＥ間に接続されている。
【００１７】
対向基板２は、例えば、ガラス等の透明絶縁基板上に配置された赤、緑、青の着色層からなるカラーフィルタ（図示せず）、および複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ上に配置される対向電極ＣＥ等を有している。
【００１８】
各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなるとともに、互いに略直交にラビング処理される配向膜でそれぞれ覆われている。各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３の一部である画素領域と共に表示画素ＰＸを構成する。
【００１９】
複数の表示画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥ間に液晶容量Ｃｌｃを有する。液晶容量Ｃｌｃは、液晶材料の比誘電率、画素電極面積、液晶セルギャップによって決まる。
【００２０】
コントローラＣＮＴは、さらに複数の画素スイッチＷを行単位に導通させるように複数の走査線Ｇ１〜Ｇｍを順次駆動するゲートドライバＧＤ、各行の画素スイッチＷが対応走査線Ｇの駆動によって導通する期間においてソース電圧Ｖｓｏを複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎにそれぞれ出力するソースドライバＳＤ、バックライトＢＬを駆動するバックライト駆動部ＬＤ、およびゲートドライバＧＤ、ソースドライバＳＤおよびバックライト駆動部（インバータ）ＬＤを制御する制御回路５を備える。
【００２１】
制御回路５は、外部信号源ＳＳから入力される同期信号に基づいて発生される制御信号ＣＴＹをゲートドライバＧＤに出力し、外部信号源ＳＳから入力される同期信号に基づいて発生される制御信号ＣＴＸ、および外部信号源ＳＳから入力される映像信号ＶｓをソースドライバＳＤに出力する。さらに、制御回路５は、対向電極ＣＥに印加される対向電圧Ｖｃｏｍを対向基板２の対向電極ＣＥに対して出力する。
【００２２】
１フレーム期間において、ゲートドライバＧＤは、複数の表示画素ＰＸの行を映像信号書込走査として順次選択するように複数の走査線Ｇ１〜Ｇｍを順次駆動する。他方、ソースドライバＳＤは、走査線Ｇ１〜Ｇｍの各々が駆動される間に、１行分の映像信号Ｖｓを映像レベルの信号線入力電圧（ソース電圧）Ｖｓｏとして出力する。上記のように、ソースドライバＳＤは、並列的に複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎを駆動する。
【００２３】
ソース電圧Ｖｓｏは、対応する画素スイッチＷを介して選択行の表示画素ＰＸの画素電極ＰＥに印加される。画素電極ＰＥにおける画素電圧と対向電極ＣＥに印加された対向電圧Ｖｃｏｍとによって、対向電極ＣＥと画素電極ＰＥ間に液晶容量Ｃｌｃが形成される。
【００２４】
なお、全表示画素ＰＸに対するソース電圧Ｖｓｏは、カラム反転駆動の場合には表示画素ＰＸの列毎に逆極性に設定され、フレーム反転駆動の場合にはフレーム毎に逆極性に設定される。
【００２５】
図２に示すように、表示画素ＰＸに黒表示をさせる場合には、黒レベル電圧がソース電圧Ｖｓｏとして対応する信号線Ｓに供給される。本実施形態に係る液晶表示装置では、黒表示の際に液晶層３に印加される電圧Ｖｂの大きさは約５Ｖである。すなわち、黒レベル電圧と、映像信号のセンタ電位との差の絶対値は約５Ｖである。
【００２６】
このとき、対向電極ＣＥに印加される電圧Ｖｃｏｍは、映像信号のセンタ電位に対してシフトしているため、黒表示の際の正極側電圧Ｖｂ（＋）と負極側電圧Ｖｂ（−）との大きさに差が生じる。
【００２７】
したがって、正極側電圧Ｖｂ（＋）と負極側電圧Ｖｂ(−)とを交互に印加すると、液晶層３に含まれる液晶分子３Ａの配向状態が変化して液晶層３内にフローが生じる。このフローによって、液晶層３内に含まれる不純物イオンが拡散されるため、黒表示をさせた表示画素ＰＸでは不純物イオンが滞留しない。
【００２８】
一方、表示画素ＰＸに白表示をさせる場合には、白レベル電圧がソース電圧Ｖｓｏとして対応する信号線Ｓに供給される。ここで、白レベル電圧の大きさが十分大きくない場合には、液晶表示装置の温度上昇および不純物イオンの存在によって、液晶層３に印加される電圧の大きさが見かけ上０Ｖとなることがある。
【００２９】
本実施形態に係る液晶表示装置はノーマリーホワイトとして動作するため、液晶層３に印加される電圧Ｖｗが略０Ｖであったとしても、表示画素ＰＸに白表示をさせることができる。
【００３０】
しかし、液晶層３に印加される電圧Ｖｗが略０Ｖの場合には、例えば図５に示すように、白表示をさせた表示画素ＰＸにおいて液晶層３内のフローが発生しない。したがって、このような状態で表示画像を長時間固定すると、白表示をさせた表示画素ＰＸにおいて、黒表示をさせた表示画素ＰＸとの境界近傍の領域Ａ１に不純物イオンが滞留する。
【００３１】
この不純物イオンが滞留した領域Ａ１では、電圧が印加されても液晶が正常に応答せずに、焼き付き現象が生じる原因となることがあった。
【００３２】
そこで、本実施形態に係る液晶表示装置では、特にソース電圧Ｖｓｏが最も低い白表示の際に液晶層３に印加する電圧Ｖｗの大きさを大きくすることで、液晶層３内に不純物イオンが滞留することを回避している。ここで電圧Ｖｗの大きさとは、画素電極ＰＥに印加される白レベル電圧と、映像信号のセンタ電位との差の絶対値である。
【００３３】
本願発明者らは、白表示をさせる際に、焼き付き現象が生じない電圧Ｖｗの大きさを検討するために、各ソース電圧Ｖｓｏを連続１２時間印加した後、目視により焼き付きが生じているか否かを確認するとともに、表示部に減光（Neutral Density）フィルムを取り付けて、焼き付きの発生レベルを確認し、焼き付き評価を行った。
【００３４】
上記のように行った評価結果の一例を図４に示す。図４では、横軸に電圧Ｖｗの大きさ、縦軸に減光フィルムの減光割合を示し、各電圧Ｖｗを印加した液晶表示装置に減光フィルムを取り付けて焼き付きによる画像劣化が見られるか否かを示している。なお。本実施形態では、８％の減光フィルムを用いたときに表示画像の劣化がないと判断された場合に、焼き付きによる画像劣化を防止されたとした。
【００３５】
図４に示すように、白表示の際に液晶層３に印加される電圧Ｖｗの大きさが１．０Ｖ以上の場合には、焼き付きによる表示画像の劣化が防止された。この結果から、液晶層３に印加される最も低い電圧Ｖｗの大きさは、少なくとも１．０Ｖ以上であって、さらに、この値にマージンを含む１．２Ｖ以上とすることが望ましいと考えられる。
【００３６】
本実施形態に係る液晶表示装置では、電圧Ｖｗを１．３Ｖとして表示画素ＰＸに白表示をさせたところ、図３に示すように、黒表示をさせた表示画素ＰＸと同様に、白表示をさせた表示画素ＰＸにおいても液晶層３内にフローが生じ、白表示をさせた表示画素ＰＸにおいて不純物イオンが滞留することがなくなった。
【００３７】
このことによって、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、白表示をさせた表示画素ＰＸにおいて不純物イオンが滞留しないことによって液晶が正常に応答し、焼き付きの発生を防止することが可能となる。
【００３８】
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、不純物イオンの滞留を防止して表示品位の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００３９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記の実施形態に係る液晶表示装置はＴＮモードであったが、ＩＰＳ（In Plane Switching）モード、ＶＡ（Vertical Alignment）モード、ＯＣＢ（optically compensated bend）モード等の他のモードの液晶表示装置の場合であっても本発明を適用することができる。
【００４０】
例えば、ＩＳＰモードやＶＡモード等、ノーマリーブラックとして動作する液晶表示装置の場合は、黒表示させる際に液晶層３に印加する電圧Ｖｂの大きさ（絶対値）を１．２Ｖ以上とすることによって、上記の実施形態に係る液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図。
【図２】図１に示す液晶表示装置の黒表示の際のソース電圧と白表示の際のソース電圧との一例を説明するための図。
【図３】本実施形態に係る液晶表示装置において、白表示させた表示画素と黒表示させた表示画素との境界近傍における液晶層内のフローについて説明するための図。
【図４】白レベル電圧の大きさと焼き付き現象の発生とについての評価結果の一例を示す図。
【図５】白レベル電圧が十分に大きくないときの、白表示させた表示画素と黒表示させた表示画素との境界近傍における液晶層内のフローについて説明するための図。
【符号の説明】
【００４３】
ＰＸ…表示画素、ＧＤ…ゲートドライバ、ＳＤ…ソースドライバ、１…アレイ基板（第１基板）、２…対向基板（第２基板）、３…液晶層、５…制御回路（制御手段）、Ｄｗ…（最低）電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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