(57)【要約】      （修正有）【課題】電極エッジを折れ線状に屈曲させた構造を有する液垂直配向型の液晶表示装置をＮライン反転波形の駆動電圧で駆動する場合において、表示均一性を保つために適切な駆動技術を提供すること。【解決手段】プレティルト角が９０°未満の垂直配向型の液晶表示装置において駆動電圧としてＮライン反転波形の駆動電圧を供給し、そのバイアス値をＢ、フレーム周波数をｆ、デューティ数をＬとしたときに、Ｎ≦(−０．０５７２×Ｂ＋０．９９９８)×ｆ×(６４／Ｌ)＋(−２．５×Ｂ−３０．１７５)、の条件を満たすように前記Ｎの値を設定する。【選択図】図１０
2015179172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板の一面側に設けられ、第１方向に沿って延在する複数の第１電極と、
前記第２基板の一面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在する複数の第２電極と、
前記第１基板と前記第２基板の各一面の間に設けられた、プレティルト角が９０°未満で略垂直配向した液晶層と、
前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を介して前記液晶層へマルチプレックス駆動の駆動電圧を供給する駆動手段と、
を含み、
前記複数の第１電極と前記複数の第２電極との交差領域の各々において画素領域が画定されており、
前記複数の第２電極は、各々、平面視において、２つの電極エッジのうち少なくとも一方の電極エッジが前記第２方向とのなす角度を０°より大きく１５°以下とした線分によって構成された折れ線状であり、
前記液晶層は、層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向が前記第２電極の前記一方の電極エッジと斜交するように配向しており、
前記駆動手段は、前記駆動電圧としてＮライン反転波形の駆動電圧を供給しており、そのバイアス値をＢ、フレーム周波数をｆ、デューティ数をＬとしたときに、
Ｎ≦(−０．０５７２×Ｂ＋０．９９９８)×ｆ×(６４／Ｌ)＋(−２．５×Ｂ−３０．１７５)、の条件を満たすように前記Ｎの値を設定する、
液晶表示装置。
【請求項２】
対向配置される第１基板及び第２基板と、
前記第１基板の一面側に設けられ、第１方向に沿って延在する複数の第１電極と、
前記第２基板の一面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在する複数の第２電極と、
前記第１基板と前記第２基板の各一面の間に設けられた、プレティルト角が９０°未満で略垂直配向した液晶層と、
前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を介して前記液晶層へマルチプレックス駆動の駆動電圧を供給する駆動手段と、
を含み、
前記複数の第１電極と前記複数の第２電極との交差領域の各々において画素領域が画定されており、
前記複数の第２電極は、各々、平面視において、２つの電極エッジのうち少なくとも一方の電極エッジが互いの長さの等しい複数の線分を結合して構成された折れ線状であり、
前記液晶層は、層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向が前記第２電極の前記一方の電極エッジと斜交するように配向しており、
前記駆動手段は、前記駆動電圧としてＮライン反転波形の駆動電圧を供給しており、そのバイアス値をＢ、フレーム周波数をｆ、デューティ数をＬとしたときに、
Ｎ≦(−０．００２５×Ｂ＋０．６４３３)×ｆ×(６４／Ｌ)＋(−８．４１６５×Ｂ＋１３．２７６)、の条件を満たすように前記Ｎの値を設定する、
液晶表示装置。
【請求項３】
前記バイアス値の最適値が√Ｌ＋１で定義されるとき、前記バイアス値Ｂは前記最適値よりも小さい値に設定される、
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記Ｎライン反転波形は、１フレーム終了後には極性反転を正又は負に強制反転させて、連続する２つのフレームの開始ラインでは極性が逆である、
請求項１〜３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
（ａ）対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面側に設けられ、第１方向に沿って延在する複数の第１電極と、（ｃ）前記第２基板の一面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在する複数の第２電極と、（ｄ）前記第１基板と前記第２基板の各一面の間に設けられた、プレティルト角が９０°未満で略垂直配向した液晶層と、（ｅ）前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を介して前記液晶層へマルチプレックス駆動の駆動電圧を供給する駆動手段と、を含み、（ｆ）前記複数の第１電極と前記複数の第２電極との交差領域の各々において画素領域が画定されており、（ｇ）前記複数の第２電極は、各々、平面視において、２つの電極エッジのうち少なくとも一方の電極エッジが前記第２方向とのなす角度を０°より大きく１５°以下とした線分によって構成された折れ線状であり、（ｈ）前記液晶層は、層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向が前記第２電極の前記一方の電極エッジと斜交するように配向している、液晶表示装置の駆動方法であって、
前記駆動手段は、前記駆動電圧としてＮライン反転波形の駆動電圧を供給しており、そのバイアス値をＢ、フレーム周波数をｆ、デューティ数をＬとしたときに、Ｎ≦(−０．０５７２×Ｂ＋０．９９９８)×ｆ×(６４／Ｌ)＋(−２．５×Ｂ−３０．１７５)、の条件を満たすように前記Ｎの値を設定する、
液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
（ａ）対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面側に設けられ、第１方向に沿って延在する複数の第１電極と、（ｃ）前記第２基板の一面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在する複数の第２電極と、（ｄ）前記第１基板と前記第２基板の各一面の間に設けられた、プレティルト角が９０°未満で略垂直配向した液晶層と、（ｅ）前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を介して前記液晶層へマルチプレックス駆動の駆動電圧を供給する駆動手段と、を含み、（ｆ）前記複数の第１電極と前記複数の第２電極との交差領域の各々において画素領域が画定されており、（ｇ）前記複数の第２電極は、各々、平面視において、２つの電極エッジのうち少なくとも一方の電極エッジが互いの長さの等しい複数の線分を結合して構成された折れ線状であり、（ｈ）前記液晶層は、層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向が前記第２電極の前記一方の電極エッジと斜交するように配向している、液晶表示装置の駆動方法であって、
前記駆動手段は、前記駆動電圧としてＮライン反転波形の駆動電圧を供給しており、そのバイアス値をＢ、フレーム周波数をｆ、デューティ数をＬとしたときに、Ｎ≦(−０．００２５×Ｂ＋０．６４３３)×ｆ×(６４／Ｌ)＋(−８．４１６５×Ｂ＋１３．２７６)、の条件を満たすように前記Ｎの値を設定する、
液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置およびその駆動技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチプレックス駆動によって動作する垂直配向型液晶表示装置に関する先行技術としては、例えば特開２０１１−９９９０９号公報（特許文献１）に開示される液晶表示装置が知られている。この先行技術に係る液晶表示装置は、液晶分子へ付与されたプレティルト角が８９．８°以上９０°未満であり、かつ配向状態がモノドメイン配向である液晶層を備えた垂直配向型の液晶表示装置であって、デューティ比が１／１６以上に設定され、バイアス値が最適バイアス値より小さく設定された駆動条件によってマルチプレックス駆動するものである。この構成によれば、表示均一性を保ちつつフレーム周波数を低下させることが可能な液晶表示装置が提供される。
【０００３】
ところで、上記した特許文献１では主に駆動電圧をフレーム反転波形とした場合の好適条件について開示されており、駆動電圧をＮライン反転波形とした場合において反転ライン数Ｎをどのように設定するのが適切であるのかという点については特段に開示されていない。特に、特開２００９−８６２１４号公報（特許文献２）や特開２０１２−９３５７８号公報（特許文献３）に開示されるような、電極エッジを直線状ではなく折れ線状に屈曲させた構造を有する液晶表示装置において、反転ライン数Ｎを適切に設定する技術については何らの開示がない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９９９０９号公報
【特許文献２】特開２００９−８６２１４号公報
【特許文献３】特開２０１２−９３５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明に係る具体的態様は、電極エッジを折れ線状に屈曲させた構造を有する垂直配向型の液晶表示装置をＮライン反転波形の駆動電圧で駆動する場合において、表示均一性を保つために適切な駆動技術を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］本発明に係る一態様の液晶表示装置は、（ａ）対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面側に設けられ、第１方向に沿って延在する複数の第１電極と、（ｃ）前記第２基板の一面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在する複数の第２電極と、（ｄ）前記第１基板と前記第２基板の各一面の間に設けられた、プレティルト角が９０°未満で略垂直配向した液晶層と、（ｅ）前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を介して前記液晶層へマルチプレックス駆動の駆動電圧を供給する駆動手段と、を含み、（ｆ）前記複数の第１電極と前記複数の第２電極との交差領域の各々において画素領域が画定されており、（ｇ）前記複数の第２電極は、各々、平面視において、２つの電極エッジのうち少なくとも一方の電極エッジが前記第２方向とのなす角度を０°より大きく１５°以下とした線分によって構成された折れ線状であり、（ｈ）前記液晶層は、層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向が前記第２電極の前記一方の電極エッジと斜交するように配向しており、（ｉ）前記駆動手段は、前記駆動電圧としてＮライン反転波形の駆動電圧を供給しており、そのバイアス値をＢ、フレーム周波数をｆ、デューティ数をＬとしたときに、Ｎ≦(−０．０５７２×Ｂ＋０．９９９８)×ｆ×(６４／Ｌ)＋(−２．５×Ｂ−３０．１７５)、の条件を満たすように前記Ｎの値を設定する、液晶表示装置である。
【０００７】
［２］本発明に係る一態様の液晶表示装置は、（ａ）対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面側に設けられ、第１方向に沿って延在する複数の第１電極と、（ｃ）前記第２基板の一面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在する複数の第２電極と、（ｄ）前記第１基板と前記第２基板の各一面の間に設けられた、プレティルト角が９０°未満で略垂直配向した液晶層と、（ｅ）前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を介して前記液晶層へマルチプレックス駆動の駆動電圧を供給する駆動手段と、を含み、（ｆ）前記複数の第１電極と前記複数の第２電極との交差領域の各々において画素領域が画定されており、（ｇ）前記複数の第２電極は、各々、平面視において、２つの電極エッジのうち少なくとも一方の電極エッジが互いの長さの等しい複数の線分を結合して構成された折れ線状であり、（ｈ）前記液晶層は、層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向が前記第２電極の前記一方の電極エッジと斜交するように配向しており、（ｉ）前記駆動手段は、前記駆動電圧としてＮライン反転波形の駆動電圧を供給しており、そのバイアス値をＢ、フレーム周波数をｆ、デューティ数をＬとしたときに、Ｎ≦(−０．００２５×Ｂ＋０．６４３３)×ｆ×(６４／Ｌ)＋(−８．４１６５×Ｂ＋１３．２７６)、の条件を満たすように前記Ｎの値を設定する、液晶表示装置である。
【０００８】
上記１または２の構成によれば、電極エッジを折れ線状に屈曲させた構造を有する垂直配向型の液晶表示装置をＮライン反転波形の駆動電圧で駆動する場合において、表示均一性を保つために適切な駆動条件で動作する液晶表示装置が得られる。
【０００９】
［３］上記１または２の液晶表示装置においては、前記バイアス値の最適値が√Ｌ＋１で定義されるとき、前記バイアス値Ｂは前記最適値よりも小さい値に設定される、ことも好ましい。
【００１０】
これにより、表示均一性を保ちつつフレーム周波数の低減効果が得られる。
【００１１】
［４］上記１、２または３の液晶表示装置において、Ｎライン反転波形は、１フレーム終了後には極性反転を正又は負に強制反転させて、連続する２つのフレームの開始ラインでは極性が逆であることも好ましい
【００１２】
［５］本発明に係る一態様の液晶表示装置の駆動方法は、（ａ）対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面側に設けられ、第１方向に沿って延在する複数の第１電極と、（ｃ）前記第２基板の一面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在する複数の第２電極と、（ｄ）前記第１基板と前記第２基板の各一面の間に設けられた、プレティルト角が９０°未満で略垂直配向した液晶層と、（ｅ）前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を介して前記液晶層へマルチプレックス駆動の駆動電圧を供給する駆動手段と、を含み、（ｆ）前記複数の第１電極と前記複数の第２電極との交差領域の各々において画素領域が画定されており、（ｇ）前記複数の第２電極は、各々、平面視において、２つの電極エッジのうち少なくとも一方の電極エッジが前記第２方向とのなす角度を０°より大きく１５°以下とした線分によって構成された折れ線状であり、（ｈ）前記液晶層は、層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向が前記第２電極の前記一方の電極エッジと斜交するように配向している、液晶表示装置の駆動方法であって、（ｉ）前記駆動手段は、前記駆動電圧としてＮライン反転波形の駆動電圧を供給しており、そのバイアス値をＢ、フレーム周波数をｆ、デューティ数をＬとしたときに、Ｎ≦(−０．０５７２×Ｂ＋０．９９９８)×ｆ×(６４／Ｌ)＋(−２．５×Ｂ−３０．１７５)、の条件を満たすように前記Ｎの値を設定する、液晶表示装置の駆動方法である。
【００１３】
［６］本発明に係る一態様の液晶表示装置の駆動方法は、（ａ）対向配置される第１基板及び第２基板と、（ｂ）前記第１基板の一面側に設けられ、第１方向に沿って延在する複数の第１電極と、（ｃ）前記第２基板の一面側に設けられ、前記第１方向と交差する第２方向に沿って延在する複数の第２電極と、（ｄ）前記第１基板と前記第２基板の各一面の間に設けられた、プレティルト角が９０°未満で略垂直配向した液晶層と、（ｅ）前記複数の第１電極及び前記複数の第２電極を介して前記液晶層へマルチプレックス駆動の駆動電圧を供給する駆動手段と、を含み、（ｆ）前記複数の第１電極と前記複数の第２電極との交差領域の各々において画素領域が画定されており、（ｇ）前記複数の第２電極は、各々、平面視において、２つの電極エッジのうち少なくとも一方の電極エッジが互いの長さの等しい複数の線分を結合して構成された折れ線状であり、（ｈ）前記液晶層は、層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向が前記第２電極の前記一方の電極エッジと斜交するように配向している、液晶表示装置の駆動方法であって、（ｉ）前記駆動手段は、前記駆動電圧としてＮライン反転波形の駆動電圧を供給しており、そのバイアス値をＢ、フレーム周波数をｆ、デューティ数をＬとしたときに、Ｎ≦(−０．００２５×Ｂ＋０．６４３３)×ｆ×(６４／Ｌ)＋(−８．４１６５×Ｂ＋１３．２７６)、の条件を満たすように前記Ｎの値を設定する、液晶表示装置の駆動方法である。
【００１４】
上記５または６の構成によれば、電極エッジを折れ線状に屈曲させた構造を有する垂直配向型の液晶表示装置をＮライン反転波形の駆動電圧で駆動する場合において、表示均一性を保つために適切な駆動条件で動作させることが可能な液晶表示装置の駆動方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、第１実施形態の液晶表示装置（液晶パネル）の構造を示す模式的な断面図である。
【図２】図２は、液晶表示装置のより詳細な構成例を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態の第１電極および第２電極の詳細な構造を説明するための平面図である。
【図４】図４は、実施例１の液晶表示装置の明表示時の配向組織を示す図である。
【図５】図５は、バイアス値Ｂとフレーム周波数ｆの各値における表示均一性が得られる反転ライン数Ｎを示した表である。
【図６】図６は、図５に示した各データを、横軸をフレーム周波数ｆ、縦軸を反転ライン数Ｎとし、バイアス値Ｂごとに表したグラフである。
【図７】図７は、上記した図６に示した線形モデル式におけるバイアス値ごとの傾きａと切片ｂを示した表である。
【図８】図８は、図７に示した傾きａと切片ｂのバイアス値依存性をプロットしたグラフである。
【図９】図９は、図７に示した傾きａと切片ｂのバイアス値依存性をプロットしたグラフである。
【図１０】図１０は、数式による近似値と図６で示した実測値のプロットを重ねて示したグラフである。
【図１１】図１１は、第２実施形態の第１電極および第２電極の詳細な構造を説明するための平面図である。
【図１２】図１２は、実施例２の液晶表示装置の明表示時の配向組織を示す図である。
【図１３】図１３は、バイアス値Ｂとフレーム周波数ｆの各値における表示均一性が得られる反転ライン数Ｎを示した表である。
【図１４】図１４は、図１３に示した各データを、横軸をフレーム周波数ｆ、縦軸を反転ライン数Ｎとし、バイアス値Ｂごとに表したグラフである。
【図１５】図１５は、上記した図１４に示した線形モデル式におけるバイアス値ごとの傾きａと切片ｂを示した表である。
【図１６】図１６は、図１５に示した傾きａと切片ｂのバイアス値依存性をプロットしたグラフである。
【図１７】図１７は、図１５に示した傾きａと切片ｂのバイアス値依存性をプロットしたグラフである。
【図１８】図１８は、数式による近似値と図６で示した実測値のプロットを重ねて示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の液晶表示装置（液晶パネル）の構造を示す模式的な断面図である。図１に示す本実施形態の液晶表示装置は、対向配置された第１基板１と第２基板２と、両基板の間に配置された液晶層３と、を主に備える。第１基板１の外側には第１偏光板４が配置され、第２基板２の外側には第２偏光板５が配置されている。第１基板１と第１偏光板４の間には第１視角補償板６が配置され、第２基板２と第２偏光板５の間には第２視角補償板７が配置されている。液晶層３の周囲はシール材によって封止されている。以下、さらに詳細に液晶表示装置の構造を説明する。
【００１８】
第１基板１および第２基板２は、それぞれ、例えばガラス基板、プラスチック基板等の透明基板である。第１基板１と第２基板２との相互間には、スペーサー（粒状体）が分散して配置されている。これらのスペーサーにより、第１基板１と第２基板２との間隙が所定値（例えば５μｍ程度）に保たれる。
【００１９】
液晶層３は、第１基板１の第１電極１１と第２基板２の第２電極１２との相互間に設けられている。本実施形態においては、誘電率異方性Δεが負（Δε＜０）の液晶材料（ネマティック液晶材料）を用いて液晶層３が構成されている。液晶層３に図示された太線は、電圧無印加時における液晶分子の配向方位を模式的に示したものである。図示のように、本実施形態の液晶表示装置においては、液晶層３の液晶分子の配向状態がモノドメイン配向にされている。
【００２０】
第１電極１１は、第１方向（本例では紙面に直交する方向）に沿って延びる複数の短冊状電極を有しており、第１基板１の一面上に設けられている。第２電極１２は、上記の第１方向と交差する第２方向（本例では紙面の左右方向）に沿って延びる複数の短冊状電極を有しており、第２基板２の一面上に設けられている。第１電極１１および第２電極１２は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電膜を適宜パターニングすることによって構成されている。本実施形態の液晶表示装置は、第１電極１１と第２電極１２とが交差する箇所のそれぞれが画素領域となるドットマトリクス型の液晶表示装置である。
【００２１】
配向膜８は、第１基板１の一面側に、第１電極１１を覆うようにして設けられている。同様に、配向膜９は、第２基板２の一面側に、第２電極１２を覆うようにして設けられている。本実施形態においては、配向膜８および配向膜９としては、液晶層３の初期状態（電圧無印加時）における配向状態を垂直配向状態に規制するもの（垂直配向膜）が用いられている。より詳細には、各配向膜８、９としては、液晶層３の液晶分子に対して９０°に極めて近い角度（８９．８°〜８９．９５°程度）のプレティルト角を付与し得るものが用いられる。プレティルト角の詳細についてはさらに後述する。
【００２２】
図２は、液晶表示装置のより詳細な構成例を示す図である。図２に示す液晶表示装置は、液晶パネル１０１と、バックライトユニット１０２と、液晶パネル用駆動回路１０３と、バックライトユニット用駆動回路１０４と、制御装置１０５と、温度センサー１０６と、を含んで構成されている。液晶パネル１０１は、上記した図１に示した液晶表示装置と同一の構成を備える。バックライトユニット１０２は、白色ＬＥＤ等の光源を備えており、液晶パネル１０１の背面に配置される。液晶パネル用駆動回路１０３は、液晶パネル１０１と接続されており、当該液晶パネル１０１に対して駆動電圧（駆動電力）を供給する。バックライトユニット用駆動回路１０４は、バックライトユニット１０２の動作制御、具体的には点灯／消灯や輝度調整などを行う。制御装置１０５は、液晶パネル用駆動回路１０３およびバックライトユニット用駆動回路１０４のそれぞれと接続されており、これらの動作制御を行う。温度センサー１０６は、液晶パネル１０１、バックライトユニット１０２等のいずれかの内部又は表面に設定されており、温度に応じた電気信号を出力する。温度センサー１０６は複数設けられていてもよい。なお、液晶パネル用駆動回路１０３および制御装置１０５が「駆動手段」に相当する。
【００２３】
図３は、第１実施形態の第１電極および第２電極の詳細な構造を説明するための平面図である。各図では、液晶パネル１０１の第１基板１側から平面視した場合における各電極の平面形状が示されている。図３に示すように、各第１電極１１は、図中の上下方向に延在するストライプ状に形成されている。また、各第２電極１２は、図中の左右方向に延在しており、かつ各々の両エッジが周期的に屈曲した折れ線状に形成されている。図示の例では、各第１電極１１が表側、各第２電極１２が裏側に配置されており、各第１電極１１と各第２電極１２とが交差する領域が画素領域１６に相当する。
【００２４】
各第２電極１２の両エッジは、それぞれ延在方向の異なる複数の線分をそれぞれの端部にて結合して構成されており、線分同士の結合部すなわち屈曲点は各画素領域１６において１エッジごとに２箇所である。エッジを構成する各線分と各第２電極１２の延在方向とのなす角度θは、０°より大きく１５°以下であることが好ましく、図示の例では１０°としている。また、図示の例では、各第２電極１２の両エッジによって画定される画素領域１６の上側エッジと下側エッジのそれぞれに含まれる２箇所ずつの屈曲点の左右方向における位置が等しいが、これらの位置は異なっていてもよい。
【００２５】
液晶層３の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向１７は、各第２電極１２の延在方向（図中の左右方向）に対して略直交しており、各第２電極１２の電極エッジと斜交している。この配向方向１７は、各配向膜８、９に対する配向処理方向（例えばラビング処理の方向）によって規定される。例えば本実施形態では、配向膜８に対するラビング処理の方向を各第１電極１１の延在方向と略平行な方向とし、配向膜９に対するラビング処理の方向を各第２電極１２の延在方向と略直交する方向とすることにより、図示のような配向方向１７が規定されている。また、各偏光板４、５の吸収軸１３、１４は、両者が略直交し、かつそれぞれが第２電極１２の延在方向に対して略４５°の角度をなすように配置されている。
【００２６】
図４は、実施例１の液晶表示装置の明表示時の配向組織を示す図である。なお、実施例１の液晶表示装置は、誘電率異方性が負で屈折率異方性が０．１８の液晶材料を用いて液晶層を形成し、その層厚（セル厚）を５μｍとし、プレティルト角を８９．８°として作製された。各偏光板の吸収軸の配置についても上記同様である（図３参照）。また、各第１電極および各第２電極の電極幅をそれぞれ４５０μｍとし、隣り合う画素領域同士の相互間距離を３０μｍとした。図示のように、画素領域の上側、左側および右側の各エッジでは、電界印加時にこれらの近傍で発生する斜め電界による液晶分子の配向方向が液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と異なるため、暗線を含む領域が観察される。特に画素領域の上側エッジでは、エッジ付近に２本の暗線が観察され、かつ、これら２本の暗線が上側エッジの屈曲点付近で交差する様子が観察される。このような配向組織は、複数の画素領域においてほぼ均一に発生する。
【００２７】
次に、液晶表示装置の駆動条件について説明する。ここでは、駆動条件を種々に設定して上記した実施例１の液晶表示装置を動作させた。この実施例１の液晶表示装置の有効表示部のサイズは１２０ｍｍ×３５ｍｍ、セル外形のサイズ略１３１ｍｍ×４１．６ｍｍである。また、駆動手段からは走査線数６４本時におけるＮライン反転波形の駆動電圧を供給し、その電圧値は最大コントラストが得られる条件に設定した。また、連続するフレームにおいては、１フレーム終了後には極性反転を正又は負に強制反転させて、連続する２つのフレームの開始ラインでは極性が逆となるようにした。これは平均電圧を０Ｖに近づけて、焼き付きを防止するためである。外観観察は液晶表示装置の正面からの観察のみとし、観察時の雰囲気温度は６０℃とした。これらの条件下、バイアス値Ｂ（バイアス比１／Ｂ）は７〜９に設定し、フレーム周波数ｆは６０〜２００Ｈｚに設定し、バイアス値Ｂと周波数ｆを固定した状態で反転ライン数Ｎを変化させたときに、表示均一性が得られる最大の反転ライン数Ｎを測定した。
【００２８】
図５は、バイアス値Ｂとフレーム周波数ｆの各値における表示均一性が得られる反転ライン数Ｎを示した表である。また、図６は、図５に示した各データを、横軸をフレーム周波数ｆ、縦軸を反転ライン数Ｎとし、バイアス値Ｂごとに表したグラフである。図６の図中には、各バイアス値において異なるプロットをＮ＝ａ×ｆ＋ｂの線形モデル式により最小二乗法にて実測値とフィッティングした直線も併せて示されている。また、図７は、上記した図６に示した線形モデル式におけるバイアス値ごとの傾きａと切片ｂを示した表である。
【００２９】
上記のようにデューティ数Ｌは６４であるため、√Ｌ＋１で定義されるバイアス値Ｂの最適値は９である。各バイアス値において反転ライン数Ｎはフレーム周波数ｆに対して実測値とフィッティング値の傾向が等しいことが明らかである。また、バイアス値が低下するにしたがって低いフレーム周波数ｆにおいて反転ライン数Ｎを大きく設定できる傾向にあることがわかる。すなわち、バイアス値が低くなることにより同じ反転ライン数Ｎでもフレーム周波数ｆを低く設定できることが明らかである。
【００３０】
各バイアス値には相関性があると考えられることから、反転ライン数Ｎをフレーム周波数ｆとバイアス値Ｂを変数とする関数式により表現する。図８および図９は、図７に示した傾きａと切片ｂのバイアス値依存性をプロットしたグラフである。図８において、ａ＝ｃ×Ｂ＋ｄの線形モデル式により最小二乗法でフィッティングを行うと、ａ＝０．０５７２×Ｂ＋０．９９９８の直線にて近似できることがわかった。また、図９において、ｂ＝ｅ×Ｂ＋ｇの線形モデル式により最小二乗法でフィッティングを行うと、ｂ＝−２．５×Ｂ−３０．１７５の直線にて近似できることがわかった。
【００３１】
以上の傾きａ、切片ｂの近似式を用いると、表示ムラが観察されない最大の反転ライン数Ｎは以下の式によって表すことができる。
Ｎ＝(０．０５７２×Ｂ＋０．９９９８)×ｆ＋(−２．５×Ｂ−３０．１７５)
この数式による近似値と図６で示した実測値のプロットを重ねて示したのが図１０のグラフである。実測値と近似値はバイアス値に依存せずにほぼ等しい傾向が得られていることがわかる。
【００３２】
以上の解析により、外観観察時の表示ムラが観察されない反転ライン数Ｎは以下の式で求められることがわかる。
Ｎ≦(０．０５７２×Ｂ＋０．９９９８)×ｆ＋(−２．５×Ｂ−３０．１７５)
【００３３】
上記の解析結果は、反転ライン数Ｎが小さくなることにより実質的な高周波成分が増加しフレーム周波数ｆを低減するためと考えられる。このことから、デューティ数が増加することも同等な効果があると考えられる。デューティ数が大きくなるにしたがって高周波成分が増加することを考慮すると、上記解析結果はデューティ数が６４の場合であったので、例えばデューティ数が１２８になった場合には２倍の高周波成分が含まれることになる。したがって、フレーム周波数ｆはデューティ数が６４の場合と比べて半分になったとしても同様な効果が得られると考えられる。この視点から、反転ライン数Ｎをバイアス値Ｂ、フレーム周波数ｆ、デューティ数Ｌで表現すると以下のようになる。ただし、反転ライン数Ｎは、１より大きくデューティ数Ｌ未満である。
Ｎ≦(０．０５７２×Ｂ＋０．９９９８)×ｆ×（６４／Ｌ）＋(−２．５×Ｂ−３０．１７５)
【００３４】
上記の解析結果は雰囲気温度を６０℃とした場合であって、温度低下により反転ライン数Ｎをより大きく設定できる。したがって、駆動手段に接続された温度センサー１０６によって検出される雰囲気温度に応じてバイアス値、フレーム周波数、反転ライン数Ｎを可変に設定してもよい。また、上記の解析結果は各第２電極１２の延在方向と電極エッジを構成する線分とのなす角度θを１０°に設定した場合であったが、電極エッジの屈曲点において２本の暗線が交差する配向組織が得られれば上記と同様の効果が得られる。この角度θは０°より大きければよく、さらに好ましくは５°以上である。また、外観観察において各第２電極１２の電極エッジの屈曲が視認されない、すなわち従来のストライプ状電極を用いた場合と同等に視認されるためには、角度θを１５°以下とすることが好ましい。
【００３５】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、液晶表示装置（液晶パネル）の基本的な構造については第１実施形態と同様であり（図１、２参照）、ここでは説明を省略する
【００３６】
図１１は、第２実施形態の第１電極および第２電極の詳細な構造を説明するための平面図である。各図では、液晶パネル１０１の第１基板１側から平面視した場合における各電極の平面形状が示されている。各第１電極１１は、全体としては図中の上下方向に延在しており、各々の両電極エッジが周期的に屈曲した折れ線状に形成されている。同様に、各第２電極１２は、全体としては図中の左右方向に延在しており、各々の両電極エッジが周期的に屈曲した折れ線状に形成されている。図示の例では、各第１電極１１が表側、各第２電極１２が裏側に配置されており、各第１電極１１と各第２電極１２とが交差する領域が画素領域１６に相当する。
【００３７】
各第１電極１１の両電極エッジは、それぞれ延在方向の異なる複数の線分をそれぞれの端部にて結合して構成されており、線分同士の結合部すなわち屈曲点が各第１電極１１の延在方向に沿って周期的に配置されている。各線分と各第１電極１１の延在方向とのなす角度は略４５°であり、屈曲点にて結合する線分同士のなす角度は略９０°であり、各線分の長さは等しい。隣り合う屈曲点同士の相互間距離、すなわち屈曲点の配置ピッチは例えば１５０μｍである。
【００３８】
同様に、各第２電極１２の両電極エッジは、それぞれ延在方向の異なる複数の線分をそれぞれの端部にて結合して構成されており、線分同士の結合部すなわち屈曲点が各第２電極１２の延在方向に沿って周期的に配置されている。各線分と各第２電極１２の延在方向とのなす角度は略４５°であり、屈曲点にて結合する線分同士のなす角度は略９０°であり、各線分の長さは等しい。隣り合う屈曲点同士の相互間距離、すなわち屈曲点の配置ピッチは例えば１５０μｍである。なお、各第１電極１１と各第２電極１２との間で屈曲点の配置ピッチが異なっていてもよい。
【００３９】
液晶層３の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向１７は、各第２電極１２の延在方向（図中の左右方向）に対して略直交している。この配向方向１７は、各第１電極１１の電極エッジおよび各第２電極１２の電極エッジをそれぞれ構成する線分の延在方向に対して斜交している。この配向方向１７は、各配向膜８、９に対する配向処理方向（例えばラビング処理の方向）によって規定される。例えば本実施形態では、配向膜８に対するラビング処理の方向を各第１電極１１の延在方向と略平行な方向とし、配向膜９に対するラビング処理の方向を各第２電極１２の延在方向と略直交する方向とすることにより、図示のような配向方向１７が規定されている。また、各偏光板４、５の吸収軸１３、１４は、両者が略直交し、かつそれぞれが第２電極１２の延在方向に対して略４５°の角度をなすように配置されている。
【００４０】
図１２は、実施例２の液晶表示装置の明表示時の配向組織を示す図である。なお、実施例２の液晶表示装置は、誘電率異方性が負で屈折率異方性が０．１８の液晶材料を用いて液晶層を形成し、その層厚（セル厚）を５μｍとし、プレティルト角を８９．８°として作製された。各偏光板の吸収軸の配置についても上記同様である（図１１参照）。また、各第１電極および各第２電極の電極幅をそれぞれ４５０μｍとし、隣り合う画素領域同士の相互間距離を３０μｍとした。図示のように、電界印加時に発生する斜め電界による液晶分子の配向方向と液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向とのなす角度が４５°より大きくなるエッジ付近では暗線を含む領域が観察される。特に両者のなす角度が１３５°以上となる画素領域の上側エッジでは、エッジ付近に２本の暗線が観察され、かつ、これら２本の暗線が上側エッジの屈曲点付近で交差する様子が観察される。このような配向組織は、複数の画素領域においてほぼ均一に発生する。
【００４１】
次に、液晶表示装置の駆動条件について説明する。ここでは、駆動条件を種々に設定して上記した実施例２の液晶表示装置を動作させた。具体的な動作条件については上記した実施例１の場合と共通であるので、ここでは説明を省略する。
【００４２】
図１３は、バイアス値Ｂとフレーム周波数ｆの各値における表示均一性が得られる反転ライン数Ｎを示した表である。また、図１４は、図１３に示した各データを、横軸をフレーム周波数ｆ、縦軸を反転ライン数Ｎとし、バイアス値Ｂごとに表したグラフである。図１４の図中には、各バイアス値において異なるプロットをＮ＝ａ×ｆ＋ｂの線形モデル式により最小二乗法にて実測値とフィッティングした直線も併せて示されている。また、図１５は、上記した図１４に示した線形モデル式におけるバイアス値ごとの傾きａと切片ｂを示した表である。
【００４３】
上記のようにデューティ数Ｌは６４であるため、√Ｌ＋１で定義されるバイアス値Ｂの最適値は９である。各バイアス値において反転ライン数Ｎはフレーム周波数ｆに対して実測値とフィッティング値の傾向が等しいことが明らかである。また、バイアス値が低下するにしたがって低いフレーム周波数ｆにおいて反転ライン数Ｎを大きく設定できる傾向にあることがわかる。すなわち、バイアス値が低くなることにより同じ反転ライン数Ｎでもフレーム周波数ｆを低く設定できることが明らかである。
【００４４】
各バイアス値には相関性があると考えられることから、反転ライン数Ｎをフレーム周波数ｆとバイアス値Ｂを変数とする関数式により表現する。図１６および図１７は、図１５に示した傾きａと切片ｂのバイアス値依存性をプロットしたグラフである。図１６において、ａ＝ｃ×Ｂ＋ｄの線形モデル式により最小二乗法でフィッティングを行うと、ａ＝−０．００２５×Ｂ＋０．６４３３の直線にて近似できることがわかった。また、図１７において、ｂ＝ｅ×Ｂ＋ｇの線形モデル式により最小二乗法でフィッティングを行うと、ｂ＝−８．４１６５×Ｂ＋１３．２７６の直線にて近似できることがわかった。
【００４５】
以上の傾きａ、切片ｂの近似式を用いると、表示ムラが観察されない最大の反転ライン数Ｎは以下の式によって表すことができる。
Ｎ＝(−０．００２５×Ｂ＋０．６４３３)×ｆ＋(−８．４１６５×Ｂ＋１３．２７６)
この数式による近似値と図１５で示した実測値のプロットを重ねて示したのが図１８のグラフである。実測値と近似値はバイアス値に依存せずにほぼ等しい傾向が得られていることがわかる。
【００４６】
以上の解析により、外観観察時の表示ムラが観察されない反転ライン数Ｎは以下の式で求められることがわかる。
Ｎ≦(−０．００２５×Ｂ＋０．６４３３)×ｆ＋(−８．４１６５×Ｂ＋１３．２７６)
【００４７】
上記の解析結果は、反転ライン数Ｎが小さくなることにより実質的な高周波成分が増加しフレーム周波数ｆを低減するためと考えられる。このことから、デューティ数が増加することも同等な効果があると考えられる。デューティ数が大きくなるにしたがって高周波成分が増加することを考慮すると、上記解析結果はデューティ数が６４の場合であったので、例えばデューティ数が１２８になった場合には２倍の高周波成分が含まれることになる。したがって、フレーム周波数ｆはデューティ数が６４の場合と比べて半分になったとしても同様な効果が得られると考えられる。この視点から、反転ライン数Ｎをバイアス値Ｂ、フレーム周波数ｆ、デューティ数Ｌで表現すると以下のようになる。ただし、反転ライン数Ｎは、１より大きくデューティ数Ｌ未満である。
Ｎ≦(−０．００２５×Ｂ＋０．６４３３)×ｆ×（６４／Ｌ）＋(−８．４１６５×Ｂ＋１３．２７６)
【００４８】
上記の解析結果は雰囲気温度を６０℃とした場合であって、温度低下により反転ライン数Ｎをより大きく設定できる。したがって、駆動手段に接続された温度センサー１０６によって検出される雰囲気温度に応じてバイアス値、フレーム周波数、反転ライン数Ｎを可変に設定してもよい。また、上記の解析結果は各電極における屈曲点の配置ピッチを１５０μｍとした場合であったがこの限りではなく、液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向と斜め電界による液晶分子の配向方向とが１３５°以上異なる箇所、具体的には画素領域の上側エッジの屈曲点において２本の暗線が交差する配向組織が得られれば上記と同様の効果が得られる。このような配向組織が得られるには少なくとも屈曲点の配置ピッチを１００μｍ以上とすることが好ましい。また、画素領域の上側エッジにおける配向組織が重要であることから、少なくとも各第２電極の電極エッジが折れ線状に屈曲した形状であればよく、各第１電極１１については屈曲した形状を有しない一般的なストライプ形状であってもよい。
【００４９】
また、上記した第２実施形態では、各電極エッジを構成する線分の延在方向と各偏光板の吸収軸方向が平行または直交とされていたが、必ずしもこのような配置でなくてもよい。画素領域の上側エッジにおける配向組織として、屈曲点付近で暗線同士が交差する配向組織が得られればよいので、屈曲点を構成する２つの線分同士のなす角度が９０°より小さくてもよいし、大きくてもよい。さらに、電極エッジが平面視において窪みを有する構造であっても、屈曲点を設ける場合と同様の効果が得られると考えられる。
【００５０】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態では、液晶層はねじれ配向とされていない場合について例示していたが、ねじれ配向していてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１：第１基板
２：第２基板
３：液晶層
４：第１偏光板
５：第２偏光板
６：第１視角補償板
７：第２視角補償板
８、９：配向膜
１１：第１電極
１２：第２電極
１３，１４：吸収軸方向
１６：画素領域
１７：液晶層の層厚方向の略中央における液晶分子の配向方向
１０１：液晶パネル
１０２：バックライトユニット
１０３：液晶パネル用駆動回路
１０４：バックライトユニット用駆動回路
１０５：制御装置
１０６：温度センサー
【図１】
2015179172.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図１１】
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【図１３】
2015179172.tif 000009
【図１５】
2015179172.tif 000010
【図４】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
2015179172.tif 000016
【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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