(57)【要約】【課題】表示品位を改善することが可能な液晶表示装置の最適化方法を提供する。【解決手段】画素電極及び共通電極を備えた第１基板と、第１基板に対向する第２基板と、第１基板と第２基板との間に保持されたポジ型の液晶層と、を備え、液晶層に印加される液晶印加電圧が最も低い場合に黒を表示するノーマリブラックモードの液晶表示装置の駆動方法であって、画素電極に対してコモン電位よりも高い正極性の電圧を印加したときの液晶印加電圧に対する液晶表示装置の透過率を表す第１ＶＴ特性を測定し、画素電極に対してコモン電位よりも低い負極性の電圧を印加したときの液晶印加電圧に対する液晶表示装置の透過率を表す第２ＶＴ特性を測定し、第１ＶＴ特性での最大透過率と第２ＶＴ特性での最大透過率とが略同等となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定する、液晶表示装置の最適化方法。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各画素に配置されたスイッチング素子、前記スイッチング素子と電気的に接続され帯状電極を含む画素電極、及び、複数の画素に亘って配置されたコモン電位の共通電極を備えた第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持されたポジ型の液晶層と、を備え、前記液晶層に印加される液晶印加電圧が最も低い場合に黒を表示するノーマリブラックモードの液晶表示装置の駆動方法であって、
前記画素電極に対してコモン電位よりも高い正極性の電圧を印加したときの液晶印加電圧に対する前記液晶表示装置の透過率を表す第１ＶＴ特性を測定し、
前記画素電極に対してコモン電位よりも低い負極性の電圧を印加したときの液晶印加電圧に対する前記液晶表示装置の透過率を表す第２ＶＴ特性を測定し、
前記第１ＶＴ特性での最大透過率と前記第２ＶＴ特性での最大透過率とが略同等となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定する、液晶表示装置の最適化方法。
【請求項２】
前記第１ＶＴ特性での最大透過率と前記第２ＶＴ特性での最大透過率との差が２％以下である、請求項１に記載の液晶表示装置の最適化方法。
【請求項３】
前記白表示電圧を設定したときに低下する透過率を補償するように前記帯状電極の幅を設定する、請求項１に記載の液晶表示装置の最適化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置の最適化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＦＦＳ）モードやＩｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ（ＩＰＳ）モードなどの横電界モードを適用した液晶表示装置が実用化されている。このようなＦＦＳモードやＩＰＳモードの液晶表示装置は、一対の基板のうちの一方に画素電極及び共通電極を備えている。このような表示モードは、液晶分子を基板と平行な面内で回転させることでスイッチングを実現するものであり、広視野角であるなどの利点を有している。
【０００３】
一例として、ＩＰＳモードの液晶表示装置において、液晶材料の物性の一つであるフレクソ係数に着目し、フレクソ係数が最適な範囲の液晶材料を適用することで、フリッカを改善する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２８２０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本実施形態の目的は、表示品位を改善することが可能な液晶表示装置の最適化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によれば、
各画素に配置されたスイッチング素子、前記スイッチング素子と電気的に接続され帯状電極を含む画素電極、及び、複数の画素に亘って配置されたコモン電位の共通電極を備えた第１基板と、前記第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に保持されたポジ型の液晶層と、を備え、前記液晶層に印加される液晶印加電圧が最も低い場合に黒を表示するノーマリブラックモードの液晶表示装置の駆動方法であって、前記画素電極に対してコモン電位よりも高い正極性の電圧を印加したときの液晶印加電圧に対する前記液晶表示装置の透過率を表す第１ＶＴ特性を測定し、前記画素電極に対してコモン電位よりも低い負極性の電圧を印加したときの液晶印加電圧に対する前記液晶表示装置の透過率を表す第２ＶＴ特性を測定し、前記第１ＶＴ特性での最大透過率と前記第２ＶＴ特性での最大透過率とが略同等となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定する、液晶表示装置の最適化方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルＬＰＮの構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示したアレイ基板ＡＲにおける画素ＰＸの構造の一例を対向基板ＣＴの側から見た概略平面図である。
【図３】図３は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの断面構造の一例を概略的に示す図である。
【図４】図４は、ノーマリブラックモードの液晶表示装置における液晶印加電圧（Ｖ）に対する液晶表示装置の透過率（％）を表すＶ−Ｔ特性の一例を示す図である。
【図５】図５は、フレクソ係数の異なる液晶材料Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ適用した液晶表示装置におけるＶ−Ｔ特性及び焼き付き判定レベルの評価結果をそれぞれ示す図である。
【図６】図６は、第２液晶表示装置及び第３液晶表示装置の最適化後の焼き付き判定レベルの評価結果をそれぞれ示す図である。
【図７】図７は、画素電極ＰＥにおける帯状電極ＰＡの最適幅と、第１ＶＴ特性での最大透過率と第２ＶＴ特性での最大透過率との透過率差との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【０００９】
図１は、本実施形態の液晶表示装置を構成する液晶表示パネルＬＰＮの構成及び等価回路を概略的に示す図である。
【００１０】
すなわち、液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの透過型の液晶表示パネルＬＰＮを備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、第１基板であるアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板である対向基板ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。このような液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。このアクティブエリアＡＣＴは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。
【００１１】
アレイ基板ＡＲは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出した複数本のゲート配線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出した複数本のソース配線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）、各画素ＰＸにおいてゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓと電気的に接続されたスイッチング素子ＳＷ、各画素ＰＸにおいてスイッチング素子ＳＷに電気的に接続された画素電極ＰＥ、複数の画素ＰＸに亘って配置された共通電極ＣＥなどを備えている。
【００１２】
各ゲート配線Ｇは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース配線Ｓは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。共通電極ＣＥは、コモン電圧（Ｖｃｏｍ）が供給される給電部ＶＳと電気的に接続されている。ゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤは、例えばその少なくとも一部がアレイ基板ＡＲに形成され、駆動ＩＣチップ２と接続されている。図示した例では、駆動ＩＣチップ２は、液晶表示パネルＬＰＮを駆動するのに必要な信号源として機能し、ゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤを制御したり、給電部ＶＳに供給されるコモン電圧を制御したりする。このような駆動ＩＣチップ２は、液晶表示パネルＬＰＮのアクティブエリアＡＣＴの外側において、アレイ基板ＡＲに実装されている。
【００１３】
図示した例の液晶表示パネルＬＰＮは、ＦＦＳモードあるいはＩＰＳモードに適用可能な構成であり、アレイ基板ＡＲが画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥを備えている。このような構成の液晶表示パネルＬＰＮでは、画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥの間に形成される横電界（例えば、フリンジ電界のうちの基板の主面にほぼ平行な電界）を主に利用して液晶層ＬＱを構成する液晶分子をスイッチングする。
【００１４】
図２は、図１に示したアレイ基板ＡＲにおける画素ＰＸの構造の一例を対向基板ＣＴの側から見た概略平面図である。なお、ここでは、説明に必要な主要部のみを図示しており、スイッチング素子などの図示を省略している。
【００１５】
ゲート配線Ｇは、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延出している。ソース配線Ｓは、第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延出している。共通電極ＣＥは、第１方向Ｘに沿って延在している。すなわち、共通電極ＣＥは、各画素ＰＸに配置されるとともにソース配線Ｓの上方を跨いで、第１方向Ｘに隣接する複数の画素ＰＸに亘って共通に形成されている。また、図示しないが、共通電極ＣＥは、第２方向Ｙに隣接する複数の画素ＰＸに亘って共通に形成されていても良い。
【００１６】
各画素ＰＸに配置された画素電極ＰＥは、それぞれ共通電極ＣＥの上方に位置している。各画素電極ＰＥは、各画素ＰＸにおいて画素形状に対応した島状に形成されている。図示した例では、画素電極ＰＥは、第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い概略長方形状に形成されている。このような各画素電極ＰＥには、共通電極ＣＥと向かい合うスリットＰＳＬが形成されている。換言すると、画素電極ＰＥは、帯状電極ＰＡを含んでいる。図示した例では、スリットＰＳＬあるいは帯状電極ＰＡは、第２方向Ｙに沿って延出している。
【００１７】
図３は、図１に示した液晶表示パネルＬＰＮの断面構造の一例を概略的に示す図である。
【００１８】
すなわち、アレイ基板ＡＲは、ガラス基板などの光透過性を有する第１絶縁基板１０を用いて形成されている。このアレイ基板ＡＲは、第１絶縁基板１０の対向基板ＣＴに対向する内面１０Ａ側にスイッチング素子ＳＷ、共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥ、第１絶縁膜１１、第２絶縁膜１２、第１配向膜ＡＬ１などを備えている。
【００１９】
スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。スイッチング素子ＳＷ１は、ポリシリコンや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ている。なお、スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであっても良い。このようなスイッチング素子ＳＷは、第１絶縁膜１１によって覆われている。
【００２０】
共通電極ＣＥは、第１絶縁膜１１の上に形成されている。このような共通電極ＣＥは、透明な導電材料、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などによって形成されている。共通電極ＣＥは、第２絶縁膜１２によって覆われている。また、第２絶縁膜１２は、第１絶縁膜１１の上にも配置されている。
【００２１】
画素電極ＰＥは、第２絶縁膜１２の上に形成され、共通電極ＣＥと向かい合っている。画素電極ＰＥは、第１絶縁膜１１及び第２絶縁膜１２を貫通するコンタクトホールを介してスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。画素電極ＰＥのスリットＰＳＬは、第２絶縁膜１２を介して共通電極ＣＥと向かい合っている。このような画素電極ＰＥは、透明な導電材料、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどによって形成されている。第１配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥを覆っている。また、第１配向膜ＡＬ１は、第２絶縁膜１２の上にも配置されている。このような第１配向膜ＡＬ１は、水平配向性を示す材料によって形成され、アレイ基板ＡＲの液晶層ＬＱに接する面に配置されている。
【００２２】
一方、対向基板ＣＴは、ガラス基板などの光透過性を有する第２絶縁基板３０を用いて形成されている。この対向基板ＣＴは、第２絶縁基板３０のアレイ基板ＡＲに対向する内面３０Ａ側に、各画素ＰＸを区画するブラックマトリクス３１、カラーフィルタ３２、オーバーコート層３３、第２配向膜ＡＬ２などを備えている。
【００２３】
ブラックマトリクス３１は、第２絶縁基板３０の内面３０Ａにおいて、アレイ基板ＡＲに設けられたゲート配線Ｇやソース配線Ｓ、スイッチング素子ＳＷなどの配線部に対向し、画素電極ＰＥと対向する開口部ＡＰを形成している。カラーフィルタ３２は、第２絶縁基板３０の内面３０Ａに形成され、開口部ＡＰに配置されている。また、カラーフィルタ３２は、ブラックマトリクス３１の上にも延在している。カラーフィルタ３２は、例えば赤色、青色、緑色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。互いに異なる色のカラーフィルタ３２間の境界は、ブラックマトリクス３１上に位置している。
【００２４】
オーバーコート層３３は、カラーフィルタ３２を覆っている。オーバーコート層３３は、ブラックマトリクス３１やカラーフィルタ３２の表面の凹凸を平坦化する。このようなオーバーコート層３３は、例えば透明な樹脂材料によって形成されている。第２配向膜ＡＬ２は、オーバーコート層３３を覆っている。第２配向膜ＡＬ２は、水平配向性を示す材料によって形成され、対向基板ＣＴの液晶層ＬＱに接する面に配置されている。
【００２５】
上述したようなアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２が向かい合うように配置されている。このとき、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴの間には、一方の基板に形成された柱状スペーサにより、所定のセルギャップが形成される。アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとは、セルギャップが形成された状態で貼り合わせられている。液晶層ＬＱは、アレイ基板ＡＲの第１配向膜ＡＬ１と対向基板ＣＴの第２配向膜ＡＬ２との間に封入された液晶分子ＬＭを含む液晶組成物によって構成されている。このような液晶層ＬＱは、例えば、誘電率異方性が正（ポジ型）の液晶材料によって構成されている。
【００２６】
このような構成の液晶表示パネルＬＰＮに対して、その背面側には、バックライトＢＬが配置されている。バックライトＢＬとしては、種々の形態が適用可能であり、また、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものや冷陰極管（ＣＣＦＬ）を利用したものなどのいずれでも適用可能であり、詳細な構造については説明を省略する。
【００２７】
第１絶縁基板１０の外面１０Ｂには、第１吸収軸を有する第１偏光板ＰＬ１が配置されている。第２絶縁基板３０の外面３０Ｂには、第１吸収軸とクロスニコルの位置関係にある第２吸収軸を有する第２偏光板ＰＬ２が配置されている。なお、第１絶縁基板１０と第１偏光板ＰＬ１との間や、第２絶縁基板３０と第２偏光板ＰＬ２との間には、位相差板など他の光学素子が配置されても良い。
【００２８】
第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２は、図２に示したように、基板主面（あるいは、Ｘ−Ｙ平面）と平行な面内において、互いに平行な方位に配向処理されている。第１配向膜ＡＬ１は、スリットＰＳＬの長軸（図２に示した例では第２方向Ｙ）に対して４５°以下の鋭角に交差する方向に沿って配向処理されている。第１配向膜ＡＬ１の配向処理方向Ｒ１は、例えば、第２方向Ｙに対して５°〜１５°の角度をもって交差する方向である。また、第２配向膜ＡＬ２は、第１配向膜ＡＬ１の配向処理方向Ｒ１と平行な方向に沿って配向処理されている。第１配向膜ＡＬ１の配向処理方向Ｒ１と第２配向膜ＡＬ２の配向処理方向Ｒ２とは互いに逆向きである。
【００２９】
以下に、上記構成の液晶表示装置における動作について説明する。
【００３０】
画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差を形成するような電圧が印加されていないＯＦＦ時においては、液晶層ＬＱに電圧が印加されていない状態であり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていない。このため、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子ＬＭは、第１配向膜ＡＬ１及び第２配向膜ＡＬ２によって規制された初期配向方向に配向している。例えば、液晶分子ＬＭは、図２に実線で示したように、Ｘ−Ｙ平面内において第２方向Ｙに対して鋭角に交差する方向、つまり、配向処理方向Ｒ１と平行な方向に初期配向している。なお、第１偏光板ＰＬ１の第１吸収軸及び第２偏光板ＰＬ２の第２吸収軸のいずれか一方は、液晶分子ＬＭの初期配向方向と略平行であり、他方は初期配向方向に略直交している。
【００３１】
ＯＦＦ時には、バックライトＢＬからのバックライト光の一部は、第１偏光板ＰＬ１を透過し、液晶表示パネルＬＰＮに入射する。液晶表示パネルＬＰＮに入射した光は、第１偏光板ＰＬ１の第１吸収軸と直交する直線偏光である。このような直線偏光の偏光状態は、ＯＦＦ時の液晶表示パネルＬＰＮを通過した際にほとんど変化しない。このため、液晶表示パネルＬＰＮを透過した直線偏光のほとんどが、第２偏光板ＰＬ２によって吸収される（黒表示）。
【００３２】
一方、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電位差を形成するような電圧が印加されたＯＮ時においては、液晶層ＬＱに電圧が印加された状態であり、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に基板主面と略平行な横電界あるいはフリンジ電界が形成される。このため、液晶分子ＬＭは、図２に破線で示したように、Ｘ−Ｙ平面内において、初期配向方向とは異なる方位に配向する。ポジ型の液晶材料においては、液晶分子ＬＭは、Ｘ−Ｙ平面内において、電界と略平行な方向に配向する。このとき、液晶分子ＬＭは、液晶層ＬＱに印加される電圧の大きさに応じてその配向方向が異なる。
【００３３】
ＯＮ時には、第１偏光板ＰＬ１の第１吸収軸と直交する直線偏光は、液晶表示パネルＬＰＮに入射し、その偏光状態は、液晶層ＬＱを通過する際に液晶分子ＬＭの配向状態あるいは液晶層ＬＱのリタデーションに応じて変化する。このため、ＯＮ時においては、液晶層ＬＱを通過した少なくとも一部の光は、第２偏光板ＰＬ２を透過する（白表示）。
【００３４】
このような構成により、ノーマリブラックモードが実現される。
【００３５】
次に、ＦＦＳモードの液晶表示装置における焼き付き現象について簡単に説明する。
【００３６】
一例として、液晶表示パネルＬＰＮに対して白と黒のチェッカーパターン（市松模様）を表示するような電圧を印加し、アクティブエリアＡＣＴの全面に亘ってチェッカーパターンを表示した状態を所定時間保持する。例えば、２５６階調で画像を表示する液晶表示装置において、アクティブエリアＡＣＴの第１領域の画素ＰＸについては液晶印加電圧を最も低く設定し（あるいはゼロＶに設定し）黒表示（階調値Ｇ０）を行う。一方で、アクティブエリアＡＣＴの第１領域に隣接する第２領域の画素ＰＸについては白表示（階調値Ｇ２５５）に対応する液晶印加電圧を印加して白表示を行う。
【００３７】
その後、液晶表示パネルＬＰＮに対して中間調（例えば階調値Ｇ１２７）を表示するような液晶印加電圧を印加し、アクティブエリアＡＣＴの全面に均一な中間調の画像を表示する。つまり、第１領域の画素ＰＸ及び第２領域の画素ＰＸの双方について、同一の中間調表示に対応する液晶印加電圧を印加する。このとき、第１領域については本来の中間調に対応した輝度とほぼ同等の輝度が得られるが、第２領域について本来の中間調の輝度よりも高い輝度となってしまった場合に、第１領域と第２領域とで輝度差が生じてしまい、チェッカーパターンが残像として視認されてしまう。このような現象が『焼き付き』現象である。
【００３８】
このような焼き付きは、画素電極ＰＥに対して、表示させる階調に応じた電圧を印加するのみならず、必要に応じて階調毎にＤＣバイアスをかける補償駆動を行うことにより、緩和される。
【００３９】
一方で、発明者が検討したところによると、上記の補償駆動を適用しても十分に緩和できない焼き付きが発生し、そのような焼き付きは、液晶層ＬＱで生じるフレクソ分極に起因していることが見出された。液晶層ＬＱにフレクソ分極が生じた場合には、フレクソ分極自体が電界に応答して配向変化を引き起こすため、所望の透過率あるいは輝度が得られなくなってしまう。フレクソ分極によって誘起される電気分極は、液晶材料固有の物性の一つであるフレクソ係数を用いて規定することができる。フレクソ係数は、要求されるパネルの仕様に応じて液晶材料に添加される化合物などによって異なる場合がある。発明者は、液晶材料のフレクソ係数の大小にかかわらず、焼き付きを緩和する液晶表示装置の最適化方法を見出した。その最適化方法を以下に説明する。
【００４０】
図４は、ノーマリブラックモードの液晶表示装置における液晶印加電圧（Ｖ）に対する液晶表示装置の透過率（％）を表すＶ−Ｔ特性の一例を示す図である。図中の横軸は液晶印加電圧（Ｖ）であり、図中の縦軸は液晶表示装置の透過率（％）である。なお、ここでの液晶印加電圧とは、画素電極の電位と共通電極の電位との電位差の絶対値である。また、ここでの透過率は、ピーク透過率を１００％として規格化している。図示した例では、ピーク透過率が得られる液晶印加電圧を白表示電圧に設定しており、ここでの白表示電圧は４Ｖに設定されている。このようなＶ−Ｔ特性は、同一構造の液晶表示装置において同一条件で駆動した場合、概ね液晶材料に関係なく略同等となる。
【００４１】
また、ここでは、画素電極ＰＥに供給する電圧の極正を１フレーム毎に反転させて駆動している。つまり、先のフレームでは画素電極ＰＥに対して共通電極ＣＥのコモン電位よりも高い正極性の電圧を印加し、次のフレームでは画素電極ＰＥに対して共通電極ＣＥのコモン電位よりも低い負極性の電圧を印加するといった交流駆動が適用されている。このとき、正極性の電圧を印加したときのＶ−Ｔ特性（以下、第１ＶＴ特性と称する）と、負極性の電圧を印加したときのＶ−Ｔ特性（以下、第２ＶＴ特性と称する）とでは、略同等の特性となる。但し、第１ＶＴ特性と第２ＶＴ特性との間でピーク透過率に差が生じたり、第１ＶＴ特性と第２ＶＴ特性との間でピーク透過率が得られる液晶印加電圧に相違が生じたりする。
【００４２】
図５は、フレクソ係数の異なる液晶材料Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ適用した液晶表示装置におけるＶ−Ｔ特性及び焼き付き判定レベルの評価結果をそれぞれ示す図である。なお、フレクソ係数の大きさは、液晶材料Ａが液晶材料Ｂよりも小さく、液晶材料Ｃが液晶材料Ｂより大きい。
【００４３】
図中の（Ａ１）は液晶材料Ａを適用した第１液晶表示装置のＶ−Ｔ特性であり、図中の（Ｂ１）は液晶材料Ｂを適用した第２液晶表示装置のＶ−Ｔ特性であり、図中の（Ｃ１）は液晶材料Ｃを適用した第３液晶表示装置のＶ−Ｔ特性である。ここでは、液晶材料が異なる以外は、同一構造の液晶表示装置を構成し、且つ同一条件で駆動したときに得られるＶ−Ｔ特性を示しており、特に、Ｖ−Ｔ特性におけるピーク透過率付近を拡大して図示している。なお、各液晶表示装置においては、画素電極ＰＥの帯状電極ＰＡの第１方向Ｘに沿った幅は２．２μｍに設定した。
【００４４】
（Ａ１）に示すように、第１液晶表示装置においては、正極性の第１ＶＴ特性では約４．１Ｖの液晶印加電圧でピーク透過率（約１００％）が得られるのに対して、負極性の第２ＶＴ特性では約３．８Ｖの液晶印加電圧でピーク透過率（約９８％）が得られる。白表示電圧を４Ｖに設定した場合、第１ＶＴ特性及び第２ＶＴ特性の透過率の差は約２％である。
【００４５】
（Ｂ１）に示すように、第２液晶表示装置においては、第１ＶＴ特性では約４．１５Ｖの液晶印加電圧でピーク透過率（約１００％）が得られるのに対して、第２ＶＴ特性では約３．８５Ｖの液晶印加電圧でピーク透過率（約９７％）が得られる。白表示電圧を４Ｖに設定した場合、第１ＶＴ特性及び第２ＶＴ特性の透過率の差は約３．３％である。
【００４６】
（Ｃ１）に示すように、第３液晶表示装置においては、第１ＶＴ特性では約４．２Ｖの液晶印加電圧でピーク透過率（約１００％）が得られるのに対して、第２ＶＴ特性では約３．９Ｖの液晶印加電圧でピーク透過率（約９６％）が得られる。白表示電圧を４Ｖに設定した場合、第１ＶＴ特性及び第２ＶＴ特性の透過率の差は約３．８％である。
【００４７】
図中の（Ａ２）は第１液晶表示装置の焼き付き判定レベルの評価結果を示す図であり、図中の（Ｂ２）は第２液晶表示装置の焼き付き判定レベルの評価結果を示す図であり、図中の（Ｃ２）は第３液晶表示装置の焼き付き判定レベルの評価結果を示す図である。縦軸は画面の全面に固定のチェッカーパターンを表示させ続けたストレス時間であり、横軸はチェッカーパターンを表示させた後に画面全面に評価階調値（Ｇ３１）の均一画面を表示させた緩和時間である。表の値は、各ストレス時間での焼き付き状態を観察者が主観的に評価したときの判定レベルの平均値であり、レベル２は焼き付きが著しく視認された「劣悪」の状態を示し、レベル３は焼き付きが視認された「悪」の状態を示し、レベル４は焼き付きが正面から観察したときにほとんど視認されない状態を示し、レベル５は焼き付きが全く観察されない「良」の状態を示している。
【００４８】
（Ａ２）に示すように、第１液晶表示装置においては、ストレス時間が３０分（３０ｍ）以上であっても、比較的短い緩和時間でレベル４と略同等以上の判定レベルが得られることが分かる。このため、第１液晶表示装置の焼き付きは、特に問題なく、ＯＫレベルであると判定できた。
【００４９】
（Ｂ２）に示すように、第２液晶表示装置においては、ストレス時間が３０分（３０ｍ）以上となると、緩和時間に関わらずレベル４以上の判定レベルが得られにくくなり、レベル４と判定されるのに１０分以上の緩和時間を必要とすることが分かる。このため、第２液晶表示装置の焼き付きは、ＮＧレベルであると判定した。
【００５０】
（Ｃ２）に示すように、第３液晶表示装置においては、第２液晶表示装置と同様の評価結果となり、ストレス時間が３０分（３０ｍ）以上となると、緩和時間に関わらずレベル４以上の判定レベルが得られにくくなり、レベル４と判定されるのに１０分以上の緩和時間を必要とすることが分かる。このため、第３液晶表示装置の焼き付きは、ＮＧレベルであると判定した。
【００５１】
本実施形態では、まず、第１ＶＴ特性での最大透過率と第２ＶＴ特性での最大透過率とが略同等となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定している。帯状電極ＰＡの幅を２．２μｍに設定した上記の例では、第１ＶＴ特性での最大透過率と第２ＶＴ特性での最大透過率との差が２％である第１液晶表示装置については焼き付きがＯＫレベルであると判定できたため、ここでの「略同等」とは、最大透過率の差が２％以内である場合に相当する。
【００５２】
一方で、焼き付きがＮＧレベルであると判定された第２液晶表示装置については、図５の（Ｂ１）で示した第１ＶＴ特性及び第２ＶＴ特性に基づき、白表示電圧が３．８Ｖに設定される。これにより、第１ＶＴ特性では３．８Ｖの液晶印加電圧で約９９％の透過率が得られるのに対して、第２ＶＴ特性では３．８Ｖの液晶印加電圧で約９７％の透過率が得られる。つまり、白表示電圧を３．８Ｖに設定した第２液晶表示装置では、第１ＶＴ特性での最大透過率と第２ＶＴ特性での最大透過率とが略同等となり、第１ＶＴ特性及び第２ＶＴ特性の透過率の差は約２％となる。この第２液晶表示装置では、黒表示電圧０Ｖから白表示電圧３．８Ｖの電圧レンジで２５６階調がそれぞれ割り当てられる。
【００５３】
また、焼き付きがＮＧレベルであると判定された第３液晶表示装置については、図５の（Ｃ１）で示した第１ＶＴ特性及び第２ＶＴ特性に基づき、白表示電圧が３．７Ｖに設定される。これにより、第１ＶＴ特性では３．７Ｖの液晶印加電圧で約９８％の透過率が得られるのに対して、第２ＶＴ特性では３．７Ｖの液晶印加電圧で約９６％の透過率が得られる。つまり、白表示電圧を３．７Ｖに設定した第３液晶表示装置では、第１ＶＴ特性での最大透過率と第２ＶＴ特性での最大透過率とが略同等となり、第１ＶＴ特性及び第２ＶＴ特性の透過率の差は約２％となる。この第３液晶表示装置では、黒表示電圧０Ｖから白表示電圧３．７Ｖの電圧レンジで２５６階調がそれぞれ割り当てられる。
【００５４】
以上が、白表示電圧による最適化方法である。
【００５５】
図６は、第２液晶表示装置及び第３液晶表示装置の最適化後の焼き付き判定レベルの評価結果をそれぞれ示す図である。
【００５６】
図中の（Ｂ３）は最適化後の第２液晶表示装置の焼き付き判定レベルの評価結果を示す図であり、図中の（Ｃ３）は最適化後の第３液晶表示装置の焼き付き判定レベルの評価結果を示す図である。縦軸は画面の全面に固定のチェッカーパターンを表示させ続けたストレス時間であり、横軸はチェッカーパターンを表示させた後に画面全面に評価階調値（Ｇ３１）の均一画面を表示させた緩和時間である。
【００５７】
（Ｂ３）に示すように、第２液晶表示装置においては、第１液晶表示装置と同様の評価結果となり、ストレス時間が３０分（３０ｍ）以上であっても、比較的短い緩和時間でレベル４と略同等以上の判定レベルが得られることが分かる。このため、第２液晶表示装置の焼き付きは、特に問題なく、ＯＫレベルであると判定できた。
【００５８】
（Ｃ３）に示すように、第３液晶表示装置においても、第１液晶表示装置と同様の評価結果となった。このため、第３液晶表示装置の焼き付きは、特に問題なく、ＯＫレベルであると判定できた。
【００５９】
このように、本実施形態によれば、第１ＶＴ特性での最大透過率と第２ＶＴ特性での最大透過率とが略同等となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定することにより、液晶材料のフレクソ係数に関わらず、焼き付きを緩和することが可能となる。したがって、表示品位を改善することが可能となる。
【００６０】
上記の最適化方法では、設定された白表示電圧において、必ずしも第１ＶＴ特性及び第２ＶＴ特性のそれぞれのピーク透過率が得られるとは限らない。例えば、上記の第２液晶表示装置や第３液晶表示装置においては、設定した白表示電圧での第１ＶＴ特性の透過率は、ピーク透過率よりも１〜２％程度低下している。このため、より高い透過率が要求される場合には、白表示電圧の変更のみならず、更なる最適化が要求される。
【００６１】
そこで、本実施形態では、ＦＦＳモードに適用される画素電極ＰＥにおいて、その帯状電極の幅により透過率が調整可能であることに着目した。すなわち、微小な幅の帯状電極を有する画素電極ＰＥを適用した場合には、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に形成されるフリンジ電界が狭ピッチで形成され、そのフリンジ電界は、基板主面に垂直な垂直成分を多く含む。ＦＦＳモードでは、液晶分子が主にフリンジ電界の水平成分によって基板主面と平行な面内で回転することで液晶層のリタデーションが制御される。垂直成分を多く含むフリンジ電界が形成された場合には、液晶分子が基板主面に対して垂直に立ち上がり、所望のリタデーションが得られなくなるため、高い透過率を得にくい。一方で、幅広の帯状電極を有する画素電極ＰＥを適用した場合には、フリンジ電界が基板主面と平行な面内で広がるため、そのフリンジ電界は、より多くの水平成分を含む。このため、液晶分子は、基板主面に対して立ち上がりにくく、基板主面と平行な面内で回転し、所望のリタデーションを得やすくなる。したがって、微小な幅の帯状電極を有する画素電極ＰＥを適用した場合と比較して、幅広の帯状電極を有する画素電極ＰＥを適用した場合には、より高い透過率が得られる。但し、帯状電極の幅を過度に拡大すると、帯状電極上にフリンジ電界の水平成分が作用しない領域が形成されてしまい、透過率のロスを招く。このため、透過率を向上できる帯状電極の幅には制限がある。
【００６２】
本実施形態では、上記の最適化により白表示電圧を設定したときに低下する透過率を補償するように画素電極ＰＥにおける帯状電極ＰＡの幅を設定する、といった最適化を更に行っている。
【００６３】
図７は、画素電極ＰＥにおける帯状電極ＰＡの最適幅と、第１ＶＴ特性での最大透過率と第２ＶＴ特性での最大透過率との透過率差との関係を示す図である。
【００６４】
横軸の帯状電極ＰＡの最適幅（μｍ）は、白表示電圧による最適化を行った際に低下した透過率を補償するのに必要な電極幅であり、シミュレーションにより算出した値である。縦軸の透過率差（％）は、このシミュレーションにより算出された第１ＶＴ特性での最大透過率と第２ＶＴ特性での最大透過率との透過率差である。このシミュレーションでは、画素電極ＰＥの第１方向Ｘに沿った全幅を一定値とし、スリット幅を変更することで帯状電極ＰＡの一本あたりの電極幅を変更し、白表示電圧による最適化後（つまり焼き付き判定でＯＫレベルと判定される状態）において、白表示電圧による最適化前と同等の透過率が得られる電極幅を算出している。図示した関係は、図中の関係式（ｙ＝０．０３６６ｘ−０．０５９９、Ｒ２＝０．９８１６）によって近似される。
【００６５】
つまり、図示した関係式によれば、第１ＶＴ特性での最大透過率と第２ＶＴ特性での最大透過率とが『略同等』となる最大の液晶印加電圧を白表示電圧に設定する最適化を行うにあたり、帯状電極ＰＡの最適幅に対して、『略同等』とみなせる透過率差が線形の関係で変化する。たとえば、帯状電極ＰＡの最適幅が２．２μｍの場合には『略同等』とみなせる透過率差は約２％以内であり、帯状電極ＰＡの最適幅が２．５μｍの場合には『略同等』とみなせる透過率差は約３．３％以内であり、帯状電極ＰＡの最適幅が２．７μｍの場合には『略同等』とみなせる透過率差は約３．８％以内である。
【００６６】
これにより、白表示電圧による最適化を行った後でも、帯状電極ＰＡの最適幅に設定することにより、最適化前の第１ＶＴ特性における第１ピーク透過率または前記第２ＶＴ特性における第２ピーク透過率と同等の透過率が得られる。このような帯状電極ＰＡによる最適化を行うことにより、更に表示品位を改善することが可能となる。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位を改善することが可能な液晶表示装置の最適化方法を提供することができる。
【００６８】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６９】
例えば、上記の実施形態においては、画素電極ＰＥのスリットＰＳＬは第２方向Ｙに平行な長軸を有するように形成したが、第１方向Ｘに平行な長軸を有するように形成しても良いし、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに交差する方向に平行な長軸を有するように形成しても良いし、くの字形に屈曲した形状に形成しても良い。
【符号の説明】
【００７０】
ＬＰＮ…液晶表示パネル  ＡＲ…アレイ基板  ＣＴ…対向基板
ＰＥ…画素電極  ＰＡ…帯状電極  ＰＳＬ…スリット
ＣＥ…共通電極
ＬＱ…液晶層  ＬＭ…液晶分子
【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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【図６】
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【図７】
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