(57)【要約】【課題】液晶層における劣化物及び不純物の分布を均一化する。【解決手段】駆動電圧ΔＶが電圧切換時間Ｔｄ内に閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧に切換されることによって、画素電極９ａ及び対向電極２１間では、液晶層５０中の液晶分子の速度ＶＥに偏りが生じる。これにより、液晶層５０が攪拌され、液晶層５０中に生成された劣化物及び不純物の分布の偏りを低減でき、液晶装置１の表示特性を画像表示領域１０ａ内で均一にできる。【選択図】図６
2007140358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上の画素領域を構成する複数の画素部の夫々に設けられた画素電極と、
前記画素電極に対向するように形成された対向電極と、
前記画素電極及び前記対向電極間に介在する液晶層と、
前記液晶層に印加される信号電圧に比べて相対的に大きい駆動電圧を前記画素電極及び前記対向電極間で前記液晶層に印加し、前記駆動電圧を前記駆動電圧の大きさに応じて設定される所定の時間内に閾値電圧以下の電圧に下げる電圧印加手段とを備えたこと
を特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記電圧印加手段は、前記画素領域に形成された走査線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、前記画素領域に形成されたデータ線にデータ信号を供給するデータ線駆動回路とを駆動するための駆動電源と異なる電源を用いて前記駆動電圧を印加すること
を特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記対向電極の電位は、前記電圧印加手段により電圧が印加されているときに一定の電位であり、
前記電圧印加手段は、前記駆動電圧及び前記閾値電圧以下の電圧の夫々を印加するための電位を前記画素電極に電気的に接続されたデータ線を介して前記画素電極に供給すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記画素電極の電位は、前記電圧印加手段により電圧が印加されているときに一定の電位であり、
前記電圧印加手段は、前記駆動電圧及び前記閾値電圧以下の電圧の夫々を印加するための電位を前記対向電極に電気的に接続された共通電位線を介して前記対向電極に供給すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記電圧印加手段は、前記駆動電圧を印加する処理と、前記所定の時間内に前記駆動電圧を前記閾値電圧以下の電圧に下げる処理とを含む一連の処理を複数回実行すること
を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記電圧印加手段は、基準電位に対する前記画素電極の電位及び前記対向電極の電位の相対的な極性を前記一連の処理毎に変更すること
を特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
【請求項７】
前記電圧印加手段は、前記複数の画素部のうち互いに隣接する一の画素部及び他の画素部間で相互に前記駆動電圧を反転させること
を特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の液晶装置。
【請求項８】
画像が基板上の画素領域に表示される際に液晶層に印加される信号電圧に比べて相対的に大きい駆動電圧を、画素電極及び前記画素電極に対向する対向電極間を介して前記液晶層に印加する工程と、
前記駆動電圧の大きさに応じて設定される所定の時間内に前記駆動電圧を閾値電圧以下の電圧に下げる工程とを備えたこと
を特徴とする液晶装置の駆動方法。
【請求項９】
請求項１から７の何れか一項に記載の液晶装置を具備してなること
を特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプロジェクタが備えるライトバルブ等の液晶装置及びその駆動方法、並びにそのような液晶装置を具備してなる電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の液晶装置では、例えば液晶パネル内に封止された液晶分子の品質を維持することによって画像の表示品位を維持する措置が施される場合がある。より具体的には、例えば、特許文献１は、液晶パネル内に存在する不純物によって表示品位が低下することを抑制するために、不純物によって汚染された液晶を新しい液晶に入れ替えることが可能な液晶表示素子を提案している。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−８２７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、液晶を交換するための構造を液晶装置に作り込んでおく必要があることに加え、液晶を交換することによる液晶装置のランニングコストが増大する問題点がある。
【０００５】
加えて、プロジェクタのライトバルブとして用いられる液晶装置では、光源から液晶に照射される光の強度が強いため、例えば、画像を表示するための画像表示領域の特定の領域で液晶分子が劣化し易いうえ、液晶装置を構成する部材から生成された不純物等も画像表示領域の特定の領域で生成され易い。このような不純物及び劣化した液晶分子をそのまま放置すれば、画像表示領域内における表示特性に偏りが生じ、長期間に亘って液晶装置を稼動させた場合には、画像表示領域において高品位の画像を均一に表示することが困難になる問題点が生じる。
【０００６】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、液晶を交換することなく、高品位の画像を長期間に亘って表示できる液晶装置、及びその駆動方法、並びにそのような液晶装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液晶装置は上記課題を解決するために、基板と、前記基板上の画素領域を構成する複数の画素部の夫々に設けられた画素電極と、前記画素電極に対向するように形成された対向電極と、前記画素電極及び前記対向電極間に介在する液晶層と、前記液晶層に印加される信号電圧に比べて相対的に大きい駆動電圧を前記画素電極及び前記対向電極間で前記液晶層に印加し、前記駆動電圧を前記駆動電圧の大きさに応じて設定される所定の時間内に閾値電圧以下の電圧に下げる電圧印加手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る液晶装置によれば、例えば複数の画素部がマトリクス状に配置された画素領域に互いに対向するように画素電極及び対向電極が設けられており、これら電極間には配向膜を介して水平配向型の液晶分子を含む液晶層が介在する。
【０００９】
ここで、本発明に係る液晶装置では、液晶分子の配向の変化に基づく、所謂背流（バックフロー）現象を利用することによって液晶層を攪拌し、液晶層中に生成された劣化物及び不純物の分布の偏りを低減する。
【００１０】
先ず、電圧印加手段は、液晶装置の非動作時に、液晶層に印加される信号電圧に比べて相対的に大きい駆動電圧を前記画素電極及び前記対向電極間で前記液晶層に印加する。ここで、「非動作時」とは、液晶装置が画像表示領域たる画素領域において画像を表示しない時、即ち液晶装置の通常の表示動作が行われていない期間を意味する。「信号電圧」とは、画像を表示する際に画素電極及び対向電極間で液晶分子を配向制御するために液晶層に印加される電圧を意味する。電圧印加手段は、信号電圧より相対的に大きい駆動電圧を液晶層に印加することによって駆動電圧に応じて液晶分子が配向すべき方向に液晶分子を十分に配向させる。
【００１１】
次に、電圧印加手段は、駆動電圧を駆動電圧の大きさに応じて決まる所定の時間内に閾値電圧以下の電圧に下げる。これにより、画素電極及び対向電極間に介在する液晶層中において背流現象に基づく液晶分子の速度分布が生じ、液晶層が攪拌される。ここで、「閾値電圧」とは、液晶分子に加える電圧を大きくしていった場合に、液晶分子が配向応答し始める電圧であり、より具体的には、例えばノーマリホワイト・モードの液晶装置において画像を表示する際に液晶分子に印加される電圧と光の相対透過率との関係を示す電圧光応答特性の観点でみれば、相対光透過率が急激に低下し始める電圧である。通常、このような閾値電圧以下の電圧が液晶層に印加された際には、液晶分子は電圧が印加されていない場合と同様の配向状態をとる。しかしながら、所定の時間内に駆動電圧を閾値電圧以下の電圧に急激に下げることによって、液晶分子の流体力学的挙動に応じて生じる背流現象、即ち液晶分子の配向角度の急激な変化によって生じる液晶分子の速度分布に応じて液晶層を撹拌できるのである。尚、「所定の時間」は、駆動電圧の大きさに応じて相対的に設定されるものであり、液晶分子の速度分布を顕著に生じさせる観点からみれば、短いほど好ましい。
【００１２】
よって、本発明に係る液晶装置によれば、液晶層を攪拌することによって液晶層中に生成された液晶分子の劣化物及びその他の不純物の分布を液晶層中で均一化することが可能であり、これら劣化物及び不純物が偏って分布することによって表示特性が低下することを抑制できる。これにより、本発明に係る液晶装置は、ランニングコストを増大させることなく、長期間に亘って高品位で画像を表示できる。
【００１３】
本発明に係る液晶装置の一の態様では、前記電圧印加手段は、前記画素領域に形成された走査線に走査信号を供給する走査線駆動回路と、前記画素領域に形成されたデータ線にデータ信号を供給するデータ線駆動回路とを駆動するための駆動電源と異なる電源を用いて前記駆動電圧を印加する。
【００１４】
この態様によれば、駆動電圧は信号電圧より大きいため、電圧印加手段が走査線駆動回路及びデータ線駆動回路の駆動電源をそのまま用いることによって、画素電極及び対向電極を介して駆動電圧を液晶層に印加することは難しい場合が多い。より具体的には、例えば、電圧印加手段に供給される電源が、走査線駆動回路及びデータ線駆動回路の駆動電源と共通化されている場合には、電圧印加手段は、昇圧回路等の電圧を高めるための昇圧手段を備える必要が生じてしまい、電圧印加手段の構成が複雑になる。加えて、電圧印加手段に要求される電源に合わせて走査線駆動回路及びデータ線駆動回路の駆動電源を大きくした場合、これら駆動回路が備える素子が破損してしまい、液晶装置の本来の機能である画像表示機能を発揮できない状況を招く恐れもある。
【００１５】
したがって、この態様によれば、走査線駆動回路及びデータ線駆動回路を駆動するための駆動電源とは異なる電源を用いて駆動電圧を印加することによって、液晶装置の通常の画像表示機能を確保しつつ、簡便な構成によって長期間に亘って高品位の画像表示特性を維持できる。
【００１６】
本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記対向電極の電位は、前記電圧印加手段により電圧が印加されているときに一定の電位であり、前記電圧印加手段は、前記駆動電圧及び前記閾値電圧以下の電圧の夫々を印加するための電位を前記画素電極に電気的に接続されたデータ線を介して前記画素電極に供給する。
【００１７】
この態様によれば、対向電極の電位が一定の電位であるため、駆動電圧の大きさは、画素電極に供給される電位に応じて決まる。この態様では、液晶装置に既に設けられているデータ線を介して画素電極に電位を供給することによって、駆動電圧及び閾値電圧以下の電圧の夫々を液晶層に印加できる。より具体的には、例えば、液晶装置が画像を表示していない非動作時に、電圧印加手段は、駆動電圧及び閾値電圧以下の電圧の夫々をこれら電圧が印加されるべきタイミングに合わせて複数の画素電極に一括で、或いは順次電位を供給することが可能である。
【００１８】
したがって、この態様によれば、既存のデータ線を介して駆動電圧及び閾値電圧以下の電圧の夫々を印加するための電位を画素電極に供給できることから、液晶装置における基板上に形成された回路構成を複雑にすることなく、液晶装置の表示特性を長期間に亘って維持できる。
【００１９】
本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記画素電極の電位は、前記電圧印加手段により電圧が印加されているときに一定の電位であり、前記電圧印加手段は、前記駆動電圧及び前記閾値電圧以下の電圧の夫々を印加するための電位を前記対向電極に電気的に接続された共通電位線を介して前記対向電極に供給する。
【００２０】
この態様によれば、液晶装置の非動作時において画素電極には画像信号に応じた電位が供給されていないため、画素電極の電位は一定の電位となり、駆動電圧の大きさは、対向電極に供給される電位に応じて決まる。
【００２１】
この態様では、液晶画像を表示する際に対向電極に共通電位を供給する共通電位線を介して対向電極に電位を供給することによって、駆動電圧及び閾値電圧以下の電圧の夫々を液晶層に印加する。この態様によれば、例えば、常時対向電極と導通状態にある共通電位線を用いて駆動電圧及び閾値電圧以下の電圧の夫々を液晶層に印加するための電位を対向電極に供給できる。したがって、この態様によれば、電位を供給するタイミングを電圧印加手段側で調整することによって、駆動電圧及び閾値電圧以下の電圧を各画素部に一括で、或いは順次印加することができ、これに応じて液晶層を効果的に攪拌することが可能である。
【００２２】
したがって、この態様によれば、既存の共通電位線を介して駆動電圧及び閾値電圧以下の電圧の夫々を印加するための電位を画素電極に供給できることから、液晶装置における基板上に形成された回路構成を複雑にすることなく、液晶装置の表示特性を長期間に亘って維持できる。
【００２３】
本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記電圧印加手段は、前記駆動電圧を印加する処理と、前記所定の時間内に前記駆動電圧を前記閾値電圧以下の電圧に下げる処理とを含む一連の処理を複数回実行する。
【００２４】
この態様によれば、一連の処理を連続して複数回実行することによって、前記駆動電圧を印加する処理、及び前記所定の時間内に前記駆動電圧を前記閾値電圧以下の電圧に下げる処理を一回実行する場合に比べて、より効果的に液晶層が攪拌され、液晶分子の劣化物及び不純物の分布が画素領域内で均一化される。より具体的には、例えば矩形波である駆動電圧を連続的に印加し、これら矩形波の駆動電圧の夫々を所定の時間内に急激に閾値電圧以下の電圧に下げることによって、背流による液晶分子の速度分布が繰り返し生じ、液晶層における液晶分子の攪拌が促進される。
【００２５】
この態様では、前記電圧印加手段は、基準電位に対する前記画素電極の電位及び前記対向電極の電位の相対的な極性を前記一連の処理毎に変更する。
【００２６】
この態様では、駆動電圧の大きさは、画素電極の電位及び対向電極の電位の相対的な電位差によって規定されるため、例えば対向電極の電位を基準として、画素電極の電位を対向電極の電位より高く設定することもできるし、低く設定することもできる。即ち、液晶層に駆動電圧及び閾値電圧以下の電圧を印加可能であれば、画素電極の電位及び対向電極の電位の相対的な電位の高低関係は限定されない。尚、「極性」とは、画素電極及び対向電極のうち一方の電極の電位を基準電位とした場合に、この基準電位に対して他方の電極の電位が高い又は低いという電極相互間における電位の高低関係を意味する。したがって、一連の処理を連続して複数回実行する場合には、例えば画素電極の電位及び対向電極の電位の相対的な高低関係を交互に入れ換えることによって、液晶層に交互に逆向きの電界を印加することができる。このような電界を連続して印加することによって、背流現象に起因する液晶分子の速度も相互に逆向きとなり、液晶層の攪拌がより一層促進される。
【００２７】
本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記電圧印加手段は、前記複数の画素部のうち互いに隣接する一の画素部及び他の画素部間で相互に前記駆動電圧を反転させてもよい。
【００２８】
この態様によれば、例えば画素領域にマトリクス状に配置された画素部に応じて平面的に見て市松模様状に相互に駆動電圧を反転させることが可能である。より具体的には、例えば一連の処理において、隣接する画素部に相互に逆向きの駆動電圧を印加することができ、液晶層の攪拌が画素部毎により効果的に促進されることになる。これにより、各画素部における液晶層に同じ向きを有する電界を印加する場合に比べて、液晶層をきめ細かく攪拌することが可能である。
【００２９】
本発明に係る液晶装置の駆動方法は上記課題を解決するために、画像が基板上の画素領域に表示される際に液晶層に印加される信号電圧に比べて相対的に大きい駆動電圧を、画素電極及び前記画素電極に対向する対向電極間を介して前記液晶層に印加する工程と、前記駆動電圧の大きさに応じて設定される所定の時間内に前記駆動電圧を閾値電圧以下の電圧に下げる工程とを備える。
【００３０】
本発明に係る液晶装置の駆動方法によれば、本発明に係る液晶装置と同様に、液晶層を攪拌することによって液晶層中に生成された液晶分子の劣化物及びその他の不純物の分布を液晶層中で均一化することが可能であり、これら劣化物及び不純物が偏って分布することによって表示特性が低下することを抑制できる。これにより、本発明に係る液晶装置は、ランニングコストを増大させることなく、長期間に亘って高品位で画像を表示できる。
【００３１】
尚、本発明における「駆動方法」とは、画像を表示する際に液晶装置を駆動するための駆動方法とは異なり、例えば液晶層内の劣化物及び不純物の分布を均一化するために、液晶装置の非動作時、即ち画像表示が行われない期間に液晶装置を動作させるための方法を意味することに留意されたい。
【００３２】
本発明に係る電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶装置を具備してなる。
【００３３】
本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、高品位の表示が可能な、投射型表示装置、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。
【００３４】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照しながら本発明に係る液晶装置、及びその駆動方法、並びに電子機器の各実施形態を説明する。
【００３６】
（液晶装置の構成）
先ず、図１及び図２を参照しながら本実施形態の液晶装置１の全体構成を説明する。図１は、対向基板側から見た液晶装置１の平面図であり、図２は、図１のＨ−Ｈ´線断面図である。
【００３７】
図１及び図２において、液晶装置１は、対向配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とから構成されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、本発明の「画素領域」の一例に相当する画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００３８】
ＴＦＴアレイ基板１０上における、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域では、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２が、ＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の間には、両基板間の電気的導通を確保するための上下導通端子１０６が配置されている。
【００３９】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用ＴＦＴや各種配線等の上に画素電極９ａが、更にその上から配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上の画像表示領域１０ａには、液晶層５０を介して複数の画素電極９ａと対向する対向電極２１が形成されている。即ち、夫々に電圧が印加されることで、画素電極９ａと対向電極２１との間には液晶保持容量が形成される。この対向電極２１上には、格子状又はストライプ状の遮光膜２３が形成され、更にその上を配向膜が覆っている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。
【００４０】
尚、ここでは図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０上には、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４の他に、後述するサンプリング回路７等が形成されている。これに加えて、製造途中や出荷時の当該液晶装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等が形成されていてもよい。また、対向基板２０の投射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＶＡ（垂直配向)モード、ＥＣＢ（電界効果型複屈折）モード等の動作モードや、ノーマリホワイト・モード／ノーマリーブラック・モードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【００４１】
次に、図３を参照しながら液晶装置１の主要な構成について説明する。図３は、液晶装置１の電気的な接続構成を示したブロック図である。
【００４２】
図３において、液晶装置１は、例えば石英基板、ガラス基板或いはシリコン基板等からなるＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０（ここでは図示せず）とが液晶層を介して対向配置され、画像表示領域１０ａにおいて区画配列された画素電極９ａに印加する電圧を制御し、液晶層５０にかかる電界を画素毎に変調する構成となっている。これにより、両基板間の透過光量が制御され、画像が階調表示される。液晶装置１はＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式を採り、ＴＦＴアレイ基板１０における画素表示領域１０ａには、マトリクス状に配置された複数の画素電極９ａと、互いに交差して配列された複数の走査線２及びデータ線３とが形成され、画素に対応する画素部が構築されている。尚、ここでは図示しないが、各画素電極９ａとデータ線３との間には、走査線２を介して夫々供給される走査信号に応じて導通、非導通が制御されるトランジスタまたは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子や、画素電極９ａに印加した電圧を維持するための蓄積容量が形成されている。
【００４３】
液晶装置１は、画像表示領域１０ａの周辺領域に形成されたデータ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４等の駆動回路と、本発明の「電圧印加手段」の一例である電圧印加回路１２０とを備えている。
【００４４】
データ線駆動回路１０１は、シフトレジスタ５１、論理回路５２、及びサンプリング回路７を備えて構成されている。
【００４５】
シフトレジスタ５１は、データ線駆動回路１０１内に入力される所定周期のＸ側クロック信号ＣＬＸ（及びその反転信号ＣＬＸ´）、シフトレジスタスタート信号ＤＸに基づいて、各段から転送信号Ｐｉ（ｉ＝１、・・・、ｎ）を順次出力するように構成されている。
【００４６】
論理回路５２は、転送信号Ｐｉ（ｉ＝１、・・・、ｎ）をイネーブル信号ＥＮＢ及びマスターイネーブル信号Ｍ−ＥＮＢに基づいて整形し、それを基にして最終的にサンプリング回路駆動信号Ｓｉ（ｉ＝１、・・・、２ｎ）を出力する機能を有している。論理回路５２によれば、ＴＦＴ等のトランジスタのソース−ドレイン間に転送信号を供給し、そのゲートをイネーブル信号で制御することによって転送信号Ｐｉの波形を整形する場合に比べて、転送信号Ｐｉからサンプリング回路駆動信号Ｓｉを出力する際の動作安定性が格段に良好である。加えて、論理回路５２によれば、サンプリング回路駆動信号Ｓｉのパルス周期や、立ち上がり時及び立ち下がり時の歪み具合を含めたパルス形状を所定値或いは所定形状に規定できる。したがって、液晶装置１は、その動作時に表示上の縦筋状の輝度斑を殆ど又は実践上全く生じさせないで済む。
【００４７】
サンプリング回路７は、画像信号線６に供給される画像信号ＶＩＤを、基準クロック信号であるサンプリング回路駆動信号Ｓｉ（ｉ＝１、・・・、２ｎ）に応じてサンプリングし、画像信号の夫々をデータ信号としてデータ線３に印加する。
【００４８】
尚、ここでは説明の簡便のために画像信号線６は一本とし、いずれのサンプリングスイッチ７１もこの画像信号線６から画像信号ＶＩＤが供給されるようにしたが、画像信号は、シリアル−パラレル展開（即ち、相展開）されていてもよい。例えば、画像信号を画像信号ＶＩＤ１〜ＶＩＤ６の６相にシリアル−パラレル展開した場合、これらの画像信号は、６本の画像信号線を夫々介してサンプリング回路７に入力される。複数の画像信号線に対し、シリアルな画像信号を変換して得たパラレルな画像信号を同時供給すると、データ線３への画像信号入力をグループ毎に行うことができ、駆動周波数が抑えられる。
【００４９】
走査線駆動回路１０４は、液晶装置１によって画像を表示する際に、マトリクス状に配置された複数の画素電極９ａをデータ信号及び走査信号により走査線２の配列方向に走査する。より具体的には、走査線駆動回路１０４は、走査信号印加の基準クロックであるＹ側クロック信号ＣＬＹ（及びその反転信号ＣＬＹ´）、シフトレジスタスタート信号ＤＹに基づいて生成される走査信号を、複数の走査線２に順次印加するように構成されている。その際には、各走査線２には、両端から同時に電圧が印加される。
【００５０】
尚、クロック信号等の各種タイミング信号は、図示しないタイミングジェネレータにて生成され、ＴＦＴアレイ基板１０上の各回路に供給される。また、各駆動回路の駆動に必要な電源電圧等もまた外部回路から供給される。更に、上下導通端子１０６から引き出された信号線には、外部回路から本発明の「固定電位」の一例である対向電極電位ＬＣＣが供給される。対向電極電位ＬＣＣは、上下導通端子１０６を介して対向電極２１に供給される。対向電極電位ＬＣＣは、画素電極９ａとの電位差を適正に保持して液晶保持容量を形成するための対向電極２１の基準電位となる。
【００５１】
電圧印加回路１２０は、画素表示領域１０ａに形成された走査線２に走査信号を供給する走査線駆動回路１０４と、画素表示領域１０ａに形成されたデータ線３にデータ信号を供給するデータ線駆動回路１０１とを駆動するための駆動電源（不図示）とは異なる電源Ｖｉを用いて駆動されている。電圧印加回路１２０はデータ線３に電気的に接続されており、各データ線３を介して後述する電位Ｖｄを画素電極９ａに供給する。
【００５２】
ここで、後述する駆動電圧ΔＶは信号電圧より大きいため、電圧印加回路１２０が走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１の駆動電源をそのまま用いることによって、画素電極９ａを介して駆動電圧ΔＶを液晶層５０に印加することは難しい場合が多い。より具体的には、電圧印加回路１２０が走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１の駆動電源と、電圧印加回路に供給される電源Ｖｉとを共通化した場合には、電源Ｖｉの電位を低く抑える必要が生じる場合もある。これとは逆に、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１に好適な電位を有する電源を電圧印加回路１２０の電源Ｖｉとして用いた場合、電圧印加回路１２０は昇圧回路等の電圧を高めるための昇圧手段を備える必要が生じてしまい、電圧印加手段の構成が複雑になる。また、電圧印加回路１２０に要求される電源Ｖｉに合わせて走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１の駆動電源を大きくした場合、これら駆動回路が備える素子が破損してしまい、液晶装置１の本来の機能である画像表示機能を発揮できない状況を招く恐れもある。
【００５３】
そこで、液晶装置１によれば、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１を駆動するための駆動電源とは異なる電源Ｖｉを用いて駆動電圧ΔＶを印加することによって、液晶装置１の通常の画像表示機能を確保しつつ、簡便な構成によって長期間に亘って高品位の画像表示特性を維持できる。
【００５４】
次に、図４を参照しながら電圧印加回路１２０から画素電極９ａに供給される電位Ｖｄと、画素電極９ａ及び対向電極２１間の液晶層５０に印加される駆動電圧ΔＶを説明する。図４は、画素電極９ａ及び対向電極２１間の液晶層５０に印加される駆動電圧ΔＶと、各種電位との関係を示した関係図である。
【００５５】
図４において、電圧印加手段１２０は、画像を表示する際に液晶層５０に印加される信号電圧に比べて相対的に大きい駆動電圧ΔＶを画素電極９ａ及び対向電極２１間で液晶層５０に印加する。より具体的には、電圧印加回路１２０は、信号電圧に対応した電位Ｖｓより高い電位Ｖｄを供給し、対向電極電位ＬＣＣを基準とした際の対向電極電位ＬＣＣとの電位差に相当する駆動電圧ΔＶを液晶層５０に印加する。ここで、駆動電圧ΔＶは、液晶装置が画像表示領域たる画素領域において画像を表示しない時、即ち液晶装置の通常の表示動作が行われていない期間に印加される。また、信号電圧は、画像を表示する際に画素電極及び対向電極間で液晶分子を配向制御するために液晶層に印加される電圧であり、通常５Ｖ程度とされる。駆動電圧ΔＶが印加された液晶層５０では、液晶分子が駆動電圧ΔＶに応じて配向すべき方向に十分な配向角度で配向する。
【００５６】
次に、電圧印加回路１２０は、駆動電圧ΔＶの大きさに応じて設定される電圧切換時間Ｔｄ内に駆動電圧ΔＶを閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧Ｖｕに下げる。このように、駆動電圧ΔＶを液晶層５０に印加した状態から本発明の「所定の時間」の一例に相当する電圧切換時間Ｔｄ内に駆動電圧ΔＶを閾値電圧Ｖｔｈ以下に電圧に急激に低減することによって、液晶層５０名に液晶分子の速度分布が生じ、液晶層５０が攪拌される。
【００５７】
ここで、図５に示すように、閾値電圧Ｖｔｈは、例えば液晶層５０の相対光透過率が急激に低下する電圧であり、液晶分子に加える電圧を大きくしていった場合に、液晶分子が配向し始める電圧である。より具体的には、例えばノーマリホワイト・モードの液晶装置において画像を表示する際に液晶分子に印加される電圧Ｖと光の相対透過率との関係を示す電圧光応答特性の観点でみれば、相対透過率が９０％となる電圧である。通常、このような閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧が液晶層５０に印加された際には、液晶分子は電圧が印加されていない場合と同様の配向状態をとる。
【００５８】
次に、図６を参照しながら液晶層５０に生じた液晶分子の速度分布を説明する。図６は、液晶分子の速度ＶＥの分布を模式的に示した図である。
【００５９】
図６において、駆動電圧ΔＶが電圧切換時間Ｔｄ内に閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧に切り換えられることによって、画素電極９ａ及び対向電極２１間では、液晶層５０中の液晶分子の速度ＶＥに偏りが生じる。より具体的には、液晶装置１を画像表示領域１０ａに垂直な面に沿って切った断面において、画素電極９ａ及び対向電極２１間の中間位置と、画素電極９ａ及び対向電極２１の夫々を覆う配向膜２４及び２５の表面付近の位置とにおいて、液晶分子の速度ＶＥはゼロになり、配向膜２４及び２５の夫々から画素電極９ａ及び対向電極２１の間隔の１／４の距離に対応した位置で液晶分子の速度ＶＥは最大となる。加えて、液晶分子の最大速度は、画素電極９ａに近い側の位置と対向電極２１に近い側の位置とで互い逆向きになる。このような、液晶分子の速度分布の偏りは、一般的に“背流”と称される液晶分子の流体力学的挙動に基づいて発生する現象であり、液晶装置１は、この背流現象を利用して液晶層５０を攪拌する。これにより、液晶層５０中に生成された劣化物及び不純物の分布の偏りを低減することが可能であり、液晶装置１の表示特性を画像表示領域１０ａ内で均一にできる。
【００６０】
また、本実施形態の液晶装置１では、液晶装置１に既に設けられているデータ線３を介して画素電極９ａに電位を供給することによって、駆動電ΔＶ圧及び閾値電圧以下の電圧の夫々を液晶層に印加する。したがって、液晶装置１によれば、液晶装置１におけるＴＦＴアレイ基板１０上に形成された回路構成を複雑にすることなく、液晶装置１の表示特性を長期間に亘って高品位に維持できる。
【００６１】
次に、図７を参照しながら駆動電圧ΔＶ及び電圧切換時間Ｔｄの関係を説明する。図７は、駆動電圧ΔＶ及び電圧切換時間Ｔｄの関係を示す関係図である。
【００６２】
図７に示すように、電圧切換時間Ｔｄは、駆動電圧ΔＶの大きさに応じて設定される。より具体的には、図７中に示した境界線Ｌは、駆動電圧ΔＶ及び電圧切換時間Ｔｄの相互の値で決まる液晶層５０に背流を生じさせるための境界条件を示しており、図中境界線Ｌより上の領域Ｒ１における駆動電圧ΔＶ及び電圧切換時間Ｔｄの組み合わせでは、液晶層５０に背流が生じる。境界線Ｌより下の領域Ｒ２における駆動電圧ΔＶ及び電圧切換時間Ｔｄの組み合わせでは、液晶層に背流が生じない。よって、電圧印加回路１２０は、図中領域Ｒ１内における駆動電圧ΔＶ及び電圧切換時間Ｔｄの組み合わせに応じて、駆動電圧ΔＶ及び閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧を印加する。尚、電圧切換時間Ｔｄは、液晶層５０に含まれる液晶分子の特性に合わせて、例えば１０ｍｓ以下に設定される。また、液晶分子の速度分布を顕著に生じさせる観点からみれば、駆動電圧ΔＶは高く、且つ電圧切換時間Ｔｄが短いほど好ましいと言える。
【００６３】
このように、本実施形態に係る液晶装置１によれば、液晶層５０を攪拌することによって液晶層５０中に生成された液晶分子の劣化物及びその他の不純物の分布を液晶層５０中で均一化することが可能であり、これら劣化物及び不純物が偏って分布することによって表示特性が低下することを抑制できる。これにより、液晶装置１は、液晶交換等に起因するランニングコストを増大させることなく、画像表示領域１０ａにおいて表示特性を均一化できる。加えて、液晶装置１は、液晶装置１によって画像が表示されていない非動作時において、必要に応じて液晶層を攪拌できるため、長期間に亘って高品位で画像を表示できる。
【００６４】
（駆動電圧ΔＶの変形例）
次に、図８を参照しながら液晶層５０に印加される駆動電圧ΔＶの変形例を説明する。図８は、駆動電圧ΔＶの波形を模式的に示したタイミングチャートである。
【００６５】
図８（ａ）に示すように、電圧印加回路１２０は、駆動電圧ΔＶを液晶層５０に印加する処理、及び電圧切換時間Ｔｄ内に駆動電圧ΔＶを閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧に下げる処理を含む一連の処理を複数回実行することが可能である。
【００６６】
より具体的には、電圧印加回路１２０は、駆動電圧ΔＶを液晶層５０に印加し、電圧切換時間Ｔｄ内に閾値電圧Ｖｔｈの電位を画素電極９ａに供給し、これらの２段階の処理を繰り返し、即ち複数回実行することによって、より効果的に液晶層５０を攪拌することが可能である。尚、本実施形態では、対向電極電位ＬＣＣに対して高い電位側で駆動電圧ΔＶを印加する場合に限定されるものではなく、対向電極電位ＬＣＣを基準電位とした場合に駆動電圧ΔＶが反転された波形を有する駆動電圧−ΔＶ、即ち対向電極電位ＬＣＣより低い電位側で駆動電圧ΔＶと同じ大きさを有する駆動電圧を電圧切換時間Ｔｄ内に印加してもよい。このような液晶層への電圧の印加形態によっても液晶層５０を攪拌することが可能である。
【００６７】
図８（ｂ）に示すように、電圧印加回路１２０は、上記一連の処理を複数回実行する場合に、画素電極９ａに供給する電位Ｖｄの対向電極電位ＬＣＣに対する相対的な極性を駆動電圧を印加する毎に反転させることも可能である。即ち、駆動電圧を交流的に液晶層５０に印加することも可能である。より具体的には、液晶層５０には駆動電圧ΔＶ及び−ΔＶが交互に印加され、これら駆動電圧が印加される毎に、電圧切換時間Ｔｄ内で駆動電圧の大きさが閾値電圧以下の電圧の大きさに低減される。ここで、「極性」とは、対向電極電位ＬＣＣを基準電位とした場合に、この基準電位に対して画素電極９ａの電位が高い又は低いという電極相互間における電位の高低関係を意味し、これに応じて液晶層５０に印加される駆動電圧も対向電極電位ＬＣＣを基準として反転する。
【００６８】
このような駆動電圧を連続して印加することによって、背流現象に起因する液晶分子の速度も一連の処理毎に交互に逆向きとなり、液晶層５０の攪拌がより一層促進される。加えて、駆動電圧を繰り返し印加することによる液晶分子の損傷を低減することが可能である。
【００６９】
次に、図９を参照しながら画像表示領域１０ａにおける駆動電圧ΔＶの印加方法を説明する。図９は、画像表示領域１０ａにおいて各画素部に印加された駆動電圧が反転する状態を模式的に示した図である。
【００７０】
図９（ａ）において、黒色で示した画素部７０Ａに駆動電圧ΔＶが印加されており、白色で示した画素部７０Ｂに駆動電圧―ΔＶが印加されている。
【００７１】
図９（ｂ）において、電圧印加回路１２０が各データ線３を介して供給する電位Ｖｄ及び走査線２を介して供給される走査線信号の供給タイミングが互いに調整されることによって、画像表示領域１０ａを構成する複数の画素部のうち互いに隣接する画素部間で駆動電圧ΔＶが順次反転されている。これにより、平面的に見て画像表示領域１０ａにマトリクス状に配置された画素部に市松模様状に、互いに異なる向きに電界を印加する駆動電圧が供給される。隣接する画素部に互いに異なる極性を有する駆動電圧を印加することによって、液晶層５０の攪拌が画素部毎により効果的に促進されることになり、各画素部に同じ極性を有する駆動電圧を複数回印加する場合に比べて、画素部毎に液晶層５０をきめ細かく攪拌することが可能である。
【００７２】
このように、本実施形態の液晶装置１によれば、液晶層５０に駆動電圧及び閾値電圧以下の電圧を印加する一連の処理を一回、又は複数回実行することによって、液晶層５０に含まれる劣化物及び不純物の分布を画像表示領域１０ａで均一化できる。これにより、液晶装置１の非動作時に必要なタイミングで液晶層５０を攪拌することによって、長期間に亘って高品位の画像を表示することが可能である。
【００７３】
尚、本実施形態では、主として対向電極電位ＬＣＣが固定電位である場合を説明したが、本発明に係る液晶装置はこれに限定されるものではなく、図３に示した共通電位線９１及び電圧印加回路１２０を電気的に接続した状態で、画素電極９ａの電位を固定電位とし、共通電位線９１を介して電圧印加回路１２０から各画素部の液晶層に駆動電圧及び閾値電圧以下の電圧を印加することも可能である。このようにすれば、既存の共通電位線９１を介して駆動電圧ΔＶ及び閾値電圧以下の電圧の夫々を印加するための電位を対向電極２１に供給できることから、液晶装置における基板上に形成された回路構成を複雑にすることなく、液晶装置の表示特性を長期間に亘って維持できる。このとき、液晶装置１は、非動作状態にあるため、画素電極９ａには画像信号が供給されておらず、画素電極９ａの電位は互いに同電位になっており、電圧印加回路１２０から対向電極２１に電位を供給することによって容易に駆動電圧ΔＶ及び閾値電圧以下の電圧を印加できる。
【００７４】
（液晶装置の駆動方法）
次に、図１０を参照しながら本実施形態に係る液晶装置の駆動方法を説明する。図１０は、本実施形態に係る液晶装置の駆動方法のフローチャートである。
【００７５】
尚、本実施形態における「駆動方法」とは、画像を表示する際に液晶装置を駆動するための駆動方法とは異なり、例えば液晶層内の劣化物及び不純物の分布を均一化するために、液晶装置の非動作時、即ち画像表示が行われない期間に液晶装置を動作させるための方法である。
【００７６】
図１０において、ＦＰＣ等のコネクタを介して液晶装置１に電気的に接続された制御部による制御下において、液晶装置１が非動作状態であるか否かが判断される（Ｓ１０）。ここで、非動作状態とは、液晶装置１が画像を表示していない状態である。ここで、液晶装置１が動作状態にあると判断された場合には、本実施形態に係る液晶装置の駆動方法を終了する。
【００７７】
液晶装置１が非動作状態にあると判断された場合には、制御部から電圧印加命令が送信され、電圧印加回路１２０は、画素電極９ａ及び対向電極２１間で駆動電圧を液晶層５０に印加する（Ｓ２０）。
【００７８】
次に、電圧印加回路１２０は、駆動電圧ΔＶを低減し、閾値電圧Ｖｔｈ以下の電圧を電圧切換時間Ｔｄ内に液晶層５０に印加する（Ｓ３０）。これにより、液晶層５０が攪拌され、液晶分子が劣化した劣化物及び不純物の分布が画像表示領域１０ａ内で均一化され、本実施形態に係る液晶装置の駆動方法を終了する。尚、駆動電圧ΔＶの印加する処理及び閾値電圧以下の電圧を印加する処理からなる一連の処理を複数回実行することも可能である。
【００７９】
本実施形態に係る液晶装置の駆動方法によれば、上述の本実施形態の液晶装置と同様に、液晶装置のランニングコストを増大させることなく、長期間に亘って高品位で画像を表示できる。
【００８０】
（電子機器）
以上に説明した液晶装置１は、例えばプロジェクタに適用される。ここでは、上記実施形態の液晶装置１をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
【００８１】
図１１は、本発明に係る電子機器の一例であるプロジェクタの構成例を示す平面図である。図１１に示すように、プロジェクタ１１００内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット１１０２が設けられている。ランプユニット１１０２から射出された投射光は、ライトガイド内に配置された４枚のミラー１１０６及び２枚のダイクロイックミラー１１０８によってＲＧＢの３原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶装置１００Ｒ、１００Ｂ及び１００Ｇに入射される。液晶装置１００Ｒ、１００Ｂ及び１００Ｇの構成は上述した液晶装置１と同等であり、それぞれの液晶装置において画像信号処理回路から供給されるＲ、Ｇ、Ｂの原色信号が変調される。これらの液晶装置によって変調された光は、ダイクロイックプリズム１１１２に３方向から入射される。ダイクロイックプリズム１１１２では、各色の画像が合成され、カラー画像として射出される。カラー画像は、投射レンズ１１１４を介して、スクリーン１１２０等に投写される。
【００８２】
このような投射型カラー表示装置では、上記実施形態の液晶装置を用いたことにより、輝度ムラ等の表示不良が低減された高品位な表示が長期間に亘って可能である。
【００８３】
尚、本実施形態の液晶装置１は、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー表示装置に適用することもできる。その場合、対向基板２０上における画素電極９ａに対向する領域に、ＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜と共に形成すればよい。或いは、ＴＦＴアレイ基板１０上のＲＧＢに対向する画素電極９ａ下にカラーレジスト等でカラーフィルタ層を形成することも可能である。更に、対向基板２０上に画素部と１対１に対応するマイクロレンズを設けるようにすれば、入射光の集光効率が向上し、表示輝度を向上させることができる。更にまた、対向基板２０上に、何層もの屈折率の相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用してＲＧＢ色を作り出すダイクロイックフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より明るい表示が可能となる。
【００８４】
また、本発明の電子機器は、このような本発明の液晶装置を備えることで実現され、上述したプロジェクタの他に、テレビジョン受像機や、ビューファインダ型或いはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等の各種の電子機器として実現可能である。
【００８５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う液晶装置及びその駆動方法、並びにこれを備えた電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本実施形態に係る液晶装置の平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ'断面図である。
【図３】本実施形態に係る液晶装置の電気的な接続構成を示したブロック図である。
【図４】液晶層に印加される駆動電圧ΔＶ及び各種電位との関係を示した関係図である。
【図５】液晶層に印加される電圧及び相対光透過率の関係を示す図である。
【図６】液晶分子の速度ＶＥの分布を模式的に示した図である。
【図７】駆動電圧ΔＶ及び電圧切換時間Ｔｄの関係を示す図である。
【図８】駆動電圧ΔＶの波形を模式的に示したタイミングチャートである。
【図９】各画素部における駆動電圧の印加状態を模式的に示した図である。
【図１０】本実施形態に係る液晶装置の駆動方法のフローチャートである。
【図１１】液晶装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１・・・液晶装置、１０・・・ＴＦＴアレイ基板、５０・・・液晶層、１０１・・・データ線駆動回路、１０４・・・走査線駆動回路、１２０・・・電圧印加回路
【図１】
2007140358.tif 000003
【図２】
2007140358.tif 000004
【図３】
2007140358.tif 000005
【図４】
2007140358.tif 000006
【図５】
2007140358.tif 000007
【図６】
2007140358.tif 000008
【図７】
2007140358.tif 000009
【図８】
2007140358.tif 000010
【図９】
2007140358.tif 000011
【図１０】
2007140358.tif 000012
【図１１】
2007140358.tif 000013