JP6394438B2 - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
特許文献1の駆動方法によれば、3つの電極間に横方向の電界が発生し、液晶の微小な揺らぎによる流れに加えて、表示領域から表示領域の外周部に向けて、イオン性不純物を移動させる力が働く。そのため、上記3つの電極のうち、最外周の電極にイオン性不純物を効率よく集積させることができることから、イオン性不純物に起因する焼き付きなどの表示不具合を低減した液晶装置を提供できるとしている。
つまり、液晶層中に含まれるイオン性不純物の表示に対する影響を十分に抑制できるとは限らないという課題があった。
このとき、最外周に配置されている第3電極の幅が、第1電極および第2電極の幅より大きいことから、第3電極にイオン性不純物を集積する力を向上させることができる。
f≦2μVE/np2
μは液晶層中のイオン性不純物の移動度(m2/V・s(秒))、VEは交流信号の実効電圧(V)、nは交流信号が与えられる電極の数、pは交流信号が与えられる電極の配置ピッチ(m)である。
本実施形態では、薄膜トランジスター(Thin Film Transistor;TFT)を画素のスイッチング素子として備えた、アクティブマトリックス型の液晶装置100を例に挙げて説明する。この液晶装置100は、例えば、後述する投写型表示装置(液晶プロジェクター)の光変調手段(液晶ライトバルブ)として、好適に用いることができるものである。
図1は、第1実施形態に係る液晶装置100の構成を示す概略平面図であり、図2は、図1に示す液晶装置100のH−H’線に沿った概略断面図である。まず、本実施形態に係る液晶装置100について、図1および図2を参照して説明する。
次に、液晶装置100における液晶分子LCの配向状態について、図4を参照して説明する。図4(a)は、液晶装置100における無機配向膜の形成状態と液晶分子LCの配向状態とを示す概略断面図であり、図4(b)は、液晶分子LCの挙動を示す概略断面図である。
次に、本発明が解決しようとするイオン性不純物に起因する表示ムラについて、図5を参照して説明する。図5は、無機材料の斜め蒸着方向とイオン性不純物に起因する表示ムラとの関係を示す概略平面図である。
図6は、表示に寄与する画素Pおよびダミー画素DPの配置を示す概略平面図であり、図7は、電子見切り部120およびイオントラップ機構の配線図である。
イオントラップ電極130は、それぞれ電気的に独立した第1電極131、第2電極132、第3電極133の3つの電極を有しており、第1電極131、第2電極132、第3電極133の順に、表示領域Eから徐々に遠ざかるように配置されている。つまり、第3電極133が、最外周の電極になるように配置されている。
言い換えれば、外部接続用端子104(It1,It2,It3)は、それぞれ1つずつ配置されていてもよいし、それぞれ3つ以上配置されていてもよい。
図8は、イオントラップ機構の第1電極131、第2電極132、第3電極133、ダミー画素電極15dに印加される矩形波の交流信号の波形を示すタイミングチャートである。第1電極131、第2電極132、第3電極133のそれぞれに印加される具体的な交流信号の例を挙げて、液晶装置100の駆動方法について、図8を参照して説明する。
イオン性不純物を、表示領域Eから表示領域Eの外側に配置されたイオントラップ電極130に、確実に引き寄せるには、隣り合うイオントラップ電極130間に発生させる電界のスクロールをゆっくりとしたほうがよい。つまり、イオントラップ電極130に印加される交流信号の周波数f(Hz)は、画素Pを駆動する駆動信号の周波数より小さいことが好ましい。
つまり、v=e×μ・・・(1)である。
つまり、e=Vn/p・・・(2)である。
つまり、e=2VE/p・・・(3)となる。
なお、図8に示すように、矩形波の交流信号における実効電圧VEは、矩形波の基準電位に対する電位に相当し、本実施形態では5Vである。
つまり、v=2μVE/p・・・(4)である。
つまり、td=p/v=p2/2μVE・・・(5)である。
すなわち、f=1/n/td=2μVE/np2・・・(6)となる。
図9および図10は、図6のA−A’線に沿った液晶装置100のイオントラップ機構の構造を示す要部断面図である。
図9および図10に示すように、液晶装置100の素子基板10は、基材10s上に複数の配線層11〜 配線層14を有している。画素Pの画素電極15、ダミー画素DP(電子見切り部120)のダミー画素電極15d、および第1電極131、第2電極132、第3電極133(イオントラップ電極130)のそれぞれは、配線層14上に形成されている。
これによって、第1電極131に引き寄せられた正極性、または負極性のイオン性不純物を第3電極133へ移動させることができる。
図11は、通電時間とイオン性不純物の濃度との関係を示すグラフであり、横軸は、通電時間[時間]を示しており、縦軸は、イオン性不純物の濃度[無次元]である。
図12は、第3電極133の幅L3/第1電極131の幅L1とイオン性不純物の濃度との関係を示すグラフであり、横軸は、第1電極131の幅L1と第3電極133の幅L3との比であり、縦軸は、イオン性不純物の濃度[無次元]である。
サンプルパネル2は、第3電極133の幅L3が、第1電極131の幅L1および第2電極132の幅L2の1000倍と大きくなるように作成した。
図11に示すように、エージング試験を開始してから25時間経過した時点では、サンプルパネル1のイオン性不純物の濃度が、0.038となっているのに対して、サンプルパネル2のイオン性不純物の濃度は、0.025となっており、サンプルパネル1と比較して、2/3程度に小さくなっている。
つまり、Y=−0.005ln(X)+0.0731・・・(7)である。
(1)第1電位が基準電位から正極性と負極性とに遷移する1周期に相当する時間内において、位相の異なる交流信号が、第1電極131、第2電極132、第3電極133の順に印加される。そのため、イオントラップ電極130間に発生する電界(電気力線)が、時間の経過に伴って、表示領域Eに近い第1電極131から第2電極132へ、そして、第2電極132から第3電極133に向かってスクロールする。
これにより、イオン性不純物は、この電界のスクロールに伴って移動し、まず、第1電極131に引き寄せられ、続いて第2電極132に引き寄せられ、続いて第3電極133に引き寄せられる。
さらに、本実施形態では、第3電極133の幅L3が、第1電極131の幅L1および第2電極132の幅L2より大きいことから、幅L3が、幅L1および幅L2と同じイオントラップ電極を備えた液晶装置と比較して、第3電極133にイオン性不純物を集積する力を向上させることができる。
つまり、液晶層50中のイオン性不純物を表示領域Eから外側に向かって効果的に引き寄せることが可能となり、その結果、液晶層50中に含まれるイオン性不純物に起因する焼き付きなどの表示に対する影響を低減させた液晶装置100を提供することができる。
そのため、イオン性不純物の引き寄せに係わる第1電極131と電子見切り部120との間に発生する電界のスクロールの影響を低減することができる。
そのため、イオントラップ電極130のそれぞれと共通電極23とは、液晶層50を介して対向していないことから、イオントラップ電極130と共通電極23との間に電界が発生し難くなる。
つまり、イオントラップ電極130の隣り合う電極間に発生する電界のスクロールによって効果的にイオン性不純物を表示領域Eの外側に引き寄せることができる。
<液晶装置の構成>
次に、第2実施形態に係る液晶装置200について、図13を参照して説明する。図13は、本実施形態に係る液晶装置200の構造を示す概略断面図である。図13は、第1実施形態における図9に対応する概略断面図である。第1実施形態の液晶装置100と同じ構成には同じ符号を付して、詳細の説明は省略する。
<液晶装置の構成>
次に、第3実施形態に係る液晶装置300について、図14を参照して説明する。図14は、本実施形態に係る液晶装置300の構造を示す概略断面図である。図14は、第1実施形態における図9に対応する概略断面図である。第1実施形態の液晶装置100と同じ構成には同じ符号を付して、詳細の説明は省略する。
<液晶装置の構成>
次に、第4実施形態に係る液晶装置400について、図15を参照して説明する。図15は、本実施形態に係る液晶装置400の構造を示す概略断面図である。図15は、第1実施形態における図9に対応する概略断面図である。第1実施形態の液晶装置100と同じ構成には同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
<電子機器>
次に、第5実施形態に係る電子機器としての投写型表示装置1000について、図16を参照して説明する。図16は、本実施形態に係る電子機器としての投写型表示装置1000の構成を示す概略平面図である。
合成された光は、投写光学系である投写レンズ1207によって、スクリーン1300上に投写され、画像が拡大されて表示される。
上記の実施形態において、イオントラップ電極130は、表示領域Eを囲むように配置されることに限定されない。例えば、図5に示したように、イオン性不純物の偏在に起因して表示不具合が生ずる箇所が特定される場合、このような表示不具合が生ずる箇所に対応させてイオントラップ電極130を配置してもよい。
例えば、図17(a)に示すように、上記実施形態に係る液晶装置100において、イオントラップ機構は、表示領域Eの少なくとも1つの角部45に沿って、表示領域Eの外側にイオントラップ電極130が設けられていてもよい。図17(a)では、4つ全ての角部45に、イオントラップ電極130が設けられている場合を示している。
図17(b)に示すように、上記実施形態に係る液晶装置100において、イオントラップ電極130は、液晶層の配向方向(液晶方位)に交差する方向に沿って、表示領域Eの外側に設けられていてもよい。
図17(c)に示すように、上記実施形態に係る液晶装置100において、イオントラップ電極130は、表示領域Eの外縁の上下(長辺側)に、X軸方向に沿って配置されていてもよい。また、イオントラップ電極130は、表示領域Eの外縁の上下どちらか一方に配置されていてもよい。
図17(e)に示すように、上記実施形態に係る液晶装置100において、イオントラップ電極130は、表示領域Eの外縁の左右(短辺側)に、Y軸方向に沿って配置されていてもよい。
上記実施形態に係るイオントラップ電極130を適用可能な液晶装置100は、VA方式、またはFFS方式に限定されず、IPS(In Plane Switching)方式やFFS(Fringe Field Switching)方式、または、OCB(Optically Compensated Birefringence)方式にも適用することができる。
さらに、上記実施形態に係る液晶装置100を適用可能な電子機器は、上記第5実施形態に係る投写型表示装置1000に限定されない。
Claims (12)
- 対向配置されシール材を介して貼り合わされた第1基板および第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、を含み、
前記第1基板の表示領域に設けられた画素電極と、
前記第1基板または前記第2基板において、前記画素電極に対向して設けられた対向電極と、
前記第1基板または前記第2基板において、平面視で、前記表示領域と前記シール材との間に設けられ、第1電位が供給される第1電極と、前記第1電極と前記シール材との間に設けられ、第2電位が供給される第2電極と、前記第2電極と前記シール材との間に設けられ、第3電位が供給される第3電極と、を備え、
前記第1電位が正極性または基準電位から負極性に遷移してから、前記基準電位または正極性に遷移する前に、前記第2電位が正極性または前記基準電位から負極性に遷移し、
前記第2電位が負極性に遷移してから、前記基準電位または正極性に遷移する前に、前記第3電位が正極性または前記基準電位から負極性に遷移し、
前記第1電位が負極性または前記基準電位から正極性に遷移してから、前記基準電位または負極性に遷移する前に、前記第2電位が負極性または前記基準電位から正極性に遷移し、
前記第2電位が負極性または前記基準電位から正極性に遷移してから、前記基準電位または、負極性に遷移する前に、前記第3電位が負極性または前記基準電位から正極性に遷移するように、前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極のそれぞれに同じ周波数の交流信号が印加され、
前記表示領域の外縁から前記シール材に向かう方向において、前記第3電極の幅は、前記第1電極および前記第2電極の幅より大きいことを特徴とする液晶装置。 - 前記第3電極の幅は、前記第1電極の幅の1.86倍以上であることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
- 前記第1電極、前記第2電極および前記第3電極は、前記第1基板に前記表示領域を囲んで設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。
- 前記表示領域は角部を備えており、
前記第1電極、前記第2電極および前記第3電極は、少なくとも1つの前記角部に沿ってのみ設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。 - 前記シール材は前記液晶層に液晶を封入する封入口を備えており、
前記第1電極、前記第2電極および前記第3電極は、前記封入口側にのみ設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。 - 前記第1電極、前記第2電極および前記第3電極は、前記液晶層の配向方向(液晶方位)に交差する方向に沿ってのみ設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。
- 前記第1電極、前記第2電極および前記第3電極は、前記表示領域における前記画素電極に印加される画像信号の走査方向に交差する方向に沿ってのみ設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装置。
- 前記表示領域は、複数の前記画素電極を囲んで設けられたダミー画素電極を有する電子見切り部を含み、
前記電子見切り部と前記第1電極との間隔は、前記第1電極と前記第2電極との間隔より大きいことを特徴とする請求項3から7までのいずれか一項に記載の液晶装置。 - 前記第1電極、前記第2電極および前記第3電極は、前記第1基板に設けられ、
前記対向電極は前記第2基板に設けられ、
平面視で、前記対向電極の外縁が、前記第1電極と前記表示領域の外縁との間に位置していることを特徴とする請求項1から8までのいずれか一項に記載の液晶装置。 - 前記第1電極、前記第2電極および前記第3電極は、前記第1基板に設けられ、
前記対向電極は、前記第2基板において、平面視で前記表示領域を含み、
前記第1電極、前記第2電極および前記第3電極と対向する領域まで設けられ、
前記基準電位が与えられることを特徴とする請求項1から9までのいずれか一項に記載の液晶装置。 - 前記画素電極、前記対向電極のそれぞれは、無機配向膜で覆われていることを特徴とする請求項1から10までのいずれか一項に記載の液晶装置。
- 請求項1から11までのいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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