JP2016170240A - Liquid crystal device, driving method for liquid crystal device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶装置、液晶装置の駆動方法、電子機器に関する。 The present invention relates to a liquid crystal device, a driving method of the liquid crystal device, and an electronic apparatus.
液晶装置は、一対の基板の間に液晶層が挟持された液晶パネルを備えている。このような液晶パネルに光が入射すると、液晶パネルを構成する液晶材料や配向膜などが入射光によって光化学反応を起こし、反応生成物としてイオン性不純物が発生することがある。また、液晶パネルの製造過程で、シール材や封止材などからイオン性不純物が液晶層に拡散することが知られている。特に、投写型表示装置(プロジェクター)の光変調手段(ライトバルブ)に用いられる液晶装置では、入射光の光束密度が直視型の液晶装置に比べて高くなるので、イオン性不純物が表示に影響を及ぼすことを抑制する必要がある。 The liquid crystal device includes a liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates. When light enters such a liquid crystal panel, the liquid crystal material or the alignment film constituting the liquid crystal panel may cause a photochemical reaction by incident light, and ionic impurities may be generated as a reaction product. In addition, it is known that ionic impurities diffuse into the liquid crystal layer from a sealing material or a sealing material during the manufacturing process of the liquid crystal panel. In particular, in a liquid crystal device used for a light modulation means (light valve) of a projection display device (projector), the luminous flux density of incident light is higher than that in a direct-view type liquid crystal device, so that ionic impurities affect the display. It is necessary to suppress the effect.
例えば、特許文献1には、画素領域に設けられた画素領域電極と、周辺領域に設けられた周辺領域電極とを有し、周辺領域電極に印加する駆動電圧の電圧値が、画素領域電極に印加する駆動電圧の電圧値よりも高い液晶表示装置が開示されている。特許文献1の液晶表示装置によれば、液晶層中に混入しているイオン性不純物を画素領域から周辺領域に移動させて、イオン性不純物が表示に影響を及ぼすことを低減できるとしている。
For example,
また、例えば、特許文献2には、表示領域の周辺に略リング状の電子見切り領域を有し、表示領域に画像を表示しない非表示動作モードにおいては、電子見切り領域に設けられた電子見切りベタ電極に、液晶内部のイオンを掃き寄せるための交流電圧である所定の駆動電圧が所定の時間印加される液晶表示装置が開示されている。また、電子見切りベタ電極に上記所定の駆動電圧が印加される所定の時間は、30分〜3時間程度とされている。
Further, for example, in
また、例えば、特許文献3には、素子基板の画像表示領域とシール材とにはさまれた領域に設けられ、第1駆動信号が供給される第1周辺電極と、素子基板に対向する対向基板において第1周辺電極と対向する領域に設けられ、所定電位よりも高い電位と低い電位とを交互に繰り返す第2駆動信号が供給される第2周辺電極と、第2駆動信号に対して電位差を持って変化する第3駆動信号が供給される第3周辺電極とを備えた液晶装置が開示されている。特許文献3によれば、第1周辺電極と第2周辺電極及び第3周辺電極との間には、液晶層の層厚方向に電界が生成され、第2周辺電極と第3周辺電極との間には横方向の電界が生成されるので、第1周辺電極、第2周辺電極、第3周辺電極のそれぞれにイオン性不純物が引き寄せられて周辺領域に滞留することになるとしている。
Also, for example, in
液晶パネルは、耐久品質を評価するために耐光試験や耐湿試験などが行われる。耐光試験において、液晶パネルに光を照射すると、例えば複数種の有機化合物により構成される液晶層に光が作用して、有機化合物の骨格部分から末端基が外れてイオン性不純物になることが考えられる。このような有機化合物の変質は照射される光の波長が短いほど発生し易い。また、耐湿試験において、液晶パネルに水分が浸入すると、浸入した水分によって液晶パネルのシール材などに含まれている例えば硬化開始剤などのイオン性不純物が液晶層に運ばれるおそれがある。
このように、液晶層には多種のイオン性不純物が含まれるおそれがある。イオン性不純物の液晶層中の移動度は、その種類によって異なることが考えられる。したがって、イオン性不純物をトラップするために上記特許文献1〜上記特許文献3のイオントラップ機構とその駆動方法を適用したとしても、表示品質に影響を与えるイオン性不純物を選択的あるいは効果的にトラップすることができないおそれがある。
また、上述した光変調手段(ライトバルブ)として赤(R)、緑(G)、青(B)の色光ごとに液晶パネルを設けた場合、短波長の光が入射するおそれがある青(B)の液晶パネルは、他の赤(R)、緑(G)の色光が照射される液晶パネルよりも表示品質の劣化が早くなる可能性があるという課題があった。
The liquid crystal panel is subjected to a light resistance test and a moisture resistance test in order to evaluate the durability quality. In a light resistance test, when light is applied to a liquid crystal panel, for example, light acts on a liquid crystal layer composed of a plurality of organic compounds, and the terminal group is removed from the skeleton portion of the organic compound and becomes an ionic impurity. It is done. Such deterioration of the organic compound is more likely to occur as the wavelength of the irradiated light is shorter. In addition, when moisture enters the liquid crystal panel in the moisture resistance test, ionic impurities such as a curing initiator contained in the sealing material of the liquid crystal panel may be carried to the liquid crystal layer due to the entered moisture.
As described above, the liquid crystal layer may contain various ionic impurities. It is considered that the mobility of ionic impurities in the liquid crystal layer varies depending on the type. Therefore, even if the ion trap mechanism and the driving method of
In addition, when a liquid crystal panel is provided for each color light of red (R), green (G), and blue (B) as the light modulation means (light valve) described above, blue (B ) Has a problem that display quality may be deteriorated faster than other liquid crystal panels irradiated with red (R) and green (G) color lights.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例]本適用例に係る液晶装置は、青の色光が入射する第1液晶パネルと、青以外の色光が入射する第2液晶パネルとを備えた液晶装置であって、前記第1液晶パネル及び前記第2液晶パネルは、シール材を介して対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板のうち一方の基板に設けられた画素電極と、前記画素電極が配置された表示領域の外縁と前記シール材との間に配置された周辺電極と、前記一対の基板のうち他方の基板に設けられ、前記液晶層を介して前記画素電極に対向する共通電極と、を備え、前記第1液晶パネルの前記周辺電極は、前記表示領域の外縁から前記シール材に向かって間隔を置いて配置された、第1電位が供給される第1電極と、第2電位が供給される第2電極と、第3電位が供給される第3電極とを含み、前記第1電位が正極性又は基準電位から負極性に遷移してから、前記基準電位又は正極性に遷移する前に、前記第2電位が正極性又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、前記基準電位又は正極性に遷移する前に、前記第3電位が正極性又は前記基準電位から負極性に遷移し、前記第1電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移してから、前記基準電位又は負極性に遷移する前に、前記第2電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移し、前記第2電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移してから、前記基準電位又は負極性に遷移する前に、前記第3電位が負極性又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供給され、前記第2液晶パネルの前記周辺電極には、前記共通電極に供給される電位と異なる直流電位が供給されることを特徴とする。 [Application Example] A liquid crystal device according to this application example is a liquid crystal device including a first liquid crystal panel on which blue color light is incident and a second liquid crystal panel on which color light other than blue is incident. The panel and the second liquid crystal panel are provided on one of the pair of substrates, a pair of substrates disposed opposite to each other with a sealant interposed therebetween, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and the pair of substrates. A pixel electrode, a peripheral electrode disposed between an outer edge of a display region in which the pixel electrode is disposed and the sealing material, and the other substrate of the pair of substrates, and the liquid crystal layer A common electrode facing the pixel electrode, and the peripheral electrode of the first liquid crystal panel is supplied with a first electric potential arranged at an interval from an outer edge of the display region toward the sealing material. A first electrode and a second power supplied with a second potential. And a third electrode to which a third potential is supplied, and after the first potential transitions from a positive polarity or a reference potential to a negative polarity, before the transition to the reference potential or the positive polarity, the second potential After the potential transitions from positive polarity or the reference potential to negative polarity and the second potential transitions to negative polarity, before the transition to the reference potential or positive polarity, the third potential is positive polarity or the reference After the transition from potential to negative polarity, the first potential transitions from negative polarity or the reference potential to positive polarity, and before the transition to the reference potential or negative polarity, the second potential becomes negative polarity or the reference After the transition from potential to positive polarity and the second potential transitions from negative polarity or the reference potential to positive polarity, before the transition to the reference potential or negative polarity, the third potential is negative polarity or the reference The first electrode and the first electrode so as to transition from a potential to a positive polarity; An AC signal having the same frequency is supplied to each of the electrode and the third electrode, and a DC potential different from the potential supplied to the common electrode is supplied to the peripheral electrode of the second liquid crystal panel. To do.
本適用例によれば、第1液晶パネルの周辺電極において、第1電極、第2電極、第3電極のそれぞれには互いに位相がずれた状態で同じ周波数の交流信号が供給されるので、これらの電極間に生ずる電界は、表示領域に対して近い第1電極側から表示領域に対して遠い第3電極側に向かって移動してゆくことになる。イオン性不純物は、周辺電極における電界の移動に伴って液晶層中を移動するので、第1電極から第3電極へと引き寄せられる。青の色光が入射する第1液晶パネルは、入射光により液晶や配向膜などが光化学反応を起こし、表示領域に亘ってイオン性不純物が発生し易いため、このような周辺電極における電界の移動をもたらす駆動が耐光性における信頼性を確保する点で有効である。一方で、青以外の色光が入射する第2液晶パネルは、入射光により液晶や配向膜などが光化学反応を起こし難く、表示領域に亘ってイオン性不純物が発生するおそれがない。したがって、第2液晶パネルの周辺電極における駆動は、第1液晶パネルにおける周辺電極の駆動と異ならせることが好ましく、とりわけ、外部から浸入する水分などによりイオン性不純物が表示領域に運ばれることを防ぐことが可能な直流電位を供給することが好ましい。これにより、耐光性と耐湿性とにおいて優れた信頼性品質を有する液晶装置を提供することができる。 According to this application example, in the peripheral electrodes of the first liquid crystal panel, alternating current signals having the same frequency are supplied to the first electrode, the second electrode, and the third electrode in a state of being out of phase with each other. The electric field generated between the electrodes moves from the first electrode side closer to the display area toward the third electrode side far from the display area. Since the ionic impurities move in the liquid crystal layer as the electric field moves in the peripheral electrode, they are attracted from the first electrode to the third electrode. In the first liquid crystal panel in which blue color light is incident, the liquid crystal or alignment film undergoes a photochemical reaction due to the incident light, and ionic impurities are easily generated over the display region. The drive that is provided is effective in ensuring reliability in light resistance. On the other hand, in the second liquid crystal panel in which color light other than blue is incident, the liquid crystal, the alignment film, and the like are less likely to cause a photochemical reaction due to incident light, and there is no possibility that ionic impurities are generated over the display region. Therefore, it is preferable that the driving of the peripheral electrode of the second liquid crystal panel is different from the driving of the peripheral electrode of the first liquid crystal panel, and in particular, ionic impurities are prevented from being carried to the display region by moisture entering from the outside. It is preferable to supply a DC potential that can be used. Thereby, a liquid crystal device having excellent reliability quality in light resistance and moisture resistance can be provided.
上記適用例に記載の液晶装置において、前記第1液晶パネルの前記周辺電極は、前記第2液晶パネルの前記周辺電極よりも前記表示領域の外縁の近くに配置されていることが好ましい。
この構成によれば、第1液晶パネルは第2液晶パネルに比べて、表示領域に含まれるイオン性不純物を第1電極から第3電極に向かって効率的に引き寄せることができる。
In the liquid crystal device according to the application example described above, it is preferable that the peripheral electrode of the first liquid crystal panel is disposed closer to an outer edge of the display region than the peripheral electrode of the second liquid crystal panel.
According to this configuration, the first liquid crystal panel can efficiently draw ionic impurities contained in the display region from the first electrode toward the third electrode, as compared with the second liquid crystal panel.
上記適用例に記載の液晶装置において、前記第2液晶パネルの前記周辺電極は、前記表示領域の外縁から前記シール材に向かって間隔を置いて配置された、第4電極と、第5電極と、第6電極とを含み、前記第6電極に、前記共通電極に供給される電位と異なる直流電位が供給されるとしてもよい。
この構成によれば、第2液晶パネルにおいて、シール材側から表示領域に向かって運ばれるイオン性不純物を表示領域から遠い第6電極に引きつけておくことができる。
In the liquid crystal device according to the application example, the peripheral electrode of the second liquid crystal panel includes a fourth electrode, a fifth electrode, and a fourth electrode, which are spaced from the outer edge of the display area toward the seal material. The sixth electrode may be supplied with a DC potential different from the potential supplied to the common electrode.
According to this configuration, in the second liquid crystal panel, ionic impurities carried from the sealing material side toward the display region can be attracted to the sixth electrode far from the display region.
上記適用例に記載の液晶装置において、前記第4電極及び前記第5電極並びに前記第6電極のうち隣り合う電極において、前記表示領域に近い方の電極と、前記表示領域から遠い方の電極との間に電位差を生ずるように前記直流電位が供給されることが好ましい。
この構成によれば、第2液晶パネルにおいて、シール材側から表示領域に向かって運ばれるイオン性不純物を表示領域から遠い側の電極に引きつけておくことができる。
In the liquid crystal device according to the application example described above, in the adjacent electrodes among the fourth electrode, the fifth electrode, and the sixth electrode, an electrode closer to the display region, an electrode farther from the display region, The DC potential is preferably supplied so as to generate a potential difference between the two.
According to this configuration, in the second liquid crystal panel, ionic impurities carried from the seal material side toward the display region can be attracted to the electrode far from the display region.
上記適用例に記載の液晶装置において、前記第1液晶パネル及び前記第2液晶パネルは、前記表示領域の外縁に沿って前記表示領域の内側に配置されたダミー画素電極を有し、前記ダミー画素電極には、前記共通電極に供給される電位と同じ電位が供給されることを特徴とする。
この構成によれば、ダミー画素電極と共通電極との間の液晶層は、非表示状態となる。したがって、ダミー画素電極を設けない場合に比べて、画素電極と周辺電極との間に生ずる横電界が表示領域における表示状態に影響を及ぼすことを低減できる。
In the liquid crystal device according to the application example, each of the first liquid crystal panel and the second liquid crystal panel includes a dummy pixel electrode disposed inside the display area along an outer edge of the display area. The electrode is supplied with the same potential as that supplied to the common electrode.
According to this configuration, the liquid crystal layer between the dummy pixel electrode and the common electrode is not displayed. Accordingly, it is possible to reduce the influence of the lateral electric field generated between the pixel electrode and the peripheral electrode on the display state in the display region, compared to the case where no dummy pixel electrode is provided.
上記適用例に記載の液晶装置において、前記第1液晶パネルにおいて、前記周辺電極の前記第1電極と前記ダミー画素電極との間隔は、前記周辺電極の前記第1電極と前記第2電極との間隔よりも大きいことが好ましい。
この構成によれば、第1液晶パネルの周辺電極における電極間の電界の移動がダミー画素電極の電位によって阻害され難くなる。つまり、ダミー画素電極を設けても表示領域からイオン性不純物を第3電極側に効率的に引き寄せることができる。
In the liquid crystal device according to the application example, in the first liquid crystal panel, an interval between the first electrode of the peripheral electrode and the dummy pixel electrode is between the first electrode and the second electrode of the peripheral electrode. It is preferable that it is larger than the interval.
According to this configuration, the movement of the electric field between the electrodes in the peripheral electrode of the first liquid crystal panel is not easily inhibited by the potential of the dummy pixel electrode. That is, even when the dummy pixel electrode is provided, ionic impurities can be efficiently drawn from the display region to the third electrode side.
[適用例]本適用例に係る液晶装置の駆動方法は、青の色光が入射する第1液晶パネルと、青以外の色光が入射する第2液晶パネルとを備えた液晶装置の駆動方法であって、前記第1液晶パネル及び前記第2液晶パネルは、シール材を介して対向して配置された一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一対の基板のうち一方の基板に設けられた画素電極と、前記画素電極が配置された表示領域の外縁と前記シール材との間に配置された周辺電極と、前記一対の基板のうち他方の基板に設けられ、前記液晶層を介して前記画素電極に対向する共通電極と、を備え、前記第1液晶パネルの前記周辺電極は、前記表示領域の外縁から前記シール材に向かって間隔を置いて配置された、第1電位が印加される第1電極と、第2電位が印加される第2電極と、第3電位が印加される第3電極とを含み、前記第1電位が正極性又は基準電位から負極性に遷移してから、前記基準電位又は正極性に遷移する前に、前記第2電位が正極性又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、前記基準電位又は正極性に遷移する前に、前記第3電位が正極性又は前記基準電位から負極性に遷移し、前記第1電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移してから、前記基準電位又は負極性に遷移する前に、前記第2電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移し、前記第2電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移してから、前記基準電位又は負極性に遷移する前に、前記第3電位が負極性又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を印加し、前記第2液晶パネルの前記周辺電極には、前記共通電極に供給される電位と異なる直流電位を印加することを特徴とする。 [Application Example] The driving method of the liquid crystal device according to this application example is a driving method of a liquid crystal device including a first liquid crystal panel on which blue color light is incident and a second liquid crystal panel on which color light other than blue is incident. The first liquid crystal panel and the second liquid crystal panel include a pair of substrates disposed to face each other with a sealant interposed therebetween, a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and the pair of substrates. A pixel electrode provided on one substrate, a peripheral electrode disposed between an outer edge of a display region in which the pixel electrode is disposed and the sealing material, and provided on the other substrate of the pair of substrates, A common electrode facing the pixel electrode through the liquid crystal layer, and the peripheral electrode of the first liquid crystal panel is disposed at an interval from the outer edge of the display region toward the sealing material. A first electrode to which a first potential is applied; Including a second electrode to which a third potential is applied and a third electrode to which a third potential is applied, and after the first potential transitions from a positive polarity or a reference potential to a negative polarity, transitions to the reference potential or the positive polarity Before the second potential transitions from the positive potential or the reference potential to the negative polarity, the second potential transitions to the negative polarity, and before the transition to the reference potential or the positive polarity. The potential changes from the positive polarity or the reference potential to the negative polarity, and the first potential changes from the negative polarity or the reference potential to the positive polarity before the transition to the reference potential or the negative polarity. The potential changes from negative polarity or from the reference potential to positive polarity, and after the second potential changes from negative polarity or from the reference potential to positive polarity, before changing to the reference potential or negative polarity, the third potential is changed. In order for the potential to change from negative polarity or from the reference potential to positive polarity, An AC signal having the same frequency is applied to each of the first electrode, the second electrode, and the third electrode, and a DC potential different from the potential supplied to the common electrode is applied to the peripheral electrode of the second liquid crystal panel. Is applied.
本適用例によれば、第1液晶パネルの周辺電極において、第1電極、第2電極、第3電極のそれぞれには互いに位相がずれた状態で同じ周波数の交流信号が印加されるので、これらの電極間に生ずる電界は、表示領域に対して近い第1電極側から表示領域に対して遠い第3電極側に向かって移動してゆくことになる。イオン性不純物は、周辺電極における電界の移動に伴って液晶層中を移動するので、第1電極から第3電極へと引き寄せられる。青の色光が入射する第1液晶パネルは、入射光により液晶や配向膜などが光化学反応を起こし、表示領域に亘ってイオン性不純物が発生し易いため、このような周辺電極における電界の移動をもたらす駆動方法が耐光性における信頼性を確保する点で有効である。一方で、青以外の色光が入射する第2液晶パネルは、入射光により液晶や配向膜などが光化学反応を起こし難く、表示領域に亘ってイオン性不純物が発生するおそれがない。したがって、第2液晶パネルの周辺電極における駆動方法は、第1液晶パネルにおける周辺電極の駆動方法と異ならせることが好ましく、とりわけ、外部から浸入する水分などによりイオン性不純物が表示領域に運ばれることを防ぐことが可能な直流電位を印加することが好ましい。これにより、耐光性と耐湿性とにおいて優れた信頼性品質を実現可能な液晶装置の駆動方法を提供することができる。 According to this application example, in the peripheral electrodes of the first liquid crystal panel, AC signals having the same frequency are applied to the first electrode, the second electrode, and the third electrode in a state of being out of phase with each other. The electric field generated between the electrodes moves from the first electrode side closer to the display area toward the third electrode side far from the display area. Since the ionic impurities move in the liquid crystal layer as the electric field moves in the peripheral electrode, they are attracted from the first electrode to the third electrode. In the first liquid crystal panel in which blue color light is incident, the liquid crystal or alignment film undergoes a photochemical reaction due to the incident light, and ionic impurities are easily generated over the display region. The resulting driving method is effective in ensuring reliability in light resistance. On the other hand, in the second liquid crystal panel in which color light other than blue is incident, the liquid crystal, the alignment film, and the like are less likely to cause a photochemical reaction due to incident light, and there is no possibility that ionic impurities are generated over the display region. Therefore, the driving method for the peripheral electrodes of the second liquid crystal panel is preferably different from the driving method for the peripheral electrodes of the first liquid crystal panel, and in particular, ionic impurities are carried to the display region by moisture entering from the outside. It is preferable to apply a DC potential capable of preventing the above. Accordingly, it is possible to provide a driving method of a liquid crystal device capable of realizing an excellent reliability quality in light resistance and moisture resistance.
上記適用例に記載の液晶装置の駆動方法において、前記第2液晶パネルの前記周辺電極は、前記表示領域の外縁から前記シール材に向かって間隔を置いて配置された、第4電極と、第5電極と、第6電極とを含み、前記第6電極に、前記共通電極に供給される電位と異なる直流電位を印加するとしてもよい。
この方法によれば、第2液晶パネルにおいて、シール材側から表示領域に向かって運ばれるイオン性不純物を表示領域から遠い第6電極に引きつけておくことができる。
In the driving method of the liquid crystal device according to the application example described above, the peripheral electrode of the second liquid crystal panel includes a fourth electrode arranged at an interval from an outer edge of the display region toward the seal material, A DC potential different from the potential supplied to the common electrode may be applied to the sixth electrode, including five electrodes and a sixth electrode.
According to this method, in the second liquid crystal panel, ionic impurities carried from the sealing material side toward the display region can be attracted to the sixth electrode far from the display region.
上記適用例に記載の液晶装置の駆動方法において、前記第4電極及び前記第5電極並びに前記第6電極のうち隣り合う電極において、前記表示領域に近い方の電極と、前記表示領域から遠い方の電極との間に電位差を生ずるように前記直流電位を印加することが好ましい。
この方法によれば、第2液晶パネルにおいて、シール材側から表示領域に向かって運ばれるイオン性不純物を表示領域から遠い側の電極に引きつけておくことができる。
In the driving method of the liquid crystal device according to the application example described above, of the fourth electrode, the fifth electrode, and the sixth electrode, neighboring electrodes that are closer to the display region and those farther from the display region It is preferable to apply the DC potential so as to generate a potential difference with the other electrode.
According to this method, in the second liquid crystal panel, ionic impurities carried from the sealing material side toward the display area can be attracted to the electrode far from the display area.
上記適用例に記載の液晶装置の駆動方法において、前記第1液晶パネル及び前記第2液晶パネルは、前記表示領域の外縁に沿って前記表示領域の内側に配置されたダミー画素電極を有し、前記ダミー画素電極には、前記共通電極に印加される電位と同じ電位を印加することを特徴とする。
この方法によれば、ダミー画素電極と共通電極との間の液晶層は、非表示状態となる。したがって、画素電極と周辺電極との間に生ずる横電界が表示領域における表示状態に影響を及ぼすことを低減できる。
In the driving method of the liquid crystal device according to the application example, the first liquid crystal panel and the second liquid crystal panel have dummy pixel electrodes disposed inside the display area along an outer edge of the display area, The dummy pixel electrode is applied with the same potential as that applied to the common electrode.
According to this method, the liquid crystal layer between the dummy pixel electrode and the common electrode is not displayed. Therefore, it is possible to reduce the influence of the lateral electric field generated between the pixel electrode and the peripheral electrode on the display state in the display region.
[適用例]本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、耐光性と耐湿性とにおいて優れた信頼性品質を有する電子機器を提供することができる。
[Application Example] An electronic apparatus according to this application example includes the liquid crystal device according to the application example described above.
According to this application example, it is possible to provide an electronic device having excellent reliability quality in light resistance and moisture resistance.
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings to be used are appropriately enlarged or reduced so that the part to be described can be recognized.
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パネルを備えた液晶装置を例に挙げて説明する。この液晶装置は、電子機器としての投写型表示装置(液晶プロジェクター)の光変調手段(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。 In the present embodiment, a liquid crystal device including an active matrix liquid crystal panel including a thin film transistor (TFT) as a pixel switching element will be described as an example. This liquid crystal device can be suitably used as a light modulation means (light valve) of a projection display device (liquid crystal projector) as an electronic apparatus.
(第1実施形態)
<電子機器>
まず、本実施形態の電子機器としての投写型表示装置について、図1を参照して説明する。図1は電子機器としての投写型表示装置の構成を示すブロック図である。
(First embodiment)
<Electronic equipment>
First, a projection display device as an electronic apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a projection display device as an electronic apparatus.
図1に示すように、本実施形態の電子機器としての投写型表示装置1000は、偏光照明装置1001と、色光分離光学系1002と、液晶装置1003と、表示光合成光学系1008と、投写光学系1009と、操作パネル1010と、制御部1011と、映像信号処理部1012とを少なくとも備えて構成されている。液晶装置1003は、赤(R)、緑(G)、青(B)の色光に対応して設けられた3つのライトバルブ1004,1005,1006と、ライトバルブ駆動部1007とを備えている。
As shown in FIG. 1, a
偏光照明装置1001は、例えば超高圧水銀灯やハロゲンランプなどの白色光源と、白色光源から発する白色光を偏光光束に変換する偏光変換素子とを含むものである。すなわち、偏光照明装置1001は偏光光束を射出するものである。
The
偏光照明装置1001から射出された偏光光束は、色光分離光学系1002に入射する。色光分離光学系1002は、入射した偏光光束を赤(R)、緑(G)、青(B)の色光に分離して、色光に対応するライトバルブ1004,1005,1006に入射させるものである。色光分離光学系1002としては、特定の波長範囲の光を透過し、特定の波長範囲以外の波長範囲の光を反射する、例えばダイクロイックミラーなどを用いることができる。
The polarized light beam emitted from the
映像信号処理部1012は、入力された映像信号を赤(R)、緑(G)、青(B)の色光に対応した表示用制御信号に変換してライトバルブ駆動部1007に出力する。ライトバルブ駆動部1007は、映像信号処理部1012からの表示用制御信号に基づいて各ライトバルブ1004,1005,1006を駆動して、ライトバルブ1004,1005,1006のそれぞれに入射した色光を表示光に変換する。
The video
ライトバルブ1004,1005,1006のそれぞれから射出された表示光は、表示光合成光学系1008によって合成される。表示光合成光学系1008は、例えば4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されたクロスダイクロイックプリズムなどを用いることができる。表示光合成光学系1008によって合成されたカラー映像は、投写光学系1009によって、例えばスクリーン1300に拡大して投写される。
The display light emitted from each of the
制御部1011は、操作パネル1010からの操作信号を受けて、偏光照明装置1001の点灯や消灯、照度の調整を行うことができる構成となっている。また、同じく操作パネル1010からの操作信号を受けて、映像信号処理部1012を制御可能となっており、例えば投写される映像の色相やコントラストなどの調整を行うことができる構成となっている。
The
液晶装置1003において、青(B)の色光が入射するライトバルブ1006は、第1液晶パネル110を含んで構成されている。赤(R)の色光が入射するライトバルブ1004及び緑(G)の色光が入射するライトバルブ1005は、それぞれ第2液晶パネル120を含んで構成されている。詳しくは後述するが、第1液晶パネル110及び第2液晶パネル120は、それぞれ液晶層中に含まれるイオン性不純物を表示領域以外の領域に電気的に捕捉(トラップ)可能なイオントラップ機構を備えている。ライトバルブ駆動部1007は、第1液晶パネル110及び第2液晶パネル120のそれぞれにおけるイオントラップ機構を電気的に異なった方法で駆動可能となっている。これによって、第1液晶パネル110及び第2液晶パネル120の耐久品質(耐光性、耐湿性)が確保されている。以降、液晶装置1003における第1液晶パネル110及び第2液晶パネル120と、その駆動方法について順に説明する。
In the
<第1液晶パネル>
次に、液晶装置1003における第1液晶パネル110について、図2〜図4を参照して説明する。図2(a)は第1実施形態の液晶装置における第1液晶パネルの構成を示す概略平面図、図2(b)は図2(a)のH−H’線で切った第1液晶パネルの構造を示す概略断面図である。図3は第1液晶パネルの電気的な構成を示す等価回路図、図4は第1液晶パネルの画素の構造を示す概略断面図である。
<First LCD panel>
Next, the first
図2(a)及び(b)に示すように、本実施形態における第1液晶パネル110は、対向配置された素子基板10及び対向基板20と、これら一対の基板によって挟持された液晶層50とを有する。素子基板10の基材10s及び対向基板20の基材20sは、それぞれ透明な例えば石英基板やガラス基板が用いられている。素子基板10が本発明の一方の基板に相当し、対向基板20が本発明の他方の基板に相当するものである。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the first
素子基板10は対向基板20よりも大きく、両基板は、対向基板20の外縁に沿って配置されたシール材40を介して間隔を置いて貼り合わされている。シール材40において途切れた部分が注入口41となっており、真空注入法により注入口41から上記間隔に正又は負の誘電異方性を有する液晶が注入され、封止材42を用いて注入口41が封入されている。なお、上記間隔に液晶を封入する方法は、真空注入法に限定されるものではなく、例えば、額縁状に配置されたシール材40の内側に液晶を滴下して、減圧下で素子基板10と対向基板20とを貼り合わせるODF(One Drop Fill)法を採用してもよい。
シール材40は、例えば熱硬化性又は紫外線硬化性のエポキシ樹脂などの接着剤が採用されている。シール材40には、一対の基板の上記間隔を一定に保持するためのスペーサー(図示省略)が混入されている。
The
As the sealing
シール材40の内側には、マトリックス状に配列した複数の画素Pを含む表示領域Eが設けられている。また、シール材40と表示領域Eとの間に表示領域Eを取り囲んで遮光層としての見切り部21が設けられている。見切り部21は、例えば遮光性の金属あるいは金属酸化物などからなる。
Inside the sealing
素子基板10には、複数の外部接続用端子104が配列した端子部が設けられている。該端子部に沿った第1の辺部とシール材40との間にデータ線駆動回路101が設けられている。また、第1の辺部に対向する第2の辺部に沿ったシール材40と表示領域Eとの間に検査回路103が設けられている。さらに、第1の辺部と直交し互いに対向する第3及び第4の辺部に沿ったシール材40と表示領域Eとの間に走査線駆動回路102が設けられている。第2の辺部のシール材40と検査回路103との間に、2つの走査線駆動回路102を繋ぐ複数の配線105が設けられている。
The
これらデータ線駆動回路101、走査線駆動回路102に繋がる配線は、第1の辺部に沿って配列した複数の外部接続用端子104に接続されている。なお、検査回路103の配置はこれに限定されず、データ線駆動回路101と表示領域Eとの間のシール材40の内側に沿った位置に設けてもよい。
以降、第1の辺部に沿った方向をX方向とし、第3の辺部に沿った方向をY方向として説明する。また、対向基板20側から素子基板10側に向かう方向に沿って見ることを「平面視」または「平面的に」と言う。
Wirings connected to the data line driving
In the following description, the direction along the first side is defined as the X direction, and the direction along the third side is defined as the Y direction. Further, viewing along the direction from the
図2(b)に示すように、素子基板10の液晶層50側の表面には、画素Pごとに設けられた透光性の画素電極15及びスイッチング素子である薄膜トランジスター(以降、TFTと呼称する)30と、信号配線と、これらを覆う配向膜18とが形成されている。また、TFT30における半導体層に光が入射してスイッチング動作が不安定になることを防ぐ遮光構造が採用されている。素子基板10は、基材10sと、基材10s上に形成された画素電極15、TFT30、信号配線、配向膜18を含むものである。
As shown in FIG. 2B, on the surface of the
素子基板10に対向配置される対向基板20は、基材20sと、基材20s上に形成された見切り部21と、これを覆うように成膜された平坦化層22と、平坦化層22を覆い、少なくとも表示領域Eに亘って設けられた共通電極23と、共通電極23を覆う配向膜24とを含むものである。
The
見切り部21は、図2(a)に示すように表示領域Eを取り囲むと共に、平面的に走査線駆動回路102、検査回路103と重なる位置に設けられている。これにより対向基板20側からこれらの回路に入射する光を遮蔽して、これらの回路が光によって誤動作することを防止する役目を果たしている。また、不必要な迷光が表示領域Eに入射しないように遮蔽して、表示領域Eの表示における高いコントラストを確保している。
The parting
平坦化層22は、例えば酸化シリコンなどの無機材料からなり、光透過性を有して見切り部21を覆うように設けられている。このような平坦化層22の形成方法としては、例えばプラズマCVD法などを用いて成膜する方法が挙げられる。
The
共通電極23は、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの透明導電膜からなり、平坦化層22を覆うと共に、図2(a)に示すように対向基板20の下方側の隅に設けられた上下導通部106に電気的に接続されている。上下導通部106は、素子基板10側の配線に電気的に接続している。
The
画素電極15を覆う配向膜18及び共通電極23を覆う配向膜24は、第1液晶パネル110の光学設計に基づいて選定される。配向膜18,24は、例えば、ポリイミドなどの有機材料を成膜して、その表面をラビングすることにより、正の誘電異方性を有する液晶分子に対して略水平配向処理が施された有機配向膜や、気相成長法を用いてSiOx(酸化シリコン)などの無機材料を成膜して、負の誘電異方性を有する液晶分子に対して略垂直配向させた無機配向膜が挙げられる。
The
このような第1液晶パネル110は透過型であって、電圧無印加状態で画素Pの透過率が最大となるノーマリーホワイトモードや、電圧無印加状態で画素Pの透過率が最小となるノーマリーブラックモードの光学設計が採用される。第1液晶パネル110の光の入射側と射出側とにそれぞれ偏光素子が光学設計に応じて配置されて用いられる。
本実施形態では、以降、配向膜18,24として前述した無機配向膜と、負の誘電異方性を有する液晶とを用い、ノーマリーブラックモードの光学設計が適用された例について説明する。
The first
In the present embodiment, an example in which a normally black mode optical design is applied using the inorganic alignment film described above as the
次に図3を参照して、第1液晶パネル110の電気的な構成について説明する。第1液晶パネル110は、少なくとも表示領域Eにおいて互いに絶縁されて直交する信号配線としての複数の走査線3a及び複数のデータ線6aと、データ線6aに沿って平行に配置された容量線3bとを有する。走査線3aが延在する方向がX方向であり、データ線6aが延在する方向がY方向である。
Next, the electrical configuration of the first
走査線3a、データ線6a及び容量線3bと、これらの信号線類により区分された領域に、画素電極15と、TFT30と、蓄積容量16とが設けられ、これらが画素Pの画素回路を構成している。
A
走査線3aはTFT30のゲートに電気的に接続され、データ線6aはTFT30のソースに電気的に接続されている。画素電極15はTFT30のドレインに電気的に接続されている。
The
データ線6aはデータ線駆動回路101(図2参照)に接続されており、データ線駆動回路101から供給される画像信号D1,D2,…,Dnを画素Pに供給する。走査線3aは走査線駆動回路102(図2参照)に接続されており、走査線駆動回路102から供給される走査信号SC1,SC2,…,SCmを画素Pに供給する。
The
データ線駆動回路101からデータ線6aに供給される画像信号D1〜Dnは、この順に線順次で供給してもよく、互いに隣り合う複数のデータ線6a同士に対してグループごとに供給してもよい。走査線駆動回路102は、走査線3aに対して、走査信号SC1〜SCmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
The image signals D1 to Dn supplied from the data line driving
第1液晶パネル110は、スイッチング素子であるTFT30が走査信号SC1〜SCmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線6aから供給される画像信号D1〜Dnが所定のタイミングで画素電極15に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極15を介して液晶層50に書き込まれた所定レベルの画像信号D1〜Dnは、画素電極15と液晶層50を介して対向配置された共通電極23との間で一定期間保持される。画像信号D1〜Dnの周波数は例えば60Hzである。
In the first
保持された画像信号D1〜Dnがリークするのを防止するため、画素電極15と共通電極23との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量16が接続されている。蓄積容量16は、TFT30のドレインと容量線3bとの間に設けられている。
In order to prevent the held image signals D1 to Dn from leaking, a
なお、図2(a)に示した検査回路103には、データ線6aが接続されており、第1液晶パネル110の製造過程において、上記画像信号を検出することで第1液晶パネル110の動作欠陥などを確認できる構成となっているが、図3の等価回路では図示を省略している。
2A is connected to the
本実施形態における画素回路を駆動制御する周辺回路は、データ線駆動回路101、走査線駆動回路102、検査回路103を含んでいる。また、周辺回路は、上記画像信号をサンプリングしてデータ線6aに供給するサンプリング回路、データ線6aに所定電圧レベルのプリチャージ信号を上記画像信号に先行して供給するプリチャージ回路を含むものとしてもよい。
Peripheral circuits that drive and control the pixel circuits in this embodiment include a data
次に、本実施形態の第1液晶パネル110における画素Pの構造について図4を参照して説明する。
Next, the structure of the pixel P in the first
図4に示すように、素子基板10の基材10s上には、まず走査線3aが形成される。走査線3aは、例えばAl(アルミニウム)、Ti(チタン)、Cr(クロム)、W(タングステン)、Ta(タンタル)、Mo(モリブデン)などの金属のうちの少なくとも1つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、ナイトライド、あるいはこれらが積層されたものを用いることができ、遮光性を有している。
As shown in FIG. 4, the
走査線3aを覆うように例えば酸化シリコンなどからなる第1絶縁膜(下地絶縁膜)11aが形成され、第1絶縁膜11a上に島状に半導体層30aが形成される。半導体層30aは例えば多結晶シリコン膜からなり、不純物イオンが注入されて、第1ソース・ドレイン領域、接合領域、チャネル領域、接合領域、第2ソース・ドレイン領域を有するLDD(Lightly Doped Drain)構造が形成されている。
A first insulating film (base insulating film) 11a made of, for example, silicon oxide is formed so as to cover the
半導体層30aを覆うように第2絶縁膜(ゲート絶縁膜)11bが形成される。さらに第2絶縁膜11bを挟んでチャネル領域に対向する位置にゲート電極30gが形成される。
A second insulating film (gate insulating film) 11b is formed so as to cover the
ゲート電極30gと第2絶縁膜11bとを覆うようにして第3絶縁膜11cが形成され、半導体層30aのそれぞれの端部と重なる位置に第2絶縁膜11b、第3絶縁膜11cを貫通する2つのコンタクトホールCNT1,CNT2が形成される。
A third
そして、2つのコンタクトホールCNT1,CNT2を埋めると共に第3絶縁膜11cを覆うようにAl(アルミニウム)やその合金などの遮光性の導電材料を用いて導電膜を成膜し、これをパターニングすることにより、コンタクトホールCNT1を介して第1ソース・ドレイン領域に繋がるソース電極31及びデータ線6aが形成される。同時にコンタクトホールCNT2を介して第2ソース・ドレイン領域に繋がるドレイン電極32(第1中継電極6b)が形成される。
Then, a conductive film is formed using a light-shielding conductive material such as Al (aluminum) or an alloy thereof so as to fill the two contact holes CNT1 and CNT2 and cover the third
次に、データ線6a及び第1中継電極6bと第3絶縁膜11cを覆って第1層間絶縁膜12が形成される。第1層間絶縁膜12は、例えばシリコンの酸化物や窒化物からなる。そして、TFT30が設けられた領域を覆うことによって生ずる表面の凹凸を平坦化する平坦化処理が施される。平坦化処理の方法としては、例えば化学的機械的研磨処理(Chemical Mechanical Polishing:CMP処理)やスピンコート処理などが挙げられる。
Next, a first
第1中継電極6bと重なる位置に第1層間絶縁膜12を貫通するコンタクトホールCNT3が形成される。このコンタクトホールCNT3を被覆すると共に第1層間絶縁膜12を覆うように例えばAl(アルミニウム)やその合金などの遮光性の金属からなる導電膜が成膜され、これをパターニングすることにより、配線7aと、コンタクトホールCNT3を介して第1中継電極6bに電気的に接続される第2中継電極7bとが形成される。配線7aは、平面的にTFT30の半導体層30aやデータ線6aと重なるように形成され、固定電位が与えられてシールド層として機能するものである。
A contact hole CNT3 penetrating the first
配線7aと第2中継電極7bとを覆うように第2層間絶縁膜13aが形成される。第2層間絶縁膜13aも、例えばシリコンの酸化物や窒化物あるいは酸窒化物を用いて形成することができる。
A second
第2層間絶縁膜13aの第2中継電極7bと重なる位置にコンタクトホールCNT4が形成される。このコンタクトホールCNT4を被覆すると共に第2層間絶縁膜13aを覆うように例えばAl(アルミニウム)やその合金などの遮光性の金属からなる導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、第1容量電極16aと第3中継電極16dとが形成される。
A contact hole CNT4 is formed at a position overlapping the
第1容量電極16aのうち、後に形成される誘電体層16bを介して第2容量電極16cと対向する部分の外縁を覆うように絶縁膜13bがパターニング形成される。また、第3中継電極16dのうちコンタクトホールCNT5と重なる部分を除いた外縁を覆うように絶縁膜13bがパターニング形成される。
The insulating
絶縁膜13bと第1容量電極16aを覆って誘電体層16bが成膜される。誘電体層16bとしては、シリコン窒化膜や、酸化ハウニュウム(HfO2)、アルミナ(Al2O3)、酸化タンタル(Ta2O5)などの単層膜、又はこれらの単層膜のうち少なくとも2種の単層膜を積層した多層膜を用いてもよい。平面的に第3中継電極16dと重なる部分の誘電体層16bはエッチング等により除かれる。誘電体層16bを覆うように例えばTiN(窒化チタン)などの導電膜が形成され、これをパターニングすることにより、第1容量電極16aに対向配置され、第3中継電極16dに繋がる第2容量電極16cが形成される。誘電体層16bと、誘電体層16bを挟んで対向配置された第1容量電極16aと第2容量電極16cとにより蓄積容量16が構成される。
A
次に、第2容量電極16cと誘電体層16bとを覆う第3層間絶縁膜14が形成される。第3層間絶縁膜14も例えばシリコンの酸化物や窒化物からなり、CMP処理などの平坦化処理が施される。第2容量電極16cのうち第3中継電極16dと接する部分に至るように第3層間絶縁膜14を貫通するコンタクトホールCNT5が形成される。
Next, a third
このコンタクトホールCNT5を被覆し、第3層間絶縁膜14を覆うようにITOなどの透明導電膜(電極膜)が成膜される。この透明導電膜(電極膜)をパターニングしてコンタクトホールCNT5を介して第2容量電極16c及び第3中継電極16dと電気的に繋がる画素電極15が形成される。
A transparent conductive film (electrode film) such as ITO is formed so as to cover the contact hole CNT5 and cover the third interlayer insulating film. The transparent conductive film (electrode film) is patterned to form a
第2容量電極16cは第3中継電極16d、コンタクトホールCNT4、第2中継電極7b、コンタクトホールCNT3、第1中継電極6bを介してTFT30のドレイン電極32と電気的に接続すると共に、コンタクトホールCNT5を介して画素電極15と電気的に接続している。
The
第1容量電極16aは複数の画素Pに跨るように形成され、等価回路(図3参照)における容量線3bとして機能している。第1容量電極16aには固定電位が与えられる。これにより、TFT30のドレイン電極32を介して画素電極15に与えられた電位を第1容量電極16aと第2容量電極16cとの間において保持することができる。
The
このように素子基板10の基材10s上には、複数の配線が形成されており、配線間を絶縁する絶縁膜や層間絶縁膜の符号を用いて配線層を表すこととする。すなわち、第1絶縁膜11a、第2絶縁膜11b、第3絶縁膜11cを括って配線層11と呼ぶ。配線層11の代表的な配線は走査線3aである。配線層12の代表的な配線はデータ線6aである。第2層間絶縁膜13a、絶縁膜13b、誘電体層16bを括って配線層13と呼び、代表的な配線は配線7aである。同じく、配線層14の代表的な配線は、第1容量電極16a(容量線3b)である。
As described above, a plurality of wirings are formed on the
画素電極15を覆うように配向膜18が形成され、液晶層50を介して素子基板10に対向配置される対向基板20の共通電極23を覆うように配向膜24が形成される。前述したように、配向膜18,24は無機配向膜であって、酸化シリコンなどの無機材料を所定の方向から例えば斜め蒸着して柱状に成長させたカラム18a,24aの集合体からなる。このような配向膜18,24に対して負の誘電異方性を有する液晶分子LCは、配向膜面の法線方向に対してカラム18a,24aの傾斜方向に3度〜5度のプレチルト角度θpを有して略垂直配向(VA;Vertical Alignment)する。画素電極15と共通電極23との間に交流電圧(駆動信号)を印加して液晶層50を駆動することによって液晶分子LCは画素電極15と共通電極23との間に生ずる電界方向に傾くように挙動(振動)する。
An
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不具合との関係を示す概略平面図である。カラム18a,24aを形成するところの無機材料の斜め蒸着方向は、図5に示すように、例えば素子基板10側では、破線の矢印で示したように右上から左下に向かって所定の方位角度θaでY方向と交差する方向である。素子基板10に対して対向配置される対向基板20側では、実線の矢印で示したように左下から右上に向かって所定の方位角度θaでY方向と交差する方向である。所定の角度θaは例えば45度である。なお、図5に示した斜め蒸着方向は、第1液晶パネル110を対向基板20側から見たときの方向である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing the relationship between the oblique deposition direction of the inorganic material and the display defect caused by the ionic impurities. As shown in FIG. 5, for example, on the
液晶層50を駆動することにより、液晶分子LCの挙動(振動)が生じ、液晶層50と配向膜18,24との界面近傍に図5に示した破線あるいは実線の矢印で示した斜め蒸着方向に液晶分子LCのフロー(流れ)が生ずる。仮に液晶層50に極性が正又は負のイオン性不純物が含まれていると、イオン性不純物は液晶分子LCのフロー(流れ)に沿って表示領域Eの角部に向かって移動し偏在するおそれがある。イオン性不純物の偏在により角部に位置する画素Pにおいて液晶層50の絶縁抵抗が低下すると、当該画素Pにおいて駆動電位の低下を招き、図5に示すような表示ムラや通電による焼き付き現象が顕著となる。特に、配向膜18,24に無機配向膜を用いた場合には、無機配向膜がイオン性不純物を吸着し易いので、有機配向膜に比べて表示ムラや焼き付き現象が目立ち易い。
By driving the
イオン性不純物は、第1液晶パネル110を製造する工程で用いられる例えばシール材40や封止材42などの部材に含まれていたり、工程の環境から侵入したりすることが考えられる。また、本実施形態の第1液晶パネル110は前述した投写型表示装置1000において赤(R)や緑(G)の色光に比べて短波長の青(B)の色光が入射するライトバルブ1006に用いられることから、液晶層50に青(B)の色光が入射することにより有機化合物である液晶分子LCの末端基が外れてイオン性不純物となるおそれがある。また、上述した表示ムラや焼き付き現象を引き起こすのは、負極性(−)のイオン性不純物よりも正極性(+)のイオン性不純物であることが科学的な分析により判明している。
It is conceivable that the ionic impurities are contained in members such as the sealing
<第1液晶パネルのイオントラップ機構及び第1液晶パネルの駆動方法>
次に、第1液晶パネル110のイオントラップ機構及び第1液晶パネル110の駆動方法について、図6〜図8を参照して説明する。図6(a)及び(b)は第1液晶パネルのイオントラップ機構の構成を示す概略平面図、図7(a)及び(b)は第1液晶パネルのイオントラップ機構の作用を説明する概略断面図(詳しくは、図6(a)のA−A’線に沿って切断したときの概略断面図)である。図8は第1液晶パネルのイオントラップ機構における周辺電極、ダミー画素電極のそれぞれに印加される信号の波形を示すタイミングチャートである。
<Ion Trap Mechanism of First Liquid Crystal Panel and Driving Method of First Liquid Crystal Panel>
Next, an ion trap mechanism of the first
図6(a)に示すように、本実施形態の第1液晶パネル110における表示領域Eは、表示に寄与する画素Pが配置された実表示領域E1と、実表示領域E1を取り囲んで配置された複数のダミー画素DPを有するダミー画素領域E2とを含んでいる。額縁状にシール材40が配置された領域とダミー画素領域E2との間に、前述した遮光性を有する見切り部21が設けられており、見切り部21が設けられた領域が第1液晶パネル110のON・OFFに依存しない見切り領域E3となっている。
As shown in FIG. 6A, the display area E in the first
ダミー画素領域E2には、X方向において実表示領域E1を挟んで2個ずつ、Y方向において実表示領域E1を挟んで2個ずつのダミー画素DPが配置されている。なお、ダミー画素領域E2におけるダミー画素DPの配置数はこれに限定されるものではなく、X方向、Y方向のそれぞれにおいて、実表示領域E1を挟んで少なくとも1個ずつのダミー画素DPが配置されていればよい。また、3個ずつ以上でもよく、X方向とY方向とにおける配置数が異なっていてもよい。本実施形態では、ダミー画素DPを電子見切り部として機能させるものである。 In the dummy pixel area E2, two dummy pixels DP are arranged with the actual display area E1 in the X direction and two dummy pixels DP in the Y direction with the actual display area E1 in between. Note that the number of dummy pixels DP arranged in the dummy pixel region E2 is not limited to this, and at least one dummy pixel DP is arranged across the actual display region E1 in each of the X direction and the Y direction. It only has to be. Moreover, three or more may be sufficient and the number of arrangement | positioning in a X direction and a Y direction may differ. In the present embodiment, the dummy pixel DP is caused to function as an electronic parting part.
図6(b)に示すように、実表示領域E1を囲むように配置された複数のダミー画素DPのそれぞれは、ダミー画素電極15dを有している。本実施形態のイオントラップ機構は、表示領域Eを囲むようにリング状に設けられた周辺電極130を備えている。本実施形態の周辺電極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を有している。第1電極131、第2電極132、第3電極133は、それぞれ表示領域Eを囲むようにリング状に設けられている。また、第1電極131から第3電極133に行くにしたがって表示領域Eから徐々に遠ざかるように配置されている。第1電極131はイオントラップ用の信号としての第1電位が供給される外部接続用端子104(It1)に電気的に接続されている。第2電極132はイオントラップ用の信号としての第2電位が供給される外部接続用端子104(It2)に電気的に接続されている。第3電極133はイオントラップ用の信号としての第3電位が供給される外部接続用端子104(It3)に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 6B, each of the plurality of dummy pixels DP arranged so as to surround the actual display area E1 has a
対向基板20側に設けられる共通電極23は、表示領域Eにおける複数の画素電極15及びダミー画素電極15dに対向するように配置されている。言い換えれば、共通電極23は、平面視で周辺電極130と重ならないように配置されている。共通電極23は、配線23aを介して上下導通部106に電気的に接続されている。上下導通部106は、固定電位が供給される外部接続用端子104(LCCOM)に電気的に接続されている。
The
本実施形態の第1液晶パネル110の駆動方法は、画素電極15を駆動する表示期間に、ダミー画素電極15dには共通電極23の電位と同じ電位を印加する。そして、上記第1電位が正極性又は基準電位から負極性に遷移してから、基準電位又は正極性に遷移する前に、第2電位が正極性又は基準電位から負極性に遷移し、第2電位が負極性に遷移してから、基準電位又は正極性に遷移する前に、第3電位が正極性又は基準電位から負極性に遷移し、第1電位が負極性又は基準電位から正極性に遷移してから、基準電位又は負極性に遷移する前に、第2電位が負極性又は基準電位から正極性に遷移し、第2電位が負極性又は基準電位から正極性に遷移してから、基準電位又は負極性に遷移する前に、第3電位が負極性又は基準電位から正極性に遷移するように、周辺電極130を構成する第1電極131、第2電極132、第3電極133のそれぞれに同じ周波数の交流信号を印加する。
In the driving method of the first
具体的には、図8に示すように、共通電極23の電位(LCCOM)及び基準電位を例えば0Vとして、ダミー画素電極15dには共通電極23と同じ電位(例えば0V)を印加する。第1電極131、第2電極132、第3電極133のそれぞれには、例えば、時間t0〜t2の1周期において、基準電位(0V)に対して正極性の5.0Vと負極性の−5.0Vとの間で電位が変化する矩形波を印加する。当該矩形波において正極性(+)となる期間t0〜t1と負極性となる期間t1〜t2とは同じである。また、第1電極131、第2電極132、第3電極133に、互いに位相がΔtずれた状態の矩形波を印加する。本実施形態における矩形波の位相差Δtは1/3周期である。このように位相がずれた矩形波が第1電極131、第2電極132、第3電極133に印加されるため、これらの電極間に生ずる横電界が時間の経過と共に第1電極131と第2電極132との間から、第2電極132と第3電極133との間へとシフト(移動)する。このように、周辺電極130において発生する横電界を第1電極131から第3電極133へと時間的にシフトさせる第1液晶パネル110の駆動方法を、以降、「IS(Ion Surf)駆動」と呼ぶこととする。
Specifically, as shown in FIG. 8, the potential (LCCOM) and reference potential of the
IS駆動によれば、画素電極15を駆動する表示期間では、図7(a)に示すように、液晶層50に例えば正(+)のイオン性不純物が含まれる場合、正(+)のイオン性不純物は液晶分子LCのフローによって移動して周辺電極130が設けられた見切り領域E3に引き寄せられ、第1電極131側から第3電極133側へと時間的にシフトする横電界によって第3電極133に向かって運ばれる。
一方で、画素電極15を駆動しない非表示期間では、ダミー画素電極15d上の液晶分子LCは略垂直配向状態であるため、見切り領域E3に引き寄せられた正(+)のイオン性不純物は表示領域Eに移動(再拡散)し難い。
なお、液晶層50に負(−)のイオン性不純物が含まれている場合も、負(−)のイオン性不純物は、表示期間に周辺電極130における横電界の移動に伴って、第1電極131から第3電極133に引き寄せられ、非表示期間に表示領域Eに移動(再拡散)し難い。
According to the IS driving, in the display period in which the
On the other hand, in the non-display period in which the
Note that, even when the
発明者は、本実施形態のイオントラップ機構における好ましい交流信号の周波数f(Hz)を以下のように導き出した。以下の説明では、周辺電極130の第1電極131、第2電極132、第3電極133の各電極をイオントラップ電極と称する。
イオン性不純物の液晶層中の移動速度v(m/s(秒))は、数式(1)に示すように、隣り合うイオントラップ電極間の電界強度e(V/m)と、イオン性不純物の移動度μ(m2/V・s(秒))との積で与えられる。
つまり、v=e×μ・・・(1)である。
電界強度e(V/m)は、数式(2)で示すように、隣り合うイオントラップ用の電極間の電位差Vnをイオントラップ電極の配置ピッチp(m)で除した値となる。つまり、e=Vn/p・・・(2)である。
隣り合うイオントラップ電極間の電位差Vnは、交流信号における実効電圧Veの2倍に相当することから、次の数式(3)が導かれる。
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。
数式(3)を数式(1)に当てはめることにより、イオン性不純物の移動速度v(m/s)は、数式(4)となる。
つまり、v=2μVe/p・・・(4)である。
隣り合うイオントラップ電極間をイオン性不純物が移動する時間tdは、数式(5)に示すように、隣り合うイオントラップ用の電極の配置ピッチpをイオン性不純物の移動速度vで除した値となる。
つまり、td=p/v=p2/2μVe・・・(5)である。
したがって、好ましい周波数f(Hz)は、隣り合うイオントラップ電極間をイオン性不純物が移動する時間tdに合わせて横電界を移動させることで求められる。横電界の移動時間は交流信号の位相差Δtに相当するので、位相差Δtを1/n周期とすると、好ましい周波数f(Hz)は次の数式(6)によって導かれる。nはイオントラップ電極の数である。
すなわち、f=1/n/td=2μVe/np2・・・(6)となる。
The inventor derived a preferable frequency f (Hz) of an alternating current signal in the ion trap mechanism of the present embodiment as follows. In the following description, each of the
The moving speed v (m / s (seconds)) of the ionic impurities in the liquid crystal layer is expressed by the electric field strength e (V / m) between the adjacent ion trap electrodes and the ionic impurities, as shown in Equation (1). Is given by the product of the mobility μ (m 2 / V · s (seconds)).
That is, v = e × μ (1).
The electric field strength e (V / m) is a value obtained by dividing the potential difference Vn between the adjacent ion trap electrodes by the arrangement pitch p (m) of the ion trap electrodes, as shown in Equation (2). That is, e = Vn / p (2).
Since the potential difference Vn between the adjacent ion trap electrodes corresponds to twice the effective voltage Ve in the AC signal, the following formula (3) is derived.
That is, e = 2 Ve / p (3). As shown in FIG. 8, the effective voltage Ve in the rectangular wave AC signal corresponds to a potential with respect to the rectangular wave reference potential, and is 5 V in the present embodiment.
By applying Equation (3) to Equation (1), the moving speed v (m / s) of the ionic impurity becomes Equation (4).
That is, v = 2 μVe / p (4).
The time td during which the ionic impurities move between the adjacent ion trap electrodes is a value obtained by dividing the arrangement pitch p of the adjacent ion trap electrodes by the moving speed v of the ionic impurities, as shown in Equation (5). Become.
In other words, it is td = p / v = p 2 / 2μVe ··· (5).
Accordingly, a preferable frequency f (Hz) is obtained by moving the lateral electric field in accordance with the time td during which the ionic impurities move between adjacent ion trap electrodes. Since the movement time of the transverse electric field corresponds to the phase difference Δt of the AC signal, a preferable frequency f (Hz) is derived by the following equation (6), where the phase difference Δt is 1 / n period. n is the number of ion trap electrodes.
That is, f = 1 / n / td = 2 μVe / np 2 (6).
図8に示したように、隣り合うイオントラップ電極に印加される交流信号の位相差Δtを例えば1/3周期とすると、本実施形態のイオントラップ機構における隣り合うイオントラップ電極間の電位差Vnは、0Vを基準電位として5Vと−5Vとに遷移する矩形波の交流信号の場合、10Vとなる。また、イオントラップ電極の幅を例えば4μm、イオントラップ電極の配置ピッチpを例えば8μmとし、イオン性不純物の移動度μを2.2×10-10(m2/V・s)すると、好ましい周波数fは、数式(6)によれば、およそ12Hzとなる。
なお、イオン性不純物の移動度μの値は、例えば、A.Sawada,A.Manabe and S.Naemura,“ A Comparative Study on the Attributes of Ions in Nematic and Isotropic Phases”,Jpn.J.Appl Phys Vol.40,p220−p224(2001)に記載されている。
As shown in FIG. 8, when the phase difference Δt of the AC signal applied to the adjacent ion trap electrodes is, for example, 1/3 period, the potential difference Vn between the adjacent ion trap electrodes in the ion trap mechanism of this embodiment is In the case of a rectangular wave AC signal that transitions between 5V and -5V with 0V as the reference potential, it becomes 10V. Further, when the width of the ion trap electrode is, for example, 4 μm, the arrangement pitch p of the ion trap electrode is, for example, 8 μm, and the mobility μ of the ionic impurity is 2.2 × 10 −10 (m 2 / V · s), a preferable frequency f is approximately 12 Hz according to Equation (6).
The value of the mobility μ of the ionic impurity is, for example, A. Sawada, A. Manabe and S. Naemura, “A Comparative Study on the Attributes of Ions in Nematic and Isotropic Phases”, Jpn. J. Appl Phys Vol. .40, p220-p224 (2001).
交流信号の周波数fを12Hzよりも大きくすると横電界の移動にイオン性不純物が付いて行けなくなるので、周波数fは12Hzと同じか12Hzよりも小さいことが好ましい。イオントラップ電極の配置ピッチを8μmよりも小さくすると、好ましい周波数fを大きくすることができる。その上で、イオン性不純物を表示領域Eからより遠くに掃き出させるには、イオントラップ電極の数を3本からさらに増やすことが好ましい。 If the frequency f of the AC signal is greater than 12 Hz, the movement of the lateral electric field cannot be performed due to ionic impurities, so the frequency f is preferably equal to or less than 12 Hz. When the arrangement pitch of the ion trap electrodes is smaller than 8 μm, the preferable frequency f can be increased. In addition, in order to sweep away ionic impurities further from the display region E, it is preferable to further increase the number of ion trap electrodes from three.
また、図7(b)に示すように、イオントラップ電極の幅をL2、イオントラップ電極の間隔(配置ピッチ)をS2とするとき、幅L2は間隔S2と同じ又は間隔S2よりも小さいことが好ましい。幅L2を間隔S2よりも大きくすると、横電界の移動によってイオン性不純物がイオントラップ電極間を移動する時間よりも、横電界の移動が生じ難いイオントラップ電極上でイオン性不純物が移動する時間のほうが大きくなるため、イオン性不純物の掃き寄せ効果が低下するおそれがあるからである。 As shown in FIG. 7B, when the width of the ion trap electrode is L2 and the interval (arrangement pitch) of the ion trap electrode is S2, the width L2 may be the same as or smaller than the interval S2. preferable. When the width L2 is larger than the interval S2, the time for the ionic impurity to move on the ion trap electrode on which the movement of the horizontal electric field is less likely to occur than the time for the ionic impurity to move between the ion trap electrodes due to the movement of the horizontal electric field. This is because the effect of sweeping ionic impurities may be reduced.
また、ダミー画素電極15dの幅をL1とし、ダミー画素電極15dと第1電極131との間隔をS1とすると、間隔S1は間隔S2よりも大きいことが好ましい。これにより、第1電極131と第2電極132との間に生ずる横電界が、ダミー画素電極15d上における液晶分子LCの配向状態に影響し難くなる。つまり、ダミー画素領域E2の電子見切り機能が低下し難い。本実施形態におけるダミー画素電極15dの幅L1は例えば7μmであり、ダミー画素電極15dと第1電極131との間隔S1は例えば10μmである。なお、幅L1及び間隔S1の値はこれに限定されるものではない。
Further, when the width of the
素子基板10において負の誘電異方性を有する液晶分子LCを略垂直配向させる配向膜18は、少なくとも画素電極15、ダミー画素電極15dを覆うように形成すればよい。また、本実施形態の場合、周辺電極130のイオントラップ電極間に横電界を発生させてイオン性不純物を移動させる観点から、周辺電極130は配向膜18で覆わないほうが好ましい。
The
<第2液晶パネルのイオントラップ機構及び第2液晶パネルの駆動方法>
次に、第2液晶パネル120のイオントラップ機構及び第2液晶パネル120の駆動方法について、図9〜図11を参照して説明する。図9(a)及び(b)は第2液晶パネルのイオントラップ機構の構成を示す概略平面図、図10(a)及び(b)は第2液晶パネルのイオントラップ機構の作用を説明する概略断面図(詳しくは、図9(a)のB−B’線に沿って切断したときの概略断面図)である。図11は第2液晶パネルのイオントラップ機構における周辺電極、ダミー画素電極のそれぞれに印加される信号の波形を示すタイミングチャートである。
<Ion Trap Mechanism of Second Liquid Crystal Panel and Driving Method of Second Liquid Crystal Panel>
Next, an ion trap mechanism of the second
なお、第2液晶パネル120における基本的な構成は、第1液晶パネル110と同じであり、周辺電極の構成が第1液晶パネル110と異なっている。つまり、第2液晶パネル120は、素子基板10と対向基板20との間に挟持された液晶層50を有するものである。したがって、第2液晶パネル120において、第1液晶パネル110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。
The basic configuration of the second
図9(a)に示すように、本実施形態の第2液晶パネル120における表示領域Eは、表示に寄与する画素Pが配置された実表示領域E1と、実表示領域E1を取り囲んで配置された複数のダミー画素DPを有するダミー画素領域E2とを含んでいる。額縁状にシール材40が配置された領域とダミー画素領域E2との間に、前述した遮光性を有する見切り部21が設けられており、見切り部21が設けられた領域が第2液晶パネル120のON・OFFに依存しない見切り領域E3となっている。
As shown in FIG. 9A, the display area E in the second
ダミー画素領域E2には、第1液晶パネル110と同様に、X方向において実表示領域E1を挟んで2個ずつ、Y方向において実表示領域E1を挟んで2個ずつのダミー画素DPが配置されおり、ダミー画素領域E2が電子見切り部として機能するものである。
Similar to the first
図9(b)に示すように、実表示領域E1を囲むように配置された複数のダミー画素DPのそれぞれは、ダミー画素電極15dを有している。第2液晶パネル120のイオントラップ機構は、表示領域Eを囲むようにリング状に設けられた周辺電極130Bを含んで構成されている。周辺電極130Bはイオントラップ用の信号が供給される外部接続用端子104(It)に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 9B, each of the plurality of dummy pixels DP arranged so as to surround the actual display area E1 has a
対向基板20側に設けられる共通電極23は、表示領域Eにおける複数の画素電極15及びダミー画素電極15dと、周辺電極130Bとに対向するように配置されている。共通電極23は、配線23aを介して上下導通部106に電気的に接続されている。上下導通部106は、固定電位が供給される外部接続用端子104(LCCOM)に電気的に接続されている。
The
第2液晶パネル120において、画素電極15を駆動すると、画素電極15と共通電極23との間の液晶層50では液晶分子LCの挙動(振動)が生じ、液晶層50と配向膜18,24との界面近傍に液晶分子LCのフローが生ずる。
When the
本実施形態の第2液晶パネル120の駆動方法は、画素電極15を駆動する表示期間に、周辺電極130Bには、共通電極23の電位よりも低い直流電位を印加する。具体的には、図11に示すように、共通電極23の電位(LCCOM)を例えば0Vとして、周辺電極130Bに−5.0Vの直流電位を印加する。これにより、表示期間において、液晶層50に正(+)のイオン性不純物が含まれていた場合、図10(a)に示すように、正(+)のイオン性不純物は、液晶分子LCの挙動(振動)に伴って液晶層50中を移動し、共通電極23よりも電位が低い周辺電極130Bに引き寄せられる。また、例えばシール材40から液晶層50に拡散した正(+)のイオン性不純物もまた周辺電極130Bに引き寄せることができる。
In the driving method of the second
また、図10(a)及び(b)に示すように、周辺電極130Bと画素電極15との間にダミー画素電極15dを有している。ダミー画素電極15dには、図11に示すように、共通電極23の電位(例えば0V)と同じ電位が与えられる。したがって、ダミー画素電極15dと共通電極23との間には電界が生じないので、液晶分子LCは略垂直配向状態が維持される。つまり、第2液晶パネル120における光学設計を第1液晶パネル110と同様にノーマリーブラックモードであるとすると、ダミー画素電極15dを含むダミー画素DPが設けられたダミー画素領域E2は、表示期間において黒表示となり電子見切り部として機能する。ダミー画素領域E2における液晶分子LCの配向状態は、隣り合う実表示領域E1における液晶分子LCの挙動(振動)の影響を受けるので、表示期間に正(+)のイオン性不純物が周辺電極130Bに引き寄せられることを妨げない。一方で、非表示期間では、周辺電極130Bには電位が印加されないので、ダミー画素領域E2と見切り領域E3とにおける液晶分子LCが共に略垂直配向状態となり、周辺電極130Bに引き寄せられた正(+)のイオン性不純物が表示領域E側に拡散することが抑制される。
Further, as shown in FIGS. 10A and 10B, a
このように、第2液晶パネル120において周辺電極130Bに直流電位を印加する駆動方法を、以降、「DC駆動」と呼ぶこととする。
In this manner, the driving method in which the direct current potential is applied to the
図10(b)に示すように、第2液晶パネル120において、周辺電極130Bの幅は、例えば、第1液晶パネル110における周辺電極130の各電極の幅L2と同じで例えば4μmである。ダミー画素電極15dと周辺電極130Bとの間隔S3は、第1液晶パネル110におけるダミー画素電極15dと第1電極131との間隔S1と同じ、または間隔S1よりも大きいことが好ましい。このようにすれば、シール材40側から液晶層50に浸入する水分によって運ばれるイオン性不純物を効果的に捕捉(トラップ)することができる。前述したように、第1液晶パネル110におけるダミー画素電極15dと第1電極131との間隔S1を例えば10μmとすると、第2液晶パネル120におけるダミー画素電極15dと周辺電極130Bとの間隔S3は10μm以上の例えば30μmとする。
As shown in FIG. 10B, in the second
上述したように、本実施形態の液晶装置1003では、青(B)の色光が入射するライトバルブ1006をIS駆動し、青(B)以外の赤(R)のライトバルブ1004や緑(G)のライトバルブ1005をDC駆動している。以降、IS駆動とDC駆動とを使い分けることの効果について、図12を参照して説明する。図12(a)はライトバルブにおけるIS駆動とDC駆動の使い分けと耐光性との関係を示す表、図12(b)はライトバルブにおけるIS駆動とDC駆動の使い分けと耐湿性との関係を示す表である。
As described above, in the
耐光性の評価は、赤(R)、緑(G)、青(B)のライトバルブ1004,1005,1006のそれぞれに対応する色光を所定の強度で入射させ、IS駆動したときに図5に示した表示ムラが所定の状態に達するまでの性能劣化時間を100として、DC駆動したときと、周辺電極を駆動しないとき(図12では「無し」と表示)とにおける上記性能劣化時間を数値化したものである。表示ムラの所定の状態とは、例えば、表示領域Eにおいて中間調(例えば白表示の10%程度の輝度)となるように各画素Pを駆動したときに、図5に示したように、表示領域Eの角部の画素Pにおける中間調の輝度が、初期の中間調の輝度に比べて50%程度低下した状態を言う。
Evaluation of light resistance is shown in FIG. 5 when colored light corresponding to each of the red (R), green (G), and blue (B)
耐湿性の評価は、赤(R)、緑(G)、青(B)のライトバルブ1004,1005,1006をそれぞれ同じ耐湿環境下(例えば85℃で相対湿度が60%以上)に所定の時間(例えば100時間)放置する。耐湿環境下で放置されている間、各ライトバルブ1004,1005,1006は、IS駆動またはDC駆動、あるいは周辺電極を駆動しない(図12では「無し」と表示)条件の中から選択された条件で駆動される。所定の時間放置後に、表示領域Eの角部におけるイオン量を計測し、DC駆動したときのイオン量を100として、他の駆動条件におけるイオン量を数値化したものである。
Evaluation of moisture resistance is performed for a predetermined period of time when the red (R), green (G), and blue (B)
図12において、赤(R)、緑(G)、青(B)のライトバルブ1004,1005,1006をIS駆動する場合は、それぞれに第1液晶パネル110を採用して評価を行っている。また、赤(R)、緑(G)、青(B)のライトバルブ1004,1005,1006をDC駆動する場合は、それぞれに第2液晶パネル120を採用して評価を行っている。無しの場合は、赤(R)、緑(G)のライトバルブ1004,1005に第2液晶パネル120を用い、青(B)のライトバルブ1006に第1液晶パネル110を用いているが、それぞれ周辺電極は駆動されていない。
In FIG. 12, when the red (R), green (G), and blue (B)
図12(a)に示すように、耐光性の評価では、赤(R)のライトバルブ1004及び緑(G)のライトバルブ1005は、IS駆動、DC駆動、無しのいずれの条件でも、性能劣化時間は同等(100)である。言い換えれば、青(B)よりも波長が長い色光が入射する場合は、入射光により光化学反応が起こり難いので、駆動方法による差が生じない。
これに対して、赤(R)や緑(G)よりも短波長の色光が入射するライトバルブ1006では、入射光により光化学反応が起こり易く、DC駆動や無しの性能劣化時間(90)に比べてIS駆動の性能劣化時間(100)のほうが長い、つまりIS駆動のほうが光化学反応の生成物であるイオン性不純物を効率的にトラップできることを表している。
As shown in FIG. 12A, in the light resistance evaluation, the red (R)
On the other hand, in the
図12(b)に示すように、耐湿性の評価では、赤(R)、緑(G)、青(B)のいずれのライトバルブでも、DC駆動のイオン量(100)に比べてIS駆動のイオン量(300)のほうが多く、IS駆動に比べて無しのイオン量(800)のほうがさらに多い。言い換えれば、耐湿性を確保する観点では、IS駆動よりもDC駆動のほうが有効であることが分かる。 As shown in FIG. 12 (b), in the evaluation of moisture resistance, the red (R), green (G), and blue (B) light valves are all driven by IS compared to the DC driven ion amount (100). The amount of ions (300) is larger, and the amount of ions (800) having no ions is larger than that of IS driving. In other words, it can be seen that the DC drive is more effective than the IS drive from the viewpoint of ensuring the moisture resistance.
上記実施形態の液晶装置1003及び液晶装置1003(第1液晶パネル110及び第2液晶パネル120)の駆動方法によれば、赤(R)や緑(G)よりも短波長の青(B)の色光が入射するライトバルブ1006において第1液晶パネル110が用いられ、第1液晶パネル110はIS駆動される。これに対して、赤(R)のライトバルブ1004や緑(G)のライトバルブ1005には、第2液晶パネル120が用いられ、第2液晶パネル120はDC駆動される。したがって、耐光性と耐湿性の双方において優れた耐久品質を有する液晶装置1003を提供することができる。また、優れた耐久品質を実現可能な液晶装置1003の駆動方法を提供することができる。つまり、優れた耐久品質を有する投写型表示装置1000を実現することができる。
According to the driving method of the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の液晶装置について、図13〜図15を参照して説明する。図13(a)及び(b)は第2実施形態における第2液晶パネルのイオントラップ機構の構成を示す概略平面図、図14(a)及び(b)は第2実施形態における第2液晶パネルのイオントラップ機構の作用を説明する概略断面図(詳しくは、図13(a)のC−C’線に沿って切断したときの概略断面図)である。図15は第2実施形態における第2液晶パネルのイオントラップ機構における周辺電極、ダミー画素電極のそれぞれに印加される信号の波形を示すタイミングチャートである。
第2実施形態の液晶装置は、第1実施形態の液晶装置1003における第2液晶パネル120の構成を異ならせたものである。つまり、青(B)のライトバルブ1006には第1実施形態にて説明した第1液晶パネル110が用いられ、IS駆動が行われる。したがって、第1実施形態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。
(Second Embodiment)
Next, a liquid crystal device according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIGS. 13A and 13B are schematic plan views showing the configuration of the ion trap mechanism of the second liquid crystal panel in the second embodiment, and FIGS. 14A and 14B are the second liquid crystal panel in the second embodiment. It is a schematic sectional drawing explaining the effect | action of this ion trap mechanism (specifically, schematic sectional drawing when cut | disconnecting along CC 'line of Fig.13 (a)). FIG. 15 is a timing chart showing waveforms of signals applied to the peripheral electrode and the dummy pixel electrode in the ion trap mechanism of the second liquid crystal panel in the second embodiment.
In the liquid crystal device of the second embodiment, the configuration of the second
図13(a)に示すように、本実施形態の第2液晶パネル220における表示領域Eは、表示に寄与する画素Pが配置された実表示領域E1と、実表示領域E1を取り囲んで配置された複数のダミー画素DPを有するダミー画素領域E2とを含んでいる。額縁状にシール材40が配置された領域とダミー画素領域E2との間に、前述した遮光性を有する見切り部21が設けられており、見切り部21が設けられた領域が第2液晶パネル220のON・OFFに依存しない見切り領域E3となっている。本実施形態のダミー画素領域E2もまた、上記第1実施形態と同様に電子見切り部として機能するものである。
As shown in FIG. 13A, the display area E in the second
図13(b)に示すように、実表示領域E1を囲むように配置された複数のダミー画素DPのそれぞれは、ダミー画素電極15dを有している。本実施形態のイオントラップ機構は、表示領域Eを囲むようにリング状に設けられた周辺電極130Cを含んで構成されている。本実施形態の周辺電極130Cは、それぞれ電気的に独立した第4電極134、第5電極135、第6電極136を有している。第4電極134、第5電極135、第6電極136は、それぞれ表示領域Eを囲むようにリング状に設けられている。また、第4電極134から第6電極136に行くにしたがって表示領域Eから徐々に遠ざかるように配置されている。第4電極134は第4電位が供給される外部接続用端子104(It4)に電気的に接続されている。第5電極135は第5電位が供給される外部接続用端子104(It5)に電気的に接続されている。第6電極136は第6電位が供給される外部接続用端子104(It6)に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 13B, each of the plurality of dummy pixels DP arranged so as to surround the actual display area E1 has a
対向基板20側に設けられる共通電極23は、表示領域Eにおける複数の画素電極15及びダミー画素電極15dに対向するように配置されている。言い換えれば、共通電極23は、平面視で周辺電極130Cと重ならないように配置されている。共通電極23は、配線23aを介して上下導通部106に電気的に接続されている。上下導通部106は、固定電位が供給される外部接続用端子104(LCCOM)に電気的に接続されている。つまり、本実施形態の第2液晶パネル220は、第1液晶パネル110と同様に表示領域Eを囲む3つの電極を有している。
The
本実施形態の第2液晶パネル220の駆動方法は、図15に示すように、表示期間に、ダミー画素電極15dには、共通電極23の電位(例えば0V)と同じ電位を印加する。周辺電極130Cの表示領域Eに近い第4電極134及び第5電極135にも共通電極23の電位(例えば0V)と同じ電位を印加する。これに対して、周辺電極130Cのうち最も表示領域Eから遠い位置にある第6電極136には、共通電極23の電位よりも低い直流電位(例えば−5.0V)を印加する。これにより、図14(a)に示すように、第4電極134と第6電極136との間、及び第5電極135と第6電極136との間に横電界が発生する。
In the driving method of the second
表示期間において、液晶層50に正(+)のイオン性不純物が含まれていた場合、図14(a)に示すように、正(+)のイオン性不純物は、液晶分子LCの挙動(振動)に伴って液晶層50中を移動し、共通電極23よりも電位が低い第6電極136に引き寄せられる。また、例えばシール材40から液晶層50に拡散した正(+)のイオン性不純物もまた第6電極136に引き寄せることができる。
In the display period, when the
一方で、非表示期間では、図14(b)に示すように、周辺電極130Cには電位が印加されず、ダミー画素領域E2と見切り領域E3とにおける液晶分子LCが共に略垂直配向状態となり、第6電極136に引き寄せられた正(+)のイオン性不純物が表示領域E側に拡散することが抑制される。
On the other hand, in the non-display period, as shown in FIG. 14B, no potential is applied to the
図14(b)に示すように、表示領域Eの外縁からシール材40に向かう方向において、第4電極134、第5電極135、第6電極136の幅L2は、例えば4μmである。これらの電極間の間隔S2は幅L2よりも大きい例えば8μmである。また、ダミー画素電極15dと第4電極134との間隔S3は、第1液晶パネル110におけるダミー画素電極15dと第1電極131との間隔S1と同じ、または間隔S1よりも大きいことが好ましい。このようにすれば、シール材40側から液晶層50に浸入する水分によって運ばれるイオン性不純物を効果的に捕捉(トラップ)することができる。
As shown in FIG. 14B, in the direction from the outer edge of the display region E toward the sealing
なお、周辺電極130Cのうち第4電極134と第5電極135に供給(印加)される電位は、共通電極23の電位(例えば0V)と同じであることに限定されず、共通電極23の電位と第6電極136の電位との間の中間的な電位であってもよい。言い換えれば、第4電極134及び第5電極135並びに第6電極136のうち隣り合う電極において、表示領域Eに近い方の電極と、表示領域Eから遠い方の電極との間に電位差を生ずるように直流電位を供給(印加)すればよい。
Note that the potential supplied (applied) to the
上記第2実施形態の液晶装置(第1液晶パネル110と第2液晶パネル220とを含む構成)とその駆動方法によれば、第1実施形態の第2液晶パネル120の周辺電極130Bに比べて、DC駆動される第6電極136の位置が、表示領域Eからより遠くなり、シール材40により近くなっている。したがって、耐湿性において外部から浸入する水分によって運ばれるイオン性不純物を早期に捕捉(トラップ)可能であると共に、トラップしたイオン性不純物が表示領域Eに再拡散することを抑制できる。
また、周辺電極130Cの構成が、第1液晶パネル110の周辺電極130と同様に複数(3つ以上)の電極からなることから、DC駆動とIS駆動の両方を使分けて駆動することが可能となる。言い換えれば、DC駆動専用の第2液晶パネルを用意しなくても、IS駆動用の第1液晶パネルを第2液晶パネルとして転用できる。
According to the liquid crystal device of the second embodiment (configuration including the first
In addition, since the configuration of the
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨ある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および該液晶装置の駆動方法ならびに該液晶装置を適用する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。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the spirit or concept of the invention that can be read from the claims and the entire specification. The driving method of the liquid crystal device and the electronic apparatus to which the liquid crystal device is applied are also included in the technical scope of the present invention. Various modifications other than the above embodiment are conceivable. Hereinafter, a modification will be described.
(変形例1)上記各実施形態において、周辺電極は、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。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、該表示不具合が生ずる箇所に対応させて周辺電極を配置してもよい。 (Modification 1) In each of the above embodiments, the peripheral electrode is not limited to be disposed so as to surround the display area E. As shown in FIG. 5, when a location where a display defect occurs due to uneven distribution of ionic impurities is specified, a peripheral electrode may be arranged corresponding to the location where the display failure occurs.
(変形例2)第1液晶パネル110の周辺電極130における第1電極131、第2電極132、第3電極133のそれぞれに供給(印加)される交流信号は、基準電位に対して正極性となる期間と負極性となる期間とが同じであることに限定されない。例えば、負極性となる期間を正極性となる期間よりも長くすれば、正(+)のイオン性不純物を周辺電極130に積極的に引き寄せることができる。
また、上記交流信号は矩形波であることに限定されず、サイン(sin)波や三角波であってもよい。
(Modification 2) The AC signal supplied (applied) to each of the
The AC signal is not limited to a rectangular wave, and may be a sine wave or a triangular wave.
(変形例3)上記実施形態のイオントラップ機構とその駆動方法を適用可能な液晶パネルは、VA方式に限定されず、IPS(In Plane Switching)方式やFFS(Fringe Field Switching)方式、OCB(Optically Compensated Birefringence)方式にも適用することができる。また、透過型に限定されず、光反射性の材料を用いて画素電極15が形成された反射型の液晶パネルにも適用することができる。
(Modification 3) The liquid crystal panel to which the ion trap mechanism and its driving method of the above embodiment can be applied is not limited to the VA system, but is an IPS (In Plane Switching) system, FFS (Fringe Field Switching) system, OCB (Optically Compensated Birefringence) can also be applied. Further, the present invention is not limited to the transmissive type, and can be applied to a reflective liquid crystal panel in which the
(変形例4)上記実施形態の投写型表示装置1000において、イオントラップ機構がDC駆動される第2液晶パネル120を適用するのは、赤(R)のライトバルブ1004と緑(G)のライトバルブ1005の両方であることに限定されない。いずれか一方のライトバルブに適用すればよい。つまり、3つのライトバルブ1004,1005,1006のうち青(B)のライトバルブ1006に第1液晶パネル110を用い、他のライトバルブのうちの一方に第2液晶パネル120(あるいは第2液晶パネル220)を用いればよい。例えば、赤(R)のライトバルブ1004において、第2液晶パネルの代わりにDMD(デジタルミラーデバイス)を用いてもよい。また、投写型表示装置1000における光源は、白色光源であることに限定されず、ライトバルブ1004,1005,1006ごとに対応する色光を発する光源を有する構成としてもよい。
(Modification 4) In the
10…素子基板、15…画素電極、15d…ダミー画素電極、20…対向基板、23…共通電極、50…液晶層、110…第1液晶パネル、120,220…第2液晶パネル、130…第1液晶パネルの周辺電極、130B,130C…第2液晶パネルの周辺電極、131…第1電極、132…第2電極、133…第3電極、134…第4電極、135…第5電極、136…第6電極、1000…電子機器としての投写型表示装置、1003…液晶装置、E…表示領域。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記第1液晶パネル及び前記第2液晶パネルは、シール材を介して対向して配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に挟持された液晶層と、
前記一対の基板のうち一方の基板に設けられた画素電極と、
前記画素電極が配置された表示領域の外縁と前記シール材との間に配置された周辺電極と、
前記一対の基板のうち他方の基板に設けられ、前記液晶層を介して前記画素電極に対向する共通電極と、を備え、
前記第1液晶パネルの前記周辺電極は、前記表示領域の外縁から前記シール材に向かって間隔を置いて配置された、第1電位が供給される第1電極と、第2電位が供給される第2電極と、第3電位が供給される第3電極とを含み、
前記第1電位が正極性又は基準電位から負極性に遷移してから、前記基準電位又は正極性に遷移する前に、前記第2電位が正極性又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、前記基準電位又は正極性に遷移する前に、前記第3電位が正極性又は前記基準電位から負極性に遷移し、
前記第1電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移してから、前記基準電位又は負極性に遷移する前に、前記第2電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移し、
前記第2電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移してから、前記基準電位又は負極性に遷移する前に、前記第3電位が負極性又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供給され、
前記第2液晶パネルの前記周辺電極には、前記共通電極に供給される電位と異なる直流電位が供給されることを特徴とする液晶装置。 A liquid crystal device comprising a first liquid crystal panel on which blue color light is incident and a second liquid crystal panel on which color light other than blue is incident,
The first liquid crystal panel and the second liquid crystal panel have a pair of substrates disposed to face each other with a sealing material interposed therebetween,
A liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates;
A pixel electrode provided on one of the pair of substrates;
A peripheral electrode disposed between an outer edge of a display region in which the pixel electrode is disposed and the sealing material;
A common electrode provided on the other substrate of the pair of substrates and facing the pixel electrode through the liquid crystal layer;
The peripheral electrode of the first liquid crystal panel is provided with a first electrode to which a first potential is supplied and a second potential which are arranged at an interval from the outer edge of the display area toward the sealing material. Including a second electrode and a third electrode to which a third potential is supplied;
After the first potential transitions from positive polarity or reference potential to negative polarity, before the transition to the reference potential or positive polarity, the second potential transitions from positive polarity or the reference potential to negative polarity,
Before the transition from the second potential to the negative polarity and before the transition to the reference potential or the positive polarity, the third potential transitions from the positive polarity or the reference potential to the negative polarity,
Before the transition from the first potential to the negative polarity or the reference potential to the positive polarity and before the transition to the reference potential or the negative polarity, the second potential transitions from the negative polarity or the reference potential to the positive polarity,
The third potential transitions from negative polarity or from the reference potential to positive polarity before transitioning from the negative potential or from the reference potential to positive polarity and before transitioning to the reference potential or negative polarity. AC signals having the same frequency are supplied to the first electrode, the second electrode, and the third electrode,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein a DC potential different from a potential supplied to the common electrode is supplied to the peripheral electrode of the second liquid crystal panel.
前記第6電極に、前記共通電極に供給される電位と異なる直流電位が供給され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。 The peripheral electrode of the second liquid crystal panel includes a fourth electrode, a fifth electrode, and a sixth electrode, which are spaced from the outer edge of the display region toward the sealing material,
3. The liquid crystal device according to claim 1, wherein a DC potential different from a potential supplied to the common electrode is supplied to the sixth electrode.
前記ダミー画素電極には、前記共通電極に供給される電位と同じ電位が供給されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液晶装置。 The first liquid crystal panel and the second liquid crystal panel have dummy pixel electrodes disposed inside the display area along an outer edge of the display area,
The liquid crystal device according to claim 1, wherein the dummy pixel electrode is supplied with the same potential as that supplied to the common electrode.
前記第1液晶パネル及び前記第2液晶パネルは、シール材を介して対向して配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に挟持された液晶層と、
前記一対の基板のうち一方の基板に設けられた画素電極と、
前記画素電極が配置された表示領域の外縁と前記シール材との間に配置された周辺電極と、
前記一対の基板のうち他方の基板に設けられ、前記液晶層を介して前記画素電極に対向する共通電極と、を備え、
前記第1液晶パネルの前記周辺電極は、前記表示領域の外縁から前記シール材に向かって間隔を置いて配置された、第1電位が印加される第1電極と、第2電位が印加される第2電極と、第3電位が印加される第3電極とを含み、
前記第1電位が正極性又は基準電位から負極性に遷移してから、前記基準電位又は正極性に遷移する前に、前記第2電位が正極性又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、前記基準電位又は正極性に遷移する前に、前記第3電位が正極性又は前記基準電位から負極性に遷移し、
前記第1電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移してから、前記基準電位又は負極性に遷移する前に、前記第2電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移し、
前記第2電位が負極性又は前記基準電位から正極性に遷移してから、前記基準電位又は負極性に遷移する前に、前記第3電位が負極性又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を印加し、
前記第2液晶パネルの前記周辺電極には、前記共通電極に供給される電位と異なる直流電位を印加することを特徴とする液晶装置の駆動方法。 A driving method of a liquid crystal device including a first liquid crystal panel on which blue color light is incident and a second liquid crystal panel on which color light other than blue is incident,
The first liquid crystal panel and the second liquid crystal panel have a pair of substrates disposed to face each other with a sealing material interposed therebetween,
A liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates;
A pixel electrode provided on one of the pair of substrates;
A peripheral electrode disposed between an outer edge of a display region in which the pixel electrode is disposed and the sealing material;
A common electrode provided on the other substrate of the pair of substrates and facing the pixel electrode through the liquid crystal layer;
The peripheral electrode of the first liquid crystal panel is provided with a first electrode to which a first potential is applied and a second potential that are arranged at an interval from the outer edge of the display area toward the sealing material. Including a second electrode and a third electrode to which a third potential is applied;
After the first potential transitions from positive polarity or reference potential to negative polarity, before the transition to the reference potential or positive polarity, the second potential transitions from positive polarity or the reference potential to negative polarity,
Before the transition from the second potential to the negative polarity and before the transition to the reference potential or the positive polarity, the third potential transitions from the positive polarity or the reference potential to the negative polarity,
Before the transition from the first potential to the negative polarity or the reference potential to the positive polarity and before the transition to the reference potential or the negative polarity, the second potential transitions from the negative polarity or the reference potential to the positive polarity,
The third potential transitions from negative polarity or from the reference potential to positive polarity before transitioning from the negative potential or from the reference potential to positive polarity and before transitioning to the reference potential or negative polarity. And applying an AC signal having the same frequency to each of the first electrode, the second electrode, and the third electrode,
A driving method of a liquid crystal device, wherein a DC potential different from a potential supplied to the common electrode is applied to the peripheral electrode of the second liquid crystal panel.
前記第6電極に、前記共通電極に供給される電位と異なる直流電位を印加することを特徴とする請求項7に記載の液晶装置の駆動方法。 The peripheral electrode of the second liquid crystal panel includes a fourth electrode, a fifth electrode, and a sixth electrode, which are spaced from the outer edge of the display region toward the sealing material,
8. The method of driving a liquid crystal device according to claim 7, wherein a DC potential different from the potential supplied to the common electrode is applied to the sixth electrode.
前記ダミー画素電極には、前記共通電極に印加される電位と同じ電位を印加することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一項に記載の液晶装置の駆動方法。 The first liquid crystal panel and the second liquid crystal panel have dummy pixel electrodes disposed inside the display area along an outer edge of the display area,
The method for driving a liquid crystal device according to claim 7, wherein the same potential as that applied to the common electrode is applied to the dummy pixel electrode.
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- 2015-03-12 JP JP2015049140A patent/JP2016170240A/en active Pending
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