JP5083798B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、液晶表示装置に係り、特に高速駆動が可能な液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display equipment, about the particular high-speed driving is possible liquid crystal display equipment.
液晶パネルは、対向する一対の基板間に液晶が封入された構成を有し、当該液晶の配向状態を制御することによって表示を行う。液晶の配向状態の制御は当該液晶に電界を印加する方法が知られている。 The liquid crystal panel has a configuration in which liquid crystal is sealed between a pair of opposing substrates, and performs display by controlling the alignment state of the liquid crystal. For controlling the alignment state of the liquid crystal, a method of applying an electric field to the liquid crystal is known.
液晶パネルの駆動では、液晶に電界を印加してから所定の配向状態に変化するまでの時間、逆に電界印加を停止してから当初の配向状態に変化するまでの時間等を考慮する必要がある。 In driving a liquid crystal panel, it is necessary to consider the time from when an electric field is applied to the liquid crystal until it changes to a predetermined alignment state, and conversely, the time from when the application of the electric field is stopped until it changes to the original alignment state, etc. is there.
本発明の目的は、上記時間を削減して高速駆動が可能な液晶表示装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a liquid crystal display equipment capable of high-speed driving to reduce the time.
本発明に係る液晶表示装置は、支持基板をそれぞれ有する一対の基板と、前記一対の基板間に封入された液晶と、前記一対の基板のいずれか一方の基板の支持基板と前記液晶との間に形成された熱絶縁性層およびヒータと、前記一対の基板のいずれか一方に形成され、形成された基板の支持基板よりも前記液晶側に配置されている温度センサと、を含んで構成された液晶パネルを備え、前記熱絶縁性層は、前記熱絶縁性層が形成された基板の支持基板よりも熱絶縁性が高く、前記ヒータは、前記熱絶縁性層に対して前記液晶側に配置され、前記液晶を周囲の温度よりも高い温度に保持可能に構成され、前記熱絶縁性層が形成された基板とは別の基板の支持基板と前記液晶との間に、別の熱絶縁性層および前記温度センサが形成され、前記別の熱絶縁性層は、前記別の熱絶縁性層が形成された基板の支持基板よりも熱絶縁性が高く、前記温度センサは、前記別の熱絶縁性層に対して前記液晶側に配置されている。 The liquid crystal display device according to the present invention includes a pair of substrates each having a support substrate, a liquid crystal sealed between the pair of substrates, and between the support substrate of one of the pair of substrates and the liquid crystal. And a temperature sensor formed on one of the pair of substrates and disposed closer to the liquid crystal side than the support substrate of the formed substrate. The thermal insulating layer is higher in thermal insulation than the support substrate of the substrate on which the thermal insulating layer is formed, and the heater is on the liquid crystal side with respect to the thermal insulating layer. And is configured to be able to hold the liquid crystal at a temperature higher than the ambient temperature , and another thermal insulation is provided between the liquid crystal and a support substrate of a substrate different from the substrate on which the thermal insulating layer is formed. And the temperature sensor is formed, The insulating layer is higher in thermal insulation than the support substrate of the substrate on which the other heat insulating layer is formed, and the temperature sensor is disposed on the liquid crystal side with respect to the other heat insulating layer. Yes .
また、前記周囲の温度よりも高い温度は40℃以上であることが好ましい。 The temperature higher than the ambient temperature is preferably 40 ° C. or higher.
また、前記周囲の温度よりも高い温度を保持するための温度保持制御を実行しつつ前記液晶パネルを駆動する温度制御・オン・モードを実行可能に構成されていることが好ましい。 Further, it is preferable that a temperature control / on mode for driving the liquid crystal panel can be executed while temperature holding control for holding a temperature higher than the ambient temperature is executed.
また、前記温度制御・オン・モードと、前記温度保持制御を実行せずに前記液晶パネルを駆動する温度制御・オフ・モードとを選択的に実行可能に構成されていることが好ましい。 Further, it is preferable that the temperature control / on mode and the temperature control / off mode for driving the liquid crystal panel without executing the temperature holding control can be selectively executed.
また、前記液晶パネルに接触して配置された介在部品をさらに備え、前記介在部品は、前記介在部品が接触する支持基板よりも熱絶縁性が高い材料を含んで構成されていることが好ましい。 In addition, it is preferable that an interposed component disposed in contact with the liquid crystal panel is further provided, and the interposed component includes a material having higher thermal insulation than a support substrate with which the interposed component contacts.
また、前記液晶表示装置はフィールドシーケンシャル方式によるカラー液晶表示装置であることが好ましい。 The liquid crystal display device is preferably a color liquid crystal display device using a field sequential method.
また、前記液晶パネルはOCBモードの液晶パネルであることが好ましい。 The liquid crystal panel is preferably an OCB mode liquid crystal panel.
また、フィールド周波数に対して2倍速以上で前記液晶パネルを駆動することが好ましい。 Further, it is preferable to drive the liquid crystal panel at a speed twice or more with respect to the field frequency.
また、前記ヒータは透光性膜を利用して構成されていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the heater is configured using a translucent film.
また、前記液晶パネルは画素に対応して開口した遮光性膜をさらに含んで構成され、前記ヒータは前記遮光性膜を利用して構成されていることが好ましい。 Further, it is preferable that the liquid crystal panel further includes a light-shielding film opened corresponding to the pixel, and the heater is configured using the light-shielding film.
また、前記一対の基板のそれぞれの基板の支持基板はガラス基板であり、前記熱絶縁性層は樹脂層であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the support substrate of each of a pair of said board | substrates is a glass substrate, and the said heat insulating layer is a resin layer.
上記構成により、液晶の応答速度が速くなるので、高速駆動が可能になる。 With the above configuration, the response speed of the liquid crystal is increased, so that high-speed driving is possible.
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態について詳細に説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1に実施の形態に係る液晶表示装置1の構成の概略を示し、図2に液晶表示装置1の液晶パネル10の一例の断面図を示す。図1に示すように、液晶表示装置1は、液晶パネル10と、バックライトユニット12と、介在部品14と、駆動装置16と、入力装置18と、温度コントローラ20とを含んで構成されている。なお、バックライトユニットは、バックライトモジュールとも呼ばれ、以下、バックライトと略称する。
FIG. 1 shows an outline of the configuration of a liquid
液晶パネル10は、後述するが、アレイ基板100と、アレイ基板100に対向して配置された対向基板200と、これら一対の基板100,200間に封入された液晶300とを含んで構成されている。
As will be described later, the
ここでは、液晶パネル10がTN(Twisted Nematic)モードの場合を例示するが、液晶パネル10に替えて、OCB(Optically Compensated Bend)モード、VA(Vertical Alignment)モード、IPS(In-Plane Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モード等の各種モードの液晶パネルを適用して液晶表示装置1を構成することも可能である。また、液晶パネル10が透過型の場合を例示するが、液晶パネル10に替えて、反射型または半透過型の液晶パネルを適用して液晶表示装置1を構成することも可能である。
Here, the case where the
液晶パネル10は、ヒータ206と、温度センサ108とをさらに含んで構成されている。
The
バックライト12は、光源を含み例えば白色光を出射するように構成され、上記光、すなわちバックライト光がアレイ基板100に照射されるように配置されている。すなわち、バックライト12は、バックライト光出射面をアレイ基板100に対向させ液晶パネル10の隣に配置されている。
The
介在部品14は、液晶パネル10とバックライト12との間に介在し、両者10,12に接触している。介在部品14は、液晶パネル10とバックライト12とを熱的に絶縁するための部品であり、液晶パネル10において介在部品14が接触する箇所よりも、例えばアレイ基板100の支持基板102よりも、熱絶縁性が高い材料(換言すれば熱伝導率の低い材料)、例えばアクリル樹脂を含んで構成されている。なお、図面では介在部品14を簡略に図示しているが、図示の形状に限られるものではない。
The interposed
駆動装置16は、入力画像信号Sを受信し信号Sに基づいて液晶パネル10およびバックライト12を駆動するように構成され、信号処理回路、電源回路その他の当該駆動に必要な各種回路を含んで構成されている。
The
入力装置18は、操作者が液晶表示装置1に対する指示を入力するためのマン・マシン・インタフェースであり、操作者が入力した指示を電気信号、光信号等に変換して駆動装置16へ伝達するように構成されている。入力装置18は、例えば、液晶表示装置1の本体に設けられた操作ボタンおよびこれに付随する回路で構成される。また、入力装置18をリモートコントロール装置(いわゆるリモコン)、キーボード等で構成してもよい。
The
温度コントローラ20は、温度センサ108およびヒータ206に接続されており、温度センサ108による検出温度に応じてヒータ206を制御可能に構成されている。温度コントローラ20は、例えば、ヒータ206用の電源回路と演算装置(いわゆるマイクロプロセッサ)とを含んで構成され当該演算装置による制御プログラムの実行によって上記電源回路の出力を制御するように構成されている。制御プログラムの実行に替えて、例えば電気回路を用いて温度コントローラ20を構成してもよい。温度コントローラ20は、駆動装置16との間で信号等の送受信が可能に構成され、駆動装置16に接続されている。
The
次に、図2を参照しつつ、液晶パネル10をさらに説明する。
Next, the
アレイ基板100は、支持基板102と、熱絶縁性層104と、半導体層106と、温度センサ108と、ゲート絶縁膜110と、ゲート電極112と、補助容量電極114と、層間絶縁膜116と、ソース電極118と、ドレイン電極120と、平坦化膜122と、画素電極124とを含んで構成されている。
The
アレイ基板100では、半導体層106とゲート絶縁膜110とゲート電極112とを含んで、あるいはさらにソース電極118とドレイン電極120とを含んで画素TFT(Thin Film Transistor)152が構成され、半導体層106とゲート絶縁膜110と補助容量電極114とを含んで補助容量154が構成されている。
In the
支持基板102は、例えば透光性のガラスで構成されている。
The
熱絶縁性層104は、支持基板102よりも熱絶縁性が高い材料(換言すれば熱伝導率の低い材料)であって透光性の材料、例えば透明なアクリル樹脂で構成され、支持基板102において対向基板200に対向する表面上に全面に配置されている。これにより、アレイ基板100において、支持基板102と、熱絶縁性層104よりも対向基板200側の部分とが熱的に絶縁される。熱絶縁性層104の厚さは例えば100μm以上である。
The
半導体層106は、例えばアモルファスシリコン、ポリシリコン等で構成され、熱絶縁性層104上に配置されている。半導体層106は、画素TFT152のソースおよびドレインを構成する各領域を含んでいる。
The
温度センサ108は、例えば半導体層106と同じ材料の膜で構成され、熱絶縁性層104上すなわち半導体層106と同層(同じレイヤー)に配置されている。温度センサ108は、液晶300に対向する位置に配置され、例えば液晶パネル10の表示領域のすぐ外側に配置されている。温度センサ108はアレイ基板100内に複数個散在させてもよい。
The
温度センサ108は詳細な図示は省略しているが温度コントローラ20に接続されており、温度コントローラ20は温度センサ108の抵抗値の温度依存性を利用して温度センサ108の温度を検出する。例えば、上記抵抗値の温度依存性に対応して温度センサ108を流れる電流の値は温度依存性を有しているので、温度コントローラ20は当該電流値を計測することによって温度を知ることが可能である。この場合、温度センサ108を流れる電流の値は、温度センサ108による検出温度として把握することができる。なお、温度センサ108に替えて、例えばダイオード等の特性の温度依存性を利用して温度センサを構成することも可能である。
Although not shown in detail, the
ゲート絶縁膜110は、例えば酸化シリコンで構成され、半導体層106および温度センサ108を覆って熱絶縁性層104上に配置されている。ゲート電極112は、例えば金属、アモルファスシリコン、ポリシリコン等で構成され、半導体層106に対向してゲート絶縁膜110上に配置されている。
The
補助容量電極114は、例えばゲート電極112と同じ材料で構成され、半導体層106に対向してゲート絶縁膜110上に配置されている。補助容量電極114は、半導体層106のドレイン側において半導体層106に対向し、これにより補助容量154が画素TFT152のドレインと接続される。
The
補助容量154は、液晶300を介して対向する画素電極124と共通電極214とで構成される、いわゆる液晶容量の2倍以上の容量を有している。このような容量は、例えば、半導体層106と補助容量電極114との対向面積、ゲート絶縁膜110の厚さ、ゲート絶縁膜の材料等の調整によって可能である。
The
層間絶縁膜116は、例えば酸化シリコンで構成され、ゲート電極112および補助容量電極114を覆ってゲート絶縁膜110上に配置され、温度センサ108上方にも配置されている。層間絶縁膜116およびゲート絶縁膜110を貫いてコンタクトホールが設けられており、当該コンタクトホールは半導体層106のうちで画素TFT152のソースおよびドレインにあたる位置に設けられている。
The
ソース電極118は、例えば金属、アモルファスシリコン、ポリシリコン等で構成され、層間絶縁膜116上に配置されているとともに上記コンタクトホールを介して半導体層106のソースに接触している。ドレイン電極120は、例えばソース電極118と同じ材料で構成され、層間絶縁膜116上に配置されているとともに上記コンタクトホールを介して半導体層106のドレインに接触している。なお、ソースとドレインとを上記とは逆に呼ぶことも可能である。
The
平坦化膜122は、例えば酸化シリコンで構成され、ソース電極118およびドレイン電極120を覆って層間絶縁膜116上に配置され、温度センサ108上方にも配置されている。平坦化膜122を貫いてドレイン電極120上にコンタクトホールが設けられている。
The
画素電極124は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透光性導電材料で構成され、平坦化膜122上に配置されているとともに上記コンタクトホールを介してドレイン電極120に接触している。画素電極124は液晶パネル10の画素に対応する位置に設けられている。
The
上記構成により、液晶パネル10では、ソース電極118と画素電極124とが画素TFT152およびドレイン電極120を介して電気的に(回路的に)接続されており、画素電極124と補助容量154とがドレイン電極120を介して電気的に(回路的に)接続されている。したがって、ソース電極118に印加された電位が画素TFT152およびドレイン電極120を介して画素電極124および補助容量154に印加される。
With the above configuration, in the
なお、熱絶縁性層104と支持基板102との間に他の層、例えば酸化シリコン層を設けてもよいし、その反対側、すなわち熱絶縁性層104と半導体層106等との間についても同様である。
Note that another layer such as a silicon oxide layer may be provided between the
対向基板200は、支持基板202と、熱絶縁性層204と、ヒータ206と、遮光性膜208と、カラーフィルタ210と、平坦化膜212と、共通電極214と、を含んで構成されている。
The
支持基板202は、例えば透光性のガラスで構成されている。
The
熱絶縁性層204は、支持基板202よりも熱絶縁性が高い材料であって透光性の材料、例えば透明なアクリル樹脂で構成され、支持基板202においてアレイ基板100に対向する表面上に全面に配置されている。熱絶縁性層204の厚さは例えば100μm以上である。
The
ヒータ206は、例えばITO等の透光性材料の膜で構成され、熱絶縁性層204上に全面に配置されている。例えば、ヒータ206は、詳細な図示は省略しているが温度コントローラ20に接続され温度コントローラ20から電力が供給されて、電気抵抗によるジュール熱を発生する。
The
遮光性膜208は、例えばクロムと酸化クロムとの積層膜で構成され、ヒータ206上に配置されている。遮光性膜208は、画素電極124に対向する位置に開口部を有しており、この開口部によって画素の輪郭、形状等が規定される。遮光性膜208は、画素間の光漏れを防いて表示品質を向上させる等の役割がある。
The light-shielding
カラーフィルタ210は、例えば染色された樹脂で構成され、遮光性膜208の開口部に重ねてヒータ206上に配置されている。これにより、カラーフィルタ210を介して支持基板202の側へ出射される光が着色される。カラーフィルタ210の色は、配置される開口部、すなわち画素に応じて設定されている。
The
平坦化膜212は、例えば酸化シリコンで構成され、遮光性膜208上およびカラーフィルタ210上に全面に配置されている。なお、平坦化膜212を省略することも可能である。
The
共通電極214は、例えばITO等の透光性導電材料で構成され、平坦化膜212上に全面に配置されている。
The
なお、熱絶縁性層204と支持基板202との間に他の層、例えば酸化シリコン層を設けてもよいし、その反対側、すなわち熱絶縁性層204とカラーフィルタ210等との間についても同様である。
Note that another layer such as a silicon oxide layer may be provided between the
対向基板200は、アレイ基板100の画素電極124の側、換言すれば支持基板102とは反対側に配置され、共通電極214をアレイ基板100の側に向けて、換言すれば支持基板202をアレイ基板100から遠ざけて配置されている。
The
液晶300は、アレイ基板100と対向基板200との間に封入され、ここではヒータ206と温度センサ108との間にも存在している。
The
アレイ基板100および対向基板200は各種の成膜技術およびパターニング技術を利用して製造可能であり、液晶300の封入も各種の封入技術によって可能である。
The
上記構成により、ヒータ206は給電によって発熱し、この発熱によって液晶300および温度センサ108の温度が上昇する。また、温度上昇後にヒータ206への給電を停止することによって、液晶300および温度センサ108の温度が下降する。
With the above configuration, the
図3に液晶の応答時間すなわち応答速度の温度依存性を説明するグラフを示す。図3はOCBモードの液晶についてのグラフであり、立ち上がり時の応答時間(電界を印加してから所定の配向状態に変化するまでの時間)Trと、立ち下がり時の応答時間(電界印加を停止してから当初の配向状態に変化するまでの時間)Tfと、これらの合計時間Tr+Tfとを図示している。図3から分かるように、液晶は温度が高いほど、応答時間が短くなる、すなわち応答速度が速くなる。なお、図3はOCBモードについてのグラフであるが、TNモード等についても同様の傾向が見られる。 FIG. 3 shows a graph for explaining the temperature dependence of the response time of the liquid crystal, that is, the response speed. FIG. 3 is a graph for an OCB mode liquid crystal. Response time at the time of rise (time from application of an electric field to change to a predetermined alignment state) Tr and response time at the time of fall (stop of electric field application) Tf) and the total time Tr + Tf are shown in the figure. As can be seen from FIG. 3, the higher the temperature of the liquid crystal, the shorter the response time, that is, the faster the response speed. FIG. 3 is a graph for the OCB mode, but the same tendency is observed for the TN mode and the like.
図4に液晶表示装置1の動作を説明する模式図を示す。図1〜図4を参照しつつ、液晶表示装置1の動作を説明する。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the liquid
まず、液晶表示装置1は、温度制御・オン・モードと温度制御・オフ・モードとを選択的に実行可能に構成されている。ここで、温度制御・オン・モードとは、温度センサ108の検出温度を所定範囲TT内に保持するための温度保持制御を実行しつつ液晶パネル10を駆動するモードとする。また、温度制御・オフ・モードとは、上記温度保持制御を実行せずに液晶パネル10を駆動するモードとする。上記温度保持制御は、温度コントローラ20が、温度センサ108による検出温度に応じてヒータ206を制御することにより実行可能である。また、液晶パネル10の駆動は駆動装置16によって行われる。なお、図中では、「温度制御・オン・モード」および「温度制御・オフ・モード」を「オン・モード」および「オフ・モード」と略記している。
First, the liquid
所定範囲TTは、ヒータ206をオフした状態で液晶パネル10を駆動した場合すなわち温度制御・オフ・モードの場合における温度センサ108の検出温度よりも高く設定されており、例えば液晶の温度が液晶表示装置1または液晶パネル10の周囲の温度よりも高くなる約40℃以上に対応する。また、所定範囲TTは、温度制御・オフ・モードの場合と同相の温度範囲、すなわち温度制御・オフ・モードの場合に対して液晶300が相転移を起こさない範囲に設定されている。検出温度と液晶300の温度との対応は、液晶パネル1の構造に基づく計算からまたは実験等によってあらかじめ知ることができる。
The predetermined range TT is set higher than the temperature detected by the
液晶パネル10の駆動中すなわち表示中に、操作者が入力装置18を操作して温度制御・オン・モードへ切り替える指示を出すと、その指示は駆動装置16を介して温度コントローラ20へ伝達される。当該指示を受信した温度コントローラ20は、ヒータ206への給電を開始する(ヒータ206をオンにする)とともに、温度センサ108による検出温度を監視する(時刻t1参照)。ヒータ206によって液晶300が加熱され、これに伴って温度センサ108の検出温度も上昇する。
When the operator operates the
温度センサ108の検出温度が所定範囲TTの下限温度に到達したことを温度コントローラ20が検出すると(時刻t2参照)、温度コントローラ20はその後、検出温度が所定範囲TT内を保持するようにヒータ206を制御する。当該温度保持制御は、例えばヒータ206のオンとオフとを適宜切り替えることによって、また、例えばヒータ206への給電量を変化させることによって、可能である。
When the
その後、操作者が入力装置18を操作して温度制御・オフ・モードへ切り替える指示を出すと、その指示は駆動装置16を介して温度コントローラ20へ伝達される。当該指示を受信した温度コントローラ20は、ヒータ206への給電を停止する、すなわちヒータ206をオフにする(時刻t3参照)。その後、液晶300の温度は下降し、温度センサ108の検出温度も下降する。
Thereafter, when the operator operates the
なお、図4では検出温度が所定範囲TTの下限温度に到達した時刻t2を、温度制御・オン・モードの開始時点としているが、ヒータ206をオンにした時刻t1から時刻t2までの期間も検出温度を所定範囲TT内に保持するために必要な動作期間として捉えて時刻t1を温度制御・オン・モードの開始時点としてもよい。また、図4では検出温度が所定範囲TTの下限温度まで下降した時刻t4を、温度制御・オン・モードの終了時点として図示しているが、ヒータ206をオフにした時刻t3を以て温度制御・オン・モードの終了時点としてもよい。
In FIG. 4, the time t2 when the detected temperature reaches the lower limit temperature of the predetermined range TT is the start time of the temperature control / on mode, but the period from the time t1 when the
なお、時刻t3においてヒータ206を完全にオフするのではなく、ヒータ206への供給電力を徐々に低減していき液晶パネル10を徐々に冷却(徐冷)してもよい(図4中の一点鎖線の特性線を参照)。
Instead of completely turning off the
温度制御・オン・モードによれば、液晶の応答速度が速くなるので、より高速駆動が可能になる。例えばフィールド周波数に対して2倍速以上で駆動することが可能になる。その結果、例えば速い画像、換言すれば連続するフィールド間で変化の大きい画像の表示品質を向上させることができる。 According to the temperature control / on mode, the response speed of the liquid crystal is increased, so that higher speed driving is possible. For example, it becomes possible to drive at a speed twice or more with respect to the field frequency. As a result, it is possible to improve the display quality of, for example, a fast image, in other words, an image having a large change between consecutive fields.
ここで、図1の構成とは違えて、操作者による温度制御・オン・モードと温度制御・オフ・モードとの切り替え指示を駆動装置16を介さずに温度コントローラ20へ伝達するように、液晶表示装置1を構成してもよい。
Here, unlike the configuration of FIG. 1, the liquid crystal is transmitted so that an instruction to switch between temperature control / on mode and temperature control / off mode by the operator is transmitted to the
また、駆動装置16が入力画像信号Sを解析して高速駆動の必要性が高いと判断した場合、例えば上記速い画像の場合等には温度制御・オン・モードに切り替え、高速駆動の必要性が低いと判断した場合には温度制御・オフ・モードに切り替えるように、液晶表示装置1を構成してもよい。
Further, when the driving
また、図5の模式図に示すように、温度制御・オン・モードを常時、利用するように液晶表示装置1を構成してもよい。例えば、液晶表示装置1の電源がオンにされたならば(時刻s1参照)、それに連動してヒータ206をオンにし(時刻s2参照)、温度センサ108の検出温度が所定範囲TTに到達したならば表示を開始する(時刻s3参照)ように、液晶表示装置1を構成してもよい。
Further, as shown in the schematic diagram of FIG. 5, the liquid
温度制御・オフ・モードではヒータ206で電力を消費しないので、温度制御・オン・モードと温度制御・オフ・モードとの選択的な実行によれば、温度制御・オン・モードを常時利用する場合に比べて、消費電力を抑制することが可能である。
Since the
上記構成では補助容量154が液晶容量の2倍以上の容量を有しているので、温度制御・オフ・モードにおいて液晶300の誘電率が低下して液晶容量が低下した場合であっても、安定した表示動作を行うことができる。
In the above configuration, since the
上記構成では、ヒータ206は対向基板200において支持基板202よりも液晶300の近くに配置されている。このため、ヒータ206を支持基板202において液晶パネル10の外面を成す表面上に配置した場合と比較して、熱伝達経路の短縮によって、ヒータ206への供給電力を削減することができるし、液晶300の温度上昇を速くすることができる。なお、例えば支持基板102,202の厚さが液晶300の層厚の100倍程度の場合、液晶300の温度を10℃上昇させるのに必要な熱量(カロリー)およびそれに伴う電力(ワット)を例えば0.1%程度に低減することが可能である。
In the above configuration, the
また、温度センサ108はアレイ基板100において支持基板102よりも液晶300の近くに配置されている。このため、温度センサ108を支持基板202において液晶パネル10の外面を成す表面上に配置した場合と比較して、熱伝達経路の短縮によって、液晶300の温度により近い温度を検出することができるし、液晶300の温度変化に対する温度検出の追従性が高くなる。
The
また、熱絶縁性層104は支持基板102よりも液晶300の側に配置され、熱絶縁性層204は支持基板202よりも液晶300の側に配置されている。さらに、ヒータ206は、熱絶縁性層104に対して(基準にして)液晶300と同じ側に配置され、熱絶縁性層204に対しても液晶300と同じ側に配置されている。すなわち、ヒータ206および液晶300は支持基板102,202よりも熱絶縁性が高い熱絶縁性層104,204間に配置されている。このため、ヒータ206の発熱が支持基板202,102を介して逃げるのを低減することができ、より多くの熱量が液晶300の加熱に利用される。したがって、ヒータ206用の電力の削減および温度上昇の迅速化を向上させることができる。なお、電力削減および温度上昇迅速化の向上効果は、熱絶縁性層104,204のいずれか一方だけでも得られるが、熱絶縁性層104,204の両方を設けることによって、より大きくなる。
Further, the
また、温度センサ108も熱絶縁性層104に対しても熱絶縁性層204に対しても液晶300と同じ側に配置されている。このため、温度センサ108と液晶300とが熱絶縁性層104に対して別々の側に配置されている場合に比較して、温度センサ108が検出する温度の変化が大きい。したがって、温度検出をより正確に行うことができ、その結果、上記温度制御をより正確に行うことができる。
The
また、液晶パネル10とバックライト12とは介在部品14を介して隣接し、この介在部品14は液晶パネル10との接触箇所よりも熱絶縁性が高いので、液晶パネル10の熱が介在部品14を介してバックライト12の側へ逃げるのを低減することができる。したがって、ヒータ206用の電力の削減および温度上昇の迅速化をいっそう図ることができる。なお、介在部品14は、バックライト12その他の液晶パネル10の隣に配置された部品との間に適用することが可能であり、例えば液晶パネル10を支持する部品との間に適用可能である。
In addition, the
また、ヒータ206を透光性材料の膜を利用して構成する場合を例示したが、この場合、当該膜を対向基板200の全面に設けることができパターニングの必要性がない。これに対して、ヒータ206を例えば遮光性膜208と同じ平面パターンに形成することも可能であり、この場合にはヒータ206の材料は透光性である必要がない。ここで、遮光性膜208へ給電することによって遮光性膜208が発するジュール熱を利用して液晶300を加熱することが可能であり、すなわち遮光性膜208をヒータとしても利用することが可能である。この場合、ヒータ206を別途設ける必要がないので、液晶パネル10の構成が簡略化できる。同様に、透光性材料の膜で構成された共通電極214をヒータとしても利用することが可能であり、この場合も液晶パネル10の構成が簡略化できる。
In addition, although the case where the
また、温度センサ108は半導体層106と異なる材料で構成することも可能である。これに対して、上記のように温度センサ108を半導体層106と同じ材料で構成することにより、半導体層106と同時に(並行して)形成することが可能となり、製造工程が少なくて済む。
Further, the
また、温度センサ108はゲート電極112と同層、すなわちゲート絶縁膜110上に配置してもよく、この場合、温度センサ108をゲート電極112または補助容量電極114と同じ材料で構成することが可能である。同様に、温度センサ108を、ソース電極118等と同層に配置し、ソース電極118等と同じ材料で構成することも可能である。温度センサ108は液晶300に近いほど液晶300の温度をより正確に検出することができる。
Further, the
また、ヒータ206は、アレイ基板100に設けてもよいし、アレイ基板100および対向基板200の両方に設けてもよい。同様に、温度センサ108は、対向基板200に設けてもよいし、アレイ基板100および対向基板200の両方に設けてもよい。
The
また、上記ではヒータ206を利用する構成を例示したが、液晶パネル10等の動作時の発熱を有効利用することによって、ヒータ206を設けない場合であっても、液晶300を周囲の温度よりも高くすることは可能である。この場合、熱絶縁性層104,204が液晶300の温度上昇および保温に貢献する。
In the above description, the configuration using the
次に、液晶表示装置1を応用してフィールドシーケンシャル方式によるカラー表示を行う場合を説明する。
Next, a case where color display by the field sequential method is performed by applying the liquid
図6にフィールドシーケンシャル方式を説明する模式図を示す。フィールドシーケンシャル方式では、例えば赤色と緑色と青色との各画像を時分割で順次に切り替えて表示することによって混色するカラー表示方式である。例えば赤色画像を表示するための期間(時間)は、TFTスキャン期間と、液晶応答期間と、バックライト(BL)点灯期間とを含んでいる。TFTスキャン期間とは、液晶パネルの画素TFTをスキャンして各画素電極に赤色画像での対応する電位を印加する期間である。液晶応答時間とは、画素電極への電位印加によって液晶が応答する期間である。BL点灯期間とは、液晶応答後に赤色のバックライト(BL)光を点灯させて実際に赤色画像を映し出す期間である。緑色画像および青色画像を表示するための期間についても同様である。 FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the field sequential method. The field sequential method is a color display method in which, for example, red, green, and blue images are mixed and displayed by sequentially switching and displaying each image in a time division manner. For example, a period (time) for displaying a red image includes a TFT scan period, a liquid crystal response period, and a backlight (BL) lighting period. The TFT scan period is a period in which the pixel TFT of the liquid crystal panel is scanned and a corresponding potential in a red image is applied to each pixel electrode. The liquid crystal response time is a period in which the liquid crystal responds by applying a potential to the pixel electrode. The BL lighting period is a period in which a red backlight (BL) light is turned on after the liquid crystal response to actually display a red image. The same applies to the period for displaying the green image and the blue image.
フィールドシーケンシャル方式では、1フィールド期間(=1/60秒)内に各色の画像を切り替えて表示するので、上記各色の画像を表示するための期間は1/180秒以下、すなわち約5.6ミリ秒以下である。ここで、TFTスキャン期間の長さは液晶パネル10の走査線数によって固定されるので、また、BL点灯期間の短縮化は輝度の低減に繋がるので、液晶応答期間の短縮化、すなわち液晶の高速駆動化が求められる。
In the field sequential method, images of each color are switched and displayed within one field period (= 1/60 seconds), so the period for displaying the images of each color is 1/180 seconds or less, that is, about 5.6 mm. Less than a second. Here, since the length of the TFT scanning period is fixed by the number of scanning lines of the
液晶表示装置1によれば、温度制御・オン・モードによる高速駆動が可能であるので、フィールドシーケンシャル方式への応用が容易である。液晶表示装置1においてフィールドシーケンシャル方式によるカラー表示を行う場合、バックライト12は、上記の例の場合、赤色と緑色と青色との各バックライト光を時分割で順次に出射可能に構成される。例えば、赤色と緑色と青色と各光源が設けられ、順次に切り換えて点灯させる。また、フィールドシーケンシャル方式では、カラーフィルタが不要なので、図7の断面図に示すように上記構成からカラーフィルタ210を取り除いた液晶パネル10が適用可能である。
Since the liquid
一般的に、フィールドシーケンシャル方式では、高速駆動に適したOCBモードの液晶パネルが用いられる。しかし、液晶表示装置1によれば、温度制御・オン・モードを利用した高速駆動によって、OCBモードだけでなく、TNモード等によってもフィールドシーケンシャル方式が可能になる。例えば検出温度についての上記所定範囲TTを液晶300が約40℃以上になる温度範囲に設定することによって、OCBモード、TNモードその他の各種のモードの液晶パネル10を適用することが可能である。
In general, in the field sequential method, an OCB mode liquid crystal panel suitable for high-speed driving is used. However, according to the liquid
なお、液晶表示装置1でフィールドシーケンシャル方式によるカラー表示を行う場合、各色の画像の表示順序、分割された各画像の色等は上記の例に限られない。
In addition, when performing color display by the field sequential method with the liquid
フィールドシーケンシャル方式では、上記各色の画像が混色されずに分離して視認される現象、カラーブレイク(またはカラーブレイクアップ)が生じる場合がある。このカラーブレイクは、上記約5.6ミリ秒よりもさらに高速に各色の画像を切り替えることによって、例えばフィールド周波数に対して2倍速以上である2.8ミリ秒以下の時間で各色の画像を切り替えることによって抑制可能である。 In the field sequential method, there is a case in which a color break (or color break-up) occurs in which the images of the respective colors are separated and visually recognized without being mixed. In this color break, by switching the image of each color at a higher speed than the above-mentioned about 5.6 milliseconds, for example, the image of each color is switched in a time of 2.8 milliseconds or less, which is twice or more the field frequency. Can be suppressed.
ここで、図3のグラフを参照するとOCBモードにおいて、液晶の温度が約25℃以上の場合に上記2.8ミリ秒以下の応答時間を実現可能であることが分かる。さらに、液晶の温度が約40℃以上の場合には、上記2.8ミリ秒以下の応答時間とともに、温度依存性が低く安定した応答時間が実現可能であることが分かる。このため、上記所定範囲TTを液晶300が約25℃以上になる温度範囲または液晶300が約40℃以上になる温度範囲に設定することよって、カラーブレイクを抑制することができる。TNモード等についても同様の傾向が当てはまる。
Here, referring to the graph of FIG. 3, it can be seen that in the OCB mode, when the temperature of the liquid crystal is about 25 ° C. or higher, the response time of 2.8 milliseconds or less can be realized. Further, it can be seen that when the temperature of the liquid crystal is about 40 ° C. or higher, a stable response time with low temperature dependency can be realized with the response time of 2.8 milliseconds or less. Therefore, the color break can be suppressed by setting the predetermined range TT to a temperature range in which the
1 液晶表示装置、10 液晶パネル、14 介在部品、100 アレイ基板、102 支持基板、104 熱絶縁性層、108 温度センサ、154 補助容量、200 対向基板、202 支持基板、204 熱絶縁性層、206 ヒータ、208 遮光性膜、214 共通電極、300 液晶。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記熱絶縁性層は、前記熱絶縁性層が形成された基板の支持基板よりも熱絶縁性が高く、
前記ヒータは、前記熱絶縁性層に対して前記液晶側に配置され、
前記液晶を周囲の温度よりも高い温度に保持可能に構成され、
前記熱絶縁性層が形成された基板とは別の基板の支持基板と前記液晶との間に、別の熱絶縁性層および前記温度センサが形成され、
前記別の熱絶縁性層は、前記別の熱絶縁性層が形成された基板の支持基板よりも熱絶縁性が高く、
前記温度センサは、前記別の熱絶縁性層に対して前記液晶側に配置されている、
液晶表示装置。 A pair of substrates each having a supporting substrate; a liquid crystal sealed between the pair of substrates; a thermal insulating layer formed between the supporting substrate of one of the pair of substrates and the liquid crystal; A liquid crystal panel including a heater and a temperature sensor formed on one of the pair of substrates and disposed on the liquid crystal side with respect to the support substrate of the formed substrate ;
The thermal insulation layer is higher in thermal insulation than the support substrate of the substrate on which the thermal insulation layer is formed,
The heater is disposed on the liquid crystal side with respect to the heat insulating layer,
The liquid crystal is configured to be held at a temperature higher than the ambient temperature ,
Another thermal insulating layer and the temperature sensor are formed between a support substrate of the substrate different from the substrate on which the thermal insulating layer is formed and the liquid crystal,
The another heat insulating layer is higher in heat insulation than the support substrate of the substrate on which the other heat insulating layer is formed,
The temperature sensor is disposed on the liquid crystal side with respect to the another heat insulating layer,
Liquid crystal display device.
前記周囲の温度よりも高い温度は40℃以上である、
液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1,
The temperature higher than the ambient temperature is 40 ° C. or higher.
Liquid crystal display device.
前記周囲の温度よりも高い温度を保持するための温度保持制御を実行しつつ前記液晶パネルを駆動する温度制御・オン・モードを実行可能に構成されている、 The temperature control / on mode for driving the liquid crystal panel while executing the temperature holding control for holding a temperature higher than the ambient temperature is configured to be executable.
液晶表示装置。 Liquid crystal display device.
前記温度制御・オン・モードと、前記温度保持制御を実行せずに前記液晶パネルを駆動する温度制御・オフ・モードとを選択的に実行可能に構成されている、 The temperature control / on mode and the temperature control / off mode for driving the liquid crystal panel without executing the temperature holding control can be selectively executed.
液晶表示装置。 Liquid crystal display device.
前記液晶パネルに接触して配置された介在部品をさらに備え、 Further comprising an interposition component disposed in contact with the liquid crystal panel,
前記介在部品は、前記介在部品が接触する支持基板よりも熱絶縁性が高い材料を含んで構成されている、 The interposed component is configured to include a material having higher thermal insulation than the support substrate with which the interposed component contacts.
液晶表示装置。 Liquid crystal display device.
前記液晶表示装置はフィールドシーケンシャル方式によるカラー液晶表示装置である、 The liquid crystal display device is a color liquid crystal display device by a field sequential method.
液晶表示装置。 Liquid crystal display device.
前記液晶パネルはOCBモードの液晶パネルである、 The liquid crystal panel is an OCB mode liquid crystal panel.
液晶表示装置。 Liquid crystal display device.
フィールド周波数に対して2倍速以上で前記液晶パネルを駆動する、 Driving the liquid crystal panel at a speed at least twice the field frequency;
液晶表示装置。 Liquid crystal display device.
前記ヒータは透光性膜を利用して構成されている、 The heater is configured using a translucent film,
液晶表示装置。 Liquid crystal display device.
前記液晶パネルは画素に対応して開口した遮光性膜をさらに含んで構成され、 The liquid crystal panel further includes a light-shielding film opened corresponding to the pixel,
前記ヒータは前記遮光性膜を利用して構成されている、 The heater is configured using the light-shielding film,
液晶表示装置。 Liquid crystal display device.
前記一対の基板のそれぞれの基板の支持基板はガラス基板であり、前記熱絶縁性層は樹脂層である、 The support substrate of each of the pair of substrates is a glass substrate, and the thermally insulating layer is a resin layer.
液晶表示装置。 Liquid crystal display device.
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