JP2009175272A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製造歩留まりを低下させることなく焼き付き現象の発生を抑制し、良好な表示品位の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】第１基板１０１と、第１基板１０１と対向するように配置された第２基板１０２と、第１基板１０１および第２基板１０２との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置であって、第１基板１０１は、第１電極ＰＥと、絶縁層ＬＥを介して第１電極ＰＥと対向するように配置された第２電極ＣＥと、を有し、第１電極ＰＥは、画素電極部と、画素電極部間に設けられ画素電極部を画成する第１スリットＳＬ１とを有し、第２電極ＣＥは、第１スリットＳＬ１と対向するように配置された対向電極部と、画素電極部と対向するように設けられた第２スリットＳＬ２を有する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、液晶表示装置に関し、特にアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、一般に、アレイ基板とアレイ基板と対向して配置される対向基板と、これらアレイ基板と対向基板との間に挟持された液晶層とを備える液晶表示パネルを有している。

近年では、液晶表示装置の、高精細化、小型化、そして広視野角化が要求されている。広視野角化を図る方法として、ガラス基板に対して面内方向の電界、すなわち横電界を発生させ、この横電界で液晶分子を基板に平行な面内で回転させることで透過率を変化させるＩＰＳ（In Plane Switching Mode）モードやＦＦＳ（Fringe-Field Switching）モードの液晶表示装置が提案されている。

ＦＦＳモードの液晶表示装置では、対向電極上に絶縁層を介して画素電極を配置し、画素電極にスリットを設け、そのスリットを利用することで、画素電極から共通電極へ向かう電界を発生させている。この電界は、横方向電界と共に電極の縁の近傍で基板に垂直な方向にも電界成分を有しており、この基板に垂直な方向の電界成分によって電極上方に位置する液晶分子も駆動することができる。

ここで、上記のようなＦＦＳモードの液晶表示装置では、画素電極と対向電極との間には絶縁層が配置され、液晶の駆動に用いる電界は画素電極と対向電極とに印加される電圧により生じる。このとき、画素電極と対向電極とに印加される電圧により、画素電極と対向電極との間に配置された絶縁層に容量成分が生じることとなる。このように絶縁層に容量成分が生じた場合には、特に電極の縁近傍で分極し、焼き付き現象が発生する場合があった。

この焼き付き現象の発生を抑制するために、画素電極と対向電極との間に配置された絶縁層に開口部を設け、画素電極と対向電極との間に印加される電圧によって絶縁層に生じる容量成分を減少させる液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００７−１８３２９９公報

しかし、上記のように絶縁層に開口部を設けた場合には、液晶表示装置の高精細化および小型化に伴い、画素電極と対向電極とを絶縁状態とすることが困難となり、製造歩留まりが低下する場合があった。

本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、製造歩留まりを低下させることなく焼き付き現象の発生を抑制し、良好な表示品位の液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の態様による液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、前記第１および第２基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置であって、前記第１基板は、第１電極と、絶縁層を介して前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、を有し、前記第１電極は、画素電極部と、前記画素電極部間に設けられ前記画素電極部を画成する第１スリットとを有し、前記第２電極は、前記第１スリットと対向するように配置された対向電極部と、前記画素電極部と対向するように設けられた第２スリットを有する。

本発明によれば、製造歩留まりを低下させることなく焼き付き現象の発生を抑制し、良好な表示品位の液晶表示装置を提供することができる。

以下、この発明の一実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。本実施形態に係る液晶表示装置は、図１に示すように、互いに対向するように配置された一対の基板、すなわち、アレイ基板１０１および対向基板１０２と、この一対の基板１０１、１０２間に挟持された液晶層（図示せず）と、を有する液晶表示パネル１を有している。

図１に示すように、液晶表示パネル１は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸからなる表示部１１０を有している。アレイ基板１０１は、表示部１１０において、複数の表示画素ＰＸが配列する行に沿って延びる走査線ＹＬ（ＹＬ１〜ＹＬｍ）と、複数の表示画素ＰＸが配列する列に沿って延びる信号線ＸＬ（ＸＬ１〜ＸＬｎ）と、対向電圧供給配線ＣＯＭが配置されている。

複数の表示画素ＰＸのそれぞれは、アレイ基板１０１上において、走査線ＹＬと信号線ＸＬとの交差部近傍に配置された画素スイッチＳＷを有している。画素スイッチＳＷは、スイッチング素子として、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有している。画素スイッチＳＷのゲート端子は、対応する走査線ＹＬに電気的に接続されている。画素スイッチＳＷのソース端子は、対応する信号線ＸＬに電気的に接続されている。画素スイッチＳＷのドレイン端子は、表示画素ＰＸのそれぞれに配置された画素電極ＰＥ（図２に示す）に接続されている。

表示部１１０の周囲には、走査線ＹＬが接続された走査線駆動回路１２１と、信号線ＸＬが接続された信号線駆動回路１２２と、対向電圧供給回路（図示せず）が配置されている。走査線駆動回路１２１は、走査線ＹＬを順次駆動して、表示画素ＰＸのそれぞれに設けられた画素スイッチＳＷのソース−ドレイン間を導通状態とする。信号線駆動回路１２２は、信号線ＸＬを順次駆動して、画素スイッチＳＷを介して対応する表示画素ＰＸの画素電極ＰＥにソース電圧を印加する。対向電圧供給回路は、対向電圧供給配線ＣＯＭを介して対向電極ＣＥに対向電圧を供給する。

本実施形態に係る液晶表示装置では、図２および図３に示すように、アレイ基板１０１は、絶縁性透明基板ＰＴ上に配置された対向電極ＣＥと、対向電極ＣＥの上層に絶縁層Ｌ１を介して配置された画素電極ＰＥとを有している。画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとは絶縁層Ｌ１を介して対向するように配置されている。画素電極ＰＥは略矩形状であって、表示画素ＰＸのそれぞれに配置されている。これら画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとは、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）によって形成されている。

図２および図３に示すように、画素電極ＰＥは画素電極部ＰＥ１と、画素電極部ＰＥ１間に設けられた第１スリットＳＬ１とを有している。図３に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置では、画素電極ＰＥの画素電極部ＰＥ１の幅は約３μｍであって、第１スリットＳＬ１の幅は約５μｍである。

対向電極ＣＥは、絶縁層Ｌ１を介して第１スリットＳＬ１と対向するように配置された対向電極部ＣＥ１と、絶縁層Ｌ１を介して画素電極部ＰＥ１の少なくとも一部と対向するように配置された第２スリットＳＬ２を有している。

本実施形態に係る液晶表示装置では、第２スリットＳＬ２の幅は、画素電極ＰＥの画素電極部ＰＥ１の幅と略等しく、約３μｍである。すなわち、画素電極部ＰＥ１の下層には対向電極ＣＥの第２スリットＳＬ２が配置され、画素電極ＰＥの画素電極部ＰＥ１の下層では絶縁層Ｌ１に容量成分が生じない。

また、本実施形態に係る液晶表示装置では、対向電極ＣＥの第２スリットＳＬ２の面積が、第２スリットＳＬ２を設ける前の対向電極ＣＥの面積（以下、容量面積）の約３６％となるように第２スリットＳＬ２を設けた。

なお、第２スリットＳＬ２は、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとに印加される電圧によって絶縁層Ｌ１に生じる容量成分を減少させるように配置されれば良く、画素電極ＰＥの電極部の少なくとも一部と対向するように設けられれば良い。したがって、第２スリットＳＬ２の幅と画素電極ＰＥの幅とを等しくする必要はない。

例えば、本実施形態に係る液晶表示装置では、第２スリットＳＬ２の面積は、第２スリットを設ける前のＳＬ２対向電極ＣＥの面積の約３６％であったが、これに限るものではない。

画素電極ＰＥの電極部には、信号線ＸＬを介してそれぞれの表示画素ＰＸに対応するソース電圧が印加される。対向電極ＣＥには対向電圧供給配線ＣＯＭを介して対向電圧が印加される。したがって、画素電極の電極部および対向電極の周囲には、ソース電圧と対向電圧とに印加される電圧によって電界が生じる。この電界は、アレイ基板１０１の基板面と略平行な方向の電界成分とアレイ基板１０１の基板面に略垂直な方向の電界成分とを有している。この電界によって、液晶層に含まれる液晶分子が駆動される。

カラー表示タイプの液晶表示装置では、複数種類の表示画素ＰＸ、例えば赤を表示する赤色画素、緑を表示する緑色画素、青を表示する青色画素を有している。例えば、赤色画素は、赤色の主波長の光を透過する赤色カラーフィルタ（図示せず）を備えている。緑色画素は、緑色の主波長の光を透過する緑色カラーフィルタ（図示せず）を備えている。青色画素は、青色の主波長の光を透過する青色カラーフィルタ（図示せず）を備えている。これらのカラーフィルタは、例えば、対向基板１０２上に配置されている。

アレイ基板１０１と対向基板１０２とは、表示部１１０の周囲を囲むように配置されたシール材（図示せず）によって互いに対向するように固定されている。

本実施形態に係る液晶表示装置と、図５に示すように対向電極ＣＥに第２スリットＳＬ２を設けていない液晶表示装置（以下、比較例に係る液晶表示装置と言う）とについての評価結果の一例を図４に示す。図４は、横軸を時間(ｈ)、縦軸を焼き付きレベル（Ｌ１〜Ｌ５）とし、本実施形態に係る液晶表示装置と比較例に係る液晶表示装置とについて以下のように焼き付き評価を行った際の、時間経過と焼き付きレベルとの関係を示している。

この評価では、２つの本実施形態に係る液晶表示装置と、１つの比較例に係る液晶表示装置とを用意し、これらについて評価を行った。図４に示すグラフＧＲ１は、本実施形態に係る液晶表示装置の焼き付きレベルの平均値を示すものであって、グラフＧＲ２は、比較例に係る液晶表示装置の焼き付きレベルを示すものである。

２つの本実施形態に係る液晶表示装置と、１つの比較例に係る液晶表示装置を用意し、これらの液晶表示装置に焼き付きパターンを表示させる。この評価では、焼き付きパターンとして、例えば６画素単位の白黒市松模様を表示させた。なお、焼き付きパターンとしては、これに限らず、焼き付き現象の有無の評価を行う際に適宜適切な表示を採用することが出来る。この焼き付きパターンを表示させて所定時間ごとに焼き付きレベルを５段階（Ｌ１〜Ｌ５）で評価した。

なお、焼き付きレベルについて、レベルＬ５とは全く焼き付きが視認されないレベル、レベルＬ４とは視野角を大きくすると薄く焼き付きが視認されるが正面からは全く焼き付きが視認されないレベル、レベルＬ３とは輝度を下げるフィルタを通した場合に焼き付きが視認されるレベル、レベルＬ２とは明らかに焼き付きが視認されるレベル、レベル１とは黒表示状態であっても焼き付きが視認されるレベルである。

なお、この評価では、レベル３に該当するか否かを判断する際に、例えば液晶表示パネル１の輝度を１０％とするフィルタを用いて評価を行った。

上記のように評価を行った結果、図４に示すように、比較例に係る液晶表示装置は評価開始から２時間以内で焼き付きレベルがレベルＬ３以下となった。これに対し、本実施形態に係る液晶表示装置では、評価開始から２５時間経過しても、レベルＬ３以上の表示品位を保持することが出来た。

これは、比較例に係る液晶表示装置では、画素電極ＰＥの下層に対向電極ＣＥが配置されているため、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に配置された絶縁層Ｌ１において容量成分が生じ、画素電極ＰＥの電極部の縁近傍で分極することによって焼き付きが生じやすくなったと考えられる。

これに対し、本実施形態に係る液晶表示装置では、画素電極ＰＥの電極部の下層に対向電極ＣＥの第２スリットＳＬ２を配置しているために、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に配置された絶縁層Ｌ１に生じる容量成分を減少させることができ、したがって画素電極ＰＥの電極部の縁近傍での分極が抑制されることによって焼き付きの発生が抑制することが可能となったと考えられる。

さらに、本実施形態に係る液晶表示装置では、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間には絶縁層Ｌ１が一様に配置されているために、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとが導通することによって製造歩留まりが低下することがない。

なお、本実施形態に係る液晶表示装置の製造工程において、対向電極ＣＥの第２スリットＳＬ２は、第２スリットＳＬ２の部分の電極材料を除去するように形成されたマスクを用いることにより、従来の対向電極ＣＥを形成する工程と同時に形成することが出来る。したがって、上記のように対向電極ＣＥに第２スリットＳＬ２を設けることによって液晶表示装置の製造工程を増加させることはない。

すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、製造歩留まり低下させることなく焼き付き現象の発生を抑制し、良好な表示品位の液晶表示装置を提供することができる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一構成例について説明するための図。 図１に示す液晶表示装置の表示画素の構成例を説明するための図。 図２に示す線III−IIIにおけるアレイ基板の断面の一例を概略的に示す図。 本発明の一実施形態に係る液晶表示装置と比較例に係る液晶表示装置との評価結果の一例を説明するための図。 比較例に係る液晶表示装置のアレイ基板の断面の一例を概略的に示す図。

符号の説明

ＰＸ…表示画素、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…対向電極、Ｌ１…絶縁層、１…液晶表示パネル、ＳＬ１…第１スリット、ＳＬ２…第２スリット、１０１…アレイ基板、１０２…対向基板、１１０…表示部

Claims (2)

1. 第１基板と、前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、前記第１および第２基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置であって、
   前記第１基板は、第１電極と、絶縁層を介して前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、を有し、
   前記第１電極は、画素電極部と、前記画素電極部間に設けられ前記画素電極部を画成する第１スリットとを有し、
   前記第２電極は、前記第１スリットと対向するように配置された対向電極部と、前記画素電極部と対向するように設けられた第２スリットを有する液晶表示装置。
2. 前記画素電極部の幅は、前記第２スリットの幅と略等しい請求項１記載の液晶表示装置。

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