JP2015114375A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表示装置に係り、特に視野角特性の優れた横電界方式の液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly to a horizontal electric field type liquid crystal display device having excellent viewing angle characteristics.
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等を有する画素がマトリクス状に形成されたTFT基板と、TFT基板に対向して、TFT基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタが形成された対向基板が配置され、TFT基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。 In a liquid crystal display device, a pixel substrate and pixels having thin film transistors (TFTs) etc. are formed in a matrix, and a TFT substrate is opposed to the TFT substrate, and a color filter is formed at a location corresponding to the pixel electrode of the TFT substrate. A substrate is disposed, and liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate. An image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal molecules for each pixel.
液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やDSC(Digital Still Camera)等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるIPS(In Plane Switching)方式が優れた特性を有している。 Since liquid crystal display devices are flat and lightweight, they are used in various fields. Small liquid crystal display devices are widely used for mobile phones, DSCs (Digital Still Cameras), and the like. A viewing angle characteristic is a problem in a liquid crystal display device. The viewing angle characteristic is a phenomenon in which luminance changes or chromaticity changes when the screen is viewed from the front and when viewed from an oblique direction. The viewing angle characteristic is excellent in an IPS (In Plane Switching) system in which liquid crystal molecules are operated by a horizontal electric field.
液晶表示装置では、画素がマトリクス状に配置した表示領域と周辺領域が存在する。周辺領域には、ダミー画素領域、周辺配線領域、TFT基板と対向基板を接着するシール部とが存在している。表示領域と周辺領域とは信号電圧のかかり方等が急激に変化するために、特に表示領域の最外側の画素部分にイオンや不純物が掃き寄せられて、この部分において、光もれや、表示むらを生ずる場合が多い。 In a liquid crystal display device, there are a display area in which pixels are arranged in a matrix and a peripheral area. In the peripheral region, there are a dummy pixel region, a peripheral wiring region, and a seal portion for bonding the TFT substrate and the counter substrate. Since how the signal voltage is applied changes rapidly between the display area and the peripheral area, ions and impurities are swept into the outermost pixel part of the display area. Often causes unevenness.
特許文献1には、表示領域最外周の画素が信号印加領域と隣接する構成が記載されている。このような構成においては、表示領域最外画素の外側には映像信号線が存在しておらず、信号印加領域におけるゲート配線とコモン配線の電位差によるイオンのトラップが発生し、その結果、この部分における光もれが発生する。
この問題を対策するために、特許文献1では表示領域最外画素を他の画素よりも大きく、画素電極を信号印加領域に形成した構成が記載されている。この構成であれば、画素電極によって、最外の画素にのみ発生する信号印加領域の影響を抑制することが出来る。しかし、この構成は、表示領域最外の画素を他の画素よりも大きくしたことにより、他の画素との面積のバランスがくずれ、表示領域の最外付近における色バランスが崩れる。また、画素を大きくした分、イオン等の影響を抑制できるが、掃き寄せられるイオンや不純物が多くなった場合は、対処が難しくなる。
In order to cope with this problem,
特許文献2には、表示領域の周辺に異なる電圧を印加する2種類の電極を配置し、この2種類の電極から横電界を発生させることによって、表示領域の周辺に集まったイオンや不純物を表示領域外に移動させる構成が記載されている。この構成は、表示領域最外画素に隣接して、上記2種類の電極を配置する必要があるが、表示領域における画素構造と上記2種類の電極との形状や厚さが異なるために、境界部における平坦性が悪化し、表示領域周辺における表示品質の劣化を招く恐れがある。 In Patent Document 2, two kinds of electrodes for applying different voltages are arranged around the display area, and a horizontal electric field is generated from the two kinds of electrodes to display ions and impurities collected around the display area. A configuration for moving out of the region is described. In this configuration, it is necessary to arrange the two types of electrodes adjacent to the outermost pixel in the display area. However, since the shape and thickness of the pixel structure in the display area and the two types of electrodes are different, There is a risk that the flatness in the area deteriorates and the display quality around the display area deteriorates.
図16は、IPS方式の液晶表示装置において、表示領域1000のコーナー部に不純物、イオン等の影響に起因するむらが発生した場合の様子を示している。図16において、対向基板200にはカラーフィルタが形成された表示領域1000を囲んでブラックマトリクス202が形成されている。一方、TFT基板において、画素が形成された表示領域に隣接する周辺で、対向基板200に形成されたブラックマトリクス202で覆われた部分には、ダミー画素が形成されている。ダミー画素は、表示領域1000の最外画素とその外側において、構造が急激に変化することによる影響を防止するために形成されており、ダミー画素側は表示には寄与しない。
FIG. 16 shows a state where unevenness due to the influence of impurities, ions, etc. occurs in the corner portion of the
TFT基板100は対向基板200よりも大きく形成されており、TFT基板100が1枚となっている部分は端子部150となっており、この部分にICドライバ2000や、図示しないフレキシブル配線基板が接続されている。
The
図16において、表示領域1000の画素には映像信号が印加されており、ダミー画素にはコモン電圧が印加されている。この場合、表示領域1000の画素とダミー画素との間には、常に電圧が発生していることになる。したがって、液晶中のイオンや不純物が表示領域最外画素とダミー画素との間の電界に吸い寄せられて集まってくる。そうすると、このイオンや不純物によって、表示領域最外画素付近に光もれが発生し、表示むらを発生する。
In FIG. 16, a video signal is applied to the pixels in the
この現象は、特に、画面のコーナー部に強く生ずる。図16に示す表示むら90は、この現象によって現れるものである。表示むら90は、全てのコーナーにおいて生ずるとは限らず、液晶の初期配向の向き、電極の形状等によっても影響を受ける。いずれにしても、表示品質を劣化させることには変わりがない。
This phenomenon occurs particularly strongly at the corners of the screen. The
本発明の課題は、以上述べた、画面コーナー部における表示むら90を抑制することである。
An object of the present invention is to suppress the
本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。 The present invention overcomes the above problems, and specific means are as follows.
(1)コモン電極の上に絶縁膜を挟んでスリットを有する画素電極が形成され、TFTを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有し、表示領域の外側にダミー画素が形成されたTFT基板と、カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、TFT基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記表示領域の最外周の画素に印加される信号電圧と同じ電圧を、前記最外画素に隣接する前記ダミー画素に印加することを特徴とする液晶表示装置。 (1) A pixel electrode having a slit is formed on a common electrode with an insulating film interposed therebetween, a pixel having TFTs has a display area formed in a matrix, and a dummy pixel is formed outside the display area A liquid crystal display device having a TFT substrate, a display area in which a color filter is formed, and a counter substrate in which the periphery of the display area is covered with a black matrix, and a liquid crystal layer sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate, A liquid crystal display device, wherein the same voltage as a signal voltage applied to the outermost peripheral pixel of the display region is applied to the dummy pixel adjacent to the outermost pixel.
(2)コモン電極の上に絶縁膜を挟んでスリットを有する画素電極が形成され、TFTを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有し、表示領域の外側にダミー画素が形成されたTFT基板と、カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、TFT基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記液晶層におけるスレッショルド電圧をVthとし、前記表示領域最外の画素の電圧をVavtiveとし、前記最外の画素に隣接するダミー画素に印加する電圧をVdummyとした場合、VactiveがVcom≦Vactive<Vthを満たす場合、Vdummy=Vactiveとし、VactiveがVth≦Vactiveを満たす場合、Vdummy=Vthとすることを特徴とする液晶表示装置。 (2) A pixel electrode having a slit is formed on the common electrode with an insulating film interposed therebetween, a pixel having TFTs has a display area formed in a matrix, and a dummy pixel is formed outside the display area A liquid crystal display device having a TFT substrate, a display area in which a color filter is formed, and a counter substrate in which the periphery of the display area is covered with a black matrix, and a liquid crystal layer sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate, When the threshold voltage in the liquid crystal layer is Vth, the voltage of the pixel outside the display region is Vactive, and the voltage applied to the dummy pixel adjacent to the outermost pixel is Vdummy, Vactive is Vcom ≦ Vactive <Vth. When satisfying, Vdummy = Vactive, and Vactive satisfies Vth ≦ Vactive If a liquid crystal display device, characterized in that the Vdummy = Vth.
(3)コモン電極の上に絶縁膜を挟んでスリットを有する画素電極が形成され、TFTを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有し、表示領域の外側にダミー画素が形成されたTFT基板と、カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、TFT基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記表示領域の表示画面の平均輝度に相当する信号電圧を前記表示領域最外の画素に隣接するダミー画素に印加することを特徴とする液晶表示装置。 (3) A pixel electrode having a slit is formed on the common electrode with an insulating film interposed therebetween, a pixel having a TFT has a display area formed in a matrix, and a dummy pixel is formed outside the display area A liquid crystal display device having a TFT substrate, a display area in which a color filter is formed, and a counter substrate in which the periphery of the display area is covered with a black matrix, and a liquid crystal layer sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate, A liquid crystal display device, wherein a signal voltage corresponding to an average luminance of a display screen in the display area is applied to a dummy pixel adjacent to a pixel outside the display area.
本発明によれば、液晶表示装置中のイオンや不純物を周辺のブラックマトリクスで遮光された部分に移動させるので、表示領域最外周の画素にイオンや不純物が集められることによる、特に画面コーナーにおける表示むらを防止することが出来る。 According to the present invention, ions and impurities in the liquid crystal display device are moved to a portion shielded from light by the surrounding black matrix. Unevenness can be prevented.
図1は、本発明が適用される製品の例である、携帯電話等に使用される小型の液晶表示装置の平面図である。図1において、TFT基板100の上に対向基板200が配置されている。TFT基板100と対向基板200の間に後述する液晶層が挟持されている。TFT基板100と対向基板200とはブラックマトリクス202によって覆われた額縁部に形成された後述するシール材によって接着している。図1においては、液晶は滴下方式によって封入されるので、封入孔は形成されていない。
FIG. 1 is a plan view of a small liquid crystal display device used in a mobile phone or the like, which is an example of a product to which the present invention is applied. In FIG. 1, a
TFT基板100は対向基板200よりも大きく形成されており、TFT基板100が対向基板200よりも大きくなっている部分には、液晶セル1に電源、映像信号、走査信号等を供給するための端子部150が形成されている。
The
端子部150には、ICドライバ2000が配置され、図示しないフレキシブル配線基板が接続されることは図16において説明したとおりである。図1の表示領域1000には、多数の画素がマトリクス状に形成されている。また、対向基板がブラックマトリクス202で覆われている周辺領域のTFT基板側には後述するダミー画素、周辺配線、TFT基板と対向基板を接着するシール材等が形成されている。
As described with reference to FIG. 16, the
図2は図1に示す表示領域1000の画素部の構造を示す断面図である。図2は、本発明が適用されるIPS方式液晶表示パネルの構造について説明するものである。図2において、ガラス基板100の上にSiNからなる第1下地膜101およびSiO2からなる第2下地膜102がCVD(Chemical Vapor Deposition)によって形成される。第1下地膜101および第2下地膜102の役割はガラス基板10からの不純物が半導体層103を汚染することを防止することである。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the pixel portion of the
第2下地膜102の上には半導体層103が形成される。この半導体層103は第2下地膜102に上にCVDによってa−Si膜を形成し、これをレーザアニールすることによってpoly−Si膜に変換したものである。このpoly−Si膜をフォトリソグラフィによってパターニングする。
A
半導体膜103の上にはゲート絶縁膜104が形成される。このゲート絶縁膜104はTEOS(テトラエトキシシラン)によるSiO2膜である。この膜もCVDによって形成される。その上にゲート電極105が形成される。ゲート電極105は走査信号線と同層で、同時に形成される。ゲート電極105は例えば、MoW膜によって形成される。ゲート配線105の抵抗を小さくする必要があるときはAl合金が使用される。
A
ゲート電極105はフォトリソグラフィによってパターニングされるが、このパターニングの際に、イオンインプランテーションによって、リンあるいはボロン等の不純物をpoly−Si層にドープしてpoly−Si層にソースSあるいはドレインDを形成する。また、ゲート電極105のパターニングの際のフォトレジストを利用して、poly−Si層のチャネル層と、ソースSあるいはドレインDとの間にLDD(Lightly Doped Drain)領域を形成する。
The
その後、ゲート電極105あるいはゲート配線105を覆って層間絶縁膜106をSiO2によって形成する。層間絶縁膜106はゲート配線105とソース電極107を絶縁するためである。層間絶縁膜106の上にソース電極107が形成される。ソース電極107は、スルーホール130を介して画素電極112と接続する。図2においては、ソース電極107は広く形成され、TFTを覆う形となっている。一方、TFTのドレインDは、図示しない部分においてドレイン電極と接続している。
Thereafter, an
ソース電極107はドレイン電極及びドレイン電極に接続される映像信号線と同層で、同時に形成される。ソース電極107あるいは映像信号線(以後ソース電極107で代表させる)は、抵抗を小さくするために、AlSi合金が使用される。AlSi合金はヒロックを発生したり、Alが他の層に拡散したりするので、MoWによるバリア層、およびSDキャップ層によってAlSiをサンドイッチする構造がとられている。
The
ソース電極107とTFTのソースSを接続するために、ゲート絶縁膜104と層間絶縁膜106にスルーホールが形成され、TFTのソースSとソース電極107とが接続される。ソース電極107を覆って無機パッシベーション膜(絶縁膜)108が形成され、TFT全体を保護する。無機パッシベーション膜108は第1下地膜101と同様にCVDによって形成される。
In order to connect the
無機パッシベーション膜108を覆って有機パッシベーション膜109が形成される。有機パッシベーション膜109は感光性のアクリル樹脂で形成される。有機パッシベーション膜は、アクリル樹脂の他、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等でも形成することが出来る。有機パッシベーション膜109は平坦化膜としての役割を持っているので、厚く形成される。有機パッシベーション膜109の膜厚は1〜4μmであるが、多くの場合は2μm程度である。
An
画素電極110とソース電極107との導通を取るために、無機パッシベーション膜108および有機パッシベーション膜109にスルーホール130が形成される。有機パッシベーション膜109は感光性の樹脂を使用している。感光性の樹脂を塗付し、仮焼成して固化した後、この樹脂を露光すると、光が当たった部分のみが特定の現像液に溶解する。すなわち、感光性樹脂を用いることによって、フォトレジストの形成を省略することが出来る。有機パッシベーション膜109にスルーホールを形成したあと、230℃程度で有機パッシベーション膜を焼成することによって有機パッシベーション膜が完成する。
In order to establish conduction between the
有機パッシベーション膜109をレジストとしてドライエッチにより無機パッシベーション膜108にスルーホールを形成する。こうして、ドレイン電極130と画素電極110を導通するためのスルーホール130が形成される。有機パッシベーション膜109は厚いので、スルーホール130の上側と下側では、孔の大きさが異なる。
Through holes are formed in the
このようにして形成された有機パッシベーション膜109の上面は平坦となっている。有機パッシベーション膜109の上にアモルファスITO(Indium Tin Oxide)をスパッタリングによって被着し、フォトレジストによって、パターニングした後、蓚酸でエッチングし、コモン電極110のパターニングを行う。コモン電極110はスルーホール130を避けて、平面ベタで形成される。その後、230℃で焼成して、ITOを多結晶化して、電気抵抗を低下させる。コモン電極110は透明電極であるITOによって形成され、厚さは例えば、77μmである。
The upper surface of the
その後、コモン電極110を覆って、層間絶縁膜111をCVDによって成膜する。このときのCVDの温度条件は、230℃程度であり、これは低温CVDと呼ばれる。その後、フォトリソグラフィ工程によって、層間絶縁膜111のパターニングを行う。図2においては、有機パッシベーション膜109のスルーホール113内壁には層間絶縁膜111は形成されていない。
Thereafter, an
ところで、他の膜、例えば、第1下地膜101、無機パッシベーション膜108等をCVDで形成する時は、300℃以上で行われる。一般に、CVD膜等は、高温で形成したほうが、下地膜との接着力は強くすることが出来る。しかし、層間絶縁膜111の下には有機パッシベーション膜109がすでに形成されているので、230℃以上の高温にすると、有機パッシベーション膜109の特性が変化するので、層間絶縁膜111の形成は低温CVDで行われる。本実施例では、図2に示すように、層間絶縁膜111をスルーホール113の内壁に形成せず、有機パッシベーション膜109の平坦部のみに形成している。層間絶縁膜へのストレスを軽減するためである。但し、層間絶縁膜の接着力が問題にならない場合等は、層間絶縁膜がスルーホールの内部にまで形成される場合もある。
By the way, when other films such as the
層間絶縁膜111の上にアモルファスITOをスパッタリングし、フォトリソグラフィ工程によって、櫛歯状の画素電極112を形成する。画素電極112はスルーホール113を介してソース電極107と接続する。画素電極112には信号電圧が印加され、コモン電極110との間に発生する電界によって、液晶分子を回転させ、画素毎に液晶層の光の透過量を制御し、画像を形成する。画素電極112は透明導電膜であるITOによって形成され、膜厚は、例えば、40nmから70nm程度である。
Amorphous ITO is sputtered on the
図3は、櫛歯状の画素電極112と平面ベタで形成されたコモン電極110の関係を示す平面図である。図3において、画素電極112は、層間絶縁膜を挟んでコモン電極110の上に配置されている。画素電極112の櫛歯1121と櫛歯1121の間のスリット1122を通して、画素電極112上面からコモン電極110に電気力線が伸び、この電気力線によって液晶分子を回転させる。なお、図3の画素電極は、スリットの一方が開放された櫛歯状の電極となっているが、外形が略矩形であって、内側に開口端を有さないスリットを有する電極の場合もある。
FIG. 3 is a plan view showing the relationship between the comb-
図2に戻り、液晶層300を挟んで対向基板200が配置されている。対向基板200の内側には、カラーフィルタ201が形成されている。カラーフィルタ201は画素毎に、赤、緑、青のカラーフィルタが形成されており、カラー画像が形成される。カラーフィルタ201とカラーフィルタ201の間にはブラックマトリクス202が形成され、画像のコントラストを向上させている。なお、ブラックマトリクス202はTFTの遮光膜としての役割も有し、TFTに光電流が流れることを防止している。
Returning to FIG. 2, the
カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202を覆ってオーバーコート膜203が形成されている。カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202の表面は凹凸となっているために、オーバーコート膜203によって表面を平らにしている。オーバーコート膜の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜113が形成されている。なお、図2はIPSであるから、対向電極110はTFT基板100側に形成されており、対向基板200側には形成されていない。本明細書では、対向電極をコモン電極とよぶこともある。
An
図2に示すように、IPSでは、対向基板200の内側には導電膜が形成されていない。そうすると、対向基板200の電位が不安定になる。また、外部からの電磁ノイズが液晶層300に侵入し、画像に対して影響を与える。このような問題を除去するために、対向基板200の外側に外部導電膜210が形成される。外部導電膜210は、透明導電膜であるITOをスパッタリングすることによって形成される。
As shown in FIG. 2, in IPS, a conductive film is not formed inside the
図2におけるTFTは、トップゲートの場合であるが、TFTがボトムゲートの場合もある。また、半導体層がpoly−Siではなく、a−Siの場合もある。いずれの場合も以下に述べる本発明を適用することが出来る。以上で説明した表示領域の画素構成は、以下で説明する実施例において共通である。なお、以上で説明したIPSの構成は、IPS方式の構成の例であって、本発明は他の構成のIPSに対しても適用することが出来る。 The TFT in FIG. 2 is a top gate, but the TFT may be a bottom gate. In some cases, the semiconductor layer is not poly-Si but a-Si. In either case, the present invention described below can be applied. The pixel configuration of the display area described above is common in the embodiments described below. Note that the IPS configuration described above is an example of an IPS configuration, and the present invention can be applied to IPS having other configurations.
以下に本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。以下の実施例における断面図では、対向基板200の外側に形成される外部導電膜210が省略されているが、実際には、外部導電膜210が形成されることが一般的である。本発明は、対向基板200側の外部導電膜210の有無にかかわらず適用することが出来る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. In the cross-sectional views in the following embodiments, the external
図4は、図1の領域BにおけるTFT基板100の平面図である。図4において多数の画素10が形成された表示領域1000の周辺にダミー画素20が形成されている。ダミー画素20の周辺には、周辺配線30、場合によっては駆動回路が形成されている。周辺配線30等の外側にはTFT基板100と対向基板200を接着するためのシール材60が形成されている。
FIG. 4 is a plan view of the
図5は、図1のB領域における対向基板200の平面図である。図5において、TFT基板100の画素10が形成されている部分に対応してカラーフィルタ201が形成されている。カラーフィルタ201とカラーフィルタ201の間にはブラックマトリクス202が形成されているが、図5では単に線で表している。カラーフィルタ201が形成された表示領域1000の周辺にはブラックマトリクス202が形成され、表示領域1000以外を遮光している。対向基板200の周辺には、対向基板200とTFT基板100を接着するためのシール材60が形成されている。
FIG. 5 is a plan view of the
図6は本実施例における図1のA−A断面図である。図6において、TFT基板100において、画素10が形成された表示領域1000の外側にはダミー画素20が形成され、その外側には周辺配線30が形成され、その外側にはシール材60が形成されている。周辺配線30はシール材60とオーバーラップして形成される場合もある。
6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 in the present embodiment. In FIG. 6, on the
図6において、対向基板200側の表示領域1000には、TFT基板100の画素10に対応してカラーフィルタ201が形成され、表示領域1000の外側周辺には、ブラックマトリクス202が形成されている。なお、表示領域1000においてもカラーフィルタ201とカラーフィルタ201の間にはブラックマトリクス202が形成されているが、図6では、単に線で表している。対向基板200とTFT基板100の間には液晶層300が挟持されている。
In FIG. 6, a
本発明の特徴は、画素10における電圧印加とダミー画素20における電圧印加とを従来とは異ならせるものである。表示領域1000における画素10には、映像信号が印加される。一方、ダミー画素20には、従来は、コモン電圧が印加されていた。すなわち、コモン電圧は画像形成には寄与しないので、ノーマリブラックでは、常に黒表示としている。
A feature of the present invention is that the voltage application at the
この場合、表示領域最外周の画素20とダミー画素20との間には、常に電圧が印加された状態である。そうすると、液晶内のイオンや不純物が表示領域最外の画素10とダミー画素20との間の電界に吸い寄せられて、表示領域最外の画素20にイオンや不純物が蓄積される現象が生ずる。そうすると、表示領域最外画素10において、光もれが生ずる。この現象は、特に、表示領域1000のコーナーにおいて顕著に現れるので、図16に示すようなコーナーにおける表示むら90を引き起こす。
In this case, a voltage is always applied between the
本実施例においては、ダミー画素20に印加する電圧をコモン電圧ではなく、表示領域最外周の画素10に印加される映像信号と同じ映像信号を印加する。そうすると、表示領域最外画素10とダミー画素20との電界は生じず、表示領域最外画素10にイオンや不純物が吸い寄せられるという現象を防止することが出来る。すなわち、表示領域最外周の画素に隣接するダミー画素に印加する電圧をVdummyとし、表示領域最外画素に印加する電圧をVactiveとした場合、
Vdummy=Vactive・・・・・(1)
とすることによってコーナーにおける表示むらを防止することが出来る。
In the present embodiment, the voltage applied to the
Vdummy = Vactive (1)
By doing so, display unevenness in the corner can be prevented.
表示画面の輝度は、使用環境、表示画像の種類等によって平均輝度が変化する。Vactiveとして、表示領域最外画素10と同じ信号とする代わりに、表示画像の平均輝度を予想しておき、表示画像の平均輝度を与える信号に相当する信号をダミー画素20に印加しても同様な効果を得ることが出来る。すなわち、表示領域1000のコーナーにおける表示むらを抑えることが出来る。
The average luminance of the display screen varies depending on the use environment, the type of display image, and the like. Instead of using the same signal as that of the
本実施例は、実施例1の構造において、ダミー画素20に印加する電圧を2段階とするものである。すなわち、液晶分子は、印加電圧がゼロの状態からリニアに回転するのではなく、図7に示すように、スレッショルド電圧Vthまでは、液晶分子は殆ど動かない。したがって、Vthまでは、液晶表示装置の透過率はほぼゼロと考えてよい。Vthを超えると、電圧にしたがって、液晶分子の回転が増し、Vdにおいて回転が飽和し、それ以上の電圧を印加しても透過率は殆ど変化しない。したがって、階調表示は、VthとVdとの間でおこなわれる。
In this embodiment, the voltage applied to the
また、液晶層には、液晶の電気分解を防止するために、図8に示すように、映像信号線にはパルスの交流電圧が印加される。この交流電圧は、コモン電極に印加されるコモン電圧Vcomを基準に印加される。図8における信号電圧Vsは一定であり、Vsは、Vthよりも大きい。階調の変化は、図8におけるVsの値を変化させることによって行われる。図7において、Vthは例えば2V、Vdは例えば5Vである
本実施例の駆動方法は、次のような構成となっている。
(1)VactiveがVcom≦Vactive<Vthを満たす場合、
Vdummy=Vactive・・・・・(2)
とする。
(2)VactiveがVth≦Vactiveを満たす場合、
Vdummy=Vth・・・・・(3)
とする。なお、Vdummyとは表示領域最外周の画素に隣接するダミー画素に印加される電圧をいう。
In addition, in order to prevent the liquid crystal layer from being electrolyzed, a pulsed AC voltage is applied to the video signal line as shown in FIG. This AC voltage is applied with reference to a common voltage Vcom applied to the common electrode. The signal voltage Vs in FIG. 8 is constant, and Vs is larger than Vth. The change in gradation is performed by changing the value of Vs in FIG. In FIG. 7, Vth is 2 V, for example, and Vd is 5 V, for example. The driving method of this embodiment has the following configuration.
(1) When Vactive satisfies Vcom ≦ Vactive <Vth,
Vdummy = Vactive (2)
And
(2) When Vactive satisfies Vth ≦ Vactive,
Vdummy = Vth (3)
And Vdummy is a voltage applied to a dummy pixel adjacent to a pixel at the outermost periphery of the display area.
本実施例の有利な点は、ダミー画素20には、Vthよりも高い電圧が印加されないので、ダミー画素20からの光は実質的には発生せず、ダミー画素20からの光もれを防止することが出来る。ここで、図7におけるVthは2V、Vdは5Vであるから、本実施例においては、表示領域最外の画素10とダミー画素20との電界の差は、最大でも3Vであり、従来の駆動方法に対して大きく低減しており、イオンあるいは不純物が表示領域最外画素に吸い寄せられる量は大幅に軽減し、画面コーナーにおける表示むらも抑えることが出来る。
The advantage of this embodiment is that since no voltage higher than Vth is applied to the
図9は、本発明の第3の実施例におけるTFT基板100側の図1の領域Bに対応する平面図である。なお、対向基板200側の平面図は実施例1の図5と同様である。図9において、多数の画素10がマトリクス状に形成された表示領域1000の外側にダミー画素20が形成されている。図9の特徴は、ダミー画素20の外側に第1周辺電極40が形成されている点である。図9における第1周辺電極40の幅はダミー画素20と同じになっているが、これに限らず、もっと幅が小さくともよい。本実施例においては、第1周辺電極40には同一の電圧Vcomが印加されるので、第1周辺電極40は連続した配線でよい。第1周辺電極40の外側には周辺配線30が形成されている。周辺配線30の外側にはTFT基板100と対向基板200を接着するためのシール材60が形成されている。
FIG. 9 is a plan view corresponding to the region B in FIG. 1 on the
図10は、図1のA−A断面に相当する本実施例における断面図である。図10のTFT基板100側において、画素10が形成された表示領域1000の外側にダミー画素20が形成され、ダミー画素20の外側に第1周辺電極40が形成され、その外側に周辺配線30が形成されている。周辺配線30の外側にはTFT基板100と対向基板200を接着するシール材60が形成されている。周辺配線30はシール材60の下側にまで形成される場合もある。図10の対向基板200側は図6と同様なので説明を省略する。TFT基板100と対向基板200の間には液晶層300が挟持されている。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the present embodiment corresponding to the AA cross section of FIG. On the
本実施例における表示領域1000、ダミー画素20、第1周辺電極40に対する電圧印加の方法は次のとおりである。すなわち、表示領域最外周の画素10に印加される信号電圧とダミー画素20に印加する電圧は実施例1または実施例2と同じである。本実施例の特徴は、ダミー画素20の外側に第1周辺電極40を配置し、この第1周辺電極40の電位Vp1をコモン電圧Vcomに保つことである。
A method of applying a voltage to the
このような電圧印加方法であると、第1周辺電極40の電圧は常にダミー画素20の電圧よりも小さい状態となっている。なお、この場合の電圧とは、絶対値を言っている。そうすると、第1周辺電極40とダミー画素20との間につねに電界が存在し、イオンや不純物がこの電界の部分にトラップされる。この部分にトラップされたイオンや不純物の影響は、周辺ブラックマトリクス202によって覆われているので、外部からは視認することは出来ない。この構成によれば、イオンや不純物が表示領域1000には移動してこないので、画面コーナー部における表示むらを安定して防止することが出来る。
With such a voltage application method, the voltage of the first
図11は実施例4における対向基板200の図1におけるB領域に対応する平面図である。図11において、カラーフィルタ201が形成されている表示領域1000の外側にブラックマトリクス202が形成されており、周辺にシール材60が形成されていることは図5と同様である。図11が図5と異なる点は、第2周辺電極50が表示領域1000の端部と距離をおいて形成されている点である。この第2周辺電極50は、TFT基板100側のダミー画素20との間の電界によってイオンや不純物をトラップするためのものである。本実施例においては、第2周辺電極50には同一のVcomが印加されるので、連続した膜でよい。
FIG. 11 is a plan view corresponding to the region B in FIG. In FIG. 11, the
図12は本実施例における図1のA−A断面に相当する断面図である。図12において、TFT基板100側は実施例1等における図6と同様であるので、説明を省略する。TFT基板100と対向基板200の間には液晶層300が挟持されている。図12における対向基板200側において、カラーフィルタ202が形成された表示領域1000とシール材60との間に第2周辺電極50が形成されている。
FIG. 12 is a cross-sectional view corresponding to the AA cross section of FIG. 1 in the present embodiment. In FIG. 12, the
第2周辺電極50の電位Vp2はVcomと同様である。一方、TFT基板100側のダミー画素20には、実施例1あるいは実施例2で説明した電圧が印加されている。この場合、ダミー画素20に印加される電圧は、第2周辺電極50に印加される電圧Vcomよりも常に高いので、ダミー画素20と第2周辺電極50との間には常に電界が発生している。なお、この場合の電圧とは絶対値を言っている。
The potential Vp2 of the second
そうすると、ダミー画素20と第2周辺電極50との間の電界によって、イオンや不純物が引き寄せられ、この部分でトラップされる。この部分でトラップされたイオンや不純物は周辺ブラックマトリクス202によって覆われているので、表示に影響を与えることがない。一方、表示領域1000とダミー画素20との境界は、実施例1あるいは実施例2で説明したように、イオンや不純物の蓄積は避けることができるので、画面コーナーにおける表示むらを防止することが出来る。
Then, ions and impurities are attracted by the electric field between the
図13は実施例5における図1のA−A断面に相当する断面図である。図13のTFT基板100側の平面図は、実施例3におけるTFT基板100側の平面図である図9と同一であり、図13の対向基板200側の平面図は実施例4における平面図である図11と同様である。TFT基板100と対向基板200の間には液晶層が挟持されている。
FIG. 13 is a cross-sectional view corresponding to the AA cross section of FIG. The plan view on the
図13において、第1周辺電極40の電圧Vp1、第2周辺電極50の電極Vp2のいずれもコモン電圧Vcomと同じである。したがって、第1周辺電極はダミー画素よりも絶対値で常に低い電圧となっており、第2周辺電極50はダミー画素20よりも絶対値で常に低い電圧となっている。つまり、第1周辺電極40とダミー画素20、第2周辺電極50とダミー画素20の間には常に電界が発生しており、この部分にイオンや不純物がトラップされる。
In FIG. 13, both the voltage Vp1 of the first
一方、画素10とダミー画素20との間には、実施例1あるいは実施例2で説明したような電圧が印加されているので、表示領域最外画素20にイオンあるいは不純物がトラップされるということは無い。本実施例においては、第1周辺電極40とダミー画素20の間、第2周辺電極50とダミー画素20との間の2箇所において、イオンおよび不純物をトラップするので、画面コーナー部における表示むらを安定して抑制することが出来る。
On the other hand, since the voltage described in the first embodiment or the second embodiment is applied between the
なお、図12および図13における第2周辺電極50の対向基板200における配置位置は、図14にようにすることが出来る。図14の対向基板200側の内側の表示領域1000にはカラーフィルタ201が形成され、その外側にはブラックマトリクス202が形成されている。カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202を覆ってオーバーコート膜203が形成されている。第2周辺電極50はオーバーコート膜203の上に形成されている。オーバーコート膜203および第2周辺電極50を覆って配向膜113が形成されている。なお。図14は第2周辺電極50を形成する一例を示したものであり、この他の構成の例としては、第2周辺電極50と配向膜113との間に絶縁膜を形成してもよい。図14におけるTFT基板100側は、図6等で説明したのと同様であるので、説明を省略する。
Note that the arrangement positions of the second
IPS方式の液晶表示装置では、一般には、対向基板200側には電極が存在していない。これを利用して、IPS方式では、対向基板200にタッチパネル用電極70を配置して、対向基板200をタッチパネルとして使用することが出来る。図15は、IPS方式において、対向基板200をタッチパネルとして使用した場合の断面図である。図15において、TFT基板100側は、図6等で説明したのと同様であるので、説明を省略する。TFT基板100と対向基板200の間には液晶層300が挟持されている。
In the IPS liquid crystal display device, in general, no electrode exists on the
図15の対向基板200側の内側の表示領域1000にはカラーフィルタ201が形成され、その外側にはブラックマトリクス202が形成されている。カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202を覆ってオーバーコート膜203が形成されている。オーバーコート膜203の上において、表示領域1000には、タッチパネル用電極70が形成されている。一方、表示領域1000の外側には、第2周辺電極50が形成されている。タッチパネル用電極70および第2周辺電極50を覆ってタッチパネル用絶縁膜80が形成され、その上に配向膜113が形成されている。
A
図15において、第2周辺電極50の電位Vp2はコモン電位Vcomとなっている。また、TFT基板100側の表示領域1000の画素10とダミー画素20の間には、実施例1および実施例2で説明したような電圧が印加されている。したがって、第2周辺電極50とダミー画素20との間にイオンあるいは不純物がトラップされ、表示領域最外周画素10とダミー画素20との間にはイオンあるいは不純物が吸い寄せられることを抑制することが出来るので、タッチパネル付液晶表示装置においても、画面コーナー部における表示むらを防止することが出来る。
In FIG. 15, the potential Vp2 of the second
図15では、タッチパネル用電極70は1層構成となっているが、絶縁膜を挟んで2層配線構造の電極構造とすることも出来る。この場合、第2周辺電極50は、上側すなわち、液晶層側の層に形成することが望ましい。TFT基板100側のダミー画素20との間により効果的な電界を発生させることが出来るからである。
In FIG. 15, the
10…画素、 20…ダミー画素、 30…周辺配線、 40…第1周辺電極、 50…第2周辺電極、 60…シール材、 70…タッチパネル用電極、80…タッチパネル用絶縁膜、90…表示むら、 100…TFT基板、 101…第1下地膜、 102…第2下地膜、 103…半導体層、 104…ゲート絶縁膜、 105…ゲート電極、 106…層間絶縁膜、 107…ソース電極、 108…無機パッシベーション膜、 109…有機パッシベーション膜、 110…コモン電極、 111…層間絶縁膜、 112…画素電極、 113…配向膜、 130…スルーホール、 150…端子部、 200…対向基板、 201…カラーフィルタ、 202…ブラックマトリクス、 203…オーバーコート膜、 210…外部導電膜、 300…液晶層、 301…液晶分子、 S…ソース部、 D…ドレイン部、 1122…スリット
DESCRIPTION OF
Claims (7)
カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、TFT基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
前記表示領域の最外周の画素に印加される信号電圧と同じ電圧を、前記最外画素に隣接する前記ダミー画素に印加することを特徴とする液晶表示装置。 A TFT substrate in which a pixel electrode having a slit is formed on a common electrode with an insulating film interposed therebetween, a pixel having TFTs has a display area formed in a matrix, and a dummy pixel is formed outside the display area; ,
A liquid crystal display device having a display area in which a color filter is formed and a counter substrate in which the periphery of the display area is covered with a black matrix, and a liquid crystal layer sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate,
A liquid crystal display device, wherein the same voltage as a signal voltage applied to the outermost peripheral pixel of the display region is applied to the dummy pixel adjacent to the outermost pixel.
カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、TFT基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
前記液晶層におけるスレッショルド電圧をVthとし、前記表示領域最外の画素の電圧をVavtiveとし、前記最外の画素に隣接するダミー画素に印加する電圧をVdummyとした場合、
VactiveがVcom≦Vactive<Vthを満たす場合、
Vdummy=Vactiveとし、
VactiveがVth≦Vactiveを満たす場合、
Vdummy=Vthとすることを特徴とする液晶表示装置。 A TFT substrate in which a pixel electrode having a slit is formed on a common electrode with an insulating film interposed therebetween, a pixel having TFTs has a display area formed in a matrix, and a dummy pixel is formed outside the display area; ,
A liquid crystal display device having a display area in which a color filter is formed and a counter substrate in which the periphery of the display area is covered with a black matrix, and a liquid crystal layer sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate,
When the threshold voltage in the liquid crystal layer is Vth, the voltage of the pixel outside the display area is Vactive, and the voltage applied to the dummy pixel adjacent to the outermost pixel is Vdummy,
When Vactive satisfies Vcom ≦ Vactive <Vth,
Vdummy = Vactive,
When Vactive satisfies Vth ≦ Vactive,
A liquid crystal display device characterized in that Vdummy = Vth.
カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、TFT基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
前記表示領域の表示画面の平均輝度に相当する信号電圧を前記表示領域最外の画素に隣接するダミー画素に印加することを特徴とする液晶表示装置。 A TFT substrate in which a pixel electrode having a slit is formed on a common electrode with an insulating film interposed therebetween, a pixel having TFTs has a display area formed in a matrix, and a dummy pixel is formed outside the display area; ,
A liquid crystal display device having a display area in which a color filter is formed and a counter substrate in which the periphery of the display area is covered with a black matrix, and a liquid crystal layer sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate,
A liquid crystal display device, wherein a signal voltage corresponding to an average luminance of a display screen in the display area is applied to a dummy pixel adjacent to a pixel outside the display area.
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