JP2005257990A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 イオン性分解物の凝集による表示むらを目視されることのない液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 液晶を介して対向配置される各基板と、前記液晶の封止を兼ね一方の基板に対して他方の基板を固定するシール剤と、前記基板の少なくとも一方の液晶と接触する面側に形成された配向膜とともに、
前記シール剤の内側に、少なくとも前記配向膜の配向方向の延長線と交わる部分に開口部が設けられた障壁剤が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は液晶表示装置に係り、たとえばプロジェクタあるいはホームシアタＴＶ等に用いられる液晶表示装置に関する。

たとえばプロジェクタに用いられる液晶表示装置の画像は、それに投射した光を該プロジェクタから比較的遠くに配置されているスクリーン上に投影させることによって、拡大されて表示される。

しかし、このようなプロジェクタに用いられる液晶表示装置は、それに比較的強い光が投射されるため、液晶あるいは配向膜からイオン性分解物が生成され易くなる。

そして、これらイオン性分解物がほぼ一定個所にて凝集するという現象が観測され、この凝集個所において液晶の電圧保持率が低下し局所的な表示むらを引き起こすということが知られている。

そこで、下記の特許文献にも示されるように、画素の集合体からなる液晶表示部の外側にイオン性分解物を吸着させるための電極を設けるようにしたものが知られている。

特開２０００−３３８５１０号公報 特開平５−３２３３３６号公報 特開２００２−１９６３５５号公報

しかし、上述した電極を設けるようにしても、該電極およびその周辺にイオン性分解物が凝集され、その凝集が広がって液晶表示部の領域内にも及び、表示むらを目視できるようになってしまうことが指摘された。

本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、その目的は、イオン性分解物の凝集による表示むらを目視されることのない液晶表示装置を提供するにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
（１）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板と、前記液晶の封止を兼ね一方の基板に対して他方の基板を固定するシール剤と、前記基板の少なくとも一方の液晶と接触する面側に形成された配向膜とともに、
前記シール剤の内側に、少なくとも前記配向膜の配向方向の延長線と交わる部分に開口部が設けられた障壁剤が形成されていることを特徴とする。

（２）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶を介して対向配置される各基板と、前記液晶の封止を兼ね一方の基板に対して他方の基板を固定するシール剤と、前記基板の少なくとも一方の液晶と接触する面側に形成された配向膜とともに、
前記シール剤の内側に、少なくとも前記配向膜の配向方向の延長線と交わる部分に開口部が設けられた障壁剤が形成され、
この障壁剤の内側であって少なくとも前記開口部に該障壁剤側に電界が増大する電極が形成されていることを特徴とする。

（３）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（１）、（２）のうちいずれかの構成を前提とし、前記障壁剤は、液晶表示部の周辺に形成されていることを特徴とする。

（４）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（３）の構成を前提とし、一方の基板の液晶表示部には、一方向に延在され該一方向に交差する方向に並設されるゲート信号線とこのゲート信号線に交差して並設されるドレイン信号線が形成され、これら各信号線によって囲まれる各画素にゲート信号線からの信号によってオンされるスイッチング素子とこのスイッチング素子を介してドレイン信号線からの信号が供給される画素電極とを備えることを特徴とする。

（５）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（４）の構成を前提とし、集合体からなる各画素うち周辺に配置される各画素がダミー用画素として形成されていることを特徴とする。

（６）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（５）の構成を前提とし、他方の基板の液晶側の面に、ブラックマトリクスが形成され、このブラックマトリクスは前記ダミー用画素を除く他の各画素と対向する部分に開口が形成されていることを特徴とする。

（７）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（２）の構成を前提とし、前記電極は、各基板側に対向するようにして形成された電極対が前記障壁剤の開口部と交差する方向に複数並設されて形成されていることを特徴とする。

（８）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（７）の構成を前提とし、前記各電極対は、それらに印加する電圧が前記障壁剤の開口部側に沿って順次増大していることを特徴とする。

（９）
本発明による液晶表示装置は、たとえば、（７）、（８）のいずれかの構成を前提とし、前記電極はダミー用画素における画素電極を一方の電極としたことを特徴とする。

なお、本発明は以上の構成に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
図１（ａ）は、本発明による液晶表示装置の一実施例を示す構成図（平面図）であり、たとえばプロジェクタ用の液晶表示装置を例として揚げている。

図１（ａ）において、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方の基板ＳＵＢ１がある。この基板ＳＵＢ１はたとえば半導体基板から構成され、その液晶側の面の少なくとも液晶表示部ＡＲに相当する領域にはマトリクス状に配列され画素が形成されている。これら各画素は後述する電子回路から構成される。

また、前記基板ＳＵＢ１の液晶側の面には、該液晶を挟んで配置される他の基板（図示せず）を固定するとともに該液晶の封入を行なうシール剤ＳＬが前記液晶表示部ＡＲを囲むようにして形成されている。

さらに、このシール剤ＳＬの内側に配置され、前記液晶表示部ＡＲを囲むようにして障壁剤ＦＮＣが形成されている。この障壁剤ＦＮＣはその一部において、たとえば図中左上の角部において開口部ＯＰが形成されている。

この開口部ＯＰの機能については後述するが、その形成個所は後に詳述するように配向膜の配向方向によって定まるもので、図に示す部分に限定されるものではない。

なお、この障壁剤ＦＮＣは、前記開口部ＯＰを通して該障壁剤ＦＮＣとシール剤ＳＬの間に導いた異物を液晶表示部ＡＲ側に戻るのを妨げるように機能させれば充分であることから、その材料等は特に限定されることはなく、たとえば前記シール剤ＳＬと同質のものであってもよい。

前記液晶表示部ＡＲにおける電子回路は、図１（ａ）の矩形枠Ａの部分を拡大して示した図１（ｂ）に等価回路として示している。

図１（ｂ）において、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号線ＧＬとｙ方向に延在しｘ方向に並設されたドレイン信号線ＤＬとがあり、これら各信号線によって囲まれた領域を各画素の領域としている。

それぞれの各画素には、一方（図中下側）のゲート信号線ＧＬからの信号（走査信号）によってオンされるスイッチング素子ＴＦＴと、このスイッチング素子ＴＦＴを介して一方（図中左側）のドレイン信号線ＤＬからの信号（映像信号）が供給される画素電極ＰＸと、この画素電極ＰＸを間にして前記一方のゲート信号線ＧＬとは異なる他のゲート信号線ＧＬとの間に介在される容量素子Ｃａｄｄとを備えている。

画素電極ＰＸは、基板ＳＵＢ１とは異なる他の基板（図示せず）の液晶側の面に形成された電極（対向電極）との間に電界を生じさせ、該電界によって当該画素の液晶の光変調を制御するようになっている。

なお、各ゲート信号線ＧＬは、少なくともその一端が前記障壁剤ＦＮＣ、シール剤ＳＬを越えて延在されてたとえば基板ＳＵＢ１の周辺に形成した端子を通して走査信号が順次供給されるようになっている。

各ドレイン信号線ＤＬも、少なくともその一端が前記障壁剤ＦＮＣ、シール剤ＳＬを越えて延在されてたとえば基板ＳＵＢ１の周辺に形成した端子を通して、前記走査信号の供給のタイミングに合わせて映像信号が供給されるようになっている。

ここで、上述した各画素の集合体のうちその周辺に配置された各画素はダミー用画素ＤＰＩＸとして形成されている。このダミー用画素ＤＰＩＸは画像表示に寄与させない目的で形成されるもので、たとえば該ダミー用画素ＤＰＩＸが形成されていない場合にその最外郭周辺の各画素の容量が他の各画素のそれと異なってしまう不都合を回避させるために設けられ、常時たとえば黒表示させるようになっている。このことから、前記ダミー用画素ＤＰＩＸが形成される領域はブラックマトリクスＢＭに被われて形成されるのが通常である。また、このダミー用画素ＤＰＩＸは、実質的に液晶表示部ＡＲとして寄与する領域から外方へ複数の段で形成される場合もある。換言すれば、前記領域を囲む環状の画素群が複数重に形成される場合もある。

なお、ここで、ブラックマトリクスＢＭとはたとえば他方の基板（図示せず）の液晶側の面に形成され、各画素をそれに隣接する他の画素と画する黒枠を形成することによって、表示のコントラストを向上させるために設けられるものであるが、これら各画素による画像表示に寄与しない領域にはいわゆるべた塗りの状態で形成するようになっている。画像表示に寄与しない領域からの光漏れを防止するためである。

前記ゲート信号線ＧＬ、ドレイン信号線ＤＬ、スイッチング素子ＴＦＴ、画素電極ＰＸ、および容量素子Ｃａｄｄ等は、フォトリソグラフィ技術によって微細パターン加工された絶縁膜、金属膜等の積層体で形成され、その液晶と直接に接触する面には該液晶の分子の初期配向方向を決定する配向膜が形成されている。

この配向膜は、たとえば樹脂膜の表面に該配向方向にラビングを施した膜で形成され、この実施例では、該配向方向は図１（ａ）の矢印Ｂに一致づけられるようにして形成されている。

ここで、前記障壁剤ＦＮＣの開口部ＯＰと配向方向Ｂとの位置関係を示すと、該障壁剤ＦＮＣの開口部ＯＰは、該配向方向Ｂの延長線と交わる部分に設けられていることにある。したがって、液晶表示装置の種類によって配向方向Ｂが異なる場合が生じるが、この場合にあっても、その延長線と交わる部分において障壁剤ＦＮＣに開口部ＯＰを設ければよい。

このようにした理由は、液晶あるいは配向膜からイオン性分解物が生成された場合に、これらイオン性分解物は配向方向Ｂに沿って移動することが確かめられたからである。これから、イオン性分解物は液晶表示部ＡＲの周辺のどの部分に凝集され易いかが推測でき、その部分において該イオン性分解物を封じ込め（トラップ）、それらが液晶表示部ＡＲ側に戻ってしまうのを回避できれば、イオン性分解物の凝集による表示むらを目視から防止することができる。

前記障壁剤ＦＮＣの開口部ＯＰは、定められたルートで移動してくるイオン性分解物を該障壁剤ＦＮＣとシール剤ＳＬとの間の領域内に導く役割りを果たし、また、これによりトラップされたイオン性分解物を障壁剤ＦＮＣによって液晶表示部ＡＲ側に戻ってしまうのを妨げる役割りを果たすようになる。

上記の実施例では、障壁剤ＦＮＣは、その開口部ＯＰの形成個所を除き、液晶表示部ＡＲを囲むように形成したものである。しかし、上述したように該障壁剤ＦＮＣはトラップされたイオン性分解物を液晶表示部ＡＲ側に戻ってしまうのを回避させる機能をもたせれば充分であることから、たとえば該開口部ＯＰを中心としその近傍に至る程度に形成しておけばよく、したがって、このように構成するようにしてもよい。たとえば、図１（ａ）に示すように障壁剤ＦＮＣの開口部ＯＰが図中左上に位置づけられる場合、右側の辺に相当する部分の障壁剤ＦＮＣ、および下側の辺に相当する部分の障壁剤ＦＮＣを設けないようにして形成する場合である。

また、図１に示すように障壁剤ＦＮＣを液晶表示部ＡＲを囲むようにして形成した場合、その開口部ＯＰは配向方向Ｂと交差する部分にのみ設けられたものである。しかし、該配向方向Ｂと逆方向にて交差する部分にも設けてもよいことはいうまでもない。正逆からなる配向方向はそれを目視することが困難であることから、いずれの方向にても交差する部分に該開口部ＯＰを形成させておきいずれか一方の開口部ＯＰにて上述した機能をもたせることが便利な場合があるからである。

さらに、図１では、障壁剤ＦＮＣに形成した開口部ＯＰはその角部に設けたものであるが、これに限定されることはない。該開口部ＯＰの形成個所は配向方向Ｂに依存するからである。したがって、障壁剤ＦＮＣの辺部に相当する個所に形成するようにしてもよいことはいうまでもない。

図２（ａ）は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示した平面図で、図１（ａ）に示した液晶表示装置のさらなる改良を施した構成を示すものである。

図２（ａ）は、図１（ａ）に示した障壁剤ＦＮＣの開口部ＯＰおよびその近傍の拡大図を示している。図１（ａ）の場合と異なる部分は、障壁剤ＦＮＣの内側（液晶表示部ＡＲの外側）であって、前記開口部ＯＰの近傍に、配向方向Ｂに沿って並設された電極を備えていることにある。

この実施例では、前記開口部ＯＰが矩形状の障壁剤ＦＮＣの角部に形成されていることから、該開口部ＯＰに充分対向させるため“Ｌ”状の屈曲されたパターンをなす電極からなり、これら電極は障壁剤ＦＮＣ側からＴＭ１１、ＴＭ１２、ＴＭ１３とたとえば３個の並設された電極から構成されている。

各電極ＴＭ１１、ＴＭ１２、ＴＭ１３は、これらとそれぞれ対をなす他の電極が，図２（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である図２（ｂ）に示すように、他の基板ＳＵＢ２の液晶側の面に形成されている。すなわち、電極ＴＭ１１と対をなす電極ＴＭ２１、電極ＴＭ１２と対をなす電極ＴＭ２２、電極ＴＭ１３と対をなす電極ＴＭ２３がそれぞれ形成されている。

なお、この場合、電極ＴＭ１１、ＴＭ１２、ＴＭ１３を液晶表示部ＡＲの各画素における画素電極ＰＸの形成と同時に、電極ＴＭ２１、ＴＭ２２、ＴＭ２３を基板ＳＵＢ２の液晶側の面に各画素に共通に形成される対向電極の延在部として、かつ、それぞれが互いに接続された一体のものとして形成することにより、製造工数の増大を抑止でき、また、電極ＴＭ２１、ＴＭ２２、ＴＭ２３に電圧を供給する配線を新たに設けなくて済むようになる。

そして、電極ＴＭ１１とＴＭ２１の間の電圧、電極ＴＭ１２とＴＭ２２の間の電圧、電極ＴＭ１３とＴＭ２３の間の電圧は、図３に示すように、それらが順次小さくなるように、換言すれば、イオン性分解物の進行方向に沿って順次電圧が増大するようになっている。

なお、図３において、縦軸は駆動電圧、横軸はシール剤ＳＬから液晶表示部ＡＲへの経路を示し、図中ＴＭで示した部分に電極ＴＭ１１、ＴＭ１２、ＴＭ１３が形成され、これら電極とそれぞれ対向する電極（ＴＭ２１、ＴＭ２２、ＴＭ２３）の間における電位差を図示している。

これは、イオン性分解物の進行方向に沿って、すなわち前記障壁剤ＦＮＣの開口部ＯＰ側に近づくにつれ電界が順次増大するように各電極に電圧を印加させるようにしたものである。すなわち、イオン性分解物の進行経路において、障壁剤ＦＮＣの開口部ＯＰに近づくにつれ電界の変化勾配（傾斜）によって、該イオン性分解物の進行を加速させんとするものである。これにより、配向方向Ｂに沿って移動するイオン性分解物は、障壁剤ＦＮＣの開口部ＯＰに侵入し易くなり、該イオン性分解物のトラップを容易にすることができる。

このような手段は、特に上述した電極（ＴＭ１１〜ＴＭ２３）を新たに設けることなく、上述したダミー用画素を利用することによっても同様の効果を得ることができる。

すなわち、図２（ａ）に対応させて示した図４に示すように、実質的な液晶表示部ＡＲとして機能する画素の周囲に形成されるダミー用画素ＤＰＩＸを外方側へ複数段（図ではたとえばＤＰＩＸ１、ＤＰＩＸ２、ＤＰＩＸ３、ＤＰＩＸ４というように４段として描いている）に設け、それぞれの段における画素の画素電極ＰＸに異なる電圧を印加できるようにし、かつ、最内郭側のダミー用画素群ＤＰＩＸ１から最外郭側のダミー用画素群ＤＰＩＸ４にかけて、該電圧が増大するように構成する。

各段のダミー用画素群ＤＰＩＸは他方の基板側の対向電極との間に対応する電圧が印加され、結果として、イオン性分解物の進行経路において、障壁剤ＦＮＣの開口部ＯＰに近づくにつれ電界の変化勾配（傾斜）を形成することができる。

上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。

また、上述した実施例では、たとえばプロジェクタに用いられる液晶表示装置について説明したものである。しかし、このような液晶表示装置に限定されることはなく、通常の液晶表示装置、すなわち、バックライト等を備え液晶表示部を直接観察して画像を認識するようにできるものにも適用できることはいうまでもない。このような液晶表示装置にあっても、バックライトからの光によって液晶および配向膜からイオン性分解物が生成するのが確認されるからである。

本発明による液晶表示装置の一実施例を示す構成図である。 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線における断面図である。 図２に示した各電極に印加する電圧を示したグラフである。 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す平面図である。

符号の説明

ＳＵＢ１……基板、ＳＬ……シール剤、ＦＮＣ……障壁剤、Ｂ……配向方向矢印、ＡＲ……液晶表示部、ＢＭ……ブラックマトリクス、ＧＬ……ゲート信号線、ＤＬ……ドレイン信号線、ＴＦＴ……スイッチング素子、ＰＸ……画素電極、Ｃａｄｄ……容量素子、ＴＭ……電極、ＤＰＩＸ……ダミー用画素。

Claims (9)

1. 液晶を介して対向配置される各基板と、前記液晶の封止を兼ね一方の基板に対して他方の基板を固定するシール剤と、前記基板の少なくとも一方の液晶と接触する面側に形成された配向膜とともに、
   前記シール剤の内側に、少なくとも前記配向膜の配向方向の延長線と交わる部分に開口部が設けられた障壁剤が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 液晶を介して対向配置される各基板と、前記液晶の封止を兼ね一方の基板に対して他方の基板を固定するシール剤と、前記基板の少なくとも一方の液晶と接触する面側に形成された配向膜とともに、
   前記シール剤の内側に、少なくとも前記配向膜の配向方向の延長線と交わる部分に開口部が設けられた障壁剤が形成され、
   この障壁剤の内側であって少なくとも前記開口部に該障壁剤側に電界が増大する電極が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記障壁剤は、液晶表示部の周辺に形成されていることを特徴とする請求項１、２のうちいずれかに記載の液晶表示装置。
4. 一方の基板の液晶表示部には、一方向に延在され該一方向に交差する方向に並設されるゲート信号線とこのゲート信号線に交差して並設されるドレイン信号線が形成され、これら各信号線によって囲まれる各画素にゲート信号線からの信号によってオンされるスイッチング素子とこのスイッチング素子を介してドレイン信号線からの信号が供給される画素電極とを備えることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 集合体からなる各画素のうち周辺に配置される各画素がダミー用画素として形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 他方の基板の液晶側の面に、ブラックマトリクスが形成され、このブラックマトリクスは前記ダミー用画素を除く他の各画素と対向する部分に開口が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記電極は、各基板側に対向するようにして形成された電極対が前記障壁剤の開口部と交差する方向に複数並設されて形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
8. 前記各電極対は、それらに印加する電圧が前記障壁剤の開口部側に沿って順次増大していることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記電極はダミー用画素における画素電極を一方の電極としたことを特徴とする請求項７、８のうちいずれかに記載の液晶表示装置。
   

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