JP2010026032A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の信号線と交差することなくイオン吸着電極を形成することで、簡易な成膜工程で信頼性の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の液晶表示装置１００は、液晶２０を介して対向配置された２枚の基板１，２と、当該２枚の基板１，２の外縁近傍に配置され当該２枚の基板１，２を固着するシール材３と、を備える液晶表示装置１００において、２枚の基板１，２は、液晶２０側の面上に配置されたマトリクス状の走査信号線９およびデータ信号線１０、当該走査信号線９およびデータ信号線１０により区画された領域に配置されたスイッチング素子８および画素電極１１、を有する第１の基板２と、液晶２０側の面上であって画素電極１１に対向する領域に配置された対向電極４、当該対向電極４とシール材３との間に配置されたイオン吸着電極５、を有する第２の基板１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特にシール材中の材料による液晶への影響を防止する液晶表示装置に関するものである。

従来より一般的な液晶表示装置は、液晶を２枚の透明基板で挟み、透明基板の表示領域の外側にシール材を設けて２枚の透明基板を固着させる構造となっている。しかしながら、シールを構成する材料には液晶を汚染させる物質があり、この物質が液晶中に侵入して液晶の特性を変化させることにより、表示領域の周辺に表示不良を発生させやすいことが確認されている。

下記特許文献１に記載されている液晶表示装置には、シール材中の汚染物が表示領域内の液晶へ拡散するのを防ぐ方法が開示されている。この液晶表示装置によると、スイッチング素子の形成される側の透明基板の周辺領域に吸着電極を設けることで、シール材からのイオン性不純物を吸着電極に引き寄せて、液晶中に溶けだしたイオン性不純物を除去することができる。

特開平０４−１７５７２３号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された液晶表示装置の構成では、スイッチング素子の形成される透明基板の周辺領域にはゲート信号線やソース信号線が存在するため、同じ基板上に吸着電極を形成するには、ゲート信号引き出し線やソース信号引き出し線と交差する領域に絶縁膜を形成する必要がある。これにより、成膜工程が複雑になることによる歩留まり低下、および交差部での絶縁不良による信頼性低下が懸念されるという問題があった。

そこで本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、既存の信号線と交差することなくイオン吸着電極を形成することで、簡易な成膜工程で信頼性の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明の液晶表示装置は、液晶を介して対向配置された２枚の基板と、当該２枚の基板の外縁近傍に配置され当該２枚の基板を固着するシール材と、を備える液晶表示装置において、前記２枚の基板は、液晶側の面上に配置されたマトリクス状の走査信号線およびデータ信号線、当該走査信号線およびデータ信号線により区画された領域に配置されたスイッチング素子および画素電極、を有する第１の基板と、液晶側の面上であって前記画素電極に対向する領域に配置された対向電極、当該対向電極と前記シール材との間に配置されたイオン吸着電極、を有する第２の基板と、を備える。

本発明の液晶表示装置によれば、対向電極が配置された基板上にイオン吸着電極を形成することで、簡易な製造工程で信頼性の高いイオン吸着電極を形成することができ、周辺シールなどからの汚染による液晶特性劣化による表示ムラを防ぎ、表示品位の低下を防止することができる。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１における液晶表示装置１００の構成を示した断面図である。図２は、液晶表示装置１００を表示面側から見た図である。図３は、マトリクス型である液晶表示装置１００の電極構成を示した図である。詳しくは、３端子を持つスイッチング素子８とそれに接続されるゲート信号線（走査信号線）９、ソース信号線（データ信号線）１０および画素電極１１との関係を示した図である。以下、図１から図３を参照して本実施の形態における液晶表示装置１００の構成について説明する。

本実施の形態における液晶表示装置１００は、液晶２０を介して対向配置された２枚の透明基板１，２と、この透明基板１，２の外縁近傍に配置されて透明基板１，２を固着するシール材３と、透明基板２の裏面側に配置された光源６を備えている。

透明基板２は、液晶２０側の面上に配置されたマトリクス状のゲート信号線９およびソース信号線１０（図２参照）、このゲート信号線９およびソース信号線１０により区画された領域に配置されたスイッチング素子８および画素電極１１（図３参照）を備えている。また、透明基板１は、液晶２０側の面上であって画素電極１１に対向する領域に配置された対向電極４、この対向電極４とシール材３との間の表示領域外に配置されたイオン吸着電極５を備えている。

このように、イオン吸着電極５をスイッチング素子８を有する透明基板２とは異なる透明基板１に配置することにより、ゲート信号線９の引き出し線１２およびソース信号線１０の引き出し線１３と交差することなくイオン吸着電極５を構成することができる。従って、ゲート信号線９の引き出し線１２およびソース信号線１０の引き出し線１３と交差する領域に、従来形成していた絶縁膜を形成する必要がなくなり、信頼性、生産性を高くできる。また、原材料を減量化することも可能である。

次に、本実施の形態における液晶表示装置１００の動作について説明する。はじめに本発明の前提として液晶表示装置の基本的な特性について説明する。２枚の透明電極に挟まれた液晶２０は、電界が加わらないときは配向膜の溝、配線パターンの凹凸などの表面形状で支配される方向に配向し、電界を加えると電界強度と電界方向に支配されて配向が変わる。液晶２０は配向の方向によって光学的な透過率が変わる性質があり、液晶２０に加わる電界を変えることで、透明基板２の裏面に位置する光源６から発生する光７の光量を変化させ、映像信号を画像として表示することができる。

具体的に図１を参照して説明すると、透明基板２のソース信号線１０に映像信号を供給し、ゲート信号線９に画素を選択する走査信号を加えると、スイッチング素子８のソース信号と画素電極１１間が導通し、映像信号が画素電極１１に供給される。もう一方の透明基板１の対向電極４に電圧を加えることで、電極間に挟まれた液晶２０に電界が加えられ、この画素電極１１と対向電極４との電圧差によって、液晶２０は画像を表示する。

一般に、液晶２０は直流電源を加え続けると特性が劣化する傾向があるため、走査の毎に正負の極性を反転させた交流電界を印加する方式が採用されている。ここで、周辺シール中などに存在するイオン性不純物は、正ないし負の極性を有しているが、上述したように画素に加える電界は交流のため、特定の極性の方向にイオン性不純物を引き寄せることはできず、表示領域内の液晶２０に向かって拡散することとなる。一方、液晶２０に直流電界を加えて駆動する場合、イオン性不純物は、不純物が有している極性とは逆の電界に向かって引き寄せられるので、表示流域内の液晶２０中に拡散することを防ぐこととなる。

そこで、本実施の形態ではこの特性を利用したものであり、上述したように画素電極１１に対向する対向電極４とは別に、透明基板１上にイオン吸着電極５を対向電極４とシール材３との間の表示領域外に設け、このイオン吸着電極５にイオン性不純物の極性とは逆の極性の直流電界を印加する構成とする。このようなイオン吸着電極５を構成し、イオン性不純物と逆極性の直流電界を印加することにより、シール材３からのイオン性不純物を表示領域外のイオン吸着電極５に吸着させることができる。従って、イオン性不純物の表示領域への拡散を防ぐことができるため、液晶特性劣化による表示ムラを防ぎ、表示品位の低下を防止することができる。

以上より、本実施の形態における液晶表示装置１００によれば、表示領域外にイオン吸着電極５を形成することで、シール材３などからのイオン性不純物をイオン吸着電極５に吸着することができる。従って、周辺シールなどからの汚染による液晶特性劣化による表示ムラを防ぎ、表示品位の低下を防止することができる。さらに、対向電極４が配置された基板上にイオン吸着電極５を配置することで、ゲート信号線９の引き出し線１２およびソース信号線１０の引き出し線１３と交差せずにイオン吸着電極５を形成することができる。従って、ゲート信号線９の引き出し線１２およびソース信号線１０の引き出し線１３と交差する領域に絶縁膜を形成する必要がないため、信頼性、生産性の高い液晶表示装置１００を形成することができる。また、原材料を減量化することも可能である。

＜実施の形態２＞
図４は、本発明の実施の形態２における液晶表示装置２００の構成を示した断面図である。なお、実施の形態１における同一部材、同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。本実施の形態における液晶表示装置２００が有する透明基板１は、スイッチング素子８を介して映像信号が供給される画素電極１１に対向した表示領域に形成された対向電極４と、この対向電極４とシール材３との間の表示領域外に形成された遮光性を有する遮光膜２１と、この遮光膜２１上に形成されたイオン吸着電極５を備える。透明基板２は、実施の形態１と同様のため説明を省略する。このように表示領域外に遮光膜２１を設けることで、表示領域外は液晶特性の劣化とは無関係に、透過率をゼロにすることができる。

実施の形態１においては、イオン吸着電極５を設けることにより、表示領域内の表示品位の劣化を防止することができるが、表示領域外の液晶特性が劣化して表示領域外でムラなどが視認される可能性がある。しかしながら本実施の形態では、表示領域外の透明基板１とイオン吸着電極５との間に遮光膜２１を設けることで、イオン吸着電極５に不純物が吸着することによる液晶劣化が発生しても、光７が透過しないため黒色表示となる。

以上より、本実施の形態における液晶表示装置２００によれば、実施の形態１の効果に加え、さらに、表示領域外であってもムラなどの表示不良は視認されず、装置全体の表示品位を向上させることができる。

＜実施の形態３＞
図５は、本発明の実施の形態３における液晶表示装置３００の構成を示した断面図である。なお、実施の形態１における同一部材、同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。本実施の形態における液晶表示装置３００が有する透明基板１は、スイッチング素子８を介して映像信号が供給される画素電極１１に対向した表示領域に形成された対向電極４と、この対向電極４とシール材３との間の表示領域外に形成された遮光性を有するイオン吸着電極２２を備える。透明基板２は、実施の形態１と同様のため説明を省略する。このように表示領域外に遮光性を有するイオン吸着電極２２を設けることで、表示領域外は液晶特性の劣化とは無関係に、透過率をゼロにすることができる。

実施の形態１においては、イオン吸着電極５を設けることにより、表示領域内の表示品位の劣化を防止することができるが、表示領域外の液晶特性が劣化して表示領域外でムラなどが視認される可能性がある。しかしながら本実施の形態では、表示領域外に遮光性を有するイオン吸着電極２２を設けることで、イオン吸着電極２２に不純物が吸着することによる液晶劣化が発生しても、光７が透過しないため黒色表示となる。

以上より、本実施の形態における液晶表示装置３００によれば、実施の形態１の効果に加え、さらに、表示領域外であってもムラなどの表示不良は視認されず、装置全体の表示品位を向上させることができる。

＜実施の形態４＞
図６は、本発明の実施の形態４における液晶表示装置４００の構成を示した断面図である。なお、実施の形態１における同一部材、同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。本実施の形態における液晶表示装置４００が有する透明基板２は、ゲート信号線９からの走査信号により作動されるスイッチング素子８と、このスイッチング素子８を介してソース信号線１０からの映像信号が供給される画素電極１１と、表示領域外のイオン吸着電極５に対向する領域に形成するダミー画素電極１４を備える。透明基板１は、実施の形態１と同様のため説明を省略する。

ダミー画素電極１４は、表示領域内に設けられる画素電極１１と類似した構造を持つ電極であり、画素電極１１に対して配置されるスイッチング素子８、ゲート信号線９、およびソース信号線１０と同様に、ダミー画素電極１４に所定の信号を供給するスイッチング素子と、スイッチング素子に信号を供給する信号線（図示せず）が配置される。また、ダミー画素電極１４には映像信号に代わりイオン吸着電極５と反対極性の所定の電圧が信号として供給される。スイッチング素子をスイッチング動作させる信号については、ゲート信号線９の信号とタイミングを同期させてもよいが、独立させることによりイオンの吸着効果に対して最適化が可能である。なお、ダミー画素電極１４に対応したスイッチング素子に電圧を供給する信号線については、一部、ゲート信号線９およびソース信号線１０を代用することも可能である。

実施の形態１においては、イオン吸着電極５の反対極性の不純物しか吸着することはできないが、透明電極２の表示領域外にもイオン吸着電極５と反対極性の電界を印加するダミー画素電極１４を構成することで、イオン吸着用の電極として使用することができる。すなわち、イオン吸着電極５とは逆極性の電圧を印加するダミー画素電極１４を備えることで、両極性のイオン不純物をそれぞれ吸着することができる。

以上より、本実施の形態における液晶表示装置４００によれば、実施の形態１の効果に加え、さらに、イオン不純物が正負のイオンからなる場合、双方のイオンを集めることができ、表示装置全体としての表示品位を向上させることができる。

＜実施の形態５＞
図７は、本発明の実施の形態５における液晶表示装置５００の構成を示した断面図である。なお、実施の形態２における同一部材、同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。本実施の形態における液晶表示装置５００が有する透明基板２は、ゲート信号線９からの走査信号により作動されるスイッチング素子８と、このスイッチング素子８を介してソース信号線１０からの映像信号が供給される画素電極１１と、表示領域外のイオン吸着電極５に対向する領域に形成するダミー画素電極１４を備える。透明基板１は、実施の形態２と同様のため説明を省略する。

ダミー画素電極１４は、表示領域内に設けられる画素電極１１と類似した構造を持つ電極であり、画素電極１１に対して配置されるスイッチング素子８、ゲート信号線９、およびソース信号線１０と同様に、ダミー画素電極１４に所定の信号を供給するスイッチング素子と、スイッチング素子に信号を供給する信号線（図示せず）が配置される。また、ダミー画素電極１４には映像信号に代わりイオン吸着電極５と反対極性の所定の電圧が信号として供給される。スイッチング素子をスイッチング動作させる信号については、ゲート信号線９の信号とタイミングを同期させてもよいが、独立させることによりイオンの吸着効果に対して最適化が可能である。なお、ダミー画素電極１４に対応したスイッチング素子に電圧を供給する信号線については、一部、ゲート信号線９およびソース信号線１０を代用することも可能である。

実施の形態２においては、イオン吸着電極５の反対極性の不純物しか吸着することはできないが、透明電極２の表示領域外にもイオン吸着電極５と反対極性の電界を印加するダミー画素電極１４を構成することで、イオン吸着用の電極として使用することができる。すなわち、イオン吸着電極５とは逆極性の電圧を印加するダミー画素電極１４を備えることで、両極性のイオン不純物をそれぞれ吸着することができる。

以上より、本実施の形態における液晶表示装置５００によれば、実施の形態２の効果に加え、さらに、イオン不純物が正負のイオンからなる場合、双方のイオンを集めることができ、表示装置全体としての表示品位を向上させることができる。

＜実施の形態６＞
図８は、本発明の実施の形態６における液晶表示装置６００の構成を示した断面図である。なお、実施の形態３における同一部材、同一箇所には、同一符号を付してその説明を省略する。本実施の形態における液晶表示装置６００が有する透明基板２は、ゲート信号線９からの走査信号により作動されるスイッチング素子８と、このスイッチング素子８を介してソース信号線１０からの映像信号が供給される画素電極１１と、表示領域外のイオン吸着電極５に対向する領域に形成するダミー画素電極１４を備える。透明基板１は、実施の形態３と同様のため説明を省略する。

ダミー画素電極１４は、表示領域内に設けられる画素電極１１と類似した構造を持つ電極であり、画素電極１１に対して配置されるスイッチング素子８、ゲート信号線９、およびソース信号線１０と同様に、ダミー画素電極１４に所定の信号を供給するスイッチング素子と、スイッチング素子に信号を供給する信号線（図示せず）が配置される。また、ダミー画素電極１４には映像信号に代わりイオン吸着電極２２と反対極性の所定の電圧が信号として供給される。スイッチング素子をスイッチング動作させる信号については、ゲート信号線９の信号とタイミングを同期させてもよいが、独立させることによりイオンの吸着効果に対して最適化が可能である。なお、ダミー画素電極１４に対応したスイッチング素子に電圧を供給する信号線については、一部、ゲート信号線９およびソース信号線１０を代用することも可能である。

実施の形態３においては、イオン吸着電極２２の反対極性の不純物しか吸着することはできないが、透明電極２の表示領域外にもイオン吸着電極２２と反対極性の電界を印加するダミー画素電極１４を構成することで、イオン吸着用の電極として使用することができる。すなわち、イオン吸着電極２２とは逆極性の電圧を印加するダミー画素電極１４を備えることで、両極性のイオンをそれぞれ吸着することができる。

以上より、本実施の形態における液晶表示装置６００によれば、実施の形態３の効果に加え、さらに、イオン不純物が正負のイオンからなる場合、双方のイオンを集めることができ、表示装置全体としての表示品位を向上させることができる。

本発明の実施の形態１における液晶表示装置の構成を示した断面図である。 本発明の実施の形態１における液晶表示装置を表示面側から見た図である。 本発明の実施の形態１におけるマトリクス型液晶表示装置の電極構成を示した図である。 本発明の実施の形態２における液晶表示装置の構成を示した断面図である。 本発明の実施の形態３における液晶表示装置の構成を示した断面図である。 本発明の実施の形態４における液晶表示装置の構成を示した断面図である。 本発明の実施の形態５における液晶表示装置の構成を示した断面図である。 本発明の実施の形態６における液晶表示装置の構成を示した断面図である。

符号の説明

１，２ 透明基板、３ シール材、４ 対向電極、５，２２ イオン吸着電極、６ 光源、７ 光、８ スイッチング素子、９ ゲート信号線、１０ ソース信号線、１１ 画素電極、１２，１３ 引き出し線、１４ ダミー画素電極、２０ 液晶、２１ 遮光膜、１００，２００，３００，４００，５００，６００ 液晶表示装置。

Claims (4)

1. 液晶を介して対向配置された２枚の基板と、当該２枚の基板の外縁近傍に配置され当該２枚の基板を固着するシール材と、を備える液晶表示装置において、
   前記２枚の基板は、
   液晶側の面上に配置されたマトリクス状の走査信号線およびデータ信号線、当該走査信号線およびデータ信号線により区画された領域に配置されたスイッチング素子および画素電極、を有する第１の基板と、
   液晶側の面上であって前記画素電極に対向する領域に配置された対向電極、当該対向電極と前記シール材との間に配置されたイオン吸着電極、を有する第２の基板と、を備える液晶表示装置。
2. 前記第１の基板は、液晶側の面上であって前記イオン吸着電極と対向する領域に配置された他の画素電極をさらに備える、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２の基板は、当該第２の基板と前記イオン吸着電極との間に遮光性を有する膜をさらに備える、請求項１または２に記載の液晶表示装置。
4. 前記イオン吸着電極は、遮光性を有するイオン吸着電極である請求項１または２に記載の液晶表示装置。

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