JP2010276909A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】低温環境下においても表示特性の優れた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置100は、液晶分子を駆動する電極対13,14を備える第1の基板1と、第1の基板1と所定の間隙を持って対向配置される第2の基板2を備える。第2の基板2は、第1の基板1と対向する側の表示領域51、及び額縁領域52に配設されたヒーター用電極21と、ヒーター用電極21より上層に、当該ヒーター用電極21を被覆するように配設され、少なくとも平坦化機能を有するオーバーコート層24を有する絶縁層25とを具備する。また、ヒーター用電極21に対して、外部から電位の供給可能な電位供給手段を有する。
【選択図】図2
【解決手段】本発明に係る液晶表示装置100は、液晶分子を駆動する電極対13,14を備える第1の基板1と、第1の基板1と所定の間隙を持って対向配置される第2の基板2を備える。第2の基板2は、第1の基板1と対向する側の表示領域51、及び額縁領域52に配設されたヒーター用電極21と、ヒーター用電極21より上層に、当該ヒーター用電極21を被覆するように配設され、少なくとも平坦化機能を有するオーバーコート層24を有する絶縁層25とを具備する。また、ヒーター用電極21に対して、外部から電位の供給可能な電位供給手段を有する。
【選択図】図2
Description
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳細には、温度維持機能付きの液晶表示装置に関する。
車の運転補助ツールとして、車載用ディスプレイが有効に活用されている。車載用ディスプレイには、フロントやリア部分に装着されたカメラからの映像情報が伝送され、映し出される。運転手は、車載用ディスプレイに映し出された映像情報を、運転の参考に利用する。この様な車載用ディスプレイとして、薄型、低消費電力の点で優れる液晶表示装置が多用されている。車載用ディスプレイとして用いられる液晶表示装置(以下、「車載用LCD(Liquid Crystal Display)とも称する」)は、運転の補助を担うという目的を達成するべく、様々な性能の向上が要求されている。
車載用LCDの特性として、広視野角であることが求められる。視野角特性に優れるIPS(In-Plane Switching)モードは、TVやPC用途のみならず、車載用としても好適である。IPSモードは、基板に平行な横電界を印加することによって、基板に平行な面内において液晶分子を動かしてオンとオフの表示状態を変化させる方式であり、視野角による液晶層の位相差であるリタデーション(Δn・d)変化が小さく、視野角特性が広い。横電界によって液晶分子を動かすモードとしては、IPSモードの他にFFS(Fringe Field Switching)モードを挙げることができる。
また、車載用LCDの特性として、低温環境下においても表示特性の低下がみられないことが求められる。例えば、北国などの寒い地方で、早朝にエンジンを始動した直後であっても、ディスプレイ表示が正常であることが求められる。液晶表示装置に用いられる液晶材料は、低温環境下では材料の粘度が上昇し、応答速度が遅くなるという問題がある。
液晶固有の粘度が応答速度に大きく影響するという問題を防止する方法として、特許文献1では、電圧印加に伴う液晶分子の回転による配向方向の変化のみを利用して表示を行う方式に代えて、媒質における光学的異方性の程度の変化を用いて表示を行う表示装置が提案されている。そして、静電気による表示ムラの発生を防止する手段として、特許文献1には、静電気をシールドするシールド電極を液晶層と対峙する面側に配置する構成が提案されている。このシールド電極は、静電気防止機能のみならず、ヒーター機能を兼ね備えてもよいことが記載されている。
特許文献2においては、低温環境下で液晶表示装置が正常表示となる時間を短縮する方法が提案されている。具体的には、カラーフィルタ基板の外側主面にITO等の透明導電膜を配設し、この透明導電膜に均一に電流を流す構成が提案されている。これにより、カラーフィルタ基板が均一に加熱され、液晶材料を温められることが記載されている。
車載用の液晶表示装置は、運転の直接的な判断材料となる映像情報を表示するという特性上、低温環境下において、上記特許文献2よりも、正常表示を行う時間の短縮化が可能な技術の開発が望まれる。
なお、上記においては、車載用の液晶表示装置における課題について述べたが、低温環境下で使用し得る液晶表示装置全般において同様の課題が生じ得る。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、低温環境下においても、表示特性の優れた液晶表示装置を提供することである。
本発明に係る液晶表示装置によれば、液晶分子を駆動する電極対を備える第1の基板と、前記第1の基板と所定の間隙を持って対向配置される第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板間に挟持された液晶層とを備え、表示領域と、当該表示領域より外側に区画される額縁領域を有するものである。前記第2の基板は、前記第1の基板と対向配置される側の前記表示領域、及び前記額縁領域に配設されたヒーター用電極と、前記ヒーター用電極より上層に、当該ヒーター用電極を被覆するように配設され、少なくとも平坦化機能を有するオーバーコート層を有する絶縁層とを備える。外部から前記ヒーター用電極に対して、電位の供給可能な電位供給手段を有する。
本発明によれば、低温環境下においても表示特性の優れた液晶表示装置を提供することができるという優れた効果を有する。
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、以降の図における各部材のサイズの比率は、説明の便宜上のものであり、実際のものとは必ずしも一致しない。また、本発明の説明に必要な部材を図示し、適宜、他の部材を省略する。
[実施形態1]
図1に、実施形態1に係る温度調整機能付き液晶表示装置の模式的平面図の一例を、図2に、図1のII−II切断線における模式的断面図を示す。液晶表示装置100は、IPSモードの液晶表示装置である。ここでは、透過型の液晶表示装置について説明する。
図1に、実施形態1に係る温度調整機能付き液晶表示装置の模式的平面図の一例を、図2に、図1のII−II切断線における模式的断面図を示す。液晶表示装置100は、IPSモードの液晶表示装置である。ここでは、透過型の液晶表示装置について説明する。
液晶表示装置100には、図1に示すように、ディスプレイ画像が表示される矩形状の表示領域51と、表示領域51の外側に区画される額縁領域52がある。額縁領域52の4つのコーナー部近傍領域のうち、一組の対角するコーナー部近傍領域53に、コンタクトホールCH1、CH2が形成されている。これについては、後で詳述する。
液晶表示装置100は、図2に示すように、液晶表示パネル50と、光源となるバックライトユニット60を主要構成部材として備える。液晶表示パネル50は、第1の基板1と、この第1の基板1と所定の間隙を持って対向配置される第2の基板2を備える。この一対の基板は、シール材3を用いて形成されたシールパターンを介して貼り合わされ、これらによって形成された空間に液晶層4が充填されている。
バックライトユニット60は、液晶表示パネル50の反視認側(背面側)に配置されており、液晶表示パネル50を介して視認側へ光を照射するように構成されている。バックライトユニット60としては、例えば、光源、導光板、反射シート、拡散シート、プリズムシート、反射偏光シートなどを備えた一般的な構成のものを用いることができる。
第1の基板1は、ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂等の基板からなる絶縁性基板10上にスイッチング素子(不図示)、絶縁膜(不図示)、櫛形電極である共通電極13、同じく櫛形電極である画素電極14等が形成されている。共通電極13と画素電極14が、液晶分子を駆動する電極対として機能する。画素電極14は、第1の基板1の液晶層4側の各画素領域に形成され、映像信号線(不図示)を介して選択された映像信号が供給される。画素電極14と離間して配置された共通電極13には、共通信号線(不図示)を介して共通信号が供給される。そして、これらの電極や配線等の上には、第1配向膜30等が形成されている。
第1配向膜30は、所定の方向に配向されており、液晶分子を配向させる役割を担う。対向する共通電極13と画素電極14からなる櫛形電極は、基板に平行な電圧を印加して、液晶層4の液晶分子をねじれ変形させる役割を担う。そして、この液晶層4のねじれ変形の度合いに応じて光透過率が制御される。
スイッチング素子(不図示)は、薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor)などにより構成され、絶縁膜上の画素電極14に電圧を供給する役割を担う。第1の基板1の外側主面には、偏光板(不図示)が配設されている。なお、実施形態1においては、共通電極13及び画素電極14ともに櫛形電極となるIPSモードについて説明したが、第1の基板1側に、液晶を駆動するための一対の電極が配設された液晶表示装置全般において、本発明を適用することができる。第1の基板1側に、液晶を駆動するための一対の電極が配設された液晶表示装置としては、IPSモードの他、FFSモードを挙げることができる。
第2の基板2は、絶縁性基板20、ヒーター用電極21、ブラックマトリックスとして機能する遮光層22、色材層として機能するカラーフィルタ層23、オーバーコート層24、第2配向膜40、柱状スペーサ41等を備えている。
絶縁性基板20は、ガラス基板や石英基板などの透過性を有する基板とする。ヒーター用電極21は、図2に示すように、絶縁性基板20の主面のうちの第1の基板1と対向配置される側の主面に、絶縁性基板20全体を被覆するように形成されている。ヒーター用電極21は、透明電極とする。透明電極としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)が挙げられる。実施形態1においては、ヒーター用電極21として、ITOを用いた。
遮光層22及びカラーフィルタ層23は、ヒーター用電極21の上層に形成されている。カラーフィルタ層23は、カラーパターンをストライプ状として、例えば青(B)、緑(G)、赤(R)3色のカラーパターンが所定の配列で配置されている。このようなカラーパターンの形成方法としては、顔料分散法、染色法、印刷法、蒸着法、電着法などの各種方法がある。遮光層22は、異なるカラーフィルタ層23間に配置され、カラーフィルタ層23を区画して、混色を防止する機能を担う。また、額縁領域52においては、バックライトユニット60の光源等が透過しないように、ヒーター用電極21の上層に遮光層22が被覆されている。なお、ヒーター用電極21の上層に複数の色材のカラーフィルタ層23をストライプ状などに形成し、カラーフィルタ層23の上層の所定の位置に、遮光層22を形成するようにしてもよい。
オーバーコート層24は、遮光層22、カラーフィルタ層23の上層にこれらを被覆するように配設されている。オーバーコート層24は、遮光層22やカラーフィルタ層23を配設することによって生じた段差構造を平坦化させる機能を有する。また、オーバーコート層24は、カラーフィルタ層23や遮光層22からの汚染物拡散防止機能を有する。従って、これらの機能を満足する膜厚とする必要がある。また、オーバーコート層24は、透明材料により構成する。実施形態1においては、遮光層22、カラーフィルタ層23、及びオーバーコート層24を、絶縁性の材料により構成する。従って、ヒーター用電極の上層に配設される絶縁層として、オーバーコート層24の下層に、遮光層22、カラーフィルタ層23が配設されている。
柱状スペーサ41は、オーバーコート層24の上層に形成されている。面内スペーサである柱状スペーサ41により、第1の基板1と第2の基板2間が所定の間隔となるように保持されている。柱状スペーサ41は、表示領域51内において、シール材3より内側の基板間距離を保持する。柱状スペーサ41に代えて、球状スペーサ等を適用してもよい。第2の基板2の最上層には、第2配向膜40が形成されている。
第2の基板2の外側主面には、偏光板(不図示)や光学補償フィルム(不図示)等の光学フィルムが配設されている。第1の基板1の外側主面に配設された偏光板と、第2の基板2の外側主面に配設された偏光板は、互いの透過軸が直交する方向となるように配置されている。
第1の基板1の額縁領域52には、図2に示すように、トランスファ電極として機能する遮光性トランスファ電極11と、同じくトランスファ電極として機能する接続トランスファ電極12が形成されている。一方、第2の基板2の額縁領域52には、図2に示すように、ヒーター用電極21、遮光層22、オーバーコート層24が形成されている。そして、オーバーコート層24の表面から、ヒーター用電極21の表面まで貫通するコンタクトホールCH1が形成されている。
接続トランスファ電極12と、コンタクトホールCH1の表面に形成されたヒーター用電極21の間には、図2に示すように、導体として機能するトランスファ5が配設されている。換言すると、ヒーター用電極21には、トランスファ5、接続トランスファ電極12、遮光性トランスファ電極11を介して、外部から信号が入力されるようになっている。
第2の基板2の額縁領域52の4つのコーナー部近傍領域のうちの一対の対角位置に配置される2つのコーナー部近傍領域53には、前述したように、コンタクトホールCH1、CH2が形成されている(図1参照)。コーナー部近傍領域53には、外部からヒーター用電極に対して電位を供給可能な電位供給手段が配設されている。コンタクトホールCH2側のコーナー部近傍領域53は、図2の同領域と同様の構成となっている。
図3に、コーナー部近傍領域53の液晶表示パネル50の模式的平面図を、図4に、コーナー部近傍領域53の第2の基板2の模式的平面図を、図5に、コーナー部近傍領域53の第1の基板1の模式的平面図を示す。図3においては、説明の便宜上、コンタクトホールCH1、トランスファ5の形成位置を示す。図4においては、液晶層4側から見た際の模式的平面図を示す。
額縁領域52のコーナー部近傍領域53において、図3に示すように、第1の基板1側の絶縁性基板10は、第2の基板2側の絶縁性基板20より突出するように形成されている。突出された領域には、遮光性トランスファ電極11や接続トランスファ電極12等が形成されている。
コンタクトホールCH1、CH2は、前述したように、オーバーコート層24の表面から、ヒーター用電極21の表面まで貫通するように形成されている。すなわち、額縁領域52において、ヒーター用電極21の上層に積層されたオーバーコート層24と遮光層22に貫通孔が設けられている。
コンタクトホールCH1,CH2は、オーバーコート層24や遮光層22の材料として、感光性を有する材料を適用することにより、公知の写真製版工程により直接的に貫通孔のパターンを形成することができる。オーバーコート層24の材料としては、感光性アクリル系の材料が一般的であり、実施形態1ではJSR社のNN780を使用した。遮光層22は感光性アクリル系樹脂の中に黒色の顔料を混ぜた材料が一般的に使われる。IPSモードの場合、液晶駆動に悪影響を及ぼさないように、通常、上記黒色の顔料(例えば、カーボン)の表面を絶縁被膜して、抵抗を高める技術を用いる。なお、オーバーコート層24、遮光層22の材料として、非感光性の材料を用いてもよい。この場合には、写真製版工程、エッチング工程等を経てパターン形成することができる。
コンタクトホールCH1、CH2は、オーバーコート層24及び遮光層22に開口部を設けているため光が透過してしまう。そのため、コンタクトホールCH1及びCH2は、額縁領域52のうち、できるだけ表示領域51から離間した位置に設けることが好ましい。また、コンタクトホールCH1、CH2の開口面積は、光の透過による悪影響を抑制する観点から、小さくすることが好ましい。実施形態1におけるコンタクトホールCH1のサイズ及び形状は、一辺を1mmとする正方形状とした。
遮光性トランスファ電極11は、少なくとも遮光性を有する金属材料からなる膜を有する。そして、遮光性トランスファ電極11のうち、トランスファ5や外部との電気的導通を取る領域に接続トランスファ電極12を配する。接続トランスファ電極12の材料は、特に限定されないが、遮光性トランスファ電極11及びトランスファ5若しくは外部との接続抵抗に優れている材料を選定する。実施形態1においては、ITO膜を用いた。接触抵抗が高くなる等の問題が生じない場合には、接続トランスファ電極12を省略し、遮光性トランスファ電極11とトランスファ5を直接接続させてもよい。
遮光性トランスファ電極11の遮光性を有する金属材料としては、遮光性を有するものであれば特に限定されないが、好適な例としてAlやCr、Mo、Cuなどを挙げることができる。第1の基板1に形成するTFTの電極材料と共用化することにより、製造効率の効率化を図ることができる。
遮光性トランスファ電極11は、バックライトユニット60からの光を遮る役割も担っている。従って、遮光性トランスファ電極11は、平面視上、コンタクトホールCH1が形成されている位置に重畳的に配置する。バックライトユニット60からの光抜けを効果的に防止する観点から、コンタクトホールCH1のサイズより若干大きくすることが好ましい。実施形態1においては、遮光性トランスファ電極11の幅を1.5mmとした。
ヒーター用電極21への信号の入力は、例えば、コンタクトホールCH1側から入力を行い、コンタクトホールCH2側へ出力する。実施形態1では、コンタクトホールCH1側の電位を+6V、コンタクトホールCH2側の電位を0Vに設定した。
液晶表示装置100は、その他、駆動信号を発生する制御基板(不図示)、この制御基板を端子(不図示)に電気的に接続するFFC(Flexible Flat Cable)(不図示)等を備えている。
液晶表示装置100は、例えば、次のように動作して画像が表示される。すなわち、制御基板から電気信号が入力されると、共通電極13及び画素電極14に駆動電圧が加わり、駆動電圧に合わせて液晶分子の方向が変わる。例えば、p型液晶の場合、液晶分子は、電界方向に向こうとするため、ねじれ変形が誘起される。そして、液晶分子のねじれ変形の度合いにより光の透過率を制御する。光はバックライトユニット60から発せられ、第1の基板1、液晶分子及び第2の基板2を介して外部へ透過あるいは遮断されることにより、液晶表示装置100に映像等が表示される。
次に、液晶表示装置100が、低温環境下においても表示特性の優れている理由について説明する。図6に、実施形態1に係る液晶表示パネル50の表示領域51の模式的断面図を示す。ここで、説明の便宜上、液晶層4を構成する液晶分子6を、説明の便宜上、模式的に拡大して図示する。また、遮光層22、カラーフィルタ層23、オーバーコート層24を総称して絶縁層25とする。また、図6においては、説明に必要な部材のみを図示している。
液晶表示パネル50は、前述したように、画素信号が書き込まれる画素電極14と共通電極13間に電圧を印加することによって、第1の基板1と第2の基板2間に概略平行な電界を発生させ、液晶層4を駆動している。
<比較例>
次に、本発明の効果を説明するための比較例について説明する。図10は、比較例に係る液晶表示パネル150の表示領域の模式的断面図である。比較例に係る液晶表示装置は、以下の点を除く基本的な構成については、実施形態1と同様である。すなわち、実施形態1においては、ヒーター用電極21が絶縁層25よりも下層(絶縁性基板20側)に配設されているのに対し、比較例においては、ヒーター用電極が絶縁層よりも液晶層側に配設されている点において相違する。
次に、本発明の効果を説明するための比較例について説明する。図10は、比較例に係る液晶表示パネル150の表示領域の模式的断面図である。比較例に係る液晶表示装置は、以下の点を除く基本的な構成については、実施形態1と同様である。すなわち、実施形態1においては、ヒーター用電極21が絶縁層25よりも下層(絶縁性基板20側)に配設されているのに対し、比較例においては、ヒーター用電極が絶縁層よりも液晶層側に配設されている点において相違する。
液晶表示パネル150は、図10に示すように、絶縁性基板120上に遮光層、カラーフィルタ層が形成されている。そして、これらの上層に、オーバーコート層を積層した。ここでは、遮光層、カラーフィルタ層、オーバーコート層を総称して絶縁層125とし、図10においては、絶縁層125の位置を図示した。ヒーター用電極21は、絶縁層125の上層に、これを被覆するように配設されている。ヒーター用電極21の上層には、第2配向膜140が形成されている。絶縁性基板110、画素電極113、共通電極114、第1配向膜130、液晶層104、液晶分子106等の構成や部材は、実施形態1と同様である。
次に、実施形態1と比較例に係る液晶表示装置において、印加する電圧に対する透過率の影響を検討した結果について説明する。図7は、実施形態1及び比較例に係る液晶表示装置において、印加電圧に対して透過率をプロットしたものである。図7中の実施形態1(2μm)は、ヒーター用電極21の上層に配設されたオーバーコート層24の膜厚が2μmであることを示している。厳密には、遮光層22、カラーフィルタ層23の厚みも考慮した絶縁層25全体の厚みで算出する必要があるが、遮光層22、カラーフィルタ層23の膜厚は、オーバーコート層24の膜厚に比して十分小さいので、オーバーコート層24の膜厚によってシュミレーションした。同様に、図7中の実施形態1(1μm)は、ヒーター用電極21の上層に配設されたオーバーコート層24の膜厚が1μmであることを示している。一方、図7中の比較例(0μm)においては、オーバーコート層124がヒーター用電極121の下層に配設されており、ヒーター用電極121の上層にはオーバーコート層124が配設されていないので、説明の便宜上、0μmと表示している。
共通電極13に入力するコモン電位を6V、ヒーター用電極の電位は6Vとした。図7中の横軸は、実効的に液晶に加える電圧を示している。すなわち、図7中の横軸は、共通電極13と画素電極14間に加える電圧を示している。図7のシミュレーション結果より、比較例においては、画素電極114に入力される信号の振幅中心を6V、振幅を0〜8Vとした場合、透過率が10%程度であった。一方、実施形態1においては、画素電極14に入力される信号の振幅中心を6V、振幅を0〜8Vとした場合、透過率が70%以上となることがわかった。実施形態1において、オーバーコート層24の膜厚が2μmと1μmのもので比較すると、オーバーコート層24の膜厚を2μmとした方が、透過率が僅かながら高いという結果を得た。これらの結果は、ヒーター用電極21の電位の影響が、絶縁層25を配置することによって、液晶駆動に対し良好に働いていることを示唆するものである。液晶駆動の特性と第2の基板2の平坦性を考慮すると、オーバーコート膜の膜厚は、1μm以上とすることが望ましい。また、膜の均一性を考慮すると3μm以下とすることが望ましい。
図8は、実施形態1に係る液晶表示装置の電界分布を示したものである。また、図11は、比較例に係る液晶表示装置の電界分布を示したものである。実施形態1おいては、図8より、液晶層部分で横方向電界が増えていることがわかる。一方、比較例においては、図11より、垂直方向の電界がメインとなっていることがわかる。そして、比較例においては、液晶分子が縦方向に駆動され、正常な複屈折モードが成立していないことがわかる。これらの結果より、ヒーター用電極21を配設する場合には、ヒーター用電極21の上層に絶縁層25を適切に配置することが非常に重要であることが示唆される。
上記特許文献1においては、液晶材料の極近接した位置にシールド電極を設ける構成が提案されている。しかしながら、IPSモードの液晶表示装置に、上記特許文献1の構成を採用すると、第1の基板上に形成した電極との距離が短くなり、上述したように液晶駆動に悪影響が生じてしまう。
絶縁層25の膜厚は、厚いほど駆動に与える影響が少なくなり良好である。但し、絶縁層25の膜厚を厚くしすぎると、基板面内に膜厚ムラを生じたり、透過率低下につながったりするという弊害もある。従って、絶縁層25の膜厚は、プロセスや材料により最適化を実施することが好ましい。実施形態1では、オーバーコート層24の膜厚を1.2μmに設定し、良好な表示特性を確認した。
さらに、ヒーター用電極21に入力する信号と、共通電極13に入力するコモン電位との差が生じるほど電界への悪影響が大きくなる。よって、ヒーター用電極21をオンとする場合には、実施形態1のようにコモン電位と等しく設定することが望ましい。但し、ヒーターとしての機能を更に上げるためには、入力する電位を大きくした場合であっても、電界への悪影響が生じないことが求められる。このような場合には、オーバーコート層24の膜厚を厚くし、コモン電位の影響を緩和すればよい。使用環境温度、目的やニーズに応じて、オーバーコート層24の膜厚や、ヒーター用電極21の入力電圧等の最適化を図ればよい。
また、液晶層4として負の誘電率異方性を有する材料を用いると、前述の縦電界に対して光学的な挙動が抑えられ、透過率の低下を防ぐことができるので、より好ましい。
また、液晶表示装置の低消費電力化の観点から、ヒーター用電極21をオンとするタイミングを低温時に限定することが有効である。液晶表示装置本体あるいは周辺機器に、温度モニターを設置し、温度モニターからの周辺温度情報によって、所定の温度以下の場合には、ヒーター用電極21を作動させ、液晶層4を温めるように制御すればよい。
上記特許文献2においては、ヒーター用電極を第2の基板の外側主面側に配設していた。一方、本実施形態1によれば、ヒーター用電極21を第2の基板の液晶層側に配設しているので、上記特許文献2に比して液晶層4をすばやく温めることが可能となる。従って、低温環境下でも、液晶分子の応答速度の低下を最小限とし、表示特性の優れた液晶表示装置を得ることできる。また、ヒーター用電極21へ印加する電力をより小さくし、省エネルギー化を図ることも期待できる。
以上より、実施形態1によれば、低温環境下においても、表示特性の優れた液晶表示装置を提供することができる。
[実施形態2]
次に、上記実施形態1とは異なる液晶表示装置の一例について説明する。実施形態2に係る液晶表示装置は、以下の点を除く基本的な構成については、上記実施形態1と同様である。すなわち、上記実施形態1においては、ヒーター用電極と遮光層を独立してそれぞれ配設しているのに対し、実施形態2においては、遮光層に導電性を付与し、これにヒーター用電極としての機能を付与している点において相違する。また、上記実施形態1においては、第2の基板の外側主面にシールド層を設けていなかったのに対し、実施形態2においては、第2の基板の外側主面にシールド層を設けている点において相違する。
次に、上記実施形態1とは異なる液晶表示装置の一例について説明する。実施形態2に係る液晶表示装置は、以下の点を除く基本的な構成については、上記実施形態1と同様である。すなわち、上記実施形態1においては、ヒーター用電極と遮光層を独立してそれぞれ配設しているのに対し、実施形態2においては、遮光層に導電性を付与し、これにヒーター用電極としての機能を付与している点において相違する。また、上記実施形態1においては、第2の基板の外側主面にシールド層を設けていなかったのに対し、実施形態2においては、第2の基板の外側主面にシールド層を設けている点において相違する。
図9に、液晶表示装置100aの模式的断面図を示す。切断位置は、図2と同様の位置とする。液晶表示装置100aは、ヒーター用電極として機能する遮光−ヒーター電極28、及び静電気による表示不良を防止するシールド層29を備える。
遮光−ヒーター電極28は、遮光性と導電性を有する材料を適用する。遮光−ヒーター電極28の材料は、遮光性と導電性を有していれば特に限定されないが、好適な例として、基板側に反射防止機能を有する膜である酸化Crを配置した、Cr膜と酸化Cr膜との2層膜を挙げることができる。無論、単層としたり3層以上の積層構造としたりしてもよい。
遮光−ヒーター電極28の形成位置は、実施形態1における遮光層22の配設位置と同様とする。換言すると、遮光−ヒーター電極28は、表示領域51においては、異なるカラーフィルタ層23間に配置する。また、額縁領域52においては、全面に亘って遮光−ヒーター電極28を配置する。これにより、額縁領域52においてバックライトユニット60の光源からの光抜けを防止することができる。
オーバーコート層24は、カラーフィルタ層23と遮光−ヒーター電極28の上層に設けている。コンタクトホールCH1aは、オーバーコート層24の表面から、遮光−ヒーター電極28の表面まで貫通するように形成されている。図示を省略しているが、液晶表示装置100aの額縁領域52の4つのコーナー部近傍領域のうちの一対の対角位置に配置される2つのコーナー部近傍領域53の構成は、両者ともに同様の構成とした。
遮光−ヒーター電極28と遮光性トランスファ電極11aは、トランスファ5及び接続トランスファ電極12を介して電気的に接続されている。第1の基板1上の遮光性トランスファ電極11aは、コンタクトホールCH1と平面視上、重畳する位置に開口部を設けている。そして、この開口部に接続トランスファ電極12aが配設されるようにした。これによって、第1の基板1側から、トランスファ5の有無を目視で確認することができる構造となっている。これにより、トランスファ5の打点抜け検査の容易化を図り、生産性を向上させることができる。
シールド層29は、第2の基板2の外側主面側に配設されている。カラーフィルタ層23が配設された領域においては、遮光−ヒーター電極28が配設されていないが、シールド層29を設けることにより、静電気による表示障害を防止することができる。実施形態2においては、シールド層29としてITO膜を設けた。
本実施形態2によれば、遮光−ヒーター電極28に電流を流すことにより、ヒーター機能を発現させることができる。また、実施形態2では、シールド層29を設けているので、静電気による表示障害を防止することができる。また、遮光−ヒーター電極28の上層には、絶縁層を配設しているので、液晶を駆動する際の電界方向に与える影響を抑制することができる。以上より、実施形態2によれば、低温環境下においても、表示特性の優れた液晶表示装置を提供することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施形態2において、カラーフィルタ層23に導電性を付与してもよい。これにより、遮光−ヒーター電極28とカラーフィルタ層23とで、ヒーター用電極の機能を担うことができる。この場合には、シールド層29を設けなくても、静電気による表示障害を防止することができる。
また、遮光層を絶縁層とし、カラーフィルタ層に導電性を付与する構成としてもよい。例えば、第2の基板の内側主面に、導電性を有する異なる色材のカラーフィルタ層を、例えばストライプ状に全面に亘って形成し、これに電位供給手段を接続することによって、カラーフィルタ層に、ヒーター用電極の機能を付与させる構成としてもよい。
また、上記実施形態においては、透過型の液晶表示装置を例にとり説明したが、本発明を半透過型液晶表示装置や反射型液晶表示装置に適用することも可能である。また、ヒーター用電極に電位を供給する構成は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、第2の基板側の一部を第1の基板より突出するように構成し、第1の基板側を経由せずに、外部とヒーター用電極が電気的に接続可能な構成としてもよい。また、外部とヒーター用電極の電気的接続箇所が2か所である例について説明したが、2以上であればよく、その数は限定されない。
1 第1の基板
2 第2の基板
3 シール材
4 液晶層
5 トランスファ
6 液晶分子
10 絶縁性基板
11 遮光性トランスファ電極
12 接続トランスファ電極
13 共通電極
14 画素電極
20 絶縁性基板
21 ヒーター用電極
22 遮光層
23 カラーフィルタ層
24 オーバーコート層
25 絶縁層
28 遮光−ヒーター電極
29 シールド層
30 第1配向膜
40 第2配向膜
50 液晶表示パネル
51 表示領域
52 額縁領域
53 コーナー部近傍領域
60 バックライトユニット
100 液晶表示装置
2 第2の基板
3 シール材
4 液晶層
5 トランスファ
6 液晶分子
10 絶縁性基板
11 遮光性トランスファ電極
12 接続トランスファ電極
13 共通電極
14 画素電極
20 絶縁性基板
21 ヒーター用電極
22 遮光層
23 カラーフィルタ層
24 オーバーコート層
25 絶縁層
28 遮光−ヒーター電極
29 シールド層
30 第1配向膜
40 第2配向膜
50 液晶表示パネル
51 表示領域
52 額縁領域
53 コーナー部近傍領域
60 バックライトユニット
100 液晶表示装置
Claims (10)
- 液晶分子を駆動する電極対を備える第1の基板と、
前記第1の基板と所定の間隙を持って対向配置される第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板間に挟持された液晶層とを備え、表示領域と、当該表示領域より外側に区画される額縁領域を有する液晶表示装置であって、
前記第2の基板は、
前記第1の基板と対向配置される側の前記表示領域、及び前記額縁領域に配設されたヒーター用電極と、
前記ヒーター用電極より上層に、当該ヒーター用電極を被覆するように配設され、少なくとも平坦化機能を有するオーバーコート層を有する絶縁層とを備え、
外部から前記ヒーター用電極に対して、電位の供給可能な電位供給手段を有する液晶表示装置。 - 前記電位供給手段として、前記額縁領域において、前記絶縁層の表面から前記ヒーター用電極の表面まで貫通するコンタクトホールを備え、
前記第1の基板は、前記額縁領域において、外部と接続可能なトランスファ電極を備え、
前記ヒーター用電極と前記トランスファ電極が、導体を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記コンタクトホールからの光抜けを防止するように、平面視上、前記コンタクトホールと重畳する領域に、遮光特性を有する層を備えることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
- 前記ヒーター用電極は、透明電極材料により構成し、実質的に前記第2の基板の全面に亘って形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記絶縁層は、前記オーバーコート層の下層に遮光層、カラーフィルタ層を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記ヒーター用電極は、遮光性を有し、前記カラーフィルタ層を区画して、混色を防止する遮光層の機能も備えることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記第2の基板の外側主面には、実質的に全面に亘って配設された導電性及び透明性を有するシールド層が配設されていることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記電位供給手段として、前記額縁領域において、前記絶縁層の表面から前記ヒーター用電極の表面まで貫通するコンタクトホールを備え、
前記第1の基板は、前記額縁領域において、外部と接続可能なトランスファ電極を備え、
前記ヒーター用電極と前記トランスファ電極が、導体を介して電気的に接続されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の液晶表示装置。 - 前記第1の基板側から前記導体の状態を観察できるように、少なくとも前記コンタクトホールと平面視上、重畳的に配置される形成位置のトランスファ電極を透明電極材料により構成することを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
- 前記液晶層を構成する液晶材料は、負の誘電率異方性を有していることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009130253A JP2010276909A (ja) | 2009-05-29 | 2009-05-29 | 液晶表示装置 |
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JP2010276909A true JP2010276909A (ja) | 2010-12-09 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN105116630A (zh) * | 2015-09-23 | 2015-12-02 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种显示面板及显示装置 |
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- 2009-05-29 JP JP2009130253A patent/JP2010276909A/ja active Pending
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