JP2013254159A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、横電界方式の液晶表示装置の表示品位を向上させる技術に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a technique for improving the display quality of a horizontal electric field type liquid crystal display device.
近年、従来のブラウン管を用いた表示装置に代わって、液晶、エレクトロルミネッセンス、帯電微粒子等の原理を利用した薄型で平面形状の表示パネルを用いた表示装置の普及が進んでいる。これらの新しい表示装置の代表である液晶表示装置は、薄型、軽量という特徴だけでなく、少ない消費電力での低電圧駆動が可能であるという特徴を有している。 In recent years, in place of conventional display devices using cathode ray tubes, display devices using thin and flat display panels using the principles of liquid crystal, electroluminescence, charged fine particles and the like have been widely used. A liquid crystal display device, which is a representative of these new display devices, has not only a feature of being thin and light, but also a feature of being capable of low voltage driving with low power consumption.
液晶表示装置の表示パネルは、2枚の基板間に液晶が封入されて構成される。2枚の基板のうちの片方の基板は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示領域を有しており、「アレイ基板」と呼ばれる。もう片方の基板は、アレイ基板の表示領域に対向するようにカラーフィルタ、ブラックマトリクス(遮光膜)等が形成されており、「対向基板」と呼ばれる。アレイ基板と対向基板は、液晶を封止するシール材を用いて貼り合わされる。 A display panel of a liquid crystal display device is configured by sealing liquid crystal between two substrates. One of the two substrates has a display area in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, and is called an “array substrate”. The other substrate is formed with a color filter, a black matrix (light-shielding film) and the like so as to face the display area of the array substrate, and is called “counter substrate”. The array substrate and the counter substrate are bonded together using a sealant that seals the liquid crystal.
特に、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)型液晶表示装置は、個々の画素が、当該画素に画像信号を供給するTFTを有する構成を有している。そのため、TFT型液晶表示装置は、各画素が独立して液晶を駆動する電圧を保持でき、クロストークの少ない高品質な画像表示を実現できる。また、アレイ基板には、各画素のTFTのゲート電極に接続するゲート配線(走査配線)と、ゲート配線に交差するように配設され、各画素のTFTのソース電極に接続するソース配線(信号配線)とを備える。ゲート配線は、各TFTのオン、オフの制御に用いられる。ソース配線は、各画素の電極(画素電極)に印加する画像信号をTFTに供給する。通常、画素は、ゲート配線とソース配線に囲まれた領域のそれぞれに配設される。 In particular, a thin film transistor (TFT) type liquid crystal display device has a configuration in which each pixel has a TFT for supplying an image signal to the pixel. Therefore, the TFT type liquid crystal display device can hold a voltage for driving each pixel independently and can realize a high-quality image display with little crosstalk. Further, the array substrate is provided with a gate wiring (scanning wiring) connected to the gate electrode of the TFT of each pixel and a source wiring (signal) connected to the source electrode of the TFT of each pixel so as to intersect the gate wiring. Wiring). The gate wiring is used for on / off control of each TFT. The source wiring supplies an image signal applied to the electrode (pixel electrode) of each pixel to the TFT. Usually, the pixel is disposed in each of the regions surrounded by the gate wiring and the source wiring.
一般的な液晶表示装置では、各画素電極に印加された画像信号は、画素電極と対向電極(共通電極)との間で保持されるが、横方向の電界を用いて液晶を駆動する方式(横電界方式)として知られるインプレーンスイッチング(IPS:In-Plane Switching)方式の液晶表示装置では、画素電極と対向電極の両方がアレイ基板側に配設される。IPS方式の液晶表示装置において、画素電極および対向電極は、同一層又は異なる層に、平面視で交互に隙間を空けて、スリット板形状又は櫛歯形状に配置される。画素電極と対向電極との間には、基板面に対して横方向の電界が発生し、その横方向の電界を用いて液晶を駆動することにより表示が制御される。 In a general liquid crystal display device, an image signal applied to each pixel electrode is held between the pixel electrode and a counter electrode (common electrode), but a method of driving a liquid crystal using a horizontal electric field ( In an in-plane switching (IPS) type liquid crystal display device known as a lateral electric field method), both a pixel electrode and a counter electrode are disposed on the array substrate side. In the IPS liquid crystal display device, the pixel electrode and the counter electrode are arranged in a slit plate shape or a comb-like shape in the same layer or different layers with gaps alternately in plan view. A horizontal electric field is generated between the pixel electrode and the counter electrode with respect to the substrate surface, and display is controlled by driving the liquid crystal using the horizontal electric field.
IPS方式は、従来のTN(Twisted Nematic)方式と比較して、視野角特性に優れているが、画素電極および対向電極の真上に位置する液晶が殆ど表示に寄与しないので、TN方式と比べて、光透過率が小さいという欠点がある。 The IPS method is superior in viewing angle characteristics compared to the conventional TN (Twisted Nematic) method, but the liquid crystal positioned immediately above the pixel electrode and the counter electrode hardly contributes to the display. Therefore, there is a drawback that the light transmittance is small.
この欠点を改善した横電界方式として、例えば、特許文献1,2に開示されているフリンジフィールドスイッチング(FFS:Fringe Field Switching)方式がある(特許文献1,2では、FFS方式も広義の意味で「IPS方式」と称している)。
As a lateral electric field system that has improved this drawback, for example, there is a fringe field switching (FFS) system disclosed in
FFS方式の液晶表示装置においても、その画素電極および対向電極は、共にアレイ基板側に形成される。しかしIPS方式とは異なり、画素電極と対向電極は、絶縁膜を介して上下に重畳して配置される。FFS方式では、下部電極を画素電極とする構成と、反対に上部電極を画素電極とする構成のどちらも可能である。 In the FFS mode liquid crystal display device, both the pixel electrode and the counter electrode are formed on the array substrate side. However, unlike the IPS method, the pixel electrode and the counter electrode are arranged so as to overlap each other with an insulating film interposed therebetween. In the FFS system, both a configuration in which the lower electrode is a pixel electrode and a configuration in which the upper electrode is a pixel electrode are possible.
FFS方式の液晶表示装置では、通常、画素電極および対向電極のうち、下側に配置される電極(下部電極)は板状(平面状)に形成され、上側に配置される電極(上部電極)は、スリット状の開口部を有する板形状(スリット板形状)又は櫛歯形状に形成される。上部電極と下部電極との間に発生するフリンジ電界で液晶を駆動するため、上部電極の真上の液晶も駆動されて表示に寄与することができる。そのため、FFS方式では、IPS方式よりも光透過率が高いという利点がある。 In the FFS mode liquid crystal display device, the lower electrode (lower electrode) of the pixel electrode and the counter electrode is usually formed in a plate shape (planar shape), and the upper electrode (upper electrode). Is formed in a plate shape (slit plate shape) having a slit-like opening or a comb-teeth shape. Since the liquid crystal is driven by a fringe electric field generated between the upper electrode and the lower electrode, the liquid crystal directly above the upper electrode can be driven to contribute to display. Therefore, the FFS method has an advantage that the light transmittance is higher than that of the IPS method.
IPS方式やFFS方式などの横電界方式の液晶表示パネルでは、画素電極と対向電極の両方がアレイ基板側に配設されるので、対向基板の液晶との対向面は、有機樹脂からなるブラックマトリクス、オーバーコート、カラーフィルタ等の絶縁膜で構成される。つまり、TN方式などの縦電界方式の表示パネルに用いられる対向基板と異なり、対向基板の液晶との対向面に対向電極(共通電極)としての透明導電膜が配設されない。このため、横電界方式では、アレイ基板上のゲート引き出し配線(ゲート電極を表示領域の外まで引き出すための配線)から発生する電界の影響で、対向基板が電位変動を起こし、ゲート引き出し配線近傍の表示領域に表示ムラが生じるという問題があった。 In a horizontal electric field type liquid crystal display panel such as an IPS method or an FFS method, both the pixel electrode and the counter electrode are disposed on the array substrate side, so that the surface of the counter substrate facing the liquid crystal is a black matrix made of an organic resin. Insulating films such as overcoats and color filters. That is, unlike a counter substrate used in a vertical electric field type display panel such as a TN mode, a transparent conductive film as a counter electrode (common electrode) is not provided on a surface of the counter substrate facing the liquid crystal. For this reason, in the horizontal electric field method, the potential variation of the counter substrate occurs due to the influence of the electric field generated from the gate lead-out wiring (wiring for leading the gate electrode out of the display area) on the array substrate, and the potential of the counter substrate near There is a problem that display unevenness occurs in the display area.
特許文献1、2では、この対策として、アレイ基板のゲート引き出し配線上に、絶縁膜を介して電界遮蔽用のシールド電極(導電膜)を配設し、それにより表示ムラの発生を抑えている。
In
特許文献1、2において、シールド電極となる導電膜には、ITO(Indium Tin Oxide)が使用される。ITOとシール剤との接着力は信頼性が定かではないため、特許文献1、2では、シール材の形成領域では、シールド電極(ITO)を必ず最上層の絶縁膜より下層に配置し、シール材による対向基板とアレイ基板との接着力の信頼性を確保している。これにより、シール材による液晶の封止の信頼性を維持しつつ、表示ムラの発生が抑えられる。
In
特許文献1,2の液晶表示装置では、シールド電極が最上層の絶縁膜の下層に配設されるため、シールド電極とゲート引き出し配線との間の絶縁膜の厚さは、シールド電極を最上層の絶縁膜の上に配設する場合よりも小さくなる。そのため、シールド電極を最上層の絶縁膜の上に配設する場合と比較すると、ゲート配線の負荷容量が増大する問題や、シールド電極とゲート配線とのショートにより歩留まりが低下する問題が懸念される。
In the liquid crystal display devices disclosed in
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、シール剤による液晶封止の信頼性を維持しながら歩留まりの低下を防止でき、ゲート引き出し配線近傍における表示ムラの発生を抑制できる液晶表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can prevent a decrease in yield while maintaining the reliability of liquid crystal sealing with a sealant, and suppress the occurrence of display unevenness in the vicinity of the gate lead-out wiring. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can be used.
本発明に係る液晶表示装置は、スイッチング素子および当該スイッチング素子を通して画像信号が供給される画素電極、並びに所定の共通電位が供給される共通電極を有する画素と、前記スイッチング素子に制御信号を供給する走査配線と、前記スイッチング素子に前記画像信号を供給する信号配線とを有する液晶表示パネルを備え、起動時において、前記走査配線への前記制御信号の供給は、前記共通電極への前記共通電位の供給を開始してから所定時間後に開始されるものである。 The liquid crystal display device according to the present invention supplies a switching element, a pixel having a pixel electrode to which an image signal is supplied through the switching element, a common electrode to which a predetermined common potential is supplied, and a control signal to the switching element. A liquid crystal display panel having a scanning wiring and a signal wiring for supplying the image signal to the switching element, and at the time of start-up, the supply of the control signal to the scanning wiring is performed by supplying the common potential to the common electrode; It is started after a predetermined time from the start of supply.
本発明に係る液晶表示装置によれば、起動時に、共通電極へ共通電位を供給し、対向基板の電位がほぼ共通電位に収束してから、走査配線に制御信号が供給されるので、走査配線の引き出し配線からの電界によって対向基板に電位変動が発生することが抑制される。従って、引き出し配線の近傍における表示ムラの発生を防止できる。 According to the liquid crystal display device of the present invention, at the time of start-up, the common potential is supplied to the common electrode, and the control signal is supplied to the scanning wiring after the potential of the counter substrate has converged to the common potential. Occurrence of potential fluctuation in the counter substrate due to the electric field from the lead-out wiring is suppressed. Therefore, it is possible to prevent display unevenness in the vicinity of the lead-out wiring.
これにより、例えば、シールド電極をシール材よりも内側の領域のみに配設しても充分に表示ムラを抑えることができる。その場合、シールド電極をアレイ基板の最上層に配設してもシール材の接着力には影響しないのでシール材の接着力の信頼性を確保できる。また、シールド電極と引き出し線との間の絶縁膜の厚さが大きくなるので、シールド電極と引き出し線とのショートを防止でき、歩留まりの低下防止にもつながる。さらに、走査配線の負荷容量を軽減できる効果も得られる。 Thereby, for example, even if the shield electrode is disposed only in the region inside the seal material, display unevenness can be sufficiently suppressed. In that case, even if the shield electrode is disposed on the uppermost layer of the array substrate, the adhesive strength of the sealing material is not affected, so that the reliability of the adhesive strength of the sealing material can be ensured. Further, since the thickness of the insulating film between the shield electrode and the lead line is increased, it is possible to prevent a short circuit between the shield electrode and the lead line, and to prevent a decrease in yield. Furthermore, the effect that the load capacity of the scanning wiring can be reduced is also obtained.
図1は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置100の構成を示すブロック図である。本実施の形態では、液晶表示装置100はFFS方式のものと仮定するが、本発明は、画素電極と共通電極(対向電極)の両方が同じ基板に配設される横電界方式(例えばIPS方式)の液晶表示装置に広く適用可能である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a liquid
図1に示すように、液晶表示装置100は、制御部101、表示用駆動部102、バックライト駆動部103、オン/オフスイッチ部104、電源部105、液晶表示パネル60およびバックライト80を含んでいる。
As shown in FIG. 1, the liquid
液晶表示パネル60は、ゲート配線2、ソース配線5および共通配線9を備えている。ゲート配線2(走査配線)は、各画素のTFT(スイッチング素子)のゲート電極に制御信号を供給して、各TFTのオン、オフを制御するための配線である。ソース配線5(信号配線)は、各画素の電極(画素電極)に印加する画像信号をTFTに供給するための配線である。共通配線9は、各画素の共通電極に所定の電位(共通電位)を供給するための配線である。バックライト80は、液晶表示パネル60に光を照射する光源である。
The liquid
オン/オフスイッチ部104は、例えばユーザ等が液晶表示装置100のオン、オフを切り替えるためのものである。表示用駆動部102は、ゲート配線2、ソース配線5および共通配線9に各種の信号を出力して、液晶表示パネル60に画像を表示させる機能を有する。つまり、表示用駆動部102は、ゲート配線2を走査するゲート配線駆動回路、ソース配線5に画像信号を供給するソース配線駆動回路、および共通配線9に共通電位を供給するための回路を含んでいる。バックライト駆動部103は、バックライト80に電源を供給してそれを点灯させるものである。表示用駆動部102が液晶表示パネル60を駆動するための電源、並びに、バックライト駆動部103がバックライト80を駆動するための電源は、電源部105から供給される。
The on / off
制御部101は、表示用駆動部102、オン/オフスイッチ部104および電源部105といったハードウェア資源との間で信号や情報をやりとりし、それらの動作を統括的に制御する処理回路である。制御部101は、その内部に記憶される制御プログラムに基づいて動作する中央演算処理装置(Central Processing Unit;CPU)により実現される。また、制御部101は計時部106を備えている。計時部106は、時間の経過を計測するものであり、例えば計時を開始した時点からの経過時間をカウントするカウンタにより実現される。
The
図2は、本実施の形態の液晶表示装置の構成を模式的に示す平面図である。液晶表示装置100が備える液晶表示パネル60は、アレイ基板10と対向基板20とをその外周部に設けたシール材40を用いて貼り合わせ、アレイ基板10と対向基板20との間に液晶を封止した構造を有している。また、図示は省略するが、液晶表示パネル60は、その両面に偏光板や位相板が貼り付けられ、バックライト80および外部回路と共に筐体に収納されて、液晶表示装置100が構成される。
FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment. The liquid
液晶表示パネル60は、複数の画素30がマトリクス状に配設される表示領域50と、その外側の額縁領域55とに分けられる。表示領域50には、水平方向(左右方向)に延びる複数のゲート配線2と、それに交差して垂直方向(上下方向)に延びる複数のソース配線5とが配設され、ゲート配線2とソース配線5とで囲まれた各領域に画素30が形成される。図示は省略するが、各画素30には、ゲート配線2およびソース配線5に接続したTFT、当該TFTを通して供給される画像信号を保持する画素電極および共通電極が形成されている。また、表示領域50の外周部には、各画素30の共通電極に共通電位を供給するための共通配線9が配設されている。
The liquid
横電界方式の液晶表示パネル60では、これらの要素がいずれもアレイ基板10側に形成される。一方、アレイ基板10と液晶を介して対向配置される対向基板20には、カラーフィルタやブラックマトリクス等(不図示)が形成される。
In the horizontal electric field type liquid
アレイ基板10は、ガラス、プラスチック等の絶縁性基板を基材としており、その表示領域50に、ゲート配線2、ソース配線5、画素30等が形成される。アレイ基板10の額縁領域55には、COG(Chip On Glass)実装技術により、ゲート配線2に接続するゲート配線駆動回路70、およびソース配線5に接続するソース配線駆動回路72が実装されている。アレイ基板10の端部には、外部回路(不図示)が生成した各種の信号(クロック信号、画像信号(画像データ)、駆動電圧等)をゲート配線駆動回路70およびソース配線駆動回路72に供給するための複数の端子が設けられ、外部回路はそれらの端子にフレキシブル基板74,76を介して接続される。
The
図2に示すように、各ゲート配線2の一端は、表示領域50の外側まで引き出されて、ゲート配線駆動回路70に接続される。このゲート配線2における表示領域50の外側へ引き出される部分を「ゲート引き出し配線2a」と称する。同様に、各ソース配線5の一端は、表示領域50の外側まで引き出され、ソース配線駆動回路72に接続される。このソース配線5における表示領域50の外側へ引き出される部分を「ソース引き出し配線5a」と称する。
As shown in FIG. 2, one end of each
ゲート引き出し配線2a上には、ゲート引き出し配線2aから生じる電界を遮蔽して表示ムラの発生を抑えるシールド電極90(導電膜)が配設される。本実施の形態では、シールド電極90を、シール材40よりも内側の領域にのみ配設している。
On the gate lead-out
なお、ゲート配線2、ソース配線5、ゲート引き出し配線2a、ソース引き出し配線5a等は多数本あるが、図2では、図示の便宜上、それらの一部の配線のみを示している。配線の総本数が比較的少ない小型の液晶表示パネルでは、ゲート配線用駆動回路70とソース配線用駆動回路72を一体化した駆動回路が使用されることもある。その場合、フレキシブル基板74,76も1枚にまとめられることもある。
Although there are a large number of
図3は、アレイ基板10上に形成される画素30の構成を示す拡大平面図である。また、図4は当該画素30の拡大断面図であり、図3のA−A線に沿った断面に対応している。本実施の形態の液晶表示装置100はFFS方式であるので、画素30の画素電極および共通電極の両方がアレイ基板10上に形成される。ここでは、画素電極が下層、対向電極が上層に配置される例を示す。以下、図3および図4を参照して、画素30の構成を説明する。
FIG. 3 is an enlarged plan view showing the configuration of the
図3の如く、画素30はゲート配線2とソース配線5とに囲まれた領域に形成されている。図4に示すように、ゲート配線2は絶縁性基板1上に延在する。絶縁性基板1は、ガラス、プラスチック等からなり、ゲート配線2は、Al、Cr、Mo、Ti、Ta、W、Ni、Cu、Au、Ag等の金属や、これらの合金又は積層膜からなる。
As shown in FIG. 3, the
ゲート配線2上には、酸化膜、窒化膜等の無機膜からなるゲート絶縁膜3が形成される。ソース配線5は、ゲート絶縁膜3上に、ゲート配線2と交差するように配設される。ソース配線5は、Al、Cr、Mo、Ti、Ta、W、Ni、Cu、Au、Ag等の金属や、これらの合金又は積層膜からなる。
A
ゲート配線2の一部は、画素30に設けられるTFTのゲート電極として用いられる。TFTの形成領域には、ゲート配線2の上方に、ゲート絶縁膜3を介して、半導体膜4とこれに不純物が注入されたオーミックコンタクト膜41との積層構造が島状に形成される。ソース配線5の一部は、分岐して、半導体膜4およびオーミックコンタクト膜41上ににまで延在し、TFTのソース電極51を構成している。またTFTのドレイン電極52も、ソース配線5と同一層を用いて形成されている。
A part of the
図4のように、ソース電極51とドレイン電極52との間の領域では、オーミックコンタクト膜41が除去されて半導体膜4が露出している。この部分の半導体膜4が、TFTのチャネル部となる。また、チャネル部の下方のゲート配線2の部分が、TFTのゲート電極として機能することになる。
As shown in FIG. 4, in the region between the
なお、半導体膜4およびオーミックコンタクト膜41は、TFTの形成領域だけでなく、ソース配線5に沿って、ソース配線5の下層に延在させてもよい。この場合、ソース配線5の下層の半導体膜4およびオーミックコンタクト膜41が冗長配線となり、ソース配線5に断線が生じた場合でも、電気信号の途絶を防止できる。また、ソース配線5の断線はゲート配線2と交差する段差部で生じやすいため、冗長配線としての半導体膜4およびオーミックコンタクト膜41をゲート絶縁膜3とソース配線5との交差部に島状に形成してもよい。
The semiconductor film 4 and the
また、ゲート絶縁膜3上には、ドレイン電極52に接続する板形状の画素電極6(下部電極)が形成されている。透過型の液晶表示パネル60では、画素電極6はITO等の透明酸化導電膜で形成される。反射型の場合には、画素電極6はAl、Ag、Pt等の金属や、これらの合金又は積層膜など、反射率の高い導電膜で形成される。図4では、画素電極6とドレイン電極52との接続は、画素電極6の一部をドレイン電極52上に延在させることで達成しているが、逆に、画素電極6をドレイン電極52の下層にして、ドレイン電極52の一部を画素電極6上に延在させてもよい。
A plate-shaped pixel electrode 6 (lower electrode) connected to the
ソース配線5、ソース電極51、ドレイン電極52および画素電極6の上には、層間絶縁膜7が形成される。層間絶縁膜7は、酸化膜、窒化膜等の無機膜、又は有機樹脂の絶縁膜や、これらの積層膜からなる。
An interlayer insulating
層間絶縁膜7上には、ITO等の透明酸化導電膜からなる共通電極8(対向電極)が形成されている。本実施の形態では、スリット82を有する板形状(スリット板形状)の共通電極8を用いているが、共通電極8は、櫛歯形状(スリット82の一端が開放された形状)、ストライプ形状などでもよい。共通電極8には共通電位が印加される。FFS方式の各画素30では、スリット82の部分の層間絶縁膜7を介して、画素電極6と共通電極8との間に、画素電極6に供給された画像信号に応じたフリンジ電界を発生させ、それによって液晶15を駆動する。
A common electrode 8 (counter electrode) made of a transparent oxide conductive film such as ITO is formed on the
図3に示すように、本実施の形態では、共通電極8に、隣接する画素30の共通電極8と接続する接続部84,86を設けている。つまり、共通電極8は、接続部84を介して、ソース配線5の延在方向(垂直方向)に隣接する画素30の共通電極8に接続すると共に、接続部86を介してゲート配線2の延在方向(水平方向)に隣接する画素30の共通電極8に接続している。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment,
共通電極8の低抵抗化と、ゲート配線2およびソース配線5からの電界を遮蔽する観点から、共通電極8の接続部84,86はゲート配線2およびソース配線5の略全体を覆うことが望ましい。但し、TFTの特性が共通電極8の共通電位の影響を受けることを防止する観点からは、TFTの上方は共通電極8(接続部84,86)で覆わないことが望ましい。そのため本実施の形態では、TFTの上方に開口部81を設けている。その結果、複数の画素30が網目状の共通電極8で覆われる構成となっている。
From the viewpoint of reducing the resistance of the
なお、TFT上の開口部81は、ゲート配線2からの電界漏れの原因にもなるので、その大きさは最小限とすることが好ましく、共通電位がTFTに与える影響が無視できる程度であれば開口部81を設けずに、TFT上も共通電極8で覆われる構成としてもよい。また、水平方向に延びる接続部84と、垂直方向に延びる接続部86の片方を省略してもよい。その場合は、複数の画素30がストライプ状の共通電極8で覆われる構成となる。
Since the
さらに、接続部84,86は、ゲート配線2およびソース配線5から生じた電界が液晶に印加されることを防止するので、ノーマリブラックモードの液晶表示パネル60では、接続部84,86上(ゲート配線2およびソース配線5上)の液晶が遮光膜として作用する。よって、その場合には、対向基板20の表示領域50に、ゲート配線2およびソース配線5に沿うブラックマトリクスを形成する必要がなくなるという利点も得られる。
Further, since the
図示は省略するが、アレイ基板10および対向基板20は、それぞれ表面にポリイミド等の有機樹脂からなる配向膜(図示せず)が塗布形成され、ラビング又は光配向等の手法による配向処理が施される。その後、アレイ基板10および対向基板20は、互いの配向膜が対向するように重ね合わせられ、有機樹脂等からなるスペーサ材(図示せず)により数μm程度の隙間を確保しつつ、表示領域50を囲むように形成したシール材40を用いて貼り合わせられる。このシール材40の内側の隙間に液晶が封入され、液晶表示パネル60が形成される。
Although illustration is omitted, each of the
液晶表示パネル60の両面には偏光板、位相板が貼り付けられ、また額縁領域55に走査線用駆動回路70、信号線用駆動回路72およびフレキシブル基板74,76が実装される。そして、液晶表示パネル60に各種電気信号を供給するための外部回路や、バックライト80等と共に、液晶表示パネル60を筐体に収納することにより、液晶表示装置100が完成する。
A polarizing plate and a phase plate are attached to both surfaces of the liquid
図5は、液晶表示パネル60におけるゲート引き出し配線2aの形成領域の拡大平面図であり、図2に示す領域Sに対応している。また図6は、ゲート引き出し配線2aの形成領域(領域S)の拡大断面図であり、図5に示すB−B線に沿った断面に対応している。なお、図5では、図6に示している対向基板20のブラックマトリクス22およびオーバーコート23の図示は省略している。また、図5の右端部分には、図3に示した画素30が存在するが、図示は省略している。以下、図5および図6を参照し、ゲート引き出し配線2aの形成領域の構造を説明する。
FIG. 5 is an enlarged plan view of a formation region of the gate lead-out
ゲート引き出し配線2aは、アレイ基板10の絶縁性基板1上に、ゲート配線2と同一層を用いて形成される。ゲート引き出し配線2a上には、ゲート絶縁膜3が形成されている。表示領域50の外周部には、ゲート絶縁膜3上に、共通電位が供給される共通配線9が、ソース配線5と同一層を用いて形成されている。共通配線9上には、層間絶縁膜7が形成されている。
The gate lead-out
ゲート引き出し配線2aの上方には、ゲート絶縁膜3および層間絶縁膜7を介して、シールド電極90が形成されている。シールド電極90は、画素30の共通電極8と同一層を用いて形成され、ITO等の透明酸化導電膜からなっている。シールド電極90は、層間絶縁膜7に設けられたコンタクトホール11を通して、共通配線9に接続される。つまりシールド電極90には共通電位が印加される。
A
シールド電極90は、ゲート引き出し配線2aからの電界を遮蔽するように機能する。シールド電極90は、シール材40よりも内側のゲート引き出し配線2aの形成領域(すなわち表示領域50の端部からシール材40までの領域)の全てを覆うように形成されることが、ゲート引き出し配線2aからの電界を遮蔽する点で望ましい。
The
また、画素30の共通電極8は、接続部86を介してシールド電極90に接続している。つまり共通電極8も、図5および図6に示すコンタクトホール11を通して共通配線9に接続しており、それにより共通電位が共通電極8に印加される。よってシールド電極90に接続する接続部86も、シールド電極90と同様に、ゲート引き出し配線2aからの電界を遮蔽するように働く。
Further, the
なお、コンタクトホール11の大きさ、形状、数や位置は任意でよい。例えば、図5では、ゲート引き出し配線2aの倍のピッチでコンタクトホール11を設けている。つまりコンタクトホール11を、ゲート引き出し配線2a上の領域とゲート引き出し配線2a間の領域と形成している。
The size, shape, number and position of the
シール材40は、アレイ基板10と対向基板20とを接着すると共に、その間に液晶15を封止する役割を担っている。シール材40は、液晶15へ不純物が溶け出さない材料であることが必要であり、エポキシ樹脂等からなる熱硬化型または光硬化型のものが一般的である。
The sealing
図6の如く、本実施の形態では、シールド電極90はシール材40の位置よりも内側のみに配設されており、シール材40はその下層の層間絶縁膜7に接着されている。層間絶縁膜7は、酸化膜、窒化膜等の無機膜、又は有機樹脂の絶縁膜、あるいはこれらの積層膜からなっており、一般にこれらはITO(Indium Tin Oxide)等の透明酸化導電膜からなるシールド電極90よりもシール材40との接着性に優れている。従って、図6の構成により、アレイ基板10と対向基板20との間で高い接着性が得られ、その結果、高い信頼性で液晶15を封止することができる。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the
シール材40よりも外側の額縁領域55には、アレイ基板10上にゲート配線駆動回路70が実装される。ゲート配線駆動回路70は、アレイ基板10上に設けられた接続端子16にCOG接続される。この接続端子16は、ゲート絶縁膜3および層間絶縁膜7に設けられたコンタクトホールを通してゲート引き出し配線2aに接続されている。接続端子16は、シールド電極90と同様に、共通電極8と同一層を用いて形成されている。
A gate
対向基板20は、ガラス、プラスチック等の絶縁性基板21上に、黒色有機樹脂からなるブラックマトリクス22、透明有機樹脂からなるオーバーコート23、カラーフィルタや配向膜(不図示)等が形成された構成を有している。図示は省略するが、対向基板20の表示領域50において、各画素30の上方には、通常、赤・青・緑の3原色のカラーフィルタのいずれかが配設される。色再現性を向上するために4原色以上のカラーフィルタが使用される場合もある。
The
通常、横電界方式の液晶表示装置100に用いられる対向基板20の液晶15側には、ITO等の透明酸化導電膜からなる共通電極が形成されず、誘電体である絶縁膜のみが形成されている。このため、ゲート引き出し配線2aからの電界が遮蔽されずに対向基板20に達すると、対向基板20の絶縁性基板21、ブラックマトリクス22、オーバーコート23、カラーフィルタ等に電位変動が生じ、ゲート引き出し配線2a近傍の領域(表示領域50の周囲)に表示ムラが生じる原因となる。
In general, the common electrode made of a transparent oxide conductive film such as ITO is not formed on the
本実施の形態では、ゲート引き出し配線2aからの電界を遮蔽するシールド電極90を、シール材40よりも内側の領域のみに配設し、シール材40の形成領域およびその外側の領域には配設していない。この構成は、シール材40を介したアレイ基板10と対向基板20との接着性を高くできるが、シール材40の形成領域およびその外側の領域に回り込んだゲート引き出し配線2aからの電界が、対向基板20に電位変動を生じさせ、表示ムラを発生させる恐れが残る場合がある。
In the present embodiment, the
本発明者は、この表示ムラが、液晶表示装置100の起動直後に、ゲート引き出し配線2a近傍(表示領域50の外周部)に発生し、その後、表示領域50の外側へ向けて徐々に消失するという特徴を有することを見出した。さらに、本発明者は、この表示ムラが、ゲート配線2の電位に依存してその程度が変わるという特徴を有することも確認している。
The present inventor has found that this display unevenness occurs in the vicinity of the gate lead-out
これらの特徴から、表示ムラの発生メカニズムは次のように考えられる。まず、液晶表示装置100の起動直後において、ゲート引き出し配線2aにゲート電位が印加されると、ゲート引き出し配線2aに対向する対向基板20の領域20aにおいて、ブラックマトリクス22、カラーフィルタ等に電荷がチャージされる。チャージされた電荷は、ブラックマトリクス22、カラーフィルタ等を伝播して、表示領域50の対向基板20に到達する。すると、表示領域50のアレイ基板10と対向基板20との間に縦電界が生じ、表示ムラが発生する。
From these characteristics, the generation mechanism of display unevenness is considered as follows. First, immediately after activation of the liquid
表示領域50の対向基板20は、電荷の伝播による電位変動を受けるが、やがて電位変動は収束し、均衡状態に達する。均衡状態になると、表示領域50のアレイ基板10と対向基板20との間に縦電界が生じなくなり、表示領域50における表示ムラは消失する。すなわち、ゲート電位の影響でアレイ基板10と対向基板20との間に縦電界が発生する領域は、シールド電極90が配設された領域まで縮小し、少なくとも表示領域50では、対向基板20の電位がアレイ基板10とほぼ同電位に収束した状態になったと考えられる。ここで、表示領域50のアレイ基板10の電位は、時間平均的に共通電位が支配的な状態になっている。従って、表示ムラを防止するには、対向基板20を共通電位に収束させることが有効と考えられる。
The
本発明者は、この表示ムラの発生メカニズムに鑑みて、表示ムラを抑制できる液晶表示装置100の起動時の駆動方法を考案した。図7はそのフローチャートである。
In view of the occurrence mechanism of the display unevenness, the inventor has devised a driving method at the time of starting the liquid
ユーザがオン/オフスイッチ部104を操作して、液晶表示装置100に動作の開始を命じると(S11)、制御部101は、電源部105に表示用駆動部102への電源の供給を開始させる(S12)。そして制御部101は、計時部106による計時を開始すると共に(S13)、表示用駆動部102を制御して、液晶表示パネル60の共通配線9の駆動を開始する。つまり共通配線9に、共通電位を供給する(S14)。
When the user operates the on / off
その後、計時部106により所定の時間の経過が検知されると(S15においてYES)、制御部101は、表示用駆動部102を制御して、ソース配線5の駆動を開始する(S16)。即ち、ソース配線駆動回路72にソース配線5の駆動信号(画像信号)の出力を開始させる。続いて、ゲート配線2の駆動を開始する(S17)。即ち、ゲート配線駆動回路70にゲート配線2の駆動信号の出力を開始させる。
Thereafter, when the elapsed time is detected by the timer 106 (YES in S15), the
次に、制御部101は、制御部101は、電源部105にバックライト駆動部103への電力供給を開始させる(S18)。そしてバックライト駆動部103に、バックライト80の駆動信号を出力させて、バックライト80を点灯させる(S19)。
Next, the
以上で液晶表示装置100の起動時の動作が完了する。この後は、一般的な液晶表示パネル60の駆動方法により、液晶表示パネル60に画像が表示される。
Thus, the operation at the time of starting the liquid
本実施の形態に係る液晶表示装置100によれば、起動時に、ゲート配線2および画素電極6の駆動に先立って、共通電極8の駆動(共通電位の印加)が最初に開始される。つまり、アレイ基板10の各画素30の共通電極8およびゲート引き出し配線2a上のシールド電極90が共通電位になる。これにより、表示領域50およびシールド電極90に対抗する対向基板20のブラックマトリクス22、カラーフィルタ等に電荷がチャージされる。チャージされた電荷はブラックマトリクス22、カラーフィルタ等を伝播し、シール剤40の形成領域およびシール剤40よりも外側の領域の対向基板20にまで達し、対向基板20のほぼ全域が共通電位に収束する。
According to the liquid
その後、所定の時間が経過すると、ソース配線5の駆動が開始され、続いてゲート配線2の駆動が開始される。ソース配線5の駆動信号(画像信号)は、時間平均的には共通電位と近いので、表示ムラの発生にはほとんど影響しない。一方、ゲート配線2に駆動信号が入力されると、シールド電極90がない領域で、ゲート配線2からの電界により対向基板20に電荷がチャージされる。しかし、このとき対向基板20は共通電位に収束しており、且つ、共通電位の電界の影響下にある。この電位関係は、前述の均衡状態と同じ状態である。従って、ゲート配線2からの電界の影響により対向基板20とアレイ基板10との間に縦電界が生じる領域は、シールド電極90の形成領域まで縮小しており、表示領域50には及ばないため、表示ムラは発生しない。
Thereafter, when a predetermined time elapses, driving of the
そして最後に、バックライト80が点灯される。バックライト80の点灯を最後にすると、ゲート配線2の駆動開始時に表示ムラが若干発生したとしてもバックライトが点灯されるまでは視認されにくいという効果があり、また、バックライト80の消費電力を削減する効果も期待できる。
Finally, the
また、計時部106が計時する時間、すなわち共通配線9の駆動開始からソース配線5およびゲート配線2の駆動開始までの遅延時間は、個々の液晶表示パネル60ごとに調整できるようにすることが望ましい。この遅延時間を長くするほど、表示ムラの防止効果は高まるが、液晶表示装置100の起動に要する時間が長くなることが問題となるので、液晶表示パネル60ごとに表示ムラの発生状況に応じて起動時間を最適化できることが好ましいからである。
Further, it is desirable that the time measured by the
なお、図7のフローチャートでは、ソース配線5の駆動開始(S16)とゲート配線2の駆動開始(S17)の両方を、共通配線9の駆動開始(S14)から一定時間遅らせる例を示したが、上記したように、ソース配線5の駆動信号は、時間平均的には共通電位と近く、表示ムラの発生にはほとんど影響しないので、ソース配線5の駆動開始は必ずしも遅らせなくてよい。つまり、起動時において、共通配線9の駆動と画素電極6の駆動を同時に開始させ、それから所定時間経過後に、ゲート配線2の駆動を開始するようにしてもよい。
In the flowchart of FIG. 7, an example is shown in which both the drive start of the source line 5 (S16) and the drive start of the gate line 2 (S17) are delayed for a certain time from the drive start of the common line 9 (S14). As described above, the drive signal of the
また、液晶表示装置100の動作終了時には、上記と逆の順番で、動作停止動作を行うとよい。図8は、液晶表示装置100の動作停止時の駆動方法を示すフローチャートである。
In addition, when the operation of the liquid
ユーザがオン/オフスイッチ部104を操作して、液晶表示装置100に動作終了を命じると(S21)、制御部101は、計時部106による計時を開始すると共に(S22)、バックライト駆動部103を制御してバックライト80を消灯させ(S23)、電源部105にバックライト駆動部103への電力供給を停止させる(S24)。
When the user operates the on / off
次に、制御部101は、表示用駆動部102を制御して、液晶表示パネル60のゲート配線2の駆動を停止させる(S25)。即ち、ゲート配線駆動回路70にゲート配線2の駆動信号の出力を停止させる。続いて、ソース配線5の駆動も停止させる(S26)。即ち、ソース配線駆動回路72にソース配線5の駆動信号の出力を停止させる。
Next, the
その後、計時部106により所定の時間の経過が検知されると(S27においてYES)、制御部101は、表示用駆動部102を制御して、共通配線9の駆動を停止する。つまり共通配線9への共通電位の供給を停止する(S28)。そして、制御部101は、電源部105に表示用駆動部102への電源の供給を停止させる(S29)。
Thereafter, when the elapsed time is detected by the time counting unit 106 (YES in S27), the
以上で液晶表示装置100の動作終了時の動作が完了する。
Thus, the operation at the end of the operation of the liquid
このように動作終了時に、共通配線9の駆動停止を最後に行うことにより、対向基板20の電位を共通電位に維持でき、動作終了時に対向基板20の電位変動が生じることを防止することができる。
Thus, by stopping the driving of the
以上のように、本実施の形態に係る液晶表示装置100によれば、図6のようにシールド電極90をシール材40の内側のみに配設する場合でも、ゲート引き出し配線2aからの電界の影響による対向基板20の電位変動を抑えることができ、表示ムラの発生を防止することができる。
As described above, according to the liquid
また、シールド電極90をシール材40よりも内側のみに配設することにより、シールド電極90をアレイ基板10の最上層に設けても、それがシール材40とアレイ基板10との接着性に影響することはない。よってシールド電極90の材料にITOなどシールド電極90との接着性が比較的高くないものが用いられても、アレイ基板10と対向基板20との間で高い接着性を維持できる。よって、シールド電極90またはシール材40の材料の選択肢が広がり、コスト削減への寄与が期待できる。また、シールド電極90をアレイ基板10の最上層に配設した場合、シールド電極90とゲート引き出し配線2aとの間の絶縁膜の厚さを大きく確保できる。よってシールド電極90とゲート引き出し配線2aとのショートの発生を抑え、歩留まりの低下を防止でき、さらに、ゲート配線の負荷容量を軽減できる効果も得られる。
Further, by arranging the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In the present invention, the embodiments can be appropriately modified and omitted within the scope of the invention.
1 絶縁性基板、2 ゲート配線、2a ゲート引き出し配線、3 ゲート絶縁膜、4 半導体膜、5 ソース配線、5a ソース引き出し配線、6 画素電極、7 層間絶縁膜、8 共通電極、9 共通配線、10 アレイ基板、11 コンタクトホール、15 液晶、16 接続端子、20 対向基板、21 絶縁性基板、22 ブラックマトリクス、23 オーバーコート、30 画素、40 シール材、41 オーミックコンタクト膜、50 表示領域、51 ソース電極、52 ドレイン電極、55 額縁領域、60 液晶表示パネル、70 ゲート配線駆動回路、72 ソース配線駆動回路、74 フレキシブル基板、76 フレキシブル基板、80 バックライト、84 接続部、86 接続部、90 シールド電極、82 スリット、100 液晶表示装置、101 制御部、102 表示用駆動部、103 バックライト駆動部、104 オン/オフスイッチ部、105 電源部、106 計時部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記スイッチング素子に制御信号を供給する走査配線と、
前記スイッチング素子に前記画像信号を供給する信号配線と
を有する液晶表示パネルを備え、
起動時において、前記走査配線への前記制御信号の供給は、前記共通電極への前記共通電位の供給を開始してから所定時間後に開始される
ことを特徴とする液晶表示装置。 A pixel having a switching element and a pixel electrode to which an image signal is supplied through the switching element, and a common electrode to which a predetermined common potential is supplied;
A scanning wiring for supplying a control signal to the switching element;
A liquid crystal display panel having a signal wiring for supplying the image signal to the switching element;
At the time of start-up, the supply of the control signal to the scanning wiring is started after a predetermined time since the supply of the common potential to the common electrode is started.
請求項1記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at the time of start-up, the supply of the control signal to the scanning line is started after the supply of the image signal to the signal line.
請求項1または請求項2記載の液晶表示装置。 3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at the end of the operation, the supply of the common potential to the common electrode is stopped after a predetermined period after the supply of the control signal to the scanning wiring is stopped. .
起動時において、前記バックライトは、前記共通電極への前記共通電位の供給を開始してから所定時間後に点灯される
請求項1から請求項3のいずれか一項記載の液晶表示装置。 A backlight for irradiating the liquid crystal display panel with light;
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at the time of start-up, the backlight is turned on a predetermined time after the supply of the common potential to the common electrode is started.
請求項4記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 4, wherein at the time of startup, the backlight is turned on after supply of the control signal to the scanning wiring.
請求項4または請求項5記載の液晶表示装置。 6. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein at the end of the operation, the backlight is turned off before the supply of the common potential to the common electrode is stopped.
請求項1から請求項6のいずれか一項記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the predetermined time can be set arbitrarily.
前記スイッチング素子、前記画素電極、前記共通電極、前記走査配線および前記信号配線が形成された第1基板と、
前記第1基板に対向配置された第2基板と、
前記画素が配設された表示領域を囲むように形成され、前記第1基板と前記第2基板とを接着するシール材と、
前記第1基板と前記第2基板との間に挟持され、前記シール材により封止された液晶とを備え、
前記第1基板は、
前記走査配線を前記表示領域の外側へ引き出す引き出し配線と、
前記引き出し配線の上に絶縁膜を介して配設され、前記共通電位が供給されるシールド電極とをさらに備え、
前記シールド電極は、前記シール材よりも内側のみに配置されている
請求項1から請求項7のいずれか一項記載の液晶表示装置。 The liquid crystal display panel is
A first substrate on which the switching element, the pixel electrode, the common electrode, the scanning wiring, and the signal wiring are formed;
A second substrate disposed opposite the first substrate;
A sealing material that is formed so as to surround a display region in which the pixels are disposed, and that bonds the first substrate and the second substrate;
A liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate and sealed with the sealing material;
The first substrate is
A lead-out line for pulling out the scan line to the outside of the display area;
A shield electrode provided on the lead-out wiring via an insulating film and supplied with the common potential;
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the shield electrode is disposed only inside the seal material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012131041A JP2013254159A (en) | 2012-06-08 | 2012-06-08 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015225144A (en) * | 2014-05-27 | 2015-12-14 | 三菱電機株式会社 | Display device and manufacturing method of thin-film transistor |
-
2012
- 2012-06-08 JP JP2012131041A patent/JP2013254159A/en active Pending
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