JP4296782B2

JP4296782B2 - Liquid crystal display

Info

Publication number: JP4296782B2
Application number: JP2003002994A
Authority: JP
Inventors: 弘明市川; 健司高橋; 直之板倉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2023-01-09
Also published as: JP2004219433A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特にアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、幅広い電子機器の表示装置として用いられている。例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション用の表示装置、携帯情報端末（Personal Digital Assistant :ＰＤＡ）、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の液晶表示装置を用いた電子機器がある。
【０００３】
このような液晶表示装置には、大きく分けてバックライトと呼ばれる内部光源からの光の透過と遮断とを液晶パネルで制御して表示を行う透過型の液晶表示装置と、太陽光等の外光を反射板等で反射して、この反射光の透過と遮断とを液晶パネルで制御して表示を行う反射型、また、最近は、その両者の特徴を併せ持つ併用型と呼ばれる表示装置がある。
【０００４】
透過型の液晶表示装置においては、全消費電力の５０％以上をバックライトが占めており、消費電力を低減することが難しい。また、透過型の液晶表示装置には、周囲の光が明るい場合には表示が暗く見え、視認性が低下するという問題もある。
【０００５】
一方、反射型の液晶表示装置においては、バックライトを設けていないため、消費電力の増加という問題はないが、周囲の光が暗い場合には、視認性が極端に低下するという問題がある。
【０００６】
このような透過型、反射型の表示装置の双方の問題点を解消するために、透過型表示と反射型表示との両方を一つの液晶パネルで実現する反射透過併用型の液晶表示装置が提案されている。この反射透過併用型の液晶表示装置では、周囲が明るい場合には周囲光の反射によって表示を行い、周囲が暗い場合には、バックライトの光によって表示を行う。
【０００７】
ところで、従来の液晶表示装置においては、各画素は隣接する２本の走査信号線と隣接する２本のデータ信号線との交差領域内に配置されいている。すなわち、４本の走査信号線およびデータ信号線に囲まれた領域内に画素電極が配置されている（特許文献１参照）。
【０００８】
上記の走査信号線は、各画素毎に設けられたスイッチング素子であるトランジスタのゲート電極と接続しており、各トランジスタのオン、オフを制御し、画素を選択する。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−２０３８８６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の走査信号線には直流電圧が印加されることから、上記の走査信号線と対向基板側の対向電極との間に一方向側からのみの直流電界がかかってしまう結果、液晶が劣化してしまい焼きつきやドメインが発生してしまうという問題があった。
【００１１】
焼きつきとは、長時間にわたって同一パターンを表示し続けた結果、別パターンを表示した時に、残留直流電圧の影響により、前の表示パターンが残る現象をいう。ドメインとは、周りとは異なる配向領域であり、その境界部分は配向欠陥となり、当該配向欠陥が画面に表示されてしまう現象をいう。
【００１２】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液晶の劣化を抑制して、表示特性を良好にすることができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の第１の観点に関わる液晶表示装置は、液晶層と、画素領域ごとに形成され、前記液晶を駆動する表示電圧が印加される複数の画素電極と、互いに平行な複数の保持容量線と、一方向に前記保持容量線と交互に配置され、前記一方向と直交する他方向に長く、かつ、互いに平行な複数の走査線と、前記走査線に印加される電圧に応じて、前記画素電極への前記表示電圧の印加をスイッチングするスイッチング素子と、前記液晶層を介して前記複数の保持容量線および前記複数の画素電極と対向し、前記保持容量線と同位相で交流駆動される対向電極と、を有する。
前記複数の保持容量線の各々は、前記一方向に隣接する２つの画素電極間の領域を通って配線されている。
前記複数の走査線の各々は、前記他方向に並ぶ複数の画素電極の各々に対して、前記一方向の幅全域で各画素電極と重なるように、各画素電極の反液晶層側を通って交差している。そして、前記画素電極と前記走査線が交差する各交差領域において当該画素電極が走査線の前記液晶層の側を覆っている。
【００１４】
本発明では好適に、前記画素電極は、透過領域および反射領域を有し、前記反射領域と前記走査線とが交差している交差領域を有し、当該交差領域において前記走査線の前記液晶層の側を前記反射領域が覆っている。
【００１５】
上記の本発明の液晶表示装置では、走査線に電圧が印加されると、スイッチング素子がオン状態となり、スイッチング素子を介して画素電極へ表示電圧が印加される。
印加された表示電圧に応じて液晶の配向状態が変化して、液晶層に入射する光が変調され所望の画像表示が行われる。
上記の走査線には直流電圧が印加されるが、複数の走査線の各々は、前記他方向に並ぶ複数の画素電極の各々に対して、前記一方向の幅全域で各画素電極と重なるように、各画素電極の反液晶層側を通って交差している。このとき、画素電極と走査線が交差する各交差領域においてその液晶層の側が画素電極によって覆われるように、各画素領域において画素電極と交差している。このため、画素電極により液晶層は静電遮蔽され、液晶へ直流電界がかかるのが防止される。
【００１６】
さらに、上記の目的を達成するため、本発明の別の（第２の）観点に関わる液晶表示装置は、液晶層と、画素領域ごとに形成され、前記液晶を駆動する表示電圧が印加される複数の画素電極と、前記画素領域ごとに形成され、対応する前記画素電極に、ソースとドレインの一方が接続されている複数のトランジスタと、互いに平行な複数の保持容量線と、一方向に前記保持容量線と交互に配置され、前記一方向と直交する他方向に長く、かつ、互いに平行に配置され、対応する画素領域内の前記トランジスタのゲート電極が接続されている複数の走査線と、前記液晶層を介して前記複数の保持容量線および前記複数の画素電極と対向し、前記保持容量線と同位相で交流駆動される対向電極と、を有する。
前記複数の保持容量線の各々は、前記一方向に隣接する２つの画素電極間の領域を通って配線されている。
前記複数の走査線の各々は、前記他方向に並ぶ複数の画素電極の各々に対して、前記他方向に並ぶ複数の画素電極の各々に対して、前記一方向の幅全域で各画素電極と重なるように、各画素電極の反液晶層側を通って交差している。
前記画素電極と前記走査線が交差する各交差領域において当該画素電極が走査線の前記液晶層の側を覆っている。
【００１７】
本発明では好適に、前記画素電極は、透過領域および反射領域を有し、前記反射領域と前記走査線とが交差している交差領域を有し、当該交差領域において前記走査線の前記液晶層の側を前記反射領域が覆っている。
【００１８】
本発明では好適に、前記一方向に並ぶ複数の画素領域内に形成されている複数の前記トランジスタに対し、ソースとドレインの他方をそれぞれが接続する複数のデータ信号線をさらに有し、前記一方向の側が２本の前記保持容量線に囲まれ、前記他方向の側が２本の前記データ信号線に囲まれた領域から、１つの前記画素領域が形成され、前記画素電極は、前記保持容量線と前記データ信号線で囲まれた前記画素領域内で、当該画素領域の外周より１回り小さく形成されている。
【００１９】
上記の本発明の液晶表示装置では、走査線に電圧が印加されると、トランジスタがオン状態となり、トランジスタのソースとドレインを介して画素電極へ表示電圧が印加される。
印加された表示電圧に応じて液晶の配向状態が変化して、液晶層に入射する光が変調され所望の画像表示が行われる。
上記の走査線には直流電圧が印加されるが、複数の走査線の各々は、対応するトランジスタが接続された画素電極に対し、幅方向全域で重なるように、液晶層と反対の側を通って交差している。このとき走査線は、画素電極との交差領域において、その液晶層の側が画素電極によって覆われている。このため、画素電極により液晶層は静電遮蔽され、液晶へ直流電界がかかるのが防止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態の液晶表示装置において、液晶パネル１の一画素分の平面図である。
液晶パネル１では、図１に示すように、各画素２は、隣接する２本の保持容量線ＣＳＬと隣接する２本のデータ信号線ＤＬとの交差領域内、すなわち４本の配線に囲まれた領域に配置されている。保持容量線ＣＳＬは、図中左右方向に延在し、上下方向に複数本配置されている。データ信号線ＤＬは、図中上下方向に延在し、左右方向に複数本配置されている。
【００２２】
各画素２には、反射部画素電極６ａと透過部画素電極６ｂからなる画素電極６と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor) からなるスイッチング素子Ｔｒとを有する。
【００２３】
本実施形態では、データ信号線ＤＬと直交する方向、すなわち図中左右方向に、各画素２の領域において画素電極６、特に反射部画素電極６ａの下を通って延在する走査信号線ＧＬが配置されている。走査信号線ＧＬは、図中上下方向に複数本配置されている。
【００２４】
走査信号線ＧＬは、各画素２に設けられたスイッチング素子のゲート電極Ｇに一体化して接続されており、走査信号線ＧＬによりスイッチング素子Ｔｒのゲート電極Ｇに走査信号が供給される。
【００２５】
データ信号線ＤＬは、スイッチング素子Ｔｒのソース電極Ｓに一体化して接続されており、データ信号線ＤＬによりスイッチング素子Ｔｒを介して画素電極６に表示信号（表示電圧）が供給される。
【００２６】
データ信号線ＤＬと同時に形成されたスイッチング素子Ｔｒのドレイン電極Ｄは、画素電極６に接続されており、スイッチング素子Ｔｒがオン状態の際に、ソース電極Ｓに供給された表示信号は、ドレイン電極Ｄを介して画素電極６に供給される。
【００２７】
保持容量線ＣＳＬには、各画素２の位置に幅広な容量電極ＣＳＥが形成されている。容量電極ＣＳＥは、画素電極６およびスイッチング素子Ｔｒのドレイン電極Ｄに接続する電極との間に容量を形成する。また、保持容量線ＣＳＬは、後述する対向電極に接続されている。
【００２８】
スイッチング素子Ｔｒは、表示を行う各画素２を選択して、その画素２の画素電極６に表示信号を供給するためのものである。スイッチング素子Ｔｒは、ボトムゲート構造あるいはトップゲート構造の薄膜トランジスタにより形成されている。
【００２９】
画素電極６は、反射型表示を行うための反射部画素電極６ａと透過型表示を行うための透過部画素電極６ｂとにより構成されている。反射部画素電極６ａは、ロジウム、チタン、クロム、銀、アルミニウム、クロメル等の金属膜により形成される。透過部画素電極６ｂは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide) 等の透明導電膜により形成される。
【００３０】
図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ’線における画素２間の断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’線における画素２内の断面図である。
【００３１】
図２に示すように、ガラス等からなる透明絶縁基板３上に、保持容量線ＣＳＬや走査信号線ＧＬが形成されており、保持容量線ＣＳＬや走査信号線ＧＬ上には、酸化シリコンや窒化シリコンからなる絶縁膜４が形成されている。
【００３２】
当該絶縁膜４上に散乱層５が形成されている。散乱層５上には、図示しない平坦化膜および透過部画素電極６ｂを介して反射部画素電極６ａが形成されている。図示はしないが、透過型表示をする領域には、反射部画素電極６ａが除去されており、図１に示すような透過部画素電極６ｂが観察される。
【００３３】
透明絶縁基板３に対向して、ガラス等からなる対向透明絶縁基板７が設けられており、対向透明絶縁基板７にはカラーフィルタ８および対向電極Ｃｏｍが形成されている。
【００３４】
透明絶縁基板３側の反射部画素電極６ａと対向透明絶縁基板７側の対向電極Ｃｏｍとの間には、図示しない配向膜を介して液晶９が充填されている。
【００３５】
図２に示すように、凹凸形状を有する散乱層５上に形成される反射部画素電極６ａの表面には、凹凸が形成されており、外光を拡散して反射する構成となっている。これによって、反射光の指向性を緩和して、広い角度範囲で画面を観察することができる。
特に、銀等を用いた場合には、反射型表示における反射率が高くなり、高反射率を得ることができる。このため、反射部画素電極６ａの面積を小さくしても、必要なレベルの反射率が確保される。
【００３６】
カラーフィルタ８は、顔料や染料によって各色に着色された樹脂層であり、例えば、赤、緑、青の各色のフィルタ層が組み合わされて形成されている。対向電極Ｃｏｍは、ＩＴＯ等の透明導電膜により形成されている。
【００３７】
液晶９は、例えば、負の誘電異方性を有するネマティック液晶分子を主体とし、かつ二色性色素を所定の割合で含有しているゲストホスト液晶により形成されており、図示しない配向膜によって垂直配向されている。この液晶９は、電圧無印加状態では、ゲストホスト液晶が垂直配向し、電圧印加状態では水平配向に移行する。
【００３８】
なお、図示しないが、透明絶縁基板３および対向透明絶縁基板７の外側には、１／４波長板と偏向板がそれぞれ設けられており、内部光源となるバックライトは透明絶縁基板３側に設けられる。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、各画素２間を境に反射部画素電極６ａは分離しており、反射部画素電極６ａが存在しない各画素２間において、透明絶縁基板３上に保持容量線ＣＳＬが形成されている。
【００４０】
また、図２（ｂ）に示すように、各画素２内においては透過部画素電極６ｂの領域を除いて反射部画素電極６ａが被覆しており、反射部画素電極６ａに被覆された状態で、各画素２内に走査信号線ＧＬが形成されている。
【００４１】
次に、上記の本実施形態に係る液晶表示装置の効果について、比較例を参照して説明する。
【００４２】
図３は、比較例の液晶パネル１ａの一画素分の平面図である。なお、図１に示す液晶パネル１の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付しており、その重複説明は省略する。
【００４３】
比較例の液晶パネル１ａでは、図３に示すように、各画素２ａは、隣接する２本の走査信号線ＧＬと隣接する２本のデータ信号線ＤＬとの交差領域内、すなわち４本の信号線に囲まれた領域に配置されている。走査信号線ＧＬは、図中左右方向に延在し、上下方向に複数本配置されている。データ信号線ＤＬは、図中上下方向に延在し、左右方向に複数本配置されている。
【００４４】
比較例に示す液晶パネル１ａでは、データ信号線ＤＬと直交する方向、すなわち図中左右方向に、各画素２の領域において画素電極６の下を通って延在する保持容量線ＣＳＬが配置されている。保持容量線ＣＳＬは、図中上下方向に複数本配置されている。
【００４５】
保持容量線ＣＳＬには、各画素２の位置に幅広な容量電極ＣＳＥが形成されている。容量電極ＣＳＥは、画素電極６およびスイッチング素子Ｔｒのドレイン電極Ｄに接続する電極との間に容量を形成する。また、保持容量線ＣＳＬは、対向電極Ｃｏｍに接続されている。
【００４６】
図４は、図３のＣ−Ｃ’線における画素２間の断面図である。なお、図４では、図２（ａ）に示す液晶パネル１の構成要素と同一の構成要素には同一符号を付しており、その重複説明は省略する。
【００４７】
図４に示すように、比較例の液晶パネル１ａでは、各画素２間を境に反射部画素電極６ａは分離しており、反射部画素電極６ａが存在しない各画素２間において、透明絶縁基板３上に走査信号線ＧＬが形成されている。
【００４８】
図５は、本実施形態および比較例に係る液晶パネルの等価回路である。
図５では、４×３画素の等価回路図を示す。図５に示すように、各画素は、対向電極Ｃｏｍと画素電極６と液晶９とから形成される液晶容量Ｃｃｌ_ijと、薄膜トランジスタからなるスイッチング素子Ｔｒ_ijと、保持容量ＣＳ_ijとを含む。図５において、ｉ＝１〜４、ｊ＝１〜３である。
【００４９】
複数の走査信号線ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３は、並列に配置され、一列となるスイッチング素子Ｔｒ_ijのゲート電極に接続されており、各スイッチング素子Ｔｒ_ijをオン、オフし、表示を行う画素を選択する。
【００５０】
並列に配置されたデータ信号線ＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３，ＤＬ４からは表示信号に応じた電圧が各画素に印加される。データ信号線ＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３，ＤＬ４は、スイッチング素子Ｔｒ_ijのソース電極に接続されており、走査信号線ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３により選択された画素に対して、保持容量ＣＳ_ijに充電しながら、対向電極Ｃｏｍと画素電極６に電圧を印加し、液晶に入射させた光を変調させ、画像が表示される。
【００５１】
保持容量ＣＳ_ijの一方の電極は、スイッチング素子Ｔｒ_ijのドレイン電極を介して画素電極６と接続しており、保持容量線ＣＳＬ１，ＣＳＬ２，ＣＳＬ３は保持容量ＣＳ_ijの他方の電極として対向電極Ｃｏｍに接続されている。
【００５２】
本実施形態に係る液晶表示装置では、保持容量線ＣＳＬ１，ＣＳＬ２，ＣＳＬ３を対向電極Ｃｏｍと同位相で振るコモン反転駆動を実現するため、保持容量線ＣＳＬ１，ＣＳＬ２，ＣＳＬ３が走査信号線ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３と独立している構造を有している。
【００５３】
図６は、各配線への電圧印加のタイミング例を示す図である。
図６（ａ）は、データ信号線ＤＬの信号電圧を示し、図６（ｂ）は、走査信号線ＧＬの信号電圧を示し、図６（ｃ）は、対向電極Ｃｏｍの信号電圧を示し、図６（ｄ）は、保持容量線ＣＳＬの信号電圧を示している。
【００５４】
図６に示すように、データ信号線ＤＬ、対向電極Ｃｏｍ、保持容量線ＣＳＬには交流電圧が印加され、走査信号線ＧＬには直流電圧が印加される。走査信号線ＧＬに印加される直流電圧は、例えば−６．５Ｖ程度である。
【００５５】
このとき、図４の断面図に示す比較例の液晶パネル１ａでは、画素電極６が存在しない各画素２間に直流電圧が印加される走査信号線ＧＬが配置されていることから、走査信号線ＧＬと対向電極Ｃｏｍとの間に一方向側からのみの直流電界ＤＣＦがかかってしまう結果、液晶が劣化してしまい焼きつきやドメインが発生してしまう。
【００５６】
これに対し、本実施形態では、図２（ｂ）の断面図に示すように、直流電圧が印加される走査信号線ＧＬは、各画素２における画素電極６、特に反射部画素電極６ａの下を通るように配置されていることから、走査信号線ＧＬと液晶９との間には反射部画素電極６ａが存在するため、反射部画素電極６ａと走査信号線ＧＬとの間に直流電界ＤＣＦがかかり液晶９には直流電界がかからないことから、液晶の劣化による焼きつきやドメインの発生が抑制される。
【００５７】
また、本実施形態では、図２（ａ）の断面図に示すように、画素電極６が存在しない各画素２間には交流電圧が印加される保持容量線ＣＳＬが配置されていることから、保持容量線ＣＳＬと対向電極Ｃｏｍとの間には交互に反転する交流電界ＡＣＦがかかり、液晶の劣化による焼きつきやドメインの発生が抑制される。
【００５８】
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、直流電圧が印加される走査信号線ＧＬは、各画素２の領域において、液晶９との間に画素電極６が介在するように配置されていることから、液晶９に直流電界がかからず、液晶の劣化による焼きつきやドメインの発生が抑制される。従って、液晶表示装置の表示特性を良好にすることができ、また、表示寿命を延ばすことができる。
【００５９】
また、走査信号線ＧＬを反射部画素電極６ａの下に形成することにより、表示特性への影響もない。すなわち、透過部画素電極６ｂは、透過型表示を行う領域であることから、この部分に光を反射する材料等からなる信号線を配置することは好ましくない。
【００６０】
本発明の液晶表示装置は、上記の実施形態の説明に限定されない。
例えば、本実施形態では、反射透過併用型の液晶表示装置の例について説明したが、反射型の液晶表示装置あるいは透過型の液晶表示装置について適用することも可能である。
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、液晶の劣化を抑制して、表示特性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る液晶表示装置において、液晶パネル１の一画素分の平面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ’線における断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図３】比較例の液晶パネルの一画素分の平面図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ’線における断面図である。
【図５】本実施形態および比較例に係る液晶パネルの等価回路図である。
【図６】各配線への電圧印加のタイミング例を示す図である。
【符号の説明】
１，１ａ…液晶パネル、２，２ａ…画素、３…透明絶縁基板、４…絶縁膜、５…散乱層、６…画素電極、６ａ…反射部画素電極、６ｂ…透過部画素電極、７…対向透明絶縁基板、８…カラーフィルタ、９…液晶、ＣＳＬ，ＣＳＬ１，ＣＳＬ２，ＣＳＬ３…保持容量線、ＣＳＥ…容量電極、ＧＬ，ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３…走査信号線、ＤＬ，ＤＬ１，ＤＬ２，ＤＬ３，ＤＬ４…データ信号線、Ｔｒ…スイッチング素子、Ｇ…ゲート電極、Ｓ…ソース電極、Ｄ…ドレイン電極、Ｃｃｌ…液晶容量、Ｃｏｍ…対向電極、ＡＣＦ…交流電界、ＤＣＦ…直流電界。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to an active matrix liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
A liquid crystal display device is used as a display device for a wide range of electronic devices by taking advantage of its thinness and low power consumption. For example, there are electronic devices using liquid crystal display devices such as a notebook personal computer, a display device for car navigation, a personal digital assistant (PDA), a mobile phone, a digital camera, and a video camera.
[0003]
Such a liquid crystal display device is roughly divided into a transmissive liquid crystal display device that performs display by controlling transmission and blocking of light from an internal light source called a backlight with a liquid crystal panel, and external light such as sunlight. There is a display device called a reflection type in which a liquid crystal panel controls the transmission and blocking of the reflected light, and a combination type display device having the features of both.
[0004]
In a transmissive liquid crystal display device, the backlight accounts for 50% or more of the total power consumption, and it is difficult to reduce power consumption. In addition, the transmissive liquid crystal display device has a problem in that when the ambient light is bright, the display looks dark and visibility is lowered.
[0005]
On the other hand, a reflective liquid crystal display device does not have a backlight, and thus there is no problem of increasing power consumption. However, when ambient light is dark, there is a problem that visibility is extremely lowered.
[0006]
In order to solve the problems of both transmissive and reflective display devices, a reflective and transmissive liquid crystal display device that realizes both transmissive display and reflective display with a single liquid crystal panel is proposed. Has been. In this reflection / transmission type liquid crystal display device, display is performed by reflection of ambient light when the surroundings are bright, and display is performed by backlight light when the surroundings are dark.
[0007]
By the way, in the conventional liquid crystal display device, each pixel is arranged in an intersection region between two adjacent scanning signal lines and two adjacent data signal lines. That is, pixel electrodes are arranged in a region surrounded by four scanning signal lines and data signal lines (see Patent Document 1).
[0008]
The scanning signal line is connected to a gate electrode of a transistor, which is a switching element provided for each pixel, and controls on / off of each transistor to select a pixel.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-203886
[Problems to be solved by the invention]
However, since a DC voltage is applied to the scanning signal line, a direct current electric field is applied only from one direction side between the scanning signal line and the counter electrode on the counter substrate side. There was a problem that it deteriorated and burn-in and domains occurred.
[0011]
Burn-in is a phenomenon in which the previous display pattern remains due to the influence of the residual DC voltage when another pattern is displayed as a result of continuing to display the same pattern for a long time. A domain is an orientation region different from the surroundings, and a boundary portion thereof becomes an orientation defect, and the orientation defect is displayed on the screen.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of suppressing deterioration of liquid crystal and improving display characteristics.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention includes a liquid crystal layer , a plurality of pixel electrodes formed for each pixel region, to which a display voltage for driving the liquid crystal is applied, A plurality of storage capacitor lines parallel to each other, alternately arranged with the storage capacitor lines in one direction, a plurality of scan lines that are long in the other direction orthogonal to the one direction and parallel to each other, and applied to the scan lines A switching element that switches application of the display voltage to the pixel electrode in accordance with the applied voltage, and the storage capacitor line that faces the plurality of storage capacitor lines and the plurality of pixel electrodes via the liquid crystal layer. to Yes and the counter electrode is AC driven, the in-phase.
Each of the plurality of storage capacitor lines is wired through a region between two pixel electrodes adjacent in the one direction.
Each of the plurality of scanning lines passes through the anti-liquid crystal layer side of each pixel electrode so as to overlap each pixel electrode over the entire width in one direction with respect to each of the plurality of pixel electrodes arranged in the other direction. Crossed. Then, Te each intersection region smell the scanning lines and the pixel electrodes intersect those pixel electrodes covers a side of the liquid crystal layer of the scanning lines.
[0014]
Suitably in the present invention, the pixel electrode has a transmissive region and a reflective region has a crossing region in which the reflective region and the scanning line intersect, the prior SL scanline Te the intersection area smell The reflective region covers the liquid crystal layer side .
[0015]
In the liquid crystal display device of the present invention, when a voltage is applied to the scanning line, the switching element is turned on, and the display voltage is applied to the pixel electrode via the switching element.
The alignment state of the liquid crystal changes in accordance with the applied display voltage, and light incident on the liquid crystal layer is modulated to perform a desired image display.
A DC voltage is applied to the scanning line , and each of the plurality of scanning lines overlaps each pixel electrode over the entire width in the one direction with respect to each of the plurality of pixel electrodes arranged in the other direction. Further, the pixel electrodes cross each other through the anti-liquid crystal layer side. At this time, as the side of the liquid crystal layer Te each intersection region odors scanning line and the pixel electrode intersect is covered by the pixel electrode, it intersects the pixel electrode in each pixel region. For this reason, the liquid crystal layer is electrostatically shielded by the pixel electrode, and a direct current electric field is prevented from being applied to the liquid crystal.
[0016]
Further, in order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to another (second) aspect of the present invention is formed for each liquid crystal layer and each pixel region, and a display voltage for driving the liquid crystal is applied. A plurality of pixel electrodes; a plurality of transistors formed for each of the pixel regions, each having a source or drain connected to the corresponding pixel electrode; a plurality of storage capacitor lines parallel to each other; A plurality of scanning lines that are alternately arranged with the storage capacitor lines, are long in the other direction orthogonal to the one direction, and are arranged in parallel to each other, to which the gate electrodes of the transistors in the corresponding pixel regions are connected; A counter electrode which is opposed to the plurality of storage capacitor lines and the plurality of pixel electrodes through the liquid crystal layer and is AC-driven in the same phase as the storage capacitor line.
Each of the plurality of storage capacitor lines is wired through a region between two pixel electrodes adjacent in the one direction.
Each of the plurality of scanning lines is connected to each pixel electrode over the entire width in the one direction with respect to each of the plurality of pixel electrodes arranged in the other direction. The pixel electrodes cross each other through the anti-liquid crystal layer side so as to overlap .
The pixel electrode and the scanning lines are those pixel electrodes Te each intersection region odor intersecting covering the side of the liquid crystal layer of the scanning lines.
[0017]
In the present invention, it is preferable that the pixel electrode has a transmission region and a reflection region, and has an intersection region where the reflection region and the scanning line intersect, and the liquid crystal layer of the scanning line in the intersection region . The reflective region covers the side of the .
[0018]
In the present invention, it is preferable that the plurality of transistors formed in the plurality of pixel regions arranged in one direction further include a plurality of data signal lines each connecting the other of the source and the drain. surrounded by the direction of the side is two of the storage capacitor line, the other direction is surrounded by side is two of the data signal line region, one of the pixel regions are formed, the pixel electrode, the storage capacitor In the pixel region surrounded by the line and the data signal line, the pixel region is formed to be slightly smaller than the outer periphery of the pixel region .
[0019]
In the liquid crystal display device of the present invention, when a voltage is applied to the scanning line, the transistor is turned on, and the display voltage is applied to the pixel electrode through the source and drain of the transistor.
The alignment state of the liquid crystal changes in accordance with the applied display voltage, and light incident on the liquid crystal layer is modulated to perform a desired image display.
A DC voltage is applied to the above scanning lines, but each of the plurality of scanning lines passes through the side opposite to the liquid crystal layer so as to overlap the pixel electrode to which the corresponding transistor is connected in the entire width direction. Intersect. At this time, the scanning line is covered with the pixel electrode on the liquid crystal layer side in the intersection region with the pixel electrode. For this reason, the liquid crystal layer is electrostatically shielded by the pixel electrode, and a direct current electric field is prevented from being applied to the liquid crystal.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a liquid crystal display device of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
FIG. 1 is a plan view of one pixel of the liquid crystal panel 1 in the liquid crystal display device of the present embodiment.
In the liquid crystal panel 1, as shown in FIG. 1, each pixel 2 is surrounded by an intersection region between two adjacent storage capacitor lines CSL and two adjacent data signal lines DL, that is, four wirings. Is located in the area. The storage capacitor line CSL extends in the left-right direction in the figure, and a plurality of storage capacitor lines CSL are arranged in the up-down direction. The data signal lines DL extend in the vertical direction in the figure, and a plurality of data signal lines DL are arranged in the horizontal direction.
[0022]
Each pixel 2 includes a pixel electrode 6 composed of a reflective pixel electrode 6a and a transmissive pixel electrode 6b, and a switching element Tr composed of a thin film transistor (TFT).
[0023]
In the present embodiment, the scanning signal line GL extending under the pixel electrode 6, in particular, the reflection portion pixel electrode 6 a in the region of each pixel 2 in the direction orthogonal to the data signal line DL, that is, in the left-right direction in the figure. Has been placed. A plurality of scanning signal lines GL are arranged in the vertical direction in the figure.
[0024]
The scanning signal line GL is integrally connected to the gate electrode G of the switching element provided in each pixel 2, and the scanning signal is supplied to the gate electrode G of the switching element Tr by the scanning signal line GL.
[0025]
The data signal line DL is integrally connected to the source electrode S of the switching element Tr, and a display signal (display voltage) is supplied to the pixel electrode 6 through the switching element Tr by the data signal line DL.
[0026]
The drain electrode D of the switching element Tr formed at the same time as the data signal line DL is connected to the pixel electrode 6, and the display signal supplied to the source electrode S when the switching element Tr is in the on state is the drain electrode The pixel electrode 6 is supplied via D.
[0027]
In the storage capacitor line CSL, a wide capacitor electrode CSE is formed at the position of each pixel 2. The capacitor electrode CSE forms a capacitor between the pixel electrode 6 and an electrode connected to the drain electrode D of the switching element Tr. The storage capacitor line CSL is connected to a counter electrode described later.
[0028]
The switching element Tr is for selecting each pixel 2 to be displayed and supplying a display signal to the pixel electrode 6 of the pixel 2. The switching element Tr is formed by a thin film transistor having a bottom gate structure or a top gate structure.
[0029]
The pixel electrode 6 includes a reflection portion pixel electrode 6a for performing a reflective display and a transmission portion pixel electrode 6b for performing a transmissive display. The reflection unit pixel electrode 6a is formed of a metal film such as rhodium, titanium, chromium, silver, aluminum, or chromel. The transmissive part pixel electrode 6b is formed of a transparent conductive film such as ITO (Indium Tin Oxide).
[0030]
2A is a cross-sectional view between the pixels 2 along the line AA ′ in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view inside the pixel 2 along the line BB ′ in FIG. 1.
[0031]
As shown in FIG. 2, a storage capacitor line CSL and a scanning signal line GL are formed on a transparent insulating substrate 3 made of glass or the like, and silicon oxide or nitride is formed on the storage capacitor line CSL or the scanning signal line GL. An insulating film 4 made of silicon is formed.
[0032]
A scattering layer 5 is formed on the insulating film 4. On the scattering layer 5, a reflection portion pixel electrode 6a is formed via a planarizing film (not shown) and a transmission portion pixel electrode 6b. Although not shown, the reflection portion pixel electrode 6a is removed in the region where the transmissive display is performed, and the transmission portion pixel electrode 6b as shown in FIG. 1 is observed.
[0033]
A counter transparent insulating substrate 7 made of glass or the like is provided facing the transparent insulating substrate 3, and a color filter 8 and a counter electrode Com are formed on the counter transparent insulating substrate 7.
[0034]
Liquid crystal 9 is filled between the reflective pixel electrode 6a on the transparent insulating substrate 3 side and the counter electrode Com on the counter transparent insulating substrate 7 side through an alignment film (not shown).
[0035]
As shown in FIG. 2, unevenness is formed on the surface of the reflection portion pixel electrode 6a formed on the scattering layer 5 having the uneven shape, and the external light is diffused and reflected. As a result, the directivity of the reflected light can be relaxed and the screen can be observed in a wide angle range.
In particular, when silver or the like is used, the reflectance in the reflective display is increased, and a high reflectance can be obtained. For this reason, even if the area of the reflective pixel electrode 6a is reduced, a necessary level of reflectance is ensured.
[0036]
The color filter 8 is a resin layer colored in colors by pigments or dyes, and is formed by combining, for example, filter layers of red, green, and blue colors. The counter electrode Com is formed of a transparent conductive film such as ITO.
[0037]
The liquid crystal 9 is formed of, for example, a guest-host liquid crystal mainly composed of nematic liquid crystal molecules having negative dielectric anisotropy and containing a dichroic dye at a predetermined ratio, and is vertically aligned by an alignment film (not shown). Oriented. In the liquid crystal 9, the guest-host liquid crystal is vertically aligned when no voltage is applied, and shifts to horizontal alignment when the voltage is applied.
[0038]
Although not shown, a quarter wavelength plate and a deflecting plate are provided outside the transparent insulating substrate 3 and the counter transparent insulating substrate 7, respectively, and a backlight serving as an internal light source is provided on the transparent insulating substrate 3 side. It is done.
[0039]
As shown in FIG. 2A, the reflection portion pixel electrodes 6a are separated from each other between the respective pixels 2, and a storage capacitor is provided on the transparent insulating substrate 3 between the respective pixels 2 where the reflection portion pixel electrodes 6a do not exist. A line CSL is formed.
[0040]
Further, as shown in FIG. 2B, each pixel 2 is covered with the reflective pixel electrode 6a except for the region of the transmissive pixel electrode 6b, and is covered with the reflective pixel electrode 6a. A scanning signal line GL is formed in each pixel 2.
[0041]
Next, the effect of the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to a comparative example.
[0042]
FIG. 3 is a plan view of one pixel of the liquid crystal panel 1a of the comparative example. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as the component of the liquid crystal panel 1 shown in FIG. 1, The duplication description is abbreviate | omitted.
[0043]
In the liquid crystal panel 1a of the comparative example, as shown in FIG. 3, each pixel 2a is in an intersection region between two adjacent scanning signal lines GL and two adjacent data signal lines DL, that is, four signals. Arranged in the area surrounded by the line. The scanning signal lines GL extend in the left-right direction in the drawing, and a plurality of scanning signal lines GL are arranged in the up-down direction. The data signal lines DL extend in the vertical direction in the figure, and a plurality of data signal lines DL are arranged in the horizontal direction.
[0044]
In the liquid crystal panel 1a shown in the comparative example, the storage capacitor line CSL extending under the pixel electrode 6 in the region of each pixel 2 is arranged in the direction orthogonal to the data signal line DL, that is, in the horizontal direction in the drawing. Yes. A plurality of storage capacitor lines CSL are arranged in the vertical direction in the figure.
[0045]
In the storage capacitor line CSL, a wide capacitor electrode CSE is formed at the position of each pixel 2. The capacitor electrode CSE forms a capacitor between the pixel electrode 6 and an electrode connected to the drain electrode D of the switching element Tr. The storage capacitor line CSL is connected to the counter electrode Com.
[0046]
4 is a cross-sectional view between the pixels 2 taken along the line CC ′ of FIG. In FIG. 4, the same components as those of the liquid crystal panel 1 shown in FIG. 2A are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof is omitted.
[0047]
As shown in FIG. 4, in the liquid crystal panel 1a of the comparative example, the reflection portion pixel electrodes 6a are separated from each other between the pixels 2, and a transparent insulating substrate is provided between the pixels 2 where the reflection portion pixel electrodes 6a do not exist. A scanning signal line GL is formed on 3.
[0048]
FIG. 5 is an equivalent circuit of the liquid crystal panel according to the present embodiment and the comparative example.
FIG. 5 shows an equivalent circuit diagram of 4 × 3 pixels. As shown in FIG. 5, each pixel includes a liquid crystal capacitor Ccl _ij formed from the counter electrode Com, the pixel electrode 6, and the liquid crystal 9, a switching element Tr _ij formed of a thin film transistor, and a storage capacitor CS _ij . In FIG. 5, i = 1 to 4, and j = 1 to 3.
[0049]
A plurality of scanning signal lines GL1, GL2, GL3 are arranged in parallel, selecting the pixel is connected to a gate electrode of the switching element Tr _ij as a single row, the respective switching elements Tr _ij ON, OFF, and displays To do.
[0050]
A voltage corresponding to the display signal is applied to each pixel from the data signal lines DL1, DL2, DL3, DL4 arranged in parallel. Data signal lines DL1, DL2, DL3, DL4 is connected to the source electrode of the switching element Tr _ij, for the pixel selected by the scan signal lines GL1, GL2, GL3, while charging the storage capacitor CS _ij A voltage is applied to the counter electrode Com and the pixel electrode 6 to modulate the light incident on the liquid crystal, and an image is displayed.
[0051]
One electrode of the storage capacitor CS _ij is connected to the pixel electrode 6 via the drain electrode of the switching element Tr _ij , and the storage capacitor lines CSL1, CSL2, and CSL3 are counter electrodes Com as the other electrode of the storage capacitor CS _ij. It is connected to the.
[0052]
In the liquid crystal display device according to the present embodiment, in order to realize common inversion driving in which the storage capacitor lines CSL1, CSL2, and CSL3 are swung in the same phase as the counter electrode Com, the storage capacitor lines CSL1, CSL2, and CSL3 are scanned signal lines GL1, GL2. , GL3 is independent.
[0053]
FIG. 6 is a diagram illustrating a timing example of voltage application to each wiring.
6A shows the signal voltage of the data signal line DL, FIG. 6B shows the signal voltage of the scanning signal line GL, FIG. 6C shows the signal voltage of the counter electrode Com, FIG. 6D shows the signal voltage of the storage capacitor line CSL.
[0054]
As shown in FIG. 6, an AC voltage is applied to the data signal line DL, the counter electrode Com, and the storage capacitor line CSL, and a DC voltage is applied to the scanning signal line GL. The DC voltage applied to the scanning signal line GL is, for example, about −6.5V.
[0055]
At this time, in the liquid crystal panel 1a of the comparative example shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the scanning signal line GL to which the DC voltage is applied is arranged between the pixels 2 where the pixel electrode 6 does not exist. As a result of the direct-current electric field DCF applied only from one direction side between the GL and the counter electrode Com, the liquid crystal deteriorates and burns and domains occur.
[0056]
On the other hand, in the present embodiment, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2B, the scanning signal line GL to which the DC voltage is applied is below the pixel electrode 6 in each pixel 2, in particular, the reflection portion pixel electrode 6a. Since the reflection part pixel electrode 6a exists between the scanning signal line GL and the liquid crystal 9, the direct current electric field DCF is provided between the reflection part pixel electrode 6a and the scanning signal line GL. Since a direct current electric field is not applied to the liquid crystal 9, image sticking and domain generation due to deterioration of the liquid crystal are suppressed.
[0057]
In the present embodiment, as shown in the cross-sectional view of FIG. 2A, the storage capacitor line CSL to which an AC voltage is applied is arranged between the pixels 2 where the pixel electrode 6 does not exist. An alternating electric field ACF that is alternately inverted is applied between the storage capacitor line CSL and the counter electrode Com, and image sticking and domain generation due to deterioration of the liquid crystal are suppressed.
[0058]
As described above, according to the liquid crystal display device according to the present embodiment, the scanning signal line GL to which the DC voltage is applied is arranged so that the pixel electrode 6 is interposed between the liquid crystal 9 in the region of each pixel 2. Since they are arranged, a direct current electric field is not applied to the liquid crystal 9, and image sticking and domain generation due to deterioration of the liquid crystal are suppressed. Accordingly, the display characteristics of the liquid crystal display device can be improved, and the display life can be extended.
[0059]
Further, by forming the scanning signal line GL under the reflection portion pixel electrode 6a, there is no influence on the display characteristics. That is, since the transmissive pixel electrode 6b is a region for performing transmissive display, it is not preferable to arrange a signal line made of a material that reflects light or the like in this portion.
[0060]
The liquid crystal display device of the present invention is not limited to the description of the above embodiment.
For example, in the present embodiment, an example of a reflective / transmissive liquid crystal display device has been described. However, the present invention can also be applied to a reflective liquid crystal display device or a transmissive liquid crystal display device.
In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0061]
【The invention's effect】
According to the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to improve the display characteristics by suppressing the deterioration of the liquid crystal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of one pixel of a liquid crystal panel 1 in a liquid crystal display device according to an embodiment.
2A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG.
FIG. 3 is a plan view of one pixel of a liquid crystal panel of a comparative example.
4 is a cross-sectional view taken along line CC ′ of FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal panel according to the present embodiment and a comparative example.
FIG. 6 is a diagram illustrating a timing example of voltage application to each wiring.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a ... Liquid crystal panel, 2, 2a ... Pixel, 3 ... Transparent insulating substrate, 4 ... Insulating film, 5 ... Scattering layer, 6 ... Pixel electrode, 6a ... Reflection part pixel electrode, 6b ... Transmission part pixel electrode, 7 ... Opposing transparent insulating substrate, 8 ... color filter, 9 ... liquid crystal, CSL, CSL1, CSL2, CSL3 ... holding capacitor line, CSE ... capacitor electrode, GL, GL1, GL2, GL3 ... scanning signal line, DL, DL1, DL2, DL3 DL4 ... data signal line, Tr ... switching element, G ... gate electrode, S ... source electrode, D ... drain electrode, Ccl ... liquid crystal capacitance, Com ... counter electrode, ACF ... AC electric field, DCF ... DC electric field.

Claims

A liquid crystal layer ;
A plurality of pixel electrodes formed for each pixel region to which a display voltage for driving the liquid crystal is applied;
A plurality of storage capacitor lines parallel to each other;
A plurality of scanning lines that are alternately arranged in one direction with the storage capacitor lines, are long in the other direction orthogonal to the one direction, and are parallel to each other ;
A switching element that switches application of the display voltage to the pixel electrode in accordance with a voltage applied to the scanning line;
A counter electrode that is opposed to the plurality of storage capacitor lines and the plurality of pixel electrodes through the liquid crystal layer and is AC-driven in the same phase as the storage capacitor line;
Have,
Each of the plurality of storage capacitor lines is wired through a region between two pixel electrodes adjacent in the one direction ,
Each of the plurality of scanning lines passes through the anti-liquid crystal layer side of each pixel electrode so as to overlap each pixel electrode over the entire width in one direction with respect to each of the plurality of pixel electrodes arranged in the other direction. Intersect
LCD Te each intersection region smell the scanning lines and the pixel electrodes intersect those pixel electrodes covers a side of the liquid crystal layer of the scanning lines.

The pixel electrode has a transmissive region and a reflective region,
It has a crossing region in which the reflective region and the scanning line intersect, a liquid crystal display according to the side of the liquid crystal layer before Symbol scanline Te the crossing region odor to claim 1, wherein the reflective area is covered apparatus.

A liquid crystal layer ;
A plurality of pixel electrodes formed for each pixel region to which a display voltage for driving the liquid crystal is applied;
A plurality of transistors formed for each of the pixel regions and having one of a source and a drain connected to the corresponding pixel electrode;
A plurality of storage capacitor lines parallel to each other;
A plurality of the storage capacitor lines alternately arranged in one direction, long in the other direction orthogonal to the one direction, parallel to each other, and connected to the gate electrode of the transistor in the corresponding pixel region Scanning lines;
A counter electrode that is opposed to the plurality of storage capacitor lines and the plurality of pixel electrodes through the liquid crystal layer and is AC-driven in the same phase as the storage capacitor line;
Have,
Each of the plurality of storage capacitor lines is wired through a region between two pixel electrodes adjacent in the one direction ,
Each of the plurality of scanning lines passes through the anti-liquid crystal layer side of each pixel electrode so as to overlap each pixel electrode over the entire width in one direction with respect to each of the plurality of pixel electrodes arranged in the other direction. Intersect
LCD Te each intersection region smell the scanning lines and the pixel electrodes intersect those pixel electrodes covers a side of the liquid crystal layer of the scanning lines.

The pixel electrode has a transmissive region and a reflective region,
It has a crossing region in which the reflective region and the scanning line intersect, a liquid crystal display according to the side of the liquid crystal layer before Symbol scanline Te the crossing region odor to claim 3, wherein the reflective area is covered apparatus.

A plurality of data signal lines each connecting the other of the source and drain to the plurality of transistors formed in the plurality of pixel regions arranged in the one direction;
It said enclosed in one of the side is two of the storage capacitor line, from the other direction side is two of said enclosed by the data signal line area, one of the pixel regions are formed,
The liquid crystal display device according to claim 3 , wherein the pixel electrode is formed to be smaller than the outer periphery of the pixel region in the pixel region surrounded by the storage capacitor line and the data signal line.