JP6269162B2

JP6269162B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP6269162B2
Application number: JP2014036129A
Authority: JP
Inventors: 橋口　隆史; 隆史橋口; 武志島村; 徳仁外; 博文岩永
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: US20150241746A1; JP2015161751A; US9690151B2

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。具体的には気中放電による動作不具合を防止可能な液晶表示装置に関する。

従来の液晶表示装置はＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等が作りこまれたアレイ基板と対向基板とが周辺部のシールによって互いに接着され、これにより液晶を封入するための容器が構成されている。一般的にアレイ基板の最外周にはコモン配線（Ｖｃｏｍ配線）が配置されている。

また、最近の液晶表示装置には広い視野角を要求されるため、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの液晶パネルがよく用いられる。ＦＦＳモードの液晶パネルでは、液晶の配向を制御する画素電極と共通電極との両方がアレイ基板に設けられており、この２つの電極は絶縁膜を介して積層されている。当該電極のうちで上層の電極にはスリットが設けられている。スリットの長辺方向とほぼ平行にラビング処理がなされ、上記電極間の電位がオフ電位の場合、液晶分子は、スリットの長辺方向とほぼ平行に配向する。オフ電位よりも大きい電位を上記電極間に印加した場合、スリットの長辺に対して垂直な方向に電界（横電界）が発生し、液晶分子は電界方向に沿うように基板に平行な面内で回転する（横回転する）。液晶分子の回転角を制御することによって、透過光量が制御される。なお、画素電極および共通電極の両方がアレイ基板に設けられた構造として、ＦＦＳモードの他に、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードが知られている。

ＦＦＳやＩＰＳモードの液晶表示装置においては、パネル表面の帯電により表示不良が生じやすいため、液晶が存在する側と反対側の対向基板面に透明導電膜を形成し、その透明導電膜を接地させることが行われている。接地の方法としては、液晶表示装置の接地電位に維持されたＧＮＤ配線を透明導電膜に接続する方法が知られている。（特許文献１）

最近、液晶パネル、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等について、小型化、薄型化、狭額縁化が進められ、また、タッチパネル等の機能の付加が進んでいる。これらに伴い、人体等のパネル外部からの静電気（気中放電）がパネルの動作不具合を引き起こす場合がますます増大している。また、昨今ではカーナビなど、車載用途への適用もされはじめ、気中放電テストの耐圧規格が厳しくなっている状況である。

液晶パネルに対して気中放電テストを行うと、静電気は液晶パネルの導電体部分に放電しやすい傾向が見られる。すなわち、アレイ基板および対向基板のうちでシール（絶縁体）の外側に出ている導電体部分に放電されやすく、シールに覆われた部分には放電されにくい。

アレイ基板側のパネル周辺部にはＶｃｏｍ配線が配置されており、Ｖｃｏｍ配線の一部はシール端より外側にでている場合が多い。このため、放電による電荷は、アレイ基板側のＶｃｏｍ配線を伝い、ＣＯＧ（Chip on Glass）実装もしくはＣＯＦ（Chip on Film）実装された、または回路基板に設けられた、ドライバＩＣ（Integrated Circuit）へ流れ、ドライバＩＣの誤動作や故障を引き起こす可能性がある。

このような問題に対し、Ｖｃｏｍ配線をシールよりも内側に形成し、さらにＶｃｏｍ配線の外周をＧＮＤ配線で囲むように形成する技術が知られている。（特許文献２）

特開平９−１０５９１８号公報（図１４など）特開２００８−４６２７８号公報

特許文献２においては、パネル外周にＧＮＤ配線となるパターンを配置しているが、シール外に配置された導電性透明膜のパターンがパネルコーナーのみにしかない局所的な配置であるため、静電気を逃がす効果が不十分な配線となっている。また、その導電性透明膜はシールと直接コンタクトする構造を有しているが、密着力の点で問題がある。すなわち、シール材として一般に使用されるエポキシ樹脂に対して、ＳｉＮ等の絶縁膜とは接着性が良好であるものの、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜と直接コンタクトした場合にはシールとの密着力が不足するため、気泡やシールパンクなどの不良が生じやすい。

本発明の目的は、上記のような問題を回避すると共に、放電による動作不具合を防止可能な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は、アレイ基板と前記アレイ基板に対向した対向基板とが周縁に沿って設けられたシールによって貼り合わされて構成された液晶パネルと、前記液晶パネルに接続された回路基板と、を備えた液晶表示装置であって、前記液晶パネルは、表示領域と前記表示領域を囲む周辺領域とを有し、前記周辺領域には前記表示領域を囲むようにしてＶｃｏｍ配線とＧＮＤ配線とが設けられ、前記表示領域と前記ＧＮＤ配線との間にＶｃｏｍ配線が配置され、前記ＧＮＤ配線は、絶縁膜を介して前記Ｖｃｏｍ配線とは異なる層に形成され、前記シールの最外端部よりも外側へ張り出した状態にて前記表示領域を囲んでおり、前記ＧＮＤ配線は、上層に透明導電膜を有する積層によって形成され、前記透明導電膜はパネル外形端まで配置されており、前記ＧＮＤ配線は、前記液晶パネルを駆動する回路とは独立して設けられると共に、前記回路基板の接地電位に接続されていることを特徴とする液晶表示装置である。

上記構成によれば、放電による動作不具合を防止可能な液晶表示装置を得ることができる。

実施の形態１に係る液晶表示装置の模式図実施の形態１に係る液晶表示装置の平面図実施の形態１に係る液晶表示装置の断面図実施の形態２に係る液晶表示装置の断面図実施の形態３に係る液晶表示装置の平面図実施の形態３に係る液晶表示装置の断面図実施の形態３に係る液晶表示装置のスリット平面図実施の形態４に係る液晶表示装置の平面図実施の形態４に係る液晶表示装置の断面図実施の形態５に係る液晶表示装置の平面図実施の形態５に係る液晶表示装置の断面図

実施の形態１．
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態１について説明する。図１に実施の形態１に係る液晶表示装置を説明する模式図を示す。図２は図１の領域Ｅで示す領域を拡大した平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ‘で示した箇所における断面図である。

図３において、アレイ基板２０と対向基板１２とがシール９を介して接続されている。このように貼り合わされてなる液晶パネルは、領域としては図１に示すように表示領域１と当該表示領域１を囲む周辺領域２とに分かれる。表示領域１とは液晶表示装置の表示画面に相当する領域である。ここでは図示しないが、先のシール９は表示領域１を囲むように形成されており、その内側には図３に示すように液晶１３が封入されている。

図１では図示しないが、表示領域１内には複数の走査線や信号線やＶｃｏｍ配線等の配線が交差し、走査線と信号線との交差付近にはＴＦＴ等のスイッチング素子が形成されており、画像表示に必要な電圧を適宜液晶１３に印加する。周辺領域２には、表示領域１から延在された配線等にＣＯＧ実装された駆動回路であるＩＣ３が配置される。さらに、ＦＰＣ４がＩＣ３と電気的に接続するようにして液晶パネルに接続し、回路基板５がＦＰＣ４に接続している。すなわち、液晶パネルはＦＰＣ４を介して回路基板５に接続されている。なお、ＦＰＣ４に替えて各種の配線体を用いることも可能である。

図１において、ＧＮＤ配線６が周辺領域１を取り囲むようにして周辺領域２に形成されている。ＧＮＤ配線６は、ＦＰＣ４を介して回路基板５にも電気的に延在しており、回路基板５の接地端子に接続されることにより接地されている。かかる接地は、蓄積した静電気を逃がす構造となっている。また、ＧＮＤ配線６は液晶パネルを駆動する回路とは独立して設けられている。図１では図示しないが、Ｖｃｏｍ配線も同様に周辺領域１を囲むように配置されており、これについては後に説明する。

次に、図２、図３を用いて、ＧＮＤ配線６とシール９近辺の構造について説明する。図１中で示す領域Ｅにおいて、ＧＮＤ配線６だけでなく表示領域１を囲むようにしてＶｃｏｍ配線７も形成されている。なお、Ｖｃｏｍ配線７とは、表示領域１内の各画素が液晶１３に電圧を印加する際に、液晶を介して各画素と容量結合する電極に接続するものであり、接地電位のＧＮＤ線６とは異なるものである。ここでは図示しないが、例えば逆スタガ型の薄膜トランジスタを用いたアレイ基板の場合、ＧＮＤ配線６やＶｃｏｍ配線７は走査線と同時に形成される同じ材質の膜でもよい。この場合、材質としてはアルミやアルミ合金を用いることができる。

そして、図３に示す形態は領域Ｅのみの局所的な構造ではなく、液晶パネルにおいては表示領域１の全周をＧＮＤ配線６とＶｏｍ配線７とが２重に囲み、かつ、Ｖｃｏｍ配線７をＧＮＤ配線６が囲むように形成されている。なお、シール９も表示領域１を囲むように形成されているため、アレイ基板２０と対向基板１２とは周縁部に設けられたシール９によって互いに貼りあわされており、その内部に液晶１３が封入されていることになる。

さらに、ＧＮＤ配線６はＶｃｏｍ配線７よりもパネル外形８の近傍に配置されており、シール９の最も外側の端部であるシール外側端１０からも張り出している。さらに、ＧＮＤ配線６はシール外側端１０から張り出した状態にて表示領域１を囲んでいる。言い換えれば、ＧＮＤ配線６がシール９からはみ出した部分も表示領域１を囲むように形成されている。一般に気中放電により生じる電荷はシール外側端１０を伝わって液晶パネル内に侵入すると考えられるため、このように囲む配置にすることにより、静電気の電荷をより確実にＧＮＤ配線６を介して逃がすことができる。

シール９はＶｃｏｍ配線７とＧＮＤ配線６に跨るように配置されているが、Ｖｃｏｍ配線７はシール９に重ならなくてもよい。また、シール９内のＧＮＤ配線６には、ＵＶ光の照射によってシール９を硬化させるためＵＶ光を透過させるべくスリット１１が形成されている。

また、図３に示すようにＶｃｏｍ配線７とＧＮＤ配線６は、基板１６上に形成されており、それらを覆うようにして下層絶縁膜１５と上層絶縁膜１４が積層されている。Ｖｃｏｍ配線７とＧＮＤ配線６は表示領域１内の走査線、信号線に用いられる金属膜と同じ材料の膜で形成されていてもよい。上層絶縁膜１４及び下層絶縁膜１５は、ＳｉＮやＳｉＯなどの窒化膜や樹脂等の有機膜でもよい。また、シール９は上層絶縁膜１４と接着されるため、密着性は良好であり、気泡やシールパンクなどの不良も抑制できる。

実施の形態１においては、Ｖｃｏｍ配線７の外側を囲むようにしてシール９内にＧＮＤ配線６を設け、そのＧＮＤ配線６がシール外側端１０からもはみ出した状態にて表示領域を囲んでいるため、気中放電による動作不良を防止できる。さらに、シールの気泡やシールパンクなどの不良も抑制できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、Ｖｃｏｍ配線７とＧＮＤ配線６が同じ層で形成されるため、ＧＮＤ配線７に入った静電気が同層のＶｃｏｍ配線７に侵入して、ＩＣ３の動作不良や破壊する可能性がある。そこで、実施の形態２では、Ｖｃｏｍ配線７とＧＮＤ配線６とを異なる層に形成したことを特徴とする。

図４は、図１に示す液晶パネルの領域Ｅで示す箇所の断面図である。図４に示すように、実施の形態２においては、ＧＮＤ配線６をＶｃｏｍ配線７の上層に形成し、両配線間に下層絶縁膜１５を形成する。すなわち、ＧＮＤ配線６とＶｃｏｍ配線７とは下層絶縁膜１５を介して異なる層に形成されることになる。下層絶縁膜１５は、ＳｉＮやＳｉＯなどの窒化膜や有機膜でもよい。

実施の形態２においては、ＧＮＤ配線６とＶｃｏｍ配線７を異なる層に形成することにより、Ｖｃｏｍ配線７へ伝搬する静電気を抑制でき、放電による動作不具合を防止可能な液晶表示装置を得ることができる。

実施の形態３．
図５に実施の形態３の構成を示す平面図を示し、図６には図５においてＢ-Ｂ‘で示した箇所の断面図を示す。周辺領域２に配置されたＧＮＤ配線６はＶｃｏｍ配線７よりもパネル外形８の近傍に配置され、シール外側端１０からはみ出している。シール９内のＧＮＤ配線６には、ＵＶ照射によるシール硬化を行うためにＵＶ光を透過させるためのスリット１１が形成される。

ここで、スリット１１を拡大した平面図を図７に示す。図７に示すように、スリット１１の開口面積Ｓｓが、シール９下にあるＧＮＤ配線６の面積Ｓｇよりも広くなるような構成としている。更に、ＧＮＤ配線６の最上層には高融点の材料で形成された透明導電膜１７が積層され、透明導電膜１７はパネル外形端８まで延在している。

Ｖｃｏｍ配線７とＧＮＤ配線６は、表示領域１で使用される導電膜と同じ膜で形成されるが、実施の形態２と同様に、ＧＮＤ配線６をＶｃｏｍ配線７の上層に形成し、両配線間に下層絶縁膜１５を形成する。また、シール９はＶｃｏｍ配線７とＧＮＤ配線６に跨るように配置されているが、Ｖｃｏｍ配線７がシール９に重ならなくてもよい。

図５に示すように周辺領域２の最外周にＧＮＤ配線６を配置し、電気的に接続されるＧＮＤ配線６上に積層された透明導電膜１７をパネル外形端８まで延在させることで、パネル筐体ＧＮＤと接続が可能となるため接地（ＧＮＤ）の強化が図れ、放電による動作不具合をより防止可能な液晶表示装置を得ることができる。

実施の形態４．
図８に実施の形態４にかかる液晶表示装置の平面図、図９に図８中にＣ-Ｃ‘で示した箇所の断面図を示す。周辺領域２に配置されたＧＮＤ配線６はＶｃｏｍ配線７よりパネル外形８の近傍に配置され、シール外側端１０からはみ出している。シール９内のＧＮＤ配線６には、ＵＶ照射によるシール硬化を行うためのスリットが形成されている。Ｖｃｏｍ配線７とＧＮＤ配線６は、表示領域１で使用される導電膜と同じ膜で形成されるが、ＧＮＤ配線６をＶｃｏｍ配線７の上層に形成し、両配線間に下層絶縁膜１５を形成する。

ここまでは実施の形態２と同様の構成であるが、本実施の形態４においては、ＧＮＤ配線６がＶｃｏｍ配線７と一部重なることを特徴とする。すなわち、図９に示すようにＶｃｏｍ配線７の上層に下層絶縁膜１５を介してＧＮＤ配線６が形成されているが、下層絶縁膜１５を介してＧＮＤ配線６とＶｃｏｍ配線７とが一部重畳している。ここで、重畳する領域は一部でも全部でもよい。

図８、図９に示すようにＧＮＤ配線６の一部をＶｃｏｍ配線７と重ねることで、周辺領域２の幅を狭め狭額縁化が図れ、放電による動作不具合を防止可能な液晶表示装置を得ることができる。

実施の形態５．
図１０に実施の形態５の平面図、図１１に図９のＤ-Ｄ‘部分の断面図を示す。周辺領域２に配置されたＧＮＤ配線６はＶｃｏｍ配線７よりパネル外形８の近傍に配置され、シール外側端１０からはみ出している。シール９内のＧＮＤ配線６には、ＵＶ照射によるシール硬化を行うためのスリットが形成されている。更に、ＧＮＤ配線６には高融点の材料で形成された透明導電膜１７が積層され、透明導電膜はパネル外形端８まで延在している。Ｖｃｏｍ配線７とＧＮＤ配線６は、表示領域１で使用される導電膜と同じ膜で形成されるが、ＧＮＤ配線６をＶｃｏｍ配線７の上層に形成し、両配線間に下層絶縁膜１５を形成する。

ここまでは、実施の形態３と同様の構成であるが、本実施の形態５においては、実施の形態４と同様にＧＮＤ配線６はＶｃｏｍ配線７と一部重なる。図１０、図１１に示すようにＧＮＤ配線６の一部をＶｃｏｍ配線７と重ねることで、周辺領域２の幅を狭め狭額縁化が図れ、電気的に接続されるＧＮＤ配線６上に積層された透明導電膜１７をパネル外形端８まで延在させることで、パネル筐体ＧＮＤと接続が可能となることで接地（ＧＮＤ）の強化となり、放電による動作不具合を防止可能な液晶表示装置を得ることができる。

液晶パネルは、ＦＦＳでも透過型、反射型、半透過型のいずれであってもよいが、本発明はＦＦＳやＩＰＳのように静電気に弱い場合に特に効果を奏する。また、この場合、対向基板の裏面に透明導電膜を形成し、接地電位に維持してもよい。

１表示領域、２周辺領域、３ＩＣ、４ＦＰＣ、５回路基板、
６ＧＮＤ配線、７Ｖｃｏｍ配線
８パネル外形端、９シール、１０シール外側端、１１スリット、
１２ＣＦ基板、１３液晶、１４上層絶縁膜、１５下層絶縁膜、１６基板、
１７透明導電膜、２０アレイ基板

Claims

アレイ基板と前記アレイ基板に対向した対向基板とが周縁に沿って設けられたシールによって貼り合わされて構成された液晶パネルと、
前記液晶パネルに接続された回路基板と、
を備えた液晶表示装置であって、
前記液晶パネルは、表示領域と前記表示領域を囲む周辺領域とを有し、
前記周辺領域には前記表示領域を囲むようにしてＶｃｏｍ配線とＧＮＤ配線とが設けられ、
前記表示領域と前記ＧＮＤ配線との間にＶｃｏｍ配線が配置され、
前記ＧＮＤ配線は、絶縁膜を介して前記Ｖｃｏｍ配線とは異なる層に形成され、前記シールの最外端部よりも外側へ張り出した状態にて前記表示領域を囲んでおり、
前記ＧＮＤ配線は、上層に透明導電膜を有する積層によって形成され、前記透明導電膜はパネル外形端まで配置されており、
前記ＧＮＤ配線は、前記液晶パネルを駆動する回路とは独立して設けられると共に、前記回路基板の接地電位に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記ＧＮＤ配線が前記Ｖｃｏｍ配線に一部重なるように配置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。
前記シール下に配置される前記ＧＮＤ配線にスリットが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
ＦＦＳまたはＩＰＳ方式を用いたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。