(57)【要約】【課題】表示品位の劣化を防止し、かつ、輝度傾斜の発生を防止する液晶表示装置を提供することができる。【解決手段】第１基板１０１は、表示画素ＰＸのそれぞれに配置された第１電極ＰＥと、絶縁層を介して第１電極ＰＥと対向するように配置された第２電極ＣＥと、表示画素ＰＸの配列する行に沿って第１電極ＰＥの周囲の領域に配置された走査線ＹＬと、を有し、第１電極ＰＥは、第２電極ＣＥとの間に電界を生じさせるためのスリットＳＴを有し、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子の初期配向方向は、走査線ＹＬと第１電極ＰＥとの間に生じる電界の方向と略同一であって、スリットＳＴは液晶分子の初期配向方向に対応して液晶分子の配向方向を制御可能な電界を生じさせるように配置されている液晶表示装置。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を備えた液晶表示装置であって、
前記第１基板は、前記複数の表示画素それぞれに配置された第１電極と、絶縁層を介して前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、前記表示画素の配列する行に沿って前記第１電極の周囲の領域に配置された走査線と、を有し、
前記第１電極は、前記第２電極との間に電界を生じさせるスリットを有し、
前記液晶層に含まれる液晶分子の初期配向方向は、前記走査線と前記第１電極との間に生じる電界の方向と略同一であって、前記スリットは前記液晶分子の初期配向方向に対応して液晶分子の配向方向を制御可能な電界を生じさせるように配置されている液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１基板は、前記表示画素が配列する列に沿って配置された信号線と、絶縁層を介して前記信号線と対向するように配置されているとともに前記第２電極と略同一の電位となる共通電極と、をさらに有し、
前記第１電極と前記共通電極とは、同層に配置される請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１基板は、前記表示画素が配列する列に沿って配置された信号線をさらに有し、
前記スリットは、前記信号線と略平行に延びている請求項１または請求項２記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一般に、アレイ基板とアレイ基板と対向して配置される対向基板と、これらアレイ基板と対向基板との間に挟持された液晶層とを備える液晶表示パネルを有している。
【０００３】
近年では、液晶表示装置の、高精細化、小型化、そして広視野角化が要求されている。広視野角化を図る方法として、透明基板に対して面内方向の電界、すなわち横電界を発生させ、この横電界で液晶分子を基板に平行な面内で回転させることで透過率を変化させるＩＰＳ（In Plane Switching Mode）モードやＦＦＳ（Fringe-Field Switching）モードの液晶表示装置が提案されている。
【０００４】
ＦＦＳモードの液晶表示装置では、アレイ基板上に、絶縁層を介して対向電極と画素電極とを配置し、画素電極にスリットを設け、そのスリットを利用することで、画素電極と対向電極との間に電界を発生させている。
【０００５】
従来、ＦＦＳモードの液晶表示装置をフレーム反転方式で駆動した場合に、焼き付きを防止するために、各画素電極に、１フレーム期間のうち複数水平走査期間ずつ、正極性または負極性のいずれかの画像信号に基づく画像電圧をそれぞれ書き込むことによって、各画素電極では、画像電圧を書き込んだ後に低下する電圧が小さくして、フリッカや液晶の焼付きの発生を抑制する液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−３２８０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように駆動した場合であっても、画素電極と走査線との間に生じる横電界による光抜けや焼き付き等が生じ、表示品位が劣化する場合があった。さらに、画素電極と走査線との間に生じる横電界による表示品位の劣化を防止するために、例えば、画素電極と走査線とをオーバーラップさせた場合、画素スイッチのゲート電極とドレイン電極との間に生じる容量成分が大きくなり、この容量成分に起因した輝度傾斜が発生する場合があった。
【０００７】
すなわち、ＦＦＳモードの液晶表示装置を複数水平期間ずつ同じ極性で駆動すると、走査方向の始端側と終端側とで輝度傾斜が発生することがあった。例えば、走査方向が表示画面の上から下へと向かう方向である場合には、画面の上側が明るく、下側が暗く表示されることがあった。この輝度傾斜は、特に、中間調のベタ表示画面において顕著に見られた。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、表示品位の劣化を防止し、かつ、輝度傾斜の発生を防止する液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の態様による液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板と対向するように配置された第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を備えた液晶表示装置であって、前記第１基板は、前記複数の表示画素それぞれに配置された第１電極と、絶縁層を介して前記第１電極と対向するように配置された第２電極と、前記表示画素の配列する行に沿って前記第１電極の周囲の領域に配置された走査線と、を有し、前記第１電極は、前記第２電極との間に電界を生じさせるスリットを有し、前記液晶層に含まれる液晶分子の初期配向方向は、前記走査線と前記第１電極との間に生じる電界の方向と略同一であって、前記スリットは前記液晶分子の初期配向方向に対応して液晶分子の配向方向を制御可能な電界を生じさせるように配置されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、表示品位の劣化を防止し、かつ、輝度傾斜の発生を防止する液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。本実施形態に係る液晶表示装置は、図１に示すように、互いに対向するように配置されたアレイ基板１０１と対向基板１０２と、アレイ基板１０１と対向基板１０２との間に挟持された液晶層ＬＱと、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸからなる表示部１１０とを有している。
【００１２】
アレイ基板１０１は、透明基板（図示せず）上において、表示画素ＰＸごとに配置された画素電極ＰＥと、絶縁層（図示せず）を介して画素電極ＰＥと対向するように配置された対向電極ＣＥとを有している。さらに、アレイ基板１０１は、表示部１１０において表示画素ＰＸが配列する行方向と略平行に延びるとともに画素電極ＰＥの周囲の領域に配置された走査線ＹＬと、表示画素ＰＸが配列する列方向と略平行に延びるように配置された信号線ＸＬとを有している。
【００１３】
走査線ＹＬは、表示部１１０の外部に配置された走査線駆動回路１２１に接続されている。信号線ＸＬは、表示部１１０の外部に配置された信号線駆動回路１２０に接続されている。
【００１４】
それぞれの表示画素ＰＸにおいて、走査線ＹＬと信号線ＸＬとが交差する位置近傍には画素スイッチＳＷが配置されている。画素スイッチＳＷは、例えば、スイッチング素子として薄膜トランジスタを有している。画素スイッチＳＷのゲート電極は、対応する走査線ＹＬに電気的に接続されている。画素スイッチＳＷのソース電極は、対応する信号線ＸＬに電気的に接続されている。画素スイッチＳＷのドレイン電極は、画素電極ＰＥに電気的に接続されている。
【００１５】
走査線駆動回路１２１によって、走査線ＹＬが選択されると、画素スイッチＳＷのソース−ドレインパスが導通し、画素電極ＰＥに画素スイッチＳＷを介して対応する信号線ＸＬから映像信号が印加される。
【００１６】
図２に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置では、信号線ＸＬの上層おいて、対向電極ＣＥと並ぶように第１共通電極ＣＯＭ１が配置され、走査線ＹＬと略平行に延びるように第２共通電極ＣＯＭ２が配置されている。第１共通電極ＣＯＭ１および第２共通電極ＣＯＭ２には、対向電極駆動回路（図示せず）から対向電圧が供給され、第２共通電極ＣＯＭ２から対向電極ＣＥに対向電圧が供給されている。
【００１７】
カラー表示タイプの液晶表示装置の場合、対向基板１０２は、透明基板（図示せず）上に配置されたカラーフィルタ層（図示せず）と、カラーフィルタ層上に配置された配向膜（図示せず）とを有している。アレイ基板１０１の配向膜と対向基板１０２の配向膜とは液晶層ＬＱを介して互いに対向し、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子ＬＱＡの配向方向を制御するために所定の方向にラビング処理がなされている。
【００１８】
本実施形態に係る液晶表示装置では、図３に示すように、液晶分子ＬＱＡの初期配向方向が、画素電極ＰＥと走査線ＹＬとの間に生じる電界の方向ＤＥと略平行となるように、配向膜のラビング処理が成されている。すなわち、アレイ基板１０１と対向基板１０２との配向膜は、アレイ基板１０１の基板面と略平行な平面上における電界成分の方向と略平行な方向ＤＡにラビングされている。
【００１９】
このように液晶分子ＬＱＡの初期配向方向と、画素電極ＰＥと走査線ＹＬとの間に生じる電界の方向ＤＥとを略平行にすると、液晶表示装置を起動した際に、画素電極ＰＥと走査線ＹＬとの間に生じる電界によって、液晶分子ＬＱＡの配向方向が初期配向方向から変化しない。
【００２０】
そのため、上記のように、液晶分子ＬＱＡの初期配向方向を設定すると、画素電極ＰＥと走査線ＹＬとの間の領域で液晶分子ＬＱＡの配向状態が乱れて光抜け等が生じ、表示画像のコントラストが低下することがなくなる。
【００２１】
本実施形態に係る液晶表示装置では、画素電極ＰＥは、図２に示すように、ほぼ等間隔に配置されているとともに略平行に延びる複数のスリットＳＴを有している。スリットＳＴは、液晶分子ＬＱＡの初期配向方向に対応して、液晶分子ＬＱＡの配向方向を制御可能となるように配置されている。本実施形態に係る液晶表示装置では、スリットＳＴは、表示画素ＰＸの長手方向、すなわち信号線ＸＬが延びる方向と略平行に延びている。
【００２２】
このようにスリットＳＴを配置すると、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に生じる電界は、走査線ＹＬが延びる方向と略平行な方向の電界成分を有する。この電界成分によって液晶分子の初期配向方向を変化させて、配向方向を制御することができる。
【００２３】
本実施形態に係る液晶表示装置では、絶縁層を介して信号線ＸＬと対向するとともに、絶縁層を介して対向電極ＣＥと並ぶように第１共通電極ＣＯＭ１が配置されている。
【００２４】
すなわち、アレイ基板１０１は、絶縁性基板上に配置された画素電極ＰＥと、画素電極ＰＥと同層に配置された信号線ＸＬと、信号線ＸＬ上に絶縁層を介して配置された第１共通電極ＣＯＭ１が配置されている。
【００２５】
このため、画素電極ＰＥと共通電極ＣＯＭ１との間に、アレイ基板１０１の基板面と略平行な平面上において、走査線ＹＬが延びる方向と略平行な方向の電界成分が生じる。この電界によって、画素電極ＰＥと第１共通電極ＣＯＭ１との間の近傍の液晶分子の配向方向がスリットＳＬ近傍と同様に制御されるため、開口面積を大きくすることができる。
【００２６】
次に、上記の液晶表示装置の動作について説明する。本実施形態に係る液晶表示装置は、極性反転方式としてフレーム反転方式を採用している。走査線駆動回路１２１は、走査線ＹＬを順次駆動し、駆動された走査線ＹＬに接続された画素スイッチＳＷのソース−ドレインパスを導通させる。信号線駆動回路１２０は、それぞれの表示画素ＰＸに対応する映像信号を信号線ＸＬに印加する。画素電極ＰＥには、画素スイッチＳＷを介して、対応する信号線ＸＬから映像信号が印加される。対向電極ＣＥには、第２共通電極ＣＯＭ２を介して対向電圧が印加される。
【００２７】
したがって、画素電極ＰＥの電位と対向電極ＣＥの電位との電位差によって、液晶層ＬＱに電界が生じる。この電界は、アレイ基板１０１の基板面方向に略平行な電界成分と、基板面方向に略直交する電界成分とを有している。アレイ基板１０１の基板面に略平行な電界成分は、スリットＳＴが延びる方向と略直交する方向の成分である。
【００２８】
本実施形態に係る液晶表示装置では、画素電極ＰＥと第１共通電極ＣＯＭ１との間にも、アレイ基板１０１の基板面と略平行な方向において、走査線ＹＬが延びる方向と略平行な方向の電界が生じる。
【００２９】
液晶層ＬＱに含まれる液晶分子は、上記のように画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に生じる電界、および、画素電極ＰＥと第１共通電極ＣＯＭ１との間に生じる電界によって、その配向方向を制御される。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置は、ＩＰＳモードとＦＦＳモードとを組み合わせた液晶表示装置である。
【００３０】
上記のように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、画素電極ＰＥと走査線ＹＬとの間に生じる電界の影響によって光抜けが生じない。さらに、画素電極ＰＥと走査線ＹＬとが重なるように配置されていないため、焼き付き等によって表示品位が低下することがない。
【００３１】
すなわち、図４に示すように、画素スイッチＳＷがオフ状態である場合には、走査線ＹＬと画素電極ＰＥとの間に容量Ｃｇｄｏｆｆが生じ、信号線ＸＬと画素電極ＰＥとの間に容量Ｃｓｄが生じる。
【００３２】
なお、図４では、液晶容量Ｃｌｃと補助容量Ｃｓｔとを合わせて容量Ｃｌｓｔとして表示している。また、それぞれの表示画素ＰＸにおいて、画素電極ＰＥと画素電極ＰＥの左側に配置された信号線ＸＬとの間に生じる容量Ｃｓｄ（Ｌ）と、画素電極ＰＥと画素電極ＰＥの右側に配置された信号線ＸＬとの間に生じる容量Ｃｓｄ（Ｒ）との間に生じる容量Ｃｓｄ（Ｒ）とを合わせて容量Ｃｓｄとして表示している。
【００３３】
本実施形態に係る液晶表示装置では、図５に示すように、１フレーム期間毎に、信号線ＸＬに印加される映像信号の極性が反転される。極性が反転されるタイミングで、画素電位Ｖｄは、シフト電位ΔＶｄだけ変化する。このシフト電位ΔＶｄは、対向電圧の振幅をＶｃｐｐ、信号線ＸＬに印加される信号の振幅をＶｓｐｐとしたときに、
ΔＶｄ＝（Ｃｌｃｓｔ／Ｃｔｏｔ）Ｖｃｐｐ−（Ｃｓｄ／Ｃｔｏｔ）Ｖｓｐｐと表される。ここで、容量Ｃｔｏｔは、各表示画素ＰＸに生じる容量全体であって、Ｃｔｏｔ＝Ｃｌｃｓｔ＋Ｃｓｄ＋Ｃｇｄｏｆｆである。
【００３４】
対向電位を基準としたときの相対的な画素電位の変化を変化電位ΔＶｌｃとすると、ΔＶｌｃ＝ΔＶｄ−Ｖｃｐｐである。図５に示すように、画面上部では変化電位ΔＶｌｃが印加されるのは走査線ＹＬが選択される直前であるため、画素電位Ｖｄへの変化電位ΔＶｌｃの影響は殆ど無い。
【００３５】
一方、画面下部では走査線ＹＬが選択される直後に変化電位ΔＶｌｃが印加されるため、１フレーム期間全体にわたって保持電圧が変化電位ΔＶｌｃの影響を受ける。この変化電位ΔＶｌｃが大きくなると、画面上部と画面下部とで輝度傾斜が生じる。この変化電位ΔＶｌｃは容量Ｃｓｄだけでなく容量Ｃｇｄｏｆｆにも依存する。
【００３６】
本実施形態に係る液晶表示装置のように、画素電極ＰＥの周囲の領域に走査線ＹＬが配置されると、液晶表示パネルの厚さ方向において画素電極ＰＥと走査線ＹＬとが重ならないため、容量Ｃｇｄｏｆｆを小さくすることができる。その結果、画像を表示させた際に輝度傾斜が生じることを抑制できる。
【００３７】
さらに、本実施形態に係る液晶表示装置では、画素電極ＰＥと第１共通電極ＣＯＭ１との間に生じる電界によっても液晶分子の配向方向を制御することができるため、表示画素ＰＸの開口面積を大きくすることができ、輝度を向上させることができる。
【００３８】
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、表示品位の劣化を防止し、かつ、輝度傾斜の発生を防止する液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００３９】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００４０】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成例を概略的に示す図。
【図２】図１に示す液晶表示装置の表示画素の構成の一例を概略的に示す図。
【図３】図２に示す表示画素の画素電極と走査線との間に生じる電界の方向と液晶分子の初期配向方向との関係を説明するための図。
【図４】画素スイッチがオフ状態のときに表示画素に生じる容量成分について説明するための図。
【図５】フレーム反転駆動を行った際の、画面上部と画面下部とにおける画素電位の変化を説明するための図。
【符号の説明】
【００４２】
ＬＱ…液晶層、ＰＸ…表示画素、ＰＥ…画素電極、ＹＬ…走査線、ＣＥ…対向電極、ＳＴ…スリット、１０１…アレイ基板、１０２…対向基板、１１０…表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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