(57)【要約】【課題】  表示品位の良好な液晶表示装置を提供する。【解決手段】第１基板１０１と第２基板１０２とを固定するシール部材４０と、シール部材４０に囲まれた領域において第１基板１０１と第２基板１０２との間に挟持された液晶層３０と、を備え、第１基板１０１は、マトリクス状に配置された複数の画素電極ＰＥと、複数の画素電極ＰＥが配列する行に沿って延びる複数の走査線ＧＬと、複数の画素電極ＰＥが配列する列に沿って延びる複数の信号線ＳＬと、複数の画素電極ＰＥを囲む額縁領域１２に配置され、複数の走査線ＧＬおよび複数の信号線ＳＬを駆動する駆動部と、を備え、駆動部は、シール部材４０が配置された位置よりも第１基板１０１の内側に配置された第１配線６１を備え、第１基板１０１は、第１配線６１の上層に配置され、直流電圧が供給されるシールド層５０と、を備え、第２基板１０２は、額縁領域１２と対向するように配置された遮光層ＢＭを備えた液晶表示装置。【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基板とを固定するシール部材と、前記シール部材に囲まれた領域において前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、を備え、
前記第１基板は、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、
前記複数の画素電極が配列する行に沿って延びる複数の走査線と、
前記複数の画素電極が配列する列に沿って延びる複数の信号線と、
前記複数の画素電極を囲む額縁領域に配置され、前記複数の走査線および前記複数の信号線を駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記シール部材が配置された位置よりも前記第１基板の内側に配置された第１配線を備え、
前記第１基板は、前記第１配線の上層に配置され、直流電圧が供給される導電層と、を備え、
前記第２基板は、前記額縁領域と対向するように配置された遮光層を備えた液晶表示装置。
【請求項２】
前記導電層への直流電圧の供給をオンおよびオフするスイッチ手段を更に備えた請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記スイッチ手段を、起動から所定フレーム期間のみ導通させる手段を備える請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１配線は電源電圧が供給される配線である請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記駆動回路は、前記シール部材が配置された位置よりも前記第１基板の内側に配置され前記第１配線よりも電位変化の小さい第２配線をさらに備え、
前記第１基板は、前記絶縁層を介して前記第２配線と対向する第２導電層と、前記第２導電層への直流電圧の供給をオンおよびオフするスイッチ手段と、をさらに備え、
前記第２導電層に直流電圧が印加され、前記導電層に前記スイッチ手段を介して直流電圧が印加される請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
第２基板は、複数の画素電極と対向するように配置された対向電極を備え、
前記導電層と前記対向電極とには共通の電圧が印加される請求項１乃至請求項５のいずれか１項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、特に基板上に形成された駆動回路を備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型、軽量の表示装置は、携帯電話、パーソナルワープロやパーソナルコンピュータ（パーソナルＯＡ機器）、或いはテレビ用、モニタ用のディスプレイデバイスとして多く利用されるようになった。表示装置の中でも、特に液晶表示装置は、薄型、軽量、低消費電力化が容易なことから開発が盛んである。
【０００３】
液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板と、マトリクス状に配置された複数の表示画素を含む表示部と、表示部を囲むように配置され一対の基板を固定するシール部材と、シール部材に囲まれた領域において一対の基板間に挟持された液晶層と、を備えている。
【０００４】
一対の基板の一方は、透明基板と、この透明基板上に各表示画素に対応するようにマトリクス状に形成されたスイッチング用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を備えている。薄膜トランジスタは、半導体層として、例えば、多結晶シリコンまたはアモルファスシリコンの薄膜層を備えている。
【０００５】
近年、アクティブマトリクス型のパネルの製造コスト低減のため、信号線駆動回路および走査線駆動回路を含む駆動回路をＴＦＴマトリクスと同一の透明基板上に形成する駆動回路一体型液晶表示装置の開発も行われている。このような駆動回路一体型液晶表示装置では、表示部を囲む額縁状の領域でシール部材の内側に駆動回路が配置される場合がある。
【０００６】
このような液晶材料が存在する領域と重なっている垂直走査機能部領域において、この垂直走査機能部上に絶縁膜を介して電極が形成された液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３２８０４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
液晶表示装置は、背面側に配置された照明手段により照明される。表示部を囲む額縁状の領域には照明手段から出射された光を遮蔽するための遮光層が形成されている。駆動回路一体型液晶表示装置では、遮光層は額縁状の領域において透明基板上に形成される。
【０００９】
しかしながら、照明手段の高輝度化、及び、表示部外の駆動回路上にもシール部材内端部まで液晶材料が配置されており、駆動回路を構成する配線に印加される電圧によって液晶の配向が乱れることがあった。液晶の配向が乱れると、遮光層を配置した場合であっても、遮光層越しに光が視認され、表示ムラとして視認され表示品位を損ねてしまうことがあった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みて成されたものであって、表示品位の良好な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】
【００１１】
本発明の一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基板とを固定するシール部材と、前記シール部材に囲まれた領域において前記第１基板と前記第２基板との間に挟持された液晶層と、を備え、前記第１基板は、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、前記複数の画素電極が配列する行に沿って延びる複数の走査線と、前記複数の画素電極が配列する列に沿って延びる複数の信号線と、前記複数の画素電極を囲む額縁領域に配置され、前記複数の走査線および前記複数の信号線を駆動する駆動部と、を備え、前記駆動部は、前記シール部材が配置された位置よりも前記第１基板の内側に配置された第１配線を備え、前記第１基板は、前記第１配線の上層に配置され、直流電圧が供給される導電層と、を備え、前記第２基板は、前記額縁領域と対向するように配置された遮光層を備えた液晶表示装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の線ＩＩ−ＩＩにおける断面の一例を概略的に示す図である。
【図３】図２に示すシールド層を配置したときの、液晶の配向状態の一例を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の駆動方法の一例を説明するための図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る表示装置の線ＩＩ−ＩＩにおける断面の一例を概略的に示す図である。
【図７】本発明の比較例に係る液晶表示装置の断面の一例を概略的に示す図である。
【図８】本発明の比較例に係る液晶表示装置において、駆動部の電圧の影響による液晶の配向状態の変化について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置について、詳細に説明する。図１および図２に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置１００は、アレイ基板（第１基板）１０１と、アレイ基板１０１と対向するように配置された対向基板（第２基板）１０２と、アレイ基板１０１と対向基板１０２とを固定するシール部材４０と、シール部材４０に囲まれた領域においてアレイ基板１０１と対向基板１０２との間に挟持された液晶層３０と、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸを含む表示部１０と、を備えている。シール部材４０は、表示部１０を囲むように配置されている。
【００１５】
アレイ基板１０１は、マトリクス状に配置された画素電極ＰＥと、画素電極ＰＥが配列する行に沿って延びる複数の走査線ＧＬと、画素電極ＰＥが配列する列に沿って延びる複数の信号線（ＳＬ）と、走査線ＧＬと信号線ＳＬとが交差する位置近傍に配置された複数の画素スイッチＳＷｐとを備えている。
【００１６】
画素スイッチＳＷｐは、スイッチング素子として薄膜トランジスタを備えている。画素スイッチＳＷｐのゲート電極は対応する走査線ＧＬと電気的に接続されている（あるいは一体に形成されている）。画素スイッチＳＷｐのソース電極は対応する信号線ＳＬと電気的に接続されている（あるいは一体に形成されている）。画素スイッチＳＷｐのドレイン電極は対応する画素電極ＰＥと電気的に接続されている（あるいは一体に形成されている）。
【００１７】
アレイ基板１０１は、駆動部として、複数の走査線ＧＬを駆動する走査線駆動回路、および、複数の信号線ＳＬを駆動する信号線駆動回路を備えている。走査線駆動回路には、複数の信号線ＳＬが接続されている。信号線駆動回路には複数の信号線が接続されている。
【００１８】
走査線駆動回路は、複数の走査線ＧＬを順次駆動して、画素スイッチＳＷｐのソース−ドレイン間を導通させる。信号線駆動回路は、複数の信号線ＳＬに対応する映像信号を供給する。信号線ＳＬに供給された映像信号は、画素スイッチＳＷｐを介して対応する画素電極ＰＥに供給される。
【００１９】
対向基板１０２は、複数の画素電極ＰＥと対向するように配置された対向電極２２と、アレイ基板１０１の表示部１０を囲む額縁領域１２と対向するように配置された遮光層ＢＭと、を備えている。対向電極２２は図示しない対向電極駆動回路によって駆動され、直流電圧である対向電圧が供給される。アレイ基板１０１の額縁領域１２は、対向基板１０２の一端縁１０２Ｅよりも外側に延びて露出している。露出した額縁領域１２には、駆動部の一部の回路と、外部信号源から供給される信号が入力される複数の入力端子（図示せず）とが配置されている。
【００２０】
液晶層３０に含まれる液晶分子３０Ａの配向は、画素電極ＰＥと、対向電極２２との間に印加される電圧によって制御される。本実施形態に係る液晶表示装置１００は、画素電極ＰＥと対向電極２２との間に電圧が印加されていないときには、液晶層３０によって照明手段から出射された光が遮られる、ノーマリブラックモードの液晶表示装置である。
【００２１】
図２に示すように、駆動部は、アレイ基板１０１の額縁領域１２に配置され、シール部材４０よりも内側に配置された配線６１を備えている。配線６１は、例えば電源電圧が供給される配線を含んでいる。
【００２２】
アレイ基板１０１の配線６１の上層には、絶縁層Ｌ１を介して導電材料により形成された導電層であるシールド層５０が配置されている。アレイ基板１０１の配線６１と同じ層には配線６２が配置されている。配線６２には、対向電極２２に供給される対向電圧と同じ電圧が直流電圧として供給されている。配線６２とシールド層５０とは絶縁層Ｌ１に設けられたコンタクトホールにおいて電気的に接続されている。シールド層５０は、画素電極ＰＥと同層に配置され、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）によって形成されている。
【００２３】
例えば、図７に示すように、液晶表示装置１００がシールド層５０を備えていない場合に、図８に示すように、配線６１に電圧を印加すると、配線６１の周囲に生じた電界により液晶分子３０Ａの配向状態が乱れることがあった。なお、図８では、配線６１に印加された電圧によって生じた電界の等電位線ＥＬ２を示している。このように、液晶分子３０Ａの配向状態が乱れると、照明手段から出射された光の一部が、駆動部と対向する液晶層３０を透過し、対向する遮光層ＢＭの部分が明るくなる表示ムラとして視認されることがあった。
【００２４】
これに対し、上記のようにシールド層５０を配置した液晶表示装置において、配線６１に印加された電圧によって、液晶層３０に含まれる液晶分子３０Ａの配向状態がどのように変化するかシミュレーションした結果の一例を図３に示す。図３では、配線６１に印加された電圧によって生じた電界の等電位線ＥＬ１を示している。
【００２５】
図３に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置では、配線６１に電圧を印加することによって生じる電界は、シールド層５０で遮られて液晶層３０に影響を及ぼしていない。したがって、配線６１に印加された電圧によって生じる電界により、液晶層３０内の液晶分子３０Ａの配向状態が乱れることはない。このことから、本実施形態に係る液晶表示装置では、照明手段から出射された光が、駆動部と対向する液晶層３０を透過することがなく、表示ムラの発生を回避することができる。
【００２６】
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【００２７】
次に、本発明の第２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。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態に係る表示装置と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２８】
本実施形態に係る液晶表示装置は、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様に、駆動部の配線６１の上層に配置されたシールド層５０を備えている。さらに、本実施形態に係る液晶表示装置では、アレイ基板１０１は、図示しない対向電極駆動回路からシールド層５０への直流電圧の供給をオンおよびオフするスイッチ手段ＳＷＡを備えている。スイッチ手段ＳＷＡは、スイッチング素子としてＰチャネル型の薄膜トランジスタ備えている。
【００２９】
図４に示すように、スイッチ手段ＳＷＡのゲート電極には、図示しない外部信号源からのシールド層制御信号が供給される。スイッチ手段ＳＷＡのソース電極には、対向電極駆動回路から直流電圧として対向電極電位が供給される。スイッチ手段ＳＷＡのドレイン電極は、配線６２を介してシールド層５０と電気的に接続されている。
【００３０】
図５に示すように、シールド層制御信号は、液晶表示装置１００の起動された後の８フレーム期間において、ロー（Ｌｏｗ）レベルとなる。このとき、スイッチ手段ＳＷＡのソース−ドレイン間が導通して、シールド層５０には対向電圧が印加される。続いて、表示部１０に映像を表示させる通常駆動が開始されると、シールド層制御信号がハイ（Ｈｉｇｈ）レベルとなる。このとき、スイッチ手段ＳＷＡのソース−ドレイン間が絶縁され、シールド層５０は、電気的にフローティング状態となる。
【００３１】
ここで、液晶表示装置１００の起動後８フレーム期間は、液晶表示装置１００において表示部１０に画像が表示される前の初期化処理等が行なわれるウォーミングアップ期間である。この８フレーム期間の間は、配線６１に印加される電圧の変化が大きくなる。したがって、液晶表示装置１００の起動後の８フレーム期間において、配線６１の周囲に生じる電界の液晶層３０への影響を回避することによって、より効果的に表示ムラの発生を回避することができる。
【００３２】
また、長時間、シールド層５０に電圧を印加していると、シールド層５０の近傍に配置された配線（例えば配線６１）等との間に容量が形成され、消費電力が増すことがあった。したがって、例えば駆動部上に配置された電極と対向電極とを電気的に接続させて、駆動部上に配置された電極と対向電極とを同電位とすると、液晶表示装置に電源が投入されている間、継続して電極に対向電圧が供給されることとなり、消費電力が増加することがあった。
【００３３】
しかし、本実施形態に係る液晶表示装置１００では、シールド層５０には起動後の８フレーム期間のみ直流電圧が印加されることとなるため、シールド層５０と他の配線等の間に容量が形成されることを回避し、消費電力の増大を回避することができる。
【００３４】
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様に、消費電力の増加を回避するとともに表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【００３５】
次に、本発明の第３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、アレイ基板１０１の額縁領域１２の構成以外は、上述の第１実施形態に係る液晶表示装置と同様である。
【００３６】
本実施形態に係る液晶表示装置では、図６に示すように、駆動部は、シール部材４０の内側に配置された配線６０を更に備えている。配線６０に印加される電圧は、例えば、配線６１に印加される電圧よりも、その変化が小さいものである。配線６０の上層には、絶縁層Ｌ１を介して導電性材料により形成された導電層であるシールド層５１が配置されている。
【００３７】
本実施形態に係る液晶表示装置１００では、アレイ基板１０１は、上述の第２実施形態に係る液晶表示装置１００と同様にスイッチ手段ＳＷＡを備えている。本実施形態では、スイッチ手段ＳＷＡは、シールド層５１への直流電圧の供給をオンおよびオフする。スイッチ手段ＳＷＡは、スイッチング素子としてＰチャネル型の薄膜トランジスタ備えている。
【００３８】
このスイッチ手段のゲート電極には、図示しない外部信号源からのシールド層制御信号が供給される。スイッチ手段ＳＷＡのソース電極には直流電圧として対向電圧が供給される。スイッチ手段ＳＷＡのドレイン電極は配線６２を介してシールド層５１と電気的に接続されている。したがって、シールド層制御信号によってスイッチ手段ＳＷＡのソース電極とドレイン電極との間が導通すると、シールド層５１に対向電圧が供給される。
【００３９】
このように、本実施形態に係る液晶表示装置１００では、電圧の変化が小さい配線６０の上層と、電圧の変化が大きい配線６１の上層とで、電気的に分離されたシールド層５０、５１を配置している。一方のシールド層５１には、スイッチ手段ＳＷＡによって、直流電圧の供給が制御されるため、必要に応じて直流電圧の供給を遮断することができる。
【００４０】
このようにシールド層５０、５１を電気的に分離し、一方のシールド層５０には直流電圧を継続して供給し、他方のシールド層５１にはスイッチ手段ＳＷＡを介して直流電圧の供給のオンおよびオフを切替可能とすることによって、電圧の変化が大きい配線６１の上部の液晶層３０に含まれる液晶分子３０Ａの配向が乱れることを効果的に回避するとともに、電圧の変化が小さい配線６０の上層に配置されたシールド層５１には必要なタイミングのみ直流電圧を印加して消費電力の増加を回避することができる。
【００４１】
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、消費電力の増加を回避するとともに表示品位の良好な液晶表示装置を提供することができる。
【００４２】
なお、本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。例えば、上述の第３実施形態において、配線６１の上層にシールド層５１が配置され、配線６０の上層にシールド層５０が配置されてもよい。その場合であっても、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することが可能となる。
【００４３】
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わせにより、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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
ＧＬ…走査線、ＳＬ…信号線、ＢＭ…遮光層、Ｌ１…絶縁層、ＰＥ…画素電極、ＰＸ…表示画素、１０…表示部、１２…額縁領域、２２…対向電極、３０…液晶層、４０…シール部材、５０、５１…シールド層、６０、６１、６２…配線、１００…液晶表示装置、１０１…アレイ基板、１０２…対向基板。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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