(57)【要約】【課題】コストアップや大型化を招くことなことなく、焼き付き不良を継続的に防止することが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】表示領域１０８の周囲に設けられた電子見切り領域１０９を、表示領域１０８に隣接する第１の電子見切り領域１０９ａと、第１の電子見切り領域１０９ａよりも外側に配置された第２の電子見切り領域１０９ｂの２つに区画し、第１の電子見切り領域１０９ａには、本来の電子見切り動作として黒表示をさせ、第２の電子見切り領域１０９ｂには、液晶中の不純物イオンを掃き寄せる動作として白もしくは明色表示をさせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の画素電極により形成される表示領域を有する第１電極基板と、該第１電極基板に対向する透明導電膜からなる対向電極が形成された第２電極基板とを有し、前記第１電極基板と前記第２電極基板の間に液晶を封入してなる液晶表示装置において、
前記表示領域の周囲には、該表示領域を取り囲む電子見切り領域が設けられ、
該電子見切り領域は、前記表示領域に隣接してその周囲を取り囲む第１の電子見切り領域と、該第１の電子見切り領域よりも外周側に配置された第２の電子見切り領域とを有し、
前記第１の電子見切り領域は、前記表示領域の電子見切りとして機能し、
前記第２の電子見切り領域は、前記液晶中の不純物イオンを掃き寄せる手段として機能することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記表示領域に画像を表示させる駆動方式は、マトリクス状に配置された前記複数の画素電極を行方向及び列方向へ順次走査する線順次駆動方式であり、前記第２の電子見切り領域は、前記行方向及び前記列方向のうち少なくともいずれか一方の終端側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。
【請求項３】
前記第２の電子見切り領域は、前記画素電極と同態様の複数の電子見切り用画素電極により形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２の電子見切り領域を形成する前記電子見切り用画素電極は、前記表示領域の外周に沿う少なくとも１本の画素列として配置されていることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２の電子見切り領域を形成する前記電子見切り用画素電極は、前記表示領域の外周に沿う３本以上の画素列として配置されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の電子見切り領域は、ベタ形状の電子見切り用ベタ電極により形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１電極基板及び前記第２電極基板のうち少なくともいずれか一方には、前記第１の電子見切り領域の途中からその外側を覆う遮光マスクが設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１の電子見切り領域及び前記第２の電子見切り領域は、前記画素電極と同態様の複数の電子見切り用画素電極により形成され、前記第１の電子見切り領域及び前記第２の電子見切り領域は、前記表示領域の位置を前記画素電極の行方向及び列方向のうち少なくともいずれか一方へずらすことで調整されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに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、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置には、光の利用方法により反射型と透過型があり、また、画素の駆動方法によってパッシブマトリクス方式とアクティブマトリクス方式がある。これらはそれぞれの特徴を生かして、表示パネルとして広範な分野での製品化が盛んに行われている。
【０００３】
以下、図面に基づいて液晶表示装置の原理を説明する。図７は従来の液晶表示装置を示す図で、（ａ）上面図、（ｂ）断面図である。図７に示す液晶表示装置は、光入射側の基板となるガラス基板１０１、画素側の基板となるガラス基板１０２、ガラス基板１０１、１０２の間に封入された液晶１０３、ガラス基板１０１、１０２を貼り合わせるシール材１０４で大略構成されている。なお、画素側の基板１０２として半導体基板を用いた、ＬＣＯＳと呼ばれる液晶表示装置も製品化されている。
【０００４】
画素側のガラス基板１０２には、画素電極１０５がマトリクス状に形成されてなる表示領域１０８が設けられ、また、表示領域１０８の周囲には、表示領域１０８と同様の画素電極１０５が複数形成されてなる電子見切り領域１０９が設けられている。画素電極１０５は、反射型液晶表示装置ではアルミ等の反射率の高い金属で形成され、透過型液晶表示装置ではＩＴＯ等の透明電極膜で形成される。なお、一般に電子見切り領域１０９の外周には信号線駆動回路や選択走査線駆動回路、パッド領域等からなる周辺回路が設けられるが、図を見易くするため、図７においてこれらは省略されている。
【０００５】
光入射側のガラス基板１０１の内面側には、画素電極１０５に対向する位置に、ＩＴＯ等の透明導電膜からなるベタ形状の対向電極１０６が形成され、この対向電極１０６と画素電極１０５によって液晶１０３に電圧信号が印加され駆動が行われる。一方、光入射側のガラス基板１０１の外面（図では上面）の周縁には、遮光マスク１０７（図中太線で囲まれた領域）が電子見切り領域１０９の途中からその外側の周辺回路上方を覆うように設けられている。なお、図７（ａ）では、実際は遮光マスク１０７の下を見ることはできないが、説明をわかり易くするために、遮光マスク１０７は透視した状態を表している。
【０００６】
ここで、電子見切り領域１０９を構成するそれぞれの画素電極１０５は、所定の電圧が印加されて黒もしくは暗色表示を行い、表示領域１０８の周囲を囲む電子見切りとして機能する。このように液晶表示装置は、画像を表示する表示領域１０８の周辺に、表示領域１０８と同様の画素電極１０５を設けて見切り表示を行うので、表示画像に対してクリアで高精度な見切りを表示させることができる。
【０００７】
ところが、液晶１０３の内部には少量の不純物イオンが混入しており、また、ガラス基板１０１、１０２やシール材１０４、配向膜等（図示せず）にも少量の不純物イオンが付着しているため、不純物イオンの濃度が高い場合には、同一表示を長時間続けると、その表示を変化させた後でも前画面の残像が残ってしまう、焼き付きと呼ばれる表示不良が発生することが知られている。
【０００８】
液晶表示装置の駆動方法で最も一般的に用いられるのは線順次フィールド反転駆動であり、この駆動では１行の画素電極１０５を左から右へ順次走査し、それを上から下へ１行毎に順次走査していくが、その際、対向電極１０６の電位極性を１フィールドごとに反転させることで、液晶の劣化を防いでいる。
【０００９】
この駆動方法では、不純物イオンは液晶分子の動きにより外側へ掃き出されるように移動することから、走査方向の終端側に溜まり易く、特に上下方向の走査は左右方向の走査と比較して走査の周波数が低いため、不純物イオンの掃き出し効果が大きく、焼き付き不良は画面下端で多く発生する傾向にある。
【００１０】
また、特徴的な焼き付き不良として、画面下端付近で白もしくはそれに近い明色のキャラクター表示を部分的に行った場合に、その表示の周辺に焼き付きが発生する傾向にある。これは画面下部に掃き寄せられ、黒表示を行っている電子見切り領域に溜まっていた不純物イオンが、液晶分子の動きが黒表示とは大きく異なる白色乃至は明色のキャラクター表示を行っている領域に引き寄せられることで起こる現象だと考えられる。
【００１１】
以上のようなイオン不純物に起因する焼き付き不良の対策として、特許文献１〜３のような発明がなされている。
【００１２】
特許文献１には、製造時に高温エージングを施すことにより不純物イオンをパネル全体に拡散させ、焼き付き不良を防止する発明が記されている。
【００１３】
特許文献２には、製造時に電圧エージングを施すことにより不純物イオンを表示領域外に集めて、焼き付き不良を防止する発明が記されている。
【００１４】
特許文献３には、画像表示用電極以外の専用の電極を設け、そこに直流電圧を印加して、不純物イオンを吸着させる発明が記されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−２７４６４９
【特許文献２】特開２００６−１１４２３
【特許文献３】特開平６−２８０４９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、特許文献１、２に記されている発明では、液晶表示装置の使用開始後短期間は効果があっても、長時間駆動することで、やがて不純物イオンは従来と同様の動きに戻ってしまう。また、特許文献３に記されている発明では、直流電圧が印加された液晶が徐々に劣化してしまうという問題があり、また、焼き付き不良防止用に専用の電極を設けることは製品のコストアップや大型化につながってしまう。
【００１７】
本発明の目的は、コストアップや大型化を招くことなしに、焼き付き不良を継続的に防止することが可能な高品位の液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
マトリクス状に配置された複数の画素電極により形成される表示領域を有する第１電極基板と、該第１電極基板に対向する透明導電膜からなる対向電極が形成された第２電極基板とを有し、前記第１電極基板と前記第２電極基板の間に液晶を封入してなる液晶表示装置において、前記表示領域の周囲には、該表示領域を取り囲む電子見切り領域が設けられ、該電子見切り領域は、前記表示領域に隣接してその周囲を取り囲む第１の電子見切り領域と、該第１の電子見切り領域よりも外周側に配置された第２の電子見切り領域とを有し、前記第１の電子見切り領域は、前記表示領域の電子見切りとして機能し、前記第２の電子見切り領域は、前記液晶中の不純物イオンを掃き寄せる手段として機能することを特徴とする。
【００１９】
前記表示領域に画像を表示させる駆動方式は、マトリクス状に配置された前記複数の画素電極を行方向及び列方向へ順次走査する線順次駆動方式であり、前記第２の電子見切り領域は、前記行方向及び前記列方向のうち少なくともいずれか一方の終端側に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
前記第２の電子見切り領域は、前記画素電極と同態様の複数の電子見切り用画素電極により形成されていることを特徴とする。
【００２１】
前記第２の電子見切り領域を形成する前記電子見切り用画素電極は、前記表示領域の外周に沿う少なくとも１本の画素列として配置されていることを特徴とする。
【００２２】
前記第２の電子見切り領域を形成する前記電子見切り用画素電極は、前記表示領域の外周に沿う３本以上の画素列として配置されていることを特徴とする。
【００２３】
前記第２の電子見切り領域は、ベタ形状の電子見切り用ベタ電極により形成されていることを特徴とする。
【００２４】
前記第１電極基板及び前記第２電極基板のうち少なくともいずれか一方には、前記第１の電子見切り領域の途中からその外側を覆う遮光マスクが設けられていることを特徴とする。
【００２５】
前記第１の電子見切り領域及び前記第２の電子見切り領域は、前記画素電極と同態様の複数の電子見切り用画素電極により形成され、前記第１の電子見切り領域及び前記第２の電子見切り領域は、前記表示領域の位置を前記画素電極の行方向及び列方向のうち少なくともいずれか一方へずらすことで範囲が調整されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、電子見切り領域の一部をイオンの掃き寄せ手段として利用することで、製品のコストアップや大型化を招くことなく、焼き付き不良を継続的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による液晶表示装置の一実施形態を示す上面図（実施例１）
【図２】不純物イオンの動きを模式的に示す図で、（ａ）全画面に黒を表示した状態、（ｂ）画面下端部に白色キャラクターを部分的に表示した状態、（ｃ）電子見切り領域の一部に白を表示した状態（ｄ）全画面に白を表示した状態
【図３】実施例１の変形例を示す上面図
【図４】白を表示する電子見切り領域の行数と、焼き付き不良の発生数との関係を表す図
【図５】第１の電子見切り領域の行数と第２の電子見切り領域の行数との関係を説明するための図で、（ａ）表示領域下辺側に第１の電子見切り領域を２行、第２の電子見切り領域を１行設けた場合を示す上面図、（ｂ）表示領域下辺側に第１の電子見切り領域を２行、第２の電子見切り領域を２行設けた場合を示す上面図
【図６】本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す図で、（ａ）上面図、（ｂ）断面図（実施例２）
【図７】従来の液晶表示装置を示す図で、（ａ）上面図、（ｂ）断面図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明による液晶表示装置の一実施形態を示す上面図である。図１に示す液晶表示装置は、図７に示した従来の液晶表示装置と同様の基本構成を備え、複数の画素電極１０５がマトリクス状に形成されてなる表示領域１０８と、表示領域１０８の周囲に表示領域１０８と同態様の画素電極（電子見切り用画素電極）１０５が複数形成されてなる電子見切り領域１０９とが設けられている。電子見切り領域１０９は、表示領域１０８に隣接してその周囲を取り囲むように配置された第１の電子見切り領域１０９ａと、第１の電子見切り領域１０９ａに隣接してその周囲の一部に配置された第２の電子見切り領域１０９ｂとから構成されている。第２の電子見切り領域１０９ｂは、電子見切り領域１０９の一部を分割する形で設けられ、電子見切り領域１０９の１辺もしくは複数辺側に形成された画素電極１０５のうち、最外周から少なくとも１行もしくは１列（図１では最下行１行）で構成されている。また、第１の電子見切り領域１０９ａの途中からその外側を覆うように遮光マスク１０７（図中太線で囲まれた領域）が設けられている。なお、遮光マスク１０７は図７と同様に、説明をわかり易くするために、透視した状態を表している。
【００２９】
表示領域１０８の周囲に隣接する第１の電子見切り領域１０９ａは、黒もしくは暗色の表示を行うことで、表示領域１０８の電子見切りとして機能し、一方、第２の電子見切り領域１０９ｂは、白もしくは明色の表示を行うことで、液晶中の不純物イオンを掃き寄せる手段として機能する。
【００３０】
ここで、第２の見切り領域１０９ｂを設けることが、不純物イオンによる焼き付き不良を防止することになる理由を図２に基づいて説明する。図２は不純物イオンの動きを模式的に示す図で、（ａ）全画面に黒を表示した状態、（ｂ）画面下端部に白色のキャラクターを部分的に表示した状態、（ｃ）電子見切り領域の一部に白を表示した状態、（ｄ）全画面に白を表示した状態を表している。
【００３１】
図２（ａ）において２０１は不純物イオンを、２０２は不純物イオンに働くドライビングフォースの向きをそれぞれ表しており、図２（ａ）のように全画面に黒もしくは暗色を表示している場合、不純物イオン２０１には液晶分子の順次走査の動きによって矢印２０２で示す方向（走査方向終端側）へドライビングフォースが働き、表示領域１０８下端の電子見切り領域１０９に不純物イオン２０１が溜まる。
【００３２】
この状態で、図２（ｂ）に示すように表示領域１０８に白もしくは明色のキャラクター２０３を部分的に表示した場合、電子見切り領域１０９に溜まっていた不純物イオン２０１が、液晶分子の動きが黒色表示とは異なる白もしくは明色のキャラクター２０３を表示している領域周辺に吸い寄せられて、キャラクター２０３周辺のイオン濃度が高まり、焼き付き不良が発生し易くなる。
【００３３】
しかし、ここで図２（ｃ）に示すように第２の電子見切り領域１０９ｂに白もしくは明色を表示すれば、不純物イオン２０１に図中下向きのドライビングフォースが働き、キャラクター２０３周辺への不純物イオン２０１の集中が抑えられて、焼き付き不良の発生が防止される。
【００３４】
なお、以上のような焼き付き不良は、表示領域１０８内のある特定の領域（ここでは表示領域下端付近）に白もしくは明色のキャラクター表示を部分的に行った場合に発生するものであるが、同じような白色表示を行った場合であっても、図２（ｄ）に示すように全画面に白色表示を行った場合には、このような焼き付き不良は発生しづらい。これは不純物イオンが行全体に均一に吸い寄せられ、一箇所に集中せずに分散されるためであると考えられる。
【００３５】
液晶表示装置で一般的に用いられる線順次フィールド反転駆動の場合、特に上下方向の走査は、左右の走査と比較して走査の周波数が低いため、不純物イオンの掃き出し効果が大きく、焼き付き不良は表示領域下端で多く発生する傾向にある。したがって、このような焼き付き不良防止のために第２の電子見切り領域１０９ｂを設ける場合には、図１に示すように表示領域１０８の下辺側に設けるのが最も効果的である。しかし、駆動の周波数や不純物イオンの種類のよっては、画面右辺側にも焼き付き不良が発生する場合がある。このような場合には、下辺側に加えて右辺側にも第２の電子見切り領域１０９ｂを設けることが有効である。
【００３６】
電子見切り領域１０９を構成する画素電極１０５は、表示領域１０８の画素電極１０５と同一なので、画素ごとに異なった表示を行うことが可能である。したがって、焼き付き不良防止のための第２の電子見切り領域１０９ｂは、行列の全てを白もしくは明色表示するのではなく、行列内の一部の画素のみを白もしくは明色表示することも可能である。図３は実施例１の変形例を示す上面図で、例えば図３に示すように、不純物イオンが表示領域１０８の右下隅に溜まっている場合には、電子見切り領域１０９の下辺と右辺のそれぞれ途中から第２の見切り領域１０９ｂを設けても良い。
【００３７】
液晶表示装置の中には、同じ線順次フィールド反転駆動でも、駆動の方向を右から左へ、あるいは下から上へ変更可能な機能を有するものも存在するが、この場合には第２の電子見切り領域１０９ｂを表示領域１０８の上辺や左辺に設けることが有効である。
【００３８】
第２の電子見切り領域１０９ｂの表示色は、黒色以外であれば効果はあるが、最も効果が期待できるのは、液晶分子の動きが黒表示と大きく異なる白あるいはそれに近い明色の表示である。
【００３９】
第２の電子見切り領域１０９ｂの行数あるいは列数は、多ければ多いほど不純物イオンの掃き寄せ効果は大きいので、電子見切り領域１０９の本来の目的である、電子見切り効果を損なわない範囲であれば、なるべく多く設定するのが好ましい。
【００４０】
図４は白を表示する電子見切り領域の行数と、焼き付き不良の発生数との関係を表す図で、液晶表示装置３０台について、表示領域の下辺側に設けた第２の電子見切り領域の行数と、焼き付き不良が発生した液晶表示装置の数との関係を調べた実験結果を示している。これをみると、第２の電子見切り領域の行数と、焼き付き不良の発生割合の間には明からな相関関係があることがわかる。即ち、第２の電子見切り領域の行数が増えるにつれて焼き付き不良の発生数は減少し、３行以上ある場合には焼き付き不良は発生していない。このことから、第２の電子見切り領域は３行以上設けることが、焼き付き不良防止に対しては特に有効であることがわかる。
【００４１】
図５は第１の電子見切り領域の行数と第２の電子見切り領域の行数との関係を説明するための図で、（ａ）表示領域下辺側に第１の電子見切り領域を２行、第２の電子見切り領域を１行設けた場合を示す上面図、（ｂ）表示領域下辺側に第１の電子見切り領域を２行、第２の電子見切り領域を２行設けた場合を示す上面図である。図５（ａ）に示すように、表示領域１０８に使用する画素数と電子見切り領域１０９に使用する画素数の関係から、焼き付き防止のために表示領域１０８の下辺側に設けることができる第２の電子見切り領域１０９ｂの行数に制限がある場合には（ここでは１行）、それだけでは不純物イオンの掃き寄せ効果が十分得られず、焼き付き不良が発生してしまう場合がある。
【００４２】
このような場合には、図５（ｂ）に示すように、表示領域１０８を図５（ａ）の状態から１行分上にずらして表示を行い、電子見切り領域１０９を図５（ａ）に示す上下３行から上２行、下４行に変更し、下４行の電子見切り領域１０９のうち最外周から２行を第２の電子見切り領域１０９ｂとすることで、より大きい焼き付き不良防止効果を得ることができる。なお、この場合、遮光マスク１０７は、表示領域１０８に合わせて上側に１行分ずらして貼り付ける。
【００４３】
￥
このようにパネル製造時において、電子見切り領域１０９の上下もしくは左右の本数を調節して表示領域１０８を決め、それに合わせて遮光マスク１０７の貼り付け位置を調節すれば、パネルおよび遮光マスクの設計を変えることなく、有効な焼き付き不良対策を実現することができる。
【００４４】
また、第２の電子見切り領域１０９ｂの行数が焼き付き不良を防止するのに必要十分以上ある場合には、第１の電子見切り領域１０９ａに隣接する数行のみに白表示をさせ、それよりも外側の行には第１の電子見切り領域１０９ａと同様に黒表示をさせるようにしても良い。
【００４５】
なお、第２の電子見切り領域１０９ｂを形成する画素電極１０５は、表示領域１０８を形成する画素電極１０５と必ずしも同形状及び同機能である必要はない。
【００４６】
以上のように電子見切り領域の一部を不純物イオンを掃き寄せるための領域として利用する本発明は、新たに専用の部品等を追加することなく、効果の高い焼き付き防止対策を行うことが可能である。
【実施例２】
【００４７】
以下、本発明の別の実施形態を図６に基づいて説明する。図６は本発明による液晶表示装置の別の実施形態を示す図で、（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。前述の実施例１では、イオン不純物を掃き寄せるための第２の電子見切り領域１０９ｂが複数の画素電極１０５で形成されていたのに対し、本実施例２では、第２の電子見切り領域１０９ｂがベタ形状のベタ電極（電子見切り用ベタ電極）３０１で形成されている。このベタ電極３０１は、遮光マスク１０７の下にあり、形状が異なるだけで画素電極１０５と同様の機能を持ち、電極全体に均一な信号を印加することで、液晶を駆動することができる。ここで、ベタ電極３０１に所定の信号を印加して、白あるいはそれに近い明色の表示を行わせれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
この構成では、画素電極１０５よりも構造が単純なベタ電極を用いているため、実施例１と比べて設計が簡易である。
【００４９】
なお、図６においては、ベタ電極３０１を表示領域１０８の全周囲に設けているが、焼き付き不良が発生する場所が例えば表示領域１０８の下辺側に限定されている場合は、下辺側のみに設ければ良い。
【００５０】
また、第２の電子見切り領域１０９ｂの白表示動作は、表示領域１０８に画像を表示している期間に継続的に行うのが好ましいが、それに限定されるものではない。
【００５１】
また、実施例１と実施例２は組み合せて実施することが可能であり、例えば、図５（ｂ）に示した構成で第２の電子見切り領域１０９ｂの最外周の１行をベタ電極で構成するようなことも可能である。
【００５２】
なお、本発明の実施形態は、以上説明したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を満たすものであれば、任意に変更することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０１    ガラス基板（光入射側）
１０２    ガラス基板（画素側）
１０３    液晶
１０４    シール材
１０５    画素電極
１０６    対向電極
１０７    遮光マスク
１０８    表示領域
１０９    電子見切り領域
１０９ｂ  第１の電子見切り領域
１０９ｂ  第２の電子見切り領域
２０１    不純物イオン
２０２    不純物イオンに働くドライビングフォースの方向
２０３    表示キャラクター
３０１    ベタ電極
【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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