(57)【要約】【課題】画素周辺部の配向状態の影響による光漏れの発生を抑制し、良好な表示が可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】互いに対向して配置された第１基板１および第２基板２と、第１基板１と第２基板２との間に挟持された液晶層３と、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸからなる表示部と、を備えるＯＣＢ型液晶表示装置であって、第１基板１は、表示画素ＰＸのそれぞれに配置された画素電極ＰＥを有し、第２基板２は、画素電極ＰＥに対向する対向電極ＣＥと、表示画素ＰＸの周囲を囲む周辺画素領域ＳＡに配置された遮光層ＢＭと、を有し、遮光層ＢＭは、画素電極ＰＸの端部が、幾何光学上で規定される端より表示画素ＰＸの内側に延びて配置される延在部を備えているＯＣＢ型液晶表示装置。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置された第１基板および第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、を備えるＯＣＢ型液晶表示装置であって、
前記第１基板は、前記表示画素のそれぞれに配置された画素電極を有し、
前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極と、前記表示画素の周囲を囲む周辺画素領域に配置された遮光層と、を有し、
前記遮光層は、前記画素電極の端部が、幾何光学上で規定される端より前記表示画素の内側に延びて配置される延在部を備えているＯＣＢ型液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１基板および前記第２基板は、互いに略平行な方向にラビングされた一対の配向膜を有し、
前記遮光層の延在部は、前記ラビング方向の終端側に位置する請求項１記載のＯＣＢ型液晶表示装置。
【請求項３】
互いに対向して配置された第１基板および第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、を備えるＯＣＢ型液晶表示装置であって、
前記第１基板は、前記表示画素のそれぞれに配置された画素電極と、前記複数の表示画素を囲む周辺画素領域に配置された補助容量線と、を有し、
前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極を有し、
前記補助容量線と前記対向電極との電位差は、前記表示画素に印加される電圧の最大値と最小値との差の略２分の１以上に設定されているＯＣＢ型液晶表示装置。
【請求項４】
前記補助容量電極に印加される電圧は、黒表示に用いられる負極または正極の電位近傍の電圧である請求項３記載のＯＣＢ型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置に関し、特に、ＯＣＢ型液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）型液晶表示装置は、ＴＮモード等の液晶表示装置に較べて、高速応答・広視野角の特徴を有する。ＯＣＢ型液晶表示装置は、スプレイ配向からベンド配向への転移を初期に行い、ベンド配向を維持することによって、良好な表示状態を得ることが出来る。
【０００３】
したがって、ＯＣＢ型液晶表示装置では、電源がオフ状態での液晶分子の配向状態であるスプレイ配向から、電源がオン状態での液晶分子の配向状態であるベンド配向へ配向状態を変化（以下、転移という）させることや、逆に、ベンド配向からスプレイ配向ヘの配向状態の変化（以下、逆転移という）を防ぐための駆動方法が必要となる。
【０００４】
従来、ＯＣＢ型液晶表示装置において、逆転移現象を防止するために定期的に黒表示に対応した高電圧を液晶層に印加する黒挿入駆動を行う提案が成されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２０２４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし駆動印加電圧が印加されない画素周辺部の配向状態は、これまで明らかになっておらず、画素周辺部の配向状態の影響によって光漏れが発生する場合があることが解った。そして、このような画素周辺部での光漏れは、特に高精細の表示装置において発生しやすいことが解ってきた。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、ＯＣＢ型液晶表示装置における画素周辺部の配向状態の影響による光漏れの発生を抑制し、良好な表示が可能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】
【０００７】
本発明の第１態様による液晶表示装置は、互いに対向して配置された第１基板および第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、を備えるＯＣＢ型液晶表示装置であって、前記第１基板は、前記表示画素のそれぞれに配置された画素電極を有し、前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極と、前記表示画素の周囲を囲む周辺画素領域に配置された遮光層と、を有し、前記遮光層は、前記画素電極の端部が、幾何光学上で規定される端より前記表示画素の内側に延びて配置される延在部を備えている。
【０００８】
本発明の第２態様による液晶表示装置は、互いに対向して配置された第１基板および第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、を備えるＯＣＢ型液晶表示装置であって、前記第１基板は、前記表示画素のそれぞれに配置された画素電極と、前記複数の表示画素を囲む周辺画素領域に配置された補助容量線と、を有し、前記第２基板は、前記画素電極に対向する対向電極を有し、前記補助容量線と前記対向電極との電位差は、前記表示画素に印加される電圧の最大値と最小値との差の略２分の１以上に設定されている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、画素周辺部の配向状態の影響による光漏れの発生を抑制し、良好な表示が可能な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】
【００１０】
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図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係るに係る液晶表示装置はＯＣＢモードの液晶表示パネルＤＰ、この液晶表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、および液晶表示パネルＤＰおよびバックライトＢＬを制御するコントローラＣＮＴを備える。
【００１１】
液晶表示パネルＤＰは、対角９インチサイズの表示領域を有し、［（800×３）×480］の表示画素ＰＸを有している。即ち、表示画素ＰＸのピッチは２４６μｍである。そして、この液晶表示パネルＤＰは、一対の基板、すなわち、アレイ基板１および対向基板２と、アレイ基板１および対向基板２間に挟持された液晶層３と、を有しており、ノーマリホワイトの表示動作を実現する。液晶層３は、例えば、予めスプレイ配向からベンド配向に転移されるＯＣＢモード液晶を液晶材料として含む。本実施形態では、液晶のベンド配向からスプレイ配向への逆転移は、黒表示に対応した駆動電圧を液晶層３に周期的に印加することにより阻止される。
【００１２】
また、液晶表示パネルＤＰは、略マトリクス状に配置された表示画素ＰＸからなる表示部を有している。アレイ基板１は、例えばガラス等の透明絶縁基板を有している。この透明絶縁基板上には、各表示画素ＰＸに複数の画素電極ＰＥが配置されている。
【００１３】
対向基板２は、例えば、ガラス等の透明絶縁基板上に配置された赤、緑、青の着色層からなるカラーフィルタ（図示せず）、および複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ上に配置される対向電極ＣＥ等を有している。
【００１４】
各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなるとともに、互いに平行な方向Ｄにラビング処理される配向膜（図示せず）でそれぞれ覆われている。各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３の一部である画素領域と共に表示画素ＰＸを構成する。
【００１５】
複数の表示画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥ間に液晶層３を挟持して構成される液晶容量Ｃｌｃを有する。液晶容量Ｃｌｃは、液晶材料の比誘電率、画素電極面積、液晶セルギャップによって決まる。また、画素電極ＰＥと、走査線Ｇと略平行に延びるように配置された補助容量線Ｃとを絶縁膜を介して重畳することで補助容量Ｃｓが構成される。
【００１６】
さらに、アレイ基板１は、表示画素ＰＸの周囲を囲む周辺領域ＳＡにおいて、複数の画素電極ＰＥが配列する行に沿って配置された複数の走査線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｍ）、複数の画素電極ＰＥが配列する列に沿って配置された複数の信号線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｎ）、および、これら走査線Ｇおよび信号線Ｓの交差位置近傍に配置された複数の画素スイッチＷを有している。なお、本実施形態に係る液晶表示装置において、周辺領域ＳＡとは、画素電極ＰＥが配置された領域の外側の領域を言うものとする。
【００１７】
各画素スイッチＷは、各々対応走査線Ｇを介して駆動されたときに対応信号線Ｓおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する。各画素スイッチＷは、例えば、薄膜トランジスタからなる。画素スイッチＷのゲートが走査線Ｇに接続され、ソース−ドレインパスが信号線Ｓおよび画素電極ＰＥ間に接続されている。
【００１８】
さらに、対向基板２は、周辺領域ＳＡに対応して格子状に配置された金属材料からなる遮光層ＢＭを有している。遮光層ＢＭは、画素電極ＰＥの端部が配置された位置よりも表示画素ＰＸの内側に延びて配置されている。すなわち遮光層ＢＭは、幾何光学上、信号線Ｓと補助容量線Ｃとの間から射出された光が屈折等の影響による光路変更があっても視野角方向で視認されないように補助容量線Ｃの端から表示画素ＰＸの内側に１μｍ延在している。そして遮光層ＢＭは、更に幾何光学上で規定される端よりさらに表示画素ＰＸの内側に1.5μｍ延在して配置されている。
【００１９】
周辺領域ＳＡにおける液晶層３には、画素電極ＰＥと対向電極ＣＥとの間に生じる画素電圧は印加されない。したがって、周辺領域ＳＡの液晶分子は、制御された配向状態とはならず、ドメインＤＭが生じている。しかも、このドメインＤＭは、表示画素ＰＸへ印加される電圧が小さくなるにつれて画素電極ＰＥ上に延在してくる。そして、このドメインＤＭに入射した光は、様々な方向に配向する液晶分子によって乱反射される場合がある。このように乱反射された光は、遮光層ＢＭによって遮光されずに開口部から出射され、特に、表示画面の斜め方向から見た場合に光漏れとして視認されることがある。
【００２０】
これに対し、本実施形態に係る液晶表示装置では、遮光層ＢＭが周辺領域ＳＡから表示画素ＰＸに、幾何光学的に規定される端より更に１．５μｍだけ延びて配置されているため、表示画素ＰＸへ印加される電圧が小さい場合であっても、ドメインＤＭで乱反射された光は遮光層ＢＭによって確実に遮光され、光漏れを抑制することが出来る。この実施形態では、幾何光学的に規定される端より更に１．５μｍだけ遮光層ＢＭを表示画素ＰＸ側に延在したが、１μｍ以上であれば表示上、問題となることはない。また、十分な開口率を確保するためには、幾何光学的に規定される端より画素ピッチの１％以上延在させない方が望ましく、より好ましくは画素ピッチの0.5%以上延在させない方が望ましい。
【００２１】
制御・駆動回路部ＣＮＴは、複数の画素スイッチＷを行単位に導通させるように複数の走査線Ｇ１〜Ｇｍを順次駆動するゲートドライバＧＤ、各行の画素スイッチＷが対応走査線Ｇの駆動によって導通する期間において画素電圧Ｖｄを複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎにそれぞれ出力するソースドライバＳＤ、バックライトＢＬを駆動するバックライト駆動部ＬＤ、およびゲートドライバＧＤ、ソースドライバＳＤおよびバックライト駆動部（インバータ）ＬＤを制御するコントローラ５を備える。
【００２２】
コントローラ５は電源投入時に対向電圧Ｖｃｏｍを変化させて比較的大きな駆動電圧を液晶層３に印加することにより液晶分子をスプレイ配向からベンド配向に転移させる初期化処理を行うように構成されている。
【００２３】
コントローラ５は、外部信号源ＳＳから入力される同期信号に基づいて発生される制御信号ＣＴＧをゲートドライバＧＤに出力し、外部信号源ＳＳから入力される同期信号に基づいて発生される制御信号ＣＴＳ、および外部信号源ＳＳから入力される映像信号または黒挿入信号をソースドライバＳＤに出力する。さらに、コントローラ５は、対向電極ＣＥに対向電圧Ｖｃｏｍを出力する。
【００２４】
コントローラ５では、外部信号源ＳＳから入力される同期信号に基づき、図３に示すように、１フレーム期間（１Ｆｒ）内に第１期間および第２期間が設定される。第１期間は複数の表示画素ＰＸに対して逆転移防止電圧Ｖｂを書込む逆転移防止電圧書込を行うために用いられる。第２期間は複数の表示画素ＰＸに対して映像信号Ｖｓを書込む映像信号書込を行うために用いられる。第１期間および第２期間の合計時間長は１フレーム期間に等しい。
【００２５】
ゲートドライバＧＤは、制御信号ＣＴＧの制御により、第１期間において複数の表示画素ＰＸの行を逆転移防止電圧書込として順次選択するように複数の走査線Ｇ１〜Ｇｍを順次駆動する。
【００２６】
第１期間に続く第２期間において、ゲートドライバＧＤは、複数の表示画素ＰＸの行を映像信号書込走査として順次選択するように複数の走査線Ｇ１〜Ｇｍを順次駆動する。
【００２７】
ソースドライバＳＤは、第１期間において走査線Ｇ１〜Ｇｍの各々が駆動される間に、１行分の逆転移防止電圧Ｖｂ（＋）、Ｖｂ（-）を信号線電圧（ソース電圧）として出力する。ソースドライバＳＤは、第２期間において走査線Ｇ１〜Ｇｍの各々が駆動される間に、１行分の映像信号Ｖｓを映像レベルの信号線入力電圧（ソース電圧）として出力する。上記のように、ソースドライバＳＤは、並列的に複数の信号線Ｓ１〜Ｓｎを駆動する。なお、Ｖｂ（＋）、Ｖｂ（−）はそれぞれ対向電圧Ｖｃｏｍに対して、各画素電位が正負となる場合の逆転移防止電圧印加時のソース電圧である。
【００２８】
ソース電圧は、対応する画素スイッチＷを介して選択行の表示画素ＰＸの画素電極ＰＥに印加される。そして、画素電極ＰＥに印加されるソース電圧と対向電極ＣＥに印加される対向電圧Ｖｃｏｍとの電位差が液晶容量Ｃｌｃに保持される。なお、全表示画素ＰＸに対するソース電圧は、カラム反転駆動の場合には表示画素ＰＸの列毎に逆極性に設定され、フレーム反転駆動の場合にはフレーム毎に逆極性に設定される。
【００２９】
補助容量電圧Ｖｃｓは、補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｍ）に印加される電圧信号である。本実施形態に係る液晶表示装置の場合、補助容量線Ｃに印加される電圧は、例えば、対向電極ＣＥに印加される対向電圧Ｖｃｏｍと略同一の直流電圧である。
【００３０】
上記のように、本実施形態に係る液晶表示装置では、遮光層ＢＭを信号線Ｓと補助容量線Ｃとの間から射出される光が、幾何光学上、視野角方向から視認されないように、また更に不所望なドメインＤＭの影響により視野角方向から視認されないように、画素ＰＸ側に延在しており、これにより周辺画素領域ＳＡから表示画素ＰＸへの光漏れを抑制することができる。したがって、例えば、黒表示にした場合の光透過率を最小限に抑え、この結果コントラストを向上させることが出来る。
【００３１】
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、画素周辺部の配向状態の影響による光漏れの発生を抑制し、良好な表示が可能な液晶表示装置を提供することができる。
【００３２】
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以下に説明する。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態に係る液晶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。
【００３３】
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、ＯＣＢモードの液晶表示パネルを有している。アレイ基板１の透明絶縁基板上には、各表示画素ＰＸに複数の画素電極ＰＥが配置されている。対向基板２は、透明絶縁基板上に複数の画素電極ＰＥに対向して配置された対向電極ＣＥを有している。
【００３４】
各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、互いに平行な方向Ｄにラビング処理される配向膜（図示せず）でそれぞれ覆われている。各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３の一部である画素領域と共に表示画素ＰＸを構成する。
【００３５】
対向基板２は、周辺領域ＳＡに対応して格子状に配置された遮光層ＢＭを有している。本実施形態に係る液晶表示装置では、図４に示すように、周辺画素領域ＳＡにおける遮光層ＢＭは、表示画素ＰＸ側に幾何光学的に規定される端まで延在している。そして、この遮光層ＢＭの配向膜のラビング方向Ｄの終端側のみ、幾何光学的に規定される端より１．５μｍ、周辺領域ＳＡから表示画素ＰＸに延びて配置されている。
【００３６】
ここで、ラビング方向Ｄの終端側とは、ラビング方向Ｄの走査線Ｇと略平行なベクトル成分ＤＡと、ラビング方向Ｄの信号線Ｓと略平行なベクトル成分ＤＢとの終端側である。例えば、図１に示すように方向Ｄにラビングされている場合、遮光層ＢＭのベクトル成分ＤＡの終端側は、図４に示す遮光層ＢＭの左側である。
【００３７】
本実施形態に係る液晶表示装置は、上記の遮光層ＢＭ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。配向膜のラビング処理の際の擦上げ、および、擦下げ等の違いによって、周辺画素領域ＳＡにおいてラビング方向Ｄの終端側では、液晶分子の配向状態が制御されない領域であるドメインＤＭが生じやすくなる。
【００３８】
したがって、図４に示すように、遮光層ＢＭのラビング方向Ｄの終端側が、幾何光学的に規定される端より１．５μｍだけ表示画素ＰＸの内側に延びて配置されることによって、効果的に信号線Ｓと補助容量線Ｃとの間からの光漏れを抑制しつつ、高い開口率を確保することが出来る。
【００３９】
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以下に説明する。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、ＯＣＢモードの液晶表示パネルを有している。
【００４０】
本実施形態に係る液晶表示装置では、補助容量Ｃｓを形成する電極の電圧を適切に設定することによって、ドメインＤＭの生成領域を縮小させている。例えば、ノーマリホワイト型のＯＣＢ型液晶表示装置では、補助容量の電極電位を黒表示に対応した電圧Ｖｂ（＋）、Ｖｂ（-）近傍の電圧のうち、どちらかの電圧を補助容量線Ｃに印加する電圧Ｖｃｓとして選択すればよい。
【００４１】
本実施形態に係る液晶表示装置では、ドメインＤＭ縮小のために補助容量線Ｃに印加する電圧Ｖｃｓとして、対向電圧Ｖｃｏｍに対して所望の電位差の確保が可能な電圧、例えば黒表示に対応した電圧Ｖｂ（＋）又は電圧Ｖｂ（−）を用いている。
【００４２】
この実施形態では、最も表示に影響を及ぼさず、かつ十分な電位差の確保が可能な黒表示に対応した電圧Ｖｂ（＋）又は電圧Ｖｂ（−）を補助容量線Ｃに印加したが、これは中間階調に対応する電圧であってもドメインＤＭを縮小させることは可能である。また、この実施形態では、ノーマリホワイトモードの液晶を例にとり説明したため、十分な電位差の確保が可能な電圧として黒表示に対応した電圧Ｖｂ（＋）又は電圧Ｖｂ（−）を用いたが、ノーマリブラックモードの液晶にあっては白表示に対応した電圧を用いることができる。いずれにしても、ドメインＤＭが生じない電位差以上に設定される電圧を補助容量線に印加することが重要である。このため、補助容量線に印加される電圧は、表示画素に印加される表示動作中における最大電位差の略２分の１以上となるように設定されている。
【００４３】
このことによって、図５に示すように、対向電極ＣＥと補助容量線Ｃとの間の縦電界を強くし、遮光層ＢＭ下のドメインＤＭのサイズを縮小することができる。ドメインＤＭのサイズが縮小すると、信号線Ｓと補助容量線Ｃとの間から液晶層３に射出された光がドメインＤＭの影響を受けることが抑制される。したがって、上記のように補助容量線Ｃに電圧Ｖｂ（＋）又はＶｂ（−）を印加することによって、信号線Ｓと補助容量線Ｃとの間から液晶層３に射出される光の光漏れを抑制することが可能となる。
【００４４】
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。上述の第１実施形態と第２実施形態とは、表示される画像の品質、開口率等を考慮して、適用する液晶表示装置の設計に適するものを採用することが望ましい。
【００４５】
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】
【００４６】
【図１】本発明の第１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。
【図２】図１に示す液晶表示装置の表示画素と周辺画素領域との断面の一例を概略的に示す図。
【図３】図１に示す液晶表示装置の駆動方法の一例を説明するための図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の表示画素と周辺画素領域との断面の一例を概略的に示す図。
【図５】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の表示画素と周辺画素領域との断面の一例を概略的に示す図。
【符号の説明】
【００４７】
ＰＸ…表示画素、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…対向電極、ＳＡ…周辺画素領域、ＢＭ…遮光層、Ｖｃｏｍ…対向電圧、１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層
【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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