JP6340193B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は表示装置に係り、特に視野角特性の優れた横電界方式の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を有する画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタが形成された対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。

液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ）等には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が優れた特性を有している。

液晶表示装置では、画素がマトリクス状に配置した表示領域と周辺領域が存在する。周辺領域には、ダミー画素領域、周辺配線領域、ＴＦＴ基板と対向基板を接着するシール部とが存在している。表示領域と周辺領域とは信号電圧のかかり方等が急激に変化するために、特に表示領域の最外側の画素部分にイオンや不純物が掃き寄せられて、この部分において、光もれや、表示むらを生ずる場合が多い。

特許文献１には、表示領域最外周の画素が信号印加領域と隣接する構成が記載されている。このような構成においては、表示領域最外画素の外側には映像信号線が存在しておらず、信号印加領域におけるゲート配線とコモン配線の電位差によるイオンのトラップが発生し、その結果、この部分における光もれが発生する。

この問題を対策するために、特許文献１では表示領域最外画素を他の画素よりも大きく、画素電極を信号印加領域に形成した構成が記載されている。この構成であれば、画素電極によって、最外の画素にのみ発生する信号印加領域の影響を抑制することが出来る。しかし、この構成は、表示領域最外の画素を他の画素よりも大きくしたことにより、他の画素との面積のバランスがくずれ、表示領域の最外付近における色バランスが崩れる。また、画素を大きくした分、イオン等の影響を抑制できるが、掃き寄せられるイオンや不純物が多くなった場合は、対処が難しくなる。

特許文献２には、表示領域の周辺に異なる電圧を印加する２種類の電極を配置し、この２種類の電極から横電界を発生させることによって、表示領域の周辺に集まったイオンや不純物を表示領域外に移動させる構成が記載されている。この構成は、表示領域最外画素に隣接して、上記２種類の電極を配置する必要があるが、表示領域における画素構造と上記２種類の電極との形状や厚さが異なるために、境界部における平坦性が悪化し、表示領域周辺における表示品質の劣化を招く恐れがある。

特開２００３−８４３０３号公報 特開２００８−５８４９７号公報

図１６は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、表示領域１０００のコーナー部に不純物、イオン等の影響に起因するむらが発生した場合の様子を示している。図１６において、対向基板２００にはカラーフィルタが形成された表示領域１０００を囲んでブラックマトリクス２０２が形成されている。一方、ＴＦＴ基板において、画素が形成された表示領域に隣接する周辺で、対向基板２００に形成されたブラックマトリクス２０２で覆われた部分には、ダミー画素が形成されている。ダミー画素は、表示領域１０００の最外画素とその外側において、構造が急激に変化することによる影響を防止するために形成されており、ダミー画素側は表示には寄与しない。

ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１００が１枚となっている部分は端子部１５０となっており、この部分にＩＣドライバ２０００や、図示しないフレキシブル配線基板が接続されている。

図１６において、表示領域１０００の画素には映像信号が印加されており、ダミー画素にはコモン電圧が印加されている。この場合、表示領域１０００の画素とダミー画素との間には、常に電圧が発生していることになる。したがって、液晶中のイオンや不純物が表示領域最外画素とダミー画素との間の電界に吸い寄せられて集まってくる。そうすると、このイオンや不純物によって、表示領域最外画素付近に光もれが発生し、表示むらを発生する。

この現象は、特に、画面のコーナー部に強く生ずる。図１６に示す表示むら９０は、この現象によって現れるものである。表示むら９０は、全てのコーナーにおいて生ずるとは限らず、液晶の初期配向の向き、電極の形状等によっても影響を受ける。いずれにしても、表示品質を劣化させることには変わりがない。

本発明の課題は、以上述べた、画面コーナー部における表示むら９０を抑制することである。

本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。

（１）コモン電極の上に絶縁膜を挟んでスリットを有する画素電極が形成され、ＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有し、表示領域の外側にダミー画素が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記表示領域の最外周の画素に印加される信号電圧と同じ電圧を、前記最外画素に隣接する前記ダミー画素に印加することを特徴とする液晶表示装置。

（２）コモン電極の上に絶縁膜を挟んでスリットを有する画素電極が形成され、ＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有し、表示領域の外側にダミー画素が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記液晶層におけるスレッショルド電圧をＶｔｈとし、前記表示領域最外の画素の電圧をＶａｖｔｉｖｅとし、前記最外の画素に隣接するダミー画素に印加する電圧をＶｄｕｍｍｙとした場合、ＶａｃｔｉｖｅがＶｃｏｍ≦Ｖａｃｔｉｖｅ＜Ｖｔｈを満たす場合、Ｖｄｕｍｍｙ＝Ｖａｃｔｉｖｅとし、ＶａｃｔｉｖｅがＶｔｈ≦Ｖａｃｔｉｖｅを満たす場合、Ｖｄｕｍｍｙ＝Ｖｔｈとすることを特徴とする液晶表示装置。

（３）コモン電極の上に絶縁膜を挟んでスリットを有する画素電極が形成され、ＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有し、表示領域の外側にダミー画素が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、前記表示領域の表示画面の平均輝度に相当する信号電圧を前記表示領域最外の画素に隣接するダミー画素に印加することを特徴とする液晶表示装置。

本発明によれば、液晶表示装置中のイオンや不純物を周辺のブラックマトリクスで遮光された部分に移動させるので、表示領域最外周の画素にイオンや不純物が集められることによる、特に画面コーナーにおける表示むらを防止することが出来る。

本発明が適用される液晶表示装置の平面図である。 液晶表示装置の画素部の断面図である。 画素電極およびコモン電極の平面図である。 実施例１および２のＴＦＴ基板の平面図である。 実施例１および２の対向電極の平面図である。 実施例１および２の断面図である。 液晶層における電圧と透過率の関係を示すグラフである。 液晶表示装置の駆動波形の例である。 実施例３のＴＦＴ基板の平面図である。 実施例３の断面図である。 実施例４の対向電極の平面図である。 実施例４の断面図である。 実施例５の断面図である。 第２周辺電極の配置例である。 実施例６の断面図である。 従来例の問題点を示す液晶表示装置の平面図である。

図１は、本発明が適用される製品の例である、携帯電話等に使用される小型の液晶表示装置の平面図である。図１において、ＴＦＴ基板１００の上に対向基板２００が配置されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に後述する液晶層が挟持されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００とはブラックマトリクス２０２によって覆われた額縁部に形成された後述するシール材によって接着している。図１においては、液晶は滴下方式によって封入されるので、封入孔は形成されていない。

ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１００が対向基板２００よりも大きくなっている部分には、液晶セル１に電源、映像信号、走査信号等を供給するための端子部１５０が形成されている。

端子部１５０には、ＩＣドライバ２０００が配置され、図示しないフレキシブル配線基板が接続されることは図１６において説明したとおりである。図１の表示領域１０００には、多数の画素がマトリクス状に形成されている。また、対向基板がブラックマトリクス２０２で覆われている周辺領域のＴＦＴ基板側には後述するダミー画素、周辺配線、ＴＦＴ基板と対向基板を接着するシール材等が形成されている。

図２は図１に示す表示領域１０００の画素部の構造を示す断面図である。図２は、本発明が適用されるＩＰＳ方式液晶表示パネルの構造について説明するものである。図２において、ガラス基板１００の上にＳｉＮからなる第１下地膜１０１およびＳｉＯ_２からなる第２下地膜１０２がＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって形成される。第１下地膜１０１および第２下地膜１０２の役割はガラス基板１０からの不純物が半導体層１０３を汚染することを防止することである。

第２下地膜１０２の上には半導体層１０３が形成される。この半導体層１０３は第２下地膜１０２に上にＣＶＤによってａ−Ｓｉ膜を形成し、これをレーザアニールすることによってｐｏｌｙ−Ｓｉ膜に変換したものである。このｐｏｌｙ−Ｓｉ膜をフォトリソグラフィによってパターニングする。

半導体膜１０３の上にはゲート絶縁膜１０４が形成される。このゲート絶縁膜１０４はＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）によるＳｉＯ_２膜である。この膜もＣＶＤによって形成される。その上にゲート電極１０５が形成される。ゲート電極１０５は走査信号線と同層で、同時に形成される。ゲート電極１０５は例えば、ＭｏＷ膜によって形成される。ゲート配線１０５の抵抗を小さくする必要があるときはＡｌ合金が使用される。

ゲート電極１０５はフォトリソグラフィによってパターニングされるが、このパターニングの際に、イオンインプランテーションによって、リンあるいはボロン等の不純物をｐｏｌｙ−Ｓｉ層にドープしてｐｏｌｙ−Ｓｉ層にソースＳあるいはドレインＤを形成する。また、ゲート電極１０５のパターニングの際のフォトレジストを利用して、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層のチャネル層と、ソースＳあるいはドレインＤとの間にＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）領域を形成する。

その後、ゲート電極１０５あるいはゲート配線１０５を覆って層間絶縁膜１０６をＳｉＯ_２によって形成する。層間絶縁膜１０６はゲート配線１０５とソース電極１０７を絶縁するためである。層間絶縁膜１０６の上にソース電極１０７が形成される。ソース電極１０７は、スルーホール１３０を介して画素電極１１２と接続する。図２においては、ソース電極１０７は広く形成され、ＴＦＴを覆う形となっている。一方、ＴＦＴのドレインＤは、図示しない部分においてドレイン電極と接続している。

ソース電極１０７はドレイン電極及びドレイン電極に接続される映像信号線と同層で、同時に形成される。ソース電極１０７あるいは映像信号線（以後ソース電極１０７で代表させる）は、抵抗を小さくするために、ＡｌＳｉ合金が使用される。ＡｌＳｉ合金はヒロックを発生したり、Ａｌが他の層に拡散したりするので、ＭｏＷによるバリア層、およびＳＤキャップ層によってＡｌＳｉをサンドイッチする構造がとられている。

ソース電極１０７とＴＦＴのソースＳを接続するために、ゲート絶縁膜１０４と層間絶縁膜１０６にスルーホールが形成され、ＴＦＴのソースＳとソース電極１０７とが接続される。ソース電極１０７を覆って無機パッシベーション膜（絶縁膜）１０８が形成され、ＴＦＴ全体を保護する。無機パッシベーション膜１０８は第１下地膜１０１と同様にＣＶＤによって形成される。

無機パッシベーション膜１０８を覆って有機パッシベーション膜１０９が形成される。有機パッシベーション膜１０９は感光性のアクリル樹脂で形成される。有機パッシベーション膜は、アクリル樹脂の他、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等でも形成することが出来る。有機パッシベーション膜１０９は平坦化膜としての役割を持っているので、厚く形成される。有機パッシベーション膜１０９の膜厚は１〜４μｍであるが、多くの場合は２μｍ程度である。

画素電極１１０とソース電極１０７との導通を取るために、無機パッシベーション膜１０８および有機パッシベーション膜１０９にスルーホール１３０が形成される。有機パッシベーション膜１０９は感光性の樹脂を使用している。感光性の樹脂を塗付し、仮焼成して固化した後、この樹脂を露光すると、光が当たった部分のみが特定の現像液に溶解する。すなわち、感光性樹脂を用いることによって、フォトレジストの形成を省略することが出来る。有機パッシベーション膜１０９にスルーホールを形成したあと、２３０℃程度で有機パッシベーション膜を焼成することによって有機パッシベーション膜が完成する。

有機パッシベーション膜１０９をレジストとしてドライエッチにより無機パッシベーション膜１０８にスルーホールを形成する。こうして、ドレイン電極１３０と画素電極１１０を導通するためのスルーホール１３０が形成される。有機パッシベーション膜１０９は厚いので、スルーホール１３０の上側と下側では、孔の大きさが異なる。

このようにして形成された有機パッシベーション膜１０９の上面は平坦となっている。有機パッシベーション膜１０９の上にアモルファスＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッタリングによって被着し、フォトレジストによって、パターニングした後、蓚酸でエッチングし、コモン電極１１０のパターニングを行う。コモン電極１１０はスルーホール１３０を避けて、平面ベタで形成される。その後、２３０℃で焼成して、ＩＴＯを多結晶化して、電気抵抗を低下させる。コモン電極１１０は透明電極であるＩＴＯによって形成され、厚さは例えば、７７μｍである。

その後、コモン電極１１０を覆って、層間絶縁膜１１１をＣＶＤによって成膜する。このときのＣＶＤの温度条件は、２３０℃程度であり、これは低温ＣＶＤと呼ばれる。その後、フォトリソグラフィ工程によって、層間絶縁膜１１１のパターニングを行う。図２においては、有機パッシベーション膜１０９のスルーホール１１３内壁には層間絶縁膜１１１は形成されていない。

ところで、他の膜、例えば、第１下地膜１０１、無機パッシベーション膜１０８等をＣＶＤで形成する時は、３００℃以上で行われる。一般に、ＣＶＤ膜等は、高温で形成したほうが、下地膜との接着力は強くすることが出来る。しかし、層間絶縁膜１１１の下には有機パッシベーション膜１０９がすでに形成されているので、２３０℃以上の高温にすると、有機パッシベーション膜１０９の特性が変化するので、層間絶縁膜１１１の形成は低温ＣＶＤで行われる。本実施例では、図２に示すように、層間絶縁膜１１１をスルーホール１１３の内壁に形成せず、有機パッシベーション膜１０９の平坦部のみに形成している。層間絶縁膜へのストレスを軽減するためである。但し、層間絶縁膜の接着力が問題にならない場合等は、層間絶縁膜がスルーホールの内部にまで形成される場合もある。

層間絶縁膜１１１の上にアモルファスＩＴＯをスパッタリングし、フォトリソグラフィ工程によって、櫛歯状の画素電極１１２を形成する。画素電極１１２はスルーホール１１３を介してソース電極１０７と接続する。画素電極１１２には信号電圧が印加され、コモン電極１１０との間に発生する電界によって、液晶分子を回転させ、画素毎に液晶層の光の透過量を制御し、画像を形成する。画素電極１１２は透明導電膜であるＩＴＯによって形成され、膜厚は、例えば、４０ｎｍから７０ｎｍ程度である。

図３は、櫛歯状の画素電極１１２と平面ベタで形成されたコモン電極１１０の関係を示す平面図である。図３において、画素電極１１２は、層間絶縁膜を挟んでコモン電極１１０の上に配置されている。画素電極１１２の櫛歯１１２１と櫛歯１１２１の間のスリット１１２２を通して、画素電極１１２上面からコモン電極１１０に電気力線が伸び、この電気力線によって液晶分子を回転させる。なお、図３の画素電極は、スリットの一方が開放された櫛歯状の電極となっているが、外形が略矩形であって、内側に開口端を有さないスリットを有する電極の場合もある。

図２に戻り、液晶層３００を挟んで対向基板２００が配置されている。対向基板２００の内側には、カラーフィルタ２０１が形成されている。カラーフィルタ２０１は画素毎に、赤、緑、青のカラーフィルタが形成されており、カラー画像が形成される。カラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０１の間にはブラックマトリクス２０２が形成され、画像のコントラストを向上させている。なお、ブラックマトリクス２０２はＴＦＴの遮光膜としての役割も有し、ＴＦＴに光電流が流れることを防止している。

カラーフィルタ２０１およびブラックマトリクス２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。カラーフィルタ２０１およびブラックマトリクス２０２の表面は凹凸となっているために、オーバーコート膜２０３によって表面を平らにしている。オーバーコート膜の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜１１３が形成されている。なお、図２はＩＰＳであるから、対向電極１１０はＴＦＴ基板１００側に形成されており、対向基板２００側には形成されていない。本明細書では、対向電極をコモン電極とよぶこともある。

図２に示すように、ＩＰＳでは、対向基板２００の内側には導電膜が形成されていない。そうすると、対向基板２００の電位が不安定になる。また、外部からの電磁ノイズが液晶層３００に侵入し、画像に対して影響を与える。このような問題を除去するために、対向基板２００の外側に外部導電膜２１０が形成される。外部導電膜２１０は、透明導電膜であるＩＴＯをスパッタリングすることによって形成される。

図２におけるＴＦＴは、トップゲートの場合であるが、ＴＦＴがボトムゲートの場合もある。また、半導体層がｐｏｌｙ−Ｓｉではなく、ａ−Ｓｉの場合もある。いずれの場合も以下に述べる本発明を適用することが出来る。以上で説明した表示領域の画素構成は、以下で説明する実施例において共通である。なお、以上で説明したＩＰＳの構成は、ＩＰＳ方式の構成の例であって、本発明は他の構成のＩＰＳに対しても適用することが出来る。

以下に本発明を、実施例を用いて詳細に説明する。以下の実施例における断面図では、対向基板２００の外側に形成される外部導電膜２１０が省略されているが、実際には、外部導電膜２１０が形成されることが一般的である。本発明は、対向基板２００側の外部導電膜２１０の有無にかかわらず適用することが出来る。

図４は、図１の領域ＢにおけるＴＦＴ基板１００の平面図である。図４において多数の画素１０が形成された表示領域１０００の周辺にダミー画素２０が形成されている。ダミー画素２０の周辺には、周辺配線３０、場合によっては駆動回路が形成されている。周辺配線３０等の外側にはＴＦＴ基板１００と対向基板２００を接着するためのシール材６０が形成されている。

図５は、図１のＢ領域における対向基板２００の平面図である。図５において、ＴＦＴ基板１００の画素１０が形成されている部分に対応してカラーフィルタ２０１が形成されている。カラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０１の間にはブラックマトリクス２０２が形成されているが、図５では単に線で表している。カラーフィルタ２０１が形成された表示領域１０００の周辺にはブラックマトリクス２０２が形成され、表示領域１０００以外を遮光している。対向基板２００の周辺には、対向基板２００とＴＦＴ基板１００を接着するためのシール材６０が形成されている。

図６は本実施例における図１のＡ−Ａ断面図である。図６において、ＴＦＴ基板１００において、画素１０が形成された表示領域１０００の外側にはダミー画素２０が形成され、その外側には周辺配線３０が形成され、その外側にはシール材６０が形成されている。周辺配線３０はシール材６０とオーバーラップして形成される場合もある。

図６において、対向基板２００側の表示領域１０００には、ＴＦＴ基板１００の画素１０に対応してカラーフィルタ２０１が形成され、表示領域１０００の外側周辺には、ブラックマトリクス２０２が形成されている。なお、表示領域１０００においてもカラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０１の間にはブラックマトリクス２０２が形成されているが、図６では、単に線で表している。対向基板２００とＴＦＴ基板１００の間には液晶層３００が挟持されている。

本発明の特徴は、画素１０における電圧印加とダミー画素２０における電圧印加とを従来とは異ならせるものである。表示領域１０００における画素１０には、映像信号が印加される。一方、ダミー画素２０には、従来は、コモン電圧が印加されていた。すなわち、コモン電圧は画像形成には寄与しないので、ノーマリブラックでは、常に黒表示としている。

この場合、表示領域最外周の画素２０とダミー画素２０との間には、常に電圧が印加された状態である。そうすると、液晶内のイオンや不純物が表示領域最外の画素１０とダミー画素２０との間の電界に吸い寄せられて、表示領域最外の画素２０にイオンや不純物が蓄積される現象が生ずる。そうすると、表示領域最外画素１０において、光もれが生ずる。この現象は、特に、表示領域１０００のコーナーにおいて顕著に現れるので、図１６に示すようなコーナーにおける表示むら９０を引き起こす。

本実施例においては、ダミー画素２０に印加する電圧をコモン電圧ではなく、表示領域最外周の画素１０に印加される映像信号と同じ映像信号を印加する。そうすると、表示領域最外画素１０とダミー画素２０との電界は生じず、表示領域最外画素１０にイオンや不純物が吸い寄せられるという現象を防止することが出来る。すなわち、表示領域最外周の画素に隣接するダミー画素に印加する電圧をＶｄｕｍｍｙとし、表示領域最外画素に印加する電圧をＶａｃｔｉｖｅとした場合、
Ｖｄｕｍｍｙ＝Ｖａｃｔｉｖｅ・・・・・（１）
とすることによってコーナーにおける表示むらを防止することが出来る。

表示画面の輝度は、使用環境、表示画像の種類等によって平均輝度が変化する。Ｖａｃｔｉｖｅとして、表示領域最外画素１０と同じ信号とする代わりに、表示画像の平均輝度を予想しておき、表示画像の平均輝度を与える信号に相当する信号をダミー画素２０に印加しても同様な効果を得ることが出来る。すなわち、表示領域１０００のコーナーにおける表示むらを抑えることが出来る。

本実施例は、実施例１の構造において、ダミー画素２０に印加する電圧を２段階とするものである。すなわち、液晶分子は、印加電圧がゼロの状態からリニアに回転するのではなく、図７に示すように、スレッショルド電圧Ｖｔｈまでは、液晶分子は殆ど動かない。したがって、Ｖｔｈまでは、液晶表示装置の透過率はほぼゼロと考えてよい。Ｖｔｈを超えると、電圧にしたがって、液晶分子の回転が増し、Ｖｄにおいて回転が飽和し、それ以上の電圧を印加しても透過率は殆ど変化しない。したがって、階調表示は、ＶｔｈとＶｄとの間でおこなわれる。

また、液晶層には、液晶の電気分解を防止するために、図８に示すように、映像信号線にはパルスの交流電圧が印加される。この交流電圧は、コモン電極に印加されるコモン電圧Ｖｃｏｍを基準に印加される。図８における信号電圧Ｖｓは一定であり、Ｖｓは、Ｖｔｈよりも大きい。階調の変化は、図８におけるＶｓの値を変化させることによって行われる。図７において、Ｖｔｈは例えば２Ｖ、Ｖｄは例えば５Ｖである
本実施例の駆動方法は、次のような構成となっている。
（１）ＶａｃｔｉｖｅがＶｃｏｍ≦Ｖａｃｔｉｖｅ＜Ｖｔｈを満たす場合、
Ｖｄｕｍｍｙ＝Ｖａｃｔｉｖｅ・・・・・（２）
とする。
（２）ＶａｃｔｉｖｅがＶｔｈ≦Ｖａｃｔｉｖｅを満たす場合、
Ｖｄｕｍｍｙ＝Ｖｔｈ・・・・・（３）
とする。なお、Ｖｄｕｍｍｙとは表示領域最外周の画素に隣接するダミー画素に印加される電圧をいう。

本実施例の有利な点は、ダミー画素２０には、Ｖｔｈよりも高い電圧が印加されないので、ダミー画素２０からの光は実質的には発生せず、ダミー画素２０からの光もれを防止することが出来る。ここで、図７におけるＶｔｈは２Ｖ、Ｖｄは５Ｖであるから、本実施例においては、表示領域最外の画素１０とダミー画素２０との電界の差は、最大でも３Ｖであり、従来の駆動方法に対して大きく低減しており、イオンあるいは不純物が表示領域最外画素に吸い寄せられる量は大幅に軽減し、画面コーナーにおける表示むらも抑えることが出来る。

図９は、本発明の第３の実施例におけるＴＦＴ基板１００側の図１の領域Ｂに対応する平面図である。なお、対向基板２００側の平面図は実施例１の図５と同様である。図９において、多数の画素１０がマトリクス状に形成された表示領域１０００の外側にダミー画素２０が形成されている。図９の特徴は、ダミー画素２０の外側に第１周辺電極４０が形成されている点である。図９における第１周辺電極４０の幅はダミー画素２０と同じになっているが、これに限らず、もっと幅が小さくともよい。本実施例においては、第１周辺電極４０には同一の電圧Ｖｃｏｍが印加されるので、第１周辺電極４０は連続した配線でよい。第１周辺電極４０の外側には周辺配線３０が形成されている。周辺配線３０の外側にはＴＦＴ基板１００と対向基板２００を接着するためのシール材６０が形成されている。

図１０は、図１のＡ−Ａ断面に相当する本実施例における断面図である。図１０のＴＦＴ基板１００側において、画素１０が形成された表示領域１０００の外側にダミー画素２０が形成され、ダミー画素２０の外側に第１周辺電極４０が形成され、その外側に周辺配線３０が形成されている。周辺配線３０の外側にはＴＦＴ基板１００と対向基板２００を接着するシール材６０が形成されている。周辺配線３０はシール材６０の下側にまで形成される場合もある。図１０の対向基板２００側は図６と同様なので説明を省略する。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間には液晶層３００が挟持されている。

本実施例における表示領域１０００、ダミー画素２０、第１周辺電極４０に対する電圧印加の方法は次のとおりである。すなわち、表示領域最外周の画素１０に印加される信号電圧とダミー画素２０に印加する電圧は実施例１または実施例２と同じである。本実施例の特徴は、ダミー画素２０の外側に第１周辺電極４０を配置し、この第１周辺電極４０の電位Ｖｐ１をコモン電圧Ｖｃｏｍに保つことである。

このような電圧印加方法であると、第１周辺電極４０の電圧は常にダミー画素２０の電圧よりも小さい状態となっている。なお、この場合の電圧とは、絶対値を言っている。そうすると、第１周辺電極４０とダミー画素２０との間につねに電界が存在し、イオンや不純物がこの電界の部分にトラップされる。この部分にトラップされたイオンや不純物の影響は、周辺ブラックマトリクス２０２によって覆われているので、外部からは視認することは出来ない。この構成によれば、イオンや不純物が表示領域１０００には移動してこないので、画面コーナー部における表示むらを安定して防止することが出来る。

図１１は実施例４における対向基板２００の図１におけるＢ領域に対応する平面図である。図１１において、カラーフィルタ２０１が形成されている表示領域１０００の外側にブラックマトリクス２０２が形成されており、周辺にシール材６０が形成されていることは図５と同様である。図１１が図５と異なる点は、第２周辺電極５０が表示領域１０００の端部と距離をおいて形成されている点である。この第２周辺電極５０は、ＴＦＴ基板１００側のダミー画素２０との間の電界によってイオンや不純物をトラップするためのものである。本実施例においては、第２周辺電極５０には同一のＶｃｏｍが印加されるので、連続した膜でよい。

図１２は本実施例における図１のＡ−Ａ断面に相当する断面図である。図１２において、ＴＦＴ基板１００側は実施例１等における図６と同様であるので、説明を省略する。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間には液晶層３００が挟持されている。図１２における対向基板２００側において、カラーフィルタ２０２が形成された表示領域１０００とシール材６０との間に第２周辺電極５０が形成されている。

第２周辺電極５０の電位Ｖｐ２はＶｃｏｍと同様である。一方、ＴＦＴ基板１００側のダミー画素２０には、実施例１あるいは実施例２で説明した電圧が印加されている。この場合、ダミー画素２０に印加される電圧は、第２周辺電極５０に印加される電圧Ｖｃｏｍよりも常に高いので、ダミー画素２０と第２周辺電極５０との間には常に電界が発生している。なお、この場合の電圧とは絶対値を言っている。

そうすると、ダミー画素２０と第２周辺電極５０との間の電界によって、イオンや不純物が引き寄せられ、この部分でトラップされる。この部分でトラップされたイオンや不純物は周辺ブラックマトリクス２０２によって覆われているので、表示に影響を与えることがない。一方、表示領域１０００とダミー画素２０との境界は、実施例１あるいは実施例２で説明したように、イオンや不純物の蓄積は避けることができるので、画面コーナーにおける表示むらを防止することが出来る。

図１３は実施例５における図１のＡ−Ａ断面に相当する断面図である。図１３のＴＦＴ基板１００側の平面図は、実施例３におけるＴＦＴ基板１００側の平面図である図９と同一であり、図１３の対向基板２００側の平面図は実施例４における平面図である図１１と同様である。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間には液晶層が挟持されている。

図１３において、第１周辺電極４０の電圧Ｖｐ１、第２周辺電極５０の電極Ｖｐ２のいずれもコモン電圧Ｖｃｏｍと同じである。したがって、第１周辺電極はダミー画素よりも絶対値で常に低い電圧となっており、第２周辺電極５０はダミー画素２０よりも絶対値で常に低い電圧となっている。つまり、第１周辺電極４０とダミー画素２０、第２周辺電極５０とダミー画素２０の間には常に電界が発生しており、この部分にイオンや不純物がトラップされる。

一方、画素１０とダミー画素２０との間には、実施例１あるいは実施例２で説明したような電圧が印加されているので、表示領域最外画素２０にイオンあるいは不純物がトラップされるということは無い。本実施例においては、第１周辺電極４０とダミー画素２０の間、第２周辺電極５０とダミー画素２０との間の２箇所において、イオンおよび不純物をトラップするので、画面コーナー部における表示むらを安定して抑制することが出来る。

なお、図１２および図１３における第２周辺電極５０の対向基板２００における配置位置は、図１４にようにすることが出来る。図１４の対向基板２００側の内側の表示領域１０００にはカラーフィルタ２０１が形成され、その外側にはブラックマトリクス２０２が形成されている。カラーフィルタ２０１およびブラックマトリクス２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。第２周辺電極５０はオーバーコート膜２０３の上に形成されている。オーバーコート膜２０３および第２周辺電極５０を覆って配向膜１１３が形成されている。なお。図１４は第２周辺電極５０を形成する一例を示したものであり、この他の構成の例としては、第２周辺電極５０と配向膜１１３との間に絶縁膜を形成してもよい。図１４におけるＴＦＴ基板１００側は、図６等で説明したのと同様であるので、説明を省略する。

ＩＰＳ方式の液晶表示装置では、一般には、対向基板２００側には電極が存在していない。これを利用して、ＩＰＳ方式では、対向基板２００にタッチパネル用電極７０を配置して、対向基板２００をタッチパネルとして使用することが出来る。図１５は、ＩＰＳ方式において、対向基板２００をタッチパネルとして使用した場合の断面図である。図１５において、ＴＦＴ基板１００側は、図６等で説明したのと同様であるので、説明を省略する。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間には液晶層３００が挟持されている。

図１５の対向基板２００側の内側の表示領域１０００にはカラーフィルタ２０１が形成され、その外側にはブラックマトリクス２０２が形成されている。カラーフィルタ２０１およびブラックマトリクス２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。オーバーコート膜２０３の上において、表示領域１０００には、タッチパネル用電極７０が形成されている。一方、表示領域１０００の外側には、第２周辺電極５０が形成されている。タッチパネル用電極７０および第２周辺電極５０を覆ってタッチパネル用絶縁膜８０が形成され、その上に配向膜１１３が形成されている。

図１５において、第２周辺電極５０の電位Ｖｐ２はコモン電位Ｖｃｏｍとなっている。また、ＴＦＴ基板１００側の表示領域１０００の画素１０とダミー画素２０の間には、実施例１および実施例２で説明したような電圧が印加されている。したがって、第２周辺電極５０とダミー画素２０との間にイオンあるいは不純物がトラップされ、表示領域最外周画素１０とダミー画素２０との間にはイオンあるいは不純物が吸い寄せられることを抑制することが出来るので、タッチパネル付液晶表示装置においても、画面コーナー部における表示むらを防止することが出来る。

図１５では、タッチパネル用電極７０は１層構成となっているが、絶縁膜を挟んで２層配線構造の電極構造とすることも出来る。この場合、第２周辺電極５０は、上側すなわち、液晶層側の層に形成することが望ましい。ＴＦＴ基板１００側のダミー画素２０との間により効果的な電界を発生させることが出来るからである。

１０…画素、 ２０…ダミー画素、 ３０…周辺配線、 ４０…第１周辺電極、 ５０…第２周辺電極、 ６０…シール材、 ７０…タッチパネル用電極、８０…タッチパネル用絶縁膜、９０…表示むら、 １００…ＴＦＴ基板、 １０１…第１下地膜、 １０２…第２下地膜、 １０３…半導体層、 １０４…ゲート絶縁膜、 １０５…ゲート電極、 １０６…層間絶縁膜、 １０７…ソース電極、 １０８…無機パッシベーション膜、 １０９…有機パッシベーション膜、 １１０…コモン電極、 １１１…層間絶縁膜、 １１２…画素電極、 １１３…配向膜、 １３０…スルーホール、 １５０…端子部、 ２００…対向基板、 ２０１…カラーフィルタ、 ２０２…ブラックマトリクス、 ２０３…オーバーコート膜、 ２１０…外部導電膜、 ３００…液晶層、 ３０１…液晶分子、 Ｓ…ソース部、 Ｄ…ドレイン部、 １１２２…スリット

Claims (7)

1. コモン電極の上に絶縁膜を挟んでスリットを有する画素電極が形成され、ＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有し、表示領域の外側にダミー画素が形成されたＴＦＴ基板と、
   カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
   前記表示領域の最外周の画素に印加される信号電圧と同じ電圧を、前記最外周の画素に隣接する前記ダミー画素に印加し、
   前記ＴＦＴ基板において、前記ダミー画素の外側に第１周辺電極が配置され、前記第１周辺電極には、コモン電圧が印加されることを特徴とする液晶表示装置。
2. コモン電極の上に絶縁膜を挟んでスリットを有する画素電極が形成され、ＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有し、表示領域の外側にダミー画素が形成されたＴＦＴ基板と、
   カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
   前記液晶層におけるスレッショルド電圧をＶｔｈとし、前記表示領域の最外の画素の電圧をＶａｃｔｉｖｅとし、前記最外の画素に隣接するダミー画素に印加する電圧をＶｄｕｍｍｙとした場合、
   ＶａｃｔｉｖｅがＶｃｏｍ≦Ｖａｃｔｉｖｅ＜Ｖｔｈを満たす場合、
   Ｖｄｕｍｍｙ＝Ｖａｃｔｉｖｅとし、
   ＶａｃｔｉｖｅがＶｔｈ≦Ｖａｃｔｉｖｅを満たす場合、
   Ｖｄｕｍｍｙ＝Ｖｔｈとすることを特徴とする液晶表示装置。
3. コモン電極の上に絶縁膜を挟んでスリットを有する画素電極が形成され、ＴＦＴを有する画素がマトリクス状に形成された表示領域を有し、表示領域の外側にダミー画素が形成されたＴＦＴ基板と、
   カラーフィルタが形成された表示領域と表示領域周辺をブラックマトリクスによって覆った対向基板を有し、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶層が挟持された液晶表示装置であって、
   前記表示領域の表示画面の平均輝度に相当する信号電圧を前記表示領域最外の画素に隣接するダミー画素に印加し、
   前記ＴＦＴ基板において、前記ダミー画素の外側に第１周辺電極が配置され、前記第１周辺電極には、コモン電圧が印加されることを特徴とする液晶表示装置。
4. 前記ＴＦＴ基板において、前記ダミー画素の外側に第１周辺電極が配置され、前記第１周辺電極には、コモン電圧が印加されることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記対向基板において、前記表示領域の外側に第２周辺電極が配置され、前記第２周辺電極にはコモン電圧が印加されることを特徴とする請求項１、３、または４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
6. 前記対向基板において、前記表示領域の外側に第２周辺電極が配置され、前記第２周辺電極にはコモン電圧が印加されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記対向基板はタッチパネル用電極を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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