JP2023142312A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より高いコントラストの表示を行うことが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、行方向および列方向のマトリクス状に配列された複数の第１領域および複数の第２領域を含む表示領域と、第１領域にそれぞれ位置する複数の第１ＴＦＴおよび複数の画素電極と、複数の第２領域にそれぞれ位置する複数の透明電極と、行方向に伸びており、複数の第１ＴＦＴに接続された複数のゲートバスラインと、列方向に伸びており、複数の第１ＴＦＴに接続された複数のソースバスラインと、列方向に伸びており、複数のゲートバスラインの１つとそれぞれ接続された複数のダミーソースバスラインとを備える。
【選択図】図４

Description

本開示は、液晶表示装置に関する。

入力された信号による画像を表示しつつ、その後方の背景等を視認することが可能な、シースルーディスプレイあるいは透明ディスプレイと呼ばれる表示装置が検討されている。

国際公開第２０１６／０５６２９８号

このような表示装置において、額縁領域を小さくすることによって外観デザインの自由度を高めることが求められる場合がある。例えば、ショーウインドウの前面にシースルーディスプレイが配置されている場合において、額縁領域が小さければ、前面に表示装置が配置されているとは観察者に認識されにくいため、シースルーディスプレイによる表示の効果がより高められると考えられる。

本開示は、背面側を容易に視認することおよび外観デザインの自由度を高めることが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

本開示の一実施形態に係る液晶表示装置は、第１基板と、前記第１基板に対向して配置された第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に位置する液晶層と、前記第１基板、前記第２基板および前記液晶層が積層した領域に位置する表示領域であって、行方向および列方向のマトリクス状に配列された複数の第１領域、および、複数の第２領域を含む表示領域と、前記第１基板の前記複数の第１領域にそれぞれ位置する複数の第１ＴＦＴと、前記第１基板の前記複数の第１領域にそれぞれ位置し、前記複数の第１ＴＦＴの１つにそれぞれ接続された複数の画素電極と、前記第１基板の前記複数の第２領域にそれぞれ位置する複数の透明電極と、前記第１基板または前記第２基板に位置し、前記画素電極および前記透明電極と対向する対向電極と、前記第１基板に位置する複数のゲートバスラインであって、行方向に伸びており、前記複数の第１ＴＦＴに接続された複数のゲートバスラインと、前記第１基板に位置する複数のソースバスラインであって、列方向に伸びており、前記複数の第１ＴＦＴに接続された複数のソースバスラインと、前記第１基板に位置する複数のダミーソースバスラインであって、列方向に伸びており、前記複数のゲートバスラインの１つとそれぞれ接続された複数のダミーソースバスラインと、を備える。

本開示の一実施形態によれば、背面側を容易に視認することおよび外観デザインの自由度を高めることが可能な液晶表示装置が提供される。

図１は、第１実施形態の液晶表示装置の平面構造の一例を示す模式図である。 図２は、図１に示す液晶表示装置の構成を示す断面模式図である。 図３は、図１に示す液晶表示装置による画像と、その後方領域との見え方の一例を示す模式図である。 図４は、図１に示す液晶表示装置の表示領域の構成を示す拡大平面模式図である。 図５は、図４のＡ－Ａ線における液晶表示装置の断面模式図である。 図６は、図４のＢ－Ｂ線における液晶表示装置の断面模式図である。 図７は、図１に示す液晶表示装置の他の構成例を示す断面模式図である。 図８は、第２実施形態の液晶表示装置の平面構造の一例を示す模式図である。 図９は、図８に示す液晶表示装置のゲートドライバの一部であって、２本のゲートバスライン間に配置されるゲートドライバの等価回路の一例を示す。 図１０は、図８にゲートドライバに入力される信号のタイミングを示す。 図１１は図８に示す液晶表示装置の表示領域の構成を示す拡大平面模式図である。 図１２は図８に示す液晶表示装置の表示領域の構成を示す拡大平面模式図である。 図１３は図８に示す液晶表示装置の表示領域の構成を示す拡大平面模式図である。 図１４は、図８に示す液晶表示装置におけるゲートドライバの配置の一例を示す平面模式図である。

以下本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。また、以下の説明において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、実施形態および変形例に記載された各構成は、本開示の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されていたり、一部の構成部材が省略されていたりする場合がある。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。「行方向」とは、表示装置の画面の水平方向（Ｘ方向）を意味し、「列方向」とは、表示装置の画面の垂直方向（Ｙ方向）を意味する。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態の液晶表示装置１０１の構成を示す平面模式図である。図２は、実施形態１の液晶表示装置１０１の構成を示す断面模式図である。図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置１０１は、観察者側から液晶表示装置１０１の背面側に位置する景色、特定の物体、別の表示装置などを視認可能なシースルーディスプレイである。液晶表示装置１０１は、スイッチング素子として複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を有するアクティブマトリクス基板１１と、アクティブマトリクス基板１１に対向して配置された対向基板１２と、アクティブマトリクス基板１１と対向基板１２との間に位置する液晶層１４とを備える。アクティブマトリクス基板１１と対向基板１２とは、シール１３によって、所定の間隔を空けて貼り合わせられており、アクティブマトリクス基板１１と対向基板１２との間であって、シール１３に囲まれる領域内に液晶層１４が配置されている。

液晶表示装置１０１は、アクティブマトリクス基板１１、液晶層１４および対向基板１２が積層された領域に、画像が表示される表示領域２ａを有する。表示領域２ａは、行方向（ｘ方向）および列方向（ｙ方向）のマトリクス状に配置された複数の第１領域２０および複数の第２領域３０を含んでいる。分かりやすさのため、以下の図では、第１領域を灰色で示している。第２領域３０は第１領域２０と重畳しない位置に配置されている。本実施形態では、第１領域２０および第２領域３０は行方向および列方向にそれぞれ交互に配置されている。このため、表示領域２ａにおいて、第１領域２０および第２領域３０は、市松状（checkered pattern）に配置されている。第１領域２０および第２領域３０は、上述のように１つおきに配置されてもよいし、１つおきに配置されなくてもよい。例えば、複数画素おきに配置されてもよい。アクティブマトリクス基板１１および対向基板１２の観察者側および背面側には一対の直線偏光板が位置している。

液晶表示装置１０１において、第１領域２０には、画像を表示する画素が位置する。つまり、画素用ＴＦＴが配置され、画素電位を個別に制御することによって、第１領域２０は、入力した画像信号に基づく画像を表示する。一方、第２領域３０は、画像表示には寄与せず、背面側から観察者側へ光を透過させる。つまり、画素用ＴＦＴが配置されないことによって個別に画素電位を制御せず、一定の電圧を印加して液晶層１４が透光性を有する状態にする。これにより、第２領域３０は、入力した画像信号によらず、高い透過率を維持し、液晶表示装置１０１の背面側の景色等などの光を透過させる。これによって、液晶表示装置１０１は、背面側の背景等を容易かつ鮮明に視認できるシースルーディスプレイとして機能する。

アクティブマトリクス基板１１は、表示領域２ａの周囲の少なくとも一部に非表示領域２ｂを有する。本実施形態では、非表示領域２ｂは、表示領域２ａの下方に位置している。非表示領域２ｂは表示領域２ａの上方に位置していてもよい。

以下において詳述するように、液晶表示装置１０１は、アクティブマトリクス基板１１の非表示領域２ｂに位置するソースドライバ１５とゲートドライバ１６とを有している。ソースドライバ１５およびゲートドライバ１６は、好ましくは、アクティブマトリクス基板１１にモノリシックに形成されている。ゲートドライバ１６が表示領域２ａの行方向に隣接する位置はなく、表示領域２ａの列方向に隣接する位置に配置されていることによって、液晶表示装置１０１の水平方向における非表示領域２ｃを小さくして、外観デザインの自由度を高めることが可能である。例えば、本実施形態の液晶表示装置はフリーフォームディスプレイとして好適に用いられる。

液晶表示装置１０１は、各種信号をソースドライバ１５およびゲートドライバ１６に入力する制御回路４をさらに備えており、ソースドライバ１５とゲートドライバ１６は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板）３によって制御回路４と接続されている。

図３は、液晶表示装置１０１による画像と、その後方領域との見え方の一例を示す模式図である。図３に示すように、液晶表示装置１０１の表示領域２ａには、上部に示す所望の静止画像または動画像が表示可能である。図３の中央に示す景色が液晶表示装置１０１の背面側に見える場合、図３の下部に示すように、所望の画像に透けた状態で背景が観察可能である。液晶表示装置１０１の背面側に見える景色は、液晶表示装置や有機ＥＬ装置など別の表示装置による静止画像または動画像であってもよい。

なお、図１および図２に示す例では、液晶表示装置１０１は、バックライトおよびカラーフィルタを備えていない。しかし、本実施形態の液晶表示装置は、背面側に透光性の高い導光板と、赤色、緑色および青色の光をそれぞれ時分割で発光可能なエッジライトとを備え、フィールドシーケンシャル方式でフルカラー表示が可能であってもよい。また、画像表示が可能な第１領域２０の３つを１つのセットとして、例えば、赤色、緑色および青色のカラーフィルタを配置し、フルカラー表示が可能な液晶表示装置を実現してもよい。

また、図１および図２に示す例では、表示領域２ａの全体に第１領域２０および第２領域３０が交互（千鳥状）に配置されていることによって、液晶表示装置では、表示領域２ａ全体がシースルー領域となる。しかし、表示領域２ａの一部が非シースルー領域であってもよい。この場合、表示領域２ａのうち、非シースルー領域には第２領域３０が配置されず、第１領域２０のみが配置される。

図４は、液晶表示装置１０１の表示領域２ａの構成を示す拡大平面模式図である。図５は、図４のＡ－Ａ線における液晶表示装置１０１の断面模式図である。図６は、図４のＢ－Ｂ線における液晶表示装置１０１の断面模式図である。

アクティブマトリクス基板１１は、表示領域２ａにおいて、ガラス基板等の透明な第１基板４０上に、行方向に互いに平行に伸びるように位置する複数のゲートバスライン４１および複数の補助容量配線（Ｃｓ信号線）４２と、ゲート絶縁膜４３を介して各ゲートバスライン４１および各補助容量配線４２と交差する方向（列方向）に互いに平行に伸びた複数のソースバスライン４４および複数のダミーソースバスライン４５とを備えている。

本実施形態では、ゲートバスライン４１および補助容量配線４２は、列方向において１本ずつ交互に配置されており、ソースバスライン４４およびダミーソースバスライン４５は、行方向において１本ずつ交互に配置されている。複数のゲートバスライン４１と、複数のソースバスライン４４およびダミーソースバスライン４５とが表示領域２ａを矩形状に区画するように全体として格子状に配置されており、これらの配線で区画された領域に第１領域２０および第２領域３０が市松状に位置する。第１領域２０および第２領域３０を便宜的に「画素」とも呼ぶ。各ゲートバスライン４１は、列方向で隣接する画素間に配置されており、各ソースバスライン４４および各ダミーソースバスライン４５は、行方向で隣接する画素間に配置されている。

ゲートバスライン４１および補助容量配線４２はそれぞれ、列方向において、画素ピッチと同じピッチで配置されているが、ソースバスライン４４およびダミーソースバスライン４５はそれぞれ、行方向において、画素ピッチの２倍のピッチで配置されている。第１領域２０の、各ゲートバスライン４１と各ソースバスライン４４との交点付近に、第１ＴＦＴ４６が配置されており、ゲートバスライン４１およびソースバスライン４４と接続されている。ソースバスライン４４には階調信号が供給される。

ダミーソースバスライン４５は、表示領域２ａにおいてソースバスライン４４と同じ層かつ平行に伸びる配線である。本実施形態では、各ダミーソースバスライン４５は、ゲートバスライン４１のいずれか１つと接続されている。図４に示す例では、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３において、ダミーソースバスライン４５とゲートバスライン４１が接続されている。

ダミーソースバスライン４５にはゲートバスライン４１に入力される走査信号が供給される。このため、液晶表示装置１０１において、ダミーソースバスライン４５の総数は、ゲートバスライン４１の総数以上であることが好ましい。各画素間にゲートバスライン４１と、ソースバスライン４４またはダミーソースバスライン４５とが配置される場合には、行方向と列方向の画素数を調節することによって、この条件を満たすことができる。例えば、第１領域２０および第２領域３０の合計の配列数（画素数）を行方向にｘとし、列方向にｙとした場合、ｘ≧２ｙを満たせばよい。

アクティブマトリクス基板１１は、ソースバスライン４４およびダミーソースバスライン４５を覆う無機絶縁膜４７および有機絶縁膜（平坦化膜）４８上に、複数の画素電極２２および複数の透明電極３２をさらに備えている。画素電極２２および透明電極３２は、それぞれ、第１領域２０および第２領域３０に配置されている。各画素電極２２は、ＴＦＴ４６を介して対応するゲートバスライン４１およびソースバスライン４４と接続されており、ＴＦＴ４６を介して当該ソースバスライン４４から階調信号が供給される。一方、透明電極３２は、補助容量配線４２と接続されており、複数の透明電極３２に対して一定の同じ電圧の信号が供給される。なお、図４に示す例では、透明電極３２は、互いに分離した状態で各第２領域３０に配置されているが、各第２領域３０に位置する透明電極３２は互いにつながっていてもよい。

ゲートバスライン４１、ソースバスライン４４およびダミーソースバスライン４５は、金属材料から形成されたメタル配線であり、ソースバスライン４４およびダミーソースバスライン４５は、共通の金属膜をフォトリソ工程にてパターニングすることによって同時に形成することができる。補助容量配線４２は、金属材料から形成されたメタル配線であってもよいし、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料から形成された透明電極であってもよい。前者の場合、ゲートバスライン４１および補助容量配線４２は、共通の金属膜をフォトリソ工程にてパターニングすることによって同時に形成することができる。

画素電極２２および透明電極３２は、ＩＴＯ等の透明導電材料から形成された透明電極であり、共通の透明導電膜をフォトリソ工程にてパターニングすることによって同時に形成することができる。

対向基板１２は、ガラス基板等の第２基板である透明基板５０上に設けられたブラックマトリクス（ＢＭ）５１および無色透明な有機絶縁膜（平坦化膜）５２と、有機絶縁膜５２上に設けられた対向電極５３とを備えている。

対向電極５３は、ＩＴＯ等の透明導電材料から形成された透明電極であり、表示領域２ａの全領域に一様に配置されている。対向電極５３に対しては第１領域２０及び第２領域３０に共通の信号であるＣＯＭ信号が供給される。対向電極５３は、アクティブマトリクス基板１１に設けてもよい。この場合、対向電極５３は、画素電極２２および透明電極３２と同一層に設けられてもよいし、絶縁膜を介して画素電極２２および３２の液晶層１４側またはその反対側に設けられてもよい。

アクティブマトリクス基板１１および対向基板１２の液晶層１４側の表面には、液晶層１４に含まれる液晶分子の配向を制御する配向膜が設けられている。また、アクティブマトリクス基板１１および対向基板１２の液晶層１４と反対側の表面には、それぞれ偏光板、例えば直線偏光板が貼り付けられている。

液晶表示装置１０１は、ノーマリーブラックモードで駆動されてもよいし、ノーマリーホワイトモードで駆動されてもよい。特定の時間以外は後方領域を隠す用途、例えばカーテン、ブラインド等として機能させる場合には、液晶表示装置１０１は、ノーマリーブラックモードで駆動されることが好ましい。また、常時背景が見える状態で使用する場合には、液晶表示装置１０１はノーマリーホワイトモードで駆動されることが好ましい。ノーマリーホワイトモードでは、液晶層１４への電圧無印加時に透過率が最大（白表示状態）となり、液晶層１４に電圧を印加することにより透過率が低下していく。ノーマリーブラックモードでは、液晶層１４への電圧無印加時に透過率が最小（黒表示状態）となり、液晶層１４に電圧を印加することにより透過率が高まっていく。

液晶表示装置１０１における液晶層１４の駆動方式は特に限定されず、例えば、ＴＮ（Twisted Nematic）型、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）型、ＦＦＳ（Fringe-Field Switching）型、ＶＡ（Vertical Alignment）型等であってよい。消費電力の観点からは、ノーマリーホワイトモードの場合ではＴＮ型およびＥＣＢ型が、ノーマリーブラックの場合ではＶＡ型、ＦＦＳ型およびＥＣＢ型がそれぞれ好適である。また、車両の窓等に配置し常時使用する場合、遊技機等に配置し特定の時間にのみ使用する場合等、使用時間に応じて駆動方式を選択することが好ましい。

液晶表示装置１０１は、制御回路４による制御に基づいて、ゲートドライバ１６がダミーソースバスライン４５を介してゲートバスライン４１に走査信号を順次供給し、ソースドライバ１５が、走査信号によって第１ＴＦＴ４６が電圧印加状態（オン状態）となるタイミングで、ソースバスライン４４に階調信号を供給する。画素電極２２は、接続された第１ＴＦＴ４６およびソースバスライン４４を介してソースドライバ１５から供給される階調信号に応じた電位に設定され、画素電極２２と対向電極５３との間で電界（対向電極５３が対向基板１２に設けられる場合は縦電界）が発生し、液晶層１４の液晶分子が回転する。このようにして画素電極２２と対向電極５３との間に印加する電圧の大きさを制御し、液晶層１４のリタデーションを変化させ、光の透過、不透過を制御する。第１領域２０においてＴＦＴ４６に供給された階調信号は、次のフレームまで、画素電極２２、液晶層１４および対向電極５３によって構成される液晶容量に蓄積されるとともに、第１ＴＦＴ４６のドレイン電極、ゲート絶縁膜４３および補助容量配線４２によって構成される補助容量にも蓄積される。

一方、第２領域３０には第１ＴＦＴ４６および透明電極３２をスイッチングする他のＴＦＴが配置されていない。第２領域３０では、透明電極３２と補助容量配線４２とは、ゲート絶縁膜４３、無機絶縁膜４７および有機絶縁膜４８を貫通するコンタクトホール４９を介して互いに接続されている。ノーマリーホワイトモードの場合においては、補助容量配線４２に対向電極５３と実質的に同じ電位の信号（ＣＯＭ信号）を供給する。また、第２領域３０における補助容量配線４２が占める面積は、コンタクトホール４９部分と最小限の配線幅とに相当し、第１領域２０における補助容量配線４２が占める面積よりも小さい。

このように、ＴＦＴが配置されず、補助容量配線４２の占有面積も小さい高開口率（高透過率）な第２領域３０が、第１領域２０に対して交互（千鳥状）に配置されるため、液晶表示装置１０１の背面側の物体や風景を視認しやすくなる。また、第２領域３０において液晶層１４の配向状態を変化させることがないため、液晶の応答速度に係る透過率の低下を抑制できる。

補助容量配線４２に供給される信号は、例えば、外部電源から直流信号として入力される。この場合、補助容量配線４２に供給される信号は、ノーマリーホワイトでは第２領域３０が白、ノーマリーブラックでは第２領域３０が黒となるような電圧無印加状態を実現する固定電位に設定されることが好ましい。また、上述のように、補助容量配線４２には、対向電極５３と実質的に同じ電位の信号（ＣＯＭ信号）を供給することが好ましい。この場合、各補助容量配線４２をアクティブマトリクス基板１１の最上層に設けられた端子部に接続し、この端子部をシール１３内に混入させた金粒子等の導電部材を介して対向基板１２の対向電極５３と接続することにより、外部電源よりＣＯＭ信号を補助容量配線４２および対向電極５３に供給してもよい。

あるいは、図７に示すように、補助容量配線４２と、ゲートバスライン４１と接続されていないダミーソースバスライン４５とを接続し、補助容量配線４２に直流信号を供給してもよい。この場合、液晶表示装置１０１において、ダミーソースバスライン４５の総数はゲートバスライン４１の総数より多くすることが好ましい。例えば、第１領域２０および第２領域３０の合計の配列数を行方向にｘとし、列方向にｙとした場合、ｘ＞２ｙを満たせばよい。これにより、補助容量配線４２と接続されたダミーソースバスライン４５を補助容量配線としても機能させることができる。よって、補助容量配線４２の幅を狭くして、第１領域２０および第２領域３０における開口率を大きくすることもできる。

また、本実施形態では、第１領域２０が第２領域に対して交互に位置しており、第１ＴＦＴ４６は、隣接する２つの第１領域２０の列に対応する第１ＴＦＴ４６が１本のソースバスライン４４（それら２つの第１領域２０の列に挟まれたソースバスライン４４）に接続されている。そのため、隣接する２つの第１領域２０の列の間隙にソースバスライン４４が配置されない部分がある。このソースバスライン４４が配置されない領域に、ダミーソースバスライン４５が配置されており、ダミーソースバスライン４５は、ゲートバスライン４１と接続されている。つまりダミーソースバスライン４５は、ゲートバスライン４１を列方向に引き出すための配線として機能する。これにより、従来の液晶表示装置ではゲートドライバの両端に設けられるゲートドライバまたは引き出し配線を配置するための非表示領域を小さくしたり、実質的に削除したりすることができる。このため、液晶表示装置のいわゆる額縁領域を小さくして、外観デザインの自由度を高めることが可能である。例えば、本実施形態の液晶表示装置は、フリーフォームディスプレイ等に好適に用いることができる。

［第２実施形態］
図８は、本実施形態の液晶表示装置１０２の構成を示す平面模式図である。本実施形態の液晶表示装置１０２は、ゲートドライバが表示領域２ａに配置されている点で第１の実施形態と異なる。非表示領域２ｂには、ソースドライバ１５が配置されており、ゲートドライバは非表示領域２ｂには配置されていない。ゲートドライバが表示領域２ａに配置される液晶表示装置は、例えば、米国特許第９６８５１３１号およびその対応日本特許６２３００７４号およびに開示されている。特許６２３００７４号および米国特許第９６８５１３１の開示をここに参照によって援用する。

図９は、液晶表示装置１０２のゲートドライバの一部であって、２本のゲートバスライン間に配置されるゲートドライバ６０の等価回路を示す。ゲートドライバ６０は、端子１１１～端子１２０と、ＴＦＴ－Ａ～ＴＦＴ－Ｊを含んでいる。端子１１１および端子１１２は、１つ前（前段）のゲートバスライン（ＧＬｎ－１）に印加される走査信号（セット信号Ｓ）が入力され、端子１２０から次の段（後段）のゲートバスライン（ＧＬｎ）に印加される走査信号（Ｓ）が出力される。また、端子１１３、端子１１４、端子１１５には、一垂直走査期間毎に一定期間Ｈ（High）レベルとなるリセット信号ＣＬＲが入力される。端子１１６および端子１１７には、クロック信号ＣＫＡが入力される。端子１１８および端子１１９には、クロック信号ＣＫＢが入力される。

複数のゲートバスラインを走査する方向は、たとえば、図８に示す表示領域２ａにおいて上から下であってもよいし、下から上であってもよい。上述したように、図９に示すゲートドライバ６０は、２本のゲートバスライン間に配置されるので、液晶表示装置１０２において、各ゲートバスライン間にゲートドライバ６０が位置する。隣接するゲートドライバ６０間では、クロック信号ＣＫＡおよびクロック信号ＣＫＢが入力される端子は、逆になる。つまり、端子１１６および端子１１７にクロック信号ＣＫＡが入力され、端子１１８および端子１１９に、クロック信号ＣＫＢが入力されるゲートドライバ６０と、端子１１６および端子１１７にクロック信号ＣＫＢが入力され、端子１１８および端子１１９に、クロック信号ＣＫＡが入力されるゲートドライバ６０とが交互に配置される。

図１０は、これらの信号のタイミングを示す。図１０には、図９に示す配線ｎｅｔＡおよびｎｅｔＢに印加される信号も示している。ゲートドライバ６０は、前段のゲートバスラインに走査信号が入力されると、クロック信号ＣＫＡおよびクロック信号ＣＫＢのタイミングに基づき、次のタイミングで後段のゲートバスラインに走査信号を入力する。

図１１、図１２および図１３は、液晶表示装置１０２の表示領域２ａの構成を示す拡大平面模式図である。第１の実施形態と同様、第１領域２０および第２領域３０が市松状に配置されている。第１領域２０には、画素電極２２および第１ＴＦＴ４６が位置し、第１ＴＦＴ４６は、ゲートバスライン４１およびソースバスライン４４に接続されている。一方、第２領域３０にはゲートドライバ６０を構成する第２ＴＦＴであるＴＦＴ－Ａ～ＴＦＴ－Ｊが分散して配置されている。図９に示されるゲートドライバ６０のキャパシタＣｂｓｔも第２領域３０に配置されている。

ＴＦＴ－Ａ～ＴＦＴ－ＪおよびキャパシタＣｂｓｔは、図９の等価回路にしたがって、相互に配線によって接続され、さらに、ダミーソースバスライン４５およびゲートバスライン４１と接続されている。ＴＦＴ－Ａ～ＴＦＴ－Ｊに接続されたダミーソースバスライン４５には、少なくともクロック信号が供給される。具体的には、図１１、図１２および図１３に示すように、上述したリセット信号ＣＬＲ、クロック信号ＣＫＡ、クロック信号ＣＫＢまたは第１ＴＦＴ４６をオフ状態にする電位であるＶＳＳ信号が供給される。これによって、ダミーソースバスライン４５からゲートドライバ６０を駆動するための信号が供給され、ゲートバスライン４１が順次走査される。

第１の実施形態で説明したように、液晶表示装置１０２はさらに補助容量配線４２を備えていてもよい。この場合には、補助容量配線４２は、ゲートバスライン４１とともに列方向において１本ずつ交互に配置される。また、ゲートバスライン４１は、第２領域３０の透明電極３２と接続されている。

図１４は、液晶表示装置１０２におけるゲートドライバ６０の配置の一例を示す平面模式図である。図１４において示すゲートドライバ６０は、図１１、図１２および図１３に示すゲートドライバ６０の具体的な回路構成を模式的に示している。ゲートバスライン４１は行方向に伸びているため、ゲートドライバ６０は、各ゲートバスライン４１間に１つ配置されていればよく、複数のゲートドライバ６０を隣接する２つのゲートバスライン４１間に配置してもよい。図１４では、各ゲートバスライン４１間に２つのゲートドライバ６０が配置されている例を示している。複数のゲートドライバ６０を各ゲートバスライン４１間に配置する場合には、同じ一対の隣接するゲートバスライン４１の間に配置された２以上のゲートドライバ６０は、同期して駆動することが好ましい。複数のゲートドライバ６０を各ゲートバスライン４１間に配置することによって、ゲートバスライン４１に印加される走査信号の遅延を抑制することができる。

また、補助容量配線４２を配置する場合には、第１の実施形態で説明したように、ゲートドライバ６０の駆動に用いられていないダミーソースバスライン４５を補助容量配線４２と接続してもよい。

本実施形態の液晶表示装置１０２によれば、ゲートドライバ６０を表示領域２ａに配置し、ゲートドライバ６０を駆動するための信号をダミーソースバスライン４５によって供給することができる。したがって、第１の実施形態と同様、液晶表装置の表示領域に対して横方向に位置する非表示領域を小さくすることができる。また、第１の実施形態の液晶表示装置では、ゲートドライバ１６が行方向の一端に位置する非表示領域２ｂにソースドライバとともに配置されていたが、本実施形態の液晶表示装置１０２は、ゲートドライバは表示領域２ａに配置される。このため、非表示領域２ｂの面積も小さくすることができる。よって、液晶表示装置１０２によれば、より外観デザインの自由度を高めることが可能なシースルーディスプレイを提供することができる。

本開示の液晶表示装置は、以下のようにも説明することができる。

第１の構成に係る液晶表示装置は、第１基板と、第１基板に対向して配置された第２基板と、第１基板および第２基板の間に位置する液晶層と、第１基板、第２基板および液晶層が積層した領域に位置する表示領域であって、行方向および列方向のマトリクス状に配列された複数の第１領域、および、複数の第２領域を含む表示領域と、第１基板の複数の第１領域にそれぞれ位置する複数の第１ＴＦＴと、第１基板の複数の第１領域にそれぞれ位置し、複数の第１ＴＦＴの１つにそれぞれ接続された複数の画素電極と、第１基板の複数の第２領域にそれぞれ位置する複数の透明電極と、第１基板または第２基板に位置し、複数の画素電極および複数の透明電極と対向する対向電極と、第１基板に位置する複数のゲートバスラインであって、行方向に伸びており、複数の第１ＴＦＴに接続された複数のゲートバスラインと、第１基板に位置する複数のソースバスラインであって、列方向に伸びており、複数の第１ＴＦＴに接続された複数のソースバスラインと、第１基板に位置する複数のダミーソースバスラインであって、列方向に伸びており、複数のゲートバスラインの１つとそれぞれ接続された複数のダミーソースバスラインと、を備える。

第１の構成によれば、表示領域において、画像表示を行わない第２領域が配置されることによって、液晶表示装置の背面側の物体や風景を視認しやすくなる。また、ダミーソースバスラインによってゲートバスラインが列方向に引き出されるため、表示領域の水平方向に位置する非表示領域を小さくしたり、実質的に削除したりすることができ、液晶表示装置の外観デザインの自由度を高めることが可能である。

第２の構成の液晶表示装置は、第１の構成において、ダミーソースバスラインに接続されたゲートドライバと、ソースバスラインに接続されたソースドライバとをさらに備える。第１基板は、表示領域の周囲であって、複数のソースバスラインおよび複数のダミーソースバスラインの一端に位置する非表示領域を有し、ソースドライバおよびゲートドライバは、非表示領域に位置している。第２の構成によれば、ゲートドライバがソースドライバと同じ非表示領域に配置されるため、表示領域の水平方向に位置する非表示領域を小さくしたり、実質的に削除したりすることができ、液晶表示装置の外観デザインの自由度を高めることが可能である。

第３の構成に係る液晶表示装置は、主面を有する第１基板と、第１基板の主面に対向して配置された第２基板と、第１基板および第２基板の間に設けられた液晶層と、第１基板、第２基板および液晶層が積層した領域に位置する表示領域であって、行方向および列方向のマトリクス状に配列された複数の第１領域、および、複数の第２領域を含む表示領域と、第１基板の複数の第１領域にそれぞれ位置する複数の第１ＴＦＴと、第１基板の複数の第１領域にそれぞれ位置し、複数の第１ＴＦＴの１つに接続された画素電極と、第１基板の複数の第２領域にそれぞれ位置する複数の透明電極と、第１基板または第２基板に位置し、複数の画素電極および複数の透明電極と対向する対向電極と、第１基板に位置する複数のゲートバスラインであって、行方向に伸びており、複数の第１ＴＦＴに接続された複数のゲートバスラインと、第１基板に位置する複数のソースバスラインであって、列方向に伸びており、複数の第１ＴＦＴに接続された複数のソースバスラインと、第１基板に位置する複数のダミーソースバスラインであって、列方向に伸びる複数のダミーソースバスラインと、複数のゲートバスラインと接続され、複数の第２ＴＦＴを含むゲートドライバと、を備える。複数の第２ＴＦＴは、第１基板の複数の第２領域に位置しており、複数のダミーソースバスラインの少なくとも一部と接続されている。

第３の構成によれば、表示領域において、画像表示を行わない第２領域が配置されることによって、液晶表示装置の背面側の物体や風景を視認しやすくなる。また、ゲートドライバが表示領域に配置されているため、従来ゲートドライバが配置されていた表示領域の水平方向に位置する非表示領域を小さくしたり、実質的に削除したりすることができ、液晶表示装置の外観デザインの自由度を高めることが可能である。また、ゲートドライバを構成するＴＦＴは第２領域に位置しているため、画像が表示される第１領域の開口率を高めることができる。

第４の構成に係る液晶表示装置は、第３構成において、ソースバスラインと接続されたソースドライバをさらに備える。第１基板は、表示領域の周囲であって、複数のソースバスラインの一端に位置する非表示領域を有し、ソースドライバは、非表示領域に位置している。第４の構成によれば、ソースドライバ配置される非表示領域にはゲートドライバを配置しなくてよいため、この非表示領域を小さくすることができる。

第５の構成にかかる液晶表示装置は、第３または第４の構成において、複数のダミーソースバスラインにはクロック信号が供給される。

第６の構成に係る液晶表示装置は、第１～第５の構成において、第１基板に位置する複数の補助容量配線であって、行方向に伸びており、複数の透明電極と接続された複数の補助容量配線を更に備える。これにより、補助容量配線を用いて容量を維持することができる。

第７の構成に係る液晶表示装置は、第６の構成において、複数のソースバスラインに階調信号が供給され、複数の補助容量配線に共通の信号が供給される。

第８の構成に係る液晶表示装置は、第１～第７の構成において、複数の第１領域および複数の第２領域は、市松状に配置され、隣接する２列の第１領域に位置する第１ＴＦＴは、同じ１本のソースバスラインに接続されている。

第９の構成に係る液晶表示装置は、第１～第８の構成において、複数のソースバスラインおよび複数のダミーソースバスラインは、列方向において交互に位置している。

第１０の構成に係る液晶表示装置は、第１～第９の構成において、複数の補助容量配線の少なくとも一部は複数のダミーソースバスラインの一部と接続されている。このため、補助容量配線の幅を細くすることができ、第１領域および第２領域における開口率をさらに大きくすることができる。

第１１の構成に係る液晶表示装置は、第１～第１０の構成において、第２領域において、透明電極に接続されたＴＦＴを備えていない。

第１２の構成に係る液晶表示装置は、第１～第９の構成において、液晶表示装置はノーマリーホワイトモードで駆動される。ノーマリーホワイトモードで駆動することによって、液晶表示装置の背面側の物体や風景を常時視認しやすくなる。

第１３の構成に係る液晶表示装置は、第１～第９の構成において、液晶表示装置はノーマリーブラックモードで駆動される。ノーマリーブラックモードで駆動することによって、液晶表示装置の背面側の物体や風景が視認しにくくなり、ブラインドあるいはカーテンとしての機能を果たすことが可能である。

本開示の実施形態による液晶表示装置は、フリーフォームディスプレイ、ショーウインドウ、乗り物の窓、遊技機、デジタルサイネージ、建物の窓など、背景等を視認することが可能な表示装置に好適に用いられる。

２ａ…表示領域、２ｂ、２ｃ…非表示領域、４…制御回路、１１…アクティブマトリクス基板、１２…対向基板、１３…シール、１４…液晶層、１５…ソースドライバ、１６…ゲートドライバ、２０…第１領域、２２…画素電極、３０…第２領域、３２…透明電極、４０…第１基板、４１…ゲートバスライン、４２…補助容量配線、４３…ゲート絶縁膜、４４…ソースバスライン、４５…ダミーソースバスライン、４６…ＴＦＴ、４７…無機絶縁膜、４８…有機絶縁膜、４９…コンタクトホール、５０…透明基板、５２…有機絶縁膜、５３…対向電極、６０…ゲートドライバ、１０１、１０２…液晶表示装置、１１１～１２０…端子

Claims (13)

1. 第１基板と、
   前記第１基板に対向して配置された第２基板と、
   前記第１基板および前記第２基板の間に位置する液晶層と、
   前記第１基板、前記第２基板および前記液晶層が積層した領域に位置する表示領域であって、行方向および列方向のマトリクス状に配列された複数の第１領域、および、複数の第２領域を含む表示領域と、
   前記第１基板の前記複数の第１領域にそれぞれ位置する複数の第１ＴＦＴと、
   前記第１基板の前記複数の第１領域にそれぞれ位置し、前記複数の第１ＴＦＴの１つにそれぞれ接続された複数の画素電極と、
   前記第１基板の前記複数の第２領域にそれぞれ位置する複数の透明電極と、
   前記第１基板または前記第２基板に位置し、前記複数の画素電極および前記複数の透明電極と対向する対向電極と、
   前記第１基板に位置する複数のゲートバスラインであって、行方向に伸びており、前記複数の第１ＴＦＴに接続された複数のゲートバスラインと、
   前記第１基板に位置する複数のソースバスラインであって、列方向に伸びており、前記複数の第１ＴＦＴに接続された複数のソースバスラインと、
   前記第１基板に位置する複数のダミーソースバスラインであって、列方向に伸びており、前記複数のゲートバスラインの１つとそれぞれ接続された複数のダミーソースバスラインと、
   を備える、液晶表示装置。
2. 前記ダミーソースバスラインに接続されたゲートドライバと、前記ソースバスラインに接続されたソースドライバとをさらに備え、
   前記第１基板は、前記表示領域の周囲であって、前記複数のソースバスラインおよび前記複数のダミーソースバスラインの一端に位置する非表示領域を有し、
   前記ソースドライバおよび前記ゲートドライバは、前記非表示領域に位置している、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 主面を有する第１基板と、
   前記第１基板の前記主面に対向して配置された第２基板と、
   前記第１基板および前記第２基板の間に設けられた液晶層と、
   前記第１基板、前記第２基板および前記液晶層が積層した領域に位置する表示領域であって、行方向および列方向のマトリクス状に配列された複数の第１領域、および、複数の第２領域を含む表示領域と、
   前記第１基板の前記複数の第１領域にそれぞれ位置する複数の第１ＴＦＴと、
   前記第１基板の前記複数の第１領域にそれぞれ位置し、前記複数の第１ＴＦＴの１つに接続された画素電極と、
   前記第１基板の前記複数の第２領域にそれぞれ位置する複数の透明電極と、
   前記第１基板または前記第２基板に位置し、前記複数の画素電極および前記複数の透明電極と対向する対向電極と、
   前記第１基板に位置する複数のゲートバスラインであって、行方向に伸びており、前記複数の第１ＴＦＴに接続された複数のゲートバスラインと、
   前記第１基板に位置する複数のソースバスラインであって、列方向に伸びており、前記複数の第１ＴＦＴに接続された複数のソースバスラインと、
   前記第１基板に位置する複数のダミーソースバスラインであって、列方向に伸びる複数のダミーソースバスラインと、
   前記複数のゲートバスラインと接続され、複数の第２ＴＦＴを含むゲートドライバと、
   を備え、
   前記複数の第２ＴＦＴは、前記第１基板の前記複数の第２領域に位置しており、前記複数のダミーソースバスラインの少なくとも一部と接続されている、液晶表示装置。
4. 前記ソースバスラインと接続されたソースドライバをさらに備え、
   前記第１基板は、前記表示領域の周囲であって、前記複数のソースバスラインの一端に位置する非表示領域を有し、
   前記ソースドライバは、前記非表示領域に位置している、請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記複数のダミーソースバスラインにはクロック信号が供給される、請求項３または４に記載の液晶表示装置。
6. 前記第１基板に位置する複数の補助容量配線であって、前記行方向に伸びており、前記複数の透明電極と接続された複数の補助容量配線を更に備える請求項１から５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記複数のソースバスラインに階調信号が供給され、
   前記複数の補助容量配線に共通の信号が供給される、請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記複数の第１領域および前記複数の第２領域は、市松状に配置され、
   隣接する２列の第１領域に位置する第１ＴＦＴは、同じ１本のソースバスラインに接続されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
9. 前記複数のソースバスラインおよび前記複数のダミーソースバスラインは、前記列方向において交互に位置している、請求項１から８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
10. 前記複数の補助容量配線の少なくとも一部は前記複数のダミーソースバスラインの一部と接続されている、請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
11. 前記第２領域において、前記透明電極に接続されたＴＦＴを備えていない、請求項１から１０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
12. 前記液晶表示装置はノーマリーホワイトモードで駆動される、請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
13. 前記液晶表示装置はノーマリーブラックモードで駆動される、請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

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