(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置された第１基板と第２基板とが液晶層を挟持した状態でシールによって貼り合わされ、前記第１基板の内面側には走査信号線、映像信号線、画素電極、共通電極、アクティブ素子、及び配向膜が形成され、前記第２基板の内面側には金属遮光膜、カラーフィルタ、及び配向膜が形成されており、前記画素電極と共通電極は前記液晶層に対して実質的に基板面と平行な電界が印加できるように構成された液晶装置において、
前記金属遮光膜は、表示部の遮光膜と、前記表示部の周囲に存在する見切り部と、前記見切り部より外側に形成された前記見切り部と異なるパターンと、によって構成され、前記見切り部より外側に形成された前記見切り部と異なるパターンは、前記表示部の遮光膜のパターンの配設ルールに近いパターン形状とされており、
前記第２基板側に散布され、前記第１基板と前記第２基板の間に配置されたスペーサーを備えていることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記金属遮光膜は、前記共通電極の電位、前記映像信号線の中心電位、前記走査信号線の非選択電位、前記駆動手段のロジック電位のいずれかの一定電位とされていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、ノートパソコンや液晶テレビなどに用いられている液晶装置は、ほとんどがＴＮ（Twisted Nematic）モードである。しかし、このＴＮモードは観察方向によって異なる見え方がする。この視角特性を改善する方法として、特開昭５６−０９１２７７号公報や特開平０６−１６０８７８号公報で横電界を用いたＩＰＳ（In Plane Switching）モードが提案されている。
【０００３】
以下に、ＩＰＳモードの動作原理について簡単に説明する。図４（ａ）（ｂ）はＩＰＳモードを用いた液晶パネル内での液晶の動作を示す断面図で、図４（ｃ）（ｄ）はその正面図である。図４はＴＦＴ（Thin Film Transistor）などのアクティブ素子を省略した模式図である。この模式図は、図５中のＸ−Ｘ’部分の断面図及び点線で囲まれた部分の拡大図である。図５は１画素の構成図で、この構成図では１画素内に共通電極５０２が２本と画素電極５０１が１本長手方向に存在するが、これはあくまで模式的な図面であり、本来は１画素内に数本の共通電極５０２と数本の画素電極５０１が存在する。図４（ａ）が電圧無印加時のセル断面図で、図４（ｃ）が正面図である。一対の基板４０２・４０８のうち、下側基板４０８の内側に線状の共通電極４１１と画素電極４１０が形成され、さらに液晶分子４０５を並べるための配向膜４０４・４０６が形成されている。一対の基板４０２・４０８間には液晶が挟持されており、液晶分子４０５は電圧無印加時に線状電極（共通電極４１１、画素電極４１０）の長手方向と０度から４５度の角度を有して、均一に配向している。図４ではこの角度を３０度とした。また、この液晶セルの両側に偏光板４０１・４０９を配置している。上側偏光板４０１は吸収軸４１４を液晶の配向方向と平行に、下側偏光板４０９は垂直に配置してある。この状態が、黒表示状態である。液晶材料には誘電異方性が正の材料を用いた。次に、電界４１５を印加すると、図４（ｂ）（ｄ）に示すように液晶分子４０５は電界４１５方向にその長軸を揃えようとするので、液晶分子４０５は偏光板の吸収軸と印加電界の強度に対応してある角度を持つようになる。この印加電界の強度に応じ、液晶セルの複屈折を制御することで、白黒表示を行うことができる。しかしながら、液晶に電界を印加するための画素電極４１０及び共通電極４１１が一方の基板上のみに形成されていて、他方の基板上には電極が全く形成されていないので、静電気で帯電しやすいという問題が生じる。静電気で帯電してしまうと、液晶の配向が乱れ、高画質の表示を行うことができない。また、一度静電気によって帯電してしまうと、一方の基板に電極が存在しないため、この静電気を容易に除去することはできない。またこれを回避する方法が、特願平８−５７９４５号において提示されている。この方法によると、カラーフィルタが形成された基板の金属からなる遮光膜或はカラーフィルタ基板の裏面に透明電極等の導電膜を形成し、それら導電膜で基板電位を一定にしている。この方法によれば静電気に対してかなりの効果がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、金属膜を利用する場合カラーフィルタ基板の遮光膜を単に用いているため、金属部分が表示領域及び見切り部までで限定されてしまい、基板周辺の特にシールに掛る部分から端部にかけての電位までを一定にできない。また、セル厚制御用のスペーサーは静電気の混入をきらい、カラーフィルタ基板側に散布するのが一般的であるが、この面内の電位ムラの影響で特に基板周辺を中心にスペーサー数に偏りを生じセル厚ムラの原因となる。このことはＩＰＳモードにおいては表示時の階調再現性の問題となる。更に、透明電極や他の導電体を設けた場合は、工程数が増加してコストアップになってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は前記課題を解決したもので、特に特願平８−５７９４５号をさらに改善したものであり、静電気の影響を受けにくく帯電しにくい、また帯電しても一定電位となることで高画質な液晶装置を低コストで実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶装置は、対向して配置された第１基板と第２基板とが液晶層を挟持した状態でシールによって貼り合わされ、前記第１基板の内面側には走査信号線、映像信号線、画素電極、共通電極、アクティブ素子、及び配向膜が形成され、前記第２基板の内面側には金属遮光膜、カラーフィルタ、及び配向膜が形成されており、前記画素電極と共通電極は前記液晶層に対して実質的に基板面と平行な電界が印加できるように構成された液晶装置において、前記金属遮光膜は、表示部の遮光膜と、前記表示部の周囲に存在する見切り部と、前記見切り部より外側に形成された前記見切り部と異なるパターンと、によって構成され、前記見切り部より外側に形成された前記見切り部と異なるパターンは、前記表示部の遮光膜のパターンの配設ルールに近いパターン形状とされており、前記第２基板側に散布され、前記第１基板と前記第２基板の間に配置されたスペーサーを備えていることを特徴とする。
【０００７】
前記金属遮光膜には、クロム（Ｃｒ）が適している。
【０００９】
本発明の液晶装置は、前記金属遮光膜は、前記共通電極の電位、前記映像信号線の中心電位、前記走査信号線の非選択電位、前記駆動手段のロジック電位のいずれかの一定電位とされていることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、カラーフィルタの形成された基板の帯電バラツキを防止し、ばらまきスペーサーの均一分散を促し、しかも液晶配向の乱れのない、均一性の優れた表示を比較的低コストで可能にするという効果を有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明に係る液晶装置の構成の要部を示す図である。（ａ）がカラーフィルタ形成基板１００の正面略図であり、（ｂ）が液晶装置の拡大断面図である。まず、構成を説明する。０．７または１．１ｍｍ厚の透明ガラス基板１００、１０７を２枚重ね合わせた構造をとっている。上側ガラス基板１００は内側面にクロム（Ｃｒ）からなる表示部遮光パターン１０１及び表示部周囲に見切りパターン１０２、更に見切りの外周に基板電位を一定にするためのＣｒパターン１０３を、また表示部には赤緑青（ＲＧＢ）カラーフィルタ１０４及び配向膜１０５が順次形成されており、外側には偏光板１０６が配置されている。下側ガラス基板１０７は、内側に共通電極１０８、絶縁層１０９、画素電極１１０及び配向膜１１１が形成されており、外側には偏光板１１２が配置されている。図５のように、走査信号線５０３、映像信号線５０４がマトリクス状に走っていてその交点にＴＦＴ素子５０５が形成されている。１画素内で共通電極５０２と画素電極５０１は絶縁層を介して異なる層に配置されている。図１中の１１５はシールであり透明ガラス基板１００及び１０７を固着している。また基板間にはセル厚コントロールのための樹脂或は金属酸化物ボールからなるスペーサー１１６が散布されている。更に１１３は電界の方向を示している。セル厚は４〜５μｍとし、液晶材料１１４には屈折率異方性Δｎ＝０．０７０で誘電異方性が正のネマティック液晶を用いた。線状の共通電極１０８と画素電極１１０の間の距離を５〜２０μｍとし、両電極の線幅を３〜１０μｍとした。液晶分子が電圧無印加時に線状電極（共通電極１０８、画素電極１１０）の長手方向と３０度の角度を有するようにラビング配向処理を施した。上側ガラス基板１００の偏光板１０６は吸収軸を液晶の配向方向と平行に、下側ガラス基板１０７の偏光板１１２は垂直に配置してある。この状態が、黒表示状態であり、外部駆動手段からの印加電圧に応じて表示が可能となっている。下基板１０７側に、バックライト光源を配置し、上側ガラス基板１００のＣｒの表示部遮光膜１０１、見切り１０２又は見切りの外側のパターン１０３は下側ガラス基板１０７の共通電極１０８と同電位になるように、液晶セルの表示エリア外で銀ペーストを介して短絡されている。このようにして作成された液晶装置は、スペーサー散布時にもカラーフィルタ形成基板表面の電位が一定となり、スペーサーの均一な散布（面内で±１５％）が行われた。またシールで貼り合わせた後も±０．１μｍ以内のセル厚精度となり均一性の優れた液晶装置となり、階調数も６４階調まで再現できた。この装置を用い約１ｋＶの静電気で静電耐圧試験を行っても、全く帯電せずに良好な表示が行えた。本実施例構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（接地電位）であるので、カラーフィルタ形成基板が外部からの静電気等で帯電しないようになり、高画質な表示が可能になる。また接地電位は既に液晶装置内に存在する電位であるので、新たにつくる必要がない。更に、比較のために従来のカラーフィルタ形成基板の遮光膜構造を図６に示す。この基板６００を用いてスペーサー散布したところ見切りパターン６０２の境界を中心に電位ムラを生じ、個数バラツキが±３��％となった。また図１と同様なパネルを作成したところ、セル厚精度が±０．３μｍであり階調再現性がやや不十分であった。
【００１３】
（実施例２）
図２は本発明に係る他の液晶装置の構造の要部を示す図であり、カラーフィルタ形成基板の平面図である。本実施例では、カラーフィルタ形成基板２００の見切り２０２より外側に形成された電位一定化のためのＣｒパターン２０３を図１（ｂ）のシール部１１５に相当する部分まで設けた構造であり、基板２００のほぼ端部まで形成されている。本実施例によればカラーフィルタ基板全面の電位を一定にできるため、スペーサー散布時における個数のバラツキも±１０％以内に押さえることができ、この基板を用いて実施例１と同様な構造に組み合わせて作成した液晶装置は、±０．０５μｍのセル厚精度で、液晶の静電気による配向不良もなく、階調再現性も極めて良好であった。また約１ｋＶの静電気で静電耐圧試験を行っても、全く帯電せずに良好な表示が行えた。本実施例構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（接地電位）であるので、カラーフィルタ形成基板が外部からの静電気等で帯電しないようになり、高画質な表示が可能になる。また、接地電位は既に液晶装置内に存在する電位であるので、新たにつくる必要がない。
【００１４】
（実施例３）
図３は本発明に係わる更に他の液晶装置の構造の要部を示す図であり、カラーフィルタ形成基板の平面図である。本実施例では、カラーフィルタ基板３００の見切りパターン３０２を図１（ｂ）のシール部１１５に相当する部分まで設けた構造である。本実施例によればカラーフィルタ基板全面の電位を一定にできるため、スペーサー散布時における個数のバラツキも±１３％以内に押さえることができ、この基板を用いて実施例１と同様な構造に組み合わせて作成した液晶装置は、±０．０８μｍのセル厚精度で、液晶の静電気による配向不良もなく、階調再現性も極めて良好であった。また約１ｋＶの静電気で静電耐圧試験を行っても、全く帯電せずに良好な表示が行えた。本実施例構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（接地電位）であるので、カラーフィルタ形成基板が外部からの静電気等で帯電しないようになり、高画質な表示が可能になる。また、接地電位は既に液晶装置内に存在する電位であるので、新たにつくる必要がない。
【００１５】
尚、本実施例中図面においては、表示部遮光部、見切り、見切りの外側金属パターンを斜線の書き方で区別しているが、これらパターンは同一膜で同時に形成されるものである。更に、見切り外側金属膜のパターン形状は、ストレート、格子、ベタ、ランダム状と任意であるが、できれば一定パターンでしかも、表示部遮光膜のパターンルールに近いものが、面内の電位が安定し易く望ましい。
【００１６】
以上、本実施例のような液晶装置の構成にすると、カラーフィルタ形成基板が外部からの静電気等で帯電せず、高画質な表示が可能になる。
【００１７】
本実施例では、Ｃｒ膜の電位を接地電位としたが、共通電極電位、映像信号の中心電位、走査信号の非選択電位、外部駆動手段のロジック電位としても構わない。また、上下基板を電気的に接続しないでフローティング電位としても構わない。更にＣｒ以外のＴａ、Ａｌ、Ａｕ，Ｎｉなどの金属或はそれら金属の合金膜でも同様の効果があることを確認した。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の液晶装置によれば、走査信号線、映像信号線、画素電極、共通電極及びアクティブ素子が形成された基板上に液晶の配向膜が直接または絶縁層を介して形成され、前記基板はカラーフィルタ及び液晶の配向膜が形成されたもう一方の基板と対向して配置され、前記両基板間に液晶が挟持され、前記画素電極と共通電極は液晶層に対し実質的に基板面と平行な電界が印加できるように構成され、前記液晶を駆動する駆動手段と液晶層の配向状態により光学特性を変化させる偏光板を備えた液晶装置において、前記カラーフィルタが形成された基板の表示部の遮光膜及びその周辺の見切り部、更には見切り部より外側にも金属膜が形成されてなり、前記金属膜が一定電位であるので、前記カラーフィルタ形成基板が一定電位となり、外部からの静電気等で帯電しないようになり、高画質な表示が可能になる。
【００１９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶装置の構成図。
【図２】本発明の液晶装置のカラーフィルタ形成基板の一例を示す平面略図。
【図３】本発明の液晶装置のカラーフィルタ形成基板の他の一例を示す平面略図。
【図４】ＩＰＳモードの説明図。
【図５】１画素の構成図。
【図６】従来のカラーフィルタ形成基板の平面略図。
【符号の説明】
１００・・・カラーフィルタ形成基板
１０１・・・表示部遮光膜
１０２・・・見切り部
１０３・・・見切りの外側パターン
１０４・・・カラーフィルタ
１０５、１１１・・・配向膜
１０６、１１２・・・偏光板
１０８・・・共通電極
１０９・・・絶縁層
１１０・・・画素電極
１１３・・・電界
１１４・・・液晶
１１５・・・シール
１１６・・・スペーサー
２００・・・カラーフィルタ形成基板
２０１・・・表示部遮光膜
２０２・・・見切り部
２０３・・・見切りの外側パターン
２０４・・・カラーフィルタ
３００・・・カラーフィルタ形成基板
３０１・・・表示部遮光膜
３０２・・・見切り部
３０３・・・見切りの外側パターン
３０４・・・カラーフィルタ
４０１、４０９・・・偏光板
４０２、４０８・・・基板
４０３・・・カラーフィルタ
４０４、４０６・・・配向膜
４０５・・・液晶分子
４０７・・・絶縁層
４１０、５０１・・・画素電極
４１１、５０２・・・共通電極
４１２、５０４・・・映像信号線（ソース線）
４１３・・・下側偏光板の吸収軸
４１４・・・上側偏光板の吸収軸
４１５・・・電界
５０３・・・走査信号線（ゲート線）
５０５・・・ＴＦＴ素子
６００・・・カラーフィルタ形成基板
６０１・・・表示部遮光膜
６０２・・・見切り部
６０４・・・カラーフィルタ
【図１】
0003987142.tif 000002
【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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