JP3598948B2 - 液晶装置及びそれを用いた電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各画素（絵素ともいう）にスイッチングするアクティブ素子を配置し、このアクティブ素子により画素の液晶に対する電圧印加を制御するアクティブマトリックス型液晶装置に関し、特に、各画素において液晶層に対して横電界（層方向）をかけるタイプの液晶装置に関する。
【０００２】
また、本発明は上記液晶装置を用いた電子機器に関する。
【０００３】
【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。
【０００４】
以下に、ＩＰＳモードの動作原理について図面を用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あり、図４（ａ）は電圧無印加時のセル断面図、図４（ｂ）は液晶やしきい値を越えた電圧印加時のセル断面図である。また、図４（ｃ）は図４（ａ）の平面図、図４（ｄ）は図４（ｂ）の平面図である。図４において、４０１、４０９は一対の偏光板、４０２、４０８は液晶を挟持する一対の基板、４０３はカラーフィルタ、４０４、４０６は配向膜、４０５は模式的に示した液晶分子を示す。また、４１０は画素電極、４１１は画素における画素電極の対向電極となる共通電極、４１２は画像信号線（ソース線）、４０７は画素電極４１０と共通電極４１１の層を隔てる絶縁層である。ＩＰＳモードの液晶装置においては、このように一方の基板上に液晶に電界を印加する画素電極及び共通電極を並置する構造をなす。また、４１３は下側偏光板の吸収軸、４１４は上側偏光板の吸収軸である。
【０００５】
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画素の構成図であり、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。これはあくまで模式的な図面であり、１画素内に数本の共通電極５０２と数本の画素電極５０１が存在しても構わない。また、同図において、５０３は走重信号線（ゲート線）、５０４は画像信号線（ソース線）、５０５は薄膜トラシジスタ（ＴＦＴ）を示す。
【０００６】
電圧無印加時の図４（ａ）（ｃ）において、一対の基板４０２・４０８のうち、上側基板４０２上にはカラーフィルタ４０３が形成され、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）の長手方向と所定の角度（０度から４５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。
【０００７】
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は印加電界の強度に対応して偏光板の吸収軸に対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、液晶セルの配向する角度を制御することにより液晶の複屈折が制御できる。それにより、一対の偏光板を透過する光透過率を制御でき、それにより階調表示を行うことができる。
【０００８】
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、他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。
【０００９】
そこで、本発明は静電気の影響を受けにくくさらに静電気に帯電しにくい高画質な液晶装置を実現することを目的とする。
【００１０】
【発明の開示】
本発明は、一対の基板間に液晶が挟持され、一方の該基板上に、マトリクス状に配置された走査信号線及び画像信号線、該走査信号線と該画像信号線の交差に応じて配置されたアクティブ素子、該アクティブ素子に接続された画素電極、共通電極が配置され、前記画素電極と前記共通電極の間の液晶に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る液晶装置において、前記一方の基板と対向する他方の前記基板の対向面側には金属遮光膜を有するカラーフィルタが形成されているとともに、該カラーフィルタの前記液晶側には該液晶を駆動するための電極が形成されておらず、前記金属遮光膜には前記一対の基板間を電気的に接続する銀ペースト又は異方性導電膜を介して前記一方の基板側から一定電位が印加されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記金属遮光膜には、前記共通電極と同電位、前記画像信号線に供給される画像信号の中心電位、前記走査信号線に印加される走査信号の非選択電位、該液晶装置を駆動する駆動手段のロジック電位のいずれかの一定電位が印加されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記金属遮光膜は、前記液晶が駆動される画素エリアの周辺部で前記共通電極と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、前記他方の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。前記他方の基板に一定電位である金属遮光膜が存在しなければ、この基板が静電気で帯電してしまい、前記一方の基板上の画素電極や共通電極との間に数万Ｖ以上の大きな電位差を生じ、液晶がこの電位差に応答してしまう。このため、高画質な表示を得るためには液晶を駆動するための電極を持たない前記他方の基板に一定電位の金属遮光膜を設けることは重要である。前記金属遮光膜には、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）銅（Ｃｕ）の合金などが適している。
【００１４】
また、本発明は、一対の基板間に液晶が挟持され、一方の該基板上に、マトリクス状に配置された走査信号線及び画像信号線、該走査信号線と該画像信号線の交差に応じて配置されたアクティブ素子、該アクティブ素子に接続された画素電極、共通電極が配置され、前記画素電極と前記共通電極の間の液晶に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る液晶装置において、前記一方の基板と対向する他方の前記基板の対向面側には前記液晶を駆動するための電極が形成されておらず、前記他方の基板の前記液晶が駆動される画素エリアの周辺部に導電膜が形成されてなり、当該導電膜には前記一対の基板間を電気的に接続する銀ペースト又は異方性導電膜を介して前記一方の基板側から一定電位が印加されていることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、前記他方の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。前記他方の基板に一定電位である導電膜が存在しなければ、この基板が静電気で帯電してしまい、前記一方の基板上の画素電極や共通電極との間に数万Ｖ以上の大きな電位差を生じ、液晶がこの電位差に応答してしまう。このため、高画質な表示を得るためには液晶を駆動するための電極を持たない前記他方の基板に一定電位の導電膜を設けることは重要である。前記導電膜は、表示部以外に形成されるので、透明である必要がなく多種多様な金属材料を用いることができる。
【００１６】
なお、画素エリアとは、図３に示すような液晶セルにおける点線で示した領域３０３のことで、実際に文字や絵などの表示を行うことができる部分のことである。画素エリアの周辺領域とは、その周辺で表示を行うことができない領域３０４のことである。
【００１７】
また、本発明は、前記一定電位が、接地電位、共通電極の電位、画像信号振幅の中心電位、走査信号の非選択電位、外部駆動手段のロジック電位のいずれかであることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、新たな電位をつくる必要がなく液晶装置内に既に存在する電位を用いることができる。このことによって、コストアップなしに静電気に強い高画質な液晶装置が実現できる。
【００１９】
なお、共通電極電位、画像信号振幅の中心電位、走査信号の非選択電位とは、ＴＦＴ素子を用いた液晶パネルの駆動波形図の図６における６０６、６０５、６０７の電位のことである。図６の駆動波形を図７のＴＦＴ素子の等価回路を用いて簡単に簡明する。６０２及び６０３は走査信号線７０３及び画像信号線７０４の信号であり、それぞれＴＦＴ素子７０５のゲート、ソースに印加される。ＮＴＳＣ方式の画像信号はインタレースされた２つのフィールドからなり、第１フィールド６１０と第２フィールド６１１を合わせて１フレーム６１２とし１枚の絵を構成する。選択期間６０８において、走査信号線７０３に選択パルスが印加されＴＦＴ素子７０５がオンすると、画素電極７０１の電位６０４は画像信号線７０４の電位６０３とほぼ等しくなる。非選択期間６０９では、ＴＦＴ素子７０５がオフし液晶容量７０６に書き込まれた信号は保持される。このようにして、すべての走査信号線７０３が１本ずつ順次選択され、すべての画素のデータは１フィールドにつき１回ずつ書き換えられることになる。
【００３１】
また、本発明は、前記一方の基板側にはバックライト光源が配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、上記いずれかの液晶装置を種々の電子機器の表示装置として用いたことを特徴とする。
【００３２】
【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。
【００３３】
（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１０４の平面図であり、（ｂ）が液晶装置の断面図である。まず、構成を説明する。１．１ｍｍ厚の透明ガラス基板１０４・１０９を２枚重ね合わせた構造をとっており、その間に液晶層１０６が挟持される。上側ガラス基板１０４は内側にクロム（Ｃｒ）遮光膜１０１、赤緑青（ＲＧＢ）カラーフィルタ１０２及び配向膜１０５が順次形成されており、外側には偏光板１０３が配置されている。下側ガラス基板１０９は、内側に共通電極１１１、絶縁層１０８、画素電極１１２及び配向膜１０７が形成されており、外側には偏光板１１０が配置されている。
【００３４】
各画素は下側ガラス基板の平面図となる先に説明した図５に示されるように、走査信号線（ゲート線）５０３、画像信号線（ソース線）５０４がマトリクス状に配置されており、その交点近傍に、ゲート電極が走査信号線５０３、ソース電極が画像信号線５０４、ドレイン電極が画素電極５０１（１１２）に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）５０５が形成されている。
【００３５】
図１のＣｒ遮光膜１０１は、下側基板に形成されたＴＦＴ素子及び画像信号線・走査信号線の領域を遮光するように形成されるものである。
【００３６】
図１において、１画素内で共通電極１１１（５０２）と画素電極１１２（５０１）は絶縁層１０８を介して異なる層に配置されている。図１中の１１３は電界の方向を示している。基板間のギャップを４．５μｍとし、液晶材料１０６には屈折率異方性△ｎ＝０．０７０で誘電異方性が正のネマティツク液晶を用いた。線状の共通電極１１１と画素電極１１２の間の距離を１０μｍとし、両電極の線幅を５μｍとした。液晶分子の分子長軸方向が線状電極（共通電極１１１、画素電極１１２）の長手方向と３０度の角度を有するようラビング配向処理を施した。上側ガラス基板１０４の偏光板１０３は吸収軸を液晶の配向方向と平行に、下側ガラス基板１０９の偏光板１１０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液晶分子の配向する角度が変化し、それにより液晶の複屈折率が変化するので階調表示が可能となっている。なお、下基板１０９側には、バックライト光源が配置される。この液晶分子の配向の仕方及び偏光板の吸収軸の設定は、先に説明した図４と同様である。
【００３７】
また、図１のＣｒ遮光膜１０１は、下側基板に形成されたＴＦＴ素子及び画像信号線・走査信号線の領域を遮光するように形成されるものである。
【００３８】
次に、図６及び図７を用いて、以上に説明したアクティブマトリックス型液晶装置の駆動方法について説明する。図７は液晶装置の１画素の等価回路図であり、図６は駆動波形を示す。図７において、７０３は図５の５０３に相当する走査信号線であり、７０４は図５の５０４に相当する画像信号線でり、７０５は図５の５０５に相当するＴＦＴ素子である。ＴＦＴ素子７０５のゲート電極は走査信号線５０３に接続され、ソース電極は画像信号線７０４に接続され、ドレイン電極は図５の５０１（図１の１１２）に相当する画素電極７０１に接続される。７０６は液晶容量であり、７０２は図５の５０２（図１の１１１）に相当する共通電極５０２である。図６は１画素における駆動を時系列的に示したものであり、６０７は走査信号線に印加される走査信号、６０８はＴＦＴ素子を導通させる選択期間、６０９はＴＦＴ素子を非導通させて液晶に印加した電圧を保持する非選択期間である。選択期間６０８においては、画像信号線に供給される画像信号６０３がＴＦＴ素子を介して画素電極に供給される。６１２は１フレーム期間を示し、６１０は第１フィールド、６１１は第２フィールドを示す。画像信号６０３は第１フィールドと第２フィールドとで、画像信号の振幅中心電位６０５を基準として電圧極性が反転されている。６０４は画素電極の電位であり、共通電極の電位６０６との間の電位差が液晶に印加される電圧となる。選択期間６０８においてＴＦＴ素子を介して画像信号６０６が画素電極に印加され、画素電極の電位は画像信号６０６の電位になる。しかし、選択期間６０８において、ＴＦＴ素子のドレイン電極とゲート電極の間に寄生する容量に蓄積された電荷が、非選択期間６０９に画素電極側に流れ込み画素電極の電位は△Ｖ降下する。このため、共通電極電位６０６を画像信号の振幅中心電位６０５から予め△Ｖだけ下げておく。これにより、画素電極の電位は共通電極電位を基準としてフィールド毎に実質的に対称に極性反転する。なお、液晶容量７０６だけでなく、これと並列に蓄積容量を画素内に設けることができる。この場合、この蓄積容量は、図５における画素の周辺部にて、画素電極５０１と共通電極５０２の絶縁膜を介してオーバーラップさせることで形成される。
【００３９】
さて、このような構成の液晶装置において、本実施例では、図８に示すように上側ガラス基板８０１（図１の１０４）のＣｒ遮光膜８０７（図１の１０１）を、下側ガラス基板８０２（図１の１０９）に形成された共通電極８０８（図１の１１１）と同電位になるように、液晶セルの画素エリア８０３の周辺部８０４で銀ペースト８０５を介して短絡している。図８の（ａ）は液晶パネルの平面図であり、（ｂ）は上下基板を銀ペーストによって短絡させた拡大断面図である。図８においてＣｒ遮光膜は画素エリア８０３内ではＴＦＴ素子と画素間を遮光するが、画素エリアの周辺部８０４では画素エリア８０３とシール部８０６の間では画素エリアを取り囲むように形成することにより画素エリアの見切りとすることができる。
【００４０】
周辺部８０４のシール部の外側に引き出されたＣｒ遮光膜８０７（１０１）は、銀ペースト８０５によって液晶パネルのシール部（一対の基板を接着するシールであり画素エリア８０３を取り囲むように配置される）８０６の外側４点で、画素エリアから引き出された共通電極８０８（１１１）と電気的に短絡されている。複数の箇所で遮光膜と共通電極とを接続しているのは、画素エリア全体において遮光膜の電圧分布を均一化するためのものである。
【００４１】
図８（ｂ）において、共通電極８０８から引き出された端子部は、異方性導電膜（ＡＣＦ：Ａｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｆｉｌｍ）８０９を介して、液晶ドライバを実装する又は、回路基板と液晶パネルを接続するフレキシブル基板８１０上に形成されて共通電極電位を供給する電極配線８１１に電気的に接続される。
【００４２】
このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００４３】
以上の実施例１のような液晶装置の構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（共通電極電位）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。カラーフィルタ形成基板に一定電位である金属遮光膜が存在しなければ、静電気によって上側基板と下側基板上の画素電極や共通電極との間に大きな電位差を生じ、液晶がこの電位差に応答してしまう。このため、高画質な表示を得るためには液晶を駆動するための電極を持たないカラーフィルタ形成基板に一定電位の金属遮光膜を設けることが重要となってくる。また、本実施例で金属遮光膜の電位として用いた共通電極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。よって、液晶装置の静電対策を低コストで実現できる。
【００４４】
（実施例２）
図９に示すように、実施例１と同様な液晶装置の構成において、上側ガラス基板のＣｒ遮光膜９０３（図１の１０１）を接地した。このときの構成を図９を用いて説明する。図９（ａ）は液晶パネルの平面図であり、（ｂ）は上下基板を銀ペーストによって短絡させた拡大断面図である。上側基板９０１（図１の１０４）内側のＣｒ遮光膜９０３はシール部９０６の外側で銀ペースト９０５を介して下側基板９０２（図１の１０９）内側のダミー電極９０４に接続される。そして、このダミー電極９０４は、図９（ｂ）に示すように、異方性導電膜（ＡＣＦ）９０７を介して、液晶ドライバを実装する又は、回路基板と液晶パネルを接続するフレキシブル基板９０９上に形成されて接地電位を供給する電極配線９０８に電気的に接続される。液晶駆動用回路基板における接地電位配線に接続した。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００４５】
以上の実施例２のような液晶装置の構成にすると、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。Ｃｒ遮光膜の電位を接地電位とすると、Ｃｒ遮光膜と画素電極、共通電極との間で若干の電位差を生じる。しかし、Ｃｒ遮光膜上にはカラーフィルタ層、配向膜などが存在するので、この部分で電圧降下がおき実際に液晶に印加される電位差はきらに小さくなり無視できる程度となる。また、一定電位であるＣｒ遮光膜が存在しなければ、静電気によってカラーフィルター形成基板が帯電すると数万Ｖの電位差が液晶に印加されることになってしまい、表示装置として機能しなくなってしまう。このため、高画質な表示を得るには液晶を駆動するための電極を持たないカラーフィルタ形成基板に一定電位（接地電位）の金属遮光膜を設けることが重要となってくる。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く低コストで静電気に強い高画質な液晶装置が実現できる。
【００４６】
（実施例３）
実施例１と同様な液晶装置の構成において、上側ガラス基板のＣｒ遮光膜を画像信号の振幅における中心電位（図６の６０５）に接続した。このときの接続方法は図９のようにし、ダミー電極９０４を、液晶パネルに実装されるフレキシブル基板９０９に配線される画像信号振幅の中心電位の電位配線に接続することで実現した。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００４７】
以上の実施例３のような液晶装置の構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（画像信号の振幅の中心電位）であるので、実施例１、実施例２と同様な理由により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、画像信号の中心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。
【００４８】
（実施例４）
実施例１と同様な液晶装置の構成において、上側ガラス基板のＣｒ遮光膜を走査信号線（図５の５０３）に印加される非選択電位（図６の走査信号６０７の非選択期間６０９の電位）に接続した。このときの接続方法は図９のようにし、ダミー電極９０４を、液晶パネルに実装されるフレキシブル基板９０９における走査信号線の非選択電位の電位配線に接続することで実現した。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００４９】
以上の実施例４のような液晶装置の構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（走査信号の非選択電位）であるので、実施例１、実施例２と同様な理由により、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、走査信号の非選択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。
【００５０】
（実施例５）
実施例１と同様な液晶装置の構成において、上側ガラス基板のＣｒ遮光膜を液晶駆動回路のロジツク電位に接続した。このときの接続方法は図９のようにし、ダミー電極を、液晶パネルに実装されるフレキシブル基板９０９におけるロジック電位配線に接続することで実現した。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００５１】
以上の実施例５のような液晶装置の構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（ロジック電位）であるので、実施例１、実施例２と同様な理由により、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、ロジック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。
【００５２】
なお、以上の実施例ではＣｒ金属膜を遮光膜としたが、Ｃｒ以外のＴａ、Ａｌ、Ａｕなどの金属膜でも同様の効果があることを確認した。
【００５３】
（実施例６）
図２（ａ）は本発明に係る液晶装置の構造の要部を示す図である。
まず、構成を説明する。１．１ｍｍ厚の透明ガラス基板２０３・２１０を２枚重ね合わせた構造をとっており、その間に液晶層２０７が挟持される。上側ガラス基板２０３には内側に赤線青（ＲＧＢ）カラーフィルタ２０４、樹脂遮光膜２０５及び配向膜２０６が順次形成されており、外側にはＩＴＯ透明導電膜２０２及び偏光板２０１が配置されている。下側ガラス基板２１０は、内側に共通電極２１３、絶縁層２０９、画素電極２１２及び配向膜２０８が形成されており、外側には偏光板２１１が配置されている。
【００５４】
各画素は下側ガラス基板の平面図となる先に説明した図５に示されるように、走査信号線（ゲート線）５０３、画像信号線（ソース線）５０４がマトリクス状に配置されており、その交点近傍に、ゲート電極が走査信号線５０３、ソース電極が画像信号線５０４、ドレイン電極が画素電極５０１（２１２）に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）５０５が形成されている。なお、駆動方法は実施例１と同様である。
【００５５】
図２において、１画素内で共通電極２１３と画素電極２１２は絶縁層２０９を介して異なる層に配置されている。図２（ａ）中の２１４は、電界の方向を示している。この実施例では実施例１とギャップ、電極間距離、ラビング方向を若干変更している。すなわち、基板間のギャップを４．０μｍとし、液晶材料２０７には屈折率異方性△ｎ＝０．０７０で誘電異方性が正のネマティツク液晶を用いた。線状の共通電極２１３と画素電極２１２の間の距離を１５μｍとし、両電極の線幅を５μｍとした。液晶分子が電圧無印加時に線状電極（共通電極２１３、画素電極２１２）の長手方向と４５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２０３の偏光板２０１は吸収軸を液晶の配向方向と平行に、下側ガラス基板２１０の偏光板２１１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液晶分子の配向角度が変化することにより階調表示が可能となつている。また、下基板２１０側にバックライト光源を配置している。
【００５６】
なお、図２（ａ）において、遮光膜２０５は、下側基板に形成されたＴＦＴ素子及び画像信号線・走査信号線の領域を遮光するように配置される。
【００５７】
本実施例においては、上側ガラス基板２０３のＩＴＯ透明導電膜２０２の電位は画素エリア以外の領域から電気配線により液晶駆動回路基板上の接地電位に接続されている。
【００５８】
図３は液晶パネルの平面図を示す図であり、図中３０２は下側基板（図２（ａ）の２１０）、３０１は上側基板（図２（ａ）の２０３）、３０３は画素エリア、３０４はその周辺部である。本実施例では、上側基板の外側における画素エリア３０３と周辺部３０４に透明導電膜２０２が形成される。
【００５９】
透明導電膜への接地電位の接続方法としては、この透明導電膜を周辺部の端部にて露出させ、一定電位（接地電位）が印加されている金属製の外枠（図示せず）等に接触させる又は接続部材を介して接続することにより、透明導電膜に一定電位（接地電位）を与えることが考えられる。外枠に一定電位（接地電位）が印加されていれば、この外枠ケース自体も液晶装置のシールド機能を有することになるので、静電気保護がより一層確実になる。但し、接地電位への透明導電膜の接続方法は、上記の例に限定されるものではなく、種々の方法が採用されて良い。
【００６０】
このような液晶装置に、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。
【００６１】
以上の実施例６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。また、接地電位は液晶装置内に従来から存在する電位であるので、新たにつくる必要がない。
【００６２】
本実施例では、ＩＴＯ透明導電膜の電位を接地電位としたが、実施例２〜５のように、共通電極電位、画像信号振幅の中心電位、走査信号の非選択電位、外部駆動手段のロジック電位のような一定電位としても構わない。また、透明導電膜にはＩＴＯを用いたが、ＳｎＯ２などの透明導電膜でも構わない。透明導電膜は全面に形成する必要はなく、部分的な形成でも構わない。
【００６３】
（実施例７）
実施例６に示すような液晶装置において、上側基板におけるＩＴＯ透明導電膜の代わりに画素エリア３０３を除く周辺部３０４にＣｒ金属膜を形成した。上側ガラス基板のＣｒ金属膜の電位は接地電位とした。この周辺部３０４のＣｒ金属膜は画素エリア３０３の周辺を遮光する見切り板として機能させることもできる。電位の接続方法は、実施例６と同様に種々考えられる。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００６４】
以上の実施例７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しにくく、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。
【００６５】
本実施例では、Ｃｒ金属膜の電位を接地電位としたが、共通電極電位、画像信号の中心電位、走査信号の非選択電位、外部駆動手段のロジック電位のような一定電位としても静電気の影響を受けず良好な表示を行うことができた。
【００６６】
また、本実施例では、Ｃｒ金属膜を液晶パネル基板の外側面上の画素エリア以外の領域に形成したが、実施例１と同様に、Ｃｒ金属膜を液晶パネル基板の内側面上の周辺部の領域に形成しても同様の効果を確認した（但し、本実施例の場合は、画素エリア内でのＴＦＴ素子及び画素間の遮光は樹脂遮光膜による）。
【００６７】
また、Ｃｒ以外のＴａ、Ａｌ、Ａｕなどの金属膜でも同様の効果があることを確認した。
【００６８】
（実施例８）
本実施例は、実施例６で説明した図２（ａ）の構成を変更した構成である。本実施例においては、基板間のギャップを４．０μｍとし、液晶材料２０７には屈折率異方性△ｎ＝０．０７０で誘電異方性が正のネマティツク液晶を用いた。線状の共通電極２１３と画素電極２１２の間の距離を１５μｍとし、両電極の線幅を１０μｍとした。液晶分子が電圧無印加時に線状電極（共通電極２１３、画素電極２１２）の長手方向と４５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２０３の偏光板２０１は吸収軸を液晶の配向方向と平行に、下側ガラス基板２１０の偏光板２１１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液晶分子の配向角度が変化することにより階調表示が可能となっている。また、下基板２１０側にはパックライト光源が配置される。
【００６９】
本実施例においては、上側ガラス基板２０３のＩＴＯ透明導電膜２０２の電位はフローティング状態とし、電気的な接続は全く施していない。このような液晶装置に、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。
【００７０】
以上の実施例８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しにくく、高画質な表示が可能になる。また、前記透明導電膜の電位がフローティング状態であるので、電気的な接続をしなくてもよく、低コストで静電気対策が可能となる。
【００７１】
（実施例９）
図２（ｂ）は本発明に係る液晶装置の構造の要部を示す図である。
まず、構成を説明する。１．１ｍｍ厚の透明ガラス基板２１６・２２４を２枚重ね合わせた構造をとっており、その間に液晶層２２１が挟持されている。上側ガラス基板２１６には内側に赤緑青（ＲＧＢ）カラーフィルタ２１８、樹脂遮光膜２１７、ＩＴＯ透明導電膜２１９及び配向膜２２０が順次形成されており、外側には偏光板２１５が配置されている。下側ガラス基板２２４は、内側に共通電極２２７、絶縁層２２３、画素電極２２８及び配向膜２２２が形成されており、外側には偏光板２２５が配置されている。
【００７２】
各画素は下側ガラス基板の平面図となる先に説明した図５に示されるように、走査信号線（ゲート線）５０３、画像信号線（ソース線）５０４がマトリクス状に配置されており、その交点近傍に、ゲート電極が走査信号線５０３、ソース電極が画像信号線５０４、ドレイン電極が画素電極５０１（２２８）に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）５０５が形成されている。なお、駆動方法は実施例１と同様である。
【００７３】
１画素内で共通電極２２７と画素電極２２８は絶縁層２２３を介して異なる層に配置されている。図２（ｂ）中の２２６は、電界の方向を示している。この実施例では実施例１と基板間のギャップ、屈折率異方性、電極間距離、ラビング方向を若干変更している。すなわち、基板間のギャップを４．０μｍとし、液晶材料２２１には屈折率異方性△ｎ＝０．０８５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２２７と画素電極２２８の間の距離を１２μｍとし、両電極の線幅を５μｍとした。液晶分子が電圧無印加時に線状電極（共通電極２２７、画素電極２２８）の長手方向と４０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２１６の偏光板２１５は吸収軸を液晶の配向方向と平行に、下側ガラス基板２２４の偏光板２２５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液晶分子の配向角度が変化することにより階調表示が可能となっている。また、下基板２２４側にはバックライト光源が配置される。
【００７４】
なお、図２（ａ）において、遮光膜２０５は、下側基板に形成されたＴＦＴ素子及び画像信号線・走査信号線の領域を遮光するように配置される。
【００７５】
本実施例においては、上側ガラス基板２１６のＩＴＯ透明導電膜２１９の電位はフローティング状態とし、電気的な接続は全く施していない。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００７６】
以上の実施例９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しにくく、高画質な表示が可能になる。また、前記透明導電膜の電位がフローティング状態であるので、電気的な接続をしなくてもよく、低コストで静電気対策が可能となる。通常透明導電膜を液晶層と接する面つまり液晶セル内部に形成すると、画素電極や共通電極との間に電界が発生して画質を低下させてしまうが、導電膜の電位がフローティング状態にあるので、画質低下を極力抑えることができる。
【００７７】
本実施例では、ＩＴＯ透明導電膜を上側基板のカラーフィルタ層と配向膜の間に設けたが、基板とカラーフィルタ層の間に設けても構わない。
【００７８】
（実施例１０）
本実施例では、実施例８及び実施例９における図２の樹脂遮光膜２０５・２１７をＣｒなどの金属遮光膜に変更する。また、このとき金属遮光膜をＴＦＴ素子及び画素間の遮光膜として機能させるだけでなく、画素エリアの周辺部にて実施例１から実施例５の図８に示されるように一定電位に接続する。
【００７９】
さらに実施例８及び実施例９で示したようなフローティング状態のＩＴＯ透明導電膜を、図２に示すように上側基板の外側面または内側面に形成するようにして、Ｃｒ遮光膜とフローティング状態のＩＴＯ透明導電膜とを組み合わせる。
【００８０】
このようにすると、静電気を吸収するフローティング状態のＩＴＯ透明導電膜と静電気から液晶をシールドする金属遮光膜とが存在するので、静電気に対してさらに耐久性があがる。
【００８１】
但し、上側基板の内側面に金属遮光膜と透明導電膜を積層して形成する場合は、両者をカラーフィルタまたは絶縁膜等によって絶縁する必要がある。
【００８２】
本実施例では、ＩＴＯ透明導電膜を上側基板のカラーフィルタ層と配向膜の間に設けたが、基板とカラーフィルタ層の間に設けても構わない。
【００８３】
（実施例１１）
実施例８及び実施例９に示すような液晶装置において、ＩＴＯ透明導電膜の代わりに、図３に示す画素エリア３０３の周辺部３０４の上側ガラス基板の外側面または内側面上にＣｒ金属膜を形成した。上側ガラス基板のＣｒ金属膜の電位はフローティング状態とした。
【００８４】
このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００８５】
以上の実施例１１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しにくく、高画質な表示が可能になる。また、Ｃｒ金属膜の電位がフローティング状態であるので、電気的な接続をしなくてもよく、低コストで静電気対策が可能となる。また、この遮光膜には画素エリアの見切り機能を持たせることもできる。
【００８６】
以上述べたように、本発明によれば、静電気の影響を受けにくい高画質な液晶装置を実現することができる。
【００８７】
（実施例１２）
本実施例は、図１（ｂ）、又は図２（ａ）若しくは（ｂ）の構成において、上側偏光板１０３、２０１、２１５に導電性を持たせたものである。このような偏光板は、偏光板のフィルム材料に導電性粒子を混入させる、或いは偏光フィルムに透明導電層を貼り付けて一体化させる等により、容易に製造することができる。
【００８８】
この導電性偏光板は、フォローティング状態にするか、或いは導電性偏光板又は偏光板の導電層を露出させて、これに対して、実施例６と同様の方法により、一定電位（共通電極電位、接地電位、走査信号の非選択電位、外部駆動手投のロジック電位のいずれか）を印加するかすれば良い。一定電位を印加する場合は、実施例６と同様な接続方法を採用することができる。
【００８９】
このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００９０】
以上の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しにくく、高画質な表示が可能になる。
【００９１】
なお、下側偏光板も併せて、導電性を有する偏光板とし、液晶パネルを上下から導電性偏光板で挟めば、より一層静電気に対して良好な表示を行うことができる。
【００９２】
さらに、本実施例は、他の実施例１〜１１のいずれの実施例とも組み合わせて、液晶パネルに採用しても良い。そうすることにより、より一層の静電気対策ができる。
【００９３】
（実施例１３）
上述の実施例１〜１２の液晶装置を用いて構成される電子機器の実施例について以下に説明する。
【００９４】
液晶装置を用いた電子機器は、図１０に示す表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、表示駆動回路１００４、液晶パネルなどの表示パネル１００６、クロック発生回路１００８及び電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ、テレビ信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて、ビデオ信号などの表示情報を出力する。表示情報処理回路１００２は、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて表示情報を処理して出力する。この表示情報処理回路１００２は、例えば増幅・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路あるいはクランプ回路等を含むことができる。表示駆動回路１００４は、走査側駆動回路及びデータ側駆動回路を含んで構成され、液晶パネル１００６を表示駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に電力を供給する。
【００９５】
このような構成の電子機器として、図１１に示すマルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）の他、図１２に示すページャ、あるいは携帯電話、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などを挙げることができる。
【００９６】
図１１に示すパーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示画面１２０６とを有する。
【００９７】
図１２に示すページャ１３００は、金属製フレーム１３０２内に、ガラス基板１３０４、バックライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６、回路基板１３０８、第Ｉ，第２のシールド板１３１０，１３１２、２つの弾性導電体１３１４，１３１６、及びフィルムキャリアテープ（フレキシブル基板）１３１８を有する。２つの弾性導電体１３１４，１３１６及びフィルムキャリアテープ１３１８は、ガラス基板１３０４と回路基板１３０８とを接続するものである。
【００９８】
ここで、基板１３０４は、２枚の透明ガラス基板１３０４ａ，１３０４ｂの間に液晶を封入したもので、これにより少なくとも液晶パネル装置が構成される。一方の透明基板に、図１０に示す駆動回路１００４、あるいはこれに加えて表示情報処理回路１００２を形成することができる。基板１３０４に搭載されない回路は、基板の外付け回路とされ、図１２の場合には回路基板１３０８に搭載できる。
【００９９】
図１２はページャの構成を示すものであるから、ガラス基板１３０４以外に回路基板１３０８が必要となるが、電子機器用の一部品として液晶表示装置が使用される場合であって、透明基板に表示駆動回路などが搭載される場合には、その液晶表示装置の最小単位は基板１３０４である。あるいは、基板１３０４を筐体としての金属フレーム１３０２に固定したものを、電子機器用の一部品である液晶装置として使用することもできる。さらに、バックライト式の場合には、金属製フレーム１３０２内に、基板１３０４と、バックライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６とを組み込んで、液晶表示装置を構成することができる。これらに代えて、図１３に示すように、基板１３０４を構成する２枚の透明基板１３０４ａ，１３０４ｂの一方に、金属の導電膜が形成されたポリイミドテープ（フレキシブル基板）１３２２にＩＣチップ１３２４を実装したＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）１３２０を接続して、電子機器用の一部品である液晶装置として使用することもできる。
【０１００】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１０１】
実施例１〜１２との関連では、液晶装置には図１０の電源回路１０１０から種々の一定電位が供給されるものであり、実施例にて遮光膜や透明導電膜に印加される一定電位は、上記電源回路から、または駆動回路１００４から供給されることになる。また、実施例にて説明されたように、遮光膜は共通電極やダミー電極に接続されるものであるが、共通電極やダミー電極は、図１２のテープ１３１８や図１３のテープ１３２２により、一定電位の配線に接続される。
【０１０２】
また、上側ガラス基板の外側面に形成した透明導電膜や金属膜に一定電位を印加する場合は、先に説明したように、金属製外枠となる図１２のフレーム１３０２に図１０の電源回路１０１０から一定電位を与え、これを介して上側基板１３０４ａの透明導電膜や金属膜に一定電位を供給するようにすれば良い。
【０１０３】
なお、以上の実施例では、Ｃｒ金属膜を用いたが、Ｃｒ以外のＴａ、Ａｌ、Ａｕの他、ＣｒとＮｉやＣｕとの合金の金属膜でも同様の効果があることを確認した。また、以上の実施例では透明導電膜にはＩＴＯを用いたが、ＳｎＯ２などの透明導電膜でも構わない。さらに透明導電膜は全面に形成する必要はなく、部分的な形成でも構わない。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる液晶装置は、広視野角を有するアクティブマトリックス型液晶装置であるので、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等の表示装置として、さらにマルティメディア端末機器やテレビ等のモニターとして用いることができる。特に、静電気の発生しやすい環境、例えば電子機器の多いオフィス等の環境において、液晶装置を静電気から保護するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶装置の構成図である。
【図２】本発明の液晶装置の断面構成図である。
【図３】本発明の液晶セルの平面図である。
【図４】ＩＰＳモードの説明図である。
【図５】本発明の液晶装置における１画素の構成図である。
【図６】ＴＦＴ型液晶装置の駆動波形を示す図である。
【図７】本発明の液晶装置における１画素の等価回路図である。
【図８】本発明における銀ペーストによって上下基板の内面の電極を短絡させた液晶セルの平面図と拡大断面図である。
【図９】本発明における銀ペーストによって上下基板の内面の電極を短絡させた液晶セルの断面図である。
【図１０】本発明の液晶装置の駆動回路図である。
【図１１】本発明の液晶装置を用いたパーソナルコンピュータの例を示す図である。
【図１２】本発明の液晶装置を用いたペ−ジャの構成例を示す図である。
【図１３】本発明の液晶装置の実装構造例を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は各画素（絵素ともいう）にスイッチングするアクティブ素子を配置し、このアクティブ素子により画素の液晶に対する電圧印加を制御するアクティブマトリックス型液晶装置に関し、特に、各画素において液晶層に対して横電界（層方向）をかけるタイプの液晶装置に関する。
【０００２】
また、本発明は上記液晶装置を用いた電子機器に関する。
【０００３】
【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。
【０００４】
以下に、ＩＰＳモードの動作原理について図面を用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あり、図４（ａ）は電圧無印加時のセル断面図、図４（ｂ）は液晶やしきい値を越えた電圧印加時のセル断面図である。また、図４（ｃ）は図４（ａ）の平面図、図４（ｄ）は図４（ｂ）の平面図である。図４において、４０１、４０９は一対の偏光板、４０２、４０８は液晶を挟持する一対の基板、４０３はカラーフィルタ、４０４、４０６は配向膜、４０５は模式的に示した液晶分子を示す。また、４１０は画素電極、４１１は画素における画素電極の対向電極となる共通電極、４１２は画像信号線（ソース線）、４０７は画素電極４１０と共通電極４１１の層を隔てる絶縁層である。ＩＰＳモードの液晶装置においては、このように一方の基板上に液晶に電界を印加する画素電極及び共通電極を並置する構造をなす。また、４１３は下側偏光板の吸収軸、４１４は上側偏光板の吸収軸である。
【０００５】
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画素の構成図であり、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。これはあくまで模式的な図面であり、１画素内に数本の共通電極５０２と数本の画素電極５０１が存在しても構わない。また、同図において、５０３は走重信号線（ゲート線）、５０４は画像信号線（ソース線）、５０５は薄膜トラシジスタ（ＴＦＴ）を示す。
【０００６】
電圧無印加時の図４（ａ）（ｃ）において、一対の基板４０２・４０８のうち、上側基板４０２上にはカラーフィルタ４０３が形成され、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）の長手方向と所定の角度（０度から４５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。
【０００７】
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は印加電界の強度に対応して偏光板の吸収軸に対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、液晶セルの配向する角度を制御することにより液晶の複屈折が制御できる。それにより、一対の偏光板を透過する光透過率を制御でき、それにより階調表示を行うことができる。
【０００８】
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、他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。
【０００９】
そこで、本発明は静電気の影響を受けにくくさらに静電気に帯電しにくい高画質な液晶装置を実現することを目的とする。
【００１０】
【発明の開示】
本発明は、一対の基板間に液晶が挟持され、一方の該基板上に、マトリクス状に配置された走査信号線及び画像信号線、該走査信号線と該画像信号線の交差に応じて配置されたアクティブ素子、該アクティブ素子に接続された画素電極、共通電極が配置され、前記画素電極と前記共通電極の間の液晶に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る液晶装置において、前記一方の基板と対向する他方の前記基板の対向面側には金属遮光膜を有するカラーフィルタが形成されているとともに、該カラーフィルタの前記液晶側には該液晶を駆動するための電極が形成されておらず、前記金属遮光膜には前記一対の基板間を電気的に接続する銀ペースト又は異方性導電膜を介して前記一方の基板側から一定電位が印加されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記金属遮光膜には、前記共通電極と同電位、前記画像信号線に供給される画像信号の中心電位、前記走査信号線に印加される走査信号の非選択電位、該液晶装置を駆動する駆動手段のロジック電位のいずれかの一定電位が印加されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記金属遮光膜は、前記液晶が駆動される画素エリアの周辺部で前記共通電極と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、前記他方の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。前記他方の基板に一定電位である金属遮光膜が存在しなければ、この基板が静電気で帯電してしまい、前記一方の基板上の画素電極や共通電極との間に数万Ｖ以上の大きな電位差を生じ、液晶がこの電位差に応答してしまう。このため、高画質な表示を得るためには液晶を駆動するための電極を持たない前記他方の基板に一定電位の金属遮光膜を設けることは重要である。前記金属遮光膜には、クロム（Ｃｒ）やニッケル（Ｎｉ）銅（Ｃｕ）の合金などが適している。
【００１４】
また、本発明は、一対の基板間に液晶が挟持され、一方の該基板上に、マトリクス状に配置された走査信号線及び画像信号線、該走査信号線と該画像信号線の交差に応じて配置されたアクティブ素子、該アクティブ素子に接続された画素電極、共通電極が配置され、前記画素電極と前記共通電極の間の液晶に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る液晶装置において、前記一方の基板と対向する他方の前記基板の対向面側には前記液晶を駆動するための電極が形成されておらず、前記他方の基板の前記液晶が駆動される画素エリアの周辺部に導電膜が形成されてなり、当該導電膜には前記一対の基板間を電気的に接続する銀ペースト又は異方性導電膜を介して前記一方の基板側から一定電位が印加されていることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、前記他方の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。前記他方の基板に一定電位である導電膜が存在しなければ、この基板が静電気で帯電してしまい、前記一方の基板上の画素電極や共通電極との間に数万Ｖ以上の大きな電位差を生じ、液晶がこの電位差に応答してしまう。このため、高画質な表示を得るためには液晶を駆動するための電極を持たない前記他方の基板に一定電位の導電膜を設けることは重要である。前記導電膜は、表示部以外に形成されるので、透明である必要がなく多種多様な金属材料を用いることができる。
【００１６】
なお、画素エリアとは、図３に示すような液晶セルにおける点線で示した領域３０３のことで、実際に文字や絵などの表示を行うことができる部分のことである。画素エリアの周辺領域とは、その周辺で表示を行うことができない領域３０４のことである。
【００１７】
また、本発明は、前記一定電位が、接地電位、共通電極の電位、画像信号振幅の中心電位、走査信号の非選択電位、外部駆動手段のロジック電位のいずれかであることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、新たな電位をつくる必要がなく液晶装置内に既に存在する電位を用いることができる。このことによって、コストアップなしに静電気に強い高画質な液晶装置が実現できる。
【００１９】
なお、共通電極電位、画像信号振幅の中心電位、走査信号の非選択電位とは、ＴＦＴ素子を用いた液晶パネルの駆動波形図の図６における６０６、６０５、６０７の電位のことである。図６の駆動波形を図７のＴＦＴ素子の等価回路を用いて簡単に簡明する。６０２及び６０３は走査信号線７０３及び画像信号線７０４の信号であり、それぞれＴＦＴ素子７０５のゲート、ソースに印加される。ＮＴＳＣ方式の画像信号はインタレースされた２つのフィールドからなり、第１フィールド６１０と第２フィールド６１１を合わせて１フレーム６１２とし１枚の絵を構成する。選択期間６０８において、走査信号線７０３に選択パルスが印加されＴＦＴ素子７０５がオンすると、画素電極７０１の電位６０４は画像信号線７０４の電位６０３とほぼ等しくなる。非選択期間６０９では、ＴＦＴ素子７０５がオフし液晶容量７０６に書き込まれた信号は保持される。このようにして、すべての走査信号線７０３が１本ずつ順次選択され、すべての画素のデータは１フィールドにつき１回ずつ書き換えられることになる。
【００３１】
また、本発明は、前記一方の基板側にはバックライト光源が配置されていることを特徴とする。
また、本発明は、上記いずれかの液晶装置を種々の電子機器の表示装置として用いたことを特徴とする。
【００３２】
【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。
【００３３】
（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１０４の平面図であり、（ｂ）が液晶装置の断面図である。まず、構成を説明する。１．１ｍｍ厚の透明ガラス基板１０４・１０９を２枚重ね合わせた構造をとっており、その間に液晶層１０６が挟持される。上側ガラス基板１０４は内側にクロム（Ｃｒ）遮光膜１０１、赤緑青（ＲＧＢ）カラーフィルタ１０２及び配向膜１０５が順次形成されており、外側には偏光板１０３が配置されている。下側ガラス基板１０９は、内側に共通電極１１１、絶縁層１０８、画素電極１１２及び配向膜１０７が形成されており、外側には偏光板１１０が配置されている。
【００３４】
各画素は下側ガラス基板の平面図となる先に説明した図５に示されるように、走査信号線（ゲート線）５０３、画像信号線（ソース線）５０４がマトリクス状に配置されており、その交点近傍に、ゲート電極が走査信号線５０３、ソース電極が画像信号線５０４、ドレイン電極が画素電極５０１（１１２）に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）５０５が形成されている。
【００３５】
図１のＣｒ遮光膜１０１は、下側基板に形成されたＴＦＴ素子及び画像信号線・走査信号線の領域を遮光するように形成されるものである。
【００３６】
図１において、１画素内で共通電極１１１（５０２）と画素電極１１２（５０１）は絶縁層１０８を介して異なる層に配置されている。図１中の１１３は電界の方向を示している。基板間のギャップを４．５μｍとし、液晶材料１０６には屈折率異方性△ｎ＝０．０７０で誘電異方性が正のネマティツク液晶を用いた。線状の共通電極１１１と画素電極１１２の間の距離を１０μｍとし、両電極の線幅を５μｍとした。液晶分子の分子長軸方向が線状電極（共通電極１１１、画素電極１１２）の長手方向と３０度の角度を有するようラビング配向処理を施した。上側ガラス基板１０４の偏光板１０３は吸収軸を液晶の配向方向と平行に、下側ガラス基板１０９の偏光板１１０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液晶分子の配向する角度が変化し、それにより液晶の複屈折率が変化するので階調表示が可能となっている。なお、下基板１０９側には、バックライト光源が配置される。この液晶分子の配向の仕方及び偏光板の吸収軸の設定は、先に説明した図４と同様である。
【００３７】
また、図１のＣｒ遮光膜１０１は、下側基板に形成されたＴＦＴ素子及び画像信号線・走査信号線の領域を遮光するように形成されるものである。
【００３８】
次に、図６及び図７を用いて、以上に説明したアクティブマトリックス型液晶装置の駆動方法について説明する。図７は液晶装置の１画素の等価回路図であり、図６は駆動波形を示す。図７において、７０３は図５の５０３に相当する走査信号線であり、７０４は図５の５０４に相当する画像信号線でり、７０５は図５の５０５に相当するＴＦＴ素子である。ＴＦＴ素子７０５のゲート電極は走査信号線５０３に接続され、ソース電極は画像信号線７０４に接続され、ドレイン電極は図５の５０１（図１の１１２）に相当する画素電極７０１に接続される。７０６は液晶容量であり、７０２は図５の５０２（図１の１１１）に相当する共通電極５０２である。図６は１画素における駆動を時系列的に示したものであり、６０７は走査信号線に印加される走査信号、６０８はＴＦＴ素子を導通させる選択期間、６０９はＴＦＴ素子を非導通させて液晶に印加した電圧を保持する非選択期間である。選択期間６０８においては、画像信号線に供給される画像信号６０３がＴＦＴ素子を介して画素電極に供給される。６１２は１フレーム期間を示し、６１０は第１フィールド、６１１は第２フィールドを示す。画像信号６０３は第１フィールドと第２フィールドとで、画像信号の振幅中心電位６０５を基準として電圧極性が反転されている。６０４は画素電極の電位であり、共通電極の電位６０６との間の電位差が液晶に印加される電圧となる。選択期間６０８においてＴＦＴ素子を介して画像信号６０６が画素電極に印加され、画素電極の電位は画像信号６０６の電位になる。しかし、選択期間６０８において、ＴＦＴ素子のドレイン電極とゲート電極の間に寄生する容量に蓄積された電荷が、非選択期間６０９に画素電極側に流れ込み画素電極の電位は△Ｖ降下する。このため、共通電極電位６０６を画像信号の振幅中心電位６０５から予め△Ｖだけ下げておく。これにより、画素電極の電位は共通電極電位を基準としてフィールド毎に実質的に対称に極性反転する。なお、液晶容量７０６だけでなく、これと並列に蓄積容量を画素内に設けることができる。この場合、この蓄積容量は、図５における画素の周辺部にて、画素電極５０１と共通電極５０２の絶縁膜を介してオーバーラップさせることで形成される。
【００３９】
さて、このような構成の液晶装置において、本実施例では、図８に示すように上側ガラス基板８０１（図１の１０４）のＣｒ遮光膜８０７（図１の１０１）を、下側ガラス基板８０２（図１の１０９）に形成された共通電極８０８（図１の１１１）と同電位になるように、液晶セルの画素エリア８０３の周辺部８０４で銀ペースト８０５を介して短絡している。図８の（ａ）は液晶パネルの平面図であり、（ｂ）は上下基板を銀ペーストによって短絡させた拡大断面図である。図８においてＣｒ遮光膜は画素エリア８０３内ではＴＦＴ素子と画素間を遮光するが、画素エリアの周辺部８０４では画素エリア８０３とシール部８０６の間では画素エリアを取り囲むように形成することにより画素エリアの見切りとすることができる。
【００４０】
周辺部８０４のシール部の外側に引き出されたＣｒ遮光膜８０７（１０１）は、銀ペースト８０５によって液晶パネルのシール部（一対の基板を接着するシールであり画素エリア８０３を取り囲むように配置される）８０６の外側４点で、画素エリアから引き出された共通電極８０８（１１１）と電気的に短絡されている。複数の箇所で遮光膜と共通電極とを接続しているのは、画素エリア全体において遮光膜の電圧分布を均一化するためのものである。
【００４１】
図８（ｂ）において、共通電極８０８から引き出された端子部は、異方性導電膜（ＡＣＦ：Ａｉｓｏｔｏｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｆｉｌｍ）８０９を介して、液晶ドライバを実装する又は、回路基板と液晶パネルを接続するフレキシブル基板８１０上に形成されて共通電極電位を供給する電極配線８１１に電気的に接続される。
【００４２】
このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００４３】
以上の実施例１のような液晶装置の構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（共通電極電位）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。カラーフィルタ形成基板に一定電位である金属遮光膜が存在しなければ、静電気によって上側基板と下側基板上の画素電極や共通電極との間に大きな電位差を生じ、液晶がこの電位差に応答してしまう。このため、高画質な表示を得るためには液晶を駆動するための電極を持たないカラーフィルタ形成基板に一定電位の金属遮光膜を設けることが重要となってくる。また、本実施例で金属遮光膜の電位として用いた共通電極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。よって、液晶装置の静電対策を低コストで実現できる。
【００４４】
（実施例２）
図９に示すように、実施例１と同様な液晶装置の構成において、上側ガラス基板のＣｒ遮光膜９０３（図１の１０１）を接地した。このときの構成を図９を用いて説明する。図９（ａ）は液晶パネルの平面図であり、（ｂ）は上下基板を銀ペーストによって短絡させた拡大断面図である。上側基板９０１（図１の１０４）内側のＣｒ遮光膜９０３はシール部９０６の外側で銀ペースト９０５を介して下側基板９０２（図１の１０９）内側のダミー電極９０４に接続される。そして、このダミー電極９０４は、図９（ｂ）に示すように、異方性導電膜（ＡＣＦ）９０７を介して、液晶ドライバを実装する又は、回路基板と液晶パネルを接続するフレキシブル基板９０９上に形成されて接地電位を供給する電極配線９０８に電気的に接続される。液晶駆動用回路基板における接地電位配線に接続した。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００４５】
以上の実施例２のような液晶装置の構成にすると、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。Ｃｒ遮光膜の電位を接地電位とすると、Ｃｒ遮光膜と画素電極、共通電極との間で若干の電位差を生じる。しかし、Ｃｒ遮光膜上にはカラーフィルタ層、配向膜などが存在するので、この部分で電圧降下がおき実際に液晶に印加される電位差はきらに小さくなり無視できる程度となる。また、一定電位であるＣｒ遮光膜が存在しなければ、静電気によってカラーフィルター形成基板が帯電すると数万Ｖの電位差が液晶に印加されることになってしまい、表示装置として機能しなくなってしまう。このため、高画質な表示を得るには液晶を駆動するための電極を持たないカラーフィルタ形成基板に一定電位（接地電位）の金属遮光膜を設けることが重要となってくる。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く低コストで静電気に強い高画質な液晶装置が実現できる。
【００４６】
（実施例３）
実施例１と同様な液晶装置の構成において、上側ガラス基板のＣｒ遮光膜を画像信号の振幅における中心電位（図６の６０５）に接続した。このときの接続方法は図９のようにし、ダミー電極９０４を、液晶パネルに実装されるフレキシブル基板９０９に配線される画像信号振幅の中心電位の電位配線に接続することで実現した。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００４７】
以上の実施例３のような液晶装置の構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（画像信号の振幅の中心電位）であるので、実施例１、実施例２と同様な理由により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、画像信号の中心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。
【００４８】
（実施例４）
実施例１と同様な液晶装置の構成において、上側ガラス基板のＣｒ遮光膜を走査信号線（図５の５０３）に印加される非選択電位（図６の走査信号６０７の非選択期間６０９の電位）に接続した。このときの接続方法は図９のようにし、ダミー電極９０４を、液晶パネルに実装されるフレキシブル基板９０９における走査信号線の非選択電位の電位配線に接続することで実現した。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００４９】
以上の実施例４のような液晶装置の構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（走査信号の非選択電位）であるので、実施例１、実施例２と同様な理由により、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、走査信号の非選択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。
【００５０】
（実施例５）
実施例１と同様な液晶装置の構成において、上側ガラス基板のＣｒ遮光膜を液晶駆動回路のロジツク電位に接続した。このときの接続方法は図９のようにし、ダミー電極を、液晶パネルに実装されるフレキシブル基板９０９におけるロジック電位配線に接続することで実現した。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００５１】
以上の実施例５のような液晶装置の構成にすると、金属遮光膜であるＣｒが一定電位（ロジック電位）であるので、実施例１、実施例２と同様な理由により、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、ロジック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。
【００５２】
なお、以上の実施例ではＣｒ金属膜を遮光膜としたが、Ｃｒ以外のＴａ、Ａｌ、Ａｕなどの金属膜でも同様の効果があることを確認した。
【００５３】
（実施例６）
図２（ａ）は本発明に係る液晶装置の構造の要部を示す図である。
まず、構成を説明する。１．１ｍｍ厚の透明ガラス基板２０３・２１０を２枚重ね合わせた構造をとっており、その間に液晶層２０７が挟持される。上側ガラス基板２０３には内側に赤線青（ＲＧＢ）カラーフィルタ２０４、樹脂遮光膜２０５及び配向膜２０６が順次形成されており、外側にはＩＴＯ透明導電膜２０２及び偏光板２０１が配置されている。下側ガラス基板２１０は、内側に共通電極２１３、絶縁層２０９、画素電極２１２及び配向膜２０８が形成されており、外側には偏光板２１１が配置されている。
【００５４】
各画素は下側ガラス基板の平面図となる先に説明した図５に示されるように、走査信号線（ゲート線）５０３、画像信号線（ソース線）５０４がマトリクス状に配置されており、その交点近傍に、ゲート電極が走査信号線５０３、ソース電極が画像信号線５０４、ドレイン電極が画素電極５０１（２１２）に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）５０５が形成されている。なお、駆動方法は実施例１と同様である。
【００５５】
図２において、１画素内で共通電極２１３と画素電極２１２は絶縁層２０９を介して異なる層に配置されている。図２（ａ）中の２１４は、電界の方向を示している。この実施例では実施例１とギャップ、電極間距離、ラビング方向を若干変更している。すなわち、基板間のギャップを４．０μｍとし、液晶材料２０７には屈折率異方性△ｎ＝０．０７０で誘電異方性が正のネマティツク液晶を用いた。線状の共通電極２１３と画素電極２１２の間の距離を１５μｍとし、両電極の線幅を５μｍとした。液晶分子が電圧無印加時に線状電極（共通電極２１３、画素電極２１２）の長手方向と４５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２０３の偏光板２０１は吸収軸を液晶の配向方向と平行に、下側ガラス基板２１０の偏光板２１１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液晶分子の配向角度が変化することにより階調表示が可能となつている。また、下基板２１０側にバックライト光源を配置している。
【００５６】
なお、図２（ａ）において、遮光膜２０５は、下側基板に形成されたＴＦＴ素子及び画像信号線・走査信号線の領域を遮光するように配置される。
【００５７】
本実施例においては、上側ガラス基板２０３のＩＴＯ透明導電膜２０２の電位は画素エリア以外の領域から電気配線により液晶駆動回路基板上の接地電位に接続されている。
【００５８】
図３は液晶パネルの平面図を示す図であり、図中３０２は下側基板（図２（ａ）の２１０）、３０１は上側基板（図２（ａ）の２０３）、３０３は画素エリア、３０４はその周辺部である。本実施例では、上側基板の外側における画素エリア３０３と周辺部３０４に透明導電膜２０２が形成される。
【００５９】
透明導電膜への接地電位の接続方法としては、この透明導電膜を周辺部の端部にて露出させ、一定電位（接地電位）が印加されている金属製の外枠（図示せず）等に接触させる又は接続部材を介して接続することにより、透明導電膜に一定電位（接地電位）を与えることが考えられる。外枠に一定電位（接地電位）が印加されていれば、この外枠ケース自体も液晶装置のシールド機能を有することになるので、静電気保護がより一層確実になる。但し、接地電位への透明導電膜の接続方法は、上記の例に限定されるものではなく、種々の方法が採用されて良い。
【００６０】
このような液晶装置に、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。
【００６１】
以上の実施例６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。また、接地電位は液晶装置内に従来から存在する電位であるので、新たにつくる必要がない。
【００６２】
本実施例では、ＩＴＯ透明導電膜の電位を接地電位としたが、実施例２〜５のように、共通電極電位、画像信号振幅の中心電位、走査信号の非選択電位、外部駆動手段のロジック電位のような一定電位としても構わない。また、透明導電膜にはＩＴＯを用いたが、ＳｎＯ２などの透明導電膜でも構わない。透明導電膜は全面に形成する必要はなく、部分的な形成でも構わない。
【００６３】
（実施例７）
実施例６に示すような液晶装置において、上側基板におけるＩＴＯ透明導電膜の代わりに画素エリア３０３を除く周辺部３０４にＣｒ金属膜を形成した。上側ガラス基板のＣｒ金属膜の電位は接地電位とした。この周辺部３０４のＣｒ金属膜は画素エリア３０３の周辺を遮光する見切り板として機能させることもできる。電位の接続方法は、実施例６と同様に種々考えられる。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００６４】
以上の実施例７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しにくく、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。
【００６５】
本実施例では、Ｃｒ金属膜の電位を接地電位としたが、共通電極電位、画像信号の中心電位、走査信号の非選択電位、外部駆動手段のロジック電位のような一定電位としても静電気の影響を受けず良好な表示を行うことができた。
【００６６】
また、本実施例では、Ｃｒ金属膜を液晶パネル基板の外側面上の画素エリア以外の領域に形成したが、実施例１と同様に、Ｃｒ金属膜を液晶パネル基板の内側面上の周辺部の領域に形成しても同様の効果を確認した（但し、本実施例の場合は、画素エリア内でのＴＦＴ素子及び画素間の遮光は樹脂遮光膜による）。
【００６７】
また、Ｃｒ以外のＴａ、Ａｌ、Ａｕなどの金属膜でも同様の効果があることを確認した。
【００６８】
（実施例８）
本実施例は、実施例６で説明した図２（ａ）の構成を変更した構成である。本実施例においては、基板間のギャップを４．０μｍとし、液晶材料２０７には屈折率異方性△ｎ＝０．０７０で誘電異方性が正のネマティツク液晶を用いた。線状の共通電極２１３と画素電極２１２の間の距離を１５μｍとし、両電極の線幅を１０μｍとした。液晶分子が電圧無印加時に線状電極（共通電極２１３、画素電極２１２）の長手方向と４５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２０３の偏光板２０１は吸収軸を液晶の配向方向と平行に、下側ガラス基板２１０の偏光板２１１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液晶分子の配向角度が変化することにより階調表示が可能となっている。また、下基板２１０側にはパックライト光源が配置される。
【００６９】
本実施例においては、上側ガラス基板２０３のＩＴＯ透明導電膜２０２の電位はフローティング状態とし、電気的な接続は全く施していない。このような液晶装置に、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。
【００７０】
以上の実施例８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しにくく、高画質な表示が可能になる。また、前記透明導電膜の電位がフローティング状態であるので、電気的な接続をしなくてもよく、低コストで静電気対策が可能となる。
【００７１】
（実施例９）
図２（ｂ）は本発明に係る液晶装置の構造の要部を示す図である。
まず、構成を説明する。１．１ｍｍ厚の透明ガラス基板２１６・２２４を２枚重ね合わせた構造をとっており、その間に液晶層２２１が挟持されている。上側ガラス基板２１６には内側に赤緑青（ＲＧＢ）カラーフィルタ２１８、樹脂遮光膜２１７、ＩＴＯ透明導電膜２１９及び配向膜２２０が順次形成されており、外側には偏光板２１５が配置されている。下側ガラス基板２２４は、内側に共通電極２２７、絶縁層２２３、画素電極２２８及び配向膜２２２が形成されており、外側には偏光板２２５が配置されている。
【００７２】
各画素は下側ガラス基板の平面図となる先に説明した図５に示されるように、走査信号線（ゲート線）５０３、画像信号線（ソース線）５０４がマトリクス状に配置されており、その交点近傍に、ゲート電極が走査信号線５０３、ソース電極が画像信号線５０４、ドレイン電極が画素電極５０１（２２８）に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ素子）５０５が形成されている。なお、駆動方法は実施例１と同様である。
【００７３】
１画素内で共通電極２２７と画素電極２２８は絶縁層２２３を介して異なる層に配置されている。図２（ｂ）中の２２６は、電界の方向を示している。この実施例では実施例１と基板間のギャップ、屈折率異方性、電極間距離、ラビング方向を若干変更している。すなわち、基板間のギャップを４．０μｍとし、液晶材料２２１には屈折率異方性△ｎ＝０．０８５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２２７と画素電極２２８の間の距離を１２μｍとし、両電極の線幅を５μｍとした。液晶分子が電圧無印加時に線状電極（共通電極２２７、画素電極２２８）の長手方向と４０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２１６の偏光板２１５は吸収軸を液晶の配向方向と平行に、下側ガラス基板２２４の偏光板２２５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液晶分子の配向角度が変化することにより階調表示が可能となっている。また、下基板２２４側にはバックライト光源が配置される。
【００７４】
なお、図２（ａ）において、遮光膜２０５は、下側基板に形成されたＴＦＴ素子及び画像信号線・走査信号線の領域を遮光するように配置される。
【００７５】
本実施例においては、上側ガラス基板２１６のＩＴＯ透明導電膜２１９の電位はフローティング状態とし、電気的な接続は全く施していない。このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００７６】
以上の実施例９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しにくく、高画質な表示が可能になる。また、前記透明導電膜の電位がフローティング状態であるので、電気的な接続をしなくてもよく、低コストで静電気対策が可能となる。通常透明導電膜を液晶層と接する面つまり液晶セル内部に形成すると、画素電極や共通電極との間に電界が発生して画質を低下させてしまうが、導電膜の電位がフローティング状態にあるので、画質低下を極力抑えることができる。
【００７７】
本実施例では、ＩＴＯ透明導電膜を上側基板のカラーフィルタ層と配向膜の間に設けたが、基板とカラーフィルタ層の間に設けても構わない。
【００７８】
（実施例１０）
本実施例では、実施例８及び実施例９における図２の樹脂遮光膜２０５・２１７をＣｒなどの金属遮光膜に変更する。また、このとき金属遮光膜をＴＦＴ素子及び画素間の遮光膜として機能させるだけでなく、画素エリアの周辺部にて実施例１から実施例５の図８に示されるように一定電位に接続する。
【００７９】
さらに実施例８及び実施例９で示したようなフローティング状態のＩＴＯ透明導電膜を、図２に示すように上側基板の外側面または内側面に形成するようにして、Ｃｒ遮光膜とフローティング状態のＩＴＯ透明導電膜とを組み合わせる。
【００８０】
このようにすると、静電気を吸収するフローティング状態のＩＴＯ透明導電膜と静電気から液晶をシールドする金属遮光膜とが存在するので、静電気に対してさらに耐久性があがる。
【００８１】
但し、上側基板の内側面に金属遮光膜と透明導電膜を積層して形成する場合は、両者をカラーフィルタまたは絶縁膜等によって絶縁する必要がある。
【００８２】
本実施例では、ＩＴＯ透明導電膜を上側基板のカラーフィルタ層と配向膜の間に設けたが、基板とカラーフィルタ層の間に設けても構わない。
【００８３】
（実施例１１）
実施例８及び実施例９に示すような液晶装置において、ＩＴＯ透明導電膜の代わりに、図３に示す画素エリア３０３の周辺部３０４の上側ガラス基板の外側面または内側面上にＣｒ金属膜を形成した。上側ガラス基板のＣｒ金属膜の電位はフローティング状態とした。
【００８４】
このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００８５】
以上の実施例１１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しにくく、高画質な表示が可能になる。また、Ｃｒ金属膜の電位がフローティング状態であるので、電気的な接続をしなくてもよく、低コストで静電気対策が可能となる。また、この遮光膜には画素エリアの見切り機能を持たせることもできる。
【００８６】
以上述べたように、本発明によれば、静電気の影響を受けにくい高画質な液晶装置を実現することができる。
【００８７】
（実施例１２）
本実施例は、図１（ｂ）、又は図２（ａ）若しくは（ｂ）の構成において、上側偏光板１０３、２０１、２１５に導電性を持たせたものである。このような偏光板は、偏光板のフィルム材料に導電性粒子を混入させる、或いは偏光フィルムに透明導電層を貼り付けて一体化させる等により、容易に製造することができる。
【００８８】
この導電性偏光板は、フォローティング状態にするか、或いは導電性偏光板又は偏光板の導電層を露出させて、これに対して、実施例６と同様の方法により、一定電位（共通電極電位、接地電位、走査信号の非選択電位、外部駆動手投のロジック電位のいずれか）を印加するかすれば良い。一定電位を印加する場合は、実施例６と同様な接続方法を採用することができる。
【００８９】
このような液晶装置に、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。また、液晶配向の乱れも観察されなかった。
【００９０】
以上の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しにくく、高画質な表示が可能になる。
【００９１】
なお、下側偏光板も併せて、導電性を有する偏光板とし、液晶パネルを上下から導電性偏光板で挟めば、より一層静電気に対して良好な表示を行うことができる。
【００９２】
さらに、本実施例は、他の実施例１〜１１のいずれの実施例とも組み合わせて、液晶パネルに採用しても良い。そうすることにより、より一層の静電気対策ができる。
【００９３】
（実施例１３）
上述の実施例１〜１２の液晶装置を用いて構成される電子機器の実施例について以下に説明する。
【００９４】
液晶装置を用いた電子機器は、図１０に示す表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、表示駆動回路１００４、液晶パネルなどの表示パネル１００６、クロック発生回路１００８及び電源回路１０１０を含んで構成される。表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ、テレビ信号を同調して出力する同調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて、ビデオ信号などの表示情報を出力する。表示情報処理回路１００２は、クロック発生回路１００８からのクロックに基づいて表示情報を処理して出力する。この表示情報処理回路１００２は、例えば増幅・極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路あるいはクランプ回路等を含むことができる。表示駆動回路１００４は、走査側駆動回路及びデータ側駆動回路を含んで構成され、液晶パネル１００６を表示駆動する。電源回路１０１０は、上述の各回路に電力を供給する。
【００９５】
このような構成の電子機器として、図１１に示すマルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）及びエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）の他、図１２に示すページャ、あるいは携帯電話、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置などを挙げることができる。
【００９６】
図１１に示すパーソナルコンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、液晶表示画面１２０６とを有する。
【００９７】
図１２に示すページャ１３００は、金属製フレーム１３０２内に、ガラス基板１３０４、バックライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６、回路基板１３０８、第Ｉ，第２のシールド板１３１０，１３１２、２つの弾性導電体１３１４，１３１６、及びフィルムキャリアテープ（フレキシブル基板）１３１８を有する。２つの弾性導電体１３１４，１３１６及びフィルムキャリアテープ１３１８は、ガラス基板１３０４と回路基板１３０８とを接続するものである。
【００９８】
ここで、基板１３０４は、２枚の透明ガラス基板１３０４ａ，１３０４ｂの間に液晶を封入したもので、これにより少なくとも液晶パネル装置が構成される。一方の透明基板に、図１０に示す駆動回路１００４、あるいはこれに加えて表示情報処理回路１００２を形成することができる。基板１３０４に搭載されない回路は、基板の外付け回路とされ、図１２の場合には回路基板１３０８に搭載できる。
【００９９】
図１２はページャの構成を示すものであるから、ガラス基板１３０４以外に回路基板１３０８が必要となるが、電子機器用の一部品として液晶表示装置が使用される場合であって、透明基板に表示駆動回路などが搭載される場合には、その液晶表示装置の最小単位は基板１３０４である。あるいは、基板１３０４を筐体としての金属フレーム１３０２に固定したものを、電子機器用の一部品である液晶装置として使用することもできる。さらに、バックライト式の場合には、金属製フレーム１３０２内に、基板１３０４と、バックライト１３０６ａを備えたライトガイド１３０６とを組み込んで、液晶表示装置を構成することができる。これらに代えて、図１３に示すように、基板１３０４を構成する２枚の透明基板１３０４ａ，１３０４ｂの一方に、金属の導電膜が形成されたポリイミドテープ（フレキシブル基板）１３２２にＩＣチップ１３２４を実装したＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）１３２０を接続して、電子機器用の一部品である液晶装置として使用することもできる。
【０１００】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１０１】
実施例１〜１２との関連では、液晶装置には図１０の電源回路１０１０から種々の一定電位が供給されるものであり、実施例にて遮光膜や透明導電膜に印加される一定電位は、上記電源回路から、または駆動回路１００４から供給されることになる。また、実施例にて説明されたように、遮光膜は共通電極やダミー電極に接続されるものであるが、共通電極やダミー電極は、図１２のテープ１３１８や図１３のテープ１３２２により、一定電位の配線に接続される。
【０１０２】
また、上側ガラス基板の外側面に形成した透明導電膜や金属膜に一定電位を印加する場合は、先に説明したように、金属製外枠となる図１２のフレーム１３０２に図１０の電源回路１０１０から一定電位を与え、これを介して上側基板１３０４ａの透明導電膜や金属膜に一定電位を供給するようにすれば良い。
【０１０３】
なお、以上の実施例では、Ｃｒ金属膜を用いたが、Ｃｒ以外のＴａ、Ａｌ、Ａｕの他、ＣｒとＮｉやＣｕとの合金の金属膜でも同様の効果があることを確認した。また、以上の実施例では透明導電膜にはＩＴＯを用いたが、ＳｎＯ２などの透明導電膜でも構わない。さらに透明導電膜は全面に形成する必要はなく、部分的な形成でも構わない。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる液晶装置は、広視野角を有するアクティブマトリックス型液晶装置であるので、パーソナルコンピュータ、ワークステーション等の表示装置として、さらにマルティメディア端末機器やテレビ等のモニターとして用いることができる。特に、静電気の発生しやすい環境、例えば電子機器の多いオフィス等の環境において、液晶装置を静電気から保護するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶装置の構成図である。
【図２】本発明の液晶装置の断面構成図である。
【図３】本発明の液晶セルの平面図である。
【図４】ＩＰＳモードの説明図である。
【図５】本発明の液晶装置における１画素の構成図である。
【図６】ＴＦＴ型液晶装置の駆動波形を示す図である。
【図７】本発明の液晶装置における１画素の等価回路図である。
【図８】本発明における銀ペーストによって上下基板の内面の電極を短絡させた液晶セルの平面図と拡大断面図である。
【図９】本発明における銀ペーストによって上下基板の内面の電極を短絡させた液晶セルの断面図である。
【図１０】本発明の液晶装置の駆動回路図である。
【図１１】本発明の液晶装置を用いたパーソナルコンピュータの例を示す図である。
【図１２】本発明の液晶装置を用いたペ−ジャの構成例を示す図である。
【図１３】本発明の液晶装置の実装構造例を示す図である。
Claims (7)
- 一対の基板間に液晶が挟持され、一方の該基板上に、マトリクス状に配置された走査信号線及び画像信号線、該走査信号線と該画像信号線の交差に応じて配置されたアクティブ素子、該アクティブ素子に接続された画素電極、共通電極が配置され、前記画素電極と前記共通電極の間の液晶に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る液晶装置において、
前記一方の基板と対向する他方の前記基板の対向面側には金属遮光膜を有するカラーフィルタが形成されているとともに、該カラーフィルタの前記液晶側には該液晶を駆動するための電極が形成されておらず、前記金属遮光膜には前記一対の基板間を電気的に接続する銀ペースト又は異方性導電膜を介して前記一方の基板側から一定電位が印加されていることを特徴とする液晶装置。 - 前記金属遮光膜には、前記共通電極と同電位、前記画像信号線に供給される画像信号の中心電位、前記走査信号線に印加される走査信号の非選択電位、該液晶装置を駆動する駆動手段のロジック電位のいずれかの一定電位が印加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。
- 前記金属遮光膜は、前記液晶が駆動される画素エリアの周辺部で前記共通電極と電気的に接続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。
- 一対の基板間に液晶が挟持され、一方の該基板上に、マトリクス状に配置された走査信号線及び画像信号線、該走査信号線と該画像信号線の交差に応じて配置されたアクティブ素子、該アクティブ素子に接続された画素電極、共通電極が配置され、前記画素電極と前記共通電極の間の液晶に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る液晶装置において、
前記一方の基板と対向する他方の前記基板の対向面側には前記液晶を駆動するための電極が形成されておらず、前記他方の基板の前記液晶が駆動される画素エリアの周辺部に導電膜が形成されてなり、当該導電膜には前記一対の基板間を電気的に接続する銀ペースト又は異方性導電膜を介して前記一方の基板側から一定電位が印加されていることを特徴とする液晶装置。 - 前記導電膜には、前記共通電極と同電位、前記画像信号線に供給される画像信号の中心電位、前記走査信号線に印加される走査信号の非選択電位、該液晶装置を駆動する駆動手段のロジック電位のいずれかの一定電位が印加されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
- 前記一方の基板側にはバックライト光源が配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液晶装置。
- 請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶装置を用いたことを特徴とする電子機器。
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