JPH08201832A - 垂直配向型液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の垂直配向型液晶表示素子ではセグメン
ト電極のエッジ部分など液晶分子が直立しない部分を生
じて光漏れの要因となるので、遮蔽するための金属マス
クが必要となり、開口率が減じて表示が暗くなる問題点
がある。 【構成】 本発明により、セグメント電極５の電極幅Ｗ
ｓがブラックマスク４上まで到るようにカラーフィルタ
３の幅Ｗｆよりも広幅として形成されている垂直配向型
液晶表示素子１としたことで、セグメント電極５のエッ
ジ部分で液晶分子８ａが直立しないことに起因する光漏
れを、ブラックマスク４の背面で生じるものとしてこの
ブラックマスク４で遮蔽できるものとし、金属マスクを
不要として課題を解決するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子に関するも
のであり、詳細には初期状態で液晶がガラス基板に対し
て垂直に配向されている方式とした液晶表示素子の漏光
を防止するための構成に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の、この種の垂直配向型液晶表示素
子９０の構成の例を示すものが図８および図９であり、
一方のガラス基板であるセグメント基板９１には、図示
の状態で上下方向にストライブ状に赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）を有するカラーフィルタ９２Ｒ、９
２Ｇ、９２Ｂの夫々と、ブラックマスク９３とが交互に
敷設され、前記カラーフィルタ９２Ｒ、９２Ｇ、９２Ｂ
の夫々の上面には、これらカラーフィルタ９２Ｒ、９２
Ｇ、９２Ｂと同一の幅としたセグメント電極９４がＩＴ
Ｏなど透明電極で敷設されている。

【０００３】また、他の一方のガラス基板であるコモン
基板９５には、図示の状態で左右方向に、即ち、前記セ
グメント電極９４とは直交する方向にストライブ状とし
たコモン電極９６が透明電極で敷設され、更に加えて、
このコモン電極９６上には前記セグメント電極９４と交
差して形成される矩形のエッジ部で生じる漏光を遮蔽す
るための金属遮光マスク９７が形成され、両基板９１、
９５間には液晶９８が封止されている。

【０００４】尚、図示は省略するが、前記セグメント電
極９４上、および、コモン電極９６と金属遮光マスク９
７上には垂直配向膜が形成され、前記セグメント基板９
１およびコモン基板９５の外側には偏光軸を直交させた
偏光板および光学補償板などが取付けられて垂直配向型
液晶表示素子９０が構成されている。また、図中に符号
９６ａで示すものは垂直配向を行うための開口部であ
る。

【０００５】図１０に示すものは、上記の構成とした垂
直配向型液晶表示素子９０における液晶９８中の液晶分
子９８ａの挙動を詳細に示したものであり、上記でも説
明したコモン電極９６とセグメント電極９４とが交差し
て形成される矩形のエッジ部分の例えば５μmの範囲で
は off電圧を印加したときにも液晶分子９８ａが完全に
直立せず漏光の要因となるので、このエッジ部分を覆う
ように開口部９７ａを有する枠状の金属遮光マスク９７
がスパッタあるいは蒸着などの手段で形成されるのであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように金属遮光マスク９７を設けると言うことは、コモ
ン電極９６とセグメント電極９４とが交差して形成され
る矩形のエッジ部分が金属遮光マスク９７で覆われるも
のとなるので、垂直配向型液晶表示素子９０としての開
口率が低下するものとなり、表示が暗くなる問題点を生
じるものとなる。

【０００７】しかもこのときに、前記コモン基板９５の
形成工程においては、前記コモン電極９６上に金属遮光
マスク９７を形成するときの位置ズレ誤差も予想される
ものであり、この誤差を見込んで金属遮光マスク９７の
枠幅を広く形成する必要を生じ、更には、前記セグメン
ト基板９１とコモン基板９５とを対峙させるときの位置
誤差も予想され、前記金属遮光マスク９７の枠幅は更に
幅広とする必要を生じて、前記開口率の低下は一層に顕
著なものとなる。

【０００８】また、上記のように金属遮光マスク９７の
枠幅を幾分か広く形成したとしても、その余裕量（クリ
アランス）を越えれば漏光を生じることは必定であるの
で、前記コモン基板９５の形成工程、および、セグメン
ト基板９１とコモン基板９５とを対峙させるときの精度
は極めて高いものが要求され工程が煩雑化して、垂直配
向型液晶表示素子９０がコストアップする問題点も生じ
る。

【０００９】更には、前記金属遮光マスク９７を形成す
ること自体でスパッタ工程あるいは蒸着工程など、特別
な設備と長い工程時間とを必要とする成膜工程が必要と
なり、工数が増大するものとなって、垂直配向型液晶表
示素子９０がコストアップする問題点も生じ、これらの
点の解決が課題とされるものとなっていた。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、一方の基板
にはストライブ状に配置されるカラーフィルタとこのカ
ラーフィルタの各色間に配置されるブラックマスクとが
膜面状に形成され、該膜面の前記カラーフィルタ上には
このカラーフィルタと同一方向のストライブ状とされた
セグメント電極が形成され、他の一方の基板には前記セ
グメント電極と直交するストライブ状のコモン電極が形
成され、上記両基板間には垂直配向とした液晶が封止さ
れて成る垂直配向型液晶表示素子において、前記セグメ
ント電極の電極幅が前記ブラックマスク上まで到るよう
に前記カラーフィルタの幅よりも広幅として形成されて
いることを特徴とする垂直配向型液晶表示素子を提供す
ることで課題を解決するものである。

【００１１】

【実施例】つぎに、本発明を図に示す一実施例に基づい
て詳細に説明する。図１および図２に示すものは本発明
の第一実施例であり、この第一実施例においては、垂直
配向型液晶表示素子１（以下に液晶表示素子１と略称す
る）の一方のガラス基板であるセグメント基板２には、
図示の状態で上下方向にストライブ状にカラーフィルタ
３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ（以下、カラーフィルタ３と総称す
る）の夫々と、ブラックマスク４とが交互に敷設されて
いる点は従来例のものと同様である。

【００１２】ここで、この第一実施例では前記カラーフ
ィルタ３上には、このカラーフィルタ３と同一方向のス
トライブ状とされたセグメント電極５が形成されるもの
である点も従来例のものと同様であるが、本発明により
前記セグメント電極５の幅Ｗｓは前記カラーフィルタ３
の幅Ｗｆよりも適宜に広幅のものとして形成されてい
る。

【００１３】従って、前記セグメント電極５は図２に示
すようにブラックマスク４の上面に到るものとなるが、
このときには前記カラーフィルタ３の幅Ｗｆの中心とセ
グメント電極５の幅Ｗｓの中心とが一致するものとし
て、ブラックマスク４上に到る量を左右が均等となるよ
うに図るものとする。

【００１４】このとき、本発明を成すための発明者によ
る試作、検討の結果では、前記カラーフィルタ３の幅Ｗ
ｆに対するセグメント電極５の幅Ｗｓは、片側で５〜１
０μmずつ広幅に形成するのが適宜であり、５μm以下と
するときには後にも説明するが漏光を防止する作用が不
十分となり、１０μm以上とするときにはこの種の液晶
表示素子１においてはセグメント電極５同士の短絡の危
険性が大となる。

【００１５】また、他の一方のガラス基板であるコモン
基板６には、図示の状態で左右方向、即ち、前記セグメ
ント電極５と直交する方向にストライブ状としたコモン
電極７が敷設されるが、本発明では従来例と異なり前記
コモン電極７上には金属遮光マスクが形成されることは
ないものとされている。

【００１６】そして、セグメント基板２とコモン基板６
とはセグメント電極５とコモン電極７との側で適宜な間
隔で対峙され、両基板２、６の間に液晶８が封止されて
いる。尚、図示は省略するが本発明の液晶表示素子１に
おいても、垂直配向膜、偏光板および光学補償板などが
設けられるものである。

【００１７】次いで、上記の構成とした本発明の液晶表
示素子１の作用および効果について説明する。図３に示
すものは液晶表示素子１における液晶８の液晶分子８ａ
の挙動を詳細に示したものであり、図は液晶表示素子１
に off電圧を印加した状態、即ち、セグメント電極５と
コモン電極７とに off電圧を印加した状態を、セグメン
ト電極５の幅のＷｓ方向に沿う断面で示してある。

【００１８】この状態で、液晶分子８ａはセグメント電
極５のエッジ部分から例えば５μm以下の範囲では、上
記の off電圧の印加にも係わらず直立しないものとな
り、即ち、漏光を生じるものとなるが、本発明により前
記セグメント電極５の幅Ｗｓはカラーフィルタ３の幅Ｗ
ｆに対し５μm以上広幅に形成され、上記した範囲のエ
ッジ部分はブラックマスク４上に位置するものとされて
いるので、この部分に漏光を生じても不透明なブラック
マスク４により遮蔽される。

【００１９】従って、従来例のもののようにコモン基板
６のコモン電極７上にセグメント電極５に対応する金属
マスクを設けることなく垂直配向型とした液晶表示素子
１に生じる漏光を防止でき、上記した金属マスクを設け
るための工数が低減でき、液晶表示素子１の生産性が向
上する。

【００２０】また、上記したように金属マスクが不要と
なったことで、この金属マスクにより遮蔽されていた部
分の光もカラーフィルタ３を透過して観視者に達するも
のとなり、図４に示すように従来例の液晶表示素子のon
動作時の透過率Ｔｏに比較して、本発明の液晶表示素子
１のon動作時の透過率Ｔｎは向上して、明るい表示画面
が得られるものとなると共に、on動作時と off動作時と
のコントラストも向上する。

【００２１】尚、上記の第一実施例では、セグメント基
板２側にカラーフィルタ３およびブラックマスク４が設
けられているものとして説明を行ったが、これはコモン
基板６側にカラーフィルタ３およびブラックマスク４が
設けられている場合においても同様に実施が可能であ
る。

【００２２】図５に示すものは本発明の第二実施例であ
り、この第二実施例においては液晶表示素子１１のセグ
メント基板１２に形成されるカラーフィルタ１３は矩形
のユニット１３ａが行列方向にマトリックス状に整列し
て配置され、ブラックマスク１４は前記ユニット１３ａ
間となるように格子状として配置されている。

【００２３】そして、前記カラーフィルタ１３の上面に
は、図示の状態で上下方向にストライブ状とされたセグ
メント電極１５が敷設されるが、このときには、前記セ
グメント電極１５の幅Ｗｓは前記カラーフィルタ１３の
ユニット１３ａの左右幅Ｗｈよりも片側で５〜１０μm
ずつ広幅に形成されている。

【００２４】また、コモン基板１６には前記セグメント
電極１５と直交する方向にストライブ状とされた、即
ち、図示の状態で左右方向にストライブ状とされたコモ
ン電極１７が敷設されるが、このときにも、前記コモン
電極１７の幅Ｗｃはカラーフィルタ１３のユニット１３
ａの上下幅Ｗｖよりも片側で５〜１０μmずつ広幅に形
成されている。

【００２５】図６および図７は上記の構成としたときの
液晶分子８ａの挙動を示すものであり、先ず、図６は液
晶表示素子１１に off電圧を印加した状態をセグメント
電極１５の幅Ｗｓ方向に沿う断面で示してある。この状
態では液晶分子８ａはセグメント電極１５のエッジ部分
から例えば５μm以下の範囲で直立しないものとなる
が、前記セグメント電極１５の幅Ｗｓはカラーフィルタ
１３のユニット１３ａの左右幅Ｗｈに対し５μm以上ず
つ広幅に形成されているので、この直立しない部分は前
の第一実施例で説明したのと同様（図３を参照）にブラ
ックマスク１４により遮蔽される。

【００２６】また、図７は上記と同様に off電圧を印加
した状態をコモン電極１７の幅Ｗｃに沿う断面で示すも
のであり、この状態でも液晶分子８ａはコモン電極１７
のエッジ部分から例えば５μm以下の範囲で直立しない
ものとなるが、前記コモン電極１７の幅Ｗｃがカラーフ
ィルタ１３のユニット１３ａの上下幅Ｗｖに対し５μm
以上ずつ広幅に形成されているので、上記と同様にブラ
ックマスク１４により遮蔽される。

【００２７】従って、前記した第一実施例の液晶表示素
子１がセグメント電極５のエッジ部分に対してのみ漏光
を防止する作用を有するのに対して、第二実施例の液晶
表示素子１１はセグメント電極１５のエッジ部分とコモ
ン電極１７のエッジ部分の双方に対して漏光を防止する
作用を有するものとなり、より完全に漏光が防止できる
ものとなる。

【００２８】よって、第二実施例の液晶表示素子１１に
おいては第一実施例の液晶表示素子１よりも高コントラ
ストで色滲みの少ない高画質のものが得られるものとな
る。但し、製造工程においては第一実施例の液晶表示素
子１が例えばセグメント基板２の製造、セグメント基板
２とコモン基板６との位置合わせの面などでやや簡便で
あるのでコストダウンが可能であり、何れを選択するか
は要求される画質、コストなどを勘案して選択すれば良
い。

【００２９】また、図示は省略するが、上記何れの実施
例においても前記カラーフィルタ３、１３を電着方式で
形成するときの電着用電極、あるいは、前記カラーフィ
ルタ３、１３の上面にセグメント電極５、１５を配置す
るときに平滑面とするための平滑層などを設けることは
自在である。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明により、セ
グメント電極の電極幅がブラックマスク上まで到るよう
にカラーフィルタの幅よりも広幅として形成されている
垂直配向型液晶表示素子、および、カラーフィルタを矩
形のユニットが行列方向に直交するマトリックス状とし
て配置すると共に、ブラックマスクがユニット間となる
ように格子状に配置し、且つ、セグメント電極とコモン
電極との電極幅をブラックマスク上まで到るようにカラ
ーフィルタのユニットの幅よりも広幅として形成した垂
直配向型液晶表示素子としたことで、セグメント電極の
エッジ部分、あるいは、セグメント電極とコモン電極と
のエッジ部分で液晶分子が直立しないことに起因する光
漏れを、ブラックマスクの背面で生じるものとしてこの
ブラックマスクで遮蔽するものとし、従来のカラーフィ
ルタの範囲内に設けられていた金属フィルタをなくして
垂直配向型液晶表示素子の透過率を向上させ、もって、
明るい表示を提供できるものとすると言う極めて優れた
効果を奏するものである。

【００３１】また、前記金属マスクが不要と成ったこと
は、当然に前記金属マスクを形成する製造工程が不要と
なり、特に金属マスクの製造工程はセグメント電極との
位置合わせ、新空中の成膜工程など煩雑なものであった
ので、垂直配向型液晶表示素子の生産工程が簡素化さ
れ、コストダウンにも極めて優れた効果を奏するものと
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る垂直配向型液晶表示素子の第一
実施例を示す平面図である。

【図２】 図１のＡ―Ａ線に沿う断面図である。

【図３】 図１のＢ―Ｂ線に沿う拡大断面図である。

【図４】 同じく第一実施例における作用、効果を示す
グラフである。

【図５】 同じく本発明に係る垂直配向型液晶表示素子
の第二実施例を示す平面図である。

【図６】 図５のＣ―Ｃ線に沿う拡大断面図である。

【図７】 図５のＤ―Ｄ線に沿う拡大断面図である。

【図８】 従来例を示す平面図である。

【図９】 図８のＥ―Ｅ線に沿う断面図である。

【図１０】 図８のＦ―Ｆ線に沿う拡大断面図である。

【符号の説明】

１、１１……垂直配向型液晶表示素子 ２、１２……セグメント基板 ３、１３……カラーフィルタ ４、１４……ブラックマスク ５、１５……セグメント電極 ６、１６……コモン基板 ７、１７……コモン電極 ８……液晶 ８ａ……液晶分子 Ｗｆ……カラーフィルタの幅 Ｗｓ……セグメント電極の幅 Ｗｃ……コモン電極の幅 Ｗｈ……カラーフィルタのユニットの左右幅 Ｗｖ……カラーフィルタのユニットの上下幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡部 圭保 神奈川県横浜市保土ケ谷区天王町２―42― ２―２―724 (72)発明者 山本 毅 神奈川県伊勢原市石田304

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の基板にはストライブ状に配置され
   るカラーフィルタとこのカラーフィルタの各色間に配置
   されるブラックマスクとが膜面状に形成され、該膜面の
   前記カラーフィルタ上にはこのカラーフィルタと同一方
   向のストライブ状とされたセグメント電極が形成され、
   他の一方の基板には前記セグメント電極と直交するスト
   ライブ状のコモン電極が形成され、上記両基板間には垂
   直配向とした液晶が封止されて成る垂直配向型液晶表示
   素子において、前記セグメント電極の電極幅が前記ブラ
   ックマスク上まで到るように前記カラーフィルタの幅よ
   りも広幅として形成されていることを特徴とする垂直配
   向型液晶表示素子。
2. 【請求項２】 前記セグメント電極の電極幅は前記カラ
   ーフィルタの幅よりも片側で５〜１０μmずつ広幅に形
   成されていることを特徴とする請求項１記載の垂直配向
   型液晶表示素子。
3. 【請求項３】 一方の基板にはカラーフィルタとこのカ
   ラーフィルタの各色間に配置されるブラックマスクとが
   膜面状に形成され、該膜面の前記カラーフィルタ上には
   このカラーフィルタの一方向と一致する方向にストライ
   ブ状とされたセグメント電極が形成され、他の一方の基
   板には前記セグメント電極と直交するストライブ状のコ
   モン電極が形成され、上記両基板間には垂直配向とした
   液晶が封止されて成る垂直配向型液晶表示素子におい
   て、前記カラーフィルタを矩形のユニットが行列方向に
   直交するマトリックス状として配置すると共に、前記ブ
   ラックマスクが前記ユニット間となるように格子状に配
   置し、且つ、前記セグメント電極と前記コモン電極との
   電極幅を前記ブラックマスク上まで到るように前記カラ
   ーフィルタの前記ユニットの幅よりも広幅として形成し
   たことを特徴とする垂直配向型液晶表示素子。
4. 【請求項４】 前記セグメント電極とコモン電極との夫
   々の電極幅は、夫々の電極が一致するマトリックス方向
   の前記カラーフィルタの前記ユニットの幅よりも片側で
   ５〜１０μmずつ広幅に形成されていることを特徴とす
   る請求項３記載の垂直配向型液晶表示素子。