KR100474194B1 - 액정장치및이를이용한전자기기 - Google Patents

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Abstract

실질적으로 기판면과 평행한 전계(113)를 인가할 수 있도록 구성된 액정 장치에 있어서, 전계 제어 수단을 가지는 기판(109)과 마주 대하는 컬러 필터 형성 기판(104)에 형성한 도전막의 전위를 접지 전위, 공통 전극 전위, 화상 신호의 중심 전위, 주사 신호의 비선택 전위, 외부 구동 수단의 논리 전위, 플로팅 상태 중 어느 것인가의 구성으로 하였다. 이것에 의하여, 정전기가 침입하기 어려운 고화질의 액정 장치를 제공할 수 있다.

Description

액정 장치 및 이를 이용한 전자 기기
본 발명은 각 화소(PEL(picture element)이라고도 한다)에 스위칭하는 액티브 소자(active element)를 배치하고, 액티브 소자에 의해 화소의 액정에 대한 전압 인가를 제어하는 액티브 매트릭스형 액정 장치에 관한 것으로, 특히, 각 화소에 있어서 액정층에 대하여 횡전계(층방향)를 작용시키는 형태의 액정 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 액정 장치를 사용한 전자 기기에 관한 것이다.
현재, 노트북 컴퓨터나 액정 텔레비젼 등에 사용하고 있는 액정 장치는, 거의가 TN(Twisted Nematic) 방식이다. 그러나, 이 TN 모드는 관찰하는 방향에 따라서 다르게 보이는 시각적인 현상이 일어난다. 이러한 시각적인 특성을 개선하는 방법으로서, 일본 특허공개 소 56-091277 호 공보나 일본 특허공개 평 06-160878 호 공보에서 횡전계를 사용한 IPS(In-Plane Switching) 방식이 제안되어 있다.
이하에, IPS 방식의 동작 원리에 대하여 도면을 사용하여 간단히 설명한다. 도 4a 및 도 4b는 IPS 방식을 사용한 액정 패널 내에서의 액정의 동작을 나타내는 단면도이고, 도 4a는 전압 무인가시의 셀 단면도, 도 4b는 액정의 한계값을 초과한 전압 인가시의 셀 단면도이다. 또한, 도 4c는 도 4a의 평면도, 도 4d는 도 4b의 평면도이다. 도 4 에 있어서, 401, 409 는 한 쌍의 편광판, 402, 408 은 액정을 사이에 끼워 지지하는 한 쌍의 기판, 403 은 컬러 필터, 404, 406 은 배향막(配向膜), 405 는 모식적으로 나타낸 액정 분자를 나타낸다. 또한, 410 은 화소 전극, 411 은 화소에 있어서의 화소 전극의 대향 전극이 되는 공통 전극, 412 는 화상 신호선(소스선), 407 은 화소 전극(410)과 공통 전극(411)의 층의 사이에 있는 절연층이다. IPS 방식의 액정 장치에 있어서는, 이와 같이 한쪽의 기판상에 액정에 전계를 인가하는 화소 전극 및 공통 전극을 병렬 배치하는 구조를 이룬다. 또한, 413 은 하측 편광판의 흡수축, 414 는 상측 편광판의 흡수축이다.
도 4 는 TFT(Thin Film Transistor) 등의 액티브 소자를 생략한 모식도이다. 이 모식도는, 도 5 중의 X-X' 부분의 단면도 및 점선으로 둘러싸인 부분의 확대도이다. 도 5 는 1 화소의 구성도이고, 이 구성도에는 1 화소내에 공통 전극(502)이 2 개 그리고 화소 전극(501)이 1 개 긴쪽 방향으로 존재한다. 이것은 어디까지나 모식적인 도면이고, 1 화소내에 수 개의 공통 전극(502)과 수 개의 화소 전극(501)이 존재하더라도 상관없다. 또한, 동 도면에 있어서, 503 은 주사 신호선(게이트선), 504 는 화상 신호선(소스선), 505 는 박막 트랜지스터(TFT)를 나타낸다.
전압 무인가시의 도 4a 및 도 4c에 있어서, 한 쌍의 기판(402·408) 중, 상측 기판(402)상에는 컬러 필터(403)가 형성되고, 하측 기판(408)의 내측에 선상의 공통 전극(411)과 화소 전극(410)이 형성되고, 또한 액정 분자(405)를 나열하기 위한 배향막(404·406)이 형성되어 있다. 한 쌍의 기판(402·408) 사이에는 액정이 끼워져 지지되고 있고, 액정 분자(405)는 전압 무인가시에 선상 전극(공통 전극(411), 화소 전극(410))의 긴쪽 방향과 소정의 각도(0 도로부터 45 도)를 이루며, 균일하게 배향(配向)하고 있다. 도 4 에서는 이 각도를 30 도로 하였다. 또한, 이 액정 셀의 양측에 편광판(401·409)을 배치하고 있다. 상측 편광판(401)은 흡수축(414)을 액정의 배향 방향과 평행하게, 하측 편광판(409)은 수직으로 배치되어 있다. 이 상태가, 흑색 표시 상태(즉 아무것도 표시되지 않는 상태)이다. 액정 재료에는 유전 이방성이 + 인 재료를 사용하였다.
다음에, 전계(415)를 인가하면, 도 4b 및 도 4d에 나타낸 바와 같이 액정 분자(405)는 전계(415) 방향으로 그 길이축을 일치시키고자 하기 때문에, 액정 분자(405)는 인가 전계의 강도에 대응하여 편광판의 흡수축에 대하여 임의의 각도를 가지게 된다. 이러한 인가 전계의 강도에 따라, 액정 셀의 배향하는 각도를 제어함에 의해 액정의 복굴절을 제어할 수 있다. 이것에 의하여, 한 쌍의 편광판을 투과하는 광 투과율을 제어할 수 있고, 이것에 의하여 색상 표시를 행할 수 있다.
그러나, 액정에 전계를 인가하기 위한 화소 전극(410) 및 공통 전극(411)이 한쪽의 기판상에만 형성되어 있고, 다른쪽의 기판상에는 전극이 완전히 형성되어 있지 않기 때문에, 정전기로 대전하기 쉽다고 하는 문제가 생긴다. 정전기로 대전하면, 액정의 배향이 흐트러져, 고화질의 표시를 행할 수 없다. 또한, 한번 정전기에 의해서 대전하면, 다른쪽의 기판에 전극이 존재하지 않기 때문에, 이 정전기를 용이하게 제거할 수 없다.
그리하여, 본 발명은 정전기의 영향을 받기 어렵고 또한 정전기로 대전하기 어려운 고화질인 액정 장치를 실현하는 것을 목적으로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 액정 장치의 구성도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 액정 장치의 단면 구성도.
도 3 은 본 발명의 액정 셀의 평면도.
도 4a 내지 도 4d는 IPS 방식의 설명도.
도 5 는 본 발명의 액정 장치에서의 1 화소의 구성도.
도 6 은 TFT 형 액정 장치의 구동 파형을 도시한 도면.
도 7 은 본 발명의 액정 장치에서의 1 화소의 등가 회로도.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 있어서의 은(銀) 페이스트에 의해서 상하 기판의 내면의 전극을 단락시킨 액정 셀의 평면도와 확대 단면도.
도 9 는 본 발명에 있어서의 은 페이스트에 의해서 상하 기판의 내면의 전극을 단락시킨 액정 셀의 단면도.
도 10 은 본 발명의 액정 장치의 구동 회로도.
도 11 은 본 발명의 액정 장치를 사용한 퍼스널 컴퓨터의 예를 나타내는 도면.
도 12 는 본 발명의 액정 장치를 사용한 페이저의 구성예를 나타내는 도면.
도 13 은 본 발명의 액정 장치의 패키지 구조예를 나타내는 도면.
본 발명은, 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에서, 상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽의 상기 기판상에 금속 차광막을 형성하고, 해당 금속 차광막에 일정 전위를 인가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 다른쪽의 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하지 않게 되어, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 상기 다른쪽의 기판에 일정 전위의 금속 차광막이 존재하지 않으면, 이 기판이 정전기로 대전하여, 상기 한쪽의 기판상의 화소 전극이나 공통 전극의 사이에 수 만 V 이상의 큰 전위차가 생겨, 액정이 이 전위차에 응답한다. 이 때문에, 고화질의 표시를 얻기 위해서는 액정을 구동하기 위한 전극을 가지지 않은 상기 다른쪽의 기판에 일정 전위의 금속 차광막을 설치하는 것은 중요하다. 상기 금속 차광막으로는, 크롬(Cr)이나 니켈(Ni), 동(Cu)의 합금 등이 적합하다. 또한, 본 발명은, 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지탱되고, 한쪽의 해당 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에서, 상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽의 상기 기판의 외면상에 투명 전도막이 형성되게 되고, 상기 투명 전도막에 일정 전위를 인가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 다른쪽의 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하지 않게 되어, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 상기 다른쪽의 기판에 일정 전위의 투명 전도막이 존재하지 않으면, 이 기판이 정전기로 대전하여, 상기 한쪽의 기판상의 화소 전극이나 공통 전극의 사이에 수 만 V 이상 큰 전위차가 생겨, 액정이 이 전위차에 응답하여 버린다. 이 때문에, 고화질의 표시를 얻기 위해서는 액정을 구동하기 위한 전극을 가지지 않은 상기 다른쪽의 기판에 일정 전위의 투명 전도막을 설치하는 것은 중요하다. 상기 투명 전도막으로는, ITO 나 산화주석(SnO2) 등이 적합하다.
또한, 본 발명은, 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지탱되고, 한쪽의 해당 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에 있어서, 상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽의 상기 기판의 화소부의 주변 영역의 기판 내면상 또는 기판 외면상에 전도막이 형성되게 되어, 상기 전도막에 일정 전위를 인가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 다른쪽의 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전되지 않게 되어, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 상기 다른쪽의 기판에 일정 전위인 전도막이 존재하지 않으면, 이 기판이 정전기로 대전하여, 상기 한쪽의 기판상의 화소 전극이나 공통 전극과의 사이에 수 만 V 이상의 큰 전위차가 생겨, 액정이 이 전위차에 응답하여 버린다. 이 때문에, 고화질의 표시를 얻기 위해서는 액정을 구동하기 위한 전극을 가지지 않는 상기 다른쪽의 기판에 일정 전위의 전도막을 설치하는 것은 중요하다. 상기 전도막은, 표시부 이외에 형성되기 때문에, 투명할 필요가 없는 다종다양한 금속재료를 사용할 수 있다.
또한, 화소 영역이란, 도 3 에 나타내는 액정 셀에서 점선으로 나타낸 영역(303)으로, 실제로 문자나 그림 등의 표시를 행할 수 있는 부분이다. 화소 영역의 주변 영역이란, 그 주변에서 표시를 행할 수 없는 영역(304)이다.
또한, 본 발명은, 상기 일정 전위가, 접지 전위, 공통 전극의 전위, 화상 신호 진폭의 중심 전위, 주사 신호의 비선택 전위, 외부 구동 수단의 논리 전위 중 어느 것인 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 새로운 전위를 만들 필요가 없이 액정 장치 내에 이미 존재하는 전위를 사용할 수 있다. 이것에 의하여, 비용 상승 없이 정전기에 강한 고화질인 액정 장치를 실현할 수 있다.
또한, 공통 전극 전위, 화상 신호 진폭의 중심 전위, 주사 신호의 비선택 전위란, TFT 소자를 사용한 액정 패널의 구동 파형도의 도 6 에 있어서의 606, 605, 607 의 전위의 것이다. 도 6 의 구동 파형을 도 7 의 TFT 소자의 등가 회로를 사용하여 간단히 설명한다. 602 및 603 은 주사 신호선(703) 및 화상 신호선(704)의 신호이고, 각각 TFT 소자(705)의 게이트, 소스에 인가된다. NTSC 방식의 화상 신호는 2개의 인터레이스된 필드(interlaced field)로 이루어지고, 제 1 필드(610)와 제 2 필드(611)를 합쳐서 1 프레임(612)으로 하여 1 매의 그림을 구성한다. 선택 기간(608)에 있어서, 주사 신호선(703)에 선택 펄스가 인가되어 TFT 소자(705)가 온하면, 화소 전극(701)의 전위(604)는 화상 신호선(704)의 전위(603)와 거의 같게 된다. 비선택 기간(609)에서는 TFT 소자(705)가 오프하여 액정 용량(706)에 기록된 신호는 유지된다. 이렇게하여, 모든 주사 신호선(703)이 1 개씩 순차 선택되어, 모든 화소의 데이터는 1 필드에 관하여 1 회씩 재기록되게 된다.
또한, 본 발명은, 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지탱되고, 한쪽의 해당 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에 있어서,
상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽의 상기 기판의 외면상에 도전성을 가지는 편광판을 배치하고, 상기 편광판에 일정 전위를 인가하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 다른쪽의 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하지 않게 되어, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 상기 다른쪽의 기판에 일정 전위인 전도막이 존재하지 않으면, 이 기판이 정전기로 대전하여, 상기 한쪽의 기판상의 화소 전극이나 공통 전극의 사이에 수 만 V 이상의 큰 전위차가 생겨, 액정이 이 전위차에 응답한다. 이 때문에, 고화질의 표시를 얻기 위해서는 액정을 구동하기 위한 전극을 가지지 않은 상기 다른쪽의 기판에 일정 전위를 가지는 도전성 편광판을 설치하는 것은 중요하다.
또한, 본 발명은, 상기 일정 전위가, 접지 전위, 공통 전극의 전위, 화상 신호 진폭의 중심 전위, 주사 신호의 비선택 전위, 외부 구동 수단의 논리 전위wnd 어느 것인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지탱되고, 한쪽의 해당 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에서, 상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽의 상기 기판의 외면 또는 내면상에 투명 도전막이 형성되게 되어, 상기 투명 도전막의 전위를 플로팅(floating) 상태로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 다른쪽의 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하기 어려워, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 예를들면, 액정 장치의 일부분이 대전되었다고 해도, 투명 전도막이 존재하기 때문에 국부적인 액정 배향의 흐트러짐은 발생하지 않고, 전도막 전체에 대전한 전하는 완화된다. 또한, 상기 투명 도전막의 전위가 플로팅 상태이기 때문에, 전기적인 접속을 하지 않아도 좋다. 통상, 상기 투명 도전막을 기판 내면 즉 액정 셀 내부에 형성하면, 화소 전극이나 공통 전극의 사이에 전위차가 발생하여 화질을 저하시켜 버리지만, 도전막의 전위가 플로팅 상태에 있기 때문에, 화질 저하를 극력 억제할 수 있다. 상기 투명 도전막에는, ITO 나 산화주석(SnO2) 등이 적합하다.
또한, 플로팅 상태란, 어떤 전도체 재료의 전위가 그 주변에 존재하는 어떤 전위와도 전기적으로 접속되어 있지 않고, 부유하고 있는 상태의 것이다.
또한, 본 발명은, 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지탱되고, 한쪽의 해당 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되어, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에서, 상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽의 상기 기판의 화소부의 주변 영역의 기판 내면상 또는 기판 외면상에 도전막이 형성되게 되고, 상기 도전막의 전위를 플로팅 상태로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 다른쪽의 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하기 어려워, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 예를들면, 액정 장치의 일부분이 대전하였다고 해도, 도전막이 존재하기 때문에 국부적인 액정 배향의 흐트러짐은 발생하지 않고, 도전막 전체에 대전한 전하는 완화된다. 또한, 상기 도전막의 전위가 플로팅 상태이기 때문에, 전기적인 접속을 하지 않아도 좋다. 상기 도전막은, 표시부 이외에 형성되기 때문에, 투명할 필요가 없고 다종다양한 금속재료를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지탱되고, 한쪽의 해당 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되어, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에 있어서, 상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽의 상기 기판의 외면상에 도전성을 가지는 편광판을 배치하고, 상기 편광판의 전위를 플로팅 상태로 하는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 의하면, 상기 다른쪽의 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하기 어려워, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 예를들면, 액정 장치의 일부분이 대전하였다고 해도, 도전막이 존재하기 때문에 국부적인 액정 배향의 흐트러짐은 발생하지 않고, 도전막 전체에 대전한 전하는 완화된다. 또한, 상기 도전막의 전위가 플로팅 상태이기 때문에, 전기적인 접속을 하지 않아도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서는, 액정의 배향을 양호하게 하기 위해서, 다른쪽의 기판의 내면 또는 외면에 도전막을 배치하는 구성이고, 어느쪽도 외부에서의 정전기를 흡수할 수 있지만, 내면측에 도전막을 형성하여 정전기 대책을 행하는 쪽이 액정 층이 가까운 장소에서 정전기를 흡수할 수 있다.
또한, 이상 본 발명의 구성은, 여러가지의 전자 기기의 표시 장치로서 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 도면에 기초하여 설명한다.
(실시예 1)
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 액정 장치의 구성의 주요부를 도시한 도면이다. 도 1a가 컬러 필터 형성 기판(104)의 평면도이고, 도 1b가 액정 장치의 단면도이다. 우선, 구성을 설명한다. 1.1 mm 두께의 투명 글라스 기판(104·109)을 2 매 포갠 구조를 취하고 있고, 그 사이에 액정 층(106)이 끼워져 지탱된다. 상측 글라스 기판(104)은 내측에 크롬(Cr) 차광막(101), 적·녹·청(RGB) 컬러 필터(102) 및 배향막(105)이 순차 형성되어 있고, 외측에는 편광판(103)이 배치되어 있다. 하측 글라스 기판(109)은, 내측에 공통 전극(111), 절연층(108), 화소 전극(112) 및 배향막(107)이 형성되어 있고, 외측에는 편광판(110)이 배치되어 있다.
각 화소는 하측 글라스 기판의 평면도가 되는 앞서 설명한 도 5 에 나타난 것같이, 주사 신호선(게이트선: 503), 화상 신호선(소스선: 504)이 매트릭스 형상으로 배치되어 있고, 그 교점 부근에, 게이트 전극이 주사 신호선(503), 소스 전극이 화상 신호선(504), 드레인 전극이 화소 전극(501(112))에 접속된 박막 트랜지스터(TFT 소자: 505)가 형성되어 있다.
도 1a 및 도 1b의 Cr 차광막(101)은, 하측 기판에 형성된 TFT 소자 및 화상 신호선·주사 신호선의 영역을 차광하도록 형성되는 것이다.
도 1a 및 도 1b에 있어서, 1 화소내에서 공통 전극(111(502))과 화소 전극(112(501))은 절연층(108)을 사이에 두고 다른 층에 배치되어 있다. 도 1b 중의 113 은 전계의 방향을 나타내고 있다. 기판 사이의 갭을 4.5 μm 로 하고, 액정 재료(106)에는 굴절율 이방성 △n = 0.070 으로 유전 이방성이 + 인 네마틱 액정을 사용하였다. 선상의 공통 전극(111)과 화소 전극(112)의 사이의 거리를 10 μm 로 하고, 양쪽 전극의 선폭을 5 μm 로 하였다. 액정 분자의 분자 장축 방향이 선상 전극(공통 전극(111), 화소 전극(112))의 긴쪽 방향과 30 도의 각도를 가지도록 러빙 배향 처리(rubbing orientation process)를 행하였다. 상측 글라스 기판(104)의 편광판(103)은 흡수축을 액정의 배향 방향과 평행하게, 하측 글라스 기판(109)의 편광판(110)은 수직으로 배치되어 있다. 이 상태가, 흑색 표시 상태이고, 외부 구동 수단으로부터의 인가 전압에 따라서 액정 분자의 배향하는 각도가 변화하고, 이것에 의하여 액정의 복굴절율이 변화하기 때문에 색상 표시가 가능하게 되어 있다. 또한, 하기판(109)측에는, 백라이트 광원이 배치된다. 이 액정 분자의 배향의 방식 및 편광판의 흡수축의 설정은, 먼저 설명한 도 4a 내지 도 4b와 같다.
또한, 도 1a 및 도 1b의 Cr 차광막(101)은, 하측 기판에 형성된 TFT 소자 및 화상 신호선·주사 신호선의 영역을 차광하도록 형성되는 것이다.
다음에, 도 6 및 도 7 을 사용하여, 이상에서 설명한 액티브 매트릭스형 액정 장치의 구동 방법에 대하여 설명한다. 도 7 은 액정 장치의 1 화소의 등가 회로도이고, 도 6 은 구동 파형을 나타낸다. 도 7 에 있어서, 703 은 도 5 의 503 에 상당하는 주사 신호선이고, 704 는 도 5 의 504 에 상당하는 화상 신호선이고, 705 는 도 5 의 505 에 상당하는 TFT 소자이다. TFT 소자(705)의 게이트 전극은 주사 신호선(503)에 접속되고, 소스 전극은 화상 신호선(704)에 접속되고, 드레인 전극은 도 5 의 501(도 1b 의 112)에 상당하는 화소 전극(701)에 접속된다. 706 은 액정 용량이고, 702 는 도 5 의 502(도 1b 의 111)에 상당하는 공통 전극(502)이다. 도 6 은 1 화소에 있어서의 구동을 시계열적으로 나타낸 것이고, 607 은 주사 신호선에 인가되는 주사 신호, 608 은 TFT 소자를 통전시키는 선택 기간, 609 는 TFT 소자를 비통전시켜 액정에 인가한 전압을 유지하는 비선택 기간이다. 선택 기간(608)에 있어서는, 화상 신호선에 공급되는 화상 신호(603)가 TFT 소자를 통해 화소 전극으로 공급된다. 612 는 1 프레임 기간을 나타내고, 610 은 제 1 필드, 611 은 제 2 필드를 나타낸다. 화상 신호(603)는 제 1 필드와 제 2 필드에서, 화상 신호의 진폭 중심 전위(605)를 기준으로서 전압 극성이 반전되어 있다. 604 는 화소 전극의 전위이고, 공통 전극의 전위(606)의 사이의 전위차가 액정에 인가되는 전압이 된다. 선택 기간(608)에 있어서 TFT 소자를 통해 화상 신호(606)가 화소 전극에 인가되고, 화소 전극의 전위는 화상 신호(606)의 전위가 된다. 그러나, 선택 기간(608)에 있어서, TFT 소자의 드레인 전극과 게이트 전극의 사이에 기생하는 용량에 축적된 전하가, 비선택 기간(609)에 화소 전극측으로 흘러 들어와 화소 전극의 전위는 △ V 강하한다. 이 때문에, 공통 전극 전위(606)를 화상 신호의 진폭 중심 전위(605)로부터 미리 △ V 만큼 내려 둔다. 이로써, 화소 전극의 전위는 공통 전극 전위를 기준으로서 필드마다 실질적으로 대칭으로 극성 반전한다. 또한, 액정 용량(706) 뿐만 아니라, 이것과 병렬로 축적 용량을 화소 내에 설치할 수 있다. 상기의 경우, 이 축적용량은, 도 5 에 있어서의 화소의 주변부에서, 화소 전극(501)과 공통 전극(502)의 절연막을 통해 오버랩시킴으로써 형성된다.
그런데, 이러한 구성의 액정 장치에 있어서, 본 실시예에서는 도 8 에 나타낸 바와 같이 상측 글라스 기판(801: 도 1b의 104)의 Cr 차광막(807: 도 1b 의 101)을, 하측 글라스 기판(802: 도 1b 의 109)에 형성된 공통 전극(808: 도 1b 의 111)과 동일 전위가 되도록, 액정 셀의 화소 영역(803)의 주변부(804)에서 은 페이스트(805)를 통해 단락하고 있다. 도 8a는 액정 패널의 평면도이고, 도 8b 는 상하 기판을 은 페이스트에 의해서 단락시킨 확대 단면도이다. 도 8a 및 도 8b에 있어서 Cr 차광막은 화소 영역(803) 내에서는 TFT 소자와 화소 사이를 차광하지만, 화소 영역의 주변부(804)에서는 화소 영역(803)과 밀봉부(806)의 사이에서는 화소 영역을 둘러싸도록 형성함에 의해 화소 영역의 경계로 할 수 있다.
주변부(804)의 밀봉부의 외측으로 인출된 Cr 차광막(807(101))은, 은 페이스트(805)에 의해서 액정 패널의 밀봉부(한 쌍의 기판을 접착하는 밀봉체이고 화소 영역(803)을 둘러싸도록 배치된다: 806)의 외측 4 지점에서, 화소 영역으로부터 끌어 내여진 공통 전극(808(111))과 전기적으로 단락되어 있다. 복수의 장소에서 차광막과 공통 전극을 접속하고 있는 것은, 화소 영역 전체에서 차광막의 전압 분포를 균일화하기 위한 것이다.
도 8b에 있어서, 공통 전극(808)으로부터 끌어 내여진 단자부는, 이방성 전도막(ACF: Anisotropic Conducting Film: 809)을 통해, 액정 드라이버를 장치하거나 또는, 회로 기판과 액정 패널을 접속하는 플렉시블 기판(810)상에 형성되어 공통 전극 전위를 공급하는 전극 배선(811)에 전기적으로 접속된다.
이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다. 또한, 액정 배향의 흐트러짐도 관찰되지 않았다.
이상 실시예 1 과 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 금속 차광막인 Cr 이 일정 전위(공통 전극 전위)이기 때문에, 컬러 필터 형성 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하지 않게 되어, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 컬러 필터 형성 기판에 일정 전위인 금속 차광막이 존재하지 않으면, 정전기에 의해서 상측 기판과 하측 기판상의 화소 전극이나 공통 전극의 사이에 큰 전위차가 생겨, 액정이 이 전위차에 응답하여 버린다. 이 때문에, 고화질의 표시를 얻기 위해서는 액정을 구동하기 위한 전극을 가지지 않는 컬러 필터 형성 기판에 일정 전위의 금속 차광막을 설치하는 것이 중요하게 되어 있다. 또한, 본 실시예에서 금속 차광막의 전위로서 사용한 공통 전극 전위는 이미 액정 장치 내에 존재하는 전위이기 때문에, 새롭게 만들 필요가 없다. 따라서, 액정 장치의 정전기 대책을 저비용으로 실현할 수 있다. (실시예 2)
도 9 에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 과 같은 액정 장치의 구성에 있어서, 상측 글라스 기판의 Cr 차광막(903: 도 1의 101)을 접지하였다. 이 때의 구성을 도 9 를 이용하여 설명한다. 도 9는 상하 기판을 은 페이스트에 의해서 단락시킨 확대 단면도이다. 상측 기판(901: 도 1 의 104) 내측의 Cr 차광막(903)은 밀봉부(906)의 외측에서 은 페이스트(905)를 통하여 하측 기판(902: 도 1의 109) 내측의 더미 전극(904)에 접속된다. 그리고, 이 더미 전극(904)은, 도 9b에 나타낸 바와 같이, 이방성 전도막(ACF: 907)을 통해, 액정 드라이버를 장치하거나 또는, 회로 기판과 액정 패널을 접속하는 플렉시블 기판(909)상에 형성되어 접지 전위를 공급하는 전극 배선(908)에 전기적으로 접속된다. 액정 구동용 회로 기판에 있어서의 접지 전위 배선에 접속하였다. 이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다. 또한, 액정 배향의 흐트러짐도 관찰되지 않았다.
이상 실시예 2 와 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 금속 차광막인 Cr 이 일정 전위(접지 전위)이기 때문에, 컬러 필터 형성 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하지 않게 되어, 고화질의 표시가 가능하게 된다. Cr 차광막의 전위를 접지 전위로 하면, Cr 차광막과 화소 전극, 공통 전극과의 사이에서 약간의 전위차가 생긴다. 그러나, Cr 차광막상에는 컬러 필터층, 배향막 등이 존재하기 때문에, 이 부분에서 전압 강하가 있으므로 실제로 액정에 인가되는 전위차는 더욱 작게 되어 무시할 수 있는 정도가 된다. 또한, 일정 전위인 Cr 차광막이 존재하지 않으면, 정전기에 의해서 컬러 필터 형성 기판이 대전하면 수만 V 의 전위차가 액정에 인가되게 되어 버려, 표시 장치로서 기능하지 않게 되어 버린다. 이 때문에, 고화질의 표시를 얻기 위해서는 액정을 구동하기 위한 전극을 가지지 않는 컬러 필터 형성 기판에 일정 전위(접지 전위)의 금속 차광막을 설치하는 것이 중요하게 되어 있다. 접지 전위는 이미 액정 장치내에 존재하는 전위이기 때문에, 새롭게 만들 필요가 없어 저비용으로 정전기에 강한 고화질의 액정 장치를 실현할 수 있다.
(실시예 3)
실시예 1 과 같은 액정 장치의 구성에 있어서, 상측 글라스 기판의 Cr 차광막을 화상 신호의 진폭에 있어서의 중심 전위(도 6 의 605)에 접속하였다. 이 때의 접속 방법은 도 9 와 같이 하여, 더미 전극(904)을, 액정 패널에 장치되는 플렉시블 기판(909)에 배선되는 화상 신호 진폭의 중심 전위의 전위 배선에 접속하는 것으로 실현하였다. 이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다. 또한, 액정 배향의 흐트러짐도 관찰되지 않았다.
이상 실시예 3 과 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 금속 차광막인 Cr 이 일정 전위(화상 신호의 진폭의 중심 전위)이기 때문에, 실시예 1 , 실시예 2 와 같은 이유에 의해 컬러 필터 형성 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하지 않게 되어, 고화질인 표시가 가능하게 된다. 또한, 화상 신호의 중심 전위는 이미 액정 장치내에 존재하는 전위이기 때문에, 새롭게 만들 필요가 없다.
(실시예 4)
실시예 1 과 같은 액정 장치의 구성에 있어서, 상측 글라스 기판의 Cr 차광막을 주사 신호선(도 5 의 503)에 인가되는 비선택 전위(도 6 의 주사 신호(607)의 비선택 기간(609)의 전위)에 접속하였다. 이 때의 접속방법은 도 9 와 같이 하여, 더미 전극(904)을, 액정 패널에 장치되는 플렉시블 기판(909)에 있어서의 주사 신호선의 비선택 전위의 전위 배선에 접속하는 것으로 실현하였다. 이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다. 또한, 액정 배향의 흐트러짐도 관찰되지 않았다.
이상 실시예 4 와 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 금속 차광막인 Cr 이 일정 전위(주사 신호의 비선택 전위)이기 때문에, 실시예 1, 실시예 2 와 같은 이유에 의해, 컬러 필터 형성 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하지 않게 되어, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 또한, 주사 신호의 비선택 전위는 이미 액정 장치내에 존재하는 전위이기 때문에, 새롭게 만들 필요가 없다.
(실시예 5)
실시예 1 과 같은 액정 장치의 구성에 있어서, 상측 글라스 기판의 Cr 차광막을 액정 구동 회로의 논리 전위에 접속하였다. 이 때의 접속방법은 도 9 와 같이 하여, 더미 전극을, 액정 패널에 장치되는 플렉시블 기판(909)에 있어서의 논리 전위 배선에 접속하는 것으로 실현하였다. 이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다. 또한, 액정 배향의 흐트러짐도 관찰되지 않았다.
이상 실시예 5 와 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 금속 차광막인 Cr 이 일정 전위(논리 전위)이기 때문에, 실시예 1 , 실시예 2 와 같은 이유에 의해, 컬러 필터 형성 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하지 않게 되어, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 또한, 논리 전위는 이미 액정 장치내에 존재하는 전위이기 때문에, 새롭게 만들 필요가 없다.
또한, 이상 실시예에서는 Cr 금속막을 차광막으로 하였지만, Cr 이외의 Ta, Al, Au 등의 금속막이라도 같은 효과가 있는 것을 확인하였다.
(실시예 6)
도 2a는 본 발명과 관계되는 액정 장치의 구조의 주요부를 도시한 도면이다. 우선, 구성을 설명한다. 1.1 mm 두께의 투명 글라스 기판(203·210)을 2 매 포갠 구조를 취하고 있고, 그 사이에 액정 층(207)이 끼워져 지탱된다. 상측 글라스 기판(203)에는 내측에 적·녹·청(RGB) 컬러 필터(204), 수지 차광막(205) 및 배향막(206)이 순차 형성되어 있고, 외측에는 ITO 투명 전도막(202) 및 편광판(201)이 배치되어 있다. 하측 글라스 기판(210)은, 내측에 공통 전극(213), 절연층(209), 화소 전극(212) 및 배향막(208)이 형성되어 있고, 외측에는 편광판(211)이 배치되어 있다.
각 화소는 하측 글라스 기판의 평면도가 되는 먼저 설명한 도 5 에 나타나는 것같이, 주사 신호선(게이트선: 503), 화상 신호선(소스선: 504)이 매트릭스 형상으로 배치되어 있고, 그 교점 부근에, 게이트 전극이 주사 신호선(503), 소스 전극이 화상 신호선(504), 드레인 전극이 화소 전극(501(212))에 접속된 박막 트랜지스터(TFT 소자: 505)가 형성되어 있다. 또한, 구동방법은 실시예 1 과 같다.
도 2 에 있어서, 1 화소내에서 공통 전극(213)과 화소 전극(212)은 절연층(209)을 통해 다른 층에 배치되어 있다. 도 2(a) 중의 214 는, 전계의 방향을 나타내고 있다. 이 실시예에서는 실시예 1 과 갭, 전극간 거리, 러빙 방향을 약간 변경하고 있다. 즉, 기판간의 갭을 4.0 μm 로 하고, 액정 재료(207)에는 굴절율 이방성 △n = 0.070 으로 유전 이방성이 + 인 네마틱 액정을 사용하였다. 선상의 공통 전극(213)과 화소 전극(212)의 사이의 거리를 15 μm 로 하고, 양쪽 전극의 선폭을 5 μm 로 하였다. 액정 분자가 전압 무인가시에 선상 전극(공통 전극(213), 화소 전극(212))의 긴쪽 방향과 45 도의 각도를 가지도록 러빙 배향 처리를 행하였다. 상측 글라스 기판(203)의 편광판(201)은 흡수축을 액정의 배향 방향과 평행하게, 하측 글라스 기판(210)의 편광판(211)은 수직으로 배치되어 있다. 이 상태가, 흑색 표시 상태이고, 외부 구동 수단으로부터의 인가 전압에 따라서 액정 분자의 배향 각도가 변화함에 의해 색상 표시가 가능하게 되어 있다. 또한, 하기판(210)측에 백라이트 광원을 배치하고 있다.
또한, 도 2a에 있어서, 차광막(205)은, 하측 기판에 형성된 TFT 소자 및 화상 신호선·주사 신호선의 영역을 차광하도록 배치된다.
본 실시예에 있어서는, 상측 글라스 기판(203)의 ITO 투명 전도막(202)의 전위는 화소 영역 이외의 영역에서 전기 배선에 의해 액정 구동 회로 기판상의 접지 전위에 접속되어 있다.
도 3 은 액정 패널의 평면도를 도시한 도면이고, 도면중 302 는 하측 기판(도 2a의 210), 301 은 상측 기판(도 2a의 203), 303 은 화소 영역, 304 는 그 주변부이다. 본 실시예에서는, 상측 기판의 외측에서의 화소 영역(303)과 주변부(304)에 투명 전도막(202)이 형성된다.
투명 전도막에의 접지 전위의 접속 방법으로서는, 이 투명 전도막을 주변부의 단부에서 노출시켜, 일정 전위(접지 전위)가 인가되어 있는 금속제의 외부 테두리(도시하지 않음) 등에 접촉시키거나 또는 접속 부재를 통하여 접속함에 의해, 투명 도전막에 일정 전위(접지 전위)를 주는 것이 생각된다. 외부 테두리에 일정 전위(접지 전위)가 인가되어 있으면, 이밖에 테두리 케이스 자체도 액정 장치의 실드 기능을 가지게 되기 때문에, 정전기 보호가 더한층 확실하게 된다. 단지, 접지 전위에의 투명 전도막의 접속 방법은, 상기의 예에 한정되지 않고, 여러가지의 방법이 채용되어도 좋다.
이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다.
이상 실시예 6 과 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 컬러 필터 형성 기판이나 외부에서의 정전기 등으로 대전하지 않고, 고화질인 표시가 가능하게 된다. 또한, 접지 전위는 액정 장치 내에 종래부터 존재하는 전위이기 때문에, 새롭게 만들 필요가 없다.
본 실시예에서는 ITO 투명 전도막의 전위를 접지 전위로 하였지만, 실시예 2 내지 5 와 같이, 공통 전극 전위, 화상 신호 진폭의 중심 전위, 주사 신호의 비선택 전위, 외부 구동 수단의 논리 전위와 같은 일정 전위로서도 상관없다. 또한, 투명 도전막에는 ITO 를 사용하거나, SnO2 등의 투명 전도막이라도 상관없다. 투명 도전막은 전체면에 형성할 필요는 없고, 부분적인 형성이라도 상관없다.
(실시예 7)
실시예 6 에 나타내는 것 같은 액정 장치에서, 상측 기판에 있어서의 ITO 투명 도전막의 대신에 화소 영역(303)을 제외하는 주변부(304)에 Cr 금속막을 형성하였다. 상측 글라스 기판의 Cr 금속막의 전위는 접지 전위로 하였다. 이 주변부(304)의 Cr 금속막은 화소 영역(303)의 주변을 차광하는 매치 플레이트로서 기능시키는 것도 가능하다. 전위의 접속 방법은, 실시예 6 과 같이 여러가지 생각된다. 이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다. 또한, 액정 배향의 흐트러짐도 관찰되지 않았다.
이상 실시예 7 과 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 컬러 필터 형성 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하기 어려워, 고화질인 표시가 가능하게 된다. 또한, 접지 전위는 이미 액정 장치내에 존재하는 전위이기 때문에, 새롭게 만들 필요가 없다.
본 실시예에서는 Cr 금속막의 전위를 접지 전위로 하였지만, 공통 전극 전위, 화상 신호의 중심 전위, 주사 신호의 비선택 전위, 외부 구동 수단의 논리 전위와 같은 일정 전위로서도 정전기의 영향을 받지 않고 양호한 표시를 행할 수 있었다.
또한, 본 실시예에서는 Cr 금속막을 액정 패널 기판의 외측면상의 화소 영역 이외의 영역으로 형성하였지만, 실시예 1 과 같이, Cr 금속막을 액정·패널 기판의 내측면상의 주변부의 영역에 형성하더라도 같은 효과를 확인하였다(단지, 본 실시예인 경우는, 화소 영역내에서의 TFT 소자 및 화소간의 차광은 수지 차광막에 의한다).
또한, Cr 이외의 Ta, Al, Au 등의 금속막이라도 같은 효과가 있는 것을 확인하였다.
(실시예 8)
본 실시예는, 실시예 6 에서 설명한 도 2(a) 의 구성을 변경한 구성이다. 본 실시예에 있어서는, 기판 사이의 갭을 4.0 μm 로 하고, 액정 재료(207)에는 굴절율 이방성 △n = 0.070 로 유전 이방성이 + 인 네마틱 액정을 사용하였다. 선상의 공통 전극(213)과 화소 전극(212)의 사이의 거리를 15 μm 로 하여, 양쪽 전극의 선폭을 10 μm 로 하였다. 액정 분자가 전압 무인가시에 선상 전극(공통 전극(213), 화소 전극(212))의 긴쪽 방향과 45 도의 각도를 가지도록 러빙 배향 처리를 행하였다. 상측 글라스 기판(203)의 편광판(201)은 흡수축을 액정의 배향 방향과 평행하게, 하측 글라스 기판(210)의 편광판(211)은 수직으로 배치되어 있다. 이 상태가, 흑색 표시 상태이고, 외부 구동 수단으로부터의 인가 전압에 따라서 액정 분자의 배향 각도가 변화함에 의해 색상 표시가 가능하게 되어 있다. 또한, 하기판(210) 측에는 백라이트 광원이 배치된다.
본 실시예에 있어서는, 상측 글라스 기판(203)의 ITO 투명 전도막(202)의 전위는 플로팅 상태로 하고, 전기적인 접속은 전혀 행하고 있지 않다.
이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다.
이상 실시예 8 과 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 컬러 필터 형성 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하기 어려워, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 또한, 상기 투명 전도막의 전위가 플로팅 상태이기 때문에, 전기적인 접속을 하지 않아도 좋아, 저비용으로 정전기 대책이 가능하게 된다.
(실시예 9)
도 2b는 본 발명과 관계되는 액정 장치의 구조의 주요부를 도시한 도면이다. 우선, 구성을 설명한다. 1.1 mm 두께의 투명 글라스 기판(216·224)을 2 매 포갠 구조를 취하고 있고, 그 사이에 액정 층(221)이 끼워져 지탱되고 있다. 상측 글라스 기판(216)에는 내측에 적·녹·청(RGB) 컬러 필터(218), 수지 차광막(217), ITO 투명 전도막(219) 및 배향막(220)이 순차 형성되어 있고, 외측에는 편광판(215)이 배치되어 있다. 하측 글라스 기판(224)은, 내측에 공통 전극(227), 절연층(223), 화소 전극(228) 및 배향막(222)이 형성되어 있고, 외측에는 편광판(225)이 배치되어 있다.
각 화소는 하측 글라스 기판의 평면도가 되는 먼저 설명한 도 5 에 나타나는 것같이, 주사 신호선(게이트선: 503), 화상 신호선(소스선: 504)이 매트릭스 형상으로 배치되어 있고, 그 교점 부근에, 게이트 전극이 주사 신호선(503), 소스 전극이 화상 신호선(504), 드레인 전극이 화소 전극(501(228))에 접속된 박막 트랜지스터(TFT 소자: 505)가 형성되어 있다. 또한, 구동 방법은 실시예 1 과 같다.
1 화소 내에서 공통 전극(227)과 화소 전극(228)은 절연층(223)을 통해 다른 층에 배치되어 있다. 도 2(b) 중의 226 은, 전계의 방향을 나타내고 있다. 이 실시예에서는 실시예 1 과 기판간의 갭, 굴절율 이방성, 전극간 거리, 러빙 방향을 약간 변경하고 있다. 즉, 기판간의 갭을 4.0 μm 로 하고, 액정 재료(221)에는 굴절율 이방성 △n = 0.085 로 유전 이방성이 + 인 네마틱 액정을 사용하였다. 선상의 공통 전극(227)과 화소 전극(228)의 사이의 거리를 12 μm 로 하여, 양쪽 전극의 선폭을 5 μm 로 하였다. 액정 분자가 전압 무인가시에 선상 전극(공통 전극(227), 화소 전극(228))의 긴쪽 방향과 40 도의 각도를 가지도록 러빙 배향 처리를 행하였다. 상측 글라스 기판(216)의 편광판(215)은 흡수축을 액정의 배향 방향과 평행하게, 하측 글라스 기판(224)의 편광판(225)은 수직으로 배치되어 있다. 이 상태가, 흑색 표시 상태이고, 외부 구동 수단으로부터의 인가 전압에 따라서 액정 분자의 배향 각도가 변화함에 의해 색상 표시가 가능하게 되어 있다. 또한, 하기판(224) 측에는 백라이트 광원이 배치된다.
또한, 도 2(a) 에 있어서, 차광막(205)은, 하측 기판에 형성된 TFT 소자 및 화상 신호선·주사 신호선의 영역을 차광하도록 배치된다.
본 실시예에 있어서는, 상측 글라스 기판(216)의 ITO 투명 전도막(219)의 전위는 플로팅 상태로 하고, 전기적인 접속은 전혀 행하고 있지 않다. 이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다. 또한, 액정 배향의 흐트러짐도 관찰되지 않았다.
이상 실시예 9 와 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 컬러 필터 형성 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하기 어려워, 고화질인 표시가 가능하게 된다. 또한, 상기 투명 전도막의 전위가 플로팅 상태이기 때문에, 전기적인 접속을 하지 않아도 좋고, 저비용으로 정전기 대책이 가능하게 된다. 통상 투명 전도막을 액정 층과 접하는 면 즉 액정 셀내부에 형성하면, 화소 전극이나 공통 전극과의 사이에 전계가 발생하여 화질을 저하시켜 버리지만, 도전막의 전위가 플로팅 상태에 있기 때문에, 화질 저하를 극력 억제할 수 있다.
본 실시예에서는 ITO 투명 도전막을 상측 기판의 컬러 필터층과 배향막의 사이에 설치하였지만, 기판과 컬러 필터층의 사이에 설치하더라도 상관없다.
(실시예 10)
본 실시예에서는 실시예 8 및 실시예 9 에 있어서의 도 2 의 수지 차광막(205·217)을 Cr 등의 금속 차광막으로 변경한다. 또한, 이 때 금속 차광막을 TFT 소자 및 화소간의 차광막으로서 기능시킬 뿐만 아니라, 화소 영역의 주변부에서 실시예 1 로부터 실시예 5 의 도 8 에 나타나는 것같이 일정 전위에 접속한다.
또한 실시예 8 및 실시예 9 에서 나타내었던 것같은 플로팅 상태의 ITO 투명 전도막을, 도 2 에 나타낸 바와 같이 상측 기판의 외측면 또는 내측면에 형성하도록하여, CF 차광막과 플로팅 상태의 ITO 투명 전도막을 조합한다.
이와 같이 하면, 정전기를 흡수하는 플로팅 상태의 ITO 투명 전도막과 정전기로부터 액정을 실드하는 금속 차광막이 존재하기 때문에, 정전기에 대하여 또한 내구성이 증가한다.
단지, 상측 기판의 내측면에 금속 차광막과 투명 전도막을 적층하여 형성하는 경우는, 양자를 컬러 필터 또는 절연막 등에 의해서 절연할 필요가 있다.
본 실시예에서는 IT0 투명 전도막을 상측 기판의 컬러 필터층과 배향막의 사이에 설치하였지만, 기판과 컬러 필터층의 사이에 설치하더라도 상관없다.
(실시예 11)
실시예 8 및 실시예 9 에 나타내는 것 같은 액정 장치에서, ITO 투명 전도막의 대신에, 도 3 에 나타내는 화소 영역(303)의 주변부(304)의 상측 글라스 기판의 외측면 또는 내측면상에 Cr 금속막을 형성하였다. 상측 글라스 기판의 Cr 금속막의 전위는 플로팅 상태로 하였다.
이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다. 또한, 액정 배향의 흐트러짐도 관찰되지 않았다.
이상 실시예 11 과 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 컬러 필터 형성 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하기 어려워, 고화질의 표시가 가능하게 된다. 또한, Cr 금속막의 전위가 플로팅 상태이기 때문에, 전기적인 접속을 하지 않아도 좋고, 저비용으로 정전기 대책이 가능하게 된다. 또한, 이 차광막에는 화소 영역의 경계선 기능을 갖게 하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 정전기의 영향을 받기 어려운 고화질의 액정 장치를 실현할 수 있다.
(실시예 12)
본 실시예는, 도 1b, 또는 도 2a 혹은 도 2b의 구성에 있어서, 상측 편광판(103,201,215)에 도전성을 갖게 한 것이다. 이러한 편광판은, 편광판의 필름 재료에 도전성 입자를 혼입시킨다, 혹은 편광 필름에 투명 전도층을 붙여 일체화시키는 등에 의해, 용이하게 제조할 수 있다.
이 도전성 편광판은, 플로팅 상태로 하거나, 혹은 도전성 편광판 또는 편광판의 도전층을 노출시켜, 이것에 대하여, 실시예 6 과 같은 방법에 의해, 일정 전위(공통 전극 전위, 접지 전위, 주사 신호의 비선택 전위, 외부 구동 수단의 논리 전위의 어느것인가)를 인가하거나 하면 좋다. 일정 전위를 인가하는 경우는, 실시예 6 과 같은 접속 방법을 채용할 수 있다.
이러한 액정 장치에, 약 1 kV 의 정전기로 정전기 내압 시험을 행하더라도, 전혀 대전하지 않고서 양호한 표시를 행할 수 있었다. 또한, 액정 배향의 흐트러짐도 관찰되지 않았다.
이상 실시예와 같은 액정 장치의 구성으로 하면, 컬러 필터 형성 기판이 외부에서의 정전기 등으로 대전하기 어려워, 고화질의 표시가 가능하게 된다.
또한, 하측 편광판도 더불어, 도전성을 가지는 편광판으로 하여, 액정 패널을 상하로부터 도전성 편광판에 끼우면, 더 한층 정전기에 대하여 양호한 표시를 행할 수 있다.
또한, 본 실시예는, 다른 실시예 1 내지 11 의 어느쪽의 실시예와도 조합하고, 액정 패널에 채용해도 좋다. 그렇게 함에 의해, 더 한층의 정전기 대책이 가능하다.
(실시예 13)
상술한 실시예 1 내지 12 의 액정 장치를 사용하여 구성되는 전자 기기의 실시예에 대하여 이하에 설명한다.
액정 장치를 사용한 전자 기기는, 도 10 에 나타내는 표시 정보 출력원(1000), 표시 정보 처리 회로(1002), 표시 구동 회로(1004), 액정 패널 등의 표시 패널(1006), 클럭 발생 회로(1008) 및 전원 회로(1010)를 포함하여 구성된다. 표시 정보 출력원(1000)은, ROM, RAM 등의 메모리, 텔레비젼 신호를 동조하여 출력하는 동조 회로 등을 포함하여 구성되고, 클럭 발생 회로(1008)로부터의 클럭에 기초하여, 비디오 신호 등의 표시 정보를 출력한다. 표시 정보 처리 회로(1002)는, 클럭 발생 회로(1008)로부터의 클럭에 기초하여 표시 정보를 처리하여 출력한다. 이 표시 정보 처리 회로(1002)는, 예를들면 증폭·극성 반전 회로, 상 전개 회로, 로우테이션 회로, 감마 보정 회로 혹은 클램프 회로 등을 포함할 수 있다. 표시 구동 회로(1004)는, 주사측 구동 회로 및 데이터측 구동 회로를 포함하여 구성되고, 액정 패널(1006)을 표시 구동한다. 전원 회로(1010)는, 상술의 각 회로에 전력을 공급한다.
이러한 구성의 전자 기기로서, 도 11 에 나타내는 멀티미디어 대응의 퍼스널 컴퓨터(PC) 및 엔지니어링 워크스테이션(EWS) 이외에, 도 12 에 나타내는 페이저, 혹은 휴대 전화, 워드 프로세서, 텔레비젼, 뷰 파인더형 또는 모니터 직시형의 비디오 테이프 레코더, 전자 수첩, 전자 탁상 계산기, 자동차 항법 장치, POS 단말기, 터치 패널을 구비한 장치 등을 들 수 있다.
도 11 에 나타내는 퍼스널 컴퓨터(1200)는, 키보드(1202)를 구비한 본체부(1204)와, 액정 표시 화면(1206)을 가진다.
도 12 에 나타내는 페이저(1300)는, 금속제 프레임(1302) 내에, 글라스 기판(1304), 백라이트(1306a)를 구비한 라이트 가이드(1306), 회로 기판(1308), 제 1 , 제 2 의 실드판(1310, 1312), 2 개의 탄성 전도체(1314, 1316), 및 필름 캐리어 테이프(플렉시블 기판: 1318)를 가진다. 2 개의 탄성 전도체(1314, 1316) 및 필름 캐리어 테이프(1318)는, 글라스 기판(1304)과 회로 기판(1308)을 접속하는 것이다.
여기에서, 기판(1304)은, 2 매의 투명 글라스 기판(1304a, 1304b)의 사이에 액정을 봉입한 것으로, 이것에 의해 적어도 액정 패널 장치가 구성된다. 한쪽의 투명 기판에, 도 10 에 나타내는 구동 회로(1004), 혹은 이것에 덧붙여 표시 정보 처리 회로(1002)를 형성할 수 있다. 기판(1304)에 탑재되지 않은 회로는, 기판의 외부 부착 회로로 되고, 도 12 인 경우에는 회로 기판(1308)에 탑재할 수 있다.
도 12 는 페이저의 구성을 나타내는 것이기 때문에, 글라스 기판(1304) 이외에 회로기판(1308)이 필요하게 되지만, 전자 기기용의 한 부품으로서 액정 표시 장치가 사용되는 경우에 있어서, 투명 기판에 표시 구동 회로 등이 탑재되는 경우에는, 그 액정 표시 장치의 최소단위는 기판(1304)이다. 혹은, 기판(1304)을 테두리 몸체로서의 금속 프레임(1302)에 고정한 것을, 전자 기기용의 한 부품인 액정 장치로서 사용하는 것도 가능하다. 또한, 백라이트식인 경우에는, 금속제 프레임(1302) 내에, 기판(1304)과, 백라이트(1306a)를 구비한 라이트 가이드(1306)를 설치하여, 액정 표시 장치를 구성할 수 있다. 이 들에 대신하여, 도 13 에 나타낸 바와 같이, 기판(1304)을 구성하는 2 매의 투명 기판(1304a, 1304b)의 한쪽에, 금속의 도전막이 형성된 폴리이미드 테이프(플렉시블 기판: 1322)에 IC 칩(1324)을 장치한 TCP(Tape Carrier Package: 1320)를 접속하여, 전자 기기용의 한 부품인 액정 장치로서 사용하는 것도 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지의 범위 내에서 여러가지의 변형 실시가 가능하다.
실시예 1 내지 12 와의 관련에서는 액정 장치에는 도 10 의 전원 회로(1010)로부터 여러가지의 일정 전위가 공급되는 것이고, 실시예에서 차광막이나 투명 전도막에 인가되는 일정 전위는, 상기 전원 회로에서, 또는 구동 회로(1004)로부터 공급되게 된다. 또한, 실시예에서 설명된 것같이, 차광막은 공통 전극이나 더미 전극에 접속되는 것이지만, 공통 전극이나 더미 전극은, 도 12 의 테이프(1318)나 도 13 의 테이프(1322)에 의해, 일정 전위의 배선에 접속된다.
또한, 상측 글라스 기판의 외측면에 형성한 투명 전도막이나 금속막에 일정 전위를 인가하는 경우는, 먼저 설명한 바와 같이, 금속제 외부 테두리가 되는 도 12 의 프레임(1302)에 도 10 의 전원 회로(1010)로부터 일정 전위를 주고, 이것을 통해 상측 기판(1304a)의 투명 전도막이나 금속막에 일정 전위를 공급하도록 하면 좋다.
또한, 이상 실시예에서는, Cr 금속막을 사용하였지만, Cr 이외의 Ta, Al, Au 이외에, Cr 과 Ni 나 Cu 와의 합금의 금속막이라도 같은 효과가 있는 것을 확인하였다. 또한, 이상 실시예에서는 투명 도전막에는 ITO 를 사용하였지만, SnO2 등의 투명 도전막이라도 상관없다. 또한 투명 도전막은 전체면에 형성할 필요는 없고, 부분적인 형성이라도 상관없다.
상기와 같이, 본 발명에 이러한 액정 장치는, 광 시야각을 가지는 액티브 매트릭스형 액정 장치이기 때문에, 퍼스널 컴퓨터, 워크 스테이션 등의 표시 장치로서, 또한 멀티미디어 단말 기기나 텔레비젼 등의 모니터로서 사용할 수 있다. 특히, 정전기가 발생하기 쉬운 환경, 예를들면 전자 기기가 많은 사무실 등의 환경에서, 액정 장치를 정전기로부터 보호하는 데 적합하다.

Claims (12)

  1. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선의 교차에 따라 배치된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에 있어서,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판의 대향면에는 상기 액정을 구동하기 위한 전극이 형성되어 있지 않고, 상기 다른쪽 기판상에 금속 차광막을 형성하며, 해당 금속 차광막에는 일정 전위가 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  2. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판 상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선의 교차에 따라 배치된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에 있어서,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판의 대향면에는 상기 액정을 구동하기 위한 전극이 형성되어 있지 않고, 상기 다른쪽 기판의 외면상에 투명 전도막이 형성되며, 해당 투명 전도막에는, 상기 공통 전극과 동일한 전위, 상기 화상 신호선에 공급되는 화상 신호의 중심 전위, 상기 주사 신호선에 인가되는 주사 신호의 비선택 전위, 해당 액정 장치를 구동하는 구동 수단의 논리 전위 중 어느 하나의 일정 전위가 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  3. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선의 교차에 따라 배치된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계가 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에 있어서,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판의 대향면에는 상기 액정을 구동하기 위한 전극이 형성되어 있지 않고, 상기 다른쪽 기판의 화소부의 주변 영역의 기판 내면상에 전도막이 형성되며, 상기 전도막에는 일정 전위를 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  4. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선의 교차에 따라 배치된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에 있어서,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판의 대향면에는 사익 액정을 구동하기 위한 전극이 형성되어 있지 않고, 상기 다른쪽 기판의 외면상에 도전성을 갖는 편광판을 배치하고, 상기 편광판에는, 상기 공통 전극과 동일한 전위, 상기 화상 신호선에 공급되는 화상 신호의 중심 전위, 상기 주사 신호선에 인가되는 주사 신호의 비선택 전위, 해당 액정 장치를 구동하는 구동 수단의 논리 전위 중 어느 하나의 일정 전위가 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 일정 전위가, 상기 공통 전극과 동일한 전위, 상기 화상 신호선에 공급되는 화상 신호의 중심 전위, 상기 주사 신호선에 인가되는 주사 신호의 비선택 전위, 해당 액정 장치를 구동하는 구동 수단의 논리 전위 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  6. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선의 교차에 따라 배치된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극의 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계를 인가할 수 있도록 구성되는 액정 장치에 있어서,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판의 내면측에는 도전막이 형성되고, 해당 도전막에는 상기 한 쌍의 기판간을 전기적으로 접속하는 은 페이스트 또는 이방성 도전막을 통하여 상기 한쪽의 기판으로부터 일정 전위가 인가되는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  7. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판 상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계가 인가되도록 구성된 액정 장치에 있어서,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판의 내면상에 투명 도전막이 형성되고, 상기 투명 도전막의 전위를 플로팅 상태로 하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  8. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판 상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계가 인가되도록 구성된 액정 장치에 있어서,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판의 화소부 주변 영역의 기판 내면상에 도전막이 형성되고, 상기 도전막의 전위를 플로팅 상태로 하는 것을 특징으로 하는 액정 장치.
  9. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판 상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계가 인가되도록 구성된 액정 장치를 사용한 전자 기기에 있어서,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판상에 금속 차광막을 형성하고, 해당 금속 차광막에 일정 전위를 인가하도록 이루어진 배선과, 해당 배선을 통해 상기 일정 전위를 공급하는 전원 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  10. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판 상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계가 인가되도록 구성된 액정 장치를 사용한 전자 기기에 있어서,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판의 외면상에 투명 도전막이 형성되고, 상기 투명 도전막에 일정 전위를 인가하도록 이루어진 프레임과, 해당 프레임을 통해 상기 일정 전위를 공급하는 전원 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  11. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판 상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계가 인가되도록 구성된 액정 장치를 사용한 전자 기기에 있어서 ,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판의 화소부 주변 영역의 기판 내면상 또는 기판 외면상에 도전막이 형성되고, 상기 도전막에 일정 전위를 인가하도록 이루어진 배선 또는 프레임과, 해당 배선 또는 프레임을 통해 상기 일정 전위를 공급하는 전원 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
  12. 한 쌍의 기판 사이에 액정이 끼워져 지지되고, 한쪽의 해당 기판 상에, 매트릭스 형상으로 배치된 주사 신호선 및 화상 신호선, 해당 주사 신호선 및 해당 화상 신호선에 접속된 액티브 소자, 해당 액티브 소자에 접속된 화소 전극, 공통 전극이 배치되고, 상기 화소 전극과 상기 공통 전극 사이의 액정에 실질적으로 기판면과 평행한 전계가 인가되도록 구성된 액정 장치를 사용한 전자 기기에 있어서,
    상기 한쪽의 기판과 대향하는 다른쪽 기판의 외면상에 도전성을 갖는 편광판을 배치하고, 상기 편광판에 일정 전위를 인가하도록 이루어진 배선 또는 프레임과, 해당 배선 또는 프레임을 통해 상기 일정 전위를 공급하는 전원 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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