TWI407193B - 液晶裝置、電子設備，及液晶裝置之製造方法 - Google Patents

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Description

液晶裝置、電子設備，及液晶裝置之製造方法
本發明係關於一種液晶裝置、電子設備、及液晶裝置之製造方法。
以擴大液晶裝置之視野角的手段而言，有一種所謂橫電場方式之IPS(In-Plane Switching，橫向電場切換)方式已實用化，該方式係藉由產生相對於基板之面內方向(橫方向)之電場，且以此橫方向之電場使液晶層中所含之液晶分子在與基板平行之面內旋轉以控制穿透光。再者，亦提案有一種將此IPS方式改良之FFS(Fringe-Field Switching，邊緣電場切換)方式。
此種橫電場方式之液晶裝置之構成，係在形成有TFT(薄膜電晶體)等驅動元件之元件基板，配置共通電極、像素電極類之電極、或配線類之導電性構件，而在屬於顯示面側之對向基板則不設置導電構件。因此，容易受到由靜電所代表之來自對向基板側之外部之電場(外部電場)之影響，而有在液晶顯示方面易於產生不穩定之顯示品質上的問題。為了解決此種問題，乃提案有一種在對向基板側形成由透明導電膜所構成之靜電遮蔽層，以該靜電遮蔽層捕捉靜電，藉此而防止顯示不穩定之方法(參照例如專利文獻1)。
在專利文獻1中係揭示有：在對向基板所具備之玻璃基板之外側(液晶層之相反側)具備靜電遮蔽層之結構、與在玻璃基板之內側(液晶層側)具備靜電遮蔽層之結構。若將該2種結構加以比較，在內側具備靜電遮蔽層之對向基板，由於係與同樣設於內側之配向膜等構件疊層而形成，故不需要玻璃基板之上下反轉操作等，而具有製造容易之優點。
此外，近年來，特別是對於液晶裝置之薄型化要求日益增加，為了對應此要求，而將挾設液晶層之一對基板(後述之元件基板及對向基板)進行研磨而使之薄型化的情形。此研磨步驟，係在以密封材料將上述一對基板黏合成彼此相對向之後進行。如上所述，在外側之面配置靜電遮蔽層時，由於無法在研磨步驟之前配置靜電遮蔽層，因此在該研磨步驟以前之步驟的靜電對策會有所不足。
此外，上述靜電遮蔽層係藉由在高溫-真空下使ITO(氧化銦錫合金)等靜電遮蔽層成膜而形成者。於研磨步驟後，亦即在將上述一對基板黏合後配置靜電遮蔽層時，元件基板及對向基板會曝露於高溫-真空下，而會有引起密封材料及彩色濾光片(color filter)層等之形成材料(通常為樹脂)劣化、或是在該樹脂之界面或樹脂內引起產生剝離之虞。因此，在對向基板所具備之玻璃基板之外側具備靜電遮蔽層之結構中，難以兼顧實施靜電對策(亦即顯示品質之提升)與液晶裝置之薄型化。因此，以在對向基板之內側設置靜電遮蔽層之結構較為有利。亦即，藉由在將上述一對基板黏合後進行研磨步驟，即可使液晶裝置薄型化，並可兼顧顯示品質之提升與薄型化。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2001-51263號公報
然而，在上述專利文獻中，以在玻璃基板之內側設置靜電遮蔽層之對向基板之結構而言，係揭示靜電遮蔽層形成於對向基板側之配向膜背面之結構。在此種位置設置靜電遮蔽層時，由於在靜電遮蔽層與液晶層之間僅存在配向膜，因此兩者之距離很近。因此，會在捕捉靜電之靜電遮蔽層、與設於元件基板之像素電極或共通電極之間產生縱電場，而有擾亂橫電場方式之驅動之虞。因而，使液晶裝置免於受到靜電干擾之保護有所不足。
為了對應此種情形，如以下所述，已提案有一種作為比較例之液晶裝置。第5圖係為作為比較例而顯示之液晶裝置3之示意性剖面圖。液晶裝置3係具有與後述各實施形態之液晶裝置類似之結構，而結構要素之大部分均係共通。因此，各結構要素之說明將於後陳述，而先說明靜電遮蔽層之配置之態樣。
如圖所示，在液晶裝置3中，係以靜電遮蔽層40作為對向基板本體21之第1層，亦即以層間並未夾設任何東西之方式形成。由於不存在基底，因此無法預先形成對準標記(alignment mark)，而難以應用將遮罩對準並覆蓋於對向基板本體21而局部性地進行成膜之遮罩成膜法。因此，靜電遮蔽層40係以所謂全面的方式形成在對向基板本體21的整面。當靜電遮蔽層40以全面的方式形成時，如圖所示在對向基板20之端部B，對向基板本體21之端面與靜電遮蔽層40之端面會成為齊平。亦即，對向基板本體21之端面與靜電遮蔽層40之端面在平面觀察下會形成一致。此種形狀，亦即端面成為齊平時，會有容易允許靜電侵入，而且易於產生靜電遮蔽層40之電蝕之問題。
本發明係有鑑於上述種種情形而研創者，其目的在提供一種具備良好的防靜電功能，得以抑制因為來自外部之靜電所引起之顯示品質降低，而且經薄型化之液晶裝置。此外，本發明之目的亦提供一種具備此種液晶裝置之電子設備。
本發明係為了解決上述問題之至少一部分而研創者，其可以下列形態或應用例來實現。
[應用例1]本應用例之液晶裝置，係在第1基板與第2基板之間挾設液晶層，且在前述第1基板之前述液晶層側之面形成像素電極與共通電極，藉由在前述像素電極與前述共通電極之間所產生之電場以驅動前述液晶層之橫電場方式液晶裝置，其特徵為：在前述第2基板之前述液晶層側依序形成：遮光層，在平面觀察下形成於包括前述像素電極間之區域，且至少吸收可視光者；著色層，在平面觀察下以與前述像素電極重疊之方式形成，並讓使特定波長範圍之光穿透者；外覆(overcoat)層，用以保護前述著色層；及配向膜；而在前述外覆層之前述第2基板側且在前述遮光層之前述液晶層側形成有由透明導電材料所構成之靜電遮蔽層。
依據此構成，由於前述靜電遮蔽層與前述液晶層至少離開相當於上述外覆層之膜厚量，因此產生電壓降，而因前述靜電遮蔽層所捕捉之靜電作用於液晶層之力(庫倫(coulomb)力)會減弱。因此，若與直接將前述靜電遮蔽層形成於對向基板側之配向膜之背面之結構相比，會降低因為靜電所引起之顯示不穩定，而提升顯示品質。
另一方面，可在形成前述遮光層時同時(一併)形成對準標記，並使用該標記以遮罩成膜法來形成前述靜電遮蔽層。結果，可在對向基板所具備之玻璃基板之端面與靜電遮蔽層之端面之間形成段差，而可提升可靠性。
[應用例2]如前述之液晶裝置，其中，前述著色層係形成於前述靜電遮蔽層之前述液晶層側。
依據此構成，可將前述靜電遮蔽層與前述液晶層之間隔形成為更大。因此，可更進一步降低因為靜電所引起之顯示不穩定，而更進一步提升顯示品質。
[應用例3]如前述之液晶裝置，其中，前述著色層係形成於前述靜電遮蔽層之前述第2基板側。
依據此構成，即可抑制前述著色層之膜厚對靜電遮蔽層之功能，亦即靜電之遮蔽功能之影響。因此，可獲得容易設計之液晶裝置。
[應用例4]如前述之液晶裝置，其中，前述第2基板之外緣部之至少一部份係為未形成有前述靜電遮蔽層之區域。
依據此構成，即可在前述區域中抑制前述靜電遮蔽層之電蝕，而可提升液晶裝置之可靠性。另外，前述之所謂「外緣部」係指平面觀察下，亦即從與基板面垂直方向觀看時之外緣之區域，亦即環狀(框狀)之區域。
[應用例5]如前述之液晶裝置，其中，在前述遮光層與前述著色層之邊界部係形成有段差，而在前述靜電遮蔽層之表面，則形成有反映前述段差之凹凸形狀。
依據此構成，在靜電遮蔽層之表面，形成由段差之形狀所導致之凹凸形狀。所形成之凹凸部分，係對外部靜電發揮避雷針之作用，與靜電遮蔽層呈現平坦面之情形相比，易於捕捉外部靜電。因此成為屏蔽(shield)效應較高之靜電遮蔽層，而可成為因靜電之影響所導致之圖像不穩定已受到抑制之液晶裝置。
[應用例6]如前述之液晶裝置，其中，在前述第1基板之前述液晶層側之面，設有：驅動電路；及與前述驅動電路電性連接之繞配線；前述繞配線與前述靜電遮蔽層係經由前述第1基板與前述第2基板之間所挾設之導通材料，在彼此以平面方式重疊之位置電性連接；前述靜電遮蔽層之電位係藉由前述驅動電路控制為預定電位。
依據此構成，可將由靜電遮蔽層所捕捉之靜電之電荷保持於預定電位，因此即使長時間使用亦不會蓄積、增加靜電，而可成為因靜電之影響所導致之圖像不穩定已受到抑制之液晶裝置。此外，由於靜電遮蔽層係與驅動電路及所連接之繞配線連接，因此不需重新形成導電性之構成元件，即可將蓄積於靜電遮蔽層之電荷釋出，而可成為因靜電之影響所導致之圖像不穩定已受到抑制之液晶裝置。
[應用例7]如前述之液晶裝置，其中，前述靜電遮蔽層之電位係控制在與前述共通電極之電位相同之電位。
依據此構成，即可消除靜電遮蔽層與共通電極之間之電位差，因此在第1基板與第2基板之間難以產生縱向之電場，而可成為圖像不穩定已受到抑制之液晶裝置。
[應用例8]如前述之液晶裝置，其中，前述第1基板係具有覆蓋前述繞配線之絕緣膜；在前述絕緣膜係設有供前述繞配線之一部份露出於底部之接觸孔(contact hole)；在前述接觸孔之內部係形成有將露出於底部之前述繞配線覆蓋之導電膜；前述靜電遮蔽層係經由前述導電材料與前述導電膜而與前述繞配線導通。
依據此構成，即可防止繞配線之氧化，且可獲得良好之導通，因此可有效地將蓄積於靜電遮蔽層之電荷釋出，而可成為可進行良好顯示之液晶裝置。尤其，繞配線之形成材料為鋁等卑金屬時，由於可有效地防止表面氧化，而可確保導通，故甚佳。
[應用例9]如前述之液晶裝置，其中，前述導電膜係以導電性金屬氧化物作為形成材料。
依據此構成，即可有效地防止露出於接觸孔底部之繞配線之氧化。
[應用例10]如前述之液晶裝置，其中，在前述第1基板之前述液晶層側，係隔介前述絕緣膜而疊層有前述像素電極與共通電極；前述共通電極係較前述像素電極設於靠前述液晶層側。
依據此構成，捕捉靜電之靜電遮蔽層與像素電極之間即更為遠離。因此，可將像素電極與靜電遮蔽層之間所產生之縱向之電場抑制成很微弱，而可成為圖像不穩定已受到抑制之液晶裝置。
[應用例11]如前述之液晶裝置，其中，在前述液晶層之周圍係設有用以密封液晶分子之密封材料；在由前述密封材料所包圍之區域之內側，係設有由複數個前述像素電極所形成之顯示區域，並且在由前述密封材料所包圍之區域之內側，前述顯示區域與前述密封材料之間係設有非顯示區域；在前述第1基板之前述非顯示區域，係配置有靜電保護構件，用以使侵入於前述顯示區域之靜電予以放電；前述靜電遮蔽層係與前述靜電保護構件以平面方式重疊設置。
依據此構成，由於靜電遮蔽層與配置於非顯示區域之靜電保護構件一起進行保護，因此可有效地保護顯示區域，而可成為有效地實現圖像不穩定抑制與防止靜電破壞之液晶裝置。
[應用例12]一種電子設備，係具備前述液晶裝置。
依據此構成，即可提供一種具備不會因為來自外部環境之靜電所導致之顯示不穩定之液晶裝置，且可進行高品質圖像顯示之電子設備。
[應用例13]本應用例係一種液晶裝置之製造方法，該液晶裝置係具備：對向配置之第1基板及第2基板；液晶層，挾設在前述第1基板與前述第2基板之間；像素電極及共通電極，形成於前述第1基板之前述液晶層側之面；遮光層，在前述第2基板之前述液晶層側之面於平面觀察下形成於包括前述像素電極間之區域，且至少吸收可視光者；及在前述遮光層之前述液晶層側，且由透明導電材料所構成之靜電遮蔽層；而且為藉由在前述像素電極與前述共通電極之間所產生之電場來驅動前述液晶層之橫電場方式者；其特徵為包括：第1步驟，在前述第2基板一方之面形成遮光材料層；第2步驟，將前述遮光材料層進行圖案化，而形成與在平面觀察下包括前述像素電極之區域對應之開口部與對準標記；第3步驟，在前述一方之面對向配置成膜遮罩，且使用前述對準標記將前述第2基板與前述成膜遮罩進行對準；及第4步驟，透過前述成膜遮罩使透明導電材料層成膜在前述一方之面上而形成前述靜電遮蔽層。
依據此製造方法，即可在上述一方之面上形成任意平面形狀(平面觀察時之形狀)之靜電遮蔽層。再者，藉由此種靜電遮蔽層，不會使可靠性降低，而可提升液晶裝置之顯示品質。
 (第1實施形態)
以下一面參照第1至4圖、及第6圖一面說明本發明之第1實施形態之液晶裝置1。另外，在以下所有圖式中，為了易於觀看圖式，係使各構成要素之膜厚及尺寸之比率等適當不同。
本實施形態之液晶裝置，係藉由與光之行進方向正交之橫電場來控制液晶分子之方位角以進行圖像顯示者。以此種方式而言，已知有FFS方式、及IPS方式等。以下雖根據採用FFS方式之驅動方式之液晶裝置中可進行全彩顯示者進行說明，惟本發明亦可應用於IPS方式之液晶裝置。
第1圖係為第1實施形態之液晶裝置1之等效電路圖。在構成液晶裝置1之圖像顯示區域之形成為矩陣狀之複數個副像素區域中，係形成有像素電極9及用以切換控制像素電極9之TFT(薄膜電晶體)30。在像素電極9與共通電極19之間係介設有液晶層50。共通電極19係與從掃描線驅動電路204延伸之共通線3b電性連接，而在複數個副像素中保持為共通之電位。
從資料線驅動電路201延伸之資料線6a係與TFT30之源極電性連接。資料線驅動電路201係經由資料線6a將圖像信號S1、S2、‧‧‧、Sn供給至各副像素。圖像信號S1至Sn係可依此順序接線順序供給，亦可對相鄰接之複數個資料線6a彼此間，依每個群組供給。
在TFT30之閘極，係電性連接有從掃描線驅動電路204延伸之掃描線3a。從掃描線驅動電路204以預定之時序(timing)脈衝式地供給至掃描線3a之掃描信號G1、G2、‧‧‧、Gm，係依此順序按線順序方式施加於TFT30之閘極。
像素電極9係電性連接於TFT30之汲極。屬於開關元件之TFT30藉由掃描信號G1、G2、‧‧‧、Gm之輸入設為一定期間導通狀態，而使從資料線6a供給之圖像信號S1、S2、‧‧‧、Sn以預定之時序寫入於像素電極9。經由像素電極9寫入於液晶層50之預定位準之圖像信號S1、S2、‧‧‧、Sn，係在像素電極9與隔著液晶層50而相對向之共通電極19之間保持一定期間。
第2至4圖係就本實施形態之液晶裝置1，從對向基板(第2基板)側觀看之平面圖，第3圖係為第2圖之部份放大圖，第4圖係為第3圖之部份放大圖。
如第2圖所示，本實施形態之液晶裝置1，係在元件基板(第1基板)10與對向基板(第2基板)20以平面方式重疊之部分之周緣部藉由密封材料52黏合，且在由此密封材料52所界定之區域(顯示區域A)內封入且保持液晶分子。在密封材料52中，係於製造時形成有將元件基板10與對向基板20黏合之後用以注入液晶分子之液晶注入口55，而液晶注入口55係於液晶注入後藉由密封材料54而密封。在元件基板10之內面側且為與顯示區域A以平面方式重疊之區域中，係形成有未圖示之像素電極及共通電極，而在元件基板10之內面側且為與密封材料52以平面方式重疊之區域，係設有繞配線18。
在元件基板10一端側之從元件基板10與對向基板20之重疊部分伸出之部分(基板伸出部10a)中，係安裝有用以處理且適當供給驅動液晶裝置1之驅動信號之驅動用IC207，而在端部係設有輸入用端子202。在輸入用端子202係隔介例如各向異性導電膜203而安裝有形成有配線之FPC(Flexible Printed Circuit，可撓性印刷電路)基板等，而與外部電源及各種外部設備連接。
此外，在對向基板20之內面側，係設有後述之靜電遮蔽層40，經由配設在對向基板20之角落部之至少一處之導通材料43而與元件基板10之繞配線18電性導通。在本實施形態之液晶裝置1中，係於元件基板10之另一端側(與驅動用IC207側之邊相對向之側)邊之兩端部的兩個位置設有導通材料43。在液晶裝置1中，雖可視其他需要而將相位差板、偏光板等朝預定方向配置，惟在此係省略圖示。
第3圖係為第2圖中以二點鏈線包圍之區域AR1之放大圖。在此，主要係顯示元件基板10側之結構。如圖所示，在顯示區域A中，係將平面視之大略矩形之複數個副像素P縱橫配置成矩陣狀。此外，在密封材料52之內側，且為顯示區域A之周邊，係成為非顯示區域M。在非顯示區域M中，係設有：靜電保護區域SA，用以將從繞配線18侵入之靜電予以放電，藉以保護配置於顯示區域A之副像素P；及虛設(dummy)區域DA，配置有以自行破壞方式來替代因為在靜電保護區域SA未能充分放電之靜電所導致之副像素P破壞之虛設像素(靜電保護構件)DP。
在元件基板10之顯示區域A之周圍，係與密封材料52重疊地形成有用以供給共通電位至共通電極19之繞配線18，而在繞配線18彎折之角部，係形成有朝外側(為液晶層50之相反側)突出之連接部18a。
另一方面，在未圖示之對向基板所具備之靜電遮蔽層40之角部亦形成有朝外側突出之連接部40a。連接部40a與連接部18a係以平面方式重疊，並且均係延伸形成至密封材料52之外側，而在各個端部，則經由導通材料43而電性連接。因此，靜電遮蔽層40之電位係保持為與共通電位相同之電位。
第4圖係為在第3圖中以二點鏈線包圍之區域AR2之放大圖。如圖所示，在非顯示區域M(參照第3圖)中，係設有：虛設區域DA，具有配置在副像素P周邊之複數個虛設像素DP；及靜電保護區域SA，具有配置在虛設區域DA與密封材料52間之區域的短路環(short ring)(靜電保護構件)211和電阻元件(靜電保護構件)212。靜電保護區域SA之短路環211和電阻元件212主要係用以保護依每個副像素P而配置之TFT30，免於被製程中所產生之靜電破壞。
製程中所產生之靜電，係從顯示區域A之周邊侵入於副像素P。因此，將產生之靜電以靜電保護區域SA之功能進行放電，並且藉由將未能充分放電之靜電將配置於虛設區域DA之虛設像素DP破壞，而防止副像素P被破壞。
電阻元件212係與副像素P及虛設像素DP排列之行列對應，而設於各行列之端部。在圖中，係與副像素P及虛設像素DP之列對應而隔列(從上端之列起算之偶數列)設置，且與各個列之掃描線3a連接。此外，圖示雖予省略，惟在與圖示右邊相對向之側的左邊，係設有與剩餘列(奇數列)對應之電阻元件212。此外，在副像素P及虛設像素DP之行之上端部，亦依每行設有電阻元件212。
此外，共通電極19係形成為覆蓋副像素P及虛設像素DP，而在設有電阻元件212之側的端部，係設有用以與短路環211連接之伸出部213。伸出部213係設於未與電阻元件212重疊之位置，且經由伸出部213而連接有共通電極19與短路環211。
此外，在共通電極19上端之角部所設之伸出部213，係為了與繞配線18連接而設有平面視之大略矩形之連接部19a，且經由複數個接觸孔214而彼此連接。此外，連接部19a亦經由複數個接觸孔215而與短路環211連接。藉由在此等靜電保護區域SA所設之構件，以防止設在副像素P之TFT30之靜電破壞。
此外，靜電遮蔽層40係與該等虛設區域DA及靜電保護區域SA之各結構以平面方式重疊設置。靜電遮蔽層40係如後所述地具有捕捉來自外部靜電之功能，用以防止虛設區域DA及靜電保護區域SA之各結構遭受靜電破壞。因此，在虛設區域DA及靜電保護區域SA，係可有效地防止副像素P被破壞。此外，由於靜電遮蔽層40與虛設區域DA及靜電保護區域SA之各結構係電性連接，因此可彼此共同發揮作用使靜電擴散。
第6圖係為本實施形態之液晶裝置1之密封材料52及導通材料43周邊之概略剖面圖。在此，為了使圖面易於觀看，圖示中省略了非顯示區域中之結構。
如圖所示，液晶裝置1係由以下所構成：元件基板10；對向基板20，與元件基板10對向配置；及液晶層50，挾設在元件基板10與對向基板20之間。此外，在液晶裝置1中，係沿著元件基板10與對向基板20相對向之區域的端緣設有密封材料52，用以密封構成液晶層50之液晶分子。此液晶裝置1係從元件基板10側照射照明光，成為從對向基板20側觀察所要顯示之圖像之結構。
另外，在以下之記載中，係將元件基板10(或元件基板本體11)之液晶層50側標示為「上」或「上面」。同樣地，將對向基板20(或對向基板本體21)之液晶層50側標示為「上」或「上面」。
元件基板10具備具有透光性之元件基板本體11。在形成元件基板本體11之材料中，可使用例如玻璃、石英玻璃、氮化矽等無機物、或丙烯(acrylic)樹脂、聚碳酸酯(polycarbonate)樹脂等有機高分子化合物(樹脂)。此外，只要具有透光性，亦可使用將此等材料疊層或混合所形成之複合材料。
在元件基板本體11上，係形成有由鋁或銅等導電性材料所構成之掃描線3a與未圖示之資料線。此外，在與密封材料52以平面方式重疊之區域，係形成有由同樣之導電性材料所構成之繞配線18。此等配線係可使用相同材料，亦可使用不同之材料來形成。此等配線可於例如使導電性材料之薄膜成膜之後，藉由進行圖案化而獲得。在本實施形態中係使用鋁作為形成材料。
此外，在元件基板本體11上，係以覆蓋掃描線3a、資料線、繞配線18之方式形成有閘極絕緣膜12。閘極絕緣膜12係由如氮化矽或氧化矽等具有絕緣性之透光性材料所構成。
在閘極絕緣膜12上係形成有半導體層32、與半導體層32之一端連接之源極電極33、與半導體層32之另一端連接之汲極電極34，且藉由此等半導體層32、源極電極33、汲極電極34及掃描線3a而構成底閘極型之TFT30。又，以覆蓋TFT30之方式形成層間絕緣膜13。層間絕緣膜13係與閘極絕緣膜12同樣，由氮化矽或氧化矽等具有絕緣性之透光性材料所構成。
在層間絕緣膜13上係形成有像素電極9，並使其經由接觸孔16而與TFT30之汲極電極34電性連接。像素電極9係由ITO(Indium Tin Oxide：銦錫氧化物)或錫氧化物(SnO2 )等具備透光性之導電性材料所形成。在本實施形態中係使用ITO。
此外，在層間絕緣膜13上以覆蓋像素電極9之方式形成有電極間絕緣膜14。電極間絕緣膜14係與閘極絕緣膜12及層間絕緣膜13相同，由氮化矽或氧化矽等具有絕緣性之透光性材料所構成，用以覆蓋形成於層間絕緣膜13上之像素電極9。
在電極間絕緣膜14上係形成有梯子狀之共通電極19。像素電極9與共通電極19係隔著電極間絕緣膜14配置，而構成FFS方式之電極結構。此外，共通電極19係經由用以連通閘極絕緣膜12、層間絕緣膜13、電極間絕緣膜14之接觸孔17而與繞配線18連接。共通電極19係由ITO等透光性導電性材料所形成，在本實施形態中，共通電極19之材料係使用ITO。
此外，在電極間絕緣膜14上，以覆蓋共通電極19之方式形成有第1配向膜15。第1配向膜15係由例如聚醯亞胺(polyimide)等有機材料或氧化矽等無機材料所構成。本實施形態之第1配向膜15係在塗佈聚醯亞胺之形成材料並將此乾燥、硬化之後，藉由在其上面施以定向磨擦處理而獲得。
另一方面，對向基板20具備具有透光性之對向基板本體21。形成對向基板本體21之材料，係可使用與元件基板本體11相同之材料。
在對向基板本體21上，依序形成有遮光層22b、靜電遮蔽層40、著色層22a、外覆層24、及第2配向膜25。藉由遮光層22b與著色層22a成為彩色濾光片層22。遮光層22b係將形成在整面對向基板本體21之混合有黑色顏料之丙烯樹脂層，以光微影法等進行圖案化所形成。此種圖案化，係在顯示區域A(參照第2圖)，以上述樹脂層成為包圍開口部22c之格子狀之方式進行。此種開口部22c之平面視區域，即為副像素P(參照第3圖)之平面視區域。此外，在靜電遮蔽層40之表面，形成有反映作為基底之遮光層22b之形狀之凹凸。此種凹凸即為凹凸部46。
靜電遮蔽層40係以覆蓋第3圖所示之顯示區域A、虛設區域DA與靜電保護區域SA之方式形成。因此，在顯示區域A中，開口部22c係在靜電遮蔽層40之上面殘留大略相同之平面視形狀之凹部(凹陷)。著色層22a係由使用液滴噴出法等濕式塗佈法隔介靜電遮蔽層40在此種凹部配置著色層22a之形成材料所形成。
在本實施形態之液晶裝置1之彩色濾光片層22中，著色層22a之膜厚係為2μm、遮光層22b之膜厚係為1.5μm。在彩色濾光片層22，可將從元件基板10側射入而朝對向基板20側射出之光調變為紅色、綠色、藍色，且藉由將各色之光混色而進行全彩顯示。
靜電遮蔽層40係為了捕捉來自外部之靜電，且將所捕捉之靜電經由後述之導通材料43釋放，藉以防止在對向基板20與元件基板10之間產生無法預測之縱電場所設置者。靜電遮蔽層40係使用ITO及SnO2 等具有透光性之導電材料所形成，在本實施形態中係以ITO為形成材料。
再者，本實施形態之液晶裝置1之靜電遮蔽層40，係以屬於遮罩成膜法之一的遮罩蒸鍍法所形成。亦即，在成膜時不需使用光微影法進行圖案化。因此，與比較例之液晶裝置3不同，並未在對向基板本體21整面形成。具體而言，在對向基板20之端部B，靜電遮蔽層40之端面係位於對向基板本體21之端面之稍內側。亦即，在對向基板20之端部B中，靜電遮蔽層40之端面與對向基板本體21之端面並未形成齊平。再者，藉由此種形狀，可抑制上述之現象，亦即抑制靜電之侵入、及靜電遮蔽層40之電蝕。
在此，為了進行上述之遮罩蒸鍍法，需要用以進行蒸鍍遮罩之對準之對準標記。因此，如第5圖之比較例所示，在對向基板本體21上直接形成靜電遮蔽層40時，無法進行遮罩蒸鍍。在本實施形態之液晶裝置1中，係在對向基板本體21與靜電遮蔽層40之間形成有遮光層22b。亦即，在對向基板本體21上首先進行遮光層22b之成膜與圖案化之後，再形成靜電遮蔽層40。因此，可在上述之遮光層22b之圖案化時形成對準標記，而利用該對準標記將靜電遮蔽層40進行遮罩蒸鍍。亦即，本實施形態之液晶裝置1，係在對向基板本體21上隔介遮光層22b而形成有靜電遮蔽層40，因此可藉由遮罩蒸鍍法形成靜電遮蔽層40，而提升可靠性。以下繼續說明。
在著色層22a與靜電遮蔽層40之上面係形成有外覆層24。外覆層24係具備以物理方式或化學方式保護著色層22a與靜電遮蔽層40之功能。此外，亦防止各個形成材料所含之硬化劑之反應殘渣等低分子量物質或離子性之雜質從所形成之著色層22a溶出至液晶層50而引起顯示不穩定。外覆層24係使用例如丙烯樹脂或環氧樹脂等具備透光性之硬化性樹脂而形成。在本實施形態之液晶裝置1中，係使用丙烯樹脂而形成為膜厚2μm。
在外覆層24上，係使用與第1配向膜15相同材料而形成有第2配向膜25。本實施形態之第2配向膜25，係塗佈聚醯亞胺之形成材料並將其乾燥、硬化之後，在其上面朝一定方向施以定向磨擦處理所獲得。藉由定向磨擦之第2配向膜25之配向方向，係設定為與第1配向膜15之配向方向相同之方向。
此外，在與液晶層50重疊區域之外覆層24上，係在與遮光層22b重疊區域形成有間隔件(spacer)56。間隔件56係用以保持元件基板10與對向基板20之分開距離不致成為一定值以下。例如，從對向基板20側施加應力時，由於液晶層50之厚度未達間隔件56之高度，因此可防止顯示不穩定。
設於元件基板10之繞配線18、及設於對向基板20之靜電遮蔽層40，係在包圍液晶層50周圍之密封材料52之外側(為液晶層50之相反側)之區域中經由導通材料43而導通。導通材料43係可使用將具有導電性之微粒子予以混合之硬化性樹脂、或銀膏等。在具有導電性之微粒子中，係例如有Au或Ag等金屬微粒子、或以金屬等具有導電性之材料將不具有導電性之微粒子之表面加以塗覆者等。
在元件基板10側之配置導通材料43之區域中，係形成有貫通閘極絕緣膜12、層間絕緣膜13、及電極間絕緣膜14而彼此連通之接觸孔41，而在底部係露出有一部份繞配線18。
由於本實施形態之繞配線18係使用屬於卑金屬之鋁作為形成材料，因此若形成接觸孔41使之露出時，會有表面氧化而形成氧化膜，無法獲得導通之虞。此外，在接觸孔41之底部，僅有繞配線18之一部份露出，而與導通材料43之導通面積較小。因此，為了防止繞配線18之表面氧化，而且使與導通材料43之導通更為確實，係以形成有覆蓋接觸孔41並以ITO或SnO2 作為形成材料之導電材料44為較佳。
此外，在對向基板20側之配置導通材料43之區域，係形成有貫通外覆層24而彼此連通之接觸孔42。
本實施形態之液晶裝置1係呈以上之結構。
在如以上結構之液晶裝置1中，係在靜電遮蔽層40與第2配向膜25之間設有著色層22a及外覆層24，由於此等層之厚度量，而使靜電遮蔽層40與液晶層50分開。因此，相較於與第2配向膜25鄰接而形成靜電遮蔽層40之情形，會減弱在靜電遮蔽層40所捕捉之靜電所導致之庫倫力，而難以對液晶層50產生影響。此外，在可進行彩色顯示之液晶裝置中，由於係為使用著色層22a及外覆層24而取得分開距離之結構，因此不需重新設置絕緣層以取得分開距離。因此，與在外覆層24與第2配向膜25之間形成有靜電遮蔽層40之液晶裝置相較，可更進一步抑制因為靜電所引起之顯示不穩定，而進行高品質之圖像顯示。
此外，在靜電遮蔽層40之表面所形成之凹凸部46，係對於外部靜電發揮避雷針之作用。因此，與在靜電遮蔽層40直接形成於對向基板本體21上而呈現平坦面之情形相較，易於捕捉外部靜電。因此，成為屏蔽效果較高之靜電遮蔽層40，而可更進一步抑制因為靜電之影響所導致之圖像不穩定，而進行高品質之圖像顯示。
此外，本實施形態之液晶裝置1係成為繞配線18與靜電遮蔽層40經由導通材料43在以平面方式重疊之位置電性連接，而靜電遮蔽層40之電位係控制在與由驅動電路所控制之共通電極19之電位相同之電位。因此，由靜電遮蔽層40所捕捉之靜電之電荷可保持與共通電位相等，因此即使長時間使用亦不會蓄積、增加靜電。此外，由於靜電遮蔽層40係與繞配線18連接，因此不需重新形成導電性之結構元件，即可將蓄積於靜電遮蔽層40之電荷釋出。再者，由於在靜電遮蔽層40與共通電極19之間電位差消失，因此在基板間難以產生縱向之電場，基於此等理由，而可成為圖像不穩定已受到抑制之液晶裝置1。
此外，本實施形態之液晶裝置1，係在導通材料43與對向基板本體21之間除靜電遮蔽層40之外另形成有遮光層22b之點，亦與第5圖所示之作為比較例之液晶裝置有所不同。藉由此種結構，導通材料43之高度(與基板面垂直方向之尺寸)被縮短相當於遮光層22b之膜厚量。因此，導通材料43所含之具有導電性之微粒子(例如Au或Ag等金屬微粒子)之直徑，亦隨之縮小。結果，即使該粒子之位置偏移而攀上外覆層24上時，亦可降低對基板間隔(對向基板20與元件基板10之間隔)之影響。因此，相較於比較例所示之液晶裝置，可提升顯示品質、及可靠性。
此外，本實施形態之液晶裝置1之像素電極9，係設成隔著共通電極19而設於液晶層50相反側。因此，捕捉靜電之靜電遮蔽層40與像素電極9之間更為分開，而可將像素電極9與靜電遮蔽層40之間所產生之電場抑制成更微弱，而可成為圖像不穩定已受到抑制之液晶裝置1。
另外，在本實施形態中，靜電遮蔽層40雖係設為與繞配線18電性連接，惟靜電遮蔽層40亦可為電性獨立之漂浮(floating)狀態。所謂漂浮狀態係指在未與周圍配線或電極等之導電構件連接之狀態下形成。
此外，在本實施形態中，靜電遮蔽層40雖係設成與繞配線18電性連接，惟不限定於此，例如亦可設成先將共通電極19延伸形成至密封材料52之外側，而使之在靜電遮蔽層40與共通電極19之間導通。此外，亦可設成另行設置用以使靜電遮蔽層40所帶之靜電放電之導通構件。
此外，在本實施形態中，雖係設成將靜電遮蔽層40與共通電極19連接，而控制在共通電位，惟不限定於此。例如，亦可設成另外形成保持在GND電位之配線，藉由將該配線與靜電遮蔽層40連接，而將靜電遮蔽層40保持為GND電位。
此外，像素電極9亦可配置在較共通電極19靠近液晶層50側。此時，係將配置在接近液晶層50側之像素電極9設成梯子狀電極。
(第2實施形態)
接著說明本發明之第2實施形態之液晶裝置2。第7圖係為本發明之第2實施形態之液晶裝置2之概略剖面圖，且為相當於上述第1實施形態之第6圖的圖示。因此，圖示中省略了非顯示區域中之結構。
本實施形態之液晶裝置2係具有與第1實施形態之液晶裝置1類似之結構，僅對向基板20中之遮光層22b、著色層22a、及靜電遮蔽層40之配置之態樣不同。因此，在本實施形態之說明中，與上述第1至4圖相當之圖從略。此外，對於與液晶裝置1之構成要素共通之構成要素，係賦予相同符號，而說明之記載則部分省略。
如圖所示，液晶裝置2之靜電遮蔽層40係形成於著色層22a上，亦即形成於著色層22a與外覆層24之間。再者，與第1實施形態之液晶裝置1之靜電遮蔽層40相同地，液晶裝置2之靜電遮蔽層40，其端面在對向基板之端部B並非與對向基板本體21之端面為齊平，而是以位於稍內側之方式形成。因此，本實施形態之液晶裝置2係具有與上述之液晶裝置1(相對於比較例之液晶裝置)相同之效果。
亦即，液晶裝置2係可抑制靜電之侵入、及靜電遮蔽層40之電蝕，而提升可靠性。此外，藉由在靜電遮蔽層40之表面所形成之凹凸部46，可更進一步抑制因為靜電之影響所導致之圖像不穩定。此外，由於導通材料43中所含之具有導電性之微粒子之直徑縮小，因此顯示品質、及可靠性提升。
再者，液晶裝置2係與液晶裝置1不同，由於靜電遮蔽層40係形成於著色層22a與外覆層24之間，因此具有以下之效果。
第1效果係關於液晶裝置之設計。由於液晶裝置2的著色層22a係形成於對向基板本體21側，而非靜電遮蔽層40之液晶層50側，因此該靜電遮蔽層與液晶層50之間隔不會受到著色層膜厚之影響。因此，在製造僅著色層22a之膜厚不同，而其他結構為共通之一連串(亦即系列化)液晶裝置時，可降低設計所需之成本(及時間)。
第2效果係為降低從著色層22a溶出雜質之效果。如上所述，在第1實施形態之液晶裝置1中，亦藉由外覆層24而抑制此種溶出。本實施形態之液晶裝置2，係藉由在著色層22a與外覆層24之間進一步配置靜電遮蔽層40，而更進一步降低上述之溶出。因此，可靠性更進一步提升。
(第3實施形態)
接著說明本發明之第3實施形態之液晶裝置之製造方法。第9圖係為顯示本發明第3實施形態之液晶裝置之製造方法之步驟剖面圖。本實施形態之製造方法係為關於靜電遮蔽層之形成之步驟。因此，僅圖示對向基板本體21等之本實施形態所需之結構要素，而其他結構要素之圖示則予省略。以下依每一步驟進行說明。
另外，本實施形態之製造方法，係顯示使用大型(大面積)基板同時形成複數個液晶裝置之情形。
首先，如第9圖(a)所示，在對向基板本體21上整面形成遮光材料層62。所謂遮光材料係如上所述為混合有黑色顏料之丙烯樹脂等。
接著，如第9圖(b)所示，將遮光材料層62進行圖案化而形成遮光層22b。圖案化係以藉由光微影法進行為較佳。如上所述，對向基板本體21係為大型基板，使用該基板而同時形成複數個液晶裝置。因此，在本圖中，各個遮光層22b係與一液晶裝置份之遮光層22b對應。亦即，本圖所示之各個遮光層22b係具有未圖示之格子狀圖案。由該格子狀圖案所包圍之區域即成為開口部(未圖示)。再者，在進行此種圖案化時，於顯示區域A(參照第2圖)之外側形成對準標記60。只要是光微影法，即可形成此種精細之圖案化。
接著，如第9圖(c)所示，在對向基板本體21上配置作為成膜遮罩之蒸鍍遮罩64，並使用上述之對準標記60進行對準(對準)。在圖中，對向基板本體21與蒸鍍遮罩64雖具有若干間隔，惟亦可使其密接。
接著，如第9圖(d)所示，使對向基板本體21與具備未圖示之熱源等的坩堝66對向。再者，使作為透明導電材料粒子之ITO粒子68飛越穿過蒸鍍遮罩，而以覆蓋遮光層22b之方式形成靜電遮蔽層40。
如圖所示，在對向基板本體21上彼此隔著間隔形成複數個靜電遮蔽層40。上述之間隔，係為分割對向基板本體21成為各個液晶裝置時之分割位置(成為分割線之位置)。再者，由於此種間隔，因此得以避免在分割後之液晶裝置中對向基板本體21之端面與靜電遮蔽層40之端面成為齊平。再者，藉由此種態樣，得以抑制靜電遮蔽層之電蝕或靜電之侵入。因此，依據本實施形態之製造方法，可獲得同時提升顯示品質及可靠性之液晶裝置。
[電子設備]
接著說明本發明之電子設備之實施形態。第8圖係為顯示本發明之電子設備之一例的斜視圖。第8圖所示之行動電話(電子設備)1300，係具備本發明之液晶裝置作為小尺寸之顯示部1301、且具備複數個操作按鍵1302、受話口1303、及送話口1304所構成。藉此，可提供一種藉由本發明之液晶裝置所構成的具備因靜電所導致之顯示不穩定已受到抑制之顯示部之行動電話1300。
上述各實施形態之液晶裝置並不限定於上述行動電話，亦可適用於電子書、投影機、個人電腦、數位靜態相機、電視接收機、觀景器(view finder)或監視器、直接觀視型之磁帶錄放影機(video tape recorder)、汽車導航裝置、呼叫器、電子筆記、電子計算機、文字處理機、工作站、電視電話、POS(point of sale，銷售點)終端機、具備觸控板之設備等作為圖像顯示手段，藉由作成此種結構，即可提供一種因為靜電所導致之圖像不穩定很少，且具備顯示品質很高之顯示部之電子設備。
綜上所述，雖已參照附圖說明本發明之較佳實施形態例，惟本發明並不限定於此種例。上述之例中所示之各結構構件之各形狀及組合等均僅為一例，只要在不脫離本發明之主旨之範圍內，均可根據設計要求等作各種變更。
1．．．第1實施形態之液晶裝置
2．．．第2實施形態之液晶裝置
3．．．作為比較例之液晶裝置
3a．．．掃描線
3b．．．共通線
6a．．．資料線
9．．．像素電極
10．．．作為第1基板之元件基板
10a．．．基板伸出部
11．．．元件基板本體
12．．．閘極絕緣膜
13．．．層間絕緣膜
14．．．電極間絕緣膜
15．．．第1配向膜
16．．．接觸孔
17．．．接觸孔
18．．．繞配線
19．．．共通電極
19a．．．連接部
20．．．作為第2基板之對向基板
21．．．對向基板本體
22．．．彩色濾光片層
22a．．．著色層
22b．．．遮光層
22c．．．開口部
24．．．外覆層
25．．．第2配向膜
30．．．TFT
32．．．半導體層
33．．．源極電極
34．．．汲極電極
40．．．靜電遮蔽層
40a．．．連接部
41．．．接觸孔
42．．．接觸孔
43．．．導通材料
44．．．導電膜
46．．．凹凸部
50．．．液晶層
52．．．密封材料
54．．．密封材料
55．．．液晶注入口
56．．．間隔件
60．．．對準標記
62．．．遮光材料層(遮光層之前階段)
64．．．作為成膜遮罩之蒸鍍遮罩
66．．．坩堝
68．．．作為透明導電材料粒子之ITO粒子
201．．．資料線驅動電路
202．．．輸入用端子
203．．．各向異性導電膜
204．．．掃描線驅動電路
207．．．驅動用IC
211．．．短路環(靜電保護構件)
212．．．電阻元件(靜電保護構件)
213．．．伸出部
214．．．接觸孔
215．．．接觸孔
1300．．．作為電子設備之行動電話
1301．．．顯示部
1302．．．操作按鍵
1303．．．受話口
1304．．．送話口
A．．．顯示區域
B．．．對向基板之端部
DA．．．虛設區域
DP．．．虛設像素(靜電保護構件)
G1至Gm．．．掃描信號
M．．．非顯示區域
P．．．副像素
S1至Sn．．．圖像信號
SA．．．靜電保護區域
第1圖係為第1實施形態之液晶裝置之等效電路圖。
第2圖係為從對向基板側觀看第1實施形態之液晶裝置之平面圖。
第3圖係為第2圖之部份放大圖。
第4圖係為第3圖之部份放大圖。
第5圖係為作為比較例之液晶裝置之概略剖面圖。
第6圖係為第1實施形態之液晶裝置之概略剖面圖。
第7圖係為第2實施形態之液晶裝置之概略剖面圖。
第8圖係為顯示本發明之電子設備之一例的斜視圖。
第9圖(a)至(d)係為顯示第3實施形態之液晶裝置之製造方法之步驟剖面圖。
1．．．第1實施形態之液晶裝置
3a．．．掃描線
9．．．像素電極
10．．．作為第1基板之元件基板
11．．．元件基板本體
12．．．閘極絕緣膜
13．．．層間絕緣膜
14．．．電極間絕緣膜
15．．．第1配向膜
16．．．接觸孔
17．．．接觸孔
18．．．繞配線
19．．．共通電極
20．．．作為第2基板之對向基板
21．．．對向基板本體
22．．．彩色濾光片層
22a．．．著色層
22b．．．遮光層
22c．．．開口部
24．．．外覆層
25．．．第2配向膜
30．．．TFT
32．．．半導體層
33．．．源極電極
34．．．汲極電極
40．．．靜電遮蔽層
41．．．接觸孔
42．．．接觸孔
43．．．導通材料
44．．．導電膜
46．．．凹凸部
50．．．液晶層
52．．．密封材料
56．．．間隔件
B．．．對向基板之端部

Claims (12)

  1. 一種液晶裝置，其係在第1基板與第2基板之間挾設液晶層，且在前述第1基板之前述液晶層側之面形成像素電極與共通電極，藉由在前述像素電極與前述共通電極之間所產生之電場以驅動前述液晶層之橫電場方式液晶裝置，其特徵為：在前述第2基板之前述液晶層側依序形成：遮光層，在平面觀察下形成於包括前述像素電極間之區域，且至少吸收可視光者；著色層，在平面觀察下以與前述像素電極重疊之方式形成，並讓特定波長範圍之光穿透者；外覆(overcoat)層，用以保護前述著色層；及配向膜；在前述外覆層之前述第2基板側且在前述遮光層之前述液晶層側形成有由透明導電材料所構成之靜電遮蔽層；在前述第1基板之前述液晶層側之面，設有：驅動電路，及與前述驅動電路電性連接之繞配線；前述第1基板係具有覆蓋前述繞配線之絕緣膜；前述第2基板之外緣部之至少一部份係為未形成有前述靜電遮蔽層之區域。
  2. 如申請專利範圍第1項之液晶裝置，其中，前述著色層係形成於前述靜電遮蔽層之前述液晶層側。
  3. 如申請專利範圍第1項之液晶裝置，其中，前述著色層係形成於前述靜電遮蔽層之前述第2基板側。
  4. 如申請專利範圍第1項之液晶裝置，其中，在前述遮光層與前述著色層之邊界部係形成有段差，而在前述靜電遮蔽層之表面，則形成有反映前述段差之凹凸形狀。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶裝置，其中，在前述第1基板之前述液晶層側之面，設有：驅動電路；及與前述驅動電路電性連接之繞配線；前述繞配線與前述靜電遮蔽層係經由前述第1基板與前述第2基板之間所挾設之導通材料，在彼此以平面方式重疊之位置電性連接；前述靜電遮蔽層之電位係藉由前述驅動電路控制為預定電位。
  6. 如申請專利範圍第5項之液晶裝置，其中，前述靜電遮蔽層之電位係控制在與前述共通電極之電位相同之電位。
  7. 如申請專利範圍第5項之液晶裝置，其中，前述第1基板係具有覆蓋前述繞配線之絕緣膜；在前述絕緣膜係設有供前述繞配線之一部份露出於底部之接觸孔；在前述接觸孔之內部係形成有將露出於底部之前述繞配線覆蓋之導電膜；前述靜電遮蔽層係經由前述導電材料與前述導電膜而與前述繞配線導通。
  8. 如申請專利範圍第7項之液晶裝置，其中，前述導電膜係以導電性金屬氧化物作為形成材料。
  9. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶裝置， 其中，在前述第1基板之前述液晶層側，係隔介前述絕緣膜而疊層有前述像素電極與共通電極；前述共通電極係較前述像素電極設於靠前述液晶層側。
  10. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶裝置，其中，在前述液晶層之周圍係設有用以密封液晶分子之密封材料；在由前述密封材料所包圍之區域之內側，係設有由複數個前述像素電極所形成之顯示區域，並且在由前述密封材料所包圍之區域之內側，前述顯示區域與前述密封材料之間係設有非顯示區域；在前述第1基板之前述非顯示區域，係配置有靜電保護構件，用以使侵入於前述顯示區域之靜電予以放電；前述靜電遮蔽層係與前述靜電保護構件以平面方式重疊設置。
  11. 一種電子設備，係具備申請專利範圍第1至10項中任一項之液晶裝置。
  12. 一種液晶裝置之製造方法，該液晶裝置係具備：對向配置之第1基板及第2基板；液晶層，挾設在前述第1基板與前述第2基板之間；像素電極及共通電極，形成於前述第1基板之前述液晶層側之面；遮光層，在前述第2基板之前述液晶層側之面於平面觀察下形成於包括前述像素電極間之區域，且至少吸收可視光者；及在前述遮光 層之前述液晶層側，且由透明導電材料所構成之靜電遮蔽層；而且為藉由在前述像素電極與前述共通電極之間所產生之電場來驅動前述液晶層之橫電場方式者；該液晶裝置之製造方法的特徵為包括：第1步驟，在前述第2基板一方之面形成遮光材料層；第2步驟，將前述遮光材料層進行圖案化，而形成與在平面觀察下包括前述像素電極之區域對應之開口部與對準標記；第3步驟，在前述一方之面對向配置成膜遮罩，且使用前述對準標記將前述第2基板與前述成膜遮罩對正；及第4步驟，透過前述成膜遮罩使透明導電材料層成膜在前述一方之面上而形成前述靜電遮蔽層。
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