JP2009186885A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式のカラー液晶表示装置に関して、静電気の影響による表示品位低下を防止する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 透明基板の片面上に透明導電層、ブラックマトリクス層、３原色の着色層、オーバーコート層を順次に積層して形成したカラーフィルタを、ＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置に用いることで、静電気の影響による表示品位低下を防止できる。
【選択図】 図４

Description

本発明はＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式のカラー液晶表示装置に関して、静電気の影響による表示品位低下の防止に関する。

カラー液晶表示装置において、ＴＦＴ基板側の画素電極とカラーフィルタ基板側の対向電極との間に約９０°にツイスト配列された液晶層を挟み、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板間の縦方向で電界を発生させるＴＮ方式がある。

このＴＮ方式は視野角が狭いという欠点があり、そこで視野範囲の拡大を図るために、水平配列された液晶層をＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板で挟み、カラーフィルタ基板側の対向電極を無くし、ＴＦＴ基板に画素電極と対向電極の両電極を配置させ、横方向の電界を発生させるＩＰＳ方式やＦＦＳ方式のカラー液晶表示装置が提案されている。

図１はＩＰＳ方式のカラー液晶表示装置の模式的断面図を示している。ＴＦＴ基板１とカラーフィルタ基板３との両基板間で水平配列された液晶層２を挟み、ＴＦＴ基板上の画素電極４と対向電極５にて横方向の電界を発生させる。しかし、画素電極４と対向電極５が同一面上に配置されているために、開口率、透過率が小さいという問題点を有する。

図２はＦＦＳ方式のカラー液晶表示装置の断面図を示している。ＩＰＳ方式の開口率、透過率を改善するために、画素電極４と対向電極５が絶縁層６を介して形成されている。

上記のようにＩＰＳ方式とＦＦＳ方式は横方向の電界により駆動するため、カラーフィルタ基板には駆動に必要な電極がなく、導電性が付与されていない。それにより、カラーフィルタ基板は静電気の影響を受けやすく、製造工程内の歩留り低下や、表示品位に悪影響を及ぼす可能性がある。

ＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式に用いるカラーフィルタにおける、上記静電気の影響を解決するために、カラーフィルタ基板に透明導電層を追加しているが、従来のＴＮ方式のカラーフィルタ基板の用に、オーバーコート層上にＩＴＯなどの透明導電層を設置すると、ＴＦＴ基板側の横電界に悪影響を及ぼす問題点があり、それを解決するために、カラーフィルタ基板の裏面に透明導電層が形成されている。

カラーフィルタ基板の裏面に透明導電層を形成された場合は、カラーフィルタ基板裏面に形成された透明導電層が液晶表示素子の製造工程上での搬送、治具などでダメージを受けるなど問題がある。また、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板で液晶層を挟み、貼り合せた後に、貼り合せ基板をスリミングする工程を行うと、透明導電層が除去されてしまうため、軽薄型化が不可能という問題点もある。

上記問題点を解決するために、カラーフィルタ裏面の透明導電層は、貼り合せ基板のスリミング工程後に透明導電層を形成させているが、このような場合、透明導電層を形成するための追加工程が求められるため、製造工程、費用の増加が必要となる。また、カラーフィルタ基板側に設置される偏光板に導電性を付与させたものも使用されているが、偏光板部材費の増加が避けられない。
特開２０００−３９５０９号公報 特開平１０−１６０９２０号公報 特開平０９−２６９５０７号公報 特開２００３−７５８１９号公報

ＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置用カラーフィルタには駆動に必要な電極が配置されないために、静電気の影響による表示品位低下が問題である。従来のように静電気防止のためにカラーフィルタ基板裏面に透明導電層を形成するためには、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の貼り合せ後や軽薄型化のスリミング工程後に透明電極製膜の工程追加が必要となり、また、カラーフィルタ基板側に設置される偏光板に導電性を付与させる場合には、偏光板部材費の増加が課題となる。

本発明は、上記課題を解決するために、透明基板の片面上に透明導電層、ブラックマトリクス層、３原色の着色層、オーバーコート層を順次に積層して形成したカラーフィルタを用いることを特徴としたＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置である。

すなわち、本発明は、ＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタ基板において、透明基板の片面上に透明導電層、ブラックマトリクス層、３原色の着色層、オーバーコート層を順次に積層して形成する構成である。さらに、カラーフィルタ基板の透明導電層がＩＴＯ膜である。さらに、カラーフィルタ基板のブラックマトリクス層が遮光剤を分散させた樹脂で形成されている。遮光剤として黒色顔料が例示できる。

また、本発明によるＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置は、上述したいずれかの構成のカラーフィルタ基板と、ＴＦＴ素子が形成された対向基板の間隙に液晶層が保持された構成である。ここで、カラーフィルタ基板と対向基板を貼りあわせるためのシール剤には、上下導通剤が混入されている。

また、カラーフィルタ基板と対向基板を貼りあわせるシール剤を備えるとともに、シール剤が設けられた領域のカラーフィルタ基板には、全面または部分的に透明導電層が最表面に存在しており、シール剤と前記透明導電層が接触できる構成とした。

さらに、対向基板に静電気除去用配線を設け、静電気除去用配線に接続されたフレキシブル基板を介して静電気除去が可能である構成とした。

また、対向基板に静電気除去用配線を設け、カラーフィルタ基板の透明導電層と静電気除去用配線がシール剤に含まれる上下導通剤によって電気的に接続する構成とした。

上述の上下導通剤として金粒子が適している。

本発明によれば、カラーフィルタ用の透明基板上に透明導電層を設置することで、静電気防止の効果を発揮し、また、透明電極層をブラックマトリクス層、３原色の着色層、オーバーコート層で覆うことにより、ＴＦＴ基板側の横電界に悪影響を与えることの無い、ＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置を提供することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図３は、本発明のＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置用のカラーフィルタを模式的断面図で示す。

図３に示すように、本発明のＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板７の片面上に、静電気防止を目的とした透明導電層８、遮光を目的として黒色顔料など遮光剤を分散させた樹脂からなるブラックマトリックス層９、フルカラー表示を目的とした３原色の着色層１０、平坦化、着色層保護を目的としたオーバーコート層１１が順次に積層されている。

図３に示すＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置用カラーフィルタには透明導電層８が設けられているので、静電気の影響により製造工程中の歩留りや液晶表示装置の表示品質に悪影響を及ぼすことがない。

図３に示すＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置用カラーフィルタには静電気防止を目的とした透明導電層８上に、ブラックマトリクス層９、３原色の着色層１０、オーバーコート層１１が設けられているため、ＴＦＴ基板上の横電界用の対向電極とは隔離されており、駆動用の横電界には悪影響を及ぼすことがない。

図３に示すＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置用カラーフィルタに設置する透明導電層８はＩＴＯ膜で形成されることが望ましい。

図３に示すＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置用カラーフィルタに設置するブラックマトリクス層９は、クロムなどの金属薄膜ではなく黒色顔料などの遮光剤を分散させた樹脂で形成されることが望ましい。

図４に図３で示したＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置用カラーフィルタを使用したＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置の模式的断面図を示す。

カラーフィルタ基板３とＴＦＴ基板１はシール剤１２を介して貼り合わされており、内部には液晶層２が形成されている。貼り合せ用のシール剤１２には金粒子などの上下導通剤１３が混入されている。

図４にあるように、カラーフィルタ基板３にシール剤１２が設置されるエリアは、全面または部分的にブラックマトリクス層９、オーバーコート層１１を削除し、透明導電層８を最表面に存在させ、シール剤１２に混入されている上下導通剤１３が透明導電層８と接触する構造である。

対向するＴＦＴ基板１には静電気除去用配線１４を設置し、静電気除去用配線１４とカラーフィルタ基板３の透明導電層８が、貼り合せ用シール剤１２に混入されている上下導通剤１３を介して上下導通される。

それによりカラーフィルタ基板３に発生した静電気をカラーフィルタ基板３上の透明導電層８からＴＦＴ基板１上の静電気除去用配線１４、フレキシブル基板１５を介して除去が可能である。

静止画、動画機能を備えた、高精彩、高品位が要求される携帯電話向けのＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置に適応できる。

ＩＰＳ方式の液晶表示装置の画素部を模式的に示す断面図である。 ＦＦＳ方式の液晶表示装置の画素部を模式的に示す断面図である。 本発明によるＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置用のカラーフィルタの構成を模式的に示す断面図である。 本発明が適用されるＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置の模式的断面図である。

符号の説明

１ ＴＦＴ基板
２ 液晶層
３ カラーフィルタ基板
４ 画素電極
５ 対向電極
６ 絶縁層
７ 透明基板
８ 透明導電層
９ ブラックマトリクス層
１０ 着色層
１１ オーバーコート層
１２ シール剤
１３ 上下導通剤
１４ 静電気除去用配線
１５ フレキシブル基板
１６ 偏光板

Claims (10)

1. ＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置に用いるカラーフィルタ基板であって、
   透明基板の片面上に透明導電層、ブラックマトリクス層、３原色の着色層、オーバーコート層を順次に積層して形成されたことを特徴とするカラーフィルタ基板。
2. カラーフィルタ基板の透明導電層がＩＴＯ膜であることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ基板。
3. カラーフィルタ基板のブラックマトリクス層が遮光剤を分散させた樹脂で形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタ基板。
4. 前記遮光剤が黒色顔料であることを特徴とする請求項３に記載のカラーフィルタ基板。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のカラーフィルタ基板と、ＴＦＴ素子が形成された対向基板の間隙に液晶層が保持されたことを特徴とするＩＰＳ方式またはＦＦＳ方式の液晶表示装置。
6. 前記カラーフィルタ基板と前記対向基板を貼りあわせるためのシール剤には、上下導通剤が混入されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記上下導通剤が金粒子であることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記カラーフィルタ基板と前記対向基板を貼りあわせるシール剤を備えるとともに、前記シール剤が設けられた領域のカラーフィルタ基板には、全面または部分的に前記透明導電層が最表面に存在しており、前記シール剤と前記透明導電層が接触できる構成であることを特徴とする請求項５または６に記載の液晶表示装置。
9. 前記対向基板には静電気除去用配線が設けられ、前記静電気除去用配線に接続されたフレキシブル基板を介して静電気除去が可能である請求項６〜８のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
10. 前記対向基板には静電気除去用配線が設けられ、前記カラーフィルタ基板の透明導電層と前記静電気除去用配線が前記シール剤に含まれる上下導通剤によって電気的に接続されたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

Images