JP3165100B2 - 液晶表示装置とその製造方法 - Google Patents
液晶表示装置とその製造方法Info
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Description
の製造方法に係わり、特に、横電界方式の液晶表示装置
において、静電気等による表示の異常の発生を防止した
液晶表示装置とその製造方法に関する。
置の駆動方法は、例えば、特開平6−160878号公
報に示されている。この方式の液晶表示装置の特徴は、
電界を液晶セル面に対して平行方向に印加して、液晶分
子を液晶セル面内で旋回させたときの液晶セルの光透過
率の変化を利用して表示を行っているため、この液晶セ
ルを組み込んだ液晶表示装置では、大きな角度視野から
観察しても鮮明な映像としてみることができ、所謂、視
野角に対する依存性がほとんどないという特徴を有して
いる。
する反面、外部から与えられた静電気が液晶セル内に蓄
積されやすく、チャージアップが発生しやすいという欠
点も持ち合わせている。以下に詳細について述べる。横
電界方式の場合、TFT基板側に櫛歯状に設けたソース
電極とコモン電極間の電界のみにより液晶を制御してい
るため、対向側のCF(カラーフィルタ)基板の膜面に
はITO等の電極は存在しない。
場合、その静電気はCF側偏光板を通してCFガラス基
板まで達し、TFT基板とCF基板間に電位差が生じ
る。この電位差に反応して液晶セル中に封入された液晶
分子が誤動作しチャージアップが発生する。チャージア
ップに対する従来の解決方法としては、図4に示すよう
にCF側偏光板の表面にITO膜26をスパッタリング
法により成膜した偏光板を使用していた(例えば、特開
平4−51220号公報)。しかしながらこの方法で
は、(1)スパッタリング法を用いるため製造コストが
大幅に増加すること、(2)ITO抵抗値(約500Ω
/□)が極端に低すぎるためESD(Electric
Static Damage)試験での放電電流の集中
によるITO膜の消失が発生すること、(3)ITO膜
厚や抵抗値変化によるITO偏光板の反射光の色味変化
が発生しやすいこと、等の欠点がある。
CF基板表面にITO膜27をスパッタリング法により
形成していた。しかしながらこの方法では、(1)前記
と同じくスパッタリング法を用いるため製造コストが大
幅に増加すること、(2)偏光板を剥がすと粘着材25
ののりがITO膜上27に残り取り除くことが困難、等
の欠点がある。
開平9−90391、9−105918号公報のように
偏光板の粘着材に導電性を持たせる方法もある。しかし
ながらこれらの方法では、単に導電性を付与するのみで
あり抵抗値に関する記述が無く、結果的にESD試験で
の導電層の消失を防止することはできないという問題が
あった。
した従来技術の欠点を改良し、特に、静電気による表示
異常を防止すると共にESD試験を行っても放電電流に
よるダメージを受けない新規な液晶表示装置とその製造
方法を提供するものである。又、本発明の他の目的は、
外部光による概観色味変化が生じにくい液晶表示装置と
その製造方法を提供するものである。
えが容易であり、しかも、安価な液晶表示装置とその製
造方法を提供するものである。
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明に係わる液
晶表示装置の第1態様は、透明基板に粘着材を介して偏
光板が接着された横電界方式の液晶表示装置において、
前記粘着材に導電性を付与し、その抵抗値を1×103
〜1×106 Ω/□としたことを特徴とするものであ
り、又、第2態様は、前記粘着材は、メッシュ状又は格
子状に形成したことを特徴とするものである。
法の第1態様は、透明基板に粘着材を介して偏光板が接
着された液晶表示装置の製造方法において、導電性微粒
子をアクリル系樹脂に分散保持させて前記粘着材を生成
し、前記導電性微粒子のアクリル系樹脂に対する重量比
を50〜80%となるように調整することで、前記粘着
材の抵抗値を1×103 〜1×106 Ω/□としたこと
を特徴とするものであり、又、第2態様は、透明基板に
粘着材を介して偏光板が接着された液晶表示装置の製造
方法において、導電性微粒子をアクリル系樹脂に分散保
持させて前記粘着材を生成し、前記導電性微粒子の粒径
を0.02〜2μmにすることで、前記粘着材の抵抗値
を1×103 〜1×106 Ω/□としたことを特徴とす
るものであり、又、第3態様は、透明基板に粘着材を介
して偏光板が接着された液晶表示装置の製造方法におい
て、導電性微粒子をアクリル系樹脂に分散保持させて前
記粘着材を生成し、この粘着材を塗布後75〜85℃で
溶媒を除去することで、前記粘着材の抵抗値を1×10
3 〜1×106 Ω/□としたことを特徴とするものであ
り、又、第4態様は、前記導電性微粒子はITO又はZ
nO2 又はSn2 O3 等の導電性無機金属微粒子である
ことを特徴とするものであり、又、第5態様は、前記導
電性微粒子はポリチオフェン又はポリピロール等の有機
導電物質を重合させたものであることを特徴とするもの
であり、又、第6態様は、前記導電性微粒子はスピンコ
ート法、ディップコート法、バーコート法、オフセット
印刷のいづれかを用いて形成したことを特徴とするもの
である。
明基板に粘着材を介して偏光板が接着された液晶表示装
置において、前記粘着材に導電性を付与し、その抵抗値
を1×103 〜1×106 Ω/□としたことを特徴とす
るものである。
合、ESD試験用プローブの先端から放電電流が局所的
に集中し、偏光板の導電層が局所的に焼失してダメージ
を受ける。反対に、導電性が上記した値より低い場合、
偏光板表面に与えられた静電気の拡散又は相殺がスムー
ズに行われないため、チャージアップが発生する。
製造方法の具体例を図面を参照しながら詳細に説明す
る。図1乃至図3は本発明の具体例の構造を示す図であ
って、本発明は、透明基板9に粘着材24を介して偏光
板18が接着された液晶表示装置の製造方法において、
導電性微粒子をアクリル系樹脂に分散保持させて前記粘
着材を生成し、前記導電性微粒子のアクリル系樹脂に対
する重量比を50〜80%となるように調整すること
で、前記粘着材の抵抗値を1×103 〜1×106 Ω/
□としたことを特徴とするものである。
に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の液晶表示装
置の断面図、図2は本発明の液晶表示装置の能動素子画
素部の詳細図、図3は本発明の液晶表示装置の偏光板の
断面構造を示す詳細図である。はじめに、スイッチング
素子としてのTFTを有する側の基板1について説明す
る。透明ガラス基板1上には、ドレインバスライン2と
ゲートバスライン3とが縦横に形成され、ドレインバス
ライン2はスイッチング素子4を介してソース電極5と
接続されている。
向した櫛歯状の形状をしており、これら2つの電極間に
かかる電界により液晶の配向状態が制御される。これら
の電極を被覆するように保護絶縁膜7が形成され、その
上に配向膜8が形成されている。次に、カラーフィルタ
を有する側の基板9について説明する。
クス10がマトリクス状に形成され、それらの間を覆う
様にR(赤)、G(緑)、B(青)からなる着色層11
がストライプ状に形成されている。これらの着色層11
を保護するために透明の保護膜12が形成され、その上
に配向膜13が形成されている。前記2つの透明ガラス
基板1,9の隙間には、正の誘電率異方性を有する液晶
14が挟持されており、配向膜8,13を介して液晶1
4は2つの透明ガラス基板1,9にほぼ平行になるよう
に配向している。また、液晶14層のセル厚を制御する
ために表示部内には球状スペーサ15を、表示部外の周
辺シール部16には棒状スペーサを保持させている。
接する側と反対側には、偏光板17,18が貼り付けら
れている。偏光板17,18は透過軸が互いに直交する
ように、いわゆるクロスニコル配置されている。偏光板
17の透過軸は、液晶分子14の配向方向と一致するよ
うに、所定の角度に配置され、もう一方の偏光板18の
透過軸は偏光板17の透過軸と直交するように配置され
ている。
偏光板18の層構造について説明する。まず偏光層19
を2つのトリアセチルセルロース(TAC)フィルム2
0,21で挟み込んでおき、一方のTACフィルム21
表面には防汚処理やアンチグレア処理等を施したアンチ
グレア層22を形成し、この上に保護フィルム23を貼
り付ける。もう一方のTACフィルム20表面には、導
電性を持たせた粘着材24により偏光板18をそれぞれ
透明ガラス基板9(1)に貼り付ける。
ついて説明する。まず、透明ガラス基板1にスパッタリ
ング法によりクロム膜を形成し、フォトリソグラフィ法
によりゲートバスライン3及びコモン電極6を所望の形
状にパターニングする。これらの上にCVD法により窒
化シリコンからなるゲート絶縁膜及びアモルファスシリ
コンからなるスイッチング素子4を形成する。スイッチ
ング素子4の一部を覆う様にクロムからなるドレインバ
スライン2及びソース電極5をスパッタリング法やフォ
トリソグラフィ法により形成し、その上に窒化シリコン
からなる保護絶縁膜7を形成する。
分とする配向膜8(例えば日産化学社製サンエバーシリ
ーズ)をオフセット印刷等の転写法により所望のパター
ンに形成する。配向膜8を熱処理により硬化させた後、
レーヨン等を巻き付けたラビングロールによりソース電
極5と15度をなす方向に配向処理を行う。他方の透明
ガラス基板9には、2層クロムもしくは黒色有機樹脂か
らなるブラックマトリクス10をフォトリソグラフィ法
によりゲートバスライン3及びドレインバスライン2を
覆う様にマトリクス状にバターニングする。2本のドレ
インバスライン2に挟まれた開口部上には、有機顔料を
保持した3色即ち、R(赤)G(緑)B(青)からなる
着色層11をフォトリソグラフィ法によりストライプ状
にパターニングする。これら着色層11からの不純物の
シミだし防止あるいは平坦化の為に透明アクリル樹脂等
からなる保護膜12を形成する。配向膜13は前記した
手法を用いて形成し、着色層11のストライプ方向と1
5度をなす方向に配向処理を行う。
9は配向方向がパラレル配向になるように対向させ、ブ
ラックマトリクス10や着色層11が存在する表示部内
には粒径5.5μmの球状スペーサ15を分散させ、表
示部外には7.0μmの棒状スペーサを含んだエポキシ
系シール材にて液晶セルを作製する。液晶セルの中には
誘電率異方性が4.5、複屈折Δnが0.067のネマ
チック液晶14(例えばチッソ社製リクソンシリーズ)
を封入する。
導電性粘着材24を有する偏光板について詳細に説明す
る。まず、導電性粘着材24は下記の手法により調整す
る。 (第一の具体例)ITO(indium Tin Ox
ide)やZnO2 (酸化亜鉛)あるいはSn2 O
3 (酸化錫)等の導電性無機金属微粒子をアクリル系樹
脂に分散保持させて導電性粘着材24とする。導電性無
機金属微粒子の粒径は、アンチグレア層22に使用して
いるSiO2 (酸化珪素)粒子より小さく内部ヘイズの
発生が起こらない程度の2μm以下(0.02〜2μm
の範囲が望ましい)とし、粘着層中で(導電性無機金属
微粒子)/(アクリル系樹脂)の重量比が50〜80%
とする。また重量比を制御することで導電性粘着材24
の抵抗値を1×103 〜1×106 (Ω/□)にする。
24はベースフィルムであるTAC20の下面にスピン
コート法やディップコート法あるいはバーコート法等の
塗布技術により設けてある。もしくは、オフセット印刷
等の手法により導電性粘着材24の形成をメッシュ状や
格子状に設けることもできる。導電性粘着材24塗布後
は80℃程度の高温で溶媒(この具体例の場合、アクリ
ル系樹脂)を除去する。溶媒を除去する場合、80℃程
度の高温では室温での乾燥に比べて抵抗値が低下する傾
向にある。
する方法としては、(1)無機導電性物質の含有量を変
化させる、(2)導電性微粒子の粒径を変化させる、
(3)無機導電性物質を分散させた溶液の溶媒除去温度
を変化させる、等の手法が考えられる。偏光層19とし
ては、ヨウ素及び二色性染料を吸着配向させたPVA
(ポリビニルアルコール)系高分子を2枚のTAC2
0,21フィルムに挟み込ませてある。アンチグレア層
22には外部光の反射を散乱させるために粒径10数μ
mのSiO2 等の微粒子を分散処理してあり、さらにそ
の上に指紋等の付着を防止するために表面をフッ素コー
ティングしている。更に、液晶セル組立あるいはモジュ
ール組立工程途中での偏光板表面のキズ及び汚れ等の防
止のために、剥離可能な保護フィルム23を貼り付けて
ある。この保護フィルム23はモジュール工程の最終工
程にて剥離される。
ではないが、ここで説明した具体例で用いたフィルムと
しては、偏光層19は10μm程度、偏光層19を挟む
2つのTACフィルム20、21は80μm程度、アン
チグレア層22は10数μm程度、保護フィルム23は
100μm程度、導電性粘着層24は20μm程度のも
のを使用した。
のような横電界方式で液晶を制御する駆動方法は、例え
ば、特開平6−160878号公報に示されているよう
に、透明基板に平行な方向に電界を印加することにより
液晶を電界方向に旋回させて光の透過率を制御するよう
になっている。即ち、電界非印加時には、液晶層14の
分子は櫛歯状のソース電極5及びコモン電極6の長手方
向に対して若干の角度、即ち、液晶層14の分子の長軸
(光学軸)と電界の方向(ソース電極5とコモン電極6
の長手方向に垂直)のなす角にして45度以上90度未
満を持つように配向されている。この状態では、液晶層
14の分子の複屈折は0(ゼロ)であるため、透過光強
度は0(ゼロ)になる。ゲートバスライン3に電圧を印
加してスイッチング素子4をONにするとソース電極5
に電圧が印加され、ソース電極5とコモン電極6間に電
界がかかるとその電界方向に液晶層14の分子が向きを
変える。2つの透明ガラス基板1,9の外側に配置した
2枚の偏光板17,18の偏光透過軸をクロスニコルに
配置することで、光の透過強度(透過率)を変化させる
ことが可能になる。
れるかあるいは何らかの原因で静電荷が与えられた場
合、この静電荷と透明ガラス基板1に形成された電極と
の間で縦方向の電界が生じ、液晶が立ち上がって表示が
乱れることがある。つまり、縦電界駆動方式と同様に電
界方向に液晶分子が立ち上がり複屈折効果によって光が
漏れるという現象が生じる。透明ガラス基板あるいは偏
光板に導電膜が無く絶縁されている状態では、このよう
なパネル外部から与えられた静電荷が拡散されず長時間
蓄積された状態となる。したがって、手で触れるなどし
て静電荷が生じた部分は光漏れした白表示となり、これ
が長時間持続し表示をきわめて劣化させる。
着材24からなる層に導電性を持たせている場合、この
導電性粘着材24を通して蓄積された静電荷がアースに
導かれるから液晶表示パネルに影響を及ぼさない。この
ため、液晶セル外部からの静電荷による電界の影響を防
止し、優れた表示品質を維持することができる。本発明
は上記のように構成したので、液晶表示装置の偏光板1
8の表面に手を触れるかあるいは何らかの原因で静電荷
が与えられたとしても、静電荷は液晶表示装置内に蓄積
されることが無く、黒画面を表示させたときの画面の白
浮き、つまりチャージアップが防止できる。
に偏光板18の粘着材層24に導電性を持たせ、且つ、
接地電位(GND)に接続されている場合、偏光板18
の表面から与えられた静電荷が導電性粘着材24を介し
てアースに導かれるから、2つの透明ガラス基板1,9
間に電位差が発生することがなく、両基板間に封入され
た液晶14が縦方向の電界の影響を受けることが無いた
めである。
SD(electric static damag
e)試験を実施した場合でも、偏光板18の表面にはE
SD試験用プローブ先端からの放電電流によるダメージ
及び液晶セル内のチャージアップは発生しない。ここで
言うESD試験とは、偏光板18の表面をGNDに接地
しておき偏光板表面にプローブの先端から±10KVの
電圧を1秒おきにそれぞれ10回づつ印加した後、チャ
ージアップの程度、及び、プローブ先端と接触した偏光
板18表面のダメージ具合を目視で観察するものであ
る。
液晶装置のように導電性を偏光板の粘着材24に付与し
かつその抵抗値を1×103 〜1×106 (Ω/□)の
範囲に制御しているからである。この場合、上記した以
上に導電性が高すぎると、ESD試験用プローブの先端
からの放電電流が局所的に集中(スパーク)し偏光板の
導電層が局所的に消失するピンポール状のダメージ(欠
陥)を受ける。
偏光板表面に与えられた静電荷の放電がスムーズに行わ
れないためチャージアップが発生する。更に、本発明で
は、偏光板18の外部光による外観色味変化が生じにく
く、見栄えが変わらない。その理由は、導電性を付与し
ている層が粘着材層中であるため外部光による反射の影
響を受けにくいためである。例えば、ITO等の導電性
物質が偏光板の表面に形成されている場合、外部光が偏
光板表面で反射する際にITOの粒径や膜厚に影響され
て反射光の色味が青く見えたりあるいは赤く見えたりす
る現象が生じている。しかしながら導電性を付与してい
る層が表面ではなく粘着材層中の場合、反射光の色味は
偏光板の表面状態で決まるため、粘着材層中の導電物質
の粒径や膜厚には影響を受けず見栄えの変化は生じな
い。
手法が安価である。その理由は、従来用いられている手
法がスパッタリング法により偏光板表面にITOを形成
しているのに対して、本発明ではスピンコート法やディ
ップコート法により導電性物質を粘着材層中に形成して
いるため、ランニングコストの大幅な低減が可能になっ
ている為である。
付けた偏光板の貼り替えが容易である。その理由は、本
発明のような導電性粘着材24を使用した偏光板18の
場合、一旦透明ガラス基板9に貼り付けた偏光板18を
何らかの理由により貼り替える際にも容易に剥がすこと
ができ、透明ガラス基板9の表面には粘着材ののり等の
残渣を残すことがない。しかしながらチャージアップ防
止の従来の一つの手法であった透明ガラス基板9表面に
ITOをスパッタリング成膜した場合、貼り付けた偏光
板18をはがすとITO膜と強固に接着した粘着材のの
りが透明ガラス基板9上に残るため、こののりを剥がそ
うとすると透明ガラス基板9表面のITOも一緒に剥が
れてしまうことになり、結果的に偏光板の貼り替えは困
難であった。
る。この具体例では、ポリチオフェンやポリピロール等
の有機導電性物質を化学的に重合させ、アクリル系樹脂
中に分散させることで導電性粘着材24としている。こ
の場合も有機導電性物質の分散量を制御することで導電
性粘着材24の抵抗値を同じく1×103 〜1×106
(Ω/□)となるように抵抗値を調整する。
24はベースフィルムであるTAC20の下面にスピン
コート法やディップコート法あるいはバーコート法等の
塗布技術により設けてある。もしくは、オフセット印刷
等の手法により導電性粘着材24の形成をメッシュ状や
格子状に設けることもできる。導電性粘着材24塗布後
は80℃程度の高温で溶媒を除去する。溶媒を除去する
場合、80℃程度の高温では室温での乾燥に比べて抵抗
値が低下する傾向にある。
御する方法としては、(1)有機導電性物質の含有量を
変化させる (2)有機導電性物質を分散させた溶液の
溶媒除去温度を変化させる 等の手法が考えられる。な
お、上記説明では、偏光板18について説明したが、T
FT側偏光板17に対しても同様に適用するのが望まし
い。
上述のように構成したので、以下のような効果を奏す
る。 (1) 液晶表示装置の偏光板に手を触れる等して、高
い電圧の静電気が液晶表示装置に印加されても、静電気
は液晶表示装置に蓄積されず、このため画面の白浮き、
即ち、表示異常を防止することができる。
よるダメージを受けることがない。 (3) 外部光による概観色味変化が生じにくく、見栄
えも変わらない。 (4) スピンコート法やディップコート法導電物質を
粘着層中に形成しているから、安価に製造出来る。 (5) 透明基板に貼り付けた偏光板の貼り替えが容易
である。
面図である。
着した状態を示す断面図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 透明基板に粘着材を介して偏光板が接着
された横電界方式の液晶表示装置において、 前記粘着材に導電性を付与し、その抵抗値を1×103
〜1×106 Ω/□としたことを特徴とする液晶表示装
置。 - 【請求項2】 前記粘着材は、メッシュ状又は格子状に
形成したことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装
置。 - 【請求項3】 透明基板に粘着材を介して偏光板が接着
された液晶表示装置の製造方法において、 導電性微粒子をアクリル系樹脂に分散保持させて前記粘
着材を生成し、前記導電性微粒子のアクリル系樹脂に対
する重量比を50〜80%となるように調整すること
で、前記粘着材の抵抗値を1×103 〜1×106 Ω/
□としたことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項4】 透明基板に粘着材を介して偏光板が接着
された液晶表示装置の製造方法において、 導電性微粒子をアクリル系樹脂に分散保持させて前記粘
着材を生成し、前記導電性微粒子の粒径を0.02〜2
μmにすることで、前記粘着材の抵抗値を1×103 〜
1×106 Ω/□としたことを特徴とする液晶表示装置
の製造方法。 - 【請求項5】 透明基板に粘着材を介して偏光板が接着
された液晶表示装置の製造方法において、 導電性微粒子をアクリル系樹脂に分散保持させて前記粘
着材を生成し、この粘着材を塗布後75〜85℃で溶媒
を除去することで、前記粘着材の抵抗値を1×103 〜
1×106 Ω/□としたことを特徴とする液晶表示装置
の製造方法。 - 【請求項6】 前記導電性微粒子はITO又はZnO2
又はSn2 O3 等の導電性無機金属微粒子であることを
特徴とする請求項3〜5のいづれかに記載の液晶表示装
置の製造方法。 - 【請求項7】 前記導電性微粒子はポリチオフェン又は
ポリピロール等の有機導電物質を重合させたものである
ことを特徴とする請求項3〜5のいづれかに記載の液晶
表示装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記導電性微粒子はスピンコート法、デ
ィップコート法、バーコート法、オフセット印刷のいづ
れかを用いて形成したことを特徴とする請求項3〜8の
いづれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項9】 ZnO 2 又はSn 2 O 3 の内の何れかを含
む導電性無機金属粒子をアクリル系樹脂に分散保持せし
めたことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
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