JP2008129324A

JP2008129324A - カラーフィルタ及び液晶表示装置

Info

Publication number: JP2008129324A
Application number: JP2006314212A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Shindo; 英則真銅
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】静電遮蔽効果を有するとともに、液晶表示装置の薄膜化が可能な構造を有するＩＰＳ方式液晶表示装置用カラーフィルタ及びＩＰＳ方式液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】透明基板と、この透明基板上に形成された複数色の着色画素と、この着色画素上及びその周辺の透明基板上に形成された透明導電層と、この透明導電層上の前記着色画素に対応する領域に形成されたオーバーコート層とを具備し、前記透明導電層の周辺部には前記オーバーコート層が形成されていないことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラーフィルタ及びこのカラーフィルタを備える液晶表示装置に係り、特に、ＩＰＳ方式液晶表示装置用カラーフィルタ及びこのカラーフィルタを備えるＩＰＳ方式液晶表示装置に関する。

従来、ガラス基板に垂直方向の電界を用いて液晶をスイッチングするＴＮ方式の液晶表示装置が使用されてきたが、このＴＮ方式の液晶表示装置は視野角が狭いという問題がある。このＴＮ方式の液晶表示装置に代わるものとして、ガラス基板に水平方向の電界を用いて液晶をスイッチングするＩＰＳ方式（イン・プレイン・スイッチング）の液晶表示装置がある。

このＩＰＳ方式の液晶表示装置は、液晶分子が斜めに立ち上がることがないため、見る角度による光学特性の変化が小さく、広い視野角が得られるという利点がある。

このようなＩＰＳ方式の液晶表示装置の構造を図３に示す。図３に示すように、ＩＰＳ方式の液晶表示装置は、カラーフィルタ基板１１と、ＴＦＴ駆動電極基板１２とを対向して配置し、間に液晶層１３を封入してなる。カラーフィルタ基板１１は、ガラス基板１４の所定の領域上に遮光層（図示せず）及び着色層１５を設け、この着色層１５上にオーバーコート層１６を形成し、ガラス基板１４の裏面にＩＴＯ層１７を形成することにより構成されている。（例えば、特開２０００−２５００２３公報）。また、ＴＦＴ駆動電極基板１２には、基板に水平方向の横電界が生ずるように複数の両電極が設けられている。

現在、液晶パネルの薄板化が望まれているが、この薄板化は、カラーフィルタのガラス基板の裏面をケミカルエッチングすることにより行われている。しかし、図３に示すようなＩＰＳ方式の液晶表示装置は、カラーフィルタ１１のガラス基板１４の裏面にＩＴＯ膜１７が存在するため、ケミカルエッチングによる薄板化は困難であった。

なお、カラーフィルタ１１のガラス基板１４の裏面のＩＴＯ膜１７は、液晶パネル本体を介して接地されており、液晶パネルの製造工程における静電気の帯電防止の役割を果たしている。また、液晶パネル完成後は、静電気を帯電した人間が手を触れた場合でも、その静電気を逃がすことができるので、静電気による火花でＴＦＴ駆動基板のＴＦＴが破壊されるのを防止することができる。
特開２０００−２５００２３公報

本発明は、以上のような事情の下になされ、液晶表示装置の薄膜化が可能な構造を有するとともに、静電遮蔽効果をも発揮し得るＩＰＳ方式液晶表示装置用カラーフィルタ及びＩＰＳ方式液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様は、透明基板と、この透明基板上に形成された複数色の着色画素からなる着色層と、この着色層上及びその周辺の透明基板上に形成された透明導電層と、この透明導電層上の前記着色層に対応する領域に形成されたオーバーコート層とを具備し、前記透明導電層の周辺部には前記オーバーコート層が形成されていないことを特徴とするＩＰＳ方式液晶表示装置用カラーフィルタを提供する。

本発明の第２の態様は、上述のカラーフィルタを具備することを特徴とするＩＰＳ方式液晶表示装置を提供する。

本発明の第１の態様によると、導電層が透明基板の裏面ではなく、着色層上に形成されているため、透明基板の研磨による液晶表示装置の薄膜化が可能であり、また導電層の周辺部にオーバーコート層が形成されていないために、その部分から接地をとることができるので、静電遮蔽効果をも発揮し得るＩＰＳ方式液晶表示装置用カラーフィルタが提供される。

また、本発明の第２の態様によると、薄膜化され、静電遮蔽効果を発揮し得るＩＰＳ方式液晶表示装置が提供される。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るカラーフィルタを備えるＩＰＳ方式の液晶表示装置の構造を示す断面図である。図１に示すように、ＩＰＳ方式の液晶表示装置は、カラーフィルタ基板１と、ＴＦＴ駆動電極基板２とを対向して配置し、間に液晶層３を封入してなる。カラーフィルタ基板１は、ガラス基板４の所定の領域上に遮光層（図示せず）及び着色層５を設け、この着色層５上及びその周辺のガラス基板４上にＩＴＯ層６を設け、更にこのＩＴＯ層６上にオーバーコート層７を形成することにより構成されている。

以上のような構造のカラーフィルタ基板１は、従来のカラーフィルタ基板１では、図３に示すように、ＩＴＯ層１７がガラス基板１４の裏面に設けられているのと異なり、ＩＴＯ層６は、着色層５上に設けられている。このような構造のカラーフィルタ基板１によると、ガラス基板４の裏面にＩＴＯ膜が存在しないため、ガラス基板４の裏面に研磨処理を施すことが可能であり、それによりガラス基板４を薄くすることができ、液晶表示装置の薄型化が可能となる。

なお、ＴＦＴ駆動電極基板２には、基板に水平方向の横電界が生ずるように複数の両電極が設けられている。

次に、以上説明したカラーフィルタ基板１の製造方法について、図２を参照して説明する。

図２は、上述した着色層５、ＩＴＯ層６、及びオーバーコート層７の積層構造を、ガラス基板４上に４面付けした構成を示す。

最初に、無アルカリガラス（１７３７Ｇ、コーニング社製）からなるＬＣＤ用ガラス基板４（厚さ０．７ｍｍ）をアルカリ洗浄剤等により洗浄する。次いで、樹脂からなるブラックマトリクス層（樹脂ＢＭ層）を形成するために、カーボンブラックを分散させた感光性樹脂（ＢＫＩＳシリーズフォトレジスト、新日鉄社製）をコーターを用いてガラス基板４の表面に塗布する。膜厚は、完成後の樹脂ＢＭ層の膜厚が１〜２μｍとなるような厚さとする。

次に、感光性樹脂層表面を、フォトマスクを介して所定のパターンで露光し、アルカリ現像液により現像して、例えば、２００〜２５０℃程度の温度で１時間のポストベークを行い、樹脂ＢＭ層（図示せず）を形成する。

その後、全面に赤色顔料分散フォトレジストを塗布し、塗布面をフォトマスクを介して所定のパターンで露光し、現像及びポストベークして、赤色画素を形成する。同様にして、緑色画素層及び青色画素を形成し、赤色画素、緑色画素層及び青色画素からなる着色層５を形成する。赤色、緑色、青色の各顔料分散フォトレジストとしては、ＣＤＰシリーズ各顔料分散レジスト（東洋インキ製造株式会社製）を用いた。また、赤色、緑色、青色の各画素の厚さは、例えば、０．６〜３．０μｍである。

次に、着色層５上及びその周辺のガラス基板４上に、スパッタリング法によりＩＴＯ層６を形成した後、例えば２００〜２５０℃でアニール処理を施す。ＩＴＯ膜６の膜厚は、例えば、１００〜３０００オングストロームである。

このようにして形成されたＩＴＯ膜６の上に、オーバーコート用フォトレジストを塗布し、塗布面をフォトマスクを介して所定のパターンで露光し、現像及びポストベークして、オーバーコート層７を形成する。これにより、図２に示す構造のカラーフィルタが４面付けされたカラーフィルタ基板が得られる。なお、オーバーコート層７は、着色層５に対応する領域に形成する。即ち、パターニングにより、ＩＴＯ膜６の周辺領域を非オーバーコート領域とする。オーバーコート用フォトレジストとしては、ＫＭＨシリースフォトレジスト材料（大阪有機化学工業社製）を用いた。オーバーコート層７の膜厚は、例えば、１〜５μmである。

その後、各オーバーコート層７の周辺部にフォトリソグラフィーによりフォトスペーサーを形成した後、カラーフィルタが４面付けされたカラーフィルタ基板は、別途作成されたＴＦＴ基板と、接着剤により貼り合される。

次いで、このようにして貼り合された構造のガラス基板４の裏面を研磨して、膜厚を０．３〜０．５ｍｍに薄板化する。研磨は、フッ酸系のエッチング液によるケミカルエッチング、オスカー型機械的研磨法やサンドブラスト法による機械的研磨により行うことができる。

このようにガラス基板４が薄板化された構造は、次いで断裁され、４個のセルとされる。そして、これらセル内の空隙に液晶が充填されて、図１に示すような液晶表示パネルが作成される。この液晶表示パネルでは、ＩＴＯ膜６の周辺部にはオーバーコート層７が形成されていないため、その部分を液晶表示パネル本体に電気的に接続することができ、液晶表示パネル本体は接地されているため、液晶表示パネルに対する静電遮蔽効果が発揮される。

また、ガラス基板４の裏面の研磨により、液晶表示パネルの薄膜化を達成することができる。

本発明の一実施形態に係るカラーフィルタ基板を備える液晶表示装置の構成を示す断面図。図１に示す液晶表示装置を得るための、基板上にカラーフィルタを４面付けした構成を示す斜視図。従来のカラーフィルタ基板を備える液晶表示装置の構成を示す断面図。

符号の説明

１，１１…カラーフィルタ基板、２，１２…ＴＦＴ駆動電極基板、３，１３…液晶層、４，１４…ガラス基板、５，１５…着色層、６，１７…ＩＴＯ層、７，１６…オーバーコート層。

Claims

透明基板と、この透明基板上に形成された複数色の着色画素からなる着色層と、この着色層上及びその周辺の透明基板上に形成された透明導電層と、この透明導電層上の前記着色層に対応する領域に形成されたオーバーコート層とを具備し、前記透明導電層の周辺部には前記オーバーコート層が形成されていないことを特徴とするＩＰＳ方式液晶表示装置用カラーフィルタ。
請求項１に記載のカラーフィルタを具備することを特徴とするＩＰＳ方式液晶表示装置。