(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素系液晶材料にシアノ系液晶材料を配合した液晶材料を使用するＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタであって、透明基板の片面上に形成したブラックマトリックス層及びカラーフィルタ層を被覆するように透明導電膜、オーバーコート層を順次に積層して形成したＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、カラーフィルタ層が微量のアルカリ金属イオン、硝酸イオンまたは塩素イオンを含むものであり、前記透明導電膜がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）で２００ｎｍ以下の膜厚で前記アルカリ金属イオン、硝酸イオンまたは塩素イオンの遮蔽効果を有することを特徴とするＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタ。
【請求項２】
請求項１記載のＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタを用いたことを特徴とするＩＰＳモード液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタに関するものであり、特に、アルカリ金属イオンなどが液晶材料へ溶出することを防止し、表示品質を向上せしめたＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード液晶表示装置用カラーフィルタ及びそれを用いたＩＰＳモード液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板上にブラックマトリックス層、及び画素として形成されたカラーフィルタ層が設けられたものである。
ブラックマトリックス層は、遮光性を有するマトリックス状のものであり、画素として形成されたカラーフィルタ層は、例えば、赤色、緑色、青色のフィルタ機能を有するものである。
ブラックマトリックス層は、カラーフィルタ層の画素の位置を定位置に、大きさを均一なものとし、また、液晶表示装置に用いられた際に、好ましくない光を遮蔽し、液晶表示装置の画像をムラのない均一な、且つコントラストを向上させた画像にする機能を有している。また、液晶を駆動するＴＦＴ素子への光を遮蔽する機能も兼ねている。
【０００３】
透明基板上にカラーフィルタ層を画素として形成する方法としては、フォトリソグラフィ法を用いて形成した可染媒体を染色する方法、感光性の顔料分散樹脂組成物を用いる方法、非感光性の顔料分散樹脂組成物をエッチングする方法、パターニングした電極を利用した電着法などの他に、低コストの製造方法として印刷法やインクジェット法で画素を形成する方法もある。
また、ブラックマトリックス層は、フォトエッチング法を用いて金属薄膜を微細にパターニングすることにより、或いは、フォトリソグラフィ法を用いて遮光剤により着色された樹脂をパターニングすることにより形成することが多い。
【０００４】
従来の液晶表示装置は、このようなカラーフィルタと他の透明基板を貼り合わせ、これらの間隙に液晶を９０度、或いはそれ以上捻って配向させる構成であった。
他の透明基板としては、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する場合、薄膜ダイオードを形成する場合、透明電極をストライプ状に形成し、カラーフィルタ側に形成されたストライプ状の透明電極とマトリックスを形成する場合などがあった。
【０００５】
図３は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶表示装置（２）の一例の画素部を断面で表した説明図である。
図３に示すように、ＴＮモード液晶表示装置（２）は、偏光層（１７）、カラーフィルタ（４）、液晶材料（１９）、ＴＦＴ基板（６）、偏光層（１８）で構成されている。
カラーフィルタ（４）は、透明基板（１０）の一方の面上に遮光部として形成されたブラックマトリックス層（１２）と画素として形成されたカラーフィルタ層（１３）を有し、この上にオーバーコート層（１４）、透明な共通電極層（１５）がこの順に形成されている。そして、この透明な共通電極層（１５）が液晶材料（１９）と接している。
また、ＴＦＴ基板（６）は、透明基板（１１）のカラーフィルタ（４）と対向する面上に、ＴＦＴ（５０）、透明な画素電極（１６）が形成されているものである。
【０００６】
このような、ＴＮモード液晶表示装置（２）においては、液晶材料（１９）は、カラーフィルタ（４）上の透明な共通電極層（１５）とＴＦＴ基板（６）上の透明な画素電極（１６）との間の垂直方向の電界（２０）に応答する。
すなわち、照明光（４０）は、ＴＦＴ基板（６）上の透明な画素電極（１６）と、カラーフィルタ（４）上の透明な共通電極層（１５）を透してオン／オフされることになる。
【０００７】
このようなＴＮモード液晶表示装置（２）の欠点として、その視野角の狭いことがあげられており、これまでに、このＴＮモード液晶表示装置（２）の視野角を改善するための多くの方式が提案されている。その中にＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード液晶表示装置がある。
【０００８】
図２は、ＩＰＳモード液晶表示装置（１）の一例の画素部を断面で表した説明図である。
図２に示すように、ＩＰＳモード液晶表示装置（１）は、偏光層（１７）、カラーフィルタ（３）、液晶材料（２９）、ＴＦＴ基板（５）、偏光層（１８）で構成されている。
カラーフィルタ（３）は、透明基板（１０）の一方の面上に遮光部として形成されたブラックマトリックス層（１２）と画素として形成されたカラーフィルタ層（１３）を有し、この上にオーバーコート層（１４）が形成されている。そして、このオーバーコート層（１４）が液晶材料（２９）と接している。
また、ＴＦＴ基板（５）は、透明基板（１１）のカラーフィルタ（３）と対向する面上に、ＴＦＴ（５０）、金属画素電極（２６）、金属共通電極（２５）が形成されているものである。
【０００９】
このような、ＩＰＳモード液晶表示装置（１）において、液晶材料（２９）はＴＦＴ基板（５）上の金属画素電極（２６）と金属共通電極（２５）との間の水平方向の電界（３０）に応答する。
すなわち、図３に示すＴＮモードにおけるような、透明な共通電極層（１５）や透明な画素電極（１６）は必要とせず、照明光（４０）は水平方向の電界（３０）に液晶材料（２９）が応答して回転し、オン／オフされることになる。
また、水平方向の電界（３０）を乱さないために、ブラックマトリックス層（１２）の材料として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を用いることが多い。
【００１０】
このように、カラーフィルタ（３）には導電性が付与されていないために静電気の影響を受け、製造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ある。例えば、製造工程中の静電気によりスペーサーの粒子を凝集させたり、液晶表示装置を手で触れると静電気の影響で液晶の配向が乱れて表示むらを生じるなどの問題がおこる。
尚、ＴＮモードの液晶表示装置（２）に用いるカラーフィルタ（４）においては、透明な共通電極層（１５）が設けられており、導電性が付与されているので、このような静電気による問題が発生することはない。
【００１１】
ＩＰＳモード液晶表示装置（１）に用いるカラーフィルタ（３）における、この静電気による問題を解決するため、特開平１０−１６０９２０号公報、特開２０００−３９５０９号公報にはカラーフィルタに導電性の膜を形成し静電気を除去する技術が開示されている。
図４は、上記特開平１０−１６０９２０号公報に開示されたＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタの構成を示す断面図である。
【００１２】
図４に示すように、このＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタは、透明基板（１０）の一方の面上に遮光部として形成されたブラックマトリックス層（１２）と画素として形成されたカラーフィルタ層（１３）を有し、この上にオーバーコート層（１４）が形成されている。
また、他方の面上に導電性薄膜（４５）が形成され、この導電性薄膜（４５）によって静電気を除去する。そして、他の透明基板と貼り合わせる際には、透明基板（１０）の一方の面上のオーバーコート層（１４）が液晶材料に接するように貼り合わせる。
【００１３】
このＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタには、透明基板（１０）の他方の面上に導電性薄膜（４５）が形成されているので、他の透明基板と貼り合わせてＩＰＳモード液晶表示装置とする際に、例えば、製造工程中の静電気によりスペーサーの粒子を凝集させることはなく、また、製造された液晶表示装置を手で触れても静電気の影響で液晶の配向が乱れて表示むらを生じるなどの問題が発生することはない。
【００１４】
しかし、このような構成のカラーフィルタをＩＰＳモード液晶表示装置に使用すると、例えば、カラーフィルタ層を形成する材料として感光性の顔料分散樹脂組成物を用いた際などは、形成したカラーフィルタ層からの微量のアルカリ金属イオン、硝酸イオン、塩素イオンなどが、或いは、例えば、カラーフィルタ層を画素として形成するパターニング工程において用いた材料の残留物からの微量のアルカリ金属イオンなどが、オーバーコート層（１４）を浸透し、液晶材料中に溶出し、液晶の作動に支障をきたし表示品質に悪影響を及ぼす。
このような、微量のアルカリ金属イオンなどが液晶の作動に支障をきたす度合いは、ＩＰＳモード液晶表示装置において特に顕著に表れるものである。
【００１５】
これは、ＴＮモード液晶表示装置に使用される液晶材料と、ＩＰＳモード液晶表示装置に使用される液晶材料との相違によるものである。
すなわち、ＴＮモード液晶表示装置に使用される液晶材料としては、フッ素系液晶材料を主に用いるが、ＩＰＳモード液晶表示装置に使用される液晶材料としては、高速応答性を得るためにフッ素系液晶材料にシアノ系液晶材料を配合させて用いている。このシアノ系液晶材料は、上記アルカリ金属イオンなどの影響を受けやすく、表示品質の低下が顕著に表れるものである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、静電気の悪影響を防止するために導電性薄膜が形成されたＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、アルカリ金属イオンなどがオーバーコート層を浸透し、液晶材料中に溶出し、液晶の作動に支障をきたし表示品質を低下させることのないＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタを提供することを課題とするものである。
また、それを用いたＩＰＳモード液晶表示装置を提供することを課題とするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フッ素系液晶材料にシアノ系液晶材料を配合した液晶材料を使用するＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタであって、透明基板の片面上に形成したブラックマトリックス層及びカラーフィルタ層を被覆するように透明導電膜、オーバーコート層を順次に積層して形成したＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタにおいて、カラーフィルタ層が微量のアルカリ金属イオン、硝酸イオンまたは塩素イオンを含むものであり、前記透明導電膜がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）で２００ｎｍ以下の膜厚で前記アルカリ金属イオン、硝酸イオンまたは塩素イオンの遮蔽効果を有することを特徴とするＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタである。
【００１８】
また、本発明は、上記発明によるＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタを用いたことを特徴とするＩＰＳモード液晶表示装置である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明を一実施の形態に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明によるＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例の画素部を断面で表した説明図である。
【００２０】
図１に示すように、ＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタ（６０）は、透明基板（１０）の一方の面上に遮光部として形成された黒色樹脂からなるブラックマトリックス層（１２）、画素として形成されたカラーフィルタ層（１３）が設けられており、これらブラックマトリックス層（１２）及びカラーフィルタ層（１３）を被覆するように、透明導電膜（７０）、オーバーコート層（１４）が順次に積層して設けられているものである。
【００２１】
このＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタには、透明導電膜（７０）が設けられているので、静電気の影響を受け、製造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はない。
また、このＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタには、画素として形成されたカラーフィルタ層（１３）を被覆するように、透明導電膜（７０）が設けられ、その透明導電膜（７０）上にオーバーコート層（１４）が積層して設けられているので、アルカリ金属イオンなどの遮蔽が不十分なオーバーコート層（１４）を透明導電膜（７０）が補うものとなる。
【００２２】
従って、アルカリ金属イオンなどが液晶材料中に溶出し、液晶の作動に支障をきたし表示品質に悪影響を及ぼすことがなくなる。
この透明導電膜（７０）及びオーバーコート層（１４）によるアルカリ金属イオンなどの遮蔽効果は、ＩＰＳモード液晶表示装置においても悪影響を及ぼすことのないものとなる。透明導電膜（７０）として、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を用いた場合、２００ｎｍ以下の膜厚のものでよい。
【００２３】
また、付随して、このＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタには、透明導電膜（７０）上にオーバーコート層（１４）が積層して設けられているので、透明導電膜（７０）に部分的な剥がれが発生したとしても、透明導電膜（７０）の破片が外部へ流出することはなく、ショートの発生を防ぐことができる。同様に、スペーサービーズの食い込みによって透明導電膜（７０）に部分的な破損が発生したとしても、ショートの発生を防ぐことができるものとなる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、透明基板の片面上に形成したブラックマトリックス層及びカラーフィルタ層を被覆するように透明導電膜、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であるので、静電気の悪影響を防止した、且つアルカリ金属イオンなどが液晶材料中に溶出し、液晶の作動に支障をきたし表示品質を低下させることのないＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタとなる。
【００２５】
また、上記ＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタを用いることにより、静電気の悪影響を防止した、且つアルカリ金属イオンなどが液晶材料中に溶出し、液晶の作動に支障をきたし表示品質を低下させることのないＩＰＳモード液晶表示装置を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタの一実施例の画素部を断面で表した説明図である。
【図２】ＩＰＳモード液晶表示装置の一例の画素部を断面で表した説明図である。
【図３】ＴＮモード液晶表示装置の一例の画素部を断面で表した説明図である。
【図４】導電性の膜を形成したＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１…ＩＰＳモード液晶表示装置
２…ＴＮモード液晶表示装置
３、４…カラーフィルタ
５、６…ＴＦＴ基板
１０、１１…透明基板
１２…ブラックマトリックス層
１３…カラーフィルタ層
１４…オーバーコート層
１５…透明な共通電極層
１６…透明な画素電極
１７、１８…偏光層
１９、２９…液晶材料
２０、３０…電界
２５…金属共通電極
２６…金属画素電極
４０…照明光
４５…導電性薄膜
５０…ＴＦＴ
６０…本発明によるＩＰＳモード液晶表示装置用カラーフィルタ
７０…透明導電膜
【図１】
0005083484.tif 000002
【図２】
0005083484.tif 000003
【図３】
0005083484.tif 000004
【図４】
0005083484.tif 000005