説明

液晶表示装置

【課題】カラーフィルター層によるコントラストの低下を抑制した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、第1の基板と、前記第1の基板に対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板の間に設けられる液晶層と、前記第1の基板と前記液晶層との間に設けられるTFTアレイの層と、前記第1の基板の前記液晶層と反対側の面に設けられる第1の偏光板と、前記第2の基板の前記液晶層と反対側の面に設けられる第2の偏光板と、前記第2の基板の前記液晶層と反対側の面に対向して設けられる第3の基板と、前記第3の基板の片方の面であって、前記第2の基板に向かい合う面に設けられるカラーフィルター層と、を含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
透過型のカラー液晶表示装置においては、液晶層と偏光板等とを組み合わせて、赤、青、緑などのサブ画素ごとに光源からの光が透過する量を調節している。
【0003】
図2は、従来の液晶表示装置の断面の一部を模式的に示す図である。液晶表示装置は第1の基板SUB1と第2の基板SUB2とを有し、第1の基板SUB1と第2の基板SUB2との間に液晶層LCが存在する。第1の基板SUB1の液晶層LCとは反対側の面に下偏光板PL1が貼り付けられ、第1の基板SUB1の液晶層LC側の面にはTFT素子や画素電極等が形成されたTFTアレイTAが設けられている。第2の基板SUB2の液晶層LC側の面にカラーフィルター層CFが設けられており、ギャップ制御柱SOCによって第1の基板SUB1と第2の基板SUB2との間にある液晶層LCの厚さを一定に保っている。第2の基板SUB2の液晶層LCと反対側の面には上偏光板PL2が配置されている。第1の基板SUB1および第2の基板SUB2はガラス基板である。カラーフィルター層CFは、赤色の色層SPRと緑色の色層SPGと青色の色層SPBとそれらの色層の間を埋めるように存在する遮光膜(ブラックマトリクス)BMとからなる。
【0004】
バックライト等の光源からの光は下偏光板PL1に第1の基板SUB1と反対側の方向から入射する。その光は第1の基板SUB1、TFTアレイTAおよび液晶層LCの順に透過し、ある向きに揃えられた偏光となる。その光はさらにカラーフィルター層CF、第2の基板SUB2、上偏光板PL2を透過する。液晶表示装置は、下偏光板PL1および液晶層LC等により制御された偏光の向きと上偏光板PL2が通す偏光の向きとの関係で各サブ画素の光量を調節している。特許文献1の従来技術の欄には、上述の従来の液晶表示装置およびその液晶表示装置の表示面にタッチセンサを装着して構成されるタッチパネル表示装置が開示されている。
【0005】
他には、本願に関連する文献として、特許文献2、特許文献3があり、それぞれカラーフィルター層を異なる位置に設けた液晶表示装置について記載されている。
【特許文献1】特開2008−32756号公報
【特許文献2】特開平6−82614号公報
【特許文献3】特開平11−119206号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一般的なカラーフィルターにおいては、それを構成する色層の色素として顔料が使用される。顔料は耐久性を維持するためには不可欠であるものの、光の散乱が起きやすい。その光の散乱によって下偏光板PL1等により向きが揃えられた偏光の状態が崩れ、上偏光板PL2を透過する光量を厳密に制御することが難しかった。具体的には、黒表示の際に本来通過すべきでない光が上偏光板PL2を透過することになり、液晶表示のコントラストが低下するという問題があった。
【0007】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、カラーフィルター層に起因するコントラストの低下を抑制した液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本出願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下
のとおりである。
【0009】
(1)第1の基板と、前記第1の基板に対向する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板の間に設けられる液晶層と、前記第1の基板と前記液晶層との間に設けられるTFTアレイの層と、前記第1の基板の前記液晶層と反対側の面に設けられる第1の偏光板と、前記第2の基板の前記液晶層と反対側の面に設けられる第2の偏光板と、前記第2の基板の前記液晶層と反対側の面に対向して設けられる第3の基板と、前記第3の基板の片方の面であって、前記第2の基板に向かい合う面に設けられるカラーフィルター層と、を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【0010】
(2)(1)において、前記第3の基板がタッチパネルを構成する、ことを特徴とする液晶表示装置。
【0011】
(3)(1)において、前記第3の基板の前記カラーフィルター層と反対側の面に設けられるタッチセンサ層をさらに含む、ことを特徴とする液晶表示装置。
【0012】
(4)(1)において、前記カラーフィルター層は色層と遮光膜とからなり、前記色層は顔料を含む、ことを特徴とする液晶表示装置。
【0013】
(5)(1)において、前記第1の偏光板の前記第1の基板と反対側の面に光源からの光が入射する、ことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、下偏光板や液晶層等によってある向きに揃えられた偏光はカラーフィルター層を介することなく上偏光板に入射する。そのため上偏光板を透過する光量をより厳密に制御することが出来、コントラストの低下を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態の例について図面に基づき詳細に説明する。
【0016】
図1は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の断面の一部を模式的に示す図である。液晶表示装置は第1の基板SUB1と第2の基板SUB2と第3の基板SUB3とを有している。それぞれの基板はガラス基板である。第1の基板SUB1と第2の基板SUB2とが対向し、その間に液晶層LCが存在する。第3の基板SUB3は、第2の基板SUB2の液晶層LCとは反対側の面に対向している。
【0017】
第1の基板SUB1の液晶層LCとは反対側の面に下偏光板PL1が配置され、第1の基板SUB1の液晶層LC側の面にはTFT素子や画素電極等が形成されたTFTアレイTAが配置されている。第1の基板SUB1と第2の基板SUB2との間にある液晶層LCの厚さは第2の基板SUB2の液晶層側に形成されたギャップ制御柱(柱状スペーサ)SOCによって所定の間隔に保たれている。第2の基板SUB2の液晶層LCと反対側の面には上偏光板PL2が配置されている。上偏光板PL2は従来の液晶表示装置と同様にガラス基板である第2の基板SUB2上に設けられている。なお、図示はしていないが第2の基板SUB2の液晶層側とTFTアレイTAの液晶層側には配向膜が形成されている。下偏光板PL1の偏光を通す向きと、上偏光板PL2の偏光を通す向きと、液晶層LC内での液晶分子の配列との関係については、一般的な液晶表示パネルと同様のものでよい。また、共通電極は特に図示されていないが、液晶表示の方式にあわせ、例えばIPS方式ならTFTアレイTAの中に、TN方式やVA方式なら第2の基板SUB2の液晶層側に設けられている。
【0018】
第3の基板SUB3の2面のうち、第2の基板SUB2と向かい合う面にはカラーフィルター層CFが設けられる。カラーフィルター層CFは、赤色の色層SPRと、緑色の色層SPGと、青色の色層SPBと、それらの色層の間を埋めるように存在する遮光膜(ブラックマトリクス)BMとからなる。ここで、液晶表示装置の表示画面の画素はそれぞれ赤、緑、青のサブ画素からなるが、色層SPR、色層SPGおよび色層SPBはそれらのサブ画素ごとに設けられている。色層に用いられる色素は顔料系の色素であり、カラーフィルター層CFの第3の基板SUB3と反対側の面には、図示しない保護膜層が形成されている。
【0019】
また第3の基板SUB3は、タッチパネルを構成している。第3の基板SUB3が有する2面のうち、第2の基板SUB2と向かい合う面と反対側の面にはタッチセンサ層TLが設けられている。タッチセンサ層TLは、公知のタッチセンサ技術を用いた層でよく、例えば抵抗膜方式であれば2層の透明な導電膜が空気層を挟んで設けられてなる層であり、静電容量方式であれば電荷の変化を検出するための透明な導電層からなる層である。タッチセンサ層TLは、タッチセンサの方式に応じて、第4の基板が設けられる構成としてもよい。
【0020】
第3の基板SUB3は、その額縁領域(周縁部)で接着剤により第2の基板SUB2に固定されている。なお、図1では第2の基板SUB2に面に設けられた上偏光板PL2とカラーフィルター層CFとの間に隙間があるように見えるが、第3の基板SUB3の面にカラーフィルター層CFが設けられていることを強調するための表現であり、実際にはカラーフィルター層CFの保護膜層と上偏光板PL2とは密着している。
【0021】
図示しないバックライト等の光源からの光は、下偏光板PL1に第1の基板SUB1と反対側の方向から入射する。その光は第1の基板SUB1、TFTアレイTAおよび液晶層LCの順に透過し、ある向きに揃えられた偏光となる。そしてそのまま第2の基板SUB2、上偏光板PL2を透過する。つまり、液晶層LCを透過した偏光はカラーフィルター層CFを介することなく上偏光板PL2に入射するので、カラーフィルター層CFを構成する色層SPR、色層SPGまたは色層SPBに含まれる顔料によって散乱されることはない。よって上偏光板PL2が通す偏光の向きとの関係でより厳密に各サブ画素の光量を調節することができ、結果液晶画面のコントラストを向上させることができる。偏光が崩れた光が減少するために、黒表示における光漏れも減少し、最大光量表示における想定外の光の遮断も減少するからである。上偏光板PL2を透過した各サブ画素に対応する光は、カラーフィルター層CFの色層SPR、色層SPGおよび色層SPBのうちいずれかを透過し、第3の基板SUB3およびタッチセンサ層TLを経て画像として出力される。
【0022】
これまで実施形態について説明してきたが、本発明は以上に説明した形態に限定されるものではない。例えば、実施形態ではタッチセンサ層TLは第3の基板SUB3の第2の基板SUB2と反対側の面に設けられているが、代わりに第3の基板SUB3とカラーフィルター層CFとの間や、カラーフィルター層CFの第3の基板SUB3側の面とは反対側の面に設けられていても良い。光源からの光が上偏光板PL2を透過した後にカラーフィルター層CFを透過する点に変化がなく、静電容量方式のタッチセンサであれば、間に絶縁層があってもタッチセンサとして動作するからである。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の断面の一部を模式的に示す図である。
【図2】従来の液晶表示装置の断面の一部を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【0024】
SUB1 第1の基板、SUB2 第2の基板、SUB3 第3の基板、TA TFTアレイ、LC 液晶層、CF カラーフィルター層、PL1 下偏光板、PL2 上偏光板、SPR 赤色の色層、SPG 緑色の色層、SPB 青色の色層、SOC ギャップ制御柱、TL タッチセンサ層。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の基板と、
前記第1の基板に対向する第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板の間に設けられる液晶層と、
前記第1の基板と前記液晶層との間に設けられるTFTアレイの層と、
前記第1の基板の前記液晶層と反対側の面に設けられる第1の偏光板と、
前記第2の基板の前記液晶層と反対側の面に設けられる第2の偏光板と、
前記第2の基板の前記液晶層と反対側の面に対向して設けられる第3の基板と、
前記第3の基板の片方の面であって、前記第2の基板に向かい合う面に設けられるカラーフィルター層と、を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
前記第3の基板がタッチパネルを構成する、
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】
前記第3の基板の前記カラーフィルター層と反対側の面に設けられるタッチセンサ層をさらに含む、ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記カラーフィルター層は色層と遮光膜とからなり、
前記色層は顔料を含む、
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記第1の偏光板の前記第1の基板と反対側の面に光源からの光が入射する、
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2010−60589(P2010−60589A)
【公開日】平成22年3月18日(2010.3.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−223090(P2008−223090)
【出願日】平成20年9月1日(2008.9.1)
【出願人】(502356528)株式会社 日立ディスプレイズ (2,552)
【Fターム(参考)】