JP2002221714A - 平面表示素子及び平面表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮光材料を塗布する方法により、平面表示素
子に遮光層を形成する際に生じる表示領域内への遮光材
料の付着を防止して、遮光層の製造コストの低価格化を
図るものでありながら、点欠陥が無く表示品位の高い平
面表示素子を高い製造歩留まりで得る。 【解決手段】 対向基板１２の外面に、セパレータ２７
を有する偏光板１７を貼り付ける。次いで、液晶表示素
子１０の額縁領域のセパレータ２７ａを偏光板１７から
選択的に剥離し、露出された偏光板１７の上面にインク
ジェット方式により黒色インク２８ａを塗布して額縁遮
光層１８を製造する。この時液晶表示素子１０の表示領
域内に飛散した黒色インク２８ａは、偏光板１７の表示
領域を保護するセパレータ２７ｂに付着することから、
この後のセパレータ２７ｂの剥離に伴い除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平面表示素子及び
平面表示素子の製造方法に係り、特に表示セルの外側に
遮光材料を塗布してなる遮光層を備える、平面表示素子
及び平面表示素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ端末やテレビ等の画像表示
装置に用いられ、一対の基板を対向配置してなる表示セ
ルの間隙に液晶やエレクトロ・ルミネセンス等の光変調
層を備えてなる平面表示素子にあっては、その表示領域
内で光変調層の光シャッター効果によりバックライト等
からの光を画素毎に選択的に通過させて、画像表示を行
っている。そして平面表示素子にあっては、表示画素が
形成される表示領域と、表示領域周縁の額縁領域とが存
在し、表示品位の向上を図るため、表示領域内へは良好
に光照射が成される一方、額縁領域にあっては光を遮断
することが要求されている。

【０００３】このため従来は、表示セル内部にて基板上
に、表示領域周縁を被覆する額縁遮光層を形成して光の
遮断を行っていた。この表示セル内部に形成される額縁
遮光層は、表示セルを構成するアレイ基板あるいは対向
基板のいずれか一方に、不透明金属膜や黒色樹脂などを
パターニングして形成していた。

【０００４】即ちクロム膜等の不透明金属膜を用いる場
合は、いずれか一方の基板上に、スパッタリング法や蒸
着法により遮光材料である不透明金属膜を形成した後に
レジストをスピンコータ等により塗布し、更にフォトマ
スクを使用して露光、現像を行ってレジストをパターン
形成し、このパターン形成されたレジストをマスクに不
透明金属膜をエッチングによりパターン形成し、最後に
レジスト膜の除去を行い遮光層を製造していた。又黒色
樹脂を用いる場合も、最初にスピンコータにより黒色樹
脂を塗布しフォトリソグラフィ技術を用いパターン形成
して遮光層を製造していた。

【０００５】このため遮光層製造に大掛かりな装置を必
要とする事から製造コストを上昇すると共に、遮光層製
造時の工程数も多く製造に長時間を必要とし、これによ
っても製造コストの上昇を招き、平面表示素子の低価格
化の妨げと成っていた。

【０００６】そこで近年、遮光層の製造コストの低価格
化を図るよう、表示セルの外方であって、光の入射側に
インクジェット方式により黒色インクを塗布して遮光層
を製造する方法が開発されている。このインクジェット
方式では表示セルを支持するステージあるいはインクを
噴射するインクノズルを走査制御して、ステージ上に載
置される表示セルの基板面の必要箇所に黒色インクを塗
布して遮光層を形成するものである。この様に表示セル
の外方に遮光層を塗布形成するのは、表示セルの内側に
形成した場合は遮光層が光変調層と直接触れる可能性が
あり、光変調層をインクで汚染する可能性があるからで
ある。

【０００７】上記インクジェット方式により製造される
遮光層は、製造に必要な装置を著しく簡略化出来ること
から製造コストの低減を図れると共に、製造容易である
事から製造時間の著しい短縮による製造コストの低減も
可能としている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記イン
クジェット方式による遮光層は、インク噴射によるイン
クの塗布時に、インクが乾燥する前に次の噴射によるイ
ンクの塗布が行われ、インクの塗布中に、インクの粒子
同士が衝突する為ミスト状のインクの飛散が起きてしま
う。この飛散したインクは遮光層形成領域のみならず、
表示セルの表示領域内に迄付着してしまい、この様に飛
散したインクが付着した平面表示素子を用いて画像表示
を行った場合には表示領域のインク付着部分が黒の点欠
陥として認識されていまい表示品位を著しく低下し、ひ
いては平面表示素子の製造歩留まりを低下するという問
題を生じていた。

【０００９】そこで本発明は上記課題を解決するもの
で、製造コストの安い製造方法により遮光層を製造する
際に表示領域を汚染するのを防止し、高い製造歩留まり
で良好なコントラストを得られ、高い表示品位を有する
平面表示素子及び平面表示素子における遮光層の製造方
法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための手段として、少なくともいずれか一方に電極
を有し対向配置される一対の基板の間隙に光変調層を挟
持し、前記基板の外方に偏光板及び遮光層を設けてなる
平面表示素子において、前記偏光板及び前記遮光層は、
前記いずれか一方の基板の同一面上に隣接して設けられ
ているものである。

【００１１】又本発明は上記課題を解決するための手段
として、少なくともいずれか一方に電極を有し対向配置
される一対の基板間に光変調層を形成後、前記基板の少
なくともいずれか一方の外方に遮光材料を塗布してなる
平面表示素子の製造方法において、前記基板の外方に保
護フィルムを有する偏光板を取着する工程と、前記保護
フィルムをマスクにして、遮光材料を塗布する工程と、
前記遮光材料を塗布後前記保護フィルムを前記偏光板か
ら剥離する工程と、を実施するものである。

【００１２】又本発明は上記課題を解決するための手段
として、少なくともいずれか一方に電極を有し対向配置
される一対の基板間に光変調層を形成後、前記基板の少
なくともいずれか一方の外方にインクジェット法により
遮光材料を塗布してなる平面表示素子の製造方法におい
て、前記基板の外方に保護フィルムを有する偏光板を取
着する工程と、前記保護フィルムをマスクにして、遮光
材料をインクジェット法により塗布する工程と、前記遮
光材料を塗布後前記保護フィルムを前記偏光板から剥離
する工程とを実施するものである。

【００１３】そして本発明は上記構成により、遮光材料
の塗布時に、保護フィルムをマスクにして偏光板の表面
に遮光層を形成し、あるいは保護フィルムをマスクにし
て基板上に遮光層を形成し、その後保護フィルムを剥離
することにより、塗布時に遮光材料が飛散された場合で
あっても表示領域内にあっては飛散された遮光材料を、
保護フィルム上に付着させ、遮光層形成後に保護フィル
ムを剥離することにより、これとともに除去して基板上
に残さない様にする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の平面表示素子の一
例として液晶表示素子を例に図１及び図２に示す第１の
実施の形態を参照して説明する。図１は液晶表示素子１
０及び液晶表示素子を照射するバックライト２４を有す
る液晶表示装置２５の概略断面図である。

【００１５】液晶表示素子１０は、ガラス基板１１ａ上
に液晶駆動用の薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと略称す
る。）素子１１ｂと、マトリクス状にパターン形成され
る画素電極１１ｃを有してなるアレイ基板であるＴＦＴ
基板１１及び、ガラス基板１２ａ上にカラーフィルタ層
１２ｂと対向電極１２ｃを有してなる対向基板１２のそ
れぞれに配向膜１５ａ、１５ｂを形成後、スペーサ（図
示せず）を介し対向配置し、シール剤１３にて周囲を接
着して液晶セルを形成し、この液晶セルのＴＦＴ基板１
１及び対向基板１２の間隙に液晶組成物を封入して液晶
層１４を形成して成っている。

【００１６】更に液晶表示素子１０は、液晶セルのＴＦ
Ｔ基板１１及び対向基板１２の外方に偏光板１６、１７
を有している。対向基板１２上の偏光板１７面上の周縁
であって、液晶セルの表示領域周縁の額縁領域に相当す
る領域には、黒色インクを塗布してなる額縁遮光層１８
が形成されている。但し、額縁遮光層１８と液晶層１４
の間には、厚さ約０．７ｍｍのガラス基板１２ａが介在
されているので、斜めからの光の入射により表示領域と
額縁領域との境のコントラストが低下するのを防止する
様、額縁遮光層１８の端部はマージンをとって、実際の
境より表示領域側に約０．４ｍｍ延在して形成されてい
る。又額縁遮光層１８は通常約２mmから３mmの幅とされ
ている。

【００１７】ＴＦＴ基板１１に形成される電極端子部分
１９には、液晶表示素子１０を駆動するドライバＩＣ２
０を実装してなるフレキシブル配線基板２１が接続され
ている。又、液晶表示素子１０の対向基板１２側の背面
には、対向基板１２側を光出射面とする平面状の導光板
２２と、導光板２２の一側に配置される管状光源２３を
有するバックライト２４が配置され、ドライバＩＣ２０
はバックライト２４背面側に収納されている。

【００１８】この様にしてなる液晶表示装置２５は、液
晶表示素子１０を対向基板１２側からバックライト２４
で照射し、この照射光を液晶表示素子１０にて選択的に
透過して画像表示を行う。

【００１９】次に図２を参照して液晶表示素子１０の偏
光板１７面上に形成される額縁遮光層１８の製造方法に
ついて述べる。先ず図２（ａ）に示すように、液晶セル
のＴＦＴ基板１１と対向基板１２の外面にそれぞれ偏光
板１６、１７を貼る。偏光板１６、１７表面には、表面
をキズ、汚れから保護するための透明な樹脂フィルムか
らなる剥離可能な保護フィルム（以下セパレータと称す
る。）２６、２７が貼りつけてある。

【００２０】次に図２（ｂ）に示すように、バックライ
ト２４側の偏光板となる対向基板１２側に貼り付けられ
る偏光板１７表面のセパレータ２７の、額縁領域側のセ
パレータ２７ａとそれ以外の内側の表示領域側のセパレ
ータ２７ｂとの境目に、カッター等によりきり込みを入
れ、額縁領域側のセパレータ２７ａを偏光板１７から剥
離する。

【００２１】その後、図２（ｃ）に示すように、セパレ
ータ２７ａが剥離され、露出された偏光板１７周縁の額
縁領域に、インクジェット方式により遮光材料である黒
色インク２８ａを約２ｍｍから３ｍｍの幅で塗布する。
即ちインクノズル２８を固定して、液晶セルを固定配置
したステージ（図示せず）を移動して額縁領域をインク
ノズル２８前面にて走査移動し、黒色インク２８ａを塗
布する。この時黒色インク２８ａの粒と粒が重なった部
分から黒色インク２８ａのミストが発生して周囲に飛散
するが、表示領域内に飛散した黒色インク２８ａは、セ
パレータ２７ｂに付着することになる。

【００２２】そして、黒色インク２８ａが完全に乾燥し
てから図２（ｄ）に示すように、表示領域側のセパレー
タ２７ｂをその上に付着した黒色インク２８ａと共に剥
離する。更にＴＦＴ基板１１側のセパレータ２６も剥離
する。これにより、インクジェット方式により偏光板２
７上面に額縁遮光層１８が選択的に塗布形成される。

【００２３】この後、図２（ｅ）に示すように、ドライ
バＩＣ２０を実装してなるフレキシブル配線基板２１を
ＴＦＴ基板１１の電極端子部分１９に取り付け、バック
ライト２４、フレーム（図示せず）等を組立てることで
液晶表示装置２５を完成する。

【００２４】このようにして製造された液晶表示装置２
５を用い、画像表示試験を行ったところ黒色インク２８
ａの付着を原因とする黒い点欠陥が見られず又良好な表
示を得られた。

【００２５】この様に構成すれば、偏光板１７の表示領
域側をセパレータ２７ｂで保護した状態で、インクジェ
ット方式により偏光板１７上面に額縁遮光層１８の塗布
を行うので、黒色インク２８ａが液晶セルの表示領域側
に付着しても、セパレータ２７ｂの剥離と共に除去する
ことが出来、液晶表示素子１０の表示領域への黒色イン
ク２８ａの付着による汚染が解消され、点欠陥が無く表
示品位の高い液晶表示素子１０を高い製造歩留まりで得
られる。

【００２６】従って製造コストの低いインクジェット方
式による額縁遮光層の製造方法の実用化を図ることが出
来る。しかも従来から偏光板１７の表面保護に使用して
いるセパレータ２７を用いて、液晶表示素子１０の表示
領域への黒色インク２８ａの付着を防止している事か
ら、インクジェット方式での点欠陥防止のための新たな
コストを必要とせず製造コストの上昇を招く事も無い。

【００２７】次に本発明の平面表示素子を図３及び図４
に示す第２の実施の形態を参照して説明する。この第２
の実施の形態は、第１の実施の形態における、額縁遮光
層を、偏光板と同一面上に形成したものであり、他は第
１の実施の形態と同様であることから同一部分について
は同一符号を付しその説明を省略する。

【００２８】本実施の形態の、液晶表示装置３５を構成
する液晶表示素子３０にあっては、ＴＦＴ基板１１及び
対向基板１２を対向配置しシール剤１３にて周囲を接着
して成る液晶セルの、対向基板１２のガラス基板１２ａ
上に偏光板３１と、額縁遮光層３２とが隣接して設けら
れている。即ち、偏光板３１は、液晶セルの表示領域に
相当する領域に設けられ、表示領域周縁の額縁領域に相
当する領域に、黒色インクを塗布してなる額縁遮光層３
２が、幅約２mmから３mmで形成されている。

【００２９】次に図４を参照して液晶表示素子３０の対
向基板１２面上に形成される額縁遮光層３２の製造方法
について述べる。先ず図４（ａ）に示すように、液晶セ
ルのＴＦＴ基板１１と対向基板１２の外面に、それぞれ
偏光板１６、３１を貼る。偏光板１６、３１表面には、
表面をキズ、汚れから保護するための透明な樹脂フィル
ムからなる剥離可能な保護フィルム（以下セパレータと
称する。）２６、３３が貼りつけてある。

【００３０】次に図４（ｂ）に示すように、バックライ
ト２４側の偏光板となる対向基板１２側に貼り付けられ
る偏光板３１及びセパレータ３３の、額縁領域側の偏光
板３１ａ及びセパレータ３３ａと、それ以外の内側の表
示領域側の偏光板３１ｂ及びセパレータ３３ｂとの境目
に、カッター等によりきり込みを入れ、額縁領域側の偏
光板３１ａ及びセパレータ３３ａを、対向基板１２から
剥離する。

【００３１】その後、図４（ｃ）に示すように、偏光板
３１ａ及びセパレータ３３ａが剥離されて露出された、
対向基板１２のガラス基板１２ａ上であって、表示領域
側の偏光板３１ｂ及びセパレータ３３ｂ周縁の額縁領域
にインクジェット方式により、インクノズル２８を用い
て遮光材料である黒色インク２８ａを約２ｍｍから３ｍ
ｍの幅で塗布する。この時黒色インク２８ａのミストが
周囲に飛散するが、液晶セルの表示領域内にあっては、
セパレータ３３ｂに付着することになる。

【００３２】そして、黒色インク２８ａが完全に乾燥し
てから図４（ｄ）に示すように、表示領域側のセパレー
タ３３ｂをその上に付着した黒色インク２８ａと共に剥
離する。更にＴＦＴ基板１１側のセパレータ２６も剥離
する。これにより、インクジェット方式により対向基板
１２のガラス基板１２ａ上であって偏光板３１周縁に選
択的に額縁遮光層３２が塗布形成される。

【００３３】このようにして製造された液晶表示素子３
０をバックライト２４と組立ててなる液晶表示装置３５
を用い、画像表示試験を行ったところ第１の実施の形態
と同様、黒色インク２８ａの付着を原因とする黒い点欠
陥が見られず又良好なコントラストを得られた。

【００３４】この様に構成すれば、液晶セルの表示領域
側をセパレータ３３ｂで保護した状態で、インクジェッ
ト方式によりガラス基板１２ａ面に額縁遮光層３２の塗
布を行うので、黒色インク２８ａが液晶セルの表示領域
側に付着しても、セパレータ３３ｂの剥離と共に除去す
ることが出来、液晶表示素子３０の表示領域への黒色イ
ンク２８ａの付着による汚染が解消され、点欠陥が無く
表示品位の高い液晶表示素子３０を高い製造歩留まりで
得られる。従って製造コストの低いインクジェット方式
による額縁遮光層の製造方法の実用化をはかれる。

【００３５】しかも従来から既に使用しているセパレー
タ３３を用いて、液晶表示素子３０の表示領域への黒色
インク２８ａの付着を防止している事から、インクジェ
ット方式での点欠陥防止のための新たなコストを必要と
せず製造コストの上昇を招く事も無い。

【００３６】尚本発明は上記実施の形態に限られるもの
でなく、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であっ
て、例えば液晶セルの基板外方に設ける遮光層は、額縁
遮光層に限定されず、表示領域内の配線を被覆する遮光
層であっても良いし、遮光層を配置する基板も、光が入
射する側であればアレイ基板側に設ける等任意である。
又、遮光材料も遮光性を得られるものであれば黒色イン
クに限定されない。

【００３７】更に、実施の形態にあっては、表示領域と
額縁領域との境に斜め方向から光が入るのを防止するた
めのマージンを設ける様、額縁遮光層を表示領域側に延
在して形成しているが、この延在量は任意であるし、表
示精度によっては延在量を０としても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、遮
光層の形成時に、平面表示素子の表示領域に遮光材料が
付着して表示品位を低下するのを容易に防止出来、遮光
材料の付着による点欠陥を原因とする表示不良が無く表
示品位の高い平面表示素子を高い製造歩留まりで得られ
る事から、遮光材料を塗布する方法での遮光層の製造方
法の実用化を図れる。しかも表示領域への遮光材料の付
着防止を、通常の製造時に用いる保護フィルムを利用し
て容易に行える事から、遮光材料を付着防止するための
新たなコストの増加を生じる事が無く、ひいては平面表
示素子の低価格化に更に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示
す概略断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の額縁遮光層の製造
工程を示し、（ａ）はその偏光板を貼り付けた状態を示
し、（ｂ）はそのセパレータの一部を剥離した状態を示
し、（ｃ）はその黒色インク塗布時を示し、（ｄ）はそ
の全てのセパレータを剥離した状態を示し、（ｅ）はそ
の液晶表示装置を組立てた状態を示す概略説明図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置を示
す概略断面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の額縁遮光層の製造
工程を示し、（ａ）はその偏光板を貼り付けた状態を示
し、（ｂ）はその偏光板及びセパレータの一部を剥離し
た状態を示し、（ｃ）はその黒色インク塗布時を示し、
（ｄ）はその全てのセパレータを剥離した状態を示す概
略説明図である。

【符号の説明】

１０…液晶表示素子 １１…ＴＦＴ基板 １２…対向基板 １３…シール剤 １４…液晶層 １６、１７…偏光板 １８…額縁遮光層 ２０…ドライバＩＣ ２４…バックライト ２５…液晶表示装置 ２６、２７…セパレータ ２８…インクノズル ２８ａ…黒色インク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA24 FB01 2H091 FA08X FA08Z FA34Y FA41Z GA13 GA16 LA30 5G435 AA00 BB12 BB15 EE27 EE33 EE36 EE47 FF00 FF05 FF08 FF13 GG24 KK05

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともいずれか一方に電極を有し対
   向配置される一対の基板の間隙に光変調層を挟持し、前
   記基板の外方に偏光板及び遮光層を設けてなる平面表示
   素子において、 前記偏光板及び前記遮光層は、前記いずれか一方の基板
   の同一面上に隣接して設けられている事を特徴とする平
   面表示素子。
2. 【請求項２】 前記遮光層が、前記一対の基板の表示領
   域周縁の額縁領域に相当する領域に設けられる事を特徴
   とする請求項１に記載の平面表示素子。
3. 【請求項３】 前記遮光層の端部が前記一対の基板の表
   示領域内に延在していることを特徴とする請求項２に記
   載の平面表示素子。
4. 【請求項４】 少なくともいずれか一方に電極を有し対
   向配置される一対の基板間に光変調層を形成後、前記基
   板の少なくともいずれか一方の外方に遮光材料を塗布し
   てなる平面表示素子の製造方法において、 前記基板の外方に保護フィルムを有する偏光板を取着す
   る工程と、 前記保護フィルムをマスクにして、遮光材料を塗布する
   工程と、 前記遮光材料を塗布後前記保護フィルムを前記偏光板か
   ら剥離する工程と、を具備することを特徴とする平面表
   示素子の製造方法。
5. 【請求項５】 少なくともいずれか一方に電極を有し対
   向配置される一対の基板間に光変調層を形成後、前記基
   板の少なくともいずれか一方の外方にインクジェット法
   により遮光材料を塗布してなる平面表示素子の製造方法
   において、 前記基板の外方に保護フィルムを有する偏光板を取着す
   る工程と、 前記保護フィルムをマスクにして、遮光材料をインクジ
   ェット法により塗布する工程と、 前記遮光材料を塗布後前記保護フィルムを前記偏光板か
   ら剥離する工程と、を具備することを特徴とする平面表
   示素子の製造方法。
6. 【請求項６】 前記保護フィルムの一部を前記偏光板か
   ら選択的に除去した後に、露出された前記偏光板表面に
   前記遮光材料を塗布することを特徴とする請求項４又は
   請求項５のいずれかに記載の平面表示素子の製造方法。
7. 【請求項７】 前記選択的に除去する前記保護フィルム
   の一部が、前記一対の基板の表示領域周縁の額縁領域に
   相当することを特徴とする請求項６に記載の平面表示素
   子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記偏光板の一部を前記保護フィルムと
   共に選択的に除去した後に、露出された前記基板上に前
   記遮光材料を塗布することを特徴とする請求項４又は請
   求項５のいずれかに記載の平面表示素子の製造方法。
9. 【請求項９】 前記選択的に除去する前記偏光板及び前
   記保護フィルムの一部が、前記一対の基板の表示領域周
   縁の額縁領域に相当することを特徴とする請求項８に記
   載の平面表示素子の製造方法。