JP2007520745A - 表示装置及び表示装置を製造する方法 - Google Patents

Abstract

インクジェット印刷に用いられる防壁（７）の機能とスペーサとがディスプレイ（１）の内側において組み合わされ、マスク工程を節減する。

Description

本発明は、スペーサ手段により互いに対向関係に配置される一対の基板の間に電気光学媒体を有する表示装置に関する。

大抵、かかる表示装置は、電気光学媒体が液晶表示デバイスとされた装置であるが、他の電気光学媒体を排除するものではなく、したがって本発明は、例えば電気泳動装置又はスペーサ手段が設けられた他の表示装置にも関する。

このような表示装置は、例えばラップトップコンピュータやノートブックコンピュータ、電話機などの携帯型の装置に用いられる。

カラーディスプレイでは大抵、例えば複雑なリソグラフィ技術により形成されたカラーフィルタが用いられており、そうしたカラーフィルタを非常に高価なものとしている。

新しいインクジェット技術が開発されており、この技術は、高速処理（スループットタイム）と（高価な）着色材料（インク）の低使用率という利点を有する。この技術では防壁が用いられる。リソグラフの工程は、当該防壁に着色材料（インク）の正確な位置づけを可能にさせるために用いられる。防壁（０．５〜１０ミクロンの高さ）の位置関係は、着色材料が液晶表示装置に用いられることができる前に平坦化工程を必要とする。

一方、スペーサは、２つの基板の間で固定された距離で液晶表示材料を保持するために用いられる。これらスペーサの高さは、代表値としては約５〜１０μｍであり、インクジェット印刷の防壁の高さは０．５〜１０μｍとすることができる。ガラススペーサが用いられ適用された着色材料の表面が平坦でない場合、液晶層のばらつきを招き、かかるばらつきは光学的欠陥を生じる。

スペーサも、リソグラフィ又は印刷の処理によって適用可能である。この場合、２つの製造（マスク）工程は、インクジェット印刷の防壁及び液晶材料のスペーサの双方を作るのに必要である。

こうした問題を克服するため、本発明による装置には、スペーサ手段により互いに分離された領域内に着色材料が設けられる。

インクジェット印刷のための防壁を当該カラーフィルタの厚さに必要なＬＣセルギャップを加えたものに等しく（或いは特別な処理で当該高さの半分）とすることにより、防壁構造もスペース形成構造として機能する。これにより、１つの製造工程（マスク工程を含む）を削除することができ、インクジェット印刷のための防壁が保護される必要性がなくなる、という利点を奏する。また、平坦化層の必要性もなくなる。

特に、上記スペーサ手段は、二部構造を有する。この場合、着色材料が設けられた基板の二部構造の部分は、不透明な材料とすることができる。単一の層も不透明とすることができる。適切な形状配置を選択することにより、この場合スペーサ手段がブラックマスクも形成する。

本発明の他の実施例においては、導電性の着色材料が選ばれる。これにより、カラーフィルタと電極（大抵は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）又はポリアニリン（ＰＡＮＩ）又はポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）とされる）の機能を組み合わせることができ、このカラーフィルタ材料は、ＩＴＯ電極の上部に印刷される必要がなくなる。

ＩＴＯのような導電性の良好な電極上にプリントする場合、或る程度の（低い）導電率が有利となることもある。これは、カラーフィルタに対して電圧降下を避け、カラーフィルタが電極の下にあるときよりも高いアドレス指定電圧となることを避けるからである。

他の実施例は、封止エッジと、当該表示装置の一方の封止エッジにおける充填開口部と着色材料が設けられた前記基板の部分と当該他方の封止エッジとの間の部分との間の防壁とを有する。後者の部分では、より大なるセルギャップが存在し、液晶材料の流れを容易にする。当該防壁により、プリントされた通路を有する領域の外に当該液体材料が広がるのを回避する。ＬＣＤリキッドの充填は、通常の真空充填処理（又は毛細管充填）により行うことができる。

本発明による表示装置の製造方法は、互いに異なる領域に分離する第１の基板上のスペーサ手段を設けるステップと、少なくとも１つの領域に着色材料を供給するステップと、前記スペーサ手段上に第２の基板を設けるステップと、を有する。

以下、本発明のこれらの態様及びその他の態様を、限定しない幾つかの実施例と図面に基づいて詳しく説明する。

図面は、線図であって一律の縮尺に従わずに描かれている。対応の要素は概して同じ参照符号により示される。

図１は、液晶装置１の一部の断面を示しており、この装置は、下側基板２と上側基板３との間に液晶材料５を有している。この液晶装置は、下側基板２と他の基板３に画像電極４を有する。基板間の距離は約０．８〜１０マイクロメータである。

基板２，３はさらに、必要に応じて配向層（図示せず）と、それぞれ赤，緑及び青の部分に関係するサブパート６Ｒ，６Ｇ，６Ｂを有するカラーフィルタ６とを有する。当該サブパートは、スペーサ手段７により分離されており、このスペーサ手段は、サブパート６Ｒ，６Ｇ，６Ｂを有するカラーフィルタ６のカラープリンティングの間の防壁としても機能する。

本例における防壁（スペーサ）７は、カラーフィルタが適用された後に液晶材料の充填を容易にするようなラインとして設けられる。当該防壁の長さをカラーフィルタ領域よりも幾分長くすることによって、着色材料は、かかるラインの終端において混合しない。本例におけるオプションのレジスト細片８は、防壁７と同じ工程で作られ、このような色の混合を避けることも可能としている。

本発明の他の実施例は、防壁（スペーサ）７の黒い防壁材料を用いる。この態様において、防壁材料がブラックマトリクスとしての機能を持つこともできる。この目的を果たすために利用可能な幾つかの黒色の有機レジストがある。

追加の幾つかのスペーサ、連続した細片又は個別の柱体によるアレイは、付加的なスペーシング手段として防壁７の間に置くことができる。

本発明の他の実施例は、図３に示され、これは、１つのマスク工程で形成可能な２つの材料の防壁を示している。当該防壁の第１の部分７ａは、無機性の表面を有する一方、第２の部分７ｂの表面は全部が有機性である。これにより、選択性の表面変更の後に（液体の）着色材料が当該無機性部分を濡らし防壁７の上側の有機性部分を濡らさないという効果を奏する。これは、カラーフィルタの最終的層の厚さのばらつきを減らすのに有利となりうる。全部が無機性の材料に代えて、その無機性成分が十分に高い場合において有機性／無機性複合物も用いることができる。

図４の装置は、封止エッジ９と共に設けられたオプションの（レジスト）細片（防壁）１１を有する。この細片１１は、当該ディスプレイの領域を、封止エッジ９の一方側で充填孔１０の側の第１の部分１ａと第２の部分１ｂとに分割する。液晶材料５の当該装置への充填は、通常の充填処理により行うことができる。カラーフィルタを伴う領域の外側の比較的大なるセルギャップは、液晶材料が流れることを容易にすることになる。当該ディスプレイの周辺における初期の流れを避けるため、追加の横断防壁１１が用いられる。この防壁を表示領域とエッジ封止部との間の間隙に完全には近づけず、液晶材料が当該ディスプレイの中央部（カラーフィルタ付き）と等しいペースで当該ディスプレイの周りのリムを充填することを可能にすることが好ましいと思われる。

製造において、基板２にはインクジェット印刷のための防壁７が設けられる。かかる防壁は、必要なディスプレイセルギャップにカラーフィルタ自体の厚さ（５〜７μｍ）を加えたものと等しくされる。カラーフィルタ材料の高さは、０．５〜２．０μｍの間であり、ディスプレイ材料については約５μｍを残す。オプションのレジスト細片を加えることができ、かかる細片は、防壁と同じマスクデザインで作ることができる。

カラーフィルタ液による防壁材料の濡れは、Ｏ_２及びＣＦ_４の表面処理により回避することができる。ここで、Ｏ_２処理（又はこれに類似のもの）は、カラーフィルタ材料が（ＩＴＯ）電極を湿潤性とし、ＣＦ_４処理（又はこれに類似のもの）は、有機性防壁を非湿潤性とする。ＩＴＯ電極が無機性であり防壁材料が有機性であるので、Ｏ_２及びＣＦ_４処理の後はＩＴＯと防壁との間に湿潤性の違いがある。

着色材料を供給した後は、第２の基板はスペーサ７の上に設けられる。

本発明の保護範囲は、説明した実施例に限定されない。図２の実施例において述べたように、細片８を一時的に設けてもよい。また、要素の間隔を空ける部分（特に、ロール・ツー・ロール処理を用いた場合）を両基板上に設けてもよく、例えば互いに横断する方向で設けられた長手状スペーサ部とすることができる。一方、カラーフィルタ及びＩＴＯ（電極）の機能は、導電性着色材料を用いることによって組み合わせ可能である。ここでは、カラーフィルタ材料がＩＴＯの上面にプリントされる必要がない。ここで重要なのは、カラーフィルタインクが、説明したように無機性の部分を持つ層の上面にプリントされる点である。

本発明は、どれもこれも新規な特徴のある機能とどれもこれも特徴のある機能の組み合わせによるものである。請求項にある参照符号は、それらの保護範囲を限定するものではない。「有する」なる動詞及びその活用形の使用によって、請求項に記載されたもの以外の要素の存在が排除されるものではない。要素の単数表現は、当該要素の複数の存在を排除するものではない。

本発明が用いられる表示装置の一部の断面を示す図。 当該表示装置の平面図。 本発明が用いられる他の表示装置の一部の断面を示す図。 他の表示装置の平面図。

Claims (10)

1. スペーサ手段によって互いに対向関係に配された一対の基板の間に電気光学媒体を有する表示装置であって、前記基板の一方は、前記スペーサ手段により互いに分離した領域内で着色材料が設けられる、表示装置。
2. 請求項１に記載の表示装置であって、前記スペーサ手段は、不透明である、装置。
3. 請求項１に記載の表示装置であって、前記スペーサ手段は、二部構造を有する装置。
4. 請求項３に記載の表示装置であって、前記基板における前記二部構造の部分は、不透明材料を有する着色材料が設けられる、装置。
5. 請求項１に記載の表示装置であって、前記着色材料は、導電性である、装置。
6. 請求項１に記載の表示装置であって、封止エッジと、当該表示装置の一方の封止エッジにおける充填開口部と着色材料が設けられた前記基板の部分と当該他方の封止エッジとの間の部分との間の防壁とをさらに有する表示装置。
7. 一対の基板の間に電気光学媒体を有する表示装置を製造する方法であって、互いに異なる領域に分離する第１の基板上のスペーサ手段を設けるステップと、少なくとも１つの領域に着色材料を供給するステップと、前記スペーサ手段上に第２の基板を設けるステップと、を有する方法。
8. 請求項６に記載の方法であって、ステップａ）は、
   ａ１）前記スペーサ手段の一部として無機性部分を設けるステップと、
   ａ２）前記スペーサ手段の一部として他の有機性部分を設けるステップと、
   を有する、方法。
9. 請求項６に記載の方法であって、ステップａ）は、
   ａ１）前記スペーサ手段の一部として不透明部分を設けるステップと、
   ａ２）前記スペーサ手段の一部として他の部分を設けるステップと、
   を有する、方法。
10. 請求項７に記載の方法であって、封止エッジと、当該表示装置の一方の封止エッジにおける充填開口部と着色材料が設けられた前記基板の部分と当該他方の封止エッジとの間の部分との間の防壁とを設けるステップと、当該装置を液晶材料で充填するステップと、前記充填開口部を封止するステップと、をさらに有する方法。
    
    

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