JP2014142496A - Front side substrate and manufacturing method of front side substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、背面側基板の観察者側に配置されて当該背面側基板とともに表示セルを構成するようになる前面側基板、並びに、この前面側基板を有する表示セル及び表示装置に関する。また、本発明は、前面側基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a front-side substrate that is arranged on the viewer side of a back-side substrate and constitutes a display cell together with the back-side substrate, and a display cell and a display device having the front-side substrate. The present invention also relates to a method for manufacturing a front substrate.
例えば特許文献1に開示されているように、昨今の表示装置において、表示セル(表示パネル)の観察者側に、画像を表示する表示領域と、当該表示領域を取り囲むように形成された非表示領域と、を含む前面板が配置されることがある。前面板を表示セルとともに用いる理由の一つとして、意匠性の改善効果が期待されている。
For example, as disclosed in
通常、図14及び図15に示すように、表示セル130は、画像を表示するための表示領域Aa1の周囲に、額縁領域とも呼ばれる非表示領域Aa2を有している。この非表示領域Aa2には、配線等が配置されている。このため前面板100が用いられていない装置110Aでは、表示セル130を収容するケース112Aが、当該装置110Aの前面の周縁を延び、表示セル130の非表示領域Aa2を前方から隠蔽している。一方、図16及び図17に示すように、前面板100を設けた装置110Bにおいては、前面板100に隠蔽機能を付与することにより、ケース112Bが装置の前面を広範囲に覆う必要がなくなる。すなわち、前面板100の裏面に隠蔽層101を形成しておけば、前面板の表面によって画成されるフラット面によって、当該装置の前面を画成することができ、意匠性を大幅に向上させることができる。加えて、ケースと同様に、前面板100にも図形等の絵柄103を設けることが可能である。
Usually, as shown in FIGS. 14 and 15, the
しかしながら、表示セルの観察者側に前面板を設けた場合、表示セルを含む装置の製造コストが直接的に上昇してしまう。さらに、表示セルの観察者側に位置する屈折率界面の数が必然的に増加することになる。このため、外光の反射によるコントラストの低下や画像光の透過率低下を来たし、画質を著しく劣化させることにもつながる。 However, when the front plate is provided on the viewer side of the display cell, the manufacturing cost of the device including the display cell directly increases. Furthermore, the number of refractive index interfaces located on the viewer side of the display cell inevitably increases. For this reason, the contrast decreases due to the reflection of external light and the transmittance of image light decreases, leading to a significant deterioration in image quality.
その一方で、液晶表示パネル、有機エレクトロルミネッセンスパネル、プラズマ表示パネル等の代表的な種々の表示セルは、対向して配置された一対の基板を有している。このうち、観察者側に位置する前面側基板に対して非表示領域を隠蔽する機能を付与することができれば、前面板を排除しながら優れた意匠性を確保することが可能となる。 On the other hand, various typical display cells such as a liquid crystal display panel, an organic electroluminescence panel, and a plasma display panel have a pair of substrates disposed to face each other. Among these, if the function of concealing the non-display area can be given to the front substrate located on the viewer side, it is possible to ensure excellent design while eliminating the front plate.
この点について本件発明者らが確認したところ、前面側基板の非表示領域に黒色の層を設けることによれば、前面板を設けなくとも表示セルの非表示領域を隠蔽することが可能となった。しかしながら、前面側基板の非表示領域が黒色に限定される場合、表示セルを含む装置との組み合わせにおいて、意匠性を必ずしも向上させることはできない。また、デザイン上の多用なニーズに応じることができず、この点からも、意匠性を改善できるとは言えない。 The inventors have confirmed this point, and by providing a black layer in the non-display area of the front substrate, the non-display area of the display cell can be hidden without providing a front plate. It was. However, when the non-display area of the front substrate is limited to black, the design cannot be improved in combination with a device including a display cell. Moreover, it cannot respond to various needs in design, and it cannot be said that the designability can be improved from this point.
一方、前面側基板の非表示領域に黒色以外の層、すなわち、白色または有彩色からなる層によって十分な隠蔽性を発現させようとすると、当該層の厚みが厚くなる。この場合、液晶表示パネルにおいては、前面側基板の非表示領域と表示領域との境界近辺に大きな段差が生じて配向膜へのラビング処理を高精度に行うことできないこと、或いは、表示領域内での前面側基板と背面側基板とのギャップが大きくなって液晶分子に対して配向膜による配光作用が有効に及ぼされないことから、液晶分子の配向不良が生じてしまう。液晶分子の配向不良が生じると、所望の画素のみから画像光を投射することができず、著しく画質が劣化してしまう。 On the other hand, if the non-display area of the front substrate is made to exhibit sufficient concealment by a layer other than black, that is, a white or chromatic layer, the thickness of the layer increases. In this case, in the liquid crystal display panel, a large step occurs in the vicinity of the boundary between the non-display area and the display area of the front-side substrate, and the rubbing process to the alignment film cannot be performed with high accuracy. Since the gap between the front side substrate and the rear side substrate becomes large and the light distribution action by the alignment film is not effectively exerted on the liquid crystal molecules, alignment defects of the liquid crystal molecules occur. When alignment defects of liquid crystal molecules occur, image light cannot be projected from only desired pixels, and image quality is significantly deteriorated.
また、表示領域内における前面側基板と背面側基板との離間間隔が大きくなると、斜め進む光が、画素の配列方向にも大きく移動してしまう。これにより、所望の画素以外の画素から画像光が射出してしまう、所謂光漏れが生じる。この場合、解像度や色再現性が低下して、画像品位が大きく低下してしまう。とりわけ昨今においては、画素の高精細化ならびにブラックマトリクスの細線化が急速に進んでおり、このような不具合が顕著となる。 In addition, when the separation distance between the front substrate and the rear substrate in the display area is increased, the light traveling obliquely moves greatly in the pixel arrangement direction. As a result, so-called light leakage occurs in which image light is emitted from pixels other than the desired pixel. In this case, the resolution and color reproducibility are lowered, and the image quality is greatly lowered. In particular, in recent years, high definition of pixels and thinning of the black matrix are rapidly progressing, and such a problem becomes remarkable.
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、背面側基板の観察者側に配置されて当該背面側基板とともに表示セルを構成するようになる前面側基板であって、非表示領域における隠蔽性と意匠性との両方において優れた前面側基板を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above points, and is a front-side substrate that is arranged on the viewer side of the back-side substrate and constitutes a display cell together with the back-side substrate. An object of the present invention is to provide a front-side substrate that is excellent in both concealability and designability in a region.
本発明による前面側基板は、
背面側基板の観察者側に配置されて当該背面側基板とともに表示セルを構成するようになり、且つ、画像を表示する表示領域と前記表示領域の周辺となる非表示領域とを含む前面側基板であって、
透光性基材と、
前記透光性基材の一方の側となる前記非表示領域内に設けられた白色または有彩色の加飾層と、
前記加飾層の前記透光性基材とは反対の側となる前記非表示領域内に設けられた金属層と、を備える。
The front substrate according to the present invention is:
A front-side substrate that is arranged on the viewer side of the back-side substrate so as to form a display cell together with the back-side substrate, and includes a display area for displaying an image and a non-display area around the display area Because
A translucent substrate;
A white or chromatic decorative layer provided in the non-display area on one side of the translucent substrate;
A metal layer provided in the non-display area on the side opposite to the translucent substrate of the decorative layer.
本発明による前面側基板が、前記加飾層の前記表示領域側を向く側端面に対向して配置された側方遮光層を、さらに備えるようにしてもよい。 The front substrate according to the present invention may further include a side light-shielding layer disposed to face a side end face of the decorative layer facing the display area.
本発明による前面側基板が、前記金属層の前記加飾層とは反対の側となる前記非表示領域内に設けられた遮光層、を備えるようにしてもよい。 The front substrate according to the present invention may include a light shielding layer provided in the non-display area on the opposite side of the metal layer from the decorative layer.
本発明による前面側基板が、
前記透光性基材の前記一方の側となる前記表示領域内に設けられたカラーフィルタ層を、さらに備え、
前記カラーフィルタ層は、前記遮光層と同一の材料からなるブラックマトリクスを含むようにしてもよい。
The front substrate according to the present invention is
A color filter layer provided in the display region to be the one side of the translucent substrate;
The color filter layer may include a black matrix made of the same material as the light shielding layer.
本発明による前面側基板は、前記ブラックマトリクスと前記透光性基材との間に、前記ブラックマトリクスと同一パターンにて、前記金属層と同一の材料によって形成された補助金属層を、さらに備えるようにしてもよい。 The front substrate according to the present invention further includes an auxiliary metal layer formed of the same material as the metal layer in the same pattern as the black matrix between the black matrix and the translucent substrate. You may do it.
本発明による前面側基板において、前記金属層は、クロム、アルミニウム、マグネシウム、銀、及び、これらの合金の少なくともいずれか一つを含むようにしてもよい。 In the front substrate according to the present invention, the metal layer may include at least one of chromium, aluminum, magnesium, silver, and alloys thereof.
本発明による前面側基板が、前記加飾層および前記金属層の間に、前記加飾層および前記金属層に隣接して設けられた樹脂中間層を、さらに備えるようにしてもよい。 The front substrate according to the present invention may further include a resin intermediate layer provided adjacent to the decoration layer and the metal layer between the decoration layer and the metal layer.
本発明による前面側基板において、前記加飾層が、樹脂からなる主部と、前記主部中に分散した酸化チタンと、を含むようにしてもよい。 In the front side substrate according to the present invention, the decorative layer may include a main portion made of a resin and titanium oxide dispersed in the main portion.
本発明による表示セルは、
上述した本発明による前面側基板のいずれかと、
前記前面側基板に対向して配置された背面側基板と、を備える。
A display cell according to the present invention comprises:
Any of the front substrate according to the present invention described above;
And a back side substrate disposed to face the front side substrate.
本発明による表示装置は、上述した本発明による表示セルのいずれかを含む。 The display device according to the present invention includes any of the display cells according to the present invention described above.
本発明による前面側基板の製造方法は、
背面側基板の観察者側に配置されて当該背面側基板とともに表示セルを構成するようになり、且つ、画像を表示する表示領域と前記表示領域の周辺となる非表示領域とを含む前面側基板の製造方法であって、
前記透光性基材の一方の側となる前記非表示領域内に、白色または有彩色の加飾層を形成する工程と、
前記加飾層を形成された前記透光性基材上に、前記加飾層が形成されている側から、スパッタリングにより金属膜を形成する工程と、
前記金属膜の前記透光性基材とは反対側に、遮光性を有した材料からなるレジストパターンを形成し、前記表示領域および前記非表示領域の両方において前記金属膜をパターニングする工程と、を含み、
前記パターニングされた金属膜は、前記非表示領域内において、前記加飾層と重なる領域に形成された金属層をなし、
前記遮光性を有したレジストパターンは、表示領域内においてブラックマトリクスとして画素を画成し、前記非表示領域において前記金属層と重なる領域に形成される遮光層をなす。
A method for manufacturing a front substrate according to the present invention includes:
A front-side substrate that is arranged on the viewer side of the back-side substrate so as to form a display cell together with the back-side substrate, and includes a display area for displaying an image and a non-display area around the display area A manufacturing method of
A step of forming a white or chromatic decorative layer in the non-display region on one side of the translucent substrate;
On the translucent base material on which the decorative layer is formed, from the side where the decorative layer is formed, forming a metal film by sputtering;
Forming a resist pattern made of a light-shielding material on the opposite side of the metal film from the translucent substrate, and patterning the metal film in both the display area and the non-display area; Including
The patterned metal film is a metal layer formed in a region overlapping the decorative layer in the non-display region,
The resist pattern having a light shielding property defines a pixel as a black matrix in the display region, and forms a light shielding layer formed in a region overlapping the metal layer in the non-display region.
本発明による前面側基板の製造方法において、前記遮光性を有したレジストパターンは、前記非表示領域において、前記加飾層の前記表示領域側を向く側端面に対向して配置された側方遮光層をなすようにしてもよい。 In the method for manufacturing a front side substrate according to the present invention, the resist pattern having the light shielding property is a side light shielding arranged in the non-display area so as to face a side end face facing the display area side of the decorative layer. You may make it a layer.
本発明によれば、前面側基板が優れた意匠性および非表示領域における隠蔽性を発揮することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the front side board | substrate can exhibit the designability which was excellent, and the concealment property in a non-display area | region.
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、本件明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual product. In addition, as used in the present specification, the shape and geometric conditions and the degree thereof are specified, for example, terms such as “parallel”, “orthogonal”, “identical”, etc. are not bound to a strict meaning. Therefore, it should be interpreted to include a range where a similar function can be expected.
図1〜図13は本発明による一実施の形態およびその変形例を説明するための図である。以下では、本発明による前面側基板、及び、前面側基板を含む表示セルを、携帯端末用の表示装置に適用した例を説明する。また、以下の例では、表示セルが液晶表示パネルを構成する。しかしながら、本発明による前面側基板および表示セルは、携帯端末に限られることなく表示セルを含む種々の装置に適用することができ、また、液晶表示パネル以外の表示セルを構成するようにしてもよい。なお、本明細書における「表示セル」とは、対向して配置された一対の基板を有し、画像を形成する単位要素となる複数の画素を画成する構成のことを指している。 FIGS. 1-13 is a figure for demonstrating one Embodiment and its modification by this invention. Below, the example which applied the display cell containing the front side board | substrate and front side board | substrate by this invention to the display apparatus for portable terminals is demonstrated. In the following example, the display cell forms a liquid crystal display panel. However, the front substrate and the display cell according to the present invention can be applied to various devices including the display cell without being limited to the portable terminal, and may constitute a display cell other than the liquid crystal display panel. Good. Note that the “display cell” in this specification refers to a configuration that includes a pair of substrates arranged to face each other and defines a plurality of pixels serving as unit elements for forming an image.
図1及び図2は、それぞれ、表示装置20を含んだ携帯端末11を示す平面図または縦断面図である。図3は、図2の縦断面図の部分拡大図にて、表示装置20に含まれた表示セル30、とりわけ表示セル30の前面側基板50を示している。図4〜図7は、前面側基板50の製造方法の一例を示している。
1 and 2 are a plan view and a longitudinal sectional view showing the mobile terminal 11 including the
図1及び図2に示すように、携帯端末11として構成された装置10は、表示装置20と、表示装置20を収容するケース12と、を有している。表示装置20の表示セル30は、画像が表示される表示領域A1(図1において点線が囲まれた矩形形状の領域)と、表示領域A1を周状に取り囲む非表示領域A2と、を画成する。以下で詳しく説明するように、表示セル30に含まれる前面側基板50は、非表示領域A2において、優れた隠蔽性を発揮し得る。したがって、図14及び図15に示された従来例と異なり、ケース12は、表示セル30を側方から支持するだけでよく、装置10の前面において表示セル30の非表示領域A2を覆う必要はない。これにより、装置10の前面には、ケース12が殆ど露出しておらず、表示セル30の前面側基板50によって画成される段差のないフラットな面として形成され得る。このため、装置10は、デザイン性において優れる。また、図16及び図17に示された従来例と異なり、表示セル30とは別途に前面板を設ける必要がないため、コスト、重量、薄さ等において優れる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
なお、装置10は、携帯端末11として機能するために必要となる回路等を適宜含んでいるが、図示を省略している。携帯端末11として機能するための構成は、既知の構成と同様にすることができる。したがって、携帯端末11として機能するための構成についての説明は省略する。以下、ケース12に支持された表示装置20について説明する。
Note that the
図示された例において、表示装置20は、液晶表示装置を構成する。この表示装置20は、液晶表示パネルをなす表示セル30と、表示セル30を背面側から照明するバックライト25と、を有している。バックライト25としては、例えば、エッジライト型や直下型等の面光源装置が適宜用いられ得る。表示セル30は、バックライト25から照明される面状光を画素毎に選択して透過させることにより、画像を表示面に表示することができる。
In the illustrated example, the
図3によく示されているように、液晶表示パネルとしての表示セル30は、背面側(バックライト側)に配置された背面側基板40と、背面側基板40に対向して配置された前面側基板50と、背面側基板40及び前面側基板50の間に封入された液晶層35と、を有している。前面側基板50は、表示セル30を共に構成する他の部材とともに画像を表示するための構成を有している。加えてここで説明する50は、表示セル30の非表示領域A2内に配置された配線等を隠蔽しながら装置10や表示装置20の意匠性を向上させるための構成も有している。
As well shown in FIG. 3, the
まず、表示セル30の画像を表示するための構成について説明し、その後、前面側基板50についての表示セル30の非表示領域A2内に配置された配線等を隠蔽しながら装置10や表示装置20の意匠性を向上させるための構成を説明する。
First, a configuration for displaying an image of the
前面側基板50は、可視光に対する透光性を有した透光性基材51と、透光性基材51の一方の側となる表示表域A1内に設けられたカラーフィルタ層52と、を有している。図3に示された例において、カラーフィルタ層52は、透光性基材51の背面側を向く面上に形成されたブラックマトリクス53を有している。ブラックマトリクス53は、透光性基材51上に所定のマトリクスパターンで形成されており、多数の開口領域を画成している。そして、各開口領域が、画像を形成するための単位要素である画素を形成する。開口領域内には、当該画素の表示色に着色された着色部54(54R,54G,54B)が形成されている。この着色部(着色層)54を透過した光によって、画像が形成されるようになる。
The
さらに、前面側基板50には、液晶表示パネルの観察者側の基板(対向基板)として有効に機能するため、その他の構成要素が適宜設けられている。例えば、図3に示すように、カラーフィルタ層52上には、保護層56および配向膜58が、液晶層35の側に向けてこの順番で形成されている。また、前面側基板50の透光性基材51の液晶層35とは反対の側、つまり前面側基板50の透光性基材51の観察者側には、図示しない偏光板が積層されている。さらに、前面側基板50が表示面を形成するようになるので、反射防止層、帯電防止層、防眩層等の種々の層が、例えば透光性基材51の観察者側に、設けられてもよい。
Further, the
一方、図3に示すように、背面側基板40は、可視光透光性を有した背面側基材41と、背面側基材41上における前面側基板50の各着色部54に対面する領域のそれぞれに、画素電極42が設けられている。各画素電極42に対して、当該画素電極42への電圧印加を制御するスイッチング素子(図示せず)が、別個に設けられている。スイッチング素子は、薄膜トランジスタ(TFT)として形成され得る。背面側基板40の表示領域A1内におけるブラックマトリクスに対面する領域と非表示領域A2には、スイッチング素子の駆動に必要となる、走査線や信号線(データ線)等の種々の回路配線(図示せず)が形成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
さらに、背面側基板40には、液晶表示パネルのバックライト側の基板(素子基板、アレイ基板)として有効に機能するため、その他の構成要素が適宜設けられている。例えば、図3に示すように、画素電極42上には、保護層43および配向膜44が、液晶層35の側に向けてこの順番で形成されている。また、背面側基板40の背面側基材41の液晶層35とは反対の側、つまり背面側基板40の背面側基材41のバックライト側には、偏光板(図示せず)が積層されている。
Further, the
次に、表示セル30の非表示領域A2内に配置された回路配線等を隠蔽しながら装置10や表示装置20の意匠性を向上させるための前面側基板50の構成について説明する。
Next, the configuration of the front-
図3に示すように、前面側基板50は、透光性基材51の一方の側となる非表示領域A2内に設けられた白色または有彩色の加飾層61と、加飾層61の透光性基材51とは反対の側となる非表示領域A2内に設けられた金属層62と、を有している。図示された例において、加飾層61は、透光性基材51の背面側を向く面上に、非表示領域A2の全範囲に亘って形成されている。また、図示された例において、金属層62は、加飾層61の背面側を向く面上に、当該面を全て覆うように形成されている。すなわち、図示された形態では、透光性基材51、加飾層61、金属層62の順番で各要素が観察者側から配置されている。
As shown in FIG. 3, the
上述したように、背面側基板40は、非表示領域A2に回路配線等を含んでいる。このため、前面側基板50は、遮蔽性を有する必要がある。ここで説明する前面側基板50によれば、加飾層61及び金属層62の積層部分での可視光に対する透過率を、光学濃度(OD)で表して、4以上とすることができ、十分に透過率を低下させ得ることが確認された。
As described above, the
また、この前面側基板50を含む表示装置20(表示セル30)を観察する観察者は、透光性基材51を介して加飾層61を観察することができる。このため、加飾層61によって、優れた意匠性を表示装置20に付与することも可能となる。その一方で、表示装置20(表示セル30)を観察する観察者は、加飾層61によって覆われた金属層62を視認することはない。加飾層61よりも反射率が高くなる傾向のある金属層62が、優れた意匠性の加飾層61で覆われることにより、表示領域A1に隣接する非表示領域A2への外部像の写り込み等を効果的に防止して、表示領域A1に表示される画像の劣化を効果的に回避することができる。
An observer who observes the display device 20 (display cell 30) including the
なお、本明細書における光学濃度にて表される透過率の値(OD)は、垂直入射した入射光の強度Iinと垂直に透過した透過光の強度Ioutとを用いた「log10(Iin/Iout)」によって特定される。 Note that the transmittance value (OD) represented by the optical density in this specification is “log 10 (Iin / Iin /) using the intensity Iin of incident light that is vertically incident and the intensity Iout of transmitted light that is vertically transmitted. Iout) ".
また、図示された前面側基板50は、図3に示すように、金属層62の加飾層61とは反対の側となる非表示領域A2内に設けられた遮光層63と、加飾層61の表示領域A1側を向く側端面61aを側方(前面側基板50の板面に沿った方向)から覆う側方遮光層64と、をさらに有している。遮光層63の金属層62とは反対の側となる非表示領域A2内には、上述した保護層56および配向膜58が、この順番で、配置されている。このため、図示された例では、透光性基材51、加飾層61、金属層62、遮光層63、保護層56、配向膜58が、この順番で配置されている。
Further, as shown in FIG. 3, the illustrated
ここで、遮光層63は、背面側から金属層62に光が入射することを防止することを主目的とする層であり、非表示領域A2における遮蔽性の向上に寄与するものの、遮蔽性の改善を主目的として設けられた層ではなない。後述するように、表示セル30の非表示領域A2における遮蔽性は、加飾層61及び金属層62によって十分な程度に確保することが可能である。
Here, the
さらに、図示された例では、透光性基材51と加飾層61との間に、製品名や製造名を表示する絵柄部68が形成されている。このような絵柄部68は、一例として、加飾層61を形成する前の透光性基材51に印刷することによって、形成することができる。絵柄部68は、情報を表示する文字や記号等に限られることなく、模様やパターン等であってもよい。
Furthermore, in the illustrated example, a
以下、加飾層61、金属層62、遮光層63、側方遮光層64について、順に説明していく。
Hereinafter, the
加飾層61は、白色または有彩色の層として形成されている。有彩色は、色味の無い明度のみの無彩色と区別される色である、すなわち、有彩色は、赤、緑、青等の色味があり且つ明度、色相および彩度を有する色である。
The
白または有彩色からなる加飾層61が透光性基材51を介して観察されることにより、この表示セル30が組み込まれた装置10の外観におけるデザインの幅を広げることができ、結果として、装置10の意匠性を効果的に上昇させることができる。この点において、加飾層61が複数の色を用いて形成されていてもよい。また、加飾層61を複数の色を用いて形成することにより、上述した絵柄部68を形成するようにしてもよい。
By observing the
また、図示された加飾層61は、金属層62の全面を観察者側から覆うように形成されているが、これに限られない。加飾層61が、非表示領域A2内の一部分において形成されておらず、この非形成部において金属層62が観察者側に露出するようにしてもよい。一部分に露出した金属層62によって、表示装置20の意匠性を向上させることも可能である。また、一部分に露出した金属層62によって、絵柄部68が形成されるようにしてもよい。
The illustrated
このような加飾層61は、感光性樹脂の硬化物としての樹脂バインダからなる主部と、主部中に分散された顔料と、を含む塗膜として形成される。典型的には、顔料分散レジスト塗膜として加飾層61を形成することができる。加飾層61の厚みは、十分な色味を発揮する観点、並びに、表示セル30内における基板40,50間のギャップを小さくする観点から、1.0μm以上〜3.0μm以下とすることができる。なお、ここで説明する前面側基板50では、加飾層61及び金属層62の組み合わせによって、非表示領域A2内における遮蔽性を十分な程度としている。したがって、加飾層61単独での遮蔽性は、特に限定されず、例えば光学濃度で表して、0.5以上〜1.2以下とすることができる。
Such a
金属層62は、金属からなる層であり、顔料分散レジスト塗膜と比較して極めて優れた遮蔽性を示す。したがって、金属層62は、スパッタリングや蒸着等の気相成長法で形成したクロム、アルミニウム、マグネシウム、銀等の金属薄膜とすることができる。
The
非表示領域A2に十分な遮蔽性を付与する目的から、前面側基板50の非表示領域A2における透過率が、光学濃度ODで表して4以上となることが要望されている。一方、加飾層61及び金属層62での透過率は、当然、その厚みに依存して変化する。そこで本件発明者らが実験により確認したところ、上述した1.0μm以上〜3.0μm以下の厚みの加飾層61との組み合わせにおいて、金属層62の厚みを1000Å以上〜1800Å以下とすれば、前面側基板50の非表示領域A2における透過率を光学濃度ODで十分に4以上とすることができた。
For the purpose of providing sufficient shielding for the non-display area A2, it is desired that the transmittance of the
なお図8には、加飾層61の厚みを変化させて加飾層61単独の透過率を調査した結果を示している。図8に結果が示された調査では、酸化チタンを顔料として含む白色の加飾層61を、厚みを変化させて複数作製し、顕微分光測光装置を用いて各加飾層61の透過率を測定した。図8の結果からすると、白色の加飾層61単独では、上述した液晶分子の配向不良を引き起こさない程度(1.0μm以上3.0μm以下)に厚みを薄く保ちながら、透過率を光学濃度ODで十分に4以上にすることが不可能であった。
In addition, in FIG. 8, the result of having investigated the transmittance | permeability of the
また、本件発明者らは、加飾層61の背面側に金属層62を設けることに起因した色味や反射率の変化についても調査した。調査対象となるサンプルA1、B1、C1は、ガラスからなる基材上に、酸化チタンを顔料として含む白色の加飾層と、スパッタリングで成膜された1500Åの厚みのクロムからなる金属層と、を順に形成することによって、作製した。サンプルA1、B1、C1の間で、加飾層の厚みを表1のように変化させた。サンプルA1、B1、C1は、加飾層の厚みを除けば、その他の点において互いに同一に構成した。調査対象となるサンプルA2、B2、C2を、ガラスからなる基材上に、酸化チタンを顔料として含む白色の加飾層を形成することによって、作製した。サンプルA2、B2、C2の間で、加飾層の厚みを表1のように変化させた。サンプルA2、B2、C2は、金属層が形成されていないことを除けば、それぞれ、サンプルA1、B1、C1と同一に構成した。また市販されているスマートフォンに液晶表示セルとは別体として当該液晶セルの観察者側に組み込まれている前面板であって、非表示領域が白色となっている前面板をサンプルDとした。サンプルDにおける、白色の加飾層の厚みは50μmであり、金属層は設けられていなかった。
The inventors also investigated changes in color and reflectance resulting from providing the
分光測色計(CM−2500d、コニカミノルタ(株))を用いて、透光性基材の側から光を入射した場合における各サンプルからの反射光をJIS−Z8701に準拠したXYZ表色系にて表した。結果を表1に示す。表1の結果から理解され得るように、金属層の有無によって、反射光の色味や反射率が変化しないことが確認された。また、金属層を含むサンプルA1、A2、A3によって、市販されているサンプルDと、同様の色味や反射率を実現し得ることが確認された。 Using a spectrocolorimeter (CM-2500d, Konica Minolta Co., Ltd.), the reflected light from each sample when light is incident from the side of the translucent substrate is an XYZ color system based on JIS-Z8701. Expressed in The results are shown in Table 1. As can be understood from the results in Table 1, it was confirmed that the color and reflectance of the reflected light did not change depending on the presence or absence of the metal layer. Moreover, it was confirmed that samples A1, A2, and A3 including a metal layer can realize the same color and reflectance as those of the commercially available sample D.
なお、金属光沢を有する金属層62との組み合わせにおいて加飾層61を有彩色にて形成した場合、白色の加飾層とは異なり加飾層61自体での散乱成分が少なくなるため、透光性基材51を介して加飾層61を観察した場合における加飾層61をメタリック調とすることが可能となる。この場合、前面側基板50が組み込まれた表示装置20(表示セル30)の意匠性を効果的に向上させることができる。なお、後述するように、迷光等の発生を防止する観点から、金属層62の裏面での反射が抑制されることが好ましい。このため、金属層62の加飾層61側を向く面のみが金属光沢面として形成されていることが好ましい。
In addition, when the
次に、遮光層63及び側方遮光層64について説明する。遮光層63及び側方遮光層64は、ともに可視光を遮光する機能を有した層である。
Next, the
上述したように、遮光層63は、金属層62の加飾層61とは反対の側となる非表示領域A2内に設けられている。遮光層63は、背面側から光が金属層62に入射することを抑制する。比較的に反射率が高くなる金属層62に光が入射すると、表示セル30内に迷光が発生することになる。この迷光は、単に画像のコントラストを低下させるだけでなく、背面側基板40に設けられるスイッチング素子の誤作動を引き起こす原因となる。遮光層63によれば、このような迷光の発生を効果的に防止することができ、表示装置20によって表示される画質を改善することができる。
As described above, the
また、前面側基板50に透光性基材51の側から入射した外光等が、加飾層61にて散乱される可能性がある。このような現象は、例えば、酸化チタン等のような反射率の高い粒子や顔料が加飾層61内に含まれている場合に、より生じやすくなる。この現象が生じると、加飾層61で散乱された光の一部は、加飾層61の表示領域A1側を向く側端面61aを介して、表示領域A1の縁部近傍に位置する着色部54に入射することもある。この場合、表示領域A1の縁部近傍において、光漏れの不具合が生じ、表示装置20での表示画質を劣化させることになる。上述したように、側方遮光層64は、加飾層61の表示領域A1側を向く側端面61aを、前面側基板50の板面に沿って表示領域A1の側から、覆っている。このため、側方遮光層64は、加飾層61で散乱された光の一部が表示領域A1に進むことを効果的に防止し、表示装置20によって表示される画質を改善することができる。
In addition, external light or the like incident on the
遮光層63及び側方遮光層64は、例えば、感光性樹脂の硬化物としての樹脂バインダからなる主部と、主部中に分散された光吸収性粒子と、を含む塗膜として形成される。典型的には、チタンブラックやカーボンブラック等の黒色顔料を光吸収性粒子として用い、遮光層63及び側方遮光層64を顔料分散レジスト塗膜として形成することができる。また、図示された例において、遮光層63及び側方遮光層64は、互いに同一の材料を用いて、一体的に形成されている。さらに図示された例では、遮光層63及び側方遮光層64は、カラーフィルタ層52のブラックマトリクス53とも、互いに同一の材料を用いて、一体的に形成されている。このような前面側基板50は、安価に形成することができる。
The
図示された例において、遮光層63の背面側には、表示領域A1から非表示領域A2まで延びてきた保護層56及び配向膜58が配置されている。
In the illustrated example, a
なお、配向膜58にはラビング処理が施される。この際、配向膜58の表面に大きな段差が形成されていると、当該段差の部分において、ラビング処理を精度良く実施することが難しくなる。この場合、液晶層35に含まれる液晶分子に配向不良が生じ、表示セル30における画素毎の光の射出を高精度に制御することができなくなってしまう。図示された例では、表示領域A1と非表示領域A2との間において、加飾層61及び金属層62の合計厚みに応じた高さの段差が生じる。しかしながら、金属層62は極薄の層であり、加飾層61についても、単独での遮蔽性を問われないため、十分に厚みの薄い層として形成することができる。このため、液晶分子の配向不良を効果的に回避することができる。
The
ここで、図4〜図7を参照して、上述してきた構成の前面側基板50を製造する方法の一例について説明する。
Here, with reference to FIGS. 4-7, an example of the method of manufacturing the front side board |
まず、可視光に対する透過性を有した透光性基材51を準備する。透光性基材51としては、典型的には、透過率及び強度の面で優れたガラスを用いることができる。ガラスとして、化学強化ガラスを例示することができる。また、ガラス以外の透光性基材51として、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン樹脂等からなる樹脂製基材を用いることも可能である。
First, a
次に、図4に示すように、透光性基材51上の非表示領域A2をなすようになる区域に加飾層61を形成する。例えば、樹脂バインダとしての主部中に顔料を分散してなる層としての加飾層61を、次のようにフォトリソグラフィー技術を用いて、作製する。まず、主部をなすようになる樹脂と顔料とを含有する感光性の組成物を、透光性基材51上に塗布する。次に、所定のパターンにて、例えば加飾層61を形成すべき領域のみを露光し、その後に現像する。以上のようにして、透光性基材51上に所定のパターンにて加飾層61を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 4, a
次に、図5に示すように、加飾層61を形成された透光性基材51上の非表示領域A2をなすようになる区域に、ここで説明する例では加飾層61上のみに、金属層62を形成する。具体的には、まず、透光性基材51の加飾層61を形成されている側の面の全域に、スパッタリングによって、金属薄膜を形成する。一例として、厚さ1500Åのクロムからなる薄膜を成膜する。次に、フォトリソフィー技術を用いてパターニングされたレジストパターン膜を、金属薄膜上に形成する。その後、レジストパターン膜をマスクとして、金属薄膜をエッチングすることにより、当該金属薄膜をパターニングする。次に、不要となったレジストパターン膜を除去する。以上の手順により、加飾層61を形成された透光性基材51上の非表示領域A2をなすようになる区域に、金属層62が作製される。
Next, as shown in FIG. 5, in the example described here, only on the
次に、図6に示すように、加飾層61及び金属層62を形成された透光性基材51上の非表示領域A2をなすようになる区域に遮光層63及び側方遮光層64を形成し、且つ、透光性基材51上の表示領域A1をなすようになる区域内にカラーフィルタ層52のブラックマトリクス53を形成する。例えば、次のようにして、樹脂バインダとしての主部中に顔料を分散してなる層としての遮光層63、側方遮光層64及びブラックマトリクス53を、フォトリソグラフィー技術を用いて、作製することができる。
Next, as shown in FIG. 6, the
まず、主部をなすようになる樹脂と顔料とを含有する感光性の組成物を、加飾層61及び金属層62が形成されている側から透光性基材51上に塗布する。次に、所定のパターンにて露光し、その後に現像する。以上のようにして、透光性基材51の加飾層61及び金属層62が形成されている側に、遮光層63、側方遮光層64及びブラックマトリクス53を作製することができる。得られた遮光層63、側方遮光層64及びブラックマトリクス53は、一体的に形成されている。以上の方法によれば、遮光層63、側方遮光層64及びブラックマトリクス53を、同一の材料を用いて同時に作製することができるので、製造コストの面において非常に好ましい。
First, a photosensitive composition containing a resin and a pigment that form the main part is applied onto the
その後、ブラックマトリクス53のカラーフィルタ層52で区画された開口領域に、着色部54を形成する(図7参照)。着色部54は、通常のカラーフィルタと同様に、顔料分散レジスト塗膜として形成され得る。図示された例のように、着色部54が、赤色部54R、緑色部54G及び青色部54Bといった複数種類の着色部を含む場合には、各種類の着色部毎に顔料を変更して、順に作製していく。
Thereafter, a colored portion 54 is formed in the opening area defined by the
その後、保護層56および配向膜58が、作製され、前面側基板50が得られる。保護層56および配向膜58は、既知の方法と同様にして作製され得る。
Thereafter, the
以上のような前面側基板50を用いた表示セル30、表示装置20及び装置10では、次のような作用効果を得ることができる。
In the
表示セル30に含まれる一対の基板のうちの前面側(観察者側)に配置される前面側基板50は、透光性基材51と、透光性基材51の一方の側となる非表示領域A2内に設けられた白色または有彩色の加飾層61と、加飾層61の透光性基材51とは反対の側となる非表示領域A2内に設けられた金属層62と、を有している。
The
前面側基板50が、遮蔽性に優れた金属層62を非表示領域A2に含んでいることから、表示セル30の非表示領域A2を、表示セル30(表示装置20)を支持するケース12や表示セル30とは別途の前面板で覆うことなく、表示セル30の非表示領域A2に配置された不透明な回路配線を隠蔽することが可能となる。このため、ケース12は表示セル30を側方から支持すれば良く、ケース12が表示装置20の前面に延び出る必要はない。このため、表示装置20の前面の大部分が、表示セル30の前面側基板50によって画成されるようになり、デザイン性に富んだ外観を表示装置20及び装置10(携帯端末11)に付与することができる。とりわけ、上述した実施の形態のように、加飾層61及び金属層62が前面側基板50の背面側に位置する場合、前面側基板50によって画成される表示セル30(表示装置20)の表面が、表示領域A1と非表示領域A2との区別なく、フラットで透明な面として形成され、優れた意匠性が発揮されるようになる。また、表示セル30とは別途の前面板を用いる必要がないので、表示装置20及び装置10(携帯端末11)の製造コストを直接的に低減することができる。また、別途の前面板を省略することにより、表示装置20及び装置10(携帯端末11)の厚みを薄くすることができ、且つ、表示装置20及び装置10(携帯端末11)を軽量化することができる。
Since the front-
また、前面側基板50の透光性基材51と金属層62との間となる非表示領域A2には、白色または有彩色の加飾層61が設けられている。前面側基板50の透光性基材51が観察者側となり金属層62が背面側となるように前面側基板50が配置される場合、加飾層61は、金属層62を覆うようになる。そして、加飾層61は、白色および有彩色を用いることによって、デザイン上の多用なニーズに応えることができ、結果として、表示装置20及び装置10(携帯端末11)に優れた意匠性を付与することができる。また、透光性基材51と加飾層61との間に絵柄部68を形成することも可能であり、さらに、意匠性を向上させることができる。なお、加飾層61よりも反射率が高くなる傾向のある金属層62が、加飾層61によって覆われるため、金属層62を用いて隠蔽性を改善しながら、前面側基板50への外部像の映り込み等を防止することもできる。
In addition, a white or chromatic
また、ここで説明した前面側基板50においては、加飾層61だけでなく、加飾層61及び金属層62によって、非表示領域A2における隠蔽性が保たれている。したがって、加飾層61単独での隠蔽性を改善するために加飾層61の厚みを厚くする必要はなく、上述したように、加飾層61の厚みを1.0μm以上〜3.0μm以下とすることができる。一方、金属層62は、金属からなる層であるため、1000Å以上〜1800Å以下程度の薄膜層として、非表示領域A2に求められる隠蔽性を加飾層61と共に確保することができる。
Moreover, in the front side board |
この結果、透過率が光学濃度で4以上となる優れた遮蔽性を前面側基板50の非表示領域A2に付与しながら、前面側基板50の非表示領域A2における厚みと、表示領域A1における厚みとが、大きく異ならないようにすることができる。この結果、前面側基板50の背面側に形成された配向膜58の表面のうちの、表示領域A1と非表示領域A2との境界近辺に、大きな段差が生じてしまうことを効果的に防止することができる。これにより、配向膜58をラビング処理する際に、表示領域A1と非表示領域A2との境界近辺でラビングの精度が低下することを効果的に防止することができる。すなわち、配向膜58を全面に亘って均一にラビングすることができる。結果として、液晶層35の液晶分子が配向膜58によって予定したとおりに配向され、光漏れを防止しながら高解像度の画像を表示することが可能となる。
As a result, the thickness in the non-display area A2 of the
また、前面側基板50の非表示領域A2での厚みが厚くなり過ぎないので、表示領域A1における前面側基板50と背面側基板40との隙間が大きくなってしまうことを回避することができる。したがって、表示セル30の法線方向に対して傾斜した方向に進む光が、背面側基板40と前面側基板50とで異なる画素を通過すること、言い換えると、当該光が透過した背面側基板40の画素電極42に正対する前面側基板50の着色部以外の着色部を通過することを効果的に防止することができる。この結果、所望の画素のみを安定して発光させ、解像度や色再現性を改善することができる。このような作用効果は、画素の高精細化ならびにブラックマトリクスの細線化が急速に進んでいる昨今において、とりわけ有用である。
In addition, since the thickness of the
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、図面を参照しながら、変形の一例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。 Note that various modifications can be made to the above-described embodiment. Hereinafter, an example of modification will be described with reference to the drawings. In the following description and the drawings used in the following description, the same reference numerals as those used for the corresponding parts in the above embodiment are used for the parts that can be configured in the same manner as in the above embodiment. A duplicate description is omitted.
上述した実施の形態において、加飾層61と金属層62とが隣接して配置されている例を示したが、これに限られない。図9に示すように、加飾層61及び金属層62の間に、加飾層61及び金属層62に隣接して設けられた樹脂中間層65がさらに設けられるようにしてもよい。例えば比較的に粒径が大きい酸化チタンを加飾層61に分散させる場合等、加飾層61内に分散される顔料や粒子に依存して、加飾層61の透光性基材51とは反対側の表面に僅かな凹凸が形成されることもある。このとき、金属層62の膜厚が非常に薄いことに起因して、金属層62の加飾層61への密着性が低下する、或いは、加飾層61上への金属層62の成膜が安定しない可能性もある。一方、樹脂中間層65を設けることによれば、金属層62が形成されるべき表面を、加飾層61の表面よりも平坦化することができる。これにより、加飾層61と金属層62との間での密着性を改善することが可能となるとともに、厚みが非常に薄い金属層62を安定して形成することができる。なお、前面側基板50に含まれる各層の作製順番を適宜変更することにより、樹脂中間層65を保護層56と同一の材料から一体的に形成するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
また、上述した前面側基板50の製造方法は単なる例に過ぎない。一例として、図10〜図13に示すように製造方法を変更してもよい。
The above-described method for manufacturing the
図10〜図13に示された例においては、上述した製法方法と同様にして、透光性基材51の一方の面の非表示領域A2内に、白色または有彩色の加飾層61を形成する。次に、図10に示すように、加飾層61を形成された透光性基材51上に、加飾層61が形成されている側から、スパッタリングにより金属膜72を形成する。金属膜72は上述した実施の形態における金属層62を作製するための金属薄膜と同様に形成され得る。次に、図11に示すように、金属膜72の透光性基材51とは反対側に、遮光性を有した材料からなるレジストパターン73を形成する。その後、このレジストパターン73をマスクとして金属膜72をエッチングして、図12に示すように、レジストパターン73と同様のパターンに、金属膜72をパターニングする。
In the example shown in FIGS. 10 to 13, a white or chromatic
パターニングされた金属膜72は、非表示領域A2内において、加飾層61と重なる領域に形成された金属層62をなす。遮光性を有したレジストパターン73は、表示領域A1内においてカラーフィルタ層52のブラックマトリクス53として画素を画成し、非表示領域A2において金属層62と重なる領域に形成される遮光層63、及び、前面側基板50の板面に沿って表示領域A1の側から加飾層61の側端面61aを覆う側方遮光層64をなす。すなわち、この製造方法におけるレジストパターン73は、上述した実施の形態における遮光層63、側方遮光層64及びブラックマトリクス53と同様にして形成され得る。
The patterned
その後、上述した実施の形態と同様にして、ブラックマトリクス53のカラーフィルタ層52で区画された開口領域に着色部54が形成され(図13参照)、さらに必要に応じて、保護層56および配向膜58が作製される。
Thereafter, similarly to the above-described embodiment, a colored portion 54 is formed in the opening region defined by the
図10〜図13に示された製造方法によれば、上述の実施の形態で説明した製造方法と比較して、金属膜72をパターニングすることのみを目的としたレジストパターン膜を形成する必要がない。これにより、前面側基板50をより安価かつより容易に作製することができる。また、図10〜図13に示された製造方法で作製された前面側基板50では、ブラックマトリクス53と透光性基材51との間に、ブラックマトリクス53と同一のパターンにて、金属層62と同一の材料によって形成された補助金属層66が形成されるようになる。このような補助金属層66によれば、ブラックマトリクス53に要求される光学濃度を低下できる。ブラックマトリクス53を薄膜化できることで、より精細なパターン形成が可能となる。
According to the manufacturing method shown in FIGS. 10 to 13, it is necessary to form a resist pattern film only for patterning the
なお、以上において上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。 In addition, although the some modification with respect to embodiment mentioned above was demonstrated above, naturally, it is also possible to apply combining several modifications suitably.
10 装置
12 ケース
20 表示装置
30 表示セル、表示パネル
40 背面側基板
41 背面側基材
50 前面側基板
51 透光性基材
52 カラーフィルタ層
53 ブラックマトリクス
58 配向膜
61 加飾層
61a 側端面
62 金属層
63 遮光層
64 側方遮光層
65 樹脂中間層
66 補助金属層
68 絵柄部
72 金属膜
73 レジストパターン
DESCRIPTION OF
Claims (12)
透光性基材と、
前記透光性基材の一方の側となる前記非表示領域内に設けられた白色または有彩色の加飾層と、
前記加飾層の前記透光性基材とは反対の側となる前記非表示領域内に設けられた金属層と、を備える、前面側基板。 A front-side substrate that is arranged on the viewer side of the back-side substrate so as to form a display cell together with the back-side substrate, and includes a display area for displaying an image and a non-display area around the display area Because
A translucent substrate;
A white or chromatic decorative layer provided in the non-display area on one side of the translucent substrate;
A front-side substrate comprising: a metal layer provided in the non-display area on the side opposite to the translucent substrate of the decorative layer.
前記カラーフィルタ層は、前記遮光層と同一の材料からなるブラックマトリクスを含む、請求項3に記載の前面側基板。 A color filter layer provided in the display region to be the one side of the translucent substrate;
4. The front substrate according to claim 3, wherein the color filter layer includes a black matrix made of the same material as the light shielding layer.
前記前面側基板に対向して配置された背面側基板と、を備える、表示セル。 The front substrate according to any one of claims 1 to 8,
A display cell comprising: a back side substrate disposed to face the front side substrate.
前記透光性基材の一方の側となる前記非表示領域内に、白色または有彩色の加飾層を形成する工程と、
前記加飾層を形成された前記透光性基材上に、前記加飾層が形成されている側から、スパッタリングにより金属膜を形成する工程と、
前記金属膜の前記透光性基材とは反対側に、遮光性を有した材料からなるレジストパターンを形成し、前記表示領域および前記非表示領域の両方において前記金属膜をパターニングする工程と、を含み、
前記パターニングされた金属膜は、前記非表示領域内において、前記加飾層と重なる領域に形成された金属層をなし、
前記遮光性を有したレジストパターンは、表示領域内においてブラックマトリクスとして画素を画成し、前記非表示領域において前記金属層と重なる領域に形成される遮光層をなす、前面側基板の製造方法。 A front-side substrate that is arranged on the viewer side of the back-side substrate so as to form a display cell together with the back-side substrate, and includes a display area for displaying an image and a non-display area around the display area A manufacturing method of
A step of forming a white or chromatic decorative layer in the non-display region on one side of the translucent substrate;
On the translucent base material on which the decorative layer is formed, from the side where the decorative layer is formed, forming a metal film by sputtering;
Forming a resist pattern made of a light-shielding material on the opposite side of the metal film from the translucent substrate, and patterning the metal film in both the display area and the non-display area; Including
The patterned metal film is a metal layer formed in a region overlapping the decorative layer in the non-display region,
The method for manufacturing a front side substrate, wherein the resist pattern having a light shielding property defines pixels as a black matrix in a display region, and forms a light shielding layer formed in a region overlapping the metal layer in the non-display region.
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