JP2008051863A - 表示素子 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の位置に遮光層を容易に形成できる液晶パネルを提供する。
【解決手段】画面部８の外側の遮光領域39に対応して設けた遮光部46にて、カラーフィルタ層33の周縁に互いに離間されて複数層に形成したバンク38，38の第２隔壁部38b，38bに、空間部側へと突出する複数の突起と、突起間に形成した空隙部とを設ける。バンク38，38間で遮光インクを堰き止めて遮光層44を形成する。バンク38，38間に塗布した遮光インクを、バンク38，38を乗り越えることなく各空隙部を介してバンク38，38間に保持するので、遮光層44を所望の位置に容易に形成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の画素をマトリクス状に有し画像を表示する表示領域の外側に遮光領域を備えた表示素子に関する。

従来、表示装置としての液晶表示装置は、複数の画素電極がマトリクス状に配置されたアレイ基板と、このアレイ基板に対向配置された対向基板と、アレイ基板と対向基板との間に挟持された液晶組成物からなる液晶層とを有する表示素子としての液晶表示素子である液晶表示パネル、すなわち液晶パネルを備えている。そして、このような透過型の液晶パネルを備えた液晶表示装置は、この液晶パネルを背面から照明するバックライトユニットを備えている。

カラー液晶表示装置は、さらに、画像を表示する表示領域において、アレイ基板上に、基板面を全体的に覆い各画素電極にそれぞれ割当てられた色成分の光を透過させるカラーフィルタ層や、アレイ基板と対向基板との間に所定のギャップを形成するための複数のスペーサを備え、また、表示領域の外周に沿って配置された遮光領域に額縁状に形成された遮光領域を備えている。このように、アレイ基板にカラーフィルタ層や遮光層を設けることにより、両基板を貼り合わせる際のマージンが拡大し、表示領域における各画素部の開口率を向上することが可能となる。

遮光領域に形成された遮光層は、表示領域の周辺の遮光性を向上するために、黒色に着色した樹脂によって形成される。このような遮光層は、例えば光硬化性透明樹脂に顔料を分散し光重合開始材や顔料分散材などを混合した遮光性材料としての黒色樹脂材料をアレイ基板の全面に塗布した後、フォトリソグラフプロセスなどによってパターニングすることによって形成される。

しかしながら、遮光層が形成される遮光領域は、アレイ基板中の非常に小さな領域であるため、上記のようなフォトリソグラフプロセスで遮光層を形成する場合、アレイ基板に塗布した黒色樹脂材料の大部分がパターニングの際に除去されることとなり、原料効率が良好でないという問題がある。特に、この問題は、アレイ基板が大型化するにつれてより顕著となる。

このような原料効率の問題を解消する方法として、従来、インクジェットノズルからアレイ基板上の所定位置に原料を塗布するインクジェット方式が知られている（例えば、特許文献１および２参照。）。
特開平１０−１７０７１２号公報 特開２００２−５５２２３号公報

しかしながら、上述の表示素子では、遮光領域に、インクジェットノズルから滴下された黒色樹脂材料を堰き止める部分が形成されていないため、滴下された黒色樹脂材料がアレイ基板の周縁部に広がり、所望の位置に遮光層を形成することが容易でなく、また、遮光層と表示領域最外周に配置されたカラーフィルタ層とが互いに隣接するため、両層間で混色が発生するという問題点もある。

そこで、遮光領域にバンクを設け、このバンクにより黒色樹脂材料を堰き止めることも考えられるものの、単なる土手状のバンクでは、黒色樹脂材料がこれらバンクを容易に乗り越えてしまい、所望の位置に遮光層を形成することが容易でないという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、所望の位置に遮光層を安価に、かつ、容易に形成できる表示素子を提供することを目的とする。

本発明は、複数の画素をマトリクス状に有し画像を表示する表示領域と、この表示領域の外側に形成された遮光領域とを備えた表示素子であって、一対の透光性基板と、いずれか一方の前記透光性基板の一主面上に前記表示領域に対応して設けられ異なる複数色の着色層を有するカラーフィルタ層と、いずれか一方の前記透光性基板の一主面上に前記遮光領域に対応して設けられた遮光部とを具備し、前記遮光部は、前記カラーフィルタ層の周縁に互いに離間されて複数層に形成された対をなす隔壁と、これら隔壁間にて遮光性材料が堰き止められて形成され、前記カラーフィルタ層の外周を取り囲む遮光層とを備え、前記各隔壁は、少なくとも最上層に設けられ、互いに他方の前記隔壁側へと突出する複数の突起と、これら突起間に形成された空隙部とを有しているものである。

そして、表示領域の外側の遮光領域に対応して設けた遮光部のカラーフィルタ層の周縁に互いに離間されて複数層に形成された対をなす隔壁に、少なくとも最上層に互いに他方の隔壁側へと突出する複数の突起と、これら突起間に形成された空隙部とを設け、隔壁間で遮光性材料を堰き止めて遮光層を形成する。

本発明によれば、隔壁間に塗布された遮光性材料が隔壁を乗り越えることなく空隙部を介して隔壁間に保持されるので、遮光層を所望の位置に容易に形成できる。

以下、本発明の一実施の形態の表示素子の構成を図１ないし図９を参照して説明する。

図１および図２において、１は表示素子としての液晶表示素子である液晶表示パネル、すなわち液晶パネルで、この液晶パネル１は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:ＴＦＴ)を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示素子としての液晶表示装置である。そして、この液晶パネル１は、透光性基板としてのアクティブマトリクス基板である略四角形平板状のアレイ基板２と、このアレイ基板２に対向配置された透光性基板としての対向基板３と、これらアレイ基板２と対向基板３との間に配置された液晶層４とを備え、アレイ基板２と対向基板３とは、液晶層４を挟持するための所定のギャップを形成しつつシール部材であるシール材５によって貼り合わせられている。

アレイ基板２は、例えばＸＧＡ(eXtended Graphics Array)型の薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)基板であって、略透明な四角形平板状の絶縁基板としての光透過性基板すなわち透光性基板であるガラス基板７を有している。

さらに、このガラス基板７の一主面である表面上の中央部には、画像を表示する表示領域としての画像表示領域である画面部８が形成されている。そして、このガラス基板７上の画面部８には、複数の画素９がマトリクス状に設けられて配置され、これら画素９により画面部８が構成されている。これら複数の画素９は、ガラス基板７の縦方向に沿ってｎ個形成されており、このガラス基板７の横方向に沿ってｍ個形成されている。したがって、これら複数の画素９は、ガラス基板７上にｎ×ｍ個形成されている。さらに、これら画素９のそれぞれには、画素電極11、補助容量を形成する蓄積容量素子としての画素補助容量素子である補助容量素子12、および、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ13がそれぞれ１つずつ対応して配置されている。

また、ガラス基板７の表面には、画面部８において、電極配線としてのゲート電極配線である複数(ｍ本)の走査線15が、このガラス基板７の幅方向(画素電極11の行方向)に沿って配列されている。これら走査線15は、ガラス基板７の横方向に向けて等間隔に平行に離間されている。また、画面部８において、これら走査線15間のそれぞれには、電極配線としての画像信号配線である複数(ｎ本)の信号線16が、ガラス基板７の縦方向(画素電極11の列方向)に沿って配列されている。これら信号線16は、ガラス基板７の横方向に向けて等間隔に平行に離間されている。

したがって、これら走査線15および信号線16は、ガラス基板７上に交差して格子状であるマトリクス状に配線されている。そして、これら走査線15および信号線16の各交点に対応して、画素電極11、補助容量素子12および薄膜トランジスタ13のそれぞれが画素９毎に設けられている。

一方、このガラス基板７の画面部８周辺の周辺領域には、信号線16を駆動する駆動ＴＦＴを含む信号線駆動回路としての細長四角形平板状のＹドライバ回路18が配設されている。このＹドライバ回路18は、ガラス基板７の横方向に沿った一側縁に設けられている。さらに、このＹドライバ回路18は、ガラス基板７の縦方向に沿って設けられており、このガラス基板７上の各走査線15それぞれの一端部が電気的に接続されている。また、このガラス基板７の画面部８周辺の周辺領域の縦方向に沿った一端には、走査線15を駆動する駆動ＴＦＴを含む走査線駆動回路としての細長四角形平板状のＸドライバ回路19が配設されている。このＸドライバ回路19は、ガラス基板７の横方向に沿って設けられており、このガラス基板７上の各信号線16それぞれの一端部が電気的に接続されている。なお、これらＹドライバ回路18およびＸドライバ回路19は、Ｙドライバ回路18から各走査線15に供給される走査信号によって、薄膜トランジスタ13をオンオフさせるタイミングに同期して、Ｘドライバ回路19から各信号線16に画素信号を供給させることによって、アレイ基板２の画面部８に所定の画像を表示させる。また、これらＹドライバ回路18およびＸドライバ回路19に含まれる駆動ＴＦＴは、ポリシリコン半導体層を有するｎチャネル型薄膜トランジスタおよびｐチャネル型薄膜トランジスタによって構成されている。

さらに、このガラス基板７の表面には、シリコン窒化膜や酸化シリコン膜などにて構成された図示しないアンダーコート層(アンダーコーティング層)が積層されて成膜されている。このアンダーコート層上には、トップゲート型構造としてのトップゲートタイプの薄膜トランジスタ13が１画素構成要素として配設されている。すなわち、この薄膜トランジスタ13は、スイッチング素子であるとともに半導体素子としての画素ＴＦＴ素子であり、画面部８において、ｎ×ｍ個配設されている。そして、これら薄膜トランジスタ13は、アンダーコート層上に形成されたソース電極21およびドレイン電極22を備えている。これらソース電極21およびドレイン電極22は、所定の間隙を介して電気的に絶縁された状態で設けられ、ソース電極21には信号線16が、ドレイン電極22には補助容量素子12が、それぞれ電気的に接続されている。

さらに、これらソース電極21およびドレイン電極22の間には、半導体層としての活性層23が設けられている。この活性層23は、ソース電極21およびドレイン電極22を含むアンダーコート層上に設けられている。そして、この活性層23は、多結晶半導体としてのポリシリコン(ｐ−Ｓｉ)にて構成された多結晶半導体層としてのポリシリコン半導体層である。すなわち、この活性層23は、非晶質半導体としてのアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)をエキシマレーザ溶解結晶化であるアニールしてからパターニングして作成した島状のポリシリコン薄膜である。

また、この活性層23上には、導電性を有するゲート電極24が積層されて成膜されている。このゲート電極24は、走査線15の一側縁に一体的に接続されて、この走査線15の一部を構成する。ここで、このゲート電極24は、活性層23の長手方向に直交する長手方向を有している。また、このゲート電極24は、活性層23の幅寸法より小さな幅寸法を有しており、この活性層23上の中央部に設けられている。

さらに、アンダーコート層上の画面部８に対応する部分には、カラーフィルタ層33が積層されて設けられている。

また、カラーフィルタ層33には、薄膜トランジスタ13のドレイン電極22を開口させたスルーホールHAが形成されている。そして、スルーホールHAを含むカラーフィルタ層33上には、画素ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)としての透明な画素電極11が積層されて設けられている。この画素電極11は、アンダーコート層上の薄膜トランジスタ13が設けられている部分に隣接して設けられており、この薄膜トランジスタ13のドレイン電極22に電気的に接続されている。すなわち、この画素電極11は、画面部８においてマトリクス状に配置された画素９にそれぞれ対応して設けられ、この画素電極11にドレイン電極22が電気的に接続されている薄膜トランジスタ13によって制御される。そして、この画素電極11は、補助容量素子12の補助容量電極12aと電気的に接続され、薄膜トランジスタ13のソース電極21および補助容量素子12の補助容量電極12aと同電位となっている。ここで、補助容量素子12の補助容量電極12aは、不純物ドープされたポリシリコン膜によって形成されている。また、補助容量素子12の補助容量線12bは、所定電位に設定されている。

また、アレイ基板２の画面部８のいずれかの画素９の画素電極11と薄膜トランジスタ13のソース電極21との間には、このアレイ基板２の厚さ方向に沿った長手方向を有する細長円柱状の柱状スペーサであるスペーサ25が突設されている。これらスペーサ25は、画面部８の縦方向および横方向のそれぞれに向けて所定個数、例えば３個の画素９を介した部分に位置する画素９のそれぞれに設けられている。すなわち、これらスペーサ25は、アレイ基板２の画面部８上に等間隔に離間されて設けられている。さらに、これらスペーサ25、画素電極11および薄膜トランジスタ13を含むアンダーコート層上の全面には、図示しない配向膜が積層されて形成されている。

そして、カラーフィルタ層33は、少なくとも２色以上である１組の色単位、例えば赤(Red:Ｒ)色の着色層としての赤色フィルタ部34と、緑(Green:Ｇ)色の着色層としての緑色フィルタ部35と、青(Blue:Ｂ)色の着色層としての青色フィルタ部36との３つのドットがアレイ基板２の縦方向および横方向のそれぞれに向けて画素９毎に繰り返し配置されて構成されている。

ここで、赤色フィルタ部34は、赤色の顔料を分散させ赤色成分の光を透過させる着色樹脂としての紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト、例えばＣＲＹ−Ｓ６２３Ｃ(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製)にて形成されている。また、緑色フィルタ部35は、緑色の顔料を分散させ緑色成分の光を透過させる着色樹脂としての紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト、例えばＣＧＹ−Ｓ６２４Ｄ(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製)にて形成されている。さらに、青色フィルタ部36は、青色の顔料を分散させ青色成分の光を透過させる着色樹脂としての紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト、例えばＣＢＹ−Ｓ６２５Ｃ(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製)にて形成されている。このとき、これら赤色フィルタ部34、緑色フィルタ部35および青色フィルタ部36のそれぞれは、互いに略等しい膜厚に形成されている。

また、アレイ基板２のガラス基板７上には、このガラス基板７上に設けられているカラーフィルタ層33の周縁を覆う隔壁としてのバンク38，38が積層されて設けられている。これらバンク38，38は、一方がカラーフィルタ層33の最外周部に隣接して設けられ、他方が一方に対して外方に離間されている。すなわち、これらバンク38，38は、カラーフィルタ層33の周囲である、画面部８の外周に額縁状に形成された遮光領域39を、図示しない液晶注入口を除いて所定の間隔を介して連続して囲っている。

また、各バンク38は、カラーフィルタ層33の高さと同じ高さほど、ガラス基板７の表面より突出した最下段部である第１隔壁部38aと、この第１隔壁部38aの上部に形成され本実施の形態では最上段部となる第２隔壁部38bとで層状に構成されている。したがって、これらバンク38，38間には、カラーフィルタ層33の周縁に断面凹状の間隙である溝部としての空間部Ａが形成されている。すなわち、これらバンク38，38は、これらバンク38，38間の空間部Ａに遮光性材料としての液状の遮光インクＣを塗布した際に、この遮光インクＣを堰き止める枠として機能するものである。

ここで、図３に示すように、第１隔壁部38aは、カラーフィルタ層33の着色層のいずれか一つ、例えば緑色フィルタ部35と同一材料であるとともに、この緑色フィルタ部35と同一工程で同時に形成されている。また、第２隔壁部38bは、カラーフィルタ層33の着色層の他の一つ、例えば青色フィルタ部36と同一材料であるとともに、この青色フィルタ部36と同一工程で同時に形成され、第１隔壁部38aよりも幅寸法が狭くなっている。したがって、バンク38，38は、上側が下側よりも細い形状となっている。

なお、第１隔壁部38aと第２隔壁部38bとは、互いに異なる色の着色層と同一材料で同一工程にて形成すれば、どの着色層と同一材料・同一工程とするかは任意に選択できる。

さらに、第２隔壁部38bには、他のバンク38側、すなわち空間部Ａ側に、複数の突起41が、突出量３０×１０^−６ｍ、幅３０×１０^−６ｍにそれぞれ突設されている。これら突起41は、平面視および正面視で四角形状に形成され、第２隔壁部38bの長手方向に互いに離間され、これら突起41間に、空間部Ａに連通する空隙部42が、例えば１８０×１０^−６ｍの幅でそれぞれ形成されている。したがって、この第２隔壁部38bは、平面視で櫛型状に形成されている。

また、空間部Ａは、断面凹状に形成され、液状の遮光インクＣが注入されて形成された額縁状の額縁部としての遮光層44を保持する空間部である。この遮光層44は、遮光領域39を遮光するもので、インクジェットあるいはディスペンサなどの塗布手段45による液状の遮光インクＣの塗布にて形成されている。

ここで、この遮光インクＣは、黒色顔料などが添加された樹脂などが用いられる。さらに、この遮光インクＣには、塗布性を向上させるために溶剤を適宜混合させることもできる。また、遮光層44およびバンク38，38により、画面部８の外周を取り囲んで遮光領域39に配設された遮光部46が構成されている。さらに、これら遮光層44、バンク38，38および画素電極11のそれぞれを含んだガラス基板51上の全面には、図示しない配向膜が積層されて形成されている。

一方、図１および図２に示すように、対向基板３は、略透明な四角形平板状の絶縁基板としての光透過性基板すなわち透光性基板であるガラス基板51を備えている。このガラス基板51におけるアレイ基板２に対向した側の一主面である表面には、画面部８において、共通電極としてのコモン電極である四角形平板状の対向電極52が積層されて設けられている。この対向電極52は、透明電極としてのＩＴＯ膜などの透過性導電部材によって構成されている。また、この対向電極52は、対向基板３の表面とアレイ基板２の表面とを対向させた際に、このアレイ基板２のガラス基板７の画面部８全体に亘って全ての画素９に対して共通に配置され、液晶層４を介してｎ×ｍ個の画素電極11全てに対向する四角形状の大きな電極である。言い換えると、この対向電極52は、アレイ基板２に対向基板３を対向させた際に、このアレイ基板２の全ての画素電極11と相対するように配置されている。

そして、対向基板３は、この対向基板３の対向電極52側をアレイ基板２の画素電極11側に対向させた状態で、アレイ基板２に取り付けられている。すなわち、この対向基板３は、アレイ基板２に設けられている各スペーサ25を対向基板３の対向電極52に当接させて、これらアレイ基板２と対向基板３との間に所定の間隔である液晶封止領域Ｂが形成されるように、平行に離間された状態で取り付けられている。

液晶層４は、これら対向基板３の配向膜とアレイ基板２の配向膜との間に、液晶材料としての液晶組成物53が注入されて挟持されて形成された光変調層である。すなわち、この液晶層４は、対向基板３の配向膜とアレイ基板２の配向膜との間に液晶組成物53が液晶注入口を介して介挿されて封止されて構成されている。さらに、この液晶層４は、アレイ基板２の画素電極11と対向基板３の対向電極52との間に補助容量素子12の補助容量と電気的に並列な液晶容量を形成させる。

また、シール材５は、アレイ基板２と対向基板３との間の周縁部にて、これらアレイ基板２と対向基板３との間の液晶封止領域Ｂに液晶層４を封止させる液晶封止部である。このシール材５は、アレイ基板２と対向基板３との間に接着されて固定されている。また、このシール材５は、アレイ基板２の画面部８の周縁を覆うように設けられており、このアレイ基板２の画面部８と対向基板３との間に液晶封止領域Ｂを形成させる。そして、このシール材５は、ガラス基板７の画面部８より外側の部分とバンク38および遮光層44との間に設けられている。

さらに、このシール材５の周辺には、アレイ基板２から対向電極52に電圧を印加するための図示しない電極転移材が形成されている。この電極転移材は、アレイ基板２と対向基板３との間の図示しない画面周辺部に設けられている図示しない電極転移電極上に形成されている。

そして、これらアレイ基板２のガラス基板７の裏面すなわち外面と対向基板３のガラス基板51の裏面すなわち外面とのそれぞれには、略四角形平板状の偏光板55，56が積層されて取り付けられている。これら偏光板55，56は、アレイ基板２のガラス基板７の裏面および対向基板３のガラス基板51の裏面の略全面を覆っている。

次に、上記第１の実施の形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。

まず、成膜工程とパターニング工程とを繰り返してガラス基板７上の画面部８に画素電極11、補助容量素子12、薄膜トランジスタ13、走査線15および信号線16のそれぞれを形成する。

次いで、このガラス基板７上に、緑色の顔料を分散させた紫外線硬化型アクリル樹脂レジスト、例えばＣＧＹ−Ｓ６２４Ｄ(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製)を図示しないスピンナにて塗布してから、例えば約９０℃で約５分間プリベークする。

この後、ガラス基板７上の緑色フィルタ部35に対応するストライプ形状パターンと、スルーホールHAに対応する例えば直径１５×１０^−６ｍの円形形状パターンと、バンク38，38に対応するパターンとを備えた図示しないレジストマスクを用いて、ガラス基板７上に、上記レジストマスクを介して所定の波長で１５０ｍＪ／ｃｍ^２の強度の紫外光を照射してフォトリソグラフィして各パターンを形成してから、例えば約０．１％のＴＭＡＨ(テトラメチルアンモニウムハイドライド)水溶液を用いて約６０秒間現像して、水洗いし、約１９０℃で１時間程度ポストベークをすることによって、図４に示すように、スルーホールHAを有する所定膜厚の緑色フィルタ部35と、バンク38，38の第１隔壁部38a，38aとを同時形成する。

さらに、この緑色フィルタ部35を形成する場合と同様にフォトリソグラフィして、例えばＣＢＹ−Ｓ６２５Ｃ(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製)を用いて、図５に示すように、所定膜厚の青色フィルタ部36と、バンク38，38の第２隔壁部38b，38bとを同時形成する。

そして、上記各フィルタ部35，36と同様にフォトリソグラフィして、例えばＣＲＹ−Ｓ６２４Ｃ(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製)を用いて、図６に示すように、所定膜厚の赤色フィルタ部34を形成して、画面部８のガラス基板７にカラーフィルタ層33を形成する。

この後、図７に示すように、バンク38，38間の空間部Ａに、塗布手段45で、例えば溶剤、アクリル系モノマーなどを含む溶液中に黒色顔料を分散した遮光性樹脂を有する黒色顔料入り樹脂である遮光インクＣ（例えば、粘度１０．５〜１２ｍＰａ・ｓ、表面張力２４〜２７ｍＮ／ｍ）を塗布して、図８に示すように、これらバンク38，38間の空間部Ａに遮光層として機能する所定膜厚の遮光層44を形成して、額縁付きカラーフィルタ基板を作製する。

このとき、塗布された遮光インクＣは、空間部Ａにおいて第１隔壁部38a，38aよりも上側まで位置し、図９に示すように、その周縁部が、表面張力により各突起41，41間にて各空隙部42内へと平面視で円弧状に突出するように流入し、これら空隙部42により、遮光インクＣがバンク38，38を乗り越えることなく堰き止められる。

次いで、このカラーフィルタ層33に所定膜厚のＩＴＯ膜をスパッタ法にて成膜してからパターニングして画素電極11を形成する。

さらに、アレイ基板２上に感光性アクリル性透明樹脂をスピンナ塗布してから所定温度で所定時間乾燥した後、図示しないフォトマスクを介して所定の波長および露光量で露光する。

この後、このアレイ基板２をアルカリ水溶液にて現像してから、所定温度で所定時間焼成して、このアレイ基板２上に所定高さのスペーサ25を形成する。

次いで、これらスペーサ25が形成されたアレイ基板２上および対向基板３上それぞれの全面に、配向膜材料を塗布して、これらアレイ基板２上および対向基板３上のそれぞれに図示しない配向膜を形成する。

この後、液晶組成物53を注入する部分を除く対向基板３の配向膜の周縁に沿ってシール材５となる接着剤を印刷してから、アレイ基板２から対向電極52に電圧を印加するための図示しない電極転移材を接着剤の周辺の図示しない電極転移電極上に形成する。

次いで、アレイ基板２の配向膜と対向基板３の配向膜とを対向させてから加熱して接着剤を硬化させてシール材５とし、これらアレイ基板２と対向基板３とをシール材５にて貼り合わせる。

この後、これらアレイ基板２と対向基板３との間のシール材５にてシールされていない部分が注入口となり、この注入口から、液晶組成物53を注入して、この液晶組成物53をアレイ基板２と対向基板３との間の液晶封止領域Ｂに介在させる。

この状態で、アレイ基板２と対向基板３との間の注入口を、紫外線硬化樹脂を封止剤として用いて封止して、カラー表示可能な液晶パネル１を作製する。

上述したように、上記第１の実施の形態によれば、画面部８の外側の遮光領域39に対応して設けた遮光部46にて、カラーフィルタ層33の周縁に互いに離間されて複数層に形成されたバンク38，38の第２隔壁部38b，38bに、空間部Ａ側へと突出する複数の突起41と、これら突起41間に形成された空隙部42とを設け、バンク38，38間で遮光インクＣを堰き止めて遮光層44を形成することで、バンク38，38間に塗布された遮光インクＣがバンク38，38を乗り越えることなく各空隙部42を介してバンク38，38間に保持されるので、遮光層44を所望の位置に、安価に、かつ、容易に形成できる。

すなわち、複数の突起41間に空隙部42が複数形成されていることにより、遮光インクＣが、表面張力によって突起41の先端の角部間に、空隙部42側へと凸弧状に突出した状態で保持されることで、空隙部42に位置する第１隔壁部38a上に、遮光インクＣが到達しない領域を形成し、遮光インクＣがバンク38，38を乗り越えることを確実に防止でき、塗布手段45により遮光インクＣを塗布する工程において、歩留まりを向上できる。

また、遮光層44を所望の位置に設けることができるので、カラーフィルタ層33と遮光層44を形成する遮光インクＣとで混色などが発生せず、表示品位が向上する。

さらに、遮光インクＣをインクジェットにより空間部Ａに塗布して遮光部46を形成することで最小限の遮光インクＣを使用し、この遮光インクＣがパターニングの際に除去されるなどの無駄が生じることがなく、原料効率が良好になる。

そして、対向基板３のガラス基板51上にカラーフィルタ層33を作製する際に、このカラーフィルタ層33を構成する赤色フィルタ部34、緑色フィルタ部35および青色フィルタ部36のいずれか二つと同一材料でバンク38，38の各隔壁部38a，38bを形成することで、カラーフィルタ層とは別個に二段に重ねたバンクを形成し、これらバンク間に遮光インクを塗布して遮光層を形成する場合と比較して、遮光層44の製造工程を少なくできるだけでなく、レジストマスクのパターンを設定するだけで容易に各突起41および各空隙部42を形成できるから、これらカラーフィルタ層33および遮光層44の製造を容易にできる。したがって、液晶パネル１の製造コストを低減でき、高表示品位の液晶パネル１を安価に提供できる。

次に、第２の実施の形態を図１０ないし図１２を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態のバンク38，38に代えて、最下段の第１隔壁部58aと、中間段の第２隔壁部58bと、最上段の第３隔壁部58cとで形成された隔壁としてのバンク58が設けられているものである。

第１隔壁部58aは、第１隔壁部38aと同様に、例えば緑色フィルタ部35と同一材料で同一工程にて形成されている。

また、第２隔壁部58bは、例えば青色フィルタ部36と同一材料で同一工程にて形成されている。

さらに、第３隔壁部58cには、例えば赤色フィルタ部34と同一材料で同一工程にて形成されている。また、突起41および空隙部42は、この第３隔壁部58cの空間部Ａ側に形成されている。

なお、これら隔壁部58a〜58cは、互いに異なる色の着色層と同一材料で同一工程にて形成すれば、どの着色層と同一材料・同一工程とするかは任意に選択でき、例えば遮光性材料である遮光インクＣを用いることもできる。

そして、上記第２の実施の形態によれば、各バンク58の最上段である第３隔壁部58cに、空間部Ａ側に突出する複数の突起41およびこれら突起41間に位置する空隙部42を備え、塗布された遮光インクＣの空隙部42への浸入を突起41により堰き止めるなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに、バンク58，58の高さがより高くなり、遮光インクＣを、空間部Ａにて、より確実に堰き止めることができる。

次に、第３の実施の形態を図１３および図１４を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第３の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、第２隔壁部38bの各突起41の先端側が基端側に対して幅方向に拡開されたラッパ形状に形成されているものである。

すなわち、各空隙部42は、空間部Ａとの連通部が狭く、第２隔壁部38b側へと広くなるように形成されている。

そして、上記第３の実施の形態によれば、各バンク38の第２隔壁部38bに、空間部Ａ側に突出する複数の突起41およびこれら突起41間に位置する空隙部42を備え、塗布された遮光インクＣの空隙部42への浸入を突起41により堰き止めるなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに、各突起41の先端を基端よりも拡開することで、空隙部42の開口部が狭くなり、遮光インクＣが空隙部42内に、より流入しにくくなるから、各バンク38による遮光インクＣの堰き止め効果が、より向上する。

しかも、レジストマスクのパターンを各突起41に合わせた形状とするのみで形成できるため、各突起41の製造に際して工数が増加したりすることもないので、製造性が低下することを防止できる。

次に、第４の実施の形態を図１５および図１６を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第４の実施の形態は、上記第２の実施の形態において、第３隔壁部58cの各突起41の先端側が基端側に対して幅方向に拡開されたラッパ形状に形成されているものである。

すなわち、各空隙部42は、空間部Ａ側が狭く、第３隔壁部58c側が広くなるように形成されている。

そして、上記第４の実施の形態によれば、各バンク58の最上段である第３隔壁部58cに、空間部Ａ側に突出する複数の突起41およびこれら突起41間に位置する空隙部42を備え、塗布された遮光インクＣの空隙部42への浸入を突起41により堰き止めるなど、上記第２の実施の形態と同様の構成を有するため、上記第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができるとともに、各突起41の先端を基端よりも拡開することで、空隙部42の開口部が狭くなり、遮光インクＣが空隙部42内に流入しにくくなるから、各バンク58による遮光インクＣの堰き止め効果が、より向上する。

しかも、レジストマスクのパターンを各突起41に合わせた形状とするのみで、ラッパ状の各突起41を形成できるため、これら突起41の製造に際して工数が増加したりすることもないので、製造性が低下することを防止できる。

次に、第５の実施の形態を図１７を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第５の実施の形態は、上記第１の実施の形態において、第２隔壁部38bが下層側すなわち第１隔壁部38a側にて突出量が小さくなるように形成されているものである。

すなわち、第２隔壁部38bの先端側には、下側から上側へと空間部Ａ側へと傾斜する傾斜面38cが形成された、側面視逆テーパ状となっている。この状態で、第２隔壁部38bは、第１隔壁部38a側の突出量が、空間部Ａ側への全体の突出量に対して半分以上となっている。換言すれば、第２隔壁部38bは、上面の面積の半分以上の面積で第１隔壁部38aに接しており、第１隔壁部38aからの第２隔壁部38bの剥がれを防止可能な構造となっている。

この第２隔壁部38bの傾斜形状は、カラーフィルタを製造する工程において、バンク38の現像時間をコントロールすることにより形成される。

そして、上記第５の実施の形態では、各バンク38の第２隔壁部38bに、空間部Ａ側に突出する複数の突起41およびこれら突起41間に位置する空隙部42を備え、塗布された遮光インクＣの空隙部42への浸入を突起41により堰き止めるなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、第２隔壁部38bの突出量が第１隔壁部38a側にて小さくなるように形成することで、傾斜面38cが遮光インクＣを上側から覆うように堰き止めるため、各バンク38による遮光インクＣの堰き止め効果が、より向上する。

なお、上記第５の実施の形態において、上記第３の実施の形態のように、各突起41の先端側を基端側に対して幅方向に拡開するように形成することも可能である。この場合には、それぞれの効果を奏することができる。

次に、第６の実施の形態を図１８を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第６の実施の形態は、上記第２の実施の形態において、第３隔壁部58cが下層側すなわち第２隔壁部58b側において突出量が小さくなるように形成されているものである。

すなわち、第３隔壁部58cは、先端側が、下側から上側へと空間部Ａ側に傾斜する傾斜面58dが形成された、側面視逆テーパ状となっている。この状態で、第３隔壁部58cは、第２隔壁部58b側の突出量が、空間部Ａ側への全体の突出量に対して半分以上となっている。換言すれば、第３隔壁部58cは、上面の面積の半分以上の面積で第２隔壁部58bに接しており、第２隔壁部58bからの第３隔壁部58cの剥がれを防止可能な構造となっている。

この第３隔壁部58cの傾斜形状は、カラーフィルタを製造する工程において、バンク38の現像時間をコントロールすることにより形成される。

そして、上記第６の実施の形態では、各バンク58の第３隔壁部58cに、空間部Ａ側に突出する複数の突起41およびこれら突起41間に位置する空隙部42を備え、塗布された遮光インクＣの空隙部42への浸入を突起41により堰き止めるなど、上記第２の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、第３隔壁部58cの突出量が第２隔壁部58b側にて小さくなるように形成することで、傾斜面58dが遮光インクＣを上側から覆うように堰き止めるため、各バンク58による遮光インクＣの堰き止め効果が、より向上する。

なお、上記第６の実施の形態において、上記第４の実施の形態のように、各突起41の先端側を基端側に対して幅方向に拡開するように形成することも可能である。この場合には、それぞれの効果を奏することができる。

次に、第７の実施の形態を図１９および図２０を参照して説明する。なお、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第７の実施の形態は、上記第２の実施の形態において、第２隔壁部58bに、突起41aおよび空隙部42aが形成され、第３隔壁部58cに、突起41bおよび空隙部42bが形成されて、これら突起41a，41bの位置、および、空隙部42a，42bの位置が互いに一致している。すなわち、第２隔壁部58bの突起41aの上方に、第３隔壁部58cの突起41bが位置し、第２隔壁部58bの空隙部42aの上方に、第３隔壁部58cの空隙部42bが位置している。

なお、第１隔壁部58aは、突起および空隙部を備えた櫛型に形成すると、配線パターンがない領域では光漏れの原因となり、配線パターンがある場所では、配線パターンを構成するメタルからの反射が生じて画質に好ましくない影響を与えるおそれがある。このため、第１隔壁部58aには、このような突起および空隙部を設けないことが好ましい。

そして、上記第６の実施の形態では、各バンク58の各隔壁部58b，58cに、空間部Ａ側に突出する複数の突起41a，41bおよびこれら突起41a，41b間に位置する空隙部42a，42bを備え、塗布された遮光インクＣの空隙部42a，42bへの浸入を突起41a，41bにより堰き止めるなど、上記第２の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

さらに、第２隔壁部58bに複数の突起41aを形成し、第３隔壁部58cに複数の突起41bを形成したことにより、バンク58，58での堰き止め効果を、より向上できる。

なお、上記第７の実施の形態において、上記第４の実施の形態のように、突起41a，41bの先端側を基端側に対して拡開状としたり、上記第６の実施の形態のように突起41a，41bの先端を、下層側の突出量が小さくなるようにしたり、これら第４の実施の形態と第６の実施の形態とを組み合わせたりすることも可能である。この場合には、上記第７の実施の形態の効果に加えて、上記第４の実施の形態、あるいは第６の実施の形態のそれぞれの効果を奏することが可能である。

また、上記各実施の形態において、カラーフィルタ層33は、４色以上の着色層を有するものでも同様に対応でき、また、２色の着色層を有するカラーフィルタ層33の場合には、上記第１の実施の形態、第３の実施の形態および第５の実施の形態のいずれかの構成により対応できる。

さらに、カラーフィルタ層33および遮光層44は、対向基板３側に設けても同様の作用効果を奏することができる。

そして、表示素子としては、液晶パネル１以外でも、例えば有機ＥＬ表示素子などにも対応して用いることができる。

本発明の第１の実施の形態の表示素子を示す説明断面図である。 同上表示素子を示す回路図である。 同上表示素子の要部を示す説明平面図である。 同上表示素子の製造方法の着色層の一つを形成する工程を示す説明断面図である。 同上表示素子の製造方法の着色層の他の一つを形成する工程を示す説明断面図である。 同上表示素子の製造方法の着色層のさらに他の一つを形成する工程を示す説明断面図である。 同上表示素子の製造方法の遮光性材料を塗布する工程を示す説明断面図である。 同上表示素子の要部を示す説明断面図である。 同上表示素子の要部を示す説明平面図である。 本発明の第２の実施の形態の表示素子の遮光層を除く要部を示す説明平面図である。 同上表示素子の要部を示す説明断面図である。 同上表示素子の要部を示す説明平面図である。 本発明の第３の実施の形態の表示素子の遮光層を除く要部を示す説明平面図である。 同上表示素子の要部を示す説明平面図である。 本発明の第４の実施の形態の表示素子の遮光層を除く要部を示す説明平面図である。 同上表示素子の要部を示す説明平面図である。 本発明の第５の実施の形態の表示素子の要部を示す説明断面図である。 本発明の第６の実施の形態の表示素子の要部を示す説明断面図である。 本発明の第７の実施の形態の表示素子の遮光層を除く要部を示す説明平面図である。 同上表示素子の要部を示す説明平面図である。

符号の説明

１ 表示素子としての液晶パネル
２ 透光性基板としてのアレイ基板
３ 透光性基板としての対向基板
８ 表示領域としての画面部
９ 画素
33 カラーフィルタ層
34 着色層としての赤色フィルタ部
35 着色層としての緑色フィルタ部
36 着色層としての青色フィルタ部
38，58 隔壁としてのバンク
39 遮光領域
41 突起
42 空隙部
44 遮光層
46 遮光部
Ｃ 遮光性材料としての遮光インク

Claims (5)

1. 複数の画素をマトリクス状に有し画像を表示する表示領域と、この表示領域の外側に形成された遮光領域とを備えた表示素子であって、
   一対の透光性基板と、
   いずれか一方の前記透光性基板の一主面上に前記表示領域に対応して設けられ異なる複数色の着色層を有するカラーフィルタ層と、
   いずれか一方の前記透光性基板の一主面上に前記遮光領域に対応して設けられた遮光部とを具備し、
   前記遮光部は、
   前記カラーフィルタ層の周縁に互いに離間されて複数層に形成された対をなす隔壁と、
   これら隔壁間にて遮光性材料が堰き止められて形成され、前記カラーフィルタ層の外周を取り囲む遮光層とを備え、
   前記各隔壁は、
   少なくとも最上層に設けられ、互いに他方の前記隔壁側へと突出する複数の突起と、
   これら突起間に形成された空隙部とを有している
   ことを特徴とした表示素子。
2. 前記隔壁は、前記カラーフィルタ層を形成する異なる複数色の着色樹脂により複数層に形成されている
   ことを特徴とした請求項１記載の表示素子。
3. 前記各突起は、先端が基端よりも拡開されている
   ことを特徴とした請求項１または２記載の表示素子。
4. 前記各突起は、前記隔壁の下層側の突出量が小さくなるように傾斜状に形成されている
   ことを特徴とした請求項１ないし３いずれか一記載の表示素子。
5. 前記各突起は、前記隔壁の最下層以外の全ての層に形成されている
   ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか一記載の表示素子。

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