(57)【要約】  本発明は、表示分野に属する双方向視野角の表示パネル及びその製造方法を提供する。該双方向視野角の表示パネルの製造方法は、透明基板（１７）を提供するステップと、前記透明基板（１７）上に、遮光層からなるグレーチング（１８）を形成するステップと、前記グレーチング（１８）が形成された透明基板（１７）上に、透明調整層（１９）を形成するステップと、前記透明調整層（１９）上に、画素層（１３）及び透明導電層（２０）を順に形成するステップと、を備える。前記双方向視野角の表示パネルは、双方向視野角を最適化し、基板を薄くすることによる製品の歩留まりの低下の問題を避けられる。
2015528920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板を提供するステップと、
前記透明基板上に遮光層からなるグレーチングを形成するステップと、
前記グレーチングが形成された透明基板上に、透明調整層を形成するステップと、
前記透明調整層上に、画素層及び透明導電層を順に形成するステップと、を備えることを特徴とする双方向視野角の表示パネルの製造方法。
【請求項２】
前記透明基板上に遮光層からなるグレーチングを形成するステップは、
同一のマスクによって、前記基板上に、前記グレーチングと前記画素層との位置合わせマークを同時に形成する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の双方向視野角の表示パネルの製造方法。
【請求項３】
前記遮光層は、黒色の金属層、または有機材料層、または有機材料及び反射材料からなる積層体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の双方向視野角の表示パネルの製造方法。
【請求項４】
前記グレーチングが形成された透明基板上に透明調整層を形成するステップは、
前記グレーチングが形成された透明基板上に透明材料をナイフコートまたはスピンコートし、前記透明材料を熱硬化して前記透明調整層を形成する工程、或いは、
前記グレーチングが形成された透明基板上に透明材料をナイフコート又はスピンコートし、前記透明材料を紫外線硬化して前記透明調整層を形成する工程、或いは、
前記グレーチングが形成された透明基板上に透明材料をナイフコート又はスピンコートし、前記透明材料を紫外線予備硬化してから熱硬化して前記透明調整層を形成する工程、或いは、
前記グレーチングが形成された透明基板上に化学気相成長工程によって非金属透明材料を堆積して、前記透明調整層を形成する工程、或いは、
前記グレーチングが形成された透明基板上にスパッタリング工程によって金属透明材料を堆積して、前記透明調整層を形成する工程、を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の双方向視野角の表示パネルの製造方法。
【請求項５】
前記透明調整層の厚みは０〜５００μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の双方向視野角の表示パネルの製造方法。
【請求項６】
前記グレーチングが形成された透明基板上に透明調整層を形成するステップの前に、
設定された前記画素層のサブ画素の幅及び前記グレーチングの開口の大きさを得るステップと、
前記サブ画素の幅及び前記グレーチングの開口の大きさによって前記透明調整層の厚みを確定するステップと、が行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の双方向視野角の表示パネルの製造方法。
【請求項７】
以下の式（１）によって前記グレーチングと前記画素層との距離である前記透明調整層の厚みｈを確定し、、前記画素層の各サブ画素は、カラーフィルターユニット及びブラックマトリックスからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の双方向視野角の表示パネルの製造方法。
【数１】
2015528920.tif 000020
（式（１）において、ｍは、各ブラックマトリックスの幅、ｐは各カラーフィルターユニットの幅、Ｐｓ（＝ｐ＋ｍ）は各サブ画素の幅、ａは前記グレーチングの開口の大きさをそれぞれ表わす）視野角
【請求項８】
前記透明調整層の厚みｈが下記の式（２）で示されることを特徴とする請求項７に記載の双方向視野角の表示パネルの製造方法。
【数２】
2015528920.tif 000021
【請求項９】
透明基板と、
前記透明基板上にあり、遮光層からなるグレーチングと、
前記グレーチングが形成された透明基板上にある透明調整層と、
前記透明調整層上にある画素層及び透明導電層と、を備えることを特徴とする双方向視野角の表示パネル。
【請求項１０】
前記グレーチングと前記画素層との距離である前記透明調整層の厚みは、以下の式（３）で示されるものであり、前記画素層の各サブ画素は、カラーフィルターユニット及びブラックマトリックスとからなることを特徴とする請求項９に記載の双方向視野角の表示パネル。
【数３】
2015528920.tif 000022
（式（３）において、ｍは各ブラックマトリックスの幅、ｐは各カラーフィルターユニットの幅、Ｐｓ（＝ｐ＋ｍ）は各サブ画素の幅、ａは前記グレーチングの開口の大きさをそれぞれ表わす）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双方向視野角の表示パネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
双方向視野角（双方向映像とも称する）表示は、異なる角度で異なる映像を表示し、即ち、ユーザがディスプレイスクリーンの異なる角度から異なる映像を見ることができる。例えば、双方向視野角表示は、車載用ディスプレイに用いられる。車内の異なる席の乗客は、双方向視野角のディスプレイによって、同一のディスプレイから異なる映像を見ることができ、乗客ごとにそれぞれのディスプレイを提供する必要がなくなるため、ディスプレイを設置するコストが低減され、車内空間が節約される。
【０００３】
図１に示すように、従来の双方向視野角の液晶ディスプレイ構造は、第１の基板１１、液晶層１２、画素層１３、第２の基板１４、パターン化遮蔽層１５及び透明基板１６を備え、パターン化遮蔽層１５は、不透明遮蔽層パターン１５１、１５２、１５３及び１５４を備える。この構造の双方向視野角の液晶ディスプレイは、パターン化遮蔽層１５によって双方向視野角の表示効果を生じさせる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した構造の双方向視野角の液晶ディスプレイは、パターン化遮蔽層１５が第２の基板１４上に貼り付けられ、画素層１３との距離が長いため、双方向の可視野角度が小さくなってしまい、ユーザの体験が影響される。従来技術では、双方向の可視野角度を大きくするために、一般的に、第２の基板１４を薄くすることで双方向の可視野角度を最適化するが、第２の基板１４の厚みを薄くすると、生産工程中に、基板の平坦度が低下され、基板が割れて、液晶注入が失敗する等の問題が生じ、製品の歩留まりが厳しく影響される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の双方向視野角の表示パネル及びその製造方法を提供する。
【０００６】
一方面は、双方向視野角の表示パネルの製造方法であって、
透明基板を提供するステップと、
前記透明基板上に、遮光層からなるグレーチングを形成するステップと、
前記グレーチングが形成された透明基板上に、透明調整層を形成するステップと、
前記透明調整層上に、画素層及び透明導電層を順に形成するステップと、を備える。
【０００７】
さらに、上述した前記透明基板上に遮光層からなるグレーチングを形成するステップは、同一マスクによって、前記基板上に、前記グレーチングと前記画素層との位置合わせマークを同時に形成する工程を含む。
【０００８】
さらに、前記遮光層は、黒色の金属層、または有機材料層、または有機材料と反射材料からなる積層体である。
【０００９】
さらに、上述した前記グレーチングが形成された透明基板上に透明調整層を形成するステップは、
前記グレーチングが形成された透明基板上に透明材料をナイフコートまたはスピンコートし、前記透明材料を熱硬化して前記透明調整層を形成する工程、或いは、
前記グレーチングが形成された透明基板上に透明材料をナイフコート又はスピンコートし、前記透明材料を紫外線硬化して前記透明調整層を形成する工程、或いは、
前記グレーチングが形成された透明基板上に透明材料をナイフコート又はスピンコートし、前記透明材料を紫外線予備硬化してから熱硬化して前記透明調整層を形成する工程、或いは、
前記グレーチングが形成された透明基板上に化学気相成長工程によって非金属透明材料を堆積して、前記透明調整層を形成する工程、或いは、
前記グレーチングが形成された透明基板上にスパッタ工程によって金属透明材料を堆積して、前記透明調整層を形成する工程、を含む。
【００１０】
さらに、前記透明調整層の厚みは０〜５００μｍである。
【００１１】
さらに、上述した前記グレーチングが形成された透明基板上に透明調整層を形成するステップの前に、
設定された前記画素層のサブ画素の幅及び前記グレーチングの開口を得るステップと、
前記サブ画素の幅及び前記グレーチングの開口によって前記透明調整層の厚みを確定するステップと、が行われる。
【００１２】
さらに、以下の式（１）によって前記グレーチングと前記画素層との距離である前記透明調整層の厚みｈを確定し、前記画素層の各サブ画素は、カラーフィルターユニット及びブラックマトリックスからなる。
【数１】
2015528920.tif 000003
（式（１）において、ｍは、各ブラックマトリックスの幅、ｐは各カラーフィルターユニットの幅、Ｐｓ（＝ｐ＋ｍ）は各サブ画素の幅、ａは前記グレーチングの開口の大きさをそれぞれ表わす）
【００１３】
さらに、前記厚みｈは、下記の式（２）で示されることができる。
【数２】
2015528920.tif 000004
【００１４】
本発明は、双方向視野角の表示パネルであって、
透明基板と、
前記透明基板上にあり、遮光層からなるグレーチングと、
前記グレーチングが形成された透明基板上にある透明調整層と、
前記透明調整層上にある画素層及び透明導電層と、を備える。
【００１５】
さらに、前記グレーチングと前記画素層との距離である前記透明調整層の厚みは、以下の式（３）で示されるものであり、前記画素層の各サブ画素は、カラーフィルターユニット及びブラックマトリックスとからなる。
【数３】
2015528920.tif 000005
（式（３）において、ｍは各ブラックマトリックスの幅、ｐは各カラーフィルターユニットの幅、Ｐｓ（＝ｐ＋ｍ）は各サブ画素の幅、ａは前記グレーチングの開口の大きさをそれぞれ表わす）
【００１６】
以下、本発明の実施形態の技術案をさらに明確に説明するために、実施形態の図面を簡単に説明する。下記の図面は、本発明の実施形態の一部に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来技術に係る双方向視野角の液晶ディスプレイの構造概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの構造概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの可視領域を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの視野角を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態の目的、技術案及び利点をさらに明確にするために、本発明の実施形態の図面を参照しながら、本発明の実施形態の技術案を明確で完全に説明する。なお、下記の実施形態は、本発明の実施形態の一部であり、全ての実施形態ではない。本発明の実施形態に基づき、当業者が創造的労働をしない前提で得られる全ての他の実施形態は、いずれも本発明の保護範囲に入る。
【００１９】
本発明の実施形態は、従来技術における、通常第２の基板を薄くすることで双方向可視視野角を最適化するが、第２の基板の厚みを薄くすると、生産工程中に基板の平坦度が低下され、基板が割れ、液晶注入が失敗する等の問題が生じ、製品の歩留まりが影響される。この問題に対して、双方向可視視野角を最適化するとともに、基板を薄くすることによる製品の歩留まり低下の問題を改善することができる双方向視野角の表示パネル及びその製造方法を提供する。
【００２０】
本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの製造方法は、透明基板１７を提供するステップと、透明基板１７上に、遮光層からなるグレーチング１８を形成するステップと、グレーチング１８が形成された透明基板１７上に透明調整層１９を形成するステップと、透明調整層１９上に画素層１３及び透明導電層２０を順に形成するステップと、を備える。
【００２１】
本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの製造方法は、透明基板上に遮光層からなるグレーチングを形成し、そして、グレーチングが形成された透明基板上に透明調整層を形成し、透明調整層上に画素層を形成する。本発明の技術案では、双方向視野角の表示パネルは、グレーチングが基板の内側にあり、透明調整層を介して画素層と分離し、透明調整層の厚みを調整することでグレーチングと画素層との間の距離が調整され、双方向視野角が最適化される。さらに、本発明は、基板を薄くする必要がなく、基板を薄くすることによる製品の歩留まりの低下の問題が避けられた。
【００２２】
上述したステップを完成した後、図２に示すように、透明基板１７と、透明基板１７上にあり、遮光層からなるグレーチング１８と、グレーチング１８が形成された透明基板１７上にある透明調整層１９と、透明調整層１９上にある画素層１３及び透明導電層２０と、を備える。本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルが形成される。
【００２３】
本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルでは、双方向視野角の表示パネルのグレーチングが基板の内側にあり、透明調整層を介して画素層と分離し、透明調整層の厚みを調整することでグレーチングと画素層との距離を調整することができ、双方向視野角が最適化される。さらに、本発明の実施形態は、基板を薄くする必要がないので、基板を薄くすることによる製品の歩留まりの低下の問題が避けられた。
【００２４】
図３は、本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの可視領域を示す概略図である。図３に示すように、バックライト２１からの光線がグレーチング１８を通った後、左右の可視領域を形成すると共に、左右の画像を同時に見る複数のクロストーク領域を形成する。左右の可視領域をできるだけ大きくすると、クロストーク領域が相応に小さくなる。
【００２５】
可視領域の大きさは、グレーチングの開口、及びグレーチングの配置高さと一定の関係を有するため、本発明の実施形態は、可視領域を最大化するように、双方向視野角の表示パネルの構造を設計する設計案を提供する。図４は、本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの視野角を示す概略図である。図４に示すように、 双方向視野角の表示パネルは左右の可視野角が対称しており、グレーチングの対称中心におけるグレーチングの開口の中心軸が画素層１８の鉛直中心軸のブラックマトリックスに位置合わせる。これによって、左右の視野角の対称が確保される。
【００２６】
図４に示すように、画素層の各サブ画素は、カラーフィルターユニット及びブラックマトリックスからなり、各ブラックマトリックスの幅がｍであり、各カラーフィルターユニットの幅がｐであり、各サブ画素の幅がＰｓ＝ｐ＋ｍであり、グレーチングの開口がａであり、グレーチングと画素層との距離、即ち、透明調整層の厚みがｈであり、透明基板の屈折率がｎであり、双方向視野角の表示パネルの有効可視野角度が（α１−β１）である。屈折の法則により、
【数４】
2015528920.tif 000006
【数５】
2015528920.tif 000007
さらに、
【数６】
2015528920.tif 000008
【数７】
2015528920.tif 000009
【数８】
2015528920.tif 000010
で表すことができるので、
【数９】
2015528920.tif 000011
となる。また、透明基板がガラスまたは有機材料からなり、屈折率ｎが１〜１.５であり、計算を簡単化するため、ｎを１にすると、
【数１０】
2015528920.tif 000012
が得られる。
【数１１】
2015528920.tif 000013
という関数に対して、数学の関数の知識から容易に理解するように、（ａ−ｍ）(３ｍ＋２ｐ−ａ)＝(２ｈ)２ の場合に、f(ｈ)が最小値を有し、ｓｉｎ(α１−β１)が最大値を有する。このとき、
【数１２】
2015528920.tif 000014
となる。サブ画素のピッチがＰｓ＝ｐ＋ｍであるため、
【数１３】
2015528920.tif 000015
が得られる。このとき、
【数１４】
2015528920.tif 000016
である。従って、数式（１０）から分かるように、設定された表示パネルに対して、Ｐｓが一定値であり、ブラックマトリックスの幅ｍを適当に大きくてして、開口ａを小さくすることで、可視野角度が広げられる。式（８）、(１１)から分かるように、グレーチングの配置高さｈが、
【数１５】
2015528920.tif 000017
である場合、或いは、他の光学条件を満たす場合、この値に接近するほど、可視視野角が最適になる。中心のクロストークの角度が２(９０°−α１)であり、
【数１６】
2015528920.tif 000018
となる。従って、グレーチングの開口ａが小さくなり、ブラックマトリックスの幅ｍが大きくなり、中心のクロストークの角度が小さくなる。ｈの低下によって、中心のクロストークの角度がある程度で向上される。さらに、
【数１７】
2015528920.tif 000019
となる。要するに、ｈ＝Ｐｓ／４の付近である場合、一方の可視視野角が大きくて中心のクロストークの角度が小さい。従って、設定された双方向視野角の表示パネルを生産するとき、グレーチングの配置高さ（即ち、透明調整層の厚み）は、できるだけＰｓ／４に接近すべきである。
【００２７】
以下、図５〜図１０を組み合わせて、本発明の実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの製造方法を詳しく説明する。
【００２８】
ステップ１、図５に示すように、透明基板１７を提供する。製造する前に、透明基板１７を洗浄してもよい。透明基板１７の材質は、ガラスまたは有機材料であってもよい。
【００２９】
ステップ２、図６に示すように、１枚のマスク（ｍａｓｋ）によって、透明基板１７上に遮光層からなるグレーチング１８を形成する。ここで、該マスクは、グレーチングを製造するパターンだけでなく、表示パネルを製造するための工程マーク（ｍａｒｋ）、例えば、ＰＩ（ポリイミド）マーク、シール（ｓｅａｌ）マーク、カッティング（ｃｕｔｔｉｎｇ）マーク等を含み、マスクと、マスク載置台と、ガラス基台との位置合わせマークも含み、画素層を形成するためのブラックマトリックス、カラーフィルターユニットの層位置あわせマークをも含む。
【００３０】
従来技術は、一般的に、画素層を形成するとともに、表示パネルを製造するための工程マークを形成するが、本発明の実施形態においても、画素層を形成するとともに表示パネルを製造するための上記工程マークを形成すると、これらの工程マークは、グレーチングの開口領域の表示を影響する可能性があるため、本実施形態は、グレーチングを形成するとともに上記工程マークを形成する。
【００３１】
遮光層は、不透光性材料を用い、遮光層は、黒色金属層、例えば、Ｃｒであり、或いは、ブラックマトリックスと同じ有機材料を用いる。さらに、遮光層は、有機材料層と反射層との積層体であってもよい。反射層が光線を反射するため、光線の透過率及び利用率が向上され、双方向視野角の表示パネルの表示輝度が向上される。反射層はＡｌを用いてもよい。
【００３２】
ステップ３、図７に示すように、グレーチング１８が形成された透明基板１７上に、ナイフコート又はスピンコートによって、透明調整層１９を形成する。
【００３３】
透明調整層１９を形成する方法は、グレーチング１８が形成された透明基板１７上に透明材料をナイフコート又はスピンコートし、透明材料を熱硬化して、透明調整層１９を形成する工程、或いは、グレーチング１８が形成された透明基板１７上に透明材料をナイフコート又はスピンコートし、透明材料を紫外線硬化して、透明調整層１９を形成する工程、或いは、グレーチング１８が形成された透明基板１７上に透明材料をナイフコート又はスピンコートし、透明材料を紫外線予備硬化してから熱硬化して、透明調整層１９を形成する工程、或いは、グレーチング１８が形成された透明基板１７上に、化学気相成長工程によって非金属透明材料を堆積して、透明調整層１９を形成する工程、或いは、グレーチング１８が形成された透明基板１７上に、スパッタリング工程によって金属透明材料を堆積して、透明調整層１９を形成する工程、を備える。
【００３４】
該透明調整層１９は、グレーチング１８と画素層１３との間の距離を調整でき、該透明調整層１９の厚みは０〜５００μｍであってもよい。具体的に、該透明調整層１９の厚みは、上述した本発明の実施形態の設計案によって確定される。透明調整層１９が用いる材料は、絶縁材料または金属材料であってもよい。グレーチング１８が用いる材料は絶縁材料である場合、透明調整層１９は金属材料を用いる。これによって、透明調整層１９の平坦度がさらに向上される。
【００３５】
ステップ４、図８に示すように、透明調整層１９上に、通常の工程によって、画素層１３を構成するブラックマトリックス（ＢＭ）及びカラーフィルターユニット（ＲＧＢ）を形成する。ここで、ブラックマトリックスを形成するマスクにおいて、元の周辺の工程マークを除去してもよいが、 ブラックマトリックス及びグレーチングの位置合わせマークを保留するとともに、該位置合わせマークが所在する設計位置が、ＲＧＢ層及びグレーチングの位置合わせマークを影響しないように確保する必要がある。
【００３６】
ステップ５、図９に示すように、画素層１３上に透明導電層２０を形成し、透明導電層２０がＩＴＯを用いてもよい。
【００３７】
ステップ６、図１０に示すように、通常のＰＩ摩擦配向（ｒｕｂｂｉｎｇ）を介して、ｓｅａｌ 剤の印刷によって、下基板２２と、グレーチング１８、透明調整層１９、画素層１３及び透明導電層２０が形成された基板１７とをセル化し、そして、液晶注入工程を行い、図１０に示すような双方向視野角の表示パネルを形成する。
【００３８】
本実施形態に係る双方向視野角の表示パネルの製造方法、及び双方向視野角の表示パネルは、グレーチングが基板の内側にあり、透明調整層を介して画素層と分離し、設定された表示パネルのパラメータによって透明調整層の厚みを調整することで、双方向視野角が最適化される。さらに、本発明の実施形態は、基板を薄くする必要がなく、基板を薄くすることによる製品の歩留まりの低下の問題が避けられた。
【００３９】
本発明の各方法の実施形態では、上述した各ステップの番号は、各ステップの順序を限定することはない。当業者にとって、創造的労働をしない前提で、各ステップの順序を変化することも本発明の保護範囲に入る。
【００４０】
以上は、本発明の例示的な実施形態であり、本発明の保護範囲を限定するものではない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲に基づく。
【符号の説明】
【００４１】
１１  第１の基板
１２  液晶層
１３  画素層
１４  第２の基板
１５  パターン化遮蔽層
１６  透明基板
１７  透明基板
１８  グレーチング
１９  透明調整層
２０  透明導電層
１５１〜１５４  不透明遮蔽層パターン
【図２】
2015528920.tif 000023
【図４】
2015528920.tif 000024
【図５】
2015528920.tif 000025
【図６】
2015528920.tif 000026
【図７】
2015528920.tif 000027
【図８】
2015528920.tif 000028
【図９】
2015528920.tif 000029
【図１０】
2015528920.tif 000030
【図１】
2015528920.tif 000031
【図３】
2015528920.tif 000032
【国際調査報告】
2015528920.tif 000033
2015528920.tif 000034
2015528920.tif 000035
2015528920.tif 000036
2015528920.tif 000037
2015528920.tif 000038
2015528920.tif 000039
2015528920.tif 000040