特許 7530795 表示装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-31

(45)【発行日】2024-08-08

(54)【発明の名称】表示装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/33 20060101AFI20240801BHJP

   G02B 5/00 20060101ALI20240801BHJP

   G02B 5/02 20060101ALI20240801BHJP

   G02B 5/20 20060101ALI20240801BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20240801BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20240801BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20240801BHJP

   H10K 59/10 20230101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

G09F9/33

G02B5/00 A

G02B5/02 B

G02B5/20

G09F9/00 338

G09F9/30 349Z

G09F9/30 365

H01L33/00 L

H10K59/10

【請求項の数】 28

(21)【出願番号】P 2020168365

(22)【出願日】2020-10-05

(65)【公開番号】P2022060724

(43)【公開日】2022-04-15

【審査請求日】2023-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100140958

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 学

(74)【代理人】

【識別番号】100137888

【弁理士】

【氏名又は名称】大山 夏子

(72)【発明者】

【氏名】平野 貴文

【審査官】石本 努

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２７９９７９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１２６５０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２１２１１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０２９５１２０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１３４０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０６３０３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６６６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９０８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１９－００８５１９１（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２５５５０５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ５／００－５／１３６

５／２０－５／２８

Ｇ０９Ｆ９／００－９／４６

Ｈ０１Ｌ２５／００－２５／０７

２５／１０－２５／１１

２５／１６－２５／１８

３３／００

３３／４８－３３／６４

Ｈ０５Ｂ３３／００－３３／２８

４４／００

４５／６０

Ｈ１０Ｋ５０／００－９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

実装面に赤、緑又は青色の複数の発光源を実装した複数の表示タイルを配置した表示部と、
少なくとも１つの前記発光源を内包し得る大きさの開口を有して該発光源に対応させて設けられ、内部に光拡散材を充填した複数の開口部を備える光拡散層と、
前記開口部と同等以下の大きさの開口を有し、前記光拡散層の全領域の複数の開口部に対応して予め定められた画素ピッチで形成された複数の開口窓を備えるブラックマトリクスと、
を順次積層して構成し、
前記光拡散層は、前記表示タイル側の第１面と前記ブラックマトリクス側の第２面とを有し、前記第１面から前記第２面に向かって広がる前記開口部の側面に、前記光拡散材によって拡散された光を前記開口部内に反射する反射膜を設けることを特徴とする表示装置。

【請求項2】

前記光拡散層の１つの開口部に対応して１つの発光源が存在することを特徴とする請求項１記載の表示装置。

【請求項3】

実装面に赤、緑又は青色の複数の発光源を実装した複数の表示タイルを配置した表示部と、
少なくとも１つの前記発光源を内包し得る大きさの開口を有して該発光源に対応させて設けられ、内部に光拡散材を充填した複数の開口部を備える光拡散層と、
前記開口部と同等以下の大きさの開口を有し、前記光拡散層の全領域の複数の開口部に対応して予め定められた画素ピッチで形成された複数の開口窓を備えるブラックマトリクスと、
を順次積層して構成し、
前記光拡散層の１つの開口部に対応して赤、緑及び青色発光の３つの発光源が存在することを特徴とする表示装置。

【請求項4】

前記光拡散材は、該光拡散材と異なる屈折率を有するバインダー樹脂に分散させて設けられており、
前記バインダー樹脂は、無色透明な樹脂、又は赤、緑又は青色に対応した波長の光を選択的に透過する色素を含有した無色透明な樹脂である、
ことを特徴とする請求項２記載の表示装置。

【請求項5】

前記光拡散材は、該光拡散材と異なる屈折率を有する無色透明なバインダー樹脂に分散させて設けられていることを特徴とする請求項３記載の表示装置。

【請求項6】

実装面に赤、緑又は青色の複数の発光源を実装した複数の表示タイルを配置した表示部と、
少なくとも１つの前記発光源を内包し得る大きさの開口を有して該発光源に対応させて設けられ、内部に光拡散材を充填した複数の開口部を備える光拡散層と、
前記開口部と同等以下の大きさの開口を有し、前記光拡散層の全領域の複数の開口部に対応して予め定められた画素ピッチで形成された複数の開口窓を備えるブラックマトリクスと、
を順次積層して構成し、
前記発光源は、赤、緑又は青色発光のＬＥＤであることを特徴とする表示装置。

【請求項7】

実装面に赤、緑又は青色の複数の発光源を実装した複数の表示タイルを配置した表示部と、
少なくとも１つの前記発光源を内包し得る大きさの開口を有して該発光源に対応させて設けられ、内部に光拡散材を充填した複数の開口部を備える光拡散層と、
前記開口部と同等以下の大きさの開口を有し、前記光拡散層の全領域の複数の開口部に対応して予め定められた画素ピッチで形成された複数の開口窓を備えるブラックマトリクスと、
を順次積層して構成し、
前記発光源は、紫外線を発光するＬＥＤ上に、該ＬＥＤから放出される紫外線によって励起されて赤、緑又は青色の蛍光を発する蛍光発光部を備えたものであることを特徴とする表示装置。

【請求項8】

前記ＬＥＤは、発光ダイオード（Light Emitting Diode）又は有機ＥＬ（Organic Light Emitting Diode）であることを特徴とする請求項６又は７記載の表示装置。

【請求項9】

実装面に紫外線の発光源である複数のＬＥＤを実装した複数の表示タイルを配置した表示部と、
前記ＬＥＤを内包し得る大きさの開口を有して該ＬＥＤに対応させて設けられた複数の開口部内に、前記ＬＥＤから放出される前記紫外線によって励起されて赤、緑、青色の蛍光を発する蛍光色素を夫々充填して形成した複数の蛍光発光部を備える波長変換層と、
前記開口部と同等以下の大きさの開口を有し、前記波長変換層の全領域の複数の開口部に対応して予め定められた画素ピッチで形成された複数の開口窓を備えるブラックマトリクスと、
を順次積層して構成し、
前記蛍光色素は、無色透明なバインダー樹脂に分散させて設けられ、
前記バインダー樹脂には、赤、緑又は青色に対応した波長の光を選択的に透過する色素が含有されていることを特徴とする表示装置。

【請求項10】

前記波長変換層は、前記表示タイル側の第１面と前記ブラックマトリクス側の第２面とを有し、前記第１面から前記第２面に向かって広がる前記開口部の側面に、前記蛍光色素が発する蛍光を前記開口部内に反射する反射膜を設けたことを特徴とする請求項９記載の表示装置。

【請求項11】

前記バインダー樹脂には、該バインダー樹脂と屈折率の異なる光拡散材が分散されていることを特徴とする請求項９記載の表示装置。

【請求項12】

前記ブラックマトリクスを覆って可視光を透過する透明基板が設けられていることを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項13】

前記複数の表示タイルの前記実装面とは反対側の裏面には、前記発光源の点灯を制御する駆動部が備えられていることを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の表示装置。

【請求項14】

実装面に赤、緑又は青色の複数の発光源を実装した複数の表示タイルを形成するステップと、
前記複数の表示タイルを配置した表示部と同等以上の大きさを有する可視光を透過する透明基板上に、予め定められた画素ピッチで複数の開口窓を設けてブラックマトリクスを形成するステップと、
前記ブラックマトリクス上に、前記開口窓と同等以上の大きさの開口を有して前記複数の開口窓に対応させて形成された複数の開口部内に光拡散材を充填して光拡散層を形成するステップと、
前記表示タイルの前記複数の発光源と前記透明基板上の前記光拡散層とを対面させた状態で、少なくとも１つ前記発光源が前記光拡散層の前記開口部内に収まるように前記複数の表示タイルを前記光拡散層に対してアライメントするステップと、
前記複数の表示タイルと前記光拡散層とを接着剤を介して接合するステップと、
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。

【請求項15】

前記光拡散層は、前記表示タイル側の第１面と前記ブラックマトリクス側の第２面とを有し、前記第１面から前記第２面に向かって広がる前記開口部の側面に、前記光拡散材によって拡散された光を前記開口部内に反射する反射膜を設けたことを特徴とする請求項１４記載の表示装置の製造方法。

【請求項16】

前記光拡散層の１つの開口部に対応して１つの発光源を配置したことを特徴とする請求項１４又は１５記載の表示装置の製造方法。

【請求項17】

前記光拡散層の１つの開口部に対応して赤、緑及び青色発光の３つの発光源を配置したことを特徴とする請求項１４又は１５記載の表示装置の製造方法。

【請求項18】

前記光拡散材は、該光拡散材と異なる屈折率を有するバインダー樹脂に分散させて設けられており、
前記バインダー樹脂は、無色透明な樹脂、又は赤、緑又は青色に対応した波長の光を選択的に透過する色素を含有した無色透明な樹脂である、
ことを特徴とする請求項１６記載の表示装置の製造方法。

【請求項19】

前記光拡散材は、該光拡散材と異なる屈折率を有する無色透明なバインダー樹脂に分散させて設けられていることを特徴とする請求項１７記載の表示装置の製造方法。

【請求項20】

前記発光源は、赤、緑又は青色発光のＬＥＤであることを特徴とする請求項１４～１９のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。

【請求項21】

前記発光源は、紫外線を発光するＬＥＤ上に、該ＬＥＤから放出される紫外線によって励起されて赤、緑又は青色の蛍光を発する蛍光発光部を備えたものであることを特徴とする請求項１４～１９のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。

【請求項22】

前記ＬＥＤは、発光ダイオード（Light Emitting Diode）又は有機ＥＬ（Organic Light Emitting Diode）であることを特徴とする請求項２０又は２１記載の表示装置の製造方法。

【請求項23】

実装面に紫外線の発光源である複数のＬＥＤを実装した複数の表示タイルを形成するステップと、
前記複数の表示タイルを配置した表示部と同等以上の大きさを有する可視光を透過する透明基板上に、予め定められた画素ピッチで複数の開口窓を設けてブラックマトリクスを形成するステップと、
前記ブラックマトリクス上に、前記開口窓と同等以上の大きさの開口を有して前記複数の開口窓に対応させて形成された複数の開口部内に、前記ＬＥＤから放出される前記紫外線によって励起されて赤、緑、青色の蛍光を発する蛍光色素を夫々充填して形成した複数の蛍光発光部を備える波長変換層を形成するステップと、
前記表示タイルの前記複数のＬＥＤと前記透明基板上の前記波長変換層とを対面させた状態で、前記ＬＥＤが前記波長変換層の前記開口部内に収まるように前記複数の表示タイルを前記波長変換層に対してアライメントするステップと、
前記複数の表示タイルと前記波長変換層とを接着剤を介して接合するステップと、
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。

【請求項24】

前記波長変換層は、前記表示タイル側の第１面と前記ブラックマトリクス側の第２面とを有し、前記第１面から前記第２面に向かって広がる前記開口部の側面に、前記蛍光色素が発する蛍光を前記開口部内に反射する反射膜を設けたことを特徴とする請求項２３記載の表示装置の製造方法。

【請求項25】

前記蛍光色素は、無色透明なバインダー樹脂に分散させて設けられていることを特徴とする請求項２３又は２４記載の表示装置の製造方法。

【請求項26】

前記バインダー樹脂には、該バインダー樹脂と屈折率の異なる光拡散材が分散されていることを特徴とする請求項２５記載の表示装置の製造方法。

【請求項27】

前記バインダー樹脂には、赤、緑又は青色に対応した波長の光を選択的に透過する色素が含有されていることを特徴とする請求項２５又は２６記載の表示装置の製造方法。

【請求項28】

前記複数の表示タイルの前記実装面とは反対側の裏面には、前記発光源の点灯を制御する駆動部が備えられていることを特徴とする請求項１４～２７のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の表示タイルを配置して大型の表示画面を形成する表示装置に関し、特に、表示タイルの配置ずれによる表示品質の劣化を容易に防止し得るようにした表示装置及びその製造方法に係るものである。

【背景技術】

【0002】

従来のこの種の表示装置の製造方法は、例えばＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤチップから成る画素をマトリクス状に配置して備え、画像描画面の部分として用いられる複数の画素タイル（表示タイル）を組み合わせることにより大型の画像描画面を作製するものとなっている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このような複数の画素タイルを組み合わせることにより大型の画像描画面を作製する方法によれば、画素タイルの配置ずれによる隣接する画素の位置ずれが視認され、表示品質が劣化するという問題であった。

【0004】

このような問題に対して、上記引用文献１に記載の発明は、画素タイルのランダムな配置ずれを、画素ずれの許容範囲内で意図的に生じさせて、画素の位置ずれの知覚を緩和させていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特表２０１８－５１０３８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、このような従来の表示装置においては、画素タイルのランダムな配置ずれを、画素ずれの許容範囲内で意図的に生じさせるものであったので、製造が煩雑になり、容易でなかった。

【0007】

そこで、本発明は、このような問題に対処し、表示タイルの配置ずれによる表示品質の劣化を容易に防止し得るようにした表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、第１の発明による表示装置は、実装面に赤、緑又は青色の複数の発光源を実装した複数の表示タイルを配置した表示部と、少なくとも１つの前記発光源を内包し得る大きさの開口を有して該発光源に対応させて設けられ、内部に光拡散材を充填した複数の開口部を備える光拡散層と、前記開口部と同等以下の大きさの開口を有し、前記光拡散層の全領域の複数の開口部に対応して予め定められた画素ピッチで形成された複数の開口窓を備えるブラックマトリクスと、を順次積層して構成したものである。

【0009】

また、第２の発明による表示装置は、実装面に紫外線の発光源である複数のＬＥＤを実装した複数の表示タイルを配置した表示部と、前記ＬＥＤを内包し得る大きさの開口を有して該ＬＥＤに対応させて設けられた複数の開口部内に、前記ＬＥＤから放出される前記紫外線によって励起されて赤、緑、青色の蛍光を発する蛍光色素を夫々充填して形成した複数の蛍光発光部を備える波長変換層と、前記開口部と同等以下の大きさの開口を有し、前記波長変換層の全領域の複数の開口部に対応して予め定められた画素ピッチで形成された複数の開口窓を備えるブラックマトリクスと、を順次積層して構成したものである。

【0010】

さらに、第３の発明による表示装置の製造方法は、実装面に赤、緑又は青色の複数の発光源を実装した複数の表示タイルを形成するステップと、前記複数の表示タイルを配置した表示部と同等以上の大きさを有する可視光を透過する透明基板上に、予め定められた画素ピッチで複数の開口窓を設けてブラックマトリクスを形成するステップと、前記ブラックマトリクス上に、前記開口窓と同等以上の大きさの開口を有して前記複数の開口窓に対応させて形成された複数の開口部内に光拡散材を充填して光拡散層を形成するステップと、前記表示タイルの前記複数の発光源と前記透明基板上の前記光拡散層とを対面させた状態で、少なくとも１つ前記発光源が前記光拡散層の前記開口部内に収まるように前記複数の表示タイルを前記光拡散層に対してアライメントするステップと、前記複数の表示タイルと前記光拡散層とを接着剤を介して接合するステップと、を含むものである。

【0011】

そして、第４の発明による表示装置の製造方法は、実装面に紫外線の発光源である複数のＬＥＤを実装した複数の表示タイルを形成するステップと、前記複数の表示タイルを配置した表示部と同等以上の大きさを有する可視光を透過する透明基板上に、予め定められた画素ピッチで複数の開口窓を設けてブラックマトリクスを形成するステップと、前記ブラックマトリクス上に、前記開口窓と同等以上の大きさの開口を有して前記複数の開口窓に対応させて形成された複数の開口部内に、前記ＬＥＤから放出される前記紫外線によって励起されて赤、緑、青色の蛍光を発する蛍光色素を夫々充填して形成した複数の蛍光発光部を備える波長変換層を形成するステップと、前記表示タイルの前記複数のＬＥＤと前記透明基板上の前記波長変換層とを対面させた状態で、前記ＬＥＤが前記波長変換層の前記開口部内に収まるように前記複数の表示タイルを前記波長変換層に対してアライメントするステップと、前記複数の表示タイルと前記波長変換層とを接着剤を介して接合するステップと、を含むものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、表示タイルの配置ずれにより、画素ずれが生じた場合でも、画素ピッチはブラックマトリクスの開口窓の位置できまるため、画素ずれは視認されない。したがって、表示タイルの配置ずれによる表示品質の劣化を容易に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明による表示装置の第１の実施形態の概略構成を模式的に示す正面図である。

【図2】図１の要部拡大正面図である。

【図3】上記第１の実施形態におけるブラックマトリクスの形成工程を示す説明図である。

【図4】上記第１の実施形態における光拡散層の開口部の形成工程を示す説明図である。

【図5】上記開口部の側壁への反射膜の形成工程を示す説明図である。

【図6】上記開口部内に光拡散材を充填して光拡散層を形成する工程を示す説明図である。

【図7】上記光拡散層と表示タイルとの組み立て工程を示す説明図である。

【図8】ブラックマトリクス及び光拡散層の形成の変形例を説明する図であり、ＢＭ樹脂層及び光拡散層の開口部形成工程を示す説明図である。

【図9】ブラックマトリクス及び光拡散層の形成の変形例を説明する図であり、上記開口部の側壁への反射膜の形成工程を示す説明図である。

【図10】本発明による表示装置の効果を示す説明図であり、（ａ）は表示タイルの配置ずれによるＬＥＤの位置ずれを示し、（ｂ）はＬＥＤの位置ずれがブラックマトリクスにより視認されないことを示している。

【図11】本発明による表示装置の第２の実施形態を示す要部拡大正面図である。

【図12】本発明による表示装置の上記第１及び第２の実施形態の変形例であり、（ａ）は第１の実施形態に対応し、（ｂ）は第２の実施形態に対応する。

【図13】本発明による表示装置の第３の実施形態の概略構成を模式的に示す正面図である。

【図14】本発明による表示装置の製造方法の変形例を示す説明図であり、（ａ）は第１の変形例を示し、（ｂ）は第２の変形例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による表示装置の第１の実施形態の概略構成を模式的に示す正面図であり、図２は図１の要部拡大正面図である。この表示装置は、複数の表示タイルを配置して大型の表示画面を形成するもので、複数の表示タイル１と、光拡散層２と、ブラックマトリクス３と、透明基板４と、を積層して構成したものである。

【0015】

上記表示タイル１は、実装面に赤、緑又は青色の発光源である複数のマイクロＬＥＤ（Light Emitting Diode）（以下、単に「ＬＥＤ」という）５を予め定められた所定の画素ピッチＰでマトリクス状に配置して実装したものであり、複数の走査線及びデータ線が交差して設けられたその交差領域に、ＬＥＤ５及びそれを駆動する薄膜トランジスタを備えた小型の表示基板である。そして、複数の表示タイル１を並べて配置することにより大型の表示部を形成することができるようになっている。なお、ここで「実装面」とは、表示タイル１の複数の走査線及びデータ線が交差して設けられた面であり、複数のＬＥＤ５が実装される面をいう。また、図１においては、図面が煩雑になるのを避けるために赤色ＬＥＤ５Ｒ、緑色ＬＥＤ５Ｇ及び青色ＬＥＤ５Ｂの３個のＬＥＤ５が表示タイル１に配置されている場合を示しているが、実際には各色対応の複数のＬＥＤ５が表示タイル１にマトリクス状に配置されている。また、各表示タイル１のＬＥＤ５の実装面とは反対側の裏面には、ＬＥＤ５の点灯を制御する図示省略の駆動部が備えられている。

【0016】

上記表示タイル１の上部には、光拡散層２が設けられている。この光拡散層２は、表示タイル１のＬＥＤ５から放出された光を拡散するもので、複数の表示タイル１を並べて形成したデイスプレイパネルの全表示部の複数ＬＥＤ５に対応して該ＬＥＤ５を内包し得る大きさの開口を有する開口部６を備えると共に、該開口部６内に光拡散材７を充填したものである。この場合、１つのＬＥＤ５と１対１で対応する開口部６が１画素に相当する。

【0017】

光拡散層７の形成には、フォトリソグラフィー技法により、所望の大きさの開口部６をパターニングすることができる各種感光性樹脂を適用することができる。光拡散層２の厚みは、１μｍ～１００μｍ程度が好適である。上記感光性樹脂は、特に、開口部６内に十分な量の光拡散材７を充填することができるように高アスペクト比の開口部６を形成することが可能な、例えば東京応化工業のＴＭＭＲ（登録商標）が好適である。

【0018】

上記光拡散層２は、表示タイル１側の第１面２ａとブラックマトリクス３側の第２面２ｂとを有しており、第１面２ａから第２面２ｂに向かって広がる上記開口部６の側面２ｃには、上記光拡散材７によって拡散された光を開口部６内に反射する反射膜８が設けられている。この反射膜８としては、可視光を効率的に反射する材料を用いるのが望ましく、例えば、金（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｚｎ）又はニッケル（Ｎｉ）等が好適である。そして、反射膜８は、スパッタリングやめっき等の公知の成膜技術により成膜することができる。

【0019】

上記光拡散材７は、該光拡散材７と異なる屈折率を有するバインダー樹脂９に分散させて設けられている。この光拡散材７は、ＬＥＤ５から放出された光を拡散させて、セル内を均一に光らせる役目を果たすもので、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ等の無機材料、又はシリコーン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂等の粒形樹脂等を適用することができる。光拡散材７の粒径は、使用する光拡散材７の種類にもよるが、１０ｎｍ～１０μｍのものを適用することができる。必要に応じて複数種の光拡散材７及び異なる粒径の光拡散材７を混合して使用してもよい。なお、バインダー樹脂９に対する光拡散材７の濃度は、３重量％～３０重量％程度が好適である。

【0020】

上記バインダー樹脂９は、上記光拡散材７の分散に優れ、光の拡散を阻害しないように、可視光領域の波長の透過率の高い、例えばアクリル樹脂や、エポキシ樹脂等の無色透明な材料が好適である。また、バインダー樹脂９は、赤、緑及び青色発光のＬＥＤ５に対応して対応色の波長の光を選択的に透過する、例えばカラーフィルタ用の色素を含有するものであってもよい。これにより、赤、緑及び青の色純度を向上させることができる。

【0021】

上記光拡散層２上には、ブラックマトリクス３が設けられている。このブラックマトリクス３は、光拡散層２の開口部６と同等以下の大きさの開口を有する開口窓１０を、光拡散層２の全領域の複数の開口部６に対応させて予め定められた画素ピッチＰでマトリクス状に備えたものである。この場合、上記開口窓１０が表示装置のピクセルサイズを決定する。

【0022】

上記ブラックマトリクス３は、液晶表示装置に使用される一般的なブラックマトリクス用樹脂を使用してフォトリソグラフィー技法により所望の大きさの開口窓１０を形成したものである。ここで、ブラックマトリクス３の開口窓１０、光拡散層２の開口部６及びＬＥＤ５の発光端面の大きさ（一辺の寸法）を夫々ＷＢ、ＷＤ、ＷＬとすると（図２を参照）、これらの関係は、次のように設定するのがよい。
ＷＬ≦ＷＢ≦ＷＤ

【0023】

具体的には、ブラックマトリクス３の開口窓１０の大きさＷＢは、ＬＥＤ５の発光端面の大きさＷＬと同等～４倍程度の大きさに設定するのが好ましい。また、光拡散層２の開口部６の大きさＷＤは、ブラックマトリクス３の開口窓１０の大きさＷＢと同等～２倍程度の大きさに設定するのが好ましい。

【0024】

上記ブラックマトリクス３を覆って透明基板４が設けられている。この透明基板４は、ブラックマトリクス３を支持するものであり、可視光領域の波長の透過率が高いガラス基板や、アクリル板等である。

【0025】

次に、このように構成された本発明による表示装置の第１の実施形態の製造方法を、図を参照して説明する。
最初に、ブラックマトリクス３の形成工程が実施される。このブラックマトリクス３の形成工程は、先ず、図３（ａ）に示すように、複数の表示タイル１を配置した表示部と同等以上の大きさを有し、可視光領域における波長の透過率の高いガラス等の透明基板４上に、液晶表示装置において使用される一般的なブラックマトリクス用の感光性樹脂１１が所定の厚みで均一に塗布される。

【0026】

次に、図３（ｂ）に示すように、ブラックマトリクス３の開口窓１０に対応して、ＬＥＤ５の発光端面と同等以上の大きさを有し、予め定められた所定の画素ピッチＰでマトリクス状に並べて複数の遮蔽部１２を備えたフォトマスク１３を使用してブラックマトリクス用の上記感光性樹脂１１に紫外線ＵＶを照射し、感光性樹脂１１を露光する。

【0027】

次いで、露光された上記感光性樹脂１１を専用の現像液を使用して現像することにより、フォトマスク１３の遮蔽部１２に対応する未露光部が除去される。さらに、これをベークすることにより、透明基板４上に開口窓１０が所定の画素ピッチＰでマトリクス状に配置して設けられたブラックマトリクス３が完成する。

【0028】

続いて、光拡散層２の開口部６の形成工程が実施される。この光拡散層２の開口部６の形成工程は、先ず、図４（ａ）に示すように、ブラックマトリクス３上に、高アスペクト比の開口部６を形成することができる、例えば東京応化工業のＴＭＭＲ（登録商標）等の光拡散層用の感光性樹脂１４が例えば１μｍ～１００μｍ程度の厚みに塗布される。

【0029】

次いで、図４（ｂ）に示すように、ブラックマトリクス３の開口窓１０と同等以上の大きさを有し、所定の画素ピッチＰでマトリクス状に並べて複数の遮蔽部１５を備えたフォトマスク１６を使用して光拡散層用の上記感光性樹脂１４に紫外線ＵＶを照射し、感光性樹脂１４を露光する。この場合、フォトマスク１６は、事前に、上記遮蔽部１５とブラックマトリクス３の開口窓１０とが所定の許容誤差内で合致するようにブラックマトリクス３に対してアライメントされる。

【0030】

続いて、図４（ｃ）に示すように、露光された上記感光性樹脂１４を専用の現像液を使用して現像することにより、フォトマスク１６の遮蔽部１５に対応する未露光部が除去される。さらに、これをベークすることにより感光性樹脂１４には、ブラックマトリクス３の開口窓１０に対応して開口部６が形成される。

【0031】

次に、開口部６の側面２ｃへの反射膜８の成膜工程が実施される。この反射膜８の成膜工程は、先ず、図５（ａ）に示すように、スパッタリングやめっき等の公知の成膜技術を使用して、開口部６の内部を含む感光性樹脂１４の側面に金（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｚｎ）又はニッケル（Ｎｉ）等の反射膜８が成膜される。

【0032】

次いで、図５（ｂ）に示すように、光拡散層２のブラックマトリクス３側の第１面２ａとは反対の第２面２ｂ側からブラックマトリクス３の開口窓１０に対応した開口部６内の部分にレーザ光Ｌが照射され、開口部６内にてブラックマトリクス３の開口窓１０の対応部に被着した反射膜８が除去される。この場合、照射されるレーザ光Ｌは、図示省略のスリットを通して上記開口窓１０の大きさに整形されたものである。これにより、図５（ｃ）に示すように、ブラックマトリクス３の開口窓１０に対応した部分の反射膜８が除去されて、開口部６の側面２ｃへの反射膜８の成膜工程が終了する。

【0033】

続いて、光拡散層２の開口部６内への光拡散材７の充填工程が実施される。この光拡散材７の充填工程は、先ず、図６（ａ）に示すように、可視光領域の波長の透過率の高い、例えばアクリル樹脂や、エポキシ樹脂等の無色透明なバインダー樹脂９に、該バインダー樹脂９と屈折率の異なる、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ等の無機材料、又はシリコーン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂等の粒形樹脂等の光拡散材７を均一に分散させたペースト１７が、例えばスクリーン印刷により、反射膜８が被着した感光性樹脂１４を覆って透明基板４の全面に塗布される。

【0034】

次に、図６（ｂ）に示すように、反射膜８を含む感光性樹脂１４上にて透明基板４の一方端から他方端に向かって（同図の矢印方向）にスキージ１８を移動し、感光性樹脂１４上の余分なペースト１７が除去される。

【0035】

次いで、光拡散層２の開口部６内に残ったペースト１７をベークして乾燥させることにより、図６（ｃ）に示すように、開口部６内に光拡散材７が充填されて光拡散層２が形成される。

【0036】

続いて、光拡散層２と表示タイル１との組み立て工程が実施される。この組み立て工程は、先ず、図７（ａ）に示すように、光拡散層２の第２面２ｂを覆って熱硬化型又は紫外線硬化型等の透明な接着剤１９が塗布される。又は、複数のＬＥＤ５が実装された表示タイル１の実装面の全面を覆って感光性熱硬化型接着剤を塗布し、これを露光及び現像してＬＥＤ５の周辺領域に接着剤を設けてもよい。又は光拡散層２上に両面接着テープを貼付してもよい。以下の説明においては、光拡散層２側に接着剤１９を塗布する場合について述べる。

【0037】

次に、図７（ｂ）に示すように、光拡散層２と表示タイル１の実装面１ａとを対面させた状態で、光拡散層２の開口部６に対応した領域内にＬＥＤ５が位置するように光拡散層２に対して表示タイル１をアライメントする。

【0038】

次いで、図７（ｃ）に示すように、光拡散層２と表示タイル１とを相対的に押圧して両者を突き合せる。この作業は、複数の表示タイル１に対して夫々実施される。その後、接着剤１９を硬化させて光拡散層２に対する複数の表示タイル１の接合が終了すると図１に示す表示装置が完成する。

【0039】

図８，９はブラックマトリクス３及び光拡散層２の形成工程の変形例を示す説明図である。図８はＢＭ樹脂層及び光拡散層の開口部形成工程を示す説明図である。
先ず、図８（ａ）に示すように、透明基板４を覆ってブラックマトリクス用の感光性樹脂１１が一定の厚みで均一に塗布され、その後、ベークして乾燥されてＢＭ樹脂層２０が形成される。この場合、ブラックマトリクス用の部材は低反射クロムであってもよいが、以下の説明においては、ＢＭ樹脂層２０の場合について説明する。

【0040】

続いて、光拡散層２の開口部６の形成工程が実施される。この光拡散層２の開口部６の形成工程は、図４を用いて説明した工程と同様の手順に従って実施される。先ず、図８（ｂ）に示すように、ＢＭ樹脂層２０上に、高アスペクト比の開口部６を形成することができる、例えば東京応化工業のＴＭＭＲ（登録商標）等の光拡散層用の感光性樹脂１４が例えば１μｍ～１００μｍ程度の厚みに塗布される。

【0041】

次いで、図８（ｃ）に示すように、形成しようとする光拡散層２の開口部６に対応して所定の画素ピッチＰで並べて複数の遮蔽部１５を備えたフォトマスク１６を使用して光拡散層２用の上記感光性樹脂１４に紫外線ＵＶが照射され、感光性樹脂１４が露光される。

【0042】

続いて、図８（ｄ）に示すように、露光された上記感光性樹脂１４を専用の現像液を使用して現像することにより、フォトマスク１６の遮蔽部１５に対応する未露光部が除去される。さらに、これをベークすることにより、感光性樹脂１４には、複数の開口部６が形成される。

【0043】

図９は開口部６の側面２ｃへの反射膜８の成膜工程を示す説明図である。この反射膜８の成膜工程は、図５を用いて説明した工程と同様の手順に従って実施される。先ず、図９（ａ）に示すように、スパッタリングやめっき等の公知の成膜技術を使用して、開口部６の内部を含む感光性樹脂１４の側面に金（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｚｎ）又はニッケル（Ｎｉ）等の反射膜８が成膜される。

【0044】

次いで、図９（ｂ）に示すように、光拡散層２のＢＭ樹脂層２０側の第１面２ａとは反対の第２面２ｂ側から開口部６内にレーザ光Ｌを照射し、開口部６の底面に被着した反射膜８及びＢＭ樹脂層２０が除去される。この場合、照射されるレーザ光Ｌは、図示省略のスリットを通してブラックマトリクス３の開口窓１０の大きさに整形されたものである。これにより、図９（ｃ）に示すように、開口部６の底面の反射膜８が除去されると共にブラックマトリクス３の開口窓１０が形成されて、光拡散層２の側面２ｃへの反射膜８の成膜工程が終了する。この場合、複数の開口窓１０の形成は、１ビームのレーザ光Ｌを画素ピッチＰと等しいピッチで移動しながら行ってもよく、画素ピッチＰと等しいピッチで並んだ複数のレーザ光Ｌを照射して行ってもよい。

【0045】

以降、図６を用いて説明した工程と同様の手順に従って、光拡散層２の開口部６内への光拡散材７の充填工程が実施される。即ち、図６（ａ）に示すように、可視光領域の波長の透過率の高い、例えばアクリル樹脂や、エポキシ樹脂等の無色透明なバインダー樹脂９に、該バインダー樹脂９と屈折率の異なる、例えば酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ等の無機材料、又はシリコーン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂等の粒形樹脂等の光拡散材７を均一に分散させたペースト１７が、例えばスクリーン印刷により、反射膜８が被着した感光性樹脂１４を覆って透明基板４の全面に塗布される。

【0046】

次に、図６（ｂ）に示すように、反射膜８を含む感光性樹脂１４上にて透明基板４の一方端から他方端に向かってスキージ１８を移動し、感光性樹脂１４上の余分なペースト１７が除去される。

【0047】

次いで、感光性樹脂１４の開口部６内に残ったペースト１７をベークして乾燥させることにより、図６（ｃ）に示すように、開口部６内に光拡散材７が充填されて光拡散層２が形成される。

【0048】

上記第１の実施形態によれば、表示タイル１の配置ずれにより、図１０（ａ）に示すように、ＬＥＤ５の位置ずれ（画素ずれ）Ｄが生じた場合でも、図１０（ｂ）に示すように、画素ピッチＰはブラックマトリクス３の開口窓１０の位置できまるため、ＬＥＤ５の位置ずれ（画素ずれ）Ｄが、光拡散層２の開口部６に対応した領域内で生じているときにはＬＥＤ５の位置ずれ（画素ずれ）Ｄは視認されない。したがって、表示タイル１の配置ずれによる表示品質の劣化を容易に防止しすることができる。

【0049】

図１１は本発明による表示装置の第２の実施形態を示す要部拡大正面図である。この第２の実施形態において第１の実施形態と異なる点は、１つの画素内に発光源である赤、緑、青色発光の３個のＬＥＤ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂが存在することである。詳細には、上記第２の実施形態は、透明基板４上に複数の開口窓１０を画素ピッチＰでマトリクス状に設けたブラックマトリクス３と、上記開口窓１０に対応させて該開口窓１０と同等以上の大きさの開口を有し、光拡散材７を充填した開口部６を画素ピッチＰでマトリクス状に設けた光拡散層２と、上記光拡散層２の１つの開口部６に対応して３個のＬＥＤ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを備えた表示タイル１とを積層して構成したものである。この場合、ＬＥＤ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの発光を制御すると共に、ＬＥＤ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから放出される３原色光を光拡散層２の開口部６内で拡散及び混色させることにより、１画素で所望の色を生成させることができる。

【0050】

なお、上記第１及び第２の実施形態においては、発光源が赤、緑、青色発光のＬＥＤ５Ｒ，５Ｇ，５Ｂである場合について説明したが、発光源は、図１２に示すように、紫外線を発光するＬＥＤ５ＵＶ上に、該ＬＥＤ５ＵＶから放出される紫外線によって励起されて赤、緑又は青色の蛍光を発する蛍光発光部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを備えたものであってもよい。この場合、本発明による表示装置は、表示タイル１に実装された上記発光源を開口部２２内に収容して備えた波長変換層２３上に光拡散層２及びブラックマトリクス３を順次積層した構成を有するものである。図１２（ａ）は第１の実施形態の変形例であり、ＬＥＤ５ＵＶを含む各蛍光発光部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに夫々対応させて光拡散層２の１つの開口部６及びブラックマトリクス３の１つの開口窓１０を設けたものである。また、図１２（ｂ）は第２の実施形態の変形例であり、ＬＥＤ５ＵＶを含む３つの蛍光発光部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに対応して光拡散層２の１つの開口部６及びブラックマトリクス３の１つの開口窓１０を設けたものである。

【0051】

図１３は本発明による表示装置の第３の実施形態の概略構成を模式的に示す正面図である。
この第３の実施形態は、実装面に紫外線の発光源である複数のＬＥＤ５ＵＶを実装した複数の表示タイル１を配置した表示部と、ＬＥＤ５ＵＶを内包し得る大きさの開口を有して該ＬＥＤ５ＵＶに対応させて設けられた複数の開口部２２内に、ＬＥＤ５ＵＶから放出される紫外線によって励起されて赤、緑、青色の蛍光を発する蛍光色素としての染料又は顔料を夫々充填して形成した複数の蛍光発光部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを備える波長変換層２３と、開口部２２と同等以下の大きさの開口を有し、波長変換層２３の全領域の複数の開口部２２に対応して予め定められた画素ピッチＰで形成された複数の開口窓１０を備えるブラックマトリクス３と、を順次積層して構成したものである。

【0052】

この場合、波長変換層２３は、表示タイル１側の第１面と前記ブラックマトリクス側の第２面とを有し、第１面から第２面に向かって広がる開口部２２の側面に、蛍光色素が発する蛍光を開口部２２内に反射する反射膜８を設けるとよい。

【0053】

また、蛍光色素は、無色透明なバインダー樹脂に均一に分散させて設けられている。この場合、バインダー樹脂には、該バインダー樹脂と屈折率の異なる光拡散材７が分散されているとよい。これにより、蛍光色素が発する蛍光を拡散させて、セル内を均一に光らせることができる。又は、バインダー樹脂には、赤、緑又は青色に対応した波長の光を選択的に透過する色素が含有されていてもよい。これにより、各色対応のピクセルの色純度を向上させることができる。

【0054】

本発明による表示装置の第３の実施形態の製造方法は、図３～図７を用いて説明した第１の実施形態の製造方法と同様にして行うことができる。
概略は、先ず、実装面に紫外線の発光源である複数のＬＥＤ５ＵＶを実装した複数の表示タイル１を形成するステップが実施される。

【0055】

次に、図３において説明したブラックマトリクス３の形成工程と同様にして、複数の表示タイル１を配置した表示部と同等以上の大きさを有する可視光を透過する透明基板４上に、予め定められた画素ピッチＰで複数の開口窓１０を設けてブラックマトリクス３を形成するステップが実施される。

【0056】

さらに、図４～６において説明した光拡散層２の形成工程と同様にして、ブラックマトリクス３上に、開口窓１０と同等以上の大きさの開口を有して複数の開口窓１０に対応させて形成された複数の開口部２２内に、ＬＥＤ５ＵＶから放出される紫外線によって励起されて赤、緑、青色の蛍光を発する蛍光色素を夫々充填して形成した複数の蛍光発光部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂを備える波長変換層２３を形成するステップが実施される。なお、蛍光発光部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの形成は、蛍光色素を含有するレジストを例えばインクジェットにより対応色の開口部２２内に充填して行ってもよく、又は波長変換層２３用の感光性樹脂１４（光拡散層２用と同じ樹脂を使用することができる）上に上記レジストを塗布した後、フォトリソグラフィー技法により露光及び現像して所定の開口部２２内に対応色の蛍光色素を充填して行ってもよい。

【0057】

さらにまた、図７において説明した組み立て工程と同様にして、表示タイル１の複数のＬＥＤ５ＵＶと透明基板４上の波長変換層２３とを対面させた状態で、ＬＥＤ５ＵＶが波長変換層２３の開口部２２内に収まるように複数の表示タイル１を波長変換層２３に対してアライメントするステップが実施される。そして、複数の表示タイル１と波長変換層２３とを接着剤１９を介して接合するステップが実施される。これにより、図１２に示す表示装置が完成する。

【0058】

上記第３の実施形態においても、表示タイル１の配置ずれにより、ＬＥＤ５ＵＶの位置ずれ（画素ずれ）が生じた場合でも、画素ピッチＰはブラックマトリクス３の開口窓１０の位置できまるため、ＬＥＤ５ＵＶの位置ずれ（画素ずれ）が、波長変換層２３の開口部２２に対応した領域内で生じているときにはＬＥＤ５ＵＶの位置ずれ（画素ずれ）は視認されない。したがって、第３の実施形態においても、表示タイル１の配置ずれによる表示品質の劣化を容易に防止することができる。

【0059】

なお、上記実施形態の説明においては、透明基板４上にブラックマトリクス３及び、光拡散層２又は波長変換層２３を形成した後、光拡散層２又は波長変換層２３に対して複数の表示タイル１を張り付けて大画面の表示装置を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限られず、光拡散層２又は波長変換層２３が表示タイル１の実装面１ａに設けられてもよい。この場合、図１４に示すように透明基板４に設けられたブラックマトリクス３に対して、光拡散層２（又は波長変換層２３）を設けた複数の表示タイル１が張り付けられる。光拡散層２（又は波長変換層２３）は、図１４（ａ）に示すように表示タイル１毎に個別に設けてもよく、図１４（ｂ）に示すように複数の表示タイル１を組み合わせた大型の表示部の全面を覆って設けてもよい。この場合も、画素ピッチＰはブラックマトリクス３の開口窓１０の位置できまるため、表示タイル１の配置ずれに起因した画素ずれは視認されない。

【0060】

また、以上の説明においては、ＬＥＤが発光ダイオード（Light Emitting Diode）である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、ＬＥＤは有機ＥＬ（Organic Light Emitting Diode）であってもよい。

【0061】

上記実施形態は、本発明が理解及び実施できる程度に概略的に示したものであり、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲を逸脱しない限り種々に変更及び修正をすることができる。

【符号の説明】

【0062】

１…表示タイル
２…光拡散層
３…ブラックマトリクス
４…透明基板
５，５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ…ＬＥＤ
６…開口部
７…光拡散材
８…反射膜
９…バインダー樹脂
１０…開口窓
１９…接着剤
２１Ｒ…赤色蛍光発光部
２１Ｇ…緑色蛍光発光部
２１Ｂ…青色蛍光発光部
２２…開口部
２３…波長変換層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】