(57)【要約】【課題】好ましくない位置に配置されたスペーサを除去する技術を提供する。【解決手段】  処理対象物１０に吐出液を着弾させ、着弾吐出液を乾燥して処理対象物１０上にスペーサを配置した後、処理対象物１０上にマスク２０を配置し、スペーサを配置すべき配置範囲上に遮光パターン２５を位置させ、マスク２０表面にレーザ光を照射し遮光パターン２５間に位置する透光パターン２８でレーザ光を透過させ、処理対象物１０の除去範囲内にレーザ光を照射し、除去範囲内に位置するスペーサを処理対象物１０の表面から剥離する。配置範囲に位置するスペーサにはレーザ光は照射されないので、処理対象物１０には、配置範囲内に位置するスペーサは残る。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置の二枚のパネルのうち、一枚のパネルを処理対象物として前記処理対象物にスペーサを配置するスペーサ配置方法であって、
予め、前記処理対象物上に前記スペーサを配置すべき配置範囲と、位置するスペーサを除去する除去範囲とを定めておき、
前記スペーサを含有する吐出液の液滴を吐出し、前記処理対象物の前記配置範囲に着弾させ、
前記着弾吐出液の分散液を蒸発させた後、前記除去範囲に位置する前記スペーサにレーザ光を照射して加熱し、前記レーザ光が照射された前記スペーサを前記処理対象物上から剥離させ、前記スペーサを前記処理対象物上の前記配置範囲に配置するスペーサ配置方法。
【請求項２】
前記吐出液を着弾させる着弾位置には凹部を形成しておく請求項１記載のスペーサ配置方法。
【請求項３】
前記処理対象物上にマスクを配置し、前記配置範囲上に、前記マスクに形成された前記レーザ光を遮光する遮光パターンを配置し、前記マスクを介して前記処理対象物表面に前記レーザ光を照射し、前記除去範囲に位置する前記スペーサに前記レーザ光を照射する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のスペーサ配置方法。
【請求項４】
前記処理対象物上の前記配置範囲の外部位置に、前記レーザ光を照射させない保護範囲を設定しておき、
前記マスクに形成された遮光パターンは、一部が前記配置範囲上に配置される際に、他の部分が前記保護範囲上に配置されるように形成された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のスペーサ配置方法。
【請求項５】
前記処理対象物上の気体を吸引し、剥離された前記スペーサを回収する請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のスペーサ配置方法。
【請求項６】
処理対象物を載置する載置台と、前記載置台上の前記処理対象物に向けてレーザ光を射出可能なレーザ光射出装置と、
前記処理対象物上に前記処理対象物と離間して配置され、前記レーザ光が照射されるマスクとを有するスペーサ除去装置であって、
前記マスクには、前記レーザ光を遮蔽する遮蔽パターンと、前記レーザ光を透過させる透過パターンとが形成されたスペーサ除去装置。
【請求項７】
前記マスクと前記処理対象物との間の気体を吸引するスペーサ回収装置を有する請求項６記載のスペーサ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板上に配置されたスペーサ部の個数を調整するスペーサ個数調整方法及びスペーサ除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルに要求される応答特性、コントラスト、視野角は、液晶層の厚みに依存するところが大きいため、液晶の厚みは、液晶が封入される一対の基板の間隙にスペーサを介在させて一定に保つよう制御している。
スペーサの形成方法としては、一方の基板に柱状に形成する方法、ボール状のスペーサを散布する方法等が知られている。
スペーサを柱状に形成する方法は、フォトリソグラフィによる膜の形成およびエッチング除去の工程が必要となり、工程数が多くコストと手間がかかる。また、ボール状のスペーサを基板上に散布する方法としては、スプレー噴霧する湿式散布法と、圧搾ドライ窒素などの気流で粉体状スペーサを基板上に直接散布する乾式散布法とがあるが、何れも画素領域にもスペーサが散布され、輝度の低下や輝度のむらが発生したり、基板上におけるスペーサ分布が不均一になり、基板間ギャップが不均一になる場合がある。
そこで、カラーフィルタの非画素領域であるブラックマトリクスに局所的にインクジェット法で簡便にスペーサを形成する技術が提案されている(例えば特許文献１参照)。この方法は、溶媒にボール状のスペーサを分散させたスペーサ含有インクを、ノズルからブラックマトリクス上に渦下して、溶媒を蒸発させることにより、ブラックマトリクス上にスペーサを残存させる。
インクジェット法によるスペーサ形成方法において、インクジェット装置から吐出される液滴中に、複数のスペーサが含有されており、インクジェットヘッドの各ノズルから液滴が基板上に一滴着弾すると、複数個のスペーサが塗布されたことになり、複数個のスペーサが集合したスペーサ部が形成される。
しかし、単独で位置するスペーサは移動しやすく、画素上やカラーフィルタ上に落下すると、視認性を悪化させる。
また、スペーサを集合させるために凹部を形成した場合、凹部内外のスペーサの高さは異なり、凹部外にスペーサが配置されるとパネルが歪んでしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２４０８３号公報
【特許文献１】特開２００４−２１１９９号公報
【特許文献１】特開２００６−２９３１４８号公報
【特許文献１】特開２００６−３２６９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、好ましくない位置に配置されたスペーサを除去する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、液晶表示装置の二枚のパネルのうち、一枚のパネルを処理対象物として前記処理対象物にスペーサを配置するスペーサ配置方法であって、予め、前記処理対象物上に前記スペーサを配置すべき配置範囲と、位置する前記スペーサを除去する除去範囲とを定めておき、前記スペーサを含有する吐出液の液滴を吐出し、前記処理対象物の前記配置範囲に着弾させ、前記着弾吐出液の分散液を蒸発させた後、前記除去範囲に位置する前記スペーサにレーザ光を照射して加熱し、前記レーザ光が照射された前記スペーサを前記処理対象物上から剥離させ、前記スペーサを前記処理対象物上の前記配置範囲に配置するスペーサ配置方法である。
また、本発明は、前記吐出液を着弾させる着弾位置には凹部を形成しておくスペーサ配置方法である。
また、本発明は、前記処理対象物上にマスクを配置し、前記配置範囲上に、前記マスクに形成された前記レーザ光を遮光する遮光パターンを配置し、前記マスクを介して前記処理対象物表面に前記レーザ光を照射し、前記除去範囲に位置する前記スペーサに前記レーザ光を照射するスペーサ配置方法である。
また、本発明は、前記処理対象物上の前記配置範囲の外部位置に、前記レーザ光を照射させない保護範囲を設定しておき、前記マスクに形成された遮光パターンは、一部が前記配置範囲上に配置される際に、他の部分が前記保護範囲上に配置されるように形成されたスペーサ配置方法である。
また、本発明は、前記処理対象物上の気体を吸引し、剥離された前記スペーサを回収するスペーサ配置方法である。
また、本発明は、処理対象物を載置する載置台と、前記載置台上の前記処理対象物に向けてレーザ光を射出可能なレーザ光射出装置と、前記処理対象物上に前記処理対象物と離間して配置され、前記レーザ光が照射されるマスクとを有するスペーサ除去装置であって、前記マスクには、前記レーザ光を遮蔽する遮蔽パターンと、前記レーザ光を透過させる透過パターンとが形成されたスペーサ除去装置である。
また、本発明は、前記マスクと前記処理対象物との間の気体を吸引するスペーサ回収装置を有するスペーサ除去装置である。
【０００６】
本発明のレーザ光の波長としては、３５５ｎｍ以下の波長を有するものを用いることが望ましい。
この波長のレーザ光であれば、スペーサの接着層を形成する樹脂膜の光吸収が大きく、効果的に固着したスペーサを除去することができる。
照射するレーザ光の一回の照射あたりの光エネルギーは、固着したスペーサを除去できる照射強度で、かつ、基板に損傷を与えない照射強度であることが好ましい。
スペーサを除去する際、パルス状のレーザ光を同じ場所に複数回照射する事もできる。また、レーザ光を照射する際に、スペーサ回収手段により除去したスペーサを回収することもできる。レーザ光の処理対象物への照射は、大気中で行われているので、上記スペーサ回収手段には、ポンプなどで空気を吸引するノズルを用いる方法がある。他の気体中でレーザ光照射が行われていても、その気体を吸引するノズルであればよい。
【発明の効果】
【０００７】
良品位置に配置されたスペーサにはレーザ光を照射しないで残しながら不良位置に配置されたスペーサにレーザ光を照射して除去することができるので、スペーサに起因する欠陥の無い液晶表示装置を得ることができる。
凹部外のスペーサを除去すると、スペーサ高さが均一になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】(ａ)：本発明で処理する処理対象物の平面図  (ｂ)：その断面図
【図２】(ａ)：吐出液が着弾された状態の処理対象物を説明するための平面図  (ｂ)：その断面図
【図３】(ａ)：着弾吐出液が乾燥された状態の処理対象物を説明するための平面図  (ｂ)：その断面図
【図４】(ａ)：本発明に用いる一例のマスクの平面図  (ｂ)：断面図
【図５】(ａ)：本発明に用いるマスクを処理対象物上に配置したときの平面図  (ｂ)：断面図
【図６】(ａ)：本発明で処理された処理対象物の平面図  (ｂ)：その断面図
【図７】吐出装置
【図８】スペーサ除去装置
【図９】(ａ)：本発明に用いる他の例のマスクの平面図  (ｂ)：断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜３，５，６の符号１０は、本発明で処理する処理対象物を示しており、図１〜図６の(ａ)は平面図、(ｂ)は断面図を示している。また、図４、５の符号２０は、本発明に用いるマスクを示している。
図１(ａ)、(ｂ)を参照し、処理対象物１０は、液晶表示装置に用いられる二枚のパネルのうち、ＴＦＴが形成された側のパネルであり、透明基板１１上に、画素領域１２とブラックマトリクス１４とが形成されている。
ここでは画素領域１２は、処理対象物１０上に行列状に配置されており、ブラックマトリクス１４は画素領域１２と画素領域１２との間に配置され、格子状になっている。
【００１０】
図７の符号３０は、この処理対象物１０上に吐出液の液滴を吐出する吐出工程に用いる吐出装置を示している。吐出装置３０は、直径１μ〜１０μｍであって、有機物、無機物、又はその両方から成る球形スペーサが分散液中に分散された吐出液を蓄液するタンク３２と、タンク３２に接続され、吐出液の液滴を吐出するヘッド３１とを有している。
処理対象物１０上にスペーサを複数個配置する際に、スペーサ配置の中心となる配置中心が処理対象物１０上に複数箇所予め設定されている。
図１〜３中、符号Ａは設定された配置中心の位置を示しており、処理対象物１０の表面には、配置中心Ａを中心として、所定面積、所定位置に凹部１５が形成されている。ここでは配置中心Ａや凹部１５は、ブラックマトリクス１４上に位置している。ブラックマトリクス１４は、酸化金属や有機物から成る遮光性の薄膜であり、凹部１５の底面にはブラックマトリクス１４の材料が露出しても良いし、透明基板１１や透明基板１１とブラックマトリクス１４の間に配置された薄膜が露出しても良い。
ヘッド３１は台３５上に配置されており、処理対象物１０は、凹部１５が形成された面を上方に向けて台３５上に配置されており、ヘッド３１の下方位置を通過する際に、配置中心Ａに向けてヘッド３１に形成されたノズルから吐出液が吐出される。
図７の吐出装置３０のヘッド３１と処理対象物１０とが相対移動され、ヘッド３１のノズル孔から処理対象物１０の全部の配置中心Ａに向けて吐出液が吐出され、液滴が着弾する。
配置中心Ａは凹部１５内に位置しているから、吐出された吐出液の液滴は、配置中心Ａを中心として各凹部１５内に着弾する。
吐出液は分散液にスペーサが分散されて構成されており、吐出液の液滴一滴には複数個のスペーサが含有されている。
【００１１】
図２(ａ)、(ｂ)の符号１７は、着弾した一滴又は二滴以上の液滴から成る着弾吐出液を示しており、各着弾吐出液１７は、配置中心Ａを中心とし、凹部１５よりも広い範囲に拡がっている。この着弾吐出液１７にも分散液と複数のスペーサとが含有される。
同図符号１８は、複数の着弾吐出液１７にそれぞれ含有される複数のスペーサのうち、図面左上に位置する１個のスペーサに付されており、他のスペーサには符号は省略されている。
凹部１５は周囲よりも窪んでいるため、配置中心Ａを中心とする凹部１５内に吐出液が着弾すると、着弾吐出液１７は拡がるが、着弾吐出液１７に含有されたスペーサ１８は凹部１５の外には出にくくなっている。
次に、処理対象物１０は加熱され、１００℃程度の温度に昇温し、各着弾吐出液１７に含有される分散液が蒸発し、乾燥して除去される。
分散液が蒸発乾燥される際には着弾吐出液１７の体積が縮小し、着弾吐出液１７の外縁が小さくなりながら、収縮の中心に向けて移動する。
その着弾吐出液１７に含有されるスペーサ１８は着弾吐出液１７の外縁の移動に伴って移動し、凹部１５の外部に位置するスペーサ１８は凹部１５内に落下し、凹部１５の底面上のスペーサ１８は、着弾吐出液１７の収縮の中心に向けて移動し、配置中心Ａ付近に集合する。
集合したスペーサ１８は、分散液が蒸発乾燥して消滅すると、スペーサ１８は処理対象物１０表面に配置される。吐出液中に接着剤が溶解されていたり、スペーサ１８表面が接着性の樹脂膜で被覆されている場合には、スペーサ１８は処理対象物１０表面に接着される。
凹部１５外に位置するスペーサ１８には、移動途中に着弾吐出液１７の外縁移動から取り残されたスペーサ１８や、外縁が配置中心Ａ方向に移動しなかった吐出液に含有されたスペーサ１８等、凹部１５の外部で接着されてしまうものがある。これらのスペーサ１８は、配置中心Ａから遠く離間した位置で処理対象物１０表面に接着される。
本発明では、処理対象物１０上にスペーサ１８を配置する範囲とされた配置範囲と、スペーサの配置を許容せず、範囲内に位置するスペーサを除去の対象とする除去範囲とが設定されており、一例として、ここでは凹部１５内が配置範囲であり、凹部１５の外側が除去範囲であるとする。
【００１２】
図３(ａ)、(ｂ)は、着弾吐出液１７の分散液が乾燥された処理対象物１０を示しており、この処理対象物１０の配置範囲に位置する複数のスペーサ１８のうち、一個のスペーサが符号１８ａで図３(ａ)、(ｂ)、図５(ｂ)、図６(ａ)、(ｂ)中に示されており、除去範囲に位置する複数のスペーサのうち、一個のスペーサが符号１８ｂで図３(ａ)、(ｂ)、図５(ａ)、(ｂ)中に示されている。
【００１３】
次に、除去範囲に位置するスペーサ１８ｂを除去するスペーサ除去工程について説明する。
図８は、スペーサ除去工程で用いるスペーサ除去装置４０を示している。
このスペーサ除去装置４０は、載置部４５を有しており、載置部４５上にはレーザ光を射出するレーザ射出装置４１が設けられている。レーザ射出装置４１は、レーザ光を下方に向けて射出し、載置部４５上に照射できるようにされている。
載置部４５上には、着弾吐出液１７が乾燥され、スペーサ１８ａ、１８ｂが表面に接着された処理対象物１０が水平に配置されている。同図符号１０は、載置部４５上の処理対象物を示しており、その処理対象物１０上には、処理対象物１０と離間してマスク２０が配置されている。
マスク２０を図４(ａ)、(ｂ)に示す。
このマスク２０は、ガラスなどの透明でレーザ光が透過するマスク本体板２１を有しており、マスク本体板２１の表面には、レーザ光を遮光する遮光膜から成る遮光パターン２５が形成されており、遮光パターン２５と遮光パターン２５の間であって、マスク本体板２１が露出する部分は、レーザ光が透過する透光パターン２８にされている
図５(ａ)は、載置部４５上に配置された処理対象物１０を、マスク２０上から見た場合の平面図であり、同図(ｂ)はその断面図である。同図(ｂ)に示すように、スペーサ除去装置４０では、マスク２０は、処理対象物１０のスペーサ１８ａ、１８ｂが配置された面上に処理対象物１０と平行に配置されている。
【００１４】
マスク２０の遮光パターン２５の形状、大きさ、位置は、処理対象物１０上に設定された配置範囲と同一であり、マスク２０と処理対象物１０とは位置合わせがされ、遮光パターン２５は配置範囲(ここでは、凹部１５)上に位置されて、マスク２０上から処理対象物１０を見たときに、配置範囲が遮光パターン２５によって隠れるようになっている。
処理対象物１０と、その上のマスク２０とは、一緒に載置部４５上をＸ−Ｙの二方向に移動できるようにされており、レーザ射出装置４１が射出するレーザ光が照射される位置に、処理対象物１０上の所望箇所を、マスク２０を介して、配置できるようにされている。
【００１５】
従って、レーザ光はレーザ射出装置４１からマスク２０に向けて射出されると、マスク２０に照射されたレーザ光のうち、遮光パターン２５に照射された部分のレーザ光は遮光されて処理対象物１０に到達せず、透光パターン２８に照射されたレーザ光は、マスク本体板２１を透過し、除去範囲の処理対象物１０の表面に照射される。従って、配置範囲に位置するスペーサ１８ａにはレーザ光が照射されない。なお、ここではレーザ光の波長は３５５ｎｍ以下のものが用いられている。
【００１６】
スペーサ１８ａ、１８ｂは、ここでは、金属粒子、セラミック粒子、樹脂粒子からなる芯部と、芯部の表面に形成され、芯部よりも溶融温度が低く、加熱・溶融すると接着性を発現する樹脂膜から成る表面層とで構成されている。
【００１７】
従って、処理対象物１０が表面層の融解温度以上に加熱されるとスペーサ１８ａ、１８ｂは分散液の蒸発乾燥工程で配置された位置に固着されるが、スペーサ１８ａ、１８ｂを固着する前に、スペーサ１８ｂにレーザ光が照射された場合、樹脂膜はレーザ光の照射によって蒸発する温度以上に加熱されて蒸気を発生させ、スペーサ１８ｂと処理対象物１０との接触部分から放出される樹脂膜の蒸気によってスペーサ１８ｂは処理対象物１０の表面から剥離する。
処理対象物１０とマスク２０とは離間されており、従ってその間には隙間２９が形成されており、剥離したスペーサ１８ｂは、隙間２９内で処理対象物１０の表面を移動する。
処理対象物１０の周辺は、液晶表示装置として動作しない無効領域であり、スペーサは配置されないから、レーザ光を照射しなくてもよく、レーザ光の照射位置が静止していた場合は、マスク２０及び処理対象物１０は、無効領域を除く有効領域上のマスク２０にレーザ光が照射されるように一緒に移動すればよく、また、マスク２０及び処理対象物１０が静止していた場合は、レーザ光の照射位置が移動して、レーザ光が無効領域を除く有効領域上のマスク２０に照射されればよい。
【００１８】
要するに、マスク２０及び処理対象物１０が相対的に静止した状態で、マスク２０及び処理対象物１０と、レーザ光の照射位置とが相対的に移動して、除去範囲内にあるスペーサ１８ｂにはレーザ光が照射されて処理対象物１０の表面から剥離されればよい。
隙間２９に面する位置にはスペーサ回収装置４２が配置されている。スペーサ回収装置４２には、真空ポンプが接続され、スペーサ回収装置４２が隙間２９内の気体を吸引するように構成されている。
レーザ光がマスク２０を介して処理対象物１０に照射されるときには、隙間２９内の気体(ここでは空気)がスペーサ回収装置４２によって吸引されており（図８）、レーザ光の照射によって処理対象物１０上から剥離されたスペーサ１８ｂは、吸引される空気と共にスペーサ回収装置４２に吸引される。
従って、除去領域に位置するスペーサ１８ｂはレーザ光が照射されて処理対象物１０上から剥離され、スペーサ回収装置４２に吸引されて回収される。
レーザ光は遮光パターン２５によって遮光されるため、配置範囲に位置するスペーサ１８ａにはレーザ光は照射されず、処理対象物１０の表面(ここではブラックマトリクス１４の凹部１５)に接着されて残る。レーザ光の照射後の処理対象物１０上には、図６(ａ)、(ｂ)に示すように、配置範囲である凹部１５内にだけスペーサが配置される。
【００１９】
次に、配置範囲内のスペーサ１８ａが残った処理対処物１０を１５０℃以上の温度に加熱し、配置範囲に配置されたスペーサ１８ａを昇温させて表面層を一時融解して、スペーサ１８ａを処理対象物１０の表面に固着させた後、対向するパネルと貼り合わせ、パネル間に液晶を注入して液晶表示装置を形成する。
【００２０】
なお、本実施例では、スペーサ１８ａ、１８ｂは、ガラスや金属等の無機物から成る芯部が、接着性樹脂から成る表面層で被覆されており、分散液中では接着性のない表面層が加熱によって一時融解してスペーサ１８が固着されているが、分散液に固着成分を分散又は溶解して含有させておき、スペーサ１８ａ、１８ｂを、ガラス粒子、金属粒子、樹脂粒子等の接着性を有さない粒子で構成させ、分散液を蒸発させた後、処理対象物１０を加熱して固着成分を反応させ、スペーサ１８ａ、１８ｂを処理対象物１０の表面に固定するようにしてもよい。
【００２１】
また、上述したマスク２０では、配置範囲だけを遮光パターン２５で覆っていたが、処理対象物１０の表面を、スペーサ１８ａを配置する配置範囲と、位置するスペーサ１８ｂを除去する除去範囲と、レーザ光を照射するのが好ましくない、例えば画素領域１２等の保護範囲とに分け、図９(ａ)、(ｂ)に示すマスク２０ａのように、配置範囲を覆う遮光パターン２５と保護範囲を覆う遮光パターン２６とを、マスク本体板２１に設け、それら遮光パターン２５、２６の間の部分を透光パターン２８にしてもよい。
【００２２】
このような保護範囲は配置範囲の外部に位置しており、保護範囲にはスペーサが配置されないことが好ましいので、保護範囲内には吐出液の液滴が着弾しないようにされている。
なお、一個のスペーサは、異なる範囲に亘って位置している場合がある。例えば、一個のスペーサの体積の一部分が除去領域上に位置し、他の部分が配置領域上に位置するときには、スペーサの一部分にレーザ光が照射される。本発明では、このようなスペーサは、レーザ光の照射によって処理対象物上から除去されても、処理対象物に残っても許容されるものとする。
【００２３】
上記実施例では、液晶を配置する液晶表示装置の基板を処理対象物の例として説明したが、液晶表示装置に用いられる二枚のパネルのうち、カラーフィルタ側のパネルを処理対象物にしてもよい。この場合もブラックマトリクスに凹部を形成し、凹部の一部、全部、又は凹部の外周領域を含む領域を配置範囲に設定することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１０……処理対象物
１８、１８ａ、１８ｂ……スペーサ
２０……マスク
２５……遮光パターン
２８……透光パターン
【図１】
2010286524.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2010286524.tif 000010
【図９】
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