(57)【要約】【課題】柱状スペーサの高さがばらついても、液晶表示装置を高い歩留まりで製造することができる液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】第１の基板２００上に柱状スペーサ４０が形成される。柱状スペーサ４０の高さが測定される。液晶層３０を設けるために、第１の基板２００および第２の基板１００のいずれかの上に、柱状スペーサ４０の高さに依存した決定関数によって決定される液晶量で、液晶が滴下される。決定関数は、温度上昇に起因しての液晶層３０の偏在を回避することと、温度降下に起因してのギャップ中の気泡の発生を回避することと、液晶パネル３００の光学特性から要求されるギャップの寸法の上限条件および下限条件を満たすこととを考慮して予め定められている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギャップを介して互いに対向する第１の基板および第２の基板と、前記ギャップを保持する柱状スペーサと、前記ギャップ中の液晶層と、を有する液晶パネルを含む液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１の基板上に前記柱状スペーサを形成する工程と、
前記柱状スペーサの高さを測定する工程と、
前記液晶層を設けるために、前記第１の基板および前記第２の基板のいずれかの上に、前記柱状スペーサの高さに依存した決定関数によって決定される液晶量で、液晶を滴下する工程と、
を備え、前記決定関数は、温度上昇に起因しての前記液晶層の偏在を回避することと、温度降下に起因しての前記ギャップ中の気泡の発生を回避することと、前記液晶パネルの光学特性から要求される前記ギャップの寸法の上限条件および下限条件を満たすこととを考慮して予め定められている、液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記決定関数は、前記柱状スペーサの高さが複数の高さ範囲のいずれに含まれるかによって、異なる数式によって規定されている、請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記決定関数は、温度上昇に起因しての前記液晶層の偏在が回避されると予測される液晶量を規定する第１の上限関数と、温度降下に起因しての前記ギャップ中の気泡の発生が回避されると予測される液晶量を規定する第１の下限関数と、前記液晶パネルの光学特性から要求される前記ギャップの寸法の上限条件および下限条件が満たされると予測される液晶量を規定する第２の上限関数および第２の下限関数と、によって規定される範囲内で前記液晶量を算出する、請求項１または２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記決定関数は、前記第１の上限関数および前記第２の下限関数の交点と、前記第１の下限関数および前記第２の上限関数の交点と、を含む１次関数によって規定される、請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
許容される前記柱状スペーサの最小高さを含む第１の高さ範囲と、許容される前記柱状スペーサの最大高さを含む第２の高さ範囲と、の間の第３の高さ範囲においては、前記決定関数として前記第１の上限関数および前記第１の下限関数の中間値が用いられ、前記第１の高さ範囲および前記第２の高さ範囲においては、前記決定関数として前記中間値と異なる値が用いられる、請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
許容される前記柱状スペーサの最小高さを含む第１の高さ範囲と、許容される前記柱状スペーサの最大高さを含む第２の高さ範囲と、の間の第３の高さ範囲においては、前記決定関数として前記第２の上限関数および前記第２の下限関数の中間値が用いられ、前記第１の高さ範囲および前記第２の高さ範囲においては、前記決定関数として前記中間値と異なる値が用いられる、請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の高さ範囲および前記第２の高さ範囲においては、前記決定関数は、前記第１の上限関数および前記第２の下限関数の交点と、前記第１の下限関数および前記第２の上限関数の交点と、を含む１次関数によって規定される、請求項５または６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
ギャップを介して互いに対向する第１の基板および第２の基板と、前記ギャップを保持する柱状スペーサと、前記ギャップ中の液晶層と、を有する液晶パネルを含む液晶表示装置の製造システムであって、
前記第１の基板上に形成された前記柱状スペーサの高さを測定する高さ測定装置と、
前記液晶パネルの光学特性から要求される前記ギャップの寸法の上限条件および下限条件についてのデータを入手するデータ入手手段と、
前記柱状スペーサの高さと、前記ギャップの寸法の前記上限条件および前記下限条件とに基づいて、前記柱状スペーサが設けられた前記第１の基板の良否を判定する良否判定装置と、
前記良否判定装置によって良と判定された場合に、前記柱状スペーサの高さと、前記ギャップの寸法の前記上限条件および前記下限条件とに基づいて、前記液晶層を設けるための液晶量を決定する液晶量算出装置と、
を備える、液晶表示装置の製造システム。
【請求項９】
前記液晶量算出装置は、前記柱状スペーサの高さに依存した決定関数によって前記液晶量を決定し、前記決定関数は、前記柱状スペーサの高さが複数の高さ範囲のいずれに含まれるかによって、異なる数式によって規定されている、請求項８に記載の液晶表示装置の製造システム。
【請求項１０】
請求項８または９に記載の液晶表示装置の製造システムを用いて前記液晶量を算出する工程と、
前記液晶量で液晶を滴下する工程と、
を備える、液晶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、液晶表示装置の製造方法および液晶表示装置の製造システムに関し、特に、基板間のギャップを保持する柱状スペーサを有する液晶表示装置の製造方法および液晶表示装置の製造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、映像が表示される液晶パネルを有しており、透過型または半透過型の場合はさらにバックライトを有している。液晶パネルは、液晶層を介して互いに対向する１対の基板とを有している。典型的には、一方の基板はアクティブマトリクス基板、すなわち、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ（ＴＦＴ）基板)である。他方の基板はカラーフィルター（ＣＦ）基板である。ＴＦＴ基板には、配線が格子状に配置されている。具体的には、ソース配線とゲート配線とが互いに交差するように配置されている。その交差部にＴＦＴが配置されている。ＣＦ基板においては、ブラックマトリクス(ＢＭ)によって画素部が規定されている。画素部には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）のカラーフィルターが形成されている。
【０００３】
ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間にはギャップが設けられており、このギャップ中に液晶が封入されることによって液晶層が設けられている。ギャップの寸法は、基板間に配置されたスペーサによって一定に保持されている。スペーサとして、直径数μｍ程度の粒子状のビーズスペーサが用いられ得る。ビーズスペーサは基板上にランダムに散布されるため、画素部にも配置される場合がある。このため、ビーズスペーサ周辺において液晶の配向の乱れが生じることがある。その結果、画像品質が低下することがあり、例えば、光が漏れる現象（光抜け）が発生することによって画像のコントラストが低下し得る。そこで、高い画像品質が求められる場合には、ビーズスペーサではなく、柱状スペーサが用いられる傾向がある。
【０００４】
高温下では、液晶の熱膨張に柱状スペーサの弾性変形が追従することが困難となり得る。その場合、重力により液晶がパネル下辺側に液晶が溜まることで、パネル下辺側のギャップが大きくなる。言い換えれば、いわゆるギャップむら（重力むら、高温ギャップむら、または高温下膨れ）が発生する。また低温下では、液晶の熱収縮に柱状スペーサの弾性変形が追従することが困難となり得る。その場合、液晶セル内の内圧が急激に低下することで、気泡が発生する。すなわち、いわゆる低温発泡が発生する。
【０００５】
そこで、特開２００５−２５８４２２号公報（特許文献１）、特開２００８−６５０７７号公報（特許文献２）および特開２００７−２１３０９２号公報（特許文献３）によれば、柱状スペーサの弾性変形率と、測定された柱状スペーサの高さとに合せて、基板間に設けられる液晶層の液晶量を最適化する技術と、高温ギャップむらおよび低温発泡などに対する許容度を広くするために弾性変形範囲の大きな柱状スペーサを用いる技術とが開示されている。また特開２０１０−１３９５６８号公報（特許文献４）によれば、高さの異なる２種類の柱状スペーサが用いられ、これらの密度が領域毎に変更されている。これにより低温発泡が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２５８４２２号公報
【特許文献２】特開２００８−６５０７７号公報
【特許文献３】特開２００７−２１３０９２号公報
【特許文献４】特開２０１０−１３９５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
柱状スペーサの高さには、ばらつきが存在する。このため、基板間に設けられる液晶層の液晶量は、柱状スペーサの高さに応じて設定されることが望ましい。これにより、高温ギャップむらおよび低温発泡を、なるべく避けることができる。
【０００８】
一方で、高い表示性能を有する液晶表示パネルを得るためには、基板間のギャップの寸法誤差を抑える必要がある。ギャップは、その中に封止される液晶量が多くなるほど拡張される。このためギャップの寸法は液晶量に比例する。よって、高温ギャップむらの発生および低温発泡の発生を避けることだけを考慮して液晶量が決定されると、ギャップの寸法が不適切となり得る。その結果、液晶表示装置の製造歩留まりが低下する。
【０００９】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、柱状スペーサの高さがばらついても、液晶表示装置を高い歩留まりで製造することができる、液晶表示装置の製造方法および液晶表示装置の製造システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、ギャップを介して互いに対向する第１の基板および第２の基板と、ギャップを保持する柱状スペーサと、ギャップ中の液晶層と、を有する液晶パネルを含む液晶表示装置の製造方法である。第１の基板上に柱状スペーサが形成される。柱状スペーサの高さが測定される。液晶層を設けるために、第１の基板および第２の基板のいずれかの上に、柱状スペーサの高さに依存した決定関数によって決定される液晶量で、液晶が滴下される。決定関数は、温度上昇に起因しての液晶層の偏在を回避することと、温度降下に起因してのギャップ中の気泡の発生を回避することと、液晶パネルの光学特性から要求されるギャップの寸法の上限条件および下限条件を満たすこととを考慮して予め定められている。
【００１１】
本発明の液晶表示装置の製造システムは、ギャップを介して互いに対向する第１の基板および第２の基板と、ギャップを保持する柱状スペーサと、ギャップ中の液晶層と、を有する液晶パネルを含む液晶表示装置の製造システムである。製造システムは、高さ測定装置と、データ入手手段と、良否判定装置と、液晶量算出装置とを有している。高さ測定装置は、第１の基板上に形成された柱状スペーサの高さを測定するものである。データ入手手段は、液晶パネルの光学特性から要求されるギャップの寸法の上限条件および下限条件についてのデータを入手するものである。良否判定装置は、柱状スペーサの高さと、ギャップの寸法の上限条件および下限条件とに基づいて、柱状スペーサが設けられた第１の基板の良否を判定するものである。液晶量算出装置は、良否判定装置によって良と判定された場合に、柱状スペーサの高さと、ギャップの寸法の上限条件および下限条件とに基づいて、液晶層を設けるための液晶量を決定するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、柱状スペーサの高さに依存して液晶量を決定する決定関数は、温度上昇に起因しての液晶層の偏在を回避することと、温度降下に起因してのギャップ中の気泡の発生を回避することと、液晶パネルの光学特性から要求されるギャップの寸法の上限条件および下限条件を満たすこととを考慮して予め定められている。これにより、柱状スペーサの高さがばらついても、より確実に、温度上昇に起因しての液晶層の偏在を回避し、かつ温度降下に起因してのギャップ中の気泡の発生を回避し、かつ液晶パネルの光学特性から要求されるギャップの寸法の上限条件および下限条件を満たすことができる。すなわち、柱状スペーサの高さがばらついても、液晶表示装置を高い歩留まりで製造することができる。
【００１３】
本発明の液晶表示装置の製造システムによれば、柱状スペーサが設けられた第１の基板の良否が「良」と判定された場合に、液晶量が決定される。これにより、良否が「否」と判定された第１の基板を製造工程から取り除くことができる。よって、柱状スペーサの高さがばらついても、液晶表示装置を高い歩留まりで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置が有する液晶パネルの構成を概略的に示す図であって、図２および図３の線Ｉ−Ｉに沿う部分断面図である。
【図２】図１の液晶パネルが有するＴＦＴ基板の構成を概略的に示す部分平面図である。
【図３】図１の液晶パネルが有するＣＦ基板の構成を概略的に示す部分平面図である。
【図４】図１の液晶パネルにおける柱状スペーサの面積占有率の定義を説明する部分平面図である。
【図５】柱状スペーサの高さが１種類の場合における室温時の液晶パネルの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図６】図５の液晶パネルの温度が上昇した際に、液晶層の膨張に柱状スペーサの伸長が完全には追従することができなかった様子を示す部分断面図である。
【図７】図５の液晶パネルの温度が降下した際に、液晶層の収縮に柱状スペーサの収縮が完全には追従することができなかった様子を示す部分断面図である。
【図８】柱状スペーサの高さが複数種類の場合における室温時の液晶パネルの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図９】図８の液晶パネルの温度が上昇した際に、液晶層の膨張に柱状スペーサの伸長が完全には追従することができなかった様子を示す部分断面図である。
【図１０】図８の液晶パネルの温度が降下した際に、液晶層の収縮に柱状スペーサの収縮が完全には追従することができなかった様子を示す部分断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の製造方法を概略的に示すフロー図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の製造方法における液晶量の算出方法の一例を説明するグラフ図である。
【図１３】比較例における液晶量の算出方法を説明するグラフ図である。
【図１４】本発明の実施の形態２における液晶表示装置の製造方法における液晶量の算出方法の一例を説明するグラフ図である。
【図１５】図１４の変形例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態３における液晶表示装置の製造方法における液晶量の算出方法の一例を説明するグラフ図である。
【図１７】図１６の変形例を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態４における液晶表示装置の製造方法における液晶量の算出方法の一例を説明するグラフ図である。
【図１９】比較例における液晶量の算出方法を説明するグラフ図である。
【図２０】液晶表示装置の構成の例を示すブロック図である。
【図２１】本発明の実施の形態５における液晶表示装置の製造システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図２２】良否判定装置および液晶量算出装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【図２３】良否判定装置および液晶量算出装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜予備的説明＞
本発明の実施の形態の説明に先立って、高温ギャップむらおよび低温発泡の発生原因について説明する。始めに、柱状スペーサの高さが１種類の場合について、図５〜図７を参照して説明し、次に、柱状スペーサの高さが複数種類の場合について、図８〜図１０を参照して説明する。
【００１６】
図５は、柱状スペーサの高さが１種類の場合における液晶パネル３０１の構成を概略的に示す部分断面図である。液晶パネル３０１は、ＣＦ基板２００（第１の基板）と、ＴＦＴ基板１００（第２の基板）と、柱状スペーサ４０と、液晶層３０とを有している。液晶層３０は、ＣＦ基板２００とＴＦＴ基板１００との間に、シール材（図示せず）によって封止されている。なお以下において、ＣＦ基板２００とＴＦＴ基板１００とシール材とによって規定された空間を「セル」と呼称し、ＣＦ基板２００とＴＦＴ基板１００との間隔（ギャップ）を「セルギャップ」と呼称することがある。
【００１７】
柱状スペーサ４０は、通常、液晶パネル３０１中では、ＴＦＴ基板１００とＣＦ基板２００との間で圧縮されている。柱状スペーサ４０は、圧縮される前は高さＨ０を有しており、圧縮された後は弾性変形量ＥＤによって室温時に高さＨ１を有している。よって、室温時のセルギャップＣＧは高さＨ１に対応している。柱状スペーサ４０の圧縮量は、液晶層３０の熱膨張によってセルギャップＣＧが増大するにつれて減少する。よって柱状スペーサ４０は、セルギャップの増大に、ある程度までは追従することができる。言い換えれば、柱状スペーサ４０は、セルギャップの増大に応じて、ある程度までは伸長することができる。
【００１８】
図６は、液晶パネル３０１の温度が上昇した際に、液晶層３０の膨張に柱状スペーサ４０の伸長が完全には追従することができなかった様子を示す部分断面図である。熱膨張によって液晶層３０の厚みが元の高さＨ０（図５）を超えると、柱状スペーサ４０の弾性変形による伸長が液晶層３０の熱膨張に追従することができなくなる。その結果、柱状スペーサ４０の先端とＴＦＴ基板１００との間に隙間が生じる。よって、基板間の液晶層３０の厚みに対応するセルギャップＣＧ１は、柱状スペーサ４０によって保持されなくなる。柱状スペーサ４０によって保持されなくなった体積分の液晶は、重力により液晶パネル３０１の下方へ移動する。これにより液晶が下方に偏在する。その結果、セルギャップにむらが発生する。言い換えれば、高温ギャップむらが発生する。
【００１９】
図７は、液晶パネル３０１の温度が降下した際に、液晶層３０の収縮に柱状スペーサ４０の収縮が完全には追従することができなかった様子を示す部分断面図である。温度降下による液晶層３０の収縮にともなって、柱状スペーサ４０はより圧縮されていく。これにともなって、柱状スペーサ４０の弾性変形による反発力は増大していく。反発力が大気圧に達すると、柱状スペーサ４０は、それ以上は収縮しなくなる。すなわち、柱状スペーサ４０の弾性変形による収縮が液晶層３０の収縮に追従することができなくなる。よって、液晶層３０の厚みがさらに収縮すると、液晶パネル３０１のセル内部の圧力が低下し始める。その結果、セルギャップＣＧ２を有するセル内に、低温発泡による真空気泡ＢＢ（気泡）が発生する。
【００２０】
図８は、柱状スペーサの高さが複数種類の場合（デュアルスペーサ構造の場合）における室温時の液晶パネル３０２の構成を概略的に示す部分断面図である。液晶パネル３０２は、その柱状スペーサとして、上述した柱状スペーサ４０に加えて、サブ柱状スペーサ４１を有している。サブ柱状スペーサ４１は、圧縮されていない状態において、柱状スペーサ４０の高さよりも小さい高さを有している。また液晶パネル３０２中における室温時に、柱状スペーサ４０は基板間で圧縮されているが、サブ柱状スペーサ４１は圧縮されていない。
【００２１】
図９は、液晶パネルの温度が上昇した際に、液晶層３０の膨張に柱状スペーサ４０の伸長が完全には追従することができなかった様子を示す部分断面図である。熱膨張によって液晶層３０の厚みが高さＨ０（図８）を超えると、前述した図６の場合と同様に、高温ギャップむらが発生する。
【００２２】
図１０は、図８の液晶パネルの温度が降下した際に、液晶層３０の収縮に柱状スペーサの収縮が完全には追従することができなかった様子を示す部分断面図である。温度降下による液晶層３０の収縮にともなって、柱状スペーサ４０がより圧縮されていき、やがてサブ柱状スペーサ４１がＴＦＴ基板１００にも接触する。液晶層３０のさらなる収縮にともなって、サブ柱状スペーサ４１の弾性変形による反発力は増大していく。柱状スペーサ４０およびサブ柱状スペーサ４１の反発力が大気圧に達すると、柱状スペーサ４０およびサブ柱状スペーサ４１は、それ以上は収縮しなくなる。すなわち、柱状スペーサ４０およびサブ柱状スペーサ４１の弾性変形による収縮が液晶層３０の収縮に追従することができなくなる。よって、液晶層３０の厚みがさらに収縮すると、液晶パネル３０２のセル内部の圧力が低下し始める。その結果、セルギャップＣＧ２を有するセル内に、低温発泡による真空気泡ＢＢが発生する。
【００２３】
以上のように、液晶層３０が過度に膨張または収縮すると、高温ギャップむらまたは低温発泡が発生する。液晶量が多いほど室温時のセルギャップＣＧが大きくなるので、よりわずかな温度上昇によっても高温ギャップむらが発生してしまう。逆に液晶量が少ないほど室温時のセルギャップＣＧが小さくなるので、よりわずかな温度降下によっても低温発泡が発生してしまう。よって液晶層３０が形成される際に、高温ギャップむらの発生および低温発泡の発生のいずれをも回避することができるような最適な液晶量を、柱状スペーサの高さに応じて決定することが望まれる。
【００２４】
なおここでは、柱状スペーサ４０の高さに応じた適切な液晶量の範囲を決める基準として、高温ギャップむらおよび低温発泡の発生を回避することが考慮されている。しかしながら、液晶量が柱状スペーサ４０の高さに応じた適切な量でないことに起因して、他の問題が生じることもある。例えば、液晶量が少な過ぎると黒の均一性が悪くなることがある。逆に液晶量が多過ぎると、液晶パネルの表面が指で押されるなど外部から荷重がかけられた場合にギャップむらを生じることがある。このように、液晶量に依存しての様々な問題が存在し得る。これらの問題が総合的に考慮される場合において、液晶量の適切な範囲を決める基準が、結果的に、高温ギャップむらおよび低温発泡の発生を回避することに基づいて決定される場合が多い。しかしながらこのような決定では、高温ギャップむらおよび低温発泡以外の、他の許容できない問題が発生する場合もあり得る。その場合には、高温ギャップむらおよび低温発泡以外の他の問題も回避できるように、適切な液晶量の範囲の基準が適宜変えられてもよい。
【００２５】
＜実施の形態１＞
（液晶パネルの構成）
図１は、本実施の形態における液晶表示装置が有する液晶パネル３００の構成を概略的に示す図であって、図２および図３の線Ｉ−Ｉに沿う部分断面図である。図２は、液晶パネル３００が有するＴＦＴ基板１００の構成を概略的に示す部分平面図である。図３は、液晶パネル３００が有するＣＦ基板２００の構成を概略的に示す部分平面図である。液晶パネル３００は、セルギャップＣＧを介して互いに対向するＣＦ基板２００（第１の基板）およびＴＦＴ基板１００（第２の基板）と、セルギャップＣＧを保持する柱状スペーサ４０と、セルギャップＣＧ中の液晶層３０と、を有している。
【００２６】
ＴＦＴ基板１００は、透明基板１と、ゲート配線２と、ソース配線３と、画素電極４と、ＴＦＴ５とを有している。ゲート配線２およびソース配線３は、透明基板１上に設けられており、互いに交差することで格子状の配線構造をなしている。隣接する１対のゲート配線２と隣接する１対のソース配線３とに囲まれた領域が画素領域である。よってＴＦＴ基板１００は、複数の画素領域がマトリクス状に配列された構成を有している。画素電極４は各画素領域内に配置されている。ＴＦＴ５は、液晶パネル３００を駆動するためのスイッチング素子であって、ゲート配線２およびソース配線３の交差部に配置されている。
【００２７】
ＣＦ基板２００は、ガラス基板１１と、色材層１２と、ブラックマトリクス（ＢＭ）層１３とを有している。色材層１２はガラス基板上に設けられている。色材層１２は、赤色層１２Ｒ、緑色層１２Ｇおよび青色層１２Ｂを有しており、これらはＸ方向およびＹ方向にマトリクス状に配置されている。ＢＭ層１３は、このマトリクス状の配置の隙間に配置されている。色材層１２は、ＢＭ層１３と重なることによって、厚み方向においてＴＦＴ基板１００へ向かって突出する突出部１２１（図１）を有している。
【００２８】
柱状スペーサ４０は、色材層１２の突出部１２１（図１）上に形成されている。よって柱状スペーサ４０は、平面レイアウト（図３）においてＢＭ層１３に重なるように配置されている。これにより、柱状スペーサ４０が光の進行を阻害することが避けられる。柱状スペーサ４０は、ＴＦＴ基板１００のゲート配線２上に押し付けられることによって弾性変形を受けている。これにより柱状スペーサ４０は、図５で説明したように、圧縮前の高さＨ０から、圧縮後の高さＨ１へと圧縮されている。
【００２９】
図１において、セルギャップＣＧは、ＣＦ基板２００側の基準面とＴＦＴ基板１００側の基準面との間の寸法を表している。ここでＣＦ基板２００側の基準面は、平面レイアウトにおいてＢＭ層１３から外れた位置での色材層１２の表面である。以下の説明を容易とするために、この表面を、柱状スペーサ４０の高さＨ１の、ＣＦ基板２００側の基準面としても用いるものとする。すなわち、高さＨ１は、柱状スペーサ４０自体の長さ寸法と、突出部１２１の突出寸法との和に対応する。セルギャップＣＧの、ＴＦＴ基板１００側の基準面は、画素電極４の表面である。一方、高さＨ１の、ＴＦＴ基板１００側の基準面は、ゲート配線２の表面である。画素電極４の表面に対してゲート配線２の表面は段差Ｄをなしている。よってセルギャップＣＧは、高さＨ１および段差Ｄの和に対応している。以下の説明においては、段差Ｄが０．４μｍの場合について例示する。なお、上述した基準面は一例であって、他の基準面が採用されてもよい。
【００３０】
図４を参照して、柱状スペーサ４０の面積占有率について説明する。図中、破線で囲んで示すように、赤色層１２Ｒ、緑色層１２Ｇおよび青色層１２Ｂを含む１組の画素領域と、この画素領域を囲むＢＭ層１３のうちＸ方向に沿う１つの辺およびＹ方向に沿う１つの辺を含む領域と、からなる範囲を、繰り返し単位ＲＵと呼称する。繰り返し単位ＲＵの全面積のうち柱状スペーサ４０が占める面積を、柱状スペーサ４０の面積占有率と定義する。図示された例においては、１つの繰り返し単位ＲＵ中に１つの柱状スペーサ４０が設けられているので、面積占有率は、繰り返し単位ＲＵのＸ方向の長さをＤＸ、Ｙ方向の長さをＤＹとし、柱状スペーサ４０の端面の面積（平面視における面積）をＳとすると、
面積占有率  ＝  Ｓ／（ＤＸ×ＤＹ）×１００  ［％］
によって面積占有率が定義される。
【００３１】
（液晶パネルの製造方法）
図１１を参照して、液晶パネルの製造方法について、以下に説明する。なお、液晶パネルは、通常、それよりも大きなマザー基板から、１つまたはそれ以上の液晶パネルが切り出されることによって製造される。よってマザー基板は、１つまたはそれ以上の、最終的に液晶パネルとなる領域（パネル領域）を包含している。マザー基板から複数の液晶パネルが切り出されることは、「多面取り」とも呼称される。図示されたフローは、マザー基板の状態でのプロセスを示している。
【００３２】
まず、ステップＳ１０にて、ＴＦＴ基板１００（図２）およびＣＦ基板２００（図３）に対応する１対のマザー基板が形成される。具体的には、ＴＦＴ基板１００を包含するマザー基板については、ゲート配線２、ソース配線３および画素電極４などを形成する工程が行われる。またＣＦ基板２００を包含するマザー基板については、色材層１２およびＢＭ層１３などを形成する工程が行われる。
【００３３】
ステップＳ１０は、ＣＦ基板２００を包含するマザー基板上に柱状スペーサ４０（図１）を形成するステップＳ１１を含む。柱状スペーサ４０は、例えば、感光性樹脂を用いて形成される。本実施の形態では、柱状スペーサの高さが１種類の場合（図５参照）を前提としている。ステップＳ１１の後、通常の方法によって、配向膜（図示せず）が形成される。例えば、ＴＦＴ基板１００およびＣＦ基板２００の互いに向かい合う面上に、印刷法により、有機材で構成される配向膜材料が塗布される。そして、ホットプレートなどによって、塗布された層が焼成される。そして、配向膜材料にラビングが行われることで、配向膜材料の表面に配向処理が行われる。柱状スペーサ４０は配向膜が形成される前に形成されるので、柱状スペーサ４０は配向膜で覆われる。しかしながら、柱状スペーサ４０の高さに比べて配向膜の厚みは十分に小さいので、配向膜の厚みの影響は無視することができる。
【００３４】
次に、ステップＳ２１にて、ＣＦ基板２００を包含するマザー基板上に形成された柱状スペーサ４０の高さ、言い換えれば、圧縮される前の高さＨ０（図５）、が測定される。パネル領域を単位として品質が精確に管理される場合、この高さ測定は、マザー基板中のパネル領域の各々に対して行われる。なお変形例として、柱状スペーサ４０がＴＦＴ基板１００を包含するマザー基板上に形成されてもよい。その場合、ＴＦＴ基板１００を包含するマザー基板上に形成された柱状スペーサ４０の高さＨ０が測定される。
【００３５】
次に、ステップＳ２２にて、柱状スぺ―サ４０の高さＨ０（図５）が許容高さ内か否かが判定される。「許容高さ」の詳細については後述する。高さＨ０の測定がパネル領域を単位として行われている場合、良否の判定はパネル領域を単位として行われる。この場合、マザー基板中に包含される少なくとも１つのパネル領域について判定が「良」であれば、処理がステップＳ２３へ進むことができる。その際、各パネル領域の良否の情報をメモリなどに記憶しておくことが好ましい。マザー基板中に「良」の判定結果を有するパネル領域がまったく存在しない場合は、このマザー基板は製造工程から取り除かれ、処理はステップＳ１０へと戻る。
【００３６】
ステップＳ２３にて、後述する液晶滴下工程における液晶の滴下量である液晶量が、マザー基板中のパネル領域ごとに決定される。液晶量を算出する方法については後述する。
【００３７】
次に、ステップＳ３１にて、シール材からなるシールパターンが形成される。例えば、ディスペンサ方式により、ＴＦＴ基板１００またはＣＦ基板２００を包含するマザー基板上に、シール材となるペースト材が塗布される。ペースト材は、液晶パネルの表示領域を囲うように塗布される。
【００３８】
次に、ステップＳ４１にて、液晶層３０（図１）を設けるための液晶滴下工程が、滴下注入法（ワンドロップフィリング（ＯＤＦ）法）によって行われる。具体的には、マザー基板上の、シールパターンで囲まれた領域内に、ステップＳ２３で決定された液晶量で液晶が滴下される。本実施の形態においては、マザー基板に包含されるＣＦ基板２００の各々の上に液晶が滴下される。変形例として、マザー基板に包含されるＴＦＴ基板１００の各々の上に液晶が滴下されてもよい。
【００３９】
次に、ステップＳ５１にて、ＴＦＴ基板１００のマザー基板とＣＦ基板２００のマザー基板とが、真空状態で貼り合わされる。これにより、マザーセル基板が形成される。そして、マザーセル基板に紫外線が照射されることによって、上述したシール材のペースト材が仮硬化される。そして、マザーセル基板が加熱されることによって、アフターキュアが行われる。これにより、完全に硬化したシール材からなるシールパターンが得られる。
【００４０】
次に、ステップＳ６１にて、セルギャップＣＧ（図１）が測定される。この測定は、マザーセル基板の外周におけるセルギャップを測定することによって行われ得る。
【００４１】
次に、ステップＳ６２にて、セルギャップＣＧ（図１）が、光学特性から要求されるセルギャップ上限およびセルギャップ下限の範囲内にあるか否かが判定される。これによって、マザーセル基板の良否が判定される。判定結果が「否」の場合、このマザーセル基板が製造工程から取り除かれ、再度のステップＳ１０によって、新たなマザー基板が準備される。結果が「良」の場合、処理がステップＳ６３へ進む。なお本ステップＳ６２が省略された上で、処理がステップＳ６３に進められてもよい。
【００４２】
ステップＳ６３にて、マザーセル基板に包含されている、最終的に液晶パネルとなる領域（パネル領域）の各々について、良否が判定される。具体的には、各パネル領域について、上記ステップＳ２１で測定された柱状スペーサ４０の高さＨ０と、マザーセル基板について上記ステップＳ６１で測定されたセルギャップと、を参照して、各パネル領域の良否が判定される。この判定の詳細は後述する。
【００４３】
以上により、最終的なマザーセル基板が得られる。
【００４４】
次に、マザーセル基板がスクライブラインに沿って切断される。これによりマザーセル基板から個々の液晶パネルが切り出される。次に、上述したステップ６３にて「否」と判定されていた液晶パネルが製造工程から取り除かれる。そして、「良」と判定されていた液晶パネルに対して、必要に応じてさらなる工程が行われる。具体的には、偏光板（図示せず）が貼り付けられ、また制御基板が実装される。以上により、液晶パネル３００（図１）が得られる。
【００４５】
なお、液晶パネル３００それ自体も液晶表示装置の一種であるが、必要に応じて、液晶パネル３００へ光を供給するためのバックライトがさらに設けられたり、それらが筐体に収められたりしてもよい。これにより、透過型または半透過型の液晶表示装置が得られる。
【００４６】
（ステップＳ２３における液晶量の算出方法）
液晶量は、柱状スペーサ４０の高さＨ０（図５）に依存した決定関数によって算出される。決定関数は、温度上昇に起因しての液晶層３０の偏在（高温ギャップむら）を回避することと、温度降下に起因してのギャップ中の気泡の発生（低温発泡）を回避することと、液晶パネル３００の光学特性から要求されるギャップの寸法の上限条件および下限条件を満たすこととを考慮して、液晶量の算出処理の開始前に予め定められている。
【００４７】
図１２は、本実施の形態における液晶量の算出方法の一例を説明するグラフ図である。横軸は、測定された柱状スペーサ４０の高さＨ０を表している。右の縦軸は液晶量を表している。左の縦軸は、右の縦軸で表された液晶量が適用された場合のセルギャップＣＧの推定値である。なお、液晶量の単位は、セルギャップＣＧが３．０μｍ（設計中心値）になると予測される量によって規格化されることによって表されている。言い換えれば、液晶量と、当該液晶量が適用された場合に予測されるセルギャップＣＧとの関係が予め把握されている。液晶量とセルギャップＣＧとはおおよそ比例関係にあり、液量層３０が設けられる領域の面積の設計値を用いることで、液晶量とセルギャップＣＧとを互いに換算することができる。液晶量は、高さＨ０に依存した決定関数Ｑ１によって決定される。決定関数Ｑ１を定める方法について、以下に説明する。
【００４８】
高温限界ＢＨ（第１の上限関数）は、高温ギャップむらが回避されると予測される液晶量の最大値を規定する関数である。すなわち、高温限界ＢＨは、温度上昇に起因しての液晶層３０の偏在が回避されると予測される液晶量の最大値を規定している。低温限界ＢＬ（第１の下限関数）は、低温発泡が回避されると予測される液晶量の最小値を規定する関数である。すなわち、低温限界ＢＬは、温度降下に起因してのセルギャップ中の気泡の発生が回避されると予測される液晶量の最小値を規定している。よって図１２に示されたグラフにおいて、高温限界ＢＨよりも上の領域では高温ギャップむらが発生することが予測され、低温限界ＢＬよりも下の領域では低温発泡が発生することが予測される。
【００４９】
高温ギャップむらおよび低温発泡を回避するためには、完成された液晶パネルにおいて、液晶の熱膨張により生ずるセルギャップの変化に追従できるように、柱状スペーサ４０が適性量圧縮されていることが必要である。すなわち、圧縮量が、上限および下限の間の適性量であることが必要である。従って、高温限界ＢＨに対応するセルギャップＣＧの値は、Ｈ０＋αに対応している。ここで寸法αは、圧縮量を、高温ギャップむらを回避することができるものとするための値である。寸法αは、液晶の熱膨張率、使用上限温度、および段差Ｄ（図１）などに応じて決まる。寸法αは、事前の実験によって決定することができる。図１２に示された例では、α＝０．４μｍである。すなわち、高温限界ＢＨは、
セルギャップＣＧ  ＝  圧縮前の柱状スペーサの高さＨ０  ＋  ０．４  ［μｍ］
に対応する液晶量であり、高さＨ０の１次関数として定義される。一方、低温限界ＢＬに対応するセルギャップＣＧの値は、Ｈ０−βに対応している。ここで寸法βは、圧縮量を、低温発泡を回避することができるものとするための値である。寸法βは、液晶の熱膨張率、使用下限温度、および段差Ｄ（図１）などに応じて決まる。寸法βは、事前の実験によって決定することができる。図１２に示された例では、β＝０．０μｍである。すなわち、低温限界ＢＬは、
セルギャップＣＧ  ＝  圧縮前の柱状スペーサの高さＨ０  ＋  ０．０  ［μｍ］
に対応する液晶量であり、高さＨ０の１次関数として定義される。
【００５０】
セルギャップ上限ＬＵ（第２の上限関数）およびセルギャップ下限ＬＬ（第２の下限関数）のそれぞれは、液晶パネル３００の光学特性から要求されるセルギャップＣＧ（すなわち、液晶層３０の厚み）の寸法の上限条件および下限条件が満たされると予測される液晶量を規定する関数である。典型的には、セルギャップ上限ＬＵおよびセルギャップ下限ＬＬの各々は定数である。言い換えれば、セルギャップ上限ＬＵおよびセルギャップ下限ＬＬの各々は、定数関数である。
【００５１】
横電界方式の液晶パネルのセルギャップＣＧの場合、光学特性上、例えば、設計中心値が３．０μｍ程度に設定され、許容範囲が中心値から±５％程度に設定され得る。図１２に示された例では、設計中心値が３．０μｍに設定されており、許容範囲が±０．２μｍに設定されている。すなわち、セルギャップＣＧの規格が２．８μｍ〜３．２μｍの範囲に設定されている。なお、この規格は一例であって、実際に用いられる規格は、液晶パネルの仕様に依存して任意に設定され得る。
【００５２】
決定関数Ｑ１は、高温限界ＢＨと、低温限界ＢＬと、セルギャップ上限ＬＵと、セルギャップ下限ＬＬとによって規定される良品範囲（図１２における平行四辺形の範囲）内で液晶量を算出する。圧縮前の高さＨ０を有する柱状スペーサ４０が設けられている場合、高さＨ０に対応する良品範囲から、液晶量の許容範囲を読み取ることができる。この範囲の液晶量で液晶が滴下されれば、高温ギャップむらの回避と、低温発泡の回避と、液晶パネル３００の十分な光学特性とのいずれもが充足されると予測される。逆に、この良品範囲外の液晶量が滴下されれば、上記要件の少なくともいずれかが充足されないと予測される。本実施の形態においては、決定関数Ｑ１は、高温限界ＢＨおよびセルギャップ下限ＬＬの交点と、低温限界ＢＬおよびセルギャップ上限ＬＵの交点と、を含む１次関数によって規定されている。
【００５３】
（ステップＳ２２における「許容高さ」）
上述したように、高さＨ０に対応する良品範囲の液晶量が滴下されれば、品質が充足されることが予測される。よって、品質上、高さＨ０が許容されるものか否かは、高さＨ０に対応する良品範囲が存在するか否かによって判定され得る。
【００５４】
しかしながら、液晶量とセルギャップＣＧとの相関関係には、ばらつきが存在し得る。本発明者が、実際に滴下された液晶量と、最終的な液晶パネル３００において実測されたセルギャップＣＧとの関係を評価したところ、液晶量に対しセルギャップＣＧが±０．０５μｍの範囲でばらついていた。このため好ましくは、このばらつきを考慮して柱状スペーサの高さＨ０の規格が決定される。図１２においては、このばらつきが、ばらつき上限ＤＵ１およびばらつき下限ＤＬ１として表されている。ばらつき上限ＤＵ１およびばらつき下限ＤＬ１を考慮することで、決定関数Ｑ１に従って決定された液晶量で液晶が滴下された場合に得られるセルギャップＣＧの上限および下限を予測することができる。その場合、許容される高さＨ０の範囲、すなわち許容高さＨＡ、は、２．５μｍ以上３．１μｍ以下である。下限値２．５μｍはばらつき下限ＤＬ１とセルギャップ下限ＬＬとの交点に対応しており、上限値３．１μｍはばらつき上限ＤＵ１とセルギャップ上限ＬＵとの交点に対応している。
【００５５】
なお上記ばらつきは、十分に小さい場合は考慮されなくてもよい。その場合、図１２の例においては、許容高さは２．４μｍ以上３．２μｍ以下となる。
【００５６】
（ステップＳ６３におけるパネル領域の良否判定）
ステップＳ６３の時点で、各パネル領域についてステップＳ２１で測定された柱状スペーサ４０の高さＨ０のデータと、マザーセル基板のセルギャップＣＧのデータとが把握されている。これらのデータによって定まるデータ点が上述した良品範囲（図１２における平行四辺形の範囲）に含まれるか否かによって、各パネル領域の良否が判定される。なお、セルギャップ上限ＬＵおよびセルギャップ下限ＬＬによる規定が満たされるか否かの判定はステップＳ６２にて既になされているので、ステップＳ６３においては、高温限界ＢＨおよび低温限界ＢＬによる規定が満たされているか否かの判定がなされればよい。すなわち、上記データ点が高温限界ＢＨおよび低温限界ＢＬの間の帯状の領域内に位置するか否かが判定されればよい。
【００５７】
（比較例）
図１３は、図１２に対する比較例における液晶量の算出方法を説明するグラフ図である。本比較例の決定関数Ｑ０は、決定関数Ｑ１（図１２）と異なり、高温限界ＢＨおよび低温限界ＢＬのみを考慮して定められている。液晶量とセルギャップとの相関関係のばらつき、すなわち、ばらつき上限ＤＵ０およびばらつき下限ＤＬ０、を考慮すると、本比較例における許容高さＨＡは２．６５μｍ以上２．９５μｍ以下であり、よって許容幅は０．３μｍである。これに対して、本実施の形態（図１２）においては、許容高さＨＡは２．５μｍ以上３．１μｍ以下であり、よって許容幅は０．６μｍである。よって比較例に比して本実施の形態によれば、柱状スペーサの高さＨ０について、より大きなばらつきが許容される。
【００５８】
（効果）
本実施の形態によれば、柱状スペーサ４０の高さＨ０（図５）に依存して液晶量を決定する決定関数Ｑ１（図１２）は、温度上昇に起因しての液晶層３０の偏在を回避することと、温度降下に起因してのギャップ中の気泡の発生を回避することと、液晶パネル３００の光学特性から要求されるギャップの寸法の上限条件および下限条件を満たすこととを考慮して予め定められている。言い換えれば、決定関数Ｑ１は、高温限界ＢＨ、低温限界ＢＬ、セルギャップ上限ＬＵおよびセルギャップ下限ＬＬを考慮して定められている。これにより、柱状スペーサ４０の高さＨ０がばらついても、より確実に、温度上昇に起因しての液晶層３０の偏在を回避し、かつ温度降下に起因してのギャップ中の気泡の発生を回避し、かつ液晶パネル３００の光学特性から要求されるギャップの寸法の上限条件および下限条件を満たすことができる。すなわち、柱状スペーサ４０の高さＨ０がばらついても、液晶パネル３００を有する液晶表示装置を、高い歩留まりで製造することができる。
【００５９】
具体的には、決定関数Ｑ１は、高温限界ＢＨおよびセルギャップ下限ＬＬの交点と、低温限界ＢＬおよびセルギャップ上限ＬＵの交点と、を含む１次関数によって規定されている。１次関数が高温限界ＢＨおよびセルギャップ下限ＬＬの交点を含むことによって、許容される柱状スペーサ４０の高さＨ０の下限を低くすることができる。１次関数が低温限界ＢＬおよびセルギャップ上限ＬＵの交点を含むことによって、許容される柱状スペーサ４０の高さＨ０の上限を高くすることができる。以上から、本実施の形態（図１２）によれば、比較例（図１３）の場合に比して、許容高さ範囲ＨＡをより広くすることができる。これにより、柱状スペーサ４０の高さＨ０がばらついても、液晶パネル３００を有する液晶表示装置を、より高い歩留まりで製造することができる。
【００６０】
さらに、不良品が製造されることが予め懸念されるマザー基板、および、信頼性不良を発生することが予め懸念される液晶パネルが、製造完了前に製造工程から取り除かれる。よってこれらマザー基板または液晶パネルに対してさらなる処理が行われる非効率が避けられる。よって製造コストが低減される。特に、ステップＳ５１の貼合わせ前に、ステップＳ２２にて不良のマザー基板（例えばＣＦ基板２００を包含するマザー基板）が製造工程から取り除かれるので、この不良のマザー基板に、対応するマザー基板（例えばＴＦＴ基板１００を包含するマザー基板）が貼り合わされたり、さらに偏光板および制御基板が取り付けられたりすることが避けられる。すなわち、不良のマザー基板と組み合わされることによる部材の損失が避けられる。この点でも製造コストが低減される。
【００６１】
＜実施の形態２＞
実施の形態１においては、図５に示されているように、柱状スペーサの種類が１種類の場合について説明した。本実施の形態においては、図８に示されているようなデュアルスペーサ構造の場合について説明する。デュアルスペーサ構造では、高温ギャップむらが主に柱状スペーサ４０に関係し、低温発泡が主にサブ柱状スペーサ４１に関係する。
【００６２】
図１４は、本実施の形態における液晶量の算出方法の一例を説明するグラフ図である。本図においては、デュアルスペーサ構造に対応した包括的なグラフを作成するために、代表して柱状スペーサ４０（図８）の高さＨ０を用いて横軸が表されている。柱状スペーサ４０の高さＨ０は、設計時に定められた寸法差を差し引くことによって、サブ柱状スペーサ４１（図８）の高さへ換算される。この寸法差は、例えば０．４μｍ程度である。高温ギャップむらに対応する高温限界ＢＨは柱状スペーサ４０に着目して規定されている。低温発泡に対応する低温限界ＢＬはサブ柱状スペーサ４１に着目して規定されており、上述した換算が適用されている。
【００６３】
なお図１４の結果を得るためのシミュレーションにおいては、柱状スペーサ４０の面積占有率は０．０１９％、サブ柱状スペーサ４１の面積占有率は０．６５％とされている。また室温（２５℃）における１５％圧縮時の弾性係数は０．５ＧＰａとされている。
【００６４】
図１４を参照して、本実施の形態における決定関数Ｑ２は、決定関数Ｑ１（図１２）と異なり、柱状スペーサの高さＨ０が複数の高さ範囲のいずれに含まれるかによって、異なる数式によって規定されている。具体的には、柱状スペーサの高さＨ０が、高さ範囲Ｒ１〜Ｒ３（第１〜第３の高さ範囲）に区分されている。高さ範囲Ｒ１は、許容される柱状スペーサの最小高さを含む範囲である。高さ範囲Ｒ２は、許容される柱状スペーサの最大高さを含む範囲である。高さ範囲Ｒ３は高さ範囲Ｒ１と高さ範囲Ｒ２との間の範囲である。
【００６５】
高さ範囲Ｒ３においては、決定関数Ｑ２として、高温限界ＢＨおよび低温限界ＢＬの中間値を表す１次関数が用いられている。高さ範囲Ｒ１および高さ範囲Ｒ２においては、決定関数Ｑ２として、上記中間値と異なる値が用いられている。言い換えれば、上記中間値を表す数式とは異なる数式が用いられている。具体的には、高さ範囲Ｒ１においては、ばらつき下限ＤＬ２がセルギャップ下限ＬＬを超えないことを優先するために、セルギャップＣＧ＝２．８５μｍに対応する定数関数が用いられている。この定数は、セルギャップＣＧの寸法下限２．８μｍから０．０５μｍの許容度が確保された値である２．８５μｍに対応する値である。高さ範囲Ｒ２においては、ばらつき上限ＤＵ２がセルギャップ上限ＬＵを超えないことを優先するために、セルギャップＣＧ＝３．１５μｍに対応する定数関数が用いられている。この定数は、セルギャップＣＧの寸法上限３．２μｍから０．０５μｍの許容度が確保された値である３．１５μｍに対応する値である。
【００６６】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、その説明を繰り返さない。本実施の形態によっても、実施の形態１と同様に、許容高さＨＡは２．５μｍ以上３．１μｍ以下であり、よって許容幅は０．６μｍである。よって、比較例（図１３）に比して本実施の形態では、高さＨ０の許容幅が２倍になっている。すなわち、高さＨ０について、より大きなばらつきが許容される。
【００６７】
さらに本実施の形態によれば、決定関数Ｑ２は、柱状スペーサの高さが複数の高さ範囲Ｒ１〜Ｒ３のいずれに含まれるかによって、異なる数式によって規定されている。これにより、温度上昇に起因しての液晶層３０の偏在を回避することと、温度降下に起因してのギャップ中の気泡の発生を回避することと、液晶パネルの光学特性から要求されるギャップの寸法の上限条件および下限条件を満たすこととのうち、どの要件に重きを置くかを、高さ範囲Ｒ１〜Ｒ３ごとに最適化することができる。よって、液晶パネルを有する液晶表示装置の製造歩留まりを、より高めることができる。
【００６８】
また本実施の形態によれば、柱状スペーサの高さが許容高さＨＡにおける中程度の高さの場合、すなわち高さ範囲Ｒ３の場合、決定関数Ｑ２は、高温限界ＢＨおよび低温限界ＢＬの中間値によって規定される。言い換えれば、高温ギャップむらと低温発泡とを回避することが優先的に考慮される。これにより、柱状スペーサの高さが許容高さＨＡにおける中程度の高さの場合に、高温ギャップむらおよび低温発泡に対する許容度が大きくなる。すなわち、液晶表示装置の信頼性が高められる。柱状スペーサの高さは、確率的に、中程度の高さ範囲Ｒ３に含まれることが多いので、本実施の形態によれば、高い信頼性を有する液晶表示装置を、より多く得ることができる。
【００６９】
さらに、柱状スペーサの高さが許容高さＨＡにおける上限付近または下限付近である場合、すなわち高さ範囲Ｒ１または高さ範囲Ｒ２の場合、決定関数Ｑ２は、上記中間値と異なる値によって規定される。これにより、柱状スペーサの高さが許容高さＨＡにおける上限付近または下限付近である場合においても良品を得ることができるよう、液晶量を最適化することができる。
【００７０】
図１５は、決定関数Ｑ２（図１４）の変形例である決定関数Ｑ２ｖを、そのばらつき上限ＤＵ２ｖおよびばらつき下限ＤＬ２ｖとともに示している。決定関数Ｑ２ｖは高さ範囲Ｒ１およびＲ２において、決定関数Ｑ２とは異なり、定数関数ではなく、決定関数Ｑ１（図１２）と同様の１次関数によって規定されている。この１次関数は、高温限界ＢＨおよびセルギャップ下限ＬＬの交点と、低温限界ＢＬおよびセルギャップ上限ＬＵの交点とを含むものである。本変形例においても、本実施の形態とほぼ同様の効果が得られる。さらに、柱状スペーサの高さＨ０が高さ範囲Ｒ１または高さ範囲Ｒ２にある場合において、製品歩留まりをより高めることができる。
【００７１】
＜実施の形態３＞
図１６は、本実施の形態における液晶量の算出方法の一例を説明するグラフ図である。高さ範囲Ｒ３においては、決定関数Ｑ３として、セルギャップ上限ＬＵおよびセルギャップ下限ＬＬの中間値が用いられている。高さ範囲Ｒ１および高さ範囲Ｒ２においては、決定関数Ｑ３として、上記中間値と異なる値が用いられている。具体的には、高さ範囲Ｒ１においては、ばらつき上限ＤＵ３が高温限界ＢＨを超えないことを優先するために、ばらつき０．０５μｍに対応する許容度が高温限界ＢＨから確保された１次関数が用いられている。高さ範囲Ｒ２においては、ばらつき下限ＤＬ３が低温限界ＢＬを超えないことを優先するために、ばらつき０．０５μｍに対応する許容度が低温限界ＢＬから確保された１次関数が用いられている。
【００７２】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じであるため、その説明を繰り返さない。本実施の形態によっても、実施の形態２と同様に、許容高さＨＡは２．５μｍ以上３．１μｍ以下であり、よって許容幅は０．６μｍである。よって、比較例（図１３）に比して本実施の形態では、高さＨ０の許容幅が２倍になっている。すなわち、高さＨ０について、より大きなばらつきが許容される。
【００７３】
さらに本実施の形態によれば、柱状スペーサの高さＨ０が許容高さＨＡにおける中程度の高さの場合、すなわち高さ範囲Ｒ３の場合、決定関数Ｑ３は、セルギャップ上限ＬＵおよびセルギャップ下限ＬＬの中間値によって規定される。これにより、柱状スペーサの高さが許容高さＨＡにおける中程度の高さの場合に、セルギャップの値が設計中心値（図１６の例においては３．０μｍ）とされる。よって、設計に忠実な光学特性を得ることができる。柱状スペーサの高さＨ０は、確率的に、中程度の高さ範囲Ｒ３に含まれることが多いので、本実施の形態によれば、設計に忠実な光学特性を有する液晶表示装置が得られる確率を高めることができる。
【００７４】
さらに、柱状スペーサの高さＨ０が許容高さＨＡにおける上限付近または下限付近である場合、すなわち高さ範囲Ｒ１または高さ範囲Ｒ２の場合、決定関数Ｑ３は、上記中間値と異なる値によって規定される。これにより、柱状スペーサの高さが許容高さＨＡにおける上限付近または下限付近である場合においても良品を得ることができるよう、液晶量を最適化することができる。
【００７５】
図１７は、決定関数Ｑ３（図１６）の変形例である決定関数Ｑ３ｖを、そのばらつき上限ＤＵ３ｖおよびばらつき下限ＤＬ３ｖとともに示している。決定関数Ｑ３ｖは高さ範囲Ｒ１および高さ範囲Ｒ２において、決定関数Ｑ３とは異なり、決定関数Ｑ１（図１２）と同様の１次関数によって規定されている。この１次関数は、高温限界ＢＨおよびセルギャップ下限ＬＬの交点と、低温限界ＢＬおよびセルギャップ上限ＬＵの交点とを含むものである。本変形例においても、本実施の形態とほぼ同様の効果が得られる。さらに、柱状スペーサの高さＨ０が高さ範囲Ｒ１または高さ範囲Ｒ２にある場合において、製品歩留まりをより高めることができる。
【００７６】
＜実施の形態４＞
実施の形態２および３においては、室温（２５℃）における１５％圧縮時の柱状スペーサの弾性係数が０．５ＧＰａの場合を例に説明した。本実施の形態においては、この弾性係数が０．９ＧＰａの場合を例に説明する。言い換えれば、柱状スペーサの材料として、比較的狭い弾性変形範囲を有する材料、または、比較的弾性変形しにくい材料が用いられた場合が例示される。
【００７７】
図１８は、本実施の形態における液晶量の算出方法の一例を説明するグラフ図である。
【００７８】
高さ範囲Ｒ３（本実施の形態においては２．７μｍ〜２．９μｍ）においては、決定関数Ｑ４として、実施の形態２（図１４）と同様に、高温限界ＢＨｖおよび低温限界ＢＬｖの中間値を表す１次関数が用いられている。なお、柱状スペーサの材料の相異のため、高温限界ＢＨｖと低温限界ＢＬｖとの間の間隔は、高温限界ＢＨと低温限界ＢＬとの間の間隔（図１４参照）に比して、狭くなっている。
【００７９】
高さ範囲Ｒ１（本実施の形態においては２．６μｍ〜２．７μｍ）においては、高温限界ＢＨｖおよびセルギャップ下限ＬＬの交点と、高さ範囲Ｒ３における最小高さに対して決定関数Ｑ４によって規定される点と、を含む１次関数が用いられている。高さ範囲Ｒ２（本実施の形態においては２．９μｍ〜３μｍ）においては、低温限界ＢＬｖおよびセルギャップ上限ＬＵの交点と、高さ範囲Ｒ３における最大高さに対して決定関数Ｑ４によって規定される点と、を含む１次関数が用いられている。
【００８０】
なお、決定関数Ｑ４に対するばらつき上限ＤＵ４およびばらつき下限ＤＬ４が考慮されない場合、言い換えればばらつきをゼロとみなすことができる場合、高さ範囲Ｒ１の下限は、高温限界ＢＨｖおよびセルギャップ下限ＬＬの交点に対応する２．５μｍまで拡張される。同様に、範囲Ｒ２の上限は、低温限界ＢＬｖおよびセルギャップ上限ＬＵの交点に対応する３．１μｍまで拡張される。
【００８１】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態２の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００８２】
図１９は、図１８に対する比較例における液晶量の算出方法を説明するグラフ図である。本比較例においては、液晶量の決定関数Ｑ０ｖは、決定関数Ｑ４（図１８）と異なり、高温限界ＢＨｖおよび低温限界ＢＬｖのみを考慮して定められている。このため、液晶量とセルギャップとの相関関係のばらつき、すなわち、ばらつき上限ＤＵ０ｖおよびばらつき下限ＤＬ０ｖ、を考慮すると、許容高さＨＡは２．６５μｍ以上２．９５μｍ以下であり、よって許容幅は０．３μｍである。これに対して、本実施の形態（図１８）においては、許容高さＨＡは２．６μｍ以上３μｍ以下であり、よって許容幅は０．４μｍである。よって本実施の形態によれば、柱状スペーサの高さＨ０について、より大きなばらつきが許容される。
【００８３】
柱状スペーサの高さＨ０が、高さ範囲Ｒ３ではなく高さ範囲Ｒ１またはＲ２にある場合、高温ギャップむらおよび低温発泡を回避することができる信頼性と、高い光学特性との両方を確保することが、より難しくなる。本実施の形態の決定関数Ｑ４によれば、高さ範囲Ｒ１において、高温限界ＢＨｖおよびセルギャップ下限ＬＬの各々に対する許容度がバランスよく確保される。また高さ範囲Ｒ２において、低温限界ＢＬｖおよびセルギャップ上限ＬＵに対する許容度がバランスよく確保される。これにより、信頼性と高い光学特性との両方を確保しやすくなる。
【００８４】
前述したように、本実施の形態においては、柱状スペーサの材料は、比較的大きな弾性係数を有している。その結果、本実施の形態における高温限界ＢＨｖと低温限界ＢＬｖとの間の間隔は、高温限界ＢＨと低温限界ＢＬとの間の間隔（図１４参照）に比して、狭くなっている。高温限界と低温限界との間の間隔が広いほど、高温限界および低温限界に対する許容度が容易に高められる。よってこの観点では、柱状スペーサの弾性係数は小さい方が好ましい。室温（２５℃）における１５％圧縮時の柱状スペーサの弾性係数は、好ましくは０．２ＧＰａ以上１．０ＧＰａ以下程度であり、より好ましくは０．２ＧＰａ以上０．６ＧＰａ以下程度であり、例えば、実施の形態１〜３で用いられたように０．５ＧＰａ程度である。また柱状スペーサ４０（図５または図８）の面積占有率も、高温限界と低温限界との間の間隔に影響を与え、上記観点では、面積占有率は小さい方が好ましい。面積占有率は、好ましくは０．０２％程度以下であり、例えば、実施の形態１〜３で用いられたように０．０１９％程度である。
【００８５】
なお、上記実施の形態１〜４において説明した決定関数は、柱状スペーサの種類が１種類の場合（図５）および複数種類の場合（図８）のいずれに対しても適用可能である。また上記においてはＴＦＴによって駆動されるアクティブマトリクス型の液晶パネルについて説明したが、液晶パネルはそれに限定されるものではない。また液晶表示装置は、液晶パネルを有する装置であればよく、液晶パネル自体であってもよい。透過型または半透過型の液晶表示装置は、典型的には、図２０に示されているように、液晶パネル３００と、バックライト４００と、それらが収められる筐体５００とを有している。
【００８６】
＜実施の形態５＞
前述したように、液晶表示装置の製造方法は、液晶量を算出する工程と、算出された液晶量で液晶を滴下する工程とを含む。本実施の形態においては、液晶量を算出することができる、液晶表示装置の製造システムについて説明する。
【００８７】
図２１を参照して、製造システム８００は、高さ測定装置８０１と、データ入手手段８０２と、良否判定装置８０３と、液晶量算出装置８０４とを有している。これらは、必要に応じて、通信経路によって互いに接続されている。データ入力システム８０２と良否判定装置８０３と液晶量算出装置８０４とは、例えば、パーソナルコンピュータなどのコンピュータシステムによって構成され得る。その場合、このコンピュータシステムと、高さ測定装置８０１とが、通信経路によって互いに接続されていることが好ましい。
【００８８】
高さ測定装置８０１は、ステップＳ２１（図１１）にて、柱状スペーサ４０の高さＨ０を測定するものである。高さ測定装置８０１は、測定されたデータを良否判定装置８０３および液晶量算出装置８０４へ送信することができる。
【００８９】
良否判定装置８０３は、柱状スペーサ４０の高さＨ０と、セルギャップの寸法の上限条件および下限条件に対応するセルギャップ上限ＬＵおよびセルギャップ下限ＬＬとに基づいて、柱状スペーサ４０が設けられたＣＦ基板２００（またはＴＦＴ基板１００）を包含するマザー基板の良否を判定するものである。液晶量算出装置８０４は、良否判定装置８０３によって「良」と判定された場合に、柱状スペーサ４０の高さＨ０と、セルギャップの寸法の上限条件および下限条件（セルギャップ上限ＬＵおよびセルギャップ下限ＬＬ）とに基づいて、液晶層３０を設けるための液晶量を決定するものである。決定する方法としては、実施の形態１〜４で説明されたいずれかの方法が用いられ得る。具体的には、液晶量は、柱状スペーサ４０の高さＨ０に依存した決定関数Ｑ１、Ｑ２、Ｑ２ｖ、Ｑ３、Ｑ３ｖまたはＱ４（図１２および図１４〜図１８）によって決定され得る。
【００９０】
データ入手手段８０２は、液晶パネルの光学特性から要求されるギャップの寸法の上限条件および下限条件についてのデータを入手するものである。ギャップの寸法の上限条件および下限条件のそれぞれは、セルギャップ条件ＬＵおよびセルギャップ下限ＬＬ（図１２および図１４〜図１８）へ換算される。前述したようにこの換算は、液晶層３０が設けられる面積によって規定される。なおセルギャップ条件ＬＵおよびセルギャップ下限ＬＬが直接入手されてもよい。
【００９１】
各液晶表示装置の仕様に応じて上記決定関数が定められるためには、高温限界ＢＨおよび低温限界ＢＬ（または、高温限界ＢＨｖおよび低温限界ＢＬｖ）のデータも必要である。これらのデータは、データ入手手段８０２によって直接入手されてもよい。あるいは、このデータに代わり、実施の形態１で説明した寸法αおよび寸法βと、セルギャップＣＧを液晶量へ容積換算するための計算式と、を含むデータが入手されてもよい。このデータから、高温限界ＢＨおよび低温限界ＢＬを算出することができる。この算出は、上述したコンピュータシステムがプログラムを実行することによって行われてもよい。なお、計算式は、液晶層３０が設けられる面積によって規定される。
【００９２】
データ入手手段８０２によるデータの入手は、作業者によって手動で入力されるデータをデータ入手手段８０２が受け付けることによって行われ得る。その場合、データ入手手段８０２は、キーボード、タッチパネルまたはマウスなどの入力装置によって構成され得る。あるいは、データ入手手段８０２によるデータの入手は、データ入手手段８０２が電子データを受け付けることによって行われ得る。電子データは、例えば、記録メディアに記録されたものであってもよい。その場合、データ入手手段８０２は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの記録メディアの読取装置によって構成され得る。データ入手手段８０２は、入手されたデータを保存することができるものであってもよく、良否判定装置８０３および液晶量算出装置８０４によって利用可能なようにデータを管理することができるものであってもよい。このようなデータの保存または管理を行うデータ管理装置がデータ入手手段８０２に設けられていてもよい。このデータ管理装置は、さらに、高さ測定装置８０１によって得られた測定データの保存または管理を行うものであってもよい。データが保存される場合、データ入手手段８０２にはメモリが設けられる。メモリには、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリー、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤおよびそのドライブ装置など、あらゆる記憶媒体が該当する。
【００９３】
製造システム８００は、さらに、ステップＳ２２（図１１）の良否判定において「否」と判定されたマザー基板を製造工程から取り除く分別装置を含んでもよい。また製造システム８００は、ステップＳ６２（図１１）の良否判定において「否」と判定されたマザーセル基板を製造工程から取り除く分別装置を含んでもよい。また製造システム８００は、ステップＳ６３（図１１）の良否判定において「否」と判定された液晶パネルを製造工程から取り除く分別装置を含んでもよい。各分別装置は、良否判定装置８０３に通信経路で接続されていれば、自動的に動作することができる。なお、基板を取り扱う処理装置は、コンベアなどの搬送装置によって連結されていることが好ましい。
【００９４】
本実施の形態によれば、柱状スペーサが設けられたＣＦ基板２００（またはＴＦＴ基板１００）を包含するマザー基板の良否が「良」と判定された場合に、液晶量が決定される。これにより、良否が「否」と判定されたＣＦ基板２００（またはＴＦＴ基板１００）を包含するマザー基板を製造工程から取り除くことができる。よって、柱状スペーサの高さＨ０がばらついても、液晶表示装置を高い歩留まりで製造することができる。
【００９５】
また、製造システム８００によって、液晶製造装置の製造工程の一部または全部が自動化される。これにより製造フロー（図１１）を迅速に処理することができる。
【００９６】
図２２は、良否判定装置８０３および液晶量算出装置８０４を構成するコンピュータシステムのハードウェア構成の一例を示す図である。本例においては、良否判定装置８０３および液晶量算出装置８０４は、処理回路９５０により実現される。処理回路９５０には、専用のハードウェアが適用されてもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ））が適用されてもよい。処理回路９５０が専用のハードウェアである場合、処理回路９５０は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、またはこれらを組み合わせたものなどが該当する。良否判定装置８０３および液晶量算出装置８０４の各要素の機能のそれぞれは、複数の処理回路で実現されてもよいし、それらの機能がまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。
【００９７】
図２３は、処理回路９５０（図２２）がプロセッサを用いて構成されている場合におけるコンピュータシステムのハードウェア構成を示している。この場合、良否判定装置８０３および液晶量算出装置８０４の各々の機能は、ソフトウェアなど（ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェア）との組み合わせにより実現される。ソフトウェアなどはプログラムとして記述され、メモリ９５２に格納される。処理回路９５０としてのプロセッサ９５１は、メモリ９５２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。換言すれば、このプログラムは、良否判定装置８０３および液晶量算出装置８０４の各々の動作の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。なおメモリとしては、前述したものと同様のものが用いられ得る。
【００９８】
以上、良否判定装置８０３および液晶量算出装置８０４の各々の機能が、ハードウェアおよびソフトウェアのいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、良否判定装置８０３および液晶量算出装置８０４の一部の要素を専用のハードウェアで実現し、別の一部の要素をソフトウェアなどで実現する構成であってもよい。例えば、一部の要素については専用のハードウェアとしての処理回路９５０でその機能を実現し、他の一部の要素についてはプロセッサ９５１としての処理回路９５０がメモリ９５２に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。このように、良否判定装置８０３および液晶量算出装置８０４は、ハードウェア、ソフトウェアなど、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００９９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１００】
ＢＢ  真空気泡、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ２ｖ，Ｑ３，Ｑ３ｖ，Ｑ４  決定関数、Ｒ１〜Ｒ３  高さ範囲（第１〜第３の高さ範囲）、ＣＧ  セルギャップ、１  透明基板、２  ゲート配線、３  ソース配線、４  画素電極、５  ＴＦＴ、１１  ガラス基板、１２  色材層、１３  ＢＭ層、３０  液晶層、４０  柱状スペーサ、４１  サブ柱状スペーサ、１００  ＴＦＴ基板（第２の基板）、２００  ＣＦ基板（第１の基板）、３００〜３０２  液晶パネル、４００  バックライト、５００  筐体、８００  製造システム、８０１  測定装置、８０２  データ入手手段、８０３  良否判定装置、８０４  液晶量算出装置。
【図１】
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【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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