(57)【要約】【課題】基板内においてより均一な高さのＰＳを有する液晶表示パネル用マザーパネル、液晶表示パネル、及び液晶表示装置の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明にかかる液晶表示パネル用マザーパネル２５０は、１つ以上の液晶表示パネル５０を取り出すための液晶表示パネル用マザーパネル２５０であって、第１のマザー基板と、第１のマザー基板と対向配置された第２のマザー基板と、液晶表示パネルのそれぞれに対して設けられ、第１のマザー基板と第２のマザー基板を貼り合わせるシール材と、第１及び第２のマザー基板間に設けられ、液晶表示パネル５０のパネルギャップを規制する複数のＰＳ１と、を備え、液晶表示パネル用マザーパネル２５０における位置に応じて、複数のＰＳ１の径が徐々に変化しているものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の液晶表示パネルを取り出すための液晶表示パネル用マザーパネルであって、
第１のマザー基板と、
前記第１のマザー基板と対向配置された第２のマザー基板と、
前記液晶表示パネルのそれぞれに対して設けられ、前記第１のマザー基板と前記第２のマザー基板を貼り合わせるシール材と、
前記第１及び第２のマザー基板間に設けられ、前記液晶表示パネルのパネルギャップを規制する複数の柱状スペーサと、を備え、
前記液晶表示パネル用マザーパネルにおける位置に応じて、複数の前記柱状スペーサの径が徐々に変化している液晶表示パネル用マザーパネル。
【請求項２】
前記液晶表示パネル用マザーパネルの中心から外側に向かうにつれて、複数の前記柱状スペーサの径が大きくなっていく請求項１に記載の液晶表示パネル用マザーパネル。
【請求項３】
複数の前記柱状スペーサの高さが略均一であることを特徴とする請求項１、又は２に記載の液晶表示パネル用マザーパネル。
【請求項４】
複数の前記柱状スペーサの径の分布が同心円状になっていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の液晶表示パネル用マザーパネル。
【請求項５】
前記複数の柱状スペーサの径の分布が長軸を持つ楕円状になっていることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の液晶表示パネル用マザーパネル。
【請求項６】
第１の基板と、
前記第１の基板と対向配置された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせるシール材と、
前記第１及び第２の基板間に設けられ、前記第１及び第２の基板間のギャップを規制する複数の柱状スペーサと、を備え、
前記液晶表示パネルにおける位置に応じて、複数の前記柱状スペーサの径が徐々に変化している液晶表示パネル。
【請求項７】
前記液晶表示パネルの第１の端部から前記第１の端部と反対側の第２の端部に向かうにつれて、複数の前記柱状スペーサの径が大きくなっていく請求項６に記載の液晶表示パネル。
【請求項８】
矩形状の前記液晶表示パネルの第１の角部から前記第１の角部と対向する第２の角部に向かうにつれて、複数の前記柱状スペーサの径が大きくなっていく請求項６、又は７に記載の液晶表示パネル。
【請求項９】
矩形状の前記液晶表示パネルの第１の端辺から、前記第１の角部と対向する第２の端辺に向かうにつれて、複数の前記柱状スペーサの径が大きくなっていく請求項６、又は７に記載の液晶表示パネル。
【請求項１０】
前記液晶表示パネルの所定の点から外側に向かうにつれて、複数の前記柱状スペーサの径が大きくなっていく請求項６に記載の液晶表示パネル。
【請求項１１】
前記複数の柱状スペーサの高さが略均一であることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１項に記載の液晶表示パネル。
【請求項１２】
一対のマザー基板を有する液晶表示パネル用マザーパネルから、液晶表示パネルを取り出す液晶表示装置の製造方法であって、
第１のマザー基板に柱状スペーサ用樹脂を塗布する工程と、
前記第１のマザー基板に塗布された柱状スペーサ用樹脂の厚さの分布に応じて、前記柱状スペーサが異なる径で分布するように、複数の前記柱状スペーサのパターンを形成する工程と、を備えた液晶表示装置の製造方法。
【請求項１３】
塗布された前記柱状スペーサ用樹脂の膜厚が厚い箇所ほど、前記柱状スペーサの径が小さくなっている請求項１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１のマザー基板を回転させることで、前記第１のマザー基板上に滴下された前記柱状スペーサ用樹脂が、前記第１のマザー基板の略全面に塗布され、
前記第１のマザー基板の中心から外側に向かうにつれて、複数の前記柱状スペーサの径が大きくなっていく請求項１２、又は１３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記柱状スペーサ用樹脂が塗布される工程では、前記柱状スペーサ用樹脂が点状に滴下され、
複数の前記柱状スペーサの径の分布が同心円状になっていることを特徴とする請求項１２、１３、又は１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記柱状スペーサ用樹脂が塗布される工程では、前記柱状スペーサ用樹脂が線状に滴下され、
複数の前記柱状スペーサの径の分布が前記線の方向を長軸方向とする楕円状になっていることを特徴とする請求項１２、１３、又は１４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項１７】
複数の前記柱状スペーサの高さが略均一であることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の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、液晶表示パネル用マザーパネル、液晶表示パネル、及び液晶表示装置の製造方法に関し、特に詳しくは柱状スペーサを有する液晶表示パネル用マザーパネル、液晶表示パネル、及び液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、通常、上下一対の基板を、表示領域外縁に形成されたシール材により貼り合わせ、その内部に液晶を封入するよう構成されている。液晶を封入するための時間短縮を目的に、液晶滴下注入工法（One Drop Filling：ＯＤＦ）が提案されている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
ＯＤＦでは、一方の基板に枠状に形成したシール材の内側に所定量の液晶を滴下し、他方の基板と真空中でアライメントして重ね合わせる。その後、真空を解除することで大気圧により両基板を貼り合わせる。そして、両基板間に所定のセルギャップが形成された後に、光照射によりシール材を硬化させている。
【０００４】
所定のセルギャップを形成する手段としては、特許文献１に記載されるような球状スペーサを散布する方法と、ＴＦＴ基板あるいは対向基板の所定の位置に写真製版工法にて柱状スペーサ（Post Spacer：ＰＳ）を形成する方法がある。散布された球状スペーサは、ファンデルワールス力や水分吸着力等のような弱い力で基板表面に付着することになる。一方、ＰＳは、ＴＦＴ基板あるいは対向基板上に、スピン塗布工法あるいはスリット＆スピン塗布工法により有機膜を基板全面に塗布し、塗布した有機膜を写真製版工程にてパターニングすることにより形成される。そのため、ＰＳは、球状スペーサよりも強い力で基板に固定されることになる。従って、滴下した液晶が基板面内に広がるＯＤＦでは、ＰＳを形成する方法を採用する場合が多い。
【０００５】
ＯＤＦでは所定量の液晶を滴下するが、滴下されるその所定量は液晶の封入される空間の容積から予め計算される液晶量である。すなわち、ＯＤＦにおける液晶の滴下量は、液晶表示パネルの表示面積とセルギャップとから計算される体積により決定される。ところが、実際には、予め計算により求められた液晶量と、実際に封入するのに最適な液晶量との間に差が生じることがある。
【０００６】
これらの間に差が生じる原因のひとつとして、ＰＳが設計通りの高さに形成されていないことが挙げられる。ＰＳが設計通りの高さに形成されていないと、所望するセルギャップが得られないため、液晶の余剰、または不足が生じる。例えば、仮に、ＰＳが所望する高さより低い場合は、液晶の余剰が発生し、余剰液晶がシール材を乗り越えて漏れ出すといった状態になる。一方、仮に、ＰＳが所望する高さより高い場合は、液晶不足が生じ、気泡が残存する状態になる。このように、液晶の余剰、不足が原因となり、歩留まりが低下してしまう。従って、所望のセルギャップを得るため、ＰＳは所定の高さに均一に形成されることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１０７７４０号公報
【特許文献２】特開２００８−９０２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＰＳ高さの基板内の仕上がり平均値が指定と異なる場合においては、予めＰＳ高さを計測しておくことで最適な液晶量を計算し、その補正した量を滴下することは可能である。ところが、基板内でＰＳの高さ分布が発生している場合、この高さ分布全てに応じて最適な滴下量を計算し滴下することは、ＰＳ高さの計測に時間が必要となる。さらに、計測したＰＳ高さから最適な液晶量を計算する時間が必要となる。こうしたことから、生産性上で問題となり、対応することが難しい。理想的には、基板内においてＰＳ高さは一定であることが望まれる。
【０００９】
しかしながら、現状のＰＳ形成プロセスでは、ＰＳ高さを基板面内すべての領域において均一に形成することは不可能である。特に、スピン工法あるいはスリット＆スピン工法に固有な膜厚分布については製造方法の工夫だけで改善することは難しい。
【００１０】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、基板内においてより均一な高さのＰＳを有する液晶表示パネル用マザーパネル、液晶表示パネル、及び液晶表示装置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】
【００１１】
本発明の第１の態様にかかる液晶表示パネル用マザーパネルは、１つ以上の液晶表示パネルを取り出すための液晶表示パネル用マザーパネルであって、第１のマザー基板と、前記第１のマザー基板と対向配置された第２のマザー基板と、前記液晶表示パネルのそれぞれに対して設けられ、前記第１のマザー基板と前記第２のマザー基板を貼り合わせるシール材と、前記第１及び第２のマザー基板間に設けられ、前記液晶表示パネルのパネルギャップを規制する複数の柱状スペーサと、を備え、前記液晶表示パネル用マザーパネルにおける位置に応じて、複数の前記柱状スペーサの径が徐々に変化しているものである。
【００１２】
本発明の第２の態様にかかる液晶表示パネルは、第１の基板と、前記第１の基板と対向配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板とを貼り合わせるシール材と、前記第１及び第２の基板間に設けられ、前記第１及び第２の基板間のギャップを規制する複数の柱状スペーサと、を備え、前記液晶表示パネルにおける位置に応じて、複数の前記柱状スペーサの径が徐々に変化しているものである。
【００１３】
また、本発明にかかる第３の態様にかかる液晶表示装置の製造方法は、一対のマザー基板を有する液晶表示パネル用マザーパネルから、液晶表示パネルを取り出す液晶表示装置の製造方法であって、第１のマザー基板に柱状スペーサ用樹脂を塗布する工程と、前記第１のマザー基板に塗布された柱状スペーサ用樹脂の厚さの分布に応じて、前記柱状スペーサが異なる径で分布するように、複数の前記柱状スペーサのパターンを形成する工程と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、基板内においてより均一な高さのＰＳを有する液晶表示パネル用マザーパネル、液晶表示パネル、及び液晶表示装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態に係る液晶表示装置の断面図である。
【図２】本実施の形態に係る液晶表示パネル用マザーパネルの構成を示す上面図である。
【図３】本実施の形態に係る液晶表示パネル用マザーパネルにおけるＰＳの詳細な構成について説明するための概略平面図である。
【図４】図３の液晶表示パネル用マザーパネルに設けられている複数の液晶表示パネルのうちの１つを示す概略図である。
【図５】本実施の形態に係るＰＳの具体的な配置箇所の一例を示す図である。
【図６】本実施の形態に係るＰＳ用樹脂のスピン工法を用いた塗布工程を示す斜視図である。
【図７】スピン工法により塗布されたＰＳ用樹脂の膜厚分布を示す図である。
【図８】本実施の形態に係るＰＳの径の分布を示す図である。
【図９】ＰＳの径と高さの関係を調べるために作製した実験基板の詳細を示す図である。
【図１０】基板の中心と端部におけるＰＳの径と高さとの関係を示すグラフである。
【図１１】形成されるＰＳの径と高さについて説明するための図である。
【図１２】本実施の形態に係るマザー基板上に形成された複数のＰＳのうちの１つを示す断面図である。
【図１３】本実施の形態の別の実施例に係るＰＳ用樹脂のスリット＆スピン工法を用いた塗布工程を示す斜視図である。
【図１４】スリット＆スピン工法により塗布されたＰＳ用樹脂の膜厚分布を示す図である。
【図１５】本実施の形態の別の実施例に係るＰＳの径の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略されている。
【００１７】
始めに、図１を用いて、本実施の形態に係る液晶表示装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置の断面図である。本実施の形態に係る液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を有するアクティブマトリクス型液晶表示装置を例として説明するが、ＴＦＴ以外のスイッチング素子を用いてもよい。また、パッシブマトリクス型液晶表示装置とすることも可能である。
【００１８】
図１において、本実施の形態に係る液晶表示装置１００は、液晶表示パネル５０を備えている。液晶表示パネル５０は、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とが互いに対向して配置されている。そして、これら両基板を貼り合わせるシール材３３との間の空間に液晶３０を封入した構成を有する。シール材３３は液晶表示装置１００の表示領域を囲うように枠状に形成されている。
【００１９】
ＴＦＴ基板１０は、基板１１の上に表示領域を形成する画素電極１３、走査信号線（不図示）、及び映像信号線（不図示）がそれぞれ絶縁膜１５を介して形成されている。複数の走査信号線（ゲート配線）は平行に設けられている。同様に、複数の映像信号線（ソース配線）は平行に設けられている。走査信号線と映像信号線とは、互いに交差するように形成されている。走査信号線と映像信号線とは交差している。隣接する走査信号線と映像信号線とで囲まれた領域が画素となる。従って、画素が表示領域内にマトリクス状に配列される。この画素の略全域に画素電極１３が形成されている。
【００２０】
走査信号線と映像信号線との交差点近傍には、スイッチング素子であるＴＦＴ１４が形成される。ＴＦＴ１４は表示領域内にアレイ状に配列されている。ＴＦＴ１４は、映像信号線と同じ層で形成されたドレイン電極及びソース電極を備えている。ソース電極とドレイン電極とは、半導体層を介して接続されている。このＴＦＴ１４を介して、映像信号線と画素電極１３とが接続される。したがって、走査信号によってＴＦＴ１４をオン状態にすることによって、映像信号線から画素電極１３に表示信号が供給される。
【００２１】
画素電極１３上には、液晶３０を配向させるための配向膜１２が積層されている。基板１１の外側には偏光板３１が貼着されている。また、ＴＦＴ基板１０上には、ＴＦＴ１４に供給する信号を外部から受け入れる端子電極１６、端子電極１６から入力された信号を対向基板２０へ伝達するためのトランスファ電極１７等を有している。
【００２２】
対向基板２０は、基板２１のＴＦＴ基板１０と対向する面に、顔料あるいはクロム等の金属から成り光を遮光するブラックマトリクス（Black Matrix：ＢＭ）２５が形成されている。ＢＭ２５として、例えば、黒色の樹脂を用いる場合やＣｒなど金属酸化膜を用いる場合がある。そして、ＢＭ２５間の領域を埋めるように、顔料あるいは染料からなる着色層２４が形成されている。着色層２４は例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ（Color Filter：ＣＦ）である。着色層２４は、バックライトから発光される光を透過し、表示領域内において画像を表示するための画素となる領域である。ＢＭ２５は、着色層２４間に配置することで、表示の鮮明性、コントラストを向上する役割がある。また、ＢＭ２５は、着色層２４が配置されていない額縁領域におけるバックライトからの不要光を遮断する役割がある。
【００２３】
さらにＢＭ２５および着色層２４を覆うように、共通電極２３が表示領域の略全面に形成されている。共通電極２３は、ＴＦＴ基板１０の画素電極１３との間に電界を生じさせ、液晶３０を駆動する。共通電極２３はトランスファ材３４を介してトランスファ電極１７と電気的に接続されている。このトランスファ電極１７及びトランスファ材３４を介して端子電極１６から入力された信号が共通電極２３に伝達される。
【００２４】
ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間には、柱状スペーサ（ＰＳ）１が形成されている。ＰＳ１は、樹脂などからなる柱状の突起物であり、ここでは、対向基板２０の共通電極２３上に設けられている。ＰＳ１は、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０との間の基板間隔（パネルギャップ）を保持する。すなわち、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０間の基板間距離は、ＰＳ１により規制される。表示領域内において、複数のＰＳ１が所定の間隔で配置されている。本実施の形態では、形成されるＰＳ１に特徴を有しており、詳細については後述する。また、対向基板２０の液晶３０と接する面には、液晶３０を配向させるための配向膜２２が積層されている。なお、基板２１の外側には偏光板３２が貼着されている。
【００２５】
ＴＦＴ基板１０と対向基板２０は、シール材３３を介して貼り合わされている。基板１１、２１としては、ガラス基板、石英ガラス等の透明な絶縁基板を用いることができる。シール材３３は、例えば光硬化性及び熱硬化性のアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂、または紫外線硬化性の樹脂を用いることができる。また、本実施の形態に係る液晶表示装置１００は、駆動信号を発生させる制御基板３５、制御基板３５を端子電極１６に電気的に接続するＦＦＣ（Flexible Flat Cable）３６、光源となるバックライトユニット（不図示）等を備えている。
【００２６】
このような液晶表示装置１００では、制御基板３５から電気信号が入力されると、画素電極１３及び共通電極２３に駆動電圧が加わる。そして、駆動電圧に合わせて液晶３０の分子の方向が変化する。バックライトユニットの発する光がＴＦＴ基板１０、液晶３０、及び対向基板２０を介して外部へ透過または遮断されることにより、液晶表示装置１００に映像等が表示される。すなわち、画素ごとに駆動電圧を変えることによって、所望の画像を表示することができる。
【００２７】
なお、液晶表示装置１００の動作モードは、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ(Super Twisted Nematic)モード、強誘電性液晶モード等を用いることができる。また、対向基板２０に設けた共通電極２３をＴＦＴ基板１０側に配置し、画素電極１３との間で液晶３０に対して横方向に電界をかけるＩＰＳ（In-Plane Switching）モード、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モード等の横電界方式の液晶表示装置であってもよい。なお、横電界方式を用いた液晶表示装置１００の場合には、対向基板２０側の着色層２４及びＢＭ２５上には、共通電極２３に代わりオーバーコート（Over Coat：ＯＣ）膜が設けられるなど、本発明の主要部ではない部分において本実施の形態の構成から若干の変更が適宜必要となる。また、本発明は、透過型だけに限らず、反射型や、透過型と反射型の両用である半透過型の液晶表示装置にも適用できる。
【００２８】
ところで、上述したような構成の液晶表示パネル５０は、通常、複数の液晶表示パネルを取り出すための液晶表示パネル用マザーパネルとして製造された後、個々の液晶表示パネル５０に分断して形成される。図２は、本実施の形態に係る液晶表示パネル用マザーパネルの構成を示す上面図である。図２において、液晶表示パネル用マザーパネル２５０は、複数の液晶表示パネル５０を備えている。ここでは、液晶表示パネル用マザーパネル２５０には、例えば９つの液晶表示パネル５０ａ〜５０ｉが縦３×横３で配設されている。このように、液晶表示パネル用マザーパネル２５０においては、複数の液晶表示パネル５０が同時形成され、生産性向上を図ることができる。なお、液晶表示パネル用マザーパネル２５０に形成される液晶表示パネル５０の数は、１つであってもよい。
【００２９】
液晶表示パネル用マザーパネル２５０は、対向配置された一対のマザー基板を有する。そして、一対のマザー基板を貼り合わせるシール材３３が複数の液晶表示パネル５０のそれぞれに対して設けられている。一対のマザー基板間には、液晶表示パネル５０のパネルギャップを規制するＰＳ１が複数設けられている。ここで、この液晶表示パネル用マザーパネル２５０に設けられているＰＳ１について、図３を用いて詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る液晶表示パネル用マザーパネルにおけるＰＳの詳細な構成について説明するための概略平面図である。図３では、図２の液晶表示パネル用マザーパネル２５０内に形成されるＰＳ１が概略的に示されている。
【００３０】
図３において、液晶表示パネル用マザーパネル２５０内には、複数のＰＳ１が設けられている。これらのＰＳ１は、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の位置に応じて、形成される大きさが異なっている。複数のＰＳ１は、液晶表示パネル用マザーパネルにおける位置に応じて、その径が徐々に変化している。なお、本明細書中において、ＰＳ１の「径」とは、ＰＳ１を上から見たときの寸法を指すものとする。従って、例えば上から見たときのＰＳ１の形状が円形であるときは、ＰＳ１の「径」は、円の直径を意味する。上から見たときのＰＳ１の形状が円形以外のものであってもよく、その場合はその形状の大きさを表すのに適した部分の寸法をＰＳ１の「径」とする。従って、例えば上から見たときのＰＳ１の形状が矩形であるとき、ＰＳ１の「径」は、互いに隣り合う２辺の長さとしてもよい。
【００３１】
具体的には、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の中心から外側に向かうにつれて、ＰＳ１の径が大きくなるように形成されている。ただし、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の中心から端部に向かう方向に隣接するＰＳ１同士が同じ径のものであってもよく、液晶表示パネル用マザーパネル２５０をその中心から端部にかけて全体的にみたときにＰＳ１の径が徐々に変化していればよい。すなわち、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の中心から端部に向かう方向に隣接する２つのＰＳ１同士を比較したときに、外側に配置されるＰＳ１の径が中心側に配置されるＰＳ１の径以上となっていればよい。従って、液晶表示パネル用マザーパネル２５０において、周辺部付近に位置するＰＳ１の径は、中央部付近に位置するＰＳ１の径よりも大きくなっている。
【００３２】
なお、図３では、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の中心から端部にかけて概略的に８つの方向にのみＰＳ１を配置する場合について記載しているが、実際にはこれらの方向の間にもＰＳ１が適宜配置されるものとする。また、液晶表示パネル用マザーパネル２５０内に設けられるこれらのＰＳ１の平面形状は、同じ形状であることが好ましい。すなわち、径の大きさが異なっていても上から見たときの形状が相似形状となっている。
【００３３】
ＰＳ１の径の分布は、例えば同心円状とすることができる。従って、ＰＳの径が、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の中心から同心円状に大きくなっていく。また、ＰＳ１の径の分布は、長軸を持つ楕円状としてもよい。例えば、ＰＳの径が、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の中心から、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の長辺方向を長軸とする楕円状に大きくなるように分布してもよい。
【００３４】
液晶表示パネル用マザーパネル２５０内にＰＳ１を上述のように配置することにより、個々に分断された後の各液晶表示パネル５０においても、複数のＰＳ１が、液晶表示パネルにおける位置に応じてその径が徐々に変化するように設けられることになる。液晶表示パネル用マザーパネル２５０の中心を含む位置の液晶表示パネル５０では、液晶表示パネル５０の所定の点から外側に向かうにつれて、複数のＰＳ１の径が大きくなっていく。ここでいう所定の点とは、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の中心に対応する位置とする。例えば、図３に示す液晶表示パネル用マザーパネル２５０の中央部に位置する液晶表示パネル５０ｅにおいては、液晶表示パネル５０ｅの中心から外側に向かうにつれて、複数のＰＳ１の径が大きくなる。
【００３５】
一方、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の中心を含まない位置の液晶表示パネル５０では、第１の端部から、この第１の端部と反対側の第２の端部に向かうにつれて、複数のＰＳ１の径が大きくなっていく。例えば、図３に示す液晶表示パネル用マザーパネル２５０の角部に位置する液晶表示パネル５０ａ，５０ｃ，５０ｇ，５０ｉでは、第１の角部から、この第１の角部と対向する第２の角部に向かうにつれて、複数のＰＳ１の径が大きくなる。また、液晶表示パネル５０ｂ，５０ｄ，５０ｆ，５０ｈでは、第１の端辺から、この第１の端辺と対向する第２の端辺に向かうにつれて、複数のＰＳ１の径が大きくなる。
【００３６】
また、個々に分断された後の各液晶表示パネル５０は、液晶表示パネル用マザーパネル２５０内においてその液晶表示パネル５０が配置されていた位置に応じた径のＰＳ１を有することになる。図４は、図３の液晶表示パネル用マザーパネルに設けられている複数の液晶表示パネルのうちの１つを示す概略図である。図４（ａ）は、図３の液晶表示パネル用マザーパネル２５０の周辺部に位置する液晶表示パネル５０ａ、図４（ｂ）は、中央部に位置する液晶表示パネル５０ｅをそれぞれ示している。図４においては、枠状のＢＭ２５に囲まれた表示領域内に複数のＰＳ１が配置されている場合について例示的に示している。
【００３７】
例えば図４に示すように、液晶表示パネル用マザーパネル２５０の周辺部に配置されていた液晶表示パネル５０ａでは、中央部に配置されていた液晶表示パネル５０ｅよりも、径の大きいＰＳ１を有する。従って、液晶表示パネル５０は、液晶表示パネル用マザーパネル２５０における位置がより外側であったものほど、より径の大きいＰＳ１を有している。
【００３８】
図５は、本実施の形態に係るＰＳの具体的な配置箇所の一例を示す図である。ＰＳ１は、液晶表示パネル用マザーパネル２５０に用いられる一方のマザー基板上に形成される。例えば、ＰＳ１は、図５に示すように、複数の対向基板２０が設けられているＣＦ用のマザー基板２上に形成する場合、表示領域内のＢＭ２５の上に配置することができる。すなわち、着色層２４とこれに隣接する別の着色層２４との間のＢＭ２５上に、ＰＳ１が形成される。なお、ＰＳ１の配置箇所は、表示領域内のほかにも、この表示領域を囲む額縁領域内に配置することもできる。額縁領域内に配置する場合は、表示領域を囲む枠状のＢＭ２５上や、この枠状のＢＭ２５のさらに外側のマザー基板２上に配置してよい。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る液晶表示装置１００の製造方法について説明する。まず、一方のマザー基板２の片方の面上に、フォトリソグラフィ（写真製版）法によりＢＭ２５を形成する。ＢＭ２５は、顔料を含む樹脂あるいはクロム等の金属を用いることができる。ＢＭ２５の上からＢＭ２５間を埋めるように、着色層２４をフォトリソグラフィ法により形成する。着色層２４は、顔料あるいは染料からなる感光性樹脂を用いることができる。そして、ＢＭ２５及び着色層２４を覆うように、共通電極２３をマザー基板２の略全面に形成する。共通電極２３として、ＩＴＯ等からなる透明導電膜が用いられる。
【００４０】
続いて、本実施の形態では、これらＢＭ２５、着色層２４、共通電極２３などが形成されたマザー基板２上に、ＰＳ１を形成するための柱状スペーサ用樹脂（ＰＳ用樹脂）を塗布する。ＰＳ用樹脂の塗布は、例えばスピン工法を用いて行うことができる。図６は、本実施の形態に係るＰＳ用樹脂のスピン工法を用いた塗布工程を示す斜視図である。このスピン工法では、まず、図６（ａ）に示すように、マザー基板２上に、ディスペンサシリンジ５２から所定の量のＰＳ用樹脂５１を滴下する。ディスペンサシリンジ５２を用いた滴下では、ＰＳ用樹脂５１が点状に滴下される。
【００４１】
次に、図６（ｂ）に示すように、ＰＳ用樹脂５１が滴下されたマザー基板２を回転させて、図６（ｃ）に示すように、ＰＳ用樹脂５１をマザー基板２の略全面に塗り広げる。このように、スピン工法では、マザー基板２を回転させることで、マザー基板２上に滴下されたＰＳ用樹脂５１が、マザー基板２の略全面に塗布される。なお、図６おいては、ＰＳ用樹脂５１をマザー基板２上の１点のみに滴下する場合について例示的に記載しているが、実際にはマザー基板２上に複数点滴下してもよい。
【００４２】
図７は、スピン工法により塗布されたＰＳ用樹脂の膜厚分布を示す図である。ＰＳ用樹脂５１は、回転により発生する遠心力によって、マザー基板２の略全面に塗り広げられる。そのため、スピン工法により塗布されたＰＳ用樹脂５１は、マザー基板２の中央部で膜厚が厚く、マザー基板２の端部で膜厚が薄い膜厚分布となる。すなわち、図７に示すように、塗布されたＰＳ用樹脂５１は、マザー基板２の概ね中心で最も厚く、中心から外側に向かうにつれて薄くなる。特に、ＰＳ用樹脂５１をディスペンサシリンジ５２で点状に滴下しスピン工法で塗り広げた場合、ＰＳ用樹脂５１の膜厚分布は、図７のように同心円状になる。
【００４３】
次に、塗布したＰＳ用樹脂５１を、フォトリソグラフィ法を用いて露光、現像する。これにより、マザー基板２上に、複数のＰＳ１のパターンを形成する。このとき、本実施の形態では、マザー基板２に塗布されたＰＳ用樹脂５１の厚さの分布に応じて、ＰＳ１が異なる径で分布するように、複数のＰＳ１のパターンを形成する。具体的には、塗布されたＰＳ用樹脂５１の膜厚が厚い箇所ほど、ＰＳ１の径が小さくなるようにＰＳ１のパターンを形成する。
【００４４】
図８は、本実施の形態に係るＰＳの径の分布を示す図である。図８に示すように、本実施の形態においては、塗布されたＰＳ用樹脂５１の膜厚分布に応じるため、マザー基板２の中心から外側に向かうにつれてＰＳ１の径が大きくなっていくように、ＰＳ１のパターンを形成している。より厳密にＰＳ用樹脂５１の膜厚分布に応じるには、形成するＰＳ１のパターンの径が同心円状の分布になっていることが好ましい。
【００４５】
このようにして複数のＰＳ１のパターンを形成することにより、高さがマザー基板２面内において略均一のＰＳ１を形成できる。すなわち、マザー基板２上に塗布されたＰＳ用樹脂５１の塗布膜には、図７で示したようにスピン工法に固有な膜厚分布が生じている。そのため、マザー基板２全体に同じ径のＰＳ１を配置すると、パターニング後のＰＳ１にこの塗布膜の膜厚分布が反映されることになり、高さが均一にできない。しかし、本実施の形態では、塗布膜の膜厚分布に応じてマザー基板２面内に異なる径のＰＳ１を配置することにより、パターニング後のＰＳ１に塗布膜の膜厚分布を反映させることなく、高さをマザー基板２面内で略均一にできる。
【００４６】
ここで、ＰＳ１をマザー基板２上に均一に形成できる理由について、図９〜１１を用いて詳細に説明する。図９は、ＰＳの径と高さの関係を調べるために作製した実験基板の詳細を示す図である。図１０は、基板の中心と端部におけるＰＳの径と高さとの関係を示すグラフである。図１１は、形成されるＰＳの径と高さについて説明するための図である。
【００４７】
図９に示すように、７２０ｍｍ×６２０ｍｍの基板上に、ＰＳ用樹脂５１を塗布し、直径約１６μｍ、約１４μｍ、約１２μｍ、及び約１０μｍ狙いのフォトマスクを用いて露光、現像し、基板中央部および基板端部のそれぞれに径の異なる４つのＰＳ１を形成した。このようにして作製した実験基板の、基板位置ごとのＰＳ１の径と高さを測定した結果を図１０に示す。
【００４８】
図１０から明らかなように、基板中央部および基板端部のそれぞれにおいて、ＰＳ１の径が大きくなると高さが高くなることが判る。これは、図１１に示すように、ＰＳ１のパターン形成時のエッチング（現像）においてパターン角部が侵食されるため、ＰＳ１の径が小さいほど膜厚が減ると考えられる。
【００４９】
また、それぞれの径において、基板中央部のほうが基板端部よりもＰＳ１の高さが高いことが判る。これは、前述したように、ＰＳ用樹脂５１の塗布膜が基板端部よりも基板中央部で厚くなっているためである。図１０において、約１０μｍ狙いで形成したＰＳ１では、基板中央部のものと基板端部のものとで０．１１μｍの高さの差が発生している。例えば、図１０に示すように、基板中央部でＰＳ１の径を１０．４μｍに設定するときには、基板端部でのＰＳ１の径を１０．８μｍに設定すると、同じ高さのＰＳ１を形成することができる。すなわち、ＰＳ１の径を異ならせることでＰＳ１の高さを基板面内で一定にすることができ、高さ分布を無くすことができることが、図１０に示す実験結果からも明らである。ＰＳ１の径をマザー基板２内で最適に設定することで、ＰＳ１の高さをマザー基板２面内で均一に形成することができる。
【００５０】
図１２は、図５のXII−XII断面図であり、本実施の形態に係るマザー基板上に形成された複数のＰＳのうちの１つを示す断面図である。図１２（ａ）は、マザー基板２の周辺部に位置する対向基板２０ａ上、図１２（ｂ）は、中央部に位置する対向基板２０ｅ上のＰＳをそれぞれ示している。なお、マザー基板２における対向基板２０ａの位置は、図３の液晶表示パネル用マザーパネル２５０における液晶表示パネル５０ａの位置に相当するものとする。同様に、マザー基板２における対向基板２０ｅの位置は、図３の液晶表示パネル用マザーパネル２５０における液晶表示パネル５０ｅの位置に相当するものとする。
【００５１】
図１２に示す通り、マザー基板２の周辺部の対向基板２０ａ上に形成されるＰＳ１と、中央部の対向基板２０ｅ上に形成されるＰＳ１とは、径を異ならせたことで同一の高さｈになっている。
【００５２】
以上のような工程を経て、複数のＰＳ１を有するマザー基板２が形成される。このマザー基板２は、別途ＴＦＴ１４、画素電極１３、端子電極１６、およびトランスファ電極１７などを形成した別のマザー基板と貼り合わされる。ここでは、例えば、ＯＤＦによりこれら両マザー基板の貼り合わせを行う。具体的には、まず、マザー基板２及び別のマザー基板の上に、ポリイミドなどの配向膜を形成する。その後、この配向膜に対してラビング処理を行う。次に、マザー基板２又は別のマザー基板にシール材３３を形成し、シール材３３に囲まれた領域に、液晶３０を滴下する。液晶３０を滴下した後、ＰＳ１で両マザー基板間のギャップを維持した状態で、これら一対のマザー基板をシール材３３によって貼り合わせる。これにより、液晶表示パネル用マザーパネル２５０を形成する。
【００５３】
本実施の形態では、ＰＳ１の高さが略均一に形成されているため、液晶表示パネル用マザーパネル２５０のセルギャップが一定となる。従って、ＯＤＦプロセスにおける液晶の余剰、不足に対するプロセスマージンを増やすことができ、ＯＤＦプロセスにおける液晶の余剰、不足による歩留まり低下を防止できる。また、ＯＤＦプロセスにおける液晶の余剰、不足を防止するために、滴下する液晶量を液晶表示パネル用マザーパネル２５０の位置により変更する必要がない。これらのことから、生産性に優れた液晶表示パネル用マザーパネル２５０の製造が可能となる。
【００５４】
次に、貼り合わせた液晶表示パネル用マザーパネル２５０を液晶表示パネル５０毎に分断する。その後、個々の液晶表示パネル５０の両外側に偏光板３１、３２を貼り付ける。そして、制御基板３５を実装して、バックライトユニット等を取り付ける。以上の工程を経て、本実施の形態に係る液晶表示装置１００が完成する。
【００５５】
なお、本実施の形態では、ＰＳ用樹脂５１の塗布は、ディスペンサシリンジ５２で点状に滴下しスピン工法で塗り広げる場合について例示的に説明を行ったが、この方法に限るものではない。例えば、スリット＆スピン工法を用いることも可能である。図１３は、本実施の形態の別の実施例に係るＰＳ用樹脂のスリット＆スピン工法を用いた塗布工程を示す斜視図である。このスリット＆スピン工法では、まず、図１３（ａ）に示すように、マザー基板２上に、ダイ５３を移動させながら所定の量のＰＳ用樹脂５１を滴下する。スリット＆スピン工法では、ダイ５３のスリットからＰＳ用樹脂５１が概ね線状に滴下される。ここでは、例えばダイ５３のスリットがマザー基板２の長辺方向に延在するように配置し、ＰＳ用樹脂５１をスリットから滴下しながらダイ５３をマザー基板２の端辺方向に移動させる。
【００５６】
次に、図１３（ｂ）に示すように、ＰＳ用樹脂５１が滴下されたマザー基板２を回転させて、図１３（ｃ）に示すように、ＰＳ用樹脂５１をマザー基板２の略全面に塗り広げる。このように、スリット＆スピン工法においても、マザー基板２を回転させることで、マザー基板２上に滴下されたＰＳ用樹脂５１が、マザー基板２の略全面に塗布される。
【００５７】
図１４は、スリット＆スピン工法により塗布されたＰＳ用樹脂の膜厚分布を示す図である。スリット＆スピン工法により塗布されたＰＳ用樹脂５１も、図１４に示すように、マザー基板２の概ね中心で最も厚く、中心から外側に向かうにつれて薄くなる。特に、スリット＆スピン工法では、ＰＳ用樹脂５１の膜厚分布は、図１４のように、滴下されるＰＳ用樹脂５１の線の方向、すなわちダイ５３のスリット方向を長軸方向とする楕円状となる。
【００５８】
次に、塗布したＰＳ用樹脂５１を、フォトリソグラフィ法を用いて露光、現像し、マザー基板２上に、複数のＰＳ１のパターンを形成する。図１５は、本実施の形態の別の実施例に係るＰＳの径の分布を示す図である。図１５に示すように、本実施の形態においては、塗布されたＰＳ用樹脂５１の膜厚分布に応じるため、マザー基板２の中心から外側に向かうにつれてＰＳ１の径が大きくなっていくように、ＰＳ１のパターンを形成している。より厳密にＰＳ用樹脂５１の膜厚分布に応じるには、形成するＰＳ１のパターンの径が、マザー基板２の中心から楕円状の分布になっていることが好ましい。
【００５９】
このようにして複数のＰＳ１のパターンを形成することにより、スリット＆スピン工法を用いた場合でも、高さがマザー基板２面内において略均一のＰＳ１を形成できる。すなわち、マザー基板２上に塗布されたＰＳ用樹脂５１の塗布膜には、図１４で示したようにスリット＆スピン工法に固有な膜厚分布が生じていたが、パターニング後のＰＳ１にはこの膜厚分布が反映されることなく、高さをマザー基板２面内で略均一にできる。
【００６０】
無論、マザー基板２のサイズが異なる場合や、塗布膜の膜厚分布が製造プロセスにより異なる場合、ＰＳ用樹脂５１の種類によって膜厚分布が異なる場合などがあるため、ＰＳ１の具体的な径の設定については、適宜、最適な条件を見出す必要がある。ただし、マザー基板２の中央部と端部とでＰＳ１の径を変えること、およびマザー基板２の中央部のＰＳ１の方がマザー基板２の端部のＰＳ１よりも径が小さいことは、いずれの場合においても有効である。
【００６１】
径を小さくすることで、径が大きいＰＳ１よりも高さを低くすることができるため、ＰＳ１の高さ分布をＰＳ１の形状で補正することができる。例えば、塗布方法によりＰＳ１の高さが変わる場合には、その塗布方法による塗布膜の膜厚分布に応じたＰＳ１の径分布にすることで、ＰＳ１の高さばらつきを改善することが可能となる。例えば、上述したように、スピン工法の場合はマザー基板２中心から同心円状の径分布とし、スリット＆スピン工法ではマザー基板２から楕円形状にすると良い。マザー基板２面内におけるＰＳ１の高さ分布がなくなると、所定の液晶量で過不足なく液晶表示パネル用マザーパネル２５０を形成することができる。従って、液晶の余剰、不足による歩留まり低下の発生を防止できる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態では、液晶表示パネル用マザーパネル２５０における位置に応じて、異なる径のＰＳ１を配設する。これにより、ＰＳ用樹脂５１の塗布膜の膜厚分布を反映させることなく、高さが略均一のＰＳ１を形成することができる。従って、液晶表示パネル５０のセルギャップ分布を良好にできる。また、ＯＤＦプロセスにおいて、液晶表示パネル用マザーパネル２５０のセルギャップ分布を良好にできる。すなわち液晶表示用パネルマザーパネル２５０内のセルギャップが略均一となるため、余剰液晶や液晶不足による歩留まり低下が発生しなくなり、生産性を向上できる。このように、本実施の形態によれば、基板内においてより均一な高さのＰＳを有する液晶表示パネル用マザーパネル２５０、液晶表示パネル５０、及び液晶表示装置１００の製造方法を提供することができる。
【００６３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、ＰＳ１を対向基板２０上に形成する場合について例示的に説明をしたが、ＴＦＴ基板１０上にＰＳ１を形成することも可能であることは言うまでもない。さらに、上記実施の形態では、ＯＤＦプロセスを用いて液晶を封入する場合について例示的に説明をしたが、ＰＳ１の高さの均一性を向上することは製品の表示品位のばらつきを低減することから、ＯＤＦプロセス以外に用いても有効な効果を有する。ただし、液晶量のシビアなコントロールが必要であることから、本発明をＯＤＦプロセスに適用することは非常に高い効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  柱状スペーサ（ＰＳ）、２  マザー基板、
１０  ＴＦＴ基板、１１  基板、１２  配向膜、
１３  画素電極、１４  ＴＦＴ、１５  絶縁膜、
１６  端子電極、１７  トランスファ電極、
２０、２０ａ、２０ｅ  対向基板、
２１  基板、２２  配向膜、２３  共通電極、
２４  着色層、２５  ブラックマトリクス（ＢＭ）
３０  液晶、３１、３２  偏光板、３３  シール材、
３４  トランスファ材、３５  制御基板、
５０、５０ａ〜５０ｉ  液晶表示パネル、
５１  柱状スペーサ（ＰＳ）用樹脂、
５２  ディスペンサシリンジ、５３  ダイ、
１００  液晶表示装置
【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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