(57)【要約】【課題】表示用パネル基板に固着する力が強く均一な高さのスペーサを形成する。【解決手段】球状粒子２及び熱硬化性樹脂３を含むインクを、インクジェットヘッド４０を用いて表示用パネル基板へ噴射し、表示用パネル基板を加熱して熱硬化性樹脂３を硬化させ、表示用パネル基板上に球状粒子２及び熱硬化性樹脂３からなるスペーサ１を形成する。球状粒子２及び熱硬化性樹脂３からなるスペーサ１は、熱硬化性樹脂３により強い力で表示用パネル基板に固着する。球状粒子２及び熱硬化性樹脂３からなるスペーサ１の高さは、球状粒子２の大きさによりほぼ規制され、インクの広がり具合によるスペーサ１の高さのばらつきが少ない。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状粒子及び熱硬化性樹脂を含むインクを、インクジェットヘッドを用いて表示用パネル基板へ噴射し、
表示用パネル基板を加熱して熱硬化性樹脂を硬化させ、表示用パネル基板上に球状粒子及び熱硬化性樹脂からなるスペーサを形成することを特徴とするスペーサ形成方法。
【請求項２】
表示用パネル基板へ噴射するインク中に複数の球状粒子を含み、熱硬化性樹脂としてポリイミド樹脂を用いることを特徴とする請求項１に記載のスペーサ形成方法。
【請求項３】
球状粒子及び熱硬化性樹脂を含むインクを噴射するインクジェットヘッドを備え、請求項１又は請求項２に記載のスペーサ形成方法に用いられることを特徴とするスペーサ配置装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のスペーサ形成方法を用いて表示用パネル基板上にスペーサを形成し、
形成したスペーサを介して、表示用パネル基板に他の表示用パネル基板を重ね合わせることを特徴とする表示用パネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等の様に、スペーサを介して２枚の表示用パネル基板を重ね合わせた表示用パネルの製造において、表示用パネル基板上にスペーサを形成するスペーサ形成方法、該方法に用いられるスペーサ配置装置、及び該方法を用いた表示用パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、アクティブマトリクス駆動方式の液晶ディスプレイ装置において、液晶パネルは、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板とカラーフィルタ基板との間に液晶を封入して構成されている。製造工程では、ＴＦＴ基板又はカラーフィルタ基板の表面に、両基板の間隔を保つためのスペーサを形成し、形成したスペーサを介して、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを重ね合わせる。液晶は、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを重ね合わせる前に滴下する場合と、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを重ね合わせた後に注入する場合とがある。
【０００３】
スペーサは、カラーフィルタ基板の画素領域に配置すると液晶パネルの画質が悪化するため、各画素を区画する遮光層の上方に正確に配置しなければならない。特許文献１には、スペーサを溶媒に懸濁させ、インクジェット装置を用いて、スペーサを基板上に配設する技術が開示されている。また、特許文献２には、遮光層上の複数箇所に、インクジェット方式により、遮光層が撥インク性を示すインクを着弾させて、所定高さを有する複数の突起部（スペーサ）を配設する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−９４１９３号公報
【特許文献２】特開２００２−２０７２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術は、基板を加熱してインクジェット用の溶媒を蒸発させることにより、液滴中の複数のスペーサを１点に集めるものである。溶媒を蒸発させるため、基板上にはスペーサだけが残り、スペーサが基板に固着する力が弱いという問題があった。このため、液晶を滴下又は注入する際、スペーサが液晶で流されて画素領域へ移動するという不具合が発生した。
【０００５】
一方、特許文献２に記載の技術は、インクのみで突起部（スペーサ）を形成するため、インクの広がり具合により突起部（スペーサ）の高さがばらつき、突起部（スペーサ）の高さを均一にするのが難しかった。
【０００６】
本発明の課題は、表示用パネル基板に固着する力が強く均一な高さのスペーサを形成することである。また、本発明の課題は、表示用パネル基板に固着する力が強く均一な高さのスペーサを、表示用パネル基板上の狭い領域に配置することである。さらに、本発明の課題は、スペーサが画素領域へ移動するのを防止し、かつ表示用パネル基板の間隔を一定にして、画質の良い表示用パネルを製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスペーサ形成方法は、球状粒子及び熱硬化性樹脂を含むインクを、インクジェットヘッドを用いて表示用パネル基板へ噴射し、表示用パネル基板を加熱して熱硬化性樹脂を硬化させ、表示用パネル基板上に球状粒子及び熱硬化性樹脂からなるスペーサを形成するものである。球状粒子及び熱硬化性樹脂からなるスペーサは、熱硬化性樹脂により強い力で表示用パネル基板に固着する。球状粒子及び熱硬化性樹脂からなるスペーサの高さは、球状粒子の大きさによりほぼ規制され、インクの広がり具合によるスペーサの高さのばらつきが少ない。
【０００８】
さらに、本発明のスペーサ形成方法は、表示用パネル基板へ噴射するインク中に複数の球状粒子を含み、熱硬化性樹脂としてポリイミド樹脂を用いるものである。ポリイミド樹脂は、適度な粘性を有するので、インクジェットヘッドを用いて表示用パネル基板へ噴射したとき、表示用パネル基板上でのインクの広がりが少なく、インクに含まれる複数の球状粒子が狭い領域に集まって配置される。
【０００９】
本発明のスペーサ配置装置は、球状粒子及び熱硬化性樹脂を含むインクを噴射するインクジェットヘッドを備え、上記のいずれかのスペーサ形成方法に用いられるものである。球状粒子及び熱硬化性樹脂を含むインクが、インクジェットヘッドにより、表示用パネル基板上の狭い領域へ噴射される。
【００１０】
本発明の表示用パネルの製造方法は、上記のいずれかのスペーサ形成方法を用いて表示用パネル基板上にスペーサを形成し、形成したスペーサを介して、表示用パネル基板に他の表示用パネル基板を重ね合わせるものである。上記のいずれかのスペーサ形成方法を用いることにより、表示用パネル基板に固着する力が強く均一な高さのスペーサが形成されるので、スペーサが画素領域へ移動することなく、かつ表示用パネル基板の間隔が一定となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のスペーサ形成方法によれば、球状粒子及び熱硬化性樹脂を含むインクを、インクジェットヘッドを用いて表示用パネル基板へ噴射し、表示用パネル基板を加熱して熱硬化性樹脂を硬化させることにより、球状粒子及び熱硬化性樹脂からなり、表示用パネル基板に固着する力が強く均一な高さのスペーサを形成することができる。
【００１２】
さらに、本発明のスペーサ形成方法によれば、表示用パネル基板へ噴射するインク中に複数の球状粒子を含み、熱硬化性樹脂としてポリイミド樹脂を用いることにより、複数の球状粒子を狭い領域に集めて配置することができるので、強度の高いスペーサを形成することができる。
【００１３】
本発明のスペーサ配置装置によれば、球状粒子及び熱硬化性樹脂を含むインクを噴射するインクジェットヘッドを備えることにより、球状粒子及び熱硬化性樹脂を含むインクを、表示用パネル基板上の狭い領域へ噴射することができるので、表示用パネル基板に固着する力が強く均一な高さのスペーサを、表示用パネル基板上の狭い領域に配置することができる。
【００１４】
本発明の表示用パネルの製造方法によれば、スペーサが画素領域へ移動するのを防止することができ、かつ表示用パネル基板の間隔を一定にすることができるので、画質の良い表示用パネルを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態によるスペーサ配置装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、液晶パネルのカラーフィルタ基板上にスペーサを配置するスペーサ配置装置の例を示す。スペーサ配置装置は、テーブル１０、ベース１１、Ｘガイド１２、Ｙガイド１３、移動台１４、インクジェットヘッド４０、インクタンク５０、及び制御装置６０を含んで構成されている。
【００１６】
テーブル１０は、カラーフィルタ基板２０を真空吸着して保持する。ベース１１には、テーブル１０を搭載するＸガイド１２が設けられており、テーブル１０は、Ｘガイド１２に沿ってＸ方向（図面横方向）へ移動する。なお、駆動手段としては、ボールねじやリニアモータ等が用いられるが、図示は省略する。
【００１７】
また、ベース１１には、テーブル１０を跨ぐ門型のＹガイド１３が設けられており、Ｙガイド１３には移動台１４が取り付けられている。移動台１４は、Ｙガイド１４に沿ってＹ方向（図面奥行き方向）へ移動する。移動台１４には、インクジェットヘッド４０及びインクタンク５０が搭載されており、インクタンク５０は、後述するインクをインクジェットヘッド４０へ供給する。インクジェットヘッド４０は、テーブル１０のＸ方向への移動及び移動台１４のＹ方向への移動によって、インクタンク５０から供給されたインクを、カラーフィルタ基板２０の表面の任意の箇所へ噴射できる様になっている。
【００１８】
図２（ａ）はインクジェットヘッドの下面図、図２（ｂ）はインクジェットヘッドの内部の断面図、図２（ｃ）はインクジェットヘッドの動作を説明する図である。図２（ａ）に示す様に、インクジェットヘッド４０の下面には、複数のノズル４１が所定の間隔で設置されている。図２（ｂ）に示す様に、インクジェットヘッド４０の内部には、各ノズル４１に通じるチャンバピース４２が形成されており、各チャンバピース４２にはインクタンク５０からインクを供給するインク供給路４４が接続されている。
【００１９】
各チャンバピース４２の側面には、圧電素子からなるアクチュエータ４３が取り付けられている。図１の制御装置６０からアクチュエータ４３に電圧を印加すると、図２（ｃ）に示す様に、アクチュエータ４３が変形して、チャンバピース４２が広がり、インク供給路４４からチャンバピース４２内へインクが吸い込まれる。そして、アクチュエータ４３に印加した電圧を遮断すると、アクチュエータ４３が復元して、チャンバピース４２が図２（ｂ）に示す状態に戻り、チャンバピース４２内のインクがノズル４１から噴射される。
【００２０】
図３（ａ）は本発明の一実施の形態によるスペーサ形成方法を示すフローチャート、図３（ｂ）は本発明の一実施の形態による液晶パネルの製造方法を示すフローチャート、図３（ｃ）は本発明の他の実施の形態による液晶パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【００２１】
図３（ａ）において、本発明の一実施の形態によるスペーサ形成方法では、まず、球状粒子及び熱硬化性樹脂を含むインクを、図１に示したスペーサ配置装置のインクジェットヘッド４０を用いて、カラーフィルタ基板２０の表面へ噴射し（ステップ１０１）、カラーフィルタ基板２０上に球状粒子及び熱硬化性樹脂からなるスペーサを配置する。そして、カラーフィルタ基板２０を低温で加熱することにより（ステップ１０２）、熱硬化性樹脂を硬化させ、カラーフィルタ基板２０上に球状粒子及び熱硬化性樹脂からなるスペーサを形成する。
【００２２】
球状粒子及び熱硬化性樹脂からなるスペーサは、熱硬化性樹脂により強い力でカラーフィルタ基板２０に固着する。球状粒子及び熱硬化性樹脂からなるスペーサの高さは、球状粒子の大きさによりほぼ規制され、インクの広がり具合によるスペーサの高さのばらつきが少ない。
【００２３】
本実施の形態では、カラーフィルタ基板２０の表面へ噴射するインク中に複数、例えば平均して８個の球状粒子が含まれる様に、インクタンク５０のインク中の球状粒子の数を調節し、熱硬化性樹脂としてポリイミド樹脂を用いる。従って、図１のインクジェットヘッド４０は、複数の球状粒子及びポリイミド樹脂を含むインクを、カラーフィルタ基板２０の表面へ噴射する。
【００２４】
図４は、カラーフィルタ基板上のスペーサの配置を示す図である。通常、カラーフィルタ基板２０の内部には、格子状の遮光層２２が形成され、遮光層２２の格子の間にＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ層２３が形成されている。本実施の形態では、インクジェットヘッド４０を用いて、複数の球状粒子２及びポリイミド樹脂を含むインクを遮光層２２の上方の位置へ噴射し、複数の球状粒子２及びポリイミド樹脂からなるスペーサ１を、遮光層２２の上方に配置する。
【００２５】
ポリイミド樹脂は、適度な粘性を有するので、インクジェットヘッド４０を用いてカラーフィルタ基板２０へ噴射したとき、カラーフィルタ基板２０上でのインクの広がりが少なく、図４に示す様に、インクに含まれる複数の球状粒子２が狭い領域に集まって配置される。
【００２６】
図３（ｂ）において、本発明の一実施の形態による液晶パネルの製造方法では、まず、図３（ａ）に示したスペーサ形成方法を用いてカラーフィルタ基板２０上にスペーサ１を形成する（ステップ２０１）。次に、カラーフィルタ基板２０の周囲にシール材を塗布し、カラーフィルタ基板２０上に液晶を滴下する（ステップ２０２）。そして、スペーサ１を介して、カラーフィルタ基板２０にＴＦＴ基板を重ね合わせる（ステップ２０３）。
【００２７】
図３（ｃ）において、本発明の他の実施の形態による液晶パネルの製造方法では、まず、図３（ａ）に示したスペーサ形成方法を用いてカラーフィルタ基板２０上にスペーサ１を形成する（ステップ２１０）。次に、カラーフィルタ基板２０の周囲にシール材を塗布し、スペーサ１を介して、カラーフィルタ基板２０にＴＦＴ基板を重ね合わせる（ステップ２１１）。そして、シール材の隙間からＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板２０との間に液晶を注入する（ステップ２１２）。
【００２８】
図５は、本発明により製造された液晶パネルの断面図の一例である。液晶パネルは、ＴＦＴ基板３０とカラーフィルタ基板２０との間に液晶層４を挟んで構成されて、液晶パネルの両面には偏光板５が貼り付けられている。カラーフィルタ基板２０は、基板２１と、基板２１に形成された遮光層２２及びカラーフィルタ層２３と、それらの上層に形成された保護膜２４と、さらに上層に形成された共通電極２５と、さらに上層に形成された配向膜２６とを含んで構成されている。なお、液晶パネルの視野角依存性を改善するために、共通電極２５と配向膜２６と間に、視野角拡大膜が形成される場合もある。
【００２９】
カラーフィルタ基板２０の表面に形成されたスペーサ１は、球状粒子２及び熱硬化性樹脂３からなり、遮光層２２の上方に配置されている。ＴＦＴ基板３０は、基板３１と、基板３１に形成された画素電極３５と、基板３１及び画素電極３５の上層に形成された配向膜３６とを含んで構成されている。
【００３０】
なお、以上説明した実施の形態では、カラーフィルタ基板２０上にスペーサ１を形成していたが、球状粒子２及び熱硬化性樹脂３を含むインクを、インクジェットヘッド４０を用いてＴＦＴ基板３０の表面へ噴射し、ＴＦＴ基板３０上にスペーサ１を形成してもよい。
【００３１】
以上説明したスペーサ形成方法によれば、球状粒子２及び熱硬化性樹脂３を含むインクを、インクジェットヘッド４０を用いてカラーフィルタ基板２０又はＴＦＴ基板３０へ噴射し、カラーフィルタ基板２０又はＴＦＴ基板３０を加熱して熱硬化性樹脂３を硬化させることにより、球状粒子２及び熱硬化性樹脂３からなり、カラーフィルタ基板２０又はＴＦＴ基板３０に固着する力が強く均一な高さのスペーサ１を形成することができる。
【００３２】
さらに、以上説明したスペーサ形成方法によれば、カラーフィルタ基板２０又はＴＦＴ基板３０へ噴射するインク中に複数の球状粒子２を含み、熱硬化性樹脂３としてポリイミド樹脂を用いることにより、複数の球状粒子２を狭い領域に集めて配置することができるので、強度の高いスペーサ１を形成することができる。
【００３３】
以上説明したスペーサ配置装置によれば、球状粒子２及び熱硬化性樹脂３を含むインクを噴射するインクジェットヘッド４０を備えることにより、球状粒子２及び熱硬化性樹脂３を含むインクを、カラーフィルタ基板２０又はＴＦＴ基板３０上の狭い領域へ噴射することができるので、カラーフィルタ基板２０又はＴＦＴ基板３０に固着する力が強く均一な高さのスペーサ１を、カラーフィルタ基板２０又はＴＦＴ基板３０上の狭い領域に配置することができる。
【００３４】
本発明の液晶パネルの製造方法によれば、スペーサ１が画素領域へ移動するのを防止することができ、かつＴＦＴ基板３０とカラーフィルタ基板２０との間隔を一定にすることができるので、画質の良い液晶パネルを製造することができる。
【００３５】
なお、本発明は、液晶パネルに限らず、スペーサを介して２枚の表示用パネル基板を重ね合わせた表示用パネルに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態によるスペーサ配置装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）はインクジェットヘッドの下面図、図２（ｂ）はインクジェットヘッドの内部の断面図、図２（ｃ）はインクジェットヘッドの動作を説明する図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の一実施の形態によるスペーサ形成方法を示すフローチャート、図３（ｂ）は本発明の一実施の形態による液晶パネルの製造方法を示すフローチャート、図３（ｃ）は本発明の他の実施の形態による液晶パネルの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】カラーフィルタ基板上のスペーサの配置を示す図である。
【図５】本発明により製造された液晶パネルの断面図の一例である。
【符号の説明】
【００３７】
１  スペーサ
２  球状粒子
３  熱硬化性樹脂
４  液晶層
５  偏光板
１０  テーブル
１１  ベース
１２  Ｘガイド
１３  Ｙガイド
１４  移動台
２０  カラーフィルタ基板
２１  基板
２２  遮光層
２３  カラーフィルタ層
２４  保護膜
２５  共通電極
２６  配向膜
３０  ＴＦＴ基板
３１  基板
３５  画素電極
３６  配向膜
４０  インクジェットヘッド
４１  ノズル
４２  チャンバピース
４３  アクチュエータ
５０  インクタンク
６０  制御装置
【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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