(57)【要約】【課題】  液晶表示素子における機能性材料膜のパターン精度を向上させる。【解決手段】    各々が電極を備えた一対の基板を準備する。基板における各々の電極が形成された側に、インクジェット法により絶縁膜を形成する。基板における各々の絶縁膜の上に、インクジェット法により配向膜を形成する。一対の基板を、絶縁膜、配向膜が形成された面同士を向かい合わせると共に、間隙を持って貼り合わせ、間隙に液晶を注入する。以上を含む製造方法により液晶表示素子を作成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）各々が電極を備えた一対の基板を準備する工程と、
（ｂ）前記基板における各々の電極が形成された側に、インクジェット法により絶縁膜を形成する工程と、
（ｃ）前記基板における各々の絶縁膜の上に、インクジェット法により機能性材料膜を形成する工程と、
（ｄ）前記一対の基板を、前記絶縁膜、前記機能性材料膜が形成された面同士を向かい合わせると共に、間隙を持って貼り合わせ、該間隙に液晶を注入する工程と
を含む液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記機能性材料膜は配向膜である請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁膜は無機絶縁膜である請求項１または２記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁膜の溶剤の沸点が１５０℃以上２００℃以下である請求項１〜３のいずれか１項記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子の製造方法に関し、特に機能性材料膜をインクジェット法で塗布した液晶表示素子の製造方法に関する。なお、機能性材料膜とは、絶縁膜、配向膜を初めとした、セル構造素子において電気的もしくは光学的性質を有する膜のことを指す。
【背景技術】
【０００２】
従来の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用絶縁膜および配向膜は、フレキソ印刷法により形成されてきた。フレキソ印刷法ではパターンごとに専用のフレキソ版が必要であり、製造する製品を切り替える際に時間のロスが生じるなどの問題から新しいパターン形成法が求められている。
【０００３】
近年、大型ＬＣＤ用配向膜などの形成にインクジェット法が用いられるようになってきた。インクジェット法では装置に入力するデータを変更するだけで塗布されるパターンを変更できるため、フレキソ版に変わる方法として注目されている。
【０００４】
インクジェット法の場合、吐出可能な材料の粘度が２〜１５ｍＰａ・ｓ程度と低い粘度で制限されている。材料は有機溶剤を蒸発させて固形化するが、このような粘度では材料の固形分濃度は２〜４ｗｔ％程度となる。例えば固形分濃度２ｗｔ％の材料を用いて８０ｎｍの膜を形成しようとした場合、４μｍ高の液滴を形成する必要がある。そのため、有機溶剤を蒸発（乾燥）させている間に材料が横方向に広がってしまう。広がりの幅は、基板の表面状態などの影響を大きく受けて成り行きで決まるためにその制御が難しいという問題がある。特許第３０７３４９３号や特開２００６−１０９９５号公報に、配向膜のパターン精度を向上させるための液晶表示装置の製造方法が開示もしくは提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３０７３４９３号
【特許文献２】特開２００６−１０９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＣＤのプロセスにおいて、機能性材料膜のパターン精度向上の要求は大きくなっている。ガラス基板の大きさによって要求される精度は変わるが、例えば１辺１ｍ以上の大板ガラスなどに塗布する場合は０．５〜１．０ｍｍ程度の精度が要求される。メインシールが形成されるべき位置に配向膜が形成されてしまうと、シール材の基板に対する密着性が著しく低下し、ＬＣＤの信頼性が低下する。また、シール材と配向膜との間に隙間が出来ると、液晶の配向不良が見られＬＣＤの表示品位を著しく低下させる。従って、メインシールパターンの極力内側に高精度に配向膜をパターニングする必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、インクジェット法を用いた機能性材料膜形成において、パターン精度を向上させた液晶表示素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一観点によれば、（ａ）各々が電極を備えた一対の基板を準備する工程と、（ｂ）前記基板における各々の電極が形成された側に、インクジェット法により絶縁膜を形成する工程と、（ｃ）前記基板における各々の絶縁膜の上に、インクジェット法により機能性材料膜を形成する工程と、（ｄ）前記一対の基板を、前記絶縁膜、前記機能性材料膜が形成された面同士を向かい合わせると共に、間隙を持って貼り合わせ、該間隙に液晶を注入する工程とを含む液晶表示素子の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
インクジェット法による機能性材料膜のパターン形成におけるパターン精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に、液晶表示装置の概略断面図を示す。
【００１１】
図１に示すように、液晶表示装置は、透明電極２（おもにインジウムスズオキサイドＩＴＯを用いる）付き一対の透明基板（主にガラス基板）１Ａ、１Ｂが、間に液晶３を挟みこんだ構造である。
【００１２】
透明基板１Ａ、１Ｂの内側には、厚さ方向の中央に向かってＩＴＯ電極２、絶縁膜４、配向膜５がこの順（透明電極２がパターニングされている場合には、絶縁膜４は透明電極２を覆ってガラス基板１に形成される）で形成されている。
【００１３】
メインシール材６は、上記電極および膜が形成された透明基板１Ａ、１Ｂを貼り合せると共に、液晶セル注入のための枠の役割を果たす。
【００１４】
基板１Ａ側のＩＴＯ電極２の一部と基板１Ｂ側のＩＴＯ電極２とを接続するための導通材７が設けられている。導通材７は主にメインシール材６の外側に形成される。図示の様な構造で、一方の基板に設けられた電極に電圧を印加しておき（電極は当然短絡しないようにパターニングしてある）、導通材を通じて他方の基板側の電極に接続するＬＣＤが普及している。
【００１５】
透明基板１Ａ、１Ｂの外側には、偏光板８が形成されている。その他、必要に応じて視角補償板などが所定の位置に配置される。
【００１６】
背景技術の項で述べたように、機能性材料膜、特に配向膜をインクジェット（ＩＪ）法により精度良くパターニングする要求が高まっている。
【００１７】
発明者らは、絶縁膜材料を下地材料としてインクジェット法により塗布しておき、その上に配向膜材料をインクジェット塗布する事によって、配向膜のパターン精度を向上させる方法を検討した。
【００１８】
下地の絶縁膜材料として、無機の絶縁材料（シリカ、チタニア等）を有機物のベースと混合したものを用いる。この絶縁膜材料はスピンナー（塗布後マスクを用いてパターニング）、フレキソなどの印刷法により塗布可能となるよう調整される。印刷塗布後、紫外線照射や高温焼成（２７０℃）により有機物を分解、蒸発させ、無機の絶縁膜を得ることができる材料を用いる。
【００１９】
溶媒として、アルコール類やグリコールエーテル類で沸点が１５０℃〜２００℃以下の溶媒を用いる。
【００２０】
発明者らは、実施例による方法で、配向膜の塗布実験を行った。以下に、インクジェットの塗布条件を示す。
【００２１】
（インクジェット塗布条件）
１．塗布速度：３２０ｍｍ／ｓ
２．ヘッド吐出周波数：１０ｋＨｚ
３．ヘッドピッチ：０．７３４ｍｍ（１．３６２ヘッド／ｍｍ）
４．塗布回数：２回（往復で２回塗布する。行きと帰りで半ピッチずらして塗布）
５．塗布密度
ｉ．基板送り方向：１００００Ｈｚ／３２０ｍｍ＝３１．２５回／ｍｍ
ｉｉ．ヘッドピッチ方向：１．３６２×２回＝２．７２３回／ｍｍ
ｉｉｉ．単位面積当たりの密度：３１．２５×２．７２３＝８５．１ドット／ｍｍ２
６．塗布量
ｉ．１６０ｎｌ／ヘッド
ｉｉ．単位面積当たりの塗布量：８５．１×１６０＝１３６１７ｎｌ
図２Ａに、塗布実験の概要に関する平面図を示す。図中Ｘ（メッシュ）の領域は、インクジェット塗布装置に設定した膜のサイズであり、Ｙ（右上がり線）の領域は、塗布後に配向膜が広がった部分である。
【００２２】
実験では、インクジェット塗布装置に予め設定した配向膜の縦（Ｔ）と横（Ｗ）の幅に対し、塗布後広がった配向膜の縦と横の寸法をそれぞれ３箇所（縦：Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ  横Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ）測定した。その後、元の寸法ＴとＷとの差をとって、比較例（ガラス基板上に直接配向膜をインクジェット法で塗布する方法）と実施例による方法（ガラス基板の上に下地絶縁膜をインクジェットで塗布し、その上に配向膜をインクジェットにより塗布する方法）とにおける配向膜の広がり具合を比較した。なお、配向膜の設定値は縦Ｔが４５．９５ｍｍ、横Ｗが１５５．５５ｍｍである。
【００２３】
図２Ｂ、図２Ｃにその結果を示す。図２Ｂは、比較例による方法で塗布した場合の配向膜の広がり具合に関して、４回の実験分を表にしたものである。図２Ｃは、実施例による方法で塗布した場合の配向膜の広がり具合に関して、４回の実験分を表にしたものである。
【００２４】
図２Ｂに示すように、比較例による塗布での横の広がりＷａ−Ｗ、Ｗｂ−Ｗ、Ｗｃ−Ｗは１．０８１ｍｍ〜１．３３５ｍｍの範囲であり、縦の広がりＴａ−Ｔ、Ｔｂ−Ｔ、Ｔｃ−Ｔは１．４６２ｍｍ〜２．２２４ｍｍの範囲であった。４回の実験で、広がりはいずれも１ｍｍ以上であった。
【００２５】
一方、図２Ｃに示すように、実施例による塗布での横の広がりＷａ−Ｗ、Ｗｂ−Ｗ、Ｗｃ−Ｗは０．５８１ｍｍ〜０．９４２ｍｍの範囲であり、縦の広がりＴａ−Ｔ、Ｔｂ−Ｔ、Ｔｃ−Ｔは０．０００ｍｍ〜１．２３７ｍｍの範囲であった。このように、実施例により配向膜を塗布すると精度良くパターニングを施すことが出来る。特に、縦Ｔの広がりに関しては、サンプルのロットＮｏ．２とＮｏ．４において０．１ｍｍ以下の広がりしか発生していないことから、より好適条件を追求すれば、コンスタントに高精度な配向膜の塗布が可能となるであろう。
【００２６】
インクジェット法では、下層となる絶縁膜材料の粘度を低くして吐出し易くする。絶縁膜材料の粘度の低さは、膜厚が比較的均一になることに寄与すると考えられる。一方、絶縁膜をフレキソ版で印刷すると、絶縁膜材料の粘度がインクジェット法に比べて高い。フレキソ版に存在する縞などの模様の影響により、絶縁膜の表面に多少の凹凸が形成される。それが配向膜の形成においても影響し、配向膜にも縞模様や凹凸ができてしまう。
【００２７】
また、ＩＴＯ電極やガラス基板の上に直に配向膜を形成すると、ガラス基板とＩＴＯ電極が混在した領域で配向膜の塗布を行うことにより、表面張力にばらつきが生じる問題があった。特に端部においては、複数の電極引き出し線とガラス基板が配向膜と交互に接触するため、端部が不均一になる問題があった。実施例のように、ＩＴＯ電極と配向膜との間に下地膜として絶縁膜を形成しておけば、配向膜の表面張力がほぼ一定となるため、配向膜端部の均一性が向上するメリットもある。
【００２８】
発明者らは、実施例により、液晶表示部のサンプルを作成した。
【００２９】
図３Ａに、サンプルの一部の写真を示し、図３Ｂに、図３Ａの実線で囲んだ領域Ａを部分拡大した概略図を示す。図示のように、実施例を用いてＩＴＯ電極付きガラス基板Ｓに絶縁膜、配向膜を形成すると、配向膜を塗布すべきエリアＣ（実線Ｃｌより図中下のメッシュ部分）に、配向膜がうまく収まっていることが分かる。配向膜の端部と実線Ｃｌとのずれは最大で０．１ｍｍ程度であり、パターン精度が良いことがここでも示されている。図３Ｂ中のラインＢｌから下の領域は絶縁膜エリアＢであるが、実施例がエリアＣを精度良くパターニングできる塗布方法であることから、エリアＣがエリアＢに対して精度良く区別して観察できることが分かる。
【００３０】
実施例による方法を用いれば、他の印刷方法や真空成膜方式、フォトリソグラフィー方式に比べ、大気圧・室温下で行えることやマスク・版などを用いる必要が無いことなどの利点も挙げられる。
【００３１】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、セル構造を有する素子の内、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）、ＳＥＤ（表面伝導型電子放出素子ディスプレイ）等でもよく、そこでパターン形成される機能性材料膜（絶縁膜、導電膜、蛍光体層など）の形成にも本発明を適用できる。その他にもサブミリオーダーの精度を要求される機能性材料膜のパターン形成方法に適用できるであろう。
【００３２】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、液晶表示装置の概略断面図である。
【図２】図２Ａは、塗布実験の概要に関する平面図であり、図２Ｂは、従来例による方法で塗布した場合の配向膜の広がり具合に関して、４回の実験分の表であり、図２Ｃは、実施例による方法で塗布した場合の配向膜の広がり具合に関して、４回の実験分の表である。
【図３】図３Ａは、サンプルの一部の写真であり、図３Ｂは、図３Ａの実線で囲んだ領域Ａを部分拡大した概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１Ａ、１Ｂ  透明基板
２  透明電極
２ｌ  配線
３  液晶
４  絶縁膜
５  配向膜
６  メインシール材
７  導通材
８  偏光板
Ｓ  ＩＴＯ付きガラス基板
【図１】
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【図２】
2008233486.tif 000004
【図３】
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