(57)【要約】【課題】スペーサを含む液滴を基板の非画素領域内に収まるように塗布でき、かつ、塗布された液滴の流出や干渉を防止することで、表示品位の高い液晶表示装置を提供すること。【解決手段】基板１０の非画素領域１２には、ノズル１３から吐出され当該基板１０に付着した液滴１５が当該非画素領域１２の延在方向に流出し干渉しないように区画する凸部２２を備えた。配置された液滴１５は、非画素領域１２の凸部２２間に収まり、画素領域１１側にはみ出すことがなく、スペーサ１４が画素領域１１に配置されるのを防止できる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーサを含む液滴を液滴吐出手段を用いて基板に吐出し、当該スペーサを当該基板上に配置することにより形成される液晶表示装置において、
前記基板の非画素領域には、前記液滴吐出手段から吐出され当該基板に付着した液滴が当該非画素領域の延在方向に流出し干渉しないように区画する凸部を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記凸部は、前記非画素領域にレジスト膜を形成後、これを露光することによって形成したことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記凸部は、硬化樹脂を前記液滴吐出手段により前記非画素領域に塗布し硬化して形成したことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置に関し、さらに詳しくは、スペーサを含む液滴を基板の非画素領域内に収まるように塗布でき、表示品位の高い液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、基板の間隙を一定に保つために、基板間にたとえば球状のスペーサを配置している。このスペーサの配置手段として、キャリア溶液中に混入されたスペーサを、配向処理された基板上にスプレー散布する手段が知られている。なお、樹脂あるいはガラス等により形成された球状スペーサの直径は２〜６μｍ程度であり、キャリア溶液としては、水とイソプロピルアルコール等の混合溶液が用いられている。
【０００３】
しかしながら、このスプレー散布では、スペーサが基板上に不均一に分布する場合があり、特に、表示に使用される領域（以下、「画素領域」と記す）に多数のスペーサが凝集すると、発色の明るさが減少したり、発色むらが生じ、表示品位が低下するという問題点があった。
【０００４】
このような問題点を解決するために、液滴吐出装置を用いることにより、表示に使用されない領域（以下、「非画素領域（ブラックマトリクス）」と記す）にスペーサを正確に吐出配置し、液晶表示装置のコントラスト向上を目指す手段が知られている（たとえば、特許文献１参照。）。図５は、このような従来の液滴吐出法（いわゆるインクジェット法）によってスペーサを吐出する様子を模式的に示す側面図、図６は、基板に吐出された液滴を示す平面図、図７は、基板に吐出された液滴の一例を示す拡大平面図である。
【０００５】
図５〜図７に示すように、基板１０は、水平移動自在に形成された図示しないスライドテーブル上に水平に載置され、この基板１０の上方には、スペーサ１４を含む液滴１５を、基板１０の画素領域１１間に形成された非画素領域１２に向けて鉛直下方に吐出するためのノズル１３が設けられている。
【０００６】
このノズル１３は、非画素領域１２のピッチに対応させて、図示しないインクジェットヘッドに多数設けられており、上記スライドテーブルを所定量移動させながらノズル１３から液滴１５を吐出することにより、図６に示すように、非画素領域１２に液滴１５が配置される。
【特許文献１】
特開２００２−７２２１８号広報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非画素領域１２の幅は、通常、１０〜２０μｍであり、ノズル１３から吐出され非画素領域１２に着弾した液滴１５は、図６および図７に示すように、平面形状が円形となり、その外径は２０〜５０μｍとなる。
【０００８】
したがって、図６に示すように、非画素領域１２に配置された液滴１５は、非画素領域１２内に収まらず、画素領域１１側にはみ出してしまい、スペーサ１４が画素領域１１にも配置されてしまう場合がある。その結果、これが光抜けや黒点として認識され、液晶表示装置の発色の明るさが減少したり、発色むらが生じるという課題があった。
【０００９】
そこで、上記課題を解決するために、本願出願人は、図８〜図１１に示すような液晶表示装置の製造装置を提案するに至った。すなわち、この液晶表示装置の製造装置は、スペーサ１４吐出時における基板１０の設置角度とノズル１３の設置角度とを任意に変更できるように構成したものである。これらの設置角度を変更することにより、液滴１５の基板１０への着弾角度を制御し、着弾時における液滴１５の運動量の進行方向成分を活用するとともに、液滴１５にかかる重力の作用とによって、液滴１５の形状が非画素領域１２が延在する方向に沿って広がる形状（たとえば、縦長の楕円形状）となり、非画素領域１２内に収まり易くしたものである（図１０および図１１参照）。
【００１０】
そして、さらに具体的には、図９に示すように、液晶表示装置の製造装置は、基板１０を保持し上下方向（基板１０の傾斜方向）に移動自在に形成されたステージ１６と、ステージ１６（基板１０）の設置角度を任意に変化させる基板角可変機構２０を備え、当該ステージ１６等を保持する基台１７と、多数のノズル１３を備えた液滴吐出ヘッド１８と、液滴吐出ヘッド１８を回転させ、ノズル１３の設置角度を任意に変化させるノズル角可変機構２１とを備えて構成されている。図８および図９中の矢印ａは、液滴吐出ヘッド１８の位置を固定した場合における、基板１０およびステージ１６の移動走査方向を示している。なお、本装置は、基板１０の位置を固定した場合に、液滴吐出ヘッド１８の位置を図８中の矢印ｂ方向（基板１０と平行方向）に移動走査できるように構成されている。
【００１１】
しかしながら、液滴１５に作用する重力成分が過大となって、図１２および図１３に示すように、非画素領域１２の延在方向において液滴１５の流出や干渉が起こることが考えられる。このような場合、液滴１５が、当初は非画素領域１２内に配置されたとしても、上記流出および干渉等によって画素領域１１側にはみ出してしまい、その結果、これが光抜けや黒点として認識され、液晶表示装置の発色の明るさが減少したり、発色むらが生じるという事態が起こり得る。
【００１２】
ここで、図８は、本願出願人が提案した液晶表示装置の製造装置によってスペーサを吐出する様子を模式的に示す側面図、図９は、液晶表示装置の製造装置を示す正面図、図１０は、基板に吐出された液滴を示す平面図、図１１は、基板に吐出された液滴の一例を示す拡大平面図、図１２は、基板に吐出された液滴の流出や干渉状態を示す平面図、図１３は、液滴の干渉状態の一例を示す拡大平面図である。
【００１３】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スペーサを含む液滴を基板の非画素領域内に収まるように塗布でき、かつ、塗布された液滴の流出や干渉を防止することで、表示品位の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明にかかる液晶表示装置は、スペーサを含む液滴を液滴吐出手段を用いて基板に吐出し、当該スペーサを当該基板上に配置することにより形成される液晶表示装置において、前記基板の非画素領域には、前記液滴吐出手段から吐出され当該基板に付着した液滴が当該非画素領域の延在方向に流出し干渉しないように区画する凸部を備えたものである。
【００１５】
基板の凸部間に液滴が吐出されると、この凸部により非画素領域が区画されているので、配置された液滴どうしが隣接した液滴に向かって流出（液だれ）・干渉するのを防止できる。このとき液滴は、非画素領域の延在方向に沿って広がる形状（たとえば、楕円形状）となり、その形状に応じてスペーサが配置されるので、非画素領域内に偏分布することがない。非画素領域の延在方向に沿って広がる各液滴は、凸部によって液滴どうしの流れ込みを防いで塞き止められる。
【００１６】
すなわち、配置された液滴は、非画素領域の凸部間に収まり、画素領域側にはみ出すことがなく、スペーサが画素領域にも配置されるのを防止できる。したがって、光抜けや黒点として認識されるのを防止でき、液晶表示装置の発色の明るさが減少したり、発色むらが生じるということもない。
【００１７】
また、本発明にかかる液晶表示装置は、凸部は、非画素領域にレジスト膜を形成後、これを露光することによって形成したものである。これにより、凸部を容易に形成することができる。
【００１８】
また、本発明にかかる液晶表示装置は、凸部は、硬化樹脂を液滴吐出手段により非画素領域に塗布し硬化して形成したものである。これにより、凸部を容易かつ迅速に形成することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる液晶表示装置の製造装置の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
図１は、この発明の実施の形態にかかる凸部を非画素領域に備えた液晶表示装置を示す平面図、図２は、凸部を示す断面図、図３は、基板に吐出された液滴を示す平面図、図４は、基板に吐出された液滴の一例を示す拡大平面図である。なお、以下の説明において、すでに説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略化する。
【００２１】
本実施の形態にかかる液晶表示装置の基板１０には、図１および図２に示すように、非画素領域１２内にその延在する方向に沿って、所定ピッチで複数の凸部２２が形成されている。この凸部２２は、液滴１５の配置ピッチに対応するように、非画素領域１２に立設されており、配置された液滴１５どうしが隣接した液滴１５に向かって流出（液だれ）・干渉しないように非画素領域１２を区画したものである。
【００２２】
この凸部２２の形状は、図示例のような矩形のみならず、多角形状であってもよい。また、凸部２２の高さは、画素領域１１よりも低く形成されている。この凸部２２は、基板１０の非画素領域１２に、たとえばレジスト膜を形成後、それを露光することによって容易に形成することができる。なお、レジストはＪＳＲ社のＪＮＰＣ−８０、現像液はＮＭＤ−Ｗを用いることができる。
【００２３】
また、この凸部２２は、インクジェット（液滴吐出）法により形成することもできる。たとえば、インクジェット（液滴吐出）法により所定量の紫外線硬化樹脂を非画素領域１２に塗布し、紫外線を照射してこれを硬化させて形成したり、あるいは、同様に熱硬化樹脂を非画素領域１２に塗布し、加熱硬化させて形成することもできる。さらには、スペーサ１４が定着するまで液滴１５と干渉しない物性を有する物質であれば、硬化しない溶剤を用いることもできる。
【００２４】
以上のように構成された基板１０の凸部２２間に、図８で示した本願出願人の提案による液滴吐出装置によって液滴１５が吐出されると、図３に示すように、この凸部２２により区画されているので、配置された液滴１５どうしが隣接した液滴１５に向かって流出（液だれ）・干渉するのを防止できる。そして、図４に示すように、液滴１５の楕円形状に応じてスペーサ１４が非画素領域１２内に偏分布することなく配置されることとなる。
【００２５】
すなわち、配置された液滴１５は、非画素領域１２の凸部２２間に収まり、画素領域１１側にはみ出すことがなく、スペーサ１４が画素領域１１にも配置されるのを防止できる。したがって、光抜けや黒点として認識されるのを防止でき、液晶表示装置の発色の明るさが減少したり、発色むらが生じるということもない。
【００２６】
なお、樹脂あるいはガラス、セラミック等により形成された球状スペーサ１４は、製造する液晶表示装置の性能等によって異なるが、たとえば直径が２〜６μｍ程度のものを用いることができる。スペーサ１４は、粒状であれば、球状以外の形状であってもよく、たとえば円筒状で直径と高さがほぼ等しいものを用いることもできる。
【００２７】
また、キャリア溶液としては、たとえば水とエチレングリコールの混合溶液（粘度が１０〜４０ｍＰＡ・ｓ、沸点が１５０〜２５０℃程度のもの）を用いることができるが、スペーサ１４を適切に配置できるものであれば、これに限定されず、その他の溶液であってもよい。たとえば、このキャリア溶液は、水とエチレングリコールの混合溶液にさらに他の溶液（たとえば、１−デカノール、または１−ドデカノール）を加えて上記物性値をとり得るものであってもよい。また、液滴吐出ヘッド１８は、ノズル１３から固形物であるスペーサ１４を吐出するので、圧電素子により駆動されるものが好ましい。
【００２８】
以上のように、この実施の形態にかかる液晶表示装置によれば、スペーサ１４を含む液滴１５を基板１０の非画素領域１２内に収まるように塗布でき、かつ、塗布された液滴の流出や干渉を防止できるので、表示品位の高い液晶表示装置が得られる。
【００２９】
なお、図８で示したように、本願出願人による液晶表示装置の製造装置により、基板１０およびノズル１３を傾斜配置して液滴１５を吐出する例について、本発明を適用したが、これに限定されず、基板１０をほぼ水平に配置し、ノズル１３のみを傾斜させて吐出する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】凸部を非画素領域に備えた液晶表示装置を示す平面図。
【図２】凸部を示す断面図。
【図３】基板に吐出された液滴を示す平面図。
【図４】基板に吐出された液滴の一例を示す拡大平面図。
【図５】従来のスペーサを吐出する様子を模式的に示す側面図。
【図６】基板に吐出された液滴を示す平面図。
【図７】基板に吐出された液滴の一例を示す拡大平面図。
【図８】吐出する様子を模式的に示す側面図。
【図９】液晶表示装置の製造装置を示す正面図。
【図１０】基板に吐出された液滴を示す平面図。
【図１１】基板に吐出された液滴の一例を示す拡大平面図。
【図１２】基板に吐出された液滴の流出や干渉状態を示す平面図。
【図１３】液滴の干渉状態の一例を示す拡大平面図。
【符号の説明】
１０　基板
１１　画素領域
１２　非画素領域
１３　ノズル
１４　スペーサ
１５　液滴
１６　ステージ
１７　基台
１８　液滴吐出ヘッド
１９　ヘッド回転機構
２０　基板角可変機構
２１　ノズル角可変機構
２２　凸部
【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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