(57)【要約】【課題】透明基板上に塗着したインクの乾燥を促進する。【解決手段】スペーサ粒子２６を固着する際には、載置台３１に略水平に載置されたＦＴＦ基板１０を発熱装置３９（加熱手段）によって加熱しておき、ＴＦＴ基板１０の上面の温度を上昇させた状態で、そのＴＦＴ基板１０の上面に対し、スペーサ粒子２６が含有されたインク２８をインクジェット装置３０によって塗着させる。塗着されたインク２８は、ＴＦＴ基板１０自体が発する熱により、塗着直後から蒸発を開始するので、インク２８の乾燥に要する時間が短い。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行に重ねられた一対の透明基板と、
重ねられる前の前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板に固着され、前記重ねられた一対の透明基板の間に隙間を形成するスペーサ粒子と、
前記重ねられた一対の透明基板の間の隙間に封入された液晶とを備えた液晶表示装置を製造する装置であって、
前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板を略水平に載置させる載置部材と、
前記載置部材に載置された前記透明基板の上面に対し、前記スペーサ粒子を含有するインクを塗着させるインクジェット装置と、
前記載置部材に載置された前記透明基板を加熱する加熱手段とを備えていることを特徴とする液晶表示装置の製造装置。
【請求項２】
前記加熱手段が、前記載置部材に設けられ、前記載置部材に載置される前記透明基板の下面に対して熱を伝達可能な発熱装置からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造装置。
【請求項３】
前記加熱手段が、前記載置部材に載置されている前記透明基板の上面に対して温風を吹き付ける温風発生装置からなることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造装置。
【請求項４】
平行に重ねられた一対の透明基板と、
重ねられる前の前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板に固着され、前記重ねられた一対の透明基板の間に隙間を形成するスペーサ粒子と、
前記重ねられた一対の透明基板の間の隙間に封入された液晶とを備えた液晶表示装置を製造する方法であって、
前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板を、載置部材上に略水平に載置し、
前記載置部材に載置された前記透明基板を加熱した状態で、その透明基板の上面に対し、前記スペーサ粒子が含有されたインクを塗着し、
前記インクを蒸発させることで前記スペーサ粒子を前記透明基板上に固着させることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記載置部材に設けた発熱装置で発生させた熱を、前記載置部材に載置されている前記透明基板の下面に伝達することで、前記透明基板を加熱することを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記載置部材に載置されている前記透明基板の上面に対して温風を吹き付けることで、前記透明基板を加熱することを特徴とする請求項４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、液晶表示装置の製造装置及び製造方法に関し、特にスペーサ粒子によって透明基板同士の間隔を保持する液晶表示装置を製造する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の駆動素子と表示電極が設けられたガラス製の透明基板と、ＲＧＢ画素からなるカラーフィルターが設けられたガラス製の透明基板との間に液晶を挟持した構成となっており、両透明基板間の液晶層の厚み（いわゆるセルギャップ）の均一化を図るために、球状のスペーサ粒子を透明基板の間に配してその間隔を透明基板の全面に亘って均一に保持するようになっている。  
このような液晶表示装置を製造する際には、スペーサ粒子は、両透明基板を重ね合わせる前に、予め一方の透明基板に固着しておく。固着の手段としては、インクジェット装置によりスペーサ粒子を含有させたインクを透明基板上に塗着させ、インクを蒸発させて乾燥し、スペーサ粒子を透明基板上に固着させる。  
尚、このようなスペーサ粒子を固着させる手段は、特許文献１等に記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３７８５５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
透明基板におけるインクの塗着面は配向膜となっているのであるが、インクが配向膜の表面に接触している時間が長くなると、配向膜に対して液晶を一方向へ並ばせるために施した表面処理が影響を受けて、その配向機能が低下し、液晶の配向不良を来すことが懸念される。  
ところが、従来の製造方法では、透明基板にインクを塗着させる工程と、インクを乾燥させる工程とが、別々のブースにおいて行われており、透明基板上にインクを塗着した後は、その透明基板をロボットなどによって乾燥ブースまで搬送するようになっていた。そのため、透明基板上においては、インクがしばらくの間（例えば、５分程度の時間）、未乾燥の状態で放置されたままとなり、液晶の配向不良を来す虞があった。  
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、透明基板上に塗着したインクの乾燥を促進することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、平行に重ねられた一対の透明基板と、重ねられる前の前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板に固着され、前記重ねられた一対の透明基板の間に隙間を形成するスペーサ粒子と、前記重ねられた一対の透明基板の間の隙間に封入された液晶とを備えた液晶表示装置を製造する装置であって、前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板を略水平に載置させる載置部材と、前記載置部材に載置された前記透明基板の上面に対し、前記スペーサ粒子を含有するインクを塗着させるインクジェット装置と、前記載置部材に載置された前記透明基板を加熱する加熱手段とを備えているところに特徴を有する。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記加熱手段が、前記載置部材に設けられ、前記載置部材に載置される前記透明基板の下面に対して熱を伝達可能な発熱装置からなるところに特徴を有する。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記加熱手段が、前記載置部材に載置されている前記透明基板の上面に対して温風を吹き付ける温風発生装置からなるところに特徴を有する。
【０００７】
請求項４の発明は、平行に重ねられた一対の透明基板と、重ねられる前の前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板に固着され、前記重ねられた一対の透明基板の間に隙間を形成するスペーサ粒子と、前記重ねられた一対の透明基板の間の隙間に封入された液晶とを備えた液晶表示装置を製造する方法であって、前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板を、載置部材上に略水平に載置し、前記載置部材に載置された前記透明基板を加熱した状態で、その透明基板の上面に対し、前記スペーサ粒子が含有されたインクを塗着し、前記インクを蒸発させることで前記スペーサ粒子を前記透明基板上に固着させるところに特徴を有する。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記載置部材に設けた発熱装置で発生させた熱を、前記載置部材に載置されている前記透明基板の下面に伝達することで、前記透明基板を加熱するところに特徴を有する。
【０００９】
請求項６の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記載置部材に載置されている前記透明基板の上面に対して温風を吹き付けることで、前記透明基板を加熱するところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１０】
＜請求項１の発明＞
スペーサ粒子を固着する際には、載置部材に載置した透明基板を加熱手段によって加熱しておき、その状態でその透明基板の上面に、スペーサ粒子が含有されたインクを塗着させる。塗着されたインクは、透明基板自体が発する熱により、塗着直後から蒸発を開始するので、インクの乾燥に要する時間が短くて済む。
【００１１】
＜請求項２及び請求項５の発明＞
発熱装置で発生した熱が、載置部材に載置されている透明基板の下面に伝達され、透明基板内を移動することにより、透明基板の上面（インクの塗着面）の温度が上昇する。
【００１２】
＜請求項３及び請求項６の発明＞
載置部材に載置されている透明基板の上面に吹き付けられる温風の熱が、透明基板に伝達されることにより、透明基板の上面（インクの塗着面）の温度が上昇する。
【００１３】
＜請求項４の発明＞
載置部材に載置した透明基板を加熱した状態で、その透明基板の上面に、スペーサ粒子が含有されたインクを塗着させるので、塗着されたインクは、透明基板自体が発する熱により、塗着直後から蒸発を開始する。したがって、インクの乾燥に要する時間が短くて済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図４を参照して説明する。本実施形態の液晶表示装置は、一対のガラス製の透明基板、即ちＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０を平行に重ね合わせ、両基板１０，２０の間にスペーサ粒子２６を介在させることによって両基板１０，２０の間隔（セルギャップ）を全面に亘って一定に保つようにするとともに、両基板１０，２０の隙間に液晶２７を充填した構造になる。
【００１５】
ＴＦＴ基板１０におけるＣＦ基板２０との対向面には、図１に示すように、複数のソース電極線１１が一定間隔で縦方向に配索されているとともに、複数のゲート電極線１２が一定間隔で横方向に配索されており、このソース電極線１１とゲート電極線１２とによって構成された多数（図１には１箇所のみ記載）の方形の格子枠１３の中には、夫々、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明な薄板状をなす略方形の表示電極１４が配置されている。尚、図３では、便宜上、１つの格子枠１３を大きく誇張して描いており、したがって、１つのＴＦＴ基板１０に形成される格子枠１３の数も、実際のものより大幅に少なくなっている。また、各格子枠１３の角隅部には、夫々、ソース電極線１１とゲート電極線１２とに接続されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）からなる駆動素子１５が設けられている。図２に示すように、ＴＦＴ基板１０の表面（ＣＦ基板２０との対向面）とゲート電極線１２の表面にはゲート絶縁膜１６が形成され、ゲート絶縁膜１６の表面には層間絶縁膜１７が形成され、層間絶縁膜１７の表面には上記した表示電極１４が形成され、表示電極１４及び層間絶縁膜１７の表面には配向膜１８が形成されている。
【００１６】
一方、ＣＦ基板２０におけるＴＦＴ基板１０との対向面には、方形の薄板状をなす赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色の多数の画素２２を縦横に整列して配設してなるカラーフィルター２１が設けられていると共に、隣接する画素２２同士の間及び画素２２の配設領域の周囲（ＣＦ基板２０の外周縁）に光の漏れを防止するために線状に配置された黒色遮光膜２３（ブラック・マトリックス）が形成されている。また、カラーフィルター２１と黒色遮光膜２３の表面（ＴＦＴ基板１０との対向面）にはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明な薄板状をなす共通電極２４が形成され、共通電極２４の表面には配向膜２５が形成されている。
【００１７】
ＣＦ基板２０のうち黒色遮光膜２３が形成されている格子状の領域は、ＴＦＴ基板１０におけるソース電極線１１とゲート電極線１２の格子状の配線領域と対応しており、この黒色遮光膜２３による格子状の領域は、液晶表示装置の画像表示に関与しない遮光領域となっている。そして、ＴＦＴ基板１０における遮光領域、即ちゲート電極線１２上における配向膜１８の表面に、スペーサ粒子２６が固着されている。
【００１８】
スペーサ粒子２６は、合成樹脂製の球体であり、その表面は粘着材（図示せず）でコーティングされている。このスペーサ粒子２６は、インク２８内に含有された状態でインクジェット装置３０から吐出されることによって配向膜１８の表面に配置される。このとき、インク２８の液滴は、遮光領域の範囲内に納まるように塗着される。
【００１９】
塗着されたインク２８は、表面張力によって単一の液滴の状態を保ったまま次第に蒸発して乾燥が進むので、インク２８の液滴の径は次第に小さくなる。インク２８の液滴径が縮小するのに伴い、インク２８内に含有されているスペーサ粒子２６が互いに接近していく。インク２８が完全に蒸発すると、スペーサ粒子２６はその表面の粘着材により配向膜１８の表面に固着される。
【００２０】
このようにしてＴＦＴ基板１０の表面にスペーサ粒子２６が配置（固着）された後は、スペーサ粒子２６を挟むようにしてＴＦＴ基板１０とＣＦ基板２０とを重ね合わせる。すると、両基板１０，２０の隙間（セルギャップ）は、スペーサ粒子２６により両基板１０，２０の全領域に亘って一定に保たれ、ひいては、両基板１０，２０が高い精度で平行に保たれる。この後は、両基板１０，２０の隙間に液晶２７を封入する等の工程が行われることにより、液晶表示装置の製造が進められる。
【００２１】
次に、本実施形態の液晶表示装置の製造装置を説明する。  
インク２８をＴＦＴ基板１０に塗着させる工程と塗着させたインク２８を乾燥させる工程とを行うブースには、図３に示すように、水平な載置台３１（本発明の構成要件である載置部材）が設置されているとともに、インクジェット装置３０が設けられている。インクジェット装置３０は、ＴＦＴ基板１０上に形成されている格子枠１３の遮光領域と対応するように複数のノズル３３が直列配置されたノズルヘッド３２と、ノズルヘッド３２をノズル３３の並び方向と直角に載置台３１の上方で水平に間欠的に移動させる移動装置（図示せず）と、多数のスペーサ粒子２６が含有されたインク２８を貯留するタンク３４と、タンク３４内のインク２８を所定量ずつノズル３３側へ供給するポンプ（図示せず）と、制御装置３５とを備えている。制御装置３５は、ノズルヘッド３２の移動及び停止と、ノズル３３からのインク２８の吐出量及び吐出のタイミングを制御する。
【００２２】
また、載置台３１の上面を浅く凹ませた収容部３６内には、電源３７から供給される電力により発熱するヒーター３８が埋設されている。このヒーター３８と電源３７は、発熱装置３９を構成し、この発熱装置３９が、インク２８の液滴がＴＦＴ基板１０に塗着されてから完全に蒸発（乾燥）するまでに要する時間を短縮させるための加熱手段となっている。ヒーター３８は、ＴＦＴ基板１０よりも一回り大きい方形の板状をなし、ヒーター３８の水平な上面は載置面３８Ｓとなっている。この載置面３８Ｓには、ＴＦＴ基板１０が水平方向において位置決めされた状態に固定して載置されるようになっている。
【００２３】
次に、ＴＦＴ基板１０にインク２８とスペーサ粒子２６を塗着させる工程を説明する。
まず、ヒーター３８を発熱させておき、その載置面３８ＳにＴＦＴ基板１０を載置する。このとき、ヒーター３８で生じた熱が、ヒーター３８の上面（載置面３８Ｓ）からＴＦＴ基板１０の下面に伝達され、ＴＦＴ基板１０の内部を移動し、ゲート電極線１２、ゲート絶縁膜１６、層間絶縁膜１７、表示電極１４を順に伝わって配向膜１８に伝達され、配向膜１８の上面、即ちインク２８が塗着される面の温度を上昇させる。この配向膜１８の上面の温度は、インク２８の滴液の体積や雰囲気温度等に基づいて設定される。また、載置面３８ＳにＴＦＴ基板１０を載置してから配向膜１８の上面が所定温度まで上昇するのに要する時間は、ヒーター３８の温度が高いほど短縮される。
【００２４】
配向膜１８の上面が所定温度まで上昇したら、ノズルヘッド３２を間欠的に移動させながら、複数のノズル３３から所定量のインク２８を配向膜１８の所定領域に塗着させていく。塗着されたインク２８は、配向膜１８の上面から受ける熱により塗着の直後から蒸発を開始していく。そして、インク２８が完全に蒸発して乾燥が完了すると、スペーサ粒子２６が配向膜１８の上面に固着される。以上により、スペーサ粒子２６の固着工程が完了する。
【００２５】
尚、この工程における各設定値の一例を挙げると、インク２８の滴液の体積が１０〜２０ＰＬ、雰囲気温度が２３℃、雰囲気湿度が６０％の場合、配向膜１８の上面の温度は６０℃に設定される。また、ヒーター３８の温度を７０℃とした場合、載置面３８ＳにＴＦＴ基板１０を載置してから配向膜１８の上面が上記温度まで上昇するのに要する時間は、１０秒である。そして、インク２８が塗着されてから蒸発が完了するのに要する時間は、６０秒である。
【００２６】
上述のように本実施形態によれば、スペーサ粒子２６を固着する際には、載置台３１に載置したＴＦＴ基板１０を加熱手段（発熱手段３９）によって加熱しておき、加熱した状態でそのＴＦＴ基板１０の上面に、スペーサ粒子２６が含有されたインク２８を塗着させるようにしたので、塗着されたインク２８は、ＴＦＴ基板１０自体が発する熱により、塗着直後から蒸発を開始することになる。したがって、インク２８の乾燥に要する時間が短くて済む。
【００２７】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図５を参照して説明する。  
本実施形態２は、実施形態１とは異なる加熱手段によってＴＦＴ基板１０を加熱するようにしたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。  
本実施形態２の加熱手段は、載置台３１に載置されているＴＦＴ基板１０の上面に対して温風を吹き付ける温風発生装置４０からなる。温風発生装置４０は、載置台３１の上方において、インクジェット装置３０のノズルヘッド３２の移動経路と干渉しないように載置台３１の側縁に沿うように配置された細長いブロアヘッド４１を有している。ブロアヘッド４１には、小さく開口する複数の吹き出し口（図示せず）又は長さ方向に沿って開口する開口する吹き出し口（図示せず）が形成されており、この吹き出し口からは、所定の温度に暖められた温風４２が載置台３１に向けてほぼ水平若しくは水平よりもやや下向きに噴出されるようになっている。尚、載置台３１には実施形態１のようにヒーター３８は設けられておらず、載置台３１の上面に直接ＴＦＴ基板１０が載置されるようになっている。
【００２８】
ＴＦＴ基板１０にインク２８とスペーサ粒子２６を塗着させる際には、まず、載置台３１の上面の載置面３１ＳにＴＦＴ基板１０を載置するとともに、温風発生装置４０の吹き出し口から温風４２を噴出させる。噴出した温風４２は、載置台３１に載置されているＴＦＴ基板１０の配向膜１８の上面に沿って流れる。このとき、配向膜１８の上面、即ちインク２８が塗着される面の温度が上昇する。噴出する温風４２の流量（流速）と温風４２の温度は、インク２８の滴液の体積や雰囲気温度等に基づいて設定される。
【００２９】
次に、温風４２が配向膜１８の上面に沿って流れている状態を保ったまま、ノズルヘッド３２を間欠的に移動させながら、複数のノズル３３から所定量のインク２８を配向膜１８の所定領域に塗着させていく。塗着されたインク２８は、温風４２及び配向膜１８から受ける熱により、塗着された直後から蒸発を開始する。また、蒸発して気体となったインク２８は、温風４２の流れに乗じてＦＴＦ基板１０の外部へ運び出されるので、ＴＦＴ基板１０の上面近傍の湿度が大きく上昇することがなく、インク２８の蒸発は円滑に進み、短時間で乾燥が完了する。そして、インク２８が完全に蒸発して乾燥が完了すると、スペーサ粒子２６が配向膜１８の上面に固着される。以上により、スペーサ粒子２６の固着工程が完了する。
【００３０】
尚、この工程における各設定値の一例を挙げると、インク２８の滴液の体積が１０〜２０ＰＬ、雰囲気温度が２３℃、雰囲気湿度が６０％の場合、温風４２の温度は６０℃に設定される。この場合、配向膜１８の上面の温度は６０℃となり、インク２８が塗着されてから蒸発が完了するのに要する時間は、１０秒となる。
【００３１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。  
（１）上記実施形態ではスペーサ粒子をＴＦＴ基板のみに固着したが、これに限らず例えば、スペーサ粒子をＣＦ基板のみ、又はＴＦＴ基板とＣＦ基板の両方に固着してもよい。  
（２）上記実施形態ではスペーサ粒子をゲート電極線上に配置したが、黒色遮光膜上、ソース電極線上、蓄積電極線上等に配置してもよい。  
（３）上記実施形態では加熱手段として発熱装置と温風発生装置のいずれかを用いたが、加熱手段として発熱装置と温風発生装置の両方を用いてＦＴＦ基板を加熱してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１のＴＦＴ基板（透明基板）の拡大平面図
【図２】液晶表示装置の部分断面図
【図３】製造装置の平面図
【図４】製造工程をあらわす部分拡大断面図
【図５】実施形態２の製造装置の平面図
【符号の説明】
【００３３】
１０…ＴＦＴ基板（透明基板）
２０…ＣＦ基板（透明基板）
２６…スペーサ粒子
２７…液晶
２８…インク
３０…インクジェット装置
３１…載置台（載置部材）
３９…発熱装置（加熱手段）
４０…温風発生装置（加熱手段）
【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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