(57)【要約】     【課題】スペーサ配置用基板の遮光領域に高い精度で効率良くスペーサ粒子を配置する技術を提供する。    【解決手段】本発明は、透光領域３と遮光領域４が所定の間隔で繰り返し配置され当該遮光領域４に突状段差部５が設けられたスペーサ配置基板１に対し、スペーサ粒子１０を含有するスペーサ粒子分散液の液滴８を吐出着弾させて当該スペーサ配置基板１の遮光領域４にスペーサ粒子を配置する工程を有するスペーサ付き基板の製造方法であって、スペーサ粒子分散液の液滴８を、突状段差部５の透光領域３に対向する端縁部５ａから当該スペーサ粒子１０の集合基準距離Ｓだけ離れた位置に着弾させるものである。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光領域と遮光領域が所定の間隔で繰り返し配置され当該遮光領域に突状段差部が設けられたスペーサ配置基板に対し、スペーサ粒子を含有するスペーサ粒子分散液の液滴を吐出着弾させて当該スペーサ配置基板の透光領域の縁部にスペーサ粒子を配置する工程を有するスペーサ付き基板の製造方法であって、
前記スペーサ粒子分散液の液滴の中心を、前記突状段差部の前記透光領域に対向する端縁部から当該スペーサ粒子の集合基準距離だけ離れた位置に着弾させるスペーサ付き基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記スペーサ粒子の集合基準距離が、前記スペーサ粒子分散液の液滴の基板着弾後の直径の１／２以下であるスペーサ付き基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１において、前記スペーサ粒子の集合基準距離が、前記スペーサ粒子分散液の液滴の基板着弾後の直径の１／２以下で、かつ、前記液滴の中心が前記突状段差部上に位置しないスペーサ付き基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法を用い、ＴＦＴ型液晶表示装置用のアレイ側基板の透光領域の縁部にスペーサ粒子を配置する工程を有する液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、データ信号線及び走査信号線のいずれか一方又は両方に隣接する透光領域の縁部にスペーサ粒子を配置する工程を有する液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記スペーサ粒子として、遮光性の粒子を用いる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、スペーサ付き基板と、その基板を用いた液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶表示装置においては、一対の基板間の間隔を一定に保つためにスペーサ粒子が用いられている。
このような基板表面にスペーサ粒子を配置する方法としては、スペーサ粒子が分散された分散液の液滴を、吐出ヘッドから吐出して基板表面の所定位置に着弾させた後、分散液の溶剤を乾燥除去して所定の位置にスペーサ粒子を残す方法が採用されている。
【０００３】
この場合、スペーサ粒子を基板全面に配置すると、液晶の配向性に悪影響が出ることがあるため、スペーサ粒子を基板上の所定の領域にだけ分散液の液滴を着弾させることが望ましい。
【０００４】
近年、液晶表示装置は、その表示品質向上の要求が高まりより明るい画質にするため、画素領域を大きく、遮光領域を小さくする方向にある。これはスペーサ粒子を遮光領域に配置するに当たっては困難な方向であって、効率良く高い精度でスペーサ粒子を選択的に配置する方法の開発がより強く求められており、従来、様々な研究がなされている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−４０９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、スペーサ配置用基板の透光領域の縁部に高い精度で効率良くスペーサ粒子を配置する技術を提供することにある。
【０００６】
さらに、本発明の他の目的は、基板上に配置されたスペーサ粒子を移動しにくくする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、透光領域と遮光領域が所定の間隔で繰り返し配置され当該遮光領域に突状段差部が設けられたスペーサ配置基板に対し、スペーサ粒子を含有するスペーサ粒子分散液の液滴を吐出着弾させて当該スペーサ配置基板の透光領域の縁部にスペーサ粒子を配置する工程を有するスペーサ付き基板の製造方法であって、前記スペーサ粒子分散液の液滴の中心を、前記突状段差部の前記透光領域に対向する端縁部から当該スペーサ粒子の集合基準距離だけ離れた位置に着弾させるものである。
請求項２記載の発明は、請求項１において、前記スペーサ粒子の集合基準距離が、前記スペーサ粒子分散液の液滴の基板着弾後の直径の１／２以下であるものである。
請求項３記載の発明は、請求項１において、前記スペーサ粒子の集合基準距離が、前記スペーサ粒子分散液の液滴の基板着弾後の直径の１／２以下で、かつ、前記液滴の中心が前記突状段差部上に位置しないものである。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法を用い、ＴＦＴ型液晶表示装置用のアレイ側基板の透光領域の縁部にスペーサ粒子を配置する工程を有する液晶表示装置の製造方法である。
請求項５記載の発明は、請求項４において、データ信号線及び走査信号線のいずれか一方又は両方に隣接する透光領域の縁部にスペーサ粒子を配置する工程を有するものである。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記スペーサ粒子として、遮光性の粒子を用いるものである。
【０００８】
本発明の場合、スペーサ配置用基板において、スペーサ粒子分散液の液滴を、突状段差部の透光領域に対向する端縁部から当該スペーサ粒子の集合基準距離だけ離れた位置に着弾させることによって、分散液の溶剤を乾燥除去させる際に、分散媒体の表面張力によって各スペーサ粒子が突状段差部に向って移動し、これによりスペーサ粒子を突状段差部の端縁部に集合整列させることができる。
したがって、本発明によれば、スペーサ配置用基板の透光領域の縁部に高い精度で効率良くスペーサ粒子を配置することができる。
【０００９】
また、本発明によれば、スペーサ粒子は基板上において突状段差部に沿ってそれぞれ２点以上で固定されるため、基板上において移動しにくくなる。
さらに、本発明によれば、ＴＦＴ型液晶表示装置用のアレイ側基板の信号線の縁部にスペーサ粒子を集合させることによって基板上の遮光領域に高い精度で効率良くスペーサ粒子を配置することができ、これによりコントラストや色調の低下がなく優れた表示品質を発現する液晶表示装置を効率的に製造することができる。
そして、本発明において、スペーサ粒子として遮光性の粒子を用いれば、表示領域におけるコントラストをより向上させることが可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スペーサ粒子を効率良く高い精度で基板上の遮光領域に配置することができ、これにより優れた表示品質を発現する液晶表示装置を効率的に製造することができる。
また、本発明によれば、基板上に配置されたスペーサ粒子が移動しにくい液晶表示装置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】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に用いるスペーサ配置用基板を模式的に示す説明図、図２は、スペーサ配置用基板上にスペーサ粒子を配置する装置を示す概略図である。
【００１２】
図１に示すように、このスペーサ配置用基板１は、例えばガラス等からなる透明基板２上に、透光領域３と遮光領域４が所定の間隔で繰り返し配置されている。
そして、透明基板２上の遮光領域４には、例えば格子状の突状段差部５が設けられている。
【００１３】
図２に示すように、本発明においては、基台６上に載置されたスペーサ配置用基板１の上方に吐出ヘッド７を配置し、この吐出ヘッド７を移動し所定のタイミングでスペーサ粒子分散液の液滴８を吐出してスペーサ配置用基板１上にスペーサ粒子を配置する。
【００１４】
図３（ａ）（ｂ）は、本発明におけるスペーサ粒子分散液の液滴の着弾方法を模式的に示すもので、図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は平面図である。
図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明におけるスペーサ粒子分散液の液滴の着弾状態及びスペーサ粒子の集合状態を模式的に示す正面図、図５は、本発明におけるスペーサ粒子の集合状態を模式的に示す平面図である。
【００１５】
本発明において吐出ヘッド７から液滴８として吐出されるスペーサ粒子分散液は、溶剤９中にスペーサ粒子１０が分散されているものである。
本発明に使用されるスペーサ粒子１０は、特に限定されるものではないが、例えば、ポリスチレン樹脂粒子、シリコン変性ポリマー粒子等の樹脂粒子、表面がシランカップリング剤でコーティングされたシリカ粒子等の無機粒子、更に、無機粒子の表面が樹脂層で覆われた樹脂被膜粒子等を用いることができる。
【００１６】
本発明の場合、液晶表示装置の表示品質の一つであるコントラストを向上させる観点からは、スペーサ粒子１０として遮光性の例えば黒色に着色されたものを用いることが好ましい。
この場合、スペーサ粒子の着色方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、カーボンブラック、分散染料、酸性染料、塩基性染料、金属酸化物などの着色剤による着色処理法や、スペーサ粒子１０の表面に有機物の膜を形成し、この有機物の膜を高温で分解もしくは炭化させて着色する方法等が挙げられ、いずれの着色方法を用いてもよい。なお、スペーサ粒子１０を構成する材料自体が着色している場合には、着色処理を施すことなく、そのまま着色スペーサ粒子として用いてもよい。
【００１７】
本発明の場合、スペーサ粒子１０の粒径と、その分散液中の濃度も特に限定されないが、その一例を挙げると平均粒径は２μｍ以上６μｍ以下であり、その濃度は０．１重量％以上１０重量％以下である。
また、スペーサ粒子分散液に用いる溶剤（分散媒体）９も特に限定されるものではなく、水、アルコール、グリコール等の溶媒を１種又は２種以上混合して用いることができる。
スペーサ粒子分散液には、上記スペーサ粒子１０の他に、固着剤、界面活性剤、配向処理剤、酸化防止剤、着色剤等を添加することもできる。
【００１８】
本発明においては、吐出ヘッド７からスペーサ粒子分散液の液滴８を吐出して、スペーサ配置用基板１上において、突状段差部５の透光領域３に対向する端縁部５ａからスペーサ粒子１０の集合基準距離（以下「粒子集合基準距離」という。）Ｓだけ離れた着弾位置Ｐに着弾させる（液滴８の中心が着弾位置Ｐ上に位置するようにする）。
ここで、粒子集合基準距離Ｓは、特に限定されるものではないが、０以上で、スペーサ粒子分散液の液滴８の基板着弾後の直径Ｄの１／２以下とすることが好ましい（図３（ｂ）参照）。
【００１９】
粒子集合基準距離Ｓが０より小さい場合、すなわち、液滴８の中心が突状段差部５上に位置する場合には、溶剤９の乾燥後においてスペーサ粒子１０が突状段差部５上に残留するおそれがあるので、液滴８の中心がスペーサ配置用基板１上の透光領域３に滴下することがより好ましい。
【００２０】
一方、粒子集合基準距離Ｓがスペーサ粒子分散液の液滴８の基板着弾後の直径Ｄの１／２より大きい場合には、液滴８の着弾位置が突状段差部５の端縁部５ａから遠くなりスペーサ粒子１０が突状段差部５の端縁部５ａに十分に集合しなくなるおそれがある。
【００２１】
本発明の場合、スペーサ粒子分散液の液滴量は、１０ｐｌ以上であれば特に限定されるものではないが、吐出速度及び吐出角度を安定させる観点からは、１０〜１００ｐｌとすることが好ましい。上記液滴量を制御する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、吐出ヘッド７のノズル口径を最適化する方法や吐出ヘッド７を制御する電気信号を最適化する方法等が挙げられ、いずれの方法を採用してもよい。
【００２２】
本発明において、スペーサ粒子分散液の液滴８を上記着弾位置Ｐに着弾させるためには、吐出ヘッド７のスキャン（移動）を１回で行っても良いし、複数回に分けて行っても良い。
この場合、スペーサ粒子分散液の液滴８の着弾精度は、±１０μｍ以内となるように制御することが好ましい。
【００２３】
そして、図４（ａ）（ｂ）に示すように、上述した条件の下、スペーサ粒子分散液の液滴８をスペーサ配置用基板１上の着弾位置Ｐに着弾させると、突状段差部５の近傍においてスペーサ粒子分散液の液滴８が周囲に広がり、溶剤９の一部が突状段差部５に接触する。
その後、この状態でスペーサ粒子分散液の液滴８中の溶剤９の乾燥を行う。
【００２４】
本発明の場合、液滴８中の溶剤９を乾燥させる方法は、特に限定されることはなく、溶剤９の沸点とスペーサ配置用基板１の加熱温度の組み合わせにもよるが、スペーサ粒子１０がスペーサ配置用基板１上を移動する間に溶剤９が消失してしまわないようにある程度の時間幅（好ましくは１０秒以上）をもって乾燥することが好ましい。
【００２５】
そして、このような乾燥工程の過程において、液滴８中の溶剤９の表面張力によって、スペーサ粒子１０が突状段差部５側に移動し、図４（ｄ）及び図５に示すように、最終的に突状段差部５の端縁部５ａに接触した状態で集合配列される。
このように、本発明によれば、スペーサ配置用基板１の透光領域３の縁部に高い精度で効率良くスペーサ粒子１０を配置することができる。
【００２６】
図６（ａ）（ｂ）は、本発明に用いるスペーサ配置用基板の具体例を示すもので、図６（ａ）は、ＴＦＴ型液晶表示装置を構成するアレイ側基板の概略構成平面図、図６（ｂ）は、ＴＦＴ型液晶表示装置を構成するアレイ側基板及びフィルタ側基板の概略構成断面図である。
【００２７】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、アレイ側基板２０は、透明なガラス基板２１上にデータ信号線２２と走査信号線２３が格子状に形成され、これらデータ信号線２２と走査信号線２３によって囲まれる領域にＩＴＯからなる透明画素電極２４が形成されている（透明画素電極２４上には図示しない配向膜が形成されている。）。
【００２８】
そして、データ信号線２２と走査信号線２３によって囲まれる領域には、データ信号線２２と走査信号線２３に接続された薄膜トランジスタ２５が設けられ、これらデータ信号線２２と走査信号線２３からの信号に基づき薄膜トランジスタ２５を駆動することによって透明画素電極２４をオン・オフするようになっている。
【００２９】
一方、フィルタ側基板３０は、アレイ側基板２０と対向するように配置される。フィルタ側基板３０は、透明ガラス基板３１上に、所定の色のフィルタからなる透光領域３２と、ブラックマトリクスとしての遮光領域３３が繰り返し形成されている。
【００３０】
ここで、透光領域３２は、アレイ側基板２０の透明画素電極２４に対応する領域に形成され、遮光領域３３は、アレイ側基板２０のデータ信号線２２、走査信号線２３及び薄膜トランジスタ２５に対応する領域に形成されている。
【００３１】
そして、アレイ側基板２０とフィルタ側基板３０を対向配置することにより、アレイ側基板２０上の透明画素電極２４及びその周縁の領域が透光領域２６となり、アレイ側基板２０上のデータ信号線２２、走査信号線２３及び薄膜トランジスタ２５の領域が遮光領域２７となる。
【００３２】
このような構成において、上述した条件の下、スペーサ粒子分散液の液滴８の中心を、アレイ側基板２０のデータ信号線２２、走査信号線２３及び薄膜トランジスタ２５の透光領域２６に対向する端縁部２２ａ、２３ａ、２５ａから上記粒子集合基準距離Ｓだけ離れた位置に着弾させる。
【００３３】
そして、スペーサ粒子分散液の液滴８中の溶剤９の乾燥を行うことにより、図６（ａ）（ｂ）に示すように、データ信号線２２、走査信号線２３及び薄膜トランジスタ２５の端縁部２２ａ、２３ａ、２５ａにスペーサ粒子１０を集合整列させるようにする。
【００３４】
このように、本発明によれば、ＴＦＴ型液晶表示装置用のアレイ側基板２０の透光領域２６の縁部に高い精度で効率良くスペーサ粒子１０を配置することができ、これによりコントラストや色調の低下がなく優れた表示品質を発現する液晶表示装置を効率的に製造することができる。
【００３５】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、本発明に用いるスペーサ配置用基板としては、例えばＴＦＴ型液晶表示装置のアレイ側基板に限られるものではなく、また、スペーサ粒子を集合させる領域についても、データ信号線、走査信号線又は薄膜トランジスタの端縁部には限られない。
ただし、本発明は、ＴＦＴ型液晶表示装置のアレイ側基板に適用し、特に信号線の端縁部にスペーサ粒子を配置する場合に最も効果があるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に用いるスペーサ配置用基板を模式的に示す説明図
【図２】スペーサ配置用基板上にスペーサ粒子を配置する装置を示す概略図
【図３】（ａ）：本発明におけるスペーサ粒子分散液の液滴の着弾方法を模式的示す正面図、（ｂ）：同平面図
【図４】（ａ）〜（ｄ）：本発明におけるスペーサ粒子分散液の液滴の着弾状態及びスペーサ粒子の集合状態を模式的に示す正面図
【図５】本発明におけるスペーサ粒子の集合状態を模式的に示す平面図
【図６】（ａ）：ＴＦＴ型液晶表示装置を構成するアレイ側基板の概略構成平面図、（ｂ）：ＴＦＴ型液晶表示装置を構成するアレイ側基板及びフィルタ側基板の概略構成断面図
【符号の説明】
【００３７】
１…スペーサ配置用基板  ２…透明基板  ３…透光領域  ４…遮光領域  ５…突状段差部  ８…液滴  ９…溶剤  １０…スペーサ粒子
【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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