(57)【要約】【課題】生産効率を低くすることなく、レーザ照射装置を大きくすることなく、大型液晶表示装置に使用する大サイズ液晶基板への対応も可能な液晶基板の画素領域以外にスペーサを接着固定するスペーサ固着装置の提供。【解決手段】画素領域と非画素領域とを有する基板にスペーサを固着するスペーサ固着装置において、前記スペーサが分散配置された前記基板をライン状レーザ光束で照射するレーザ照射装置と、前記ライン状レーザ光束を、前記画素領域に前記ライン状レーザ光束の照射位置がある時は前記ライン状レーザ光束を照射せず、前記非画素領域にライン状レーザ光束の照射位置がある時は前記ライン状レーザ光束を照射する照射制御手段と、前記基板と、前記レーザ照射装置とを相対的に移動させる移動機構とを有し、前記スペーサを前記基板の上の前記非画素領域に固着させることを特徴とするスペーサ固着装置。【選択図】図１
2007127957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素領域と非画素領域とを有する基板にスペーサを固着するスペーサ固着装置において、前記スペーサが分散配置された前記基板をライン状レーザ光束で照射するレーザ照射装置と、
前記ライン状レーザ光束を、前記画素領域に前記ライン状レーザ光束の照射位置がある時は前記ライン状レーザ光束を照射せず、前記非画素領域にライン状レーザ光束の照射位置がある時は前記ライン状レーザ光束を照射する照射制御手段と、
前記基板と、前記レーザ照射装置とを相対的に移動させる移動機構とを有し、前記スペーサを前記基板の上の前記非画素領域に固着させることを特徴とするスペーサ固着装置。
【請求項２】
前記画素領域及び前記非画素領域の少なくとも一方を検知する検知手段を有し、照射制御手段は該検知手段から出力される情報に基づいて画素領域及び非画素領域の判別を行い、ライン状レーザ光束の照射又は非照射を制御することを特徴とする請求項１に記載のスペーサ固着装置。
【請求項３】
前記レーザ照射装置は、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光をライン状レーザ光束に整形する整形光学系とを有する光学系を有し、該整形光学系は回折光学素子を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のスペーサ固着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペーサ固着装置に関する。より詳しくは、液晶表示装置等の表示装置の一対の基板の間隔を制御するために用いるスペーサを基板に固着させるスペーサ固着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、一対の対向する基板間に液晶材料を封入し、その液晶材料を挟む電極間に加えられる電圧を変化させることで液晶の状態を変化させ、所要の画像等を表示している。この液晶材料が封入される一対の基板間の間隙は極めて狭く、例えば４μｍから５μｍ程度の隙間でしかない。液晶表示装置は、その特性を発揮させるためには、対向する基板間の間隙を画面全体で一定に精度よく保つことが必須であることは知られている。このためには、例えば粒径の揃った径精度のよい粒子をこの間隙に分散配置させることが行われており、この粒子をスペーサと称している。
【０００３】
従来の液晶表示装置では、プラスチックビーズやシリカ球などで構成されるスペーサを、一方の基板上に略均一に散布し、固定した後、他方の基板を重ね合わせる方法が広く行われている。従来のスペーサを散布する方法では、スペーサの位置はランダムであることから、表示に寄与する画素領域にある透明電極上にまでスペーサが配置され、画素領域の光利用効率が低下することによる画質の低下が問題とされる。
【０００４】
そこで、上記の問題を解決するため、透明電極以外の電極や素子などの光非透過性の領域（非画素領域ともいう）にスペーサを配置する方法が検討されてきた。例えば、表面を熱可塑性樹脂で被覆したスペーサを基板上に分散した後、フォトマスクを介して画素領域外に分散配置されたスペーサに選択的に赤外光を照射することでスペーサを選択的に固着する方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。又、表面を熱可塑性樹脂で被覆したスペーサを基板上に分散した後、画素領域外に分散配置されたスペーサにレーザ光を照射しスペーサを接着固定する方法が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【特許文献１】特許第３０９３９４３号公報
【特許文献２】特開２００１−１８３６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されている方法は次の問題点を有している。
１）フォトマスクを作製するのにフォトマスク作製工程を必要とし工程が大きくなる。
２）フォトマスクの品質、液晶基板への配設に煩雑な管理を必要とする。
３）近年主流となりつつある第７世代の液晶表示装置に使用される液晶基板サイズ（１８８０ｍｍ×２１５０ｍｍ、縦２８０μｍ、横８０μｍの画素が間隔２０μｍで配置されている）への対応が、フォトマスクの作製が困難、大サイズ液晶基板を分割した大きさのフォトマスクを使用した場合、赤外光を分割照射することが必要になり、これによりタクトタイムが嵩み生産効率の低下に繋がる要因の一つになる可能性があることから難しい。
【０００６】
又、特許文献２に記載されている方法は次の問題点を有している。
１）液晶基板の全ての画素領域以外にレーザ光を照射するためには、時間が掛かり生産効率が低くなる。
２）生産効率を挙げるためるためには、レーザ照射装置を増加するのが有効な手段となるが、装置が大きくなるのと費用が嵩み、コストが高くなる可能性がある。
３）近年主流となりつつある第７世代の液晶表示装置に使用される液晶基板サイズ（１８８０ｍｍ×２１５０ｍｍ、経２８０μｍ、横８０μｍの画素が間隔２０μｍで配置されている）への対応する時上記１）、２）に挙げた問題点が更に大きくなり、大サイズ液晶基板への対応が困難となる。
【０００７】
これらの状況より、生産効率を低くすることなく、レーザ照射装置を大きくすることなく、大型液晶表示装置に使用する大サイズ液晶基板への対応も可能な液晶基板の画素領域以外にスペーサを接着固定するスペーサ固着装置の開発が望まれている。
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みなされたものであり、その目的は、生産効率を低くすることなく、レーザ照射装置を大きくすることなく、大型液晶表示装置に使用する大サイズ液晶基板への対応も可能な液晶基板の画素領域以外にスペーサを接着固定するスペーサ固着装置を提供することである。
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みなされたものであり、その目的は、生産効率を低くすることなく、レーザ照射装置を大きくすることなく、大型液晶表示装置に使用する大サイズ液晶基板への対応も可能な液晶基板の画素領域以外にスペーサを固着するスペーサ固着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成された。
【００１１】
（１）画素領域と非画素領域とを有する基板にスペーサを固着するスペーサ固着装置において、前記スペーサが分散配置された前記基板をライン状レーザ光束で照射するレーザ照射装置と、前記ライン状レーザ光束を、前記画素領域に前記ライン状レーザ光束の照射位置がある時は前記ライン状レーザ光束を照射せず、前記非画素領域にライン状レーザ光束の照射位置がある時は前記ライン状レーザ光束を照射する照射制御手段と、前記基板と、前記レーザ照射装置とを相対的に移動させる移動機構とを有し、前記スペーサを前記基板の上の前記非画素領域に固着させることを特徴とするスペーサ固着装置。
【００１２】
（２）前記画素領域及び前記非画素領域の少なくとも一方を検知する検知手段を有し、照射制御手段は該検知手段から出力される情報に基づいて画素領域及び非画素領域の判別を行い、ライン状レーザ光束の照射又は非照射を制御することを特徴とする前記（１）に記載のスペーサ固着装置。
【００１３】
（３）前記レーザ照射装置は、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光をライン状レーザ光束に整形する整形光学系とを有する光学系を有し、該整形光学系は回折光学素子を有していることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のスペーサ固着装置。
【発明の効果】
【００１４】
生産効率を低くすることなく、レーザ照射装置を大きくすることなく、大型液晶表示装置に使用する大サイズ液晶基板への対応も可能な液晶基板の画素領域以外にスペーサを固着するスペーサ固着装置を提供することが出来、コストを上げることなく液晶基板の画素領域以外に安定したスペーサの固着が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を図１〜図８を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明のスペーサ固着装置が適用された製造工程により作製された液晶基板を用いて組み立てられた液晶表示装置の一例について図１を用いて説明する。
【００１６】
図１はカラー透過型の液晶表示装置の一例を示す模式断面図である。図中、１は液晶表示装置を示す。１０１は第１の基板を示し、１０２は第１の基板１０１に対向配置された第２の基板を示す。１０３は第１の基板１０１側に設けられたＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の第１の透明電極を示し、１０４は第２の基板１０２側に設けられた第１の透明電極１０３と直交するようにストライプ状に設けられたＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の第２の透明電極を示す。
【００１７】
１０５は第１の透明電極１０３と第２の透明電極１０４とで形成される画素領域を示し、各画素領域は原色系フィルタとして青色（Ｂ）１０５ａ、緑色（Ｇ）１０５ｂ、赤色（Ｒ）１０５ｃに着色されている。１０６は各画素領域の間に設けられた遮光膜を示す。１０７は第２の透明電極の間に設けられた絶縁膜を示す。１０８は配光膜を示す。１０９は第１の基板１０１と第２の基板１０２とで形成される間隙を示し、１１０は間隙１０９に充填された液晶材料からなる液晶層を示す。１１１は間隙１０９を均一に保つために分散配置されたスペーサを示す。スペーサ１１１は画素領域１０５に入った場合は画素領域１０５の光利用効率が低下することによる画質の低下が生じるため遮光膜１０６に当たる位置の配光膜１０８上の非画素領域１０８ａに固着されている。
【００１８】
第１の基板１０１及び第２の基板１０２の外側表面に鮮明な画像表示が認識出来るように、位相差板（１／４波長板）（不図示）及び偏光板（不図示）が配置されていることが好ましい。
【００１９】
本発明は遮光膜１０６に当たる位置の配光膜１０８上の非画素領域１０８ａにスペーサ１１１を生産効率を低くすることなく、レーザ照射装置を大きくすることなく、大型液晶表示装置に使用する大サイズ液晶基板への対応も可能な液晶基板の画素領域以外にスペーサを固着するスペーサ固着装置に関するものである。
【００２０】
本発明のスペーサ固着装置は、ＳＴＮやＴＦＴ等の液晶表示装置の作製に使用する液晶基板のスペーサの固着に適応することが可能である。次に本発明のスペーサ固着装置について図１に示す液晶表示装置１の配向膜１０８までが形成された第１の基板１０１を使用して説明する。
【００２１】
図２は大サイズ液晶基板用のスペーサ固着装置の概略図である。図２（ａ）は大サイズ液晶基板用のスペーサ固着装置の概略斜視図である。図２（ｂ）は図２（ａ）に示すスペーサ固着装置の平面図である。
【００２２】
図中、２は大サイズ液晶基板用のスペーサ固着装置を示す。スペーサ固着装置２は、レーザ照射装置２０１と、門型部材２０２と、ガイドレール２０３ａと、ガイドレール２０３ｂと、載置台２０４とを有している。門型部材２０２は、柱状部材２０２ｂと、柱状部材２０２ｃと、柱状部材２０２ｂと柱状部材２０２ｃとに取り付けられた梁２０２ａとを有している。柱状部材２０２ｂは移動手段（不図示）を有しガイドレール２０３ａに、又、柱状部材２０２ｃも移動手段（不図示）を有し、ガイドレール２０３ｂに各移動可能に取り付けられており、門型部材２０２をＹ軸方向（図中のＡ矢印方向）への移動を可能にしている。移動手段（不図示）としては特に限定はなく、例えばボールねじ、リニアモータ等が挙げられる。
【００２３】
レーザ照射装置２０１は、筐体２０１ａに配設された移動手段（不図示）により梁２０２ａに配設されたガイドレール（不図示）に載置台２０４の載置面２０４ａと平行にＸ軸方向（図中のＢ矢印方向）に移動が可能に取り付けられている。移動手段（不図示）としては特に限定はなく、例えばボールねじ、リニアモータ等が挙げられる。
【００２４】
門型部材２０２のＡ矢印方向（Ｙ軸方向）への移動と合わせることでレーザ照射装置２０１は、Ｂ矢印方向（Ｘ軸方向）とＡ矢印方向（Ｙ軸方向）とに移動が可能となっていることで、載置面２０４ａに載置された大サイズ液晶基板３の全表面を照射することが可能となっている。すなわち、門型部材２０２、ガイドレール２０３ａ、２０３ｂ、筐体２０１ａ及び不図示の移動手段とが協働して本発明に係る移動機構を構成するものである。レーザ照射装置２０１をＢ矢印方向（Ｘ軸方向）とＡ矢印方向（Ｙ軸方向）とに移動可能とすることで大サイズ液晶基板３の幅に合わせたレーザ照射装置２０１とすることなく、最適な幅のレーザ照射装置２０１とすることでレーザ照射装置２０１の大型化を抑えることが可能となっている。
【００２５】
レーザ照射装置２０１は、筐体２０１ａと、筐体２０１ａの両端に取り付けた、検知手段として機能するＣＣＤカメラ２０１ｂとを有している。尚、大サイズ液晶基板３はカラー透過型液晶表示装置に使用する液晶基板で、図１に示したカラー透過型の液晶表示装置１の配向膜までが形成された第１の基板１０１に相当する。レーザ照射装置２０１の光学系及び制御系に関しては図６で説明する。
【００２６】
尚、レーザ照射装置２０１の大きさは被照射体（本図では大サイズ液晶基板３）の大きさに合わせ適宜変更することが可能である。又、門型部材２０２に配設する数も必要に合わせ複数配設することも可能である。
【００２７】
図３は、本発明に係るスペーサ固着装置の他の実施の形態に係る小サイズ液晶基板用のスペーサ固着装置の概略図である。図３（ａ）は小サイズ液晶基板用のスペーサ固着装置の概略斜視図である。図３（ｂ）は図３（ａ）に示すスペーサ固着装置の平面図である。本実施の形態に係るスペーサ固着装置４は、レーザ照射装置２０１が門型部材４０２の梁４０２ｃのほぼ中央に固定され、載置台４０５が第２ガイドレール４０３ｂに矢示Ｘ方向に移動可能に配設されている点を除いては、図２に示した大サイズ液晶基板用のスペーサ固着装置２と同様の構成である。
【００２８】
図中、４は大サイズ液晶基板用のスペーサ固着装置を示す。スペーサ固着装置４は、レーザ照射装置４０１と、門型部材４０２と、第１ガイドレール４０３ａと、第２ガイドレール４０３ｂと、第２ガイドレール４０３ｂの取り付け部材４０４と、載置台４０５とを有している。門型部材４０２は、柱状部材４０２ａと、柱状部材４０２ｂと、柱状部材４０２ａと柱状部材４０２ｂとに取り付けられた梁４０２ｃとを有している。
【００２９】
レーザ照射装置４０１は、梁４０２ｃに取り付けられている。載置台４０５は、移動手段（不図示）を有し、第２ガイドレール４０３ｂにＸ軸方向（図中のＣ矢印方向）に移動可能に配設されている。移動手段（不図示）としては特に限定はなく、例えばボールねじ、リニアモータ等が挙げられる。又、第２ガイドレール４０３ｂの取り付け部材４０４は、移動手段（不図示）によりＹ軸方向（図中のＤ矢印方向）へ移動が可能となっている。移動手段（不図示）としては特に限定はなく、例えばボールねじ、リニアモータ等が挙げられる。取り付け部材４０４がＹ軸方向（図中のＤ矢印方向）へ移動可能となっていることで載置台４０５もＹ軸方向（図中のＤ矢印方向）への移動が可能となっている。
【００３０】
載置台４０５は、Ｃ矢印方向（Ｘ軸方向）とＤ矢印方向（Ｙ軸方向）とに移動が可能となっていることで、載置面４０５ａに載置された小サイズ液晶基板５の全表面を照射することが可能となっている。すなわち、門型部材４０２、第１ガイドレール４０３ａ、第２ガイドレール４０３ｂ及び図示しない移動手段が協働して本発明に係る移動機構を構成するものである。載置台４０５をＣ矢印方向（Ｘ軸方向）とＤ矢印方向（Ｙ軸方向）とに移動可能とすることで小サイズ液晶基板５の幅に合わせたレーザ照射装置４０１とすることなく、最適な幅のレーザ照射装置４０１とすることでレーザ照射装置４０１の大型化を抑えることが可能となっている。載置面４０５ａに載置された小サイズ液晶基板５はカラー透過型液晶表示装置に使用する液晶基板で、図１に示したカラー透過型の液晶表示装置１の配向膜までが形成された第１の基板１０１に相当する。
【００３１】
レーザ照射装置４０１は、筐体４０１ａと筐体４０１ａの両端に取り付けたＣＣＤカメラ４０１ｂとを有している。レーザ照射装置４０１の光学系及び制御系に関しては図８で説明する。
【００３２】
尚、レーザ照射装置４０１の大きさは被照射体（本図では小サイズ液晶基板５）の大きさに合わせ適宜変更することが可能である。又、門型部材４０２に配設する数も必要に合わせ複数配設することも可能である。
【００３３】
図４は図２に示される液晶基板のＯで示される部分の拡大概略平面図である。図４（ａ）は図２に示される液晶基板のＯで示される部分の画素領域が矩形の場合の拡大概略平面図である。図４（ｂ）は図２に示される液晶基板のＯで示される部分の画素領域が６角形の場合の拡大概略平面図である。
【００３４】
図４（ａ）に示される拡大概略平面図に付き説明する。図中、３０１ａは画素領域に配設される青色（Ｂ）フィルタを示し、３０１ｂは画素領域に配設される緑色（Ｇ）フィルタを示し、３０１ｃは画素領域に配設される赤色（Ｒ）フィルタを示し、大サイズ液晶基板３の全面に配設されている。本図は画素領域が矩形の場合を示している。３０２は各画素領域に配置される青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ〜赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃの間に設けられた遮光膜を示し、非画素領域に相当する。３０３は青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ〜赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃの上に設けられた透明電極を示し、３０４は透明電極３０３上に設けられた配光膜を示す。
【００３５】
図４（ｂ）に示される液晶基板の拡大概略平面図に付き説明する。図中、３０１ａ′は画素領域に配設される青色（Ｂ）フィルタを示し、３０１ｂ′は画素領域に配設される緑色（Ｇ）フィルタを示し、３０１ｃ′は画素領域に配設される赤色（Ｒ）フィルタを示し、大サイズ液晶基板３′の全面に配設されている。本図は画素領域が６角形の場合を示している。３０２′は各画素領域に配置される青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ′〜赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ′の間に設けられた非画素領域の一例である遮光膜を示し、非画素領域に相当する。３０３′は青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ′〜赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ′の上に設けられた透明電極を示し、３０４′は透明電極３０３′上に設けられた配光膜を示す。本図に示す様に大サイズ液晶基板３（３′）への青色（Ｂ）フィルタ、緑色（Ｇ）フィルタ及び赤色（Ｒ）フィルタの配設パターン及び形状は、液晶表示装置の画素領域のパターン及び形状とにより決まり特に限定されるものではない。本発明のスペーサ固着装置は、液晶表示装置の画素領域の図４に示される様な形状を含めライン状レーザ光束（ビーム）のライン幅以上にわたり非画素領域が直線状に形成されたものに対して対応が可能となっている。次に、本発明に係るスペーサ固着装置の動作を含む液晶表示装置の生産工程について説明する。
【００３６】
図５は図２に示すスペーサ固着装置を使用し、図４（ａ）に示される大サイズ液晶基板の遮光膜に該当する配向膜上（非画素領域に相当する）にスペーサを固着するまでの、液晶基板の遷移を示す模式的平面図である。尚、本図では大サイズ液晶基板の一部を使用して説明する。又、大サイズ液晶基板３は図１に示すカラー透過型の液晶表示装置を構成している配光膜１０８（図１を参照）までが形成されている基板１０１側（図１を参照）を示す。勿論、液晶表示装置の形式によっては配光膜がない場合もある。
【００３７】
Ｓ１は載置台に載置する前の大サイズ液晶基板３の状態を示す。大サイズ液晶基板３には液晶表示装置に組み立てた時に形成される画素領域に対応した位置に配設された青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ、赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃと、これらのフィルタの上に透明電極３０３と、配光膜３０４とがこの順番で積重され形成されている
Ｓ２はスペーサ３０５が配光膜３０４上に散布された大サイズ液晶基板３の状態を示す。この段階では、青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ、赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ上にもスペーサ３０５が散布された状態となっている。
【００３８】
スペーサ３０５としては表面が熱可塑性樹脂で被覆されたスペーサが使用される。スペーサの材料としては、シリカ（シリカ粒子）、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、及びその水素化物（ＳＥＢＳ）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体等を好適に使用することが出来る。中でも、硬度や圧縮特性が高く、更には優れた透明性を有することから、シリカを使用することが好ましい。表面を被覆する熱可塑性樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂、ポリ酢酸ビニルエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂等の材料を用いることが出来るが、特にこれらに限定されるものではない。
【００３９】
スペーサの形状としては、粒状や柱状のスペーサを使用することが出来るが、各スペーサの大きさの均一化が容易であることから、粒状のスペーサを使用することが好ましく、スペーサの直径は３〜８μｍの範囲内の値とすることが好ましい。スペーサの散布密度は、１５０〜４００個／ｍｍ2以下であることが好ましいが、この散布密度を厳格に管理する必要はない。
【００４０】
スペーサ３０５の散布方法は特に限定はなく、例えば特開平５−６６４０７に記載された散布方法が知られている。スペーサ３０５を散布する場所は特に限定はなく、本図に示す様に載置台に大サイズ液晶基板３を載置してから散布してもよく、別の場所で散布してから載置台に載置しても構わない。
【００４１】
Ｓ３はレーザ照射装置により、大サイズ液晶基板３上に配置された各青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ、赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃの行間（各非画素領域間に相当する）をＥ矢印方向（幅方向（Ｘ軸方向））にライン状レーザ光束を照射（各非画素領域間に相当する配向膜上）した状態を示す。図中の斜線Ｍで示した示した部分がライン状レーザ光束を照射した箇所を示す。図中のＮはＥ矢印方向（幅方向（Ｘ軸方向））に各画素領域（青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ（図５を参照）、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ（図５を参照）及び赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ（図５を参照）の上）を含む領域でライン状レーザ光束を照射しない箇所を示す。ライン状レーザ光束が照射されたスペーサ３０５は表面の熱可塑性樹脂が溶融し配向膜上に固着した状態となる。レーザ照射装置により照射されるライン状レーザ光束の形状は大サイズ液晶基板３の幅方向（図中のＥ矢印方向（Ｘ軸方向））に一定の長さを持ち、大サイズ液晶基板３の長さ方向（図中のＦ矢印方向（Ｙ軸方向））に一定の幅を有している。
【００４２】
本図に示される状態にライン状レーザ光束を照射する一例として、レーザ照射装置２０１（図２を参照）に付けられたＣＣＤカメラ２０１ｂ（図２を参照）の情報に基づきレーザ照射装置２０１（図２を参照）をＢ矢印方向（Ｘ軸方向）に移動し、大サイズ液晶基板３の幅方向を照射した後、Ａ矢印方向（Ｙ軸方向）に移動し、大サイズ液晶基板３上に配置された各青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ、赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃの行間の位置で止め、再びＢ矢印方向（Ｘ軸方向）に移動しライン状レーザ光束を照射する。この操作を繰り返すことで本図に示される状態となる。
【００４３】
Ｓ４は、Ｓ３でライン状レーザ光束が照射されなく、配向膜上（画素領域に相当する青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ、赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ上のスペーサ及び非画素領域の遮光膜上）に固着されなかったスペーサ３０５を除去した状態の大サイズ液晶基板３の状態を示す。本図に示される様に青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ、赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ上にはスペーサ３０５が実質上存在しない状態となっている。固着されなかったスペーサ３０５を除去する方法は、レーザ照射装置２０１（図２を参照）に除去手段（例えば、空気吹き付け・吸引手段）を取り付け載置台で行ってもよいし、別工程で行っても構わない。
【００４４】
本図に示す様にＳ１〜Ｓ４の段階を経て、青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ、赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ上もスペーサ３０５が実質上存在しない状態の、青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ、赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃと、これらのフィルタの上に透明電極３０３と、配光膜３０４とがこの順番で積重され形成された大サイズ液晶基板３（図１に示されるスペーサが固着された第１の基板１０１に該当する）が作製される。尚、実質上存在しないとは、液晶表示装置を組み立てた時に画素領域の光利用効率が低下しないことを示す。具体的には画素領域内に画素領域の光利用効率が低下しない程度にスペーサ３０５の一部が入っている状態のスペーサ３０５を指す。この大サイズ液晶基板３に、対向する基板（図１に示される透明電極配光膜が形成された第２の基板１０２に該当する）を組み合わせることで図１に示される様なカラー透過型の液晶表示装置が作製される。
【００４５】
図６は図５のＰで示される部分の拡大概略図である。
【００４６】
ライン状レーザ光束が照射される位置には大きく分けて次の２種類の固着された状態のスペーサが存在する。１）青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ及び緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂのどちらの領域にも入らずライン状レーザ光束が照射され固着された状態のスペーサ３０５ａと、２）青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ及び緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂのどちらの領域にも入らずライン状レーザ光束スペーサの一部を照射し固着された状態のスペーサ３０５ｂとが挙げられる。スペーサ３０５ｂの固着した状態は、ライン状レーザ光束が照射された部分の熱可塑性樹脂のみが溶融して固着しているため不安定な状態となっている。この様な状態の大サイズ液晶基板を使用して液晶表示装置を組み立てた時、組み立て時又は使用時に脱落し、画素領域内に入り込み、故障の原因となる危険がある。この様な、スペーサの脱落を避けるため、図５のＳ４で示される段階が終了した後、更にスペーサに使用している熱可塑性樹脂の溶融温度に合わせた温度で熱処理を行うことが好ましい。
【００４７】
Ｌは照射されるライン状レーザ光束の１／ｅ2ビーム幅を示し、各フィルタ（画素領域）と遮光膜の境界線上にあるスペーサの固着を避けるため青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ及び赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃの間の幅Ｋに対して、５０〜１５０％にすることが好ましい。次に本発明に係るスペーサ固着装置の光学系及び制御系について図７、図８で説明する。
【００４８】
図７は図２に示すスペーサ固着装置のレーザ照射装置の光学系及び制御系のす模式図である。図７の（ａ）は図２に示すスペーサ固着装置のレーザ照射装置の光学系を構成している各部材を示す模式図である。図７の（ｂ）はレーザ照射装置を構成している各部材の制御関係を示す概略ブロック図である。
【００４９】
レーザ照射装置２０１は、光源２０１ｃと、光源２０１ｃから出射された光束を整形する整形光学系２０１ｄと、整形光学系２０１ｄで整形されたレーザ光を載置台２０４上に載置された大サイズ液晶基板３側に反射する反射部材２０１ｅと、反射部材２０１ｅで反射されたライン状レーザ光束を必要とする幅に集光する集光レンズ２０１ｆとを有する光学系と、光学系を収納する筐体２０１ａと、筐体２０１ａの両側に配設した検知手段としてのＣＣＤカメラ２０１ｂとを有している。
【００５０】
光源２０１ｃとしては、スペーサを被覆している熱可塑性樹脂を溶融することを考慮し、波長７９０〜１１００ｎｍの光束を出射することが好ましい。光源２０１ｃとしては熱可塑性樹脂を溶融するエネルギーが得られればよく、例えば、半導体レーザ、バーレーザ、ファイバーレーザ等が挙げられ、必要に応じて適宜選択することが可能となっている。
【００５１】
整形光学系２０１ｄとしては光源２０１ｃから出射されたレーザ光の光束をライン状レーザ光束に整形すると共に、光束の断面内で光強度を均一化するものであり、例えば、回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ：ＤＯＥ）、等が挙げられる。具体的にＤＯＥとしては住友電工ハードメタル（株）製回折型ビームホモジナイザ、非球面ホモジナイザ等の使用が可能である。
【００５２】
反射部材２０１ｅは整形光学系２０１ｄから出射されるライン状レーザ光束を屈折させ、屈折させたライン状レーザ光束を集光レンズ２０１ｆに導光する機能を有している。尚、反射部材２０１ｅにより屈折されたライン状レーザ光束は、青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、３０１ａ′（図４を参照）、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ、３０１ｂ′（図４を参照）、赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ、３０１ｃ′（図４を参照）上（画素領域に該当する）及び青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、３０１ａ′（図４を参照）、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ、３０１ｂ′（図４を参照）、赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ、３０１ｃ′（図４を参照）の範囲外（非画素領域に該当する）に対して照射・非照射が制御されるようになっている。
【００５３】
反射部材２０１ｅにはミラーが使用されており、ミラーは検知手段としてのＣＣＤカメラの情報に基づきＣＰＵ（不図示）やメモリ（不図示）等で構成されたコントローラ２０１ｇにより制御されており、傾きが調整可能となっている。
【００５４】
ミラーの傾きを調整することで、整形光学系２０１ｄからのライン状レーザ光束の照射位置が各非画素領域（図５中、青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ及び赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ間）がＥ矢印方向（幅方向（Ｘ軸方向））に連続した領域（図５に示した領域Ｍ）にある場合は照射する状態とし、Ｅ矢印方向（幅方向（Ｘ軸方向））に各画素領域（青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ（図５を参照）、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ（図５を参照）及び赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ（図５を参照）の上）を含む領域（図５に示した領域Ｎ）にある場合は異なる方向に屈折（非照射）する状態とする切り換えが可能な機能を有している。
【００５５】
これにより、整形光学系２０１ｄから出射されたライン状レーザ光束が反射部材２０１ｅで反射され、集光レンズ２０１ｆを介してライン状レーザ光束の長さに応じて基板上の各非画素領域の幅方向を一度に照射し、スペーサの固着が可能となる。このためレーザ照射装置２０１（図２を参照）を相対的に基板に対して移動（図２に示される場合はＡ矢印方向（Ｙ軸方向）、Ｂ矢印方向（Ｘ軸方向）、図３に示される場合はＤ矢印方向（Ｙ軸方向）、Ｃ矢印方向（Ｘ軸方向））することで効率よく基板上の各画素領域外（非画素領域）にスペーサを固着するが可能となっている。
【００５６】
集光レンズ２０１ｆは反射部材２０１ｅにより屈折されたライン状レーザ光束を大サイズ液晶基板の表面に集光するものであり、結像レンズを備えている。２０１ｈは集光レンズ２０１ｆのピント調整機構を示し、必要に応じて配設することが可能である。
【００５７】
本図に示す様に、レーザ照射装置２０１を構成している、光源２０１ｃ、反射部材２０１ｅ、ピント調整機構２０１ｈ、筐体２０１ａ及びＣＣＤカメラ２０１ｂは、照射制御手段として機能するコントローラ２０１ｇに接続されており、その動作が制御される様になっている。
【００５８】
以下、本発明に係るスペーサ固着装置におけるレーザ照射装置２０１の制御について図７（ｂ）を用いて説明する。大サイズ液晶基板上に配設された青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ（図５を参照）、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ（図５を参照）及び赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ（図５を参照）の第１列目の両端の位置を検知するために配設されたＣＣＤカメラ２０１ｂからの情報がコントローラ２０１ｇのＣＰＵに入力されることでレーザ照射装置２０１を構成している各部材を次に示す様に制御することが可能になっている。
【００５９】
光源２０１ｃに対しては電源のＯＮ・ＯＦＦを制御することが可能となっており、液晶基板へのスペーサ固着を行う時は電源をＯＮにしてレーザ光を出射させ、スペーサ固着を行わない時は電源をＯＦＦにする。
【００６０】
反射部材２０１ｅに対しては、大サイズ液晶基板に対するライン状レーザ光束の照射又は非照射を制御することが可能となっている。例えば、大サイズ液晶基板上に配設された青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ（図５を参照）、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ（図５を参照）及び赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ（図５を参照）の各列の両端の位置を検知するために配設されたＣＣＤカメラ２０１ｂが青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ（図５を参照）、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ（図５を参照）及び赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ（図５を参照）を検知した情報がコントローラ２０１ｇのＣＰＵに入力されることで反射部材２０１ｅのミラーの角度を変えてライン状レーザ光束を非照射とし、青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ（図５を参照）、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ（図５を参照）及び赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ（図５を参照）がないことを検知した情報がコントローラ２０１ｇのＣＰＵに入力されることで反射部材２０１ｅのミラーの角度を変えてライン状レーザ光束を照射するように制御することが可能となっている。
【００６１】
筐体２０１ａに対しては、移動手段の電源のＯＮ・ＯＦＦを行いＢ矢印方向（Ｘ軸方向）（図２を参照）への移動を制御することが可能となっている。又、レーザ照射装置２０１を取り付けてある門型部材２０２（図２を参照）の移動手段の電源のＯＮ・ＯＦＦを行いＡ矢印方向（Ｙ軸方向）（図２を参照）への移動を制御することが可能となっている。この方法でレーザ照射装置２０１のＢ矢印方向（Ｘ軸方向）（図２を参照）及びＡ矢印方向（Ｙ軸方向）（図２を参照）への移動を制御することが可能となっている。
【００６２】
ピント調整機構２０１ｇに対しては、反射部材２０１ｅより導光されたライン状レーザ光束を大サイズ液晶基板の表面に集光させる様に集光レンズ２０１ｆのピントの制御することが可能となっている。
【００６３】
図８は図３に示すスペーサ固着装置のレーザ照射装置の光学系及び制御系の模式図である。図８（ａ）は図３に示すスペーサ固着装置のレーザ照射装置の光学系を構成している各部材を示す模式図である。図８（ｂ）はレーザ照射装置を構成している各部材の関係を示す概略ブロック図である。
【００６４】
レーザ照射装置４０１は、光源４０１ｃと、光源４０１ｃから出射された光束を整形する整形光学系４０１ｄと、整形光学系４０１ｄで整形されたライン状レーザ光束を載置台４０５上に載置された大サイズ液晶基板５側に屈折する反射部材４０１ｅと、反射部材４０１ｅで反射されたライン状レーザ光束を必要とする幅に集光する集光レンズ４０１ｆとを有する光学系と、光学系を収納する筐体４０１ａと、筐体４０１ａの両側に配設した検知手段としてのＣＣＤカメラ４０１ｂとを有している。レーザ照射装置４０１は、図７で示したレーザ照射装置２０１と同じ構成の光学系で、且つ同じ機能を有しているため各部に付いての説明は省略する。
【００６５】
本図に示す様に、レーザ照射装置４０１を構成している、光源４０１ｃ、反射部材４０１ｅ、ピント調整機構４０１ｈ、載置台４０５及びＣＣＤカメラ４０１ｂは、制御手段として機能するコントローラ４０１ｇに接続されており、その動作が制御される様になっている。図７で示したレーザ照射装置２０１の制御との違いは、図７で示したスペーサ固着装置は載置台２０４（図７を参照）が固定されレーザ照射装置２０１がＢ矢印方向（Ｘ軸方向）（図３を参照）とＡ矢印方向（Ｙ軸方向）（図３を参照）への移動が制御されるのに対して、本図に示されるスペーサ固着装置は、レーザ照射装置４０１が固定され、載置台４０５がＣ矢印方向（Ｘ軸方向）（図３を参照）とＤ矢印方向（Ｙ軸方向）（図３を参照）への移動が制御される様になっている。
【００６６】
以下、本発明に係るスペーサ固着装置におけるレーザ照射装置４０１の制御について図８（ｂ）を用いて説明する。尚、レーザ照射装置４０１を構成している反射部材４０１ｅ、レーザ光源４０１ｃ、ピント調整機構４０１ｈの制御に関しては図７（ｂ）に示す反射部材２０１ｅ、レーザ光源２０１ｃ、ピント調整機構２０１ｈの制御方法と同じであるため説明は省略する。
【００６７】
載置台４０５に対しては、載置台４０５に配設されている移動手段の電源のＯＮ・ＯＦＦを行い第２ガイドレール４０３ｂ（図３を参照）に沿ってＣ矢印方向（Ｘ軸方向）（図３を参照）への移動を制御することが可能となっている。又、第２ガイドレール４０３ｂ（図３を参照）の取り付け部材４０４（図３を参照）の移動手段の電源のＯＮ・ＯＦＦを行い第１ガイドレール４０３ａ（図３を参照）に沿ってＤ矢印方向（Ｙ軸方向）（図３を参照）への移動を制御することが可能となっている。この方法で載置台４０５のＣ矢印方向（Ｘ軸方向）（図３を参照）及びＤ矢印方向（Ｙ軸方向）（図３を参照）への移動を制御することが可能となっている。
【００６８】
図９は図７に示すレーザ照射装置の光学系でのレーザ光束の形状を示す模式図である。
光源２０１ｃから照射されたレーザ光束は回折光学素子（ＤＯＥ）を使用したる整形光学系２０１ｄを通過することで（ａ）に示される様な矩形状のレーザ光束に整形される。整形された矩形状のレーザ光束は反射部材２０１ｅにより大サイズ液晶基板３側に反射され、集光レンズ２０１ｆを通過することで必要とする幅に集光され（ｂ）に示される様な矩形状のレーザ光束となり、大サイズ液晶基板３上の非画素領域（図５中、青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ及び赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃ間）に照射される。本発明でライン状レーザ光束とは（ｂ）に示される矩形状のレーザ光束のことを言う。Ｈは照射されるライン状レーザ光束の１／ｅ2ビーム幅を示し、青色（Ｂ）フィルタ３０１ａ、緑色（Ｇ）フィルタ３０１ｂ及び赤色（Ｒ）フィルタ３０１ｃの間の幅Ｋ（図６を参照）に対して、５０〜１５０％にすることが好ましい。Ｊは長さを示し、スペーサの固着効率、光源の大きさ、レーザ照射装置の大きさ等を考慮し、２０〜６０ｍｍが好ましい。尚、図８に示すレーザ照射装置の光学系でのレーザ光束の形状も本図に示す形状と同じである。
【００６９】
図２〜図９に示すスペーサ固着装置を使用して、液晶表示装置の作製に使用する液晶基板上にスペーサを固着することで次の効果が得られる。
【００７０】
１）整形光学系からある幅と長さで整形され出射されたライン状レーザ光束が反射部材で屈折され、集光レンズを介して基板上の幅方向の各非画素領域を一度に照射することが可能となるため、整形光学系により形成されたライン状レーザ光束の長さに応じて一度に各画素領域外（非画素領域）のスペーサの固着が可能となる。このためレーザ照射装置を相対的に基板に対して移動することで生産効率を下げることなく基板上の各画素領域外（非画素領域）にスペーサを固着するが可能となった。
【００７１】
２）小サイズ液晶基板から大サイズ液晶基板までの対応がレーザ照射装置を大きくすることなく可能となった。
【００７２】
３）生産効率を下げることなく画素領域外へのスペーサの固着が可能となった。
【００７３】
次に、図１に示されるカラー透過型の液晶表示装置を構成している材料の一例に付き説明する。
【００７４】
（基板）
透明で必要とする強度を有していれば特に限定はなく、例えばガラス板や合成樹脂板等が挙げられる。
【００７５】
（フィルタ）
カラー透過型の液晶表示装置に使用されるフィルタとして青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、赤色（Ｒ）に着色した原色系フィルタが挙げられるが、これに限定されるものではなく、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）等の補色系や、その他の種々の色調で形成することが出来る。画素領域への着色は、通常、透明樹脂中に顔料や染料等の着色材を分散させて所定の色調を呈するものとされている。画素領域への着色は、通常、基板表面上に顔料や染料等の着色材を含む感光性樹脂からなる着色レジストを塗布し、フォトリソグラフィ技術（エッチング法）によって不要部分を欠落させることによって、所定のカラーパターンを有する着色層を形成することが出来る。そして、複数の色調の着色層を形成する場合には上記工程を繰り返すことになる。又、着色層の配列パターンとしては、ストライプ配列を採用することが多いが、このストライプ配列の他に、斜めモザイク配列や、デルタ配列等の種々のパターン形状を採用することが出来る。
【００７６】
（遮光膜）
画素毎に形成されたフィルタの間の画素間領域に、遮光部（ブラックマトリクスと称する場合がある。）を形成することが好ましい。すなわち、隣接する画素間において色材が混色することを防止して、コントラストに優れた画像表示を得ることが出来るためである。この様な遮光膜としては、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色の着色材を共に樹脂その他の基材中に分散させたものや、黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材中に分散させたものなどを用いることが出来る。ただし、カーボン等の黒色材料を使用しなくとも優れた遮蔽効果を得ることが出来ることから、加色法を利用して、Ｒ（赤）層、Ｇ（緑）層、Ｂ（青）層の三層構造とすることが好ましい
（配向膜）
配向膜材料としては、熱による重合反応を行うもの、溶剤を揮発させるだけのもの、光による重合反応を行うもの等の各種配向膜材料を用いることが出来るが、特にこれらに限定されるものではない。尚、上下電極基板間の短絡を防止するための絶縁膜については、形成されていても形成されていなくても構わない。配向膜の形成方法としては、オフセット印刷、フレキソ印刷、スピンコート等の方法を用いることが出来るが、特にこれらに限定されるものではない。配向処理方法としても、ラビング、スタンパー等の方法を用いることが出来るが、特にこれらに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】カラー透過型の液晶表示装置の一例を示す模式断面図である。
【図２】大サイズ液晶基板用のスペーサ固着装置の概略図である。
【図３】本発明に係るスペーサ固着装置の他の実施の形態に係る小サイズ液晶基板用のスペーサ固着装置の概略図である。
【図４】図２に示される液晶基板のＯで示される部分の拡大概略平面図である。
【図５】図２に示すスペーサ固着装置を使用し、図４（ａ）に示される大サイズ液晶基板の遮光膜に該当する配向膜上（非画素領域に相当する）にスペーサを固着するまでの、液晶基板の遷移を示す模式的平面図である。
【図６】図５のＰで示される部分の拡大概略図である。
【図７】図２に示すスペーサ固着装置のレーザ照射装置の光学系及び制御系の模式図である。
【図８】図３に示すスペーサ固着装置のレーザ照射装置の光学系及び制御系の模式図である。
【図９】図７に示すレーザ照射装置の光学系でのレーザ光束の形状を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  液晶表示装置
１０１、１０２  基板
１０３、１０４  透明電極
１０５  画素領域
１０６、３０２、３０２′  遮光膜
１０７  絶縁膜
１０８  配光膜
１０９  間隙
１１０  液晶層
１１１、３０５  スペーサ
２、４  スペーサ固着装置
２０１、４０１  レーザ照射装置
２０１ａ、４０１ａ  筐体
２０１ｂ、４０１ｂ  ＣＣＤカメラ
２０１ｃ、４０１ｃ  光源
２０１ｄ、４０１ｄ  整形光学系
２０１ｅ、４０１ｅ  反射部材
２０１ｇ、４０１ｇ  コントローラ
２０２、４０２  門型部材
２０３ａ、２０３ｂ  ガイドレール
２０４、４０５  載置台
３  大サイズ液晶基板
３０１ａ、３０１ａ′  青色（Ｂ）フィルタ
３０１ｂ、３０１ｂ′  緑色（Ｇ）フィルタ
３０１ｃ、３０１ｃ′  赤色（Ｒ）フィルタ
４０３ａ  第１ガイドレール
４０３ｂ  第２ガイドレール
４０４  取り付け部材
５  小サイズ液晶基板
【図１】
2007127957.tif 000003
【図２】
2007127957.tif 000004
【図３】
2007127957.tif 000005
【図４】
2007127957.tif 000006
【図５】
2007127957.tif 000007
【図６】
2007127957.tif 000008
【図７】
2007127957.tif 000009
【図８】
2007127957.tif 000010
【図９】
2007127957.tif 000011