(57)【要約】【課題】  簡易な方法で、１つの工程で形成される２種類以上の高さの異なるスペーサを有する液晶表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】  対向配置された一対の基板、この一対の基板間に第１のスペーサ及び第１のスペーサよりも低い第２のスペーサを備え、この一対の基板の間に液晶層を封入してなる液晶表示装置であって、第１のスペーサ及び第２のスペーサが熱硬化性樹脂を含み、第１のスペーサは第２のスペーサよりも柔軟性が高い液晶表示装置。また、インクジェット法を用いてスペーサ形成用インクを一方の基板上に印刷する工程、印刷されたスペーサ形成用インクの溶剤を除去して基板上に高さが異なる２種類のスペーサを形成する工程、他方の基板をスペーサ上に貼り合わせる工程及び基板間に液晶層を封入する工程を含む液晶表示装置の製造方法。【選択図】  図１
2013029741.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された一対の基板、該一対の基板間に第１のスペーサ及び第１のスペーサよりも高さの低い第２のスペーサを備え、該一対の基板の間に液晶層を封入してなる液晶表示装置であって、
第１のスペーサ及び第２のスペーサが熱硬化性樹脂を含み、第１のスペーサは第２のスペーサよりも柔軟性が高い液晶表示装置。
【請求項２】
第１のスペーサと第２のスペーサの高さの差が０．２μｍ以上１．５μｍ以下である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
対向配置された一対の基板、該一対の基板間に配された液晶層及び高さが異なる２種類の液晶表示装置用スペーサを備える液晶表示装置の製造方法において、
インクジェット法を用いてスペーサ形成用インクを一方の基板上に印刷する工程、
印刷されたスペーサ形成用インクの溶剤を除去して前記基板上にスペーサを形成する工程、
他方の基板をスペーサ上に貼り合わせる工程及び
基板間に液晶層を封入する工程
を含む液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
スペーサ形成用インクの２５℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下である請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
スペーサ形成用インクが樹脂及びこれを溶解する溶剤を含有し固形粒子を実質的に含有しない請求項３又は４に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、液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カラーテレビやパーソナルコンピュータのモニター等の表示装置として、液晶表示装置が用いられている。液晶表示装置は、一般に、透明電極等を有する透明な１対の基板が１〜１０μｍのギャップを開けて対向配置され、該１対の基板間に液晶物質を封入して液晶層が形成された構成を有する。液晶層に対して電極を通じて電界を印加することにより液晶物質を配向させ、液晶物質の配向によりバックライトの光の透過・不透過をコントロールして画像を表示させる。
【０００３】
液晶表示装置の液晶層の厚さが不均一であると表示ムラやコントラスト異常が発生するため、基板間のギャップを一定に保って液晶層の厚さを均一にすることが必要とされる。そのため、従来、均一な粒度分布を有するシリカ粒子、金属酸化物粒子、及び熱可塑性樹脂粒子等のビーズを基板上に散布し、それらをスペーサとして基板間に配置する方法により、基板間のギャップを一定に保つ方法が用いられてきた。
【０００４】
粒子状スペーサを含むインクをインクジェット法によって基板上に印刷する方法により、基板上に粒子状スペーサ（ビーズ）を配する方法が検討されている（例えば、特許文献１参照）。インクジェット法によれば、簡易な工程でスペーサを形成することが可能になる。また、粒子状スペーサを散布する方法に比べて位置精度が格段に向上することが可能であると考えられる。例えば、粒子状スペーサを溶剤に分散させたインクを、非表示領域であるカラーフィルタのブラックマトリックス部分に対してインクジェット法により局所的に印刷し、印刷されたインクから溶剤を蒸発させることにより、ブラックマトリックス上に粒子状スペーサを選択的に形成させることが可能になると期待される。
【０００５】
しかし、インクジェット法により粒子状スペーサを基板上に配する方法であっても、高精細な液晶表示装置のスペーサを形成する場合には、必ずしも十分な位置精度及び接着性が得られない。
【０００６】
そこで、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法によって一方の基板上にスペーサを形成する方法が検討されている（例えば、特許文献２参照）。この方法によれば、所望の位置にスペーサとしてのレジストパターンを高い位置精度で形成することが可能であり、また一般にレジストパターンの基板への付着力は比較的高いため、粒子状スペーサを用いる場合と比べて、配向異常やコントラスト低下等の点で改善され得ると考えられる。
【０００７】
ところで、液晶表示装置は液晶層の厚み調整用のメインスペーサと、このメインスペーサに比べて高さが０．２〜１．５μｍ程度異なるサブスペーサの２種類のスペーサを形成することで、液晶層の厚み調整能力を補強している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２９５１９８号公報
【特許文献２】特開２００５−１２２１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、フォトリソグラフィー法で高さの異なるスペーサを形成するには、少なくとも２つの露光現像ステップが必要であり、生産効率の低下、生産コスト上昇に繋がる。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な方法で、１つの工程で形成される２種類以上の高さの異なるスペーサを有する液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
発明者らは、対向配置された一対の基板、該一対の基板間に第１のスペーサ及び第１のスペーサよりも高さの低い第２のスペーサを備え、該一対の基板の間に液晶層を封入してなる液晶表示装置において、第１のスペーサ及び第２のスペーサが熱硬化性樹脂を含み、第１のスペーサは第２のスペーサよりも柔軟性が高いことで、第１のスペーサは圧力がかかった際のクッション性が高く、第２のスペーサは第１のスペーサに比べて変形しにくいことから、フォトリソグラフィー法よりも簡便な工程を用いて液晶層の厚み調整能力を補強しつつ、基板間のキャップ高さを一定に保つことが可能となることを見出した。
上記の液晶表示装置において、第１のスペーサと第２のスペーサの高さの差は、０．２μｍ以上１．５μｍ以下であることが好ましい。
また、発明者らは、対向配置された一対の基板、該一対の基板間に配された液晶層及び液晶表示装置用スペーサを含んで液晶表示装置の製造方法において、樹脂スペーサを含むインクをインクジェット法によって基板上に印刷するスペーサ形成方法を用いることにより、フォトリソグラフィー法よりも簡便に高さの異なるスペーサを形成することが可能となり、粒子状スペーサ法にはない十分な位置精度及び接着性が得られることを見出した。
上記の液晶表示装置製造方法において用いるスペーサ形成用インクは、２５℃における粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
また、スペーサ形成用インクは、樹脂及びこれを溶解する溶剤を含有し、固形粒子を実質的に含有しないことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易な工程で２種類以上の高さの異なる液晶表示装置用スペーサを形成することが可能である。そして、十分なスペーサ高さ精度を有し、液晶表示装置の低温、高温保管時の気泡や重力不良等の不具合発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の液晶表示装置に用いるスペーサ形成用インクを用いて基板上に形成された液晶表示装置用スペーサの一実施形態を示す模式断面図である。
【図２】本発明の液晶表示装置用スペーサ形成用インクを用いて基板上に形成された液晶表示装置用スペーサの別の実施形態を示す模式断面図である。
【図３】図２のスペーサの上面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の一実施形態を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１５】
本発明の液晶表示装置は、対向配置された一対の基板、該一対の基板間に第１のスペーサ及び第１のスペーサよりも低い第２のスペーサを備え、該一対の基板の間に液晶層を封入してなる液晶表示装置であって、第１のスペーサ及び第２のスペーサが熱硬化性樹脂を含み、第１のスペーサは第２のスペーサよりも柔軟性が高いものである。
【００１６】
本発明の液晶表示装置が備える第１のスペーサは第２のスペーサよりも柔軟性が高い。ここで、「柔軟性が高い」とは、熱硬化性樹脂の架橋密度が低いことを指し、具体的には、熱硬化性樹脂の２００℃における貯蔵弾性率が１×１０８Ｐａ未満であることを意味する。なお、熱硬化性樹脂の貯蔵弾性率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２４４に規定される試験方法に準拠し、次のようにして測定する。スペーサ形成用インクをガラス基板上に塗布し、所定の条件で乾燥硬化して樹脂膜を作製する。樹脂膜をガラス基板から分取し、動的粘弾性測定装置の引張モードで貯蔵弾性率を測定する。
【００１７】
図１は、本発明の液晶表示装置に用いるスペーサ形成用インクを用いて基板上に形成された液晶表示装置用スペーサの一実施形態を示す模式断面図である。樹脂層２０からなる液晶表示装置用スペーサ１１は、基板２３上に設けられる。以下、液晶表示装置用スペーサ１１の形成方法について説明する。
【００１８】
本発明の液晶表示装置に用いるスペーサの形成方法では、まず、液晶表示装置に用いられる基板２３上に、樹脂及び溶剤を含有し、固形粒子を実質的に含有しないインクをインクジェット法で印刷する。そして、例えば、加熱処理等により溶媒を除去して、樹脂層２０を形成することができる。これによって、基板２３上に樹脂層２０からなる液晶表示装置用スペーサ１１を形成することができる。
【００１９】
スペーサ１１の高さＨは２．５〜５．０μｍ、スペーサ１１の直径は５〜５０μｍであることが好ましい。
第１のスペーサと第２のスペーサの高さの差は、０．２μｍ以上１．５μｍ以下であることが好ましい。高さの差が０．２μｍより小さいと液晶表示装置の表示不良が発生しやすく、高さの差が１．５μｍより大きいと第１のスペーサへの荷重が高くなり過ぎて、スペーサを所望の形状に形成するのが困難になる。
【００２０】
インクジェット法としては、例えば、ピエゾ素子の振動によって液体を吐出するピエゾ方式や、急激な加熱による液体の膨張を利用して液体を吐出させるサーマル方式等、一般的な吐出方法を使用できる。このようなインクジェット法を実施するためには、例えば、通常のインクジェット装置を用いることができる。
【００２１】
同一基板上に、２種類以上の体積が異なる液滴を吐出する方法として、インクジェット装置に複数のインクジェットヘッドを搭載し、インクジェットヘッド毎に液滴量を変えて、同時に印刷する方法や、同一インクジェットヘッドでノズル毎に駆動電圧や駆動波形を変えてことで液滴量を変えて、同時に印刷する方法がある。また、インクジェットヘッドやノズル毎に液滴量を変えず、繰返し印刷回数を変えることで、基板上の所定の位置に吐出した実質的な液滴量を変えてもよい。
【００２２】
インクが基板２３上に着弾した後に溶媒を除去する方法としては、例えば、プレート等の伝熱により基板を加熱したり、熱風を吹き付けたり、レーザを照射したりする加熱処理方法を採用することができる。このような加熱処理は、例えば、加熱温度：１５０〜２５０℃、加熱時間：１秒〜１時間で行うことができる。なお、樹脂として熱硬化性樹脂を用いる場合、溶媒の除去後、または溶媒除去と同時に樹脂を硬化させることができる。
【００２３】
図２は、本発明の液晶表示装置に用いるスペーサの形成方法により基板上に形成された液晶表示装置用スペーサの別の実施形態を示す模式断面図である。樹脂層２０及び樹脂層２２がこの順で積層されてなる液晶表示装置用スペーサ１２は、基板２３上に設けられる。以下、液晶表示装置用スペーサ１２の形成方法について説明する。
【００２４】
まず、図１の基板２３上に形成された樹脂層２０の上に、インクジェット法により樹脂及び溶剤を含有し、固形粒子を実質的に含有しないインクを印刷する。すなわち、基板２３上の樹脂層２０の形成位置と同じ位置に、スペーサ形成用インクを印刷する。該インクは、樹脂層２０形成用に用いたインクと同一組成でも、異なる組成でもどちらでもよい。このように、樹脂層２０上にインクを印刷した後、樹脂層２０形成時と同様にして溶媒を除去することによって、樹脂層２０の上に樹脂層２２を形成することができる。これによって、図２に示すような、基板２３上に、樹脂層２０及び樹脂層２２がこの順で積層された液晶表示装置用スペーサ１２を形成することができる。
【００２５】
図３は、図２のスペーサ１２の上面図である。樹脂層２２は、樹脂層２０を覆うように設けられる（図２）。このように、本発明のスペーサ形成用インクは、一つの形成領域に一回以上吐出することができる。これにより、広い範囲の液晶層のギャップ高さに容易に対応可能な液晶表示装置用スペーサを形成することができる。
【００２６】
ここで、基板２３は、液晶表示装置に用いられる基板であり、液晶表示装置用スペーサ１１（１２）が形成される面側に、例えば、電極や配向層を有するものを用いることができる。なお、スペーサ形成用インクは、液晶表示装置において対向配置される２枚の基板のうち、一方の基板表面に吐出することが好ましく、スペーサを配置する領域としては、カラーフィルタのブラックマトリックス等の非表示領域上であることが好ましい。
【００２７】
なお、本実施形態では、基板２３上にスペーサ形成用インクを印刷した後、加熱処理を行って樹脂層２０を一旦形成したが、基板２３上にスペーサ形成用インクを印刷した後に加熱処理を行わずに、同じ位置にスペーサ形成用インクを重ねて印刷し、その後、加熱処理等により溶媒を除去して、樹脂層２０と樹脂層２２とを同時に形成してもよい。また、樹脂層２２上に、さらにインクジェット法により樹脂及び溶剤を含有し固形粒子を実質的に含有しないインクを印刷して溶媒を除去することにより、樹脂層２２上にさらに樹脂層を形成してもよい。このように、樹脂層２２上にインクを重ねて印刷し、溶媒を除去することによって、基板２３上に３層以上の樹脂層からなる液晶表示装置用スペーサを形成することができる。
【００２８】
次に、液晶表示装置用スペーサの形成方法に用いられるスペーサ形成用インクについて、詳細に説明する。本発明の液晶表示装置用スペーサの形成方法では、樹脂及びこれが溶解している溶剤を含有し、固形粒子を実質的に含有しないインクを用いる。ここで、「実質的に含有しない」とは、常温下において、粒径：１．０μｍ以上の固形状粒子の含有量が、インク質量に対して、０．５質量％未満であることを意味する。なお、固形状粒子の含有量は、インク質量に対して、０．３質量％未満であることが好ましく、０．０５質量％未満であることがより好ましく、０．０１質量％未満であることが特に好ましい。固形状粒子の含有量を低減することによって、着弾位置精度を一層向上させることができる。
【００２９】
本発明に用いるスペーサ形成用インク、すなわちインクは、溶剤中に樹脂が均一に溶解されていることが好ましい。ここで、「樹脂が均一に溶解している」とは、インクを常温下で目開き１μｍのフィルタでろ過した場合に、ろ別されるスペーサの固形分の量が、インク質量に対して０．３質量％未満であることをいう。
【００３０】
本発明に用いるスペーサ形成用インクは、表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上であることが好ましい。スペーサ形成用インクの表面張力が２０ｍＮ／ｍ未満の場合、インク液滴が基材に着弾後に濡れ広がり、液晶表示装置の狭い幅の非表示領域内に確実にスペーサを形成できない傾向がある。スペーサ形成用インクの表面張力は、２０〜８０ｍＮ／ｍの範囲であることがより好ましい。これは、インクの表面張力が８０ｍＮ／ｍを超える場合、インクジェットノズル詰まりが発生し易くなる傾向があるためである。
【００３１】
本発明に用いるスペーサ形成用インクの粘度は、２５℃で５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。スペーサ形成用インクの粘度が５０ｍＰａ・ｓ以下であれば、インクジェット印刷時の不吐出ノズルの発生や、ノズルの目詰まりの発生を一層確実に防止することができる。また、スペーサ形成用インクの粘度は、２５℃で１．０〜３０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。インク粘度を当該範囲とすることによって、液滴を小径化でき、インクの着弾径を一層小さくすることができる傾向がある。
【００３２】
スペーサ形成用インクに含まれる溶剤の２５℃での蒸気圧は、１．３４×１０３Ｐａ未満であることが好ましい。このような溶剤であれば、溶剤の揮発によるインク粘度の上昇を抑えることができる。例えば、蒸気圧が１．３４×１０３Ｐａ以上のインクを使用すると、インク液滴が乾燥しやすく、インクジェットヘッドのノズルから液滴を吐出することが困難になり、インクジェットヘッドの目詰まりが生じやすくなる傾向がある。スペーサ形成用インクに含まれる溶剤の蒸気圧を１．３４×１０３Ｐａ未満にすることによって、上述の不具合を回避することができる。なお、蒸気圧が１．３４×１０３Ｐａ未満の溶剤と、蒸気圧が１．３４×１０３Ｐａ以上の溶剤とを併せて用いてもよいが、その場合、蒸気圧が１．３４×１０３Ｐａ以上の溶剤の配合割合を、溶剤全量の質量基準で、６０質量％以下とすることが好ましく、５０質量％以下とすることがより好ましく、４０質量％以下とすることがさらに好ましい。なお、溶剤としては、蒸気圧が所望の範囲で、かつ絶縁性の樹脂を分散又は溶解するものであれば種々のものを用いることができる。
【００３３】
２５℃における蒸気圧が１．３４×１０３Ｐａ未満の溶剤としては、具体的には、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、アニソール、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、ジアセトンアルコール、イソホロン、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、１，３−ブチレングリコールジアセテート、ベンジルアルコール、アセトフェノン、安息香酸メチル、安息香酸プロピル、マレイン酸ジメチル等が挙げられる。また、２５℃における蒸気圧が１．３４×１０３Ｐａ以上の溶剤として具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、イソプロピルアルコール等が挙げられる。これらの溶剤は、１種を単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００３４】
インク中における溶媒の含有割合については、特に限定されず、インクの２５℃における粘度及び表面張力が上記範囲内となるように適宜調整することが好ましいが、通常、インク質量に対して、５０〜９９質量％とすることが好ましい。
【００３５】
インクに含まれる樹脂は、一般に電気絶縁性を示し、基材への付着性を付与できる材料であればどのようなものでも良く、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、シリコーン変性ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル樹脂、シアネートエステル樹脂、ＢＴレジン、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂等が挙げられるが、特に制限するものではない。これらは１種を単独で、又は２種類以上を組み合わせて用いても良い。
【００３６】
樹脂として、熱硬化性樹脂を用いる場合には、モノマー、オリゴマー等を必要に応じて溶剤に溶解し、基板に印刷後、加熱処理することにより溶剤除去及び／又は樹脂硬化を行うことができる。なお、スペーサ形成用インクには、必要に応じて硬化促進剤、カップリング剤、酸化防止剤、充填剤等を配合しても良い。
【００３７】
熱硬化性樹脂は、耐熱性の観点から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェノール型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、脂肪族鎖状エポキシ樹脂又はグリシジルエステル型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂；フェノール、クレゾール、アルキルフェノール、カテコール、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ又はビスフェノールＳ等のフェノール樹脂等が挙げられる。
また、必要に応じて、ホルムアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類と熱硬化性樹脂とを縮合させて得られるグリシジルエーテル化物；ポリフェノール類のグリシジルエーテル化物；及びそれらの水素添加物又はハロゲン化物等を用いることができるが、耐熱性及び接着性の観点からフェノール類とアルデヒド類との縮合物のグリシジルエーテル化物が好ましい。これらの熱硬化性樹脂の分子量範囲には特に制限はなく、何種類かを併用することができる。
【００３８】
熱硬化性樹脂とともに用いられる硬化剤としては、例えば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、メタキシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ｍ−フェニレンジアミン、ジシアンジアミド等のアミン類；無水フタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸等の酸無水物；イミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、２−ウンデシルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、２−ヘプタデシルイミダゾール、４，５−ジフェニルイミダゾール、２−メチルイミダゾリン、２−フェニルイミダゾリン、２−ウンデシルイミダゾリン、２−ヘプタデシルイミダゾリン、２−イソプロピルイミダゾール、２，４−ジメチルイミダゾール、２−フェニル−４−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾリン、２−イソプロピルイミダゾリン、２，４−ジメチルイミダゾリン、２−フェニル−４−メチルイミダゾリン等のイミダゾール類；イミノ基がアクリロニトリル、フェニレンジイソシアネート、トルイジンイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、メチレンビスフェニルイソシアネート又はメラミンアクリレートでマスクされたイミダゾール類；ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ポリビニルフェノール等のフェノール類；又はフェノール、クレゾール、アルキルフェノール、カテコール、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ等のフェノール類とホルムアルデヒド、サリチルアルデヒド等のアルデヒド類との縮合物及びこれらのハロゲン化物等が挙げられる。これらのうち、耐熱性及び接着性の観点から、フェノール類とアルデヒド類との縮合物が好ましい。これらの化合物の分子量はどのようなものでも良く、また、１種と単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３９】
インク中における絶縁性の樹脂の含有割合については、インクの２５℃における粘度及び表面張力が上記範囲内となるように適宜調整することが好ましいが、通常、インク質量に対して１〜５０質量％とすることが好ましい。
【００４０】
次に、本発明の液晶表示装置について説明する。本発明の液晶表示装置は、対向配置された一対の基板と、上記一対の基板間に封入された液晶物質からなる液晶層と、上記液晶層の厚さを一定に保つために上記基板間に配置された液晶表示装置用スペーサと、を備える液晶表示装置である。そして、上記液晶表示装置用スペーサは、上記本発明のスペーサ形成用インクを用いてインクジェット印刷法により上記基板上の所望の位置に形成されたものである。ここで、液晶表示装置用スペーサは、例えば、スペーサ形成用インクをインクジェット印刷装置により基板上の所望の位置に塗布し、加熱処理により樹脂の硬化及び／又は溶剤除去を行うことで形成することができる。
【００４１】
図４は、本発明の液晶表示装置の一実施形態を示す模式断面図である。図４に示すように、液晶表示装置１は、対向させて配設された一対の基板部材６ａ、６ｂを有している。基板部材６ａは、電極２ａ、カラーフィルタ７、基板３ａ、位相差板８及び偏光板５ａからなり、これらがこの順序で積層されている。また、基板部材６ｂは、電極２ｂ、基板３ｂ及び偏光板５ｂからなり、これらがこの順序で積層されている。また、基板部材６ｂにおける偏光板５ｂの外側には、バックライト９が配置されている。さらに、基板部材６ａ、６ｂの電極２ａ、２ｂが形成されている側には、それぞれ配向層１７ａ、１７ｂが積層されている。そして、液晶層１８は、配向層１７ａ、１７ｂを介して、基板部材６ａ、６ｂによって挟持されている。そして、液晶層１８の周縁部であって基板部材６ａ、６ｂの間にはシール材１３が設けられており、これにより基板部材６ａ、６ｂが結合されている。
【００４２】
このような液晶表示装置において、図４に示すように、液晶表示装置用スペーサ１０は液晶層１８の厚さを一定に保つために、液晶表示装置１の所定の位置に配設される。液晶表示装置用スペーサ１０は、高品位な画像を表示する観点から、透光部である表示ドット部以外の位置に配設されることが好ましい。
【００４３】
また、液晶表示装置用スペーサ１０は、画面表示全領域にわたって均等な間隔で配設されることが好ましい。この液晶表示装置用スペーサ１０は、本発明のスペーサ形成用インクを用いてインクジェット印刷法により形成されているため、画面表示全領域にわたって十分に高い位置精度で配設されており、表示バラツキや光抜け等の表示不良を十分に抑制することができる。
【００４４】
このような液晶表示装置は、基板３ｂ上に設けられた配向層１７ｂ上に、樹脂及び溶剤を含有し、固形粒子を実質的に含有しないインクからなる液滴をインクジェット法により印刷し、溶媒を除去することによって液晶表示装置用スペーサ１０を形成する工程を備える製造方法によって製造することができる。液晶表示装置用スペーサ１０は、上述のインクをインクジェット法により２回以上重ねて印刷して形成することによって、所望の高さに調整することができる。
【００４５】
なお、図４に示す基板部材６ａ、６ｂはそれぞれ、上述した各層が積層された構造を有しているが、必ずしもこれら全てが積層されている必要はない。また、基板部材６ａ、６ｂには、必要に応じて、さらに絶縁層、ブラックマトリックスの層、緩衝材層、ＴＦＴ等が設けられていてもよい。
【００４６】
電極２ａ、２ｂとしては、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）等の透明電極を用いることができる。また、基板３ａ、３ｂとしては、プラスチック板、ガラス板等を例示できる。また、カラーフィルタ７、位相差板８、偏光板５ａ、５ｂ及びバックライト９としては、それぞれ公知のものを用いることができる。また、配向層１７ａ、１７ｂについても、公知の液晶配向剤を用いて形成することができる。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明を実施例及び比較例によって、より具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、各実施例のスペーサ形成用インクの粘度は、株式会社エー・アンド・デイ製の小型振動式粘度計（商品名：ＣＪＶ５０００）を用いて２５℃で測定した。また、インクの表面張力は、Ｗｉｌｈｅｌｍｙ法（白金プレート法）による表面張力測定装置である、協和界面科学株式会社製の全自動表面張力計（商品名：ＣＢＶＰ−Ｚ）を用いて２５℃で測定した。また、インクをろ別したときにろ別される固形分の量は、常温下で、目開き：１μｍのフィルタを用いてインクをろ過し、ろ別された固形分を温度：２００℃で１時間乾燥した後の質量を計測して求めた。
【００４８】
（インク１の調製）
ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製、商品名：エピクロン８６０）：１１．６ｇ、フェノールノボラック樹脂（ＤＩＣ株式会社製、商品名：ＶＨ−４１７０）：５．４ｇ、２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業株式会社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ）：０．１ｇを、溶剤であるγ―ブチロラクトン（２０℃における蒸気圧：２００Ｐａ）：８３．６ｇに溶解し、インクを調製した。（インク樹脂硬化物の２００℃における貯蔵弾性率：１．６×１０７Ｐａ）
【００４９】
調製したインクの粘度は８．２ｍＰａ・ｓ、表面張力は４４ｍＮ／ｍ、ろ別される固形分の量は０．００１質量％であった。
【００５０】
（インク２の調製）
クレゾールノボラック型エポキシ樹脂（新日化エポキシ製造株式会社製、商品名：ＹＤＣＮ７００）：９．２ｇ、キシレン変性フェノールノボラック樹脂（三井化学株式会社製、商品名：ＸＬＣ−ＬＬ）：７．８ｇ、２−エチル−４−メチルイミダゾール（四国化成工業株式会社製、商品名：２Ｅ４ＭＺ）：０．１を、溶剤であるγ―ブチロラクトン（２０℃における蒸気圧：２００Ｐａ）：８２．９ｇに溶解し、インクを調製した。（インク樹脂硬化物の２００℃における貯蔵弾性率：６．０×１０８Ｐａ）
【００５１】
調製したインクの粘度は８．４ｍＰａ・ｓ、表面張力は４４ｍＮ／ｍ、ろ別される固形分の量は０．００１質量％であった。
【００５２】
（実施例１）
インク１及び２を、２０μｍの目開きのメンブレンフィルタでろ過して異物を除去し、口径：５０μｍのヘッドを搭載したピエゾ方式のインクジェット装置（株式会社マイクロジェット製、商品名：ナノプリンター１０００）に供給した。
【００５３】
（スペーサ形成用インクの印刷、スペーサの形成）
当該インクジェット装置を用いて、ＶＡ液晶用配向膜が形成されたガラス板（基板）の配向膜が形成された表面上に、３００μｍ間隔で、液滴量を３０ｐＬとして、スペーサ形成用インク１を印刷した。次いで、印刷開始位置を１５０μｍずらして３００μｍ間隔で、液滴量を１０ｐＬとして、スペーサ形成用インク２を印刷することで、液滴量が３０ｐＬと１０ｐＬの液滴が１５０μｍ間隔で交互に配置されるスペーサパターンを作製した。インクを印刷した後、当該基板を１８０℃に加熱したホットプレート上に速やかに移し、３０分間乾燥・硬化させて、スペーサを形成した。
【００５４】
（着弾位置精度の評価）
形成したスペーサを金属顕微鏡で観察し、１視野に８列×１０点の合計８０点のスペーサが含まれる状態で画像を撮影した。その後、パソコンの画面上で、この画像に予め作製した幅：５０μｍの格子パターン画像を、任意のスペーサの中心が格子パターンの任意の交点になるようにして重ね合わせ、以下の評価基準で着弾位置精度を評価した（ｎ＝８０）。評価結果は表１に示す通りであった。
【００５５】
＜着弾位置精度、サテライト発生割合の評価基準＞
Ａ：格子の枠内にスペーサの中心点が位置するように配置されたスペーサの割合が９８％以上
Ｂ：格子の枠内にスペーサの中心点が位置するように配置されたスペーサの割合が９８％未満
【００５６】
（密着性の評価）
形成したスペーサに市販のセロハンテープを強く圧着させた後、当該セロハンテープを一気に引き剥がして、スペーサの剥がれの有無を確認することにより、密着性の評価を行った。密着性の評価基準は以下の通りである。密着性の評価結果は表１に示す通りであった。
【００５７】
＜密着性の評価基準＞
Ａ：テープ試験によりスペーサが全く剥がれない。
Ｂ：テープ試験によりスペーサが少なくとも一部剥がれる。
【００５８】
（スペーサ高さの評価）
形成したスペーサの高さを、株式会社菱化システム製三次元非接触表面形状計測システム（商品名：ＶｅｒｔＳｃａｎ２．０）により測定し（ｎ＝９６）、測定値の平均値及び標準偏差を求めた。スペーサ高さの評価結果は表１に示す通りであった。
【００５９】
（スペーサ直径の評価）
形成したスペーサの直径を、顕微鏡で観察して測定し（ｎ＝９６）、測定値の平均値を求めた。スペーサ直径の評価結果は表１に示す通りであった。
【００６０】
（信頼性試験用の簡易液晶セルの作製）
ＶＡ液晶用配向膜塗布ＩＴＯガラス基板（１００ｍｍ×１００ｍｍ）上に所定の条件でスペーサインクを印刷してスペーサパターンを形成した。スペーサを形成した基板側に所定の粒径のビーズを混入したシール材料を塗布した。シールパターンは基板端から４．０ｍｍと７．５ｍｍの位置に正方形を描く二重シールとした。二重シールの内側に液晶材料を２２．１ｍｇ滴下し、その後、ＩＴＯガラス基板を対向させ、真空チャンバ内で減圧下において位置合わせと重ね合わせを行った。重ね合わせが終了したセルは、減圧チャンバから大気圧中に取り出した。以上の操作は、自家製液晶セル貼り合わせ装置を用いて行った。その後、紫外線照射（６０００ｍＪ／ｃｍ２）、加熱（１２０℃、１時間）を行ってシール材料を硬化させ、液晶を封入したセルを得た。
【００６１】
（低温信頼性試験）
作製した液晶セルを−３０℃環境下で５００時間放置した後、気泡発生の有無を光学顕微鏡で調べた。低温信頼性の評価結果は表１に示す通りであった。
【００６２】
（実施例２）
３００μｍ間隔で、液滴量を４５ｐＬとして、スペーサ形成用インク１を印刷し、次いで、印刷開始位置を１５０μｍずらして３００μｍ間隔で、液滴量を１５ｐＬとして、スペーサ形成用インク２を印刷した以外は、実施例１と同様にして基板上にスペーサを形成し、各評価を行った。評価結果は表１に示す通りであった。
【００６３】
（実施例３）
３００μｍ間隔で、液滴量を４５ｐＬとして、スペーサ形成用インク１を印刷し、次いで、印刷開始位置を１５０μｍずらして３００μｍ間隔で、液滴量を３０ｐＬとして、スペーサ形成用インク２を印刷した以外は、実施例１と同様にして基板上にスペーサを形成し、各評価を行った。評価結果は表１に示す通りであった。
【００６４】
（比較例１）
１５０μｍ間隔で、液滴量を３０ｐＬとして、スペーサ形成用インク２を印刷した以外は、実施例１と同様にして基板上にスペーサを形成し、各評価を行った。評価結果は表１に示す通りであった。
【００６５】
【表１】
2013029741.tif 000003
【００６６】
実施例１〜３では、高さが異なる２種類のスペーサを同一基板上に形成でき、スペーサ高さ平均値が２．５〜５μｍの範囲内であり、着弾位置精度が良好、基板との密着性良好且つ液晶表示装置の表示不良も発生しなかった。比較例１では、液晶表示装置の気泡不良に起因する表示不良が発生した。
【符号の説明】
【００６７】
１…液晶表示装置、２ａ，２ｂ…電極、３ａ，３ｂ，２３…基板、５ａ，５ｂ…偏光板、６ａ，６ｂ…基板部材、７…カラーフィルタ、８…位相差板、９…バックライト、１０，１１，１２…スペーサ、１３…シール材、１７ａ，１７ｂ…配向層、１８…液晶層、２０，２２…樹脂層。
【図１】
2013029741.tif 000004
【図２】
2013029741.tif 000005
【図３】
2013029741.tif 000006
【図４】
2013029741.tif 000007