(57)【要約】【課題】液晶表示装置においてインクジェット法により球状スペーサを吐出する場合、吐出量に応じて表示領域に移動する可能性が上がるため、吐出量を増加することができなかった。【解決手段】球状スペーサを有着色とし、インクジェット法を適用することで吐出量の増加を可能とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット装置を用いて基板上に球状スペーサを吐出する球状スペーサ吐出法において、
有色に着色した球状スペーサを用い、前記基板の非表示領域に形成されたスルーホール近辺に前記球状スペーサを吐出することを特徴とする球状スペーサ吐出法。
【請求項２】
前記有色に着色した球状スペーサは黒色であることを特徴とする請求項１に記載の球状スペーサ吐出法。
【請求項３】
前記球状スペーサを吐出する際、前記非表示領域内に収まる所定の吐出量を超えて吐出することを特徴とする請求項１または２に記載の球状スペーサ吐出法。
【請求項４】
インクジェット装置を用いて基板上に球状スペーサを吐出する液晶表示装置の製造方法において、
有色に着色した球状スペーサを用い、前記基板の非表示領域に形成されたスルーホール近辺に前記球状スペーサを吐出することを特徴とす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】
本発明はインクジェット装置を用いて基板上に球状スペーサを吐出する球状スペーサ吐出法及びこのスペーサ吐出法を用いた液晶表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、表示装置として液晶表示装置が知られている。液晶表示装置は、アレイ基板、対向基板及び液晶層を備えている。アレイ基板及び対向基板は、これらの間に設けられた球状スペーサにより、隙間を保持して対向配置されている。
【０００３】
従来球状スペーサは製造工程数を減らすため、乾式散布または湿式散布方式によりランダムに配置されていた。しかし球状スペーサが表示領域上に配置された場合、光抜けが発生する等表示領域へ強い影響を及ぼした。そこで球状スペーサを有着色とし影響を抑える方法等が行なわれていた。（特許文献１）
しかし昨今球状スペーサの改善ではなく、インクジェット法による吐出法の改善が検討されている。（特許文献２）
インクジェット法による球状スペーサの吐出は、ある一定の正確性を有する。そのため非表示領域をターゲットとし球状スペーサを配置することで透明樹脂球状スペーサであっても影響を抑えることができる。
【０００４】
しかし球状スペーサはその形状のため接着性スペーサを使用したとしても移動し易いという特徴がある。そこでスルーホールに嵌め込むなど、球状スペーサが表示領域へ移動し難くする方法が検討された。（特許文献３）
【特許文献１】特開平５−２８１５５７号公報
【特許文献２】特開２００４−１４５１０１号公報
【特許文献３】特開２００６−２０８７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、近年の高画質化、高画素化需要の高まりとともに、画素ピッチの縮小化また併せて開口率の向上が進められている。そのため球状スペーサを配置する非表示領域の面積自体が減少している。その結果、単位面積あたりの球状スペーサ量が増加し、インクジェット法による一定の正確性では非表示領域のみに吐出することが困難な場合が出てきた。
【０００６】
図４は現在の非表示領域が縮小した構造の液晶基板上に基板間保持に必要な球状スペーサ量を吐出した際の球状スペーサの配置を説明する平面図である。
【０００７】
本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的はインクジェット法により基板間保持に必要な球状スペーサ量を担保し吐出する球状スペーサ吐出法及び液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の態様に係る球状スペーサ吐出法は、インクジェット装置を用いて基板上に球状スペーサを吐出する球状スペーサ吐出法において、有色に着色した球状スペーサを用い、前記基板の非表示領域に形成されたスルーホール近辺に前記球状スペーサを吐出したことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の態様に係る液晶表示装置の製造方法は、インクジェット装置を用いて基板上に球状スペーサを吐出する液晶表示装置の製造方法において、有色に着色した球状スペーサを用い、前記基板の非表示領域に形成されたスルーホール近辺に前記球状スペーサを吐出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、有着色スペーサにより基板間保持に必要な球状スペーサ量を担保し、表示領域への影響を抑えた、インクジェット法による球状スペーサの吐出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下この発明の実施の形態に係る球状スペーサ３１吐出法について図面を参照して説明する。なお実施の形態では液晶表示装置のCOA型（Color filter on Array）を例に説明する。そして、球状スペーサ吐出法を用いた液晶表示装置の製造方法について説明する。
【００１２】
図１(a)は本発明に用いるインクジェット装置のノズルヘッド４０を表す正面図である。図１(b)は図１(a)のノズルヘッド４０から吐出される破線部Aで示した分散液２８の拡大正面図である。
【００１３】
インクジェット装置には横梁状のノズルヘッド４０が備えられており、このノズルヘッド４０の下面には一定の間隔、例えば１００μｍの間隔で多数のノズル孔４１が配列されている。なおインクジェット装置には特に限定はなく、ピエゾ素子の振動によって液体を吐出するピエゾ素子方式、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の通常の吐出法によるインクジェット装置が用いられる。
【００１４】
ノズルヘッド４０はアレイ基板１１の信号線１２または図示しない走査線の方向に沿って、一定の間隔ずつ移動して吐出を行う。またノズルヘッド４０は、信号線１２または走査線の方向から、アレイ基板１１の基板面と平行に任意の角度に傾斜させることができ、このように傾斜した状態でアレイ基板１１上を走査しつつ間欠的に移動する。
【００１５】
この角度は球状スペーサ３１を打ち込む間隔が、吐出を行うノズル孔４１の間隔に一致するように設定される。ここでノズル孔４１は各々で吐出のタイミング、及び吐出作動の実施もしくは休止等の制御が行なわれる。例えば必要に応じて１つおきのノズル孔４１から吐出するといったことが可能である。
【００１６】
ノズル孔４１から吐出される分散液２８には、例えば２０重量％の水と８０重量％のイソプロパノールの混合液から生成される８０％イソプロパノール水溶液が用いられている。球状スペーサ３１は当該分散液２８中に内包され分散液２８と一体となって吐出される。
【００１７】
一般に球状スペーサ３１表面には分散液２８中での球状スペーサ３１の分散性を向上させるため表面処理を施すことが多いが、当該実施の形態で使用する有着色の樹脂を球状スペーサ３１材として適用したとしても特段の影響はない。球状スペーサ３１の着色はスペーサ基材にのみ行なうためである。
【００１８】
当該球状スペーサ３１吐出法で使用される球状スペーサ３１は、インクジェット装置のノズル孔４１から吐出可能な径であれば使用することができる。スペーサ径は使用目的により異なるが、一般的には３μmから６μmの間が用いられることが多い。
【００１９】
球状スペーサ３１の材質は有着色樹脂を用いる。有着色樹脂としては赤色、緑色、青色、黄色等用いることが可能である。各有着色樹脂を用いることで透過光、表面反射光がわずかに着色し、表示色、反射色等の微調整が可能になる。
【００２０】
また遮光性が最も高い黒色スペーサを用いることもできる。黒色スペーサを用いることで表示領域での光抜けを原因とするコントラスト低下を抑えることができ、分散液２８の吐出量を基板１０間保持に必要な所望の量に増加することができる。
【００２１】
さらに当該黒色球状スペーサ３１はスルーホール１５に嵌り込むことにより、後述する遮光部材としての効果を有することができる。
【００２２】
図２は本実施の形態を適用し球状スペーサ３１を吐出したアレイ基板１１上を説明する平面図である。また図３は図２のB-B線に沿う切断拡大断面図である。
【００２３】
液晶表示装置は、アレイ基板１１と、アレイ基板に所定の隙間を置いて対向配置された対向基板５１と、アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層６１と、アレイ基板及び対向基板間に設けられ、両基板間の隙間を保持した複数の球状スペーサ３１とを備えている。
【００２４】
COA型では基板１０上に複数の走査線及び信号線１２が格子状に配置され、これら信号線１２と走査線が作る格子の各交点部分にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（TFT）１４が形成される。そしてTFT１４を覆うよう有機絶縁膜であるRGBの各着色層２４を形成し、かつ画素電極３０を形成することで表示領域が配設される。また表示電圧を保持する補助容量線１６が信号線１２と交差するよう形成される。当該補助容量線１６、信号線１２及びこれらを繋ぐ接続部１７はAl、Mo等金属膜で形成される。そのため配線上は光を透過せず非表示領域となる。なお、ここで言う非表示領域は、図２に示す破線で囲まれた領域である。
【００２５】
ここで実験結果を示す。例えば１４インチ画面にSVGAを表示する場合、補助容量線幅１６が約１５μmとすると、球状スペーサ３１（３μm乃至５μm）を複数個吐出するのに十分な表面積を非表示領域上において確保することが困難となり、図２に示す球状スペーサ３１の配置となった。しかし黒色球状スペーサ３１であったため表示領域への影響はほぼなく、コントラストの低下を防ぐことができた。
【００２６】
これによりアレイ基板１１及び対向基板５１間の隙間の保持に必要な球状スペーサ３１量を担保し、表示領域への影響を抑えた、つまり吐出量の増加に耐えうる球状スペーサ３１の吐出を行うことできるといえる。
【００２７】
また吐出量を増やしたことにより、黒色球状スペーサ３１のいくつかがスルーホール１５に嵌り込み、スルーホール１５底部を遮光する効果が確認された。スルーホール１５はTFT１４と画素電極３０との導通を取るために、着色層２４の一部をパターニングして形成される。そのためスルーホール１５底部では金属膜で形成された接続部がむき出しとなり、外光を反射し、表示に影響を与えることが問題となっていた。しかし当該実施の形態を適用することにより、屋外でのコントラスト低下が約３％改善された。
【００２８】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】インクジェット装置のノズルヘッド及びノズルヘッドから吐出される分散液を表す正面図及び拡大正面図。
【図２】実施の形態を適用し球状スペーサを吐出した基板上を説明する平面図。
【図３】図２のB-B線に沿う液晶表示装置の切断拡大断面図。
【図４】従来構造において吐出量を増加した場合の球状スペーサの配置を説明する平面図。
【符号の説明】
【００３０】
１０…基板
１１…アレイ基板
１２…信号線
１４…薄膜トランジスタ
１５…スルーホール
１６…補助容量線
１７…接続部
２４…着色層
２８…分散液
３０…画素電極
３１…球状スペーサ
４０…ノズルヘッド
４１…ノズル孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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