CN100349054C - 液晶显示装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明能提供一种能够防止因隔离子的凝聚而产生的对比度等液晶显示性能的下降，从而能够制造具有高分辨率的高显示画质的液晶显示装置的液晶显示装置的制造方法。本发明的液晶显示装置的制造方法中包括：将把隔离子分散在分散介质中的隔离子分散液，从喷墨装置的喷嘴喷洒到基板面的特定区域，将隔离子配置在基板上的特定区域的工序，其特征在于，所述分散介质的至少80重量%为，沸点在200℃以下并且对基板的接触角为5度以下的介质，在将所述隔离子配置在基板上的特定区域的工序中，以满足下式(1)的关系的喷洒间隔S(μm)将隔离子分散液喷洒到基板面的特定区域，S≥20×(V/D)1/2 (1)式中，V表示从1个喷嘴每1次喷洒的隔离子分散液的喷洒量(pL)，D表示隔离子分散液中含有的隔离子的粒径(μm)。

Description

液晶显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种能够将隔离子(spacer)配置在基板上的特定区域而不凝聚，并能够防止因隔离子的凝聚而产生的对比度等液晶显示性能的下降的使用喷墨方式的液晶显示装置的制造方法。
背景技术
液晶显示装置目前被广泛用于计算机、移动电器等中。
该液晶显示装置一般具有图1所示的构成，即在2张透明基板1之间形成透明电极3、取向膜9、滤色器4、黑底5等，在2张透明基板1的外侧配置偏振片2，在2张透明基板1的周围设置密封材料10，通过密封材料10相对配置的2张透明基板1的空隙中封入液晶7。该液晶显示装置中，为了限定2张透明基板1间的间隔，维持适当的液晶层的厚度(cell gap)，使用了隔离子8。
以往的液晶显示装置是通过以下的工序制作的。
1)预先制作在玻璃等透明基板上形成了黑底、滤色器、透明电极、取向膜等的滤色器基板，和透明基板上形成了晶体管或二极管元件等像素电极的电极基板。另外，在滤色器对应部的外侧形成用于驱动上述电极的驱动电路。
2)在滤色器基板上，用湿式或干式撒播机撒播隔离子后，使用密封材料一边留意对齐电极和滤色器的位置一边将撒播有所述隔离子的滤色器基板和电极基板粘合在一起。还有，涂布密封材料的时候，留出需要注入部分液晶的成为注入口的部分。
3)一边对粘合在一起的2张基板外加适当的压力，一边加热密封材料使之热固化，以便利用隔离子调整基板间适当的距离。
4)在真空中，利用毛细管现象注入液晶，之后通过加压挤出多余注入的液晶，并用密封材料密封注入口。
5)洗净附着在与密封材料外侧的驱动电路部分相对应的部分的隔离子或因加压而溢出的液晶。
另一方面，近年对基板的大型化要求越来越高，以往的方法即利用毛细管现象注入液晶的方法需要太多时间。因此为了解决上述问题，有人提出了采用预先涂布密封材料，在由该密封材料划分的位置滴下准确的量的液晶，然后将基板粘贴在一起的液晶滴下方式的制造方法。
但是使用液晶滴下方式的时候，由于没有相当于以往的制造方法的第5)步的洗净工序，以往的撒播方式中就会产生不能除去撒播到密封材料外侧的隔离子的问题。
另外，近年所制造的反射半透过型的液晶显示装置，是形成在任意一方基板上的像素的表面的一部分设置了具有微细的凹凸的反射层的液晶显示装置。
可是在如上所述的液晶显示装置中存在的问题是，设置有反射层的部分和没有设置反射层的部分之间存在高度差，因而当使用以往的撒播方式时，撒播在高度较低处的粒子在维持单元间隙方面起不到作用，若要维持单元间隙就必需增加撒播数。
为了解决上述问题，在特开平11-24083号公报、特开平11-281935公报和特开2001-188235公报中，公开了一种将隔离子分散液利用喷墨装置喷洒到基板上的隔离子的撒播方式，所述的隔离子分散液是将隔离子分散于以水为主成分的介质中而得到的。通过使用喷墨装置的撒播方式能够将隔离子撒播到任意的区域，因而可以说对于解决上述的问题是有效的。
但是在特开2001-188235公报中没有详细记载能够使用的介质的选择方法，而且正如特开平11-24083号公报和特开平11-281935公报中所记载，当使用以水为主成分的表面张力较高的分散介质时，会发生粒子凝聚等问题。另外，粒子的凝聚如果发生在遮光部分(非显示部分)就没有问题，但是近年来黑底等遮光部分的宽度变得越来越窄，即使将位置对齐，也很难把粒子的凝聚限制到规定的部分。当粒子的凝聚不是在非显示部分而是发生在显示部分的时候，透过率会下降，从而会导致对比度等液晶显示装置的显示性能的下降。
另外，尽管特开平11-24083号公报中公开了当使用沸点低、表面张力低的介质时不容易发生隔离子的凝聚，但是当撒播数量较多且需要在一定面积上喷洒大量隔离子分散液的时候，还是会产生凝聚问题。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种当将隔离子分散液从喷墨装置的喷嘴喷洒到基板面的特定区域时，能够将隔离子配置在基板上的特定区域而不凝聚，从而能够防止因隔离子的凝聚而产生的对比度等液晶显示性能的下降的液晶显示装置的制造方法。
本发明的液晶显示装置的制造方法，具有如下工序，即从喷墨装置的喷嘴将把隔离子分散在分散介质中的隔离子分散液喷洒到基板面的特定区域，从而将隔离子配置在基板上的特定区域的工序，所述分散介质的至少80重量％为沸点在200℃以下并且对基板的接触角为5度以下的介质，在将所述隔离子配置在基板上的特定区域的工序中，以满足下式(1)的关系的喷洒间隔S(μm)将隔离子分散液喷洒到基板面的特定区域，
S≥20×(V/D)1/2    (1)
式中，V表示从1个喷嘴每1次喷洒的隔离子分散液的喷洒量(pL)，D表示隔离子分散液中含有的隔离子的粒径(μm)。
附图说明
图1是表示以往的液晶显示装置的示意图。
图中，1为透明基板，2为偏振片，3为透明电极，4为滤色器，5为黑底，6为外敷层，7为液晶，8为隔离子，9为取向膜，10为密封材料。
具体实施方式
以下详述本发明。
本发明的液晶显示装置的制造方法中，从喷墨装置的喷嘴将把隔离子分散在分散介质中的隔离子分散液喷洒到基板面的特定区域。
所述隔离子分散液由隔离子和分散介质构成。
作为所述隔离子没有特殊限定，例如可举出无机系的二氧化硅微粒子、有机高分子系的微粒子等。
其中，有机高分子系的微粒子具备以下优点：具有不会擦伤形成在液晶显示装置的基板上的取向膜的硬度；容易跟随因热膨胀或热收缩而产生的厚度变化；隔离子在单元(cell)内部的移动较少，因此特别适用。
作为所述有机高分子系的微粒子没有特殊限定，从强度等理由出发，一般使用聚合单官能单体和多官能单体的混合物而得到的物质。在上述的单官能单体和多官能单体的混合物(以下称作聚合性单体)中，多官能单体的比例优选在80重量％以下。超过80重量％时，经聚合所得到的微粒子有可能不具有作为隔离子所需要的充分的强度。
作为所述单官能单体没有特殊限定，可以列举如下：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对氯苯乙烯、氯甲基苯乙烯等苯乙烯衍生物；氯乙烯、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等乙烯酯；丙烯腈等不饱和腈类；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基环己酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸乙二醇酯、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸五氟丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯等(甲基)丙烯酸酯衍生物等。上述的单官能单体可以单独使用，也可以并用2种以上。
作为所述的多官能单体没有特殊限定，可以列举如下：二乙烯基苯、1，6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯及其衍生物、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙基酯及其异构体、异氰酸三烯丙酯及其衍生物、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯等聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、2，2-双[4-(异丁烯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷二(甲基)丙烯酸酯、2，2-氢化双[4-(异丁烯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷二(甲基)丙烯酸酯、2，2-双[4-(丙烯氧基乙氧基聚丙氧基)苯基]丙烷二(甲基)丙烯酸酯等。上述的多官能单体可以单独使用，也可以并用2种以上。
作为聚合所述聚合性单体制造隔离子的方法，没有特殊限定，例如可举出悬浮聚合、种子聚合、分散聚合等聚合方法。
所述悬浮聚合，是把由聚合性单体和聚合引发剂构成的单体组合物分散于可形成所需粒径的弱溶剂中之后进行聚合的方法。
作为所述悬浮聚合中使用的分散介质，通常是在水中添加分散稳定剂的物质。作为分散稳定剂，优选可溶于分散介质的高分子化合物，例如：聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、甲基纤维素、乙基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯等。另外也可以使用非离子型或离子型表面活性剂。
所述悬浮聚合中的聚合条件随所述聚合性单体和聚合引发剂的种类的不同而不同，通常聚合温度优选为50-80℃，聚合时间优选为3-24小时。
通过所述悬浮聚合，可以得到粒径分布较宽、多分散的粒子，当把得到的微粒子作为隔离子应用时必须进行分粒操作。因此适合于制造宽范围粒径的微粒子。
所述种子聚合，是使经无乳化剂聚合或乳液聚合合成的单分散性的种粒子进一步吸收聚合性单体并聚合，从而扩大到所需粒径的聚合方法。对所述种粒子中使用的有机单体没有特殊限定，但为了抑制种子聚合时的相分离，所述种粒子的组成最好接近种子聚合时的单体成分。另外，从使粒径具有单分散性的角度出发，优选苯乙烯及其衍生物。种粒子的粒径分布也会反映到种子聚合后的粒径分布，因此最好是单分散，Cv值优选在5％以下。
由于种子聚合时聚合性单体和种粒子之间容易发生相分离，因此种子聚合时被吸收的聚合性单体的组成最好与种粒子组成接近。例如，当种粒子组成为苯乙烯系单体时最好使用芳香族二乙烯基单体，种粒子组成为丙烯酸系单体时最好使用丙烯酸系多乙烯基单体。
另外进行种子聚合的时候，根据需要可以使用分散稳定剂。作为分散稳定剂可以使用可溶于分散介质的高分子物质，例如，和悬浮聚合的情况相同的物质。
在所述种子聚合中，被种粒子吸收的单体的配合量，相对于种粒子1重量份，聚合性单体的量优选为20-100重量份。如果低于20重量份，则最终得到的交联粒子的破坏强度有可能不充分，而超过100重量份时，聚合时粒子之间的粘合等有可能导致粒径分布变宽。
所述分散聚合，是在可溶解聚合性单体而生成的聚合物不溶的弱溶剂体系中进行聚合，并通过向该体系中添加高分子系分散稳定剂使生成的聚合物以粒子形状析出的方法。一般通过分散聚合使交联性单体聚合时，容易发生粒子的凝聚，难以得到稳定的单分散交联粒子，但是通过选择条件也可以解决上述问题。
所述交联性单体的量相对于聚合性单体总量，优选在50重量％以上。如果低于50重量％，聚合时形成的微粒子表面在介质中会变得较软，微粒子之间会因碰撞而发生粘合，导致粒径分布变宽，甚至成为凝聚体。另外，即便保持单分散性，交联密度如果变少的话，也有可能不能获得作为隔离子所需要的充分的破坏强度。
所述种子聚合、分散聚合中不经分粒操作就能得到单分散粒子，因此适合于大量地制造特定粒径的微粒子。
在所述聚合性单体的聚合中，可以使用聚合引发剂。
作为所述聚合引发剂没有特殊限定，例如可举出过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、邻氯过氧化苯甲酰、邻甲氧过氧化苯甲酰、3，5，5-三甲基己酰过氧化物、叔丁基过氧2-乙基己酸酯、二叔丁基过氧化物等有机过氧化物；偶氮二异丁腈、偶氮二环己酰(azobis(cyclohexacarbonyl))、偶氮二(2，4-二甲基戊腈)等的偶氮系化合物等。
所述的聚合引发剂的配合量，相对于聚合性单体100重量份优选为0.1-10重量份。
所述聚合时使用的分散介质，可根据所使用的聚合性单体适宜决定，适合的分散介质例如有乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、醋酸乙酯、以及甲醇、乙醇、丙醇等醇类；甲基溶纤素、乙基溶纤素等的溶纤素类；丙酮、甲乙酮、甲基丁基酮、2-丁酮等的酮类、烃类等的有机溶剂。也可以使用与其他可以和上述溶剂互溶的有机溶剂、水等的混合溶剂。
当将通过所述聚合方法得到的微粒子作为显示元件的隔离子使用时，必须要有一定的强度。
作为表示所述微粒子的压缩强度的指标而使用微粒子的直径位移10％时的压缩弹性率(称作10％K值)的时候，显示元件的隔离子的10％K值优选为2000-15000MPa。当低于2000MPa时，在组装在显示元件中时隔离子有可能因压力而变形，得不到适当的距离。而超过15000MPa时，在组装在显示元件中的时候，有可能擦伤基板上的取向膜，引起显示异常。
本发明中的10％K值可以按照特开平6-503180号公报中记载的方法测定。该方法中，使用微小压缩试验器(岛津制作所制“PCT-200”)，在直径50μm的金刚石制的圆柱体的平滑端面上，以0.27g/秒压缩硬度、10g最大试验负荷压缩所得到的隔离子，由使其位移10％时的负荷根据下式计算。
K＝(29.4/)·F·S-3/2·R-1/2
F：微粒子的10％压缩变形中的负荷值(N)
S：微粒子的10％压缩变形中的压缩位移(mm)
R：微粒子的半径(mm)
由上述方法得到的隔离子也可以着色后使用，以提高显示元件的对比度。对于着色方法没有特殊限定，例如可举出用炭黑、分散染料、酸性染料、碱性染料、金属氧化物等处理隔离子的方法；在隔离子的表面形成有机物的膜，然后在高温下经分解或碳化进行着色的方法等。当隔离子的材质本身已着色的时候，可以不着色而直接使用。
另外，为了在由上述方法得到的隔离子的表面上设置粘接层，或不弄乱隔离子周围的液晶的取向，可以进行表面修饰。作为实施所述表面修饰的方法，例如有如特开平1-247154号公报中所公开的、在隔离子表面析出树脂而进行修饰的方法；特开平9-113915号公报中公开的与能和隔离子表面的官能基反应的化合物作用以进行修饰的方法；如特开平11-223821号公报中所公开的，在隔离子表面进行接枝聚合以修饰的方法等。通过在隔离子表面以形成化学键的方式形成表面层的方法，能够防止液晶显示装置的单元中表面层的剥离和向液晶的溶出，因而比较理想。其中，如特开平9-113915号公报所公开，优选的是通过使氧化剂与表面具有还原性基团的隔离子反应，在微粒子表面产生自由基以进行接枝聚合的方法，这是因为由此形成的表面层密度高，能形成足够的厚度。
所述分散介质，可以由单独的介质构成，也可以是混合多种介质而得到的混合介质，如果是混合介质，则至少80重量％为沸点在200℃以下、并且对基板接触角为5度以下的介质。
即所述分散介质是混合介质时，沸点为200℃以下、并且对基板接触角为5度以下的单独的介质占所述分散介质总体的至少80重量％，或者沸点为200℃以下、并且对基板接触角为5度以下的多种介质的总和占所述分散介质总体的至少80重量％。
所述分散介质由单独的介质构成时，其沸点如果超过200℃，干燥中会需要太多时间，因此喷洒后弹着于基板上的隔离子分散液的液滴中隔离子会凝聚，或会对涂布在基板上的取向膜带来损伤。其中所述沸点是大气压下的沸点。当对基板的接触角超过5度时，液滴不能铺展，在弹着于基板后的液滴中，隔离子有可能发生移动，干燥的同时隔离子之间接近的可能性变高，因此隔离子变得容易凝聚。所述的对基板的接触角是指介质对基板的接触角，可以用市售的接触角测定装置测定。
所述分散介质中的沸点为200℃以下的介质的比例低于80重量％时，干燥中需要较长时间，因此喷洒后弹着于基板上的液滴中隔离子会凝聚，或会对形成在基板上的取向膜带来损伤。另外，对基板接触角为5度以下的介质的比例低于80重量％时，刚弹着后的液滴对基板的接触角会变大，在干燥初期隔离子会发生凝聚。进而当沸点为200℃以下、并且对基板接触角为5度以下的介质的比例低于80重量％时，刚弹着后的液滴对基板的接触角会变大，在干燥初期隔离子会发生凝聚，并且干燥需要较长时间，因此弹着的液滴中隔离子会凝聚，或对形成在基板上的取向膜带来损伤。
所述分散介质最好使用当隔离子分散液干燥的时候其对基板的接触角不变大的物质。因此，所述分散介质是混合溶剂时，最好选择沸点越高对基板的接触角越小的物质进行配合。如果是沸点高而对基板接触角大的介质，弹着后的隔离子分散液的液滴对基板的接触角在干燥过程中会变大，因此在干燥后期会发生隔离子凝聚的问题。另外尽管在干燥初期可以润湿展开，但干燥过程中在该润湿展开的隔离子分散液中会发生出现很多小液滴的现象，凝聚的隔离子有可能不是以一定的间隔而是无规地配置。
所述分散介质的表面张力优选为18-35mN/m。如果低于18mN/m，则从喷墨装置的喷嘴喷洒的时候，很难控制喷洒量，而超过35mN/m时，很难使所述对基板的接触角在5度以下。
作为所述分散介质，只要满足上述条件即可，可以用各种介质，但优选水溶性或亲水性的物质。另外，一部分喷墨装置的喷嘴头是针对水系用途而制作的，因此使用疏水性强的介质作为分散介质时，有可能侵害构成喷嘴头的构件，或使粘接构件的粘接剂部分溶解，因而不太理想。另外，作为隔离子分散液的分散介质，应使用诸如对取向膜无浸透性、不溶解取向膜的物质等对取向膜无污染性的物质。
对所述介质没有特殊限定，例如可以使用乙醇、正丙醇、2-丙醇(异丙醇)；1-丁醇、2-丁醇等的C4醇；1-戊醇、2-戊醇、新戊醇等的C5醇；1-己醇等的C6醇；1-甲氧基-2-丙醇、糠醇、四氢糠醇等的单醇类；乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇等乙二醇的多聚体；上述多聚体的单甲基醚、单乙基醚、单异丙基醚、单丙基醚、单丁基醚等的低级单烷基醚类；上述多聚体的二甲基醚、二乙基醚、二异丙基醚、二丙基醚等的低级二烷基醚类；上述多聚体的单醋酸酯、二醋酸酯等的烷基酯类；丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇等的丙二醇多聚体；上述多聚体的单甲基醚、单乙基醚、单异丙基醚、单丙基醚、单丁基醚等的低级单烷基醚类；上述多聚体的单醋酸酯、二醋酸酯等的烷基酯类；1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、3-己烯-2，5-二醇、1，5-戊二醇、2，4-戊二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、2，5-己二醇、1，6-己二醇、新戊二醇等二醇类；上述二醇类的衍生物和醋酸酯衍生物；丙三醇、1，2，4-丁三醇、1，2，6-己三醇、1，2，5-戊三醇、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇等多元醇类；上述多元醇类的醚衍生物和醋酸酯衍生物；二甲基亚砜、硫二甘醇、N-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、1，3-二甲基-2-咪唑啉、环丁砜、甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、α-萜品醇、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、双-β-羟基乙基砜、双-β-羟基乙基脲、N，N-二乙基乙醇胺、松香醇、二丙酮醇、尿素等。
另外，水也可以用作分散介质。使用水时，最好将水量设定为分散介质总体的20重量％以下。
所述隔离子分散液的粘度优选为0.5-15mPa·s。如果低于0.5mPa·s，有可能难以控制喷洒量等而不能稳定地喷洒。而超过15mPa·s时，有可能不能用喷墨装置喷洒。更优选2-10mPa·s。另外，可以在-5～50℃之间，控制喷墨装置的喷墨头温度等以调整隔离子分散液的喷洒时的液温，从而调整隔离子分散液在理想的粘度范围内。
所述隔离子分散液中的隔离子的固体成分浓度优选为0.05-5重量％，更优选0.1-2重量％。低于0.05重量％时，从喷嘴喷出的液滴中的隔离子个数会变少，不能提高撒播密度，而超过5重量％时，喷墨装置的喷嘴变得容易堵塞，或者被弹着的液滴中含有的隔离子个数会变得太多，从而在干燥过程中容易发生隔离子的凝聚。
另外，在所述隔离子分散液中，隔离子最好分散成单粒子状。所述隔离子分散液中如果存在凝聚物，不仅喷墨装置的喷洒精度下降，严重的时候喷墨装置的喷嘴会发生堵塞。
作为所述隔离子的分散方法没有特殊限定，例如可举出对隔离子分散液照射超声波的方法等。使用上述的隔离子的分散方法使隔离子分散的时候，最好通过搅拌或者使分散介质的比重与隔离子的比重近似，维持隔离子分散液的分散状态。
此外，通过在喷墨装置的喷嘴内对所述隔离子分散液照射超声波，可以防止喷洒时的隔离子的凝聚。另外，所述隔离子分散液中还可以进一步添加赋予粘接性的粘接成分、改良隔离子的分散或控制表面张力和粘度等物理特性以改善喷洒精度或改善隔离子的移动性的各种表面活性剂、粘性调节剂等。
下面对将隔离子分散液喷洒到基板上的喷墨装置加以说明。作为所述喷墨装置没有特殊限定，例如可以采用通过压电元件的振动喷洒液体的压电方式；利用由急速加热而产生的液体的膨胀使液体喷出的加热方式等通常的喷洒方法。所述压电方式中，通过压电元件的振动将液体吸引到靠近压电元件的油墨室中或使液体从油墨室经过喷嘴前端喷出。
喷墨装置的喷嘴孔径，最好设定为隔离子的粒径的7-15倍的范围。喷嘴孔径低于粒径的7倍时，喷洒隔离子的时候，由于相对于粒径喷嘴孔径太小，因此喷洒精度会下降，严重的时候喷嘴会堵塞而不能喷出。隔离子的粒径通常为1.5-10μm，因而喷嘴的孔径最好为10μm以上。
当所述喷墨装置的喷嘴孔径和粒径相比太小时，喷洒隔离子时喷洒精度会下降的理由说明如下。
作为所述喷墨装置中的液滴的喷洒方法，有在即将喷洒之前引入喷嘴前端的弯液面(油墨和气体的界面)后把液体挤出的引出法，和从弯液面停止的位置直接把液体挤出的挤出法。无论是所述的引出法还是挤出法，其喷洒精度的下降都是因为从喷嘴出来的液滴不是直行而是弯曲地喷出而引起的。因此我们认为是否能从喷墨装置直行地喷出，会极大地受到喷嘴前端的隔离子分散液的界面(弯液面)形状的均匀性的影响，该弯液面形状的均匀性由于相对较大粒子的通过而被破坏后会引起喷洒精度的下降。
一般的喷墨装置中主要采用引出法，引出法具有能够喷洒小液滴的特征。由于在所述隔离子分散液的液滴的喷洒中，要求喷洒小液滴，因此引出法较有效。所述的引出法中，在即将喷洒之前引入弯液面，当喷嘴孔径小于粒径的7倍的时候，在引入的弯液面附近如果有隔离子，弯液面就不能轴对称地引入，因此在引入后的挤出时液滴不能直行而弯曲行进，结果喷洒精度会下降。
另外，喷嘴孔径超过粒径的15倍，或超过150μm时，由于喷洒的液滴变大，因此液滴会粘合，隔离子容易凝聚。
从1个喷嘴喷洒到基板上的液滴量(从1个喷嘴每一周期喷洒的隔离子分散液的量)最好为10-80pL。液滴量低于10pL时，喷洒状态变得不稳定，有可能喷洒不出来，而超过80pL时，液滴量变多，弹着时液滴会凝聚，从而隔离子变得容易凝聚。
作为控制所述的液滴量的方法，例如有将喷嘴孔径最优化的方法，将控制喷墨头的电信号最优化的方法等。其中将控制喷墨头的电信号最优化的方法在压电方式的喷墨装置中尤其重要。
所述喷墨装置的喷嘴，通常是沿与喷墨头的移动方向垂直的方向，以等间隔排列等一定的配置方式在喷墨头上配置多个(如，64个或128个等)。另外，上述喷嘴也可以被设置成多列。
所述喷嘴的间隔受压电元件等的结构或喷嘴径等的限制。因此，当喷嘴的间隔和喷洒间隔不同的时候，很难根据喷洒间隔适当地设置喷墨头，喷洒间隔比喷嘴间隔小时，通常将与喷墨头的扫描方向垂直配置的喷墨头(喷嘴)在保持和基板的平行的同时，在和基板平行的面内倾斜或者旋转，从而进行隔离子分散液的喷洒。另外喷洒间隔大于喷嘴间隔时，或者采用只由部分喷嘴喷洒而不是由所有的喷嘴喷洒的方式，或者使喷墨头(喷嘴)倾斜，由此进行隔离子分散液的喷洒。
为了提高生产率，可以在喷墨装置上安装多个喷墨头，但是需要注意的是当喷墨头增加时，控制方面会变得复杂。
本发明的液晶显示装置的制造方法中，在将所述隔离子配置到基板上的特定区域的工序中，以满足下式(1)的关系的喷洒间隔S(μm)将隔离子分散液喷洒到基板面的特定区域。喷洒间隔的调整用上述的方法进行。
S≥20×(V/D)1/2    (1)
式中，V表示从1个喷嘴每1次喷洒的隔离子分散液的喷洒量(pL)，D表示隔离子分散液中含有的隔离子的粒径(μm)。
还有，用S表示的喷洒间隔，是指弹着于基板的隔离子的液滴中，相邻液滴的中心间的距离。
喷洒间隔S不满足上式(1)时，基板上湿润扩展的隔离子分散液的液滴之间会发生粘合，不仅干燥时间较长，而且由于喷洒的隔离子分散液扩展成膜状，在液膜中隔离子可以自由活动，因此干燥之前隔离子凝聚的几率变大，或隔离子撒播数在不同的位置有可能产生偏差。
作为配置所述隔离子的特定的区域，例如，当制造液晶滴下方式的液晶显示装置时，配置隔离子的区域是密封材料内侧的全部区域；当制造反射半透过型的液晶显示装置时，配置隔离子的区域是反射部或透过部中的任一区域等。
以所述的喷洒间隔S喷洒后，隔离子的配置密度通常优选为1mm2的区域中有10-350个。低于10个时，不能维持适当的单元间隙，而超过350个时，隔离子有可能凝聚。
另外，所述隔离子的喷洒也可以分多次进行。这时，可以每一次交替改变移动方向而进行喷洒(往复喷洒)，也可以只在单方向移动时进行喷洒(单方向喷洒)。
下面对干燥弹着于基板上的隔离子分散液的工序加以说明。
作为所述隔离子分散液的干燥方法没有特殊限定，例如有加热基板或吹热风的方法，但在干燥过程中最好设定隔离子之间不会发生凝聚的条件。即，当用干燥时间较长的方法进行干燥时，隔离子在干燥前凝聚的几率变高，而且隔离子分散液如果长时间和取向膜接触，取向膜有可能受到污染，损害液晶显示装置的显示画质。另外，当想要快速干燥而采用高温干燥时，有可能污染取向膜，损害液晶显示装置的显示画质。
本发明的液晶显示装置的制造方法中，通过将由所述隔离子配置于基板上的工序制作的配置了隔离子的基板，和与之相对的基板用周边密封材料加热压接，进而在2个基板间的空隙中充填液晶，使配置了所述隔离子的基板和相对的基板在介入隔离子和液晶的条件下相对设置，从而能够得到液晶显示装置。液晶滴下方式中，预先涂布密封材料，在由该密封材料划分的地方滴下准确量的液晶，然后将基板粘贴在一起。
所述隔离子分散液，最好喷洒在构成液晶显示装置的2张基板中的一方基板的表面上。
作为所述的基板没有特殊限定，例如可举出由玻璃、树脂板等构成的一般用作液晶显示装置的面板基板的材料。在所述基板的表面，通常形成用于控制液晶分子的取向的被称作取向膜的树脂薄膜。作为所述取向膜没有特殊限定，通常使用聚酰胺树脂，通过对表面进行摩擦处理控制液晶分子的取向。
另外，除了如上所述地调整隔离子分散液的表面张力以外，通过使用具有高表面能的取向膜，也可使隔离子分散液对基板的接触角下降，从而能够在没有凝聚的条件下配置隔离子。所述的具有高表面能的取向膜，其表面能优选在25mN/m以上，更优选30mN/m以上。
本发明的液晶显示装置的制造方法中，分散介质的至少80重量％为，沸点在200℃以下并且对基板接触角为5度以下的介质，在将所述隔离子配置在基板上的特定区域的工序中，以满足上式(1)的关系的喷洒间隔S(μm)将隔离子分散液喷洒到基板面的特定区域，因此能够将隔离子配置到所期望的区域而不凝聚。因此能够防止因隔离子的凝聚而引起的对比度等液晶显示性能的下降，能够制造具有高分辨率的高显示画质的液晶显示装置。
实施例
以下用实施例进一步详细说明本发明，但本发明不只限定于实施例。
实施例1
隔离子用微粒子的制各
在可分离烧瓶中，将二乙烯基苯15重量份和丙烯酸异辛酯5重量份、作为聚合引发剂的过氧化苯甲酰1.3重量份均匀混合，然后投入聚乙烯醇(クラレ公司制“GL-03”)的3％水溶液20重量份和十二烷基硫酸钠0.5重量份，充分搅拌后添加离子交换水140重量份。一边搅拌所得到的溶液，一边在氮气流下在80℃反应15小时，得到隔离子用微粒子。用热水和丙酮洗净所得到的隔离子用微粒子后，进行分粒操作，使丙酮挥发，制备隔离子(a)。该隔离子(a)的平均粒径为4.5μm、CV值为3.0％。用和上述同样的方法制备平均粒径2.5μm、CV值3.0％的隔离子(b)和平均粒径6.0μm、CV值3.0％的隔离子(c)。
隔离子的表面处理
向二甲基亚砜20重量份、甲基丙烯酸十二烷酯10重量份和聚乙二醇单甲基醚甲基丙烯酸酯10重量份的混合溶液中投入得到的隔离子(b)5重量份，用超声波处理器(sonicater)使之分散后均匀搅拌。进而向反应体系中导入氮气，在45继续搅拌2小时。向其中添加用1N硝酸水溶液调制的0.1mol/L的硝酸铈铵溶液10重量份，然后继续反应5小时。
聚合反应结束后取出反应液，用3μm的膜滤器将微粒子和反应液分离。用乙醇和丙酮充分洗涤该微粒子后，用真空干燥器进行减压干燥，得到经表面处理的隔离子。
隔离子分散液的制备
称取粒子浓度能成达到规定值的量的所得到的隔离子，缓慢添加作为介质的1-己醇，用超声波处理器充分搅拌使之分散，得到隔离子分散液A。
用10μm的网眼的不锈钢筛过滤得到的隔离子分散液A，除去凝聚物，提供于喷墨装置中的评价。
利用喷墨法的隔离子的配置
在表面具有ITO透明电极，并且在滤色器的像素(纵150μm×横75μm螺距(pitch))之间形成了宽25μm的黑底的滤色器玻璃基板上，用旋转涂布法均匀地涂布聚酰亚胺溶液(日产化学公司制「サンエバ-150」)，在150℃干燥后在230℃烧成1小时使之固化，得到形成有取向膜的基板。
使用安装了喷嘴孔径40mm的喷嘴头的压电方式的喷墨装置，将隔离子分散液A以表2所示的喷洒量、喷洒间隔(配置间隔)喷洒在被加热到60℃的基板上。基板的加热是通过安装在台上的加热器进行的，被喷洒到基板上的隔离子的撒播密度为200个/mm2。
接着用目视确认隔离子分散液已完全干燥之后，将喷洒了隔离子分散液A的基板移动到被加热至150℃的电热板上进行加热，以便进一步干燥，并使隔离子固着在基板上，放置30分钟。用密封材料把所得到的配置了隔离子的基板和对向基板的周边部贴在一起，并在150℃加热1小时，使密封材料固化后，制作空单元，使单元间隙成为隔离子的粒径，然后用真空法向其中充填液晶，用封口剂密封注入口而得到液晶显示装置。
评价
(1)隔离子配置状态
将喷洒了隔离子分散液的基板在150℃加热30分种，按照以下基准评价液滴干燥后的隔离子的配置状态。另外，由隔离子的粒径D和喷洒量V算出20×(V/D)1/2。结果如表2所示。
○：几乎没有凝聚
○-△：能辨认出很少量的由2-3个隔离子构成的块
△：能辨认出一些由2-3个隔离子构成的块
×：能辨认出很多由5个以上隔离子构成的块
(2)液晶显示装置的显示画质
○：几乎没有由隔离子所产生的影响
△：发生了很少的起因于凝聚的隔离子的对比度下降
×：发生了起因于凝聚的隔离子的对比度下降
实施例2-10、比较例1-6
使用表1所示的隔离子分散液B-H、RA-RC，以表2所示的喷洒量、喷洒间隔(配置间隔)将隔离子配置到基板上，除此之外，和实施例1同样地制作液晶显示装置并进行评价。结果如表2所示。
表1
隔离子分散液     bp     θ     A     B     C     D     E     F     G     H     RA     RB   RC
溶剂配合量(重量％) 溶剂 异丙醇     82     0     20     85     20   10
2-丁醇     100     0     100
1-丁醇     118     0     85
新戊醇     114     0     100
1-己醇     157     0     100     100     70     100
1-壬醇     214     3     100
乙二醇     198     51     40
水     100     77     10     15     15     40   90
隔离子的固体成分浓度(wt％)     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5     0.5   0.5
隔离子             种类     b     a     a     a     a     c     a     a     a     a   a
            粒径D(μm)     2.5     4.5     4.5     4.5     4.5     6     4.5     4.5     4.5     4.5   4.5
表2
  隔离子分散液     粒径D(μm)     喷洒量V(pL)     20×(V/D)1/2(μm)     喷洒间隔   隔离子配置状态     显示画质
   纵(μm)    横(μm)
实施例1     A     2.5     25     63     100     100     ○     ○
实施例2     B     4.5     25     47     100     100     ○     ○
实施例3     B     4.5     50     67     100     100     ○     ○
实施例4     B     4.5     75     82     100     100     ○     ○
实施例5     C     4.5     25     47     100     100     ○     ○
实施例6     D     4.5     25     47     100     100     ○     ○
实施例7     E     4.5     25     47     100     100     ○     ○
实施例8     F     6.0     40     52     100     100     ○     ○
实施例9     G     4.5     25     47     100     100     ○     ○
实施例10     H     4.5     25     47     100     100    ○-△     ○
比较例1     B     4.5     50     67     50     50     ×     ×
比较例2     B     4.5     50     67     50     50     ×     ×
比较例3     F     6.0     40     52     50     50     △     △
比较例4     RA     4.5     25     47     100     100     △     △
比较例5     RB     4.5     25     47     100     100     ×     ×
比较例6     RC     4.5     25     47     100     100     ×     ×
从表2的结果可以知道，由实施例1-10得到的液晶显示装置中，隔离子配置后几乎不发生凝聚，显示画质也优良，而由比较例1-6得到的液晶显示装置中，隔离子发生凝聚，或因使用沸点高的介质而发生了取向膜被污染等问题，从而显示画质差。由比较例4得到的液晶显示装置中，还观察到了由取向膜的污染所引起的画质的下降。
根据本发明的液晶显示装置的制造方法，能够防止因隔离子的凝聚而产生的对比度等液晶显示性能的下降，能够制造具有高分辨率的高显示画质的液晶显示装置。

Claims (1)

1.一种液晶显示装置的制造方法，其中具有：将把隔离子分散在分散介质中的隔离子分散液，从喷墨装置的喷嘴喷洒到基板面的特定区域，将隔离子配置在基板上的特定区域的工序，其特征在于，所述分散介质的至少80重量％为沸点在200℃以下并且对基板的接触角为5度以下的介质，在将所述隔离子配置在基板上的特定区域的工序中，以满足下式(1)的关系的喷洒间隔S将隔离子分散液喷洒到基板面的特定区域，S的单位为μm，
S≥20×(V/D)1/2    (1)
式中，V表示从1个喷嘴每1次喷洒的隔离子分散液的喷洒量，V的单位为pL，D表示隔离子分散液中含有的隔离子的粒径，D的单位为μm。
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