CN1223888C - 液晶装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本液晶装置是一对基板介以密封材料对向配置，在由上述一对基板和上述密封材料包围的空间封入液晶和隔离物而构成的液晶装置，上述隔离物是在基板面内以单体或凝聚体或者其单体和凝聚体混合的状态，配置在沿一方向延伸的互相平行多条第1虚拟线和与沿与上述一方向不同的方向延伸的互相平行多条第2虚拟线的交点上的全部或部分，上述隔离物的配置密度为50～300个/mm²，并且，上述全部交点平均每处存在0.2～3个隔离物。

Description

液晶装置及其制造方法

技术领域

本发明是关于液晶装置、液晶装置的制造方法，以及具备该液晶装置的电子设备，特别是关于在一对基板间配设隔离物的技术。

背景技术

就现有液晶装置来说，具有下基板和上基板各自在基板周边部，使其间介有密封材料地贴合起来，这一对基板间封入液晶层的构成。在这种情况下，为了在基板面内均匀保持基板间隔，已知在一对基板之间配置由树脂球、玻璃球、或用树脂形成的柱状体等构成的隔离物的技术。

一般，这样的液晶装置，经过以下这些工序来制造。首先，下基板、上基板上各自叠层形成电极和取向膜等以后，例如在下基板周边部形成成为液晶注入口的开口部的形状，印制未硬化密封材料，在该基板或另一方基板表面上散布隔离物后，通过其间介有密封材料贴合下基板和上基板来制作空的液晶单元。然后，使未硬化的密封材料硬化，进而，使用真空注入法，从密封材料上预先形成的液晶注入口向液晶单元内注入液晶，而后，用密封材料密封注入口。最后，将相位差板、偏振片等光学滤光片粘附到下基板和上基板的外面，制造液晶装置。

关于上述制造工序之中隔离物的散布工序，以往例如采用一边使规定溶剂中分散有隔离物的隔离物分散溶液喷雾一边均匀分散于基板上的方法。对此，例如特开2001-188235号公报中，提出了利用喷墨法(液滴喷出法)，在液晶单元内特定区域配置隔离物的技术。另外，隔离物起均匀保持基板间隔的作用，另一方面在配置于像素区的情况下，将成为漏光的原因和液晶取向不良的原因等，对显示带来不良影响。为此，例如，特开昭54-107754号公报和特开平2-308224号公报中，提出了仅在液晶单元内的非像素区选择性配置隔离物的液晶显示装置和制造方法。另外，例如，特开平9-105946号公报中，提出了利用喷墨法，在非像素区配置隔离物的方法。另外，特开2002-72218号公报中，也提出了利用喷墨方式的具体隔离物定点配置装置。

这样，以往就知道，将隔离物配置对显示无直接作用的非像素区这样的办法。另外，从均匀保持基板间隔的观点出发，需要在液晶单元内配置规定个数以上隔离物，然而，另一方面，若考虑到对显示的不良影响，优良设定必要最低限度的个数。从这个观点来看现有技术，上述公报所记载的技术，对隔离物最佳配置数(配置密度)根本没有研究过。所以，为了抑制起因于基板内的单元厚(基板间隔)不匀的显示不匀或由隔离物的存在引起的漏光，起因于取向不良的对比度降低，进一步提高显示品位，一直寻求最佳的隔离物配置个数(配置密度)标准。

与此同时，一直希望提供一种用喷墨法稳定地控制这样的隔离物配置个数的方法。即，喷墨法原本只是飞溅墨水(液体)，但为了将含有隔离物这样的固形物的分散液只飞溅到一定区域内，需要优化喷墨装置的喷嘴开口直径。可是，关于这种隔离物分散液最佳的喷嘴开口直径从来没有指标。

本发明就是鉴于所述情况而做出发明，其目的在于通过在利用喷墨装置等液滴喷出装置将离物配置到基板面内的定点时，优化隔离物配置个数(配置密度)，提供显示品位优良的液晶装置、其液晶装置的制造方法、进而，具备该液晶装置的电子设备。

发明内容

本发明的第1形态是，通过其间介有密封材料地对向配置一对基板，由所述一对基板和所述密封材料包围的空间内封入液晶和隔离物而构成的液晶装置，所述隔离物在基板面内以单体或凝聚体或这些单体和凝聚体混合的状态，配置在沿一方向延伸的互相平行的多条第1虚拟线和沿与所述一方向不同方向延伸的互相平行多条第2虚拟线的交点上的全部或一部分，所述隔离物配置密度为50～300个/mm²，并且，所述全部交点上平均存在0.2～3个隔离物。

按照本发明，由于将隔离物的配置密度设定为50～300个/mm²，并且，设定为在所述全部交点上平均存在0.2～3个隔离物的配置，因而能够充分抑制因隔离物引起的显示品位的降低，提高显示品位。

另外，本发明的液晶装置中，所谓“隔离物在基板面内以单体或凝聚体或其混合的状态，配置在沿一方向延伸的互相平行的多条第1虚拟线和沿与所述一方向不同方向延伸的互相平行多条第2虚拟线的交点上的全部或一部分”，是由下述的本发明液晶装置的制造方法制成的。即，在本发明液晶装置的制造方法中，使用液滴喷出装置向基板上滴下将隔离物分散到规定溶剂中的隔离物分散溶液，每一滴溶液内含有随机个数的隔离物。而且，滴下后，通过使溶剂蒸发，基板上残存隔离物。这时，由于使用液滴喷出装置，不会使隔离物不规则地配置到基板上，而使其孤立地配置在沿相当于液滴喷出嘴的整列方向延伸的互相平行多条第1虚拟线和沿与相当于液滴喷出嘴扫描方向的所述一方向不同的方向延伸的互相平行多条第2虚拟线的交点上。另外，之所以设定“交点上的全部或一部分”，是因为在本发明的情况下，液滴中含有的隔离物个数是随机的，同时比较少，有时候虽然滴下液滴，但其中不含有隔离物，最终有时不存在隔离物。

关于上述数值范围的根据，将在实施例部分详述。如隔离物配置密度小于50个/mm²，通过隔离物不能充分保持基板间隔，单元厚不匀变得显著，显示品位明显下降。另外，如隔离物配置密度大于300个/mm²，低温时液晶中发生气泡。这将成为叫做真空气泡的不良。其原因是由于与隔离物比较液晶热膨胀率大，低温状态下液晶层中局部发生变成真空状态的地方，而当隔离物过多时，基板不可能跟随其凹向内侧，留下真空状态的地方。

另外，第1、第2虚拟线的全部交点处平均若小于0.2个时，由于1点中不存在隔离物的点过多，隔离物配置发生不均，单元厚不匀变得显著，显示品位明显降低。另外，如多于3个时，隔离物以凝集体形态存在的过多，在成为单厚不匀的原因的同时，漏光发生严重，显示品位显著降低。

另外，也可以将隔离物配置在非像素区。即，如果隔离物存在于显示区内，会引起液晶取向不良和漏光等，大大降低显示品位，所以采用配置对显示无直接作用的非像素区这样的办法，能够飞跃地提高显示品位。

如上所述，通过将隔离物配置在非像素区来提高显示品位，而通过与该非像素区对应设置遮光层，能够更加切实防止漏光等显示不良。

另外，也可以对隔离物进行着色。例如，使用该液晶装置作为显示装置的情况下，进行黑显示(暗显示)的时候，有时从配设的隔离物漏光，该部分变成白显示(明显示)，但如上述那样通过对隔离物实施着色，特别是，通过使用着色成黑色的隔离物，可以确实地进行黑显示(暗显示)。

另外，也可以对隔离物的表面进行规定上述液晶取向的处理。即，有时在隔离物表面附近发生液晶取向紊乱，发生对比度降低，然而通过这样使隔离物的表面上具备取向规定手段，即使在隔离物表面附近也能使液晶取向。其结果，可以提供防止漏光发生，进而难以发生对比度降低等不良情况的液晶装置。另外，作为取向规定手段，可以列举出，例如使用硅烷偶合剂等，赋予隔离物表面以长链烷基等。

进而，隔离物表面上，也可以设置用于将隔离物本身固定到基板上的固着层。作为固着层材料一例，可使用热硬化型树脂。这样在隔离物表面上形成热硬化型树脂，例如通过基板间的规定位置配设隔离物以后进行热处理，可以相对基板稳定地固着隔离物，例如可以防止发生隔离物浮游偏离规定位置等的不良情况。

另外，上述的“使隔离物着色的构成”、“对隔离物表面进行液晶取向规定处理的构成”、“在隔离物表面上设置固着层的构成”这3种构成之中，1个隔离物可以具有其任1种构成。也可以具有其任何2种构成，也可以全部兼备3种构成。

本发明的第2形态是，通过其间介有密封材料地对向配置一对基板，由所述的一对基板和所述的密封材料包围的空间内封入液晶和隔离物而构成的液晶装置的制造方法，具有使用液滴喷出装置，将规定溶剂中分散有上述隔离物的隔离物分散溶液滴到所述一对基板之中任一方基板上规定位置的工序；通过使滴到所述基板上的液滴中的所述溶剂蒸发，所述隔离物在基板面内以单体或凝聚体或这些单体和凝聚体混合的状态，被配置于沿一方向延伸的互相平行的多条第1虚拟线和沿与所述一方向不同方向延伸的互相平行的多条第2虚拟线的交点上的全部或一部分，配置所述隔离物，使得所述隔离物配置密度为50～300个/mm²，并且，所述全部交点上平均存在0.2～3个隔离物的工序。

即，本实施形态是，使用液滴喷出装置，将规定溶剂中分散有上述隔离物的隔离物分散溶液滴到基板上规定位置以后，通过使液滴中的溶剂蒸发，将隔离物配置在基板上定点位置的实施形态。这时，通过如上所述限定隔离物配置密度或每液滴1点中含有的平均个数，可以得到高显示品位的液晶显示装置。如上所述，所述第1虚拟线延伸方向相当于所述液滴喷出装置的多个液滴喷出嘴的排列方向，所述第2虚拟线延伸方向相当于液滴喷出装置的多个液滴喷出嘴的扫描方向。

另外，所述液滴喷出装置的液滴喷出嘴开口直径，设为10μm以上，100μm以下，特别优选设为10μm以上，30μm以下。

这时，如液滴喷出嘴的开口直径小于10μm，一般来说，采用2-10μm左右直径的隔离物，或堵塞喷嘴，或不能稳定地使希望飞溅个数的隔离物进入1滴的液滴中喷出。相反，如喷嘴的开口直径大于100μm，由于液滴不是完美的圆形，变成拉长尾巴这样的形状，或液量过多，与相邻液滴交接等，其结果隔离物不能被配置到所希望的位置的机率变高。

另外，所述液滴喷出嘴的开口直径设为所述隔离物直径的2倍以上是理想的。在这种情况下，如喷嘴开口直径小于隔离物直径的2倍，就会发生隔离物堵塞喷嘴，或定点配置的隔离物个数的偏差增大。

另外，也可以具有在所述一对基板中任一方的基板上，在该基板面内的区域，形成闭合框状密封材料的工序；向由所述密封材料形成的基板上的所述密封材料包围的区域内滴下所述液晶的工序；以及使形成了所述密封材料的基板和另一方基板贴合的工序。

本制造方法不是在基板贴合以后，使用真空注入法等注入液晶，而是在基板贴合前在任一基板上滴下液晶以后，使其与另一方基板贴合的方法。采用该方法的情况下，变成不但隔离物而且液晶也接受基板贴合时的压力，与设置现有的注入口构成的液晶装置比较，可以减少隔离物的个数。即，由于液晶起到承受部分贴合压力的作用，所以就变成即使减少隔离物个数也能承受贴合压力，确保均匀的基板间隔。

另外，在向基板上滴下上述隔离物分散溶液的工序中，也可以以大于基板上滴下液滴直径的间隔尺寸滴下液滴。可用液滴喷出法定点配置隔离物的原理，是由于向基板上规定位置，滴下含有隔离物的液滴以后，使溶剂蒸发，而这时，伴随从液滴周缘部分慢慢蒸发溶剂，液滴中心部分逐渐缩小，通过隔离物集中到中心部分，隔离物被配置在液滴中心部附近的缘故。因而，滴到基板上的液滴的每一个独立地存在是重要的，为此，优选以大于滴到基液滴直径的间隔尺寸滴下液滴。假如多个液滴连起来的话，隔离物的位置就会变得不确定，这是因为隔离物不一定位于各液滴中心的缘故。

本发明的第3形态是电子设备，具备所述液晶装置。通过具备本发明的液晶装置，能够提供具有显示品位优良的显示部的电子设备。

附图说明

图1是本发明一个实施形态的液晶装置中的开关元件、信号线等的等效电路图。

图2是表示液晶装置的TFT阵列基板相邻接的多个像素群构造的平面图。

图3是表示液晶装置中，其非像素区的构造的剖面图。

图4是表示液晶装置中，全体构成的概略的全体平面示意图。

图5是表示液晶装置的隔离物配置工序中，液滴每1点平均存在0.2个隔离物的状态的一例的平面图，图5A表示刚滴下之后，图5B表示使溶剂蒸发后的状态。

图6是表示液晶装置的隔离物配置工序中，液滴每1点平均存在3个隔离物的状态的一例的平面图，图6A表示刚滴下之后，图6B表示溶剂蒸发后的状态。

图7是表示液晶装置的隔离物配置工序中，形成隔离物凝聚体状态的平面图。

图8是表示隔离物构成的示意图。

图9是表示隔离物上设置表面处理层情况的构成示意图。

图10是表示对隔离物进行着色情况的构成示意图。

图11A和图11B是表示使用图9的隔离物时的效果说明图。

图12A和图12B是表示使用图10的隔离物时的效果说明图。

图13是表示液晶装置制造方法的一例的工序说明图(流程图)。

图14是表示制造方法的一变形例的工序说明图(流程图)。

图15A和图15B是表示隔离物配置工序中，以小于液滴直径的尺寸间隔滴下液滴的状态示意图。

图16是表示隔离物配置工序中所用液滴喷出装置的喷出头构成的立体图。

图17是表示液滴喷出装置的喷出头构成的剖面图。

图18是表示液滴喷出装置的喷出头喷嘴孔部分的构成的剖面图。

图19A～图19C是表示本发明电子设备的几个例子的立体图。

具体实施形态

液晶装置

以下，参照附图，说明本发明的一实施形态。

以下表示的液晶装置是利用TFT(Thin Film Transistor：薄膜晶体管)元件的有源阵列式的透射型液晶装置。

图1是本实施形态的透射型液晶装置矩阵状配置的多个像素中的开关元件、信号线等的等效电路图。

图2是表示形成了数据线、扫描线、像素电极等的TFT阵列基板的相邻接的多个像素群构造的主要部分平面图。

图3是图2的A-A’线的剖面图；图4是表示有关本实施形态的透射型液晶装置全体的平面构造的全体平面图。

另外，图3中，图解表示关于图示上侧为光入射侧，图示下侧为目视侧(观察者侧)的场合。另外，各图中，将各层和各部件设定为可以识别程度的大小，对各层和各部件的缩小比例不同。

在本实施形态的液晶装置中，如图1所示，矩阵状配置的多个像素上，分别形成有像素电极9和作为用于对该像素电极9进行通电控制的开关元件的TFT元件30，供给图像信号的数据线6a电连接到该TFT元件30的源极。写入数据线6a的图像信号S1、S2、...、Sn或按该顺序供给线顺序，或对相邻接的多条数据线6a送到每组。

另外，扫描线3a电连接到TFT元件30的栅极，对多条扫描线3a，在规定的定时按线顺序以脉冲方式施加扫描信号G1、G2、...、Gm。另外，像素电极9电连接到TFT元件30的漏极，通过仅在一定期间内使作为开关元件的TFT元件30接通，以规定的定时写入从数据线6a送来的图像信号S1、S2、...、Sn。

通过像素电极9写入液晶的规定电平图像信号S1、S2、...、Sn，在与后述的共同电极之间保持一定时间。液晶采用通过施加的电压电平改变分子集合的取向或秩序的办法，调制光，可以色调显示。这里，为了防止保持的图像信号泄漏，与像素电极9和共同电极之间形成的液晶电容并联地附加存储电容70。

其次，按照图2，说明本实施形态的液晶装置的重要部分的平面构造。如图2所示，TFT阵列基板上，设置多个矩阵状由氧化铟锡(Indium TinOxide，以下略记为ITO)等的透明导电性材料构成的矩阵状像素电极9(用虚线部分9A表示轮廓)，沿各个像素电极9的纵横边界，设置有数据线6a、扫描线3a和电容线3b。本实施形态中，可能的构造就是，形成各像素电极9和包围各像素电极9的方式配设的数据线6a、扫描线3a、电容线3b等的区域是像素，形成了可以按配置成在矩阵状的每个像素进行显示的构造。

数据线6a构成TFT元件30，例如由多晶硅膜构成的半导体层1a中，在后述的源区，通过接触孔5电连接起来，像素电极9，在后述的漏区通过接触孔8电连接起来。另外，半导体层1a中，与后述的沟道区(图中左上斜线区)对向地配置有扫描线3a，扫描线3a在与沟道区对向的部分，起栅电极作用。

电容线3b具有沿着扫描线3a大体直线状延伸的本线部(即，平面上看，沿扫描线3a形成的第1区域；从与数据线6a交叉的地方沿数据线6a向前段侧(图中向上)突出的突出部(即，平面上看，沿数据线6a铺设的第2区域)。而且，图2中，以右上斜线表示的区域，设置有多个第1遮光膜11a。

接着，根据图3，说明本实施形态的液晶装置剖面构造。图3如上所述，是沿图2的A-A’线剖面图，是表示形成TFT元件30的区域构成剖面图。在本实施形态的液晶装置中，在TFT阵列基板10和与其对向配置的对向基板20之间夹持有液晶层50。

液晶层50由作为强介电性的近晶相液晶构成，对电压变化液晶驱动的响应快。TFT阵列基板10由石英等透光性材料构成的基板本体10A、在其液晶层50侧表面上形成的TFT元件30、扫描线3a、电容线3b、数据线6a、像素电极9、取向膜40等构成。对向基板20由玻璃或石英等透光性材料构成的基板本体20A、在其液晶层50侧表面上形成的共同电极21和取向膜60等构成。而且，各基板10、20其间介有隔离物15，保持规定的基板间隔。图3中示出了，在数据线6a的上方，以单体存在的隔离物15，但在本实施形态中这样使隔离物15配置于非像素区。另外，所谓“非像素区”是指形成数据线6a、扫描线3a、电容线3b等布线或TFT元件30，实质上对显示不起作用的区域。

在TFT阵列基板10中，在基板本体10A的液晶层50侧表面设置有像素电极9，在与各像素电极9邻接的位置，设置有开关控制各像素电极9的像素开关用TFT元件30。TFT元件30具有LDD(Lightly Doped Drain：低搀杂漏区)构造，包括扫描线3a、由该扫描线3a来的电场形成沟道的半导体层1a的沟道区1a’、使扫描线3a和半导体层1a绝缘的栅绝缘膜2、数据线6a、半导体层1a的低浓度源区1b和低浓度漏区1c、半导体层1a的高浓度源区1d和高浓度漏区1e。

在包含上述扫描线3a、栅绝缘膜2的基板本体10A上，形成有通向高浓度源区1d的接触孔5、以及通向高浓度漏区1e的接触孔8开孔的第2层间绝缘膜4。也就是说，数据线6a介在贯通第2层间绝缘膜4的接触孔5，与高浓度源区1d电连接起来。

进而，在数据线6a上和第2层间绝缘膜4上，形成有通向高浓度漏区1e的接触孔8开孔的第3层间绝缘膜7。即，高浓度漏区1e介在贯通第2层间绝缘膜4和第3层间绝缘膜7的接触孔8，与像素电极9电连接起来。

本实施形态中，采用从与扫描线3a对向的位置延伸设置栅绝缘膜2用作介质膜，延设半导体层1a作为第1存贮电容电极1f，进而与其对向的扫描线3a的一部分作为第2存贮电容电极的办法，构成存贮电容70。

并且，在TFT阵列基板10的基板本体10A液晶层50侧表面，在形成各像素开关用TFT元件30的区域，设有用于防止透过TFT阵列基板10，由TFT阵列基板10的图示下面(TFT阵列基板10与空气的界面)反射，返回液晶层50侧的反光入射至少半导体层1a的沟道区1a’和低浓度源区1b和漏区1c的第1遮光膜11a。

另外，在第1遮光膜11a与像素开关用的TFT元件30之间，形成用于将构成像素开关用TFT元件30的半导体层1a与第1遮光膜11a绝缘的第1层间绝缘膜12。进而，如图2所示要构成为，TFT阵列基板10除设置第1遮光膜11a外，介在接触孔13将第1遮光膜11a电连接到前段或后段的电容线3b。

进而，TFT阵列基板10的液晶层50侧最表面，即，像素电极9和第3层间绝缘膜7上，形成有控制没有施加电压时的液晶层50内液晶分子取向的取向膜40。因此，在具备这样TFT元件30的区域中，在TFT阵列基板10的液晶层50侧最表面，即液晶层50夹持面成为形成了许多凹凸乃至台阶的构成。

另一方面，在对向基板20的基板本体20A的液晶层50侧表面上，在与数据线6a、扫描线3a、像素开关用TFT元件30的形成区域对向的区域，即各像素部开口区域以外的区域，设有用于防止入射光入侵像素开关用TFT元件30的半导体层1a的沟道区1a’、低浓度源区1b、低浓度漏区1c的第2遮光膜23。进而，在形成了第2遮光膜23的基板本体20A液晶层50侧，在其大致全面范围内，形成有由ITO等构成的共同电极21，该液晶层50侧，形成有控制没有施加电压时的液晶层50内液晶分子取向的取向膜60。

另外，图4是表示本实施形态的液晶装置100全体构成概略的一例平面示意图，在TFT阵列基板10与对向基板20之间，用环状的密封材料93密封方式形成液晶层50。即，本实施形态的液晶装置100中，密封材料93不具备用于注入液晶的注入口，是在基板10、20面内区域闭合的框状，不露出基板10、20的外缘，形成不具备向着基板10、20外缘的开口的闭合框状。

在本实施形态中，如上述那样，在夹持液晶层50的一对基板10、20间的非像素区配置有隔离物15，在图4所示的密封材料93内侧区域，隔离物的配置密度为50～300个/mm²，并且，隔离物为单体或凝聚体状态存在的每1点平均存在0.2～3个隔离物。

图5和图6是表示基板面内的隔离物15配置的图，图5A和图5B表示液滴每1点平均存在0.2个隔离物的图像，图6A和图6B表示每1点平均存在3个隔离物的情况。图5A和图6A是刚滴下后的状态，图5B和图6B是溶剂蒸发后的状态，添加阴影线的标号17的圆形表示滴到基板上的液滴，标号15的圆形表示隔离物。

如这些图所示，使用后述的液滴喷出装置配置隔离物15，因而不会形成完全不规则配置，形成在像素区19外侧时的非像素区，至少一方向延伸的互相平行的多条第1虚拟线K1和与第1虚拟线K1垂直方向延伸互相平行的多条第2虚拟线K2交点近旁孤立地配置。另外，第1虚拟线K1是表示液滴喷出装置的多个液滴喷出嘴排列方向的虚拟线，第2虚拟线K2是表示多个液滴喷出嘴扫描方向的虚拟线。本实施形态中，虽然假设第1虚拟线K1与第2虚拟线K2垂直相交，但是这些虚拟线不一定处于垂直的位置关系也可。也就是说，液滴喷出装置的液滴喷出嘴的排列方向与扫描方向成直角以外的角度也可。

从图5A和图5B可以清楚地看出，液滴每1点平均存在0.2个隔离物是指，换句话说，对任意液滴10点，含有1个隔离物的液滴为2点，剩余8点液滴中不含有隔离物。另外，从图6A和图6B可以清楚看出，不可能控制每1点的液滴17内含有的隔离物15数，例如虽说是平均3个也不意味着全部液滴都含有3个隔离物15。而且，液滴1点中的隔离物15是以单体或凝聚体或这些单体和凝聚体混合的状态存在的。

本实施形态的液晶装置中，由于使隔离物15的配置最佳化，其配置密度为50～300个/mm²，并且成为液滴每1点平均存在0.2个～3个隔离物15的配置，因而可以充分抑制由隔离物15引起的漏光、对比度下降等不良情况，提高显示品位。

例如，如隔离物15的配置密度小于50个/mm2，基板间隔就不能由通过隔离物15来充分保持，由于单元厚度不匀将变得显著，显示品位明显降低。相反，如隔离物15的配置密度大于300个/mm²，低温时发生称为真空气泡的不良情况。并且，如液滴每1点平均个数小于0.2个，1点中不存在隔离物15的点过多，在隔离物15的配置产生不均，由于单元厚度不匀变得显著，显示品位明显降低。相反，如每1点的平均个数多于3个，例如如图7所示，隔离物15以凝聚体形式存在的变得过多，巨大的隔离物凝聚体15a从非像素区18溢出，有时位于像素区19。其结果，不仅变成单元厚度不匀的原因，而且漏光和取向不良的程度变得严重，显示品位明显降低。

另外，本实施形态中，虽然假定以黑白显示为前提的构成，但是要想进行彩色显示，也可形成滤色层。即，可以在上基板(对向基板)20的内面，设置具备着色层和遮光层(黑底)的滤色层，顺序形成保护滤色层的保护层，进而在保护层上形成共同电极21。在显示区中，具备各自不同的色，例如红(R)、绿(G)、蓝(B)的着色层，所以，由各色的显示区构成像素，可由每个像素进行彩色显示。另外，本实施形态中，虽然以有源矩阵型液晶装置为例进行说明，但是，例如即使单纯矩阵型液晶装置中也可采用本发明的构成。

接着，说明本实施形态的液晶装置中所用的隔离物15构成。隔离物15，可由例如二氧化硅、聚苯乙烯等构成的球状部件构成。隔离物15的直径，配合封入液晶装置的液晶层50厚度(单元厚度，即基板间隔)来设定，例如由2～10μm范围内选择。

作为隔离物15，如图8所示，可以采用在表面上赋予热硬化性树脂150的构成。这种情况下，通过热硬化性树脂的硬化，对下基板(TFT基板)10和上基板(对向基板)20确实固定隔离物15。例如，在该液晶装置的制造工序中，在与滴下液晶的基板(例如TFT阵列基板10)不同的基板(对向基板20)上散布隔离物15以后，进行热处理，通过使热硬化性树脂硬化，可以相对对向基板20固定隔离物15。

另外，在隔离物15的表面上，例如如图9所示，可以设置赋予长链烷基等的表面处理层151。作为赋予长链烷基等表面处理层151的手段，可以举出例如使用硅烷偶合剂进行表面处理。如图11A所示，采用未设置表面处理层151的隔离物15的场合，隔离物15表面附近液晶分子的取向紊乱，有时在该部分发生漏光。另一方面，如图11B所示，采用设置表面处理层151的隔离物15a的场合，就能够在隔离物15a表面附近使液晶分子在规定的方向取向(本实施形态的情况是垂直取向)，在该部分难以发生漏光。

进而，可对隔离物施行着色，图10所示的着色隔离物15b，是表示着色成黑色的隔离物的一例。例如如图12A所示，使用无着色隔离物15时，黑显示(暗显示)时对应隔离物发生白色的点显示，有时会成为对比度低下的一个原因。对此，如图12B所示，通过使用如图10所示的着色隔离物15b，黑显示(暗显示)时对应隔离物不会发生白色的点显示。另外，白显示(明显示)时发生对应隔离物的黑色的点显示，但是与黑显示(暗显示)时白色的点显示发生比较，对对比度降低的影响小。

液晶装置的制造方法

接着，就本实施形态中所示液晶装置的制造方法，参照图3、图13～图17，说明其一例。

首先，如图13的步骤S1所示，在由玻璃等构成的下侧基板本体10A上，形成遮光膜11a、第1层间绝缘膜12、半导体层1a、沟道区1a’、低浓度源区1b、低浓度漏区1c、高浓度源区1d、高浓度漏区1e、第1存贮电容电极1f、扫描线3a、电容线3b、第2层间绝缘膜4、数据线6a、第3层间绝缘膜7、接触孔8、像素电极9、以及取向膜40，作成下基板(TFT基板)10。另外，上侧的基板本体20A上，也形成遮光膜23、对向电极21、以及取向膜60，作成上基板(对向基板)20。

其次，在图13的步骤S2，在下基板(TFT基板)10上，滴下与该液晶装置的单元厚度相称的规定量的液晶。接着，在图13的步骤S3中，上基板20上印刷密封材料93，进而在步骤S4中，同样在上基板20上利用喷墨装置配置隔离物15。这时，如图4所示，密封材料93形成为如图4所示的不具有液晶注入口的闭合框状。另外，如上述那样，调制装入喷墨装置的隔离物分散液的隔离物浓度，以使隔离物15的配置密度为50～300个/mm²，按液滴每1点平均有0.2～3个隔离物15。

另外，为了以向上基板20上滴下时在基板上扩展的液滴17直径大的尺寸间隔滴下液滴17，需要设定喷墨装置的条件。用喷墨法能定点配置隔离物15，是因为除通过从喷墨装置的喷头向基板上规定的位置正确地滴下含有隔离物15的液滴17外，滴下液滴17以后，使溶剂蒸发，但是这时，通过伴随着从液滴17的周缘部分慢慢蒸发溶剂，液滴的中心部分逐渐缩小，隔离物15集中到中心部分，使隔离物被配置在液滴17的中心近旁。因而，向基板上滴下后的液滴17，各自独立存在是重要的，为此，优选以比滴到基板上时的液滴17的直径还大的尺寸间隔滴下液滴17。假如以比液滴17直径还小的尺寸间隔滴下液滴17，例如如图15A所示，相邻液滴17彼此连接起来的话，溶剂蒸发的时候，隔离物15的位置就不一定位于各液滴17的中心，如图15B所示，也发生配置到像素区19的情况。

图16和图17中表示这里所用的喷墨装置喷头26的构造一例。该喷墨头26，如图16所示，例如具备不锈钢制造的喷嘴板31和振动板32，两者通过分隔部件(容器板)33接合起来。在喷嘴板31与振动板32之间，用分隔部件33形成多个空间34和液池35。各空间34和液池35的内部充满有隔离物分散液，各空间34和液池35通过供给口36连通起来。进而，在喷嘴板31上设置有为了从空间34喷射隔离物分散液的喷孔37。另一方面，在振动板32上，形成有为向液池供给隔离物分散液的孔38。

另外，如图17所示，在与振动板32与空间34对向的面的相反一侧的面上接合有压电元件39。该压电元件39位于一对电极41之间，通电时，压电元件39向外侧突出地弯曲，同时与压电元件39接合的振动板32也成为一体地向外侧弯曲。由此，空间34的容积增大。因此，与空间34内增大的容积部分相当的隔离物分散液，从液池35通过供给口36流入。接着，解除对压电元件39通电，压电元件39和振动板32恢复原来的形状。因此，空间34也恢复原来的容积，因而空间34内部隔离物分散液的压力上升，从喷孔37向基板喷出隔离物分散液的液滴27。

这里本实施形态的情况，如图18所示，设定为喷孔37的口径R为10μm以上、100μm以下，而且对隔离物15的直径r满足R＞2r。其理由是，口径R如小于10μm，就不能稳定地喷出含有隔离物分散液16(粘度：1～30mPas)的特定量，滴下量本身不均匀，滴下点的每1点的隔离物平均个数也不匀。相反，口径R如大于100μm，液滴不是完全的圆形，变成拉长尾部这样的形状，由于形状不稳定，隔离物15不能配置到要求位置的机率增加。并且，口径R如小于隔离物15直径r的2倍，隔离物15堵塞喷孔37的机率增加，定点配置的隔离物15个数不均匀度增大。

在本实施形态中，虽然在各喷嘴上都设置有一个压电元件39和空间34，在一个压电元件配置多个喷嘴这样的喷墨装置头，也能期待同样的效果。

而且，在图13的步骤S5中，使这些下基板10和上基板20贴合，进而在这些下基板10和上基板20的外侧贴合图未示出的相位差板、偏振板等的光学薄膜，制造具备图3所示单元构造的液晶装置。

另一方面，作为制造方法的不同例子，按照如图14所示的工序，也能获得上述实施形态的液晶装置。首先，如图14的步骤S11所示，与上述图13的步骤S1同样，在由玻璃等构成的下侧基板本体10A上形成取向膜40等，作成下基板(TFT基板)10。另外，在上侧的基板本体20A上也形成取向膜60等，作成上基板(对向基板)20。

其次，在图14的步骤S12中，下基板(TFT基板)10上，与上述同样地印刷不具有液晶注入口的闭合框状的密封材料93，进而，在图14的步骤S13，向闭合框形状的密封材料93的内侧滴下规定量的液晶。接着，在图14的步骤S14，上侧基板20上利用喷墨装置配置隔离物15。这时也调制装入喷墨装置的隔离物分散液的隔离物浓度，使得隔离物15的配置密度为50～300个/mm²，按液滴每1点平均有0.2～3个隔离物15。

而且，在图14的步骤S15，使这些下基板10和上基板20贴合，进而在其下基板10和上基板20的外侧贴合图未示出的相位差板、偏振板等的光学薄膜，制造具备如图3所示单元构造的液晶装置。

电子设备

接着，说明具备上述实施形态中所示液晶装置的电子设备的具体例。

图19A是表示移动电话一例的立体图。图19A中，标号500表示移动电话本体，标号501表示具备上述实施形态的液晶装置的液晶显示部。

图19B是表示文字处理机、个人电脑等移动信息处理装置的一例的立体图。图19(b)中，标号600表示信息处理装置，标号601表示键盘等输入部，标号603表示信息处理本体，标号602表示具备上述实施形态的液晶装置的液晶显示部。

图19C是表示手表式电子设备的一例的立体图。图19C中，标号700表示手表本体，标号701表示具备上述实施形态的液晶装置的液晶显示部。

这样，图19A～图19C中所示各种电子设备，都具备上述实施形态的液晶装置，因而成为有显示品位优良显示部的电子设备。

另外，本发明的保护范围不限定于上述实施形态，在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种变更。例如，上述实施形态中，例举了设置没有液晶注入口的闭合形状的密封材料，向一方基板上滴下液晶以后，使另一方基板贴合的制造方法，但是不用这种构成，而是设置具有液晶注入口的局部开口的密封材料，将两片基板贴合以后，用真空注入法等注入液晶的方法也可。并且，上述实施形态中，虽然作为制造的液晶装置例举使用TFT元件的有源矩阵方式的透过型液晶装置，但是不限于此，当然本发明还可以适用于各种液晶装置。

实施例1

接着，本发明人对本发明的液晶装置特性进行了评价。其结果如下。

利用上述实施形态中说明的用喷墨装置的隔离物配置方法，实际制作基板尺寸400mm×500mm，基板间隔6μm，改变隔离物配置密度的液晶单元，评价了“基板间隔的均匀性”和“低温气泡发生的有无”。隔离物要调整液滴每1点的平均隔离物个数，使之变成2个，配置密度改变为6种10、50、100、150、300、400个/mm²。表1中示出评价结果。

表1中，基板间隔的均匀性”，是用眼睛检查法将不认为是起因于单元厚度不匀的显示不匀的表示为“○”，认为显示不匀的表示为“×”。并且，“低温气泡发生的有无”，用眼睛检查法将不认为发生气泡表示为“○”，认为发生气泡的表示为“×”。

表1

隔离物配置密度(个数/mm2)	基板间隔均匀性	低温发生气泡
			10	×	○
50	○	○
			100	○	○
150	○	○
			200	○	○
300	○	○
			400	○	×

从表1可以清楚地看出，隔离物的配置密度为10个/mm²的，发生起因于单元厚度不匀的显示不匀，隔离物的配置密度为400个/mm²的，发生低温气泡，均为不良。与此相对，如将隔离物的配置密度设为50～300个/mm²，发现不会发生因厚度不匀而引起显示不匀，也不发生低温气泡，可获得显示品位优良的液晶单元。另外，本发明人已经确认，即使在不用喷墨装置的现有隔离物散布方法中，如将隔离物的配置密度规定为50～300个mm2，也能抑制发生显示不良，本实验结果也与该结果一致。

实施例2

接着，采用与实施例1同样的液晶单元，将隔离物的配置密度限定于50～300个/mm2的范围内，实际制作改变液滴每1点的平均个数的液晶单元，评价了“起因于单元厚度不匀的显示品位降低的有无”和“起因于隔离物凝聚集体造成的漏光和单元厚度不匀造成显示品位降低的有无。液滴每1滴的平均隔离物个数改变为7种0.08、0.2、0.5、1、3、4、5个，表2中示出评价结果。

表2中，起因于单元厚度不匀的显示品位降低的有无”，用眼睛检查法将不认为是到起因于隔离物过少所引起的单元厚度不匀的显示不匀设为“○”，认为显示不匀的表示为“×”。并且，“起因于隔离物凝聚体造成的漏光和单元厚度不匀造成显示品位降低的有无”，用眼睛检查法，不认为起因于隔离物凝聚体的漏光和单元厚度不匀造成显示品位降低的设为“○”，认为是的表示为“×”。另外，隔离物过少的情况下，可以以识别模糊感觉的不匀，隔离物过多的情况下，通过识别由于隔离物凝聚，而引起的白点状漏光来区别。

表2

液滴每1点平均隔离物个数(个)	起因于单元厚度的显示品位降低	起因于由隔离物凝聚体造成漏光.单元厚度不匀的显示品位降低
			0.08	×	○
0.2	○	○
			0.5	○	○
1	○	○
			2	○	○
3	○	○
			4	○	×
5	○	×

从表2可以清楚地看出，在液滴每1点平均隔离物个数0.08个的情况下，即使满足配置密度50～300个/mm²的条件，用喷墨装置滴下液滴的全部滴下点中，根本未配置隔离物的点超过90％，由于这种点过多，结果发生隔离物的配置不均，发生了单元厚度不匀。另外，如果液滴每1点平均隔离物个数多于3个，存在巨大的隔离物凝聚体增多的倾向，明显地产生被认为起因于隔离物凝聚体造成的漏光和单元厚度不均造成的显示品位的降低。

另外，表3是由用喷墨装置滴下隔离物分散液时的滴下间隔(表的纵轴，换句话说，1点液滴存在的基板上的面积)和液滴每1点平均隔离物个数(表的横轴)决定的隔离物配置密度(栏内)。表3的纵轴，表示为例如“40×40”意指喷墨装置的X轴扫描方向的滴下间隔为40μm，Y轴扫描方向的滴下间隔为40μm。如设定为表3中用粗线包围的范围的“滴下间隔”和“液滴每1点平均隔离物个数”的组合，就能够实现本发明液晶装置的隔离物配置。

表3

实施例3

接着，采用与实施例1、2同样的液晶单元，在将隔离物的配置密度限定为50～300个/mm2，液滴每1点平均隔离物个数限定为2个，隔离物直径限定为4μm的条件下，改变喷墨装置的液滴喷出嘴的口径，实际制作液晶单元。然后，进行了“每1点平均隔离物个数的稳定性”、“液滴形状的稳定性”和“每1高液量的稳定性”3个项目的评价。喷嘴口径改变为6、10、30、100、150μm5种。表4中示出评价结果。

表4中，“每1点平均隔离物个数的稳定性”是用眼睛检查法，将稳定性全无，隔离物个数上存在很大偏差的表示为“×”，隔离物个数上存在稍微偏差的表示为“△”，隔离物个数充分稳定的表示为“○”。“液滴形状的稳定性”是用眼睛检查法，将确认为拉长尾部的形状的液滴，把形状不稳定的表示为“×”，稳定获得圆形液滴的表示为“○”。“每1滴液量的稳定性”是用眼睛检查法，将由于发生喷嘴堵塞，把液量完全不稳定的表示为“×”，液量存在稍微不均的表示为“△”，液量充分稳定的表示为“○”。

表4

喷嘴直径(μm)	6	10	30	100	150
						1每1点平均隔离物个数稳定性	×	○	○	△	△
液滴形状稳定性	○	○	○	○	×
						每1滴的液量稳定性	×	○	○	△	△

从表4可以清楚地看出，假设喷嘴的口径为6μm的情况下，隔离物直径为4μm就发生喷嘴堵塞，因此液量、隔离物个数均不稳定。另一方面，喷嘴口径为150μm的情况下，由于液量本身增多，因此液量、隔离物个数也同时变得稍有不稳定，多见拉长了尾部形状的液滴，完全不稳定。与此相对，喷嘴口径在10～100μm范围内，液量、隔离物个数、液滴形状三个项目均基本稳定。但是，喷嘴口径为100μm的情况下，液量和隔离物个数均有些偏差，将喷嘴的口径设为10μ、30μm时是完全稳定的。

归纳以上的结果，从上述实施例1、2的结果，可以确认为了同时控制因隔离物过少就引起显示不良，因隔离物过多引起的显示不良，维持良好的显示品位，优选设定隔离物的配置密度为50～300个/mm²，液滴每点平均隔离物个数为0.2～3个。进而，为了稳定地实现这样的隔离物配置，从实施例3的结果可以看出，优选将使用的喷墨装置的喷嘴口径设定为10～100μm(更优选的是10～30μm)的范围内。

Claims (13)

1.一种液晶装置，对向配置有一对基板，其间介有密封材料，在由上述一对基板与上述密封材料包围的空间中封入有液晶以及隔离物，其特征在于，

上述隔离物，在基板面内以单体或凝聚体或这些单体和凝聚体混合的状态，被配置在全部或部分沿一方向延伸的互相平行的多条第1虚拟线和在与沿上述一方向不同的方向延伸的互相平行的多条第2虚拟线的交点上和/或其附近，

上述隔离物的配置密度为50～300个/mm²，并且，在上述全部交点上平均存在0.2～3个隔离物。

2.按照权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，上述隔离物被配置在非像素区域。

3.按照权利要求2所述的液晶装置，其特征在于，与上述非像素区域对应设置有遮光层。

4.按照权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，上述隔离物是着色的。

5.按照权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，在上述隔离物表面上，实施了规定上述液晶取向的处理。

6.按照权利要求1所述的液晶装置，其特征在于，在上述隔离物表面上，设有用于将隔离物本身固着于基板上的固着层。

7.一种液晶装置的制造方法，该液晶装置对向配置有一对基板，其间介有密封材料，在由上述一对基板与上述密封材料包围的空间中封入有液晶以及隔离物，其特征在于具有：

使用液滴喷出装置，在上述一对基板中任一方的基板上的规定位置，滴下规定溶剂中分散有上述隔离物的隔离物分散溶液的工序；以及

配置上述隔离物的工序，该工序通过使滴到上述基板的上述液滴中的上述溶剂蒸发，使上述隔离物在基板面内以单体或凝聚体或这些单体和凝聚体混合的状态，被配置在全部或部分沿一方向延伸的互相平行的多条第1虚拟线和沿与上述一方向不同的方向延伸的互相平行的多条第2虚拟线的交点上和/或其附近，上述隔离物的配置密度为50～300个/mm²，并且，在上述全部交点上平均存在0.2～3个隔离物。

8.按照权利要求7所述的液晶装置的制造方法，其特征在于，

上述第1虚拟线延伸的方向是上述液滴喷出装置的多个液滴喷出嘴的排列方向，

上述第2虚拟线延伸的方向是上述液滴喷出装置的多个液滴喷出嘴的扫描方向。

9.按照权利要求7所述的液晶装置的制造方法，其特征在于，上述液滴喷出装置的液滴喷出嘴的开口直径是10μm或以上，100μm或以下。

10.按照权利要求9所述的液晶装置的制造方法，其特征在于，上述液滴喷出嘴的开口直径是10μm或以上，30μm或以下。

11.按照权利要求7所述的液晶装置的制造方法，其特征在于，上述液滴喷出嘴的开口直径是上述隔离物的直径的2倍或以上。

12.按照权利要求7所述的液晶装置的制造方法，其特征在于具有：

在上述一对基板中的任一方基板上，形成在该基板面内区域中闭合的框状密封材料的工序；

向由形成有上述密封材料的基板上的上述密封材料包围的区域内，滴下上述液晶的工序；以及

使形成有上述密封材料的基板与另一方基板贴合的工序。

13.按照权利要求7所述的液晶装置的制造方法，其特征在于，在向基板上滴下上述隔离物分散溶液的工序中，以大于滴到基板上的液滴直径的尺寸间隔滴下液滴。

Images