JP2000180841A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インクジェット法カラーフィルタ基板を用いて
スペーサ散布を省略して液晶表示素子の生産性を向上さ
せる。 【解決手段】画素の周囲に高い凸部４による堰を形成し
ておき、インクを吹き付けて着色層５を形成してカラー
フィルタ付き基板１を製造し、この凸部４の一部又は全
部を残して基板間隙制御用のスペーサとして用いて、他
方の基板２と組み合わせて液晶表示素子を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット方
式を用いたカラーフィルタ付き基板を用いた液晶表示素
子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示素子に使用するカラーフ
ィルタの形成方法は各種の方式が提案されている。特
に、基板としてのガラス基板のセル内壁側に着色層を形
成してカラーフィルタを製造する方法にはいくつかの方
法が知られている。

【０００３】これらとしては紫外線硬化性色インクを用
いたフォトリソ法、着色インクのオフセット印刷法、電
着法等が知られているが、最近はインクジェット方式で
着色インクを吹き付けして着色層を形成することが提案
されて注目されている。

【０００４】このインクジェット法でカラーフィルタを
形成された基板は、必要に応じてその上に保護膜、導電
膜、配向膜等を形成されて液晶表示素子の一方の基板と
して用いられる。他方の基板としては、基板上に必要に
応じてＴＦＴ等の能動素子、導電膜、配向膜等を形成さ
れて用いられる。これら２枚の基板の少なくとも一方の
基板の周辺にシール材を付与して、基板間にスペーサを
配置して２枚の基板を圧着して液晶セルを形成する。

【０００５】この際、液晶セルの基板間隙は、スペーサ
によりほぼ均一に保たれている。このように液晶表示素
子では基板間隙を正確に保つために、粒状や繊維状のス
ペーサを散布している。すなわち、正確な基板間隙を保
つためには、スペーサ散布工程が必要であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このスペーサ
は通常散布されるため、ミクロ的にはバラツキが生じ、
スペーサの少ない部分が生じたり、スペーサが凝集した
りすることを生じ、基板間隙のムラを生じることがあっ
た。さらに、液晶注入時や使用時に、スペーサが流動
し、配向膜を傷つけたりスペーサの再凝集が生じること
があった。

【０００７】このため、スペーサをフォトリソ法やイン
クジェット法で所定の位置に形成することも提案されて
いたが、生産性が悪くなかなか実用化することが難しい
ものであった。

【０００８】本発明の目的は、生産性の良いインクジェ
ット法で形成したカラーフィルタ基板を用いて、スペー
サ散布を行わなくても正確な基板間隙制御が容易にでき
る生産性の良い製造方法を得ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、カラーフィルタ付き
基板と他の基板との２枚の基板を用いて、前記２枚の基
板の間に液晶層を挟持する液晶表示素子の製造方法にお
いて、基板上に凸部を形成し、その凸部により区切られ
た凹部にインクジェット方式によってインクを吹き付け
て凹部にインクを堆積させて着色層を形成してカラーフ
ィルタ付き基板を製造し、このカラーフィルタ付き基板
と他の基板との２枚の基板の少なくとも一方の基板の周
辺にシール材を配置し、このカラーフィルタ付き基板の
凸部の一部又は全部を残した状態で両基板間の間隙制御
用のスペーサとして用いて、２枚の基板の周辺をシール
材でシールしてなる液晶表示素子の製造方法を提供す
る。

【００１０】また、その凸部の厚みをＨとし、着色層の
焼成後の厚みをＣ₃、インク中の固形分の体積割合を
ｓ、インク中の沸点が１５０℃を超える溶媒成分の体積
割合をｆとした時、凸部の厚みが０．７Ｈ≦Ｃ₃×（ｓ
＋ｆ）／ｓ≦１．８Ｈという関係を満足するようにした
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法を提供する。

【００１１】さらに、その凸部の厚みをＨとし、着色層
の自然乾燥後の厚みをＣ₂とした時、０．８Ｈ≦Ｃ₂≦
２．０Ｈという関係を満足するようにしたことを特徴と
する液晶表示素子の製造方法を提供する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるカラーフィルタは、ガラス基板等の基板上に凸
部からなる画素を区分けする堰をあらかじめ形成し、こ
の堰により区切られた凹部にインクジェット方式にて着
色インクを吹き付けして着色層を形成する。その後その
まま凸部を全部残したまま、又は、必要により凸部を一
部残して液晶セル化を行う。

【００１３】本発明では、このインクジェット法による
着色層の形成時の混色防止のために設けた凸部の全部又
は一部を残しておき、それを基板間隙制御用のスペーサ
として使用するものである。この凸部はインクジェット
による着色層の形成に使用されるので、新たにスペーサ
を散布しなくてもよい。さらに、この凸部は画素の周囲
に配置されているので、一部を残す場合でも位置を正確
に指定できるので、単位面積当たりのスペーサ数がばら
ついたり、使用中にスペーサが移動するいうような問題
も生じない。

【００１４】図１は、本発明の液晶表示素子の模式的な
断面図である。図２及び図３は、本発明で用いるカラー
フィルタ付き基板の製造工程を模式的に示す断面図であ
る。工程順に説明すると、図２はインク吹き付け直後の
状態を示す。図３は自然乾燥後の状態を示す。図１は焼
成後のカラーフィルタ付き基板と他方の基板とを組み合
わせて液晶表示素子を構成した状態を示す。

【００１５】図１〜図３において、１はカラーフィルタ
付き基板、２は他方の基板、３は基板、４は凸部、５、
６、７は凹部に形成された着色層を示している。なお、
カラーフィルタ付き基板１は、基板３に凸部４、着色層
５が形成されたものを示している。また、図２の着色層
６はインク吹き付け直後の溶媒がほとんど揮発していな
い状態の着色層を示し、図３の着色層７は乾燥工程によ
り低沸点の溶媒が揮発した状態の着色層を示し、図１の
着色層５は焼成により溶媒がほとんど揮発した状態の着
色層を示す。

【００１６】図中、Ｈは凸部の厚みを示す。ｄは液晶層
の厚み、すなわち基板間隙を示す。Ｃ₁はインク吹き付
け直後の溶媒がほとんど揮発していない状態の着色層の
ピーク部分の厚みを示す。Ｃ₂は乾燥工程により低沸点
の溶媒が揮発した状態の着色層の平均厚みを示す。Ｃ₃
は焼成により溶媒がほとんど揮発した状態の着色層の平
均厚みを示す。

【００１７】これらの図では、わかりやすくするために
凸部による堰を２個〜４個、着色層を１個〜３個のみ示
しているが、これは必要な数だけ設けられる。たとえ
ば、ストライプ状のカラーフィルタの場合であって、１
０２４画素分必要な場合には、１画素当りＲＧＢの３個
のカラーフィルタが必要なので、堰は３０７３個、着色
層は３０７２個必要になる。液晶表示素子では基板間隙
の精密性から表示を行わない表示画素の周辺までカラー
フィルタパターンを形成することもあり、その場合には
もっと増える。

【００１８】ストライプ状のパターンの場合には、その
パターン長手方向には堰が形成されなくてもよいが、画
素の周囲を完全に遮光層で囲むこともあるので、長手方
向にも堰を形成することもある。特に、モザイク状のカ
ラーフィルタの場合には、画素の周囲は遮光層で囲まれ
るので、堰で囲まれる。

【００１９】通常画素と画素の間隙には、表示品位向上
のため遮光層が設けられるのが普通である。従来主流で
あった駆動素子と対向する基板にカラーフィルタを設け
る場合には、カラーフィルタ形成前にもっぱら遮光を目
的とする遮光層をパターニングし、それを凸部を構成す
る堰又は堰の一部として用い、画素を形成する例が多い
が、カラーフィルタを駆動素子側に設ける場合には、駆
動素子の一部や配線などが遮光層又はその一部を兼ねた
り、カラーフィルタ形成部分とは空間的に隔たった位置
に設けられたり、場合によっては遮光層のみ対向基板側
に設けられたりと、種々の構成が考えられる。

【００２０】本発明で用いられる基板には、一般的には
耐熱性の面からガラス基板が用いられる。また、この基
板には通常は透明基板を用いるが、反射性の基板や白色
に着色したような基板やプラスチック基板でも本発明は
適用できる。この基板は、必要に応じてアルカリ溶出防
止用やガスバリア性付与その他の目的の表面処理を施し
たものも用いうる。また、反射性の基板の上に形成する
こともできる。

【００２１】本発明で着色層を区切るための凸部による
堰は、基板上に線状や格子状に形成される。この凸部に
よる堰の形状は、それにより区切られた凹部が画素に対
応するようにされればよい。例えば、ストライプ状のカ
ラーフィルタを形成する場合には線状に形成され、四角
の画素に対応させるためには格子状に形成される。これ
は、画素の形状により適宜定められるので、放射状、円
周状等種々の形状も考えられる。

【００２２】また、通常液晶表示素子では、高品位な画
像を得るために画素間に遮光層を設けるが、この遮光層
で遮光される部分にカラーフィルタがはみ出すことも構
成によっては差し支えなく、この場合有効な画素部分よ
り一回り大きな凹部を形成するように凸部による堰を配
置しても差し支えない。

【００２３】インクジェット法でインクを吹き付けし、
着色層を形成しようとした場合、図２のように吹き付け
直後にはインクが高く盛り上がった状態になる。これは
インクが大量の溶媒を含むためである。これから乾燥工
程を経て、低沸点の溶媒が揮発すると、この着色層の高
さが低下してくる。この段階では、まだ大量の溶媒が存
在しているので、溶媒の揮発に伴い着色層の高さは減少
してきて、中央部の凸形状も是正されてくる。

【００２４】ここで、焼成前の自然乾燥工程後の着色層
の厚みＣ₂をうまく調整してやれば、焼成後の着色層が
ほぼ平坦化される。この焼成前の着色層が平坦である
と、焼成時には固形分濃度が高く粘性が高くなっている
ので、ほぼその平坦性が保たれたまま厚みが平均して減
少していき、焼成した後も平坦になりやすいことが分か
った。このためには、焼成前の自然乾燥工程後の着色層
の厚みＣ₂がＣ₂≒１．０Ｈとすることが好ましい。

【００２５】この許容範囲としては、Ｃ₂＜１．０Ｈの
側では、０．８Ｈ≦Ｃ₂の範囲であれば、画素の着色層
の中央はあまりへこまないので、ほぼ平坦性が保たれ
る。また、この焼成前の自然乾燥工程後の着色層は凸の
方が凹の場合よりも許容範囲が広いので、Ｃ₂≦２．０
Ｈの範囲であれば、やはり焼成後に着色層はほぼ平坦に
なる。このため、０．８Ｈ≦Ｃ₂≦２．０Ｈとすること
が着色層の平坦性の点では好ましい。

【００２６】なお、本発明でいう自然乾燥とは、１００
℃を超えるような焼成温度での焼成前の乾燥を意味す
る。このため、通常は室温程度で１０分〜６０分程度で
の自然乾燥ではあるが、乾燥時間を短縮するためにたと
えば６０℃程度に加温することも可能である。

【００２７】しかし、本発明では徐々に温度を上げてゆ
き乾燥から焼成に移っていくような工程を採り得る。こ
のような場合には、自然乾燥の工程が明確に識別されな
いので、インク中の固形分の体積割合ｓと沸点が１５０
℃を超える溶媒成分の体積割合ｆとが、０．７Ｈ≦Ｃ₃
×（ｓ＋ｆ）／ｓ≦１．８Ｈという関係を満足するよう
に設定することが好ましい。前記の自然乾燥の条件を満
たす場合にも、０．７Ｈ≦Ｃ₃×（ｓ＋ｆ）／ｓ≦１．
８Ｈという関係を満たすようにされることが好ましい。

【００２８】この範囲が、前記したＣ₂の範囲よりもや
や低い値になっているのは、通常の自然乾燥では高沸点
でない溶媒の一部の溶媒が着色層に残るため、自然乾燥
後の着色層の厚みはインク中の固形分の体積割合ｓと高
沸点溶媒成分の体積割合ｆとの計算値よりもやや厚くな
るためである。なお、このインク中の固形分の体積割合
ｓは、焼成後に残る固形分の体積割合を意味する。

【００２９】これにより、焼成前の自然乾燥工程後の着
色層の厚みＣ₂を０．８Ｈ≦Ｃ₂≦２．０Ｈとしやすい。
上記範囲にすることにより、焼成後の着色層をほぼ平坦
にすることができる。これもＣ₃×（ｓ＋ｆ）／ｓ＜
０．７Ｈの場合には、画素の着色層の中央が凹になりや
すい。また、この場合も着色層は凸の方が凹の場合より
も許容範囲が広いが、１．８＜Ｃ₃×（ｓ＋ｆ）／ｓの
場合には、やはり着色層の中央が凸になりやすい。

【００３０】本発明における凸部は、インクジェット法
によりインクを吹き付けて着色層を形成する時には設け
られており、最終的にも少なくともその一部は残されて
スペーサとしての機能を果たす。この部分はいずれにし
ても非画素の部分なので、遮光、非遮光を問わず用いる
ことができる。この凸部の形成方法としては、ネガ型の
感光性材料又はポジ型感光性材料を用いて露光現像する
方法等種々の方法が使用できる。

【００３１】本発明の凸部は少なくともその一部が液晶
層の厚みの制御に用いられる。組み合わされる他方の基
板が平坦な基板の場合には、この凸部の厚みＨは、液晶
の厚みｄと着色層の焼成後の厚みをＣ₃との関係で、Ｈ
≒ｄ＋Ｃ₃とされれる。ここでほぼ等しいと表現したの
は、使用する凸部の材質や面積等も考慮して圧着後の液
晶層の厚みが所望の値になるように凸部の厚みを調整す
ればよいことを意味している。この場合、着色層の平坦
性も考慮して、この厚みＨ及びインク組成を決めればよ
い。

【００３２】着色層上に保護膜、導電膜、配向膜が設け
られる場合には、その厚み分も考慮して厚みＨを厚くす
る必要がある。なお、残される凸部上にも同じ膜厚でそ
れらが設けられる時には、上記の式のままでよい。ま
た、他方の基板に能動素子が設けられたり、凸部が形成
される場合には、他方の基板の凸部の厚み分、厚みＨを
低くする必要がある。

【００３３】凸部の一部を除去する場合の除去は、イン
クを吹き付けして着色層を形成し、その着色層がほぼ流
れなくなった後以降に行われればよい。具体的には、加
熱乾燥により高沸点溶媒も含めて溶媒がほぼ揮発した後
又は着色層が焼成された後に除去されることが好まし
い。この除去される時期は、着色層の形状の維持性（流
れにくさ）と凸部の除去工程での薬品等による着色層の
減損を考慮して決めればよい。

【００３４】この凸部を、ポジ型レジストを用いて形成
しておけば、除去工程では必要な部分にのみポジ型レジ
スト側から光を照射してこの凸部を容易に除去できるの
で、好ましい。

【００３５】本発明では、この凸部を全部又は一部残し
て、液晶表示素子の基板間隙制御用のスペーサとして機
能させる。液晶の注入のしやすさという点からは、一部
のみを残す方が好ましい。

【００３６】図４はこの凸部を残す部分を説明するため
の模式的な平面図である。図４において、ＲＧＢ３色の
画素８Ｒ、８Ｇ、８Ｂが配列されており、その間の凸部
が列側の線９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、…及び行側の線１０Ａ、
１０Ｂ、１０Ｃ、…で示され、画素８Ｒ、８Ｇ、８Ｂは
これらの行と行の線で囲まれているところを示してい
る。

【００３７】凸部の一部を残す場合、たとえば以下のよ
うな態様がある。 （１）列側の線を線状に残す。すなわち、９Ａ、９Ｂ、
９Ｃというようにこの列側の線を残す。又は、複数本お
きに残す。 （２）行側の線を線状に残す。すなわち、１０Ａ、１０
Ｂ、１０Ｃというようにこの列側の線を残す。又は、複
数本おきに残す。 （３）行と列の交点にドット状に残す。又は全部の交点
ではなく、複数個の交点おきに残す。 （４）その他特定の箇所のみ残す。たとえば、図４に対
して斜めのすだれ状のマスクを用いて、そのすだれの下
になった部分のみドット状に残す。

【００３８】この一部の凸部を残す場合は、露光時に光
がその部分の凸部に当たらないようにすればよい。この
場合、本発明では基板間隙制御用のスペーサ代用として
この凸部を用いるので、残す部分の位置が若干位置がず
れても大きな影響はない。このため、通常の遮光膜や導
電膜のパターニング精度のような精度は必要としないの
で、単に凸部の上にメタルマスクを配置して露光しても
よい。これはもともと凸部は非画素部分に形成されてお
り、マスクがずれても画素内にスペーサ用の凸部がずれ
込まないためである。

【００３９】本発明の製造方法では、基本的には以下の
ような工程を採ることが好ましい。 （１）基板に凸部形成用のレジストを塗布する工程 （２）レジストをパターニングして、レジストによる凸
部を形成する工程 （３）インクジェット法によりインクを吹き付けして着
色層を形成する工程 （４）凸部の一部の除去が必要な場合に、凸部の一部を
剥離する工程

【００４０】この凸部は、一部を除去する場合、インク
ジェット法により着色層を形成後、除去することになる
ので、容易に剥離することができることが好ましい。こ
のことからパターニングの容易さと剥離の容易さを兼ね
備えたポジ型感光性樹脂を用いることが好ましい。

【００４１】本発明における凸部は、インクジェット法
によってインクを吹き付けする際に、吹き付けたインク
が他の画素に流れ込んだり滲んだりすることを防止する
役割を果たすとともに、液晶表示素子のスペーサとして
も用いられる。

【００４２】また、隣接画素への混色や、凸部の上面に
インクが残存することを防ぐために、凸部の上面を撥イ
ンク性にすることが好ましい。その撥インク性は、その
着色に用いるインクとの接触角が７０°以上のときに、
隣接画素へのインクの流出や凸部上へのインクの残存を
防止しやすく好ましい。

【００４３】凸部に撥インク性を付与する方法として
は、処理剤によって撥インク処理をした後、フォトリソ
などの方法で凸部をパターニングする方法が好ましい。
これには種々の方法を採りうるが、前述の凸部の好まし
い形成方法との組み合わせで、以下のような工程が好ま
しく用いられうる。 （１）基板に凸部形成用のポジ型レジストを塗布する工
程 （２）ポジ型レジスト上に撥インク処理剤を塗布する工
程 （３）フォトマスクを用い、露光し現像することによ
り、ポジ型レジストをパターニングして、ポジ型レジス
トによる凸部を形成する工程 （４）インクジェット法によりインクを吹き付けして着
色層を形成する工程 （５）凸部の一部を除去する場合、残す部分をマスクし
てポジ型レジスト層側より露光する工程 （６）感光したポジ型レジストによる凸部を除去する工
程

【００４４】この撥インク処理剤としては、特に限定さ
れないが、水性インクを用いた場合、たとえば下記式１
で表される化合物、下記式２で表されるモノマー、下記
式２で表されるモノマーに基づく重合単位を含むポリマ
ーが挙げられる。

【００４５】 Ｒ^f−Ｓｉ−Ｘ¹Ｘ²Ｘ³ ・・・式１ ＣＨ₂＝ＣＺＣＯＯ（ＣＨ₂）_nＲ^F・・・式２ 式１、式２において、各記号は以下の意味を示す。 Ｒ^f：フッ素原子を含む炭化水素基。 Ｘ¹、Ｘ²、Ｘ³：それぞれ独立に、水酸基、メチル基、
炭素数が１〜３のアルコキシ基、イソシアネート基、又
は塩素原子。Ｚは水素原子又はメチル基。 Ｒ^F：パーフルオロアルキル基。 ｎ：１〜１０の整数。

【００４６】本発明では、インクジェット法によりイン
クを吹き付けて着色層を形成する。インクジェット法と
しては、帯電したインクを連続的に噴射し、電場によっ
て制御する方法、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴
射する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的
に噴射する方法等、各種の方法を採用できる。

【００４７】用いるインクは油性、水性ともに使用でき
るが、表面張力の関係から水をベースにした水系インク
の使用がより好ましい。また、そのインクに含まれる着
色材は染料、顔料ともに使用でき、耐久性の面からは顔
料の使用がより好ましい。

【００４８】本発明のインクには、着色後の工程を考慮
し、加熱によって硬化する又は紫外線などのエネルギー
線によって硬化する成分を添加することもできる。特
に、本発明では画素部形成後に凸部を一部除去する場合
があるので、凸部の除去時に画素部が溶解、剥離、膨潤
しないように、凸部の除去を阻害しない程度の低温で硬
化することが好ましい。

【００４９】硬化する成分としては、各種の熱硬化性樹
脂が広く用いられ、またエネルギー線によって硬化する
成分としては、たとえばアクリレート誘導体又はメタク
リレート誘導体に光反応開始剤を添加したものを例示で
きる。光硬化性樹脂を用いた場合には、ポジ型レジスト
の剥離性を上げるための露光と着色層の硬化を一度の露
光で同時に達成でき、特に好ましい。

【００５０】また、基板、特にガラス面との密着性を確
保するためにシランカップリング剤（たとえばγ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン）を加えることも
効果がある。これらのアクリレート誘導体、メタクリレ
ート誘導体などは水溶性のものが好ましく、水に難溶性
のものでもエマルション化するなどして使用できる。

【００５１】本発明における焼成とは、熱硬化性樹脂を
用いた場合には、高沸点溶媒の除去と樹脂の硬化を温度
を昇温しながら同時に行うことを意味する。また、光硬
化性樹脂を用いた場合にも、高沸点溶媒の除去のために
加熱を行うので、これを意味する。

【００５２】本発明では、インクジェット法で通常はＲ
ＧＢ３色のインクを吹き付けて３色の着色層を形成する
が、必ずしもこれに限られない。

【００５３】図５は、インクジェット法でカラーフィル
タを製造する装置の代表的な例の正面図である。図５に
おいて、２１はインクジェットヘッド、２２はガイドレ
ール、２３は着色層を形成する基板、２４は基板を載置
するスライドテーブル、２５はスライドテーブルの基台
を示す。

【００５４】凸部を形成した基板２３をスライドテーブ
ル２４の上におき、インクジェットヘッド２１がガイド
レール２２に沿って移動し（図の左右方向）、スライド
テーブル２４がそれに直交する方向（図の奥行き方向）
に移動して、走査を行う。もちろん、インクジェットヘ
ッド自体が図の左右及び図の奥行き方向に移動して走査
するような装置であってもよい。

【００５５】図１では、分かりやすくするために、絶縁
層、導電膜、配向膜等は省略して示してある。実際の液
晶表示素子の場合には、必要に応じて絶縁層、導電膜、
配向膜等を形成して用いる。たとえば、必要であれば、
カラーフィルタ付き基板の着色層の上に保護膜を形成
し、その上に透明導電膜を形成して、さらに配向膜を形
成するというようにすればよい。

【００５６】他方の基板には、これも必要に応じてＴＦ
Ｔ等の能動素子、能動素子の駆動線、透明導電膜、配向
膜等を形成する。さらに、これらの基板に反射性導電膜
や反射膜を形成したり、偏光膜、複屈折膜を形成したり
してもよい。また、液晶表示素子の駆動用電極は一般的
には両方の基板に導電膜を形成して用いられるが、一方
の基板にのみ櫛形電極を設けて駆動したりしてもよい。
また、プラズマアドレス駆動液晶表示素子にも応用でき
る。

【００５７】本発明に用いられる導電膜としては、 Ｉ
ｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂ （ＩＴＯ）、ＳｎＯ₂ 等の透明導電
膜が一般的であるが、前記したように片側は反射性導電
膜とすることもできる。配向膜は、ポリイミド、ポリア
ミド等の高分子膜やＳｉＯ等の無機物の配向膜及びそれ
らに他の材料の膜を積層した膜等が用いられる。

【００５８】本発明で、凸部を多く残した場合、特に凸
部を全部残した場合にはラビング法では配向膜を形成で
きない場合もあり、この場合には斜め蒸着法や、光配向
法等を利用すればよい。また、液晶の注入も真空注入法
の使用が困難となる場合もあり、この場合には液晶を基
板面にディスペンサ等で供給してシールと注入を同時に
行う方法等を使用すればよい。

【００５９】

【実施例】例１ ガラス基板に、クロム膜をスパッタしてその上にポジ型
レジスト（東京応化社製「ＰＭＥＲ Ｐ−６０３０」）
を６．０μｍとなるよう塗布し、さらに式３で表される
撥インク処理剤をパーフルオロ（２−ブチルテトラヒド
ロフラン）で、０．１重量％に希釈し、ポジレジスト膜
上にスピンコート法により塗布した。次いでマスクを用
いて露光し現像し、エッチングによりクロム膜のブラッ
クマトリクスを形成した。このブラックマトリクス上に
は、ポジ型レジストの凸部が形成されている。

【００６０】この凸部（Ｈ＝６．０μｍ）を形成した基
板に、インクジェット法により表１に示す組成のインク
１で焼成後の平均膜厚が１μｍとなるように吹き付け
た。次いで、３０分自然乾燥を行い、さらに１５０℃で
乾燥した。その後、ブラックマトリクスの行列に４５°
で、幅２０μｍ、ピッチ１４０μｍのすだれ状のマスク
を配置して凸部側から紫外線露光し、水酸化ナトリウム
溶液に浸漬し、ポジ型レジストを部分的に剥離して未露
光の凸部を除いて凸部を除去した。この基板を最終的に
２３０℃１時間焼成しカラーフィルタ付き基板を得た。
この結果、いずれも着色層の平坦性はよく、凸部の剥離
工程でも着色層の剥離はほとんどなかった。

【００６１】着色層の焼成後の厚みＣ₃＝１．０μｍ、
インク中の焼成後の固形分（顔料＋樹脂＋光硬化剤＋シ
ラン）の体積割合ｓ：沸点が１５０℃を超える溶媒成分
（高沸点溶媒）の体積割合ｆ≒１：４．２であり、Ｈ＝
６．０μｍであるので、Ｃ₃×（ｓ＋ｆ）／ｓをＨ₀と定
義するとき、Ｈ₀＝５．２μｍとなり、０．７Ｈ≦Ｃ ₃×
（ｓ＋ｆ）／ｓ≦１．８Ｈという関係を満足した。ま
た、着色層の自然乾燥後の厚みＣ₂は６．３μｍであ
り、０．８Ｈ≦Ｃ₂≦２．０Ｈという関係も満した。

【００６２】

【化１】

【００６３】このカラーフィルタを形成した基板を用い
て、透明導電膜としてのＩＴＯをスパッタし、さらに配
向膜を形成してカラーフィルタ付き基板を形成した。こ
れに、他方の基板として、ガラス基板上にＴＦＴと画素
透明電極を設けて、配向膜を設けたものを製造した。

【００６４】このカラーフィルタ付き基板の周辺部に注
入口部を除いてシール材を印刷し、他方の基板と重ねあ
わせて圧着して、空セルを形成した。この空セルの注入
口から液晶を真空注入して、注入口を封止し、液晶表示
素子を完成させた。

【００６５】この液晶表示素子は、別途スペーサを散布
していなくても、凸部によるスペーサで基板間隙が均一
に保たれているものであった。また、液晶の注入時にス
ペーサが移動して配向膜に傷を付けることもなく、当
然、画素内のスペーサの凝集による光抜けというような
問題も生じなかった。

【００６６】例２〜４ 例１において用いるインクを表１のインク２、インク
３、インク４に変更した他は例１と同様にしたものをそ
れぞれ例２、例３、例４とした。この結果、いずれも着
色層の平坦性はよく、凸部の一部剥離工程でも着色層の
剥離はほとんどなかった。また、液晶表示素子としての
基板間隙が均一に保たれており、スペーサ移動による配
向膜の傷や画素内のスペーサの凝集による光抜けという
ような問題も生じなかった。

【００６７】

【表１】

【００６８】なお、表１中の高沸点溶媒は１５０℃以上
の沸点を有する溶媒であり、ＧＬはグリセリン（沸点２
９０℃）を、ＥＧはエチレングリコール（沸点１９７
℃）を、ＭＥＡはモノエタノールアミン（沸点１７０．
５℃）を表す。熱硬化性樹脂のはスチレン−アクリル酸
樹脂を、光硬化性樹脂は２−ヒドロキシエチルアクリレ
ートを表す。シランはγ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシランを表す。また、Ｈ₀ 、Ｃ₂ の単位はμｍで
ある。

【００６９】例５ ガラス基板に、黒色に着色されたネガ型レジストを６．
０μｍとなるよう塗布し、さらに式３で表される撥イン
ク処理剤をパーフルオロ（２−ブチルテトラヒドロフラ
ン）で、０．１重量％に希釈し、ネガ型レジスト膜上に
スピンコート法により塗布した。次いでマスクを用いて
露光し現像し、ネガ型レジストからなるブラックマトリ
クスを形成した。このブラックマトリックスを用いて例
１と同様にインクジェット法により表１に示す組成のイ
ンク１で焼成後の平均膜厚が１μｍとなるように吹き付
けた。この基板を例１と同様に乾燥させた後、２３０℃
１時間焼成しカラーフィルタ付き基板を得た。

【００７０】着色層の焼成後の厚みＣ₃、着色層の自然
乾燥後の厚みＣ₂ 、インク中の焼成後の固形分（顔料＋
樹脂＋光硬化剤＋シラン）の体積割合ｓ：沸点が１５０
℃を超える溶媒成分（高沸点溶媒）の体積割合ｆ、凸部
の高さＨなどの関係は例１と同様である。

【００７１】このカラーフィルタを形成した基板を用い
て、液晶表示素子を完成させた。なお、液晶素子の構造
はカラーフィルタ側にＩＴＯが不要な面内配向型とし、
配向には光配向法を、また注入はディスペンサー法を用
いた。

【００７２】この液晶表示素子は、例１と同様スペーサ
散布工程無しで良好な特性が得られた。

【００７３】

【発明の効果】本発明は、着色層を形成する画素の周囲
に凸部を形成して、生産性の良いインクジェット方式で
インクを吹き付けし、その後にその凸部の全部又は一部
を残して基板間隙制御用の固定スペーサとして機能させ
て液晶セルを構成する。これにより、スペーサの散布を
行わなくても基板間隙を均一に保持でき、スペーサ散布
工程をなくすことができ、生産性の良い液晶表示素子の
製造が可能になる。

【００７４】また、本発明の凸部は位置を固定されてい
るので、スペーサの流動による配向膜の傷を生じなく、
また、スペーサの凝集も生じない。さらにこの凸部は、
画素以外の部分に形成されいるので、画素内でのスペー
サによる光漏れ、特に凝集したスペーサによる光漏れと
いう問題点を生じない。本発明は、本発明の効果を損し
ない範囲内で種々の応用が可能なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法により製造した液晶表示素子
の断面図。

【図２】本発明のカラーフィルタの製造工程でインク吹
き付け直後の状態を示す断面図。

【図３】本発明のカラーフィルタの製造工程で自然乾燥
後の状態を示す断面図。

【図４】本発明においてカラーフィルタ付き基板で凸部
を残す位置を説明するための平面図。

【図５】本発明のカラーフィルタの製造方法に用いる製
造装置の例の正面図。

【符号の説明】

１：カラーフィルタ付き基板 ２：他方の基板 ３：基板 ４：凸部 ５、６、７：着色層 ８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ：画素 ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ：列側の線 １０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：行側の線 ２１：インクジェットヘッド ２２：ガイドレール ２３：基板 ２４：基台 ２５：スライドテーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラーフィルタ付き基板と他の基板との２
   枚の基板を用いて、前記２枚の基板の間に液晶層を挟持
   する液晶表示素子の製造方法において、基板上に凸部を
   形成し、その凸部により区切られた凹部にインクジェッ
   ト方式によってインクを吹き付けて凹部にインクを堆積
   させて着色層を形成してカラーフィルタ付き基板を製造
   し、このカラーフィルタ付き基板と他の基板との２枚の
   基板の少なくとも一方の基板の周辺にシール材を配置
   し、このカラーフィルタ付き基板の凸部の一部又は全部
   を残した状態で両基板間の間隙制御用のスペーサとして
   用いて、２枚の基板の周辺をシール材でシールしてなる
   液晶表示素子の製造方法。
2. 【請求項２】凸部の厚みをＨとし、着色層の焼成後の厚
   みをＣ₃、インク中の固形分の体積割合をｓ、インク中
   の沸点が１５０℃を超える溶媒成分の体積割合をｆとし
   た時、凸部の厚みが０．７Ｈ≦Ｃ₃×（ｓ＋ｆ）／ｓ≦
   １．８Ｈという関係を満足するようにしたことを特徴と
   する請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
3. 【請求項３】凸部の厚みをＨとし、着色層の自然乾燥後
   の厚みをＣ₂とした時、０．８Ｈ≦Ｃ₂≦２．０Ｈという
   関係を満足するようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の液晶表示素子の製造方法。