JP2007133132A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを削減することができる液晶表示装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】液晶層を挟んで互いに対向する１対の基板１０、３０のうち、一方の基板３０上のブラックマトリックス３１の開口部にインクジェット方式により着色インクが塗布されて着色部３２が形成される工程と、前記１対の基板の対向面にインクジェット方式により配向膜材料が塗布されて配向膜２１、３５が形成される工程と、前記１対の基板のうち、少なくとも一方の基板上に前記液晶層のギャップを制御するスペーサー粒子３６がインクジェット方式により塗布されて配置される工程とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示品位に優れた垂直配向モードの液晶表示装置に関する。

近年、コンピュータやテレビなどの家電製品の表示部として、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置には、２枚のガラス基板のシール材で区画された領域内に液晶が封入された液晶パネルが使われている。

このような液晶表示装置としては、負の誘電率異方性を有する液晶層を、一対の相互に対向するガラス基板間に配置して液晶分子を垂直に配向させるとともに、液晶層に電圧を印加した時に、液晶分子のガラス基板に対する傾斜方向を複数の方向に規制する垂直配向モードの液晶表示装置が実用化されている。

垂直配向モードの液晶表示装置では、非駆動状態である電圧を印加しない状態において、液晶分子が一対の相互に対向するガラス基板面に対して垂直に配向するため、光は、その偏光面をほとんど変化することなく液晶層内を通過する。このため、垂直配向モードの液晶表示装置では、ガラス基板の上下に偏光板をクロスニコルに配置することにより、電圧を印加しない状態においてほぼ完全な黒色表示が可能になり、高コントラストな画像が得られる。

このような垂直配向モードの液晶表示装置においても、従来のＴＮモードの液晶表示装置と同様の視野角依存性の問題があるが、これを解決する方法が提案されている。表示における視野角特性を良くするためには、垂直方向に配向される液晶分子を、１絵素内において、垂直方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜する複数の領域を作ることが有効であることから、このような領域を作るために、配向膜に突起部を設けたり、絵素電極に開口部を設けたりすることが行われている。

図１２は、垂直配向モードの液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図、図１３は、図１２のＧ−Ｇ線における断面図である。先ず、図１３に示すように、この液晶表示装置の液晶パネル１００には、一対の相互に対向するガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１１０とガラス基板（カラーフィルター側基板）１３０の間に、垂直方向に配向された液晶分子を有する液晶層４０が形成されている。下側のガラス基板１１０上には、開口部１８を有する絵素電極１７がマトリクス状に形成され、上側のガラス基板１３０の下には共通電極３３が形成されている。

図１２に示すように、各絵素電極１７の周囲には、ゲートバスライン１１とソースバスライン１２とが相互に直交するように形成されている。ゲートバスライン１１とソースバスライン１２とは、その交差部において、ソースバスライン１２が上側、ゲートバスライン１１が下側になるように交差しており、交差部の一カ所には、ゲートバスライン１１の一部であるゲート電極１１ａに接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３が形成されている。
。

図１３に示すように、ガラス基板１３０の下にはブラックマトリクス３１が形成されている。このブラックマトリクス３１により、ガラス基板１１０側のゲートバスライン１１、ソースバスライン１２及びＴＦＴ１３が形成された領域が遮光されるようになっている。また、ガラス基板１３０の下には、各絵素毎に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のうちのいずれか１色の着色部３２が形成されている。この実施の形態では、水平方向に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の着色部３２が順番に繰り返し並び、垂直方向には同色のものが並んでいる。これら着色部３２は、通常、３回のフォトリソグラフィ工程を経て形成されている。

絵素電極１７が設けられたガラス基板１１０には、この絵素電極１７を覆うように下側配向膜２１が設けられている。また、共通電極３３がほぼ全面にわたって設けられたガラス基板１３０には、この共通電極３３を覆うように上側配向膜３５が設けられている。このような配向膜３３，３５は、通常、オフセット印刷工程を経て形成されている。

図１２に示すように、絵素電極１７には、斜め方向に延びるスリット形状の開口部１８が形成され、共通電極３３の下側には、同じく斜め方向に延びるリブ状の突起部３４が開口部１８の列間中央位置になるように形成されている。これらの液晶分子配向規制手段により、１絵素内において、液晶分子が垂直方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜する複数の領域が作られ、表示における視野角特性の向上が図られている。このような突起部３４は、通常、１回のフォトリソグラフィ工程を経て形成されている。

このようなガラス基板１１０，１３０の間隔（セルギャップ）は、図示されるようなスペーサ粒子３６を配することによって保持される。従来、セルギャップ用のスペーサとしては図示されるような球形のスペーサ粒子が用いられ、これを散布装置を用いて基板上に散布して、基板上のあらゆる領域にランダムかつ均一に配置することが行われている。

特開２００４−３２５７３６号公報 特開２００５−７０５３０号公報 特開２００１−１１２３０７号公報 特開２００５−７０２３７号公報

近年、液晶テレビなどに用いられる液晶表示装置の大画面化に伴い、このような液晶表示装置の製造ラインの設備費が莫大になっている。また、製造ラインを例えば３７インチ用液晶パネルから４５インチ用液晶パネルなどへの機種切り替えに対応させるための設備変更に時間が掛かりすぎるという問題があった。

そこで、本発明が解決する課題は、製造コストを削減することができる液晶表示装置の製造方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、液晶層を挟んで互いに対向する１対の基板のうち、一方の基板上のブラックマトリックスの開口部にインクジェット方式により着色インクが塗布されて着色部が形成される工程と、前記１対の基板の対向面にインクジェット方式により配向膜材料が塗布されて配向膜が形成される工程と、前記１対の基板のうち、少なくとも一方の基板上に前記液晶層のギャップを制御するスペーサー粒子がインクジェット方式により塗布されて配置される工程とを含むことを要旨とするものである。

この場合、更に、前記配向膜へ光が斜めに照射されて配向処理が行われる工程とを含む構成にすると良い。

上記構成を有する液晶表示装置の製造方法によれば、ブラックマトリックスの開口部への着色部の形成、配向膜の形成、及びスペーサー粒子の配置のいずれの工程もインクジェット方式によりなされているので、それぞれのインクジェット装置の塗布面積の拡大・縮小等を設定し直すだけで、機種切替えに対応することが可能な製造ラインを構築することができる。また、またフォトリソグラフィ工程の廃止などにより製造設備が簡略化されるので、その分製造コストの削減が可能になる。

具体的には、例えば、着色部形成のための３枚マスクやフォトリソグラフィ工程の廃止による設備の簡略化及び機種切り替えの際に必要だったマスク交換の廃止による製造コストの削減や、配向膜形成のためのオフセット印刷工程の廃止による設備の簡略化及び機種切り替えの際に必要だった版ローラー交換の廃止による製造コストの削減、更には、スペーサー粒子配置のための散布装置の廃止による設備の簡略化及び機種切り替えの際に必要だった散布装置内清掃の廃止による製造コストの削減がなされることになる。

この場合、更に、前記配向膜へ光が斜めに照射されて配向処理が行われる工程とを含む構成にすれば、配向膜への光配向処理によって液晶分子の配向規制がなされるので、上述した液晶分子の配向規制手段としての突起部や絵素電極開口部を廃止することができる。これにより、特に突起部形成のために必要だったフォトリソグラフィ工程の廃止によるコスト削減が可能になる。

以下に、本発明に係る液晶表示装置の製造方法の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明に係る製造方法が適用される液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図、図２は図１のＡ−Ａ線における断面図である。

この液晶表示装置の液晶パネル１には、図２に示すように、一対の相互に対向するガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０とガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０の間に、垂直方向に配向された液晶分子を有する液晶層４０が形成されており、下側のガラス基板１０上には、絵素電極１７がマトリクス状に形成されている。

先ず、ガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０について説明する。図１に示すように、各絵素電極１７の周囲には、相互に平行となった各一対のアルミニウム等からなるゲートバスライン１１とソースバスライン１２とが相互に垂直になるように形成されている。ゲートバスライン１１とソースバスライン１２とは、その交差部において、ソースバスライン１２が上側、ゲートバスライン１１が下側となるように交差しており、交差部においてゲートバスライン１１とソースバスライン１１とが電気的に絶縁されている。

絵素電極１７を取り囲む横方向に延びる一対のゲートバスライン１１の下側と、縦方向に延びる一対のソースバスライン１２の左側との交差部には、ゲートバスライン１１の一部であるゲート電極１１ａに接続されたスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３が形成されている。

このゲートバスライン１１及びゲート電極１１ａは、同じ配線層（第１の配線層）に形成されている。つまり、ゲートバスライン１１及びゲート電極１１ａは同一の導電膜をパターニングすることにより形成されたものである。そして、ゲートバスライン１１及びゲート電極１１ａは、窒化シリコン等からなるゲート絶縁膜１４に覆われている（図２参照）。

ＴＦＴ１３位置のゲート絶縁膜１４の上には、アモルファスシリコン等からなる図示しない半導体層が、ゲート電極１１ａに重畳するように形成されている。そのゲート絶縁膜１４の上には、ＴＦＴ１３のソース電極１３ａ及びドレイン電極１３ｂが形成されている。ソース電極１３ａ及びドレイン電極１３ｂは、ゲート電極１１ａ上の半導体層の両側に相互に離隔して形成されている。ソース電極１３ａはソースバスライン１２に接続され、ドレイン電極１３ｂはコンタクトホール１５を介して絵素電極１７に接続されている。これらソースバスライン１２、ソース電極１３ａ及びドレイン電極１３ｂは、図２には示されないが、ゲート絶縁膜１４上の同じ配線層（第２の配線層）に形成されている。

そして、ソースバスライン１２及びＴＦＴ１３は、ゲート絶縁膜１４の上に形成された層間絶縁膜１６に覆われている。この層間絶縁膜１６は感光性アクリル樹脂（感光性有機膜）材料からなり、ＴＦＴ１３や前述した第１及び第２の配線層（ゲートバスライン１１，ソースバスライン１２等）と絵素電極１７との間に配置されて、両導電体間を絶縁するものである（図２参照）。

層間絶縁膜１６の上には、各絵素領域毎に、絵素電極１７が形成されている。この絵素電極１７は例えばＩＴＯ（indium-tin oxide：インジウム酸化スズ）材料等の透明導電体により形成される。絵素電極１７は、層間絶縁膜１６に形成されたコンタクトホール１５を介してＴＦＴ１３のドレイン電極１３ｂに電気的に接続されている。そして、この絵素電極１７の上側には下側配向膜２１が形成されている。下側配向膜２１は、例えばポリイミド材料により形成されている。

次に、ガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０について説明する。図２に示すように、ガラス基板３０の下にはブラックマトリクス３１が形成されている。このブラックマトリクス３１により、ガラス基板１０側のゲートバスライン１１、ソースバスライン１２及びＴＦＴ１３が形成された領域が遮光されるようになっている。

そして、ガラス基板３０の下には、各絵素毎に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のうちのいずれか１色の着色部３２が形成されている。この実施の形態では、水平方向に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の着色部３２ａ，３２ｂ，３２ｃが順番に繰り返し並び、垂直方向には同色の着色部３２が並んでいる（図４（ｂ）参照）。

この着色部３２の下には、各絵素共通の共通電極３３が形成されている。この共通電極３３も、ＩＴＯ材料等の透明導電体により形成されている。この共通電極３３の下側には上側配向膜３５が形成されている。この上側配向膜３５により共通電極３３の表面が覆われている。上側配向膜３５は、例えばポリイミド材料により形成されている。

このような構成のガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０とガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０との間には、負の誘電率異方性を有する液晶層４０が形成されている。また、ガラス基板１０の下側及びガラス基板３０の上側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が配置されている。

そして、図示されるようにブラックマトリクス３１下位置には、球形のスペーサ粒子３６が配置されている。このスペーサ粒子３６は基板１０，３０間の間隔を規制し、適正な液晶層４０の厚み（セルギャップ）を保持する目的で使用されるものである。

次に、上述した構成の液晶パネル１における着色部３２の形成方法、配向膜２１，３５の形成方法、これら配向膜２１，３５への配向処理方法、及びスペーサー粒子３６の配置方法について図３〜図１１を用いて説明する。

図３は、上述したガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０の着色部３２の形成に用いられる着色部形成装置５０を示している。この着色部形成装置５０は、ガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０に対して、インクジェット方式で着色インク５４を塗布することにより、図４に示すようにブラックマトリックス３１の開口部３１ａに着色部３２を形成するものである。図示されるようにこの着色部形成装置５０は、インクジェットヘッド５１、ステージ５２を備えている。長尺状のインクジェットヘッド５１には、タンク５３から供給管を介して着色インク５４ａ、５４ｂ、５４ｃが供給される。

このインクジェットヘッド５１には、複数のノズル５１ａが、図４に示されるようなブラックマトリックス３１の開口部３１ａのピッチと等しくなるようにピッチＰａで配列されており、ブラックマトリクス３１が形成されたガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０の大面積に、着色インク５４ａ〜５４ｃを塗布できるようになっている。それぞれのノズル５１ａには図示しないピエゾ素子が備えられており、制御部５５からの制御信号によって、任意のノズル５１ａから着色インク５４の液滴を吐出することが可能になっている。

ステージ５２は、ガラス基板３０を吸着保持可能となっており、ガラス基板３０を任意の方向（ＸＹＺ方向）に走査可能となっている。すなわち、ステージ５２は、インクジェットヘッド５１のノズル５１ａの配列方向に対して平行方向（Ｘ方向）又は垂直方向（Ｙ方向）への移動が可能であると共に、ガラス基板３０とインクジェットヘッド５１との距離の調整（Ｚ方向に移動）が可能となっている。制御部５５は、ガラス基板３０が保持されたステージ５２を移動させる際の速度等を制御する。

このような着色部形成装置５０を用いて着色インク５４を、ブラックマトリクス３１が形成されたガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０上に塗布する手順について、図４を用いて説明する。図４（ａ）に示されるように、ガラス基板３０上を、インクジェットヘッド５１が矢印Ｂに示す方向に相対的に移動しながら、各ノズル５１ａから着色インク５４ａ、５４ｂ、５４ｃが吐出される。このとき各ノズル５１ａからの吐出は、それぞれのノズル５１ａがガラス基板３０の吐出エリア内に入った際に吐出を開始するように制御部５５により制御されている。

そして、滴下された着色インク５４ａ、５４ｂ、５４ｃは、乾燥などの所定の工程を経ると、図４（ｂ）示されるようにガラス基板３０上には、水平方向に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の着色部３２ａ，３２ｂ，３２ｃが順番に繰り返し並び、垂直方向には同色の着色部３２が並んだものが形成される。。

このような着色部形成装置５０によれば、例えば４５インチ用液晶パネルから３７インチ用液晶パネルなどへの機種切り替えに対応させるための設備変更が容易である。図３に示されるように、基板サイズがガラス基板３０よりも小さいガラス基板５６（図中の２点鎖線で囲まれた部分）に変更された場合は、インクジェットヘッド５１の塗布面積を縮小するように設定すれば良い。具体的には制御部５５がガラス基板５６の面積に対応する位置のノズル５１ａだけに吐出動作させることで、ガラス基板５６への着色インク５４の塗布が可能になる。また、基板サイズの変更に伴いピッチＰａを変更する場合や着色インク５４を変更する場合は、インクジェットヘッド５１及びタンク５３を交換することで機種変更に対応することができる。

図５は、上述したガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０およびガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０のそれぞれの配向膜２１，３５の形成に用いられる配向膜形成装置６０を示している。この配向膜形成装置６０は、ガラス基板１０、３０のそれぞれに対して、インクジェット方式で配向膜材料を塗布することにより、それぞれ基板上に均一に配向膜を形成するものである。尚、図５及び図６には、ガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０に対して配向膜２１を形成する状態が示されているが、ガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０に対しても同様に配向膜３５を形成することができる。

図５に示されるようにこの配向膜形成装置６０は、インクジェットヘッド６１、ステージ６２を備えている。長尺状のインクジェットヘッド６１には、タンク６３から供給管を介して配向膜２１の材料を含む配向膜溶液（例えば、ポリイミド樹脂５％，溶剤９５％）６４が供給される。

このインクジェットヘッド６１には、複数のノズル６１ａがピッチＰｂで配列されており、ガラス基板１０の大面積に、配向膜材料を塗布できるようになっている。それぞれのノズル６１ａには図示しないピエゾ素子が備えられており、制御部６５からの制御信号によって、任意のノズル６１ａから配向膜溶液６４の液滴を吐出することが可能になっている。

ステージ６２は、ガラス基板１０を吸着保持可能となっており、ガラス基板１０を任意の方向（ＸＹＺ方向）に走査可能となっている。すなわち、ステージ１０は、インクジェットヘッド６１のノズル６１ａの配列方向に対して平行方向（Ｘ方向）又は垂直方向（Ｙ方向）への移動が可能であると共に、ガラス基板１０とインクジェットヘッド６１との距離の調整（Ｚ方向に移動）が可能となっている。制御部６５は、ガラス基板１０が保持されたステージ６２を移動させる際の速度等を制御する。

このような配向膜形成装置６０を用いて配向膜溶液６４をガラス基板１０上に塗布する手順について、図６を用いて説明する。図６（ａ）に示されるように、ガラス基板１０上を、インクジェットヘッド６１が矢印Ｃに示す方向に相対的に移動しながら、各ノズル６１ａから液滴６４ａが吐出される。このとき各ノズル６１ａの吐出は、それぞれのノズル６１ａがガラス基板１０の吐出エリア内に入った際に吐出を開始するように制御部６５により制御されている。

このように滴下された液滴６４ａは着弾の瞬間にガラス基板１０上で濡れ広がり、隣接する液滴６４ａ同士が接触すると、その接触位置からそれらの液滴６４ａ同士が繋がって一体となり、単一の薄膜が形成される。そして乾燥などの所定の工程を経ると、図６（ｂ）に示すようなガラス基板１０上に配向膜２１が形成される。

このような配向膜形成装置６０によれば、例えば４５インチ用液晶パネルから３７インチ用液晶パネルなどへの機種切り替えに対応させるための設備変更が容易である。図５に示されるように、基板サイズがガラス基板１０よりも小さいガラス基板６６（図中の２点鎖線で囲まれた部分）に変更された場合は、インクジェットヘッド６１の塗布面積を縮小するように設定すれば良い。具体的には制御部６５がガラス基板６６面積に対応する位置のノズル６１ａだけに吐出動作させることで、ガラス基板６６への配向膜の塗布が可能になる。また、基板サイズの変更に伴いピッチＰｂを変更する場合や配向膜材料を変更する場合は、インクジェットヘッド６１及びタンク６３を交換することで機種変更に対応することができる。

図７は、ガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０及びガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０に形成された配向膜２１，３５に光配向処理を行う光配向処理装置７０を示している。光配向処理とは、配向膜に所定の方向から紫外線などを照射することにより、配向膜の表面に所定の配向特性を与える処理である。近年では、液晶パネルの視野角特性の改善のため、この光配向処理において、１絵素内に配向膜の配向方向が異なる複数の領域を設ける分割配向の技術が用いられている。この分割配向の技術は、配向膜の上方にスリット状の開口部を有するマスクを配置し、マスク上方から所定の照射角度で紫外線などを照射し、続いてマスクの位置を変え異なる照射角度で再度紫外線などを照射するというものである。

図示される配向処理装置７０は、ガラス基板１０に紫外線を照射する露光ユニット７１と、載置されたガラス基板１０を移動させるステージ７２を備える。図中の矢印Ｄはステージ７２によるガラス基板１０の移動の向きを示している。尚、図７は、ガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０に対して露光を行っている状態を示しているが、ガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０に対しても同様に露光を行うことができる。

露光ユニット７１は、紫外線を発する図示しない光源を備え、マスク７３を介してガラス基板１０の表面に対して所定の照射角度で紫外線を照射できるように構成されている。マスク７３は、板状の部材であり、図９（ａ）に示すようにスリット状の開口部７３ａが複数設けられている。従って、ガラス基板１０が搬送されてマスク７３の直下を通過すると、マスク７３の開口部７３ａの直下を通過した領域のみが露光される。この結果、ガラス基板１０の表面の所定の細長い線状の領域が露光されることになる。

図８（ａ），（ｂ）は、配向膜２１が形成されたガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０と配向膜３５が形成されたガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０のそれぞれの絵素に対する光配向処理の形態を模式的に示したもので、図８（ａ）がガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０に形成される絵素、図８（ｂ）がガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０に形成される絵素を示している。また、図８（ｃ）は、これら両基板を貼り合わせて構成される液晶パネルの各絵素における液晶分子の配向の向きを示した図である。

図８（ａ）に示すように、ガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０の配向膜２１の光配向処理については、各絵素内にその両側のソースバスライン１２の略中間で二分されて形成される２つの領域になるように処理されている。具体的には、それぞれの領域に対して、絵素の面の法線に対して所定の角度θだけ傾斜した方向から紫外線が照射されており、また、各領域に対する紫外線の照射の向きは、それぞれ照射される紫外線の光軸を絵素の面に投影した場合に、こららの投影した光軸がソースバスライン１２に平行で且つ互いに１８０°異なる向きとなっている。

また、図８（ｂ）に示すように、ガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０の配向膜３５の光配向処理については、上述のガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０と貼り合わせた際にそのガラス基板１０のゲートバスライン１１に平行となる２辺の略中央で二分されて形成される２つの領域になるように処理されている。具体的には、それぞれの領域に対して、絵素の面の法線に対して所定の角度θだけ傾斜した方向から紫外線が照射されており、また、各領域に対する紫外線の照射の向きは、それぞれ照射される紫外線の光軸を絵素の面に投影した場合に、こららの投影した光軸が、ガラス基板１０のゲートバスライン１１に平行で且つ互いに１８０°異なる向きとなっている。

このようにそれぞれ光配向処理が施された基板同士を貼り合わせて液晶パネルを構成すると、図８（ｃ）に示すように、両基板の間に充填される液晶分子は、各基板の各領域に施された配向処理の向き、すなわち紫外線の照射方向に従って配向する。その結果、各絵素内には、液晶分子の配向の向きが互いに異なる複数のドメイン領域が形成される。

図９（ａ）は、上述したガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０の配向膜２１への光配向処理の際に用いられるアレイ基板用マスク７３の正面図を示している。また、図９（ｂ）は、このアレイ基板用マスク７３と、ガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０に形成される絵素のパターンとの寸法及び位置関係を示した図である。

図示されるように、アレイ基板用マスク７３は、略長方形の板状の部材で構成され、紫外線が通過できるスリット状の開口部７３ａが、所定のピッチＰｃで複数平行に形成されている。この開口部７３ａのピッチＰｃは、図９（ｂ）に示すように、ガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０に形成されるソースバスライン１２のピッチに等しく設定されている。また、開口部７３ａの寸法（ピッチ方向の寸法）Ｌａは、各絵素のパターンの前記ピッチの約１／２の寸法に設定されている。図中の矢印Ｅは、アレイ基板用マスク７３に対するガラス基板１０の進行方向を示している。尚、上述したガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０の配向膜３５への光配向処理の際に用いられるカラーフィルタ基板用マスクについても同様の構成であるので図示せず説明も省略する。

このような光配向処理装置７０にれば、ガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）１０及びガラス基板（カラーフィルタ側基板）３０のそれぞれの配向膜２１、３５への光配向処理によって液晶分子の配向規制がなされるので、図１２及び図１３の従来技術で説明したような液晶分子の配向規制手段としての突起部３４や絵素電極開口部１８を廃止することができる。これにより、特に突起部３４形成のために必要だったフォトリソグラフィ工程の廃止によるコスト削減が可能になる。

また、例えば４５インチ用液晶パネルから３７インチ用液晶パネルなどへの機種切り替えに対応させるための設備変更についても、露光に用いられるマスクを交換するだけで機種変更に対応することができる。

図１０は、上述した液晶パネル１の所定の位置にスペーサー粒子３６を配置するスペーサー粒子配置装置８０を示している。このスペーサー粒子配置装置８０は、この場合、配向膜２１が形成されたガラス基板（ＴＦＴ側アレイ基板）１０に対して、インクジェット方式でスペーサー粒子３６を含んだ溶液を、ブラックマトリクス３１下に位置するゲートバスライン１１やソースバスライン１２などの遮光領域となる部分に塗布することにより、基板上に均一にスペーサー粒子３６を配置するものである。

図示されるように、このスペーサー粒子配置装置８０は、インクジェットヘッド８１、ステージ８２を備えている。長尺状のインクジェットヘッド８１には、タンク８３から供給管を介してスペーサー粒子３６を含む溶液８４が供給される。

このインクジェットヘッド８１には、複数のノズル８１ａがピッチＰｄで配列されており、ガラス基板１０の大面積に、スペーサー粒子３６を塗布できるようになっている。それぞれのノズル８１ａには図示しないピエゾ素子が備えられており、制御部８５からの制御信号によって、任意のノズル８１ａからスペーサー粒子３６を含む溶液８４の液滴を吐出することが可能になっている。

ステージ８２は、ガラス基板１０を吸着保持可能となっており、ガラス基板１０を任意の方向（ＸＹＺ方向）に走査可能となっている。すなわち、ステージ１０は、インクジェットヘッド８１のノズル８１ａの配列方向に対して平行方向（Ｘ方向）又は垂直方向（Ｙ方向）への移動が可能であると共に、ガラス基板１０とインクジェットヘッド８１との距離の調整（Ｚ方向に移動）が可能となっている。制御部８５は、ガラス基板１０が保持されたステージ８２を移動させる際の速度等を制御する。

このようなスペーサー粒子配置装置８０を用いてスペーサー粒子３６を含む溶液８４をガラス基板１０上に塗布する手順を図１１を用いて説明する。図示されるように、ガラス基板１０上を、インクジェットヘッド８１が矢印Ｆに示す方向に相対的に移動しながら、各ノズル８１ａからスペーサー粒子３６を含む液滴８４ａが吐出される。このとき各ノズル８１ａの吐出は、それぞれのノズル８１ａが、ガラス基板３０の遮光領域となるゲートバスライン１１上方に位置した際に吐出するように制御部８５により制御されている。このように滴下されたスペーサー粒子３６は、乾燥などの所定の工程を経て、ガラス基板１０上の所定の位置に配置される。

このようなスペーサー粒子配置装置８０によれば、例えば４５インチ用液晶パネルから３７インチ用液晶パネルなどへの機種切り替えに対応させるための設備変更が容易である。図１０に示されるように、基板サイズがガラス基板１０よりも小さいガラス基板８６（図中の２点鎖線で囲まれた部分）に変更された場合は、インクジェットヘッド８１の塗布面積を縮小するように設定すれば良い。具体的には制御部８５がガラス基板８６面積に対応する位置のノズル８１ａだけに塗布動作させることで、ガラス基板８６への塗布が可能になる。また、基板サイズの変更に伴いピッチＰｄを変更する場合やスペーサー粒子３６のサイズを変更する場合は、インクジェットヘッド８１及びタンク８３を交換することで機種変更に対応することができる。

また、このようなガラス基板上へのスペーサー粒子の配置は、所定の位置に塗布が可能なインクジェット方式が使用されているので、スペーサー粒子を絵素領域内に配置することなく遮光領域に均一に配置することができる。

以上説明した本発明に係る液晶表示装置の製造方法によれば、ブラックマトリックスの開口部への着色部の形成、配向膜の形成、及びスペーサー粒子の配置のいずれの工程もインクジェット方式によりなされているので、それぞれのインクジェット装置の塗布面積の拡大・縮小等を設定し直すだけで、機種切替えに対応することが可能な製造ラインを構築することができる。また、またフォトリソグラフィ工程の廃止などにより製造設備が簡略化されるので、その分製造コストの削減が可能になる。

具体的には、例えば、着色部形成のための３枚マスクやフォトリソグラフィ工程の廃止による設備の簡略化及び機種切り替えの際に必要だったマスク交換の廃止による製造コストの削減や、配向膜形成のためのオフセット印刷工程の廃止による設備の簡略化及び機種切り替えの際に必要だった版ローラー交換の廃止による製造コストの削減、更には、スペーサー粒子配置のための散布装置の廃止による設備の簡略化及び機種切り替えの際に必要だった散布装置内清掃の廃止による製造コストの削減がなされることになる。

この場合、配向膜へ光が斜めに照射されて配向処理が行われる工程とを含む構成にすれば、配向膜への光配向処理によって液晶分子の配向規制がなされるので、上述した液晶分子の配向規制手段としての突起部や絵素電極開口部を廃止することができる。これにより、特に突起部形成のために必要だったフォトリソグラフィ工程の廃止によるコスト削減が可能になる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。

本発明に係る液晶表示装置の製造方法が適用される液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図である。 図１のＡ−Ａ線における断面図である。 本発明に係る液晶表示装置の製造方法に用いられる着色部形成装置の概略構成を示した図である。 着所部形成の手順を示した図である。 本発明に係る液晶表示装置の製造方法に用いられる配向膜形成装置の概略構成を示した図である。 配向膜形成の手順を示した図である。 本発明に係る液晶表示装置の製造方法に用いられる光配向処理装置の概略構成を示した図である。 配向膜への光配向処理の態様を示した図である。 配向膜への光配向処理のための分割露光におけるマスクと基板との位置関係を示した図である。 本発明に係る液晶表示装置の製造方法に用いられるスペーサー粒子配置装置の概略構成を示した図である。 スペーサー粒子配置の手順を示した図である。 従来用いられてきた液晶表示装置の概略構成を示した図である。 図１２のＧ−Ｇ線における断面図である。

符号の説明

１ 液晶パネル
１０ ガラス基板（ＴＦＴアレイ側基板）
１１ ゲートバスライン
１２ ソースバスライン
１３ ＴＦＴ
１７ 絵素電極
２１ 下側配向膜
３０ ガラス基板（カラーフィルター側基板）
３１ ブラックマトリックス
３１ａ 開口部
３２ 着色部
３５ 上側配向膜
３６ スペーサ粒子
４０ 液晶層
５０ 着色部形成装置
５１ インクジェットヘッド
５４ａ〜５４ｂ 着色インク
６０ 配向膜形成装置
６１ インクジェットヘッド
６４ 配向膜溶液
７０ 光配向処理装置
７１ 露光ユニット
８０ スペーサー粒子配置装置
８１ インクジェットヘッド
８４ スペーサー粒子散布液

Claims (2)

1. 液晶層を挟んで互いに対向する１対の基板のうち、一方の基板上のブラックマトリックスの開口部にインクジェット方式により着色インクが塗布されて着色部が形成される工程と、前記１対の基板の対向面にインクジェット方式により配向膜材料が塗布されて配向膜が形成される工程と、前記１対の基板のうち、少なくとも一方の基板上に前記液晶層のギャップを制御するスペーサー粒子がインクジェット方式により塗布されて配置される工程とを含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. 更に、前記配向膜へ光が斜めに照射されて配向処理が行われる工程とを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。

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