JP2008116880A - 液晶表示装置用カラーフィルターへのスペーサービーズ形成方法および液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
カラーフィルター基材上にスペーサービーズを散布する際における、位置選択性の問題を改善し、スペーサービーズと基材との密着性を確保し、且つ安価にスペーサービーズを設置する方法を提供することを課題とする。
【解決手段】
カラーフィルター基材上にスペーサービーズを所定の位置に配置する方法であって、前記カラーフィルターのブラックマトリクス（ＢＭ）パターン上の一部に、接着インクパターンを設け、次いでスペーサービーズを散布し、次いで前記接着インクを硬化処理した後、該接着インクパターン上に積層されなかった、スペーサービーズを取り除く事を特徴とする、カラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基材やプラスチックフィルムに設けられたカラーフィルター上の所定の位置に、効率よくスペーサービーズを配置して設ける液晶表示装置用カラーフィルターへのスペーサービーズ形成方法および液晶表示素子の製造方法に関するものである。

液晶表示装置は、近年のカラー化や高精細化を経て、小型の電子機器やテレビ用途として一般に広く用いられるようになったが、今後さらに薄型化、大型化、低価格化が期待されている。

一般にカラーテレビ等に用いられるパネル部材は、カラーフィルターと、ＴＦＴ等の画素電極が設けられた透明基板を貼り合わせることにより形成された微小な空間（セル）に、液晶材料が封止されている。この封止されたセルの厚みは、一方の基板に設けられたスペーサーと呼ばれる微小な構造物によって規制され、維持されている。セルの厚みは、そのまま液晶層の厚みとなるため、パネルの一部でセルの厚みが０．１μｍ程度の差異があるだけで、その部分の発色や液晶の応答速度が不均一になり、表示のムラの原因や色再現の不具合がでてしまう。

従来の液晶表示装置の製造方法では、画素電極を設けた基板上にスペーサービーズやガラスファイバー片をランダムに散布しており、画素パターン上にもこれらスペーサーが配置されていた。このため、スペーサー周辺の配向不良や光漏れ、加圧による画素電極の損傷などの不具合が問題となっていた。また、スペーサービーズやガラスファイバー片が基板へ固定されないため、振動やたわみが加わった場合に移動してしまうという問題もあった。

そのため、最近ではフォトリソ法により、カラーフィルターのブラックマトリクス（ＢＭ）パターン上に精度良く樹脂柱を形成する方法が非常に多くの製品に用いられている。

しかし、このフォトリソ法によるスペーサーの製造方法は、製膜、露光、現像、剥離の工程を含むので製造設備が大掛かりとなるという特徴が指摘されている。また、フォトレジストの使用効率が低いため製造コストが高くなってしまう問題や、今後製造装置の大型化が進む場合、コーティングの均一性が無視できなくなり、樹脂柱の高さを均一に揃えることが困難となってくる問題がある。

また、スペーサー部材としては、フォトリソ法により設けられた樹脂柱は、基材との密着性は良いが、どうしても硬度が高くなってしまい、樹脂柱の高さバラつきが、そのまま表示のムラになりやすい点や、温度変化による体積膨張や収縮に追従しないなどの欠点も指摘されている。

樹脂製のスペーサービーズを用いてセル化を行った場合、スペーサービーズが数％程度圧縮された状態で保持されることから、温度変化による体積膨張や収縮に追従しやすく、セル構造の維持が容易である。また、セル体積の均一性を確保しやすい点も、大型のパネル製造の際に有効である。このため、温度環境の厳しい車載用ディスプレイや大型パネルでの使用が見直されている。

そこで、インクジェット方式を用いて基板上の任意の位置にスペーサービーズを配置・
形成する試みがなされている。（特許文献１参照）
一方、カラーフィルター基材の製造に用いられるような高精細なパターニングを行う方法として、高価な設備を用いるフォトリソ法以外に印刷を用いた方法が考案されている。

スクリーン印刷法は、電子部品における配線や抵抗体、誘電体の印刷などで実用化されており、カラーフィルター基材の製造方法としても期待が持たれた。

しかしながら、孔版印刷であることからインクがペースト状の高粘度のものに限られ、また、スクリーンメッシュの精細度から数十μｍ程度の厚膜の印刷法としては採用できても、やはり１０μｍ前後のパターンを形成する方法としては、採用できない。

反転印刷法は、版胴に巻き付けたブランケット上にインクを塗工・予備乾燥してインク膜を形成し、その後、非画像部パターンが形成された凸版をインク膜に押圧することによりブランケット上に画像パターンを形成し、最後に、ブランケット上の画像パターンを被印刷基材上に転写し、被印刷基材上に画像パターンを形成する印刷法である（特許文献２参照）。

反転印刷法は、インク膜厚を調整することが容易である。この印刷法ではインク剥離性のブランケット上に画像パターンを形成することから、被印刷基材へのインク転写性が良好である。また、薄膜での微細パターン形成が可能である。

また、転写後のクリ−ニングやブランケットの乾燥による膨潤量の調整を転写毎に行う必要があるため、連続加工に不向きである。また、ブランケットが版胴に固定されているので、あるパタ−ンが形成された基材上に転写する場合に、ブランケット上のパターンと基材上のマークとの位置合わせが困難であった。

このような不具合を改善するため、透明なフィルム状ブランケット上にインクを塗布した後、同じく非画像部パターンが形成された凸版をインク膜に押圧することによりフィルム状ブランケット上に画像パターンを形成し、最後に、フィルム状ブランケット上の画像パターンを被印刷基材に転写する方式が考案された（特許文献３参照）。

特許文献は以下の通りである。
特開平９−１０５９４６号公報 特開２００１−５６４０５号公報 特願２００６−２５８６８７

しかしながら、特許文献１に示された方法のように、カラーフィルター基材へインクジェット法を用いてスペーサービーズを配置する場合、インク中にスペーサーとして用いられる３〜５μｍ径のビーズを含むため、目詰まりや吐出位置精度を確保する為に、３０μｍ以上のノズル径を使用しなければならない。この為、インクジェット法で吐出されるインク滴を小さくすることが困難である。

使用するノズル径が５〜６μｍ程度の場合に、着弾の精度が８〜１０μｍとすると、このノズル径を３０μｍに広げると、着弾の精度が２０μｍ以上に悪化してしまう。そのため、カラーフィルターのパターンに設けられた、数十から数百μｍ幅の画素上にスペーサービーズを配置することは十分可能であるが、線幅が１０〜２０μｍ程度であるブラックマトリクス上に選択的に配置することは困難である。

一方、特許文献３に示された安価な印刷法では、線幅が１０〜２０μｍ程度であるブラックマトリクス上に選択的にパターニングを行うことが可能であるが、スペーサーとして用いる事が可能なインク膜厚に対して実施しようとすると、膜厚が厚くなることによる乾燥ムラが原因となって、版によるインクの除去が不完全になる問題や、転写時にインク膜が加圧され、つぶれてしまい、形状の再現性が得られない問題がある。

また、フォトリソ法や印刷法によってスペーサーを硬化性のインクで形成する場合には、前記したような、膜厚の均一性の問題や、環境温度が変化した場合のスペーサー高さの追従性の不具合がある。

本発明は、カラーフィルター基材上にスペーサービーズを散布する際における、位置選択性の問題を改善し、スペーサービーズと基材との密着性を確保し、且つ安価にスペーサービーズを設置する方法を提供するものである。

本発明において上記課題を達成する為に、まず請求項１の発明では、カラーフィルター基材上にスペーサービーズを所定の位置に配置する方法であって、前記カラーフィルターのブラックマトリクス（ＢＭ）パターン上の一部に、接着インクパターンを設け、次いでスペーサービーズを散布し、次いで前記接着インクを硬化処理した後、該接着インクパターン上に積層されなかった、スペーサービーズを取り除く事を特徴とする、カラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法としたものである。

また請求項２の発明では、前記接着インクパターンを設ける方法として、インク剥離性のフィルム基材に該接着インクを塗工し、予備乾燥を行い、予備乾燥インク膜を得た後、必要なパターンを凹部とした凸版を該予備乾燥インク膜に押し当て、非パターン部を取り除いた後、該インク剥離性のフィルム基材上に残された接着インクパターンをカラーフィルター基材上に重ね合わせ、上部から圧力を掛けることにより該接着インクパターンを転写する事を特徴とする、請求項１記載のカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法とするものである。

請求項３の発明では、前記接着インクが光硬化性樹脂もしくは熱硬化性樹脂からなる事を特徴とする、請求項１乃至２何れか記載のカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法とする。

さらに請求項４の発明では、前記スペーサービーズの散布方法として、インクジェット法による散布を行う事を特徴とする、請求項１乃至３何れか記載のカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法とする。

また請求項５の発明では、液晶表示素子の製造方法におけるスペーサービーズの形成方法として、請求項１乃至４何れか記載のカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法を用いたことを特徴とする液晶表示素子の製造方法とする。

本発明は以上の特徴を持つ事から、下記に示す効果がある。

即ち、上記請求項１に係る発明によれば、カラーフィルター基材上にスペーサービーズを所定の位置に配置する方法であって、前記カラーフィルターのブラックマトリクス（ＢＭ）パターン上の一部に、接着インクパターンを設け、次いでスペーサービーズを散布し、次いで前記接着インクを硬化処理した後、該接着インクパターン上に積層されなかった、スペーサービーズを取り除く事で、スペーサービーズを位置精度よく配置する事が可能な、カラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法とすることができる。

また、上記請求項２に係る発明によれば、前記接着インクパターンを設ける方法として、インク剥離性のフィルム基材に該接着インクを塗工し、予備乾燥を行い、予備乾燥インク膜を得た後、必要なパターンを凹部とした凸版を該予備乾燥インク膜に押し当て、非パターン部を取り除いた後、該インク剥離性のフィルム基材上に残された接着インクパターンをカラーフィルター基材上に重ね合わせ、上部から圧力を掛けることにより該接着インクパターンを転写する事で、接着インクパターンを高精細に設けることが可能となり、カラーフィルター基材へ位置精度の良いカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法とすることができる。

また、上記請求項３に係る発明によれば、前記接着インクが光硬化性樹脂もしくは熱硬化性樹脂からなる事で、接着インクのパターン上に散布されたスペーサービーズの密着性を確保し、余分なスペーサービーズを除去する際に欠落を防止することで、再現性の良いカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法とすることができる。

さらに、上記請求項４に係る発明によれば、前記スペーサービーズの散布方法として、インクジェット法による散布を行う事で、再現性の良い安価なカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法とすることができる。

さらに、上記請求項５に係る発明によれば、スペーサービーズの位置精度が良好な液晶表示素子の製造方法とすることができる。

従って、本発明は液晶表示装置用スペーサーとして、高精細印刷法とインクジェットによるスペーサービーズの吐出を組み合わせて、カラーフィルター基材上の任意のパターン上にスペーサービーズを配置して設けることができ、安価で再現性の良いスペーサービーズの形成方法を提供することができる。

以下、説明図を用いながら本発明を実施するための最良の形態に関して説明を行う。

本発明に用いるインク剥離性のフィルム基材１０１は、プラスチック等の可撓性基材に加工し、用いることが可能である。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ナイロン、アラミド、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、トリアセチルセルロースなどのフィルム、シートを用いることができる。さらに光透過性の基材を用いることにより、パターンの重ね合わせ時にアライメントを容易とすることができる。

本発明に用いるインク剥離性のフィルム基材１０１は、上記基材へシリコーンオイル、シリコーンワニスで代表される離型剤を塗っても良いし、あるいはシリコーンゴムの薄膜層を形成してもよい。また同じ目的でフッ素系樹脂、フッ素系ゴムも利用されうるし、フッ素樹脂微粉末をシリコーンゴムあるいは、普通のゴムに混ぜて剥離性を出すなどの使い方をしてもよい。これらシリコーン系の塗膜は通常フィルム基材との密着が低いが、熱硬化または紫外線硬化性のアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、最表面に設けるシリコーン層に対して、より基材との接着性の高い樹脂層を、アンカー層としてあらかじめフィルム基材上に設け、その上層に設けることもできる。いずれも適度のインク受容性を有すると同時に、一度受容したインクの完全な剥離性を有することが望ましい。

具体的なシリコーンとしては、ジメチルポリシロキサンの各種分子量のもの、その他メ
チルハイドロジエンポリシロキサン、メチルフェニルシリコーンオイル、メチル塩素化フェニルシリコーンオイル、あるいはこれらポリシロキサンと有機化合物との共重合体など、変成したものを用いることができる。

シリコーンゴムとしては、二液型のジオルガノポリシロキサンと架橋剤としての三官能性以上のシラン、またはシロキサン及び硬化触媒を組み合わせたもの、あるいは一液型ではジオルガノポリシロキサンとアセトンオキシム、各種メトキシシラン、メチルトリアセトキシシラン等の組み合わせなどが用いられ、その他ゴム硬度を調節するためのポリシロキサンが適宜用いられる。

このようにして得られるインク剥離性のフィルム基材１０１に対するインク剥離性は、処理面へインクを滴下した際の接触角が、１０°以上９０°以下となるのが好ましく、より好ましくは２０°以上７０°以下である。この接触角が小さいと後工程でのインク剥離性が低下してパターンの欠陥（再現性不良等）が発生しやすくなり、接触角が大きいとインク液膜を形成する際にハジキが生じて、均一なインク液膜を形成することが困難になる。

本発明に用いる接着インク１０２は、硬化性樹脂から成り、液晶表示装置用スペーサー樹脂柱成分としてとして公知の光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂を用いることが可能である。例えば、エポキシ系樹脂、ポリスチレン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アクリル系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂を挙げることができ、必要に応じて硬化剤、架橋剤を混合し硬化する。また、カラーフィルター基材１３１との位置合わせを行う場合、アライメント用のマークを見やすくするために、必要に応じて着色することができる。

また、本発明に用いる硬化性樹脂は必要に応じて溶剤に溶解して使用することが可能である。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、メトキシアルコール、エトキシアルコール、メトキシエトキシエタノール、エトキシエトキシエタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチル、アセトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メトキシエチルアセテート、エトキシエチルアセテート、エチルセロソルブアセテート、メトキシエトキシエチルアセテート、エトキシエトキシエチルアセテート、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン等が挙げることができる。

上記に示したインク剥離性のフィルム基材１０１上へインク液膜を形成する方法としては、インクの粘度や溶媒の乾燥性によって公知の塗工方法を用いることができる。すなわち、例えばディッピング法、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート、グラビアオフセット法等が挙げられる。中でも、ダイコート、キャップコート、ロールコート、アプリケータは、広い範囲の粘度のインクについて均一なインク液膜を形成することができ、中でもインク剥離性のフィルム基材上へインク液膜を形成する場合は、ダイコートが最も効率的で好適な形成方法である（図１−ａ）。

インク剥離性のフィルム基材１０１上へ前記方法によりインク液膜を形成した後に、前記インク液膜を予備乾燥する。この予備乾燥には自然乾燥、冷風・温風乾燥、マイクロ波、減圧乾燥などを用いることができ、また、紫外線、電子線などの放射線を用いることもできる。

この予備乾燥では、前記インク液膜の粘度またはチキソトロピー性、脆性を高めることを目的とするもので、インク液膜の完全乾燥はさせない。乾燥が不十分な場合は、後工程の凸版の凸部を押し当て剥離する際に、インク液膜が断裂し不良が発生する。逆に乾燥が行き過ぎた場合は、除去版１１１にインクが転写されない。そのため使用するインクの組成によって乾燥状態を調整する。

除去版１１１としては、無アルカリガラス等の低膨張ガラス表面に感光性樹脂を用いてマスクパターンを形成した後、既存のドライエッチング処理やウエットエッチング処理、もしくはサンドブラスト処理を用いて、２μｍから３０μｍの版深を設けたものを用いることができる。

また、除去版１１１にはナイロン、アクリル、シリコーン樹脂、スチレン−ジエン共重合体などからなるものを用いることもできる。またエチレン−プロピレン系、ブチル系、ウレタン系ゴムなどのゴム製の版を用いることもできる。このような樹脂製の版は、すでに凸版印刷やフレキソ印刷用に用いられており、予め作製した型に所定の樹脂を流し込んで版とする、あるいは彫刻によっても作製することができるが、感光性樹脂を用いる方法がより高精度のものを作製できる。

この除去版１１１を、前記インク剥離性のフィルム基材１０１上に設けた接着インク１０２の予備乾燥膜に押し当て、加圧を行なった後、該除去版１１１を引き剥がし接着インクパターン１２１を得る。加圧の条件としては、ゴムスキージやゴムローラー、エアーノズルにより０．１５ＭＰａ／ｃｍ²〜０．２５ＭＰａ／ｃｍ²の条件で加圧を行う。加圧が弱いと部分的にパターニングされない不具合が見られ、加圧が強いと版のパターンの再現性が得られない（図１−ｂ、ｃ）。

このように、インク剥離性のフィルム基材１０１上に得られた接着インクパターン１２１をカラーフィルター基材１３１上で平行に保持し、位置合わせを行った後、パターン除去と同じように加圧、剥離を行い転写を行う（図１−ｄ、ｅ）。

パターンの位置合わせは、方法を限定するものではないが、可動性ステージ上にカラーフィルター基材１３１を吸着し、上部からインク剥離性のフィルム基材１０１上の接着インクパターン１２１面を１００〜２５０μｍに近づけた後、インク剥離性のフィルム基材１０１が透明なことを利用して、位置合わせ用のマークと、カラーフィルター基材１３１上のマークを透過画像で認識し、認識した画像を基に可動性ステージを動作させ転写位置の補正を行うことができる。また、インク剥離性フィルム基材と被印刷基材の間に顕微鏡カメラを挿入し、それぞれの基材上のパターンを認識した画像を基に位置の補正を行う方法も選択できる。上記顕微鏡カメラは光学顕微鏡、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）顕微鏡のどちらであっても良いが、オートフォーカス、電気的に制御可能な手動焦点制御機構のいずれか、もしくはその両方の機能を必要とし、観察の為に外部に設置したモニターや位置補正の為の画像処理装置へのインターフェースを持つものとすることができる。

また、本発明に用いるスペーサービーズ３０１は、液晶表示装置用スペーサービーズとして公知のビーズ成分を用いることができる。例えば、無機系成分ではシリカ等、有機系成分としてはアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼン共重合体、ジビニルベンゼン―アクリルエステル共重合体、ジアクリルフタレート共重合体、アリルイソシアヌレート共重合体等の材料系の懸濁重合や乳化重合、乳化重合で得られたコア粒子を用いるシード重合法等の重合法によ
って得られたものが使用可能である。

スペーサービーズの溶液への分散性や、基材との密着性を高めるために、表面処理を行ったものも使用できる。表面の被覆材料としては、ビーズ表面への固定化や液晶材料中への化学物質の流出が問題とならなければ、とくに限定されるものではないが、たとえばポリエチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体、エチレン／アクリル酸エステル共重合体、ポリメチル（メタ）アクリレート重合体、ＳＢＳ型スチレン／ブタジエンブロック共重合体、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などが用いられる。

また、スペーサービーズ表面に反応基を導入しておき、グラフト重合法や高分子反応法により被覆材料を設ける方法が好ましい。

また、スペーサービーズは、液晶セル化工程の際の圧力によるセル厚のムラを低減させるため、あるいは転写工程において加えられる圧力に耐えるために、圧縮弾性率（１０％Ｋ値）が２５００ＭＰａ〜１３０００ＭＰａであるものが好ましい。

これらスペーサービーズの粒子径は、必要とされる液晶層厚やパターンの精細度によって異なるが、２．５〜８μｍが望ましい。

ビーズを接着インク上に配置する方法としては、乾式散布や低級アルコールや水に分散させて霧吹き状に散布する湿式散布も用いる事ができるが、微細パターン上にスペーサービーズを配置するには、ビーズの使用量が膨大になるため、インクジェット法による部分的な散布を行う事が好ましい。

本発明に用いるスペーサービーズ３０１は、インクジェット法にて配置する際に、適当な分散媒に分散する。分散媒は用いるスペーサービーズ３０１の分散が可能で、使用するインクジェットヘッド２０１の性能により要求される粘度や表面張力の範囲であれば、水系や有機溶媒系から選択できるが、一般にインクジェットヘッド２０１の耐久性などから水系が好ましく、具体的な分散媒としては、水、エチレングリコール、イソプロピルアルコール等の混合体を用いる事が好ましい。

インク中のスペーサービーズ３０１の固形分濃度は、インクジェットヘッド２０１からの吐出が可能であれば限定するものではないが、０．０５重量％〜５重量％の範囲が安定的な吐出が可能である。また、固形分濃度が高い方が接着インクパターン１２１上に配置されるスペーサービーズ３０１が一つも確認できないという、いわゆる抜けを防止できるが、当然吐出の安定性や精度は低下する。

本発明に用いるインクジェット装置はドロップ・オン・デマンド方式であればピエゾ方式やサーマル方式などの公知の方法を用いることができるが、インク滴の吐出再現性やビーズ径、スペーサービーズ３０１によるノズル詰まりの防止を考慮すると、ノズル径が２０〜６０μｍであることが望ましい。

インクジェット装置としては、インクジェットヘッド２０１のほかにカラーフィルター基材１３１を設置固定し、吐出開始位置を調節するθ軸移動や、ヘッドの吐出信号と同期してステージ２０２の移動を行うことが可能な搬送系や、吐出位置や吐出状態を観測する観測系、スペーサービーズ３０１が分散されたインクの供給系等から構成されるが、カラーフィルター基材１３１に設けられた接着インクのパターン１２１周辺にインクを吐出することが可能であれば、吐出位置の移動方法や装置構成、インクジェットヘッド２０１のマウント方法や搭載するヘッドの数は限定されるものではない。

インクジェット法によって、カラーフィルター基材１３１上にスペーサービーズ３０１を配置した後（図３−Ｉ）、接着インクパターン１２１を硬化させスペーサービーズ３０１をパターン上に固定する。接着インクに熱硬化性樹脂を用いている場合には、１００℃〜２３０℃のホットプレートや、それに相当する温風、ＩＲ、マイクロ波のオーブンなどを用いた加熱を、また、光硬化性樹脂を用いている場合には、紫外線や電子線の照射を用いて硬化処理を行う。

また、前記硬化処理の前や処理中に、平滑な基材をスペーサービーズの上面にあてがい、プレスすることで、スペーサービーズの高さの均一化や接着インクパターンとの密着をより高めることも可能である。

接着インクパターン１２１上に配置されていないスペーサービーズ３０１の除去には、水、空気、およびこれらの混合流体吹き付けによる除去を行うことができる。（図３−ＩＩ）また、スペーサー除去時の流体吹き付け３１１の圧力は、スペーサーを除去できる十分な圧力を有すればよく、限定されるものではないが、０．２〜１．０ＭＰａ／ｃｍ²であることが望ましい。

硬化性樹脂からなるインクを次の要領で調製した。下記の組成の混合物を均一に攪拌混合し、光硬化性の接着インクを得た。

［光硬化性接着インク］
・スチレン含有アクリル系樹脂（スチレン系樹脂、大阪有機化学（株）製、ＰＬＡ１１８） １７重量部
・スチレン ３６重量部
・メタクリル酸（ＭＡＡ） １５重量部
・２−ヒドロキシエチルイソシアネート付加２−ヒドロキシエチルメタクリレート（ＭＯＩ−ＨＥＭＡ） ３７重量部
・モノマー
３官能モノマー（大阪有機化学（株）製、ＰＥＴ３Ａ） ４重量部
６官能モノマー（大阪有機化学（株）製、ＵＡ−ＤＰＨ） ４重量部
・光重合開始剤 （アセトフェノン系、チバガイギー社製、ＩＲＧ３６９） ２重量部
・溶剤
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ７３重量部
尚、得られた光硬化性樹脂インク固形分は１５％であった。

次に、下記の組成の混合物を、ソニケーターを用いて撹拌し、スペーサー分散体を得た。

〔スペーサー分散体〕
・液晶表示装置用ビーズスペーサー（早川ゴム（株）製、ハヤビーズＬ−１１Ｓ ５．０μｍ） １重量部
・分散媒
純水 １０重量部
イソプロピルアルコール １０重量部
エチレングリコール ８０重量部
インク剥離性のフィルム基材として、基材厚約１２０μｍのシリコーン系離型ポリエステルフィルム：Ｋ１５０４（東洋紡績社製）を２５０ｍｍ角に切り出したものを用いた。

また、パターンの除去版として、２５０ｍｍ角（パターン有効域は２００ｍｍ角）、版
深２０μｍのガラス版を用いた。パターンは凹部直径１０μｍの、被印刷基材におけるブラックマトリクス（ＢＭ）パターンの交点に対応するように規則的に配置された円形パターンと、４つの角に位置するパターン有効域の外部にアライメントマークを設けた。

また、被印刷基材として、基材厚０．７ｍｍのガラスの表面にブラックマトリクスおよび画素のパターン、さらに平坦化層を設けた後に透明導電層を積層した、液晶表示装置用カラーフィルター基材を用いた。

まず、インク剥離性のフィルム基材上に予備乾燥膜厚が１．０μｍとなるように、スピンコーターを用いて光硬化性樹脂インクを塗工した。その後、８０℃のドライオーブンにて６０秒間予備乾燥を行い、予備乾燥インク膜を得た。

次に、インク剥離性のフィルム基材を除去版に貼り合わせ、ゴムローラーで押し当てた後に剥離することで非パターン部を取り除いた。

その後、インク剥離性のフィルム基材とカラーフィルター基材とをアライメントステージに保持し、１００μｍの間隔を保持して重ね合わせ、２つのアライメント用カメラで対角上のアライメントマークを確認した後、両基材を貼り合わせた、ゴムローラーで押し当て、剥離することでカラーフィルター基材のブラックマトリクス（ＢＭ）パターン上に接着インクパターンの転写を行った。

次に、得られた接着インクパターンに合わせて、インクジェット法にてスペーサー分散体を吐出し、スペーサービーズを配置した。１００℃のホットプレート上で６０秒間乾燥を行った。尚、吐出した液滴一滴あたりの体積は２５ｐｌであり、液滴中に含まれるビーズスペーサーは１〜４個であった。

最後に、カラーフィルター基材上に紫外線を照射し、接着インクパターンの硬化を行った後、接着パターン状に収まらなかったスペーサービーズを０．６ＭＰａ／ｃｍ²の空気吹き付けによって除去し、ブラックマトリクス（ＢＭ）パターン上にスペーサービーズを設けたカラーフィルター基材を得た。

本発明は基材上の任意のパターンにスペーサービーズを配置して設けることができ、且つ安価に形成することができる。種々の用途に利用できるが、とりわけ液晶表示装置用スペーサーの形成に利用することができる。

本発明の実施形態の一例であり、精密パターンの一部にさらに接着インクパターンを設ける製造過程を説明する為の断面図である。 本発明の実施形態の一例であり、接着インクパターン付近にインクジェト法でスペーサービーズを配置する製造方法を説明する概略図である。 本発明の実施形態の一例であり、接着インクパターン上に配置されたスペーサービーズと、周辺に配置された余分なスペーサービーズの除去工程を説明する為の断面図である。

符号の説明

１０１・・・ インク剥離性のフィルム基材
１０２・・・ 接着インク
１１１・・・ 除去版
１２１・・・ 接着インクパターン
１３１・・・ カラーフィルター基材
１３２・・・ ブラックマトリクス（ＢＭ）パターン
１３３・・・ ＲＧＢパターン
１３４・・・ 保護層
１３５・・・ 透明導電層
２０１・・・ インクジェットヘッド
２０２・・・ ステージ
２０３・・・ パターン拡大図
２０４・・・ インクジェット吐出エリア
３０１・・・ スペーサービーズ
３１１・・・ エアーブロー
３２１・・・ スペーサービーズ配置済みカラーフィルター基材

Claims (5)

1. カラーフィルター基材上にスペーサービーズを所定の位置に配置する方法であって、前記カラーフィルターのブラックマトリクス（ＢＭ）パターン上の一部に、接着インクパターンを設け、次いでスペーサービーズを散布し、次いで前記接着インクを硬化処理した後、該接着インクパターン上に積層されなかった、スペーサービーズを取り除く事を特徴とする、カラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法。
2. 前記接着インクパターンを設ける方法として、インク剥離性のフィルム基材に該接着インクを塗工し、予備乾燥を行い、予備乾燥インク膜を得た後、必要なパターンを凹部とした凸版を該予備乾燥インク膜に押し当て、非パターン部を取り除いた後、該インク剥離性のフィルム基材上に残された接着インクパターンをカラーフィルター基材上に重ね合わせ、上部から圧力を掛けることにより該接着インクパターンを転写する事を特徴とする、請求項１記載のカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法。
3. 前記接着インクが光硬化性樹脂もしくは熱硬化性樹脂からなる事を特徴とする、請求項１乃至２何れか記載のカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法。
4. 前記スペーサービーズの散布方法として、インクジェット法による散布を行う事を特徴とする、請求項１乃至３何れか記載のカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法。
5. 液晶表示素子の製造方法におけるスペーサービーズの形成方法として、請求項１乃至４何れか記載のカラーフィルター基材へのスペーサービーズの形成方法を用いたことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。