JP2008287060A - 液晶表示パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シール材の外のスペーサを簡単に形成でき、しかも、所望の高さのスペーサを簡
単に形成でき、貼り合わせの際に基板にかかる力を揃えることができる液晶表示パネルの
製造方法を提供する。
【解決手段】第２スペーサＳＰは液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド４０からスペーサ材料Ｆ
を含む液状体を液滴Ｆｂにして吐出して形成される。第２スペーサＳＰを所望に位置に容
易に形成することができ、液滴Ｆｂの吐出量を制御するだけで、第２スペーサＳＰの高さ
を容易に調整して形成することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、液晶表示パネルの製造方法に関する。

液晶表示装置は、薄膜トランジスタが形成された素子基板と、共通電極が形成された対
向基板との間であって、シール材に囲まれた領域に液晶が封入されている。近年、液晶表
示装置において、素子基板上に形成した四角枠状のシール材に囲まれた領域に液滴吐出装
置やディスペンサーで液晶を配置した後に、同素子基板と対向基板とを貼り合わす方法が
知られている。

また、基板上に多数の素子基板（セル）を区画形成した大判のガラス基板（マザー基板
）と、同じく基板上に多数の対向基板（セル）を区画形成した大判のガラス基板（マザー
基板）とを用意し、いずれか一方のマザー基板の形成された各シール材に囲まれた領域に
液晶を配置した後、真空状態で両基板を位置合わせする。次に、大気解放して大気圧によ
って、基板間のシール材及びスペーサを圧縮する力が作用し、この状態で紫外線（ＵＶ）
を照射することにより、ＵＶ硬化性のシール材を硬化させ、両マザー基板同士を貼り合わ
る。その後、ダイシングして多数の液晶表示パネルを製造する方法も提案されている。

ところで、液晶表示パネルのセル組立方法として、真空注入方式や剛体プレスないし真
空プレス方式があるが、近年は上記した真空注入方式が主流になっている。
この真空注入方式では、シール材で囲まれていない領域は、真空となり大気圧がそのま
ま加わるのに対して、シール材で囲まれている領域は、液晶が封入され該液晶も大気圧を
受ける。つまり、シール材で囲まれている領域とシール材で囲まれていない領域とで、基
板にかかる力が異なる。基板にかかる力が異なると、セルギャップのむらが、特にシール
材近傍位置のギャップむらが発生し、表示品位を低下させる。そのため、マザー基板に加
わる力を各領域において等しい状態で貼り合わせが行われることが望ましい。

そこで、シール材で囲まれている領域に設けたスペーサと同様なスペーサを、シール材
で囲まれていない領域に設け、マザー基板に加わる力を各領域において等しくすることが
提案されている（特許文献１〜３）。
特開２００１−５１２８３号 公報 特開平９−１１３８８４号 公報 特開平６−１８９０３号 公報

ところで、特許文献１〜３は、シール材で囲まれている領域に設けたスペーサと、シー
ル材で囲まれていない領域に設けたスペーサを同じものにするとともに、高さも同じにて
いる。そのため、シール材で囲まれていない領域にダミー層（補正用膜、ダミーカラーフ
ィルタ等）を形成し、そのダミー層の上にスペーサを形成している。

しかも、シール材で囲まれている領域に設けたスペーサは、シール材で囲まれた領域よ
り内側に位置する表示部の領域部分に形成されたカラーフィルタの層であってブラックマ
トリクスに形成部分に形成している。そのため、シール材で囲まれていない領域にカラー
フィルタ層の厚さ分を補償するダミー層は、シール材で囲まれている領域とシール材で囲
まれていない領域に設けたそれぞれ設けられるスペーサの高さが同じにするようにその厚
みを揃えるようにしている。

しかしながら、スペーサの高さを揃えるために、シール材で囲まれた領域内に形成され
たスペーサに積層された各層の膜厚を考慮して、シール材で囲まれていない領域にダミー
層を形成することは、難しく限界があった。たとえば、シール材の外の領域には、引き出
し線が形成されるため、シール材で囲まれた領域と同じ膜構成とすることには、配線間の
ショート等の問題から、制約がある。また、新たにダミー層を形成することは、作業行程
の数が多くなり、スペーサ形成に手間と時間を要する問題がある。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、シール材
の外のスペーサを簡単に形成でき、しかも、所望の高さのスペーサを簡単に形成でき、貼
り合わせの際に基板にかかる力を揃えることができる液晶表示パネルの製造方法を提供す
るにある。

本発明の液晶表示パネルの製造方法は、互いに貼り合わされる２枚の基板との間に形成
された環状のシール材に囲まれた液晶配置領域に、両基板の間隔を保持する第１スペーサ
を形成するとともに、前記環状のシール材に囲まれた液晶配置領域の外に、第２スペーサ
を形成する液晶表示パネルの製造方法であって、前記第２スペーサを、液滴吐出装置の液
滴吐出ヘッドからスペーサ材料を含む液状体を液滴にして吐出して形成した。

本発明の液晶表示パネルの製造方法によれば、前記環状のシール材に囲まれた液晶配置
領域の外に形成される第２スペーサを、スペーサ材料を含む液状体を液滴にして液滴吐出
ヘッドから吐出して形成したので、所望に位置に容易に形成することができるとともに、
液滴の吐出量を制御するだけで、第１スペーサの高さと異なる高さの第２スペーサを容易
に形成することができる。そして、貼り合わせ時に、基板にかかる力を、全体に均等に揃
えて、基板の変形によるシール材近傍のギャップむらを抑えることできる。

この液晶表示パネルの製造方法において、前記第１スペーサ及び前記第２スペーサは、
同じ液滴吐出装置で形成してもよい。
この液晶表示パネルの製造方法によれば、第１スペーサの形成する工程で、第２スペー
サを形成することができるので、液晶表示パネルの生産効率を下げることなく第２スペー
サを形成することができる。

この液晶表示パネルの製造方法において、前記第２スペーサの高さは、前記第１スペー
サの高さより高く形成されてもよい。
この液晶表示パネルの製造方法によれば、液晶配置領域内の間隔は、液晶配置領域外の
間隔よりも、液晶配置領域に積層したカラーフィルタ層等の種々の膜が形成されているか
ら、その分、間隔が狭い。そして、液晶配置領域外に形成した第２スペーサの高さを、液
晶配置領域に積層した膜の厚さ分高くすることによって、第１及び第２スペーサは、同時
に、基板間に貼り合わせのためにかかる力を同時に受けることができる。

この液晶表示パネルの製造方法において、前記液滴吐出装置は、前記第１スペーサを形
成する位置に吐出する液滴の吐出量よりも、前記第２スペーサを形成する位置に吐出する
液滴の吐出量を多くしてもよい。

この液晶表示パネルの製造方法によれば、吐出量を調整するだけで、簡単に、第１スペ
ーサより高い第２スペーサを形成することができる。
この液晶表示パネルの製造方法において、前記液滴吐出ヘッドは、前記第１スペーサを
形成する位置に吐出する１回の液滴の吐出量よりも、前記第２スペーサを形成する位置に
吐出する１回の液滴の吐出量を多くしてもよい。

この液晶表示パネルの製造方法によれば、高さの異なる第１スペーサ及び第２スペーサ
の形成効率を向上させることができる。

以下、本発明を具体化した液晶パネルの製造方法の一実施形態を図１〜図１１に従って
説明する。
まず、本発明の液晶パネルの製造方法によって形成された液晶表示パネルからなる液晶
表示装置について説明する。図１は、液晶表示装置の斜視図であり、図２は、図１の２−
２線断面図である。

図１において、液晶表示装置１０の下側には、ＬＥＤなどの光源１１を有して四角板状
に形成されたエッジライト型のバックライト１２が備えられている。バックライト１２の
上方には、バックライト１２と略同じサイズに形成された四角板状の液晶表示パネル１３
が備えられている。そして、光源１１から出射される光が、液晶表示パネル１３に向かっ
て照射されるようになっている。

液晶表示パネル１３には、相対向する素子基板１４と対向基板１５が備えられている。
これら素子基板１４と対向基板１５は、図２に示すように、光硬化性樹脂からなる四角枠
状のシール材１６を介して貼り合わされている。そして、これら素子基板１４と対向基板
１５との間の間隙に、液晶１７が封入されている。

素子基板１４の下面（バックライト１２側の側面）には、偏光板や位相差板などの光学
基板１８が貼り合わされている。光学基板１８は、バックライト１２からの光を直線偏光
にして液晶１７に出射するようになっている。

素子基板１４の上面（対向基板１５側の側面：素子形成面１４ａ）には、Ｘ方向略全幅
にわたって延びる複数のデータ線Ｌｘが配列形成されている。そして、各データ線Ｌｘは
、素子基板１４のＹ方向の一側に設けられたデータ線駆動回路１９にそれぞれ電気的に接
続される。

また、対向基板１５の下面（素子基板１４側の側面：フィルタ形成面１５ａ）には、一
方向（Ｙ方向）略全幅にわったって延びる複数の光透過性の配線層（走査線Ｌｙ）が配列
形成されている。そして、各走査線Ｌｙは、シール材１６に形成した図示しない端子及び
素子基板１４の同じく図示しない上面引き回し線を介して、素子基板１４の一側に形成さ
れる走査線駆動回路２０に電気的にそれぞれ接続される。

素子形成面１４ａであって、走査線Ｌｙとデータ線Ｌｘの交差部に対応する位置には、
画素２１がマトリックス状に配列される。各画素２１には、それぞれ薄膜ダイオード（Ｔ
ｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ；ＴＦＤ）素子などの図示しない制御素子や、透明導電膜
などからなる光透過性の画素電極２２が備えられている。各ＴＦＤ素子は、いわゆるＭＩ
Ｔ構造のダイオード素子であって、一端がそれぞれ対応するデータ線Ｌｘに接続され、他
端が画素電極２２に接続されている。つまり、各画素電極２２は、ＴＦＤ素子を介して対
応するデータ線Ｌｘにそれぞれ接続されている。

そして、各ＴＦＤ素子やデータ線Ｌｘは、素子形成面１４ａに形成された複数の導電層
、絶縁層からなる形成層２３に形成されている。また、各画素電極２２は、形成層２３の
最上層に形成された絶縁層の上面に、マトリクス状に配置形成されている。

図２において、各画素２１（画素電極２２）の上側全体には、ラビング処理などによる
配向処理の施された配向膜２４が積層されている。配向膜２４は、配向性ポリイミドなど
の配向性高分子からなる薄膜パターンであって、対応する画素電極２２の近傍で、液晶１
７の配向を所定の配向に設定するようになっている。

前記対向基板１５の上面には、前記光学基板１８からの光と直交する直線偏光の光を外
方（図２における上方）に出射する偏光板２５が配設されている。対向基板１５のフィル
タ形成面１５ａであってシール材１６で囲まれた範囲よりさらに内側の表示領域全体には
、カラーフィルタ層２６が形成されている。カラーフィルタ層２６は、図３に示すように
、赤色着色層２６Ｒ、緑色着色層２６Ｇ、青色着色層２６Ｂ及び遮光層（ブラックマトリ
クス）ＢＭからなる。

赤色着色層２６Ｒ、緑色着色層２６Ｇ、青色着色層２６Ｂは、素子基板１４の画素電極
２２に相対向する位置に形成され、図４に示すように、Ｘ方向には同一色の着色層２６Ｒ
，２６Ｇ，２６Ｂが配置形成されている。また、Ｙ方向には、赤色着色層２６Ｒ、緑色着
色層２６Ｇ、青色着色層２６Ｂの順に交互に配置形成されている。遮光層（ブラックマト
リクス）ＢＭは、各着色層２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂを囲むように形成されている。

カラーフィルタ層２６には、光透過性の導電膜からなる複数の前記走査線Ｌｙが積層さ
れている。各走査線Ｌｙは、図４に示すように、Ｙ方向に交互に配置形成された赤色着色
層２６Ｒ、緑色着色層２６Ｇ、青色着色層２６Ｂを覆うようにそれぞれ形成されている。
従って、Ｙ方向に形成された各走査線Ｌｙは、互いに電気的に絶縁され、一端においてシ
ール材１６に設けた対応する端子と電気的にそれぞれ接続され、素子基板１４に形成した
面引き回し線を介して素子基板１４の走査線駆動回路２０に電気的にそれぞれ接続される
。

各走査線Ｌｙには、所定の高さの第１スペーサ２７がＹ方向に等間隔に配置形成されて
いる。第１スペーサ２７は、本実施形態では、アクリル樹脂よりなり、走査線Ｌｙであっ
て前記カラーフィルタ層２６の遮光層（ブラックマトリクス）ＢＭと相対向する位置に形
成されている。第１スペーサ２７は、何らかの要因で、素子基板１４と対向基板１５の間
隔が狭くなったとき、その先端が素子基板１４に当接し、素子基板１４と対向基板１５に
かかる力を支承する。

第１スペーサ２７を形成した各走査線Ｌｙには、ラビング処理などによる配向処理の施
された配向膜２９が積層され、走査線Ｌｙ（着色層２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ）の近傍で液
晶１７の配向を所定の配向に設定するようになっている。

そして、各走査線Ｌｙを線順次走査に基づいて１本ずつ所定のタイミングで選択すると
ともに、データ線Ｌｘからの表示データに基づくデータ信号すると、選択された走査線Ｌ
ｙに対応する各画素２１のＴＦＤ素子がオン状態になる。すると、各ＴＦＤ素子に対応す
る各画素電極２２に、対応するデータ線Ｌｘからの表示データに基づくデータ信号が出力
される。各画素電極２２にデータ信号が出力されると、各画素電極２２と走査線Ｌｙとの
間の電位差に基づいて、対応する液晶１７の配向状態が変調される。すなわち、光学基板
１８からの光の偏光状態が画素２１ごとに変調される。そして、変調された光が偏光板２
５を通過するか否かによって、表示データに基づく画像が、液晶表示パネル１３の上側に
表示される。

次に、液晶表示パネル１３の製造方法について図５に従って説明する。図５は、液晶表
示パネル１３の製造方法を説明する説明図である。
図５（ａ）に示すように、まず、２４枚（６行×４列）の対向基板１５を形成するセル
Ｓを切り出し可能にしたマザー基板ＭＡの一側面（配向膜２９側の側面：吐出面ＭＡａ）
に、各セルＳに、その表示領域にカラーフィルタ層２６を形成する。

カラーフィルタ層２６が各セルＳに形成されると、各セルＳに、光透過性の導電膜から
なる走査線Ｌｙを形成する。
走査線Ｌｙが各セルＳに形成されると、図７に示す液滴吐出装置３０を利用して、各セ
ルＳの各走査線Ｌｙ上に、第１スペーサ２７を形成する。即ち、後工程で形成されるシー
ル材１６に囲まれた領域（液晶配置領域）の内側の表示領域に、第１スペーサ２７を形成
する。

また、第１スペーサ２７を形成する際、該液滴吐出装置３０を利用して、図６に示すよ
うに、シール材１６の外、即ちシール材１６に囲まれない領域（液晶１７が封入されない
領域）に、第２スペーサＳＰを形成する。第２スペーサＳＰは、第１スペーサ２７がカラ
ーフィルタ層２６の上に形成された走査線Ｌｙの上に形成されるのに対して、対向基板１
５の下面（マザー基板ＭＡの吐出面ＭＡａ）上に形成されている。

このとき、第２スペーサＳＰは、その高さを、第１スペーサ２７の高さより高くなるよ
うに形成している。つまり、第２スペーサＳＰは、対向基板１５の下面に形成され、素子
基板１４と貼り合わされる時、その頂部が素子基板１４の素子形成面１４ａと当接する。
これに対して、第１スペーサ２７は、カラーフィルタ層２６の上に形成された走査線Ｌｙ
の上に形成され、素子基板１４と貼り合わされる時、その頂部が素子基板１４に形成した
配向膜２４と当接する。

従って、素子基板１４と対向基板１５が貼り合わされたとき、第２スペーサＳＰが形成
されるシール材１６に囲まれない領域の基板１４，１５間の間隔Ｄ２は、シール材１６に
囲まれた領域（表示領域）の基板１４，１５間の間隔Ｄ１より大きい。つまり、カラーフ
ィルタ層２６の厚さ、走査線Ｌｙの厚さ、形成層２３の厚さ及び配向膜２４の厚さ分、間
隔Ｄ２は間隔Ｄ１より大きい。そして、両基板１４，１５が貼り合わされるとき、第１ス
ペーサ２７と第２スペーサＳＰが、同じタイミングでもって、素子基板１４からの力を受
けるため、第２スペーサＳＰの高さを、カラーフィルタ層２６の厚さ、走査線Ｌｙの厚さ
、形成層２３の厚さ及び配向膜２４の厚さ分、第１スペーサ２７より高く形成されている
。これによって、両基板１４，１５が貼り合わされるとき、第１スペーサ２７と第２スペ
ーサＳＰは、同時に素子基板１４と当接する。

第１スペーサ２７及び第２スペーサＳＰは、液滴吐出装置３０が前記所定位置に、スペ
ーサ材料Ｆからなる液滴Ｆｂ（図８参照）を吐出することによって形成される。高さの相
違する第１スペーサ２７及び第２スペーサＳＰは、本実施形態では、液滴吐出装置３０か
ら吐出する１回の液滴Ｆｂの吐出量を変更することによって実現している。つまり、液滴
吐出装置３０は、液滴Ｆｂの吐出量を多くすることによって、高い第２スペーサＳＰを形
成し、吐出量を少なくすることで、低い第１スペーサ２７を形成する。

各セルＳの各走査線Ｌｙに第１スペーサ２７、吐出面ＭＡａに第２スペーサＳＰが形成
されると、各セルＳの各走査線Ｌｙに配向膜２９を形成する。そして、各セルＳの各走査
線Ｌｙに配向膜２９が形成されると、配向膜２９に対してラビング処理される。

ラビング処理された配向膜２９が形成されると、図５（ｂ）に示すように、各セルＳに
対して、液滴吐出装置又はディスペンサーを利用してシール材１６を形成する。すなわち
、吐出面ＭＡａに形成された各セルＳに対応する領域の外縁に、前記表示領域を囲むよう
にそれぞれ紫外線光硬化性樹脂からなる四角枠状にシール材１６が形成され、そのシール
材１６に囲まれた範囲を液晶配置領域Ｚとしている。

各シール材１６を形成すると、液滴吐出装置（図示せず）を利用して、各シール材１６
で囲まれた配置領域Ｚに、液晶材料からなる液滴を吐出する。そして、配置領域Ｚに着弾
した各液滴を接合し、所定容量の液晶材料からなる液状膜を各配置領域Ｚ内に形成する。

各配置領域Ｚに液晶材料の液状膜ＬＦを形成すると、マザー基板ＭＡを減圧雰囲気内に
搬送し、マザー基板ＭＡの吐出面ＭＡａ側に、図５（ｂ）に示すように、２４枚（６行×
４列）の素子基板１４を切出し可能にしたマザー基板ＭＢを位置合わせし重ね合わせる。
マザー基板ＭＡにマザー基板ＭＢを重ね合わせると、マザー基板ＭＡ及びマザー基板ＭＢ
を大気開放する。このとき、大気解放して大気圧によって、基板ＭＡ，ＭＢに圧縮する力
が作用する。この力を、シール材１６で囲まれている領域は、封入された液晶１７と第１
スペーサ２７は受け止め、シール材１６で囲まれていない領域は、第２スペーサＳＰが受
け止める。従って、第１スペーサ２７と第２スペーサＳＰは、同時に、マザー基板ＭＢに
当接し、同マザー基板ＭＢからの力を受け止める。その結果、基板ＭＡ，ＭＢ全体に加わ
る力は全範囲で等しく受け止められる。

加わる力を基板ＭＡ，ＭＢ全範囲で等しく受け止めることから、基板ＭＡ，ＭＢの局所
部分に大きな力が加わって基板ＭＡ，ＭＢを湾曲させて、セルギャップのむらを発生させ
ることいったことがない。

そして、大気解放してマザー基板ＭＡとマザー基板ＭＢが各シール材１６を介して貼り
合わさった状態で、各セルＳのシール材１６に紫外線を照射して同シール材１６を硬化し
、各配置領域Ｚ内に液晶材料を封入する。液晶材料（液晶１７）を封入すると、マザー基
板ＭＡ及びマザー基板ＭＢをダイシングすることによって、複数の液晶表示パネル１３が
できあがる。

次に、第１スペーサ２７及び第２スペーサＳＰを形成するための液滴吐出装置３０を説
明する。
図７は、第１スペーサ２７及び第２スペーサＳＰを形成するための液滴吐出装置３０を
説明する全体斜視図である。図７において、液滴吐出装置３０は、直方体形状に形成され
た基台３１を有している。基台３１の上面には、その長手方向（Ｘ方向）に沿って延びる
一対の案内溝３２が形成されている。案内溝３２の上方には、案内溝３２に沿ってＸ方向
及び反Ｘ方向に移動するステージ３３が備えられている。

ステージ３３の上面には、載置部３４が形成されて、対向基板１５側のマザー基板ＭＡ
を載置する。載置部３４は、吐出面ＭＡａを上にした状態でマザー基板ＭＡをステージ３
３に対して位置決め固定して、マザー基板ＭＡをＸ方向及び反Ｘ方向に搬送する。載置部
３４に載置されるマザー基板ＭＡは、各セルＳに走査線Ｌｙまでが形成されている。以下
、説明の便宜上、マザー基板ＭＡに形成した走査線Ｌｙと直交する方向をＸ方向とし、マ
ザー基板ＭＡに形成した走査線Ｌｙが延びる方向をＹ方向とする。

基台３１には、Ｘ方向と直交する方向（Ｙ方向）に跨ぐ門型のガイド部材３５が架設さ
れている。ガイド部材３５の上側には、Ｘ矢印方向に延びるタンク３６が配設され、その
タンク３６にはスペーサ材料Ｆ（図８参照）が収納されている。スペーサ材料Ｆは、本実
施形態ではアクリル樹脂を溶剤にて所望の粘性にした液状体で構成されている。

そのタンク３６に収容されたスペーサ材料Ｆは、該タンク３６に接続された供給チュー
ブＴ（図８参照）を介して液滴吐出ヘッド４０に所定の圧力で供給されるようになってい
る。そして、液滴吐出ヘッド４０に供給されたスペーサ材料Ｆは、該液滴吐出ヘッド４０
から液滴Ｆｂとなってマザー基板ＭＡに向かって吐出されるようになっている。

ガイド部材３５には、そのＸ方向略全長にわたって、Ｘ方向に延びる上下一対のガイド
レール３７が形成されている。上下一対のガイドレール３７には、キャリッジ３８が取り
付けられている。キャリッジ３８は、ガイドレール３７に案内されてＸ方向及び反Ｘ方向
に移動する。キャリッジ３８には、液滴吐出ヘッド４０が搭載されている。

図８（ａ）（ｂ）は液滴吐出ヘッド４０の要部断面図を示す。図９は液滴吐出ヘッド４
０とキャリッジ３８の取付状態を説明するための斜視図を示す。
図８に示すように、液滴吐出ヘッド４０は、吐出ヘッド本体４０ａがＸ方向に長い直方
体形状であって、その上面４０ｂに図示しないポートが設けられている。ポートは、供給
チューブＴが連結され、タンク３６に収容されたスペーサ材料Ｆを吐出ヘッド本体４０ａ
内に供給する。

また、吐出ヘッド本体４０ａの上部側面には、フランジ４０ｃが形成されている。そし
て、吐出ヘッド４０は、キャリッジ３８の支持板３９に形成したＸ方向に長い長方形の貫
通穴３９ａに対して上方から貫挿させる。このとき、吐出ヘッド４０に形成したフランジ
４０ｃは、抜け止めの役目を果たすとともに、図示しない、ネジ等で支持板３９と連結固
定される連結部の役目を果たす。つまり、吐出ヘッド４０は、支持板３９に形成した貫通
穴３９ａを上方（Ｚ方向）から貫挿させてフランジ４０ｃをネジ（図示せず）で支持板３
９に固定することによって、キャリッジ３８に取着される。尚、支持板３９は、本実施形
態では、ステンレスにて形成されている。

キャリッジ３８の支持板３９から突出した吐出ヘッド本体４０ａの下側には、ノズルプ
レート４１が固着させている。ノズルプレート４１は、図８に示すように、その下面（ノ
ズル形成面４１ａ）がマザー基板ＭＡの吐出面ＭＡａと略平行に形成されている。ノズル
プレート４１は、マザー基板ＭＡが液滴吐出ヘッド４０の直下に位置するとき、ノズル形
成面４１ａとマザー基板ＭＡの吐出面ＭＡａとの間の距離（プラテンギャップ）を所定の
距離に保持する。

図９において、ノズル形成面４１ａには、Ｙ方向に沿って配列された複数のノズルＮか
らなる一対のノズル列が形成されている。一対のノズル列には、それぞれ１インチ当たり
に１８０個のノズルＮが形成されている。なお、図９では、説明の都合上、一列当り数を
省略して記載している。一対のノズル列では、Ｙ方向から見て、一方のノズル列の各ノズ
ルＮが、他方のノズル列の各ノズルＮの間を補間する。すなわち、液滴吐出ヘッド４０は
、Ｙ方向に、１インチ当りに１８０個×２＝３６０個のノズルＮを有する（最大解像度が
３６０ｄｐｉである）。

図８に示すように、各ノズルＮの上側には、供給チューブＴに連通するキャビティ４２
が形成されている。キャビティ４２は、タンク３６からのスペーサ材料Ｆを、供給チュー
ブＴを介して収容し、対応するノズルＮにスペーサ材料Ｆを供給する。キャビティ４２の
上側には、上下方向に振動してキャビティ４２内の容積を拡大及び縮小する振動板４３が
接着剤にて貼り付けられている。振動板４３の上側には、ノズルＮに対応する圧電素子Ｐ
Ｚが配設されている。圧電素子ＰＺは、上下方向に収縮及び伸張して振動板４３を上下方
向に振動させる。この上下方向に振動する振動板４３によって、スペーサ材料Ｆを所定サ
イズの液滴Ｆｂにして対応するノズルＮから吐出させる。吐出された液滴Ｆｂは、対応す
るノズルＮのＺ方向に飛行して、マザー基板ＭＡの吐出面ＭＡａに着弾する。着弾した液
滴Ｆｂは、溶剤が気化しスペーサ材料Ｆのアクリル樹脂が固化する。

このとき、図８（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド４０の直下を主走査方向にマザー
基板ＭＡが移動するとき、マザー基板ＭＡの各セルＳに形成された走査線Ｌｙの所定位置
に対して順番に、液滴吐出ヘッド４０から第１スペーサ２７を形成するための液滴Ｆｂが
吐出される。一方、図８（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッド４０の直下を主走査方向に
マザー基板ＭＡが移動するとき、マザー基板ＭＡの後工程で形成される各セルＳのシール
材１６によって囲まれない領域の所定位置に対して順番に、液滴吐出ヘッド４０から第２
スペーサＳＰを形成するための液滴Ｆｂが吐出される。

そして、本実施形態では、図１０に破線矢印で示す順番で、マザー基板ＭＡの所定位置
に液滴Ｆｂを吐出して、アクリル樹脂よりなる柱状の第１スペーサ２７及び第２スペーサ
ＳＰを配置形成するようになっている。

そして、本実施形態では、前記したように、マザー基板ＭＡに配置するスペーサ材料Ｆ
の量は、第１スペーサ２７を形成するときと、第２スペーサＳＰを形成するときとで相違
させている。つまり、第２スペーサＳＰを形成する時は吐出量を多くし、第１スペーサ２
７を形成する時は吐出量を少なくしている。

支持板３９から突出した吐出ヘッド本体４０ａのＸ方向及び反Ｘ方向の側面には、加熱
手段としてのカートリッジヒータＨが、面接触して取着されている。カートリッジヒータ
Ｈは、キャビティ４２内のスペーサ材料Ｆを目標温度（本実施形態では、７０℃）になる
ように加熱して、低粘度化（本実施形態では、粘度を２０ｃｐｓに低下）する。カートリ
ッジヒータＨは、アルミ板に貫通穴を形成しその貫通穴に電流を流すことによって発熱す
る発熱体を挿入した構成であって、その発熱体の発熱によって、スペーサ材料Ｆを加熱す
る。

また、吐出ヘッド本体４０ａのＹ方向側の側面には、図９に示すように、温度検出セン
サＳＥが取着され、液滴吐出ヘッド４０を介してキャビティ４２に収容されたスペーサ材
料Ｆの温度を検出するようになっている。

さらに、図７に示すように、ステージ３３の反Ｙ方向側には、待機ステージ４５が設け
られている。待機ステージ４５は、その上面４５ａが四角形状をなし、その直上位置に、
液滴吐出ヘッド４０が、対向配置されるようになっている。ここで、この液滴吐出ヘッド
４０がステージ３３の反Ｙ方向側に設けた待機ステージ４５に位置する位置を待機位置と
いう。尚、本実施形態では、待機ステージ４５は、液滴吐出ヘッド４０のノズルプレート
４１と待機ステージ４５の上面４５ａとの間隔が、該ノズルプレート４１とステージ３３
に載置されたマザー基板ＭＡと同じ間隔となるように高さ調整がなされている。

次に、上記のように構成した液滴吐出装置３０の電気的構成を図１１に従って説明する
。
図１１において、制御装置５０は、ＣＰＵ５０Ａ、ＲＯＭ５０Ｂ、ＲＡＭ５０Ｃ等を有
している。制御装置５０は、格納された各種データ及び各種制御プログラムに従って、ス
テージ３３の搬送処理、キャリッジ３８の搬送処理、液滴吐出ヘッド４０の液滴吐出処理
を実行する。また、制御装置５０は、同様に、カートリッジヒータＨの駆動制御を実行す
る。

制御装置５０には、各種操作スイッチとディスプレイを有した入出力装置５１が接続さ
れている。入出力装置５１は、液滴吐出装置３０が実行する各種処理の処理状況を表示す
る。入出力装置５１は、マザー基板ＭＡ上に液滴Ｆｂでパターンを形成するためのビット
マップデータＢＤを生成し、そのビットマップデータＢＤを制御装置５０に入力する。

ビットマップデータＢＤは、各ビットの値（０あるいは１）に応じて各圧電素子ＰＺの
オンあるいはオフを規定したデータである。ビットマップデータＢＤは、液滴吐出ヘッド
４０（各ノズルＮ）の通過する各シール材１６で囲まれた配置領域Ｚに第１スペーサ２７
及び各シール材１６で囲まれていない領域に第２スペーサＳＰをそれぞれ形成させるため
の液滴Ｆｂを吐出するか否かを規定したデータである。

すなわち、ビットマップデータＢＤは、第１スペーサ２７又は第２スペーサＳＰが形成
されるマザー基板ＭＡの所定の目標位置に、予め定めたスペーサ材料Ｆの量を液滴Ｆｂに
して吐出させるためのデータである。つまり、ノズルＮの直下に、図８（ａ）に示すよう
に、第１スペーサ２７を形成する目標位置が通過する時には、液滴Ｆｂを吐出させその吐
出量が少なくなるように、また、ノズルＮの直下に、図８（ｂ）に示すように、第２スペ
ーサＳＰを形成する目標位置が通過する時には、液滴Ｆｂを吐出させその吐出量が多くな
るように、その吐出量が調整されたデータである。

従って、吐出量の多い液滴Ｆｂで形成された第２スペーサＳＰの高さは、吐出量の少な
い液滴Ｆｂで形成された第２スペーサＳＰの高さより吐出量が多い分、高くなり、第１ス
ペーサ２７と第２スペーサＳＰの高さを相違させることにより、貼り合わせの時、同時に
素子基板１４（マザー基板ＭＢ）に当接するようになっている。そして、本実施形態では
第１スペーサ２７と第２スペーサＳＰの形成のために液滴吐出ヘッド４０から吐出される
液滴Ｆｂの吐出量は、予め実験や試験等で求めている。

また、本実施形態では、この第１スペーサ２７及び第２スペーサＳＰの配置パターンは
、予め実験や試験等で求めている。そして、その求めた配置パターンからビットマップデ
ータＢＤが作成される。

制御装置５０には、Ｘ軸モータ駆動回路５２が接続されている。制御装置５０は、駆動
制御信号をＸ軸モータ駆動回路５２に出力する。Ｘ軸モータ駆動回路５２は、制御装置５
０からの駆動制御信号に応答して、ステージ３３を移動させるためのＸ軸モータＭＸを正
転又は逆転させる。制御装置５０には、Ｙ軸モータ駆動回路５３が接続されている。制御
装置５０は、駆動制御信号をＹ軸モータ駆動回路５３に出力する。Ｙ軸モータ駆動回路５
３は、制御装置５０からの駆動制御信号に応答して、キャリッジ３８を移動させるための
Ｙ軸モータＭＹを正転又は逆転させる。

制御装置５０には、ヘッド駆動回路５４が接続されている。制御装置５０は、所定の吐
出周波数に同期させた吐出タイミング信号ＬＴをヘッド駆動回路５４に出力する。制御装
置５０は、各圧電素子ＰＺを駆動させ液滴Ｆｂの吐出量を制御する駆動電圧ＣＯＭを吐出
周波数に同期させてヘッド駆動回路５４に出力する。

制御装置５０は、ビットマップデータＢＤを利用して所定の周波数に同期したパターン
形成用制御信号ＳＩを生成し、パターン形成用制御信号ＳＩをヘッド駆動回路５４にシリ
アル転送する。ヘッド駆動回路５４は、制御装置５０からのパターン形成用制御信号ＳＩ
を各圧電素子ＰＺに対応させて順次シリアル／パラレル変換する。また、ヘッド駆動回路
５４は、制御装置５０からの吐出タイミング信号ＬＴを受けるたびに、シリアル／パラレ
ル変換したパターン形成用制御信号ＳＩをラッチし、パターン形成用制御信号ＳＩによっ
て選択される圧電素子ＰＺにそれぞれ駆動電圧ＣＯＭを供給する。

制御装置５０には、カートリッジヒータ駆動回路５５が接続されている。制御装置５０
は、カートリッジヒータ駆動回路５５に駆動制御信号を出力する。カートリッジヒータ駆
動回路５５は、制御装置５０からの駆動制御信号に応答して、カートリッジヒータＨを駆
動制御する。そして、液滴吐出ヘッド４０に設けたカートリッジヒータＨは、液滴吐出ヘ
ッド４０内のスペーサ材料Ｆを予め定めた目標温度になるように加熱する。

制御装置５０には、温度検出センサＳＥが接続されている。制御装置５０は、温度検出
センサＳＥからの検出信号を入力して、その時々の液滴吐出ヘッド４０内のスペーサ材料
Ｆの温度を求めるようになっている。制御装置５０は、求めたスペーサ材料Ｆの温度と前
記予め設定した目標温度と比較し、スペーサ材料Ｆの温度が目標温度になるように、カー
トリッジヒータＨを駆動制御するようになっている。

次に、上記液滴吐出装置３０を利用してマザー基板ＭＡの各セルＳに、第１スペーサ２
７及び第２スペーサＳＰを形成する方法について説明する。
いま、図７に示すように、液滴吐出ヘッド４０は、ステージ３３から離間した反Ｙ矢印
方向の待機位置で待機している。この待機状態において、制御装置５０は、温度検出セン
サＳＥからの検出信号を入力し、液滴吐出ヘッド４０内のスペーサ材料Ｆが目標温度にな
るように、カートリッジヒータ駆動回路５５を介してカートリッジヒータＨを駆動して、
加熱制御している。

また、マザー基板ＭＡの各セルＳに、第１スペーサ２７及び第２スペーサＳＰを形成す
るためのビットマップデータＢＤが入出力装置５１から制御装置５０に入力されている。
従って、制御装置５０は、入出力装置５１からのビットマップデータＢＤを格納している
。

そして、マザー基板ＭＡをステージ３３に載置する。このとき、マザー基板ＭＡは、ス
テージ３３の載置部３４上の反Ｘ矢印方向側に配置され、入出力装置５１から、制御装置
５０へ作業開始の指令信号が出力される。

制御装置５０は、Ｙ軸モータ駆動回路５３を介してＹ軸モータＭＹを駆動して液滴吐出
ヘッド４０を待機位置からＹ矢印方向に移動させる。そして、液滴吐出ヘッド４０が、マ
ザー基板ＭＡの最も反Ｙ矢印方向側にある各セルＳがその直下をＸ矢印方向に通過する位
置まで移動すると、制御装置５０は、Ｙ軸モータ駆動回路５３を介してＹ軸モータＭＹを
停止させるとともに、Ｘ軸モータ駆動回路５２を介してＸ軸モータＭＸを駆動して、マザ
ー基板ＭＡをＸ矢印方向移動させる。

マザー基板ＭＡをＸ矢印方向に移動させると、制御装置５０は、ビットマップデータＢ
Ｄに基づいてパターン形成用制御信号ＳＩを生成して、パターン形成用制御信号ＳＩと駆
動電圧ＣＯＭをヘッド駆動回路５４に出力する。すなわち、制御装置５０は、ヘッド駆動
回路５４を介して各圧電素子ＰＺを駆動制御して、各セルＳの各走査線Ｌｙの目標位置が
液滴吐出ヘッド４０の直下を通過するとき、当該セルＳに対応する第１スペーサ２７又は
第２スペーサＳＰを形成するために選択されたノズルＮから第１スペーサ２７又は第２ス
ペーサＳＰに応じた吐出量の液滴Ｆｂを吐出させる。

そして、各セルＳの走査線Ｌｙには、図３及び図８（ａ）に示すように、第１スペーサ
２７が形成され、シール材１６が形成される外側には、図６及び図８（ｂ）に示すように
、第２スペーサＳＰが形成される。

マザー基板ＭＡの最も反Ｙ矢印方向側にある各セルＳへの第１スペーサ２７及び第２ス
ペーサＳＰが終了すると、制御装置５０は、Ｘ軸モータＭＸを停止させるとともに、Ｙ軸
モータＭＹを駆動して液滴吐出ヘッド４０を、マザー基板ＭＡの次の反Ｙ矢印方向側にあ
る各セルＳが、その直下を反Ｘ矢印方向に通過する位置まで、移動（フィード）させる。

液滴吐出ヘッド４０がフィードされると、制御装置５０は、Ｘ軸モータＭＸを駆動して
、ステージ３３を反Ｘ矢印方向に移動（スキャン）させる。ステージ３３の反Ｘ矢印方向
に移動を開始させると、制御装置５０は、ビットマップデータＢＤに基づいてパターン形
成用制御信号ＳＩを生成して、パターン形成用制御信号ＳＩと駆動電圧ＣＯＭをヘッド駆
動回路５４に出力する。すなわち、制御装置５０は、ヘッド駆動回路５４を介して各圧電
素子ＰＺを駆動制御して、各セルＳの第１スペーサ２７及び第２スペーサＳＰを形成する
ための目標位置が液滴吐出ヘッド４０の直下を通過するとき、当該セルＳに対応する第１
スペーサ２７及び第２スペーサＳＰを形成するために選択されたノズルＮから第１スペー
サ２７又は第２スペーサＳＰに応じた吐出量の液滴Ｆｂを吐出させる。

以後、同様な動作を繰り返して、マザー基板ＭＡの全てのセルＳに第１スペーサ２７又
は第２スペーサＳＰを形成して、一つのマザー基板ＭＡに対する各セルＳへのスペーサ材
料Ｆの供給が完了する。

以後前記したように、各セルＳにシール材１６を形成した後、液晶材料を各セルＳに形
成したシール材１６に囲まれた領域（配置領域Ｚ）に配置した後、このマザー基板ＭＡと
素子基板１４を切出し可能にしたマザー基板ＭＢを、減圧した雰囲気で位置合わせし重ね
合わせ、大気解放して両基板ＭＡ，ＭＢを貼り合わせる。そして、大気解放してマザー基
板ＭＡとマザー基板ＭＢが各シール材１６を介して貼り合わさった状態で、各セルＳのシ
ール材１６に紫外線を照射して同シール材１６を硬化させ、各配置領域Ｚ内に液晶材料を
封入させた後、マザー基板ＭＡ及びマザー基板ＭＢをダイシングすることによって、複数
の液晶表示パネル１３ができあがる。

次に、上記のように構成した実施形態の効果を以下に記載する。
（１）上記実施形態によれば、シール材１６で囲まれている領域に第１スペーサ２７を
形成するとともに、シール材１６で囲まれていない領域に、第２スペーサＳＰを形成した
。そして、第２スペーサＳＰの高さを、カラーフィルタ層２６の厚さ、走査線Ｌｙの厚さ
、形成層２３の厚さ及び配向膜２４の厚さ分、第１スペーサ２７より高く形成した。従っ
て、両基板１４，１５が貼り合わされるとき、第１スペーサ２７と第２スペーサＳＰは、
同時に素子基板１４と当接する。その結果、マザー基板ＭＡとマザー基板ＭＢを貼り合わ
せるとき、第１スペーサ２７と第２スペーサＳＰは、同時に、マザー基板ＭＢに当接し、
同マザー基板ＭＢからの力を受け止める。その結果、マザー基板ＭＡ，ＭＢ全体に加わる
力は全範囲で等しく受け止めることから、マザー基板ＭＡ，ＭＢの局所部分に大きな力が
加わって基板ＭＡ，ＭＢを湾曲させて、シール材１６近傍のセルギャップのむらを発生さ
せることいったことがない。

（２）上記実施形態によれば、第２スペーサＳＰを液滴吐出装置３０の液滴吐出ヘッド
４０からスペーサ材料Ｆを含む液状体を液滴Ｆｂにして吐出して形成したので、第２スペ
ーサＳＰを所望に位置に容易に形成することができる。しかも、液滴Ｆｂの吐出量を制御
するだけで、第２スペーサＳＰの高さを容易に調整して形成することができる。

（３）上記実施形態によれば、第１スペーサ２７と第２スペーサＳＰを、同じ液滴吐出
装置３０で形成した。つまり、第１スペーサ２７の形成する工程ときに、第２スペーサＳ
Ｐを形成することができるので、液晶表示パネル１３の生産効率を下げることなく第２ス
ペーサを形成することができる。

しかも、液滴吐出ヘッド４０は、第１スペーサ２７と第２スペーサＳＰを形成する際に
、１回の液滴Ｆｂの吐出量を変更して、高さの異なる第１スペーサ２７と第２スペーサＳ
Ｐを形成するようにしたので、さらに液晶表示パネル１３の生産効率を上げることができ
る。

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、液滴吐出ヘッド４０から吐出する液滴Ｆｂを吐出量を変更して高
さの異なる第１スペーサ２７と第２スペーサＳＰを形成することがでるようにした。これ
を、吐出量は常に一定として、吐出回数を変更することによって、第１スペーサ２７と高
さの異なる第２スペーサＳＰを形成するようにして実施してもよい。この場合、液滴吐出
ヘッド４０（圧電素子ＰＺ）に対しての制御量が簡単となり液滴吐出装置３０の液滴吐出
ヘッド４０に対する制御が容易となる。

○上記実施形態では、第１スペーサ２７を液滴吐出ヘッド４０から吐出する液滴Ｆｂで
形成したが、第１スペーサ２７は、フォトリソ技術で形成し、第２スペーサＳＰのみを液
滴吐出ヘッド４０から吐出する液滴Ｆｂで形成してもよい。

○上記実施形態では、第１スペーサ２７を液滴吐出ヘッド４０から吐出する液滴Ｆｂで
柱状に形成した。第１スペーサ２７を、微粒子とし、シール材１６に囲まれた範囲に散布
するようにして実施してもよい。

○上記実施形態では、スペーサ材料Ｆをアクリル樹脂に溶剤を加えた液状体であったが
、液滴吐出ヘッド４０から液滴Ｆｂとして吐出できるものであって固化してスペーサの役
目を果たす材料であればなんでもよい。

○上記実施形態では、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）素子を備えたアクティブマトリクス型
の液晶表示パネルに具体化した。これを、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を備えたアク
ティブマトリクス型の液晶表示パネルに具体化してもよい。

○上記実施形態では、液滴吐出手段を、圧電素子駆動方式の液滴吐出ヘッド４０に具体
化した。これに限らず、液滴吐出ヘッド４０を、抵抗加熱方式や静電駆動方式の吐出ヘッ
ドに具体化してもよい。

液晶表示装置の斜視図。 液晶表示装置の２−２線断面図。 液晶表示装置の表示領域の要部断面図。 液晶表示パネルの対向基板の要部斜視図。 （ａ）は対向基板側のマザー基板の正面図、（ｂ）はマザー基板同士の貼り合わせを説明する説明斜視図。 対向基板側のマザー基板に形成された第１スペーサと第２スペーサを説明する要部断面図。 液滴吐出装置の全体斜視図。 （ａ）第１スペーサ形成時の液滴吐出ヘッドの要部断面図、（ｂ）第２スペーサ形成時の液滴吐出ヘッドの要部断面図。 液滴吐出ヘッドを下側から見た図。 液滴吐出ヘッドの移動軌跡を説明する説明図。 液滴吐出装置の電気回路。

符号の説明

１０…液晶表示装置、１３…液晶表示パネル、１４…素子基板、１５…対向基板、１６
…シール材、１７…液晶、２３…形成層、２４…配向膜、２６…カラーフィルタ層、２７
…第１スペーサ、３０…液滴吐出装置、４０…液滴吐出ヘッド、５０…制御装置、Ｄ１，
Ｄ２…間隔、Ｆ…スペーサ材料、Ｆｂ…液滴、ＭＡ，ＭＢ…マザー基板、ＳＰ…第２スペ
ーサ、Ｚ…液晶配置領域。

Claims (5)

1. 互いに貼り合わされる２枚の基板との間に形成された環状のシール材に囲まれた液晶配置
   領域に、両基板の間隔を保持する第１スペーサを形成するとともに、前記環状のシール材
   に囲まれた液晶配置領域の外に、第２スペーサを形成する液晶表示パネルの製造方法であ
   って、
   前記第２スペーサを、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドからスペーサ材料を含む液状体を
   液滴にして吐出して形成したことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
2. 請求項１に記載の液晶表示パネルの製造方法において、
   前記第１スペーサ及び前記第２スペーサは、同じ液滴吐出装置で形成したことを特徴と
   する液晶表示パネルの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の液晶表示パネルの製造方法において、
   前記第２スペーサの高さは、前記第１スペーサの高さより高く形成されることを特徴と
   する液晶表示パネルの製造方法。
4. 請求項３に記載の液晶表示パネルの製造方法において、
   前記液滴吐出装置は、前記第１スペーサを形成する位置に吐出する液滴の吐出量よりも
   、前記第２スペーサを形成する位置に吐出する液滴の吐出量を多くしたことを特徴とする
   液晶表示パネルの製造方法。
5. 請求項４に記載の液晶表示パネルの製造方法において、
   前記液滴吐出ヘッドは、前記第１スペーサを形成する位置に吐出する１回の液滴の吐出
   量よりも、前記第２スペーサを形成する位置に吐出する１回の液滴の吐出量を多くしたこ
   とを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。

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