JP2008287062A - 液晶パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高さの異なるスペーサを簡単に形成でき、所望のスペーサの変位に対するスペー
サの応力を種々得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】対向基板に形成された各走査線Ｌｙには、液滴吐出装置を利用して高さが相
違する第１スペーサ２７と第２スペーサ２８がＹ方向に交互に配置形成されている。第１
スペーサ２７及び第２スペーサ２８は、走査線Ｌｙであってカラーフィルタ層２６の遮光
層ＢＭと相対向する位置に形成されている。高さの相違する第１スペーサ２７及び第２ス
ペーサ２８は、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッド４０から吐出するスペーサ材料の液滴Ｆｂ
の吐出量を多くすることによって、第１スペーサ２７が形成され、反対に吐出量を少なく
することで、第２スペーサ２８が形成される。
【選択図】図８

Description

本発明は、液晶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。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（マザーガラ
ス基板）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（
マザーガラス基板）とを用意し、いずれか一方のマザーガラス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、その両マザーガラス基板同士を貼り合わせ、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、液晶表示パネルのシール材で囲まれた領域内には、基板間のセルギャップを
保持するために、スペーサが形成されている。
このスペーサには、粒子状のスペーサと、柱状のスペーサがある。

微粒子状のスペーサは、樹脂性の微粒子（樹脂ボール）を、シール材に囲まれた領域に
多数ばらまき配置したものである。一方、柱状のスペーサは、シール材で囲まれた領域よ
り内側の表示部の領域部分の対向基板にフォトリソグラフィ技術で形成したものである。
詳述すると、対向基板の表示部の領域に形成されたカラーフィルタの層であってブラック
マトリクス形成部分に柱状のスペーサを形成している。

これらスペーサは、外気の温度によって、液晶の体積が減少したりすることによって、
両基板が接近する方向に力が加わる。この力は、小さな力であって、表示部全体に加わる
。スペーサはこの小さな力に対して緩やかに受け止めてその接近を抑える働きを必要とす
る。一方、スペーサは、指等で表示部を局所的強く押された時、その大きな力に対し、強
く反発して両基板の接触を抑える基板に形成された配向膜の損傷を防ぐ働きが要求されて
いる。

つまり、スペーサの変位に対するスペーサの応力が、スペーサは、同スペーサの変位量
が小さければ小さいほど相乗的に反発力が小さくなり、反対に、変位量が大きくなればな
るほど相乗的に反発力が大きくなることが好ましい。

そこで、これを実現するために、ブラックマトリクス部分に形成されるスペーサについ
て、高さの異なる２種類のスペーサを形成したものが提案されている（例えば、特許文献
１）。詳述すると、小さな力が加えられた時には、背の低いスペーサは、背が低いため、
基板と当接しないので、背の高いスペーサのみがこれを受けてことから、変位量が小さけ
れば小さな反発力（応力）を得る。そして、大きな力が加わると、基板の大きく凹むため
低いスペーサも当接し、高いスペーサとともに力を受けることから、変位量が大きくなれ
ば大きな反発力（応力）を得るようにしている。

このスペーサの形成方法は、ブラックマトリクス（遮光膜）で囲まれた部分にカラーフ
ィルタの着色層を囲むブラックマトリクスの箇所にフォトリソグラフィ技術でスペーサを
形成することによって、高さの異なるスペーサを形成している。

また、このスペーサの別の形成方法では、ブラックマトリクス（遮光膜）で囲まれた部
分にカラーフィルタを形成する際に、ブラックマトリクスの一部分にカラーフィルタ層を
被覆形成する。そして、ブラックマトリクス部分であって、カラーフィルタ層が形成され
た箇所と、カラーフィルタ層が形成させてない箇所にそれぞれ、同時にフォトリソグラフ
ィ技術でスペーサを形成することによって、高さの異なるスペーサを形成している。
特開２００５−１６５２８０号 公報

しかしながら、前者の２種類のスペーサの形成方法では、フォトリソグラフィ技術で行
うため、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していた。一方、後者
の製造方法においては、作業工程は減るものの、カラーフィルタの膜厚によって、その高
さが一義的に決まってしまい、所望のスペーサの変位に対するスペーサの応力を種々得る
ことには限界があった。

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、高さの異
なるスペーサを簡単に形成でき、所望のスペーサの変位に対するスペーサの応力を種々得
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、２枚の基板との間に形成された環状のシール材
に囲まれた領域に、液晶が封入されるとともに、両基板の間隔を保持する高さの異なる複
数のスペーサが形成された液晶表示パネルの製造方法であって、前記２枚の基板のいずれ
か一方の基板に、高さの異なる複数のスペーサを、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、任意の位置に液滴吐出ヘッドを配置し液
滴を吐出するだけでスペーサが形成されることから、スペーサの形成行程が短時間で完了
し、液晶表示パネルの生産効率を向上させることができる。

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から吐出する１回の液滴
の吐出量を変更することによって、高さの異なる複数のスペーサを形成してもよい。
この液晶表示パネルの製造方法によれば、それぞれのスペーサを形成するに際してそれ
ぞれ吐出量を変更するだけで、任意の高さのスペーサを容易に形成することができる。し
かも、液滴吐出ヘッドの１回の吐出動作で異なる複数のスペーサを形成することができる
ので、シール材に囲まれた領域に形成する高さの異なる複数のスペーサを短時間に形成す
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から吐出する液滴の吐出
回数を変更することによって、高さの異なる複数のスペーサを形成してもよい。
この液晶表示パネルの製造方法によれば、それぞれのスペーサを形成するに際してそれ
ぞれ吐出回数を変更するだけで、任意の高さのスペーサを容易に形成することができる。
しかも、同じ吐出量の液滴の吐出回数を制御するだけで、異なる複数のスペーサを形成す
ることができるので、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドに対する制御が容易となる。

この液晶表示パネルの製造方法において、前記高さの異なる複数のスペーサは、カラー
フィルタ層が形成された基板であって、カラーフィルタ層の遮光層に対応する位置に形成
してもよい。

この液晶表示パネルの製造方法によれば、スペーサは、カラーフィルタ層の遮光層に対
応する位置に形成したので、各画素の開口率を低下させず表示品位を低下させない。
この液晶表示パネルの製造方法において、前記高さの異なる複数のスペーサは、等間隔
に交互に配置形成してもよい。

この液晶表示パネルの製造方法によれば、液晶表示パネルの表示部の各部分において、
外部圧力に対して同じ応力で支承する液晶表示パネルを製造することができる。

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の液
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１７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２１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、高さが相違する第１スペーサ２７と第２スペーサ２８がＹ方向に交
互に配置形成されている。第１スペーサ２７及び第２スペーサ２８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、その高さ
が第２スペーサ２８の高さより、高く形成され、素子基板１４と対向基板１５の間隔を保
持する。

第２スペーサ２８は、その高さが第１スペーサ２７の高さより、低く形成され、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１
４に当接し、第１スペーサ２７と協働して、素子基板１４と対向基板１５にかかる力を支
承する。

つまり、素子基板１４と対向基板１５が、その間隔が狭くなる方向に力を受けた時、ま
ず、第１スペーサ２７で支承し、さらに大きな力が加わり、間隔がさらに狭くなると、第
１スペーサ２７と第２スペーサ２８が協働して大きな力を支承する。

ちなみに、本実施形態では、高い第１スペーサ２７の縮む方向の変位に対する応力は、
図５（ａ）に示す。また、低い第２スペーサ２８の縮む方向の変位に対する応力は、図５
（ｂ）に示す。従って、素子基板１４と対向基板１５が、その間隔が狭くなる方向に力を
受けた時、素子基板１４と対向基板１５との狭くなる方向の間隔の変位に対する第１スペ
ーサ２７と第２スペーサ２８とが協働して得られる応力は図５（ｃ）となる。つまり、素
子基板１４と対向基板１５との狭くなる方向の間隔の変位量が小さければ小さいほど相乗
的に反発力が小さくなり、反対に、変位量が大きくなればなるほど相乗的に反発力が大き
くなる。

第１スペーサ２７と第２スペーサ２８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６に従って説明する。図６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６（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及び第２スペーサ２８を形成する。液滴吐出装置
３０を利用して、各セルＳの各走査線Ｌｙの所定位置に、スペーサ材料Ｆからなる液滴Ｆ
ｂ（図８参照）を吐出する。そして、各走査線Ｌｙの所定位置に着弾した各液滴Ｆｂによ
って第１スペーサ２７及び第２スペーサ２８を形成する。高さの相違する第１スペーサ２
７及び第２スペーサ２８は、液滴吐出装置３０から吐出する液滴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、吐出量を多くすることによって、第１スペーサ２７
が形成され、吐出量を少なくすることで、第２スペーサ２８が形成される。

続いて、各セルＳの各走査線Ｌｙに第１スペーサ２７及び第２スペーサ２８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Ｌ
ｙ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６（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６（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を貼り合わせる。マザー基板ＭＡに
マザー基板ＭＢを貼り合わせると、マザー基板ＭＡ及びマザー基板ＭＢを大気開放すると
ともに、各シール材１６に紫外線を照射して硬化し、各配置領域Ｚ内に液晶材料を封入す
る。液晶材料を封入すると、マザー基板ＭＡ及びマザー基板ＭＢをダイシングして、各液
晶表示パネル１３を形成する。

次に、第１スペーサ２７及び第２スペーサ２８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２８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の縦方向（短い辺が延びる方向）をＸ方向とし、マザー
基板ＭＡの横方向（長い辺が延びる方向）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４０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。

つまり、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の各セルＳに形成された走査線Ｌｙの所定位置に液滴Ｆｂを吐出
して、各セルＳに形成された走査線Ｌｙ上にアクリル樹脂よりなる柱状の第１スペーサ２
７及び第２スペーサ２８を配置形成するようになっている。

従って、図１０において、最も反Ｙ方向側にＸ方向に並んだ各セルＳの列であって、最
もＸ方向側のセルＳ（Ｓｓ）の各走査線Ｌｙに、最初に第１スペーサ２７及び第２スペー
サ２８が配置される。また、最もＹ方向側にＸ方向に並んだ各セルＳの列であって、最も
Ｘ方向側のセルＳ（Ｓｎ）の各走査線Ｌｙに、最後に第１スペーサ２７及び第２スペーサ
２８が配置されるようになっている。

そして、本実施形態では、マザー基板ＭＡの各セルＳの各走査線Ｌｙ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２８を形成するとき
とで相違させている。つまり、第１スペーサ２７を形成する時は吐出量を多くし、第２ス
ペーサ２８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４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、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、図８に示す
ように、各セルＳの各走査線Ｌｙの所定の目標位置（遮光層ＢＭに対応する位置）に予め
定めたスペーサ材料Ｆの量を、所定の配置パターンを形成させるための目標形成位置に液
滴Ｆｂを吐出させるためのデータである。

詳述すると、本実施形態のビットマップデータＢＤは、マザー基板ＭＡの全てのセルＳ
の各走査線Ｌｙに対して第１スペーサ２７又は第２スペーサ２８を形成するためにそれぞ
れ予め定めた相違する量のスペーサ材料Ｆを供給するデータである。つまり、図８に示す
ように、ノズルＮの直下に、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多くなるように、また、ノズルＮの直下に、第２スペーサ
２８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、その吐出量が調整されたデータである。

つまり、図４に示すように、第１スペーサ２７と第２スペーサ２８をＸ方向及びＹ方向
に、それぞれ交互に形成させ、かつ、第１スペーサ２７と第２スペーサ２８を遮光層ＢＭ
に対応する位置に形成させる。

従って、吐出量の多い液滴Ｆｂ（スペーサ材料Ｆ）で形成された第１スペーサ２７の高
さは、吐出量の少ない液滴Ｆｂ（スペーサ材料Ｆ）で形成された第２スペーサ２８の高さ
より、吐出量が多い分、高くなる。

そして、本実施形態では、この各セルＳのスペーサ材料Ｆの配置パターン及び吐出量は
、予め実験や試験等で求め、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２８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２８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２８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２８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４に示すように、第１スペーサ２７及
び第２スペーサ２８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２８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２８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２８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２８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２８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。

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、液滴吐出ヘッド４０からスペーサ材料Ｆの液滴Ｆｂを吐
出するだけで、第１スペーサ２７及び第２スペーサ２８が形成されることから、マザー基
板ＭＡの各セルＳへのスペーサ形成行程が短時間で完了し、液晶表示パネル１３の生産効
率を向上させることができる。

（２）上記実施形態によれば、液滴吐出ヘッド４０から吐出する液滴Ｆｂを吐出量を変
更するだけで、高さの異なる第１スペーサ２７と第２スペーサ２８を形成することがでる
ようにした。従って、吐出量を適宜変更するだけで任意の高さのスペーサを容易に形成す
ることができる。

また、液滴吐出ヘッド４０の１回の吐出動作で異なる第１スペーサ２７と第２スペーサ
２８を形成することができるので、マザー基板ＭＡの各セルＳへのスペーサ形成行程が短
時間で完了し、液晶表示パネル１３の生産効率を向上させることができる。

（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２８をカラーフィルタ
層２６の遮光層層ＭＢに対応する位置に形成したので、各画素２１の開口率を低下させず
表示品位を低下させない。

（４）上記実施形態によれば、第１スペーサ２７と第２スペーサ２８を等間隔に交互に
配置形成したので、液晶表示パネル１３の表示部の各部分において、外部圧力に対して同
じ応力で支承することができる。

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２８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、高さの異なる複数のス
ペーサ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と第２スペーサ２８を、２つの画素２１が隣接
する間の遮光層ＢＭに対応する位置に形成した。これを、４つの画素２１が隣接する間の
遮光層ＢＭに対応する位置に形成してもよい。

○上記実施形態では、第１スペーサ２７と第２スペーサ２８、即ち、２種類の高さのス
ペーサを形成したが、３種類以上の高さの異なるスペーサを形成して実施してもよい。
○上記実施形態では、第１スペーサ２７と第２スペーサ２８を、Ｘ方向及びＹ方向に等
間隔に交互に配置した。これを、例えば、Ｘ方向には同じ高さのスペーサを配置し、Ｙ方
向には等間隔に異なる高さのスペーサが交互に配置されるようにして実施してもよい。

○上記実施形態では、第１スペーサ２７と第２スペーサ２８を、Ｘ方向及びＹ方向に等
間隔に交互に配置、即ち、配置密度を一様にした。これを、各箇所で配置密度がことなる
ようにして実施してもよい。例えば、中心部と外周部に行くほど配置密度が大きくする。

また、いずれか一方、例えば高さに低い第２スペーサ２８の配置密度のみを場所に応じ
て変更してもよい。例えば、中心部に行くほど配置密度が大きくする。
○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）は第１スペーサ２７の縮む方向の変位量に対する応力を示す図、（ｂ）は第２スペーサの縮む方向の変位量に対する応力を示す図、（ｃ）は素子基板と対向基板との狭くなる方向の変位量に対する第１スペーサと第２スペーサとが協働して得られる応力を示す図。 （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。 液滴吐出装置の全体斜視図。 液滴吐出ヘッドの要部断面図。 液滴吐出ヘッド４０を下側から見た図。 マザー基板を各セルに第１スペーサ及び第２スペーサを形成する順番を示す平面図。 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、２１…画素、２２…画素電極、２４…配向膜、２６…カラーフ
ィルタ層、２６Ｒ…赤色着色層、２６Ｇ…緑色着色層、２６Ｂ…青色着色層、２７…第１
スペーサ、２８…第２スペーサ、２９…配向膜、３０…液滴吐出装置、４０…液滴吐出ヘ
ッド、５０…制御装置、Ｆ…スペーサ材料、Ｆｂ…液滴、Ｓ…セル、ＢＤ…ビットマップ
データ、ＢＭ…遮光層、ＭＡ…マザー基板。

Claims (5)

1. 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領域に、液晶が封入されるとと
   もに、両基板の間隔を保持する高さの異なる複数のスペーサが形成された液晶表示パネル
   の製造方法であって、
   前記２枚の基板のいずれか一方の基板に、高さの異なる複数のスペーサを、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、
   前記液滴吐出ヘッドから吐出する１回の液滴の吐出量を変更することによって、高さの
   異なる複数のスペーサを形成する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から吐出する液滴の吐出回数を変更することによって、高さの異な
   る複数のスペーサを形成す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１〜３にいずれか１に記載の液晶表示パネルの製造方法において、
   前記高さの異なる複数のスペーサは、カラーフィルタ層が形成された基板であって、カ
   ラーフィルタ層の遮光層に対応する位置に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。
5. 請求項１〜４にいずれか１に記載の液晶表示パネルの製造方法において、
   前記高さの異なる複数のスペーサは、等間隔に交互に配置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。

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