JP4704189B2 - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置の製造方法に関する。

従来より、液晶表示装置には基板間の間隔を一定に保つためにスペーサ粒子が用いられている。基板表面にスペーサ粒子を配置する方法としては、スペーサ粒子が分散された分散液を、インクジェット印刷装置等を用いて基板表面の所定位置に塗布した後、分散液の溶剤を乾燥除去する方法が採用されている。

スペーサ粒子を基板全面に配置すると、液晶の配向性に悪影響が出ることがあるため、スペーサ粒子を所定の設置場所にだけ配置することが望ましいが、分散液を塗布する際に分散液の微小液滴が飛び散ったり、また着弾された分散液の一部が設置場所からはみ出すと、設置場所以外の場所に、スペーサ粒子を含有しない分散液（スプラッシュ）や、少数のスペーサ粒子を含有する分散液（サテライト）が配置されてしまう。

スプラッシュやサテライトと呼ばれる物が乾燥すると、設置場所以外の場所にスペーサ粒子や分散液の残留痕が残り、そのスペーサ粒子や残留痕が液晶の配向性へ悪影響を与えてしまう。
特開平０９−１０５９４６号公報

本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は液晶配向性の乱れが無く、信頼性の高い液晶表示装置を製造することである。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、スペーサ粒子を含有する分散液の液滴を基板表面の所定場所に着弾させ、着弾した前記液滴中の前記分散液を乾燥させて、前記スペーサ粒子を前記基板表面に固定する液晶表示装置の製造方法であって、前記分散液に光溶解性樹脂を含有させ、前記分散液の乾燥によって前記液滴に含まれる複数個の前記スペーサ粒子を同一箇所に集合させた後、前記基板の前記液滴が着弾した側の面に向かって、前記光溶解性樹脂を可溶性樹脂に変質させる露光光を照射し、孤立した前記スペーサ粒子で影となる部分には、反射、散乱した前記露光光を入射させ、前記光溶解性樹脂を溶解せず、前記可溶性樹脂を溶解可能な洗浄液を、前記光溶解性樹脂と前記可溶性樹脂に接触させ、前記可溶性樹脂を除去する液晶表示装置の製造方法である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の液晶表示装置の製造方法であって、前記可溶性樹脂を除去した後、前記光溶解性樹脂を硬化させる液晶表示装置の製造方法である。

スペーサ粒子は光溶解性樹脂で基板に固定されるので、スペーサ粒子の位置ずれが起こり難い。スペーサ粒子と光溶解性樹脂は、基板表面の所望の場所だけに残り、その場所からはみ出したものは製造工程で除去されるので、液晶の配向特性が乱れない。
また、孤立したスペーサと、他のスペーサ粒子の上に積み重なったスペーサ粒子とが除去されるため、基板表面には同じ平面内に位置するスペーサ粒子だけが残り、スペーサ付き基板を他の基板と貼り合せた時に、基板と基板との間の距離が均一になる。

先ず、本発明のスペーサ付き基板の第一例を製造する工程を説明する。図１の符号１５は本発明に用いる第一の基板を示しており、第一の基板１５は透明な基板本体１１と、基板本体１１上に配置された格子状の遮蔽膜３７とを有している。図１の符号１７は第一の基板１５の遮蔽膜３７が位置する部分である遮光部を示し、同図の符号１８は遮蔽膜３７の格子の目の部分である透過部を示しており、ここでは透過部１８にカラーフィルター３６が配置されている。尚、基板１５の表面には更に、不図示の保護膜、配向膜等の光透過性の膜を有しても良い。

図２の符号１は本発明に用いられる製造装置の一例を示している。この製造装置１は台２を有しており、図２は第一の基板１５がその表面を上側に向け、台２上に水平配置された状態を示している。

台２上の第一の基板１５表面よりも高い位置には、印刷ヘッド８が配置されており、印刷ヘッド８の台２側の面には不図示のノズルが設けられている。
第一の基板１５のスペーサ粒子を配置すべき場所を設置場所とすると、ここでは設置場所は遮蔽膜３７上の所定位置にあり、第一の基板１５を略水平にしたまま、印刷ヘッド８に対して相対的に移動させ、ノズルの真下に設置場所を配置する。

印刷ヘッド８は不図示の貯留タンクに接続されており、貯留タンクには分散溶媒中にスペーサ粒子が分散された分散液が溜められ、印刷ヘッド８にはその分散液が供給される。

ノズルの真下に設置場所３８が位置する時に、１つの設置場所３８に多数（例えば４個以上１５個以下）のスペーサ粒子３３が配置されるよう、ノズルから分散液の液滴を吐出し、設置場所３８に着弾させる
このとき、ノズル内にメニスカスが乱れたり、ノズル詰まり等が原因でノズルの吐出状態が不調であると、液滴を吐出する時に微小液滴が飛沫し、設置場所３８から離れた場所に微小液滴が着弾する。

図３（ａ）、（ｂ）の符号４１は設置場所３８に着弾した液滴を示し、同図の符号４２は設置場所３８から離れた場所に着弾した微小液滴を示している。
スペーサ粒子３３の比重は分散溶媒４５の比重に比べて重いので、第一の基板１５表面に着弾後、スペーサ粒子３３は液滴４１や微小液滴４２内で沈降する。

スペーサ粒子３３を多数配置するために、同じ設置場所３８に分散液の液滴を複数着弾させた場合、第一の基板１５表面に沈降したスペーサ粒子３３の上に、後から着弾した液滴のスペーサ粒子３３が積み重なることがある。

分散液のスペーサ粒子３３密度はノズル詰まりが起こり難いよう低くされており（例えば０．１重量％以上１０重量％以下）、この濃度では第一の基板１５表面に沈降した１層目のスペーサ粒子３３の上に２層目のスペーサ粒子３３が積み重なっても、２層目のスペーサ粒子３３の数は密集する程多くはならないので、スペーサ粒子３３が３層以上積み重ならない。図３（ａ）、図４（ａ）の符号３３ａは２層目のスペーサ粒子を示している。

分散溶媒４５は有機溶剤と、有機溶剤に溶解した光溶解性樹脂とを含有しており、液滴４１と微小液滴４２が有機溶媒の蒸発温度以上の乾燥温度になるよう第一の基板１５を加熱すると、スペーサ粒子３３と光溶解性樹脂は除去されないが有機溶剤が蒸発する。従って、液滴４１と微小液滴４２から有機溶剤が除去される（乾燥工程）。

液滴４１から有機溶剤が除去されると、液滴４１の外周の縁が中央に向かって縮退し、液滴４１中のスペーサ粒子３３は縁の縮退とともに中央方向に移動し、最後は一箇所に集合する。

このとき、同じ液滴４１内でもあっても、設置場所３８から離れた場所にあり、スペーサ粒子３３が集合する位置から遠い位置にあるスペーサ粒子３３や、設置場所３８から遠い位置にある液滴４１の一部は、液滴４１の縁の縮退と、スペーサ粒子３３の集合から取り残され、孤立する場合がある。

また、微小液滴４２は元々設置場所３８から離れており、液滴４１からも分離されているため、微小液滴４２は集合したスペーサ粒子３３から孤立したまま、外周の縁が縮退する。

図３（ｂ）、図４（ｂ）は乾燥工程後の状態を示しており、第一の基板１５表面の設置場所３８には集合した複数のスペーサ粒子３３と、そのスペーサ粒子３３を覆う光溶解性樹脂４４が残り、設置場所３８以外の場所には、集合したスペーサ粒子から孤立したスペーサ粒子３３と、孤立したスペーサ粒子３３を覆う光溶解性樹脂４４と、集合したスペーサ粒子３３からも孤立したスペーサ粒子３３からも孤立した光溶解性樹脂４４が残っている。

次に、第一の基板１５上に不図示の光源を配置し、第一の基板１５のスペーサ粒子３３と光溶解性樹脂４４が残留する側の面に向かって所定波長の露光光９（ここでは紫外線）を照射する（図３（ｃ））。

光溶解性樹脂４４はポジ型感光材料であって、例えばジアゾナフトキノン化合物のような感光剤（溶解抑制剤）と、ノボラック樹脂のようなアルカリ可溶樹脂を有しており、アルカリ可溶樹脂は、感光剤であるジアゾナフトキノン化合物を混合することでアルカリに不溶になっているが、光溶解性樹脂４４に露光光９が入射すると感光剤が光化学反応によりケテンとなる。

ケテンは水と反応するとアルカリ可溶な物質（インデンカルボン酸）になるため、光溶解性樹脂４４の露光光９が照射された部分は、水の存在下でアルカリを含む洗浄液に溶解可能となる。

尚、このほかにもアルカリ可溶樹脂としてフェノール基を有する多分岐ポリイミド樹脂と、溶解抑制剤としてキノンジアミド化合物とを含有するポジ型感光性ポリイミド樹脂等が光溶解性樹脂４４として使用可能である。即ち、ポジ型の光溶解性樹脂であれば、種類を問わず使用可能である。

光溶解性樹脂４４のうち、スペーサ粒子３３上に位置するものと、スペーサ粒子３３から孤立したものは第一の基板１５上で露出しているため、光源から照射される露光光９が直接入射し、可溶性樹脂４７となる。

スペーサ粒子３３は真球又は楕円球であって、スペーサ粒子３３が第一の基板１５と直接接触する面積は非常に小さく、第一の基板１５とスペーサ粒子３３の間には光溶解性樹脂４４が位置する。

スペーサ粒子３３は露光光を透過せずに反射、吸収する物質で構成されており、スペーサ粒子３３と第一の基板１５の間の部分は、光源から直進する露光光９の影となるため、その部分の光溶解性樹脂４４には露光光９が直接は入射しない。

しかし、露光光９は光源から直進するだけではなく、第一の基板１５表面の遮光部１７上の位置でも、透過部１８上の位置でも反射、散乱し、反射、散乱した露光光９はスペーサ粒子３３の側方に回り込む。

孤立したスペーサ粒子３３は周囲に影となる他のスペーサ粒子３３が無いため、スペーサ粒子３３と第一の基板１５の間の部分が、回りこんだ露光光９の影にならず、その部分の光溶解性樹脂４４は可溶性樹脂４７に変る。従って、孤立したスペーサ粒子３３はその上も、側方も、第一の基板１５との間の部分も全て光溶解性樹脂４４が可溶性樹脂４７に変質し、可溶性樹脂４７で覆われた状態になる。

これに対し、集合したスペーサ粒子３３は、それぞれ隣接する１つ又は２以上の他のスペーサ粒子３３と接触しており、接触するスペーサ粒子３３が側方から回り込む露光光９を遮蔽するので、孤立したものに比べて露光光９の入射量が減少する。

露光光９の入射量が多い程、多くの光溶解性樹脂４４が可溶性樹脂４７に変質するので、孤立したスペーサ粒子３３と第一の基板１５の間の光溶解性樹脂４４が完全に可溶性樹脂４７になるまで露光した時であっても、他のスペーサ粒子３３と接触したスペーサ粒子３３と第一の基板１５の間には、光溶解性樹脂４４が残る。

特に、スペーサ粒子３３が３つ以上集合してスペーサ粒子３３のリングが形成された場合、リングの周囲で反射、散乱した露光光９はスペーサ粒子３３のリング外周側に入射するが、リングの内側には入射せず、スペーサ粒子３３のリング内側はその露光光９の影となる。

従って、スペーサ粒子３３のリング内側では、スペーサ粒子３３と第一の基板１５の間の部分が、直進する露光光９からも、反射、散乱する露光光９からも影となるため、露光光９の入射量が非常に少なくなり、その部分の光溶解性樹脂４４は可溶性樹脂４７に変質せずに残る。

尚、スペーサ粒子３３が集合した部分であっても、２層目のスペーサ粒子３３ａは、上述したように同じ２層目のスペーサ粒子３３ａと密集しておらず、互いに離間しているため、孤立したスペーサ粒子３３と同様に、その周囲の光溶解性樹脂４４が可溶性樹脂４７となる。

従って、露光光照射後は、光溶解性樹脂４４は集合したスペーサ粒子３３と第一の基板１５の間だけに残り、２層目のスペーサ粒子３３ａと下層のスペーサ粒子３３の間と、孤立したスペーサ粒子３３と第一の基板１５の間には、それぞれ可溶性樹脂４７が配置された状態になる。

その状態で、アルカリと水を含有する洗浄液に第一の基板１５を浸漬させ、可溶性樹脂４７と光溶解性樹脂４４の両方に洗浄液を接触させると、可溶性樹脂４７は洗浄液に溶解し、除去される（図４（ｃ））。

スペーサ粒子３３の第一の基板１５に対する接着性は低く、孤立したスペーサ粒子３３と、第一の基板１５の間から可溶性樹脂４７が除去されると、そのスペーサ粒子３３も一緒に第一の基板１５表面から除去される。また、スペーサ粒子３３同士の接着性も低く、２層目のスペーサ粒子３３も孤立したスペーサ粒子３３と同様に下方のスペーサ粒子３３上から除去される。

これに対し、光溶解性樹脂４４は第一の基板１５とスペーサ粒子３３の両方に対する接着性が高く、設置場所３８に集合したしたスペーサ粒子３３は、第一の基板１５との間に残る光溶解性樹脂４４によって第一の基板１５に固定されるので、洗浄液に洗い流されない。

従って、設置場所３８にはスペーサ粒子３３が光溶解性樹脂４４に固定されて残るが、設置場所３８以外の場所ではスペーサ粒子３３と可溶性樹脂４７が除去されて第一の基板１５表面が露出する。

可溶性樹脂４７が第一の基板１５から除去された後、第一の基板１５を洗浄液から取り出して、全体を水で洗浄し、洗浄液を除去すると（リンス工程）、図３（ｄ）に示すようなスペーサ付き基板５が得られる。

図３（ｄ）の符号４６は設置場所３８のスペーサ粒子３３と、第一の基板１５の間に残った光溶解性樹脂４４からなる接着部を有しており、スペーサ粒子３３は接着部４６によって第一の基板１５表面に固定されている。

尚、光溶解性樹脂４４がノボラック樹脂のように、加熱によって重合する物である場合には、スペーサ付き基板５を加熱し、光溶解性樹脂４４を重合させると、スペーサ粒子３３が硬化した光溶解性樹脂４４によって強固に固定される。

次に、このスペーサ付き基板５を用いて液晶表示装置を製造する工程について説明する。
図５の符号２５はスペーサ付き基板５との貼り合せに用いる第二の基板を示しており、図５はリング状の封止材料４９が第二の基板２５に沿って形成された状態を示している。

第二の基板２５の封止材料４９のリングの内側に液晶材料を配置した後、第一例のスペーサ付き基板５のスペーサ粒子３３が固定された側の面を、第二の基板２５の液晶材料が配置された側の面と対向するよう配置し、位置合わせ後、スペーサ付き基板５を封止材料４９に押し当て、第一、第二の基板１５、２５の縁部分で封止材料４９を挟み込む。

その状態で、第一、第二の基板１５、２５を押圧すると、封止材料４９が変形して第一の基板２５の表面が第一の基板１５表面上のスペーサ粒子３３に当接される。

封止材料４９は紫外線照射によって硬化する紫外線硬化樹脂で構成されており、第一、第二の基板１５、２５で封止材料４９を挟み込んだ状態で、封止材料４９に紫外線を照射すると、封止材料４９が第一、第二の基板１５、２５に密着した状態で硬化する。

図６の符号１０は封止材料４９が硬化し、封止部材３１が形成された状態の液晶表示装置を示しており、液晶材料３２は封止部材３１と、第一、第二の基板１５、２５によって外部雰囲気から密閉されている。

ここでは、第二の基板２５の第一の基板１５とは反対側の面上にはバックライト３９が配置されている。第二の基板２５の透過部１８と対向する部分は透明な部材で構成されており、バックライト３９の光は第二の基板２５を透過した後、液晶材料３２を通過すると第一の基板１５の透過部１８に入射する。

第一の基板１５の基板本体１１はガラス基板のような透明基板で構成されている。第一の基板１５は基板本体１１と遮蔽膜３７の他に、電極や配向膜等他の部材も有しているが、透過部１８の少なくとも一部には透明な部材しか配置されていないので、透過部１８に入射した光は第一の基板１５を膜厚方向に通過する。

第一、第二の基板１５、２５は不図示の電極を有しており、電極を選択して電圧を印加すると、所望の透過部１８上で液晶材料３２に電流が流れるように構成されている。

液晶材料３２に電流が流れると液晶材料３２の偏光性が変化する。ここでは、第一、第二の基板１５、２５の液晶材料３２と反対側の面には、不図示の偏光板が互いに偏光方向が直交するよう配置されており、第二の基板２５上の偏光板を通過した光は、液晶材料３２で偏光されないと第一の基板１５上の偏光板を通過するが、液晶材料３２で偏光されると第一の基板１５上の偏光板で吸収される。

従って、所望の透過部１８上で液晶材料３２に電流を流すことで、所望の透過部１８から光を放出することができる。カラーフィルター３６には着色剤を含有され、特定の波長の光だけを透過させるよう構成されており、透過部１８を通過した後の光は所定の色に着色されている。

ここでは、近接する３つの透過部１８には、赤色、青色、黄色のカラーフィルター３６がそれぞれ配置されており、所望の透過部１８から光を放出させることで、文字や図形等の画像情報をフルカラー表示することができる。

遮蔽膜３７は可視光の吸収率が高く、かつ、遮蔽膜３７の液晶材料３２側の面は、可視光の反射率が低くされており、遮光部１７に入射した光は反射、透過せずに遮蔽膜３７に吸収されるので、遮光部１７に入射した光は漏れ出さなず、所望の透過部１８からの光だけが外部に放出される。
ここでは、遮蔽膜３７は黒色であって、各透過部１８は黒色で囲まれた状態になっているので、透過部１８の境界が強調され、この液晶表示装置１０で表示される画像情報は鮮明になる。

以上は、遮蔽膜３７が形成された第一の基板１５を用いてスペーサ付き基板を製造する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、遮蔽膜３７を有しない第二の基板２５を用いてスペーサ付き基板を製造してもよい。
遮蔽膜３７を有しないスペーサ付き基板を、遮蔽膜３７を有する第一の基板１５に上述した工程で貼り合せれば、図６に示したような液晶表示装置が得られる。

分散液を吐出する工程で、ノズルからの分散液の吐出性が劣化した場合は、分散液の吐出を中断し、ノズルを洗浄することが好ましい。この際、印刷ヘッド８のノズル側の面に露光光を照射すれば、ノズル及びその周囲に付着した光溶解性樹脂が可溶性樹脂となり、次いで、ノズル及びその周囲を上記洗浄液で濡らせば、可溶性樹脂が容易に除去される。

スペーサ粒子は、着色、無色を問わず、露光光を遮蔽するものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、ポリスチレン樹脂粒子、シリコン変性ポリマー粒子等の樹脂粒子、表面がシランカップリング剤でコーティングされたシリカ粒子等の無機粒子、更に、無機粒子の表面が樹脂層で覆われた樹脂被膜粒子等も用いることができる。

スペーサ粒子３３の粒径と、分散液中の密度も特に限定されないが、その一例を述べると平均粒径は２μｍ以上６μｍ以下であり、その密度は０．１重量％以上１０重量％以下である。

スペーサ粒子３３を配置する設置場所３８も特に限定されず、遮光部１７上又は透過部１８上のいずれか一方にだけ配置してもよいし、両方に配置してもよい。また、設置場所３８を透過部１８と遮光部１７の境界上とし、透過部１８と遮光部１７に亘ってスペーサ粒子３３を配置しても良い。

次に、本発明の第二例のスペーサ付き基板を製造する工程について説明する。
上述した第一の基板１５の片面を第一面６とすると、その第一面６に光溶解性樹脂とスペーサ粒子とを含有させた分散液を塗布すると、透過部１８の第一面６側の表面と遮光部１７の第一面６側の表面の両方が分散液の塗布層で覆われる。

図７と、図９（ａ）はその塗布層４０が形成された状態を示している。上述したように、スペーサ粒子３３の比重は、分散溶媒４５の比重よりも重いので、塗布層４０のスペーサ粒子３３は沈降するが、分散液中のスペーサ粒子３３密度は第一の基板１５表面でスペーサ粒子３３が重なり合わない程度に小さくされているので、スペーサ粒子３３が積み重ならずに、同じ平面内で第一の基板１５表面に配置される。

第一の基板１５に塗布された分散液４０を加熱して溶剤を乾燥除去すると、第一面６上にスペーサ粒子３３と、光溶解性樹脂４４が残る（図９（ｂ））。
この状態では、光溶解性樹脂４４は、第一面６のうち、スペーサ粒子３３とスペーサ粒子３３との間に露出する部分と、そのスペーサ粒子３３を覆うように連続して残留するため、透過部１８の第一面６側の表面も、遮光部１７の第一面６側の表面も光溶解性樹脂４４で覆われた状態になる。

第一の基板１５の第一面６とは反対側の面を第二面７とすると、不図示の光源を第二面７に向けて配置し、光源から第二面７に向かって露光光９を照射する。
ここでは、基板本体１１とカラーフィルター３６は露光光９を透過可能な物質で構成されており、第一の基板１５の他の部材も、少なくとも透過部１８に位置するものは露光光９を透過する物質で構成されているため、透過部１８の第二面７側の表面に入射した露光光９は第一の基板１５を膜厚方向に通過し、第一面６側の表面から放出される。

透過部１８上の光溶解性樹脂４４のうち、スペーサ粒子３３とスペーサ粒子３３の間と、スペーサ粒子３３と第一の基板１５の間にあるものは、第一面６側の表面に位置するので、その光溶解性樹脂４４には露光光９が入射し、可溶性樹脂４７に変化する。

これに対し、遮蔽膜３７は露光光９を反射、吸収するように構成されており、露光光９は遮蔽膜３７で遮られるので、遮光部１７に位置する他の部材が露光光９を透過するものであっても、露光光９は遮光部１７を通過せず、遮光部１７上の光溶解性樹脂４４は可溶性樹脂４７に変質せずに残る。
従って、第一の基板１５の第一面６には、遮光部１７と同じ格子状の光溶解性樹脂４４が、遮光部１７と同じ場所に残る。

第一の基板１５を上記洗浄液に浸漬させ、洗浄液を光溶解性樹脂４４と可溶性樹脂４７の両方に接触させると、透過部１８上の可溶性樹脂４７が洗浄液に溶解する。

スペーサ粒子３３の第一の基板１５に対する接着性は低く、スペーサ粒子３３と第一の基板１５の間と、スペーサ粒子３３とスペーサ粒子３３の間から可溶性樹脂４７が除去され、スペーサ粒子３３を第一の基板１５に接着するものが無くなると、スペーサ粒子３３は洗浄液に流され、第一の基板１５表面から除去される。従って、透過部１８上のスペーサ粒子３３は可溶性樹脂４７と一緒に第一の基板１５表面から除去される。

尚、スペーサ粒子３３が露光光９を遮蔽する場合、透過部１８上に位置する光溶解性樹脂４４であっても、スペーサ粒子３３上に位置するものは可溶性樹脂４７に変化せずに残っているが、その光溶解性樹脂４４はスペーサ粒子３３が除去される時に一緒に除去されるので、結局、透過部１８上には光溶解性樹脂４４と、スペーサ粒子３３と、可溶性樹脂４７のいずれも残らず除去され、第一面６が露出する。

これに対し、遮光部１７上には光溶解性樹脂４４が可溶性樹脂４７に変質せずに残っており、スペーサ粒子３３は、第一の基板１５との間にある光溶解性樹脂４４によって第一の基板１５に固定されているため、スペーサ粒子３３は光溶解性樹脂４４と一緒に第一の基板１５上に残る。
次いで、第一の基板１５を洗浄液から引き上げ、洗浄液を除去すると、第二例のスペーサ付き基板５５が得られる（図８、図９（ｄ））。

このスペーサ付き基板５５では、透過部１８に第一の基板１５の表面が露出しているが、遮光部１７は、遮光部１７と同じ形状の光溶解性樹脂４４で覆われており、遮光部１７上に残ったスペーサ粒子３３は光溶解性樹脂４４によって第一の基板１５に固定されている。

尚、光溶解性樹脂４４が熱硬化性樹脂の場合は、第一例のスペーサ付き基板５の場合と同様に、光溶解性樹脂４４を重合させてもよい。
図５に示した状態の第二の基板２５に液晶材料を配置した後、第二の基板２５と、第二例のスペーサ付き基板５５とを上述した工程で貼り合せれば、本発明第二例の液晶表示装置が得られる。

第二例のスペーサ付き基板５５の製造工程において、分散液の塗布方法は特に限定されず、スクリーン印刷法、スプレー法、ロールコーティング、バーコーティング等種々の方法を採用することができる。また、その他にも、第一の基板１５のスペーサ粒子３３を配置する側の表面を露出させ、その側面と裏面をマスクフィルムで覆った状態で、第一の基板１５を分散液に浸漬することで、第一の基板１５の表面に塗布層４０を形成することもできる。

この場合、マスクフィルムは第一の基板１５を分散液から引き上げた直後に剥がしてもよいし、スペーサ付き基板５５を製造する工程の途中、またはスペーサ付き基板５５を製造し終わった後に剥がしてもよい。

第二例のスペーサ付き基板５５に用いるスペーサ粒子は、上記第一例のスペーサ付き基板５で使用可能なスペーサ粒子３３の他にも、露光光を透過するものを使用することができる。この場合、透過部１８ではスペーサ粒子３３上の光溶解性樹脂４４も可溶性樹脂４７に変質し、洗浄工程で洗浄液に溶解して除去される。

第二のスペーサ付き基板５５の遮蔽膜３７は露光光を遮蔽するものであれば特に限定されず、クロム、酸化クロム、カーボンブラック、チタンブラック、ニッケル等の無機材料の膜や、それら無機材料の微粒子が分散された樹脂膜、または、光吸収性樹脂膜等を使用することができる。

上記遮蔽膜３７は可視光の吸収性も高いので、第一例、第二例のスペーサ付き基板５、５５の両方に適している。また、遮蔽膜３７は単層構造であってもよいし、２層以上を積層して多層構造の遮蔽膜３７を形成してもよい。

透過部１８の形状も特に限定されず、長方形、正方形のような四角形、平行四辺形、丸型等種々の形状とすることができる。透過部１８は行列状に配置してもよいし、千鳥状に配置してもよい。

光溶解性樹脂４４に含有させるアルカリ可溶樹脂の種類も、上述したノボラック樹脂や多分岐ポリイミド樹脂に限定されず、ポリビニルフェノール樹脂等他の種類を用いることができる。また、感光剤の種類もジアゾナフトキノン化合物に限定されず、ベンゾフェノン系のものを用いることができる。更に、光溶解性樹脂４４としてＰＭＭＡ（ポリメタクリレート酸メチル）等のメタクリル酸エステルを含有するものを用いることもできる。

分散液を着弾させる基板（第一の基板１５又は第二の基板２５）の表面にポリイミド膜からなる配向膜が露出している場合、光溶解性樹脂４４として親水性のものを用いると、乾燥工程で液滴４１の凝集性が高くなり、設置場所３８から離れたスペーサ粒子３３や、分散溶媒４５を分離しやすくなる。尚、上述したアルカリ可溶樹脂や感光剤や、他の光溶解性樹脂４４は親水性が高い物質である。

洗浄液は、可溶性樹脂４７を溶解するものであれば特に限定されない。例えば、光溶解性樹脂４４が、上記アルカリ溶解性樹脂や、ＰＭＭＡを含有する場合は、ＫＯＨ、ＴＭＡＨ（テトラメチル水酸化アンモニウム）等のアルカリ化合物と、水とを含有するものが適している。
露光光は紫外線に限定されず、可視光、電子ビーム、イオンビーム、Ｘ線等、光溶解性樹脂４４の種類に応じて、適切な波長のものを選択すべきである。

乾燥工程の時の加熱温度は特に限定されないが、光溶解性樹脂が熱硬化性樹脂である場合は、加熱温度が高すぎると光溶解性樹脂が露光前に熱硬化して感光性が低下する恐れがあるので、乾燥工程の加熱温度は光溶解性樹脂の熱硬化温度未満にすることが望ましい。また、乾燥工程は、第一の基板１５を加熱せずに放置して、自然乾燥によって有機溶剤を除去してもよい。

可溶性樹脂４７に洗浄液を接触させる方法も特に限定されず、例えば第一の基板１５のスペーサ粒子３３が配置された側の面に、洗浄液を噴射してもよいし、その面に洗浄液を塗布してもよい。

本発明に用いる第一、第二の基板１５、２５は、例えばTFTアレイ基板、カラーフィルター基板等、その材質、構造は特に限定されるものでない。第一、第二の基板１５、２５に用いる基板本体１１の種類も特に限定されず、透光性が高いものであれば、例えばガラス基板、プラスチック基板等を用いることができる。

液晶表示装置に用いるスペーサ付き基板を製造する場合には、分散液を塗布する第一面６を配向膜が形成された側の面とすることが好ましい。
液晶材料３２の種類も特に限定されず、ネマティック型液晶、スメクティック型液晶、コレステリック型液晶等種々の物を用いることができる。

第一の基板を説明するための断面図 印刷装置の一例を示す断面図 （ａ）〜（ｄ）：第一例のスペーサ付き基板を製造する工程の断面図 （ａ）〜（ｃ）：第一例のスペーサ付き基板を製造する工程の平面図 第二の基板を説明するための断面図 本発明の液晶表示装置を説明するための断面図 第一の基板に塗布層を形成した状態の平面図 第二例のスペーサ付き基板を説明するための平面図 （ａ）〜（ｄ）：第二例のスペーサ付き基板を製造する工程の断面図

符号の説明

５、５５……スペーサ付き基板 ９……露光光 １０……液晶表示装置 １５……基板 １７……遮光部 １８……透過部 ３３……スペーサ粒子 ４４……光溶解性樹脂 ４６……接着部 ４７……可溶性樹脂

Claims (2)

1. スペーサ粒子を含有する分散液の液滴を基板表面の所定場所に着弾させ、
   着弾した前記液滴中の前記分散液を乾燥させて、前記スペーサ粒子を前記基板表面に固定する液晶表示装置の製造方法であって、
   前記分散液に光溶解性樹脂を含有させ、
   前記分散液の乾燥によって前記液滴に含まれる複数個の前記スペーサ粒子を同一箇所に集合させた後、前記基板の前記液滴が着弾した側の面に向かって、前記光溶解性樹脂を可溶性樹脂に変質させる露光光を照射し、
   孤立した前記スペーサ粒子で影となる部分には、反射、散乱した前記露光光を入射させ、
   前記光溶解性樹脂を溶解せず、前記可溶性樹脂を溶解可能な洗浄液を、前記光溶解性樹脂と前記可溶性樹脂に接触させ、前記可溶性樹脂を除去する液晶表示装置の製造方法。
2. 前記可溶性樹脂を除去した後、前記光溶解性樹脂を硬化させる請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。

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