KR101013322B1 - 액정 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 스페이서의 응집에 의한 콘트라스트 등의 액정 표시 성능의 저하를 방지할 수 있고, 고해상도를 갖는 높은 표시 화질의 액정 표시 장치를 제조하는 것이 가능한 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 잉크젯 장치의 노즐로부터 스페이서를 분산 매체에 분산한 스페이서 분산액을 기판면의 특정한 영역에 토출하고, 스페이서를 기판 상의 특정한 영역에 배치하는 공정을 갖는 액정 표시 장치의 제조 방법이며, 상기 스페이서 분산액에 사용되는 분산 매체의 적어도 80 중량 ％는 비점이 200 ℃ 이하, 또한 기판에 대한 접촉각이 5도 이하이고, 상기 스페이서를 기판 상의 특정한 영역에 배치하는 공정에 있어서, 하기 식 1의 관계를 만족시키는 토출 간격(S)(㎛)으로 스페이서 분산액을 기판면의 특정한 영역에 토출하는 액정 표시 장치의 제조 방법이다.

[식 1]

S ≥ 20 ×(V/D)^1/2

식 중, V는 1개의 노즐로부터 1회당 토출되는 스페이서 분산액의 토출량(pL)을 나타내고, D는 스페이서 분산액 중에 포함되는 스페이서의 입자 직경(㎛)을 나타낸다.

스페이서, 콘트라스트, 잉크젯 장치, 액정 표시 장치

Description

액정 표시 장치의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은 스페이서를 기판 상의 특정한 영역에 응집하지 않고 배치할 수 있고, 스페이서의 응집에 의한 콘트라스트 등의 액정 표시 성능의 저하를 방지하는 것이 가능한 잉크젯 방식에 의한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 현재 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 전자 기기 등에 널리 이용되고 있다. 이 액정 표시 장치는, 일반적으로 도1에 도시한 바와 같이 2매의 투명 기판(1) 사이에 투명 전극(3), 배향막(9), 컬러 필터(4), 블랙 매트릭스(5) 등이 형성되어, 2매의 투명 기판(1)의 외측에 편광판(2)이 배치되고, 2매의 투명 기판(1) 주위에 밀봉재(10)가 배치되고, 밀봉재(10)를 거쳐서 대향 배치된 2매의 투명 기판(1)의 공극에 액정(7)이 봉입되어 구성되어 있다. 이 액정 표시 장치에 있어서 2매의 투명 기판(1)의 간격을 규제하여 적절한 액정층의 두께(셀 갭)를 유지할 목적으로 사용되고 있는 것이 스페이서(8)이다.

종래의 액정 표시 장치는 이하의 공정에 의해 제작되고 있었다.

1) 유리 등의 투명 기판 상에 블랙 매트릭스, 컬러 필터, 투명 전극, 배향막 등이 형성된 컬러 필터 기판과, 투명 기판 상에 트랜지스터나 다이오드 소자 등의 화소 전극이 형성된 전극 기판을 미리 제작한다. 또한, 컬러 필터 대응부의 외측 에는 그 전극을 구동하기 위한 구동 회로를 형성한다.

2) 컬러 필터 기판에 스페이서를 습식 또는 건식의 살포기에 의해 살포한 후, 밀봉재를 이용하여 그 스페이서가 살포된 컬러 필터 기판과 전극 기판을, 전극과 컬러 필터의 위치를 주의 깊게 맞추면서 접합한다. 또한, 밀봉재를 도포할 때에는 일부 액정의 주입구가 되어야 할 부분을 개방해 둔다.

3) 스페이서에 의해 기판 사이가 적절한 갭이 되도록 접합한 2매의 기판에 적당한 압력을 인가하면서 밀봉재를 가열하여 열경화시킨다.

4) 진공 중에 있어서, 액정을 모세관 현상에 의해 주입하고, 그 후 여분으로 주입된 액정을 가압에 의해 추출하고 밀봉재로 주입구를 밀봉한다.

5) 밀봉재 외측의 구동 회로부에 대응하는 부분에 부착한 스페이서나, 가압에 의해 넘친 액정을 세정한다.

한편, 최근에는 기판의 대형화가 요구되고 있지만, 종래의 방법, 즉 모세관 현상에 의한 액정 주입에서는 시간이 지나치게 걸렸다. 그래서, 이와 같은 문제를 개선하기 위해, 밀봉재를 미리 도포하고, 그 밀봉재로 구획된 부위에 액정을 정확량 적하하고, 그 후 기판을 접합하는 액정 적하 방식에 의한 제조 방법이 제안되어 있다.

그러나, 액정 적하 방식을 이용한 경우, 종래의 제조 방법의 5)에 상당하는 세정 공정이 없으므로, 종래의 살포 방식에서는 밀봉재의 외측까지 살포된 스페이서를 제거할 수 없게 되는 문제가 생겼다.

또한, 최근 어느 한 쪽의 기판에 형성된 화소의 표면의 일부에 미세한 요철 을 갖는 반사층이 설치된 반사 반투과형의 액정 표시 장치가 제조되어 있다.

그러나, 이와 같은 액정 표시 장치에서는 반사층이 설치되어 있는 부분과 설치되어 있지 않은 부분에서 높이의 차가 생기므로, 종래의 살포 방식을 이용한 경우, 높이가 낮은 곳에 살포된 입자가 셀 갭의 유지에 기여할 수 없어, 셀 갭을 유지하기 위해 살포수를 증가시켜야만 하는 문제점이 생겼다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 물을 주성분으로 한 매체에 스페이서를 분산한 스페이서 분산액을 잉크젯 장치에 의해 기판에 토출한다는 스페이서의 살포 방식이 일본 특허 공개 평11-24083호 공보, 일본 특허 공개 평11-281935 공보 및 일본 특허 공개 2001-188235 공보에 개시되어 있다. 잉크젯 장치를 이용한 살포에 따르면, 스페이서를 임의의 영역에 살포할 수 있으므로, 상기한 문제점의 해결에 유효하다고 할 수 있다.

그러나, 일본 특허 공개 2001-188235 공보에는 사용할 수 있는 매체의 선택 방법이 상세하게 기재되어 있지 않고, 또한 일본 특허 공개 평11-24083호 공보나 일본 특허 공개 평11-281935 공보와 같이 물을 주성분으로 한 표면 장력이 높은 분산 매체를 이용한 경우, 입자가 응집하는 등의 문제가 발생한다. 또한, 입자의 응집이 차광 부분(비표시 부분)에 발생하면 문제는 없지만, 최근 블랙 매트릭스 등의 차광 부분의 폭은 좁게 되어 있고, 위치 맞춤을 행해도 입자의 응집을 소정의 부분으로 억제하는 것은 매우 곤란하게 되어 있었다. 또한, 입자의 응집이 비표시부가 아닌 표시부에서 발생한 경우에는 투과율이 저하되므로, 콘트라스트 등의 액정 표시 장치의 표시 성능이 저하되는 일이 있었다.

또한, 일본 특허 공개 평11-24083호 공보에는 비점이 낮고, 표면 장력이 낮은 매체를 이용한 경우, 스페이서의 응집이 발생하기 어려운 취지의 기재가 있지만, 살포 개수를 많이 하고자 하여 일정 면적에 스페이서 분산액을 다량으로 토출한 경우에는 역시 응집이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

도1은 종래의 액정 표시 장치를 도시하는 개략도이다.

도면 중 부호 1은 투명 기판을 나타내고, 2는 편광판을 나타내고, 3은 투명 전극을 나타내고, 4는 컬러 필터를 나타내고, 5는 블랙 매트릭스를 나타내고, 6은 오버 코트를 나타내고, 7은 액정을 나타내고, 8은 스페이서를 나타내고, 9는 배향막을 나타내고, 10은 밀봉재를 나타낸다.

본 발명은 상기에 비추어 잉크젯 장치의 노즐로부터 스페이서 분산액을 기판면의 특정한 영역에 토출한 경우에, 스페이서를 기판 상의 특정한 영역에 응집하지 않고 배치할 수 있어 스페이서의 응집에 의한 콘트라스트 등의 액정 표시 성능의 저하를 방지하는 것이 가능한 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 잉크젯 장치의 노즐로부터 스페이서를 분산 매체에 분산한 스페이서 분산액을 기판면의 특정한 영역에 토출하고, 스페이서를 기판 상의 특정한 영역에 배치하는 공정을 갖는 액정 표시 장치의 제조 방법이며, 상기 분산 매체는 적어도 80 중량 ％가, 비점이 200 ℃ 이하, 또한 기판에 대한 접촉각이 5도 이하이고, 상기 스페이서를 기판 상의 특정한 영역에 배치하는 공정에 있어서, 하기 식(1)의 관계를 만족시키는 토출 간격(S)(㎛)으로 스페이서 분산액을 기판면의 특정한 영역에 토출하는 액정 표시 장치의 제조 방법이다.

[식 1]

S ≥ 20 ×(V/D)^1/2

식 중, V는 1개의 노즐로부터 1회당 토출되는 스페이서 분산액의 토출량(pL)을 나타내고, D는 스페이서 분산액 중에 포함되는 스페이서의 입자 직경(㎛)을 나타낸다.

이하에 본 발명을 상세하게 서술한다.

본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 잉크젯 장치의 노즐로부터 스페이서를 분산 매체에 분산한 스페이서 분산액을 기판면의 특정한 영역에 토출한다.

상기 스페이서 분산액은 스페이서와 분산 매체로 이루어진다.

상기 스페이서로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 무기계의 실리카 미립자, 유기 고분자계의 미립자 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 유기 고분자계의 미립자는 액정 표시 장치의 기판 상에 형성된 배향막을 손상시키지 않을 정도의 경도를 갖고, 열팽창이나 고온축에 의한 두께의 변화에 추종하기 쉽고, 또한 셀 내부에서의 스페이서의 이동이 비교적 적다는 장점을 가지므로, 특히 적절하게 이용된다.

상기 유기 고분자계의 미립자로서는 특별히 한정되지 않고, 일반적으로 강도 등의 이유로부터 단관능(單官能) 단량체와 다관능(多官能) 단량체의 혼합물을 중합하여 이루어지는 것이 이용된다. 이와 같은 단관능 단량체와 다관능 단량체의 혼합물(이하, 중합성 단량체라고도 함)에 있어서, 다관능 단량체의 비율은 80 중량 ％ 이하가 바람직하다. 80 중량 ％를 넘으면 중합에 의해 얻게 된 미립자가 스페이서로서 충분한 강도를 갖지 않는 일이 있다.

상기 단관능 단량체로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 스틸렌, α-메틸스틸렌, p-메틸스틸렌, p-클로로스틸렌, 클로로메틸스틸렌 등의 스틸렌 유도체 ; 염화비닐, 초산비닐, 프로피온산비닐 등의 비닐에스테르 ; 아크릴로니트릴 등의 불 포화니트릴류 ; (메타)아크릴산메틸, (메타)아크릴산에틸, (메타)아크릴산부틸, (메타)아크릴산2-에틸헥실, (메타)아크릴산스테아릴, 에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 트리플루오르에틸(메타)아크릴레이트, 펜타플루오르프로필(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산에스테르 유도체 등을 들 수 있다. 이들 단관능 단량체는 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 병용되어도 좋다.

상기 다관능 단량체로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 디비닐벤젠, 1, 6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트 및 그 유도체, 테트라메틸올메탄트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트, 디아릴프탈레이트 및 그 이성체, 트리아릴이소시아눌레이트 및 그 유도체, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등의 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등의 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1, 3-부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 2, 2-비스〔4-(메타크릴록시폴리에톡시)페닐〕프로판디(메타)아크릴레이트, 2, 2-수소 첨가 비스〔4-(메타크릴록시폴리에톡시)페닐〕프로판디(메타)아크릴레이트, 2, 2-비스[4-(아크릴록시에톡시폴리프로폭시)페닐〕프로판디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 다관능 단량체는 단독으로 이용되어도 좋고, 2종 이상이 병용되어도 좋다.

상기 중합성 단량체를 중합하여 스페이서를 제조하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 현탁 중합, 시드 중합, 분산 중합 등의 중합 방법을 들 수 있다.

상기 현탁 중합이라 함은, 중합성 단량체 및 중합 개시제로 이루어지는 단량체 조성물을 목적으로 하는 입자 직경이 되는 빈용매(貧溶媒) 중에 분산하여 중합하는 방법이다.

상기 현탁 중합에 사용하는 분산매로서는, 통상 물에 분산 안정제를 가한 것이 사용된다. 분산 안정제로서는 분산매 중에 가용인 고분자 화합물이 바람직하고, 예를 들어 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리든, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아미드, 폴리에틸렌옥시드 등을 들 수 있다. 또한, 노니온성 또는 이온성 계면 활성제도 사용 가능하다.

상기 현탁 중합에 있어서의 중합 조건은 상기 중합성 단량체나 중합 개시제의 종류에 따라서 다르지만, 통상 중합 온도는 50 내지 80 ℃인 것이 바람직하고, 중합 시간은 3 내지 24시간인 것이 바람직하다.

상기 현탁 중합은 입자 직경 분포가 비교적 넓고, 다분산의 입자를 얻을 수 있으므로, 얻게 된 미립자를 스페이서로서 이용하는 경우에는 분급 조작이 필요해진다. 따라서, 광범위한 입자 직경의 미립자를 제조할 목적으로 적합하다.

상기 시드 중합이라 함은, 소프 프리 중합이나 유화 중합으로 합성한 단분산성의 종입자(種粒子)에, 중합성 단량체를 더 흡수시켜 중합함으로써, 목적으로 하는 입자 직경까지 확대하는 중합 방법이다. 상기 종입자에 이용되는 유기 단량체로서는 특별히 한정되지 않지만, 상기 종입자의 조성은 시트 중합 시의 상분리를 억제하기 위해, 시드 중합 시의 단량체 성분에 가까운 성분을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 입자 직경을 단분산성으로 하는 점 등으로부터 스틸렌 및 그 유도체가 적합하게 이용된다. 종입자의 입자 직경 분포는 시드 중합 후의 입자 직경 분포에도 반영되므로, 가능한 한 단분산인 것이 바람직하고, Cv값으로서 5 ％ 이하인 것이 바람직하다.

시드 중합 시에 흡수시키는 중합성 단량체는, 시드 중합시에는 중합성 단량체와 종입자가 상분리를 일으키기 쉽기 때문에, 가능한 한 종입자 조성에 가까운 조성이 바람직하다. 예를 들어, 종입자 조성이 스틸렌계 단량체인 경우에는 방향족 디비닐 단량체, 아크릴계 단량체인 경우는 아크릴계 멀티비닐 단량체를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 시드 중합 시에는 필요에 따라서 분산 안정제를 사용할 수 있다. 분산 안정제로서는 분산 매체 중에 가용인 고분자 물질, 예를 들어 현탁 중합인 경우와 같은 것을 이용할 수 있다.

상기 시드 중합에 있어서, 종입자를 흡수시키는 단량체의 배합량은 종입자 1중량부에 대해 중합성 단량체를 20 내지 100 중량부인 것이 바람직하다. 20 중량부 미만이면, 최종적으로 얻게 되는 가교 입자의 파괴 강도가 충분하지 않은 일이 있고, 100 중량부를 넘으면 중합 시에 입자끼리의 합착 등에 의해 입자 직경 분포가 넓어지는 일이 있다.

상기 분산 중합이라 함은, 중합성 단량체는 용해하지만, 생성한 폴리머는 용해하지 않는 빈용매계(貧溶媒係)로 중합을 행하고, 이 계에 고분자계 분산 안정제를 첨가함으로써, 생성 폴리머를 입자 형상으로 석출시키는 방법이다. 일반적으로 가교성 단량체를 분산 중합에 의해 중합하면 입자의 응집이 일어나기 쉽고, 안정적으로 단분산 가교 입자를 얻는 것은 어렵지만, 조건을 선정함으로써 가능해진다.

상기 가교성 단량체는 중합성 단량체 전체량에 대해 50 중량 ％ 이상인 것이 바람직하다. 50 중량 ％ 미만이면 중합 시에 형성되는 미립자 표면이 매체 중에서 부드러워지므로, 미립자끼리의 충돌에 의해 합착이 일어나 입자 직경 분포가 넓어지고, 또한 응집체가 된다. 또한, 가령 단분산성을 유지해도 가교 밀도가 적어지면 스페이서로서 충분한 파괴 강도를 얻을 수 없는 일이 있다.

상기 시드 중합, 분산 중합은 분급(分級) 조작을 필요로 하지 않고 단분산 입자를 얻을 수 있으므로, 특정한 입자 직경의 미립자를 대량으로 제조할 목적으로 적합하다.

상기 중합성 단량체의 중합 시에 중합 개시제를 이용할 수 있다.

상기 중합 개시제로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 과산화벤조일, 과산화라우로일, 오르소클로로과산화벤조일, 오르소메톡시산화벤조일, 3, 5, 5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, 디-t-부틸퍼-옥사이드 등의 유기과산화물 ; 아조비스이소부틸로니트릴, 아조비스시클로헥사카르보닐, 아조비스(2, 4-디메틸바레로니트릴) 등의 아조계 화합물 등을 들 수 있다.

상기 중합 개시제의 배합량은 중합성 단량체 100 중량부에 대해 0.1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다.

상기 중합 시에 사용하는 분산매는 사용하는 중합성 단량체에 의해 적절하게 결정되지만, 예를 들어 아세트니트릴, N, N-디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드, 초산에틸 외에, 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 알코올류 ; 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브 등의 셀로솔브류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 2-부탄올 등의 케톤류, 탄화수소 등의 유기 용매가 적합하다. 또한, 이들과 서로 용핵되는 다른 유기 용매, 물 등과의 혼합 용매로서 사용해도 좋다.

상기 중합 방법에 의해 얻을 수 있는 미립자를 표시 소자의 스페이서로서 사용하는 경우에는 일정한 강도가 필요해진다.

상기 미립자의 압축 강도를 나타내는 지표로서, 미립자의 직경이 10 ％ 변위하였을 때의 압축 탄성률(10 ％ K값이라 함)을 이용하는 경우, 표시 소자의 스페이서의 10 ％ K값은 2000 내지 15000 MPa인 것이 바람직하다. 2000 MPa 미만이면, 표시 소자에 조립할 때의 프레스압에 의해, 스페이서가 변형되어 적절한 갭을 취하지 않게 되는 일이 있다. 또한, 15000 MPa를 넘으면, 표시 소자에 조립하였을 때에 기판 상의 배향막을 손상시켜 표시 이상을 일으키는 일이 있다.

또한, 본 발명에 있어서 10 ％ K값은 일본 특허 공개 평6-503180호 공보에 기재된 방법에 준거하여 측정된다. 이 방법에서는 미소 압축 시험기(시마쯔세이사꾸쇼샤제「PCT-200」)를 이용하여 직경 50 ㎛의 다이아몬드제 원주의 평활 단부면으로, 얻게 된 스페이서를 압축 경도 0.27g/초, 최대 시험 하중 10 g으로 압축하여 10 ％ 변위시켰을 때의 하중으로부터 하기 식을 기초로 하여 구할 수 있다.

K ＝ (29.4/

2)ㆍFㆍS^-3/2ㆍR^-1/2

F : 미립자의 10 ％ 압축 변형에 있어서의 하중치(N)

S : 미립자의 10 ％ 압축 변형에 있어서의 압축 변위(㎜)

R : 미립자의 반경(㎜)

상기 방법에 의해 얻게 된 스페이서는 표시 소자의 콘트라스트 향상을 위해 착색하여 이용해도 좋다. 착색 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 스페이서를 카본 블랙, 분산 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 금속 산화물 등에 의해 처리하는 방법 ; 스페이서의 표면에 유기물의 막을 형성하고, 고온에서 분해 또는 탄화하여 착색하는 등의 방법 등을 들 수 있다. 또한, 스페이서의 재질 자체가 착색하고 있는 경우에는, 착색하지 않고 그대로 사용해도 좋다.

또한, 상기 방법에 의해 얻게 된 스페이서의 표면에 접착층을 설치하거나, 스페이서 주변의 액정의 배향을 흐트러뜨리지 않기 위해, 표면 수식을 행해도 좋다. 상기 표면 수식을 실시하는 방법으로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 평1-247154호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 스페이서 표면에 수지를 석출시켜 수식하는 방법 ; 일본 특허 공개 평9-113915호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 스페이서 표면의 관능기와 반응하는 화합물을 작용시켜 수식하는 방법 ; 일본 특허 공개 평11-223821호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 스페이서 표면에서 그래프트 중합을 행하여 수식하는 방법 등을 들 수 있다. 스페이서 표면에 화학적으로 결합한 표면층을 형성하는 방법은 액정 표시 장치의 셀 중에서 표면층의 박리나 액정으로의 용출을 방지할 수 있으므로 적합하다. 그 중에서도, 일본 특허 공개 평9-113915호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 표면에 환원성기를 갖는 스페이서에 산화제를 반응시켜 미립자 표면에 래디컬을 발생시킴으로써 그래프트 중합을 행하는 방법이 표면층의 밀도가 높고, 충분한 두께로 형성할 수 있으므로 보다 바람직하다.

상기 분산 매체는 단독의 매체로 이루어지는 것이라도 좋고, 또한 복수의 매체를 혼합한 혼합 매체라도 좋지만, 혼합 매체인 경우에는 적어도 80 중량 ％가, 비점이 200 ℃ 이하, 또한 기판에 대한 접촉각이 5도 이하이다.

즉, 상기 분산 매체가 혼합 매체인 경우에는 비점이 200 ℃ 이하, 또한 기판에 대한 접촉각이 5도 이하인 단독의 매체가 상기 분산 매체 전체 중 적어도 80 중량 ％를 차지하거나, 또는 비점이 200 ℃ 이하, 또한 기판에 대한 접촉각이 5도 이하인 복수의 매체의 합계가 상기 분산 매체 전체 중 적어도 80 중량 ％를 차지한다.

상기 분산 매체가 단독의 매체로 이루어지는 것인 경우, 그 비점이 200 ℃를 넘으면 건조에 시간이 걸리기 때문에, 토출 후에 기판에 착탄한 스페이서 분산액의 액적 중에서 스페이서가 응집하거나, 기판 상에 도포된 배향막에 손상을 주거나 한다. 또한, 여기서 말하는 비점이라 함은, 대기압 하에서의 비점이다. 또한, 기판에 대한 접촉각이 5도를 넘으면 액적이 넓어지지 않고, 기판에 착탄한 후의 액적 중에 있어서, 스페이서가 이동하는 것이 가능해지고, 건조와 함께 스페이서끼리가 접근할 가능성이 높아지므로, 스페이서가 응집하기 쉬워진다. 또한, 상기 기판에 대한 접촉각이라 함은, 기판에 대한 매체의 접촉각을 말하고, 시판의 접촉각 측정 장치에 의해 측정할 수 있다.

상기 분산 매체 중의 비점이 200 ℃ 이하인 매체의 비율이 80 중량 ％ 미만이면 건조에 시간이 걸리기 때문에, 토출 후에 기판에 착탄한 액적 중에서 스페이서가 응집하거나, 기판 상에 형성된 배향막에 손상을 준다. 또한, 기판에 대한 접촉각이 5도 이하인 매체의 비율이 80 중량 ％ 미만이면, 착탄 직후의 액적의 기판에 대한 접촉각이 커져 건조 초기에 있어서 스페이서가 응집한다. 또한, 비점이 200 ℃ 이하, 또한 기판에 대한 접촉각이 5도 이하인 매체의 비율이 80 중량 ％ 미만이면, 착탄 직후의 액적의 기판에 대한 접촉각이 커져 건조 초기에 스페이서가 응집하는 동시에, 건조에 시간이 걸리기 때문에, 착탄한 액적 중에서 스페이서가 응집하거나, 기판 상에 형성된 배향막에 손상을 준다.

상기 분산 매체는 스페이서 분산액이 건조되었을 때에 기판에 대한 접촉각이 커지지 않는 것을 이용하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 분산 매체가 혼합 매체인 경우, 비점이 높은 매체일수록 기판에 대한 접촉각이 작은 것을 선택하며 배합하는 것이 바람직하다. 비점이 높은 매체가 기판에 대한 접촉각이 큰 것이면 착탄된 스페이서 분산액의 액적의 기판에 대한 접촉각이 건조와 함께 커지기 때문에, 건조 후기에서 스페이서가 응집하게 되는 발생한다. 또한, 건조 초기에 있어서는 젖어서 퍼져 있지만, 건조와 함께 그 젖어서 퍼진 스페이서 분산액 중에 작은 액적이 다수 나타나는 현상이 발생하여 응집한 스페이서가 일정한 간격이 아닌 랜덤으로 배치되는 일이 있다.

상기 분산 매체는 표면 장력이 18 내지 35 mN/m인 것이 바람직하다. 18 mN/m 미만이면 잉크젯 장치의 노즐로부터 토출할 때에 토출량의 제어가 곤란해지는 일이 있고, 35 mN/m을 넘으면 상기 기판에 대한 접촉각을 5도 이하로 하기 어려워진다.

상기 분산 매체로서는 상술한 조건을 만족시키는 것이면 각종 매체가 사용 가능하지만, 수용성 또는 친수성의 것이 바람직하다. 또한, 일부 잉크젯 장치의 노즐 헤드는 수계(水係) 용도용으로 제작되어 있으므로, 분산 매체로서 소수(疎水)성이 강한 매체를 사용하면 노즐 헤드를 구성하는 부재를 침지하거나, 부재를 접착하는 접착제의 일부를 용해하는 일이 있으므로 바람직하지 않다. 또한, 스페이서 분산액의 분산 매체로서는 배향막 중에 침투하거나, 배향막을 용해하는 배향막 오염성이 없는 것이 이용된다.

상기 매체로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 에탄올, n-프로판올, 2-프로판올(이소프로필알코올) ; 1-부탄올, 2-부탄올 등의 C4알코올 ; 1-펜탄올, 2-펜탄올, 네오펜틸알코올 등의 C5알코올 ; 1-헥산올 등의 C6알코올 ; 1-메톡시-2-프로판올, 풀푸릴알코올, 테트라히드로풀푸릴알코올 등의 모노알코올류 ; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜 등의 에틸렌글리콜의 다량체 ; 이들 다량체의 모노메틸에테르, 모노에틸에테르, 모노이소프로필에테르, 모노프로필에테르, 모노부틸에테르 등의 저속 모노알킬에테르류 ; 상기 다량체의 디메틸에테르, 디에틸에테르, 디이소프로필에테르, 디프로필에테르 등의 저속 디알킬에테르류 ; 상기 다량체의 모노아세테이트, 디아세테이트 등의 알킬에스테르류 ; 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 테트라프로필렌글리콜 등의 프로필렌글리콜 다량체 ; 이들 다량체의 모노메틸에테르, 모노에틸에테르, 모노이소프로필에테르, 모노프로필에테르, 모노부틸에테르 등의 저속 모노알킬에테르류 ; 상기 다량체의 모노아세테이트, 디아세테이트 등의 알킬에스테르류 ; 1, 3-프로판디올, 1, 2-부탄디올, 1, 3-부탄디올, 1, 4-부탄디올, 3-메틸-1, 5-펜탄디올, 3-헥센-2, 5-디올, 1, 5-펜탄디올, 2, 4-펜탄디올, 2-메틸-2, 4-펜탄디올, 2, 5-헥산디올, 1, 6-헥산디올, 네오펜틸글리콜 등의 디올류 ; 이들 디올류의 에테르 유도체 및 아세테이트 유도체 ; 글리세린, 1, 2-4-부탄트리올, 1, 2, 6-헥산트리올, 1, 2, 5-펜탄트리올, 트리메티롤프로판, 트리메티롤에탄, 펜타에리트리톨 등의 다가알코올류 ; 그들 다가알코올류의 에테르 유도체 및 아세테이트 유도체 ; 디메틸설폭시드, 티오디글리콜, N-메틸-2-피롤리돈, N-비닐-2-피롤리돈, γ-부티로락톤, 1, 3-디메틸-2-이미다조린, 술포란, 포름아미드, N, N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아미드, 아센트아미드, N-메틸아센트아미드, α-테르비네올, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 비스-β-히들록시에틸설폰, 비스-β-히드록시에틸우레아, N, N-디에틸에탄올아민, 아비에틴올, 디아세톤알코올, 요소 등을 들 수 있다.

또한, 상기 분산 매체로서 물을 이용해도 좋다. 또한, 물을 이용하는 경우, 물은 분산 매체 전체의 20 중량 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

상기 스페이서 분산액의 점도는 0.5 내지 15 mPaㆍs가 바람직하다. 0.5 mPaㆍs 미만이면, 토출량을 제어하는 것이 곤란해지는 등안정적으로 토출할 수 없게 되는 일이 있다. 15 mPaㆍs를 넘으면 잉크젯 장치에서 토출할 수 없는 일이 있다. 보다 바람직하게는 2 내지 10 mPaㆍs이다. 또한, 바람직한 점도 범위가 되도록 －5 내지 50 ℃ 사이에서 잉크젯 장치의 잉크젯 헤드 온도를 제어하는 등하여 스페이서 분산액의 토출 시의 액온을 조정해도 좋다.

상기 스페이서 분산액에 있어서의 스페이서의 고형분 농도는 0.05 내지 5 중량 ％가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 2 중량 ％이다. 0.05 중량 ％ 미만이면 노즐로부터 토출된 액적 중의 스페이서의 개수가 적어져 살포 밀도를 높게 할 수 없고, 5 중량 ％를 넘으면 잉크젯 장치의 노즐이 폐색되기 쉬워지거나, 착탄된 액적 중에 포함되는 스페이서의 개수가 지나치게 많아져 건조 과정에서 스페이서의 응집이 일어나기 쉬워진다.

또한, 상기 스페이서 분산액에 있어서, 스페이서는 단일 입자 형상으로 분산되어 있는 것이 바람직하다. 상기 스페이서 분산액 중에 응집물이 존재하면 잉크젯 장치의 토출 정밀도가 저하될 뿐만 아니라, 현저한 경우에는 잉크젯 장치의 노즐이 폐색을 일으키는 일이 있다.

상기 스페이서의 분산 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 스페이서 분산액에 초음파를 조사하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 상기 스페이서의 분산 방법을 이용하여 스페이서를 분산시킨 경우에는 교반을 행하거나, 분산 매체의 비중을 스페이서의 비중에 근사한 것으로 하거나 함으로써, 스페이서 분산액의 분산 상태를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 잉크젯 장치의 노즐 내에서 상기 스페이서 분산액에 초음파를 조사함으로써 토출 시에 스페이서의 응집이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 스페이서 분산액에는 접착성을 더 부여하기 위한 접착 성분, 스페이서의 분산을 개량하거나 표면 장력이나 점도 등의 물리 특성을 제어하고 토출 정밀도를 개량하거나 스페이서의 이동성을 개량하거나 할 목적으로 각종 계면 활성제, 점성 조정제 등을 첨가해도 좋다.

다음에, 스페이서 분산액을 기판 상에 토출하는 잉크젯 장치에 대해 설명한다. 상기 잉크젯 장치로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 피에조 소자의 진동에 의해 액체를 토출하는 피에조 방식 ; 급격한 가열에 의한 액체의 팽창을 이용하여 액체를 토출시키는 서멀 방식 등 통상의 토출 방법이 사용 가능하다. 또한, 상기 피에조 방식에서는 피에조 소자의 진동에 의해 피에조 소자에 근접한 잉크실로 액체를 흡입 또는 잉크실로부터 노즐 선단부를 통해 액체를 토출한다.

잉크젯 장치의 노즐구 직경은 스페이서의 입자 직경에 대해 7 내지 15배의 범위로 하는 것이 바람직하다. 노즐구 직경이 입자 직경의 7배 미만이면, 스페이서를 토출할 때에 입자 직경에 비해 노즐구 직경이 지나치게 작으므로 토출 정밀도가 저하되고, 현저한 경우에는 노즐이 폐색되어 토출할 수 없게 되는 일이 있다. 스페이서의 입자 직경은 통상 1.5 내지 10 ㎛ 정도이므로, 노즐의 구경은 10 ㎛ 이상이 바람직하다.

상기 잉크젯 장치의 노즐의 구경이 입자 직경과 비교하여 지나치게 작으면, 스페이서를 토출할 때에 토출 정밀도가 저하되는 이유는 이하와 같이 설명된다.

상기 잉크젯 장치에 있어서의 액적의 토출 방법으로서는 토출 직전에 노즐 선단부의 메니스커스(잉크와 기체의 경계면)를 인입한 후 액을 밀어내는 인출 방식과, 메니스커스가 대기 정지하고 있는 위치로부터 직접 액을 밀어내는 밀어내기 방식이 있다. 상기 인출 방식 또는 밀어내기 방식 중 어느 한 쪽의 방법이라도 토출 정밀도의 저하는 노즐로부터 액적이 직진하지 않고 구부러져 토출됨으로써 일어난다. 따라서, 잉크젯 장치로부터 직진하여 토출되는지 여부는 노즐 선단부에서의 스페이서 분산액의 경계면(메니스커스) 형상의 균일성이 크게 영향을 주고, 이 메니스커스 형상의 균일성이 상대적으로 큰 입자의 통과에 의해 파괴됨으로써 토출 정밀도의 저하가 일어나는 것이라 생각된다.

일반적인 잉크젯 장치에서는 인출 방식이 주류이고, 인출 방식은 작은 액적을 토출할 수 있다는 특징을 갖는다. 상기 스페이서 분산액의 액적의 토출에 있어서는 작은 액적을 토출하는 것이 요구되므로, 인출 방식이 유효하다. 상기 인출 방식에서는 토출 직전에 메니스커스를 인입하지만, 노즐구 직경이 입자 직경의 7배 미만과 같이 작은 경우에는 인입한 메니스커스 근방에 스페이서가 있으면 메니스커스는 축대칭으로 인입되지 않으므로, 인입 후의 압출 시에 액적은 직진하지 않고 구부러져 토출 정밀도가 저하되게 된다.

또한, 노즐구 직경이 입자 직경의 15배를 넘거나, 150 ㎛를 넘으면, 토출되는 액적이 커짐으로써 액적이 합착하여 스페이서가 응집되기 쉬워지는 일이 있다.

1개의 노즐로부터 기판 상에 토출되는 액적량(1개의 노즐로부터 1사이클당 토출되는 스페이서 분산액의 양)은 10 내지 80 pL인 것이 바람직하다. 액적량이 10 pL 미만이면 토출 상태가 불안정해져 토출되지 않는 일이 있고, 80 pL을 넘으면 액적량이 많아져 착탄 시에 액적이 응집하여 스페이서가 응집하기 쉬워지는 일이 있다.

상기 액적량을 제어하는 방법으로서는 노즐구 직경을 최적화하는 방법이나, 잉크젯 헤드를 제어하는 전기 신호를 최적화하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 잉크젯 헤드를 제어하는 전기 신호를 최적화하는 방법은 피에조 방식의 잉크젯 장치에서는 특히 중요하다.

상기 잉크젯 장치의 노즐은, 통상 잉크젯 헤드의 이동 방향에 대해 직교하는 방향에 등간격 등의 일정한 배치 방식으로 잉크젯 헤드에 복수개(예를 들어, 64개나 128개 등) 배치되어 있다. 또한, 이와 같은 노즐이 복수열 설치되어 있는 경우도 있다.

상기 노즐의 간격은 피에조 소자 등의 구조나 노즐 직경 등의 제약을 받는다. 따라서, 노즐의 간격과 토출 간격이 다른 경우에 토출 간격에 맞추어 잉크젯 헤드를 설치하는 것은 어렵고, 토출 간격이 노즐의 간격보다 작은 경우에는, 통상 잉크젯 헤드의 스캔 방향과 직각으로 배치되어 있는 잉크젯 헤드(노즐)를, 기판과의 평행을 유지하면서 기판과 평행한 면 내에서 기울이거나, 또는 회전시킴으로써 스페이서 분산액의 토출을 행한다. 또한, 토출 간격이 노즐의 간격보다 큰 경우에는 모든 노즐로 토출하는 것은 아니고 일부의 노즐로만 토출하거나, 잉크젯 헤드(노즐)를 기울이거나 함으로써 스페이서 분산액의 토출을 행한다.

또한, 생산성을 올리는 것 등을 목적으로 하여 잉크젯 장치에 잉크젯 헤드를 복수개 부착하는 것도 가능하지만, 잉크젯 헤드의 수를 늘리면 제어의 면에서 복잡해지므로 주의가 필요하다.

본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 상기 스페이서를 기판 상의 특정한 영역에 배치하는 공정에 있어서, 하기 식 1의 관계를 만족시키는 토출 간격(S)(㎛)으로 스페이서 분산액을 기판면의 특정한 영역에 토출한다. 또한, 토출 간격의 조정은 상술한 방법으로 행한다.

[식 1]

S ≥ 20 ×(V/D)^1/2

식 중, V는 1개의 노즐로부터 1회당 토출되는 스페이서 분산액의 토출량(pL)을 나타내고, D는 스페이서 분산액 중에 포함되는 스페이서의 입자 직경(㎛)을 나타낸다.

또한, S로 나타내는 토출 간격은 기판 상에 착탄한 스페이서의 액적 중, 인접하는 액적의 중심간의 거리를 말한다.

토출 간격(S)이 상기 식 1을 만족시키지 않으면, 기판 상에서 젖어서 퍼진 스페이서 분산액의 액적끼리의 합착이 일어나 건조 시간이 필요 이상으로 걸릴 뿐만 아니라, 토출된 스페이서 분산액이 막형상으로 넓어지므로, 액막 중에서 스페이서가 자유자재로 돌아다니게 되어 건조까지의 동안에 스페이서가 응집할 확률이 높아지거나, 스페이서 살포수가 장소에 따라서 변동이 생기는 일이 있다.

상기 스페이서를 배치하는 특정한 영역으로는, 예를 들어 액정 적하 방식의 액정 표시 장치를 제조할 때에 스페이서를 배치하는 경우에는 밀봉재의 내측 전체의 영역, 반사 반투과형의 액정 표시 장치를 제조할 때에 스페이서를 배치하는 경우에는 반사부 또는 투과부 중 어느 하나의 영역 등을 들 수 있다.

상기 토출 간격(S)으로 토출되는 결과, 스페이서의 배치 밀도는, 통상 1 ㎜ 평방의 영역에 10 내지 350개인 것이 바람직하다. 10개 미만이면 적절한 셀 갭을 유지 할 수 없고, 350개를 넘으면 스페이서가 응집하는 일이 있다.

또한, 상기 스페이서의 토출은 복수회로 나누어 행할 수도 있다. 이 경우에는 이동 방향을 1회마다 교대로 바꾸어 토출(왕복 토출)해도 좋고, 한 쪽 방향으로 이동 시에만 토출(한 쪽 방향 토출)해도 좋다.

다음에, 기판 상에 착탄한 스페이서 분산액을 건조시키는 공정에 대해 설명한다.

상기 스페이서 분산액의 건조 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 기판을 가열하거나, 열풍을 송풍하거나 하는 방법을 들 수 있지만, 건조 과정에서 스페이서끼리가 응집을 일으키지 않는 조건으로 하는 것이 바람직하다. 즉, 건조 시간이 길어지는 방법으로 건조시키면, 건조될 때까지 스페이서가 응집할 확률이 높아지는 동시에, 스페이서 분산액이 장시간 배향막과 접촉하면, 배향막이 오염되어 액정 표시 장치의 표시 화질을 손상시키는 일이 있다. 또한, 빠르게 건조시키려고 고온에서 건조시키면, 배향막을 오염시켜 액정 표시 장치의 표시 화질을 손상시키는 일이 있다.

본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에서는 상기 스페이서를 기판 상에 배치하는 공정에서 제작한 스페이서를 배치한 기판과, 대향하는 기판을 주변 밀봉재를 이용하여 가열 압착하고, 또한 2개의 기판 사이의 공극에 액정을 충전하여 상기 스페이서를 배치한 기판과 대향하는 기판을 스페이서 및 액정을 거쳐서 대향시킴으로써 액정 표시 장치를 얻을 수 있다. 또한, 액정 적하 방식에서는 미리 밀봉재를 도포해 두고, 그 밀봉재로 구획된 부위에 액정을 정확량 적하하고, 그 후 기판을 접합한다.

상기 스페이서 분산액은 액정 표시 장치를 구성하는 2매의 기판 중, 한 쪽의 기판 표면에 토출하는 것이 바람직하다.

상기 기판으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 유리, 수지판 등으로 이루어지고, 일반적으로 액정 표시 장치의 패널 기판으로서 사용되는 것 등을 들 수 있다. 상기 기판의 표면에는, 통상 액정 분자의 배향을 제어하기 위한 배향막이라 불리우는 수지 박막이 형성된다. 상기 배향막으로서는 특별히 한정되지 않지만, 통상 폴리아미드 수지가 이용되고, 표면을 러빙 처리함으로써 액정 분자의 배향을 제어한다.

또한, 상술한 바와 같이 스페이서 분산액의 표면 장력을 조정하는 것 이외에도 고표면 에너지를 갖는 배향막을 사용함으로써, 스페이서 분산액의 기판에 대한 접촉각을 저하시켜 스페이서를 응집하지 않고 배치할 수 있다. 상기 고표면 에너지를 갖는 배향막은 표면 에너지가 25 mN/m 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 mN/m 이상이다.

본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법은 분산 매체 중 적어도 80 중량 ％가, 비점 200 ℃ 이하, 또한 기판에 대한 접촉각이 5도 이하이고, 상기 스페이서를 기판 상의 특정한 영역에 배치하는 공정에 있어서, 상기 식 1의 관계를 만족시키는 토출 간격(S)(㎛)으로 스페이서 분산액을 기판면의 특정한 영역에 토출하므로, 스페이서를 응집시키지 않고 원하는 영역에 배치할 수 있다. 이로 인해, 스페이서의 응집에 의한 콘트라스트 등의 액정 표시 성능의 저하를 방지할 수 있고, 고해상도를 갖는 높은 표시 화질의 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.

이하에 실시예를 게재하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

(제1 실시예)

(스페이서용 미립자의 조제)

세퍼러블플라스코로 디비닐벤젠 15 중량부 및 이소옥틸아크리트 5 중량부, 중합 개시제로서 과산화벤조일 1.3 중량부를 균일하게 혼합하고, 또한 폴리비닐알코올(쿠라레샤제「GL-03」)의 3 ％ 수용액 20 중량부 및 도데실황산나트륨 0.5 중 량부를 투입하여 잘 교반한 후, 이온 교환수 140 중량부를 첨가하였다. 이렇게 하여 얻게 된 용액을 교반하면서 질소기류하, 80 ℃에서 15시간 반응을 행하여 스페이서용 미립자를 얻었다. 이렇게 하여 얻게 된 스페이서용 미립자를 고온 및 아세톤으로 세정한 후, 분급 조작을 행하고, 아세톤을 휘발시켜 스페이서(가)를 조제하였다. 이 스페이서(가)의 평균 입자 직경은 4.5 ㎛, CV값은 3.0 ％였다. 상기와 같은 방법에 의해 평균 입자 직경 2.5 ㎛, CV값 3.0 ％의 스페이서(나) 및 평균 입자 직경 6.0 ㎛, CV값 3.0 ％의 스페이서(다)를 제작하였다.

(스페이서의 표면 처리)

이렇게 하여 얻게 된 스페이서(나) 5 중량부를 디메틸설폭시드 20 중량부, 도데실메타크릴레이트 10 중량부 및 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르메타크릴레이트 10 중량부의 혼합 용액 중에 투입하여 소니케이터에 의해 분산시킨 후 균일하게 교반을 행하였다. 또한 반응계에 질소 가스를 도입하여 45 ℃에서 2시간 교반을 계속하였다. 이것에 1N의 질산수용액으로 조제한 0.1 ㏖/L의 질산 제2 셀륨암모늄 용액 10 중량부를 첨가하여 5시간 반응을 계속하였다.

중합 반응 종료 후 반응액을 취출하여 3 ㎛의 멘브란 필터로 미립자와 반응액을 여과하였다. 이 미립자를 에탄올 및 아세톤으로 충분히 세정한 후, 진공 건조기로 감압 건조를 행하여 표면 처리된 스페이서를 얻었다.

(스페이서 분산액의 조제)

이렇게 하여 얻게 된 스페이서를 소정의 입자 농도가 되도록 필요량 취하여 매체로서 1-헥산올을 천천히 첨가하고, 소니케이터를 사용하여 충분히 교반함으로 써 분산시켜 스페이서 분산액(A)을 얻었다.

이렇게 하여 얻게 된 스페이서 분산액(A)을 10 ㎛의 눈의 스테인레스 메쉬로 여과하여 응집물을 제거하고, 잉크젯 장치에서의 평가에 제공하였다.

(잉크젯법에 의한 스페이서의 배치)

표면에 ITO 투명 전극을 구비하고, 컬러 필터의 화소(세로 150 ㎛ × 가로 75 ㎛ 피치) 사이에, 폭 25 ㎛의 블랙 매트릭스가 형성된 컬러 필터 유리 기판 상에 스핀 코팅법에 의해 폴리이미드 용액(닛산가까꾸샤제「산에바150」)을 균일하게 도포하고, 150 ℃에서 건조한 후에 230 ℃에서 1시간 소성하여 경화시킴으로써 배향막이 형성된 기판을 얻었다.

노즐구 직경 40 ㎜의 노즐 헤드를 탑재한 피에조 방식의 잉크젯 장치에 의해 스페이서 분산액(A)을 표2에 나타낸 토출량, 토출 간격(배치 간격)으로 60 ℃로 가열한 기판 상으로 토출하였다. 또한, 기판의 가열은 스테이지에 부착한 히터에 의해 행하고, 기판 상에 토출된 스페이서의 살포 밀도는 200개/㎟이었다.

계속해서, 스페이서 분산액(A)이 토출된 기판을 스페이서 분산액이 완전히 건조된 것을 눈으로 확인한 후, 더욱 건조시키기 위해 및 스페이서를 기판에 고정 부착시키기 위해 150 ℃로 가열된 핫플레이트 상으로 옮겨 가열하여 30분간 방치하였다. 이렇게 하여 얻게 된 스페이서를 배치한 기판과 대향 기판을 밀봉재를 이용하여 주변부를 접합하고, 150 ℃에서 1시간 가열함으로써 밀봉재를 경화시킨 후, 셀 갭이 스페이서의 입자 직경이 되도록 비어 있는 셀을 제작하고, 이것에 진공법으로 액정을 충전하고 밀봉제로 주입구를 밀봉하여 액정 표시 장치를 얻었다.

(평가)

(1) 스페이서 배치 상태

스페이서 분산액이 토출된 기판을 150 ℃에서 30분간 가열하고, 액적이 건조된 후의 스페이서의 배치 상태를 이하의 기준으로 평가하였다. 또한, 스페이서의 입자 직경(D)와 토출량(V)으로부터 20 ×(V/D)^1/2을 산출하였다. 결과를 표2에 나타냈다.

○ : 응집이 거의 없음

○ 내지 △ : 2 내지 3개의 스페이서로 이루어지는 덩어리가 약간 인정됨

△ : 2 내지 3개의 스페이서로 이루어지는 덩어리가 어느 정도 인정됨

× : 5개 이상의 스페이서로 이루어지는 덩어리가 많이 인정됨

(2) 액정 표시 장치의 표시 화질

○ : 스페이서에 의한 영향이 거의 없음

△ : 응집한 스페이서에 기인하는 콘트라스트의 저하가 약간 일어남

× : 응집한 스페이서에 기인하는 콘트라스트의 저하가 일어남

(제2 내지 제10 실시예, 제1 내지 제6 비교예)

표1에 나타낸 스페이서 분산액(B 내지 H, RA 내지 RC)을 이용하여 표2에 나타낸 토출량, 토출 간격(배치 간격)으로 스페이서를 기판 상에 배치한 것 이외에는 제1 실시예와 마찬가지로 하여 액정 표시 장치의 제작 및 평가를 행하였다. 결과를 표2에 나타냈다.

[표 1]

[표 2]

표2로부터 제1 내지 제10 실시예에서 얻게 된 액정 표시 장치에서는 스페이서가 거의 응집을 일으키지 않고 배치되어 표시 화질도 우수했지만, 제1 내지 제6 비교예에서 얻게 된 액정 표시 장치에서는 스페이서의 응집이 일어나거나, 비점이 높은 매체의 사용에 의해 배향막 오염이 발생하는 등 표시 화질이 뒤떨어져 있었다. 또한 제4 비교예에서 얻게 된 액정 표시 장치에서는 배향막의 오염에 기인하는 화질의 저하도 관측되었다.

본 발명의 액정 표시 장치의 제조 방법에 따르면, 스페이서의 응집에 의한 콘트라스트 등의 액정 표시 성능의 저하를 방지할 수 있어 고해상도를 갖는 높은 표시 화질의 액정 표시 장치를 제조할 수 있다.

Claims (1)

1. 잉크젯 장치의 노즐로부터 스페이서를 분산 매체에 분산한 스페이서 분산액을 기판면의 특정한 영역에 토출하여 스페이서를 기판 상의 특정한 영역에 배치하는 공정을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법이며,

   상기 분산 매체의 80 중량％ 이상이, 비점이 200 ℃ 이하이고, 또한 기판에 대한 접촉각이 5도 이하이고,

   상기 스페이서를 기판 상의 특정한 영역에 배치하는 공정에 있어서, 하기 식1의 관계를 만족시키는 토출 간격(S)(㎛)으로 스페이서 분산액을 기판면의 특정한 영역에 토출하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.

   [식 1]

   S ≥ 20 ×(V/D)^1/2

   식 중 V는 1개의 노즐로부터 1회당 토출되는 스페이서 분산액의 토출량(pL)을 나타내고, D는 스페이서 분산액 중에 포함되는 스페이서의 입자 직경(㎛)을 나타낸다.

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