JP4799993B2 - 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技術分野に関し、特にスペーサ粒子を基板上に配置する方法に関する。

従来より、液晶表示装置には基板と基板の間の距離を一定に保つためにスペーサ粒子が用いられている。
スペーサ粒子の散布方法としては、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、分散液の溶媒を乾燥除去する方法が採用されている。

しかし、分散液中のスペーサ粒子密度が高いと、図６に示したように、乾燥後にスペーサ粒子１３３が基板１１１表面で積み重なることがある。スペーサ粒子１３３が積み重なった部分は、積み重ならなかった部分に比べて基板１１１表面からの高さが高くなる。

従って、当該基板１１１と他の基板を貼り合わせた時に、スペーサ粒子１３３が積み重なった部分では、他の基板がスペーサ粒子１３３に当接されるが、スペーサ粒子１３３が積み重ならなかった部分では、他の基板がスペーサ粒子１３３に当接されないか、当接されたとしても、スペーサ粒子１３３が重なり合った部分に比べて基板間の距離が小さくなる。このように、スペーサ粒子１３３が積み重なると、基板が一部のスペーサ粒子だけでしか支持されなくなったり、基板間の距離が不均一になる（ギャップむら）。

分散液中のスペーサ粒子密度を低くし、１箇所に配置するスペーサ粒子の数を３個以下と少なくすれば、スペーサ粒子の積み重なりが防止される。
しかし、スペーサ粒子の数を少なくすると液晶表示装置の完成品の振動や熱等の衝撃に対する耐性が劣るという問題がある。これらの問題は、特に３０インチ以上の大型液晶表示装置で顕著であった。
特開２００４−１０９８５５号公報 特開２００４−１０９８５６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、その目的はスペーサ粒子を同じ平面内に位置するように配置し、ギャップむらの無い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、基板表面にスペーサ粒子を含有する分散液を塗布した後、前記基板表面に塗布された前記分散液を加熱する液晶表示装置の製造方法であって、前記分散液に、前記スペーサ粒子と、低沸点溶媒と、前記低沸点溶媒よりも沸点が高い高沸点溶媒とを含有させ、前記分散液を塗布する時の前記基板の温度は、前記低沸点溶媒の沸点よりも１０℃以上６０℃以下低く、前記分散液の加熱は、前記基板を第一の加熱装置に移動させ、前記分散液を前記高沸点溶媒の沸点よりも低い第一の加熱温度に加熱し、前記低沸点溶媒を除去して前記スペーサを凝集させ、凝集した前記スペーサ粒子を前記高沸点溶媒で覆う乾燥工程と、前記乾燥工程の後に、前記基板を第二の加熱装置に移動して前記分散液を前記高沸点溶媒の沸点よりも高い第二の加熱温度に加熱して前記高沸点溶媒を除去する焼成工程とを有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、前記分散液として、前記高沸点溶剤の含有量が、前記スペーサ粒子１００重量部に対し１０重量部以上１００重量部以下のものを用いる液晶表示装置の製造方法である。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法であって、前記高沸点溶剤として、沸点が前記低沸点溶剤の沸点よりも９０℃以上高いものを用いる液晶表示装置の製造方法である。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法であって、前記高沸点溶剤として、エチレングリコールと、プロピレングリコールと、ジエチレングリコールと、ジプロピレングリコールと、ジエチレングリコールモノブチルエーテルとからなる群より選択されるいずれか１種類の溶剤を用いる液晶表示装置の製造方法である。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法であって、前記低沸点溶剤として、イソプロピルアルコールと、ｎ−ブタノールと、２−ブタノールと、イソブタノールと、イソアミノアルコールと、２−エチルブタノールと、水とからなる群より選択されるいずれか１種類の溶剤を用いる液晶表示装置の製造方法である。
請求項６記載の発明は、前記分散液を、前記基板表面の互いに離間した複数の設置場所に塗布する請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法であって、１つの前記設置場所に配置されるスペーサ粒子の数が３個を超え、かつ１５個以下になるように前記分散液を塗布する液晶表示装置の製造方法である。

本発明は上記のように構成されており、基板表面に塗布された分散液を加熱して溶媒を除去すると、スペーサ粒子が基板表面に残る。表面にスペーサ粒子が残った基板に、他の基板を重ね合わせれば、２枚の基板でスペーサ粒子が重ね合わされた状態になり、２枚の基板の間隙に液晶材料を密閉すれば、液晶表示装置が得られる。

従来技術では、室温でスペーサ分散液を塗布した後、一度の加熱でスペーサ分散液から溶媒を乾燥除去していた。一度に全ての溶媒を除去すると、スペーサ粒子が急激に凝集し、その結果スペーサ粒子が積み重なりが生じた。

本願では、溶媒の除去を第一の加熱温度で乾燥させる乾燥工程と、第一の加熱温度よりも高い温度で焼成する焼成工程の２段階に分けることで、１つの設置場所に３個を越える数のスペーサ粒子が配置されるようにスペーサ分散液を塗布しても、スペーサ粒子が積み重ならない。

スペーサ分散液には高沸点溶媒の他に低沸点溶媒が含有されるため、溶媒として高沸点溶媒だけをスペーサ分散液に添加した時に比べて乾燥除去に要する時間が短くなるだけでなく、スペーサ分散液を塗布後に基板を移動させても、スペーサ粒子の位置ずれが起こり難い。

本発明によれば、スペーサ粒子が基板上で積み重ならないから、ギャップむらが起こり難い。また、１つの設置場所に３個を超える数のスペーサ粒子を積み重ならずに配置可能なので、熱や衝撃等の耐性が高く、信頼性の高い液晶表示装置が得られる。

図１の符号１０は本発明により製造される液晶表示装置の一例を示しており、この液晶表示装置１０は、第一、第二の基板１５、２５を有している。第一、第二の基板１５、２５は板状の第一、第二の基板本体１１、２１と、第一、第二の基板本体１１、２１表面に配置された第一、第二の電極膜１２、２２と、第一、第二の電極膜１２、２２表面に配置された第一、第二の配向膜１３、２３とを有しており、第一、第二の基板１５、２５は第一、第二の配向膜１３、２３が形成された面が互いに対向した状態で、複数のスペーサ粒子３３を挟み込み、スペーサ粒子３３の粒径分だけ互いに離間している。

図２はスペーサ粒子３３の位置を模式的に示す平面図である。ここでは、第一の電極膜１２は複数が互いに離間した状態で行列状に配置されており、第一の電極膜１２が配置されていない領域を非画素領域とすると、非画素領域は格子状であって、スペーサ粒子はその格子の交点が位置する設置場所３８に複数個ずつ配置され、各設置場所３８のスペーサ粒子３３は非画素領域から第一の電極膜１２上の領域にはみ出さないように凝集している。

従って、第一の電極膜１２上の領域にはスペーサ粒子３３は存在しておらず、第一、第二の基板１５、２５の間の第一の電極膜１２上の位置には間隙が形成され、その間隙には液晶材料３２が配置されている。

第一、第二の基板１５、２５の間には第一の電極膜１２が配置された領域を取り囲むリング状の封止部材３１が配置されており、第一の電極膜１２上の間隙は第一、第二の基板１５、２５と封止部材３１によって外部空間から密閉されている。従って、間隙に配置された液晶材料３２は外部空間から密閉されている。

各第一の電極膜１２は液晶材料３２と第一、第二の配向膜１３、２３を挟んで第二の電極膜２２と対向している。第一の電極膜１２には不図示のトランジスタがそれぞれ接続されており、トランジスタを選択し、所定の第一の電極膜１２と第二の電極膜２２の間に電圧を印加しすると、電圧が印加された第一、第二の電極膜１２、２２間に位置する液晶材料３２に電流が流れ、その液晶分子の配向が変り、偏光性が変化する。例えば、液晶材料３２がネマティック型液晶の場合は、電流が流れない状態では光が偏光されるが、電流が流れた状態では光が偏光されず直進する。

第一、第二の基板１５、２５の第一、第二の配向膜１３、２３と反対側の面には第一、第二の偏光板１６、２６が配置されており、第一の基板１５の第一の偏光板１６側にはバックライト３９が配置され、バックライト３９の光は第一の偏光板１６に入射して偏光される。

第一、第二の基板本体１１、２１と第一、第二の電極膜１２、２２と第一、第二の配向膜１３、２３はそれぞれ透明であり、第一の偏光板１６で偏光された光は、第一の電極膜１２と第一の配向膜１３を通って液晶材料３２に入射する。

ここでは、第一、第二の偏光板１６、２６が、その偏光方向が互いに直交するよう向けられており、光は液晶材料３２で偏光されると、第二の配向膜２３と第二の電極膜２２と第二の基板本体２１を透過した後、第二の偏光板２６を通過するが、液晶材料３２で偏光されると第二の偏光板２６で吸収される。

上述したように、第一、第二の電極膜１２、２２に電圧を印加するか否かで、液晶材料３２の偏光性を変えられるので、第一の電極膜１２を選択して電圧を印加することで所望の場所だけから光を放出させ、図形や文字等の画像情報を表示することがでできる。

次に、上述した液晶表示装置１０の製造に用いるスペーサ分散液を作成する工程について説明する。
先ず、低沸点溶媒と、低沸点溶媒よりも沸点の高い高沸点溶媒と、沸点が低沸点溶媒の沸点と高沸点溶媒の沸点の間にある中沸点溶媒とを混合して混合溶媒を作成し、その混合溶媒にスペーサ粒子を分散させてスペーサ分散液を作成する。

次に、このスペーサ分散液を用いて液晶表示装置１０を製造する工程について説明する。
図３の符号１は本発明に用いる印刷装置の一例を示しており、印刷装置１は台２と、台２上に配置された搬送トレイ９とを有している。図３は搬送トレイ９に上述した第一の基板１５が載置された状態を示している。

この印刷装置１は不図示の温度調整手段を有しており、その温度調整手段によって搬送トレイ９上の第一の基板１５を冷却又は加熱し、第一の基板１５の温度を、上述したスペーサ分散液の低沸点溶媒の沸点よりも１０℃以上６０℃以下低い所定の印刷温度にする。

第一の基板１５は第一の配向膜１３を上側に向け、第一の配向膜１３側の表面が略水平になるように搬送トレイ９に載置されている。
搬送トレイ９には不図示の移動手段が接続されており、移動手段によって搬送トレイ９を移動させると、第一の基板１５が一緒に移動し、第一の配向膜１３側の表面が水平面内で移動するように構成されている。

図３の符号３は搬送トレイ９の移動方向を示しており、台２上の移動方向３の下流側には印刷ヘッド８が配置されている。
印刷ヘッド８は搬送トレイ９に載置された第一の基板１５の第一の配向膜１３側の表面よりも高い位置に位置しており、移動手段によって搬送トレイ９を移動させると、第一の基板１５が印刷ヘッド８に接触せずに、印刷ヘッド８の下方に移動する。

印刷ヘッド８には不図示の供給系が接続されており、該供給系には上記工程で作成されたスペーサ分散液が配置され、該スペーサ分散液は印刷ヘッド８に供給される。
印刷ヘッド８の台２に向けられた面には不図示のノズルが複数設けられている。ここでは、ノズルは移動方向３と直交する方向に所定間隔を空けて列設され、ノズルとノズルの間隔は、上記設置場所３８の移動方向３と直交する方向の間隔と同じにされている。

各ノズルの真下に設置場所３８がそれぞれ位置するように第一の基板１５を移動させ、ノズルからスペーサ分散液を吐出すると、第一の配向膜１３表面のノズル真下の設置場所３８にスペーサ分散液が着弾する。

図４（ａ）はスペーサ分散液３５が着弾した直後の状態を示しており、第一の配向膜１３表面は略水平にされているから、設置場所３８に着弾したスペーサ分散液は他の場所に移動しない。従って、スペーサ分散液３５は設置場所３８に塗布される。

上述した温度調整手段は、第一の基板１５が印刷ヘッド８下方に移動するときも、第一の基板１５を上述した印刷温度に維持可能に構成されており、スペーサ分散液が塗布される時には第一の基板１５は印刷温度に維持されている。

印刷温度は低沸点溶媒の沸点よりも１０℃以上６０℃以下低いので、第一の基板１５に塗布されたスペーサ分散液３５からは高沸点溶媒は殆ど蒸発せず、低沸点溶媒は蒸発するが、その蒸発速度は遅い。

スペーサ粒子３３の比重は混合溶媒３４の比重よりも重く、着弾したスペーサ分散液３５の内部ではスペーサ粒子３３が沈降する。
スペーサ粒子３３が沈降するときに混合溶媒３４が急激に蒸発し、スペーサ粒子３３密度が急に高くなると、沈降するスペーサ粒子３３が鉛直方向に積み重なってしまうが、上述したように高沸点溶媒は殆ど蒸発せず、低沸点溶媒の蒸発速度も遅いので、沈降したスペーサ粒子は積み重ならず、図４（ｂ）に示したように第一の配向膜１３表面に配置された状態になる。

従って、沈降したスペーサ粒子３３は同じ平面内に位置しており、また、低沸点溶媒が蒸発してスペーサ粒子３３密度が高くなった分だけ、同じ設置場所３８にあるスペーサ粒子３３は互いに凝集した状態になっている。

次に、第一の基板１５を印刷温度に維持したまま搬送トレイ９を移動方向３下流側に移動させ、新たな設置場所３８をノズルの真下へ配置すると共に、スペーサ分散液が着弾済みの設置場所３８を、ノズルよりも移動方向３下流へ移動させる。

設置場所３８のスペーサ粒子３３は凝集しているため、分散していた時に比べて移動度が低くなっており、第一の基板１５が移動しても、スペーサ粒子３３が設置場所３８からずれず、第一の電極膜１２上の領域にはみ出さない。

新たな設置場所３８にスペーサ分散液を吐出後、第一の基板１５を印刷温度に維持したまま、搬送トレイ９の移動と、スペーサ分散液の吐出を繰り返し、第一の基板１５上の各設置場所３８にスペーサ分散液３５を塗布する。

台２上の印刷ヘッド８よりも移動方向３下流側には第一、第二の加熱装置５、６は記載した順番に設置されており、各設置場所３８にスペーサ分散液３５が塗布された状態の第一の基板１５を、印刷ヘッド８下方位置から第一の加熱装置５内部に移動させ、中沸点溶媒の沸点よりも高い温度であって、高沸点溶媒の沸点よりも低い第一の加熱温度に第一の基板１５を加熱し、低沸点溶媒と中沸点溶媒を蒸発させる。このとき、高沸点溶媒も一部が蒸発するが、第一の加熱温度は高沸点溶媒の沸点より低いから、高沸点溶媒の多くが除去されずに残る。従って、設置場所３８にはスペーサ粒子３３と、高濃度の高沸点溶媒を含む混合溶媒３４とが残る。

低沸点溶媒と中沸点溶媒が除去され、混合溶媒３４の量が減少すると、スペーサ粒子３３の密度が高くなり、スペーサ粒子３３が更に凝集する。スペーサ粒子は、例えば樹脂粒子で構成されており、樹脂粒子は高沸点溶媒に対して濡れ性が高いので、各スペーサ粒子３３は表面が高沸点溶媒で覆われた状態になる。

各スペーサ粒子３３が同一平面内に位置する状態から、高沸点溶媒で覆われたまま凝集すると、スペーサ粒子３３同士は積み重ならず、同一平面内で凝集する。
図４（ｄ）は第一の基板１５を第一の加熱温度で所定時間加熱した乾燥工程後の状態を示しており、設置場所３８には同一平面内で凝集したスペーサ粒子３３と、高沸点溶媒を高濃度に含む混合溶媒３４とが残っている。

乾燥工程後の混合溶媒は高沸点溶媒以外の溶媒を殆ど含まず 低沸点溶媒や中沸点溶媒が除去された分だけ、混合溶媒３４の量は減少しているので、凝集したスペーサ粒子３３の混合溶媒３４中の移動度が、乾燥工程前よりも大幅に減少する。

特にノズルから吐出する時の高沸点溶媒の含有量が、スペーサ粒子１００重量部に対して１０重量部以上１００重量部以下、より好ましくは６０重量部以下であれば、乾燥工程後の混合溶媒３４の量はスペーサ粒子３３と同じかそれよりも少なくなるので、混合溶媒３４は凝集したスペーサ粒子３３の周囲に付着した状態で残るだけであり、スペーサ粒子３３の混合溶媒３４中での移動が起こらない。

次いで、搬送トレイ９を第一の加熱装置５よりも移動方向３下流側に移動させ、第一の基板１５を第二の加熱装置６内へ搬送し、高沸点溶媒の沸点よりも高い第二の加熱温度に加熱すると残留する混合溶媒３４が乾燥除去される。

上述したように、スペーサ粒子３３は混合溶媒３４中でこれ以上移動しないので、混合溶媒３４が除去されるときに、スペーサ粒子３３の凝集がこれ以上起こらず、スペーサ粒子３３が同一平面内で凝集した状態で残る（焼成工程）。

図４（ｅ）は焼成工程後の第一の基板１５を示している。スペーサ粒子３３は積み重ならずに同一平面内で凝集しているので、各設置場所３８で第一の基板１５表面からスペーサ粒子３３上端までの高さは等しくなっている。

また、設置場所３８に着弾した直後のスペーサ分散液３５が第一の電極膜１２上にはみ出していても、塗布後の低沸点溶媒の蒸発と、乾燥工程でスペーサ粒子３３が設置場所３８に集められ、焼成工程後はスペーサ粒子３３が第一の電極膜１２上にはみ出さないようになっている。

次に、第二の基板２５を配向膜２３側の面を上に向けて水平に配置し、図５に示したように、第二の基板２５の配向膜２３側の面に、その縁部分に沿ってリング状の封止材料２７を配置する。

配向膜２３表面の封止材料２７のリングの内側に所定量の液晶材料３２を滴下した後、図４（ｅ）に示した状態の第一の基板１５を、スペーサ粒子３３が配置された第一の配向膜１３側の面を下側に向けた状態で第二の基板２５上に配置し、位置合わせ後、第一、第二の基板１５、２５で液晶材料３２及び封止材料２７を挟み込むと、第一の基板１５の第一の配向膜１３側の表面と、第二の基板２５の第二の配向膜２３側の面とが液晶材料３２を挟んだ状態で封止材料２７と密着する。

封止材料２７の膜厚はスペーサ粒子３３の粒径よりも厚いが、第一、第二の基板１５、２５で封止材料２７を挟み込むと、封止材料２７が第一、第二の基板１５、２５に密着したまま変形し、第二の基板２５が第一の基板１５に押し付けられる。

上述したように、各設置場所３８でスペーサ粒子３３の高さが等しくなっているので、第一の基板１５に押し付けられた第二の基板２５はその表面が各設置場所３８のスペーサ粒子３３に当接される。

封止材料２７は、例えば紫外線硬化型の接着剤で構成されており、紫外線を照射すると封止材料２７が第一、第二の基板１５、２５の表面に密着したまま硬化して上記封止部材３１が形成される。

次いで、第一、第二の基板１５、２５の第一、第二の配向膜１３、２３とは反対側の面に、第一、第二の偏光板１６、２６を貼付し、更にバックライト３９を配置すれば、上述した液晶表示装置１０が得られる。

この液晶表示装置１０では、上述したように第二の基板２５はその表面が各設置場所３８のスペーサ粒子３３に当接されているので、第一、第二の基板１５、２５の間の間隔が均一になっている。しかも、第二の基板２５は各設置場所３８で３個以上のスペーサ粒子３３に支持されるので、物理的衝撃に強く、液晶表示装置１０の信頼性は高い。

高沸点溶媒であるＤＥＧ（ジエチレングリコール、沸点２４４．３℃）と、低沸点溶媒であるＩＰＡ（イソプロピルアルコール、沸点８２．３℃）と、中沸点溶媒である水（沸点１００℃）と、スペーサ粒子であるポリスチレン樹脂粒子（比重約１．０）とからなるスペーサ分散液を１２種類作成した。各スペーサ分散液中のスペーサ粒子と、高沸点溶媒と、低沸点溶媒の含有量（重量％）をそれぞれ下記表１に示す。

また、ＤＥＧに変え、高沸点溶媒としてＤＰＧ（ジプロピレングリコール）を用いて、１２種類のスペーサ分散液をそれぞれ作成した。各スペーサ分散液中のスペーサ粒子と、高沸点溶媒と、低沸点溶媒の含有量（重量％）をそれぞれ下記表２に示す。

基板１５として、板状のガラスかなる基板本体の表面上にポリイミド膜からなる配向膜１３が形成されたものを用い、上記２４種類のスペーサ分散液をインクジェットプリンタのノズルから基板１５の配向膜１３表面に塗布した。スペーサ分散液を塗布する時の基板１５温度は３０℃に維持した。

ノズルから吐出される時の液滴の大きさを上記表１、２の「液滴」に示し、１つの設置場所３８に配置するスペーサ粒子３３の平均個数を上記表１、２の「平均個数」の欄に記載した。

次いで、第一の加熱温度（２００℃）でスペーサ分散液を乾燥し、更に第二の加熱温度（２４０℃）で焼成した後に、基板１５表面に残ったスペーサ粒子が、積み重なっているかどうかを観察した。その結果を上記表１、２の「重なり」の欄に示す。

比較例１〜４と、比較例５〜８はスペーサ粒子１００重量部に対する高沸点溶媒の含有量がそれぞれ１０重量部未満であり、「重なり」試験ではスペーサ粒子が積み重なっていた。

これに対し、実施例１〜１６はスペーサ粒子１００重量部に対する高沸点溶媒の含有量が１０重量部以上６０重量部以下であり、「重なり」試験ではスペーサ粒子の重なりが見られず、スペーサ粒子は同じ平面内で凝集していた。

実施例７、８や、実施例１５、１６のように、一箇所にスペーサ粒子を１０個以上配置しても、スペーサ粒子の重なりが見られなかったことから、本発明はスペーサ粒子の重なりを効果的に防止可能なことがわかる。

以上は、スペーサ粒子としてポリスチレン樹脂粒子を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ポリスチレン樹脂粒子以外にも、シリコン変性ポリマー粒子等種々のものを用いることができる。

また、スペーサ粒子３３は樹脂粒子に限定されず、例えば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や、無機粒子の表面が樹脂層で覆われた樹脂被膜粒子等も高沸点溶媒に対する濡れ性が高いので本願発明に適している。スペーサ分散液に含有させるスペーサ粒子の量は特に限定されないが、一例を述べると１重量％以上６重量％以下である。

スペーサ分散液の塗布方法も特に限定されないが、各設置場所３８に配置されるスペーサ粒子３３の数が３個を超え、かつ１５以下となり、スペーサ粒子３３の配置密度が８０個／ｍｍ²以上２５０個／ｍｍ²以下になり、スペーサ粒子３３の専有面積が１３μｍ²以上１８０μｍ²以下になるように塗布することが望ましい。

尚、スペーサ粒子３３の配置密度とは、液晶材料３２が封止される全表示領域（封止部材３１内側の領域）におけるスペーサ粒子３３の数であり、スペーサ粒子３３の専有面積とは一各吐出箇所（設置場所３８）に配置されたスペーサ粒子３３の設置面積である。

上述したように、スペーサ分散液をインクジェットプリンタのノズルから吐出させる場合には、１回の吐出で設置場所３８にスペーサ分散液を塗布してもよいし、２回以上同じ設置場所３８にスペーサ分散液を吐出してもよい。

スペーサ粒子３３の設置場所３８も特に限定されず、スペーサ粒子３３としては有色のものでも無色のものでも使用可能であるが、設置場所３８は上述した非画素領域内とすることが望ましい。その場合、設置場所３８は非画素領域の格子の交点に限定されず、格子を構成する縦列と横列のうち、縦列と横列の交点以外の場所、例えば縦列の隣接する第一の電極膜１２で挟まれた部分、横列の隣接する第一の電極膜１２で挟まれた部分を設置場所３８としてもよい。

本発明に使用可能な高沸点溶媒の例を下記表３に示し、本発明に使用可能な低沸点溶媒の例を下記表４に記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。

低沸点溶媒の沸点と高沸点溶媒の沸点の温度差が小さいと、乾燥工程で低沸点溶媒と一緒に高沸点溶媒も多量に除去される恐れがあるので、低沸点溶媒の沸点と高沸点溶媒の沸点との差は９０℃以上であることが好ましい。
下記表５に低沸点溶媒と高沸点溶媒の組み合わせの例と、各組み合わせにおける沸点の差と、その組み合わせに適した印刷温度を示す。

本発明で低沸点溶媒とはスペーサ分散液に含有させる溶媒のうち沸点が最も低いものであり、高沸点溶媒とはスペーサ分散液に含有させる溶媒のうち沸点が最も高いものであり、スペーサ分散液に含有される溶媒のうち、沸点が低沸点溶媒よりも高く、高沸点溶媒よりも低いものが中沸点溶媒となる。

例えば、水は上記表４の低沸点溶媒として記載されているが、ＩＰＡのように、水よりも沸点が低い溶媒を同じスペーサ分散液に含有させる場合は、水が中沸点溶媒となる。逆に、水よりも沸点が低い溶媒がスペーサ分散液に含有されない場合は、水が低沸点溶媒となる。

中沸点溶媒として沸点が第一の加熱温度よりも高いものを用いると、乾燥工程の後に高沸点溶媒だけでなく中沸点溶媒も多量に残ってしまうので、中沸点溶媒として沸点が第一の加熱温度よりも低いものを用いるか、沸点が第一の加熱温度よりも高いものを用いる場合には、中沸点溶媒と高沸点溶媒の含有量の合計がスペーサ粒子３３の含有量１００重量部に対し、１０重量部以上１００重量部以下、より好ましくは６０重量部以下のスペーサ分散液を用いることが好ましい。

中沸点溶媒は１種類だけをスペーサ分散液に含有させもよいし、２種類以上を同じスペーサ分散液に含有させてもよい。また、中沸点溶媒を用いずに、高沸点溶媒と低沸点溶媒だけで混合溶媒３４を構成してもよい。
スペーサ分散液にはスペーサ粒子と混合溶媒の他に、固着剤、界面活性剤、配向処理剤、酸化防止剤、着色剤等を添加することもできる。

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、２１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。

配向膜１３、２３の種類も特に限定されず、上述したポリイミド膜のような樹脂膜の他にも、配向性を持たせたカーボン膜や、二酸化ケイ素のような無機膜を用いることもできる。

第一、第二の電極膜も透明なものが好ましく、具体的にはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）薄膜、ＳｎＯ₂薄膜、ＺｎＯ_x薄膜、ＩＺＯ薄膜等の種々の透明導電材料の薄膜を用いることができる。また、液晶材料の種類も特に限定されず、上記ネマティック型液晶の他にも、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。

液晶表示装置の一例を説明する断面図 スペーサ粒子の配置を模式的に示す平面図 本発明に用いる印刷装置の一例を説明する図 （ａ）〜（ｅ）：第一の基板にスペーサ粒子を配置する工程を説明する断面図 第二の基板の断面図 従来技術の液晶表示装置の製造方法を説明するための断面図

符号の説明

１０……液晶表示装置 １１、２１……基板 ３３……スペーサ粒子 ３５……スペーサ分散液 ３８……設置場所

Claims (6)

1. 基板表面にスペーサ粒子を含有する分散液を塗布した後、前記基板表面に塗布された前記分散液を加熱する液晶表示装置の製造方法であって、
   前記分散液に、前記スペーサ粒子と、低沸点溶媒と、前記低沸点溶媒よりも沸点が高い高沸点溶媒とを含有させ、
   前記分散液を塗布する時の前記基板の温度は、前記低沸点溶媒の沸点よりも１０℃以上６０℃以下低く、
   前記分散液の加熱は、
   前記基板を第一の加熱装置に移動させ、前記分散液を前記高沸点溶媒の沸点よりも低い第一の加熱温度に加熱し、前記低沸点溶媒を除去して前記スペーサを凝集させ、凝集した前記スペーサ粒子を前記高沸点溶媒で覆う乾燥工程と、
   前記乾燥工程の後に、前記基板を第二の加熱装置に移動して前記分散液を前記高沸点溶媒の沸点よりも高い第二の加熱温度に加熱して前記高沸点溶媒を除去する焼成工程とを有する液晶表示装置の製造方法。
2. 前記分散液として、前記高沸点溶剤の含有量が、前記スペーサ粒子１００重量部に対し１０重量部以上１００重量部以下のものを用いる請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
3. 前記高沸点溶剤として、沸点が前記低沸点溶剤の沸点よりも９０℃以上高いものを用いる請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法。
4. 前記高沸点溶剤として、エチレングリコールと、プロピレングリコールと、ジエチレングリコールと、ジプロピレングリコールと、ジエチレングリコールモノブチルエーテルとからなる群より選択されるいずれか１種類の溶剤を用いる請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法。
5. 前記低沸点溶剤として、イソプロピルアルコールと、ｎ−ブタノールと、２−ブタノールと、イソブタノールと、イソアミノアルコールと、２−エチルブタノールと、水とからなる群より選択されるいずれか１種類の溶剤を用いる請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法。
6. 前記分散液を、前記基板表面の互いに離間した複数の設置場所に塗布する請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の液晶表示装置の製造方法であって、
   １つの前記設置場所に配置されるスペーサ粒子の数が３個を超え、かつ１５個以下になるように前記分散液を塗布する液晶表示装置の製造方法。

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