专利名称：液晶显示装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示装置的制造方法，详细而言，涉及防止喷嘴堵塞、隔离物的偏差从而可以得到显示品质高的液晶显示装置的液晶显示装置的制造方法。
背景技术：
液晶显示装置为了使基板的间隙保持一定而在基板间配置有球状的隔离物(スペ一サ)。作为隔离物的配置方式，已知的有将混入到溶剂中的隔离物喷射(スペレ一)散布到经过取向处理的基板上的方式。但是，在这种喷射散布的隔离物配置中，有时隔离物在基板上的分布不均匀，特别是大量的隔离物凝集到显示使用的区域(以下，称为“像素区域”)中时，存在着色的亮度将减小、或发生着色模糊，从而显示品质降低的问题。
为了解决这样的问题，在例如专利文献1中已公开了通过使用液滴吐出装置而将隔离物正确地吐出配置到显示所不使用的区域(以下，称为“非像素区域”(黑矩阵，黑底))中从而提高液晶显示装置的对比度的方法。该先有技术通过将隔离物分散到水和乙二醇的混合溶剂(沸点在100℃以上)中并将该溶剂吐出到基板的非像素区域而配置隔离物，进而通过加热基板使溶剂挥发，从而使隔离物固定到指定位置。为了使溶剂挥发，该基板被加热到基板温度达60℃或以上。
专利文献1特开平11-281985号公报但是，基板温度达到60℃或以上时，作业时间延续长时间时(例如8小时或以上时)，有时溶剂挥发，隔离物将喷嘴前端堵塞。另外，在使用表面具有粘着层的隔离物(以下，称为粘着隔离物)时，由于粘着层的熔融，隔离物更容易将喷嘴堵塞。因此，不能进行隔离物的稳定的吐出，从而将会形成在基板表面未配置隔离物的部分。
另一方面，基板温度低时(例如，在30℃或以下时)，通过喷墨(液滴吐出)方式将隔离物和溶剂的混合液吐中(命中)到基板表面时，液滴状的溶剂的挥发就慢，所以，在基板移动到下一个工序时溶剂就扩展，从而隔离物将偏离指定的位置。
此外，使用粘着隔离物时，将基板加热到60℃或以上时，溶剂的挥发将加快，隔离物的凝集速度将跟不上溶剂的挥发，从而不能最合适地凝集到非像素区域的指定位置。另外，采用粘着隔离物时，在隔离物凝集到指定位置之前，由于基板加热温度的影响，粘着层将发生熔融，从而隔离物有可能配置到像素部分。
另外，利用喷墨(液滴吐出)方式将溶剂顺序吐中到基板表面上，所以，在最初吐中到的地方和最后吐中到的地方就存在吐中的时间差，从而挥发时间也存在时间差，所以，挥发状态不同。因此，在挥发还不充分的期间就将基板移动到下一个工序时，隔离物就不会凝集到吐出点的中央，从而隔离物的配置有可能发生偏差。
如上所述，基板加热温度太低、加热时间太短将引起溶剂的挥发过度或不充分，从而发生喷嘴堵塞、隔离物的偏差，这将成为液晶显示装置的对比度降低/单元间隙的偏差的原因。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提案的，目的旨在提供防止喷嘴堵塞、隔离物的偏差从而可以得到显示品质高的液晶显示装置的液晶显示装置的制造方法。
为了达到上述目的，本发明的液晶显示装置的制造方法是使用液滴吐出装置将包含多个隔离物的溶剂作为液滴吐出到基板上并通过加热该基板使该液滴挥发从而将上述隔离物配置到该基板上的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，包括加热该基板使上述液滴挥发到使吐出到上述基板上的上述隔离物凝集到指定范围内的程度的凝集用加热工序；以及进一步加热经过上述凝集加热工序的上述基板，使上述液滴完全挥发的完全挥发用加热工序。
在凝集用加热工序中，加热该基板使吐出到基板上的隔离物凝集到指定范围内(例如，非像素区域的指定位置)，所以，可以防止溶剂的挥发不足引起的扩展(隔离物的散乱)或过剩挥发引起的喷嘴堵塞。并且，在完全挥发工序中，将基板加热一定时间，只要使液滴完全挥发了，就可以将隔离物高精度地配置到指定位置。通过这样的工序，可以实现隔离物向基板上的高精度的配置和稳定的涂布，从而可以确保均匀的单元间隙，所以，可以得到显示品质高的液晶显示装置。
另外，本发明的液晶显示装置的制造方法的特征在于使凝集用加热工序和完全挥发用加热工序中基板的加热温度小于溶剂的沸点。这样，就可以防止溶剂的挥发速度太大，从而可以确保隔离物的凝集所需要的充足的时间，所以，可以将隔离物高精度地配置到指定位置。
另外，本发明的液晶显示装置的制造方法的特征在于将表面具有粘着层的隔离物配置到基板上时，使凝集用加热工序中的基板的加热温度小于该粘着层的熔融温度。这样，可以防止在液滴吐出装置的喷嘴前端部，由于来自基板的辐射热等，隔离物的粘着层溶解，粘着在喷嘴前端部，所以，可以维持喷嘴的稳定的吐出性能。
另外，本发明的液晶显示装置的制造方法的特征在于使凝集用加热工序中的基板的加热温度为30～60℃。这样，在一般的制造工序中常用的条件下，可以防止由于溶剂的挥发不足而引起的扩展(隔离物的散乱)或过剩挥发引起的喷嘴堵塞。
另外，本发明的液晶显示装置的制造方法的特征在于使凝集用加热工序中的基板的加热时间至少在30秒或以上。这样，在一般的制造工序中常用的条件下，可以防止溶剂的挥发不足，可以确保隔离物的凝集所需要的充足的时间，所以，可以将隔离物高精度地配置到指定位置。
图1是表示基板温度与溶剂的扩展不良状况的比例的关系的图表。
图2是表示附着了隔离物的块的喷嘴的比例的图表。
图3是表示溶剂的扩展不良状况与隔离物集合不良状况的图表。
图4是表示附着了隔离物的块的喷嘴的比例的图表。
图5是表示通常型隔离物的偏差与溶剂干燥时间的曲线图。
图6是表示粘着隔离物的偏差与溶剂干燥时间的曲线图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的液晶显示装置的制造方法的实施例。本发明不由该实施例所限定。
实施例1.
图1是表示基板温度与基板吐中溶剂后溶剂的扩展不良状况的比例的关系的图表，图2是表示基板温度与附着了隔离物的块的喷嘴的比例的关系的图表。在本实施例1中，使用喷墨(液滴吐出)法根据下述的条件设定了种种基板温度。并且，在该基板表面将树脂球隔离物与溶剂的混合液(液滴)吐出到基板的非像素区域，检验吐中到基板上的溶剂的扩展不良状况，同时检验喷嘴前端是否未附着隔离物的块。
这里所说的“溶剂的扩展不良状况”，是指由于混合液在吐中后溶剂发生扩展而液滴内的隔离物被配置到指定范围外的不良状况。例如，相邻的液滴之间附着成为指定直径以上的液滴后隔离物发生散乱的情况，或者溶剂溢出到像素区域从而隔离物被配置到该区域的情况等。
液滴吐出头使用的喷嘴直径为20μm，隔离物与溶剂的混合液的吐出量约为20p升，喷嘴与基板的距离为800μm。另外，使用的基板是在玻璃基板上涂布有取向膜(日产化学制SE3140)而成的基板，膜厚为500。隔离物是直径3.75μm的树脂球(积水化学制SP-20375)。溶剂是水和乙二醇以1∶1混合的溶液(例如，粘度10～40mPA·s、沸点约150～250℃)。基板温度在20～70℃的范围内，用加热板进行加热，每隔10℃进行测定。
结果，如图1所示，在基板温度小于30℃时，混合液吐中到基板上后，溶剂有扩展的倾向(基板温度为20℃时，已确认出现5％)。另外，还确认了，溶剂扩展的结果是相邻的液滴之间相互附着，从而隔离物散乱到所希望的范围外。由此可知，为了使隔离物凝集配置到指定范围内，最好将基板温度加热到30℃或以上。
另外，如图2所示，基板温度为70℃或以上时，将出现附着了隔离物的块的喷嘴(基板温度为70℃时，已确认将出现7％)。这是由于基板温度太高所致，是由于来自基板的辐射热等的作用，喷嘴前端的溶剂挥发而发生的结果。由此可知，为了使隔离物的块不附着到喷嘴前端，最好将基板温度加热到60℃或以下。
如上所述，按照本实施例1，为了加热基板使液滴挥发到使吐出到基板上的隔离物凝集到指定范围内的程度，可以加热到使基板温度为30～60℃(凝集用加热工序)，在该状态下只要将基板加热一定时间使液滴完全挥发了(完全挥发用加热工序)，就可以将隔离物高精度地配置到指定位置。经过这样的工序，可以实现隔离物向基板上的高精度的配置和稳定的涂布，从而可以确保均匀的单元间隙，所以，可以得到显示品质高的液晶显示装置。
在上述实施例1中，虽然仅涉及到吐出有隔离物的基板的加热工序，但是，其他工序可以由众所周知的、惯用的方式构成。
实施例2.
图3是表示基板温度与溶剂的扩展不良状况和隔离物集合不良状况的图表，图4是表示基板温度与附着了隔离物的块的喷嘴的比例的关系的图表。在本实施例2中，使用喷墨(液滴吐出)法，根据下述的条件将基板温度进行了各种设定。并且，在该基板表面，将粘着隔离物与溶剂的混合液吐出到基板的非像素区域，检验基板在吐中后的溶剂的扩展不良状况和溶剂的挥发引起的隔离物集合不良状况。此外，检验喷嘴前端是否未附着隔离物的块。这里所说的“隔离物集合不良状况”，是指由于在混合液吐中之后溶剂的扩展而液滴内的隔离物被配置到指定范围外的不良状况和由于溶剂的挥发太快而不能得到隔离物的合适的凝集状态的不良状况(凝集不足状态)。
液滴吐出头使用的喷嘴直径为20μm，隔离物与溶剂的混合液的喷出量约为20p升，喷嘴与基板的距离为800μm。另外，使用的基板是在玻璃基板上涂布了取向膜(日产化学制SE3140)而成的基板，膜厚为500。隔离物是直径3.75μm、表面具有粘着层的树脂球(积水化学制SP-20375AD)。溶剂是将水和乙二醇以1∶1混合的溶液(例如，粘度10～40mPA·s、沸点约150～250℃)。基板温度在20～80℃的范围内，用加热板进行加热，每隔10℃进行测定。
结果，如图3所示，在基板温度小于30℃时，混合液吐中到基板上后，溶剂有扩展的倾向(基板温度为20℃时，已确认出现5％)。另外，还确认了，溶剂扩展的结果是相邻的液滴之间相互附着，从而隔离物散乱到所希望的范围外(基板温度20℃时，隔离物集合不良状况的比例为3％)。
另外，基板温度为70℃或以上时，也确认了隔离物集合的不良状况(是凝集不足状态，基板温度70℃时隔离物集合不良状况的比例为2％，基板温度80℃时隔离物集合不良状况的比例为5％)。可以认为，这是由于基板温度高，溶剂的挥发太快，而隔离物的凝集跟不上的缘故。由此可知，为了使隔离物凝集配置到指定范围内，最好将基板温度加热到30～60℃。
另外，如图4所示，基板温度为70℃或以上时，就出现附着了隔离物的块的喷嘴(已确认，基板温度70℃时出现12％，基板温度80℃时，出现32％)。该出现率比上述实施例1(如图2所示，基板温度70℃时出现7％)的情况高。使用粘着隔离物时，基板温度为70℃或以上时，溶剂迅速挥发，同时，由于来自基板的辐射热等的作用，粘着层融化，存在容易在喷嘴前端部粘着的倾向。由此可知，为了使隔离物的块不附着到喷嘴前端，维持喷嘴的稳定的吐出性能，最好将基板温度加热到比粘着层的熔融温度低的60℃或以下。
如上所述，按照实施例2，使用粘着隔离物时，和上述实施例1一样，通过将基板温度加热到30～60℃(凝集用加热工序)，可以实现隔离物向基板上的高精度的配置和稳定的涂布，从而可以确保均匀的单元间隙。另外，如果隔离物的凝集结束了，通过加热该基板，使溶剂完全挥发，就完成了隔离物的配置(完全挥发用加热工序)。
实施例3.
图5是表示通常类型的隔离物的偏差与溶剂的干燥时间的关系的曲线图，图6是表示粘着型的隔离物的偏差与溶剂的干燥时间的关系的曲线图。在本实施例3中，使用喷墨(液滴吐出)法，根据下述的条件将基板温度30～60℃作为参量，检验溶剂的干燥时间与配置的隔离物的偏差的比例的关系。这里所说的“隔离物的偏差的比例”，是指隔离物的凝集不完全而隔离物配置到指定范围外的比例。
液滴吐出头使用的喷嘴直径为20μm，隔离物与溶剂的混合液的喷出量约为20p升，喷嘴与基板的距离为800μm。另外，使用的基板是在玻璃基板上涂布有取向膜(日产化学制SE3140)而成的基板，膜厚为500。隔离物使用直径3.75μm的树脂球(积水化学制SP-20375)和直径3.75μm表面具有粘着层的树脂球(积水化学制SP-20375AD)。
溶剂将是水和乙二醇以1∶1混合的溶液(例如，粘度10～40mPA·s、沸点约150～250℃)。另外，鉴于上述实施例1和实施例2的考察结果，基板温度以30℃、40℃、50℃、60℃为参数，用加热板进行加热，使之达到该温度。
在上述条件下，检测用于使溶剂挥发、使隔离物凝集到指定位置的溶剂干燥时间(将基板置于加热板上的时间)，与隔离物的偏差的比例的关系的结果，对于通常型的隔离物，可以得到图5所示的曲线图，对于粘着型的隔离物，可以得到图6所示的曲线图。图中，菱形(◆)符号表示基板温度为30℃的情况，正方形(■)符号表示基板温度为40℃的情况，三角形(▲)符号表示基板温度为50℃的情况，“×”符号表示基板温度为60℃的情况。
即，如图5和图6所示，溶剂的干燥时间在30秒以内时，通常型的隔离物和粘着型的隔离物都是隔离物的偏差的比例最大为6％。可以认为，这是用于干燥时间短而溶剂挥发不充分，从而液滴内的隔离物不能凝集到指定范围内的缘故。由此可知，为了使隔离物凝集配置到指定范围内，最好使用加热到30～60℃的基板时，将基板干燥工序(凝集用加热工序)设定为溶剂的干燥时间为30秒或以上。
另外，基板的加热温度最好是比溶剂的沸点低的温度。这是因为，使溶剂的挥发速度不太大，通过确保隔离物的凝集所需要的充足的时间，可以将隔离物高精度地配置到指定位置。另外，如果隔离物的凝集结束了，通过加热该基板，使溶剂完全挥发，就完成了隔离物的配置(完全挥发用加热工序)。
如上所述，按照本实施例3，利用喷墨(液滴吐出)法将包含通常型的隔离物或粘着型的隔离物的溶剂涂布到加热为30～60℃的基板上之后，通过使该溶剂的干燥时间为30秒或以上，可以实现隔离物向基板上的高精度的配置和稳定的涂布，从而可以确保均匀的单元间隙。
在上述实施例3中，虽然为了使隔离物的偏差的比例为0％而将溶剂的干燥时间设定为30秒或以上，但是，根据与液晶显示装置的显示品质的关系，在该偏差的比例超过0％也可以允许时(例如，0～6％范围内的偏差的比例)，也可以设定为不到30秒的干燥时间。
权利要求
1.一种液晶显示装置的制造方法，是使用液滴吐出装置将包含多个隔离物的溶剂作为液滴吐出到基板上并通过加热该基板使该液滴挥发从而将上述隔离物配置到该基板上的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，包括加热该基板使上述液滴挥发到使吐出到上述基板上的上述隔离物凝集到指定范围内的程度的凝集用加热工序；以及进一步加热经过上述凝集加热工序的上述基板，使上述液滴完全挥发的完全挥发用加热工序。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于使凝集用加热工序和完全挥发用加热工序中的基板的加热温度小于溶剂的沸点。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于将在表面具有粘着层的隔离物配置到基板上时，使凝集用加热工序中的基板的加热温度小于该粘着层的熔融温度。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于将凝集用加热工序中的基板的加热温度设定为30～60℃。
5.根据权利要求1～4的任意一项所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于将凝集用加热工序中的基板的加热时间至少设定为30秒或以上。
全文摘要
本发明提供一种可以防止喷嘴堵塞和隔离物的偏差从而可以得到显示品质高的液晶显示装置的液晶显示装置的制造方法。包括加热该基板使上述液滴挥发以使吐出到上述基板上的上述隔离物凝集到指定范围内的凝集用加热工序，和进而加热经过上述凝集加热工序的上述基板以使上述液滴完全挥发的完全挥发用加热工序。在凝集用加热工序中，将基板温度加热到30～60℃，作为溶剂的干燥时间，确保30秒或以上。
文档编号G02F1/13GK1496764SQ0313479
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月29日 优先权日2002年9月30日
发明者鬼塚惠美子, 百濑洋一, 平田祥朋, 鹫泽岳人, 小菅将洋, 一, 人, 朋, 洋, 鬼 惠美子 申请人:精工爱普生株式会社