TWI422933B - Liquid crystal display device manufacturing method for spacer, spacer ink and liquid crystal display device for forming spacer, and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

液晶顯示裝置用間隔物之製造方法、間隔物形成用墨水及液晶顯示裝置及其製造方法

本發明係有關液晶顯示裝置用間隔物之製造方法、間隔物形成用墨水、及液晶顯示裝置及其製造方法。

近年來，使用液晶顯示裝置，作為彩色電視或個人電腦之顯示器等之顯示裝置。液晶顯示裝置通常具有透明電極等之1對透明基板隔著1~10μm之間隙對向配置，具有於該1對基板間封入液晶物質形成液晶層之構成。藉由對液晶層，通過電極外加電場，使液晶物質定向，利用液晶物質之定向，來控制背光之光的透過、不透過，以顯示影像。

由於液晶顯示裝置之液晶層厚度不均後出現顯示不均、對比異常，因此，必須將基板間之間隙保持固定，使液晶層厚度均勻，故，先行技術中採用一種方法，係藉由將具有均勻粒度分佈之二氧化矽粒子、金屬氧化物粒子、及熱塑性樹脂粒子等之粒子散佈於基板上，使其作為間隔物配置於基板間之方法，使基板間之間隙保持固定。

惟，在使用所散佈之粒子作為間隔物(粒子狀間隔物)之上述先行技術之方法的情況，該粒子並未固定，因此，有著經由液晶顯示裝置之振盪產生粒子移動，造成顯示偏差之問題。又，由於散佈時不易精密地配置粒子到期待之位置，因此易於其分佈中產生偏差，依情況也有在液晶顯 示裝置之顯示區域中配置粒子，而粒子成為顯示偏差、失光等顯示不良之主要因素。

因此，探討了藉由利用感光性樹脂之微影法，於單側基板上形成間隔物之方法。經由此方法，可於期待的位置上以高度位置精密度形成作為間隔物之光阻圖案。又，通常，對於光阻圖案之基板的附著力較高，因此，相較於使用粒子狀間隔物時，其較可改善定向異常、對比下降等。

而，微影法，一旦於整體基板上塗佈作為間隔物材料之感光性樹脂後，去除不要部份，因此材料的漏失極多，且必須進行顯像、剝離等多數步驟，存在製造步驟複雜化之問題。另外，必須準備對應各製品之微影法用之版，此點亦使步驟複雜化，造成問題點。更且，隨著近年來液晶顯示裝置之大型化，間隔物材料之均勻塗佈，對應版之準備有其困難點。

又，探討了一種方法，係藉由將含有粒子狀間隔物之墨水利用噴墨法於基板上進行印刷之方法，使粒子狀間隔物(粒子)配置於基板上(專利文獻1~4)。依據噴墨法，相較於微影法，可以較簡易步驟形成間隔物。又，相較於散佈粒子狀間隔物之方法，認為可顯著提昇位置精密度。 如：使粒子狀間隔物分散於溶劑之墨水藉由噴墨法對於非顯示區域之濾色片之黑色矩陣部份進行局部性印刷，從印刷之墨水使溶劑蒸發後，藉此期待可於黑色矩陣上選擇性形成粒子狀間隔物。

專利文獻1：特開平11-316380號公報

專利文獻2：特開2002-333631號公報

專利文獻3：特開2004-13116號公報

專利文獻4：特開2003-295198號公報

本發明者等人經研討後發現，藉由使用質實上未含固體粒子之含有樹脂及溶解樹脂之溶劑之墨水，取代含有固體粒子之墨水，可以相當高度位置精密度形成液晶顯示裝置用間隔物。

惟，使用實質上未含有上述之固體粒子之墨水形成液晶顯示裝置用間隔物時，將不易形成具有相當高之精密度之間隔物。亦即墨水因未含有固體粒子，導致不易充分抑制間隔物高度之偏差。

本發明是鑑於上述情況而完成，其目的在提供一種可形成具有相當高度，同時具有相當理想之位置精密度與高度精密度之液晶顯示用間隔物之液晶顯示用間隔物的製造方法。又，本發明之目的在提供一種具備適用該製造方法之間隔物形成用墨水，及經由該製造方法所形成之液晶顯示裝置用間隔物之液晶顯示裝置及其製造方法。

為達成該目的，本發明提供一種液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，係藉由噴墨法，將由含有樹脂及溶解此樹脂之溶劑，且實質上不含固體粒子之墨水所構成的液滴印刷至基板上，從上述基板上之該液滴中除去上述溶劑，使形成配置於該基板上之既定位置之間隔物之液晶顯示裝置 用間隔物之製造方法，該墨水於25℃之表面張力為XmN/m，該基板於25℃之表面自由能為YmJ/m² 時，下述式(1)之A為-10~15mJ/m² 。

A=X-Y (1)

上述本發明之製造方法中，採用噴墨法，故可輕易形成液晶顯示裝置用間隔物。又，使用實質上未含固體粒子之墨水，因此可以相當理想之位置精密度下形成液晶顯示裝置用間隔物。更具有相當高度H，能夠抑制高度H之偏差。

能夠形成具有相當高度，同時以相當理想之位置精密度下抑制高度H之偏差的間隔物之理由如下。亦即，墨水對於基板之濕潤性太高時則不易形成具有作為液晶顯示裝置用間隔物之理想的1μm以上的高度H之間隔物。又，間隔物徑變大，不易於期待之印刷範圍內形成間隔物。另外，墨水對於基板之濕潤性太低，則藉由噴墨法配置液滴後，液滴彈出，有無法於期待之位置形成間隔物的傾向。又，即使同一墨水，其基板之表面自由能不同則墨水濕潤性不同，使間隔物高度H產生變化。因此，藉由使墨水的表面張力與基板的表面自由能之差(A)定在-10~15mJ/m² 之範圍，可形成具有相當高度，同時以相當理想之位置精密度下抑制高度H之偏差之間隔物。

另外，藉由噴墨法將含有粒子狀間隔物之墨水進行印 刷之先行技術的製造方法時，於噴墨噴嘴頂端，其墨水界面(彎月面；meniscus)形狀之均一性起因於如粒子狀間隔物類之固體粒子的存在而受到擾亂，其結果，出現噴出液滴的飛行偏離，及噴出速度不均。液滴的飛行偏離、及噴出速度不均則降低噴彈位置的精密度，產生衛星液滴(satellite)。對於此，本發明藉由使用實質上不含固體粒子之墨水，同時調整基板之表面自由能與墨水之表面張力之差(A)，可具有良好的間隔物的位置精密度，同時可以高精密度形成間隔物之高度H。

本發明中，宜藉由變更該式(1)之A為-10~15mJ/m² 之範圍，來調整液晶顯示裝置用間隔物之高度H。如此，使A經由上述範圍內之調整後，可維持相當高度H，同時可以相當良好的精密度調整間隔物的高度H。

本發明中，該墨水於25℃之表面張力宜為20mN/m以上。又，該墨水於25℃之黏度宜為50mPa．s以下。藉由使用具有該性狀之墨水後，可輕易縮小配置於基板上之液滴直徑，進而縮小所形成之間隔物之尺寸。縮小間隔物，於高精密之液晶顯示裝置中為特別重要。甚至藉由該墨水，可抑制產生噴墨之阻塞，可取得更理想之印字性。該墨水，在採用於相同位置上使墨水進行2次以上重疊印刷之方法時特別適用。

本發明之墨水中之溶劑於25℃之蒸氣壓，宜為未達1.34×10³ Pa。藉此，充分抑制溶劑揮發所致墨水黏度的上昇，更可進一步抑制噴墨之阻塞。

本發明墨水中之樹脂宜為熱硬化性樹脂。硬化前之熱硬化性樹脂之黏度較低，因此藉由使用熱硬化性樹脂，可使墨水為低黏度化，取得更穩定之噴出性。此時，液晶顯示裝置用間隔物，藉由加熱基板上之液滴，可由液滴去除溶劑，同時使熱硬化性樹脂進行硬化而形成。

本發明之上述熱硬化性樹脂宜為含有環氧樹脂及其硬化劑。經由選擇適當之環氧樹脂、硬化劑之種類後，可使構成間隔物之硬化物較容易作成具有所期待之物性。由耐熱性、黏著性之觀點而言，該環氧樹脂宜為苯酚化合物與醛化合物之縮合物的縮水甘油醚化物。

本發明中，以孔徑1μm之濾器過濾墨水時，所過濾取得之固體成分量相對於該墨水質量，宜為未達0.3質量%，藉此，可進一步提昇所形成液晶顯示裝置用間隔物之位置精密度。

又，本發明宜藉由變更墨水乾燥後之固體成分比率後，使液晶顯示裝置用間隔物之高度H調整至所期待之高度(1~10μm左右)。墨水乾燥後之固體成分比率(%)可於25℃之黏度為50mPa．s以下之範圍內進行調整為任意值。其中，墨水之固體成分比率係指藉由下述式(2)之式可導出者。另外，下述式(2)中乾燥後之質量係使墨水於200℃、30分鐘之條件下，進行乾燥後之質量。

固體成分比率(%)=(乾燥後之質量/乾燥前之墨水質量)×100 (2)

又，本發明中，使液晶顯示裝置用間隔物之高度H，宜藉由變更墨水之液滴量進行調整。墨水之液滴量宜為0.001~100pL，較宜為1~80pL，更宜為1~30pL。液滴容量愈多，有所形成之間隔物直徑愈大，印刷位置之受限愈大的傾向。

另外一面中，本發明係有關液晶顯示裝置之間隔物用墨水。本發明提供一種間隔物形成用墨水，係藉由噴墨法印刷至基板上，含有樹脂及溶解此之溶劑，且實質上未含有固體粒子之液晶顯示裝置之間隔物形成用墨水，其特徵係使該墨水於25℃之表面張力為XmN/m，使該基板於25℃之表面自由能為YmJ/m² 時，該一般式(1)中之A為-10~15mJ/m² 。

藉由使用該間隔物形成用墨水，可於液晶顯示裝置形成具有相當高度H之間隔物。藉由此間隔物形成用墨水所形成之間隔物具有相當良好的位置精密度及高度精密度。

又，若使用本發明間隔物形成用墨水，可以相當良好的精密度來控制間隔物之高度H。本發明之間隔物形成用墨水係藉由噴墨法使由該墨水所成之液滴印刷於基板上，為了形成液晶顯示裝置用間隔物而使用。換言之，本發明之間隔物形成用墨水係適用於該本發明之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法。根據本發明之間隔物形成用墨水，可以相當高之位置精密度及理想高度精密度藉由簡易之步驟形成液晶顯示裝置用間隔物。

更有另外一面，本發明係有關一種液晶顯示裝置之製造方法，其液晶顯示裝置係具備對向所配置1對之基板、與配置於該1對之基板間的液晶層及液晶顯示裝置用間隔物。本發明之液晶顯示裝置之製造方法係具備藉由該本發明之製造方法，在至少一方的基板上形成液晶顯示裝置用間隔物之步驟。

根據上述本發明之製造方法，可以相當理想之位置精密度及高度精密度形成具有相當高度H之液晶顯示裝置用間隔物。又，可藉由簡易之步驟形成此液晶顯示裝置用間隔物。

又另一方面，本發明係有關液晶顯示裝置。本發明之液晶顯示裝置係具備對向所配置之1對基板與配置於該1對基板間的液晶層及液晶顯示裝置用間隔物。該液晶顯示裝置用間隔物係藉由本發明之製造方法所形成。

上述本發明之液晶顯示裝置其具有相當高度H之間隔物係以相當理想之位置精密度與高度精密度所配置。因此，能夠有效抑制顯示偏差、失光等之顯示不良。

根據本發明，係可提供一種液晶顯示用間隔物之製造方法，其係可形成具有相當高度、同時具有相當理想之位置精密度與高度精密度之液晶顯示用間隔物。本發明又提供一種液晶顯示裝置及其製造方法，其液晶顯示裝置係具備適用於該製造方法之間隔物形成用墨水、及經由該製造方法所形成之液晶顯示裝置用間隔物。

又，可控制間隔物高度為任意高度，可以相當高的位置精密度藉由簡易之步驟形成液晶顯示裝置用間隔物。亦即，可精密度良好地於液晶顯示裝置之非顯示區域內選擇性形成具有期待高度之間隔物，因此，可有效抑制液晶顯示裝置之顯示偏差、失光等之顯示不良。

又，由於先行技術之粒子狀間隔物為與基板進行點接觸，其接觸面積小，相對的，藉由本發明之製造方法所形成之間隔物，能增加與基板之接觸面積。構成間隔物之樹脂與基板之密合性由於一般為良好，因此間隔物與基板間亦可取得良好密合性。

[發明實施之最佳形態]

以下，針對本發明理想之實施形態進行詳細說明。惟本發明並未受限於以下之實施形態。

圖1係代表藉由本發明之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，於基板上形成之液晶顯示裝置用間隔物之一實施形態的模式截面圖。由樹脂層20所成之液晶顯示裝置用間隔物11係設置於基板23之主面23a上。以下，針對液晶顯示裝置用間隔物11之製造方法進行說明。

本實施形態之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法中，藉由噴墨法使含有樹脂及溶解此樹脂之溶劑，且實質上未含有固體粒子之墨水所成之液滴印刷於基板23之主面23a上，由基板23之主面23a上之液滴去除溶劑，形成 配置於主面23a上之既定位置之液晶顯示裝置用間隔物。然後，該墨水於25℃之表面張力為XmN/m，該基板於25℃之表面自由能為YmJ/m² 時，該式(1)中之A為-10~15mJ/m² 。

本實施形態之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，首先，於液晶顯示裝置所使用之基板23之主面23a上，將含有樹脂及溶解該樹脂之溶劑，且實質上未含有固體粒子之墨水，以噴墨法進行印刷。接著，藉由例如加熱處理等去除溶媒，可形成樹脂層20。藉此，可於基板23上形成由樹脂層20所成之液晶顯示裝置用間隔物11。間隔物11之高度H宜為1~10μm。

噴墨法例如可使用藉由壓電元件(piezoelectric element)之振盪，噴出液體之壓電方式，利用劇烈加熱所致之液體膨脹，噴出液體之加熱方式等一般之噴出方法。實施此噴墨法，可使用如一般的噴墨裝置。

墨水噴彈於基板23上之後，去除溶媒之方法例如：可採用使基板進行加熱、或吹送熱風之加熱處理方法。如此加熱處理例如可於加熱溫度150~250℃、加熱時間0.2~1.0小時下進行。另外，使用熱硬化性樹脂為樹脂時，可於去除溶媒後，或去除溶媒之同時，使樹脂硬化。

墨水之表面張力XmN/m與基板23之表面自由能YmJ/m² 之差(A)為-10~15mJ/m² ，更佳為-10~0mJ/m² 。只要A為-10~0mJ/m² 之範圍內，可使間隔物11適度的扁平化(間隔物11之直徑/高度H=10~30)、使間隔物11 之高度H之標準偏差降至0.05μm以內。當A未達-10mJ/m² 時，則無法形成具有充分高度之間隔物。反之，A若超出15mJ/m² 時，則無法於期待位置上形成間隔物11。另外，該間隔物11之直徑係指與基板23之主面23a接觸面之直徑。

基板23之表面自由能宜為60mJ/m² 以下，較佳為35mJ/m² 以下，更佳為30mJ/m² 以下。該基板之表面自由能可藉由變更基板表面材質而進行調整。如此，藉由選擇基板表面之材質，可調整樹脂層20之高度，亦即，可調整間隔物11之高度H。

本實施形態之間隔物形成用墨水其表面張力較佳為20mN/m以上。當間隔物形成用墨水之表面張力未達20mN/m時，墨水液滴噴彈於基板23後濕潤擴散，導致於液晶顯示裝置之狹幅的非顯示區域內之間隔物形成不易。間隔物形成用墨水之表面張力更佳為20~80mN/m之範圍。此理由係當墨水之表面張力超出80mN/m時，將容易產生噴墨噴嘴阻塞。

另外，墨水之表面張力可藉由變更所調配之樹脂成份及溶劑種類，以及變更調配比進行調整。如此，經由變更墨水之調配後，可調整印刷於基板23之主面23a之液滴的高度。

一般而言，墨水之表面張力比起上昇較容易下降。因此，基板23之表面自由能愈低，其墨水之表面張力與基板23之表面自由能之差的變化幅度愈廣，愈可廣範圍控 制所形成之間隔物11之高度H。墨水之表面張力X與基板11之表面自由能Y之差(A)愈大，確實愈可提昇間隔物11之高度H。

液晶顯示裝置用間隔物11之高度H可藉由控制經由噴墨法印刷於基板23之主面23a上之液滴之高度來調整。液滴之高度係可藉由變更墨水之表面張力、基板23之表面自由能、液滴之量、上述式(2)所導出之乾燥後固體成分比率來調整。另外，本實施形態之間隔物及液滴之「高度」係指於基板23之主面23a呈垂直之方向之間隔物及液滴之厚度之意。

本實施形態中，墨水之表面張力XmN/m與基板23之表面自由能YmJ/m² 之差，亦即，藉由上述式(1)所導出之A值於-10~15mJ/m² 之範圍內變更，可調整基板23之主面23a上之液滴高度。由此液滴中去除溶媒硬化，藉此可以相當之精密度形成具有期待高度H之液晶顯示裝置用間隔物11。

另外，本實施形態之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法中，間隔物11之高度H也可藉由變更墨水之液滴量、墨水之乾燥後固體成分比率(上述式(2)所導出之值)來調整。墨水液滴量多，墨水乾燥後之固體成分比率愈高，愈可提昇間隔物11之高度H。

圖2係代表藉由本發明液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，形成於基板上之液晶顯示裝置用間隔物之另一實施形態之模式截面圖。樹脂層20及樹脂層22依此順序層合 後所成之液晶顯示裝置用間隔物12係設置於基板23上。以下，針對液晶顯示裝置用間隔物12之製造方法進行說明。

首先，於基板23之主面23a上，藉由噴墨法使含有樹脂及溶劑，且實質上未含固體粒子之墨水所成之液滴進行噴出印刷。又，所使用之墨水表面張力與基板23之表面自由能之差異(A)為-10~15mJ/m² 之範圍。由此所形成之液滴去除溶媒，硬化後形成樹脂層20。於此樹脂層20之上，藉由噴墨法，使含有樹脂及溶劑，且實質上未含固體粒子之墨水進行印刷。亦即，與基板23上之樹脂層20之形成位置之相同位置上，印刷間隔物形成用墨水。該墨水即使與用於樹脂層20形成用之墨水為相同組成，或不同之組成均可。如此，將墨水印刷於樹脂層20之後，藉由與樹脂層20形成時相同進行去除溶媒，可於樹脂層20之上形成樹脂層23。藉此，如圖2所示，可於基板23上，形成依樹脂層20及樹脂層22之順序所層合之液晶顯示裝置用間隔物12。藉由本實施形態之製造方法之間隔物12之高度H1作為液晶顯示裝置用間隔物具相當的高度。

圖3係代表圖2間隔物12之俯視圖。樹脂層22係設定被覆樹脂層20(圖2)。如此，本發明間隔物形成用墨水可於一個形成區域內噴出1次以上。藉此，於廣範圍之液晶層間隙高度下，能夠形成可輕易對應之液晶顯示裝置用間隔物。

其中，基板23為用於液晶顯示裝置之基板，於形成液晶顯示裝置用間隔物11(12)之面側可使用如具有電極、 定向層者。另外，間隔物形成用墨水於液晶顯示裝置中，對向配置之2片基板中，噴出於一方之基板表面較佳，配置間隔物之區域較佳為濾色片之黑色矩陣等之非顯示區域上。

另外，本實施形態中，於基板23上印刷間隔物形成用墨水後，進行加熱處理後，暫且形成樹脂層20，然而亦可於基板23上印刷間隔物形成用墨水後，未進行加熱處理，於相同位置重覆印刷間隔物形成用墨水後，藉由加熱處理去除溶媒後，同時形成樹脂層20與樹脂層22。又，亦可於樹脂層22上，進一步藉由利用噴墨法印刷含有樹脂及溶劑，且實質上未含固體粒子之墨水，並去除溶媒，再於樹脂層22上形成樹脂層者。如此，藉由於樹脂層22上重覆印刷墨水，去除溶媒後，於基板23上可形成3層以上樹脂層所成之液晶顯示裝置用間隔物。

接著，針對液晶顯示裝置用間隔物之製造方法所使用之間隔物形成用墨水進行詳細說明。本發明之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法中，使用含有樹脂及溶解此樹脂之溶劑，且實質上未含固體粒子之墨水。其中，「實質上未含有」係指常溫下，粒徑1.0μm以上之固體狀粒子含量相對於墨水質量為未達0.5質量%之意。另外，固體狀粒子之含量相對對墨水質量宜為未達0.3質量%，較佳為未達0.05質量%，更佳為未達0.01質量%。藉由降低固體狀粒子含量，可進一步提昇噴彈位置之精密度。

本實施形態之間隔物形成用墨水，亦即墨水宜以均勻溶解樹脂於溶劑中。其中，「樹脂均勻溶解」係指將墨水 於常溫下，以孔徑1μm之過濾器過濾時，其過濾取得之間隔物固體成分的量相對於墨水質量為未達0.3質量%之意。

本實施形態之間隔物形成用墨水之黏度於25℃下宜為50mPa．s以下。間隔物形成用墨水之黏度為50mPa．s以下時，可更確實防止產生噴墨印刷時之不噴出噴嘴或產生噴嘴之阻塞。又，間隔物形成用墨水之黏度於25℃下更佳為1.0~30mPa．s。墨水黏度藉由定於該範圍時，有可使液滴小徑化，可使墨水之噴彈徑更縮小的傾向。

含於間隔物形成用墨水之溶劑之25℃之蒸氣壓宜為未達1.34×10³ Pa。只要為該溶劑時，可抑制因溶劑揮發所致之黏度上昇。如：使用蒸氣壓為1.34×10³ Pa以上之墨水時，有墨水液滴容易乾燥，不易由噴墨頭之噴嘴噴出液滴，容易產生噴墨頭阻塞的傾向。藉由使含於間隔物形成用墨水之溶劑的蒸氣壓未達1.34×10³ Pa時可迴避上述之問題。另外，蒸氣壓為未達1.34×10³ Pa之溶劑亦可與蒸氣壓為1.34×10³ 以上之溶劑合併使用，惟此時，蒸氣壓為1.34×10³ 以上之溶劑的調配比例以溶劑總量之質量基準計，宜為60質量%以下，較佳為50質量%以下，更佳為40質量%以下，又，溶劑只要蒸氣壓為所期待之範圍內，且分散或溶解絕緣性樹脂者，均可使用。

於25℃之蒸氣壓為未達1.34×10³ Pa的溶劑，其具體例如：γ-丁內酯、環己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、茴香醚、乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇二甲醚、二丙二醇單甲醚、三丙二醇二甲醚等例。 又，於25℃之蒸氣壓為1.34×10³ Pa以上之溶劑，其具體例如：甲基乙基酮、甲基異丁酮、甲苯、異丙醇等例。此等溶劑可單獨使用1種，亦可組合2種以上使用。

有關墨水中溶媒之含有比例，並未特別限定，一般將墨水在25℃時之黏度及表面張力適度調整為上述範圍內較佳，通常，相對於墨水質量，較佳為50~99質量%。

含於墨水之樹脂通常，只要顯示電絕緣性，可賦予基材附著性之材料者任一種皆可，如：環氧樹脂、苯酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚矽氧改性聚醯胺醯亞胺樹脂、聚酯樹脂、氰酸酯樹脂、BT樹脂、丙烯酸樹脂、蜜胺樹脂、胺基甲酸乙酯樹脂、醇酸樹脂等例，惟並未特別限定。此等可單獨使用1種，亦可組合2種以上使用。

樹脂為使用熱硬化性樹脂時，必要時將單體、低聚物等溶於溶劑，印刷於基板後，經由加熱處理，可進行去除溶劑及/或樹脂硬化。另外，間隔物形成用墨水中，必要時亦可調配硬化促進劑、偶合劑、抗氧化劑、填充劑等。

從耐熱性的觀點而言，熱硬化性樹脂宜為含有環氧樹脂及其硬化劑。作為環氧樹脂例者如：雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、雙酚型環氧樹脂、脂環式環氧樹脂、脂肪族鏈狀環氧樹脂、縮水甘油酯型環氧樹脂、或苯酚、甲酚、烷酚、兒茶酚、雙酚F、雙酚A、雙酚S等之酚類與甲醛、或水楊醛等之醛類之縮合物的縮水甘油醚化物、聚酚類之縮水甘油醚化物，及該等之氫化物、鹵化物等，而由耐熱性及黏著性觀點而言，又以酚類與 醛類之縮合物的縮水甘油醚化物為較佳。此等環氧樹脂之分子量未受限，且可以併用任意種類。

與環氧樹脂同時使用之硬化劑例者如：二乙烯三胺、三乙烯四胺、間二甲苯二胺、二胺基二苯基甲烷、二胺基二苯碸、間苯二胺、二氰基二醯胺等之胺類；鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基那地酸酐、均苯四甲酸酐、偏苯三酸酐等之酸酐；咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-十一基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-十七基咪唑、4,5-二苯基咪唑、2-甲基咪唑啉、2-苯基咪唑啉、2-十一基咪唑啉、2-十七基咪唑啉、2-異丙基咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑、2-乙基咪唑啉、2-異丙基咪唑啉、2,4-二甲基咪唑啉、2-苯基-4-甲基咪唑啉等之咪唑類；胺基為以丙烯腈、伸苯二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、亞甲基聯苯異氰酸酯、蜜胺丙烯酸酯等所遮掩之咪唑類；雙酚F、雙酚A、雙酚S、聚乙烯酚等之酚類；苯酚、甲酚、烷酚、兒茶酚、雙酚F、雙酚A、雙酚S等之酚類與甲醛或水楊醛等之醛類之縮合物及此等之鹵化物等例。其中，由耐熱性及黏著性之觀點而言，又以酚類與醛類之縮合物為佳。此等化合物之分子量並未受限，且可單獨使用1種，或組合2種以上使用。

針對墨水中含有絕緣性樹脂之比例，使墨水於25℃之黏度及表面張力宜適度調整為上述範圍內，一般，相對於墨水質量而言，宜為1~50質量%。

接著，針對本發明之液晶顯示裝置進行說明。本發明之液晶顯示裝置係具備對向配置之1對基板、由封入上述1對基板間的液晶物質所成之液晶層、及為使該液晶層維持一定的厚度，而配置於該基板間之液晶顯示裝置用間隔物。然後，該液晶顯示裝置用間隔物係使用該本發明之間隔物形成用墨水，藉由噴墨法，形成於該基板上所期待之位置上。亦即，液晶顯示裝置用間隔物係將間隔物形成用墨水藉由噴墨印刷裝置塗佈於基板上所期待之位置，經由加熱處理後，進行樹脂之硬化及/或溶劑之去除後可形成。

圖4係代表本發明液晶顯示裝置之一實施形態之模式截面圖。如圖4所示，液晶顯示裝置1具有對向配置之一對基板構件6a、6b。基板構件6a係由電極2a、濾色片7、基板3a、位相差板8及偏光板5a所成，將此等依序層合。又，基板構件6b係由電極2b、基板3b及偏光板5b所成，將此等依序層合。又，於基板構件6b之偏光板5b之外側配置背光9。更於基板構件6a、6b之電極2a、2b所形成之側分別層合定向層17a、17b。而，液晶層18係藉著定向層17a、17b，經由基板構件6a、6b將其挾住。然後，液晶層18之周邊之基板構件6a、6b之間設置密封材料13，藉此連接基板構件6a、6b。

該液晶顯示裝置中，如圖4所示，液晶顯示裝置用間隔物10為維持液晶層18呈一定的厚度，被設置於液晶顯示裝置1之既定位置。液晶顯示裝置用間隔物10，由其 顯示高品質之影像之觀點而言，宜設置於透光部之顯示點部以外之位置。

又，液晶顯示裝置用間隔物10係於畫面顯示全區域以均等之間隔配置為宜。該液晶顯示裝置用間隔物10係使用本發明間隔物形成用墨水，藉由噴墨印刷法所形成，因此，於畫面顯示全區域，以相當高之位置精密度配置，可有效抑制顯示偏差或漏光等之顯示不良。

該液晶顯示裝置係可藉由上述製造方法，於基板3b上設置之定向層17b上製造液晶顯示裝置用間隔物10。液晶顯示裝置用間隔物10藉由使上述墨水經由噴墨法進行2次以上重疊印刷而形成，可調整成期待之高度。

另外，圖4所示之基板構件6a、6b分別具有層合上述各層之構造，然而不一定必須層合全部的層。又，基板構件6a、6b於必要時，亦可進一步設置絕緣層、黑色矩陣層、緩衝材料層、TFT等。

作為電極2a、2b，可使用摻混錫的氧化銦(ITO)等之透明電極。又，作為基板3a、3b可舉例如：塑膠板、玻璃板等例。又，濾色片7、位相差板8、偏光板5a、5b、及背光9分別可使用公知者。又，有關定向層17a、17b可使用公知之液晶定向劑形成。

[實施例]

以下，藉由實施例及比較例進行本發明更具體之說明，惟，本發明並未受限於以下之實施例。另外，各實施例及各比較例所使用之墨水黏度係以A&D股份有限公司 製之小型振動式黏度計(商品名：CJV5000)於25℃下進行測定。又，墨水之表面張力係使用藉由Wilhelmy法(白金板法)之表面張力測定裝置之協和界面化學公司製之全自動表面張力計(商品名：CBVP-Z)，於25℃下進行測定。 又，基板之表面自由能係利用協和界面化學公司製之自動接觸角計(商品名：DM500)，於25℃下測定水、甲醯胺、甘油對基板之接觸角後，藉由酸鹼法計算得到。又，過濾取得之墨水時，濾得之固體成分量係於常溫下，利用孔徑1μm之過濾器過濾墨水，測量濾得之固體成分於溫度200℃下乾燥1小時後之質量而得到。

(墨水1之調製)

將雙酚A酚醛型環氧樹脂(大日本油墨化學工業股份有限公司製、商品名：N-865)、雙酚A酚醛樹脂(大日本油墨化學工業股份有限公司製、商品名：VH4170)、2-乙基-4-甲基咪唑(東京化成工業股份有限公司製)，溶於溶劑之γ-丁內酯(於25℃之蒸氣壓：2.3×10² Pa)，調製墨水1。另外，含於墨水1之各原料及溶劑之使用比率如表1所示。

所調製墨水1之黏度為8.4mPa．s，表面張力為44mN/m，所過濾取得之固體成分量為0.001質量%。

(墨水2之調製)

如表1變更墨水之各原料及溶劑之使用比率之外，與墨水1同法調製墨水2。

所調製墨水2之黏度為11.5mPa．s，表面張力為44.1mN/m，所過濾取得之固體成分量為0.001質量%。

(墨水3之調製)

添加聚矽氧矽系平坦劑(楠本化成股份有限公司製、商品名：dispalon 1711)，且依表1變更各原料及溶劑之使用比率之外，與墨水1同法調製墨水3。

所調製之墨水3之黏度為7.6mPa．s，表面張力為26mN/m，所過濾取得之固體成分量為0.002質量%。

(墨水4之調製)

依表1所示變更各原料及溶劑之使用比率，且添加粒子狀間隔物(Natoco股份有限公司製、商品名：BD-380)之外，與墨水1同法調製墨水4。

所調製之墨水4之黏度為12.2mPa．s，表面張力為44mN/m，過濾取得之固體成分量為0.51質量%。

(實施例1)

由墨水1，藉由以孔徑20μm之膜過濾器進行過濾將異物去除。將去除異物之墨水1供應於搭載口徑50μm噴頭的壓電方式之噴墨裝置(MICROJET股份有限公司製、商品名：Nanoprinter 1000)。

[間隔物形成用墨水之印刷、間隔物之形成]

利用該噴墨裝置，於玻璃板上形成VA液晶用定向膜之基板表面(表面自由能：29mJ/m² )上，以150μm間隔，液滴容量定為15pL，以噴出位置座標(目標)為基準，印刷墨水1。進行1次印刷墨水1後，將該基板迅速移至加熱為180℃之熱板上，進行乾燥30分鐘，硬化後，形成間隔物。所使用之墨水及基板之性狀示於表2。

[噴彈位置精密度之評定]

由基板上所印刷之墨水斑點之印刷狀態(乾燥前)之畫像鑑定噴彈位置之座標。算出此座標與起初噴出位置座標(目標)之錯位(W)，依以下評定基準評定噴彈位置精密度(n=80)。評定結果示於表3。

<噴彈位置精密度之評定基準>

A：對於印刷之所有墨水斑點，其噴彈位置之錯位(W)為25μm以內之墨水斑點比例為90%以上。

B：對於印刷之所有墨水斑點，其噴彈位置之錯位(W)為25μm以內之墨水斑點比例為未達90%。

[密合性之評定]

於所形成之間隔物強烈壓延市售之透明膠帶後，一口氣剝離該透明膠帶，藉由確定是否剝離間隔物，來進行評定密合性。密合性之評定基準如下。密合性之評定結果示於表3。

<密合性之評定基準>

A：藉由膠帶試驗，間隔物完全未剝離。

B：藉由膠帶試驗，間隔物至少一部份出現剝離。

[間隔物之平均高度及標準偏差之評定]

藉由菱化系統公司製三維非接觸表面形狀計測系統(商品名：MM-3500)進行測定所形成之間隔物之高度，求 出測定值之平均值及標準偏差。

[間隔物之直徑的評定]

以顯微鏡觀測定所形成間隔物之直徑。

(實施例2)

使用墨水2取代墨水1之外，與實施例1同法於基板表面上形成間隔物，進行各評定。所使用之墨水及基板之性狀示於表2。評定結果示於表3。

(實施例3)

於玻璃板上使用表面自由能為35mJ/m² 之VA液晶用定向膜所形成之基板，取代表面自由能為29mJ/m2之VA液晶用定向膜之外，與實施例1同法於基板上形成間隔物，進行各評定，所使用之墨水及基板之性狀示於表2。評定結果如表3所示。

(實施例4)

噴墨法中所噴出之墨水液滴容量定為35pL之外，與實施例3同法於基板上形成間隔物，進行各評定。所使用之墨水及基板之性狀示於表2。評定結果示於表3。

(實施例5)

使用墨水3取代墨水1之外，與實施例1同法於基板 上形成間隔物，進行各評定。所使用之墨水及基板之性狀示於表2。評定結果如表3所示。

(實施例6)

於玻璃板上使用表面自由能為35mJ/m² 之VA液晶用定向膜所形成之基板，取代表面自由能為29mJ/m² 之VA液晶用定向膜之外，與實施例5同法於基板上形成間隔物，進行各評定。所使用之墨水及基板之性狀如表2所示。評定結果如表3所示。

(比較例1)

於玻璃板使用表面自由能為43mJ/m² 之TN液晶用定向膜所形成之基板取代表面自由能為29mJ/m² 之VA液晶用定向膜之外，與實施例5同法於基板上形成間隔物，進行各評定。所使用之墨水及基板之性狀示於表2。評定結果如表3所示。

(比較例2)

於玻璃板上，使用表面自由能為53mJ/m² 之IPS液晶用定向膜所形成之基板取代表面自由能為29mJ/m² 之VA液晶用定向膜之外，與實施例5同法於基板上形成間隔物，進行各評定。所使用之墨水及基板之性狀示於表2所示。評定結果如表3所示。

(比較例3)

使用墨水4取代墨水1，且該墨水4未以膜過濾器進行過濾之外，與比較例1同法於基板上形成間隔物，進行各評定。所使用之墨水及基板之性狀如表2。評定結果如表3所示。

實施例1~6所製作之間隔物之平均高度為1~10μm之範圍內，噴彈位置精密度亦良好。由實施例1~6之結果顯示，藉由墨水之表面張力與基板之表面能之差(表2中A之值)定為-10~15之範圍，可將間隔物之高度定在對液晶顯示裝置用間隔物而言之適當範圍。又，各實施例所形成之間隔物與基板之密合性亦良好。

另外，比較例1及2所形成之間隔物平均高度均低至未達1μm。又，比較例3之噴彈位置精密度不良。

[產業上可利用性]

根據本發明，可提供一種液晶顯示用間隔物之製造方法，其可形成具有相當高度，同時具有相當良好之位置精密度與高度精密度之液晶顯示用間隔物。又，本發明又可提供一種液晶顯示裝置及其製造方法，該液晶顯示裝置具 備適用於該製造方法之間隔物形成用墨水、及藉由該製造方法所形成之液晶顯示裝置用間隔物。

1‧‧‧液晶顯示裝置

2a，2b‧‧‧電極

3a，3b，23‧‧‧基板

23a‧‧‧主面

5a，5b‧‧‧偏光板

6a，6b‧‧‧基板構件

7‧‧‧濾色片

8‧‧‧位相差板

9‧‧‧背光

10，11，12‧‧‧間隔物

13‧‧‧薄片材

17a，17b‧‧‧定位層

18‧‧‧液晶層

20，22‧‧‧樹脂層

[圖1]代表藉由本發明之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，於基板上形成之液晶顯示裝置用間隔物之一實施形態之模式截面圖。

[圖2]代表藉由本發明之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，於基板上形成之液晶顯示裝置用間隔物之另一實施形態之模式截面圖。

[圖3]代表圖2之間隔物12之俯視圖。

[圖4]代表本發明之液晶顯示裝置之一實施形態之模式截面圖。

23‧‧‧基板

23a‧‧‧主面

11‧‧‧間隔物

20‧‧‧樹脂層

Claims (13)

1. 一種液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其係藉由噴墨法，將由含有樹脂及溶解此樹脂之溶劑，且實質上不含固體粒子之墨水所構成的液滴印刷至基板上，從前述基板上之前述液滴中除去前述溶劑，形成配置於前述基板上之既定位置之間隔物的液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其特徵係該墨水於25℃之表面張力為XmN/m，該基板於25℃之表面自由能為YmJ/m² 時，下述式(1)之A為-10~15mJ/m² ，A=X-Y (1)。
2. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其中藉由在-10~15mJ/m² 之範圍內改變上述式(1)之A，來調整該間隔物的高度H。
3. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其中該墨水於25℃之表面張力為20mN/m以上，該墨水於25℃之黏度為50mPa．s以下。
4. 如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其中該溶劑於25℃之蒸氣壓未達1.34×10³ Pa。
5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其中該樹脂為熱硬化性樹脂，藉由加熱該基板上之該液滴，除去該液滴中之該溶劑，同時使該熱硬化性樹脂硬化，形成該液晶顯示裝置用間隔物。
6. 如申請專利範圍第5項之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其中該熱硬化性樹脂含有環氧樹脂及其硬化 劑。
7. 如申請專利範圍第6項之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其中該環氧樹脂為酚化合物與醛化合物之縮合物的縮水甘油醚化物。
8. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其中該墨水以網眼1μm之過濾器過濾時，濾出之固體成分的量對於該墨水質量為未達0.3質量%。
9. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其中藉由改變該墨水之乾燥後之固體成分比例，來調整該間隔物的高度H。
10. 如申請專利範圍第1~4項中任一項之液晶顯示裝置用間隔物之製造方法，其中藉由改變印刷至該基板上之該液滴的量，來調整該間隔物的高度H。
11. 一種間隔物形成用墨水，其係藉由噴墨法印刷至基板上，含有樹脂及溶解此樹脂之溶劑，且實質上不含固體粒子之液晶顯示裝置之間隔物形成用墨水，其特徵係前述墨水於25℃之表面張力為XmN/m，前述基板於25℃之表面自由能為YmJ/m² 時，下述一般式(1)之A為-10~15mJ/m² ，A=X-Y (1)。
12. 一種液晶顯示裝置之製造方法，其液晶顯示裝置係具備：相對向配置之1對基板、與配置於該1對基板之間的液晶層及液晶顯示裝置用間隔物，其中該製造方法係 具備：藉由如申請專利範圍第1~10項中任一項之製造方法，在至少一方之前述基板上形成該液晶顯示裝置用間隔物的步驟。
13. 一種液晶顯示裝置，其特徵係具備：相對向配置之1對基板、與配置於該1對基板之間的液晶層及液晶顯示裝置用間隔物，其中該液晶顯示裝置用間隔物為藉由如申請專利範圍第1~10項中任一項之製造方法所形成。