JPH02120826A - 粉体の散布方法、粉体付基材および液晶セル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、基材上に粉体を均一に散布する方法に関する
。また本発明は、前記の方法による基材上に粉体が単位
面積当り均一密度に散布された基板、特に粉体が単位面
積当り均一密度に散布され。

た透明電極板に関する。さらに本発明は、前記の粉末が
単位面積当り均一密度に分散された透明電極板を用いて
得られる液晶相の厚さが均一な液晶セルに関する。

本発明の技術的背景並びにその問題点 時計、計算機、テレビ等の表示装置と１−で、液高表示
装置（以下ｒＬＣＤＪと記載することもある）が広く用
いられている。このＬＣＤは、わずかな電位を加えるだ
けで分子の配向が変わって偏光方向が変化する液晶を用
いた表示装置であり、通常、二枚の電極基板間に液晶層
を挟み込んだ構造を有している。

このようなＬＣＤでは、液晶相の厚さをできるだけ薄く
することが望ましく、しがも液晶相の厚さにばらつきが
ないことが望まれている。すなわち、液晶相の厚さにバ
ラツキがあると、液晶相にかかる電界の強度が部分的に
不均一になるため、画像のコントラスト比が場所によっ
て変化し、画像にむらが生ずる。さらに、液晶の入力信
号に対する応答速度は、液晶層の厚さおよび電界強度に
応じて変化するので、上記のような液晶層の厚さにバラ
ツキが大きいと、応答速度に差異が生じ鮮明な画像が得
られない。このためＬＣＤでは、二枚の電極基板間に絶
縁物からなるスペーサーを介在させて所望の厚さの間隙
を形成し、この間隙に液晶物質を充填することにより、
二枚の電極板間に薄く均一な液晶層を形成させる方法が
利用されている。

このように液晶層の厚さは、電極板間に介在するスペー
サーの大きさにより決定されるため、電極基板上におけ
る単位面積当りのスペーサー密度により液晶層の厚さに
バラツキが発生する。したがって液晶層の厚さを均一に
するためには、大きさの揃ったスペーサーを用い、この
ようなスペーサーを電極基板上に単位面積当り均一な密
度で分布させなければならない。

従来スペーサーは、液中にスペーサーを分散させたスラ
リーをノズルから噴霧させることにより、基板上に散布
されていたが、この方法ではスペーサーを均一な密度に
散布することが困難であり、基材上に均一に粉末を散布
することのできる方法の開発が切望されていた。

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を解消
しようとするものであって、基材上に均一密度でスペー
サー等の粉体を散布する方法の提供を目的としている。

さらに、本発明は基材上に均一密度でスペーサー等の粉
体を一度で散布することができる方法の提供を目的とし
ている。

また本発明は、前記の方法による粉体が単位面積当り均
一密度に散布された基板の提供を目的とし、特に粉体が
単位面積当り均一密度に散布された透明電極板の提供を
目的としている。

さらに本発明は、前記の粉体が単位面積当り均一密度に
分散された透明電極板を用いて得られる液晶層の厚さが
均一な透明セルの提供を目的としている。

発明の概要 本発明に係る散布方法は、基材もしくはノズルを相対的
に移動させながら粉体分散スラリーを基材上に散布する
方法において、移動直角方向の異なる位置に設けられた
２個以上のノズルから、基材表面に、それぞれのノズル
によって散布される粉体の散布領域が、該移動方向から
みて重なるように、粉体分散スラリーを散布することを
特徴としている。

また、本発明に係る基板は、基材上に粉末が散布された
基板であって、該基板上の任意の点における該粉末の単
位面積当り粒子密度が、該基材上における粒子の平均密
度に対して±５０％以内の範囲内にあることを特徴とし
ている。

さらに、本発明に係る液晶セルは、基板上の任意の点に
おける該粉末の単位面積当り粒子密度が、該基材上にお
ける粒子の平均密度に対して±５０％以内の範囲内にあ
る透明電極基板から形成されていることを特徴としてい
る。

発明の詳細な説明 次に本発明に係る粉体の散布方法、基板および液晶セル
について具体的に説明する。

まず、本発明に係る粉体の散布方法について説明する。

第１図に１個のノズルを用いて粉体を散布したときの噴
霧量分布曲線の例を示す。なお、本発明においては、こ
の噴霧量分布曲線を、単に「パターン」と記載すること
もある。

従来の方法で粉体の単位面積当りの密度が不均−になる
のは、粉体が液中に分散されているスラリー（以下、ス
ラリーという）を相対的な移動方向に噴霧し、基材上の
直交する線分を通過した際に、その線分上で噴霧された
パターンが平坦にならず、第１図に示すように略半円形
になるためである。すなわち、例えば第１図に示すよう
に、ノズル１１から噴霧されたスラリーは、移動方向を
示す矢印１２に垂直な線分１３とノズル１１により形成
される断面においては、相対的にパターン１４で示され
るような量で基材１５上に散布される。

したがって、ノズル直下１４ａにおける粉体の散布量は
比較的多くなるが、パターンの裾部１４ｂにおける粉体
の散布量は比較的少なくなる。このため基材上に散布さ
れた粉体の密度はノズル直下１４ａ近傍で最も高くなり
、裾部１４ｂ近傍で最も低くなり、このような条件で散
布を繰り返しても粉体密度が均一な基板を製造しにくい
。

本発明者は、上記の噴霧量分布曲線、すなわちパターン
が平坦部を有するようにノズルを配置してスラリーの散
布を行なうことにより、基材上に散布される粉体の単位
面積当りの密度が均一になるとの知見を得た。

上記のパターンが平坦部を有するようにするために、本
発明では２個以上のノズルを用いている。

そして、この２個以上のノズルを、ノズルもしくは基材
の相対的な移動に対して直角方向の、異なる位置に設け
る。さらに、この２個以上のそれぞれのノズルから粉体
分散スラリーを噴霧することにより形成される粉体の散
布領域が、ノズルもしくは基材の移動方向から見て重な
るような位置にそれぞれのノズルを配置する。

このようにノズルを配置し、それぞれのノズルのパター
ンを合成することによって得られる全体のパターンが平
坦部を有するようになる。

上記のように、本発明においては、］のノズルに対して
隣接するノズルが、ノズルもしくは基材の移動方向に対
して略横方向にずれて配置されていればよいが、複数の
ノズルが横に並ぶように配置してそれぞれのノズルによ
って形成される散布領域が直接重なりあうと、この重な
りあった散布領域における粉体の流れが乱れ、この部分
の粉体の噴霧量の制御が困難になり、従って合成された
パターンが平坦にならない。

このため、本発明においては、２個以上のノズルを移動
方向に対して斜めにずらして配置し、それぞれのノズル
によって形成される散布領域が直接重なり合わず、前記
線分上で重なり合うようにすることが特に好ましい。

第２図にノズルを斜めにずらして配置した例を模式的に
示す。

第２図に示す態様において、基材２５の移動方向を矢印
Ａで示］７ている。

そして第２図においては、基材の中心線Ｃの左側りの領
域に粉体を散布するためにノズル２１ａが備えられてお
り、右側Ｒの領域に粉体を散布するノズル２１ｂが備え
られている。

第２図に示すように複数のノズルを前後して配置する場
合、縦方向の長さＹは、ノズル２１ａおよびノズル２１
ｂによって形成される粉体の散布領域２８ａ、２Ｂｂが
直接重しないようにすることが好ましく、さらに通常は
先行するノズルによって散布された粉体分散スラリーを
形成する溶剤が蒸散する前に次のノズルによって粉体分
散スラリーを散布することができるような距離でそれぞ
れのノズルを配置する。

そして、ノズル２１ａおよびノズル２１ｂの横方向の長
さＸは、各ノズルによって形成される散布領域２６ａ、
２６ｂの両者よって基材２５の中心線Ｃ付近に粉体分散
スラリーを重ねて散布できるような距離にする。この距
離は、ノズルの形状、散布条件等を考慮して求めること
ができる。なお、第２図において、斜線を付して示した
部分が移動方向から見て重なり合う散布領域である。

上記のような位置にノズルを配置してスラリーを散布す
ることにより、それぞれのノズルのパターン（噴霧量分
布曲線）を合成して得られる全体のパターンが隣接する
ノズル間で平坦部ヲ有スるようになり、そして、この全
体のパターンに対応した、非常に均一に粉体が散布され
た基板を得ることができる。

本発明において、スラリーは、上記の噴霧領域が、基材
もしくはノズルの相対的な移動方向に平行な基材の両端
部に及ぶように散布することにより、基材全体に均一に
粉体を散布することができる。

なお、３個以上のノズルを使用する場合には、隣接する
ノズルとの関係を上記のようにすればよい。

第９図に３個のノズルを使用する場合のノズルの配置例
を示す。

本発明で使用するノズルは、合成されたパターンが平坦
部を持つならば、いかなる形態のノズルでも使用できる
。好ましくは二流体微噴霧ノズルが用いられる。さらに
好ましくは、ノズル孔の横断面形状が長四角状、楕円状
等その形状において、対称軸を２本以上持つノズルを用
いることが好ましい。本発明で使用することが好ましい
ノズルの形態の例を第３図および第４図に示す。本発明
においては、ノズルの配置は、前記の２本以上の対称軸
を持つノズルと、２本の対称軸を持たないノズルを交互
に配置してもよいが、２本以上の対称軸を持つノズルを
配置することが特に好ましい。

またノズルは、同一ノズルの組み合わせ、あるいは異種
ノズルの組み合わせてあろうと構わない。

このようにパターンが一致しないようにノズルを配置し
、ノズルからスラリーを基材に噴霧することにより、単
位面積当りの粉体密度のバラツキを少なくすることがで
きる。

本発明において、スラリー中における粉体濃度およびス
ラリーの供給、基材またはノズルの移動速度、基材とノ
ズルとの距離を適宜に調整すれば単位面積当り均一密度
で粉体の個数を任意に変えることができる。

本発明で使用することかできる基板としては、ガラス、
プラスチックシート及びプラスチックフィルム等を挙げ
ることができる。例えば液晶セルを形成するための透明
電極基板を製造する際には基材としてＩＴＯ硝子等を使
用することができる。なお、このような基材には、通常
、電極が形成されている。

また、このような基材上に散布する粉体としては、シリ
カ微粉末、ガラスファイバー　α−アルミナ微粉末、樹
脂微粉末等を使用することができる。例えば液晶セルを
製造する場合には、平均粒子径が０．１〜２０μｍのシ
リカ微粉末等が使用される。このような粉体は、比較的
沸点の低い有機溶媒に分散して使用することができる。

本発明において、粉体の単位面積当りの密度は、例えば
第５図に示すように基材にスラリーを散布して形成され
た基板上に仮想横線および仮想縦線を設け、両者の交点
の密度を求め、求めた値を基にして粉体の単位面積当り
の密度の平均値を求めることができる。

そして、上記のようにして算出された粉体の単位面積当
りの密度の平均値を基準にして、本発明の方法により基
材上に粉体が散布されることにより形成された基板また
は透明電極板における粉体の単位面積当りの密度のバラ
ツキを求めると、本発明の基板におけるバラツキは、基
板全体の粉体密度の平均値に対して、通常±５０％以内
になる。

そして、散布条件等を変えることによりこのバラツキを
±３５％以内に制御することも可能である。

すなわち、本発明の散布方法を採用して得られた基板に
散布された粉体の密度を、上記第５図に示すようにして
測定した各交点における値を基にして模式的に示すと、
第６図および第７図に示すようになる。この第６図は、
実施例１で製造された基板における実測値に基づいて作
製した図であり、第７図は実施例５で製造された基板に
おける実測値に基づいて作製した図である。これに対し
て、従来の１個のノズルを用いて製造した基板の粉体の
密度を、同様な方法により示すと、第８図に示すように
なる。この第８図は、比較例１で製造された基板におけ
る実測値に基づいて作製した図である。

上記第６図および第７図と、第８図とを比較すると、本
発明に係る方法を採用することにより、得られる基板は
、非常に高い粉体密度の均一性を有するようになること
がわかる。

本発明の散布方法により形成された透明電極をａする基
板を用いることにより、液晶層の厚さ（セルギャップ）
のバラツキの少ない液晶セルを製造することができる。

すなわち、前記の透明電極板を用いた液晶セルは、透明
電極基板の粉体密度のバラツキが少ないため、セルギャ
ップバラツキがそのセルギャップの平均値に対して±０
．１μｍ以内、さらには±０．０５μｍ以内になる。し
たがって、このような液晶セルを用いることにより液晶
層にかかる電界の強度が部分的に不均一になることが少
なくなるため、画像のコントラスト比が場所によって変
化して画像にむらが生ずることがなくなる。さらに、セ
ルギャップのバラツキが小さいために、部分的な応答速
度の差異も少なくなるので、本発明の液晶セルを用いる
ことにより鮮明な画像を得ることができる。

なお、このような液晶セルは、従来の方法に準じて、例
えばＩＴＯ硝子の周縁部にシール用樹脂をスクリーン印
刷等の方法を利用して塗設し、次いで上記の方法で得ら
れた本発明の透明電極基板を貼着することにより製造す
ることができる。

発明の効果 本発明の散布方法では、基材もしくはノズルを相対的に
移動させながら粉体分散スラリーを基材上に散布する方
法において、移動直角方向の異なる位置に設けられた２
個以上のノズルから、基板表面に、それぞれのノズルに
よって散布される粉体の散布領域が、該移動方向からみ
て重なるように、粉体分散スラリーを散布している。そ
のため粉体分散スラリーを基材上に均一に散布すること
ができ、形成される基板における単位面積当りの粉体密
度のバラツキが小さくなる。

しかも本発明の方法を採用してノズル数を散布面積に対
応させて調整することにより、広い面積を有する基板を
一回の粉末分散スラリーの散布で製造することができる
ようになる。したがって、本発明の方法は、大面積、大
型のＬ　ＣＤを製造しようとする場合に特に有効である
。

このようにして得られた基板における粉体密度のバラツ
キは、基板における粉体密度の平均値に対して、±５０
％以内である。

したがって散布された基板をＬＣＤ用電極基板として使
用することにより、液晶層の厚さが均一であるため鮮明
な画像を表示するＬＣＤを得ることができる。

以下実施例により本発明を説明するが、本発明はこれら
実施例に限定されるものではない。

実施例に 流体微噴霧ノズル（Ｓｐｒａｙｉｎｇ　５ｙｓＬｅｏ＋
ｓ、Ｃｏ、。

製、１／４Ｊ、　５ｔｌ１３＾）２個を第２図のように
配置し、シリカ微粒子（触媒化成工業■製、真糾球ＳＷ
１平均拉径６．８μｍ）がエタノール／フロン（ダイキ
ン、工業■製、商品名ダイフロンＳ３、容量比１／１）
混合溶液に０．４重量％となるように分散し、スラリー
を得た。このスラリーを、表１の条件で１５４　ｍｉ　
Ｘ　３００　ｍｍのＩＴＯ硝子に空気圧２　ｋｇ　／　
ｃｄ　、空気流量２０　ｍｌ　７分の流量で噴霧した。

その後、９０℃、３０分間加熱してエタノール／フロン
を乾燥させた。

実施例２〜６および比較例１ 噴霧条件を表１にしたがって行なった以外は実施例１と
同一条件にした。

散布密度の評価 第５図の測定点（直線の交点）について散布密度を測定
し、た。

１１ＰＩ定結果を表１に記載する。

実施例７〜１２および比較例２ シール用樹脂（三井東圧■製、エポキシ樹脂）１００ｇ
にシリカ微粒子（触媒化成工業■製、真縣球ＳＷ１平均
粒径６．８μｍ）Ｉｇを分散させてシール用組成物を調
製した。

得られたシール用組成物を、配向膜が形成された１　５
０　ｍｍ　Ｘ　３００　ｍｍのＩＴＯ硝子の周縁部にス
クリーン印刷機で印刷した。

次にこのＩＴＯ硝子と実施例１〜６および比較例１で得
られたＩＴＯ硝子基板とを貼り合わせ、３　ｋｇ　／　
ｃ−の加圧下で１５０℃、１時間加熱して樹脂を硬化さ
せ液晶セルを得た。

セルギャップの評価方法 第５図のｎ１定点（直線の交点）についてセルギャップ
を測定した。

結果を表２に記載する。

表２ バラツキはセルギャップの母標準偏差。

【図面の簡単な説明】

第１図は、１個のノズルから噴霧された粉体の噴霧量分
布曲線（パターン）の−例を示す図である。 １１・・・ノズル孔、１４・・・噴霧量分布曲線（パタ
ーン）１４ａ・・・ノズル直下部、ｉ４ｂ・・・裾部第
２図は、２個のノズルの配置とＩＴＯ硝子基材の移動方
向の例を示す図である。 ２１ａ、２１ｂ　＝−ノズル孔、２１３ａ、２８ｂ　−
・・散布領域２５・・・基材 第３図および第４図は、ノズル孔の形状を表わす図であ
る。 第５図は。散布密度およびセルギャップのΔＩＩＩ定点
を示す図である。 第６図は、実施例１で製造した基板における粉体の散布
分布を模式的に表わす図である。 第７図は、実施例５で製造した基板における粉体の散布
分布を模式的に表わす図である。 第８図は、比較例１で製造した基板における粉体の散布
分布を模式的に表わす図である。 第９図は、実施例３又は４の時のノズル配置を表わす図
である。 代　　理　　人　　　弁理士　　　鈴　　木　　俊一部
第 図 第 コ 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）基材もしくはノズルを相対的に移動させながら粉
   体分散スラリーを基材上に散布する方法において、移動
   直角方向の異なる位置に設けられた２個以上のノズルか
   ら、基材表面に、それぞれのノズルによって散布される
   粉体の散布領域が、該移動方向からみて重なるように、
   粉体分散スラリーを散布することを特徴とする粉体の散
   布方法。
2. （２）基材上に粉末が散布された基板であって、該基板
   上の任意の点における該粉末の単位面積当り粒子密度が
   、該基材上における粒子の平均密度に対して±５０％以
   内の範囲内にあることを特徴とする基板。
3. （３）該基板上の任意の点における該粉末の単位面積当
   り粒子密度が、該基材上における粒子の平均密度に対し
   て±３５％以内の範囲内にあることを特徴とする請求項
   第２項記載の基板。
4. （４）基材が透明電極板であることを特徴とする請求項
   第２項もしくは第３項記載の基板。
5. （５）基板上の任意の点における該粉末の単位面積当り
   粒子密度が、該基材上における粒子の平均密度に対して
   ±５０％以内の範囲内にある透明電極基板から形成され
   ていることを特徴とする液晶セル。