JPH08328020A - 液晶表示素子製造方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高品位な液晶表示素子を製造する。 【構成】 予めラビング処理した基板１の絶縁層１２を
正に帯電させ、内部電極２４を接地する。この状態にし
た基板１に対して、正に帯電させたギャップ剤２０をノ
ズル４０から散布すると、画素領域３２からギャップ剤
２０が静電力によりはじき飛ばされ、電位が低い遮光領
域３４のみにギャップ剤２０が付着する。さらに、遮光
領域３４に付着したギャップ剤２０を固定し、画素領域
３２に充填される液晶の厚さを保つスペーサを形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体基板の遮光領域
に配線用の内部電極を有する液晶表示素子を製造する液
晶表示素子製造方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】所定の表示装置に画像を表示し、投影用
光線を通過させてスクリーン等に投影する画像投影装置
（プロジェクター）が盛んに用いられている。このよう
なプロジェクターの表示装置には、液晶表示素子が用い
られることが多い。一般に、液晶表示素子は、２枚の基
板間に数μｍの間隔をもたせて張り合わせ、この間隔に
液晶を充填して製造される。２枚の基板間の間隔は、液
晶の材質に応じて調整する必要がある。この必要を満た
すために、従来から、例えば特開昭６３−２８７８２４
号公報、特開昭６３−２８５５１７号公報あるいは特開
平２−１１０４３２号公報に開示された、２枚の基板間
のスペーサとして粒状の誘電体（ギャップ剤）を用いる
方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６３−２８７８２４号公報に開示された方法による
と、ＴＦＴ等を配設した基板の遮光領域（ブラックマト
リクス）だけでなく、液晶が存在する画素領域にもギャ
ップ剤が散布され、固定されるので、画素領域の内、ギ
ャップ剤が付着した部分が常に投影用光線を通過させる
状態、あるいは、常に投影用光線を遮断する状態となっ
てしまう。従って、投影される画面全体が白っぽい場合
には、常に投影用光線を遮断する状態になった部分が白
い点（輝点）として目立ち、逆に、投影される画面全体
が黒っぽい場合には、常に投影用光線を通過させる状態
になった部分が黒い点（滅点）として目立ってしまう。
この問題は、特開昭６３−２８５５１７号公報に開示さ
れた方法によっても完全には解決できない。

【０００４】また、上記特開平２−１１０４３２号公報
に開示された方法によると、ギャップ剤を固定した後で
なければＴＦＴ等を配設した基板をラビング処理できな
い。従来のような低精細の液晶表示素子においては、ギ
ャップ剤の境界付近をラビング処理できないことになっ
ても液晶の配向状態に大きな影響を与えることはなかっ
た。しかし、現在盛んに用いられている高精細の液晶表
示素子に対するラビング処理の方向は４５°であり、こ
の方向にラビング処理を行った場合には、固定されたギ
ャップ剤が液晶の配向状態に大きな影響を与え、投影さ
れた画像の画質に著しい劣化を与えることになる。

【０００５】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、ＴＦＴ等を配設した基板の遮
光領域のみにギャップ剤を固定することができ、画素領
域にギャップ剤が固定されることがない液晶表示素子製
造方法およびその装置を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、画素領域に固定されるギャップ剤をなく
すことにより、投影した画像の画質を向上させることが
できる液晶表示素子製造方法およびその装置を提供する
ことを目的とする。

【０００６】また、本発明は、ギャップ剤を固定する前
にＴＦＴ等を配設した基板をラビング処理することがで
き、高精細の液晶表示素子の液晶の配向状態に与える影
響を最小限とすることができ、高品位の画質を得ること
ができる液晶表示素子製造方法およびその装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る液晶表示素子製造方法は、液晶表示素
子の誘電体基板の遮光領域と前記遮光領域以外の領域と
の間に電位差を与え、所定の大きさの粒状誘電体を、前
記遮光領域に集まるように帯電させて散布し、前記遮光
領域の表面に前記粒状誘電体を付着させ、液晶表示素子
の液晶の厚さに応じたスペーサを形成する。

【０００８】好適には、 前記誘電体基板の遮光領域に
は、前記誘電体基板の表面と絶縁された内部電極が配設
され、前記誘電体基板を所定の極性に帯電させて前記内
部電極を接地し、前記誘電体基板の遮光領域と前記遮光
領域以外の領域との間に電位差を与え、所定の大きさの
粒状誘電体を前記所定の極性に帯電させて前記誘電体基
板の表面に散布し、前記誘電体基板の遮光領域に付着し
た前記粒状誘電体を固定し、前記スペーサを形成する。

【０００９】また、本発明にかかる液晶表示素子製造装
置は、誘電体基板の遮光領域に、前記誘電体基板の表面
と絶縁された内部電極を有する液晶表示素子を製造する
装置であって、前記誘電体基板を所定の極性に帯電させ
る誘電体基板帯電手段と、前記内部電極を接地する接地
手段と、所定の大きさの粒状誘電体を前記所定の極性に
帯電させ、前記誘電体基板の表面に散布する帯電散布手
段と、前記誘電体基板の遮光領域に付着した前記粒状誘
電体を固定する粒状誘電体固定手段とを有する。

【００１０】

【作用】本発明に係る液晶表示素子製造方法は、ＴＦＴ
等が配設される誘電体基板の遮光領域に、表面と絶縁さ
れた配線用の内部電極を設けた液晶表示素子の遮光領域
のみにギャップ剤を固定する方法であって、誘電体基板
に所定の極性の電荷を与えて帯電させ、内部電極を接地
して誘電体基板の遮光領域と画素領域との間に電位差を
与える。

【００１１】所定の大きさの粒状誘電体（ギャップ剤）
を、誘電体基板と同じ極性に帯電させて誘電体の表面に
散布し、ギャップ剤と同じ極性に帯電した画素領域に落
ちたギャップ剤をはじき、ほぼ接地電位となる遮光領域
にギャップ剤を集めて付着させる。さらに、遮光領域に
集まったギャップ剤を固定して液晶表示素子の液晶を所
定の厚さにするスペーサを形成する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
本発明に係る液晶表示素子製造方法の各工程が終了した
後の液晶表示素子の上面図である。図１に示すように、
本発明の液晶表示素子製造方法の各工程（図２および図
３）が終了した後には、基板１内部に配設された内部電
極２４の上にギャップ剤２０が付着してそれぞれ遮光領
域３４となり、遮光領域３４それぞれの間は、液晶が充
填される画素領域３２となる。

【００１３】以下、図２および図３を参照して本発明に
係る液晶表示素子製造方法を説明する。図２は、本発明
に係る液晶表示素子製造方法を示す図であって、（Ａ）
はラビング処理後の基板１の断面を示し、（Ｂ）は基板
１を正に帯電させ、内部電極２４を接地して電位差を与
える工程（第１工程）を示し、（Ｃ）は正に帯電させた
ギャップ剤２０を散布する工程（第２工程）を示し、
（Ｄ）はギャップ剤２０を基板１の遮光領域３４に付着
させる工程（第３工程）を示す。図３は、付着したギャ
ップ剤２０を固定する工程（第４工程）終了後の基板１
の断面を示す。なお、図３は、図１に示した各工程終了
後の基板１をＸ−Ｚ平面で切断した断面図に相当する。

【００１４】図２（Ａ）に示すように、基板１は、透明
なガラス基板１０に薄膜トランジスタ層（ＴＦＴ層）１
４を配設し、ＴＦＴ層１４の上の遮光領域３４となる部
分に内部電極２４を配設し、さらに、所定の透明な誘電
体で絶縁層１２を設けた構成になっている。なお、基板
１の絶縁層１２は、図２（Ｂ）〜（Ｄ）および図３に示
す本発明に係る液晶表示素子製造方法の第１工程〜第４
工程に入る前に、図１に矢印で示す方向、つまり、Ｘ，
Ｙ軸に対して４５°の方向に予めラビング処理される。

【００１５】図２（Ｂ）に示す第１工程においては、基
板１の絶縁層１２が、例えば正の電荷が付加され、内部
電極２４が接地される。絶縁層１２の表面の内、内部電
極２４の上の部分、つまり、遮光領域３４となる領域の
電位は付加された電荷と内部電極２４に生じた負の電荷
による電位とが相殺してほぼ接地電位となり、絶縁層１
２の他の領域、つまり、画素領域３２となる領域の電位
は正の電位となる。

【００１６】図２（Ｃ）に示す第２工程において、製造
する液晶表示素子の形式に応じた直径、例えば、ＴＮ
（ねじれネマティック；Twisted Nematic ）セルを製造
する場合には４μｍ〜６μｍ、あるいは、ＦＬＣ（強誘
電体液晶；Ferroelectric Liquid Crystal）セルを製造
する場合には２μｍ以下の直径の粒状プラスティック
（プラスティックボール）をギャップ剤２０として、正
電圧Ｖ_H を印加したノズル４０から、霧状に散るように
散布する。このように、正電圧Ｖ_H を印加したノズル４
０からギャップ剤２０を散布することにより、ギャップ
剤２０を正の電荷で帯電させて基板１に対して散布する
ことができる。

【００１７】図２（Ｄ）に示す第３工程において、電位
が低い遮光領域３４に散布されたギャップ剤２０が集ま
るとともに、電位が高い画素領域３２に散布されたギャ
ップ剤２０が静電力によりはじき飛ばされる。この結
果、遮光領域３４のみにギャップ剤２０が付着する。図
３に示す第４工程において、遮光領域３４に付着したギ
ャップ剤２０を固定し、この上にさらに重ねられる上部
基板（図示せず）と基板１との間に挟まれて、画素領域
３２に充填される液晶（図示せず）を上述した適切な厚
さに保つスペーサが形成される。第４工程が終了した
後、基板１には、一般的な液晶表示素子と同様に、画素
領域３２に液晶が充填され、さらに、上部基板が重ねら
れ、固定される。

【００１８】なお、ギャップ剤２０に予め紫外線硬化型
接着剤等を塗付しておき、ギャップ剤２０を散布した後
に紫外線を照射して硬化させてギャップ剤２０を固定す
るようにしてもよい。基板１のように、上部基板にでは
なくＴＦＴ層１４が配設された基板１側に遮光領域３４
を形成する場合、上部基板として透明なものを使用する
ことが可能である。従って、紫外線硬化型接着剤を用い
ることにより、ギャップ剤２０を上部基板を重ねる前に
固定することも、上部基板を基板１に重ねた後に一括し
て紫外線を照射してギャップ剤２０の固定と上部基板の
接着とを１度に行うことができる。

【００１９】また、ギャップ剤２０に予め熱硬化型接着
剤を塗付しておいてもよい。熱硬化型接着剤を用いて
も、紫外線硬化型接着剤を用いる場合と同様に、ギャッ
プ剤２０を上部基板を重ねる前に固定することも、ギャ
ップ剤２０の固定と上部基板の接着とを１度に行うこと
も可能である。しかも、熱硬化型接着剤を用いた場合に
は、紫外線硬化型接着剤を用いた場合と異なり、上部基
板に透明でない場合にも同様な効果を得ることができる
という長所がある。

【００２０】なお、ギャップ剤２０の直径は、上述した
２種類に限らず、液晶の厚さに合わせて任意の直径のも
のを使用することができるので、液晶表示素子のギャッ
プ制御を容易に行うことができる。また、ギャップ剤２
０の材質はプラスティックに限らず、例えば、シリカ等
の粒状の誘電体であってもよい。

【００２１】また、実施例においては、ギャップ剤２０
および絶縁層１２のいずれをも正に帯電させる場合を例
に説明したが、これらを負に帯電させる、ギャップ剤２
０を正に帯電させ、内部電極２４に負電圧を印加する、
あるいは、ギャップ剤２０を負に帯電させ、内部電極２
４に正電圧を印加する等の方法を採ってもよい。また、
本発明に係る液晶表示素子製造方法の各段階あるいは全
段階を、所定の装置を用いて自動的に行ってもよい。ま
た、実施例においては、ＴＦＴを用いる液晶表示素子に
ついて説明したが、本発明に係る液晶表示素子製造方法
およびその装置は、他の方式の液晶表示素子にも適用可
能である。以上説明した実施例に示した他、例えばここ
に示した変形例のように、本発明に係る液晶表示素子製
造方法およびその方法は、種々の構成をとることができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る液晶表
示素子製造方法およびその装置によれば、ＴＦＴ等を配
設した基板の遮光領域のみにギャップ剤を固定すること
ができ、画素領域にギャップ剤が固定されることがな
い。また、本発明に係る液晶表示素子製造方法およびそ
の装置によれば、画素領域に固定されるギャップ剤がな
くなるので、投影した画像に輝点および滅点が生じず、
画質を向上させることができる。また、本発明に係る液
晶表示素子製造方法およびその装置によれば、ギャップ
剤を固定する前にＴＦＴ等を配設した基板をラビング処
理することができる。従って、高精細の液晶表示素子を
製造する場合にも、その液晶の配向状態に与える影響を
最小限とすることができ、高品位な画像を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示素子製造方法の各工程が
終了した後の液晶表示素子の上面図である。

【図２】本発明に係る液晶表示素子製造方法を示す図で
あって、（Ａ）はラビング処理後の基板の断面を示し、
（Ｂ）は基板を正に帯電させ、内部電極を接地して電位
差を与える工程を示し、（Ｃ）は正に帯電させたギャッ
プ剤を散布する工程を示し、（Ｄ）はギャップ剤を基板
の遮光領域に付着させる工程を示す。

【図３】付着したギャップ剤を固定する工程終了後の基
板の断面を示す図である。

【符号の説明】

１…基板、１０…ガラス基板、１２…絶縁層、１４…Ｔ
ＦＴ層、２０…ギャップ剤、２４…内部電極、３２…画
素領域、３４…遮光領域、４０…ノズル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶表示素子の誘電体基板の遮光領域と前
   記遮光領域以外の領域との間に電位差を与え、 所定の大きさの粒状誘電体を、前記遮光領域に集まるよ
   うに帯電させて散布し、前記遮光領域の表面に前記粒状
   誘電体を付着させ、 液晶表示素子の液晶の厚さに応じたスペーサを形成する
   液晶表示素子製造方法。
2. 【請求項２】前記誘電体基板の遮光領域には、前記誘電
   体基板の表面と絶縁された内部電極が配設され、 前記誘電体基板を所定の極性に帯電させて前記内部電極
   を接地し、前記誘電体基板の遮光領域と前記遮光領域以
   外の領域との間に電位差を与え、 所定の大きさの粒状誘電体を前記所定の極性に帯電させ
   て前記誘電体基板の表面に散布し、 前記誘電体基板の遮光領域に付着した前記粒状誘電体を
   固定し、 前記スペーサを形成する請求項１に記載の液晶表示素子
   製造方法。
3. 【請求項３】誘電体基板の遮光領域に、前記誘電体基板
   の表面と絶縁された内部電極を有する液晶表示素子を製
   造する装置であって、 前記誘電体基板を所定の極性に帯電させる誘電体基板帯
   電手段と、 前記内部電極を接地する接地手段と、 所定の大きさの粒状誘電体を前記所定の極性に帯電さ
   せ、前記誘電体基板の表面に散布する帯電散布手段と、 前記誘電体基板の遮光領域に付着した前記粒状誘電体を
   固定する粒状誘電体固定手段とを有する液晶表示素子製
   造装置。