JPH0876132A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 液晶表示装置の製造方法に関し、基板間のギ
ャップを確保するためのスペーサに起因するコントラス
トの低下を防止できる液晶表示装置の製造方法を提供す
る。 【構成】 電極を有する２枚の基板間に液晶材料が挟み
込まれた液晶表示装置の製造方法において、２枚の基板
間のギャップを保持するためのスペーサ１６を散布する
に際し、散布するスペーサ１６を正負いずれかに帯電
し、スペーサ１６を散布する側の基板１０上の、スペー
サ１６を配置すべき領域に設けられた第１の電極１２
に、スペーサ１６と異極の電位を印加し、スペーサ１６
を散布する側の基板１０上の、スペーサが不要な領域に
設けられた第２の電極１４に、スペーサ１６と同極の電
位を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置の製造方法
に係わり、特にスペーサ散布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、２枚のガラス基板の間
に液晶材料を挟み込み、２枚のガラス基板間に電界を印
加して液晶を配向させ、液晶の光学的性質を変化するこ
とにより表示装置として機能させるものである。液晶を
ガラス基板間に挟み込む際には、２枚のガラス基板間に
液晶を挟み込むためのギャップを確保する必要がある。
そのため、通常は一方のガラス基板上に予め散布された
シリカ、アルミナ、樹脂などからなる球状又は円柱形状
のスペーサをガラス基板間に挟み込むことによりギャッ
プを確保している。

【０００３】スペーサをガラス基板上に散布する際に
は、スペーサの分散密度がガラス基板面内で一様でない
とガラス基板間にギャップむらが生じ、色むら等を発生
する原因となるので、スペーサを面内で均一に散布でき
る乾式法又は湿式法と呼ばれる散布方法が用いられてい
る。しかし、これらの方法ではガラス基板上に均一にス
ペーサが散布できることによりギャップむらを抑えるこ
とはできるが、当然、画素の開口部にもスペーサが散布
されることになる。このようにして画素の開口部にスペ
ーサが散布されると、ガラス基板間に液晶を挟み込んで
液晶表示装置を形成した際に、スペーサがある場所には
液晶が存在しないことになる。このため、例えば従来の
ＴＮ型ノーマリブラックの液晶表示装置では、スペーサ
がある場所においてはオフ状態でも光が透過するので、
結果としてコントラストが低下する。また、光の透過を
防ぐために着色したスペーサを用いた場合や、ＴＮ型の
ノーマリホワイトの液晶表示装置においても、スペーサ
の周囲の液晶の配向が乱れるためにスペーサの周囲に光
が回り込む現象が生じ、光が一部透過してコントラスト
が低下するという問題があった。

【０００４】これらコントラストの低下を防止する方法
としては、特開平５−５３１２１号公報、特開平４−２
０４４１７号公報記載の液晶表示装置の製造方法が提案
されている。特開平５−５３１２１号公報記載の液晶表
示装置の製造方法は、散布するスペーサ１６を予め帯電
するとともに、ガラス基板１０上のスペーサを散布した
い領域３６に電極３２を設け、この電極３２にスペーサ
１６とは逆の極性の電位を印加し、画素の開口部３０外
にスペーサ１６を引き寄せることによりスペーサ１６を
選択的に散布する方法である（図６（ａ））。

【０００５】また、特開平４−２０４４１７号公報記載
の液晶表示装置の製造方法は、散布するスペーサ１６を
予め帯電するとともに、ガラス基板１０上のスペーサ１
６を散布したくない領域３４に電極３２を設け、この電
極３２にスペーサ１６と同じ極性の電位を印加し、クー
ロン力の反発を利用して画素の開口部３０にスペーサ１
６が散布されないようにする方法である（図６
（ｂ））。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−５３１２１号公報記載の液晶表示装置の製造方法で
は、図６（ａ）に示すように、電極３２にスペーサ１６
が集められるが、スペーサ１６を散布したくない領域３
４から完全にスペーサを除去するのは困難であるといっ
た問題があった。

【０００７】また、特開平４−２０４４１７号公報記載
の液晶表示装置の製造方法では、図６（ｂ）に示すよう
に、スペーサ１６を散布したくない領域３４から除去で
きるが、スペーサ１６を散布したい領域３６にはスペー
サ１６を引き寄せる力が働かないため、場合によっては
スペーサ１６がスペーサを散布したくない領域３４には
み出すといった問題があった。

【０００８】本発明の目的は、基板間のギャップを確保
するためのスペーサに起因するコントラストの低下を防
止できる液晶表示装置の製造方法を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、電極を有す
る２枚の基板間に液晶材料が挟み込まれた液晶表示装置
の製造方法において、２枚の前記基板間のギャップを保
持するためのスペーサを散布するに際し、散布する前記
スペーサを正負いずれかに帯電し、前記スペーサを散布
する側の前記基板上の、前記スペーサを配置すべき領域
に設けられた第１の電極に、前記スペーサと異極の電位
を印加し、前記スペーサを散布する側の前記基板上の、
前記スペーサが不要な領域に設けられた第２の電極に、
前記スペーサと同極の電位を印加することを特徴とする
液晶表示装置の製造方法により達成される。

【００１０】また、上記の液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記スペーサを散布する側の前記基板は、複数の
画素電極にかかる電圧を制御するための複数の薄膜トラ
ンジスタが設けられたＴＦＴ基板に対向して設けられた
対向基板であり、前記第２の電極は、前記対向基板上
の、前記画素電極と対向する位置に設けられていること
が望ましい。

【００１１】また、上記の液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記スペーサを散布する側の前記基板は、複数の
画素電極にかかる電圧を制御するための複数の薄膜トラ
ンジスタが設けられたＴＦＴ基板であり、前記第１の電
極は、赤、緑、青のいずれかの画素に相当する前記画素
電極であり、前記第２の電極は、前記第１の電極以外の
前記画素電極であることが望ましい。

【００１２】また、上記の液晶表示装置の製造方法にお
いて、前記スペーサは、前記基板に固定するための接着
材を有することが望ましい。また、電極を有する２枚の
基板間に液晶材料が挟み込まれた液晶表示装置の製造方
法において、２枚の前記基板間のギャップを保持するた
めのスペーサを散布するに際し、散布する前記スペーサ
を正に帯電し、前記２枚の基板のうち、複数の画素電極
にかかる電圧を制御するための複数の薄膜トランジスタ
が設けられたＴＦＴ基板上の、複数の前記薄膜トランジ
スタのゲートを制御するゲートバスラインに電圧を印加
して前記薄膜トランジスタをオンにし、複数の前記薄膜
トランジスタのドレインにつながるドレインバスライン
に正の電圧を印加して複数の前記画素電極を正に帯電
し、前記ゲートバスラインの電圧を遮断して前記薄膜ト
ランジスタをオフにした後に前記スペーサを前記ＴＦＴ
基板上に散布することを特徴とする液晶表示装置の製造
方法により達成される。

【００１３】

【作用】本発明によれば、基板上に設けられた２枚の電
極のうち、一方の電極に正の電位を、他方の電極に負の
電位を印加した状態で、正または負に帯電したスペーサ
を散布したので、いずれか一方の電極に選択性よくスペ
ーサを散布することができる。

【００１４】また、帯電したスペーサをＴＦＴ基板上に
散布する場合において、画素電極の電位をスペーサと異
極の電位に設定すれば、画素電極上にスペーサが散布さ
れることはなく、スペーサによる液晶表示装置のコント
ラスト低下を防止することができる。また、特定の色の
画素に対応する画素電極上に選択的にスペーサを散布す
れば、色の異なる画素ごとにギャップが異なるマルチギ
ャップの液晶表示装置において、散布されてもスペーサ
として機能しないスペーサを排除することができる。こ
れにより、スペーサの消費量を減少することができる。

【００１５】また、後工程の熱処理により基板に固定す
ることができる接着剤付きスペーサを用いれば、選択的
に散布したスペーサが、液晶表示装置を組み立てる際に
画素の開口部にはみ出すことを防止することができる。
また、ドレインバスライン及び画素電極に正電位を印加
し、ゲートバスラインに負電位を印加した状態で、正に
帯電したスペーサを散布したので、ゲートバスライン上
に選択的にスペーサを散布することができる。これによ
り、スペーサによる液晶表示装置のコントラスト低下を
防止することができる。

【００１６】

【実施例】本発明の第１の実施例による液晶表示装置の
製造方法を、図１乃至図３を用いて説明する。図１は本
発明の第１の実施例に用いた対向基板の電極を示す概略
図、図２は散布されたスペーサと電極との相互作用を説
明する図、図３は対向基板上に散布されたスペーサの位
置を示す図である。

【００１７】本実施例による液晶表示装置の製造方法で
は、カラーフィルター側の対向基板に２つの電極を設
け、それぞれの電極に異なる極性の電圧を印加すること
により、一方の電極に選択性良くスペーサを散布すると
ころに特徴がある。即ち、図１（ａ）に示すように、カ
ラーフィルター側の対向基板１０には、第１の電極１２
及び第２の電極１４が櫛形に組み合って形成されてい
る。第１の電極１２は、カラーフィルター側の遮光膜
（図１（ｂ））の遮光部２８に収まるように、約２０〜
３０μｍの幅で形成されている。第２の電極１４は、画
素の開口部３０に対応した場所に配置され、幅約８０〜
９０μｍで形成されている。

【００１８】上記の対向基板１０上に、以下の方法によ
りスペーサ１６を散布した。まず、第１の電極に−１０
Ｖの負電位を直流電源３８により印加し、第２の電極に
＋１０Ｖの正電位を直流電源４０により印加した。次い
で、正に帯電されたスペーサ１６を、密度３００個／ｍ
ｍ²の割合で散布した。なお、スペーサの散布には、日
清製粉社製の乾式スペーサ散布装置を用い、積水ファイ
ンケミカル社製の「ミクロパールスペーサ（φ５．５μ
ｍ）」を、金属管を通すことにより正電位に帯電した後
に散布した。

【００１９】このようにして散布されたスペーサ１６
は、図２に示すように対向基板１０に到達する際には第
１の電極１２及び第２の電極１４よりクーロン力を受け
る。即ち、負に印加された第１の電極１２とスペーサ１
６とには引力が働き、正に印加された第２の電極とスペ
ーサ１６との間には斥力が働く。これにより、図３に示
すようにスペーサ１６は第１の電極１２上に選択的に配
置することができる。

【００２０】特開平４−２０４４１７号公報記載の液晶
表示装置の製造方法では、スペーサ１６を配置したい領
域にはスペーサ１６を引き寄せる力が働かなかった。し
かし、本実施例ではスペーサ１６を散布したくない領域
からスペーサ１６を除去すると共に、スペーサ１６を散
布したい領域にはスペーサ１６を引き寄せる力が働くの
で、スペーサ１６が散布したくない領域にはみ出すとい
ったことはなくなった。

【００２１】このように、本実施例によれば、対向基板
１０に２つの電極を設け、第１の電極１２をスペーサ１
６と異極の電位に、第２の電極１４をスペーサ１６と同
極の電位にしたので、散布したスペーサ１６が第１の電
極１２上に選択性良く散布することができる。これによ
り、画素の開口部３０にはスペーサ１６が存在しなくな
るので、液晶表示装置のコントラストの低下を防止する
ことができる。

【００２２】なお、本実施例では、スペーサ１６に積水
ファインケミカル社製の「ミクロパールスペーサ」を用
いたが、散布されたスペーサ１６は基板に固定できない
ので、液晶表示装置を組み立てる際に画素の開口部３０
にはみ出す恐れがある。このため、スペーサ１６には、
後工程の熱処理により基板１０に固定することができる
接着剤付きスペーサを用いることが望ましい。これに
は、例えば早川ゴム社製「ハヤビーズ」等を用いればよ
い。この場合、「ミクロパールスペーサ」とは表面の状
態が異なるため、散布時に帯電する極性が変わる可能性
があるが、この際には第１の電極と第２の電極に印加す
る電圧の極性を入れ換えればよい。

【００２３】次に、本発明の第２の実施例による液晶表
示装置の製造方法を図４を用いて説明する。図４は本発
明の実施例による液晶表示装置の製造方法を説明する図
である。図４（ａ）に示すような、平行に配列されたゲ
ートバスライン１８と、ゲートバスライン１８に直行す
る方向に配列されたドレインバスライン２０と、ゲート
バスライン１８とドレインバスライン２０の交点に設け
られた薄膜トランジスタ２２のソース電極に接続された
画素電極２４を有するＴＦＴ基板上に、スペーサ１６を
散布する。

【００２４】このとき、本実施例による液晶表示装置の
製造方法では、ゲートバスラインの電位を正電位に、ド
レインバスライン及び画素電極の電位を負電位にするこ
とにより、正電位に帯電したスペーサをゲートバスライ
ン上のみに選択的に散布する。即ち、図４（ａ）に示す
ように、ゲートバスライン１８に正電位を印加してオン
状態とし、ドレインバスライン２０には＋１０Ｖの電位
を印加する。これにより画素電極２４は正電位となる。
次いで、ゲートバスライン１８をオフ状態にすると（図
４（ｂ））、ＴＦＴ回路はオフとなり、これに伴いゲー
トバスライン１８に負のオフセット電圧が数ボルト発生
する。

【００２５】従って、この状態で正に帯電されたスペー
サ１６を、第１の実施例と同様の方法により基板上に散
布すると、正電位をもつドレインバスライン２０及び画
素電極２４とスペーサとの間には斥力が働き、負電位を
もつゲートバスライン１８とスペーサ１６とには引力が
働く。これにより、スペーサ１６はゲートバスライン１
８上に選択的に配置することができる（図４（ｃ））。

【００２６】このように、本実施例によれば、ゲートバ
スライン１８を負電位に、ドレインバスライン２０及び
画素電極３４を正電位にした状態で正電位に帯電したス
ペーサ１６を散布したので、散布されたスペーサ１６を
ゲートバスライン１８上に選択的に散布することができ
る。また、これにより、画素の開口部３０にはスペーサ
１６が存在しなくなるので、液晶表示装置のコントラス
トの低下を防止することができる。

【００２７】次に、本発明の第３の実施例による液晶表
示装置の製造方法を図５を用いて説明する。図５は本実
施例による液晶表示装置の製造方法を説明する図であ
る。スペーサをガラス基板上に散布する際には、面内に
均一に散布することが望ましい。しかし、３色の画素そ
れぞれのセルギャップが異なるマルチギャップ型の液晶
表示装置等においては、ガラス基板間のギャップが最も
小さい領域のスペーサによってギャップが決定され、他
の領域に散布されたスペーサはスペーサとしての機能は
果たしていないことになる。本実施例では、マルチギャ
ップ型の液晶表示装置等に使用できると共に、スペーサ
の消費量を減らすことができる液晶表示装置を示す。

【００２８】図５（ａ）に示すような、平行に配列され
たゲートバスライン１８と、ゲートバスライン１８に直
行する方向に配列されたドレインバスライン２０と、ゲ
ートバスライン１８とドレインバスライン２０の交点に
設けられた薄膜トランジスタ２２のソース電極に接続さ
れた画素電極２４を有するＴＦＴ基板上に、スペーサ１
６を散布する。

【００２９】このとき、本実施例による液晶表示装置の
製造方法では、所定の画素電極上にスペーサを選択的に
配置している。即ち、カラーの液晶表示装置では、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の画素に対応した画
素電極２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂにより構成されている
が、本実施例では、３色のうちのいずれかに対応する画
素電極上にスペーサを選択的に配置する。

【００３０】以下に、スペーサの散布方法を説明する。
まず、スペーサ１６を散布したい画素電極２４に対応す
るドレインバスライン２０に負電位を印加する。例え
ば、赤に対応する画素電極２２Ｒにスペーサを散布した
ければ、画素電極２４Ｒに対応したドレインバスライン
２０ａ、２０ｄ、…に−２０Ｖの負電位を印加する。一
方、スペーサ１６を散布したくない画素電極２４に対応
するドレインバスライン２０には正電位を印加する。例
えば、画素電極２４Ｇ、２４Ｂに対応したドレインバス
ライン２０ｂ、２０ｃ、…に＋２０Ｖの正電位を印加す
る。これにより、画素電極２２Ｒには負電位が、画素電
極２４Ｇ及び２４Ｂには正電位が印加されたことにな
る。

【００３１】この状態で正に帯電されたスペーサ１６を
ＴＦＴ基板２６上に散布すると、正電位をもつ画素電極
２４Ｇ、２４Ｂとスペーサとの間には斥力が働き、負電
位をもつ画素電極２４Ｒとスペーサ１６とには引力が働
く。これにより、スペーサ１６は画素電極２４Ｒ上に選
択的に配置することができる（図５（ｂ））。このよう
に、本実施例によれば、所定の画素電極３４上に選択的
にスペーサ１６を配置することができるので、３色の画
素それぞれのセルギャップが異なるマルチギャップ型の
液晶表示装置においても、ギャップの最も狭い画素電極
３４上に選択的にスペーサ１６を配置することができ
る。これにより、散布したスペーサ１６を有効に機能さ
せることができると共に、スペーサ１６の消費量を減ら
すことができる。

【００３２】なお、スペーサ１６が散布される画素電極
２２は、前述したようにコントラストが低下するので、
スペーサ１６は、光漏れが発生したときに影響が少ない
画素電極に散布することが望ましい。

【００３３】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、基板上に
設けられた２枚の電極のうち、一方の電極に正の電位
を、他方の電極に負の電位を印加した状態で、正または
負に帯電したスペーサを散布したので、いずれか一方の
電極に選択性よくスペーサを散布することができる。

【００３４】また、帯電したスペーサをＴＦＴ基板上に
散布する場合において、画素電極の電位をスペーサと異
極の電位に設定すれば、画素電極上にスペーサが散布さ
れることはなく、スペーサによる液晶表示装置のコント
ラスト低下を防止することができる。また、特定の色の
画素に対応する画素電極上に選択的にスペーサを散布す
れば、色の異なる画素ごとにギャップが異なるマルチギ
ャップの液晶表示装置において、散布されてもスペーサ
として機能しないスペーサを排除することができる。こ
れにより、スペーサの消費量を減少することができる。

【００３５】また、後工程の熱処理により基板に固定す
ることができる接着剤付きスペーサを用いれば、選択的
に散布したスペーサが、液晶表示装置を組み立てる際に
画素の開口部にはみ出すことを防止することができる。
また、ドレインバスライン及び画素電極に正電位を印加
し、ゲートバスラインに負電位を印加した状態で、正に
帯電したスペーサを散布したので、ゲートバスライン上
に選択的にスペーサを散布することができる。これによ
り、スペーサによる液晶表示装置のコントラスト低下を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に用いた対向基板の電極
を示す概略図である。

【図２】散布されたスペーサと電極との相互作用を説明
する図である。

【図３】対向基板上に散布されたスペーサの位置を示す
図である。

【図４】本発明の第２の実施例による液晶表示装置の製
造方法を説明する図である。

【図５】本発明の第３の実施例による液晶表示装置の製
造方法を説明する図である。

【図６】従来の液晶表示装置の製造方法を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１０…対向基板 １２…第１の電極 １４…第２の電極 １６…スペーサ １８…ゲートバスライン ２０…ドレインバスライン ２２…薄膜トランジスタ ２４…画素電極 ２８…遮光部 ３０…画素の開口部 ３２…電極 ３４…スペーサを散布したくない領域 ３６…スペーサを散布したい領域 ３８…直流電源 ４０…直流電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 洋二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極を有する２枚の基板間に液晶材料が
   挟み込まれた液晶表示装置の製造方法において、 ２枚の前記基板間のギャップを保持するためのスペーサ
   を散布するに際し、散布する前記スペーサを正負いずれ
   かに帯電し、 前記スペーサを散布する側の前記基板上の、前記スペー
   サを配置すべき領域に設けられた第１の電極に、前記ス
   ペーサと異極の電位を印加し、 前記スペーサを散布する側の前記基板上の、前記スペー
   サが不要な領域に設けられた第２の電極に、前記スペー
   サと同極の電位を印加することを特徴とする液晶表示装
   置の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液晶表示装置の製造方法
   において、 前記スペーサを散布する側の前記基板は、複数の画素電
   極にかかる電圧を制御するための複数の薄膜トランジス
   タが設けられたＴＦＴ基板に対向して設けられた対向基
   板であり、 前記第２の電極は、前記対向基板上の、前記画素電極と
   対向する位置に設けられていることを特徴とする液晶表
   示装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の液晶表示装置の製造方法
   において、 前記スペーサを散布する側の前記基板は、複数の画素電
   極にかかる電圧を制御するための複数の薄膜トランジス
   タが設けられたＴＦＴ基板であり、 前記第１の電極は、赤、緑、青のいずれかに相当する前
   記画素電極であり、 前記第２の電極は、前記第１の電極以外の前記画素電極
   であることを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶
   表示装置の製造方法において、 前記スペーサは、前記基板に固定するための接着材を有
   することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 電極を有する２枚の基板間に液晶材料が
   挟み込まれた液晶表示装置の製造方法において、 ２枚の前記基板間のギャップを保持するためのスペーサ
   を散布するに際し、散布する前記スペーサを正に帯電
   し、 前記２枚の基板のうち、複数の画素電極にかかる電圧を
   制御するための複数の薄膜トランジスタが設けられたＴ
   ＦＴ基板上の、複数の前記薄膜トランジスタのゲートを
   制御するゲートバスラインに電圧を印加して前記薄膜ト
   ランジスタをオンにし、 複数の前記薄膜トランジスタのドレインにつながるドレ
   インバスラインに正の電圧を印加して複数の前記画素電
   極を正に帯電し、 前記ゲートバスラインの電圧を遮断して前記薄膜トラン
   ジスタをオフにした後に前記スペーサを前記ＴＦＴ基板
   上に散布することを特徴とする液晶表示装置の製造方
   法。