JPH10104637A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

液晶表示素子の製造方法

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JPH10104637A
JPH10104637A JP25891496A JP25891496A JPH10104637A JP H10104637 A JPH10104637 A JP H10104637A JP 25891496 A JP25891496 A JP 25891496A JP 25891496 A JP25891496 A JP 25891496A JP H10104637 A JPH10104637 A JP H10104637A
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JP
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spacer material
substrate
liquid crystal
crystal display
pixel
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JP25891496A
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English (en)
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Eri Kinou
恵里 喜納
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便かつ確実にスペーサ材を基板上の画素領
域外に配置した液晶表示素子の製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 内面に少なくとも透明電極と配向膜とを
有する一対の基板をスペーサ材を介して所定の間隙で対
向配置し、該間隙に液晶を充填してなる液晶表示素子の
製造方法において、正または負に帯電させたスペーサ材
を基板上に散布し、しかる後、基板の画素電極以外の部
分にスペーサ材と逆極性の電圧を印加して、電気的な引
力で画素上からスペーサ材を排除することにより、基板
上にスペーサ材を配置する工程を含むこととを特徴とす
る液晶表示素子の製造方法、及び正または負に帯電させ
たスペーサ材を基板上に散布し、しかる後、基板の画素
電極にスペーサ材と同極性の電圧を印加して、電気的な
斥力で画素上からスペーサ材を排除することにより、基
板上にスペーサ材を配置する工程を含むこととを特徴と
する液晶表示素子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子の製
造方法に関し、更に詳しくは、液晶表示素子における一
対の基板間の間隙を一定に保持し、しかも表示特性に優
れた液晶表示素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、液晶ディスプレイや液晶プロジ
ェクターなどの液晶表示素子(液晶表示パネル)は、一
対の基板間に液晶が注入され、封止された構造を有して
いる。基板としては、通常、ガラス基板などの透明基板
が用いられ、その内面には、酸化インジウムを主成分と
するITO膜などからなるパターン状の透明電極が設け
られている。一対の透明電極の間で液晶分子をある一定
の形態に配列させるために、透明電極の上には、ポリイ
ミドなどの有機高分子膜が配向膜として被覆されてい
る。液晶を用いたディスプレイは、初期の液晶高分子配
列を電圧印加で変化させることを作動原理としているの
で、有機高分子膜を布で一定の方向にラビングすること
により、液晶分子に対する配向付与を達成している。一
対の基板は、一般に、数μmの間隔(セルギャップ)を
保持するように貼り合わせられているが、一定のセルギ
ャップを得るために、複数のスペーサ材が狭持されてい
る。スペーサ材としては、通常、合成樹脂やガラス製の
微粒子が用いられている。一方の基板上に乾式法または
湿式法によりスペーサ材を均一に散布した後、他方の基
板を重ね合わせている。しかし、この方法では、スペー
サ材が液晶表示素子の画素上にも均一に分散することと
なって、画面上に影響が現れることになる。
【0003】すなわち、液晶表示素子では、電圧のON
−OFFによって液晶の配向を制御し、光の透過の状態
を変化させることで表示を行っている。しかし、スペー
サ部分の透過率は、電圧印加に関係しないために、画素
上にスペーサが存在すると、表示欠陥となってしまった
り、コントラストの低下を招いてしまう。より具体的に
は、スペーサ内を通過する光が作り出す「光抜け」現象
があり、黒の画面表示時には明るい点状に、逆に、白の
表示時には黒の点となって表示画質の低下を引き起こ
す。また、画素上に多数のスペーサ材が集中すると、電
圧印加時の液晶分子の配向に悪影響を及ぼし、エレメン
ト不良を生じることがある。スペーサ材が不均一に分散
すると、セルギャップにギャップムラを生じ、液晶表示
素子に色ムラや閾値ムラを生じる。液晶表示素子の各画
素ごとに能動素子を付加したアクティブマトリックス方
式の液晶表示装置においては、一対の基板を重ね合わせ
るときに、画素上にあるスペーサ材によって能動素子が
破壊されて、点欠陥を生じることがある。したがって、
画素上からスペーサ材を除去し、かつ、均一に分散させ
ることが求められている。
【0004】そこで、従来より、スペーサ材の散布時
に、画素上からスペーサ材を排除する方法が提案されて
いる。例えば、スペーサ材を負に帯電させた状態で透明
電極基板に乾式で散布し、スペーサ材の散布時に、透明
電極基板の配線電極に正の電圧を印加することにより、
スペーサ材と配線電極に生ずるクローン力でスペーサ材
を配線電極に付着させ、画素電極の部分にはスペーサの
付着を生じないようにする方法が提案されている(特開
平5−61052号公報)。また、スペーサ粒子散布時
に、スペーサ粒子を正負いずれかに帯電させ、散布時
に、ガラス基板の透明電極をスペーサ粒子と同極にする
ことにより、クーロン力による反発を利用して、表示電
極領域以外の部分にのみスペーサ材を堆積させる方法が
提案されている(特開平4−204417号公報)。し
かし、これら公知の方法では、基板上へのスペーサ材の
散布時に、基板の配線電極や表示電極に印加しなければ
ならないため、散布装置の改造が必要であるなど、装置
上の制約が大きい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、より
簡便かつ確実にスペーサ材を基板上の画素領域外に配置
した液晶表示素子の製造方法を提供することにある。本
発明者らは、前記従来技術の問題点を克服するために鋭
意研究した結果、基板上にスペーサ剤を配置する工程に
おいて、正または負に帯電させたスペーサ材を基板上に
散布し、しかる後、基板の画素電極以外の部分にスペー
サ材と逆極性の電圧を印加するか、あるいは基板の画素
電極にスペーサ材と同極性の電圧を印加することによ
り、電気的な引力または斥力を利用して、特別な装置を
必要とすることなく、より簡便かつ確実にスペーサ材を
基板上の画素領域外に配置できることを見いだした。本
発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、内面に
少なくとも透明電極と配向膜とを有する一対の基板をス
ペーサ材を介して所定の間隙で対向配置し、該間隙に液
晶を充填してなる液晶表示素子の製造方法において、正
または負に帯電させたスペーサ材を基板上に散布し、し
かる後、基板の画素電極以外の部分にスペーサ材と逆極
性の電圧を印加して、電気的な引力で画素上からスペー
サ材を排除することにより、基板上にスペーサ材を配置
する工程を含むこととを特徴とする液晶表示素子の製造
方法が提供される。また、本発明によれば、内面に少な
くとも透明電極と配向膜とを有する一対の基板をスペー
サ材を介して所定の間隙で対向配置し、該間隙に液晶を
充填してなる液晶表示素子の製造方法において、正また
は負に帯電させたスペーサ材を基板上に散布し、しかる
後、基板の画素電極にスペーサ材と同極性の電圧を印加
して、電気的な斥力で画素上からスペーサ材を排除する
ことにより、基板上にスペーサ材を配置する工程を含む
こととを特徴とする液晶表示素子の製造方法が提供され
る。
【0007】
【発明の実施の形態】液晶表示素子は、一般に、内面に
少なくとも透明電極と配向膜とを有する一対の基板をス
ペーサ材を介して所定の間隙で対向配置し、該間隙に液
晶を充填した構造を有している。基板上には、ITO膜
やSnO2膜などからなるパターン状の透明電極が設け
られており、その上に、ポリイミドなどの有機高分子膜
が配向膜として形成されている。一対の基板の間隙に
は、液晶が充填され、封止されている。上記の基本的な
構成を有するものであれば、液晶表示素子の種類や構造
は特に限定されず、例えば、基板にカラーフィルターが
付設されているものやアクティブマトリックス方式の液
晶表示素子であってもよい。本発明にかかる液晶表示素
子の製造方法は、スペーサ材を正または負に帯電させて
基板に散布し、その後、画素電極以外の部分にスペーサ
と同極性の電圧を印加して電気的な引力でスペーサを画
素上から排除するか、あるいは基板の画素電極にスペー
サ材と同極性の電圧を印加して、電気的な斥力で画素上
からスペーサ材を排除するというものである。
【0008】本発明で使用する液晶表示素子用スペーサ
の形状や材質は特に規定しないが、一般には、次のよう
なものが好適に用いられる。すなわち、形状としては、
ファイバー状、粒状(真球またはビーズ状)等がある
が、粒状が好適である。材料としては、ガラスや樹脂が
あり、樹脂としては、スチレン・ジビニルベンゼン共重
合体、ベンゾグアナミン・メラミン・ホルムアルデヒド
縮合体等がある。スペーサ材の径は、一般に3〜15μ
mのものが用いられる。液晶材料は、通常、誘電異方性
が正であるネマチック液晶であれば、特に規定されな
い。本発明におけるスペーサの帯電方法には、コロナ放
電、摩擦による帯電、電子線照射等による方法がある
が、コロナ放電による方法が好適である。スペーサの帯
電量の測定方法は、ブローオフ法が一般的であり、その
具体的な方法は、小口らによる報告〔電子写真1977
年第16巻第2号52頁〕に詳しい。スペーサの散布方
法は、一般的な乾式の散布方法が好適である。乾式法で
は、通常、スペーサ材だけを窒素ガスでノズルから散布
し、基板上に自然落下させている。
【0009】画素電極以外の部分への電圧印加方法は、
以下のようにする。STN方式の場合は、信号電極、走
査電極のどちら側でもよいが、電極線間に電圧印加用の
電極を別に設けるか、あるいは金属ブラックマトリック
スを利用し、それらに電圧印加すればよい。TFT型の
場合は、駆動回路側の基板にスペーサを散布し、走査線
に電圧を印加するか、カラーフィルター側基板にスペー
サを散布し、金属ブラックマトリックスに電圧を印加す
ればよい。また、この際、電圧印加を効果的にするため
に、STN方式ならスペーサ散布側基板の電極線を、T
FT型なら信号線を接地してもよい。
【0010】図1に、ITO膜からなるパターン状の透
明電極の一例を示す。この透明電極1は、走査電極また
は信号電極である。この場合、電極線1間に、電圧加用
電極2が設けられている。図2(a)は、基板3、透明
電極4、配向膜5、その上に散布されたスペーサ材6を
示す。スペーサ材6は、この場合、負に帯電されてい
る。図2(b)に示すように、画素電極以外の部分2に
反対の極性(正)の電圧を印加すると、スペーサ材は、
電気的な引力で画素上から画素以外の領域に移動する。
画素領域以外の部分は、パターン状に形成されいるた
め、スペーサ材は、基板上に均一に分布することにな
り、ギャップムラを生じることはない。図5に示すよう
に、スペーサ材6は、画素領域8から排除される。これ
に対して、図6に示すように、スペーサ材を散布しただ
けでは、画素領域8にもスペーサ材が多数存在すること
になる。
【0011】画素電極への電圧印加方法は、以下のよう
にする。STN方式の場合は、信号電極、走査電極のど
ちら側でもよく、スペーサ材を散布した基板の電極にそ
のまま電圧を印加すればよい。TFT型の場合は、駆動
回路側の基板にスペーサを散布し、画素電極に電圧を印
加する。また、この際、電圧印加を効果的にするため
に、図4に示すように、STN方式ならスペーサ散布側
基板の電極線間に別途電極線7を独立に設置させてもよ
い。図3には、負に帯電させたスペーサ材を基板上に散
布し(c)、次いで、走査電極1に負の電圧を印加し
て、電気的な斥力で画素上からスペーサ材を排除する方
法を示す(d)。
【0012】印加電圧は、スペーサと配向膜との付着性
の強さにもより、直流数Vから数千Vが好適であるが、
TFTの場合は素子の破壊防止のため数Vから数十Vが
好適である。このようにして、基板上にスペーサ材を配
置した後は、常法にしたがって、対向基板を重ね合わせ
て、その間隙に液晶を注入し、封止して液晶表示素子を
作製する。本発明によれば、表示欠陥のない、コントラ
ストに優れた液晶表示素子を簡便かつ確実に製造するこ
とができる。
【0013】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明に
ついてより具体的に説明する。
【0014】[実施例1]スペーサ材(積水ファインケ
ミカル製 ミクロバールSP 粒径6.0μm)をコロ
ナ放電で負に帯電させ、パターニングITO:Indi
um Tin Oxide(走査電極)基板上に配向膜
を焼成しラビングを行った上に、乾式散布した。散布密
度は、200個/mm2とした。このときのスペーサ材
の帯電量を別途ブローオフ法で測定したところ、−1
5.1μC/gであった。その後、電圧印加用電極(図
1:幅10μm)に+120Vの直流電圧を印加し、画
素電極上からスペーサを排除した(図2)。次に、この
基板を用いて単純マトリックスの240度ツイストST
Nセルを作製した。条件は、以下のとおりである。 ガラス基板:50mm角×1.1mmt、面研磨ソー
ダライム ITO:20Ω/□、90μm幅、120μmピッチ 配向膜:日産化学 SE−150(ポリイミド系)、
膜厚0.1μm 液晶:メルク ZLI2293+S811 シール剤:三井東圧 ストラクトボンド(エポキシ
系) 次に、このようにして作製した液晶表示素子を偏光顕微
鏡で観察したところ、画素内に存在するスペーサ数は、
全体の2.3%であった(図5)。また、色差計で暗視
野時のルミナンスYを測定したところ、比較例1の72
%と良好であり、表示欠陥のないコントラストに優れた
ものであった。
【0015】[比較例1]スペーサ材(積水ファインケ
ミカル製 ミクロパールSP 粒径6.0μm)を帯電
させずに、実施例1と同様の基板上に乾式散布した。こ
の基板を用いて実施例1と同様に単純マトリックスのS
TNセルを作製し、偏光顕微鏡で観察したところ、画素
内に存在するスペーサ数は、全体の68%(図6)であ
った。暗視野時におけるルミナンスYは、実施例1の約
1.4倍で、表示欠陥も目立ち、コントラストも劣った
ものであった。
【0016】[実施例2]スペーサ材(積水ファインケ
ミカル製 ミクロバールSP 粒径6.0μm)をコロ
ナ放電で負に帯電させ、パターニングITO:Indi
um Tin Oxide(走査電極)基板上に配向膜
を焼成しラビングを行った上に、乾式散布した。散布密
度は、200個/mm2とした。このときのスペーサ材
の帯電量を別途ブローオフ法で測定したところ、−1
5.1μC/gであった。その後、走査電極に−120
Vの直流電圧を印加し、画素電極上からスペーサを排除
した(図3)。次に、この基板を用いて、実施例1と同
様の条件で単純マトリックスの240度ツイストSTN
セルを作製した。次に、このようにして作製した液晶表
示素子を偏光顕微鏡で観察したところ、画素内に存在す
るスペーサ数は、全体の2.3%であった。また、色差
計で暗視野時のルミナンスYを測定したところ、比較例
1の72%と良好であり、表示欠陥のないコントラスト
に優れたものであった。
【0017】[比較例2]スペーサ材(積水ファインケ
ミカル製 ミクロバールSP 粒径6.0μm)をコロ
ナ放電で負に帯電させ、パターニングITO(走査電
極)基板上に配向膜を焼成しラビングを行った上に、乾
式散布した。この基板を用いて実施例2と同様に単純マ
トリックスのSTNセルを作製し、偏光顕微鏡で観察し
たところ、画素内に存在するスペーサ数は、全体の68
%であった。暗視野時におけるルミナンスYは、実施例
2の約1.4倍で、表示欠陥も目立ち、コントラストも
劣ったものであった。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、帯電させたスペーサ材
を基板に散布した後、画素電極以外の部分にスペーサ材
と逆極性に電圧を印加し、電気的な引力で画素上からス
ペーサを排除するか、あるいは基板の画素電極にスペー
サ材と同極性の電圧を印加して、電気的な斥力で画素上
からスペーサ材を排除することによって、表示欠陥のな
い、コントラストに優れた液晶表示素子を簡便に製造す
る方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】走査電極または信号電極と電圧印加用電極のパ
ターンを示す図である。
【図2】電圧印加用電極にスペーサ材と逆極性に電圧を
印加して、電気的な引力で画素上からスペーサを排除す
ることを示す図である。
【図3】走査電極にスペーサ材と同極性に電圧を印加し
て、電気的な斥力で画素上からスペーサを排除すること
を示す図である。
【図4】基板の電極線間に別途電圧印加又は接地のため
の電極線を設け、該電極にスペーサ材と同極性に電圧を
印加して、電気的な斥力で画素上からスペーサを排除す
ることを示す図である。
【図5】本発明の方法により得られるスペーサ材の分布
状況を示す図である。
【図6】通常の方法により得られるスペーサ材の分布状
況を示す図である。
【符号の説明】
1:走査電極または信号電極 2:電圧印加用電極 3:基板 4:透明電極 5:配向膜 6:スペーサ材 7:電圧印加又は接地用電極 8:画素領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内面に少なくとも透明電極と配向膜とを
    有する一対の基板をスペーサ材を介して所定の間隙で対
    向配置し、該間隙に液晶を充填してなる液晶表示素子の
    製造方法において、正または負に帯電させたスペーサ材
    を基板上に散布し、しかる後、基板の画素電極以外の部
    分にスペーサ材と逆極性の電圧を印加して、電気的な引
    力で画素上からスペーサ材を排除することにより、基板
    上にスペーサ材を配置する工程を含むこととを特徴とす
    る液晶表示素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 内面に少なくとも透明電極と配向膜とを
    有する一対の基板をスペーサ材を介して所定の間隙で対
    向配置し、該間隙に液晶を充填してなる液晶表示素子の
    製造方法において、正または負に帯電させたスペーサ材
    を基板上に散布し、しかる後、基板の画素電極にスペー
    サ材と同極性の電圧を印加して、電気的な斥力で画素上
    からスペーサ材を排除することにより、基板上にスペー
    サ材を配置する工程を含むこととを特徴とする液晶表示
    素子の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001040855A1 (fr) * 1999-12-03 2001-06-07 Sekisui Chemical Co., Ltd. Afficheur a cristaux liquides et son procede de fabrication
US6897935B2 (en) * 2000-11-09 2005-05-24 Nec Lcd Technologies, Ltd. Liquid crystal display device and method for manufacturing same and color filter substrate

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WO2001040855A1 (fr) * 1999-12-03 2001-06-07 Sekisui Chemical Co., Ltd. Afficheur a cristaux liquides et son procede de fabrication
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