JPH10186377A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示素子の製造において、スペーサを正
確に秤量し基板上に均一に散布することにより、基板間
隔の不均一やばらつきをなくし、高品位の表示が得られ
るようにする。 【解決手段】 秤量部で、上部が開口した秤量容器１４
にスペーサ９を余剰に投入し、秤量容器１４全体を水平
方向に振動させる等の方法で、秤量容器１４の上縁端を
基準としてスペーサ９をすり切り秤量した後、秤量容器
１４ごと移送してスペーサ保持部１８に供給し、ここで
圧搾空気等と混合し、散布ノズル２１から散布槽２２内
の電極基板上に吹き付ける。次いで、こうしてスペーサ
９が散布された基板の周囲に封着材を塗布した後、２枚
の基板を各々の電極２、６が直交するように対向配置
し、周囲をシールし、基板間隙に液晶組成物１０を注入
して液晶表示素子とする。

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
方法に係り、特にスペーサを正確に秤量し基板上に一定
の密度で散布する液晶表示素子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年液晶表示素子は、軽量、低消費電力
の特徴を生かして、テレビジョン用あるいはＯＡ用ディ
スプレイとして各種分野で利用されている。そして液晶
表示素子としては、直交する電極群の間に液晶組成物が
挟持された単純マトリックスタイプのものと、各表示画
素ごとにスイッチング素子が設けられたアクティブマト
リックスタイプのもの等がある。

【０００３】ところで、このような液晶表示素子では、
いずれも基板間隔を一定に維持するために、湿式配置方
法あるいは乾式配置方法により、電極基板の間に粒状の
スペーサが均一に配置されている。

【０００４】湿式配置方法は、ガラス系または樹脂系の
スペーサ材料を、エーテル、フロン等の低沸点有機溶剤
中に均一に分散させ、スプレーガン（ノズル）により圧
搾空気とともに電極基板に吹き付ける方法であり、従来
から最も多く用いられている。なお、スペーサ分散液
は、基板に到達するまでに分散溶媒である有機溶剤が完
全に蒸発乾燥するように、有機溶剤の種類や濃度が調整
されている。

【０００５】しかしこのようなスペーサの湿式配置方法
においては、近年フロン等の有機溶剤が、環境汚染を引
起こす原因物質の一つとして使用が規制されているた
め、例えば特開昭 61-107222号公報、特開平1-225919号
公報等に開示されているように、分散溶媒を用いないで
スペーサを散布する乾式配置方法が開発されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶表示素
子で白黒表示あるいは階調表示を行なう場合、従来では
問題とならなかったスペーサ粒子の配置むらが大きな問
題となっている。

【０００７】すなわち、このような液晶表示素子では、
対向する一対の電極基板の間隔のわずかな変動でも、し
きい値電圧の変動や点灯状態の変化をもたらしたり、あ
るいは干渉現象を引起こして顕著に色を変化させ、表示
品位の安定性を損なうため、基板間隔には、誤差（規定
値からの変動値）が±0.05μm 以内という高い精度が要
求される。そしてこのような要求に応えるには、基板へ
のスペーサの散布（分布）密度を、誤差（規定値からの
変動値）が± 5個／mm² 以内という極めて高い精度で制
御する必要がある。

【０００８】しかしながら、従来からのスペーサの秤量
および散布方法では、スペーサの散布密度を精度良く調
整し、基板間隔（セルギャップ）が均一な液晶表示素子
を安定的に得ることが難しかった。

【０００９】すなわち、従来は、上部が開口した所定の
容量を有する秤量カップにスペーサを投入して秤量して
おり、スペーサが秤量カップに山盛りに盛られるため、
カップの容積以上に秤量されるばかりでなく秤量結果に
ばらつきが生じる。そのため、スペーサの散布量および
散布密度を精度良く制御することが困難であった。

【００１０】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、スペーサを正確に秤量し基板上に均
一に散布することにより、基板間隔の不均一やばらつき
がなく、高品位の表示が得られる液晶表示素子の製造方
法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示素子の
製造方法は、第１の電極が配設された第１の基板と第２
の電極が配設された第２の基板のうちの少なくとも一方
の基板の電極形成面にスペーサを散布した後、これらの
基板を前記第１の電極と第２の電極とが対向するように
配置して周囲を封止し、次いで前記スペーサによって形
成された基板間隙に液晶組成物を封入する液晶表示素子
の製造方法において、前記スペーサを散布するにあた
り、上部に開口を有する秤量容器に前記スペーサを余剰
に投入した後、投入されたスペーサを前記秤量容器の開
口上縁端を基準としてすり切って秤量し、次いでこうし
て秤量されたスペーサを空気と混合して噴射することを
特徴とする。

【００１２】なお本発明において、秤量容器による秤量
は、散布に必要なスペーサ量が得られるまで複数回行な
われるが、特に、秤量容器として必要なスペーサ量に等
しい収容容積を有する容器を使用した場合には、１回の
すり切り秤量で必要量を供給することができる。

【００１３】本発明の製造方法においては、スペーサの
基板への散布にあたり、上部が開口した秤量容器にスペ
ーサを余剰に投入し、このスペーサを秤量容器の開口し
た上縁端を基準としてすり切って秤量するように構成さ
れているので、スペーサは秤量容器の容積を基にして常
に安定し正確に秤量される。そして、こうして容積で正
確に秤量されたスペーサが、圧搾空気等と混合されて基
板面に吹き付けられるので、散布量および散布密度が精
度良く制御され、基板上に均一に配置される。したがっ
て、このような基板を用いることで、基板間隔のむらや
ばらつきがなく、色むら、表示むらのない高品位の表示
画像が得られる液晶表示素子を製造することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。

【００１５】まず、本発明の実施例を説明するに先立っ
て、実施例で製造される液晶表示素子について簡単に説
明する。

【００１６】すなわちこの液晶表示素子は、図１に示す
ように、絶縁基板１上にストライプ状の第１の電極２と
配向膜３とが順に積層された第１の電極基板４と、別の
絶縁基板５上にストライプ状の第２の電極６と配向膜７
とが順に積層された第２の電極基板８とが、各電極２、
６が直交するように対向して配置され、粒状のスペーサ
９により、第１の電極基板４と第２の電極基板８との間
に 6.0〜 7.0μm のギャップが保持されている。そし
て、このような電極基板４、８間に液晶組成物１０が封
入され、さらにこれらの基板の外面にそれぞれ偏光板１
１、１２が配置されて構成されている。なお、図中符号
１３は封着材によるシール部を示す。

【００１７】このような構造の液晶表示素子を製造する
には、まず絶縁基板１、５上に通常の方法で第１の電極
２および第２の電極６（ＩＴＯ透明電極）が形成された
第１の電極基板４と第２の電極基板８の電極形成面に、
それぞれ配向剤を塗布しラビング処理を行った後、これ
らのうちで少なくとも一方の電極基板の表面に、粒状の
スペーサ９を以下に示すようにして散布する。

【００１８】すなわち、図２に示すように、まずスペー
サ秤量部において、所定の容量を有する上部が開口した
カップ状の秤量容器１４に、スペーサ貯蔵部１５からス
ペーサ９を余剰に投入した後、スペーサ９が山盛りに盛
られた秤量容器１４全体を、水平方向に振動させること
により、スペーサ９を秤量容器１４の開放された上縁端
を基準としてすり切り、上に盛られた余剰分を除去す
る。なお、スペーサ９余剰分のすり切りは、図に示すよ
うなすり切り板１６を秤量容器１４の上縁端に沿って動
かすことにより行なっても良い。

【００１９】次いで、こうして秤量容器１４内にすり切
り秤量されたスペーサ９を、そのまま移送して供給口１
７からスペーサ保持部１８に供給し、ここで圧搾空気発
生部１９から供給された圧搾空気または常圧空気発生部
２０から供給された常圧空気と混合し、散布ノズル２１
から散布槽（チャンバー）２２内に吹き付ける。散布槽
２２内はクリーンな雰囲気に保たれ、散布ノズル２１の
下方の図示を省略したステージ上に第１または第２の電
極基板４、８が配置されており、この電極基板４、８上
に散布ノズル２１から吹き付けられたスペーサ９が散布
される。

【００２０】次に、こうしてスペーサ９が散布された基
板の周囲に封着材を塗布した後、２枚の基板を各々の電
極２、６が互いに直交するように対向配置し、周囲を封
着材によりシールする。そして、スペーサ９により形成
されたこれらの基板間隙に液晶組成物１０を注入し、注
入口を封止して液晶表示素子を得る。

【００２１】このような実施例により製造された液晶表
示素子について、スペーサの散布密度の規格に対する実
際の散布密度の変化率（誤差）を、流品枚数に応じて調
べた。その結果を図３にグラフで示す。

【００２２】この図から明らかなように、実施例の方法
で電極基板にスペーサを散布した場合には、スペーサの
散布密度規格に対する実際の散布密度の変化率が、10％
以下と非常に小さくなる。そして、このようにスペーサ
の散布密度を均一にできた結果、表示むらが極めて少な
く安定した高品位の表示を実現することができた。

【００２３】一方比較例として、従来通りスペーサの秤
量および散布を行なった場合について、同様にスペーサ
の散布密度規格に対する実際の散布密度の変化率を流品
枚数ごとに調べたところ、図４に示すように、実際のス
ペーサ散布密度の変化率は同一ロット内で平均15％、最
大で30％にも達し、散布密度に著しくばらつきがあるこ
とがわかった。そして、このような散布密度のばらつき
の結果、得られた液晶表示素子に画像を表示させたとこ
ろ、表示むらが著しく目立つものとなった。

【００２４】このように実施例によれば、スペーサを安
定して正確に秤量することにより、散布密度のばらつき
を容易に解消することができ、ギャップの高精度の均一
化が要求される階調表示、白黒表示の液晶表示素子の製
造に非常に有効である。

【００２５】次に、本発明の別の実施例について説明す
る。

【００２６】この実施例においては、図５（ａ）および
（ｂ）にそれぞれ示すように、スペーサ９が散布される
散布槽２２が直方体形状を呈しており、内部の図示を省
略したステージ上に電極基板４、８が配置されている。
そして、散布槽２２内の電極基板４、８の上方に、スペ
ーサ９に電圧を印加して（帯電させて）散布するための
静電ガン２３が設置されている。ここで、電極基板４、
８の上面（電極形成面）と静電ガン２３との間の距離Ｌ
は、1000mmとなっている。また、散布槽２２の平面形状
は一辺の長さｌが1000mmの正方形状を呈し、静電ガン２
３と散布槽２２の内壁面との間にも、それぞれ所定の距
離が確保されるようになっている。

【００２７】そして、以下に示すように秤量されたスペ
ーサ９が、このような散布槽２２内に吹き付けられる。
すなわち、前記した実施例と同様に、スペーサ秤量部に
おいて秤量容器１４によりすり切り秤量されたスペーサ
９が、スペーサ保持部１８に供給された後、圧搾空気に
よって搬送されかつ静電ガン２３により電圧を印加され
て、静電ガン２３の先端部から噴射され、電極基板４、
８上に散布される。

【００２８】このように構成される本実施例の製造方法
によれば、散布槽２２設置スペースの節減やメンテナン
ス性、量産性等を考慮しつつ、スペーサ９を電極基板
４、８の所定の面に効率良くかつ均一に分散させて散布
することが可能となり、このように散布されたスペーサ
ーを有する液晶表示素子においては、色むら、表示むら
のない優れた表示画像が得られる。

【００２９】すなわち、一般にスペーサ９の散布におい
ては、静電ガン２３によりスペーサ９に電圧を印加し、
各スペーサ９を同極に帯電させることにより、スペーサ
粒子どうしの凝集を防ぎ、良好な分散性を得ることがで
きる。しかし、電極基板４、８の表面には電極パターン
が形成されているため、この面が静電ガン２３の電界の
影響を受けると、電極部と非電極部とでスペーサ９の散
布状態（散布密度）に差ができてしまい、基板へのスペ
ーサ９の均一な散布が不可能になる。

【００３０】しかし本実施例では、電極基板４、８の上
面と静電ガン２３との間との間に十分な距離（1000mm）
が確保されているので、電極基板４、８面が静電ガン２
３の電界の影響をほとんど受けず、スペーサ９が均一に
分散散布される。また、静電ガン２３と散布槽２２内壁
面との間の距離についても、この距離が近すぎると、散
布槽２２内壁面が静電ガン２３の電界の影響を受け、そ
の結果散布槽２２内壁面へのスペーサ９の電着が生じる
が、実施例では、これらの間に十分な距離が確保されて
いるので、散布槽２２内壁面へのスペーサ９の電着が生
じず、電極基板４、８上にスペーサ９が十分な密度で散
布される。

【００３１】さらに、スペーサ散布密度の均一性と散布
量の点からは、静電ガン２３と電極基板４、８面および
散布槽２２内壁面との間の距離を十分にとる必要があ
り、それぞれ前記値以上であっても良いことになるが、
散布槽２２設置の省スペース化やメンテナンス性等を考
慮すると、それぞれ前記値とすることが望ましい。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、秤量容器の容積を基にしてばらつきなく正確
に秤量されたスペーサーが、電極基板上に均一に散布さ
れるため、液晶表示素子の基板間隔を均一に制御でき、
これにより階調表示および白黒表示の不良を解消し、高
い製造歩留りを確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で製造される液晶表示素子の構
造を示す断面図。

【図２】本発明の実施例において、スペーサの散布方法
を模式的に示す図。

【図３】実施例により製造された液晶表示素子につい
て、スペーサ散布密度の規格に対する実際の散布密度の
変化率を示すグラフ。

【図４】従来の液晶表示素子について、スペーサ散布密
度の規格に対する実際の散布密度の変化率を示すグラ
フ。

【図５】本発明の別の実施例に使用する散布槽を模式的
に示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ矢
視図。

【符号の説明】

４……第１の電極基板 ８……第２の電極基板 ９……スペーサ １０……液晶組成物 １４……秤量容器 １６……すり切り板 １８……スペーサ保持部 ２１……散布ノズル ２２……散布槽 ２３……静電ガン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の電極が配設された第１の基板と第
   ２の電極が配設された第２の基板のうちの少なくとも一
   方の基板の電極形成面にスペーサを散布した後、これら
   の基板を前記第１の電極と第２の電極とが対向するよう
   に配置して周囲を封止し、次いで前記スペーサによって
   形成された基板間隙に液晶組成物を封入する液晶表示素
   子の製造方法において、 前記スペーサを散布するにあたり、上部に開口を有する
   秤量容器に前記スペーサを余剰に投入した後、投入され
   たスペーサを前記秤量容器の開口上縁端を基準としてす
   り切って秤量し、次いでこうして秤量されたスペーサを
   空気と混合して噴射することを特徴とする液晶表示素子
   の製造方法。