JPH11142857A - 液晶表示素子の製法およびスペーサ散布装置 - Google Patents
液晶表示素子の製法およびスペーサ散布装置Info
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Abstract
ペーサを散布することができる液晶表示素子の製法およ
びそのスペーサ散布装置を提供する。 【解決手段】 絶縁性透明基板30に透明電極および配
向膜を形成し、スペーサを散布して2枚の絶縁性透明基
板を貼着し、該2枚の絶縁性透明基板の間隙に液晶材料
を充填する液晶表示素子の製法であって、前記スペーサ
の散布をチャンバー1内に浮遊するスペーサの密度を一
定に制御しながらチャンバー1内の下部に絶縁性透明基
板30を載置して一定時間放置することにより行う。
Description
の基板間に設けられるスペーサの量を一定にすることが
できる液晶表示素子の製法に関する。さらに詳しくは、
スペーサを散布する際のチャンバー内のスペーサの量を
一定に制御することにより基板間のスペーサを一定量と
する液晶表示素子の製法およびそれに用いるスペーサ散
布装置に関する。
る。すなわち2枚のガラスなどからなる絶縁性透明の基
板にそれぞれ透明電極や配向膜などを設け、一方の基板
のセル周囲にシール剤を設け、他方の基板にスペーサを
散布する。そして、2枚の基板をそれぞれ透明電極や配
向膜が対向しスペーサを介して一定間隙を有するように
貼着し、各セルに分割した後に2枚の基板の間隙に液晶
材料を充填し、その両外面に偏光板などを貼着すること
により製造される。
に示されるようなスペーサ散布装置を用いて行われる。
すなわち、チャンバー1の下部に排気用ダンパー2を介
して排気管3が接続されてチャンバー1内の浮遊物を排
気することができるようになっている。また、上部には
スプレーノズル4が設けられ、スペーサをアルコールと
水との混合液などの溶媒に分散させた散布液5を霧化圧
縮空気6によりチャンバー1内に噴霧させることができ
るようになっている。この装置でカセット31に収納さ
れた基板30がローダー21でコンベア22上に下ろさ
れ、順次チャンバー1内に搬送され、散布液5が噴霧さ
れたチャンバー1内に0.1〜60秒程度のうちの一定
時間放置されることにより、チャンバー1内に噴霧され
た散布液の溶媒は蒸発し、チャンバー1内に浮遊するス
ペーサが基板30上に沈降する。一定時間の経過後、排
気用ダンパー2を開にして浮遊しているスペーサを一定
時間排気した後、基板30をチャンバー1から排出して
コンベア23上を搬送し、アンローダー24で別のカセ
ット32内に収納される。
方法によれば、前の基板への散布が終った後にチャンバ
ー内の浮遊するスペーサを排気してから新たな基板をチ
ャンバー内に入れて一定量の散布液をチャンバー内に噴
霧させることにより一定量のスペーサの散布量になるよ
うに行われている。しかし、1枚の基板への散布が終了
した後に一定時間排気してもチャンバー内のスペーサが
完全になくなるわけではなく、時間と共に浮遊するスペ
ーサは沈降するため、つぎの基板が搬入されるまでの時
間によりチャンバー内に残存するスペーサの量がバラツ
クことになる。つぎの基板がチャンバー内に搬入された
ときに、残存するスペーサが一定でないと一定量の散布
液を噴霧してもチャンバー内に浮遊するスペーサが一定
でなくなる。とくに、生産の開始時などにはチャンバー
内に浮遊するスペーサが一定になるまでダミーを流さな
ければならないが、何枚ダミーを流せば一定になるか不
明である。また、カセットを取り替えた後や、ライント
ラブルで中断した後などには基板の供給間隔が長くなる
ため、チャンバー内に浮遊しているスペーサが少なくな
り散布されるスペーサの量も少なくなる。その結果、基
板をチャンバー内に入れて一定時間放置しても基板上に
は一定量のスペーサが散布されず、液晶パネルの基板の
間隔に不均一が生じて表示品位が低下するという問題が
ある。
なされたもので、基板の搬入インターバルに拘らず、常
に一定のスペーサを散布することができる液晶表示素子
の製法を提供することにある。
ペーサを散布することができるスペーサ散布装置を提供
することにある。
子の製法は、基板に透明電極および配向膜を形成し、ス
ペーサを散布して2枚の基板を貼着し、該2枚の基板の
間隙に液晶材料を充填する液晶表示素子の製法であっ
て、前記スペーサの散布をチャンバー内に浮遊するスペ
ーサの密度を一定に制御しながら該チャンバー内の下部
に前記基板を載置して一定時間放置することにより行う
ことを特徴とする。すなわち、本発明者らの検討の結
果、チャンバー内に浮遊するスペーサの量と、基板上に
沈降するスペーサの量との間に相関関係があることを見
出し、チャンバー内のスペーサの量を制御することによ
り、基板上に一定量のスペーサを散布するようにしたも
のである。
カウンタにより前記チャンバー内の一定体積に浮遊する
スペーサの数を測定しながら制御することもできるし、
スペーサを分散させる溶媒の前記チャンバー内の濃度を
測定しながら制御することもできるし、スペーサを分散
させた散布液の重量の減少量を測定しながら制御するこ
ともできる。散布液の減少量による制御は、たとえば基
板のあるなしに拘らず一定周期で散布工程を繰り返すな
どのチャンバー内のスペーサ密度の均一化を図ることが
好ましい。
と、該チャンバーの下部に排気用バルブを介して接続さ
れる排気管と、前記チャンバーの上部に設けられ、スペ
ーサを分散させたる霧化用気体により前記チャンバー内
に噴霧するスプレーノズルと、前記チャンバーに設けら
れる通風孔ダンパーと、前記チャンバー内のスペーサの
密度を測定し得る検出手段と、該検出手段に応じて前記
排気用バルブの開閉、スプレーノズルの噴霧、および通
風孔ダンパーの開閉を制御する制御コントローラとから
なっている。
製法およびスペーサ散布装置について説明をする。
のような2枚の絶縁性透明の基板のそれぞれにITOな
どの透明導電膜により電極パターンを形成し、配向膜な
どを形成してから、一方の基板にスペーサを散布して2
枚の基板をシール剤により貼着し、各セルにまたはフレ
ーム状に分割してから2枚の基板の間隙に液晶材料を充
填することにより製造される。本発明の液晶表示素子の
製法は、前述のように、チャンバー内に浮遊するスペー
サの量と基板上に沈降するスペーサの量との間に相関関
係があるという知見に基づいて、チャンバー内に浮遊す
るスペーサの密度を制御することにより、2枚の基板間
に介在するスペーサの数を均一にすることに特徴があ
る。そのスペーサの散布方法について、図1の本発明の
スペーサ散布装置の一実施形態を参照しながら説明す
る。
ンバー1の下部に排気用のバタフライバルブ2を介して
排気管3が接続されており、チャンバー1内の残留物を
排気することができるようになっている。排気用バルブ
2は電磁弁2aにより開閉できるようになっており、電
磁弁2aは制御コントローラ9からの制御信号により動
力用エアー2bを用いて制御される。このチャンバー1
は、たとえば1.5m角で、2mほどの高さのステンレ
ス製の箱型に形成されており、排気管3はたとえば直径
が10cm程度の太さで、1〜1.3m/sec程度の
スピードで排気される。
4が設けられており、散布液5がポンプ51を介してス
プレーノズル4内に送られるようになっている。図1に
示される例では、スプレーノズル4内の散布液5を容器
52内の散布液5と循環できるようにパイプが配管され
ており、また、容器52内ではマグネットスターラ53
により回転子(テフロンがコーティングされたマグネッ
ト)54を介して散布液5が撹拌されるようにして、ス
プレーノズル4内の散布液5が時間の経過により不均一
にならないようにされている。スプレーノズル4には、
散布液5を送るパイプのほか、散布液5を霧化するため
のN2 などからなる霧化用気体6が気体通路を介して導
入されている。この気体通路にも制御コントローラ9か
らの制御信号により開閉が制御される電磁弁6aが設け
られている。チャンバー1の上部にはさらに通風孔7c
が設けられ、その通風孔7cを開閉する通風孔用ダンパ
ー7が設けられている。この通風孔用ダンパー7は動力
用エアー7bを用いた電磁弁7aにより開閉できるよう
になっており、制御コントローラ9からの制御信号に基
づき開閉される。
ティクルカウンタからなるチャンバー内のスペーサの密
度を測定し得るスペーサ密度を検出する検出手段8のセ
ンサ部8aが突っ込まれ、チャンバー1内のスペーサの
密度を測定できるようになっている。そして、そのカウ
ント数は制御コントローラ9に送られ、制御コントロー
ラ9はその測定値が所定の範囲に入っているか否かを調
べ、所定の範囲より少ないときは排気用バルブ2および
通風孔用ダンパー7を閉塞し、霧化用気体通路を開くよ
うに電磁弁2a、7a、6aに制御信号を送り、スプレ
ーノズル4からスペーサを噴霧することができるように
なっている。また、逆にパーティクルカウンタ8による
測定数が所定の範囲より多い場合は、排気用バルブ2お
よび通風孔用ダンパー7を開き、霧化用気体通路を閉じ
るように電磁弁2a、7a、6aに制御信号を送る。こ
の一連の制御は後述するように、マイコンにより制御さ
れる。
の気化熱による温度低下を防ぎ、散布液の溶媒を蒸発さ
せやすくするため、チャンバー1内の温度がたとえば6
0℃程度の一定になるようにヒータ10が設けられてい
る。図1に示される例ではチャンバー1の内側に設けら
れているが、チャンバー1の外側に設けられていてもよ
い。なお、図1で11は基板30をチャンバー1内に搬
入するための搬入扉、12は基板30をチャンバー1か
ら搬出するための排出扉である。また、基板30は、カ
セット31に収納されてローダー21に載置され、そこ
で1枚1枚コンベア22上に載せられてチャンバー1の
底部1aに運ばれ、散布の終った基板30は再度コンベ
ア23により運搬されてアンローダー24で別のカセッ
ト32に収納される。
極パターンや配向膜が形成された基板にスペーサを散布
する方法の具体例について説明をする。前述の装置で、
霧化用気体は、たとえば4kgf/cm2 に、電磁弁2
a、7aを駆動する動力用エアーは3kgf/cm2 に
設定した。また、スペーサとして直径5.6μmφのシ
リカ球状スペーサを使用し、エチルアルコールと純水を
1:1に混合した溶液100ccに0.6gのスペーサ
を分散させた散布液を調合し、噴霧時間を3秒に設定し
た。スペーサ密度の検出手段としてリオン(株)製の商
品名パーティクルカウンターKC−25を使用し、この
検出手段によりカウントする数の上限値を25500個
/リットル、下限値を23500個/リットルと設定し
た。
内をクリアにするため、通風孔用ダンパー7および排気
用バルブ2を30秒間開いてチャンバー1内のスペーサ
および溶媒のエチルアルコールガスを排気する。そし
て、カセット31から取り出された基板30をコンベア
22により搬送して搬入扉11を開き、チャンバー1内
の底部1aに基板30をセッティングして搬入扉11を
閉じる。その後、散布液をチャンバー1内に3秒間噴霧
する。この散布液の噴霧は図2に示されるフローチャー
トに従って行われる。
(S1)、カウンターがタイムアップしていないか否か
を調べる(S2)。カウンタがタイムアップ(たとえば
設定値3秒)していれば(NO)、噴霧作業は終了し、
タイムアップしていなければ(YES)、スペーサ密度
が設定値の下限(たとえば23500個/リットル)よ
り上にあるか否かを調べる(S3)。つぎに、スペーサ
密度が下限値より下であれば(NO)、通風孔用ダンパ
ーを閉じ(S4)、さらに排気用バルブを閉じ(S
5)、さらにスプレーノズルの噴霧を行い(S6)ステ
ップS2に戻る。そして、スペーサ密度が下限値より上
にあれば(YES)、スペーサ密度が設定値の上限値
(たとえば25500個/リットル)より下にあるかを
調べる(S7)。上限値より下であれば(YES)ステ
ップS2に戻り、上限値より上であれば(NO)、通風
孔用ダンパーを開き(S8)、さらに排気用バルブを開
き(S9)、さらにスプレーノズルを閉じて(S10)
ステップS2に戻る。これをカウンタがタイムアップす
るまで繰り返し、タイムアップしたら噴霧作業が終了す
る。
ルブを閉じて30秒間放置し、チャンバー内に浮遊する
スペーサを基板上に自然落下させる。ついで、排気用の
バルブ2を開いて、たとえば1〜3秒間程度の所定時間
排気してから排出扉12を開けて基板30をチャンバー
1から排出し排出扉12を閉じて、同様に繰り返す。
際の基板上のスペーサの量を前述の検出手段により検出
したチャンバー内に浮遊するスペーサの量と共に、順次
行う基板ごとにその順番の数を横軸にして測定した結果
を図3(a)に示す。なお、本発明の方法によるチャン
バー内のスペーサ密度の管理をしない従来の方法で、前
述の検出手段によるチャンバー内に浮遊するスペーサの
量と実際に基板上に沈降するスペーサの量とを図3
(b)に示す。図3において、白丸の縦軸はチャンバー
内のスペーサの1リットル当りの個数、黒丸の縦軸は基
板上に散布されたスペーサ密度(1個/mm2 )、横軸
は処理順の基板の番号、Pはチャンバー内のスペーサの
設定値の上限(25500個)、Qは設定値の下限(2
3500個)である。図3から明らかなように、本発明
(図3(a))によれば基板上に散布されるスペーサの
量が非常に均一で30〜38個/mm2 の範囲であるの
に対して、従来の方法(図3(b))では周期的に散布
量が変化して20〜40個/mm2 で、チャンバー内の
スペーサ密度と共に非常にばらついていることが分る。
この周期的に変化するのは、カセットに収納される基板
の数と一致し、カセットの取替えによる時間のため散布
間隔が長くなるためと考えられる。
の量を常に一定量にして基板上にスペーサの散布が行わ
れる。一方、図3(b)からも明らかなように、チャン
バー内のスペーサの量と実際に基板上に散布されるスペ
ーサの量との間には相関関係がある。そのため、図3
(a)に示されるように、チャンバー内のスペーサの量
が一定数量になるように制御されることにより、基板上
に散布されるスペーサの量も一定になる。その結果、各
製品についてスペーサの量が一定となり、液晶パネルの
基板間隔も常に一定となり、品質の安定した液晶表示素
子が得られる。
カ製の球状スペーサを使用したが、プラスティックビー
ズでも同様の結果が得られた。
りチャンバー内に浮遊するスペーサの数を検出してその
数が一定の範囲に入るようにしてスペーサ密度を制御し
たが、スペーサを分散させる溶媒のチャンバー1内の濃
度を測定しながら制御することもできる。すなわち、ス
ペーサは前述のように、たとえばエチルアルコールと水
の混合溶液に分散させてその散布液をチャンバー内に噴
霧することにより散布している。このエチルアルコール
のような溶媒は、噴霧される際に蒸発してチャンバー内
に蒸気として存在する。この量も噴霧される分散液の量
に比例するため、このエチルアルコールの蒸気の濃度を
測定することによっても同様にチャンバー内に浮遊する
スペーサの密度を制御することができる。
の密度を測定し得る検出手段8として、たとえば新コス
モス電機(株)製の可燃性ガス検知器、商品名コスモテ
クターXP−311Aを用い、エチルアルコールガスを
検出することができる。この場合の液晶表示素子の製法
およびスペーサの散布方法は、チャンバー内のエチルア
ルコールガスの濃度をモニターしてその値をたとえば上
限値が0.19vol%、下限値を0.175vol%に
設定してその範囲に入るように制御する以外は前述の例
と同じで、その説明を省略する。エチルアルコールガス
の濃度をこのように設定して散布液を噴霧するときのフ
ローチャートを図4に示す。図4において、図2と同じ
ステップの所については同じステップ番号を付してその
説明を省略する。この例では、ステップS13でエチル
アルコールガスの濃度が下限値より上であるかを調べ、
ステップS17でエチルアルコールガス濃度が上限値よ
り下にあるか否かを調べる点で異なっているだけで、そ
れぞれの場合の制御方法については前述の例と同様であ
る。
布したときの基板上に散布される単位面積当たりのスペ
ーサの個数およびチャンバー内のエチルアルコールガス
濃度を前述と同様に各基板ごとに測定した結果を図5
(a)に、同様の測定方法で従来の散布方法の場合のス
ペーサの個数およびチャンバー内のエチルアルコールガ
ス濃度を図5(b)にそれぞれ示す。図5において、白
丸の縦軸はチャンバー内のエチルアルコールガスの濃度
(vol%)、黒丸の縦軸は基板上に散布されたスペー
サの密度(個/mm2 )、横軸は処理順の基板の番号、
Pはエチルアルコールガス濃度の設定値の上限値(0.
19vol%)、Qはその下限値(0.175%)であ
る。この場合も、本発明によれば基板上のスペーサの個
数は30〜38個/mm2 と均一であるのに対して、従
来の方法では20〜40個/mm2 とばらついているこ
とが分る。また、図5(b)からも実際に基板上に散布
されるスペーサの個数とチャンバー内のエチルアルコー
ルガス濃度との間に相関関係があることが分る。
度を検出してその量を制御したが、溶媒はエチルアルコ
ールとは限らず、たとえばフロンなどが用いられる場合
にはそのフロンなどの検出器を用いて測定することによ
り、同様に制御することができる。また、プロパノール
などの他のアルコール類が混入されている場合で、検出
手段がその両方を検出する場合は、両方の合計値を測定
して合計値により制御するようにしてもよい。さらに、
溶媒が2種類以上の混合物である場合、そのいずれか1
種類が検出されればよい。なお、このガス濃度により制
御する場合は、前述のヒータ10によるチャンバー内の
温度制御を充分に行うことが好ましい。温度により溶媒
の蒸発量が異なり、ガス濃度が変ってくるからである。
この場合も、スペーサとしてプラスティックビーズを用
いても同様の結果が得られた。
ー(図示せず)内に噴霧するためのスペーサを分散させ
た散布液5の重量の減少量を測定しながら制御するため
の概略図である。すなわち、分散液5を入れた容器52
の重量をたとえば電子天秤からなる検出手段8により検
出しながら、そのデータを制御コントローラ9に供給
し、その減少量が所定の設定量に達した状態でスプレー
ノズル4からの噴霧を停止させるものである。この場
合、散布液の噴霧をたとえば0.2秒程度の短時間噴霧
を断続的に行い、その都度散布液の重量変化を検出手段
8により検出する。そして、その検出結果が制御コント
ローラ9に送られ、所定の噴霧量に達したときに噴霧を
終了する。散布液は、前述のように、マグネットスター
ラにより撹拌しながら行っているため、散布液内のスペ
ーサの密度は常に一定であり、噴霧する散布液の量が一
定であれば、チャンバー内に噴霧されるスペーサの量も
常に一定になる。
に一定にすることができる。そのため、スプレーノズル
の差(ノズルの先の径や霧化用気体の圧力など)に基づ
く変動要因により一定時間の噴霧に対しても10%程度
の噴霧量のバラツキがあった(電磁弁による噴霧時間の
制御は1/100秒の単位で制御することができる)も
のが、確実に噴霧量を一定に制御することができる。す
なわち、図7にイメージ図が示されるように、スプレー
ノズルにより時間当たりの噴霧量(図の傾き)が異なっ
ても、噴霧時間の調整(時間t1 からt2 )により、常
に一定の散布液の量Tが噴霧される。チャンバー内のス
ペーサ密度が一定であれば、前述のように、一定の個数
のスペーサが散布され、絶縁性透明基板間のギャップを
一定にすることができる。この場合、散布液を噴霧する
前のチャンバー内のスペーサの密度が一定でないと、一
定量の散布液を噴霧しても一定にはならないため、たと
えば基板の有無に拘らず一定のサイクルで噴霧、放置、
および排気の工程を繰り返すなどのチャンバー内のスペ
ーサ密度を一定化させることが必要となる。
布量が常に一定になるため、液晶パネルの基板間隔が常
に一定になり、表示品位の優れた安定した品質の液晶表
示素子が得られる。
図である。
ときのフローチャートである。
散布量およびチャンバー内のスペーサ密度の変化を示す
図である。
のフローチャートである。
チャンバー内の溶媒濃度を示す図である。
の説明図である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 基板に透明電極および配向膜を形成し、
スペーサを散布して2枚の基板を貼着し、該2枚の基板
の間隙に液晶材料を充填する液晶表示素子の製法であっ
て、前記スペーサの散布をチャンバー内に浮遊するスペ
ーサの密度を一定に制御し、該チャンバー内の下部に前
記基板を載置して一定時間放置することにより行うこと
を特徴とする液晶表示素子の製法。 - 【請求項2】 前記スペーサ密度の制御をパーティクル
カウンタにより前記チャンバー内の一定体積に浮遊する
スペーサの数を測定しながら制御する請求項1記載の製
法。 - 【請求項3】 前記スペーサ密度の制御をスペーサを分
散させる溶媒の前記チャンバー内の濃度を測定しながら
制御する請求項1記載の製法。 - 【請求項4】 前記スペーサ密度の制御を前記チャンバ
ー内に噴霧するためのスペーサを分散させた散布液の重
量の減少量を測定しながら制御する請求項1記載の製
法。 - 【請求項5】 チャンバーと、該チャンバーの下部に排
気用バルブを介して接続される排気管と、前記チャンバ
ーの上部に設けられ、スペーサを分散させた分散液を霧
化用気体により前記チャンバー内に噴霧するスプレーノ
ズルと、前記チャンバーに設けられる通風孔ダンパー
と、前記チャンバー内のスペーサの密度を測定し得る検
出手段と、該検出手段に応じて前記排気用バルブの開
閉、スプレーノズルの噴霧、および通風孔ダンパーの開
閉を制御する制御コントローラとからなるスペーサ散布
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30175997A JP3706470B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 液晶表示素子の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30175997A JP3706470B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 液晶表示素子の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11142857A true JPH11142857A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3706470B2 JP3706470B2 (ja) | 2005-10-12 |
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ID=17900836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30175997A Expired - Fee Related JP3706470B2 (ja) | 1997-11-04 | 1997-11-04 | 液晶表示素子の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3706470B2 (ja) |
-
1997
- 1997-11-04 JP JP30175997A patent/JP3706470B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP3706470B2 (ja) | 2005-10-12 |
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