JP2000338502A - Device and method for production of liquid crystal display device - Google Patents

Device and method for production of liquid crystal display device

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JP2000338502A
JP2000338502A JP14575599A JP14575599A JP2000338502A JP 2000338502 A JP2000338502 A JP 2000338502A JP 14575599 A JP14575599 A JP 14575599A JP 14575599 A JP14575599 A JP 14575599A JP 2000338502 A JP2000338502 A JP 2000338502A
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JP
Japan
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spacer material
spacer
liquid crystal
coating head
columnar
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JP14575599A
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Japanese (ja)
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Ryota Mizusako
亮太 水迫
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make applicable a spacer material with a uniform film thickness. SOLUTION: When columnar spacers are to be formed on the surface of a glass substrate 1, the spacer material 12 is fed at a constant rate of the quantity to a coating head 23 by a feeding part 22 and the spacer material 12 is applied on the glass substrate 1 by the coating head 23. In this process, the gap K between the lower end of the coating head 23 and the surface of the glass substrate 1 can be always kept constant by detecting the gap K between the lower end of the coating head 23 and the surface of the glass substrate 1 by a sensor part 24 and moving the coating head 23 in the perpendicular direction relative to the surface of the glass substrate 1 according to the detected data. Since the spacer material 12 is applied on the glass substrate 1 while the coating head 23 kept in the aforementioned position is moved at a constant speed, any spacer material 12 without being restrictected to a limited number of columnar pacer materials can be applied to uniform thickness with good accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置の
製造装置および製造方法に関し、更に詳しくは液晶表示
装置の一対の基板間に設けられるスペーサの製造装置、
およびそのスペーサを介して一対の基板を接合する製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a liquid crystal display, and more particularly to an apparatus for manufacturing a spacer provided between a pair of substrates of a liquid crystal display.
And a manufacturing method of joining a pair of substrates via the spacer.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、液晶表示装置においては、一対
のガラス基板間に封止された液晶層に厚みムラがある
と、表示ムラが発生して視認性が低下するため、一対の
ガラス基板間の間隔を均一に保って液晶層の厚みを一定
にする必要がある。このような液晶表示装置としては、
例えば、一対のガラス基板間にビーズ状のスペーサを散
在させ、この散在されたビーズ状のスペーサにより一対
のガラス基板間を所定の間隔に保つようにしたものがあ
る。しかし、この液晶表示装置では、ビーズ状のスペー
サを一様で均一に散在させる必要があるが、ビーズ状の
スペーサが団子状態になりやすく不安定であるため、液
晶分子の配列が乱れて表示不良を起こしやすいほか、十
分な耐圧強度が得られないなどの問題がある。
2. Description of the Related Art In general, in a liquid crystal display device, if a liquid crystal layer sealed between a pair of glass substrates has a thickness unevenness, display unevenness occurs and visibility deteriorates. Of the liquid crystal layer must be kept constant by keeping the distance between them uniform. As such a liquid crystal display device,
For example, there is one in which bead-shaped spacers are scattered between a pair of glass substrates, and the scattered bead-shaped spacers maintain a predetermined interval between the pair of glass substrates. However, in this liquid crystal display device, it is necessary to uniformly and uniformly scatter the bead-shaped spacers. In addition to the above, there are problems such as easy occurrence of insufficient pressure resistance.

【0003】このような問題を解消した液晶表示装置と
して、一対のガラス基板間に柱状スペーサを形成し、こ
れら柱状スペーサによって一対のガラス基板を所定の間
隔に保つようにしたものが提案されている。図5はその
一例を示した図である。この液晶表示装置は、カラー画
像を表示するアクティブタイプのものであり、一対の透
明なガラス基板1、2を備えている。これら一対のガラ
ス基板1、2は、上下に対向して配置されている。
As a liquid crystal display device which solves such a problem, there has been proposed a liquid crystal display device in which a columnar spacer is formed between a pair of glass substrates, and the pair of glass substrates is maintained at a predetermined distance by the columnar spacer. . FIG. 5 is a diagram showing an example. This liquid crystal display device is of an active type that displays a color image, and includes a pair of transparent glass substrates 1 and 2. The pair of glass substrates 1 and 2 are arranged so as to face up and down.

【0004】この場合、下側のガラス基板2の対向面
(同図では上面)には、ITOなどからなる透明な画素
電極3が行方向および列方向に配列形成されており、各
画素電極3の近傍には、それぞれTFT(薄膜トランジ
スタ)4が各画素電極3と電気的に接続されて形成され
ている。なお、下側のガラス基板2の下面には、TFT
4と対応する箇所に遮光部5が形成された透明板6が設
けられている。また、上側のガラス基板1の対向面(同
図では下面)には、ブラックマトリクス7およびカラー
フィルタ8が形成されている。ブラックマトリクス7
は、画素電極3間およびTFT4に対応して設けられて
いる。カラーフィルタ8は、赤、緑、青の各フィルタ部
R、G、Bを順次配列したもので、これら各フィルタ部
R、G、Bが画素電極3に対応し、かつ各フィルタ部
R、G、Bの境界部分がブラックマトリクス7上に位置
した状態で形成されている。このカラーフィルタ8の下
面には、ITOなどの透明な共通電極9が形成されてい
る。
In this case, transparent pixel electrodes 3 made of ITO or the like are arranged in rows and columns on the opposing surface (the upper surface in FIG. 1) of the lower glass substrate 2. Are formed so as to be electrically connected to the respective pixel electrodes 3. The lower surface of the lower glass substrate 2 has a TFT
A transparent plate 6 provided with a light shielding portion 5 is provided at a location corresponding to 4. Further, a black matrix 7 and a color filter 8 are formed on the opposing surface (the lower surface in the figure) of the upper glass substrate 1. Black matrix 7
Are provided between the pixel electrodes 3 and corresponding to the TFTs 4. The color filter 8 is configured by sequentially arranging red, green, and blue filter portions R, G, and B. Each of these filter portions R, G, and B corresponds to the pixel electrode 3, and each of the filter portions R, G , B are formed on the black matrix 7. On the lower surface of the color filter 8, a transparent common electrode 9 such as ITO is formed.

【0005】これら一対のガラス基板1、2は、上側の
共通電極9と下側の画素電極3とが対向して配置され、
これらの間におけるブラックマトリクス7と画素電極3
間とに対応する所定位置に柱状スペーサ10が形成さ
れ、これら柱状スペーサ10により所定間隔Cを保った
状態で接合されている。そして、一対のガラス基板1、
2間には、液晶11がシール材(図示せず)により封止
されている。ところで、このような柱状スペーサ10を
形成する場合には、上下一対のガラス基板1、2のう
ち、上側のガラス基板1を上下反転させ、このガラス基
板1の上面(図5では下面)にブラックマトリクス7お
よびカラーフィルタ8を介して形成された共通電極9の
表面(以下、説明の都合上、ガラス基板1の表面とい
う)に、感光性樹脂などのスペーサ材料をスピンコータ
により塗布し、この塗布されたスペーサ材料をフォトリ
ソグラフィ法によりパタンニングすることにより、柱状
スペーサ10をブラックマトリクス5と対応する所定箇
所に形成している。
The pair of glass substrates 1 and 2 are arranged such that an upper common electrode 9 and a lower pixel electrode 3 face each other,
The black matrix 7 and the pixel electrode 3 between them
The columnar spacers 10 are formed at predetermined positions corresponding to the spaces, and are joined by the columnar spacers 10 while maintaining a predetermined interval C therebetween. And a pair of glass substrates 1,
Between the two, the liquid crystal 11 is sealed with a sealing material (not shown). When such a columnar spacer 10 is formed, the upper glass substrate 1 of the pair of upper and lower glass substrates 1 and 2 is turned upside down, and the upper surface (the lower surface in FIG. A spacer material such as a photosensitive resin is applied to the surface of the common electrode 9 formed through the matrix 7 and the color filter 8 (hereinafter referred to as the surface of the glass substrate 1 for convenience of description) by a spin coater. The columnar spacer 10 is formed at a predetermined position corresponding to the black matrix 5 by patterning the spacer material by photolithography.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液晶表示装置の製造装置では、ガラス基板1の表面
にスペーサ材料を塗布してパタンニングすることによ
り、柱状スペーサ10を形成しているので、スペーサ材
料を塗布したときの膜厚によって柱状スペーサ10の高
さが決定され、これにより一対のガラス基板1、2間の
間隔Cが決まってしまう。このため、この製造装置で
は、スペーサ材料を塗布するときに高い精度が要求され
ることになるが、スピンコータでスペーサ材料を塗布し
たのでは、図6(a)および図6(b)に示すように、
顔料を含有した感光性樹脂などのスペーサ材料12によ
っては、ガラス基板1の中心部分の膜厚が厚くなり、周
辺部分の膜厚が薄くなる。このような場合には、柱状ス
ペーサ10の高さが不均一になり、一対のガラス基板
1、2間の間隔Cを均一に形成することができないた
め、柱状スペーサ10としてのスペーサ材料12が限定
されてしまうという問題がある。特に、スペーサ材料1
2をスピンコータで塗布する方法では、スペーサ材料1
2の多くが周辺に飛ばされてしまうため、材料の使用効
率が悪く、材料費が割高になるという問題もある。
However, in such an apparatus for manufacturing a liquid crystal display device, the columnar spacer 10 is formed by applying a spacer material on the surface of the glass substrate 1 and patterning the same. The height of the columnar spacer 10 is determined by the film thickness when the spacer material is applied, whereby the distance C between the pair of glass substrates 1 and 2 is determined. Therefore, in this manufacturing apparatus, high precision is required when applying the spacer material. However, if the spacer material is applied by the spin coater, as shown in FIGS. 6A and 6B. To
Depending on the spacer material 12 such as a photosensitive resin containing a pigment, the thickness of the central portion of the glass substrate 1 increases, and the thickness of the peripheral portion decreases. In such a case, the height of the columnar spacers 10 becomes non-uniform, and the distance C between the pair of glass substrates 1 and 2 cannot be formed uniformly. Therefore, the spacer material 12 as the columnar spacers 10 is limited. There is a problem that will be done. In particular, spacer material 1
In the method of applying 2 with a spin coater, the spacer material 1
Since most of the materials 2 are blown to the surroundings, there is a problem that the use efficiency of the material is low and the material cost is high.

【0007】また、このような柱状スペーサ10を用い
た場合には、各柱状スペーサ10の端面が一対のガラス
基板1、2の対向する表面に面接触し、かつ柱状スペー
サ10の硬度も高いことから、一対のガラス基板1、2
を貼り合わせる際、後述する通常のプレス条件では各柱
状スペーサ10がほとんど変形せず、スペーサ材料12
の塗布精度がそのまま一対のガラス基板1、2間の間隔
精度となり、所望するガラス基板1、2間の間隔Cを得
ることができないという問題もある。
When such a columnar spacer 10 is used, the end surfaces of the columnar spacers 10 are in surface contact with the opposing surfaces of the pair of glass substrates 1 and 2, and the hardness of the columnar spacer 10 is high. From a pair of glass substrates 1, 2
At the time of bonding, under the normal pressing conditions described later, each columnar spacer 10 hardly deforms, and the spacer material 12
There is also a problem in that the application accuracy of the above becomes the accuracy of the distance between the pair of glass substrates 1 and 2 as it is, and the desired distance C between the glass substrates 1 and 2 cannot be obtained.

【0008】例えば、ビーズ状のスペーサを用いた場合
には、スペーサ径が4.75±0.25μmで、散布密度が100個
/mm2であるとすると、プレス時の圧力とガラス基板間の
間隔とが図7(a)に示す関係となり、プレス時の圧力
は、0.23Kgf/cm2で、径の大きいスペーサが4.75μmまで
変形し、スペーサの設計値である4.75μmとほぼ同じ大
きさのガラス基板間の間隔が得られる。これに対して、
柱状スペーサ10を用いた場合には、柱状スペーサ10
の高さ(膜厚)が4.75±0.15μmで、柱状スペーサ10
の断面積が100μm2で、分散密度が21.5個/mm2であると
すると、プレス時の圧力とガラス基板1、2間の間隔C
とが図7(b)に示す関係となり、ガラス基板1、2間
の間隔Cを所望の値である4.75μmに形成するために
は、プレス時の圧力が1.3Kgf/cm2必要となる。しかし、
現状の生産時における最大圧力が約0.7Kgf/cm2であるた
め、各柱状スペーサ10がほとんど変形せず、スペーサ
材料12の塗布精度がそのままガラス基板1、2間の間
隔精度になってしまう。なお、プレス時の圧力を下げる
ため、柱状スペーサ10の断面積および分散密度を小さ
くすると、耐圧強度が低下するとう問題が生じる。
For example, when a bead-shaped spacer is used, the spacer diameter is 4.75 ± 0.25 μm and the distribution density is 100 pieces.
/ mm 2 , the pressure at the time of pressing and the distance between the glass substrates have the relationship shown in FIG. 7A. The pressure at the time of pressing is 0.23 kgf / cm 2 , and the spacer having a large diameter is 4.75 μm. The distance between the glass substrates is approximately the same as the spacer design value of 4.75 μm. On the contrary,
When the columnar spacer 10 is used, the columnar spacer 10
Height (film thickness) is 4.75 ± 0.15 μm and columnar spacer 10
Is 100 μm 2 and the dispersion density is 21.5 pieces / mm 2 , the pressure during pressing and the distance C between the glass substrates 1 and 2
FIG. 7B shows the relationship shown in FIG. 7B. In order to form the gap C between the glass substrates 1 and 2 at a desired value of 4.75 μm, a pressure at the time of pressing is required to be 1.3 kgf / cm 2 . But,
Since the maximum pressure at the time of current production is about 0.7 kgf / cm 2 , each columnar spacer 10 is hardly deformed, and the application accuracy of the spacer material 12 becomes the interval accuracy between the glass substrates 1 and 2 as it is. If the cross-sectional area and the dispersion density of the columnar spacer 10 are reduced in order to reduce the pressure at the time of pressing, a problem arises in that the pressure resistance decreases.

【0009】この発明の課題は、スペーサ材料を均一な
膜厚で塗布することができる液晶表示装置の製造装置を
提供することである。また、この発明の他の課題は、プ
レス時の圧力を下げることができ、かつ一対の基板間を
所望する間隔に精度良く形成することができる液晶表示
装置の製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a liquid crystal display device which can apply a spacer material with a uniform film thickness. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device that can reduce the pressure at the time of pressing and can accurately form a desired interval between a pair of substrates.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
液晶が封止される一対の透明な基板のうち、一方の基板
の対向側の表面にスペーサ材料を塗布し、このスペーサ
材料をフォトリソグラフィ法によりパタンニングするこ
とにより、前記一方の基板の表面に柱状スペーサを形成
する液晶表示装置の製造装置において、前記スペーサ材
料を一定量ずつ供給する供給手段と、この供給手段によ
り供給された前記スペーサ材料を前記一方の基板の表面
に一定速度で移動しながら塗布する塗布ヘッドと、この
塗布ヘッドの先端部と前記基板の表面との間隔を検出す
る検出手段とを備えたことを特徴とする。この発明によ
れば、一方の基板の表面に柱状スペーサを形成する際、
供給手段によりスペーサ材料を塗布ヘッドに一定量ずつ
供給し、この供給されたスペーサ材料を塗布ヘッドによ
り基板の表面に塗布するときに、検出手段により塗布ヘ
ッドの先端部と基板の表面との間隔を検出し、この検出
データに基づいて塗布ヘッドを基板の表面に対し垂直方
向に相対的に移動させることにより、塗布ヘッドの先端
部と基板の表面との間隔を常に一定に保つことができ、
この状態を保ちながら塗布ヘッドが一定速度で移動して
スペーサ材料を基板の表面に塗布するので、従来のよう
に柱状スペーサとしてのスペーサ材料が制限されず、何
のようなスペーサ材料でも均一な膜厚で塗布することが
でき、しかもスピンコータのようにスペーサ材料を周辺
に飛ばすことがないので、材料の使用効率が良い。
According to the first aspect of the present invention,
Of a pair of transparent substrates in which liquid crystal is sealed, a spacer material is applied to the surface on the opposite side of one of the substrates, and the spacer material is patterned by photolithography, so that the surface of the one substrate is In a manufacturing apparatus of a liquid crystal display device for forming a columnar spacer, a supply unit for supplying the spacer material by a constant amount, and the spacer material supplied by the supply unit is moved at a constant speed to the surface of the one substrate. A coating head for coating is provided, and a detecting means for detecting a distance between a tip of the coating head and the surface of the substrate is provided. According to the present invention, when forming a columnar spacer on the surface of one substrate,
The supply means supplies the spacer material to the coating head by a predetermined amount, and when the supplied spacer material is applied to the surface of the substrate by the coating head, the distance between the tip of the coating head and the surface of the substrate is detected by the detection means. By detecting and moving the coating head relative to the surface of the substrate in the vertical direction based on this detection data, the distance between the tip of the coating head and the surface of the substrate can always be kept constant,
While maintaining this state, the coating head moves at a constant speed to apply the spacer material to the surface of the substrate, so that the spacer material as the columnar spacer is not limited as in the related art, and any kind of spacer material can form a uniform film. Thickness can be applied, and the spacer material does not fly to the periphery unlike a spin coater, so that the material can be used efficiently.

【0011】請求項2記載の発明は、液晶が封止される
一対の透明な基板のうち、一方の基板の対向側の表面に
スペーサ材料を塗布し、このスペーサ材料をフォトリソ
グラフィ法によりパタンニングすることにより、前記一
方の基板の表面に柱状スペーサを形成し、これら柱状ス
ペーサを介して前記一対の基板を接合する液晶表示装置
の製造方法において、前記柱状スペーサを介して前記一
対の基板を接合するときに、前記柱状スペーサを所定温
度で加熱しながら加圧して接合することを特徴とする。
この発明によれば、柱状スペーサを介して一対の基板を
接合するときに、柱状スペーサを所定温度で加熱するこ
とにより、スペーサ材料の弾性係数を小さくし、この状
態で加圧するので、加熱温度に応じて加圧力を下げるこ
とができ、これにより一対の基板間を所望する間隔に精
度良く形成することができ、しかも柱状スペーサの断面
積および分散密度を小さくする必要がなく、かつ加圧後
にスペーサ材料が元の弾性係数に戻ることにより、十分
な耐圧強度を得ることができる。
According to a second aspect of the present invention, a spacer material is applied to a surface of one of a pair of transparent substrates in which liquid crystal is sealed, and the spacer material is patterned by photolithography. By forming a columnar spacer on the surface of the one substrate and bonding the pair of substrates via the columnar spacers, the method includes manufacturing the liquid crystal display device by bonding the pair of substrates via the columnar spacer. In this case, the columnar spacers are joined by being pressed at a predetermined temperature while being heated.
According to the present invention, when a pair of substrates are joined via the columnar spacer, the columnar spacer is heated at a predetermined temperature to reduce the elastic modulus of the spacer material and pressurized in this state. Accordingly, the pressing force can be reduced, whereby a pair of substrates can be accurately formed at a desired interval, and the cross-sectional area and the dispersion density of the columnar spacers do not need to be reduced, and the spacers can be formed after pressing. When the material returns to the original elastic modulus, sufficient pressure resistance can be obtained.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を参照して、こ
の発明の液晶表示装置の製造装置および製造方法の一実
施形態について説明する。なお、液晶表示装置は、図5
に示されたものと同じ構成であり、同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。図1は液晶表示装置の
製造装置を概念的に示した構成図である。この図に示さ
れた製造装置は、液晶表示装置の一対のガラス基板1、
2間に介在される柱状スペーサ10を形成する際、その
柱状スペーサ10のスペーサ材料12をガラス基板1に
塗布する装置である。すなわち、この製造装置は、ダイ
コータであり、ガラス基板1を載置するステージ21
と、スペーサ材料12を供給する供給部22と、この供
給部22により供給されたスペーサ材料12をステージ
21上のガラス基板1に塗布する塗布ヘッド23と、こ
の塗布ヘッド23の下端部とガラス基板1の表面との間
隔Kを検出するセンサ部24とを備えている。なお、ガ
ラス基板1の上面にはブラックマトリクス7およびカラ
ーフィルタ8が形成されているとともに、このカラーフ
ィルタ8の表面には共通電極9が形成されており、この
共通電極9の表面にスペーサ材料12が塗布される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an apparatus and method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to FIGS. The liquid crystal display device is shown in FIG.
Has the same configuration as that shown in FIG. 1, the same portions are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 1 is a configuration diagram conceptually showing an apparatus for manufacturing a liquid crystal display device. The manufacturing apparatus shown in this figure includes a pair of glass substrates 1 of a liquid crystal display device,
This is an apparatus for applying a spacer material 12 of the columnar spacer 10 to the glass substrate 1 when forming the columnar spacer 10 interposed between the two. That is, this manufacturing apparatus is a die coater, and a stage 21 on which the glass substrate 1 is mounted.
A supply unit 22 for supplying the spacer material 12, a coating head 23 for applying the spacer material 12 supplied by the supply unit 22 to the glass substrate 1 on the stage 21, a lower end of the coating head 23 and the glass substrate And a sensor unit 24 for detecting an interval K with respect to the surface of the sensor 1. A black matrix 7 and a color filter 8 are formed on the upper surface of the glass substrate 1, and a common electrode 9 is formed on the surface of the color filter 8. A spacer material 12 is formed on the surface of the common electrode 9. Is applied.

【0013】供給部22は、高精度のシリンジポンプな
どの圧送ポンプからなり、スペーサ材料12を一定量ず
つ連続して塗布ヘッド23に供給するように構成されて
いる。塗布ヘッド23は、ガラス基板1の幅(図1の紙
面の表裏方向の長さ)とほぼ同じ長さに構成され、ステ
ージ21上に載置されたガラス基板1の上方に所定のク
リアランスをもって配置され、この状態で図1に示す矢
印X方向に一定速度で移動するように構成されている。
センサ部24は、レーザセンサであり、塗布ヘッド23
に取り付けられ、これにより塗布ヘッド23と共に移動
しながら、ガラス基板1の表面までの高さを常時検出す
ることにより、塗布ヘッド23の下端部とガラス基板1
の表面との間隔Kを検出するように構成されている。
The supply section 22 is composed of a high-precision pump such as a syringe pump, and is configured to continuously supply the spacer material 12 to the coating head 23 by a constant amount. The coating head 23 is configured to have substantially the same length as the width of the glass substrate 1 (length in the front-back direction on the paper surface of FIG. 1), and is disposed above the glass substrate 1 placed on the stage 21 with a predetermined clearance. In this state, it is configured to move at a constant speed in the arrow X direction shown in FIG.
The sensor unit 24 is a laser sensor, and the coating head 23
The lower end of the coating head 23 and the glass substrate 1 are constantly detected by detecting the height of the glass substrate 1 while moving with the coating head 23.
Is configured to detect a distance K from the surface.

【0014】このような製造装置では、供給部22によ
りスペーサ材料12を塗布ヘッド23に一定量ずつ供給
し、この供給されたスペーサ材料12を塗布ヘッド23
によりガラス基板1に塗布するときに、センサ部24が
塗布ヘッド23の下端部とガラス基板1の表面との間隔
Kを検出し、この検出データに基づいて塗布ヘッド23
をガラス基板1の表面に対し垂直方向に相対的に移動さ
せることにより、塗布ヘッド23の下端部とガラス基板
1の表面との間隔Kを一定に保つことができる。そし
て、この状態を保ちながら塗布ヘッド23が一定速度で
図1に示す矢印X方向に移動してスペーサ材料12をガ
ラス基板1に塗布するので、従来のように柱状スペーサ
10としてのスペーサ材料12が制限されず、何のよう
なスペーサ材料12でも、図2に示すように、均一な膜
厚で精度良く塗布することができ、しかもスピンコータ
のようにスペーサ材料12を周辺に飛ばすことがないの
で、材料の使用効率が良い。
In such a manufacturing apparatus, the supply unit 22 supplies the spacer material 12 to the coating head 23 by a predetermined amount, and the supplied spacer material 12 is supplied to the coating head 23.
When the coating is performed on the glass substrate 1, the sensor unit 24 detects the distance K between the lower end of the coating head 23 and the surface of the glass substrate 1, and based on this detection data,
Is moved in the vertical direction relative to the surface of the glass substrate 1 so that the distance K between the lower end of the coating head 23 and the surface of the glass substrate 1 can be kept constant. Then, while maintaining this state, the coating head 23 moves at a constant speed in the direction of the arrow X shown in FIG. 1 to apply the spacer material 12 to the glass substrate 1, so that the spacer material 12 as the columnar spacer 10 is conventionally removed. There is no limitation, and any spacer material 12 can be applied with a uniform film thickness and high accuracy as shown in FIG. 2, and the spacer material 12 does not fly to the periphery unlike a spin coater. Good use efficiency of materials.

【0015】次に、ガラス基板1に塗布されたスペーサ
材料12により柱状スペーサ10を形成し、この柱状ス
ペーサ10を介して一対のガラス基板1、2を接合する
場合の製造方法について説明する。まず、ガラス基板1
にスペーサ材料12を塗布した後は、スペーサ材料12
をフォトリソグラフィ法によりパタンニングすることに
より、ガラス基板1の表面に柱状スペーサ10をブラッ
クマトリクス7に対応させて形成する。この後、柱状ス
ペーサ10を介して一対のガラス基板1、2を接合す
る。このときには、柱状スペーサ10を所定温度で加熱
しながら加圧して接合する。すなわち、柱状スペーサ1
0を所定温度で加熱すると、スペーサ材料12の弾性係
数が小さくなる。例えば、スペーサ材料12が感光性樹
脂である場合、図3に示すように、常温ではスペーサ材
料12の弾性係数(ヤング率)が5×1010dyn/cm2程度で
あるが、70℃程度で加熱すると、弾性係数が1.8×10
10dyn/cm2程度に小さくなる。この状態で加圧すること
により、プレス時の圧力を現状の生産状態で可能な圧力
に下げることができる。
Next, a manufacturing method in which a columnar spacer 10 is formed from the spacer material 12 applied to the glass substrate 1 and the pair of glass substrates 1 and 2 are joined via the columnar spacer 10 will be described. First, the glass substrate 1
After the spacer material 12 is applied to the
Is patterned by photolithography, thereby forming columnar spacers 10 on the surface of the glass substrate 1 in correspondence with the black matrix 7. Thereafter, the pair of glass substrates 1 and 2 are joined via the columnar spacer 10. At this time, the columnar spacers 10 are joined while being heated at a predetermined temperature while being pressed. That is, the columnar spacer 1
When 0 is heated at a predetermined temperature, the elastic coefficient of the spacer material 12 decreases. For example, when the spacer material 12 is a photosensitive resin, the elastic coefficient (Young's modulus) of the spacer material 12 is about 5 × 10 10 dyn / cm 2 at room temperature as shown in FIG. When heated, the elastic modulus is 1.8 × 10
It is reduced to about 10 dyn / cm 2 . By applying pressure in this state, the pressure at the time of pressing can be reduced to a pressure that is possible in the current production state.

【0016】すなわち、所望するガラス基板1、2間の
間隔Cを得るために、従来のように柱状スペーサ10を
加熱せずに常温で加圧した場合には、プレス時の圧力が
図7(b)に示したように1.3Kgf/cm2程度必要となり、
実際には困難である。これに対して、柱状スペーサ10
を同じ形成条件(高さ4.75±0.15μm、断面積が100μ
m2、分散密度21.5個/mm2)で形成し、これら柱状スペー
サ10を70℃程度で加熱して加圧した場合には、弾性
係数が1.8×1010dyn/cm2程度に小さくなるので、図4に
示すように、プレス時の圧力を現状の生産状態で可能な
圧力である0.5Kgf/cm2程度に下げることができ、これに
より一対のガラス基板1、2を所望する間隔Cに精度良
く形成することができる。この場合には、柱状スペーサ
10の断面積および分散密度を小さくする必要がなく、
しかも加圧した後に柱状スペーサ10を常温に戻すこと
により、スペーサ材料12が元の弾性係数(5×1010dyn
/cm2)に戻るので、十分な耐圧強度を得ることができ
る。
That is, when the columnar spacer 10 is pressurized at room temperature without heating as in the prior art in order to obtain a desired distance C between the glass substrates 1 and 2, the pressure at the time of pressing is as shown in FIG. As shown in b), about 1.3 kgf / cm 2 is required,
In practice it is difficult. On the other hand, the columnar spacer 10
The same forming conditions (height 4.75 ± 0.15μm, cross-sectional area 100μ)
m 2 and a dispersion density of 21.5 pieces / mm 2 ), and when these columnar spacers 10 are heated and pressed at about 70 ° C., the elastic modulus is reduced to about 1.8 × 10 10 dyn / cm 2 . As shown in FIG. 4, the pressure at the time of pressing can be reduced to about 0.5 kgf / cm 2, which is a pressure that can be achieved in the current production state, so that the pair of glass substrates 1 and 2 can be moved to a desired distance C. It can be formed with high accuracy. In this case, there is no need to reduce the cross-sectional area and dispersion density of the columnar spacer 10,
In addition, by returning the columnar spacer 10 to normal temperature after pressurization, the spacer material 12 has the original elastic modulus (5 × 10 10 dyn).
/ cm 2 ), so that sufficient pressure resistance can be obtained.

【0017】なお、上記実施形態では、製造装置とし
て、ダイコータについて述べたが、これに限らず、スプ
レイコータ、カーテンコータなどにも適用することがで
きる。また、上記実施形態では、液晶表示装置として、
カラー画像を表示するカラー液晶表示装置について述べ
たが、これに限らず、カラーフィルタ8を用いない白黒
表示にも適用することができ、またTFT4を搭載した
アクティブタイプのものに限らず、単純マトリクスタイ
プの液晶表示装置にも適用することができる。
In the above embodiment, a die coater has been described as a manufacturing apparatus. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to a spray coater, a curtain coater, and the like. In the above embodiment, the liquid crystal display device includes:
The color liquid crystal display device for displaying a color image has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a monochrome display without using the color filter 8. It can also be applied to liquid crystal display devices of the type.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明の液晶表示装置の製造装置によれば、液晶が封止され
る一対の透明な基板のうち、一方の基板の対向側の表面
に柱状スペーサを形成する際、供給手段によりスペーサ
材料を塗布ヘッドに一定量ずつ供給し、この供給された
スペーサ材料を塗布ヘッドにより基板の表面に塗布する
ときに、検出手段により塗布ヘッドの先端部と基板の表
面との間隔を検出し、この検出データに基づいて塗布ヘ
ッドを基板の表面に対し垂直方向に相対的に移動させる
ことにより、塗布ヘッドの先端部と基板の表面との間隔
を常に一定に保つことができ、この状態を保ちながら塗
布ヘッドが一定速度で移動してスペーサ材料を基板の表
面に塗布するので、従来のように柱状スペーサとしての
スペーサ材料が制限されず、何のようなスペーサ材料で
も均一な膜厚で塗布することができ、しかもスピンコー
タのようにスペーサ材料を周辺に飛ばすことがないの
で、材料の使用効率が良い。
As described above, according to the apparatus for manufacturing a liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention, the surface of one of the transparent substrates on which the liquid crystal is sealed is opposed to the other substrate. When the columnar spacer is formed, the spacer material is supplied to the coating head by a constant amount by a supply unit, and when the supplied spacer material is coated on the surface of the substrate by the coating head, the tip of the coating head is detected by the detection unit. The distance between the tip of the coating head and the surface of the substrate is always detected by detecting the distance between the coating head and the surface of the substrate and moving the coating head relatively to the surface of the substrate based on the detected data. Since the coating head moves at a constant speed and applies the spacer material to the surface of the substrate while maintaining this state, the spacer material as a columnar spacer is controlled as in the conventional case. Sarezu, can also be applied in a uniform thickness in what spacer material, such as, and having never skip around the spacer material as a spin coater, the material utilization efficiency is good.

【0019】また、請求項2記載の発明の液晶表示装置
の製造方法によれば、柱状スペーサを介して一対の基板
を接合するときに、柱状スペーサを所定温度で加熱する
ことにより、スペーサ材料の弾性係数を小さくし、この
状態で加圧するので、加熱温度に応じて加圧力を下げる
ことができ、これにより一対の基板を所望する間隔に精
度良く形成することができ、しかも柱状スペーサの断面
積および分散密度を小さくする必要がなく、かつ加圧後
にスペーサ材料が元の弾性係数に戻ることにより、十分
な耐圧強度を得ることができる。
According to the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the second aspect of the present invention, when joining a pair of substrates via the columnar spacer, the columnar spacer is heated at a predetermined temperature, thereby forming a spacer material. Since the elastic modulus is reduced and the pressure is applied in this state, the pressing force can be reduced in accordance with the heating temperature, whereby a pair of substrates can be formed at a desired interval with high accuracy, and the cross-sectional area of the columnar spacer It is not necessary to reduce the dispersion density and the spacer material returns to the original elastic coefficient after pressurization, so that sufficient pressure resistance can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の液晶表示装置の製造装置の一実施形
態を概念的に示した構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram conceptually showing one embodiment of a liquid crystal display device manufacturing apparatus according to the present invention.

【図2】図1の製造装置で塗布されたスペーサ材料の塗
布精度を示した図。
FIG. 2 is a view showing the application accuracy of a spacer material applied by the manufacturing apparatus of FIG. 1;

【図3】図1および図2のスペーサ材料の温度と弾性係
数(ヤング率)との関係を示した図。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the temperature and the elastic modulus (Young's modulus) of the spacer material shown in FIGS. 1 and 2;

【図4】図1で塗布されたスペーサ材料からなる柱状ス
ペーサをガラス基板間に介在させて加熱した状態で加圧
したときの柱状スペーサの圧縮特性を示した図。
FIG. 4 is a view showing compression characteristics of the columnar spacer when the columnar spacer made of the spacer material applied in FIG. 1 is pressurized in a state of being heated while being interposed between glass substrates.

【図5】液晶表示装置の要部拡大断面図。FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part of the liquid crystal display device.

【図6】スペーサ材料をガラス基板にスピンコータで塗
布した従来例を示し、(a)はその平面図、(b)はそ
のA−A矢視断面図。
6A and 6B show a conventional example in which a spacer material is applied to a glass substrate by a spin coater, where FIG. 6A is a plan view and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line AA.

【図7】従来のスペーサの圧縮特性を示し、(a)はビ
ーズ状のスペーサをガラス基板間に介在させて常温で加
圧した場合の圧縮特性を示した図、(b)は柱状スペー
サをガラス基板間に介在させて常温で加圧した場合の圧
縮特性を示した図。
7A and 7B show compression characteristics of a conventional spacer. FIG. 7A is a diagram showing compression characteristics when a bead spacer is interposed between glass substrates and pressed at room temperature, and FIG. The figure which showed the compression characteristic at the time of pressurizing at normal temperature by interposing between glass substrates.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 ガラス基板 10 柱状スペーサ 11 液晶 12 スペーサ材料 22 供給部 23 塗布ヘッド 24 センサ部 C ガラス基板間の間隔 K 塗布ヘッドの下端部とガラス基板の表面との間隔 1, 2 glass substrate 10 columnar spacer 11 liquid crystal 12 spacer material 22 supply unit 23 coating head 24 sensor unit C distance between glass substrates K distance between lower end of coating head and surface of glass substrate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液晶が封止される一対の透明な基板のう
ち、一方の基板の対向側の表面にスペーサ材料を塗布
し、このスペーサ材料をフォトリソグラフィ法によりパ
タンニングすることにより、前記一方の基板の表面に柱
状スペーサを形成する液晶表示装置の製造装置におい
て、 前記スペーサ材料を一定量ずつ供給する供給手段と、こ
の供給手段により供給された前記スペーサ材料を前記一
方の基板の表面に一定速度で移動しながら塗布する塗布
ヘッドと、この塗布ヘッドの先端部と前記基板の表面と
の間隔を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする
液晶表示装置の製造装置。
1. A spacer material is applied to a surface of one of a pair of transparent substrates on which a liquid crystal is sealed, and a surface of the other substrate is patterned by a photolithography method. A liquid crystal display device manufacturing apparatus in which columnar spacers are formed on the surface of the substrate, wherein supply means for supplying the spacer material by a constant amount, and the spacer material supplied by the supply means is fixed on the surface of the one substrate. An apparatus for manufacturing a liquid crystal display device, comprising: a coating head that performs coating while moving at a speed; and a detection unit that detects a distance between a tip portion of the coating head and a surface of the substrate.
【請求項2】液晶が封止される一対の透明な基板のう
ち、一方の基板の対向側の表面にスペーサ材料を塗布
し、このスペーサ材料をフォトリソグラフィ法によりパ
タンニングすることにより、前記一方の基板の表面に柱
状スペーサを形成し、これら柱状スペーサを介して前記
一対の基板を接合する液晶表示装置の製造方法におい
て、 前記柱状スペーサを介して前記一対の基板を接合すると
きに、前記柱状スペーサを所定温度で加熱しながら加圧
して接合することを特徴とする液晶表示装置の製造方
法。
2. A method according to claim 1, further comprising: applying a spacer material to a surface of one of the pair of transparent substrates on which the liquid crystal is sealed and facing the other substrate, and patterning the spacer material by photolithography. Forming a columnar spacer on the surface of the substrate, and bonding the pair of substrates through the columnar spacer, wherein the columnar spacer is bonded through the columnar spacer; A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising joining a spacer by heating while heating at a predetermined temperature.
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