JP2001027763A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶剤などによる汚染が避けられ、スペーサー
が凝集することなく、かつ正確に位置制御され、また、
スクリーン印刷では不可能な高精度化を実現してスペー
サーが散布された液晶表示装置および該液晶表示装置の
製造方法の提供。 【解決手段】 基板間に液晶層を挾持した液晶表示装置
において、スペーサーが静電気力を利用して基板面に散
布されたものであることを特徴とする液晶表示装置およ
び静電気力を利用してスペーサーを基板面に散布するこ
とを特徴とする液晶表示装置およびその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スペーサー散布工
程に特徴を有する液晶表示装置、特にプラスチック（Ｒ
Ｆ）基板を用いた液晶表示装置、例えばＩＣカードの表
示装置として用いられる液晶表示装置の製造方法および
該製造方法で製造した液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置のスペーサーの散布方法と
しては、例えば以下のものが挙げられる。 （１）湿式散布 溶剤と共にスプレー散布する方法では大量のスペーサー
を無駄にし、製造コストが高くなる。また、散布法では
スペーサーが凝集したり、溶剤による汚染、または、表
示画素の上にもスペーサーを設けてしまうことから、光
の漏れやギャップの不均一など問題がある。 （２）湿式塗布 低コストおよびスペーサーの位置制御を行う方法が望ま
れ、塗布方法が考えられている。塗布法としては、例え
ば以下のようなものが挙げられる。 特開平７−１８１５０１ スペーサーを含有した分散液を液晶基板上に塗布し乾燥
させる。その時にその分散液に対する濡れ性は配線領域
より、それ以外の領域の方が高いようにする。この濡れ
性の大小関係により、選択的に配線外領域に分散液は集
まり、そこで乾燥する。この時スペーサーはこの分散液
に含まれている事より、配線外領域にスペーサーを設け
ることができる。 特開平６−４３４６８ スペーサーを含有したブラックマトリクスを塗布し焼結
させる。その後にフォトリソによって、不必要な部分を
取り除く。これによってスペーサーを含んだブラックマ
トリクスを正確に位置制御できる。 特開平８−２５８４４４および特開平６−１５７０８
２ スペーサーを含んだペーストをスクリーン印刷などで塗
布する。スクリーン印刷で、ミクロンオーダーの位置制
御を行い、所望の位置にだけ印刷を施すため、画素への
汚染がない。

【０００３】また、液晶表示素子基板としてＲＦ基板を
使用する場合、ＲＦ基板は可撓性があるため、押圧等に
よって液晶層のギャップが変化する不具合がある。そこ
で、スペーサー以外に接着剤の粒を混ぜ、加熱・加圧す
ることで柱状に変化させ、パネルの耐圧を向上させる方
法がある。しかし、従来の柱状接着剤は位置制御ができ
ないため、配線のマトリクス部に柱状接着剤が形成され
る。これは液晶の表示品質を著しく下げ、コントラスト
の低下にもつながる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、溶剤などに
よる汚染が避けられ、スペーサーが凝集することなく、
かつ正確に位置制御され、また、スクリーン印刷では不
可能な高精度化を実現してスペーサーが散布された液晶
表示装置、および該液晶表示装置の製造方法を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第一は、基板間
に液晶層を扶持した液晶表示装置において、スペーサー
が静電気力を利用して基板面に散布されたものであるこ
とを特徴とする液晶表示装置、および従来公知の液晶表
示装置の製造方法において、スペーサーを基板面に静電
気力を利用して散布することを特徴とする液晶表示装置
の製造方法を提供することにより、前記課題を解決する
ことができた。

【０００６】本発明の第二は、前記第一の液晶表示素子
装置および該液晶表示素子装置の製造方法において、ス
ペーサーと共に半径１〜２０ミクロンの接着剤の粒を用
いることを特徴とする液晶表示素子装置および該液晶表
示素子装置の製造方法を提供することにより、前記課題
を解決することができた。

【０００７】前記第一の液晶表示装置のスペーサー散布
方法としては、具体的には、例えばスペーサーを、導電
性領域と絶縁領域を有する静電気帯電体と接触させて前
記絶縁領域に転写した後、該転写スペーサーを静電気に
よって基板上に転写する方法、前記スペーサーを任意の
領域だけを非帯電とした帯電感光体の前記非帯電部分に
転写した後、該転写スペーサーを静電気によって基板上
に転写する方法、前記各転写方法において、基板の裏を
帯電させることにより、転写スペーサを基板上に転写す
る方法とこの転写方法において、配線にバイアス電圧を
かけることを特徴とする転写方法、およびパターニング
された導電性領域を有する絶縁基板を液晶基板の裏側に
密着させ、前記導電性領域に電圧を加えることにより、
スペーサーと異種材料で構成されるキャリア表面に被覆
されたスペーサーを前記導電性領域に転写することを特
徴とする方法等が挙げられる。

【０００８】前記第二の液晶表示装置の製造方法として
は、具体的には、例えば前記第一の液晶表示素子装置の
製造方法において、スペーサーの他に半径１〜２０ミク
ロンの接着剤を前記スペーサーの散布方法で基板面に散
布する方法が挙げられる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。

【００１０】実施例１ 本発明のスペーサー塗布方法は、図１に示すように電子
写真プロセスとほぼ同様の構成で構成され、帯電、
現像、転写、定着、クリーニング、の５つの工程
に区分けできる。以下本実施例のスペーサー塗布工程を
説明する。 帯電 帯電にはコロナ放電を用いて、ドラムの電位を本実施例
では５００Ｖ程度の電位にする。ただし、本発明で使用
する帯電手段はコロナ放電に限られるものではない。ド
ラムは図２に示すように導電性領域と絶縁領域の２つの
領域に別けている。ドラム面上に円筒の高さ方向に図２
のようなライン上の帯電性領域と絶縁領域のパターニン
グを行う。絶縁領域のライン幅は１ミクロンから１ｍｍ
程度とし、好ましくは１０ミクロン程度が良い。導電性
領域のライン幅は１ミクロンから１ｍｍ程度とし、好ま
しくは５０ミクロン程度が良い。つまり、絶縁領域と導
電性領域との幅比が１対５程度が良い。導電性領域は電
気的に連結しておき、アースに落とす。これによって帯
電するのは絶縁領域だけになる。

【００１１】現像 ２成分法を採用し、キャリアとスペーサーとを混ぜ合わ
せることで、静電気を生成し、スペーサーの凝集を回避
する。スペーサーとしては、液晶表示装置に通常用いら
れているものを使用でき、例えばビーズ状プラスチック
スペーサー、ファイバー状あるいはビーズ状のガラスス
ペーサー等を用いることができる。本実施例では、ポリ
エステルで核を作り、その表面上には特定温度になると
溶ける接着剤を用いた。キャリアとしては導体例えば鉄
を用いた。前記スペーサーとキャリアを撹拌すること
で、静電気を生じさせた。この静電気はキャリアには
正、スペーサーには負が形成されるので、キャリアとス
ペーサーの間には引力が形成されるのに対し、スペーサ
ー同士は負なので、斥力が働き、凝集が生じるので、こ
の結果、図３に示すようにキャリア表面にスペーサーが
密着して被覆される。前記のようにスペーサーに覆われ
たキャリアを磁気力によって複数個を連結させてブラッ
シ状とし、このブラッシ状の先端をドラムに接触させて
ドラム上に帯電している静電気によってキャリア上のス
ペーサーをドラム上に引き付ける。

【００１２】転写 ドラム上の絶縁領域に選択的に密着しているスペーサー
を静電気力によって液晶基板上に転写する。静電気力は
液晶基板の裏面からコロナ放電によって帯電したものを
用いる。ただし、この転写段階で用いる静電気力もコロ
ナ放電に限られるものではない。液晶基板は通常のプロ
セス処理を行ったもの、例えば基板上に導電膜の形成、
パターニング、清浄、配向膜塗布およびラビング処理し
た基板を用いる。図４に示すように液晶基板上の形成さ
れた配線は、すべて連結しておく。転写する時にこの配
線に電圧を加えて、配線領域において、先に述べたコロ
ナ放電による静電気が働かないようにする。ドラム上の
パターンと液晶基板上の配線とは、図５に示すように直
向させる構造とする。

【００１３】定着 液晶基板に転写されたスペーサーを加熱、加圧すること
で、スペーサーの表面の接着剤を融解し、基板に接着す
る。 クリーニング 多くのスペーサーが液晶基板に転写されることなくドラ
ムに定着した状態で戻ってくるので、ブレードなどを用
いて、ドラムからスペーサーを取り除く。取り除いたス
ペーサーは回収し、再利用する。

【００１４】実施例２ 帯電と現像との間に露光工程をいれ、ドラムには感
光体を用い、かつ実施例１で示したようなパターニング
を行わない以外は、実施例１と同様にして行った。すな
わち、帯電工程では感光体ドラム全面に帯電を行い、任
意の領域だけ露光を行う。露光した領域は光によって生
成したキャリアが、帯電によって形成されていた電荷を
打ち消す。転写、定着およびクリーニングを行
う。

【００１５】実施例３ ドラムにパターニングを行わず、かつ転写時に基板配線
に電圧を加えない以外は、実施例１と同様にして行っ
た。本実施例の態様ではスペーサーの塗布領域の位置制
御が不可能になるので、転写時にパターニングされた導
電性領域を有する絶縁基板を液晶基板の裏側から密着さ
せ、その導電性領域に電圧を加える。これにより導電性
領域の電圧がかけられた部分にスペーサーが転写され、
その導電性領域に電圧を加える。この装置の形成方法は
ガラス基板やプラスチック基板など表面にＡｌ、Ｃｕ、
Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇなどの金属を蒸着し、その後、
フォトリソグラフィーによるパターニングを行う。配線
の幅は約１０ミクロン程度、転写時に基板配線との位置
合わせを行う。

【００１６】通常のスペーサー散布あるいは本発明によ
るスペーサー散布を行った後、実施例１〜３で示したス
ペーサー散布方法で接着剤の粒をさらに散布する。通
常、配線間は２０ミクロン程度あるため、柱状接着剤は
直径１０ミクロン程度が好ましい。また、ギャップが
６．５ミクロンの場合、前記柱状接着剤の高さは６．５
ミクロン程度が好ましい。前記基板を重ね合わせ、エア
ーバッグで加圧しながら加熱する。通常、１．５ｋｇｆ
／ｃｍ^２、６０℃、７時間程度である。この条件で接着
剤の粒が変形し、球から円柱になるように材料の特性を
調製する。本実施例では、接着剤の粒を本発明のスペー
サー散布方法で散布するため、柱状接着剤を選択的に配
線と配線の間の液晶が駆動しない部分に形成することが
できる。このため、表示品質を落とすことなく、直径の
大きい円柱が形成でき、耐圧が著しく向上する。

【００１７】以下、本発明の実施態様を示す。 １． 基板間に液晶層を挾持した液晶表示装置におい
て、スペーサーが静電気力を利用して基板面に散布され
たものであることを特徴とする液晶表示装置。 ２． スペーサーの他に接着剤が静電気力を利用して基
板面に散布されたものであることを特徴とする前記１の
液晶表示装置。 ３． 静電気力を利用してスペーサーを基板面に散布す
ることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 ４． 電気写真プロセスと同様に、帯電、現像、
転写、定着およびクリーニングの５つの工程を有す
る前記３の液晶表示装置の製造方法。

【００１８】５． スペーサーと異種材料で構成される
キャリア表面に密着して被覆されたスペーサーを、導電
性領域と絶縁領域を有する静電気帯電体と接触させて前
記絶縁領域に転写した後、該転写スペーサーを静電気に
よって、基板上に転写する前記３〜４の液晶表示装置の
製造方法。 ６． 静電気帯電体がドラムである前記５の液晶表示装
置の製造方法。 ７． スペーサーと異種材料で構成されるキャリア表面
に密着して被覆されたスペーサを、任意の領域だけを非
帯電とした帯電感光体の前記非帯電部分に転写した後、
該転写スペーサーを静電気によって基板上に転写する前
記３〜４の液晶表示装置の製造方法。 ８． 帯電感光体がドラムである前記７の液晶表示装置
の製造方法。 ９． スペーサーとキャリアを混合し、帯電させる工程
を有する前記３〜８の液晶表示装置の製造方法。 10． キャリアが１０ミクロンから１ｍｍの径を有する
ものである前記３〜９の液晶表示装置の製造方法。 11． 基板の裏を帯電させ、転写スペーサーを静電気に
よって基板上に転写する前記３〜１０の液晶表示装置の
製造方法。 12． 配線にバイアス電圧をかける前記１１の液晶表示
装置の製造方法。 13. 基板の裏を帯電させる手段が、コロナ放電である
前記１１〜１２の液晶表示装置の製造方法。

【００１９】14. 前記３〜１３の液晶表示装置の製造
方法において、スペーサーの他に半径１〜２０ミクロン
の接着剤の粒を基板面に散布することを特徴とする基板
間に液晶層を挟持した液晶表示装置の製造方法。 15. 接着剤の粒を前記スペーサー散布方法で散布する
前記１４の液晶表示装置の製造方法。

【００２０】

【効果】（１）散布ではなく、塗布によりスペーサーを
基板上に散布することができるので製造がコストが大幅
に削減することができる。静電気力を用いることで、そ
れより小さい凝集力を抑制することができ、また、スペ
ーサーの凝集がなくなる。 （２）キャリアと逆電荷がスペーサーに帯電するので、
キャリアとスペーサーの間には引力が働き、スペーサー
同士には斥力が働くので、スペーサー同士の凝集は起き
なくなる。 （３）ドラムを媒介することで、キャリアからスペーサ
ーを安定して引き離せる。 （４）ドラム上の任意の領域だけ、帯電できることか
ら、スペーサーの密度制御と均一性を向上できる。 （５）配線外領域にだけ帯電することから、その領域に
だけスペーサーを転写できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を示す図である。

【図２】ドラム上に形成した導電性領域と絶縁領域のパ
ターンを示す図である。

【図３】キャリア表面にスペーサーが密着して被覆され
る状態を示す図である。

【図４】ドラム上のスペーサーが基板上に転写される工
程を示す図である。

【図５】基板上の配線とドラム上のパターニングの位置
関係を示す図である。 （ａ） スペーサー塗布前の液晶基板上の配線。 （ｂ） ドラム上の絶縁体（帯電領域）、導電性領域お
よびスペーサーの位置関係を示す図である。 （ｃ） スペーサー転写後の液晶基板上の配線とスペー
サーのパターニングの位置関係を示す図である。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板間に液晶層を挾持した液晶表示装置
   において、スペーサーが静電気力を利用して基板面に散
   布されたものであることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 従来公知の液晶表示装置の製造方法にお
   いて、スペーサーを基板面に静電気力を利用して散布す
   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】 スペーサーと異種材料で構成されるキャ
   リア表面に被覆されたスペーサーを、導電性領域と絶縁
   領域を有する静電気帯電体と接触させて前記絶縁領域に
   転写した後、該転写スペーサーを静電気によって、基板
   上に転写する請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
4. 【請求項４】 スペーサーと異種材料で構成されるキャ
   リア表面に被覆されたスペーサーを、任意の領域だけを
   非帯電とした帯電感光体の前記非帯電部分に転写した
   後、該転写スペーサーを静電気によって基板上に転写す
   る請求項２記載の液晶表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 基板の裏を帯電させることにより、転写
   スペーサーを基板上に転写する請求項１〜４のいずれか
   に記載の液晶表示装置の製造方法。
6. 【請求項６】 配線にバイアス電圧をかけることを特徴
   とする請求項５記載の液晶表示装置の製造方法。
7. 【請求項７】 バターニングされた導電性領域を有する
   絶縁基板を液晶基板の裏側に密着させ、前記導電性領域
   に電圧を加えることにより、スペーサーと異種材料で構
   成されるキャリア表面に被覆されたスペーサーを前記導
   電性領域に転写する請求項２記載の液晶表示装置の製造
   方法。
8. 【請求項８】 請求項２〜７のいずれかに記載の液晶表
   示装置の製造方法において、スペーサーの他に半径１〜
   ２０ミクロンの接着剤を基板面に散布することを特徴と
   する基板間に液晶層を挟持した液晶表示装置の製造方
   法。
9. 【請求項９】 請求項３〜８の製造方法で製造された液
   晶表示装置。