JP2001174825A

JP2001174825A - 液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP2001174825A
Application number: JP35769299A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tateno; 舘野　　晶彦; Makoto Nakahara; 真中原; Daisuke Ikesugi; 大輔池杉; Takatoshi Kira; 隆敏吉良; Kazuya Yoshimura; 和也吉村; Masaki Ban; 昌樹伴; Hiroshi Murata; 博村田; Masaaki Kubo; 正明久保
Original assignee: Nisshin Engineering Co Ltd; Sharp Corp; Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Nisshin Engineering Co Ltd; Sharp Corp; Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1999-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-06-29

Abstract

(57)【要約】【課題】スペーサの適正な帯電量、スペーサが散布さ
れる基板上の適正な電場形成、及び、スペーサの適正な
散布速度を実現し、スペーサを安定的に、かつ、高精度
に基板上のブラックマトリックス部分に配置させ、コン
トラストの高い液晶表示装置を安価に製造できる液晶表
示装置の製造方法を提供する。【解決手段】少なくともパターン状の透明電極及び配
向膜を有する基板上にスペーサを散布し、２枚の基板間
隙に液晶を注入することよりなる液晶表示装置の製造方
法であって、正又は負に帯電したスペーサを基板上の電
極に電圧を印加した状態で散布することにより、スペー
サを画素部外に選択的に配置させるに際し、スペーサの
帯電量を、＋１５〜＋２５０μＣ／ｇ又は−１５〜−２
５０μＣ／ｇとする液晶表示装置の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、パソコン、携帯型電子
機器等に広く用いられている。液晶表示装置は、一般
に、図１２に示されるように、カラーフィルタ４、ブラ
ックマトリックス５、透明電極３、配向膜９等が形成さ
れた２枚の基板１に液晶７を封入されてなる。ここで、
２枚の基板１の間隔を規制し、適正な液晶層の厚みを維
持しているのがスペーサ８である。

【０００３】従来のスペーサ散布方法においては、画素
電極が形成された基板上にスペーサをランダムかつ均一
に散布するため、図１２に示されるように、画素電極３
上即ち液晶表示装置の画素部にもスペーサ８が配置され
てしまう。スペーサは一般的に合成樹脂やガラス等から
形成されており、画素電極３上にスペーサ８が配置され
ると消偏作用によりスペーサ８部分が光抜けを起こす。
また、スペーサ表面で液晶の配向が乱れることにより光
抜けが起こり、コントラストや色調が低下して表示品質
が悪化する。

【０００４】上述のような問題を解決するためには、図
２に示されるように、カラーフィルタ４に形成されてい
る遮光膜であるブラックマトリックス５の部分にスペー
サ８を配置すればよい。ブラックマトリックス５は隣接
する画素からの光抜けを防止して、液晶表示装置のコン
トラスト向上の目的で形成されている。

【０００５】ＳＴＮ型液晶表示装置の場合は、複数の線
状透明電極を平行に並べて形成されたストライプ状透明
電極の各電極間隙がブラックマトリックスに相当する位
置である。従って、ＳＴＮ型液晶表示装置においては、
透明電極間隙にスペーサを配置させることは、ブラック
マトリックスの位置にスペーサを配置させることと同じ
である。

【０００６】上記の目的で、静電的な力を利用してスペ
ーサの配置制御を行う液晶表示装置の製造方法が提案さ
れている。ＳＴＮ型液晶表示装置に対しては、特開平４
−２０４４１７号公報には、スペーサ散布時に、スペー
サを正負いずれかに帯電させ、基板の線状透明電極に対
してスペーサと同極の電圧を印加する液晶表示装置の製
造方法が開示されている。しかし、上述のような技術を
用いても、スペーサを精度よく安定に選択配置させるの
は困難であった。

【０００７】散布時のスペーサの帯電と基板電極の電圧
との関係で粒子の配置制御を行う場合、高精度なスペー
サの選択配置を実現するには、スペーサの適正な帯電
量、基板上にスペーサの配置に適する電場を形成するこ
と、及び、スペーサの単位時間あたりの適正な散布量が
要求される。

【０００８】２枚の基板間隙を保持するためには、スペ
ーサがランダムに散布されようと、選択的に配置されよ
うと、基本的にはほぼ同数のスペーサが必要である。従
って、図１３に示されるように画素部２９も含めた領域
にランダムに散布されていたスペーサ８を、図３に示さ
れるように透明電極間隙に選択的に配置しようとする
と、極端に狭い領域にスペーサを集中させることにな
り、スペーサ粒子同士の距離が非常に近くなる（図１
３、図３では、透明電極、カラーフィルタ等は図示せ
ず）。

【０００９】上述した方法は、一般的に乾式散布方式と
呼ばれている散布方法を用いており、乾式散布方式で得
られるスペーサの帯電と基板上の配線電圧との関係でス
ペーサを選択的に配置させようとするものである。乾式
散布方式では、スペーサ粒子を単独で圧縮空気のような
媒体で飛散させて基板上に散布する。また、基板上にス
ペーサを単粒子として存在させるために、スペーサ粒子
を単極性に帯電させて散布する。これにより、スペーサ
粒子同士が反発しあい、粒子の凝集を防いでいる。

【００１０】ここで、スペーサの帯電量が大きいと、粒
子同士の反発力が大きくなり、より離れた距離を保とう
とする。そのため、図１１に示したように各スペーサ粒
子の落下経路を所定の位置に収束させることが困難とな
り、透明電極間隙に選択的に配置させる精度が低下す
る。

【００１１】図８に示されるように、スペーサが配置さ
れていない初期の基板上の電場（斥力）（図８では、あ
る電位の等電位面３１として図示）は、透明電極間隙の
電位が低いため、スペーサの配置に適している。しか
し、帯電量の大きなスペーサが配置されると、図９に示
したように透明電極間隙の電位は上昇し、基板上は均一
電場に近づくため、次に配置されるスペーサは透明電極
間隙に高精度に配置されにくくなる（図８、図９では、
カラーフィルタ等は図示せず）。

【００１２】透明電極間隙にスペーサを配置したとして
も、先に配置したスペーサの帯電量が大きい場合、スペ
ーサの電荷はすぐには減衰しない。そのため、そのスペ
ーサからは斥力が働き、上述のように透明電極間隙の電
位が上昇したのと同じ効果となり、透明電極との電位差
が小さくなるため、透明電極間隙への高精度な選択的配
置が行えない。

【００１３】一方、帯電量が小さいスペーサでは、図１
０に示したように透明電極間隙の電位上昇は小さく、次
に配置されるスペーサも初期の電場に近い状況での配置
が可能となる。但し、スペーサの帯電量が小さすぎると
静電的な力が作用しにくく、スペーサの落下経路を曲げ
にくくなる。

【００１４】スペーサを散布する基板において、スペー
サの配置に適する電場とは、スペーサを配置させたくな
い領域と配置させたい領域との電位差をなるべく大きく
形成することである。このためには、透明電極にはスペ
ーサの帯電極性に対して斥力となる同極性の電圧を印加
し、スペーサを配置させる透明電極間隙には弱い斥力、
又は、引力が働くようにする。ここで、電位差を大きく
するために大きな電圧を透明電極に印加すると、斥力が
大きくなりすぎ、スペーサが基板上に落下しにくくな
る。一方、印加する電圧が小さすぎるとスペーサの落下
経路を曲げられず、選択配置性が低下するという問題が
生じる。

【００１５】更に、各スペーサ粒子の落下経路を所定の
位置に高精度に収束させるためには、スペーサの散布
を、適正な散布速度で行う必要がある。単位時間あたり
に基板上に到達するスペーサの数が多いと、同時に同一
箇所に到達するスペーサの割合が高くなり、スペーサ粒
子同士の帯電による斥力の影響で、高精度な選択配置が
困難となる。

【００１６】単位時間あたりのスペーサの散布量を非常
に少なくすれば、スペーサ同士の距離が離れるため、同
時に同一箇所に到達する割合が低くなり、スペーサの帯
電量が大きくても、粒子同士の反発を低減させることは
できる。また、電場状況が図９に示したような状況か
ら、帯電減衰により図１０に示したような状況に近くな
ってから次の散布を行うような方法、即ち、先に配置し
たスペーサ自体の帯電による斥力を弱めるために間欠散
布を行う方法も考えられる。しかし、これらの方法では
スペーサの散布工程時間が長くなり、生産性が低く、コ
ストが高くなるという問題があった。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、スペーサの適正な帯電量、スペーサが散布される基
板上の適正な電場形成、及び、スペーサの適正な散布速
度を実現し、スペーサを安定的に、かつ、高精度に基板
上のブラックマトリックス部分に配置させ、コントラス
トの高い液晶表示装置を安価に製造できる液晶表示装置
の製造方法を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくともパ
ターン状の透明電極及び配向膜を有する基板上にスペー
サを散布し、２枚の基板間隙に液晶を注入することより
なる液晶表示装置の製造方法であって、正又は負に帯電
したスペーサを基板上の電極に電圧を印加した状態で散
布することにより、スペーサを画素部外に選択的に配置
させるに際し、スペーサの帯電量を、＋１５〜＋２５０
μＣ／ｇ又は−１５〜−２５０μＣ／ｇとする液晶表示
装置の製造方法である。以下に、本発明を詳述する。

【００１９】本発明の液晶表示装置の製造方法は、少な
くともパターン状の透明電極及び配向膜を有する基板上
にスペーサを散布し、２枚の基板間隙に液晶を注入する
ことよりなる液晶表示装置の製造方法である。

【００２０】上記基板としては特に限定されず、例え
ば、ガラス製基板、樹脂製基板等が挙げられる。また、
板状、フィルム状等の形状も特に限定されない。上記ス
ペーサとしては特に限定されず、樹脂系であってもよく
無機系であってもよい。また、樹脂に顔料が分散された
ものや、染料等により遮光性を付与したものであっても
よい。更には、加熱することにより接着性を発現するも
のであってもよい。

【００２１】本発明の液晶表示装置の製造方法は、正又
は負に帯電したスペーサを基板上の電極に電圧を印加し
た状態で散布することにより、スペーサを画素部外に選
択的に配置させる場合（以下、散布工程とする）に適用
される。

【００２２】本発明の液晶表示装置の製造方法において
は、上記正又は負に帯電したスペーサの帯電量を、＋１
５〜＋２５０μＣ／ｇ又は−１５〜−２５０μＣ／ｇと
する。スペーサの帯電量が、絶対値として１５μＣ／ｇ
未満であると、全てのスペーサ粒子を単極性に帯電させ
ることは難しく、正帯電粒子と負帯電粒子との混在状況
となり易い。このような状態で、透明電極に正電圧を印
加してスペーサの散布を行うと、正に帯電したスペーサ
は透明電極からの斥力により透明電極間隙に配置される
が、負に帯電したスペーサは透明電極から引力を受ける
ことになり、透明電極上に配置されてしまう。また、透
明電極からの斥力の作用も弱いため、正に帯電したスペ
ーサの落下経路を曲げる力が弱まり、正に帯電したスペ
ーサも透明電極上に配置されてしまう。

【００２３】上記スペーサの帯電量が、絶対値として２
５０μＣ／ｇを超えると、スペーサ粒子同士間での斥力
が強く、粒子間距離を大きく保とうとする力が強いた
め、スペーサを透明電極間隙の狭い領域に密に配置する
のが困難となる。また、透明電極間隙にスペーサが配置
されたとしても、スペーサの帯電はすぐには減衰しない
ため、図９に示したように基板上の配置に適する電場が
崩れ、高精度な選択配置は行えなくなる。より好ましい
スペーサの帯電量は、＋３０〜＋１５０μＣ／ｇ又は−
３０〜−１５０μＣ／ｇである。

【００２４】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、基板上に、スペーサの配置に適する電場を形成する
ためには、散布工程は、基板上の透明電極に、スペーサ
の帯電極性と同極性で５００Ｖ〜８ｋＶの電圧を印加
し、かつ、アースされた導電性のステージに基板を設置
することが好ましい。

【００２５】正又は負に帯電したスペーサの帯電量が、
＋１５〜＋２５０μＣ／ｇ又は−１５〜−２５０μＣ／
ｇであれば、透明電極に５００Ｖ〜８ｋＶの電圧を印加
することにより、スペーサの帯電量と基板上の電極電圧
との兼ね合いで、高精度にスペーサを選択配置できる。
上記基板上の透明電極に印加する電圧が５００Ｖ未満で
は、透明電極と透明電極間隙との電位差が小さいため、
スペーサの選択配置性が低下し、スペーサは基板上の画
素部にも多数散布されてしまうことがある。８ｋＶを超
えると、スペーサに対する斥力が強く作用し過ぎて基板
上にスペーサが載りにくくなり、スペーサの散布効率が
極端に低下することがある。また、基板上のブラックマ
トリックスがＣｒのような導電性を有する物質からなる
と、透明電極とブラックマトリックスとの電位差が大き
くなりすぎ、短絡を起こすことがある。

【００２６】また、上記基板は、図１に示されるよう
に、アースされた導電性ステージ１５に、ある一定面積
以上で密着させて設置することが好ましい。これによ
り、図１に示されるように、ステージ１５はアースされ
常にゼロ電位を保っているので、基板電極間隙の電位は
基板電極３上の電位より充分低くなる（カラーフィルタ
等は図示せず）。

【００２７】従って、スペーサの配置制御に適する電場
が形成されるため（図１では、ある電位の等電位面３１
として図示）、透明電極３に印加した電圧と同極性に帯
電したスペーサ８は、斥力により透明電極の間隙に配置
される。この場合、スペーサの配置制御に適する電場を
充分に形成させるためには、ステージの体積抵抗は、１
０¹⁰Ωｃｍ以下であることが好ましい。

【００２８】ただし、ステージの体積抵抗が１０¹⁰Ωｃ
ｍを超える場合、又は、ステージが導電性であってもア
ースされていない場合等は、図１４に示されるように、
静電誘導によりステージ１５自体が透明電極の電位付近
まで電位が上昇するため、透明電極間隙の電位は下がる
ことがなく（図１４ではある電位の等電位面３１として
図示）、スペーサ８を配置制御するために有効な電位分
布を得ることができないことがある（カラーフィルタ等
は図示せず）。

【００２９】上記のような場合であっても、本発明の液
晶表示装置の製造方法においては、ステージにスペーサ
の帯電と逆極性の電圧を印加することにより、透明電極
間隙の電位を強制的に低下させることができ、引力と斥
力の効果で、即ち、大きな電位差で精度良くスペーサを
透明電極間隙に選択的に配置させることができる。

【００３０】本発明の液晶表示装置の製造方法において
は、散布工程は、基板上の透明電極に、スペーサの帯電
極性と同極性で５００Ｖ〜８ｋＶの電圧を印加し、か
つ、電圧を印加した導電性のステージに基板を設置し、
導電性のステージに印加する電圧は、スペーサの帯電極
性と逆極性であることが好ましい。また、この際、導電
性のステージに印加する電圧は、スペーサの帯電極性と
逆極性で３００Ｖ〜６ｋＶであることが好ましい。

【００３１】透明電極及び導電性ステージに印加する電
圧はスペーサの帯電量並びに透明電極の電圧及び導電性
ステージの電圧との兼ね合いになるが、スペーサの帯電
量が、＋１５〜＋２５０μＣ／ｇ又は−１５〜−２５０
μＣ／ｇであれば、透明電極にスペーサの帯電極性と同
極性で５００Ｖ〜８ｋＶの電圧を印加し、導電性のステ
ージにスペーサの帯電極性と逆極性で３００Ｖ〜６ｋＶ
の電圧を印加することにより、基板上にスペーサの配置
制御に適する電場が形成され、スペーサを透明電極間隙
に高精度に選択配置できる。

【００３２】上記の場合、透明電極に印加する電圧が５
００Ｖ未満では、ステージの電圧値を６ｋＶより大きく
した場合でも引力が強く作用し過ぎ、スペーサの落下経
路を曲げられず、画素部にもスペーサが多数散布されて
しまうことがある。透明電極に印加する電圧が８ｋＶを
超えると、スペーサに対する斥力が強く作用し過ぎ、ス
ペーサの散布効率が低下し、基板上にスペーサが載りに
くくなる。

【００３３】透明電極に印加する電圧値が先の斥力のみ
の場合と同じであっても、ステージからの引力が作用し
ているために、斥力のみの場合に比べ、基板全体の斥力
が弱く働く。そのため、スペーサの利用効率が向上し、
散布タクトタイムの短縮が可能となる。この場合に形成
される電場は図１と類似になると考えられる。また、ス
テージにスペーサの帯電極性と逆極性の電圧を印加して
も、ステージ電圧が３００Ｖ未満と小さい場合、又は、
透明電極の電圧が大きい場合、実質の透明電極間隙電位
はスペーサと同極性側にある可能性はあるが、ステージ
をアースした場合と比較すると透明電極間隙の電位は下
がっていると考えられる。

【００３４】本発明の液晶表示装置の製造方法において
は、上述のようにステージ電位により透明電極間隙の電
位を下げるのではなく、透明電極間隙の位置に存在する
ブラックマトリックス自体に電圧を印加することによ
り、透明電極間隙の電位を下げ、配置に適する電場を形
成することもできる。

【００３５】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、上述のような方法として、散布工程は、基板上の透
明電極に、スペーサの帯電極性と同極性で５００Ｖ〜８
ｋＶの電圧を印加し、かつ、基板上のブラックマトリッ
クスにスペーサの帯電と同極性で絶対値は透明電極に印
加した電圧より小さな電圧を印加し、透明電極の電位と
ブラックマトリックスの電位との電位差は、１００Ｖ以
下であることが好ましい。

【００３６】上記ブラックマトリックスの材料として
は、導電性の材料であれば特に限定されず、一般的に用
いられているＣｒ、Ａｌ、その他合金等を使用すること
ができる。

【００３７】上記正又は負に帯電したスペーサの帯電量
が、＋１５〜＋２５０μＣ／ｇ又は−１５〜−２５０μ
Ｃ／ｇであれば、基板上の透明電極にはスペーサの帯電
極性と同極性で５００Ｖ〜８ｋＶの電圧を印加し、ブラ
ックマトリックスにはスペーサの帯電と同極性で、絶対
値は透明電極に印加した電圧より小さな電圧を印加し、
透明電極電位とブラックマトリックス電位との電位差を
１００Ｖ以下にすることにより、高い精度で配置が行え
る。例えば、透明電極に＋２ｋＶを印加した場合は、ブ
ラックマトリックスには＋１．９ｋＶの電圧を印加し、
電位差が１００Ｖという状態である。

【００３８】上記透明電極とブラックマトリックスとの
電位差が１００Ｖを超えると、透明電極とブラックマト
リックスの間はオーバーコートにより絶縁されている
が、そのオーバーコートは１〜３μｍ程度と薄いため、
透明電極とブラックマトリックス間で放電が起こり、基
板が破損してしまうことがある。より好ましくは、上記
透明電極とブラックマトリックスとの電位差が、３０〜
８０Ｖである。

【００３９】更に、各スペーサ粒子の落下経路を所定の
位置に高精度に収束させるためには、スペーサの散布
を、適正な散布速度で行う必要がある。本発明におい
て、スペーサの散布速度は、スペーサが基板上に到達す
る平均量が１０秒間あたり５００個／ｍｍ² 以下である
ことが好ましい。

【００４０】正又は負に帯電したスペーサの帯電量が、
＋１５〜＋２５０μＣ／ｇ又は−１５〜−２５０μＣ／
ｇであれば、スペーサの散布を、スペーサが基板上に到
達する平均量を１０秒間で５００個／ｍｍ² 以下で行う
ことにより高精度に選択配置を行うことができる。スペ
ーサが基板に上に到達する平均量が１０秒間で５００個
／ｍｍ² を超えると、スペーサの粒子濃度が高いため、
スペーサ粒子同士の距離が極端に近くなり、粒子同士が
反発して一定距離を保とうとする力が働くため、スペー
サの帯電が非常に小さく粒子同士の斥力が弱い場合であ
っても、その収束が困難になり、高度な選択配置が行え
なくなる。より好ましくは、１０秒間で３００個／ｍｍ
² 以下である。特に好ましくは、１０秒間で５０〜２０
０個／ｍｍ² である。

【００４１】本発明の液晶表示装置の製造方法におい
て、基板上へのスペーサの散布は従来の乾式散布機を利
用することができる。乾式散布方式では、圧縮空気や窒
素等のガスを媒体として、スペーサを配管を経由させて
基板上に散布する。この時、スペーサは配管壁と接触を
繰り返すことにより安定的に帯電する。スペーサの帯電
極性は、スペーサの材質、配管の材質及び用いるガス等
の関係で決められる。スペーサの帯電量は、配管材や配
管長、圧縮空気の圧力等により変化する。用いるガスの
水分量を調整することで帯電量を制御することも可能で
ある。

【００４２】散布するスペーサの帯電量が大きすぎる場
合、配管長を短くすることで散布時のスペーサの帯電量
を低下させることができる。また、スペーサの帯電量
は、配管の屈曲部位の数、角度、配管の材質等を検討す
ることによっても調整できる。

【００４３】上記配管の材質としては特に限定されず、
例えば、ステンレス（ＳＵＳ）等の金属配管、シリコ
ン、テフロン等の樹脂配管等を用いることができる。配
管の形状としては特に限定されず、直線状であってもよ
く、ループ状であってもよい。帯電量としては、直線状
よりも、ループ状の方が高くなる傾向にある。

【００４４】散布に用いるガスの水分量については、一
般的には水分が多く含まれているガスを用いるほど、ス
ペーサの正電荷は小さくなる傾向にあり、正帯電のスペ
ーサが負帯電になる場合もあり、負電荷は大きくなる傾
向がある。ガス中の水分は露点計等により計測可能であ
る。

【００４５】本明細書におけるスペーサの帯電量とは、
散布時の帯電量をいう。本発明において、スペーサの帯
電量測定には、吸引式のファラデーゲージ等が好適に用
いられる。

【００４６】吸引式ファラデーゲージは、絶縁された２
個の金属容器が内外に形成されたもので、内側の容器内
にフィルタを取り付け、吸引ポンプにて帯電粒子をフィ
ルタ部に捕集し、内外容器の電位差を測定することによ
り捕集した帯電粒子の電荷量を計測する。次いで、捕集
した帯電粒子の重量を計測することにより帯電量を算出
する。

【００４７】スペーサの帯電量を計測する方法として
は、実際にスペーサが吐出されるノズルの下に吸引式の
ファラデーゲージを設置し、ノズルから散布されたスペ
ーサを吸引捕集すればよい。

【００４８】微粉体の帯電量測定方法には、ブローオフ
法やイースパートアナライザ（ホソカワミクロン社製）
等が一般的に知られているが、これらは粉体を鉄粉等と
混合攪拌し、その際の粉体の帯電量を測定するものであ
る。しかし、散布での帯電とは、あくまでも配管内壁に
スペーサが接触、衝突等を繰り返して生じているもので
あるため、鉄粉等との接触による帯電挙動とは基本的に
異なる。帯電は接触する相手により変化するものである
ため、鉄粉等との接触による帯電量を測定することで散
布時のスペーサの帯電量を知ることはできない。また、
上述のように、使用するガスやガスの水分量でもスペー
サの帯電は変化するため、スペーサの散布時の帯電量と
鉄粉等を用いて測定した帯電量との関連を把握するのは
困難である。

【００４９】本発明の液晶表示装置の製造方法は、上述
の構成よりなるので、スペーサを画素部以外に安定的に
選択配置させることが可能となり、コントラストの高い
液晶表示装置を安定的に製造することができる。

【００５０】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるも
のではない。

【００５１】実施例１基板としてＳＴＮ型液晶表示装置用のコモン電極基板
（カラーフィルタ形成基板、ＲＧＢ各画素の開口部は８
０×２８０μｍ、金属Ｃｒブラックマトリックス線幅３
５μｍ、アクリル樹脂製オーバーコート層３．０μｍ、
ＩＴＯ電極幅２９０μｍ、基板電極間隔２５μｍ、ガラ
ス厚０．７ｍｍ）を準備した。この基板にポリイミドの
配向膜を０．０５μｍ形成し、ラビング処理を施した。
ＩＴＯ（透明）電極は図４のように形成され、表示領域
３０外の補助電極（ダミー電極）２１の１カ所に電圧を
印加すれば、全ての表示電極に電圧が印加されるように
した。ただし、その後導通部分を切断することにより通
常と変わらないコモン電極基板となる。なお、図４は、
１枚の基板から２面のコモン電極基板を得る場合の例で
ある。スペーサとして、積水化学工業社製、ミクロパー
ルＳＰＳ−２０６０５−ＡＤ、粒子径６．０５μｍを準
備した。

【００５２】散布装置として、図５に示したような装置
（日清エンジニアリング社製、ＤＩＳＰＡ−μＲ）を用
いた。この散布装置内には電圧印加装置（直流電源）１
２からの端子が引き込まれており、その端子から基板１
に電圧を印加する。

【００５３】上記散布装置において、配管１７に正帯電
用配管（日清エンジニアリング社製）を用いてスペーサ
８の散布を行い、ファラデーゲージ（図示せず）を用い
て散布時のスペーサの帯電量を測定したところ、スペー
サの帯電量は、＋７０μＣ／ｇであった。なお、Ｎ₂ ガ
スの露点は−６３℃であった。

【００５４】上記コモン基板１をアースされたＳＵＳ製
のステージ１５に密着させて設置し、透明電極３に＋２
ｋＶの電圧を印加した。その状態を保って、散布装置供
給用フィーダーロール１１の回転数を調節し、１０秒間
に１００個／ｍｍ² の個数が基板上に載るようにスペー
サ８の散布を３０秒間行った。

【００５５】スペーサが散布された基板を顕微鏡を用い
て観察したところ、基板上に存在するほとんど全てのス
ペーサが透明電極間隙、即ちブラックマトリックス部分
に配置されていた。上記基板を用いて、従来と変わらな
い工程を経て、ＳＴＮ型液晶表示装置を組み上げたとこ
ろ、スペーサが画素部に存在しないため、コントラスト
に優れた液晶表示装置が得られた。

【００５６】実施例２実施例１において、散布装置供給用フィーダーロールの
回転数を１０秒間に６００個／ｍｍ² の個数が基板上に
載るように調節し、スペーサの散布を５秒間行った以外
は同様に操作を行った。なお、散布時のスペーサの帯電
量は＋６５μＣ／ｇであった。

【００５７】スペーサが散布された基板を顕微鏡で観察
したところ、多くのスペーサはブラックマトリックス部
分に配置されたが、画素部にも多少のスペーサが観察さ
れた。上記基板を用いて、従来と変わらない工程を経
て、ＳＴＮ型液晶表示装置に組み上げたところ、スペー
サが画素部にも存在するが、実用上問題はない表示性能
であった。

【００５８】比較例１実施例１において、スペーサの種類を、積水化学工業社
製、ＨＢＢＳ−５０６０５−Ｐに変更し、配管を負帯電
用配管（日清エンジニアリング社製）に交換し、露点コ
ントローラー（日清エンジニアリング社製）でＮ₂ ガス
の露点を−２０℃に調整した。上記状態で実施例１と同
様にファラデーゲージを用いて散布時のすぺーサの帯電
量を測定したところ、スペーサの帯電量は、−２８０μ
Ｃ／ｇであった。

【００５９】実施例１と同様のコモン基板を、アースさ
れたＳＵＳ製のステージに密着させて設置し、透明電極
に−２ｋＶの電圧を印加した。その状態を保って、散布
装置供給用フィーダーロールの回転数を調節し、１０秒
間に１００個／ｍｍ² の個数が基板上に載るようにスペ
ーサの散布を３０秒間行った。

【００６０】スペーサが散布された基板を顕微鏡で観察
したところ、ブラックマトリックス部分に配置されたス
ペーサもやや見られたが、画素部にも多くのスペーサが
観察された。上記基板を用いて、従来と変わらない工程
を経て、ＳＴＮ型液晶表示装置を組み上げたところ、得
られた液晶表示装置は、スペーサが画素部にも存在する
ため、実施例１及び実施例２で得られた液晶表示装置に
比べて、コントラストに劣る表示性能であった。

【００６１】比較例２実施例１において、散布用の配管をナイロン製に変更
し、Ｎ₂ ガスの露点を−２０℃に調節した。上記状態で
実施例１と同様にファラデーゲージを用いて散布時のス
ペーサの帯電量を測定したところ、スペーサの帯電量
は、＋１２μＣ／ｇであった。

【００６２】実施例１と同様のコモン基板をアースされ
たＳＵＳ製のステージの密着させて設置し、透明電極に
＋２ｋＶの電圧を印加した。その状態を保って、散布装
置供給用フィーダーロールの回転数を調節し、１０秒間
に１００個／ｍｍ² の個数が基板上に載るようにスペー
サの散布を３０秒間行った。

【００６３】スペーサが散布された基板を顕微鏡で観察
したところ、ブラックマトリックス部分に配置されたス
ペーサもやや見られたが、画素部にも多くのスペーサが
観察された。上記基板を用いて、従来と変わらない工程
を経て、ＳＴＮ型液晶表示装置に組み上げたところ、ス
ペーサが画素部にも存在するため、実施例１及び実施例
２で得られた液晶表示装置に比べて、コントラストに劣
る表示性能であった。

【００６４】実施例３実施例１と同様のコモン基板、スペーサ、散布装置及び
配管を用い、図６に示すようにステージ１５にも電圧印
加装置（直流電源）１２を接続し、電圧を印加できるよ
うにした。

【００６５】ステージに−８００ｋＶ、基板の透明電極
に＋１．５ｋＶをの電圧を印加し、その状態を保って、
散布装置供給用フィーダーロールの回転数を調節し、１
０秒間に１００個／ｍｍ² の個数が基板上に載るように
スペーサの散布を３０秒間行った。なお、散布時のスペ
ーサの帯電量は＋７０μＣ／ｇ、Ｎ₂ ガスの露点は−６
３℃であった。

【００６６】スペーサが散布された基板を顕微鏡を用い
て観察したところ、基板上に存在するほとんど全てのス
ペーサが透明電極間隙、即ちブラックマトリックス部分
に配置されていた。上記基板を用いて、従来と変わらな
い工程を経て、ＳＴＮ型液晶表示装置を組み上げたとこ
ろ、スペーサが画素部に存在しないため、実施例１と同
様にコントラストに優れた液晶表示装置が得られた。

【００６７】実施例４実施例３において、散布装置供給用フィーダーロールの
回転数を１０秒間に６００個／ｍｍ² の個数が基板上に
載るように調節し、スペーサの散布を５秒間行った以外
は実施例２と同様に操作した。なお、散布時のスペーサ
の帯電量は＋６５μＣ／ｇであった。

【００６８】スペーサが散布された基板を顕微鏡で観察
したところ、多くのスペーサはブラックマトリックス部
分に配置されたが、画素部にも多少のスペーサが観察さ
れた。上記基板を用いて、従来と変わらない工程を経
て、ＳＴＮ型液晶表示装置に組み上げたところ、得られ
た液晶表示装置は、スペーサが画素部にも存在するが、
実用上問題はない表示性能であった。

【００６９】比較例３実施例３において、スペーサの種類を比較例１で用いた
スペーサに変更し、配管を負帯電用配管に交換し、露点
コントローラーでＮ₂ ガスの露点を−２０℃に調整し
た。なお、上記状態で実施例１と同様にファラデーゲー
ジを用いて散布時のスペーサの帯電量を測定したとこ
ろ、−２８０μＣ／ｇであった。

【００７０】実施例３と同様の方法でステージに＋８０
０ｋＶ、基板の透明電極に−１．５ｋＶの電圧を印加
し、その状態を保って、散布装置供給用フィーダーロー
ルの回転数を調節し、１０秒間に１００個／ｍｍ² の個
数が基板上に載るようにスペーサの散布を３０秒間行っ
た。

【００７１】スペーサが散布された基板を顕微鏡で観察
したところ、ブラックマトリックス部分に配置されたス
ペーサもやや見られたが、画素部にも多くのスペーサが
観察された。上記基板を用いて、従来と変わらない工程
を経て、ＳＴＮ型液晶表示装置に組み上げたところ、得
られた液晶表示装置は、スペーサが画素部にも存在する
ため、実施例３及び実施例４で得られた液晶表示装置と
比べて、コントラストに劣る表示性能であった。

【００７２】比較例４実施例３において、散布用の配管をナイロン製に変更
し、Ｎ₂ ガスの露点を−２０℃に調節した。上記状態で
実施例１と同様にファラデーゲージを用いて散布時のス
ペーサの帯電量を測定したところ、＋１２μＣ／ｇであ
った。実施例３と同様の方法でステージに−８００ｋ
Ｖ、基板の透明電極に＋１．５ｋＶの電圧を印加し、そ
の状態を保って、散布装置供給用フィーダーロールの回
転数を調節し、１０秒間に１００個／ｍｍ² の個数が基
板上に載るようにスペーサの散布を３０秒間行った。

【００７３】スペーサが散布された基板を顕微鏡で観察
したところ、ブラックマトリックス部分に配置されたス
ペーサもやや見られたが、画素部にも多くのスペーサが
観察された。上記基板を用いて、従来と変わらない工程
を経て、ＳＴＮ型液晶表示装置に組み上げたところ、得
られた液晶表示装置は、スペーサが画素部にも存在する
ため、実施例３及び実施例４で得られた液晶表示装置と
比べて、コントラストに劣る表示性能であった。

【００７４】実施例５散布装置として、図７のような装置を用いた。実施例１
と同様のコモン基板、スペーサ、散布装置及び配管を用
い、図７に示したように基板１上のブラックマトリック
ス５を露出させ、ブラックマトリックス５にも電圧を印
加できるようにした。

【００７５】ブラックマトリックスに＋１．９３ｋＶ、
基板の透明電極に＋２．００ｋＶの電圧を印加し、その
状態を保って、散布装置供給用フィーダーロールの回転
数を調節し、１０秒間に１００個／ｍｍ² の個数が基板
上に載るようにスペーサの散布を３０秒間行った。な
お、散布時のスペーサの帯電量は＋７０μＣ／ｇ、Ｎ₂
ガスの露点は−６３℃であった。

【００７６】スペーサが散布された基板を顕微鏡を用い
て観察したところ、基板上に存在するほとんど全てのス
ペーサが透明電極間隙、即ちブラックマトリックス部分
に配置されていた。上記基板を用いて、従来と変わらな
い工程を経て、ＳＴＮ型液晶表示装置を組み上げたとこ
ろ、スペーサが画素部に存在しないため、実施例１と同
様にコントラストに優れた液晶表示装置が得られた。

【００７７】実施例６実施例５において、散布装置供給用フィーダーロールの
回転数を１０秒間に６００個／ｍｍ² の個数が基板上に
載るように調節し、スペーサの散布を５秒間行った以外
は実施例５と同様に操作した。なお、散布時のスペーサ
の帯電量は＋６５μＣ／ｇであった。

【００７８】スペーサが散布された基板を顕微鏡で観察
したところ、多くのスペーサはブラックマトリックス部
分に配置されたが、画素部にも多少のスペーサが観察さ
れた。上記基板を用いて、従来と変わらない工程を経
て、ＳＴＮ型液晶表示装置に組み上げたところ、得られ
た液晶表示装置は、スペーサが画素部にも存在するが、
実用上問題はない表示性能であった。

【００７９】比較例５実施例５において、スペーサの種類を比較例１で用いた
スペーサに変更し、配管を負帯電用配管に交換し、露点
コントローラーでＮ₂ ガスの露点を−２０℃に調整し
た。上記状態で実施例１と同様にファラデーゲージを用
いて散布時のスペーサの帯電量を測定したところ、−２
８０μＣ／ｇであった。

【００８０】実施例５と同様の方法でブラックマトリッ
クスに−１．９３ｋＶ、基板の透明電極に−２．０ｋＶ
の電圧を印加し、その状態を保って、散布装置供給用フ
ィーダーロールの回転数を調節し、１０秒間に１００個
／ｍｍ² の個数が基板上に載るようにスペーサの散布を
３０秒間行った。

【００８１】スペーサが散布された基板を顕微鏡で観察
したところ、ブラックマトリックス部分に配置されたス
ペーサもやや見られたが、画素部にも多くのスペーサが
観察された。上記基板を用いて、従来と変わらない工程
を経て、ＳＴＮ型液晶表示装置に組み上げたところ、得
られた液晶表示装置は、スペーサが画素部にも存在する
ため、実施例５及び実施例６で得られた液晶表示装置と
比べて、コントラストに劣る表示性能であった。

【００８２】比較例６実施例５において、散布用の配管をナイロン製に変更
し、Ｎ₂ ガスの露点を−２０℃に調節した。上記状態で
実施例１と同様にファラデーゲージを用いて散布時のス
ペーサの帯電量を測定したところ、＋１２μＣ／ｇであ
った。実施例５と同様の方法でブラックマトリックスに
＋１．９３ｋＶ、基板の透明電極に＋２．００ｋＶの電
圧を印加し、その状態を保って、散布装置供給用フィー
ダーロールの回転数を調節し、１０秒間に１００個／ｍ
ｍ² の個数が基板上に載るようにスペーサの散布を３０
秒間行った。

【００８３】スペーサが散布された基板を顕微鏡で観察
したところ、ブラックマトリックス部分に配置されたス
ペーサもやや見られたが、画素部にも多くのスペーサが
観察された。上記基板を用いて、従来と変わらない工程
を経て、ＳＴＮ型液晶表示装置に組み上げたところ、得
られた液晶表示装置は、スペーサが画素部にも存在する
ため、実施例５及び実施例６で得られた液晶表示装置と
比べて、コントラストに劣る表示性能であった。

【００８４】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置の製造方法は、ス
ペーサをブラックマトリックス部分に高精度に安定的に
配置することができるので、コントラストが高い液晶表
示装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アースされたステージに基板を設置している場
合における基板上の等電位面を説明するための断面概念
図である。

【図２】スペーサが、液晶表示装置のブラックマトリッ
クス部分に配置された場合を説明するための液晶表示装
置の断面概念図である。

【図３】スペーサが基板上のブラックマトリックス部分
（透明電極間隙）に選択配置された場合を表す概念図で
ある。

【図４】本発明の液晶表示装置の製造方法の実施例にお
いて用いられる、表面に透明電極を形成した基板を表す
概念図である。

【図５】本発明において用いられるスペーサ散布装置の
概念図である。

【図６】本発明において用いられるスペーサ散布装置の
概念図である。

【図７】本発明において用いられるスペーサ散布装置の
概念図である。

【図８】スペーサの配置が行われていない、初期の基板
の電場状態を表す概念図である。

【図９】帯電量が大きいスペーサが透明電極間隙に配置
された場合の、電場を表す概念図である。

【図１０】帯電量が小さいスペーサが透明電極間隙に配
置された場合の、電場を表す概念図である。

【図１１】スペーサの帯電量が大きい場合のスペーサ粒
子同士の反発を説明するための断面概念図である。

【図１２】スペーサが、液晶表示装置の画素部に配置さ
れた場合を説明するための液晶表示装置の断面概念図で
ある。

【図１３】スペーサが基板上にランダムに散布された場
合を表す概念図である。

【図１４】アースされていないステージに基板を設置し
ている場合における基板上の等電位面を説明するための
断面概念図である。

【符号の説明】

１絶縁性基板２偏向板３表示電極（透明電極、画素電極）４カラーフィルタ５ブラックマトリックス６オーバーコート層７液晶８スペーサ９配向膜１０容器１１スペーサ計量（供給）用フィーダー１２電圧印加装置（直流電源）１５導電性ステージ（ステージ）１７配管２１補助電極（ダミー電極）２９画素部３０表示領域３１等電位面

フロントページの続き (72)発明者舘野晶彦大阪府三島郡島本町百山２−１積水化学工業株式会社内 (72)発明者中原真大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者池杉大輔大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者吉良隆敏大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者吉村和也大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内 (72)発明者伴昌樹埼玉県入間郡大井町鶴ケ岡５丁目３番１号日清製粉株式会社生産技術研究所内 (72)発明者村田博東京都中央区日本橋小網町14番１号日清エンジニアリング株式会社内 (72)発明者久保正明東京都中央区日本橋小網町14番１号日清エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 2H089 LA07 NA11 NA60 QA16 RA10 TA02 TA13 5C094 AA06 BA03 BA44 BA45 CA19 CA24 EA04 EA05 EC03 ED03 JA02 JA03 JA08 5G435 AA02 BB12 CC09 CC12 KK05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともパターン状の透明電極及び配
向膜を有する基板上にスペーサを散布し、２枚の基板間
隙に液晶を注入することよりなる液晶表示装置の製造方
法であって、正又は負に帯電したスペーサを基板上の電
極に電圧を印加した状態で散布することにより、スペー
サを画素部外に選択的に配置させるに際し、スペーサの
帯電量を、＋１５〜＋２５０μＣ／ｇ又は−１５〜−２
５０μＣ／ｇとすることを特徴とする液晶表示装置の製
造方法。
【請求項２】正又は負に帯電したスペーサを基板上の
電極に電圧を印加した状態で散布することにより、スペ
ーサを画素部外に選択的に配置させるに際し、基板上の
透明電極に、スペーサの帯電極性と同極性で５００Ｖ〜
８ｋＶの電圧を印加し、かつ、アースされた導電性のス
テージに基板を設置することを特徴とする請求項１記載
の液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】正又は負に帯電したスペーサを基板上の
電極に電圧を印加した状態で散布することにより、スペ
ーサを画素部外に選択的に配置させるに際し、基板上の
透明電極に、スペーサの帯電極性と同極性で５００Ｖ〜
８ｋＶの電圧を印加し、かつ、電圧を印加した導電性の
ステージに基板を設置し、導電性のステージに印加する
電圧は、スペーサの帯電極性と逆極性であることを特徴
とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】導電性のステージに印加する電圧は、３
００Ｖ〜６ｋＶであることを特徴とする請求項３記載の
液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】正又は負に帯電したスペーサを基板上の
電極に電圧を印加した状態で散布することにより、スペ
ーサを画素部外に選択的に配置させるに際し、基板上の
透明電極に、スペーサの帯電極性と同極性で５００Ｖ〜
８ｋＶの電圧を印加し、かつ、基板上のブラックマトリ
ックスに、スペーサの帯電と同極性で絶対値は透明電極
に印加した電圧より小さな電圧を印加し、透明電極の電
位とブラックマトリックスの電位との電位差は、１００
Ｖ以下であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示
装置の製造方法。
【請求項６】スペーサの散布速度は、スペーサが基板
上に到達する平均量が１０秒間あたり５００個／ｍｍ²
以下であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は
５記載の液晶表示装置の製造方法。