JP2004046153A

JP2004046153A - Method and apparatus for coating substrate, method for manufacturing liquid crystal display and method for manufacturing flat lighting system

Info

Publication number: JP2004046153A
Application number: JP2003157090A
Authority: JP
Inventors: Kozo Gyoda; 行田　幸三; Hirobumi Kasuga; 春日　博文
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2020-11-02
Also published as: JP3711456B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and apparatus for obtaining a high quality coating film on a substrate. <P>SOLUTION: A thin film material solution 3 for a liquid crystal display set in the body 2 of an atomizing unit is atomized by vibration of an ultrasonic vibrator 1 to generate mist 5. This mist 5 is conveyed along the tube inside of a mist guide nozzle 6 by gas blown from a blast nozzle 7. A static electricity generating nozzle 20 has been set near the tip of the nozzle 6 and the mist 5 of the thin film material solution 3 for a liquid crystal display is charged with static electricity generated there. The mist 5 flies toward a substrate 12 for a liquid crystal display and coats the top face of the substrate 12. A formed film is heated with a heater 15 during coating. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、基板に溶液を塗着させて薄膜を形成する方法、なかでも溶液を基板にコーティングする方法に関する。特に、液晶ディスプレイに使用している液晶表示体用基板の表面および液晶表示体用部材に、液晶表示体用薄膜材料溶液をコーティングしたり、水晶基板の表面や側面に、水晶振動子用電極形成用レジスト溶液をコーティングする方法およびその装置に関する。さらに、これらのコーティング方法を適用した液晶表示装置用面照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板に溶液を塗着させて薄膜を成膜する方法として、浸漬引き上げ方式及びスピンナー方式、スプレー方式が知られている。
【０００３】
また、液晶ディスプレイの機能膜に使用している液晶表示体薄膜用材料溶液のコーティングは、スピンコート・ロールコート・印刷などの方法で行われていた。
【０００４】
スピンコートについては、例えば特許文献１に記載されているように、被塗布部材を回転させる回転ヘッドの周囲に、この回転ヘッドと一体回転し、かつ被塗布部材の周縁に被塗布部材の表面とほぼ面一に接触する補助部材を設けることにより、円形以外の角部をもった被塗布部材に対しても、その角部まで均一に塗布液を塗布するものがあった。
【０００５】
また、ロールコートについては、特公昭６１−２６７００４号公報に記載されているように、カラーフィルタの被形成媒体となるガラス等の透明基板に着色剤を含む感光性塗料をスピンナーあるいはロールコーターにより全面に塗布するものがあった。
【０００６】
さらに、印刷については、特公昭６１−１４６５４０号公報に記載されているように、スキージ移動操作中スクリーン印刷パターンマスクと被厚膜パターン成面との相対位置を、スキージ移動操作方向にずらして印刷形成するものがあった。
【０００７】
また、コーティングについては、昭和６３年４月３０日発行「最新コーティング技術の進歩」の中にコーティング方式で２５９ページから３９８ページに記載され、特殊コーティングについて５１５ページから５４５ページに記載されている。
【０００８】
また、静電気・霧・液晶に関するコーティングについては、特公平２−１２２８７３号公報に記載されているように、エアロゾル生成装置により発生したエアロゾルを被塗物面上まで導いて塗布する方法において、その気体中に溶媒蒸気を存在させ、かつその蒸気の中に置いた被塗物を、上記溶媒蒸気の飽和点以下に冷却し、それによってエアロゾル中に含まれている溶媒蒸気を被塗物面上に結露させ、それら露滴の面上、又はそれらの集合して形成された同被膜面上、上記導かれてきたエアロゾルの分散質（以下粒子と称す）を付着せしめ、しかる後、上記液膜状の溶媒を蒸発させ、残されたエアロゾルの粒子のみを塗布する等のような方法が提案されている。
【０００９】
【特許文献１】
特公昭６１−６１０６９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述したような従来技術においては、次のような課題を有していた。
【００１１】
通常、液晶表示体用基板や液晶表示体部材は、角の板材を使用し絶縁体になっている。加工方法としてはラッピング加工や成形加工をしているが、厚み精度±０．１ｍｍ程度が限界である。さらに平面度、平坦度の精度は０．１μｍから０．５μｍが普通でありこれ以上の精度を出すためにはコストがかかる。ところが、液晶表示体のセルの液晶層のギャップ精度は±０．０１μｍおよび±０．５μｍの範囲に積層しているため、このような加工方法では精度が出ないため液晶表示体としての表示品質を維持することができない。そのため従来の加工方法では、液晶表示体基板（あるいは液晶表示体部材）の表面に均一な薄膜コーティングあるいは薄膜印刷を安定的におこなうことが困難であった。さらに、液晶表示体用薄膜材料溶液や塗料に不純物が混入して膜の品質を低下させ、液晶ディスプレイの表示品質および製造時の歩留まりを向上させることができないという課題を有していた。
【００１２】
そこで本発明は、このような課題を解決するもので、その目的とするところは液晶表示体用基板の表面や液晶表示体部材に、液晶表示体用薄膜材料溶液や塗料を微細な霧にして、静電気発生装置により発生させた静電気を微細な霧に帯電させ、これを液晶表示体用基板の表面や液晶表示体用部材に塗着せしめ、品質の高いコーティング薄膜を得る方法を提供するところにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した目的を達成するためのものであり、以下にその内容を説明する。
【００１４】
本発明の基板のコーティング方法は、基板に薄膜材料溶液を塗着する基板のコーティング方法において、前記基板をアースされたテーブル上に配置する工程と、前記薄膜材料溶液を粒状にして前記薄膜材料溶液を帯電させる工程と、前記帯電させた薄膜材料溶液を前記基板に塗着させる工程と、を具備し、前記塗着させる工程は、帯電させたマスクを前記基板の上方に配置し、前記粒状の薄膜材料溶液を前記マスクを通して前記基板に塗着させることを特徴とする。
【００１５】
かかる基板のコーティング方法によれば、帯電した薄膜材料溶液は細かい粒状であって、さらに、基板の表面に対して適当に分散されて（部分的に集中することなく）飛行するため、基板の表面や液晶表示体用部材に均一な薄膜を形成することが可能になる。例えば、基板の表面に対して全面均一のコーティング薄膜を形成する場合には、高品質の薄膜を簡単に形成することができるので非常に有効である。
【００１６】
また、この基板のコーティング方法は、例えば、水晶振動子の電極膜形成の製造プロセスに用いることができる。これは、基板の薄膜形成以外の応用を意図したものである。すなわち、粒状にした水晶振動子用電極形成用レジスト溶液を水晶基板の表面および側面に塗着させることで、高品質の薄膜を形成することができる。
【００１７】
かかる基板のコーティング方法によれば、マスクを使用することによって任意形状の薄膜パターンが形成できるため、全面コーティングの後工程として必須の選択パターン形成方法であるフォトエッチング工程を廃止することができるようになる。例えば、規則正しくパターンを形成する際には有効である。
【００１８】
また、上述の基板のコーティング方法において、前記粒状にした薄膜材料溶液をガスを用いて搬送し、前記ガスは間欠的に流されるようにしてもよい。
【００１９】
かかる基板のコーティング方法によれば、基板の表面に微細な溝を形成することができる。また、この基板のコーティング方法を、例えば液晶表示体の製造方法に用いることができる。この場合には、粒状にした薄膜材料溶液を搬送するガスの圧力を間欠的に変化させ、帯電された粒状の薄膜材料溶液を規則正しく基板の表面に塗着させることにより、液晶の配向処理を行うことができる。これは、従来の液晶表示体製造工程内でのラビング洗浄を廃止することができる。このように、ラビング洗浄という工程をなくすことで、配向品質・液晶ディスプレイの表示品質を向上させることが可能となる。
【００２０】
本発明の液晶表示体の製造方法は、基板に薄膜材料溶液を塗着する液晶表示体の製造方法において、前記基板をアースされたテーブル上に配置する工程と、前記薄膜材料溶液を粒状にして前記薄膜材料溶液を帯電させる工程と、前記帯電させた薄膜材料溶液を前記基板に塗着させる工程と、を具備し、前記塗着させる工程は、帯電させたマスクを前記基板の上方に配置し、前記粒状の薄膜材料溶液を前記マスクを通して前記基板に塗着させることを特徴とする。
【００２１】
かかる液晶表示体の製造方法によれば、帯電した霧は細かい粒状であって、さらに、基板の表面に対して適当に分散されて（部分的に集中することなく）飛行するため、基板の表面や液晶表示体用部材に均一な薄膜を形成することが可能になる。
【００２２】
例えば、基板の表面に対して全面均一のコーティング薄膜を形成する場合には、高品質の薄膜を簡単に形成することができるので非常に有効である。
【００２３】
かかる液晶表示体の製造方法によれば、マスクを使用することによって任意形状の薄膜パターンが形成できるため、全面コーティングの後工程として必須の選択パターン形成方法であるフォトエッチング工程を廃止することができるようになる。このため、簡素な工程設計で薄膜付基板や塗料膜付部材を作製でき液晶表示ディスプレイの歩留り向上とコストダウンが達成できる。例えば、規則正しくパターンを形成する際には有効である。また、この液晶表示体の製造方法において、例えば、粒状の薄膜材料溶液としてギャップ形成材料を用いることができる。この場合には、マスクを用いて基板の表面の所定の位置に前記ギャップ形成材料を塗着させることにより、一定間隔あるいは基板の画素以外の所にギャップ材形成材料を塗着させるものである。このことにより、ギャップ材が安定化し液晶ディスプレイの表示品質が向上する。さらに、表示画素内にギャップ形成材料がないように構成した塗着方法ではコントラストのよいディスプレイを提供できるようになる。
【００２４】
本発明の液晶表示体の製造方法は、基板に薄膜材料溶液およびギャップ形成材料を塗着する液晶表示体の製造方法において、前記基板をアースされたテーブル上に配置する工程と、前記薄膜材料溶液および前記ギャップ形成材料をそれぞれ粒状にして前記薄膜材料溶液および前記ギャップ形成材料を帯電させる工程と、前記帯電させた薄膜材料溶液および前記帯電させたギャップ形成材料を前記基板に塗着させる工程と、を具備し、前記塗着させる工程は、帯電させたマスクを前記基板の上方に配置し、前記粒状の薄膜材料溶液および前記粒状のギャップ形成材料の少なくとも一方を前記マスクを通して前記基板に塗着させることを特徴とする。
【００２５】
かかる液晶表示体の製造方法によれば、基板表面に薄膜の形成を行うと共に、ギャップ形成材料を均等に分散させ、かつ固定する作業も同時に行ってしまうものである。例えば、薄膜材料溶液として配向膜材料溶液を用いれば、従来の液晶表示体製造工程の配向膜コート・焼成・ラビング・洗浄・ギャップ材散布のすべての工程をわずか一工程で実現するものであって、液晶ディスプレイの製造性を大きく向上させるものである。また、液晶ディスプレイの完成体への外部振動によるギャップ材の移動がなくなるため、液晶ディスプレイの表示品質が向上する。
【００２６】
本発明の液晶表示体の製造方法は、基板に液晶およびギャップ形成材料を塗着する液晶表示体の製造方法において、前記基板をアースされたテーブル上に配置する工程と、前記液晶および前記ギャップ形成材料をそれぞれ粒状にして前記液晶およびギャップ形成材料を帯電させる工程と、前記帯電させた液晶および前記帯電させたギャップ形成材料を前記基板に塗着させる工程と、を具備し、前記塗着させる工程は、帯電させたマスクを前記基板の上方に配置し、前記粒状のギャップ形成材料を前記マスクを通して前記基板に塗着させることを特徴とする。
【００２７】
かかる液晶表示体の製造方法によれば、従来のように、真空装置内で液晶表示体ガラス同志を貼り合わせた空セル内に液晶群を注入する、という作業を廃止するものである。すなわち、適当な膜厚のコーティング膜が形成された後、真空装置内で液晶表示体基板同志を貼り合わせることで、簡便にギャップが均一な液晶表示体を製造することが可能になる。
【００２８】
本発明の液晶表示体の製造方法は、基板に薄膜材料溶液および導電材料を塗着する液晶表示体の製造方法において、前記基板をアースされたテーブル上に配置する工程と、前記薄膜材料溶液および前記導電材料をそれぞれ粒状にして前記薄膜材料溶液および前記導電材料を帯電させる工程と、前記帯電させた薄膜材料溶液および前記帯電させた導電材料を前記基板に塗着させる工程と、を具備し、前記塗着させる工程は、帯電させたマスクを前記基板の上方に配置し、前記粒状の薄膜材料溶液を前記マスクを通して前記基板に塗着させることを特徴とする。
【００２９】
かかる液晶表示体の製造方法によれば、このように形成された導電膜により、抵抗値の低い導電薄膜付き基板を実現できるものである。
【００３０】
本発明の液晶表示体の製造方法は、パターンが形成された基板に薄膜材料溶液を塗着する液晶表示体の製造方法において、前記基板をアースされたテーブル上に配置する工程と、前記薄膜材料溶液を粒状にして前記薄膜材料溶液を帯電させる工程と、前記帯電させた薄膜材料溶液を前記基板および前記パターンに塗着させる工程と、を具備し、前記塗着させる工程は、帯電させたマスクを前記基板の上方に配置し、前記粒状の薄膜材料溶液を前記マスクを通して前記基板に塗着させることを特徴とする。
【００３１】
かかる液晶表示体の製造方法によれば、薄膜材料溶液を粒状にし、帯電された粒状の薄膜材料溶液を基板の表面に形成された段差パターンに塗着させることによって、平坦化膜を形成するものである。これにより、基板表面および部材に多少の凹凸の面が存在していても均一に品質の高い薄膜を形成することができる。
【００３２】
本発明の基板のコーティング装置は、基板に薄膜材料溶液を塗着させて薄膜を形成する基板のコーティング装置において、薄膜材料溶液を粒状にする霧化発生装置と、この薄膜材料溶液を帯電させる静電気を発生させ、且つ、帯電された薄膜材料溶液を前記基板に塗着させる静電気発生ノズルと、前記薄膜の帯電量を検知する帯電量センサと、前記帯電量センサのデータに基づいて、前記薄膜材料溶液への帯電量を設定する静電気量制御装置と、を有し、帯電させたマスクが前記基板の上方に配置され、前記粒状の薄膜材料溶液を前記マスクを通して前記基板に塗着させることを特徴とする。
【００３３】
かかる基板のコーティング装置によれば、帯電した薄膜材料溶液は細かい粒状であって、さらに、基板の表面に対して適当に分散されて（部分的に集中することなく）飛行するため、基板の表面や液晶表示体用部材に均一な薄膜を形成することが可能になる。また、制御手段によって、静電気の帯電量を制御しながら基板の表面に液晶表示体用薄膜を形成することにより、コーティングの膜厚・膜質・濃淡化の制御を行うものである。そしてこれにより、様々な機能膜形成のための製造管理を行うことが可能になる。
【００３４】
前記霧化発生装置は、前記粒状の薄膜材料溶液を搬送するノズルを複数有していてもよい。
【００３５】
かかる基板のコーティング装置によれば、ノズルを複数有することで、同時に基板の異なる面に粒状の薄膜材料溶液を塗着させることができるように構成したものである。これによって、高速に薄膜を形成することができる。
【００３６】
本発明の面照明装置の製造方法は、反射膜溶剤を塗着させて導光板に反射膜を形成する面照明装置の製造方法において、前記導光板をアースされたテーブル上に配置する工程と、前記反射膜溶剤を粒状にして前記反射膜溶剤を帯電させる工程と、前記帯電させた反射膜溶剤を前記導光板に塗着させる工程と、を具備し、前記塗着させる工程は、帯電させたマスクを前記基板の上方に配置し、前記粒状の薄膜材料溶液を前記マスクを通して前記基板に塗着させることを特徴とする。
【００３７】
かかる面照明装置の製造方法によれば、このような薄膜形成技術を応用したものであって、導光板を有する面照明装置に適用したものである。そして、粒状にした反射膜溶剤に対する帯電量を制御することにより、濃淡化した反射膜を導光板の表面に形成したものである。これにより、面照明において明るくかつ均一な照明を実現することが可能となった。また、本発明の基板のコーティング方法、基板のコーティング装置、液晶表示体の製造方法、および面照明装置の製造方法は、非接触のコーティング方法のため機械的な精度を必要としないので安価なコーティング装置を実現することができる。さらに、フォトエッチング工程に使用していた溶剤が不要になり環境破壊の防止策として有効である。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明について図面に基づいて詳細に説明する。
【００３９】
（実施例１）
図１は本発明における基板のコーティング装置の一実施例の全体構成を示す断面図である。ここでは、基板上に液晶表示体用薄膜を形成する場合を例にとって説明する。図において、液晶表示体用薄膜材料溶液３が充填されている溶剤タンク４を霧化発生装置本体２にセットする。霧化発生装置本体２には超音波振動子１が内蔵してある。超音波振動子１は、液晶表示体用薄膜材料溶液３が超音波振動子１の上面に充填された時点から振動し、これによって液晶表示体用薄膜材料溶液３の霧５が発生する。そして、霧誘導ノズル６の管内に通じるように霧化発生装置本体２に貫通させて設置した送風ノズル７に、霧化発生装置本体２の外周側（矢印Ａ方向）からドライエアーか窒素ガスなどのガスを送風して、液晶表示体用薄膜材料溶液３の霧５を霧誘導ノズル６の管内に沿って搬送させる。霧誘導ノズル６の先端近傍には静電気発生ノズル２０が設置してある。この静電気発生ノズル２０に静電気量制御装置２１から制御信号が送られると静電気が発生し、液晶表示体用薄膜材料溶液３の霧５が帯電される。このとき、液晶表示体用基板１２が固定されている液晶表示体用基板用テーブル１４がアースされているので、霧５は液晶表示体用基板１２に向かって飛行し、液晶表示体用基板１２の上面に塗着しコーティングされる。コーティングされた膜は、コーティング時にヒーター１５で加熱処理する。以上が、本発明の基板のコーティング方法およびその装置の基本的な構成である。
【００４０】
図２は、図１で説明した基板のコーティングの実際の方法の一例を示す斜視図である。本例においては、液晶表示体用基板１２の表面にＸＹ方向にスキャニングして薄膜形成する方法について説明する。
【００４１】
まず、霧誘導ノズル６と静電気発生ノズル２０は、霧化発生装置本体２に対して平行な方向（矢印Ｙ方向）に等速移動可能に構成されている。一方、液晶表示体用基板テーブル１４は、霧化発生装置本体２に対して直角な方向（矢印Ｘ方向）に等速移動可能に構成されている。そして、ＸＹ方向に適宜移動させ、液晶表示体用薄膜材料溶液を霧状の粒子にして静電気発生ノズル２０で帯電して霧を飛行させて、コーティング膜２３を形成する。ここで、静電気発生ノズル２０の先端と液晶表示体用基板１２の面との間隙を適切な距離に設定することにより、液晶表示体用基板１２の表面にむらのない膜質・コーティング膜厚±１％の高品質の膜が形成できる。静電気発生ノズル２０の先端と液晶表示体用基板１２の面との間隙は、おおむね１ｍｍから１０ｍｍの間隔で設定することが好ましい。また、霧化発生装置本体２によって発生させられる霧の大きさとしては５００Åから１０００Åの範囲にあることが望ましい。
【００４２】
次に、中抜きパターンマスクに静電気を帯電させて液晶表示体用基板の表面に霧を飛行させてパターン形成する方法について説明する。
【００４３】
再び図１において、コーティング膜１１を形成する時に、中抜きパターン付きマスク９を、液晶表示体用基板テーブル１４にマスク保持治具１０を用いてセットする。そして、電圧可変装置２２によって中抜きパターン付きマスク９を帯電させる。液晶表示体用基板１２に対して、全面コーティングあるいは、複数配列のコーティング膜１１を形成する場合は、霧化発生装置本体２を静電気発生ノズル２０に対して平行な方向（矢印Ｙ方向）に、霧化発生装置Ｙ軸移動用モーター８で霧化発生装置摺動軸１９により等速移動する。さらに、アースしてある液晶表示体用基板用テーブル１４をテーブル本体１６に設置している液晶表示体用基板用テーブルＸ方向移動用モーター１８で、テーブル摺動軸１７および液晶表示体用基板用受け部１３を連結して、矢印Ｘ方向に等速移動する。本装置のこのような構成により、液晶表示体製造の工程内のフォトエッチング工程を廃止することができる。
【００４４】
図３、図４は、様々な形状を有する中抜きパターンマスクを用いて基板上に薄膜を形成する一例として示したモザイクパターンおよびストライプパターンの形成方法の斜視図である。
【００４５】
電圧可変装置２２で帯電させた中抜きモザイクパターン付きマスク２５または中抜きストライプパターン付きマスク２７を設け、液晶表示体用基板１２の表面との間隙を適切な距離に保持する。この距離は、０．１ｍｍから１ｍｍの範囲であればよく、特に０．１ｍｍが好ましい。液晶表示体用薄膜材溶液の霧を送風しながら静電気発生ノズル２０を等速移動させ、液晶表示体用基板テーブル１４を矢印Ｘ方向に定寸移動させると、モザイクパターン膜２４、ストライプパターン膜２６が形成できる。パターンのサイズとしては、最小ドット８０μｍ、膜厚２００Å程度のモザイクパターン薄膜あるいはストライプパターン薄膜を形成することができる。
【００４６】
次に、液晶表示体用基板の表面に、液晶表示体用薄膜材料溶液の霧を、全面均一形成あるいは全面均一パターン形成する方法について説明する。この方法は、上述した霧化発生装置本体２を動かさずに薄膜を形成する方法である。
【００４７】
図５は、液晶表示体用薄膜材料溶液の薄膜を全面均一形成する方法を説明するための斜視図である。
【００４８】
図において、霧誘導ノズル６の先端に全面均一に霧を分散させる分散ノズル２９を搭載した広角静電気発生ノズル２８を設ける。広角静電気発生ノズル２８は、固定されている状態で−３０ｋｖから−７０ｋｖの範囲で静電気を帯電させる。分散ノズル２９にはＮ２　ガスを０．０１リットル／毎分から１．５リットル／毎分を送風する。液晶表示体用基板１２をセットした液晶表示体用基板テーブル１４を矢印Ｘ方向に移動して、広角静電気発生ノズル２８の下部で停止した状態で液晶表示用基板１２の表面に、液晶表示体用薄膜材料溶液の霧５をコーティングする。液晶表示体用基板テーブル１４の停止時間を任意に設定してコーティングすると、液晶表示用基板１２の全面にコーティング薄膜が形成できる。膜厚の分布は、±１％の精度でコーティング可能である。本実施例においては、液晶表示体用基板１２の停止時間を２分間にして薄膜形成を行ったところ、膜厚０．５μｍ〜０．６μｍの範囲で均一な薄膜を形成することができた。
【００４９】
次に、液晶表示体用基板の表面に全面均一パターンの薄膜を形成する方法の斜視図を図６、図７に示す。図６はモザイクパターン、図７はストライプパターンを形成する方法の斜視図である。液晶表示体用基板１２の表面にモザイクパターン膜２４’、ストライプパターン膜２６’を全面コートする方法である。広角静電気発生ノズル２８の下部に中抜きモザイクパターン付きマスク２５’または中抜きストライプパターン付きマスク２７’を適当な間隙を設け保持する。間隙は例えば、液晶表示体用基板１２に対して中抜きマスクを０．１ｍｍから１ｍｍの範囲に設置して、矢印Ｘ方向に液晶表示体用基板テーブル１４を移動して、広角静電気発生ノズル２８の下部で停止した状態で液晶表示体用基板１２の表面に液晶表示体用薄膜材料溶液の霧をコーティングする。液晶表示体用基板テーブル１４の停止時間を任意に設定してコーティングすると、液晶表示体用基板１２の全面にモザイクパターン膜２４’あるいはストライプパターン膜２６’が形成できる。膜厚の分布は、上記と同様±１％の精度でコーティング可能である。また、モザイクパターン精度およびストライプパターン精度は±５μｍ以下を確保できるとともに、モザイクパターン群およびストライプパターン群には、にじみのない形状が形成できる。このように、膜質特性の優れた薄膜を形成することができた。
【００５０】
（実施例２）
本実施例では液晶表示体用基板の表面に微細な溝を形成できる配向処理方法および液晶表示体用ギャップ形成材料を均等に分散して固定するコーティング方法について図８、図９を用いて説明する。なお、本実施例の基板のコーティング方法および装置の基本的な構成は図１に示したものと同様であるので、特に異なる部分のみを図示し、それ以外の共通部分については図示・説明を省略する。さらに、以降に述べる実施例３〜６およびその他の実施例についても基本的な構成は図１に示したものと同様であるので、本実施例２と同様に共通部分の図示・説明は省略する。
【００５１】
さて図８は、液晶表示体用基板の表面に配向処理する方法の一実施例を示す斜視図である。図において、超音波振動子で発生させた液晶表示体用配向膜材料溶液の霧３０に対して、送風ノズルからドアライエアーあるいは窒素などのガスを間欠的に流すことにより、液晶表示体用配向膜材料溶液の霧３０が間欠的に霧誘導ノズルの中を搬送され、霧誘導ノズルの出口部に設けられた静電気発生ノズル２０で帯電される。そして、帯電された液晶表示体用配向膜材料溶液の霧３０が、液晶表示体用基板１２の表面に飛行して塗着することにより微細な溝３１が形成される。このとき、ガスを間欠的に流すためのタイマー設定値を可変することにより微細な溝３１の形状、溝幅を変えることができる。その結果、液晶の配向強度を制御することができる。
【００５２】
本実施例では、ガスを間欠的に流すためのタイマー設定値を０．０１ｍ／ｓｅｃから０．０５ｍ／ｓｅｃ程度の間で可変させたところ、溝幅が１００Åから５００Åの溝３１ができた。また、タイマー設定値を０．１ｍ／ｓｅｃから１ｍ／ｓｅｃ程度の間で可変させたところ、溝幅が１０００Åから５０００Åの溝３１が形成できた。そしてこのように構成することで、従来の液晶表示体製造工程内でのラビング洗浄が廃止できるため、配向品質・液晶ディスプレイの表示品質が向上した。
【００５３】
図９は、液晶表示体用基板の表面に配向処理と液晶表示体用ギャップ形成材料を均等に分散して同時に塗着する方法を示す断面図である。図において、液晶表示体用配向膜材料溶液内には、液晶表示体用ギャップ形成材料３２が混合されている。そして、静電気発生ノズル２０で、液晶表示体用配向膜材料溶液３０の霧および液晶表示体用ギャップ形成材料３２の霧を帯電させることにより、液晶表示体用ギャップ形成材料３２が均等に分散して液晶表示体用配向膜材料溶液３０の霧と同時に液晶表示体用基板１２の表面に塗着できる。この方法による薄膜形成により、配向処理の形成と液晶表示体用ギャップ散布と液晶表示体用ギャップ材の固定が同時にできる。
【００５４】
本方法で実施することにより、従来の液晶表示体製造工程の配向膜コート・焼成・ラビング・洗浄・ギャップ材散布の工程を一工程で製造できる。また、液晶ディスプレイの完成体への外部振動によるギャップ材の移動がなくなるため、液晶ディスプレイの表示品質が向上する。
【００５５】
（実施例３）
本実施例では、液晶表示体用基板の表面に液晶群（液晶の集合体）を微細な霧にして静電気で帯電させて塗着させる方法および液晶群の中に液晶表示体用ギャップ材を混合させて塗着させる方法について、図１０、図１１を用いて簡単に説明する。
【００５６】
図１０は、液晶表示体用基板の表面に液晶群を塗着する方法を示す断面図である。図において、液晶表示体用基板１２の表面は、上述した実施例２（図８または図９）に記載した方法などであらかじめ微細な溝３１が形成され、配向処理をしてある。そして、霧状になって霧誘導ノズルにより搬送され、さらに静電気発生ノズル２０により帯電されられた液晶群３３を、この液晶表示体用基板１２の表面に、任意の膜厚に塗着させる。その後、真空装置内で液晶表示体用基板同志を貼り合わせ液晶表示体が完成する。
【００５７】
図１１は、液晶表示体基板の表面に液晶群とギャップ材を混合して塗着する方法を示す断面図である。図において、液晶群３３の中に任意の液晶表示体用ギャップ形成材料３２を混合させて、超音波振動子により霧になった液晶群３３と液晶表示体用ギャップ形成材料３２を空気流またはガス流によって搬送させ、図示しない静電気発生体によりこの霧を帯電させてギャップ材同志を反発させながら霧を飛行させて、液晶表示体用基板１２の表面に塗着させる。任意の膜厚になった時点で真空装置内で液晶表示体基板同志を貼り合わせる。
【００５８】
本方法を実施することにより、従来のように、真空装置内で液晶表示体ガラス同志を貼り合わせた空セル内に液晶群の注入する、という作業を行わなくても良いため簡便にギャップが均一な液晶表示体が製造できる。
【００５９】
次に、液晶表示体用基板の表面に液晶表示体用ギャップ材形成材料を所定の位置に塗着する方法について説明する。
【００６０】
図１２は、液晶表示体用基板の表面の所定の位置にギャップ材形成材料を塗着する方法を示す断面図である。図において、液晶表示体用基板１２の表面はあらかじめ微細な溝３１が形成され、配向処理をしてある。ここで、中抜きパターン付きマスク９を電圧可変装置３４を用いて帯電させる。そして、揮発性溶剤または純水中に液晶表示体用ギャップ形成材料３２を混合させて霧状にして搬送する。すると、揮発性溶剤または純水が揮発して、静電気発生ノズル２０で帯電させることにより液晶表示体用ギャップ形成材料３２のみが反発して分散しながら中抜きパターン付きマスク９内を通過、飛行して液晶表示体用基板１２の表面に落下し塗着される。
【００６１】
本方法を実施することにより、一定間隔でギャップ材形成材料を液晶表示体用基板の表面に塗着させることができる。また、液晶表示体用基板の画素の位置を考慮して中抜きパターンマスクを配置させることにより、液晶表示体用基板の画素以外の所にギャップ材形成材料を塗着させることができる。以上の方法により、液晶ディスプレイの表示品質が向上し、表示画素内にギャップ材形成材料がないように構成した塗着方法ではコントラストのよいディスプレイを提供できる。
【００６２】
（実施例４）
本実施例では、液晶表示体用薄膜材料溶液内に導電粒子を混合したものを用いて、液晶表示体用基板の表面に導電膜を形成する方法について説明する。
【００６３】
図１３は、液晶表示体用基板の表面に導電薄膜を形成する方法を示す断面図である。図において、液晶表示体用薄膜材料特殊溶液内に導電粒子３８を混合して揮発防止液を調合する。揮発防止液は液晶表示体用薄膜材料特殊溶液の膜質を制御できるものである。霧化発生装置本体により霧状になった液晶表示体用薄膜材料特殊溶液３７は、静電気発生ノズル２０によって帯電されて、導電粒子３８と共に、液晶表示体用基板１２表面に薄膜塗着する。液晶表示体用基板１２の表面にあらかじめ形成してある各々の電極パターン３９に、少なくとも二つ以上の電極プローブ３５を接触させて、電圧制御装置３６で電圧を印加して霧の塗着量を制御する。塗着と同時に液晶表示体用基板テーブル１４に設置されたヒーター（図示せず）で焼成することにより導電薄膜４０が形成できる。
【００６４】
本方法を実施することにより抵抗値の低い導電薄膜付き液晶表示体用基板が実現できる。
【００６５】
（実施例５）
本実施例では、液晶表示体用基板の表面にあらかじめ段差パターンが形成されている表面の平坦化の方法について説明する。
【００６６】
図１４は、液晶表示体用基板の表面を平坦化する方法を示す断面図である。図において、液晶表示体用基板１２の表面には、フォトエッチング等のプロセスにより段差パターン４３があらかじめ形成されているものとする。ここで、液晶表示体用平坦化溶液４１と揮発防止液を調合したものを霧化発生装置本体により霧状にし、さらに静電気発生ノズル２０によって帯電させる。帯電した霧は液晶表示体用基板１２の表面の段差パターン４３上に塗着し、これにより、段差パターン４３の表面に平坦な平坦化膜４２が形成できる。
【００６７】
本方法を実施することによりサブミクロン単位の平坦化膜が形成できるため液晶表示体のギャップが均一になり液晶表示装置の諧調が高精細に表示できる。本実施例では、液晶表示体用基板１２の表面の段差パターン４３が、０．５μｍから１．５μｍの段差を有していた時に、本方法により液晶表示体用平坦化溶液４１と揮発防止液を調合して霧状にして静電気帯電させて段差パターン４３上に塗着をさせたところ、おおむね８０Åから１００Åの範囲の平坦度を有する平坦化膜を形成することができた。
【００６８】
（実施例６）
本実施例では液晶表示装置用面照明の導光板の反射膜について、静電気の帯電量を制御することによって濃淡化ができることを説明する。
【００６９】
図１５は、本発明における液晶表示装置用面照明装置の導光板の反射膜の濃淡化を実現する方法を示す斜視図である。図において、反射膜用粒子入り溶剤４４を希釈剤で薄めて粘性を数十ｃｐｓの溶液にし、霧化発生装置本体により霧状にし、さらに静電気発生ノズル２０によって帯電させる。帯電した霧は、導光板４５上に塗着する。このとき、静電気量制御装置で静電気の帯電量を−６０ｋｖから−１０ｋｖに可変しながら導光板４５に塗着させることにより反射膜４６の濃淡化を実現することができる。
【００７０】
図１６は、図１５に示す方法を用いて実現した濃淡化導光板４５を組み込んだ液晶表示装置用面照明装置の断面図である。図において、光源４９で発生した光線は、直接あるいはミラー４８を介して導光板４５内に導光される。導光板４５内に進んだ光線はその内部で屈折し、濃淡化形成された反射膜４６によって反射されて集光膜４７に導かれる。この際、反射膜４６は光源４９から離れるに従って厚く形成されているために、反射される光線の量が光源からの距離に従って変化し、光源から遠く離れた反射膜では多くの光線を反射するようになる。この結果、面照明を均一にさせることができるようになる。
【００７１】
図１７は、この濃淡化形成による液晶表示体用面照明装置の輝度測定データである。輝度データ５０は平均５００ｎｉｔ以上の輝度があり面内の輝度分布は±２％以下である。導光板にこの方法を実施することにより、液晶表示装置用面照明装置として、明るく均一な面照明を行うことができるようになる。また、従来使用していた拡散フィルム・集光フィルムなどの輝度平坦化のための部材が不要になる。
【００７２】
（その他の実施例）
本実施例では、液晶表示体用薄膜材料溶液（または塗料）を霧状にした後、帯電させるべき静電気量を制御しながら、液晶表示体用基板の表面（または液晶表示体用部材）に、薄膜を形成する装置について説明する。
【００７３】
図１８は、本発明における基板のコーティング装置の制御システム（制御手段）の一実施例を示す図である。図において、霧化発生ユニット５１によって発生した霧は、静電気発生ノズル２０に搬送されるように構成され、さらに、この静電気発生ノズル２０で帯電されて基板１２に塗着されるように構成されている。これは、上述した多くの実施例に共通の構成である。
【００７４】
さてここで、この基板のコーティング装置はパソコン５４によって制御されている。霧に対する帯電量を決定する静電気量制御装置２１は、Ｄ／Ａコンバータ等で構成された電圧可変装置５２を介してパソコン５４に接続されており、所定範囲の任意の電圧を発生することができる。まず、パソコン５４から電圧可変装置５２に電圧可変が指令され、所定の静電気が発生して霧が帯電し基板上に薄膜が形成される。基板上に形成された薄膜の状態は、基板１２の背面に設置された複数の帯電量センサ５６によって検知され、Ｉ／Ｏユニット５５を介してパソコン５４に入力される。パソコン５４は入力されたデータに基づいて静電気量制御装置２１を制御し、所望の薄膜を形成するように動作する。
【００７５】
このような静電気量制御のプログラムは、データ保存機５３にファイルされており、種々のコーティング膜形成のための手順・方法を保存できるようになっている。本システム構成により、コーティングの膜厚・膜質・濃淡化の制御ができ、様々な機能膜形成のための製造管理を行うことができる。
【００７６】
次に、液晶表示体用基板の複数の面（両面あるいは段差面、端部など）に均一コーテイングする装置について説明する。
【００７７】
図１９は、両面コーテング装置の断面図である。図において、液晶表示体用基板１２の表面・裏面に異種の液晶表示体用材料溶液の霧５を両面コートする。これは、静電気量制御装置２１で、２つの静電気発生ノズル２０を液晶表示体基板１２に対して平行および直角（図１９に示す矢印方向）に移動することにより行うことができる。この方法を実施することにより複合化した両面の同時パターン形成ができる。
【００７８】
本発明による基板のコーティング方法は、液晶表示体用基板以外の任意の形状に加工された基板（中抜き形状を有する基板など）やその側面に、無機・有機の薄膜を均一に形成するコーティング方法についても適用できる。ここでは、水晶振動子の電極膜形成プロセスに適用した例について説明する。
【００７９】
図２０に、中抜き形状を有する基板の表面および側面に溶剤を霧化して均一に塗着させる形成方法の斜視図を示す。有機材料溶液（感光性レジスト）を霧化し、静電気発生ノズル２０で微細な霧３０に帯電させることにより、水晶基板５７の表面および側面に塗着させることができる。この方法で実施することにより、従来の平板状の基板の他に、任意の形状に形成した基板にも薄膜を容易に形成することが可能となった。
【００８０】
霧状にして帯電させる溶液としては、これ以外にも、無機材料溶液（例えばセラミック粒子の入った溶液）等を用いても水晶基板５７上に容易に薄膜を形成することができる。
【００８１】
また、ここで説明した水晶振動子の電極膜形成の製造プロセス以外の膜形成プロセスであっても、本発明の基板のコーティング方法および装置により薄膜を形成することが可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上記したように本発明によれば、以下のような効果を有する。
【００８３】
請求項１、１２記載の発明によれば、帯電した霧は細かい粒状であって、さらに、基板の表面に対して適当に分散されて（部分的に集中することなく）飛行するため、液晶表示体用基板の表面や液晶表示体用部材に均一な薄膜を形成することができ。さらに、請求項３記載の発明によれば、高品質の均一な薄膜を簡単に形成することができる。
【００８４】
請求項２、１３記載の発明によれば、任意形状の中抜きパターン付きマスクを使用することによって任意形状の液晶表示体用薄膜パターンが形成できるため、全面コーティングの後工程として必須の選択パターン形成方法であるフォトエッチング工程を廃止することができる。このため、簡素な工程設計で液晶表示体用薄膜付基板や液晶表示体用塗料膜付部材が作製でき液晶表示ディスプレイの歩留り向上とコストダウンが達成できる。さらに、請求項４記載の発明によれば、規則正しくパターンを容易に形成することができる。
【００８５】
請求項５記載の発明によれば、容易に液晶の配向処理を行うことができる。これにより、従来の液晶表示体製造工程内でのラビング洗浄を廃止することが可能になるので、配向品質・液晶ディスプレイの表示品質を向上させることができる。
【００８６】
請求項６記載の発明によれば、液晶の配向処理を行うと共に、液晶表示体用ギャップ形成材料を均等に分散させ、かつ固定する作業も同時に行うことができる。これにより、従来の液晶表示体製造工程の配向膜コート・焼成・ラビング・洗浄・ギャップ材散布のすべての工程をわずか一工程で実現することができる。この結果、液晶ディスプレイの製造性を大きく向上させることができる。また、液晶ディスプレイの完成体への外部振動によるギャップ材の移動がなくなるため、液晶ディスプレイの表示品質が向上する。
【００８７】
請求項７記載の発明によれば、従来のように、真空装置内で液晶表示体ガラス同志を貼り合わせた空セル内に液晶群の注入する、という作業がなくなるので、簡便にギャップが均一な液晶表示体を製造することができる。
【００８８】
請求項８記載の発明によれば、一定間隔あるいは液晶表示体用基板の画素以外の所にギャップ材形成材料を塗着させることができる。このことにより、液晶ディスプレイの表示品質が向上し、表示画素内にギャップ材形成材料がないように構成した塗着方法ではコントラストのよいディスプレイを提供することができる。
【００８９】
請求項９記載の発明によれば、抵抗値の低い導電薄膜付き液晶表示体用基板を実現することができる。
【００９０】
請求項１０記載の発明によれば、基板の表面に平坦化膜を形成することができる。これにより、液晶表示体用基板表面および液晶表示体用部材に多少の凹凸の面が存在していても均一に品質の高い薄膜を形成することができる。
【００９１】
請求項１５記載の発明によれば、ノズルを複数設けることで、同時に基板の異なる面に霧を塗着させることができる。そしてこのことによって、高速に薄膜を形成することができる。
【００９２】
請求項１６記載の発明によれば、制御手段によって、静電気の帯電量を制御しながら基板の表面に液晶表示体用薄膜を形成することにより、コーティングの膜厚・膜質・濃淡化の制御を行うことができる。そしてこれにより、様々な機能膜形成のための製造管理を行うことが可能になる。
【００９３】
また、請求項１７記載の発明によれば、霧状にした水晶振動子用電極形成用レジスト溶液を水晶基板の表面および側面に塗着させることで、高品質の水晶基板を形成することができる。
【００９４】
さらに、請求項１８記載の発明によれば、このような薄膜形成技術を応用することで、面照明において明るくかつ均一な照明を実現することが可能な液晶表示装置用の面照明装置を得ることができる。
【００９５】
また、本発明の基板のコーティング方法およびその装置は、非接触のコーティング方法のため機械的な精度を必要としないので安価なコーティング装置を実現することができる。さらに、フォトエッチング工程に使用していた溶剤が不要になり環境破壊の防止策として有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基板のコーティング装置の一実施例を示す全体構成の断面図である。
【図２】基板やノズルを移動させてコーティングを行う代表的な一例を示す斜視図である。
【図３】マスクを用いたモザイクパターンの形成方法の一実施例を示す斜視図である。
【図４】マスクを用いたストライプパターンの形成方法の一実施例を示す斜視図である。
【図５】全面に均一な薄膜を形成する方法の一実施例を示す斜視図である。
【図６】マスクを用いてモザイクパターンを全面に形成する方法の一実施例を示す斜視図である。
【図７】マスクを用いてストライプパターンを全面に形成する方法の一実施例を示す斜視図である。
【図８】液晶の配向処理をするためのコーティング方法の一例を示す斜視図である。
【図９】液晶の配向処理と液晶表示体用ギャップ形成材料を均等に分散して同時に塗着させる方法を示す断面図である。
【図１０】液晶群を塗着させる方法の一例を示す断面図である。
【図１１】液晶群とギャップ材を混合して塗着させ方法の一例を示す断面図である。
【図１２】ギャップ材形成材料を基板上の所定の位置に塗着させる方法の一例を示す断面図である。
【図１３】導電薄膜を形成する方法の一例を示す断面図である。
【図１４】段差パターンが形成された液晶表示体基板の表面を平坦化する方法の一例を示す断面図である。
【図１５】本発明の液晶表示装置用面照明装置における導光板の反射板を濃淡化する方法の一実施例を示す斜視図である。
【図１６】本発明の液晶表示装置用面照明装置の一例を示す断面図である。
【図１７】図１６の液晶表示装置用面照明装置の輝度測定グラフである。
【図１８】本発明の基板のコーティング装置の制御システムの一実施例を示す図である。
【図１９】両面コーティング装置の一例を示す断面図である。
【図２０】水晶基板（中抜き形状を有する基板）へのコーティング方法の一実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　超音波振動子
２　霧化発生装置本体
３　液晶表示体用薄膜材料溶液
４　溶剤タンク
５　液晶表示体膜用薄膜材料溶液の霧
６　霧誘導ノズル
７　送風ノズル
８　霧化発生装置Ｙ方向移動用モーター
９　中抜きパターン付きマスク
１０　マスク保持治具
１１、２３　コーティング膜
１２　液晶表示体用基板
１３　液晶表示体用基板用テーブル受け部
１４　液晶表示体用基板用テーブル
１５　ヒーター
１６　テーブル本体
１７　テーブル摺動軸
１８　液晶表示体用基板用テーブルＸ方向移動用モーター
１９　霧化発生装置摺動軸
２０　静電気発生ノズル
２１　静電気量制御装置
２２、３４　電圧可変装置
２４、２４’　モザイクパターン膜
２５、２５’　中抜きモザイクパターン付きマスク
２６、２６’　ストライプパターン膜
２７、２７’　中抜きストライプパターン付きマスク
２８　広角静電気発生ノズル
２９　分散ノズル
３０　液晶表示体用配向膜材料溶液の霧
３１　微細な溝
３２　液晶表示体用ギャップ形成材料
３３　液晶群
３５　電極プローブ
３６　電圧制御装置
３７　液晶表示体用薄膜材料特殊溶液
３８　導電粒子
３９　電極パターン
４０　導電薄膜
４１　液晶表示体用平坦化溶液
４２　平坦化膜
４３　段差パターン
４４　反射膜粒子入り溶剤
４５　導光板
４６　反射膜
４７　集光膜
４８　ミラー
４９　光源
５０　輝度データ
５１　霧化発生ユニット
５２　電圧可変装置
５３　データ保存機
５４　パソコン
５５　ＩＯユニット
５６　帯電量センサ
５７　水晶基板[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a method of forming a thin film by applying a solution to a substrate, and more particularly to a method of coating a substrate with a solution. In particular, the surface of the liquid crystal display substrate and the liquid crystal display member used for the liquid crystal display are coated with a liquid crystal material thin film material solution, and the crystal oscillator electrodes are formed on the surface and side surfaces of the crystal substrate. The present invention relates to a method and an apparatus for coating a resist solution for use. Further, the present invention relates to a surface lighting device for a liquid crystal display device to which these coating methods are applied.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of applying a solution to a substrate to form a thin film, a immersion pull-up method, a spinner method, and a spray method are known.
[0003]
In addition, coating of a liquid material for a liquid crystal display thin film used for a functional film of a liquid crystal display has been performed by a method such as spin coating, roll coating, and printing.
[0004]
As for the spin coating, for example, as described in Patent Literature 1, around the rotating head for rotating the member to be coated, the rotating head is integrally rotated with the rotating head, and the surface of the member to be coated is In some cases, by providing an auxiliary member that comes into almost even contact, a coating liquid is evenly applied to a member to be coated having a corner other than a circle.
[0005]
As for the roll coating, as described in JP-B-61-267004, a photosensitive coating material containing a colorant is coated on a transparent substrate such as glass as a medium for forming a color filter by a spinner or a roll coater. There was something to apply.
[0006]
Furthermore, as for printing, as described in Japanese Patent Publication No. 61-146540, the relative position between the screen printing pattern mask and the thick film pattern forming surface is shifted in the squeegee moving operation direction during the squeegee moving operation. There was something to form.
[0007]
The coating is described on pages 259 to 398 by the coating method in “Advances in Latest Coating Technology” published on April 30, 1988, and the special coating is described on pages 515 to 545.
[0008]
In addition, as described in Japanese Patent Publication No. 2-122873, the coating for static electricity, fog, and liquid crystal is performed by applying the aerosol generated by the aerosol generation device to the surface of the object to be applied. The solvent vapor is present therein, and the object placed in the vapor is cooled below the saturation point of the solvent vapor, whereby the solvent vapor contained in the aerosol is deposited on the surface of the object. Dew condensation is performed, and the dispersoid (hereinafter, referred to as particles) of the aerosol is guided on the surface of the dewdrops or on the surface of the film formed by collecting them, and then the liquid film is formed. Such methods as evaporating the solvent and applying only the remaining aerosol particles have been proposed.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-B-61-61069
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described prior art has the following problems.
[0011]
Usually, a substrate for a liquid crystal display or a liquid crystal display member is made of an insulator using a square plate material. As a processing method, a lapping process or a forming process is performed, but a thickness accuracy of about ± 0.1 mm is a limit. Further, the accuracy of flatness and flatness is generally 0.1 μm to 0.5 μm, and it is costly to obtain higher accuracy. However, since the gap accuracy of the liquid crystal layer of the cell of the liquid crystal display is laminated in the range of ± 0.01 μm and ± 0.5 μm, the accuracy is not obtained by such a processing method. Cannot be maintained. Therefore, it has been difficult for the conventional processing method to stably perform uniform thin film coating or thin film printing on the surface of the liquid crystal display substrate (or liquid crystal display member). Further, there is a problem that impurities are mixed in the thin film material solution or paint for a liquid crystal display to lower the quality of the film, and the display quality of the liquid crystal display and the yield at the time of manufacturing cannot be improved.
[0012]
Therefore, the present invention is intended to solve such a problem, and an object thereof is to form a thin mist of a thin film material solution or paint for a liquid crystal display on the surface of a liquid crystal display substrate or a liquid crystal display member. To provide a method for obtaining a high-quality coating thin film by charging static electricity generated by a static electricity generator into fine fog and applying it to the surface of a liquid crystal display substrate or a liquid crystal display member. is there.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and its contents will be described below.
[0014]
The method of coating a substrate according to the present invention is a method of coating a substrate, the method comprising: coating the substrate with a thin film material solution; and disposing the substrate on a grounded table; Charging, and applying the charged thin film material solution to the substrate, the applying step, a charged mask is disposed above the substrate, the granular A thin film material solution is applied to the substrate through the mask.
[0015]
According to such a method of coating a substrate, the charged thin film material solution is finely granular, and further, is appropriately dispersed (without partial concentration) on the surface of the substrate and flies. And a uniform thin film can be formed on a member for a liquid crystal display. For example, when a uniform coating thin film is formed on the entire surface of a substrate, a high quality thin film can be easily formed, which is very effective.
[0016]
The method of coating a substrate can be used, for example, in a manufacturing process for forming an electrode film of a quartz oscillator. This is intended for applications other than the formation of a thin film on a substrate. In other words, a high-quality thin film can be formed by applying a granular resist solution for forming a crystal resonator electrode to the surface and side surfaces of the quartz substrate.
[0017]
According to such a method of coating a substrate, a thin film pattern of an arbitrary shape can be formed by using a mask, so that a photo etching step, which is an essential selective pattern forming method as a post-process of overall coating, can be eliminated. Become. For example, it is effective when forming a pattern regularly.
[0018]
In the above-described substrate coating method, the granular thin film material solution may be transported using a gas, and the gas may be intermittently flown.
[0019]
According to such a substrate coating method, fine grooves can be formed on the surface of the substrate. The method of coating the substrate can be used, for example, in a method of manufacturing a liquid crystal display. In this case, the orientation of the liquid crystal is performed by intermittently changing the pressure of the gas carrying the granular thin film material solution and regularly applying the charged granular thin film material solution to the surface of the substrate. be able to. This can eliminate the conventional rubbing cleaning in the liquid crystal display manufacturing process. Thus, by eliminating the rubbing cleaning step, it is possible to improve the alignment quality and the display quality of the liquid crystal display.
[0020]
The method for manufacturing a liquid crystal display of the present invention is a method for manufacturing a liquid crystal display, in which a thin film material solution is applied to a substrate, wherein the substrate is disposed on a grounded table, and the thin film material solution is granulated. Charging the thin film material solution, and applying the charged thin film material solution to the substrate, wherein the applying includes disposing a charged mask above the substrate. And applying the granular thin film material solution to the substrate through the mask.
[0021]
According to such a method of manufacturing a liquid crystal display, the charged fog is fine and granular, and is appropriately dispersed (without concentrating) on the surface of the substrate to fly. And a uniform thin film can be formed on a member for a liquid crystal display.
[0022]
For example, when a uniform coating thin film is formed on the entire surface of a substrate, a high quality thin film can be easily formed, which is very effective.
[0023]
According to such a method of manufacturing a liquid crystal display, a thin film pattern having an arbitrary shape can be formed by using a mask, so that the photo etching step, which is an essential selection pattern forming method as a post-process of overall coating, can be eliminated. Become like For this reason, a substrate with a thin film and a member with a paint film can be manufactured with a simple process design, thereby improving the yield and reducing the cost of the liquid crystal display. For example, it is effective when forming a pattern regularly. In the method of manufacturing a liquid crystal display, for example, a gap forming material can be used as a granular thin film material solution. In this case, the gap-forming material is applied to a predetermined position on the surface of the substrate using a mask, so that the gap-forming material is applied at regular intervals or at locations other than the pixels on the substrate. This stabilizes the gap material and improves the display quality of the liquid crystal display. Further, a coating method in which a gap forming material is not present in a display pixel can provide a display with good contrast.
[0024]
The method of manufacturing a liquid crystal display according to the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display in which a thin film material solution and a gap forming material are applied to a substrate, wherein the substrate is disposed on a grounded table; And charging the thin film material solution and the gap forming material by granulating each of the gap forming materials, and applying the charged thin film material solution and the charged gap forming material to the substrate, Wherein the applying step includes disposing a charged mask above the substrate, and applying at least one of the granular thin film material solution and the granular gap forming material to the substrate through the mask. It is characterized by the following.
[0025]
According to such a method of manufacturing a liquid crystal display, a thin film is formed on the substrate surface, and the work of uniformly dispersing and fixing the gap forming material is also performed at the same time. For example, if an alignment film material solution is used as a thin film material solution, all the steps of conventional alignment film coating, baking, rubbing, cleaning, and gap material spraying in a conventional liquid crystal display manufacturing process can be realized in only one process. This greatly improves the productivity of the liquid crystal display. In addition, since the gap material is not moved by the external vibration to the completed liquid crystal display, the display quality of the liquid crystal display is improved.
[0026]
The method of manufacturing a liquid crystal display according to the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display, in which a liquid crystal and a gap forming material are applied to a substrate, wherein the step of arranging the substrate on a grounded table includes the steps of: A step of charging the liquid crystal and the gap forming material by granulating the respective materials; and a step of applying the charged liquid crystal and the charged gap forming material to the substrate. Is characterized in that a charged mask is disposed above the substrate, and the granular gap forming material is applied to the substrate through the mask.
[0027]
According to such a method of manufacturing a liquid crystal display, the operation of injecting a liquid crystal group into an empty cell in which the liquid crystal display glass is bonded in a vacuum device as in the related art is eliminated. That is, after a coating film having an appropriate thickness is formed, the liquid crystal display substrates are bonded together in a vacuum apparatus, so that a liquid crystal display having a uniform gap can be easily manufactured.
[0028]
The method of manufacturing a liquid crystal display of the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display, in which a thin film material solution and a conductive material are applied to a substrate, wherein the step of arranging the substrate on a grounded table includes the steps of: A step of charging the thin film material solution and the conductive material by granulating the conductive material, and applying the charged thin film material solution and the charged conductive material to the substrate, The applying step is characterized in that a charged mask is disposed above the substrate, and the granular thin film material solution is applied to the substrate through the mask.
[0029]
According to such a method of manufacturing a liquid crystal display, a substrate with a conductive thin film having a low resistance value can be realized by the conductive film thus formed.
[0030]
The method of manufacturing a liquid crystal display of the present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display, in which a thin film material solution is applied to a substrate on which a pattern is formed, wherein the step of arranging the substrate on a grounded table; A step of charging the thin film material solution by granulating the solution, and a step of applying the charged thin film material solution to the substrate and the pattern, wherein the applying step includes: Is disposed above the substrate, and the granular thin film material solution is applied to the substrate through the mask.
[0031]
According to such a method of manufacturing a liquid crystal display, a flattening film is formed by granulating a thin film material solution and applying a charged granular thin film material solution to a step pattern formed on a surface of a substrate. It is. This makes it possible to uniformly form a high-quality thin film even when the surface of the substrate and the surface of the member have some irregularities.
[0032]
The substrate coating apparatus of the present invention is a substrate coating apparatus for applying a thin film material solution to a substrate to form a thin film, comprising: an atomizing generator for granulating the thin film material solution; and an electrostatic device for charging the thin film material solution. And a static electricity generating nozzle for applying a charged thin film material solution to the substrate, a charge amount sensor for detecting the charge amount of the thin film, and the thin film material based on data of the charge amount sensor. An electrostatic charge amount control device for setting an amount of charge to the solution, wherein a charged mask is disposed above the substrate, and the granular thin film material solution is applied to the substrate through the mask. And
[0033]
According to such an apparatus for coating a substrate, the charged thin film material solution is finely granular, and is further appropriately dispersed (without concentrating) on the surface of the substrate to fly. And a uniform thin film can be formed on a member for a liquid crystal display. In addition, the control means controls the thickness, quality and density of the coating by forming a thin film for a liquid crystal display on the surface of the substrate while controlling the amount of static electricity. Thus, it becomes possible to perform manufacturing control for forming various functional films.
[0034]
The atomization generator may have a plurality of nozzles for conveying the granular thin film material solution.
[0035]
According to the apparatus for coating a substrate, a plurality of nozzles are provided so that a granular thin film material solution can be simultaneously applied to different surfaces of the substrate. Thus, a thin film can be formed at a high speed.
[0036]
The method for manufacturing a surface illumination device of the present invention is a method for manufacturing a surface illumination device in which a reflection film solvent is applied to form a reflection film on a light guide plate, wherein the light guide plate is disposed on a grounded table, The step of charging the reflective film solvent by granulating the reflective film solvent, and the step of applying the charged reflective film solvent to the light guide plate, wherein the applying step is performed by charging. A mask is disposed above the substrate, and the granular thin film material solution is applied to the substrate through the mask.
[0037]
According to such a method of manufacturing a surface lighting device, such a thin film forming technique is applied, and applied to a surface lighting device having a light guide plate. Then, by controlling the amount of charge with respect to the particulate reflection film solvent, a reflection film having a density is formed on the surface of the light guide plate. Thereby, it has become possible to realize bright and uniform illumination in surface illumination. In addition, the method for coating a substrate, the apparatus for coating a substrate, the method for manufacturing a liquid crystal display, and the method for manufacturing a surface illumination device according to the present invention are inexpensive coating methods because they do not require mechanical precision because of non-contact coating methods. The device can be realized. Further, the solvent used in the photo-etching step becomes unnecessary, which is effective as a measure for preventing environmental destruction.
[0038]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0039]
(Example 1)
FIG. 1 is a sectional view showing the overall configuration of an embodiment of a substrate coating apparatus according to the present invention. Here, a case where a thin film for a liquid crystal display is formed on a substrate will be described as an example. In the figure, a solvent tank 4 filled with a thin film material solution 3 for a liquid crystal display is set in an atomization generator main body 2. The ultrasonic vibrator 1 is built in the atomization generator main body 2. The ultrasonic vibrator 1 vibrates from the time when the liquid crystal display thin film material solution 3 fills the upper surface of the ultrasonic vibrator 1, thereby generating a mist 5 of the liquid crystal display thin film material solution 3. Then, dry air or nitrogen gas or the like is applied from the outer peripheral side (in the direction of arrow A) of the atomization generator main body 2 to the blowing nozzle 7 penetrated through the atomization generator main body 2 so as to penetrate into the tube of the mist induction nozzle 6. Is blown, and the mist 5 of the thin film material solution 3 for a liquid crystal display is conveyed along the tube of the mist induction nozzle 6. A static electricity generation nozzle 20 is installed near the tip of the mist induction nozzle 6. When a control signal is sent from the static electricity amount control device 21 to the static electricity generating nozzle 20, static electricity is generated and the mist 5 of the thin film material solution 3 for a liquid crystal display is charged. At this time, since the liquid crystal display substrate table 14 to which the liquid crystal display substrate 12 is fixed is grounded, the fog 5 flies toward the liquid crystal display substrate 12 and It is applied and coated on the upper surface of. The coated film is heated by the heater 15 at the time of coating. The above is the basic configuration of the substrate coating method and apparatus of the present invention.
[0040]
FIG. 2 is a perspective view showing an example of an actual method of coating the substrate described in FIG. In this example, a method of forming a thin film by scanning in the XY directions on the surface of the liquid crystal display substrate 12 will be described.
[0041]
First, the fog induction nozzle 6 and the static electricity generation nozzle 20 are configured to be able to move at a constant speed in a direction (arrow Y direction) parallel to the atomization generator main body 2. On the other hand, the liquid crystal display substrate table 14 is configured to be able to move at a constant speed in a direction perpendicular to the atomization generator main body 2 (arrow X direction). Then, the coating film 23 is formed by appropriately moving the thin film material solution for a liquid crystal display device into mist-like particles by being charged in the electrostatic generation nozzle 20 and flying the mist. Here, by setting the gap between the tip of the static electricity generating nozzle 20 and the surface of the liquid crystal display substrate 12 at an appropriate distance, the surface quality of the liquid crystal display substrate 12 and the coating film thickness ± 1 % High quality film can be formed. The gap between the tip of the static electricity generation nozzle 20 and the surface of the liquid crystal display substrate 12 is preferably set at an interval of about 1 mm to 10 mm. Further, the size of the mist generated by the atomization generator main body 2 is preferably in the range of 500 ° to 1000 °.
[0042]
Next, a method of forming a pattern by charging a static electricity to the hollow pattern mask and causing fog to fly on the surface of the liquid crystal display substrate will be described.
[0043]
Referring again to FIG. 1, when forming the coating film 11, the mask 9 with the hollow pattern is set on the liquid crystal display substrate table 14 using the mask holding jig 10. Then, the mask 9 with the hollow pattern is charged by the voltage variable device 22. When the entire surface of the liquid crystal display substrate 12 or the coating film 11 having a plurality of arrays is formed, the atomization generator main body 2 is moved in a direction parallel to the static electricity generation nozzle 20 (arrow Y direction) The atomizing generator Y-axis moving motor 8 is moved at a constant speed by the atomizing generator sliding shaft 19. Further, the table 18 for the liquid crystal display substrate, which is mounted on the table main body 16 and the motor 18 for moving the table in the X direction, is mounted on the table main body 16 so that the table sliding shaft 17 and the liquid crystal display substrate The receiving portions 13 are connected and move at a constant speed in the arrow X direction. With such a configuration of the present apparatus, the photo-etching step in the step of manufacturing the liquid crystal display can be eliminated.
[0044]
FIGS. 3 and 4 are perspective views of a method of forming a mosaic pattern and a stripe pattern as an example of forming a thin film on a substrate using a hollow pattern mask having various shapes.
[0045]
A mask 25 with a hollow mosaic pattern or a mask 27 with a hollow stripe pattern charged by the voltage variable device 22 is provided, and a gap with the surface of the liquid crystal display substrate 12 is maintained at an appropriate distance. This distance may be in the range of 0.1 mm to 1 mm, and particularly preferably 0.1 mm. When the static electricity generating nozzle 20 is moved at a constant speed while blowing the mist of the thin film material solution for the liquid crystal display, and the substrate table 14 for the liquid crystal display is moved in the X direction, the mosaic pattern film 24 and the stripe pattern film 26 are formed. Can be formed. As a pattern size, a mosaic pattern thin film or a stripe pattern thin film having a minimum dot size of 80 μm and a film thickness of about 200 ° can be formed.
[0046]
Next, a method for uniformly forming a mist of a liquid crystal material solution for a liquid crystal display on the entire surface or a uniform pattern on the entire surface of the substrate for a liquid crystal display will be described. This method is a method of forming a thin film without moving the above-described atomization generator main body 2.
[0047]
FIG. 5 is a perspective view for explaining a method for uniformly forming a thin film of a thin film material solution for a liquid crystal display over the entire surface.
[0048]
In the figure, a wide-angle static electricity generation nozzle 28 having a dispersion nozzle 29 for uniformly dispersing the mist is provided at the tip of the mist induction nozzle 6. The wide-angle static electricity generation nozzle 28 charges static electricity in a range of −30 kv to −70 kv in a fixed state. The dispersion nozzle 29 is blown with N2 gas at a rate of 0.01 liter / minute to 1.5 liter / minute. The liquid crystal display substrate table 14 on which the liquid crystal display substrate 12 is set is moved in the direction of the arrow X, and is stopped at the lower part of the wide-angle static electricity generating nozzle 28 on the surface of the liquid crystal display substrate 12. The mist 5 of the thin film material solution is coated. When the liquid crystal display substrate table 14 is arbitrarily set to be stopped for coating, a coating thin film can be formed on the entire surface of the liquid crystal display substrate 12. The coating of the film thickness can be coated with an accuracy of ± 1%. In this example, when the liquid crystal display substrate 12 was stopped for 2 minutes to form a thin film, a uniform thin film could be formed in a thickness range of 0.5 μm to 0.6 μm.
[0049]
Next, FIGS. 6 and 7 are perspective views of a method for forming a thin film having a uniform pattern over the entire surface of the liquid crystal display substrate. FIG. 6 is a perspective view of a mosaic pattern, and FIG. 7 is a perspective view of a method of forming a stripe pattern. In this method, the entire surface of the liquid crystal display substrate 12 is coated with a mosaic pattern film 24 'and a stripe pattern film 26'. A mask 25 ′ with a hollow mosaic pattern or a mask 27 ′ with a hollow stripe pattern is provided below the wide-angle static electricity generating nozzle 28 with an appropriate gap therebetween. For the gap, for example, a hollow mask is set in a range of 0.1 mm to 1 mm with respect to the liquid crystal display substrate 12, and the liquid crystal display substrate table 14 is moved in the direction of arrow X, and the wide-angle static electricity generation nozzle 28 is moved. The surface of the liquid crystal display substrate 12 is coated with a mist of the liquid crystal display material thin film material solution while stopped at the lower part of the substrate. When the stop time of the liquid crystal display substrate table 14 is set arbitrarily and coating is performed, a mosaic pattern film 24 ′ or a stripe pattern film 26 ′ can be formed on the entire surface of the liquid crystal display substrate 12. The film thickness can be coated with an accuracy of ± 1% as described above. In addition, the mosaic pattern accuracy and the stripe pattern accuracy can be maintained at ± 5 μm or less, and the mosaic pattern group and the stripe pattern group can be formed with no blur. Thus, a thin film having excellent film quality characteristics could be formed.
[0050]
(Example 2)
In this embodiment, an alignment treatment method capable of forming fine grooves on the surface of a liquid crystal display substrate and a coating method of uniformly dispersing and fixing a gap forming material for a liquid crystal display will be described with reference to FIGS. . The basic configuration of the method and apparatus for coating a substrate according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. 1, so that only different parts are particularly shown, and illustration and description of other common parts are omitted. I do. Further, basic configurations of the third to sixth embodiments and other embodiments described below are the same as those shown in FIG. 1, and therefore, illustration and description of common parts are omitted as in the second embodiment. .
[0051]
FIG. 8 is a perspective view showing an embodiment of a method for performing an alignment treatment on the surface of the liquid crystal display substrate. In the drawing, a gas such as door lie air or nitrogen is intermittently flown from a blower nozzle to a mist 30 of an alignment film material solution for a liquid crystal display generated by an ultrasonic vibrator, so that the alignment for the liquid crystal display is changed. The mist 30 of the film material solution is intermittently conveyed through the mist induction nozzle and charged by the static electricity generation nozzle 20 provided at the outlet of the mist induction nozzle. Then, the charged fog 30 of the alignment film material solution for a liquid crystal display flies over the surface of the substrate 12 for a liquid crystal display and is applied thereon, thereby forming fine grooves 31. At this time, the shape and width of the fine groove 31 can be changed by changing a timer set value for intermittently flowing gas. As a result, the alignment strength of the liquid crystal can be controlled.
[0052]
In this embodiment, when the set value of the timer for intermittently flowing the gas was varied between about 0.01 m / sec and 0.05 m / sec, a groove 31 having a groove width of 100 ° to 500 ° was formed. When the set value of the timer was varied between about 0.1 m / sec and 1 m / sec, a groove 31 having a groove width of 1000 ° to 5000 ° could be formed. With such a configuration, the rubbing cleaning in the conventional liquid crystal display body manufacturing process can be eliminated, thereby improving the alignment quality and the display quality of the liquid crystal display.
[0053]
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a method of applying an alignment treatment and a gap forming material for a liquid crystal display uniformly on the surface of a substrate for a liquid crystal display at the same time. In the figure, a gap forming material 32 for a liquid crystal display is mixed in a solution for an alignment film material for a liquid crystal display. Then, the mist of the alignment film material solution 30 for the liquid crystal display and the mist of the gap forming material 32 for the liquid crystal display are charged by the static electricity generation nozzle 20, so that the gap forming material 32 for the liquid crystal display is uniformly dispersed. It can be applied to the surface of the liquid crystal display substrate 12 simultaneously with the fog of the liquid crystal display alignment film material solution 30. By forming a thin film by this method, it is possible to simultaneously form the alignment treatment, spray the gap for the liquid crystal display, and fix the gap material for the liquid crystal display.
[0054]
By carrying out this method, the steps of coating the alignment film, baking, rubbing, cleaning and spraying the gap material in the conventional liquid crystal display body manufacturing process can be manufactured in one step. In addition, since the gap material is not moved by the external vibration to the completed liquid crystal display, the display quality of the liquid crystal display is improved.
[0055]
(Example 3)
In this embodiment, a method of forming a fine mist of a liquid crystal group (collection of liquid crystals) on the surface of a substrate for a liquid crystal display and applying it by electrostatic charging and mixing a gap material for a liquid crystal display in the liquid crystal group. A method of applying the coating will be briefly described with reference to FIGS. 10 and 11.
[0056]
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a method of applying a liquid crystal group to the surface of the liquid crystal display substrate. In the figure, on the surface of the liquid crystal display substrate 12, fine grooves 31 have been formed in advance by the method described in the second embodiment (FIG. 8 or FIG. 9) and the alignment treatment has been performed. Then, the liquid crystal group 33 which is formed into a mist and is conveyed by the mist induction nozzle and further charged by the static electricity generation nozzle 20 is coated on the surface of the liquid crystal display substrate 12 to an arbitrary thickness. Thereafter, the liquid crystal display substrates are bonded together in a vacuum device to complete the liquid crystal display.
[0057]
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a method of mixing and applying a liquid crystal group and a gap material to the surface of a liquid crystal display substrate. In the figure, an arbitrary gap forming material 32 for a liquid crystal display is mixed in a liquid crystal group 33, and the liquid crystal group 33 and the gap forming material 32 for the liquid crystal display, which have been atomized by an ultrasonic vibrator, are mixed with an air flow or a gas. The mist is charged by an unillustrated static electricity generator, and the mist is made to fly while repelling the gap material, so that the mist is applied to the surface of the liquid crystal display substrate 12. When the film thickness reaches an arbitrary value, the liquid crystal display substrates are bonded together in a vacuum device.
[0058]
By performing this method, it is not necessary to perform the operation of injecting a liquid crystal group into an empty cell in which liquid crystal display glass members are bonded to each other in a vacuum device as in the related art. Liquid crystal display can be manufactured.
[0059]
Next, a method for applying a gap material forming material for a liquid crystal display to a predetermined position on the surface of a substrate for a liquid crystal display will be described.
[0060]
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a method of applying a gap material forming material to a predetermined position on the surface of the liquid crystal display substrate. In the figure, fine grooves 31 are formed on the surface of the liquid crystal display substrate 12 in advance, and are subjected to an alignment treatment. Here, the mask 9 with the hollow pattern is charged using the voltage variable device 34. Then, the gap forming material 32 for a liquid crystal display is mixed with a volatile solvent or pure water, and is transported in a mist state. Then, the volatile solvent or pure water is volatilized and charged by the static electricity generating nozzle 20, so that only the gap forming material 32 for the liquid crystal display repels and disperses, passes through the mask 9 with the hollow pattern, and flies. Then, it is dropped and coated on the surface of the liquid crystal display substrate 12.
[0061]
By performing this method, the gap material forming material can be applied to the surface of the liquid crystal display substrate at regular intervals. In addition, by arranging the hollow pattern mask in consideration of the positions of the pixels of the liquid crystal display substrate, the gap material forming material can be applied to portions other than the pixels of the liquid crystal display substrate. By the above method, the display quality of the liquid crystal display is improved, and a display with good contrast can be provided by the coating method in which the gap material is not formed in the display pixel.
[0062]
(Example 4)
Example 1 In this example, a method of forming a conductive film on the surface of a substrate for a liquid crystal display using a mixture of conductive particles in a thin film material solution for a liquid crystal display will be described.
[0063]
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a method of forming a conductive thin film on the surface of a liquid crystal display substrate. In the figure, the conductive particles 38 are mixed into a special solution of a thin film material for a liquid crystal display to prepare a volatilization preventing liquid. The volatilization preventing liquid can control the film quality of the special solution of the thin film material for a liquid crystal display. The liquid thin film material special solution 37 for the liquid crystal display, which has been atomized by the atomization generator main body, is charged by the static electricity generation nozzle 20 and is coated with the conductive particles 38 on the surface of the liquid crystal display substrate 12 in a thin film. At least two or more electrode probes 35 are brought into contact with each of the electrode patterns 39 formed in advance on the surface of the liquid crystal display substrate 12, and a voltage is applied by a voltage control device 36 to reduce the amount of fog applied. Control. The conductive thin film 40 can be formed by baking with a heater (not shown) provided on the liquid crystal display substrate table 14 simultaneously with the application.
[0064]
By performing this method, a substrate for a liquid crystal display with a conductive thin film having a low resistance value can be realized.
[0065]
(Example 5)
In this embodiment, a method of flattening a surface in which a step pattern is formed in advance on the surface of a liquid crystal display substrate will be described.
[0066]
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a method of flattening the surface of the liquid crystal display substrate. In the figure, it is assumed that a step pattern 43 is previously formed on the surface of the liquid crystal display substrate 12 by a process such as photoetching. Here, a mixture of the liquid crystal display flattening solution 41 and the volatilization preventing liquid is atomized by the atomization generator main body, and further charged by the static electricity generation nozzle 20. The charged fog is applied onto the step pattern 43 on the surface of the liquid crystal display substrate 12, whereby a flattening film 42 can be formed on the surface of the step pattern 43.
[0067]
By performing this method, a flattening film in sub-micron units can be formed, so that the gap of the liquid crystal display becomes uniform, and the gradation of the liquid crystal display device can be displayed with high definition. In the present embodiment, when the step pattern 43 on the surface of the liquid crystal display substrate 12 has a step of 0.5 μm to 1.5 μm, the liquid crystal display planarization solution 41 and the volatilization prevention liquid are formed by this method. Was sprayed into a mist, electrostatically charged, and coated on the step pattern 43. As a result, a flattening film having a flatness in the range of approximately 80 ° to 100 ° could be formed.
[0068]
(Example 6)
In this embodiment, it will be described that the reflection film of the light guide plate of the surface illumination for the liquid crystal display device can be made light and dark by controlling the amount of electrostatic charge.
[0069]
FIG. 15 is a perspective view showing a method for realizing the shading of the reflection film of the light guide plate of the surface illumination device for a liquid crystal display device according to the present invention. In the figure, a solvent 44 containing particles for a reflective film is diluted with a diluent to form a solution having a viscosity of several tens of cps. The charged fog is applied on the light guide plate 45. At this time, by applying the static electricity amount to the light guide plate 45 while varying the static electricity charge amount from −60 kv to −10 kv, the density of the reflection film 46 can be realized.
[0070]
FIG. 16 is a cross-sectional view of a surface illumination device for a liquid crystal display device incorporating the gray-scale light guide plate 45 realized by using the method shown in FIG. In the figure, a light beam generated by a light source 49 is guided into a light guide plate 45 directly or via a mirror 48. The light beam that has traveled into the light guide plate 45 is refracted inside the light guide plate 45, is reflected by the reflection film 46 formed in density, and is guided to the light collection film 47. At this time, since the reflection film 46 is formed thicker as the distance from the light source 49 increases, the amount of reflected light changes according to the distance from the light source, and the reflection film far away from the light source reflects many rays. become. As a result, the surface illumination can be made uniform.
[0071]
FIG. 17 shows luminance measurement data of the surface illumination device for a liquid crystal display by this shading. The luminance data 50 has an average luminance of 500 nits or more, and the in-plane luminance distribution is ± 2% or less. By performing this method on a light guide plate, a bright and uniform surface illumination can be performed as a surface illumination device for a liquid crystal display device. Further, members for flattening the luminance, such as a diffusion film and a condensing film, which are conventionally used, become unnecessary.
[0072]
(Other Examples)
In this embodiment, after the liquid crystal display device thin film material solution (or paint) is atomized, the surface of the liquid crystal display substrate (or the liquid crystal display member) is controlled while controlling the amount of static electricity to be charged. An apparatus for forming a thin film will be described.
[0073]
FIG. 18 is a view showing an embodiment of a control system (control means) of the substrate coating apparatus according to the present invention. In the figure, the fog generated by the atomization generation unit 51 is configured to be conveyed to the electrostatic generation nozzle 20 and further configured to be charged by the static generation nozzle 20 and applied to the substrate 12. I have. This is a configuration common to many embodiments described above.
[0074]
Here, the substrate coating apparatus is controlled by the personal computer 54. The static electricity amount control device 21 that determines the charge amount for fog is connected to a personal computer 54 via a voltage variable device 52 constituted by a D / A converter or the like, and can generate an arbitrary voltage within a predetermined range. . First, a voltage change command is issued from the personal computer 54 to the voltage changing device 52, a predetermined static electricity is generated, the fog is charged, and a thin film is formed on the substrate. The state of the thin film formed on the substrate is detected by a plurality of charge amount sensors 56 provided on the back surface of the substrate 12 and input to the personal computer 54 via the I / O unit 55. The personal computer 54 controls the static electricity amount control device 21 based on the input data and operates to form a desired thin film.
[0075]
Such a program for controlling the amount of static electricity is filed in the data storage device 53, and can store various procedures and methods for forming a coating film. With this system configuration, it is possible to control the film thickness, film quality, and density of the coating, and it is possible to perform manufacturing management for forming various functional films.
[0076]
Next, a description will be given of an apparatus for uniformly coating a plurality of surfaces (both surfaces, step surfaces, end portions, etc.) of a liquid crystal display substrate.
[0077]
FIG. 19 is a sectional view of the double-sided coating apparatus. In the figure, a fog 5 of a liquid material for a different type of liquid crystal display is coated on both sides of the front and back surfaces of a substrate 12 for a liquid crystal display. This can be performed by moving the two static electricity generation nozzles 20 in parallel and at right angles (in the direction of the arrow shown in FIG. 19) with respect to the liquid crystal display substrate 12 by the static electricity amount control device 21. By carrying out this method, simultaneous pattern formation on both surfaces can be performed.
[0078]
The method for coating a substrate according to the present invention is a coating method for uniformly forming an inorganic or organic thin film on a substrate processed into an arbitrary shape other than a substrate for a liquid crystal display (a substrate having a hollow shape, etc.) or a side surface thereof. Is also applicable. Here, an example in which the present invention is applied to a process for forming an electrode film of a quartz oscillator will be described.
[0079]
FIG. 20 is a perspective view of a forming method in which a solvent is atomized and uniformly applied to the surface and side surfaces of a substrate having a hollow shape. By atomizing an organic material solution (photosensitive resist) and charging the fine mist 30 with the static electricity generation nozzle 20, the surface and the side surfaces of the quartz substrate 57 can be applied. By using this method, it is possible to easily form a thin film on a substrate formed in an arbitrary shape in addition to a conventional flat substrate.
[0080]
As a solution to be charged in the form of a mist, an inorganic material solution (for example, a solution containing ceramic particles) or the like can be used to easily form a thin film on the quartz substrate 57.
[0081]
Further, even in a film forming process other than the manufacturing process for forming the electrode film of the crystal unit described above, a thin film can be formed by the substrate coating method and apparatus of the present invention.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
[0083]
According to the first and twelfth aspects of the present invention, the charged fog is finely granular, and is further appropriately dispersed (without concentrating) on the surface of the substrate. A uniform thin film can be formed on the surface of a body substrate or a member for a liquid crystal display. Further, according to the third aspect of the invention, a high-quality uniform thin film can be easily formed.
[0084]
According to the second and thirteenth aspects of the invention, a thin film pattern for a liquid crystal display having an arbitrary shape can be formed by using a mask with a hollow pattern of an arbitrary shape. The photo-etching step, which is a method, can be eliminated. Therefore, a substrate with a thin film for a liquid crystal display and a member with a coating film for a liquid crystal display can be manufactured with a simple process design, and the yield and cost of the liquid crystal display can be improved. Furthermore, according to the fourth aspect of the invention, it is possible to easily form a regular pattern.
[0085]
According to the fifth aspect of the present invention, the liquid crystal can be easily aligned. This makes it possible to eliminate the rubbing cleaning in the conventional liquid crystal display body manufacturing process, thereby improving the alignment quality and the display quality of the liquid crystal display.
[0086]
According to the sixth aspect of the present invention, the alignment of the liquid crystal can be performed, and the operation of uniformly dispersing and fixing the gap forming material for the liquid crystal display can be performed at the same time. Thus, all the steps of coating, baking, rubbing, cleaning and spraying the gap material in the conventional liquid crystal display body manufacturing process can be realized in only one process. As a result, the productivity of the liquid crystal display can be greatly improved. In addition, since the gap material is not moved by the external vibration to the completed liquid crystal display, the display quality of the liquid crystal display is improved.
[0087]
According to the seventh aspect of the present invention, since the operation of injecting the liquid crystal group into the empty cell in which the liquid crystal display glass members are bonded in the vacuum device as in the related art is eliminated, the gap can be easily made uniform. A liquid crystal display can be manufactured.
[0088]
According to the eighth aspect of the present invention, the gap material forming material can be applied at regular intervals or at places other than the pixels of the liquid crystal display substrate. As a result, the display quality of the liquid crystal display is improved, and a display with good contrast can be provided by the coating method in which there is no gap material forming material in the display pixel.
[0089]
According to the ninth aspect, a substrate for a liquid crystal display with a conductive thin film having a low resistance value can be realized.
[0090]
According to the tenth aspect, a flattening film can be formed on the surface of the substrate. This makes it possible to uniformly form a high-quality thin film even when the surface of the liquid crystal display substrate and the liquid crystal display member have some uneven surfaces.
[0091]
According to the fifteenth aspect, by providing a plurality of nozzles, it is possible to simultaneously apply fog to different surfaces of the substrate. Thus, a thin film can be formed at a high speed.
[0092]
According to the sixteenth aspect of the present invention, the control means controls the thickness, quality, and density of the coating by forming the liquid crystal display thin film on the surface of the substrate while controlling the amount of static electricity. be able to. Thus, it becomes possible to perform manufacturing control for forming various functional films.
[0093]
According to the seventeenth aspect of the present invention, a high-quality crystal substrate can be formed by applying the atomized resist solution for forming an electrode for a crystal resonator to the surface and side surfaces of the crystal substrate. .
[0094]
Further, according to the eighteenth aspect of the present invention, it is possible to obtain a surface illumination device for a liquid crystal display device capable of realizing a bright and uniform illumination in the surface illumination by applying such a thin film forming technique. Can be.
[0095]
In addition, the method and apparatus for coating a substrate of the present invention do not require mechanical precision because of the non-contact coating method, so that an inexpensive coating apparatus can be realized. Further, the solvent used in the photo-etching step becomes unnecessary, which is effective as a measure for preventing environmental destruction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an overall configuration showing one embodiment of a substrate coating apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a typical example of performing coating by moving a substrate or a nozzle.
FIG. 3 is a perspective view showing one embodiment of a method for forming a mosaic pattern using a mask.
FIG. 4 is a perspective view showing one embodiment of a method of forming a stripe pattern using a mask.
FIG. 5 is a perspective view showing one embodiment of a method for forming a uniform thin film on the entire surface.
FIG. 6 is a perspective view showing one embodiment of a method for forming a mosaic pattern over the entire surface using a mask.
FIG. 7 is a perspective view showing one embodiment of a method for forming a stripe pattern over the entire surface using a mask.
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a coating method for performing a liquid crystal alignment treatment.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a method of aligning liquid crystal and uniformly dispersing a gap forming material for a liquid crystal display and applying the same at the same time.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a method of applying a liquid crystal group.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a method of mixing and applying a liquid crystal group and a gap material.
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an example of a method of applying a gap material forming material to a predetermined position on a substrate.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an example of a method for forming a conductive thin film.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example of a method of flattening the surface of a liquid crystal display substrate on which a step pattern is formed.
FIG. 15 is a perspective view showing one embodiment of a method for shading the reflection plate of the light guide plate in the surface illumination device for a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of the surface lighting device for a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 17 is a luminance measurement graph of the surface illumination device for a liquid crystal display device of FIG. 16;
FIG. 18 is a view showing one embodiment of a control system of a substrate coating apparatus of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing an example of a double-side coating device.
FIG. 20 is a perspective view showing one embodiment of a method for coating a quartz substrate (a substrate having a hollow shape).
[Explanation of symbols]
1 Ultrasonic transducer
2 Atomization generator body
3 Thin film material solution for liquid crystal display
4 Solvent tank
5 Mist of thin film material solution for liquid crystal display film
6 Fog induction nozzle
7 Blast nozzle
8 Atomizing generator Y direction moving motor
9 Mask with hollow pattern
10 Mask holding jig
11,23 Coating film
12 Substrate for liquid crystal display
13 Table receiving part for liquid crystal display substrate
14 Table for liquid crystal display substrate
15 heater
16 Table body
17 Table sliding shaft
18 Motor for X direction movement of table for liquid crystal display substrate
19 Atomizing generator sliding shaft
20 Static electricity generation nozzle
21 Static electricity amount control device
22, 34 Voltage variable device
24, 24 'mosaic pattern film
25, 25 'Mask with hollow mosaic pattern
26, 26 'stripe pattern film
27, 27 'Mask with hollow stripe pattern
28 Wide-angle static electricity generation nozzle
29 Dispersion nozzle
30 Mist of alignment layer material solution for liquid crystal display
31 Fine grooves
32 Gap forming material for liquid crystal display
33 LCD group
35 electrode probe
36 Voltage control device
37 Special Solutions for Thin Film Materials for Liquid Crystal Displays
38 conductive particles
39 electrode pattern
40 Conductive thin film
41 Flattening solution for liquid crystal display
42 Flattening film
43 Step pattern
44 Solvent with reflective film particles
45 Light guide plate
46 Reflective film
47 Light collection film
48 mirror
49 light source
50 brightness data
51 Atomization generation unit
52 Voltage variable device
53 Data Storage
54 PC
55 IO unit
56 Charge amount sensor
57 Crystal substrate

Claims

In a substrate coating method of applying a thin film material solution to a substrate,
Placing the substrate on a grounded table;
A step of charging the thin film material solution by granulating the thin film material solution,
Applying the charged thin film material solution to the substrate,
The method of coating a substrate, wherein in the applying step, a charged mask is disposed above the substrate, and the granular thin film material solution is applied to the substrate through the mask.

2. The method according to claim 1, wherein the granular thin film material solution is transported using a gas, and the gas is intermittently flowed.

In a method of manufacturing a liquid crystal display body by applying a thin film material solution to a substrate,
Placing the substrate on a grounded table;
A step of charging the thin film material solution by granulating the thin film material solution,
Applying the charged thin film material solution to the substrate,
The method of manufacturing a liquid crystal display, wherein the applying step includes disposing a charged mask on the substrate and applying the granular thin film material solution to the substrate through the mask.

In a method of manufacturing a liquid crystal display body coating a thin film material solution and a gap forming material on a substrate,
Placing the substrate on a grounded table;
Charging the thin film material solution and the gap forming material by granulating the thin film material solution and the gap forming material, respectively;
Applying the charged thin film material solution and the charged gap forming material to the substrate,
The applying step includes disposing a charged mask above the substrate, and applying at least one of the granular thin film material solution and the granular gap forming material to the substrate through the mask. Of manufacturing liquid crystal display.

In a method of manufacturing a liquid crystal display body for applying a liquid crystal and a gap forming material to a substrate,
Placing the substrate on a grounded table;
Charging the liquid crystal and the gap forming material by granulating the liquid crystal and the gap forming material, respectively;
Applying the charged liquid crystal and the charged gap forming material to the substrate,
The method of manufacturing a liquid crystal display, wherein the applying step includes disposing a charged mask above the substrate and applying the granular gap forming material to the substrate through the mask.

In a method of manufacturing a liquid crystal display body by applying a thin film material solution and a conductive material to a substrate,
Placing the substrate on a grounded table;
Charging the thin film material solution and the conductive material by granulating the thin film material solution and the conductive material, respectively;
Applying the charged thin film material solution and the charged conductive material to the substrate,
The method of manufacturing a liquid crystal display, wherein the applying step includes disposing a charged mask on the substrate and applying the granular thin film material solution to the substrate through the mask.

In a method of manufacturing a liquid crystal display body by applying a thin film material solution to a substrate on which a pattern is formed,
Placing the substrate on a grounded table;
A step of charging the thin film material solution by granulating the thin film material solution,
Applying the charged thin film material solution to the substrate and the pattern,
The method of manufacturing a liquid crystal display, wherein the applying step includes disposing a charged mask on the substrate and applying the granular thin film material solution to the substrate through the mask.

In a substrate coating apparatus for forming a thin film by applying a thin film material solution to the substrate,
An atomization generator for granulating the thin film material solution,
A static electricity generating nozzle that generates static electricity for charging the thin film material solution, and applies the charged thin film material solution to the substrate;
A charge amount sensor for detecting the charge amount of the thin film,
Based on the data of the charge amount sensor, a static electricity amount control device that sets the charge amount to the thin film material solution,
An apparatus for coating a substrate, wherein a charged mask is disposed above the substrate, and the granular thin film material solution is applied to the substrate through the mask.

9. The apparatus for coating a substrate according to claim 8, wherein the atomization generator includes a plurality of nozzles for conveying the granular thin film material solution.

In a method of manufacturing a surface illumination device for forming a reflective film on a light guide plate by applying a reflective film solvent,
Arranging the light guide plate on a grounded table;
A step of charging the reflective film solvent by granulating the reflective film solvent,
Applying the charged reflective film solvent to the light guide plate,
The method of manufacturing a surface illumination device, wherein in the applying step, a charged mask is disposed above the substrate, and the granular thin film material solution is applied to the substrate through the mask.