JP3169969B2

JP3169969B2 - 基板に微粒子を散布する方法

Info

Publication number: JP3169969B2
Application number: JP41387990A
Authority: JP
Inventors: 通郎小松; 喜凡田中; 豊光尾; 清長野; 正和今村; 広泰西田
Original assignee: 触媒化成工業株式会社
Priority date: 1990-12-26
Filing date: 1990-12-26
Publication date: 2001-05-28
Anticipated expiration: 2016-05-28
Also published as: JPH04223443A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板等の物体表面に、圧
縮気体を用いて微粒子を散布する方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶用セルには、スペーサー材と
して使用される微粒子を基板上に均一に単分散させるこ
とが求められており、このような散布方法として、微粒
子を気体と共に乾式散布する方法が知られている。例え
ば、特開昭６４−８８４３０号公報には、圧縮ガスをノ
ズルから噴出させ、その時に発生する負圧を利用して、
スペーサー材を吸引し、該スペーサー材を噴出口より、
基板上に散布する方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の乾式散布方法を
用いて微粒子を散布すると、微粒子が相互に摩擦し合っ
たり、或いは微粒子が散布室等の器壁に接触して、帯電
するので、これらの微粒子を、例えば、ＩＴＯ等により
透明電極のパターンが表面に描かれたガラス基板上に散
布すると、スペーサー微粒子の散布密度にむらが生じる
ことになる。本発明者等は上記の問題点について、鋭意
研究した結果、上記散布密度のむらは、ガラス基板上に
導電性部分と絶縁性部分が区画されて形成されているこ
とにより、前記基板が有する表面抵抗が不均一になって
いるために生ずる現象であることに着目して、本発明を
完成するに到ったものである。

【０００４】即ち、本発明の目的は、表面抵抗が不均一
な基板に対しても、微粒子の散布密度の差が生じないよ
うに、微粒子を均一に単分散させることができる微粒子
の散布方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電場または磁場を作用させない空間内に
おいて、平板上に表面抵抗が不均一な基板を載置し、該
基板表面に圧縮気体を用いて微粒子を乾式散布する方法
において、前記平板を導体材料により構成すると共に、
該平板の表面積を前記基板の表面積と同等又はそれ以上
とすることによって課題を解決したものである。

【０００６】

【作用】散布される微粒子は基板に到達する前の段階
で、散布室等の器壁に接触したり、あるいは微粒子相互
に衝突するので、正または負に帯電する。帯電した微粒
子が、部分的に表面抵抗に差のある基板上に散布される
と、基板上の導電性部分に落下した微粒子は、この帯電
した微粒子の電荷が広範囲に広がり、見かけ上帯電しな
い状態となるのに対し、絶縁性部分に落下した微粒子
は、帯電した状態で存在することになる。そのため、後
から落下する帯電した微粒子は不均一な電荷の影響を受
けて、微粒子の散布密度にむらが生じるものと思われ
る。

【０００７】本発明では、当該基板の底面は導電性の平
板と接触しているので、絶縁性部分に落下した帯電した
微粒子は、底面の導電性の平板に放電して電荷を失い、
最初に落下した基板上の微粒子の電荷が見かけ上均一化
されるために、基板上の導電性部分と絶縁性部分に、散
布密度のばらつきが生じない。

【０００８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を説明する。図１は、本発明に係る微粒子の散布方法を
実施する装置を、部分縦断側面図を以て示したものであ
り、同図の上部には、微粒子の定量供給装置１０が示さ
れており、同装置１０は倒置円錐形のホッパー１１とそ
の下部に固着された二方コック２０とから構成され、ホ
ッパー１１内には撹拌機１２が設置されている。

【０００９】二方コック２０は、上下方向に微粒子通路
２２を有するコック本体２１と、同通路２２に対して直
交して回動する栓２５によって構成されている。２６は
栓２５の外周上、ホッパー１１の送給口１３と対向する
位置に形成された閉塞穴であり、送給口１３の大きさや
微粒子の供給量に応じて、適宜の大きさと深さに設定す
る。２７は閉塞穴２６と連通して、栓２５に形成された
気体流路であり、作動用気体の吸引ライン３１と加圧ラ
イン３２とに接続される。この実施例では三方弁３３を
切り替えることによって、吸引ライン３１と加圧ライン
３２とが気体流路２７に連通するようになっている。ま
た、閉塞穴２６と気体流路２７の間には、微粒子が通過
できない程度の細孔からなる金属製のスクリーン２８が
設けられている。

【００１０】分散室４０は円筒形状であり、上部に微粒
子導入口４１、下部に微粒子噴出口４２を備えており、
微粒子導入口４１は二方コック本体２１の微粒子通路２
２と接続されている。分散室４０内の、微粒子導入口４
１に対向する位置には衝突体４３を近接して設け、同衝
突体４３は適宜の支持手段（図示せず）によって分散室
４０内に固着されている。更に、加圧ライン３２から弁
４４を介して圧縮空気用の散気管４５を延長し、この散
気管４５の先端部を分散室４０内の衝突体４３の近傍に
配設する。微粒子噴出口４２には、先端部を曲げた散布
ノズル４７が接続されており、同ノズル４７は、回転手
段４８によりノズル４７の先端が水平面を円運動するよ
うに構成されている。ノズル４７の曲げ角度は、垂直方
向に対して３０度以下であることが好ましく、ノズル４
７の散布時の回転数は、１〜１０回／秒程度が適当であ
る。

【００１１】散布ノズル４７の先端部は、散布される微
粒子の飛散を防止するために箱型に形成した散布室５０
内の頂部に開口している。散布室５０内の下部には水平
方向に移動可能なグリッド５２が設けられ、このグリッ
ド５２の上に、導体材料からなる平板５３が固定され、
更に、その上に基板５４が載置されている。平板５３に
は、銅、ステンレス等の金属性導体材料、あるいは、絶
縁体の表面に導電性物質を塗布したものを用いることが
できる。平板５３の表面積は、当該平板５３と基板５４
との接触面積と同等か、又はそれ以上であることが必要
である。平板５３の表面積が、平板５３と基板５４との
接触面積よりも小さい場合には、基板５４上の接触部分
と非接触部分との間で微粒子の散布密度に差異が生じる
ので、好ましくない。

【００１２】平板５３の別の態様として、グリッド５２
と平板５３を一体に構成することも可能である。即ち、
グリッド５２が基板５４と接触する部分を平板状とし、
かつ、同グリッド５２のそれ以外の部分に格子を形成す
るような態様である。符号４９と５５は、分散室４０と
散布室５０にそれぞれ設けたアースであり、英字符号Ｄ
は駆動機を示している。

【００１３】次に、この実施例の作用を説明する。ホッ
パー１１内には、シリカまたはポリスチレン系樹脂から
なるスペーサー微粒子１５が、撹拌機１２で十分に混合
されて収容されている。駆動機Ｄにより栓２５を半回転
させ、栓２５の閉塞穴２６とホッパー１１の送給口１３
とを対向させることにより、閉塞穴２６内にホッパー１
１内の微粒子１５の一部を充填する。その後、三方弁３
３を切り替えて気体流路２７を吸引ラインと接続すれ
ば、閉塞穴２６内には一定量の微粒子が密に充填され
る。吸引による減圧に格別の制限はないが、例えば、−
５０〜５００mmＨｇ程度の範囲で一定の減圧に保つこと
が好ましい。

【００１４】次に、栓２５を再び半回転し、閉塞穴２６
を二方コック２０の微粒子通路２２と連通させ、ほぼ同
時に、三方弁３３を切り替えて気体流路２７を加圧ライ
ン３２と接続すると、閉塞穴２６内の微粒子は、圧縮空
気または高圧窒素ガス等に同伴されて微粒子通路２２を
経て分散室４０内に全量送給される。上記操作を繰り返
すことにより、微粒子が連続的かつ定量的に供給され
る。分散室４０内に導入された微粒子は衝突体４３に衝
突し、静電気力又はファン・デル・ワールス力等により
凝集又は塊合していた微粒子も個々の粒子に分離して単
分散状態となる。

【００１５】更に、散気管４５からの圧縮空気または高
圧窒素ガス等の噴出力によって、前記微粒子は単粒子の
飛散状態となり、この微粒子を同伴した気体は微粒子噴
出口４２に接続された散布ノズル４７を経て、散布室５
０内に入る。前記微粒子を同伴した気体は散布室５０内
で圧力が急激に低下して膨張し、この結果、単分散状態
の微粒子は更に拡散し、散布室５０内を層流となって降
下してゆく。上記過程において、微粒子は分散室４０お
よび散布室５０等の器壁に接触したり、あるいは微粒子
相互に衝突するので、正または負に帯電する。例えば、
シリカ微粒子の場合はマイナスに、ポリスチレン系樹脂
の微粒子の場合はプラスに帯電する。

【００１６】一方、ＩＴＯ等により透明電極のパターン
が表面に描かれたガラス基板５４上には、透明電極に相
当する導電性部分とガラス基板５４の材料である絶縁性
部分とが形成され、その表面抵抗が不均一となってい
る。そこで、前記の帯電した微粒子が基板５４上に散布
されると、微粒子は導電性部分では帯電されないのに対
して、絶縁性部分では強く帯電された状態のままであ
る。このために、基板表面の帯電状態により、微粒子が
集合し易い部分と、そうでない部分とが生じて、後から
落下してきた微粒子の散布密度にむらが生じる可能性が
ある。

【００１７】しかしながら、本発明では基板５４の底面
が導電性の平板５３と接触しているので、帯電した微粒
子は放電して電荷を失い、基板５４上の微粒子の電荷が
見かけ上均一化されるために、導電性部分と絶縁性部分
に散布密度のばらつきが生じない。散布室５０内に導入
された気体は、基板５４上に乗らなかった微粒子ととも
にグリッド５２を通過して外部に出るが、この微粒子は
回収して再度使用することができる。なお、微粒子の散
布密度は、散布ノズル４７と基板５４間の距離、散布操
作の繰り返し回数、閉塞穴２６の容積などを変更するこ
とにより制御することができる。

【００１８】〔実施例１〕図１に示した装置を用いて、
平均粒径６．３μｍのシリカ微粒子を、３０cm×３０cm
サイズのステンレス製の平板上に載置した３０cm×３０
cmサイズの配向膜カラーフィルター付きのガラス基板上
に散布した。散布条件としては、シリカ微粒子の散布量
は０．１５ｇ、空気使用量は１５リットル、散布時間は
２秒であった。そのときの散布結果を表１に示す。

【００１９】〔比較例〕実施例１において、配向膜カラ
ーフィルター付きのガラス基板の下に、ステンレス製の
平板を敷かなかったこと以外は実施例１と全く同様にし
て、シリカ微粒子を散布した。そのときの散布結果を表
１に示す。

【００２０】〔実施例２〕実施例１において、ステンレ
ス製の平板の代わりに５０cm×５０cmサイズの銅板を使
用し、実施例１と同じ散布条件で、５０cm×５０cmサイ
ズの配向膜カラーフィルター付きのガラス基板上にシリ
カ微粒子を散布した。そのときの散布結果を表１に示
す。

【００２１】

【表１】

【００２２】表１から、本発明の方法により微粒子を散
布すると、ガラス基板上には微粒子が均一に分散され、
散布密度のばらつきが小さいことが分かる。

【００２３】

【発明の効果】本発明方法によれば、表面抵抗が不均一
な基板に対しても、微粒子の散布密度の差が生じないよ
うに、微粒子を均一に単分散させることができるという
効果を有する。従って、透明電極のパターンが表面に描
かれたガラス基板、配向膜カラーフィルター付きのガラ
ス基板等、液晶用セルに用いられるガラス基板上にスペ
ーサー微粒子を散布する方法として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る微粒子の散布方法を実施する装置
の一実施例を示す部分縦断側面図である。

【符号の説明】

１０定量供給装置１１ホッパー２０２方弁４０分散室５０散布室５２グリッド５３平板５４基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者光尾豊福岡県北九州市若松区北湊町13−２触媒化成工業株式会社若松工場内 (72)発明者長野清福岡県北九州市若松区北湊町13−２触媒化成工業株式会社若松工場内 (72)発明者今村正和福岡県北九州市若松区北湊町13−２触媒化成工業株式会社若松工場内 (72)発明者西田広泰福岡県北九州市若松区北湊町13−２触媒化成工業株式会社若松工場内 (56)参考文献特開平２−262623（ＪＰ，Ａ) 特開平１−225919（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−266426（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電場または磁場を作用させない空間内に
おいて、平板上に表面抵抗が不均一な基板を載置し、該
基板表面に圧縮気体を用いて微粒子を乾式散布する方法
において、前記平板を導体材料により構成すると共に、
該平板の表面積を前記基板の表面積と同等又はそれ以上
とすることを特徴とする基板に微粒子を散布する方法。