JP3404444B2 - 液晶表示素子基板へのスペーサ粒子散布方法及び散布用ジグ板及び散布装置 - Google Patents
液晶表示素子基板へのスペーサ粒子散布方法及び散布用ジグ板及び散布装置Info
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
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- G02F1/13392—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers dispersed on the cell substrate, e.g. spherical particles, microfibres
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の製
造工程において、液晶表示素子基板上にスペーサ粒子を
配置するスペーサ粒子散布方法、及び、その散布方法に
おいて使用する散布用ジグ板、及び、散布装置に関す
る。
造工程において、液晶表示素子基板上にスペーサ粒子を
配置するスペーサ粒子散布方法、及び、その散布方法に
おいて使用する散布用ジグ板、及び、散布装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶パネルの製造工程において
は、液晶表示素子基板にスペーサ粒子を散布して、液晶
ギャップの形成を行っている。このスペーサ粒子の散布
方法としては、大別して２つの方式（第１の方式、第２
の方式）がある。
は、液晶表示素子基板にスペーサ粒子を散布して、液晶
ギャップの形成を行っている。このスペーサ粒子の散布
方法としては、大別して２つの方式（第１の方式、第２
の方式）がある。
【０００３】図１６は、第１の方式のスペーサ散布方式
を説明する図である。この方式では、ビーカ１０１内で
フロンガスやアルコール等の溶剤１０２にスペーサ粒子
１０３を混合し、この溶液をスプレーノズル１０４を用
いてスペーサ散布装置のチャンバ１０５内に霧状に噴射
する。霧状に噴出された分散液は、チャンバ側壁に設け
られたヒータ１０６により加熱されて、溶剤だけが蒸発
し、スペーサ粒子１０３だけが液晶表示素子基板１００
上に降下する。
を説明する図である。この方式では、ビーカ１０１内で
フロンガスやアルコール等の溶剤１０２にスペーサ粒子
１０３を混合し、この溶液をスプレーノズル１０４を用
いてスペーサ散布装置のチャンバ１０５内に霧状に噴射
する。霧状に噴出された分散液は、チャンバ側壁に設け
られたヒータ１０６により加熱されて、溶剤だけが蒸発
し、スペーサ粒子１０３だけが液晶表示素子基板１００
上に降下する。
【０００４】図１７は、第２の方式のスペーサ散布方式
を説明する図である。ここでは、図１７に示すように２
〜５ｋｇ／ｃｍ2の圧力ガスでスペーサを圧送・噴出さ
せることにより、液晶表示素子基板の表面にスペーサ粒
子を被着させる。一般的に、この方式で用いられる装置
は、スペーサ粒子の秤量用、圧送用、撹拌用のガス管系
統から構成されている。スペーサ粒子の散布は以下のよ
うにして行う。まず、スペーサ粒子が秤量部１１０で秤
量され、ブローによりマニホールド１１１を介して圧送
配管内に送られる。次に、圧送用のガスでノズル１１２
まで圧送され、ノズル１１２でガスタンク１１３内の撹
拌ガスと合流し、チャンバ１０５内に噴出し、液晶表示
素子基板１００上に降下させる。
を説明する図である。ここでは、図１７に示すように２
〜５ｋｇ／ｃｍ2の圧力ガスでスペーサを圧送・噴出さ
せることにより、液晶表示素子基板の表面にスペーサ粒
子を被着させる。一般的に、この方式で用いられる装置
は、スペーサ粒子の秤量用、圧送用、撹拌用のガス管系
統から構成されている。スペーサ粒子の散布は以下のよ
うにして行う。まず、スペーサ粒子が秤量部１１０で秤
量され、ブローによりマニホールド１１１を介して圧送
配管内に送られる。次に、圧送用のガスでノズル１１２
まで圧送され、ノズル１１２でガスタンク１１３内の撹
拌ガスと合流し、チャンバ１０５内に噴出し、液晶表示
素子基板１００上に降下させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
方式である溶剤散布方法では、スプレーノズル１０４か
ら噴射されたミストが蒸発により縮小する際、ミスト中
に含まれるスペーサ粒子が接近し凝集塊となり易い。ま
た、ミスト粒径がきわめて大きいものは、チャンバ内を
降下中に蒸発しきれず、基板上にミストの状態で付着す
るので、局所的にスペーサ密度の高い点が発生し、欠陥
などの外観不良が生じてしまうという問題がある。
方式である溶剤散布方法では、スプレーノズル１０４か
ら噴射されたミストが蒸発により縮小する際、ミスト中
に含まれるスペーサ粒子が接近し凝集塊となり易い。ま
た、ミスト粒径がきわめて大きいものは、チャンバ内を
降下中に蒸発しきれず、基板上にミストの状態で付着す
るので、局所的にスペーサ密度の高い点が発生し、欠陥
などの外観不良が生じてしまうという問題がある。
【０００６】第２のガス圧送噴出方式では、スペーサ圧
送時に配管ホースとスペーサ粒子の摩擦により、配管ホ
ースとスペーサ粒子が逆の極性に帯電し、ホース管壁に
スペーサ粒子が吸着され塊になりやすい。この塊が落下
して基板上に付着するとパネル間ギヤップが正常に維持
できなくなるため、得られた液晶パネルの歩留まりが低
下するという問題がある。
送時に配管ホースとスペーサ粒子の摩擦により、配管ホ
ースとスペーサ粒子が逆の極性に帯電し、ホース管壁に
スペーサ粒子が吸着され塊になりやすい。この塊が落下
して基板上に付着するとパネル間ギヤップが正常に維持
できなくなるため、得られた液晶パネルの歩留まりが低
下するという問題がある。
【０００７】ところで、液晶表示素子において、液晶基
板の画素部にスペーサ粒子があると、そのスペーサ粒子
により液晶を透過する光が吸収散乱されるため透過効率
が悪くなる。特に、プロジェクションテレビ用の液晶表
示素子では投影画面が暗くなってしまう。従って、画素
以外の部分にスペーサを散布して、透過効率の低減を抑
制しなければならない。しかしながら、従来の２方式で
は、スペーサ粒子を散布する位置の制御ができず、液晶
を透過する光の透過効率が悪かった。
板の画素部にスペーサ粒子があると、そのスペーサ粒子
により液晶を透過する光が吸収散乱されるため透過効率
が悪くなる。特に、プロジェクションテレビ用の液晶表
示素子では投影画面が暗くなってしまう。従って、画素
以外の部分にスペーサを散布して、透過効率の低減を抑
制しなければならない。しかしながら、従来の２方式で
は、スペーサ粒子を散布する位置の制御ができず、液晶
を透過する光の透過効率が悪かった。
【０００８】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、スペーサ粒子を液晶表示素子基板上
の所望の場所に、均一に散布することのできるスペーサ
粒子散布方法及びその散布装置を提供することを目的と
する。
れたものであって、スペーサ粒子を液晶表示素子基板上
の所望の場所に、均一に散布することのできるスペーサ
粒子散布方法及びその散布装置を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のスペー
サ粒子散布方法は、液晶表示装置の液晶表示素子基板上
に、スペーサ粒子を散布するスペーサ粒子散布方法であ
って、スペーサ粒子を１個づつ位置決めする吸着電極が
形成された複数のスペーサ粒子位置決め部を有する散布
用ジグ板上に、スペーサ粒子を吸着電極でスペーサ粒子
を吸着して供給することで、スペーサ粒子位置決め部に
スペーサ粒子を配置して、散布用ジグ板を液晶表示素子
基板に対向させて位置合わせし、吸着電極の電位を変更
することで吸着を除去してスペーサ粒子位置決め部に配
置されたスペーサ粒子を液晶表示素子基板へと転写させ
るものである。
サ粒子散布方法は、液晶表示装置の液晶表示素子基板上
に、スペーサ粒子を散布するスペーサ粒子散布方法であ
って、スペーサ粒子を１個づつ位置決めする吸着電極が
形成された複数のスペーサ粒子位置決め部を有する散布
用ジグ板上に、スペーサ粒子を吸着電極でスペーサ粒子
を吸着して供給することで、スペーサ粒子位置決め部に
スペーサ粒子を配置して、散布用ジグ板を液晶表示素子
基板に対向させて位置合わせし、吸着電極の電位を変更
することで吸着を除去してスペーサ粒子位置決め部に配
置されたスペーサ粒子を液晶表示素子基板へと転写させ
るものである。
【００１０】請求項２に記載の散布用ジグ板は、表面に
供給されたスペーサ粒子を、液晶表示装置の液晶表示素
子基板上に転写させると共に、スペーサ粒子を１個づつ
位置決めするスペーサ粒子位置決め部が複数形成されて
いる散布用ジグ板において、スペーサ粒子位置決め部
は、少なくともスペーサ粒子位置決め部以外の部分に、
スペーサ粒子の帯電を除去するための帯電除去膜が形成
されてなるものである。
供給されたスペーサ粒子を、液晶表示装置の液晶表示素
子基板上に転写させると共に、スペーサ粒子を１個づつ
位置決めするスペーサ粒子位置決め部が複数形成されて
いる散布用ジグ板において、スペーサ粒子位置決め部
は、少なくともスペーサ粒子位置決め部以外の部分に、
スペーサ粒子の帯電を除去するための帯電除去膜が形成
されてなるものである。
【００１１】請求項３に記載の散布用ジグ板は、請求項
２に記載の散布用ジグ板において、スペーサ粒子位置決
め部にスペーサ粒子を、電位を付加・除去することで、
吸着・転写させる吸着電極を有してなるものである。
２に記載の散布用ジグ板において、スペーサ粒子位置決
め部にスペーサ粒子を、電位を付加・除去することで、
吸着・転写させる吸着電極を有してなるものである。
【００１２】請求項４に記載の散布用ジグ板は、請求項
２または請求項３記載の散布用ジグ板において、散布用
ジグ板は、単結晶シリコン基板からなるものである。
２または請求項３記載の散布用ジグ板において、散布用
ジグ板は、単結晶シリコン基板からなるものである。
【００１３】請求項５に記載の散布用ジグ板は、請求項
４に記載の散布用ジグ板に、スペーサ粒子を配置し、散
布用ジグ板から液晶表示装置の液晶表示素子基板上にス
ペーサ粒子を転写させるスペーサ粒子散布装置であっ
て、散布用ジグ板にスペーサ粒子を供給する供給手段
と、スペーサ粒子の供給された散布用ジグ板と液晶表示
素子基板とを対向させて位置合わせする駆動手段とを備
えてなるものである。
４に記載の散布用ジグ板に、スペーサ粒子を配置し、散
布用ジグ板から液晶表示装置の液晶表示素子基板上にス
ペーサ粒子を転写させるスペーサ粒子散布装置であっ
て、散布用ジグ板にスペーサ粒子を供給する供給手段
と、スペーサ粒子の供給された散布用ジグ板と液晶表示
素子基板とを対向させて位置合わせする駆動手段とを備
えてなるものである。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
（第１の実施の形態）図１，図２は、本発明の第１の実
施の形態のスペーサ粒子散布方法を説明する工程図であ
る。図３は、本実施の形態で使用する散布用ジグ板の一
構成例を示す平面図及び断面図である。図４は、上記散
布用ジグ板に設けられた凹部とスペーサ粒子との位置関
係を示す拡大図である。図５は、本実施形態のスペーサ
散布装置の構成を示すブロック図である。以下に、図１
から図５に基づいて、本実施の形態のスペーサ粒子散布
方法及び散布装置を説明する。
施の形態のスペーサ粒子散布方法を説明する工程図であ
る。図３は、本実施の形態で使用する散布用ジグ板の一
構成例を示す平面図及び断面図である。図４は、上記散
布用ジグ板に設けられた凹部とスペーサ粒子との位置関
係を示す拡大図である。図５は、本実施形態のスペーサ
散布装置の構成を示すブロック図である。以下に、図１
から図５に基づいて、本実施の形態のスペーサ粒子散布
方法及び散布装置を説明する。
【００１８】まず、本実施形態で使用する散布用ジグ板
１（図１（ａ），図３参照）について説明する。この散
布用ジグ板１には、正方形すい状の凹部（請求項におけ
るスペーサ粒子位置決め部）２が等ピッチｐで設けられ
ている。なお、ピッチｐは、この場合、液晶表示素子基
板にスペーサ粒子を配列する間隔に設定されている。一
般に、ピッチｐは１００μｍに設定される。また、凹部
２の側面の角度θは、例えば、５４．７４度に設定され
る。凹部２の開口部の一辺の長さｄは、図４の拡大図に
示すようにスペーサ粒子３が凹部２に入り込んだ場合
に、スペーサ粒子３の頂上部が散布用ジグ板１の上面よ
りも突き出すようにスペーサ粒子の直径に応じて設定さ
れる。例えば、粒半径６μｍのスペーサ粒子の場合、開
口部の一辺の長さｄは少なくとも１１μｍ以下に設定さ
れる。
１（図１（ａ），図３参照）について説明する。この散
布用ジグ板１には、正方形すい状の凹部（請求項におけ
るスペーサ粒子位置決め部）２が等ピッチｐで設けられ
ている。なお、ピッチｐは、この場合、液晶表示素子基
板にスペーサ粒子を配列する間隔に設定されている。一
般に、ピッチｐは１００μｍに設定される。また、凹部
２の側面の角度θは、例えば、５４．７４度に設定され
る。凹部２の開口部の一辺の長さｄは、図４の拡大図に
示すようにスペーサ粒子３が凹部２に入り込んだ場合
に、スペーサ粒子３の頂上部が散布用ジグ板１の上面よ
りも突き出すようにスペーサ粒子の直径に応じて設定さ
れる。例えば、粒半径６μｍのスペーサ粒子の場合、開
口部の一辺の長さｄは少なくとも１１μｍ以下に設定さ
れる。
【００１９】次に、本実施形態のスペーサ散布方法を説
明する。
明する。
【００２０】（ステップ１） まず、図５のコントロー
ラ７０からの指示を受けて、スペーサ粒子供給部７２
が、図１（ｂ）に示す散布ノズル４から散布用ジグ板１
の上面に少なくとも凹部２の数よりも多い数のスペーサ
粒子３を散布する。この時、スペーサ粒子３は凹部２に
入り込むものと、散布用ジグ板１の凹部２以外の上面に
残るものに分かれる。
ラ７０からの指示を受けて、スペーサ粒子供給部７２
が、図１（ｂ）に示す散布ノズル４から散布用ジグ板１
の上面に少なくとも凹部２の数よりも多い数のスペーサ
粒子３を散布する。この時、スペーサ粒子３は凹部２に
入り込むものと、散布用ジグ板１の凹部２以外の上面に
残るものに分かれる。
【００２１】（ステップ２） 次に、図５の駆動部７１
が、コントローラ７０からの指示を受けて、図１（Ｃ）
に示すように散布用ジグ板１を例えば３０度程度傾斜さ
せて、例えば矢印Ｄ方向に振動を与える。この時、散布
用ジグ板１の凹部２以外の上面に堆積したスペーサ粒子
３や、帯電によりお互いに付着して塊になったスペーサ
粒子３は、散布用ジグ板１からふるい落とされるが、凹
部２に入り込んだスペーサ粒子３はそのまま凹部２の中
にとどまり、結果として図２（ｄ）に示すように、ジグ
板１に設けられた凹部２のそれぞれに対応してスペーサ
粒子３が配置される。
が、コントローラ７０からの指示を受けて、図１（Ｃ）
に示すように散布用ジグ板１を例えば３０度程度傾斜さ
せて、例えば矢印Ｄ方向に振動を与える。この時、散布
用ジグ板１の凹部２以外の上面に堆積したスペーサ粒子
３や、帯電によりお互いに付着して塊になったスペーサ
粒子３は、散布用ジグ板１からふるい落とされるが、凹
部２に入り込んだスペーサ粒子３はそのまま凹部２の中
にとどまり、結果として図２（ｄ）に示すように、ジグ
板１に設けられた凹部２のそれぞれに対応してスペーサ
粒子３が配置される。
【００２２】（ステップ３） 次に、駆動部７１が、図
２（ｅ）に示すように散布用ジグ板１を水平に戻す。さ
らに、駆動部７１は、配向処理を施された配向膜５を備
えた液晶表示素子基板７を駆動して、その液晶表示素子
基板７と散布用ジグ板１とを対向させて位置合わせを行
った後、液晶表示素子基板７の配向膜５を散布用ジグ板
１のスペーサ粒子に接触させる。
２（ｅ）に示すように散布用ジグ板１を水平に戻す。さ
らに、駆動部７１は、配向処理を施された配向膜５を備
えた液晶表示素子基板７を駆動して、その液晶表示素子
基板７と散布用ジグ板１とを対向させて位置合わせを行
った後、液晶表示素子基板７の配向膜５を散布用ジグ板
１のスペーサ粒子に接触させる。
【００２３】（ステップ４） 次に、駆動部７１が、図
２（ｆ）に示すように上下を反転させて、液晶表示素子
基板７が散布用ジグ板１に対して下側になるようにす
る。
２（ｆ）に示すように上下を反転させて、液晶表示素子
基板７が散布用ジグ板１に対して下側になるようにす
る。
【００２４】（ステップ５） 最後に、駆動部７１が、
図２（ｇ）に示すように、散布用ジグ板１を液晶表示素
子基板７から離してスペーサ粒子３を液晶表示素子基板
７側に転写させる。これにより、スペーサ粒子３を液晶
表示素子基板７の配向膜５上に散布することができる。
図２（ｇ）に示すように、散布用ジグ板１を液晶表示素
子基板７から離してスペーサ粒子３を液晶表示素子基板
７側に転写させる。これにより、スペーサ粒子３を液晶
表示素子基板７の配向膜５上に散布することができる。
【００２５】上記のようなスペーサ粒子散布方法では、
スペーサ粒子３を散布用ジグ板１の凹部２に１個づつ配
置した後、液晶表示素子基板７にそのままの配置で転写
するため、従来のように、凝集塊となったスペーサ粒子
が液晶表示素子基板７上に散布されることがなく、液晶
表示素子基板７上に均一にスペーサ粒子３を配置するこ
とが可能となる。従って、液晶表示素子における欠陥等
の外観不良を抑制することができ、また、液晶表示装置
のパネル間ギャップの不良による歩留まりの低下を除去
することができる。
スペーサ粒子３を散布用ジグ板１の凹部２に１個づつ配
置した後、液晶表示素子基板７にそのままの配置で転写
するため、従来のように、凝集塊となったスペーサ粒子
が液晶表示素子基板７上に散布されることがなく、液晶
表示素子基板７上に均一にスペーサ粒子３を配置するこ
とが可能となる。従って、液晶表示素子における欠陥等
の外観不良を抑制することができ、また、液晶表示装置
のパネル間ギャップの不良による歩留まりの低下を除去
することができる。
【００２６】次に、本実施形態の散布用ジグ板１の製造
方法について説明する。図６は、その製造方法を説明す
る図である。ここでは、図６（ａ）に示すような、面方
位（１００）の単結晶シリコン基板５１を用いて、散布
用ジグ板を製造する。この基板５１の直径は、例えば１
２インチである。
方法について説明する。図６は、その製造方法を説明す
る図である。ここでは、図６（ａ）に示すような、面方
位（１００）の単結晶シリコン基板５１を用いて、散布
用ジグ板を製造する。この基板５１の直径は、例えば１
２インチである。
【００２７】まず、図６（ｂ）に示すように、基板５１
の表裏両面に窒化シリコン５２をＬＰＣＶＤ装置にて、
例えば１μｍの厚みで成膜する。次に、図６（Ｃ）に示
すように、窒化シリコン５２をエッチングして、凹部２
に対応する開口部を形成する。そして、図６（ｄ）に示
すように、パターニングされた窒化シリコン５２をマス
クとして、シリコン基板５１を異方性エッチング液であ
る水酸化カリウム液でエッチングする。この異方性エッ
チングでは、面方位（１１１）の面がエッチングされる
速度が非常に遅いため、正方形すい形状の凹部２が形成
される。最後に、図６（ｅ）に示すように、熱りん酸に
より窒化シリコン５２が除去され、所望の散布用ジグ板
１が得られる。
の表裏両面に窒化シリコン５２をＬＰＣＶＤ装置にて、
例えば１μｍの厚みで成膜する。次に、図６（Ｃ）に示
すように、窒化シリコン５２をエッチングして、凹部２
に対応する開口部を形成する。そして、図６（ｄ）に示
すように、パターニングされた窒化シリコン５２をマス
クとして、シリコン基板５１を異方性エッチング液であ
る水酸化カリウム液でエッチングする。この異方性エッ
チングでは、面方位（１１１）の面がエッチングされる
速度が非常に遅いため、正方形すい形状の凹部２が形成
される。最後に、図６（ｅ）に示すように、熱りん酸に
より窒化シリコン５２が除去され、所望の散布用ジグ板
１が得られる。
【００２８】以上のように、ここでは散布用ジグ板１の
材料として単結晶シリコンを用いたが、これは、異方性
エッチングを施すことにより、結晶面の角度で規定され
る凹部２の角度θ（＝５４．７４度）を、非常に精度よ
く制御できるからである。また、開口部の幅ｄはドライ
エッチング手法を用いれば正確にパターニングすること
が可能であり、凹部２の形状を簡単にしかも精度よく加
工することができる。従って、基板５１に形成する全て
の凹部に対して、確実に上記したようなスペーサ粒子３
と凹部２の関係（図４参照）を満たす凹部２を精度よく
加工することが可能となる。
材料として単結晶シリコンを用いたが、これは、異方性
エッチングを施すことにより、結晶面の角度で規定され
る凹部２の角度θ（＝５４．７４度）を、非常に精度よ
く制御できるからである。また、開口部の幅ｄはドライ
エッチング手法を用いれば正確にパターニングすること
が可能であり、凹部２の形状を簡単にしかも精度よく加
工することができる。従って、基板５１に形成する全て
の凹部に対して、確実に上記したようなスペーサ粒子３
と凹部２の関係（図４参照）を満たす凹部２を精度よく
加工することが可能となる。
【００２９】図７は、本実施形態における散布用ジグ板
の他の例を示す（ａ）平面図，（ｂ）断面図である。こ
の散布用ジグ２１には凹部２とともに、アライメントマ
ーク８が形成されている。アライメントマーク８は、図
２（ｅ）に示した工程において液晶表示素子基板７と散
布用ジグ板２１とを正確に位置合わせするための目印と
なるものであり、これにより、スペーサ粒子３を液晶表
示素子基板７における所望の部分、例えば画素部以外の
表示に関係しない領域に配置することが可能となり、バ
ックライトの透過効率が向上する。特に、液晶プロジエ
クションテレビ用の液晶パネルでは透写画面が明るくな
る。
の他の例を示す（ａ）平面図，（ｂ）断面図である。こ
の散布用ジグ２１には凹部２とともに、アライメントマ
ーク８が形成されている。アライメントマーク８は、図
２（ｅ）に示した工程において液晶表示素子基板７と散
布用ジグ板２１とを正確に位置合わせするための目印と
なるものであり、これにより、スペーサ粒子３を液晶表
示素子基板７における所望の部分、例えば画素部以外の
表示に関係しない領域に配置することが可能となり、バ
ックライトの透過効率が向上する。特に、液晶プロジエ
クションテレビ用の液晶パネルでは透写画面が明るくな
る。
【００３０】図８は、本実施の形態における散布用ジグ
板の更に他の例を示す断面図である。この散布用ジグ板
２１の表面には、絶縁層２７を介して帯電除去膜２８が
設けられている。帯電除去膜２８は電気抵抗の低い材料
（例えば、金属材料）により形成されており、図８に示
すように常に接地されている。このような散布用ジグ板
２１を用いれば、スペーサ粒子３が散布ノズルに搬送さ
れるまでに発生する摩擦等によって帯電されている場合
でも、図９に示すように、そのスペーサ粒子３が散布用
ジグ板２１上の帯電除去膜２８に接触すると、スペーサ
粒子３に帯電していた電荷が接地部に流れ、帯電が除去
される。これにより、図１（Ｃ）に示した工程、つま
り、スペーサ散布工程でＤ方向に振動を与えて余分なス
ペーサ粒子３をふるい落とす工程（ステップ２）の終了
後にまで、帯電したスペーサ粒子３が静電気力で凹部２
以外の上面部に残留してしまうことを、抑制することが
できる。
板の更に他の例を示す断面図である。この散布用ジグ板
２１の表面には、絶縁層２７を介して帯電除去膜２８が
設けられている。帯電除去膜２８は電気抵抗の低い材料
（例えば、金属材料）により形成されており、図８に示
すように常に接地されている。このような散布用ジグ板
２１を用いれば、スペーサ粒子３が散布ノズルに搬送さ
れるまでに発生する摩擦等によって帯電されている場合
でも、図９に示すように、そのスペーサ粒子３が散布用
ジグ板２１上の帯電除去膜２８に接触すると、スペーサ
粒子３に帯電していた電荷が接地部に流れ、帯電が除去
される。これにより、図１（Ｃ）に示した工程、つま
り、スペーサ散布工程でＤ方向に振動を与えて余分なス
ペーサ粒子３をふるい落とす工程（ステップ２）の終了
後にまで、帯電したスペーサ粒子３が静電気力で凹部２
以外の上面部に残留してしまうことを、抑制することが
できる。
【００３１】（第２の実施の形態）図１０は、本発明の
第２の実施の形態で使用する散布用ジグ板の構成を示す
断面図である。散布用ジグ板３１には、第１の実施の形
態と同様に、凹部２が設けられている。また、そのジグ
板３１の表面には第１絶縁層３７を介して吸着電極３８
が設けられ、更にその上に帯電除去膜４０が第２絶縁層
３９を介して設けられている。帯電除去膜４０は、電気
抵抗の低い例えば金属材料により形成され、散布用ジグ
板３１の凹部２以外の上面部に配置されている。また、
帯電除去膜４０の電位Ｖ２は常に接地されている。吸着
電極３８には任意の電位Ｖ１を印加することができる。
第２の実施の形態で使用する散布用ジグ板の構成を示す
断面図である。散布用ジグ板３１には、第１の実施の形
態と同様に、凹部２が設けられている。また、そのジグ
板３１の表面には第１絶縁層３７を介して吸着電極３８
が設けられ、更にその上に帯電除去膜４０が第２絶縁層
３９を介して設けられている。帯電除去膜４０は、電気
抵抗の低い例えば金属材料により形成され、散布用ジグ
板３１の凹部２以外の上面部に配置されている。また、
帯電除去膜４０の電位Ｖ２は常に接地されている。吸着
電極３８には任意の電位Ｖ１を印加することができる。
【００３２】図１１は、この散布用ジグ板３１を用いて
スペーサ粒子３を散布する方法を説明する工程図であ
る。なお、ここでは、図１０の散布用ジグ板３１を図１
１（ａ）に示すように簡略化している。以下、図１１に
基づいて本実施の形態の散布工程を説明するが、本散布
工程はほぼ第１の実施の形態と同じであるため、散布用
ジグ板３１の吸着電極３８の電位Ｖ１及び帯電除去電極
４０の電位Ｖ２の電位制御及びその作用についてのみ詳
細に述べる。なお、帯電除去電極４０の電位Ｖ２は接地
されており常に０ボルトに保たれている。
スペーサ粒子３を散布する方法を説明する工程図であ
る。なお、ここでは、図１０の散布用ジグ板３１を図１
１（ａ）に示すように簡略化している。以下、図１１に
基づいて本実施の形態の散布工程を説明するが、本散布
工程はほぼ第１の実施の形態と同じであるため、散布用
ジグ板３１の吸着電極３８の電位Ｖ１及び帯電除去電極
４０の電位Ｖ２の電位制御及びその作用についてのみ詳
細に述べる。なお、帯電除去電極４０の電位Ｖ２は接地
されており常に０ボルトに保たれている。
【００３３】図１１（ｂ）の工程（上記のステップ１）
では、スペーサ粒子３が散布用ジグ板３１に供給される
が、この時、吸着電極３８の電位Ｖ１を例えば負の電位
―Ｖボルトに設定しておく。この場合における正に帯電
されたスペーサ粒子３の動きを図１２により説明する。
正に帯電されたスペーサ粒子３が、散布用ジグ基板３１
の凹部２に落ち込んだ場合、凹部２では吸着電極３８に
負の電位（Ｖ１＝）―Ｖボルトが印加されているため静
電気力により凹部２に吸着される。凹部２以外の帯電除
去電極４０の上に落ちた正に帯電したスペーサ粒子３は
帯電除去電極４０の電位Ｖ２が接地されているため帯電
が除去される。
では、スペーサ粒子３が散布用ジグ板３１に供給される
が、この時、吸着電極３８の電位Ｖ１を例えば負の電位
―Ｖボルトに設定しておく。この場合における正に帯電
されたスペーサ粒子３の動きを図１２により説明する。
正に帯電されたスペーサ粒子３が、散布用ジグ基板３１
の凹部２に落ち込んだ場合、凹部２では吸着電極３８に
負の電位（Ｖ１＝）―Ｖボルトが印加されているため静
電気力により凹部２に吸着される。凹部２以外の帯電除
去電極４０の上に落ちた正に帯電したスペーサ粒子３は
帯電除去電極４０の電位Ｖ２が接地されているため帯電
が除去される。
【００３４】一方、負に帯電されたスペーサ粒子３が散
布用ジグ基板３１の凹部２に落ち込んだ場合、凹部２で
は吸着電極３８に負の電位（Ｖ１＝）―Ｖボルトが印加
されているため、図１３に示すように、静電気力による
反発力で矢印Ｅに示すように凹部２の外に排出される。
排出されたスペーサ粒子は帯電除去電極４０の上に落
ち、帯電が除去される。また、凹部２以外の帯電除去電
極４０の上に落ちた正に帯電したスペーサ粒子３は、帯
電除去電極４０の電位Ｖ２が接地されているため帯電が
除去される。
布用ジグ基板３１の凹部２に落ち込んだ場合、凹部２で
は吸着電極３８に負の電位（Ｖ１＝）―Ｖボルトが印加
されているため、図１３に示すように、静電気力による
反発力で矢印Ｅに示すように凹部２の外に排出される。
排出されたスペーサ粒子は帯電除去電極４０の上に落
ち、帯電が除去される。また、凹部２以外の帯電除去電
極４０の上に落ちた正に帯電したスペーサ粒子３は、帯
電除去電極４０の電位Ｖ２が接地されているため帯電が
除去される。
【００３５】次に、図１１（Ｃ）に示すように散布用ジ
グ板３１を振動を与える（上記のステップ２）。この
時、帯電除去電極４０上のスペーサ粒子３は帯電されて
おらず、簡単に散布用ジグ板３１からふるい落とされ
る。この工程において、図１４に示すように、例えば矢
印Ｆに示すように凹部２の中に入り込んだスペーサ粒子
３は、負の電位（Ｖ１＝）―Ｖボルトに印加された吸着
電極３８との間で電気誘導を生じ吸着される。また、吸
着電極３８には引き続いて負の電位（Ｖ１＝）−Ｖボル
トが印加されているため、スペーサ粒子３は静電気力に
より凹部２に吸着されている。したがって、この工程で
は第１の実施の形態における図１（Ｃ）で加えた振動よ
りも激しい振動を与えても、凹部２に入り込んだスベー
サ粒子３はそのまま凹部２の中に吸着されたままにな
り、図１１（ｄ）に示すように、散布用ジグ板３１の凹
部２以外にスペーサ粒子３を残留させずに、全ての凹部
２にスペーサ粒子３を配置することができる。
グ板３１を振動を与える（上記のステップ２）。この
時、帯電除去電極４０上のスペーサ粒子３は帯電されて
おらず、簡単に散布用ジグ板３１からふるい落とされ
る。この工程において、図１４に示すように、例えば矢
印Ｆに示すように凹部２の中に入り込んだスペーサ粒子
３は、負の電位（Ｖ１＝）―Ｖボルトに印加された吸着
電極３８との間で電気誘導を生じ吸着される。また、吸
着電極３８には引き続いて負の電位（Ｖ１＝）−Ｖボル
トが印加されているため、スペーサ粒子３は静電気力に
より凹部２に吸着されている。したがって、この工程で
は第１の実施の形態における図１（Ｃ）で加えた振動よ
りも激しい振動を与えても、凹部２に入り込んだスベー
サ粒子３はそのまま凹部２の中に吸着されたままにな
り、図１１（ｄ）に示すように、散布用ジグ板３１の凹
部２以外にスペーサ粒子３を残留させずに、全ての凹部
２にスペーサ粒子３を配置することができる。
【００３６】図１１（ｅ）の工程（上記のステップ３）
では、吸着電極３８の電位Ｖ１は―Ｖボルトに印加され
たままで、図１１（ｆ）の工程（上記のステップ４）に
おいて、吸着電極３８の電位Ｖ１が接地される。すなわ
ち、帯電除去電極４０の電位Ｖ２と等しくなる。この
時、凹部２の中に入り込んでいたスペーサ粒子３と吸着
電極３８との間には電気誘導が働かなくなる。そして、
図１１（ｇ）に示すように、スペーサ粒子３の自重によ
る落下、あるいは、液晶表示素子７側の帯電による静電
気力で、スペーサ粒子３が液晶表示素子基板７に転写さ
れ、均一に散布される。
では、吸着電極３８の電位Ｖ１は―Ｖボルトに印加され
たままで、図１１（ｆ）の工程（上記のステップ４）に
おいて、吸着電極３８の電位Ｖ１が接地される。すなわ
ち、帯電除去電極４０の電位Ｖ２と等しくなる。この
時、凹部２の中に入り込んでいたスペーサ粒子３と吸着
電極３８との間には電気誘導が働かなくなる。そして、
図１１（ｇ）に示すように、スペーサ粒子３の自重によ
る落下、あるいは、液晶表示素子７側の帯電による静電
気力で、スペーサ粒子３が液晶表示素子基板７に転写さ
れ、均一に散布される。
【００３７】以上では、第１の実施形態とほぼ同様のス
ペーサ粒子散布工程について説明したが、散布工程はこ
れに限るものではなく、例えば、以下に示すような散布
工程であってもよい。
ペーサ粒子散布工程について説明したが、散布工程はこ
れに限るものではなく、例えば、以下に示すような散布
工程であってもよい。
【００３８】図１５は、このスペーサ粒子散布工程を説
明する工程図である。この散布工程でも、図１５に示す
全ての工程で帯電除去電極４０の電位Ｖ２は接地され、
０ボルトに保たれる。ここでは、散布用ジグ板３１を凹
部２が下面になるように設置し、使用する。
明する工程図である。この散布工程でも、図１５に示す
全ての工程で帯電除去電極４０の電位Ｖ２は接地され、
０ボルトに保たれる。ここでは、散布用ジグ板３１を凹
部２が下面になるように設置し、使用する。
【００３９】（ステップ１１） 図１５（ｂ）に示すよ
うに、散布用ジグ板３１を少なくとも凹部２の総数より
多い数のスペーサ粒子３に近づけ、図１５（Ｃ）に示す
ように、矢印Ｑの方向に駆動し、数回スペーサ粒子３に
押しつける。この時、凹部２以外の帯電除去電極４０に
接触したスペーサ粒子３は帯電除去電極４０の電位Ｖ２
が接地されているため帯電が除去される。また、吸着電
極Ｖ１の電位は、例えば負の電位―Ｖボルトに設定され
ているため、正に帯電されたスペーサ粒子３は凹部２に
吸着される。また、負に帯電されたスペーサ粒子３は、
静電気力による反発により凹部２の外に排出され、帯電
除去電極４０により帯電が除去される。そして、帯電が
除去されたスペーサ粒子３は凹部２のなかに入り込み負
の電位（Ｖ１＝）―Ｖボルトに印加された吸着電極３８
との間で電気誘導を生じ吸着される。そして、最終的に
図１５（ｄ）に示すように、散布用ジグ板３１の凹部２
以外の部分にスペーサ粒子３を残すことなく、すべての
凹部２に１つのスペーサ粒子３が確実に配置される。
うに、散布用ジグ板３１を少なくとも凹部２の総数より
多い数のスペーサ粒子３に近づけ、図１５（Ｃ）に示す
ように、矢印Ｑの方向に駆動し、数回スペーサ粒子３に
押しつける。この時、凹部２以外の帯電除去電極４０に
接触したスペーサ粒子３は帯電除去電極４０の電位Ｖ２
が接地されているため帯電が除去される。また、吸着電
極Ｖ１の電位は、例えば負の電位―Ｖボルトに設定され
ているため、正に帯電されたスペーサ粒子３は凹部２に
吸着される。また、負に帯電されたスペーサ粒子３は、
静電気力による反発により凹部２の外に排出され、帯電
除去電極４０により帯電が除去される。そして、帯電が
除去されたスペーサ粒子３は凹部２のなかに入り込み負
の電位（Ｖ１＝）―Ｖボルトに印加された吸着電極３８
との間で電気誘導を生じ吸着される。そして、最終的に
図１５（ｄ）に示すように、散布用ジグ板３１の凹部２
以外の部分にスペーサ粒子３を残すことなく、すべての
凹部２に１つのスペーサ粒子３が確実に配置される。
【００４０】（ステップ１２） 次に、図１５（ｅ）の
工程において、吸着電極３８の電位Ｖ１を―Ｖボルトと
したままで、スペーサ粒子３を凹部２に確実に保持しな
がら、液晶表示素子７の上方に散布用ジグ板３１を配置
する。
工程において、吸着電極３８の電位Ｖ１を―Ｖボルトと
したままで、スペーサ粒子３を凹部２に確実に保持しな
がら、液晶表示素子７の上方に散布用ジグ板３１を配置
する。
【００４１】（ステップ１３） 最後に、図１５（ｆ）
の工程で、吸着電極３８の電位Ｖ１を接地し、帯電除去
電極４０の電位Ｖ２と等しくする。この時、凹部２の中
に入り込んでいたスペーサ粒子３と吸着電極３８との間
には電気誘導が働かなくなって吸着力がなくなり、スペ
ーサ粒子３が自重による落下あるいは液晶表示素子７側
の帯電による静電気力で液晶表示素子基板７側に転写さ
れ、均一に散布される。
の工程で、吸着電極３８の電位Ｖ１を接地し、帯電除去
電極４０の電位Ｖ２と等しくする。この時、凹部２の中
に入り込んでいたスペーサ粒子３と吸着電極３８との間
には電気誘導が働かなくなって吸着力がなくなり、スペ
ーサ粒子３が自重による落下あるいは液晶表示素子７側
の帯電による静電気力で液晶表示素子基板７側に転写さ
れ、均一に散布される。
【００４２】以上のように、本実施の形態では、吸着電
極３８に電圧を印加することにより、凹部２にスペーサ
粒子を吸着させるため、凹部２にスペーサ粒子３を確実
に位置決めすることができる。また、凹部２以外の部分
についたスペーサ粒子を強い振動によりふるい落とすこ
とができるため、液晶表示素子基板７の余計な所にスペ
ーサ粒子３を配置するようなことがなくなり、液晶パネ
ルの画質を悪化させることがない。
極３８に電圧を印加することにより、凹部２にスペーサ
粒子を吸着させるため、凹部２にスペーサ粒子３を確実
に位置決めすることができる。また、凹部２以外の部分
についたスペーサ粒子を強い振動によりふるい落とすこ
とができるため、液晶表示素子基板７の余計な所にスペ
ーサ粒子３を配置するようなことがなくなり、液晶パネ
ルの画質を悪化させることがない。
【００４３】
【００４４】
【発明の効果】請求項１に記載のスペーサ粒子散布方法
では、吸着電極によりスペーサ粒子を位置決めするた
め、スペーサ粒子を確実に散布用ジグ板に配置すること
ができ、液晶表示基板へのスペーサ粒子の散布をより均
一に行うことが可能となる。また、吸着電極への電圧の
付加・除去だけでスペーサ粒子の吸着・転写が可能であ
るため、作業時間が非常に短くなり、大量生産にたいへ
ん有利な方法である。
では、吸着電極によりスペーサ粒子を位置決めするた
め、スペーサ粒子を確実に散布用ジグ板に配置すること
ができ、液晶表示基板へのスペーサ粒子の散布をより均
一に行うことが可能となる。また、吸着電極への電圧の
付加・除去だけでスペーサ粒子の吸着・転写が可能であ
るため、作業時間が非常に短くなり、大量生産にたいへ
ん有利な方法である。
【００４５】
【００４６】請求項２に記載のスペーサ散布装置におい
ては、散布用ジグ板にスペーサ粒子の帯電を除去する帯
電除去膜を備えているため、たとえ帯電したスペーサ粒
子があってもこの帯電除去膜により帯電電荷を除去でき
るので、散布用ジグ板の不要な場所に静電気力によりス
ペーサ粒子が付着する恐れはなく、確実に所定の部分に
スペーサ粒子を位置決めする事が可能となる。
ては、散布用ジグ板にスペーサ粒子の帯電を除去する帯
電除去膜を備えているため、たとえ帯電したスペーサ粒
子があってもこの帯電除去膜により帯電電荷を除去でき
るので、散布用ジグ板の不要な場所に静電気力によりス
ペーサ粒子が付着する恐れはなく、確実に所定の部分に
スペーサ粒子を位置決めする事が可能となる。
【００４７】請求項３に記載の散布用ジグ板において
は、散布用ジグ板にはスペーサ粒子を吸着する吸着電極
を備えているため、スペーサ粒子をこの吸着電極により
確実に所定の場所に吸着させることができ、散布用ジグ
板の不要な部分に付着したスペーサ粒子を強い振動によ
りふるい落とす際にも、確実に所定の部分にスペーサ粒
子を保持させることができる。また、吸着電極への電圧
の付加・除去だけでスペーサ粒子の吸着・転写が可能で
あるため、作業時間が非常に短くなり、大量生産にたい
へん有利な方法である。
は、散布用ジグ板にはスペーサ粒子を吸着する吸着電極
を備えているため、スペーサ粒子をこの吸着電極により
確実に所定の場所に吸着させることができ、散布用ジグ
板の不要な部分に付着したスペーサ粒子を強い振動によ
りふるい落とす際にも、確実に所定の部分にスペーサ粒
子を保持させることができる。また、吸着電極への電圧
の付加・除去だけでスペーサ粒子の吸着・転写が可能で
あるため、作業時間が非常に短くなり、大量生産にたい
へん有利な方法である。
【００４８】
【００４９】請求項４に記載の散布用ジグ板は、単結晶
シリコン基板からなっているため、凹部を加工する際に
水酸化カリウムなどによる異方性エッチングが可能で、
通常のドライエッチング装置では不可能な５ミクロン以
上の深さのある凹部を簡単かつ精度よく作製することが
可能となる。
シリコン基板からなっているため、凹部を加工する際に
水酸化カリウムなどによる異方性エッチングが可能で、
通常のドライエッチング装置では不可能な５ミクロン以
上の深さのある凹部を簡単かつ精度よく作製することが
可能となる。
【００５０】請求項５に記載の散布装置によれば、直系
数μｍから数１０μｍのスペーサ粒子を、液晶表示基板
の所望の位置に均一に散布することが可能となる。
数μｍから数１０μｍのスペーサ粒子を、液晶表示基板
の所望の位置に均一に散布することが可能となる。
【図１】第１の実施の形態のスペーサ粒子散布方法を示
す工程図である。
す工程図である。
【図２】図１のスペーサ粒子散布方法の続きの工程を示
す工程図である。
す工程図である。
【図３】第１の実施の形態で使用する散布用ジグ板の平
面図及び断面図である。
面図及び断面図である。
【図４】散布用ジグ板に設けられた凹部とスペーサ粒子
との位置関係を示す拡大断面図である。
との位置関係を示す拡大断面図である。
【図５】スペーサ粒子散布装置の概略を示す構成図であ
る。
る。
【図６】散布用ジグ板の製造方法を説明する工程図であ
る。
る。
【図７】散布用ジグ板の他の構成例を示す平面図及び断
面図である。
面図である。
【図８】散布用ジグ板の更に他の構成例を示す断面図で
ある。
ある。
【図９】図８の散布用ジグ板の作用を説明する断面図で
ある。
ある。
【図１０】第２の実施の形態で使用する散布用ジグ板の
構成を示す断面図である。
構成を示す断面図である。
【図１１】第２の実施の形態のスペーサ粒子散布方法を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図１２】図１０の散布用ジグ板の作用を説明する断面
図である。
図である。
【図１３】図１０の散布用ジグ板の他の作用を説明する
断面図である。
断面図である。
【図１４】図１０の散布用ジグ板の更に他の作用を説明
する断面図である。
する断面図である。
【図１５】図１０の散布用ジグ板を用いたスペーサ粒子
散布方法の他の例を説明する工程図である。
散布方法の他の例を説明する工程図である。
【図１６】従来のスペーサ粒子散布方法を説明する図で
ある。
ある。
【図１７】従来の他のスペーサ粒子散布方法を説明する
図である。
図である。
１，２１，３１ 散布用ジグ板
２ 凹部
３ スペーサ粒子
７ 液晶表示基板
８ アライメントマーク
２８，４０ 帯電除去膜
３８ 吸着電極
７０ コントローラ
７１ 駆動部
７２ スペーサ粒子供給部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 石井 頼成
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 阿部 新吾
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 恩田 裕
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 乾 哲也
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
(56)参考文献 特開 平４−46320（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−258647（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−82795（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−347806（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 液晶表示装置の液晶表示素子基板上に、
スペーサ粒子を散布するスペーサ粒子散布方法であっ
て、 前記スペーサ粒子を１個づつ位置決めする吸着電極が形
成された複数のスペーサ粒子位置決め部を有する散布用
ジグ板上に前記スペーサ粒子を前記吸着電極で前記スペ
ーサ粒子を吸着して供給することで、前記スペーサ粒子
位置決め部に前記スペーサ粒子を配置して、 前記散布用ジグ板を前記液晶表示素子基板に対向させて
位置合わせし、前記吸着電極の電位を除去することで吸
着を解除して前記スペーサ粒子位置決め部に配置された
前記スペーサ粒子を前記液晶表示素子基板へと転写させ
ることを特徴とするスペーサ粒子散布方法。 - 【請求項２】 表面に供給されたスペーサ粒子を、液晶
表示装置の液晶表示素子基板上に転写させると共に、前
記スペーサ粒子を１個づつ位置決めするスペーサ粒子位
置決め部が複数形成されている散布用ジグ板において、 前記スペーサ粒子位置決め部は、少なくとも前記スペー
サ粒子位置決め部以外の部分に、前記スペーサ粒子の帯
電を除去するための帯電除去膜が形成されてなることを
特徴とする散布用ジグ板。 - 【請求項３】 請求項２に記載の散布用ジグ板におい
て、 前記スペーサ粒子位置決め部に前記スペーサ粒子を、電
位を付加・除去することで、吸着・転写させる吸着電極
を有してなることを特徴とする散布用ジグ板。 - 【請求項４】 請求項２または請求項３記載の散布用ジ
グ板において、 前記散布用ジグ板は、単結晶シリコン基板からなること
を特徴とする散布用ジグ板。 - 【請求項５】 請求項４に記載の散布用ジグ板に、スペ
ーサ粒子を配置し、前記散布用ジグ板から液晶表示装置
の液晶表示素子基板上に前記スペーサ粒子を転写させる
スペーサ粒子散布装置であって、 前記散布用ジグ板に前記スペーサ粒子を供給する供給手
段と、 前記スペーサ粒子の供給された前記散布用ジグ板と前記
液晶表示素子基板とを対向させて位置合わせする駆動手
段と、を備えてなることを特徴とするスペーサ 粒子散布
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31291695A JP3404444B2 (ja) | 1995-11-30 | 1995-11-30 | 液晶表示素子基板へのスペーサ粒子散布方法及び散布用ジグ板及び散布装置 |
| DE19649411A DE19649411A1 (de) | 1995-11-30 | 1996-11-28 | Verfahren und Vorrichtungen zum Verteilen von Abstandshalterteilchen auf LCD-Substraten |
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