JP3706470B2 - Liquid crystal display device manufacturing method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子の2枚の基板間に設けられるスペーサの量を一定にすることができる液晶表示素子の製法に関する。さらに詳しくは、スペーサを散布する際のチャンバー内のスペーサの量を一定に制御することにより基板間のスペーサを一定量とする液晶表示素子の製法に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示素子は、つぎのように製造される。すなわち2枚のガラスなどからなる絶縁性透明の基板にそれぞれ透明電極や配向膜などを設け、一方の基板のセル周囲にシール剤を設け、他方の基板にスペーサを散布する。そして、2枚の基板をそれぞれ透明電極や配向膜が対向しスペーサを介して一定間隙を有するように貼着し、各セルに分割した後に2枚の基板の間隙に液晶材料を充填し、その両外面に偏光板などを貼着することにより製造される。
【0003】
このスペーサの散布方法は、たとえば図8に示されるようなスペーサ散布装置を用いて行われる。すなわち、チャンバー1の下部に排気用ダンパー2を介して排気管3が接続されてチャンバー1内の浮遊物を排気することができるようになっている。また、上部にはスプレーノズル4が設けられ、スペーサをアルコールと水との混合液などの溶媒に分散させた散布液5を霧化圧縮空気6によりチャンバー1内に噴霧させることができるようになっている。この装置でカセット31に収納された基板30がローダー21でコンベア22上に下ろされ、順次チャンバー1内に搬送され、散布液5が噴霧されたチャンバー1内に0.1〜60秒程度のうちの一定時間放置されることにより、チャンバー1内に噴霧された散布液の溶媒は蒸発し、チャンバー1内に浮遊するスペーサが基板30上に沈降する。一定時間の経過後、排気用ダンパー2を開にして浮遊しているスペーサを一定時間排気した後、基板30をチャンバー1から排出してコンベア23上を搬送し、アンローダー24で別のカセット32内に収納される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前述のスペーサの散布方法によれば、前の基板への散布が終った後にチャンバー内の浮遊するスペーサを排気してから新たな基板をチャンバー内に入れて一定量の散布液をチャンバー内に噴霧させることにより一定量のスペーサの散布量になるように行われている。しかし、1枚の基板への散布が終了した後に一定時間排気してもチャンバー内のスペーサが完全になくなるわけではなく、時間と共に浮遊するスペーサは沈降するため、つぎの基板が搬入されるまでの時間によりチャンバー内に残存するスペーサの量がバラツクことになる。つぎの基板がチャンバー内に搬入されたときに、残存するスペーサが一定でないと一定量の散布液を噴霧してもチャンバー内に浮遊するスペーサが一定でなくなる。とくに、生産の開始時などにはチャンバー内に浮遊するスペーサが一定になるまでダミーを流さなければならないが、何枚ダミーを流せば一定になるか不明である。また、カセットを取り替えた後や、ライントラブルで中断した後などには基板の供給間隔が長くなるため、チャンバー内に浮遊しているスペーサが少なくなり散布されるスペーサの量も少なくなる。その結果、基板をチャンバー内に入れて一定時間放置しても基板上には一定量のスペーサが散布されず、液晶パネルの基板の間隔に不均一が生じて表示品位が低下するという問題がある。
【0005】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、基板の搬入インターバルに拘らず、常に一定のスペーサを散布することができる液晶表示素子の製法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示素子の製法は、基板に透明電極および配向膜を形成し、スペーサを散布して2枚の基板を貼着し、該2枚の基板の間隙に液晶材料を充填する液晶表示素子の製法であって、パーティクルカウンタによりチャンバー内の一定体積に浮遊するスペーサの数を測定して、その測定値が所定の範囲に入るように制御する制御コントローラにより前記チャンバー内に浮遊するスペーサの密度を一定に制御しながら、該チャンバー内の下部に前記基板を載置して一定時間放置することにより前記スペーサの散布を行うことを特徴とする。すなわち、本発明者らの検討の結果、チャンバー内に浮遊するスペーサの量と、基板上に沈降するスペーサの量との間に相関関係があることを見出し、チャンバー内のスペーサの量を制御することにより、基板上に一定量のスペーサを散布するようにしたものである。
【0008】
本発明の液晶表示素子の製法の他の形態は、基板に透明電極および配向膜を形成し、スペーサを散布して2枚の基板を貼着し、該2枚の基板の間隙に液晶材料を充填する液晶表示素子の製法であって、スペーサを分散させる溶媒のチャンバー内の濃度を測定して、その測定した濃度が所定の範囲に入るように制御する制御コントローラにより前記チャンバー内に浮遊するスペーサの密度を一定に制御しながら、該チャンバー内の下部に前記基板を載置して一定時間放置することにより前記スペーサの散布を行うことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の液晶表示素子の製法について説明をする。
【0011】
液晶表示素子は、ガラスやプラスティックのような2枚の絶縁性透明の基板のそれぞれにITOなどの透明導電膜により電極パターンを形成し、配向膜などを形成してから、一方の基板にスペーサを散布して2枚の基板をシール剤により貼着し、各セルにまたはフレーム状に分割してから2枚の基板の間隙に液晶材料を充填することにより製造される。本発明の液晶表示素子の製法は、前述のように、チャンバー内に浮遊するスペーサの量と基板上に沈降するスペーサの量との間に相関関係があるという知見に基づいて、チャンバー内に浮遊するスペーサの密度を制御することにより、2枚の基板間に介在するスペーサの数を均一にすることに特徴がある。そのスペーサの散布方法について、図1の本発明のスペーサ散布装置の一実施形態を参照しながら説明する。
【0012】
図1に示されるスペーサ散布装置は、チャンバー1の下部に排気用のバタフライバルブ2を介して排気管3が接続されており、チャンバー1内の残留物を排気することができるようになっている。排気用バルブ2は電磁弁2aにより開閉できるようになっており、電磁弁2aは制御コントローラ9からの制御信号により動力用エアー2bを用いて制御される。このチャンバー1は、たとえば1.5m角で、2mほどの高さのステンレス製の箱型に形成されており、排気管3はたとえば直径が10cm程度の太さで、1〜1.3m/sec程度のスピードで排気される。
【0013】
チャンバー1の上部には、スプレーノズル4が設けられており、散布液5がポンプ51を介してスプレーノズル4内に送られるようになっている。図1に示される例では、スプレーノズル4内の散布液5を容器52内の散布液5と循環できるようにパイプが配管されており、また、容器52内ではマグネットスターラ53により回転子(テフロンがコーティングされたマグネット)54を介して散布液5が撹拌されるようにして、スプレーノズル4内の散布液5が時間の経過により不均一にならないようにされている。スプレーノズル4には、散布液5を送るパイプのほか、散布液5を霧化するためのN2 などからなる霧化用気体6が気体通路を介して導入されている。この気体通路にも制御コントローラ9からの制御信号により開閉が制御される電磁弁6aが設けられている。チャンバー1の上部にはさらに通風孔7cが設けられ、その通風孔7cを開閉する通風孔用ダンパー7が設けられている。この通風孔用ダンパー7は動力用エアー7bを用いた電磁弁7aにより開閉できるようになっており、制御コントローラ9からの制御信号に基づき開閉される。
【0014】
チャンバー1内にはさらに、たとえばパーティクルカウンタからなるチャンバー内のスペーサの密度を測定し得るスペーサ密度を検出する検出手段8のセンサ部8aが突っ込まれ、チャンバー1内のスペーサの密度を測定できるようになっている。そして、そのカウント数は制御コントローラ9に送られ、制御コントローラ9はその測定値が所定の範囲に入っているか否かを調べ、所定の範囲より少ないときは排気用バルブ2および通風孔用ダンパー7を閉塞し、霧化用気体通路を開くように電磁弁2a、7a、6aに制御信号を送り、スプレーノズル4からスペーサを噴霧することができるようになっている。また、逆にパーティクルカウンタ8による測定数が所定の範囲より多い場合は、排気用バルブ2および通風孔用ダンパー7を開き、霧化用気体通路を閉じるように電磁弁2a、7a、6aに制御信号を送る。この一連の制御は後述するように、マイコンにより制御される。
【0015】
前記チャンバー1には散布液5の噴霧の際の気化熱による温度低下を防ぎ、散布液の溶媒を蒸発させやすくするため、チャンバー1内の温度がたとえば60℃程度の一定になるようにヒータ10が設けられている。図1に示される例ではチャンバー1の内側に設けられているが、チャンバー1の外側に設けられていてもよい。なお、図1で11は基板30をチャンバー1内に搬入するための搬入扉、12は基板30をチャンバー1から搬出するための排出扉である。また、基板30は、カセット31に収納されてローダー21に載置され、そこで1枚1枚コンベア22上に載せられてチャンバー1の底部1aに運ばれ、散布の終った基板30は再度コンベア23により運搬されてアンローダー24で別のカセット32に収納される。
【0016】
つぎにこのスペーサ散布装置を用いて、電極パターンや配向膜が形成された基板にスペーサを散布する方法の具体例について説明をする。前述の装置で、霧化用気体は、たとえば4kgf/cm2 に、電磁弁2a、7aを駆動する動力用エアーは3kgf/cm2 に設定した。また、スペーサとして直径5.6μmφのシリカ球状スペーサを使用し、エチルアルコールと純水を1:1に混合した溶液100ccに0.6gのスペーサを分散させた散布液を調合し、噴霧時間を3秒に設定した。スペーサ密度の検出手段としてリオン(株)製の商品名パーティクルカウンターKC−25を使用し、この検出手段によりカウントする数の上限値を25500個/リットル、下限値を23500個/リットルと設定した。
【0017】
この状態で、まず初期状態のチャンバー1内をクリアにするため、通風孔用ダンパー7および排気用バルブ2を30秒間開いてチャンバー1内のスペーサおよび溶媒のエチルアルコールガスを排気する。そして、カセット31から取り出された基板30をコンベア22により搬送して搬入扉11を開き、チャンバー1内の底部1aに基板30をセッティングして搬入扉11を閉じる。その後、散布液をチャンバー1内に3秒間噴霧する。この散布液の噴霧は図2に示されるフローチャートに従って行われる。
【0018】
すなわち、タイマーによりカウントをし(S1)、カウンターがタイムアップしていないか否かを調べる(S2)。カウンタがタイムアップ(たとえば設定値3秒)していれば(NO)、噴霧作業は終了し、タイムアップしていなければ(YES)、スペーサ密度が設定値の下限(たとえば23500個/リットル)より上にあるか否かを調べる(S3)。つぎに、スペーサ密度が下限値より下であれば(NO)、通風孔用ダンパーを閉じ(S4)、さらに排気用バルブを閉じ(S5)、さらにスプレーノズルの噴霧を行い(S6)ステップS2に戻る。そして、スペーサ密度が下限値より上にあれば(YES)、スペーサ密度が設定値の上限値(たとえば25500個/リットル)より下にあるかを調べる(S7)。上限値より下であれば(YES)ステップS2に戻り、上限値より上であれば(NO)、通風孔用ダンパーを開き(S8)、さらに排気用バルブを開き(S9)、さらにスプレーノズルを閉じて(S10)ステップS2に戻る。これをカウンタがタイムアップするまで繰り返し、タイムアップしたら噴霧作業が終了する。
【0019】
その後、通風孔用ダンパーおよび排気用バルブを閉じて30秒間放置し、チャンバー内に浮遊するスペーサを基板上に自然落下させる。ついで、排気用のバルブ2を開いて、たとえば1〜3秒間程度の所定時間排気してから排出扉12を開けて基板30をチャンバー1から排出し排出扉12を閉じて、同様に繰り返す。
【0020】
この方法により製造した液晶表示素子の実際の基板上のスペーサの量を前述の検出手段により検出したチャンバー内に浮遊するスペーサの量と共に、順次行う基板ごとにその順番の数を横軸にして測定した結果を図3(a)に示す。なお、本発明の方法によるチャンバー内のスペーサ密度の管理をしない従来の方法で、前述の検出手段によるチャンバー内に浮遊するスペーサの量と実際に基板上に沈降するスペーサの量とを図3(b)に示す。図3において、白丸の縦軸はチャンバー内のスペーサの1リットル当りの個数、黒丸の縦軸は基板上に散布されたスペーサ密度(1個/mm2 )、横軸は処理順の基板の番号、Pはチャンバー内のスペーサの設定値の上限(25500個)、Qは設定値の下限(23500個)である。図3から明らかなように、本発明(図3(a))によれば基板上に散布されるスペーサの量が非常に均一で30〜38個/mm2 の範囲であるのに対して、従来の方法(図3(b))では周期的に散布量が変化して20〜40個/mm2 で、チャンバー内のスペーサ密度と共に非常にばらついていることが分る。この周期的に変化するのは、カセットに収納される基板の数と一致し、カセットの取替えによる時間のため散布間隔が長くなるためと考えられる。
【0021】
本発明によれば、チャンバー内のスペーサの量を常に一定量にして基板上にスペーサの散布が行われる。一方、図3(b)からも明らかなように、チャンバー内のスペーサの量と実際に基板上に散布されるスペーサの量との間には相関関係がある。そのため、図3(a)に示されるように、チャンバー内のスペーサの量が一定数量になるように制御されることにより、基板上に散布されるスペーサの量も一定になる。その結果、各製品についてスペーサの量が一定となり、液晶パネルの基板間隔も常に一定となり、品質の安定した液晶表示素子が得られる。
【0022】
なお、前述の例では、スペーサとしてシリカ製の球状スペーサを使用したが、プラスティックビーズでも同様の結果が得られた。
【0023】
前述の例では、パーティクルカウンタによりチャンバー内に浮遊するスペーサの数を検出してその数が一定の範囲に入るようにしてスペーサ密度を制御したが、スペーサを分散させる溶媒のチャンバー1内の濃度を測定しながら制御することもできる。すなわち、スペーサは前述のように、たとえばエチルアルコールと水の混合溶液に分散させてその散布液をチャンバー内に噴霧することにより散布している。このエチルアルコールのような溶媒は、噴霧される際に蒸発してチャンバー内に蒸気として存在する。この量も噴霧される分散液の量に比例するため、このエチルアルコールの蒸気の濃度を測定することによっても同様にチャンバー内に浮遊するスペーサの密度を制御することができる。
【0024】
すなわち、前述のチャンバー内のスペーサの密度を測定し得る検出手段8として、たとえば新コスモス電機(株)製の可燃性ガス検知器、商品名コスモテクターXP−311Aを用い、エチルアルコールガスを検出することができる。この場合の液晶表示素子の製法およびスペーサの散布方法は、チャンバー内のエチルアルコールガスの濃度をモニターしてその値をたとえば上限値が0.19vol%、下限値を0.175vol%に設定してその範囲に入るように制御する以外は前述の例と同じで、その説明を省略する。エチルアルコールガスの濃度をこのように設定して散布液を噴霧するときのフローチャートを図4に示す。図4において、図2と同じステップの所については同じステップ番号を付してその説明を省略する。この例では、ステップS13でエチルアルコールガスの濃度が下限値より上であるかを調べ、ステップS17でエチルアルコールガス濃度が上限値より下にあるか否かを調べる点で異なっているだけで、それぞれの場合の制御方法については前述の例と同様である。
【0025】
この例の方法により制御してスペーサを散布したときの基板上に散布される単位面積当たりのスペーサの個数およびチャンバー内のエチルアルコールガス濃度を前述と同様に各基板ごとに測定した結果を図5(a)に、同様の測定方法で従来の散布方法の場合のスペーサの個数およびチャンバー内のエチルアルコールガス濃度を図5(b)にそれぞれ示す。図5において、白丸の縦軸はチャンバー内のエチルアルコールガスの濃度(vol%)、黒丸の縦軸は基板上に散布されたスペーサの密度(個/mm2 )、横軸は処理順の基板の番号、Pはエチルアルコールガス濃度の設定値の上限値(0.19vol%)、Qはその下限値(0.175%)である。この場合も、本発明によれば基板上のスペーサの個数は30〜38個/mm2 と均一であるのに対して、従来の方法では20〜40個/mm2 とばらついていることが分る。また、図5(b)からも実際に基板上に散布されるスペーサの個数とチャンバー内のエチルアルコールガス濃度との間に相関関係があることが分る。
【0026】
なお、この例ではエチルアルコールガス濃度を検出してその量を制御したが、溶媒はエチルアルコールとは限らず、たとえばフロンなどが用いられる場合にはそのフロンなどの検出器を用いて測定することにより、同様に制御することができる。また、プロパノールなどの他のアルコール類が混入されている場合で、検出手段がその両方を検出する場合は、両方の合計値を測定して合計値により制御するようにしてもよい。さらに、溶媒が2種類以上の混合物である場合、そのいずれか1種類が検出されればよい。なお、このガス濃度により制御する場合は、前述のヒータ10によるチャンバー内の温度制御を充分に行うことが好ましい。温度により溶媒の蒸発量が異なり、ガス濃度が変ってくるからである。この場合も、スペーサとしてプラスティックビーズを用いても同様の結果が得られた。
【0027】
図6は、スペーサ密度の制御を、チャンバー(図示せず)内に噴霧するためのスペーサを分散させた散布液5の重量の減少量を測定しながら制御するための概略図である。すなわち、分散液5を入れた容器52の重量をたとえば電子天秤からなる検出手段8により検出しながら、そのデータを制御コントローラ9に供給し、その減少量が所定の設定量に達した状態でスプレーノズル4からの噴霧を停止させるものである。この場合、散布液の噴霧をたとえば0.2秒程度の短時間噴霧を断続的に行い、その都度散布液の重量変化を検出手段8により検出する。そして、その検出結果が制御コントローラ9に送られ、所定の噴霧量に達したときに噴霧を終了する。散布液は、前述のように、マグネットスターラにより撹拌しながら行っているため、散布液内のスペーサの密度は常に一定であり、噴霧する散布液の量が一定であれば、チャンバー内に噴霧されるスペーサの量も常に一定になる。
【0028】
この例によれば、噴霧する散布液の量を常に一定にすることができる。そのため、スプレーノズルの差(ノズルの先の径や霧化用気体の圧力など)に基づく変動要因により一定時間の噴霧に対しても10%程度の噴霧量のバラツキがあった(電磁弁による噴霧時間の制御は1/100秒の単位で制御することができる)ものが、確実に噴霧量を一定に制御することができる。すなわち、図7にイメージ図が示されるように、スプレーノズルにより時間当たりの噴霧量(図の傾き)が異なっても、噴霧時間の調整(時間t1 からt2 )により、常に一定の散布液の量Tが噴霧される。チャンバー内のスペーサ密度が一定であれば、前述のように、一定の個数のスペーサが散布され、絶縁性透明基板間のギャップを一定にすることができる。この場合、散布液を噴霧する前のチャンバー内のスペーサの密度が一定でないと、一定量の散布液を噴霧しても一定にはならないため、たとえば基板の有無に拘らず一定のサイクルで噴霧、放置、および排気の工程を繰り返すなどのチャンバー内のスペーサ密度を一定化させることが必要となる。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、基板へのスペーサの散布量が常に一定になるため、液晶パネルの基板間隔が常に一定になり、表示品位の優れた安定した品質の液晶表示素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスペーサ散布装置の一実施形態の説明図である。
【図2】図1の装置で散布液をチャンバー内に噴霧するときのフローチャートである。
【図3】図1の装置を用いてスペーサを散布したときの散布量およびチャンバー内のスペーサ密度の変化を示す図である。
【図4】本発明の他の実施形態の散布液を噴霧するときのフローチャートである。
【図5】図4の実施形態によるスペーサの散布量およびチャンバー内の溶媒濃度を示す図である。
【図6】本発明のさらに他の実施形態の説明図である。
【図7】図6の実施形態による散布液の噴霧量の一定化の説明図である。
【図8】従来のスペーサの散布装置の一例の説明図である。
【符号の説明】
1 チャンバー
2 排気ダンパー
4 スプレーノズル
5 散布液
6 霧化用気体
7 通風孔用ダンパー
8 検出手段
9 制御コントローラ
30 基板
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display element in which the amount of spacers provided between two substrates of the liquid crystal display element can be made constant. More particularly, it relates to a manufacturing method of the liquid crystal display device which is a spacer between the substrates with an amount by controlling the amount of the spacer in the chamber at the time of spraying the spacers constant.
[0002]
[Prior art]
The liquid crystal display element is manufactured as follows. That is, a transparent electrode, an alignment film, and the like are provided on an insulating transparent substrate made of two sheets of glass, a sealing agent is provided around the cells of one substrate, and spacers are dispersed on the other substrate. Then, the two substrates are bonded to each other with a transparent electrode and an alignment film facing each other so as to have a constant gap through a spacer, and after dividing into each cell, the gap between the two substrates is filled with a liquid crystal material, It is manufactured by sticking a polarizing plate or the like on both outer surfaces.
[0003]
This spacer spraying method is performed using, for example, a spacer spraying apparatus as shown in FIG. That is, the exhaust pipe 3 is connected to the lower part of the chamber 1 via the exhaust damper 2 so that the suspended matter in the chamber 1 can be exhausted. Further, a spray nozzle 4 is provided at the upper part, and a spray liquid 5 in which a spacer is dispersed in a solvent such as a mixed liquid of alcohol and water can be sprayed into the chamber 1 by the atomized compressed air 6. ing. In this apparatus, the substrate 30 stored in the cassette 31 is lowered onto the conveyor 22 by the loader 21 and is sequentially transported into the chamber 1, and the sprayed liquid 5 is sprayed into the chamber 1 for about 0.1 to 60 seconds. The solvent of the sprayed liquid sprayed in the chamber 1 evaporates and the spacer floating in the chamber 1 settles on the substrate 30. After a certain period of time, the exhaust damper 2 is opened and the floating spacer is evacuated for a certain period of time, then the substrate 30 is discharged from the chamber 1 and conveyed on the conveyor 23, and another cassette 32 is transferred by the unloader 24. Stored inside.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-mentioned spacer spraying method, after the spraying to the previous substrate is finished, the floating spacer in the chamber is evacuated, and then a new substrate is put into the chamber and a certain amount of spray liquid is sprayed into the chamber. By doing so, it is carried out so that a fixed amount of spacers can be dispersed. However, even if evacuation for a certain period of time after the spraying to one substrate is completed, the spacer in the chamber does not disappear completely, and the spacer that floats with time sinks, so that the next substrate is loaded. The amount of spacer remaining in the chamber varies with time. When the next substrate is carried into the chamber, if the remaining spacers are not constant, the spacers floating in the chamber will not be constant even if a certain amount of spray liquid is sprayed. In particular, at the start of production, etc., the dummy must be flown until the spacer floating in the chamber becomes constant, but it is unclear how many dummies will flow. In addition, after the cassette is replaced or after interruption due to a line trouble, the substrate supply interval becomes long, so that the number of spacers floating in the chamber is reduced and the amount of spacers to be dispersed is also reduced. As a result, even if the substrate is placed in the chamber and left for a certain period of time, a certain amount of spacers are not scattered on the substrate, resulting in a non-uniform spacing between the substrates of the liquid crystal panel and a deterioration in display quality. .
[0005]
The present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a liquid crystal display element capable of always spraying a constant spacer regardless of the substrate loading interval.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A method for producing a liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display in which a transparent electrode and an alignment film are formed on a substrate, two spacers are attached by spreading spacers, and a gap between the two substrates is filled with a liquid crystal material A method of manufacturing an element, wherein the number of spacers floating in a constant volume in a chamber is measured by a particle counter, and a control controller that controls the measured value to fall within a predetermined range is used to determine the number of spacers floating in the chamber. While the density is controlled to be constant, the spacers are dispersed by placing the substrate on the lower part of the chamber and leaving it for a predetermined time. That is, as a result of the study by the present inventors, it has been found that there is a correlation between the amount of the spacer floating in the chamber and the amount of the spacer settling on the substrate, and the amount of the spacer in the chamber is controlled. As a result, a certain amount of spacers are dispersed on the substrate.
[0008]
In another embodiment of the method for producing a liquid crystal display element of the present invention, a transparent electrode and an alignment film are formed on a substrate, spacers are dispersed and two substrates are adhered, and a liquid crystal material is placed in the gap between the two substrates. A method of manufacturing a liquid crystal display element to be filled, wherein a spacer floating in the chamber is measured by a controller that controls the concentration of the solvent in which the spacer is dispersed in the chamber and controls the measured concentration to fall within a predetermined range. The spacers are dispersed by placing the substrate on the lower part of the chamber and allowing it to stand for a predetermined time while controlling the density of the substrate at a constant level.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a description about the manufacturing method of the liquid crystal display device of the present invention.
[0011]
In a liquid crystal display element, an electrode pattern is formed with a transparent conductive film such as ITO on each of two insulating transparent substrates such as glass and plastic, an alignment film is formed, and then a spacer is formed on one substrate. It is manufactured by spraying and adhering two substrates with a sealing agent, dividing them into cells or a frame, and then filling a gap between the two substrates with a liquid crystal material. As described above, the manufacturing method of the liquid crystal display element of the present invention is based on the knowledge that there is a correlation between the amount of spacer floating in the chamber and the amount of spacer sinking on the substrate. It is characterized in that the number of spacers interposed between two substrates is made uniform by controlling the density of the spacers. The spacer spraying method will be described with reference to an embodiment of the spacer spraying apparatus of the present invention shown in FIG.
[0012]
In the spacer spraying device shown in FIG. 1, an exhaust pipe 3 is connected to a lower portion of a chamber 1 via an exhaust butterfly valve 2 so that the residue in the chamber 1 can be exhausted. . The exhaust valve 2 can be opened and closed by a solenoid valve 2 a, and the solenoid valve 2 a is controlled using power air 2 b by a control signal from the controller 9. The chamber 1 is, for example, a 1.5 m square and is formed in a stainless steel box shape having a height of about 2 m, and the exhaust pipe 3 has a diameter of about 10 cm, for example, and a thickness of 1 to 1.3 m / sec. Exhaust at a moderate speed.
[0013]
A spray nozzle 4 is provided in the upper part of the chamber 1, and the spray liquid 5 is sent into the spray nozzle 4 via a pump 51. In the example shown in FIG. 1, a pipe is provided so that the spray liquid 5 in the spray nozzle 4 can be circulated with the spray liquid 5 in the container 52, and a rotor (Teflon) is provided in the container 52 by a magnet stirrer 53. The sprayed liquid 5 is agitated via a magnet 54 coated with the sprayed nozzle 54 so that the sprayed liquid 5 in the spray nozzle 4 does not become non-uniform over time. In addition to the pipe for sending the spray liquid 5, the atomizing gas 6 made of N 2 or the like for atomizing the spray liquid 5 is introduced into the spray nozzle 4 through the gas passage. An electromagnetic valve 6 a whose opening and closing is controlled by a control signal from the controller 9 is also provided in this gas passage. A ventilation hole 7c is further provided in the upper part of the chamber 1, and a ventilation hole damper 7 for opening and closing the ventilation hole 7c is provided. The ventilation hole damper 7 can be opened and closed by an electromagnetic valve 7 a using power air 7 b and is opened and closed based on a control signal from the controller 9.
[0014]
Further, a sensor unit 8a of a detecting means 8 for detecting a spacer density capable of measuring the density of the spacer in the chamber made of, for example, a particle counter is inserted into the chamber 1 so that the density of the spacer in the chamber 1 can be measured. It has become. Then, the count number is sent to the controller 9, and the controller 9 checks whether or not the measured value is within a predetermined range. If the measured value is smaller than the predetermined range, the exhaust valve 2 and the vent hole damper 7 are checked. And a control signal is sent to the solenoid valves 2a, 7a, 6a so as to open the atomizing gas passage, and the spacer can be sprayed from the spray nozzle 4. Conversely, when the number of measurements by the particle counter 8 is larger than the predetermined range, the exhaust valves 2 and the vent hole dampers 7 are opened, and the solenoid valves 2a, 7a and 6a are controlled so as to close the atomizing gas passages. Send a signal. This series of control is controlled by a microcomputer as will be described later.
[0015]
In the chamber 1, the heater 10 is set so that the temperature in the chamber 1 is constant, for example, about 60 ° C., in order to prevent a temperature drop due to heat of vaporization when the spray liquid 5 is sprayed and to facilitate evaporation of the solvent of the spray liquid. Is provided. In the example shown in FIG. 1, it is provided inside the chamber 1, but may be provided outside the chamber 1. In FIG. 1, 11 is a loading door for loading the substrate 30 into the chamber 1, and 12 is a discharge door for unloading the substrate 30 from the chamber 1. The substrates 30 are stored in the cassette 31 and placed on the loader 21, where the substrates 30 are placed one by one on the conveyor 22 and carried to the bottom 1a of the chamber 1. And is stored in another cassette 32 by the unloader 24.
[0016]
Next, a specific example of a method of spraying spacers on a substrate on which an electrode pattern or an alignment film is formed using this spacer spraying device will be described. In the above-described apparatus, the atomizing gas is set to 4 kgf / cm 2 , for example, and the power air for driving the solenoid valves 2a and 7a is set to 3 kgf / cm 2 . In addition, a silica spherical spacer having a diameter of 5.6 μmφ is used as a spacer, and a spray liquid in which 0.6 g of spacer is dispersed in 100 cc of a solution in which ethyl alcohol and pure water are mixed in a ratio of 1: 1 is prepared. Set to seconds. The product name Particle Counter KC-25 manufactured by Rion Co., Ltd. was used as the spacer density detection means, and the upper limit value of the number counted by this detection means was set to 25500 pieces / liter and the lower limit value was set to 23500 pieces / liter.
[0017]
In this state, in order to clear the interior of the chamber 1 in the initial state, the vent hole damper 7 and the exhaust valve 2 are opened for 30 seconds to exhaust the spacer and the solvent ethyl alcohol gas in the chamber 1. Then, the substrate 30 taken out from the cassette 31 is conveyed by the conveyor 22 to open the loading door 11, the substrate 30 is set on the bottom 1 a in the chamber 1, and the loading door 11 is closed. Thereafter, the spray liquid is sprayed into the chamber 1 for 3 seconds. The spraying of the spray liquid is performed according to the flowchart shown in FIG.
[0018]
That is, the timer counts (S1), and it is checked whether the counter has timed up (S2). If the counter has timed up (for example, a set value of 3 seconds) (NO), the spraying operation is completed, and if not timed up (YES), the spacer density is lower than the lower limit of the set value (for example, 23500 / liter). It is checked whether it is above (S3). Next, if the spacer density is lower than the lower limit value (NO), the ventilation hole damper is closed (S4), the exhaust valve is closed (S5), and the spray nozzle is sprayed (S6). Return. If the spacer density is above the lower limit value (YES), it is checked whether the spacer density is below the upper limit value (for example, 25500 pieces / liter) (S7). If it is below the upper limit (YES), return to step S2, and if it is above the upper limit (NO), open the vent hole damper (S8), further open the exhaust valve (S9), and further turn the spray nozzle Close (S10) and return to step S2. This is repeated until the counter times up, and when the time is up, the spraying operation is finished.
[0019]
After that, the ventilation hole damper and the exhaust valve are closed and left for 30 seconds, and the spacer floating in the chamber is naturally dropped onto the substrate. Next, the exhaust valve 2 is opened, the exhaust is performed for a predetermined time of, for example, about 1 to 3 seconds, the discharge door 12 is opened, the substrate 30 is discharged from the chamber 1, the discharge door 12 is closed, and the same is repeated.
[0020]
The amount of spacers on the actual substrate of the liquid crystal display device manufactured by this method is measured along with the amount of spacers floating in the chamber detected by the above-mentioned detection means, with the number of the order for each substrate sequentially performed on the horizontal axis. The results are shown in FIG. In the conventional method in which the spacer density in the chamber is not managed by the method of the present invention, the amount of the spacer floating in the chamber by the above-described detection means and the amount of the spacer that actually settles on the substrate are shown in FIG. Shown in b). In FIG. 3, the vertical axis of white circles is the number of spacers per liter in the chamber, the vertical axis of black circles is the density of spacers scattered on the substrate (1 piece / mm 2 ), and the horizontal axis is the number of substrates in processing order. , P is the upper limit (25500) of the set value of the spacer in the chamber, and Q is the lower limit (23500) of the set value. As apparent from FIG. 3, according to the present invention (FIG. 3 (a)), the amount of spacers dispersed on the substrate is very uniform and in the range of 30 to 38 / mm 2 . In the conventional method (FIG. 3B), it can be seen that the amount of spraying varies periodically and is 20 to 40 pieces / mm 2 , which varies greatly with the spacer density in the chamber. This periodic change is considered to coincide with the number of substrates accommodated in the cassette, and the spraying interval becomes longer due to the time required to replace the cassette.
[0021]
According to the present invention, the spacers are dispersed on the substrate while the amount of the spacers in the chamber is always kept constant. On the other hand, as is clear from FIG. 3B, there is a correlation between the amount of spacers in the chamber and the amount of spacers actually scattered on the substrate. Therefore, as shown in FIG. 3A, by controlling the amount of spacers in the chamber to be a constant amount, the amount of spacers scattered on the substrate is also constant. As a result, the amount of spacers for each product is constant, the distance between the substrates of the liquid crystal panel is always constant, and a liquid crystal display element with stable quality can be obtained.
[0022]
In the example described above, a spherical spherical spacer made of silica was used as the spacer, but similar results were obtained with plastic beads.
[0023]
In the above example, the number of spacers floating in the chamber is detected by the particle counter and the spacer density is controlled so that the number falls within a certain range. However, the concentration of the solvent in the chamber 1 for dispersing the spacers is controlled. It can also be controlled while measuring. That is, as described above, the spacer is dispersed by, for example, dispersing it in a mixed solution of ethyl alcohol and water and spraying the sprayed liquid into the chamber. This solvent, such as ethyl alcohol, evaporates when sprayed and exists as vapor in the chamber. Since this amount is also proportional to the amount of the dispersion to be sprayed, the density of the spacer floating in the chamber can be similarly controlled by measuring the concentration of the vapor of ethyl alcohol.
[0024]
That is, as the detection means 8 capable of measuring the density of the spacers in the chamber described above, for example, a combustible gas detector manufactured by Shin Cosmos Electric Co., Ltd., trade name Cosmo Protector XP-311A is used to detect ethyl alcohol gas. Can do. In this case, the liquid crystal display device manufacturing method and spacer spraying method are performed by monitoring the concentration of ethyl alcohol gas in the chamber and setting the upper limit value to 0.19 vol% and the lower limit value to 0.175 vol%, for example. The control is the same as the above example except that the control is performed so as to fall within the range, and the description thereof is omitted. FIG. 4 shows a flowchart when the concentration of the ethyl alcohol gas is set in this way and the spray liquid is sprayed. In FIG. 4, the same steps as those in FIG. 2 are denoted by the same step numbers and the description thereof is omitted. This example is different only in that it is checked in step S13 whether the concentration of ethyl alcohol gas is above the lower limit, and in step S17, it is checked whether the ethyl alcohol gas concentration is below the upper limit. The control method in each case is the same as in the above example.
[0025]
FIG. 5 shows the result of measuring the number of spacers per unit area dispersed on the substrate and the concentration of ethyl alcohol gas in the chamber for each substrate in the same manner as described above when the spacers are dispersed by controlling by the method of this example. FIG. 5 (b) shows the number of spacers and the concentration of ethyl alcohol gas in the chamber in the case of a conventional spraying method using the same measurement method. In FIG. 5, the vertical axis of the white circle is the concentration (vol%) of ethyl alcohol gas in the chamber, the vertical axis of the black circle is the density of the spacers scattered on the substrate (pieces / mm 2 ), and the horizontal axis is the substrate in processing order. , P is the upper limit (0.19 vol%) of the set value of the ethyl alcohol gas concentration, and Q is the lower limit (0.175%). Also in this case, according to the present invention, the number of spacers on the substrate is as uniform as 30 to 38 / mm 2 , whereas in the conventional method, the number of spacers varies from 20 to 40 / mm 2. The 5B also shows that there is a correlation between the number of spacers actually scattered on the substrate and the concentration of ethyl alcohol gas in the chamber.
[0026]
In this example, the ethyl alcohol gas concentration was detected and the amount controlled, but the solvent is not limited to ethyl alcohol. For example, when chlorofluorocarbon is used, measurement should be made using a detector such as chlorofluorocarbon. Thus, the same control can be performed. When other alcohols such as propanol are mixed and the detection means detects both, the total value of both may be measured and controlled by the total value. Further, when the solvent is a mixture of two or more, any one of them may be detected. In addition, when controlling by this gas concentration, it is preferable to fully control the temperature in the chamber by the heater 10 described above. This is because the evaporation amount of the solvent varies depending on the temperature, and the gas concentration changes. In this case, similar results were obtained even when plastic beads were used as the spacer.
[0027]
FIG. 6 is a schematic diagram for controlling the spacer density while measuring the decrease in the weight of the spray liquid 5 in which the spacers for spraying in a chamber (not shown) are dispersed. That is, while the weight of the container 52 containing the dispersion liquid 5 is detected by the detection means 8 made of, for example, an electronic balance, the data is supplied to the controller 9 and sprayed in a state where the amount of reduction reaches a predetermined set amount. The spray from the nozzle 4 is stopped. In this case, spraying of the spray liquid is performed intermittently, for example, for a short time of about 0.2 seconds, and the weight change of the spray liquid is detected by the detection means 8 each time. And the detection result is sent to the controller 9, and spraying is terminated when a predetermined spray amount is reached. As described above, since the spray liquid is agitated by the magnetic stirrer, the density of the spacer in the spray liquid is always constant, and if the amount of spray liquid to be sprayed is constant, the spray liquid is sprayed into the chamber. The amount of spacers is always constant.
[0028]
According to this example, the amount of sprayed liquid to be sprayed can always be constant. For this reason, there was a variation in the spray amount of about 10% even for a certain period of time spraying due to the difference in spray nozzles (nozzle tip diameter, atomizing gas pressure, etc.) (spray by solenoid valve). The time can be controlled in units of 1/100 seconds), but the spray amount can be reliably controlled to be constant. That is, as shown in the image diagram in FIG. 7, even if the spray amount per hour (slope in the figure) varies depending on the spray nozzle, the spraying time is adjusted (time t 1 to t 2 ) so that the constant spray liquid is always constant. A quantity T is sprayed. If the spacer density in the chamber is constant, a predetermined number of spacers are dispersed as described above, and the gap between the insulating transparent substrates can be made constant. In this case, if the density of the spacers in the chamber before spraying the spray liquid is not constant, it will not be constant even if a certain amount of spray liquid is sprayed. It is necessary to make the spacer density constant in the chamber, such as repeating the steps of leaving and evacuating.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the dispersion amount of the spacers on the substrate is always constant, the distance between the substrates of the liquid crystal panel is always constant, and a stable quality liquid crystal display element with excellent display quality can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of a spacer spraying device of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart when spraying a spray liquid into a chamber with the apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a change in a spray amount and a spacer density in a chamber when a spacer is sprayed using the apparatus of FIG. 1;
FIG. 4 is a flowchart when spraying a spray liquid according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a dispersion amount of spacers and a solvent concentration in a chamber according to the embodiment of FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram of still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory view of the stabilization of the spray amount of the spray liquid according to the embodiment of FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of a conventional spacer spraying device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 2 Exhaust damper 4 Spray nozzle 5 Spray liquid 6 Atomization gas 7 Ventilation hole damper 8 Detection means 9 Control controller 30 Substrate

Claims (2)

基板に透明電極および配向膜を形成し、スペーサを散布して2枚の基板を貼着し、該2枚の基板の間隙に液晶材料を充填する液晶表示素子の製法であって、パーティクルカウンタによりチャンバー内の一定体積に浮遊するスペーサの数を測定して、その測定値が所定の範囲に入るように制御する制御コントローラにより前記チャンバー内に浮遊するスペーサの密度を一定に制御しながら、該チャンバー内の下部に前記基板を載置して一定時間放置することにより前記スペーサの散布を行うことを特徴とする液晶表示素子の製法。A method of manufacturing a liquid crystal display element in which a transparent electrode and an alignment film are formed on a substrate, spacers are dispersed and two substrates are adhered, and a liquid crystal material is filled in a gap between the two substrates. The number of spacers floating in a constant volume in the chamber is measured, and the density of the spacers floating in the chamber is controlled to be constant by a controller that controls so that the measured value falls within a predetermined range. A method of manufacturing a liquid crystal display element, wherein the spacer is dispersed by placing the substrate on a lower part of the substrate and leaving the substrate for a predetermined time. 基板に透明電極および配向膜を形成し、スペーサを散布して2枚の基板を貼着し、該2枚の基板の間隙に液晶材料を充填する液晶表示素子の製法であって、スペーサを分散させる溶媒のチャンバー内の濃度を測定して、その測定した濃度が所定の範囲に入るように制御する制御コントローラにより前記チャンバー内に浮遊するスペーサの密度を一定に制御しながら、該チャンバー内の下部に前記基板を載置して一定時間放置することにより前記スペーサの散布を行うことを特徴とする液晶表示素子の製法。A method of manufacturing a liquid crystal display device in which a transparent electrode and an alignment film are formed on a substrate, spacers are dispersed and two substrates are adhered, and a liquid crystal material is filled in a gap between the two substrates. The concentration of the solvent in the chamber is measured, and the density of the spacer floating in the chamber is controlled to be constant by a controller that controls the measured concentration so that it falls within a predetermined range. A method of manufacturing a liquid crystal display element, wherein the spacer is dispersed by placing the substrate on the substrate and leaving the substrate for a predetermined time.
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