JPH0419527B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は液晶表示パネルのスペーサの分散を適
確に簡易におこなえる液晶表示パネルのスペーサ
分散装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、液晶表示装置における液晶が封入される
基板間にスペーサを分散するには、スペーサをア
ルコール等に混合しスピナ塗布をおこない、アル
コール等を蒸発させる方法を用いたが、液晶表示
パネルのガラス基板上でスペーサは周辺部に多数
集まり、中央部に少数しか集まらないという傾向
があつた。スペーサが多数集まる箇所はパネルを
組み立てて偏光板を貼り付け光が透過しない状態
にしても、光が多数のスペーサを透過してコント
ラスト比の劣化が生じた。また液晶表示用基板上
の凹凸部の凸部に存在するスペーサが前面ガラス
と液晶表示用基板の間のギヤツプ厚を保持するた
め、スペーサが極端に少ない箇所はパネルを組み
立てると、液晶表示用基板上の凹凸部の凸部に存
在するスペーサが少なく、前面ガラスと液晶表示
用基板間全域を均一なギヤツプとすることができ
ず、ギヤツプ精度が得られない傾向があつた。

発明の目的 本発明は、液晶を用いた表示パネルに使用する
スペーサの分散装置に関するものであり、従来の
スピナ塗布を用いた場合の欠点を除去して、液晶
表示パネルのガラス基板上のスペーサを均一に分
布させ、液晶表示用基板上の凹凸部の凸部に存在
する所定の個数のスペーサにて前面ガラスと液晶
表示用基板の間のギヤツプ厚を保持させることを
可能とするもので、液晶表示用基板上の凸部にお
けるスペーサの密度を高めることにより前面ガラ
スと液晶表示用基板は互いに均一なギヤツプ厚と
することができること、したがつて前面ガラスと
液晶表示用基板の間のギヤツプ厚の精度を得るこ
とを目的とするものである。

発明の構成 本発明にかかる液晶表示パネルのスペーサ分散
装置は、内壁が導電性の分散容器内にスペーサが
分散される基板を配置し、分散容器の上部にスペ
ーサ保持部材と渦巻気流発生部材とからなるスペ
ーサ噴霧器とを有し、スペーサを基板上に均一に
分散形成するものである。

たとえば本発明の装置は、液晶表示用基板の配
置用で液晶表示用基板より小さい多数の穴がある
１枚の配置板とこの配置板の下に漏斗状をなす底
板とからなり、容器内壁にアルミニウム箔を貼り
付けてあるかまたは容器自体が導体であり接地し
てある分散容器に、底面部が凹状の円形状でかつ
底面部の内壁が円弧状でありまた中央に円柱があ
りその上面にスペーサの受け皿があるスペーサ保
持部材と、本体は中空円柱形状であり上部は１個
の円テーパ形状の気体流入口があり下部の中空円
柱底面に渦巻状の凹溝がある渦巻き気流発生部材
とをねじ止めしてなるスペーサ噴霧器を固定して
構成される。

実施例の説明 以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図および第２図に示すように液晶表示パネ
ルは透明電極１とその上に配向膜２が付いた前面
ガラス板３と、TFT素子（薄膜トランジスタで
構成され画素電極の印加電圧のスイツチングに用
いるトランジスタ素子）部４および画素部５とそ
の上に配向膜６が付いた液晶表示用基板７との間
に、周辺部には予め所定のスペーサが混合された
シール剤８があり、シール剤に囲まれたパネル中
に液晶９、多数スペーサ１０が存在している。そ
して、偏光板１１，１２が前面ガラス板３と液晶
表示用基板７の両面に貼り付けられて、さらに、
たとえば光源となるエレクトロルミネセント１３
を液晶表示用基板７上の偏光板１２に貼り付ける
ことにより構成される。

第２図は基板７側の構造を示すもので、Ｇは
TFT素子のゲート電極、Ｉは絶縁膜、Ａはマモ
ルフアスシリコンよりなるチヤンネル活性部、Ｍ
はソース，ドレイン電極である。このように、ス
ペーサ１０が基板７，３間に分散配置され、基板
７，３間のギヤツプの大きさが規定される。なお
スペーサ１０は配向膜６を形成した基板７の上面
に分散される。このスペーサ１０を基板７，３間
全域にわたつて均一に分散させる必要があるが、
本発明は以下に示す装置を用いるものである。

すなわち、本発明は第３図に示すスペーサ噴霧
器１４とスペーサ分散容器１５を有するスペーサ
分散容器を用いる。

１６ａはスペーサ噴霧器本体、１６ｂは気体流入
口、１６ｃは渦巻状の凹溝、１６は渦巻気流発生
部材、１７ａはスペーサ保持部材の底面部の内面
壁、１７ｂはスペーサの受け皿、１７はスペーサ
保持部材、１８は外箱、１９は液晶表示用基板７
の配置用の板、２０は底板、２１はアルミニウム
箔等の導体、２２ａはエアガン密着用の１個の
口、２２はゴム板、２３は前面ドア、２４は正面
ドア、２５はN₂ガス等が噴射されるエアガンで
ある。

第４図，第５図および第６図に示すようにスペ
ーサ噴霧器１４は本体１６ａが中空円柱形状であ
り、上部は１個の円テーパ形状の気体流入口１６
ｂがあり、渦巻気流を発生させるために下部の中
空円柱底面に渦巻状の凹溝１６ｃがある渦巻気流
発生部材１６と、上昇気流を発生させるために底
面部が凹状の円形状でかつ底面部の内壁１７ａが
円弧形状でありまたスペーサ１０を保持するため
に中央に円柱がありその上面にスペーサ１０の受
け皿１７ｂがあるスペーサ保持部材１７とをねじ
止めすることにより構成される。

また、第７図に示すようにスペーサ分散容器１
５は直方体の外箱１８と液晶表示用基板７の配置
用で、液晶表示用基板以外のスペーサを落下させ
るために液晶表示用基板より小さい多数の穴があ
る１枚の配置板１９とその配置板１９の下に落下
したスペーサを集めて容器の外にスペーサを流出
させるために漏斗状をなす底板２０とから構成さ
れて、かつ容器内壁にスペーサと容器の摩擦によ
り生じる静電気を防止するためのアルミニウム箔
等の導体２１が貼り付けてあるか、または容器自
体が導体であり、その上接地してある。

本発明のスペーサ分散装置を使用する場合、気
体がスペーサ噴霧器１４に流入する時気体が逆流
しスペーサが逆噴射することを防止するためにエ
アガン２５の口とスペーサ噴霧器上の気体流入口
１６ｂに、エアガンの外径より小さいエアガン密
着用の１個の口２２ａがあいたゴム板２２を介在
させるのが望ましい。

スペーサは円柱形状の所定の大きさのフアイバ
ーが使用されかつ乾燥してあることが必要であ
り、スペーサを入れたガラス容器を予めフアンを
停止した静状態において100℃以上の温度で所定
時間乾燥する。炉中でアルミニウム箔にてガラス
容器を封印し、炉外でのガラス容器中へのダスト
混入防止をする。

エアガン２５に用いる気体は乾燥し、かつ無塵
処理された窒素であり、所定の圧力に設定する。

実際の分散装置の使用について述べる。スペー
サ１０を秤量して、即ち総重量として一定重量の
スペーサ１０を薬包紙に包んで運搬しスペーサ分
散容器の上面部に配置されているスペーサ噴霧器
の上の気体流入口に薬包紙中のスペーサをスペー
サ受け皿１７ｂ上に落とす。またスペーサ分散容
器中の液晶表示用基板の配置用の板１９の上に
TFT素子４等が形成された液晶表示用基板７を
配置しかつダストがスペーサ容器内に進入するの
を最小限にするためにスペーサ分散容器の前面ド
ア２３にある正面ドア２４を使用して液晶表示用
基板７を出し入れする。また大型の液晶表示用基
板にスペーサを分散する場合あるいはスペーサ分
散容器内を掃除する場合には前剖ドア２３を使用
する。液晶表示用基板７の配置が終了したら、気
体流入口１６ｂとゴム板のエアガン密着用の口２
２ａとを一致させて指で固定しエアガン２５の気
体流出口とゴム板のエアガン密着用の口２２ａと
を一致させて所定時間気体を流出させ第６図の矢
印Ｘのようにスペーサを基板７上に分散させる。
この後しばらく放置する。

ところで、使用されるスペーサは、形成するギ
ヤツプ寸法に応じて径は変化するが、スペーサ長
についてはほぼ一定に管理されている。そこでス
ペーサ受け皿１７ｂに置かれるスペーサの総重量
が一定重量に秤量されている場合、スペーサ径の
大小によりスペーサの個数が変化するため、単位
面積当りのスペーサの分散量が異なることとな
る。ここで、スペーサの分散量とは、液晶基板の
単位面積あたりのスペーサの個数である。すなわ
ちスペーサ径が大であるとスペーサの分散量は少
なく、スペーサ径が小であると単位面積当りのス
ペーサの分散量は多くなる。

ところで、液晶表示パネルにおいて所望のギヤ
ツプ寸法を実現するには、ギヤツプ寸法に応じた
径のスペーサを用いる必要がある。具体的には、
液晶表示基板上の凸部の大きさはほぼ一定である
ので、分散するスペーサのスペーサ径はギヤツプ
厚から液晶表示基板上の凸部の大きさを差し引い
た大きさになる。

さて、上記の通り、スペーサ径が異なればスペ
ーサの分散量も異なることになり、スペーサ径毎
に最適なスペーサの分散量を要する。なぜならス
ペーサの分散量が少ないとギヤツプ厚不良にな
り、逆にスペーサの分散量が多いとスペーサの存
在する部分の液晶が無いため光抜けの不良になる
ためである。

TFT素子部４に分散されたスペーサ１０は前
面ガラス３と液晶表示用基板間のギヤツプを規定
する働きをする。例えば本発明の装置を用いて、
TFT素子部４の段差の大きさが2μmで、スペー
サ径5μmのスペーサ１０を分散する場合、スペー
サ１０はTFT素子部４に集まる傾向を示して、
スペーサ１０は前面ガラス３と液晶表示用基板７
の間隔を正確に決定する。TFT素子部は画素部
に比較すると段差が高い。スペーサを分散する
際、空気抵抗のためスペーサは鉛直下に落下する
ことができずに斜方に落下する。したがつて落下
する際画素部より段差が高いTFT素子部にスペ
ーサは接触する機会が多くなり、結果として、
TFT素子部にスペーサが集合するようになる。
また実験結果として、TFT素子部と画素部の面
積比が１：４に対しスペーサの個数の比が１：２
であつた。すなわちTFT素子部に集まる傾向が
ある。組立後のパネルすなわち基板７とガラス３
間のギヤツプ厚（画素部における液晶層の厚さ）
は目標値7μmに対して７±0.2μmを確保できる。

ところで、次に、径が3μmのスペーサを分散し
て5μmのギヤツプを形成（スペーサ径3μm＋段差
2μm＝ギヤツプ寸法5μm）する場合、受け皿１７
ｂに置かれるスペーサ総重量が、上記のスペーサ
径5μmの場合と等しいならば、単位面積当りのス
ペーサ分散量はスペーサ径5μmのものと異なつた
ものとなる。

即ち、スペーサ径3μmの場合、スペーサ径5μm
と等しい秤量で分散すると分散量が多くなり、ス
ペーサの存在する部分の液晶が無くなるため光抜
けの不良になつた。

逆にスペーサの分散量が少ないと前面ガラスと
液晶表示基板間のギヤツプを保持できなくなり、
ギヤツプ厚不良になる。

そこでスペーサ径3μmの場合について、最適な
分散を行なうために、スペーサ分散量と分散スペ
ーサの秤量（受け皿１７ｂに置かれるスペーサ１
０の総重量）との関係を検討した。

その関係を第８図に示す。スペーサ径が3μmの
場合、スペーサ分散量は約50個が適していること
が分かつた。このときのスペーサの秤量（受け皿
１７ｂに置かれるスペーサ１０の総重量）は8mg
程度であつた。

したがつてパネルのギヤツプ厚を確保できる最
小の分散量と画素部にスペーサが集中し光抜けの
不良を生じてコントラスト比の劣化をする直前の
最大の分散量の間の所定のスペーサ分散量すなわ
ちスペーサの秤量が8mg程度でかつスペーサ分散
量を約50個で分散した場合、パネルのギヤツプ厚
は目標値５±0.2μmを確保でき、かつコントラス
ト比に影響を与えることがない画質を得ることが
できる。

したがつて、本発明によれば分散するスペーサ
径を選択し、適切に設定された総重量で受け皿１
７ｂに置けば任意のギヤツプ厚が得られ、またギ
ヤツプ精度は高いものを得ることが可能となる。
なお、本発明の装置は液晶表示装置以外のスペー
サの配置の必要な種々な用途に用いることが可能
である。

発明の効果 以上のように、本発明の液晶表示パネルのスペ
ーサ分散装置はスペーサ噴霧器に一様流の気流を
通過させ噴霧させると同時に分散装置の容器内全
体にほぼ均一に渦巻気流を発生させ、その気流中
にスペーサ粉末が浮遊した後ほぼ均一に自然落下
するという利点を有し、かつ本発明の液晶表示パ
ネルのスペーサ分散装置は従来得られなかつたス
ペーサの均一な分散が得られるという大なる利点
を有し、また前面ガラスとTFT素子付液晶表示
装置等のギヤツプ精度を得るのにきわめて有用な
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は液晶表示パネルの断面図、第２図は同
パネルのTFT素子部および画素部の断面図、第
３図は本発明の一実施例のスペーサ分散装置の概
略斜視図、第４図は本発明のスペーサ分散装置に
使用するスペーサ噴霧器の分解斜視図、第５図は
スペーサ噴霧器の渦巻気流発生部材の凹溝の下面
図、第６図はスペーサ噴霧器の断面図、第７図は
帯電防止を施したスペーサ分散装置の斜視図、第
８図はスペーサ分散量と分散スペーサ質量の関係
を示した図である。 ３……前面ガラス板、４……TFT素子部、５
……画素部、７……液晶表示用基板、９……液
晶、１０……スペーサ、１４……スペーサ噴霧
器、１５……スペーサ分散容器、１６ａ……スペ
ーサ噴霧器本体、１６ｃ……渦巻状の凹溝、１６
……渦巻気流発生部材、１７ｂ……スペーサの受
け皿、１８……外箱、１９……液晶表示用基板の
配置用の板、２１……アルミニウム箔等の導体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内壁が導電性を有する分散容器と、底面の内
   壁が円弧状であるスペーサ保持部材と流出部に渦
   巻型の凹溝を有する渦巻気流発生部材とからなる
   スペーサ噴霧器とを前記分散容器の上部に有し、
   前記分散容器内で前記スペーサ噴霧器下部に、前
   記スペーサが分散される、画素部の周囲に画素部
   より高い段差部を有する基板を配置することを特
   徴とするスペーサ分散装置。