JPH06347806A

JPH06347806A - 液晶表示素子の製造方法

Info

Publication number: JPH06347806A
Application number: JP15622693A
Authority: JP
Inventors: Akira Unno; 章海野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-06-02
Filing date: 1993-06-02
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラス基板間に配設されるスぺーサ及び接着ビ
ーズが、液晶表示素子において画像欠陥の原因となるこ
とを防止する。【構成】ホッパ１０内にてスぺーサ等の微粒子と磁性粉
とを混合攪拌し、微粒子を負の極性に帯電する（微粒子
帯電工程）。一方、ガラス基板３１は、電圧を印加した
タングステンワイヤにより正極性に帯電する（不図示。
基板帯電工程）。そして、図に示すように、ガラス基板
３１をホッパ１０の下方を移動させながら、ローラ１２
を回転する。このローラ１２の回転に伴い、前記微粒子
と磁性粉との混合物はガラス基板３１に対向する位置ま
で搬送されて静電吸着力によってガラス基板３１に付着
される。なお、ガラス基板３１は上述のように帯電され
るが、電極の形成された部分は電気的に中和されるた
め、微粒子は電極の形成されていない部分に優先的に付
着する（散布工程）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、液晶表示
素子の製造方法に係り、詳しくは基板の上に微粒子を付
着させる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液晶表示素子の基板間隔（以
下、“セル厚”という）を所定寸法に規定するためのも
のとして、スペーサ及び接着剤ビーズ等の微粒子が用い
られている。このうちのスペーサは、ガラスファイバ、
アルミナビーズ、プラスチックビーズ、シリカビーズ等
によって形成されており、相対向するガラス基板（透明
基板）間に配設されて、前記セル厚を規定している。ま
た、他方の接着剤ビーズは、エポキシ樹脂等からなる接
着剤を球状・粒子状にしたものであり、前記スペーサと
同様にガラス基板間に配設されて、両ガラス基板を点接
着することによりセル厚を規定している。この接着剤ビ
ーズは、特に、大面積の液晶表示素子においてセル厚を
一定にするのに好適である。

【０００３】ところで、これらのスペーサ及び接着剤ビ
ーズは、２枚のガラス基板を張り合せる前に片方のガラ
ス基板（一の基板）上に散布されるが、その散布の方法
としてはスピンコート法、スプレー散布法等が用いられ
ている。特に、このうちのスプレー散布法は、量産性に
優れると共に大面積の液晶表示素子に用いて好適である
ため、一般的によく利用されている。このスプレー散布
法は、接着剤ビーズ等の微粒子をアルコール、フロン等
の揮発性分散媒に所定の割合で混合した揮発性分散液
と、該揮発性分散液を噴霧するスプレーとを用いるもの
であり、基板上に噴霧した揮発性分散媒を蒸発させるこ
とに基づき、前記微粒子（スペーサ及び接着剤ビーズ
等）をガラス基板上に付着させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したス
プレー散布法では、スペーサ及び接着剤ビーズ等の微粒
子は液晶表示素子全面に均一に散布されて、透明電極上
（液晶表示画素中）にも多く付着することとなる。した
がって、液晶表示の際に、画素の欠陥となるという問題
があった。

【０００５】そこで、本発明は、液晶表示画素中にはス
ペーサ及び接着剤ビーズ等の微粒子をできるだけ付着さ
せないようにして、液晶表示欠陥の少ない液晶表示素子
を製造することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、一の基板の上に微粒子を付着
させ、該一の基板と他の基板とを張り合せてこれらの基
板間に前記微粒子を配設する液晶表示素子の製造方法に
おいて、前記微粒子を帯電させる微粒子帯電工程と、前
記一の基板を前記帯電された微粒子の極性とは逆の極性
に帯電させる基板帯電工程と、前記帯電された微粒子
を、前記帯電された一の基板に対向させてこれらの微粒
子及び一の基板間に生じる静電吸着力を利用して前記一
の基板上に付着させる散布工程と、を備えた、ことを特
徴とする。

【０００７】この場合、前記微粒子が、前記張り合せら
れる基板間の間隙を規定するスぺーサ、またはそれらの
基板どうしを点接着する接着ビーズである、ようにして
もよい。

【０００８】また、前記微粒子が、磁性粉との摩擦によ
り帯電される、ようにしてもよい。

【０００９】さらに、前記磁性粉が、樹脂にて被覆され
てなる、ようにしてもよい。

【００１０】またさらに、前記微粒子と前記磁性粉との
混合物が、マグネットローラを内包するローラにより搬
送され、前記基板に対向または接触せしめられ、該基板
上に付着する、ようにしてもよい。

【００１１】

【作用】以上構成に基づき、基板帯電工程においては前
記一の基板が帯電されるが、該基板における電極が形成
されている部分は、導電性に富むため、前記帯電によっ
て電荷を付与されても該付与された電荷を保持できな
い。したがって、前記基板は、電極が形成されていない
部分のみが帯電され、前記電極が形成されている部分は
帯電されないこととなる。散布工程において、前記基板
に逆の極性に帯電された微粒子を対向させると、微粒子
は静電付着力に基づいて電極の形成されていない部分に
付着する。

【００１２】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。

【００１３】まず、本実施例によって製造される液晶表
示素子の構造について、図３に沿って簡単に説明する。

【００１４】液晶表示素子は、図３に示すように、相対
向するガラス基板３１，３１（厚さ１．１ｍｍ）を備え
ており、これらのガラス基板３１，３１上には、ＩＴＯ
のストライプ状電極３２，３２が形成されている。そし
て、これらのガラス基板３１，３１及びストライプ状電
極３２，３２は、ＳｉＯ₂ からなる絶縁膜３３，３３
（厚さ１０００Å）によって被覆されており、さらに絶
縁膜３３，３３には、ポリイミド系の配向膜３４，３４
（例えばＳＰ−７１０、東レ社製、厚さ５００Å）が塗
布されている。また、上下のガラス基板３１，３１の間
には多数のスペーサ３６，…が配設されており、両ガラ
ス基板３１，３１間の間隙を規定するようになってい
る。さらに、両ガラス基板３１，３１間には多数の接着
剤ビーズ３７，…が配設されており、これらの接着剤ビ
ーズ３７，…は、基板３１，３１どうしを点接着して、
ガラス基板３１，３１間の間隙がスペーサ３６，…にて
規定される所定間隙よりも拡がらないようにしている。
またさらに、ガラス基板３１，３１間の間隙は、ガラス
基板３１，３１の端部に介装されたシール材３５（三井
東圧化学社製、商品名ストラクトボンドＸＮ−２１−
Ｆ）によって密封されており、該密封された間隙内には
液晶３８が注入されている。なお、上述のストライプ状
電極３２，３２はフォトリソグラフィによってパターニ
ングされており、絶縁膜３３，３３はスパッタリング法
にて形成されている。また、配向膜３４，３４は、印刷
法によって塗布された後に３００℃の温度で１時間焼成
され、ラビング処理によって配向規制力が付与されてい
る。さらに、液晶表示素子の組立は、一方のガラス基板
（一の基板）３１上に、シール材３５をスクリーン印刷
法にて印刷すると共にスペーサ３６，…及び接着剤ビー
ズ３７，…等の微粒子を付着（詳細は次述）させた後
に、かかる一方のガラス基板３１に他のガラス基板３１
（シール材３５も微粒子も配設していないもの）を張り
合せることにより、行われる。したがって、上述したス
ペーサ３６，…及び接着剤ビーズ３７，…は、張り合わ
されたガラス基板３１，３１間に配設されることとな
る。なお、ガラス基板張り合せに際しては、両ガラス基
板３１，３１を１００℃程度に加温しながら圧着し、さ
らに１５０℃程度で１時間加熱硬化処理を行なう。ここ
で、本実施例においては、スペーサ３６，…としては平
均粒径１．５μｍのものを０．１ｇ使用し、また接着剤
ビーズ３７，…としては平均粒径５．６μｍのものを使
用した。また、このような液晶表示素子に注入する液晶
３８としては、下記のような相転移温度を有するピリミ
ジン系強誘電性液晶を使用した。

【００１５】

【外１】次に、本実施例に係る液晶表示素子の製造方法、特にス
ペーサ３６，…をガラス基板（一の基板）３２に付着さ
せる方法について、図１及び図２に沿って説明する。

【００１６】本実施例においては、スペーサ３６，…
は、磁性粉（例えば、粒径が５０μｍのαＦｅ₂ Ｏ₃ に
スチレン−アクリル系樹脂を被覆させたもの）と共にホ
ッパ１０に入れられ、混合・攪拌される（図１(a) 参
照）。すると、スペーサ３６，…は、磁性粉との摩擦に
よって負の極性に帯電される（微粒子帯電工程）。一
方、ガラス基板３１は、帯電されたスペーサ３６，…の
極性とは逆の極性（正の極性）に帯電される（基板帯電
工程）。その帯電は、図２(a) に示すように、ガラス基
板３１を、所定の電圧が印加されたタングステンワイヤ
２０の近傍を通過させて行う。次に、このようにして帯
電されたガラス基板３１を、前記ホッパ１０に沿って移
動させる（図１(a) 参照）。なお、このホッパ１０の下
端開口には、マグネットローラ１１の周りを回転する搬
送用ローラ１２が配置されており、ガラス基板３１を移
動させる際にはこのローラ１２も回転させる。すると、
スペーサ３６，…と磁性粉との混合物は、ホッパ１０内
の位置からガラス基板３１に対向する位置までローラ１
２によって順次搬送され、ガラス基板３１に対向する位
置にあるスペーサ３６，…等の混合物は、図１(b) に示
すように、ガラス基板３１との間に生じる静電吸着力に
よってガラス基板３１の近傍まで連なって伸び（いわゆ
る“穂立ち”）、ガラス基板３１に近接又は接触するス
ペーサ３６，…からガラス基板３１に順に付着していく
（散布工程）。なお、かかる散布工程は、基板帯電工程
後にガラス基板３１を一定時間放置した上で行う（詳細
は次述）。また、本実施例においては、スペーサ３６，
…を付着させた後に、これと同様の方法で接着剤ビーズ
３７，…を付着させている（以下、このようにしてスペ
ーサ３６，…等を散布する方法を“帯電法”と称す）。

【００１７】上述したように、タングステンワイヤ２０
によってガラス基板３１を帯電させると、該ガラス基板
３１の全体が帯電される。しかし、このガラス基板３１
の一部には、上述したようにストライプ状電極３２が形
成されており、かかるストライプ状電極３２は当然のこ
とながら導電性に富む。したがって、一定時間放置され
ると電極３２の形成されている部分（図２(b) に示す
“領域（Ｉ）”）は電気的に中和され、帯電された状態
で残るのは、電極３２が形成されていない部分（図２
(b) に示す“領域（III)”）のみとなる。その結果、散
布工程においてスペーサ３６，…が多く付着するのは領
域（III)であり、領域（Ｉ）にはあまり付着しないこと
となる。したがって、本実施例に係る製造方法によれ
ば、液晶表示画素中にスペーサ３６，…等の微粒子はあ
まり含まれず、そのため液晶表示欠陥の少ない液晶表示
素子を製造することができる。

【００１８】本発明者は、以上のような効果を確かめる
ために、スペーサ３６，…及び接着剤ビーズ３７，…を
付着させて種々の測定を行った。その測定結果につい
て、以下に説明する。なお、領域（Ｉ）と領域（III)と
によって挟まれた部分、すなわち、電極３２端部を含む
領域を、領域（II）とする（図２(b) 参照）。Ａ．各領域に散布されたスペーサ３６，…及び接着剤
ビーズ３７，…の分布密度（１mm² 当たりに散布された
個数）を測定した。その測定結果を、表１及び表２に示
す（なお、参考のために、従来例にて説明したスプレー
散布法の測定結果を併記した）。

【００１９】かかる測定結果より、本実施例に係る帯電
法によると、スプレー散布法と比較して領域（Ｉ）にお
ける分布密度が小さいことが分かった。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】Ｂ．次に、スペーサ３６，…及び接着剤ビーズ３７，
…の帯電量を種々に変化させた場合について、上記と同
様にそれらの分布密度を測定した。以下、スペーサ３６
と接着剤ビーズ３７，…とに分けて説明する。（１）スペーサを塗布する場合スペーサ３６，…に帯電量を付与するに際しては、磁性
粉として、粒径が５０μｍの磁性体（αＦｅ₂ Ｏ₃ ）に
スチレン−アクリル系樹脂をコーティングしたものを用
い、またスペーサ３６，…としては、粒径が１μｍのＳ
ｉＯ₂ の粒子を用いた。そして、これらの磁性粉及び
スペーサ３６，…を上述したように攪拌し、図１(a)
に示す装置によりガラス基板上に散布した。さらに、
各帯電量を付与したスペーサ３６，…の分布密度を、各
領域毎に測定した。なお、表３には、所定の帯電量を
得るための条件としての、磁性粉の重量・スペーサ３
６，…の重量・攪拌時間を示している。また、表４に
は、スペーサ３６，…の分布密度の測定結果を、各帯
電条件毎に示している。

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】表４の測定結果より、帯電法の場合には、帯電量を問わ
ず領域（III)における分布密度が他の領域における分布
密度よりも大きいことが分かる。特に、帯電量が−３０
〜−５０［MC/mg ］の場合には、領域（III)における分
布密度が高くなっている。この領域（III)は液晶表示
素子の画素間にあたり、液晶表示とは無関係な部所で
あり、微粒子の分布としては、理想的な分布であると
考えられる。（２）接着ビーズを塗布する場合次に、接着ビーズに関しても同様の測定を行った。な
お、接着ビーズとしてはエポキシ系のボトメルトタイプ
のものを用いた。また、該ビーズを摩擦帯電させる磁性
粉としてはナイロン樹脂でコートしたものを用いた。

【００２４】

【表５】

【００２５】

【表６】Ｃ．さらに、本発明者は、上述の方法にて製造した液
晶表示素子につき、スイッチング特性、配向状態、及び
上下誘明電極間のショートの防止性を、調べた。表７は
その結果を示したものであり、比較のためにスプレー散
布法によるものを載せている。この表より、上記帯電
法を用いて製造された液晶表示素子においては、スイ
ッチング特性及び配向状態が改善され、上下誘明電極
間のショート及び残像現象が解消されていることが分か
る。

【００２６】

【表７】なお、上述実施例においては、スペーサとしてＳｉＯ₂
製の真球状のビーズを用いたが、もちろんこれに限るも
のではなく、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＴｉＯ₂ 等の酸化物、金属、
有機物のビーズを使用してもよい。また、摩擦帯電特性
的には、帯電量の少ないもの、あるいは、逆極性に帯電
するものも存在するが、その場合でも所望の帯電が得ら
れるように、磁性粉の表面に各種の樹脂コートを施すよ
うにしてもよい。さらには、ガラス基板表面の帯電量を
変化させたり、帯電極性（プラスとマイナス）を変化さ
せることで、領域(III) に優先的にスぺーサ等を散布す
ることが可能である。また一方、上述実施例においては
スペーサの散布及び接着剤ビーズの散布を別々に行った
が、もちろんこれに限るものではなく、同時に行っても
よい。また、上述実施例においては、液晶として、高温
側でコレステリック相を示すピリミジン系強誘電性液晶
を用いているが、もちろんこれに限るものではなく、カ
イラルスメクティック相状態のものを用いてもよい。具
体的には、カイラルスメクティックＣ相（ＳｍＣ＊）、
Ｈ相（ＳｍＨ＊）、Ｉ相（ＳｍＩ＊）、Ｋ相（ＳｍＫ
＊）やＧ相（ＳｍＧ＊）の液晶がある。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
静電吸着力を利用して微粒子を散布したため、電極の形
成されていない部分に優先的に散布されて、電極の形成
されている部分にはあまり散布されない。したがって、
散布された微粒子が画像欠陥の原因となりにくい。ま
た、液晶表示素子のスイッチング特性や配向状態が改善
され、さらに上下電極間ショート及び残像現象も排除さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明における散布工程を説明するため
の模式図、(b) はその要部拡大図。

【図２】基板帯電工程による帯電の現象を説明するため
の、液晶表示素子の部分拡大図。

【図３】液晶表示素子の構造を示す縦断面図。

【符号の説明】

１０ホッパ１１マグネットローラ１２搬送用ローラ３０液晶表示素子３１基板（ガラス基板）３６，… 微粒子（スぺーサ）３７，… 微粒子（接着剤ビーズ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一の基板の上に微粒子を付着させ、該一
の基板と他の基板とを張り合せてこれらの基板間に前記
微粒子を配設する液晶表示素子の製造方法において、前記微粒子を帯電させる微粒子帯電工程と、前記一の基板を前記帯電された微粒子の極性とは逆の極
性に帯電させる基板帯電工程と、前記帯電された微粒子を、前記帯電された一の基板に対
向させてこれらの微粒子及び一の基板間に生じる静電吸
着力を利用して前記一の基板上に付着させる散布工程
と、を備えた、ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】前記微粒子が、前記張り合せられる基板
間の間隙を規定するスぺーサ、またはそれらの基板どう
しを点接着する接着ビーズである、ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方
法。
【請求項３】前記微粒子が、磁性粉との摩擦により帯
電される、ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示素子の
製造方法。
【請求項４】前記磁性粉が、樹脂にて被覆されてな
る、請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記微粒子と前記磁性粉との混合物が、
マグネットローラを内包するローラにより搬送され、前
記基板に対向または接触せしめられ、該基板上に付着す
る、ことを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示素子の
製造方法。