JPH0695127A

JPH0695127A - 液晶表示パネルの製造方法および製造装置

Info

Publication number: JPH0695127A
Application number: JP24634092A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Furukawa; 訓朗古川; Yoshijirou Katayama; 良志郎片山; Tadashi Hasegawa; 正長谷川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-09-16
Filing date: 1992-09-16
Publication date: 1994-04-08

Abstract

(57)【要約】【目的】上下２枚の基板の少なくとも一方の内面に透明
電極および配向膜を有する液晶表示パネルの製造方法お
よび製造装置に関し、スペーサが液晶中で均一に分散し
た状態となるように均一散布でき、かつ均一分散した状
態で確実に固定されるようにすることを目的とする。【構成】上下２枚の基板の少なくとも一方の内面に透明
電極および配向膜を有する液晶表示パネルを製造する方
法であって、配向膜が塗布された基板ａに、スペーサ粒
子を散布する際に、各スペーサ粒子spが配向膜ｃ上に到
達する前の、飛散中のスペーサ粒子spを高周波加熱する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上下２枚の基板間に液
晶層とスペーサを挟んでシール材により封止され、前記
基板の少なくとも一方の内面に透明電極および配向膜を
有する液晶表示パネルの製造方法および製造装置に関す
るもので、特にスペーサを配向膜上に均一に散布固定す
る方法および装置に関する。液晶表示パネルは、ノート
型、ラップトップ型などのパソコンやワードプロセッサ
等に使用されてきており、高表示品質と低コスト化が要
求されている。

【０００２】

【従来の技術】図５は、単純マトリックス型液晶表示パ
ネルの断面図であり、上下２枚のガラス基板ａ１、ａ２
の内面に、透明電極ｂ１、ｂ２が形成され、その上に配
向膜ｃ１、ｃ２が積層形成されている。そして、配向膜
ｃ１とｃ２の間に、液晶封入部のセル厚を均一に保持す
るためのスペーサｓと液晶ｄが挟まれている。

【０００３】この液晶表示パネルは、次のようなプロセ
スで作製される。まず、ガラス基板a1、a2上にスパッタ
法等により透明電極b1、b2を成膜し、続いてスピンナー
もしくはグラビア印刷などによって配向膜c1、c2を形成
する。その後、一方の基板a2上に、ブタジエン系の樹脂
などから成るスペーサｓを散布し、表示領域の外周にシ
ール材を塗布して、両基板a1、a2を貼合わせた状態で、
液晶を注入する。

【０００４】図６は従来のスペーサの散布方法を示す縦
断面図である。１はスペーサ散布室であり、その中を搬
送系２が水平方向に貫通している。また、スペーサ散布
室１の天井部に設けられたノズル３は、配管４を介して
スペーサ混合室５に接続されている。

【０００５】この装置において、前記のように透明電極
上に配向膜溶液を塗布し、その溶媒を乾燥炉で揮発させ
て配向膜ｃを硬化させた状態の基板ａを、搬送系２でス
ペーサ散布室１中に搬入する。そしてスペーサ混合室５
中に、乾燥空気６と直径が５μｍ程度の球形のスペーサ
粒子spを送り込んで混合し、この混合空気をノズル３か
らスペーサ散布室１中に噴出し、基板ａ上にスペーサ粒
子spを落下させて、付着させていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来方法で
は、硬化した配向膜ｃ上にスペーサを散布しているた
め、図7(a)に示すように、配向膜ｃ上にスペーサｓが単
に載っているだけの状態となり、固定されていない。す
なわち、スペーサｓと配向膜ｃとの密着力が弱いため、
基板貼り合わせ工程や、液晶注入工程などでスペーサｓ
が移動して、図7(b)に示すようにスペーサｓが凝集して
しまうことがある。その結果、液晶表示を行なった際
に、表示むらを来す恐れがある。

【０００７】一方、図８に示すように、配向膜ｃを７00
〜1000Å程度の厚さに印刷した直後に、すなわち配向膜
ｃが硬化しない状態で、スペーサｓを散布する方法があ
る。この方法では、液状の配向膜ｃに、分散したスペー
サｓが粘着した状態で、配向膜ｃが熱硬化するため、ス
ペーサｓは均一に分散した状態で固定される。

【０００８】しかし、スペーサｓを散布する時点では、
配向膜ｃが液状であるために、図８に示すように、表面
張力によりスペーサｓに配向膜溶液が凝集してしまい、
その周囲の配向膜がｅ部のように薄くなり、表示むらが
生じやすくなってしまう。逆に、配向膜ｃの液に対し濡
れ性の悪いスペーサを用いた場合は、配向膜ｃをはじく
ために、均一な配向膜厚が得られない。

【０００９】更に別のスペーサ固定方法として、配向膜
溶液にスペーサ粒子を混合して印刷する方法がある。こ
の方法は、スペーサ粒子の外面がすべて配向膜溶液で濡
れているので、スペーサは配向膜に確実に固定される
が、配向膜溶液中にスペーサ粒子を混合して基板上に印
刷するため、配向膜印刷時の配向膜ｃの膜厚の均一性が
悪く、またスペーサの塊が出来やすく、セル厚が部分的
に厚くなる。

【００１０】一方、スペーサの表面に接着剤をコートし
て散布する方法も提案されているが、図９に示すよう
に、各スペーサｓが配向膜ｃに到達する前に、あるいは
配向膜ｃ上で、表面の接着剤ｆによってスペーサｓ同士
が互いに接着されて塊状になるので、スペーサを均一に
散布することが難しく、セル厚も不均一になり易い。

【００１１】本発明の技術的課題は、このような問題に
着目し、スペーサが液晶中で均一に分散した状態となる
ように均一散布でき、かつ均一分散した状態で確実に固
定されるようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】図１は本発明による液晶
表示パネルの製造方法および製造装置の基本構成を示す
縦断面図である。本発明は、上下２枚の基板間に液晶層
とスペーサを挟んでシール材により封止され、前記基板
の少なくとも一方の内面に透明電極および配向膜を有す
る液晶表示パネルを製造する方法と装置である。

【００１３】請求項１の発明は、配向膜ｃが塗布された
基板ａに、スペーサ粒子を散布する際に、各スペーサ粒
子spが配向膜ｃ上に到達する前の、飛散中のスペーサ粒
子spを高周波加熱する液晶表示パネル製造方法である。

【００１４】請求項２の発明は、請求項１における基板
として、配向膜溶液をスピンナーもしくはグラビア印刷
などの手法により基板ａ上に塗布し、塗布した配向膜溶
液の溶媒が揮発する前の基板を用いることで、配向膜の
溶液上に、高周波で加熱されたスペーサ粒子spを散布す
る液晶表示パネル製造方法である。

【００１５】請求項３の発明は、請求項１におけるスペ
ーサ粒子spとして、図４に例示するように、各スペーサ
ｓの全体もしくはスペーサ表面が熱可塑性樹脂17で構成
されたものを用いることで、基板ａ上にスペーサ粒子が
到達する間に高周波加熱して熱可塑性樹脂17を溶解し、
基板ａとの密着性を向上させる液晶表示パネル製造方法
である。

【００１６】請求項４の発明は、請求項１〜３のスペー
サ加熱を行なう装置であって、配向膜ｃが塗布された基
板ａにスペーサ粒子を散布するスペーサ散布室１中にお
ける飛散中のスペーサ粒子spを加熱するための高周波を
供給する高周波発生機８を備えてなる液晶表示パネル製
造装置である。

【００１７】

【作用】請求項１によれば、散布中のスペーサ粒子が高
周波加熱され、スペーサ粒子sp自身が熱を持っているた
め、請求項２のように配向膜が溶液状の場合は、図２に
示すように、スペーサｓの付着部周辺の配向膜ch中の溶
媒がスペーサｓの熱で揮発し、配向膜chが瞬時に硬化す
る。

【００１８】そのため、従来のように配向膜がスペーサ
ｓに凝集したり、はじいたりすることはなく、図２に示
すように、各スペーサｓが配向膜ｃ中に若干埋め込まれ
た状態で固定されることになる。その結果、液晶注入な
どの際に、スペーサｓが移動して分布にむらが生じ、表
示品質が低下するといった問題が解消される。

【００１９】また、請求項３のように、スペーサｓ全体
もしくはスペーサ表面が熱可塑性樹脂17で構成されてい
る場合は、加熱によって熱可塑性樹脂17が溶融し、粘着
しやすくなっているため、基板ａの配向膜ｃに付着した
際に、容易にかつ確実に接着すると同時に硬化し、安定
して固定されるので、液晶注入などの際にスペーサが移
動する恐れはない。散布に際して、スペーサ粒子がノズ
ルから噴出する時点では、熱可塑性樹脂17は硬化状態な
ため、スペーサ同士が凝集して、セル厚が厚くなるよう
なこともない。

【００２０】請求項４のように、配向膜ｃが塗布された
基板ａにスペーサ粒子を散布するスペーサ散布室１中に
おける飛散中のスペーサ粒子spを加熱するための高周波
を供給する高周波発生源８を備えた装置を用いること
で、基板を過熱させないで、飛散中のスペーサ粒子spの
みを効率的に加熱することができる。

【００２１】

【実施例】次に本発明による液晶表示パネルの製造方法
および製造装置が実際上どのように具体化されるかを実
施例で説明する。図３は本発明による液晶表示パネルの
製造方法および製造装置の実施例を示す縦断面図であ
る。スペーサ散布室１の下部に、基板ａを搬送する搬送
系２として、ローラ式のコンベアが例示されており、前
段には、印刷テーブル９上の基板ａに配向膜溶液を印刷
する配向膜印刷機10が配設されている。

【００２２】スペーサ散布室１の後段に設けた配向膜プ
リキュア炉１１は、ホットプレート１２とＩＲヒータ１
３の間を、シャトル１４によって、スペーサ散布後の基
板が通過し、本キュア炉に移送されるようになってい
る。

【００２３】スペーサ散布室１の天井部に設けられたノ
ズル３は、配管４を介してスペーサ混合室５に接続され
ている。また、スペーサ散布室１中に高周波を供給する
ための高周波発生機８として、マグネトロンが用いられ
る。このマグネトロンで発生した高周波は、導波管１５
でスペーサ散布室１に導いてもよく、スペーサ散布室１
の壁部にマグネトロンを配設し、スペーサ散布室１中に
設けた電極間に高周波を印加するようにしてもよい。

【００２４】この装置において、配向膜印刷機10によっ
て透明電極上に配向膜溶液が塗布された基板ａが、コン
ベア２でスペーサ散布室１中に搬入されると、ノズル３
から、乾燥空気に混入されたスペーサ粒子spが基板ａに
向けて散布される。このとき、マグネトロン８から供給
された高周波によって、スペーサ散布室１中を飛散中の
スペーサ粒子spが加熱されるため、基板ａ上の配向膜溶
液に到達すると、図２に示すように、スペーサｓの熱に
よって、スペーサｓの付近chのみ瞬時に配向膜溶液の溶
媒が気化して、配向膜溶液が硬化し、スペーサｓが固定
される。

【００２５】スペーサ散布室１内部には、基板ａの上側
に、金網などの高周波遮蔽部材１６を配設すると、基板
ａが高周波によって過熱したりするのを未然に防止でき
る。なお、高周波遮蔽部材１６は、基板ａの真上を避け
て、基板ａより外側のみに設けてもよい。

【００２６】スペーサｓが散布された後の基板ａは、次
のプリキュア炉１１に移送されて、ホットプレート１２
とＩＲヒータ１３間を通過し、４０〜８０℃で溶媒を揮
発させた後、本キュア炉に搬送されて、１８０〜２００
℃程度で配向膜内部までキュアされる。続いて、配向膜
表面をラビング処理した以後、対向基板と貼り合わせ、
間に液晶を封入して液晶表示パネルを完成する。なお、
完成後に溶剤で洗浄することにより、表示領域の外側に
付着しているスペーサは容易に除去される。

【００２７】図３は、スペーサ粒子混合室５において、
乾燥空気にスペーサ粒子を混合する実施例であるが、乾
燥空気に代えてエタノールなどのような揮発性の溶媒と
混合し、ノズル３からスペーサ散布室１中に噴霧するこ
ともできる。このとき、スペーサ散布室１中を８０〜９
０℃程度の温度に維持することで、溶媒は気化されて排
気ダクトから排出されると共に、高周波によってスペー
サ粒子spが加熱された状態で、基板ａの配向膜に付着す
る。

【００２８】図４は請求項３の発明の実施例を説明する
縦断面図である。図示例では、直径が５μｍ程度の球形
スペーサ粒子spの外面が、通常の温度では硬化状態の熱
可塑性樹脂１７で被覆されている。そのため、ノズル３
から噴出したスペーサ粒子spが、高周波加熱されて基板
ａの配向膜ｃ上に達するまでに、外面の熱可塑性樹脂１
７が溶融状態となり、配向膜ｃに容易にかつ確実に粘着
する。

【００２９】そして、配向膜ｃに付着すると同時に、熱
可塑性樹脂１７の熱が配向膜ｃに伝達して硬化し、安定
化するため、以後の工程でスペーサｓが移動する恐れは
ない。スペーサ散布室１の内部に搬入された基板ａは、
高周波発生機８によってある程度温度上昇しているた
め、熱可塑性樹脂１７を加熱して表面状態を活性化する
だけでも、配向膜ｃに粘着しやすくなる。

【００３０】スペーサｓの材質としては、樹脂系のもの
が適しているので、請求項３に示すように、スペーサ粒
子全体を熱可塑性樹脂で構成してもよい。また、スペー
サｓを構成する樹脂と外面の熱可塑性樹脂17の材質を変
え、外面の熱可塑性樹脂17のみが先に溶融し易いように
してもよい。または、スペーサｓをセラミックなどで構
成し、外面を熱可塑性樹脂17でコートしたものでもよ
い。

【００３１】請求項３のように、スペーサｓの少なくと
も外面を熱可塑性樹脂17で構成し、配向膜ｃに到達する
までに熱溶融させる方法を用いると、請求項２のように
配向膜が溶融状態の基板を搬入するのでなく、配向膜溶
液をプリキュアしてある程度硬化させた基板を用いるこ
ともできる。もちろん、請求項２のように、配向膜が溶
液状態の基板も使用できることは言うまでもない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ノズルか
ら噴出したスペーサ粒子が基板の配向膜上に到達する間
に高周波加熱されるため、配向膜が溶液状態の場合は、
スペーサ粒子の熱で配向膜溶液が瞬時に硬化して、スペ
ーサを安定して固定できる。

【００３３】また配向膜が硬化状態の場合は、請求項３
のように、スペーサ粒子の少なくとも外面を熱可塑性樹
脂で構成することにより、熱可塑性樹脂が軟化して配向
膜に確実に粘着するのて、後工程でスペーサが移動する
ことはなく、その結果セル厚が均一となり、またスペー
サが凝集したり、配向膜厚が不均一となることはなく、
表示むらが解消される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示パネルの製造方法および
製造装置の基本構成を示す縦断面図である。

【図２】本発明方法の作用を説明する基板断面図であ
る。

【図３】本発明による液晶表示パネルの製造方法および
製造装置の実施例を示す縦断面図である。

【図４】請求項３の実施例を示す縦断面図である。

【図５】従来の単純マトリックス型液晶表示パネルの断
面図である。

【図６】従来のスペーサ散布方法を示す縦断面図であ
る。

【図７】従来方法によるスペーサ散布後と基板完成状態
を示す断面図である。

【図８】従来方法によるスペーサ散布後の基板断面図で
ある。

【図９】従来方法による接着剤付きスペーサの散布後の
基板断面図である。

【符号の説明】

a,a1,a2 基板（ガラス基板） b,b1,b2 透明電極 c,c1,c2 配向膜ｄ液晶層ｓスペーサ sp スペーサ粒子１スペーサ散布室２搬送系３ノズル５スペーサ混合室８高周波発生機（マグネトロン） 10 配向膜印刷機 11 配向膜プリキュア炉 15 導波管 16 高周波遮蔽部材 17 熱可塑性樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下２枚の基板間に液晶層とスペーサを
挟んでシール材により封止され、前記基板の少なくとも
一方の内面に透明電極および配向膜を有する液晶表示パ
ネルを製造する方法であって、配向膜(c) が塗布された基板(a) に、スペーサ粒子を散
布する際に、各スペーサ粒子(sp)が配向膜(c) 上に到達
する前の、飛散中のスペーサ粒子(sp)を高周波加熱する
ことを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。
【請求項２】前記の基板(a) は、配向膜溶液をスピン
ナーもしくはグラビア印刷などの手法により基板上に塗
布し、塗布した配向膜溶液の溶媒が揮発する前の基板で
あることを特徴とする請求項１記載の液晶表示パネルの
製造方法。
【請求項３】前記のスペーサ粒子(sp)は、各スペーサ
(s) の全体もしくはスペーサ表面が熱可塑性樹脂(17)で
構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の
液晶表示パネルの製造方法。
【請求項４】上下２枚の基板間に液晶層とスペーサを
挟んでシール材により封止され、前記基板の少なくとも
一方の内面に透明電極および配向膜を有する液晶表示パ
ネルを製造する装置において、配向膜(c) が塗布された基板(a) にスペーサ粒子を散布
するスペーサ散布室(1) 中における飛散中のスペーサ粒
子(sp)を加熱するための高周波を供給する高周波発生機
(8) を備えてなることを特徴とする液晶表示パネルの製
造装置。