JPH07181501A - 液晶表示装置の基板間にスペーサーを設ける方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】安価である上コントラストに優れた液晶表示装
置を得るための、基板間のスペーサーを設ける方法を提
供するものである。 【構成】透明基板１の透明電極２を有する表面にスペー
サーを含有する分散液を塗布・乾燥させる、液晶表示装
置の基板間にスペーサーを設ける方法であって、前記分
散液の溶媒が、前記透明基板１表面に対して濡れ易いも
のであると共に、塗布が、個々のスペーサー同士が接触
しないようになされることを特徴とする、液晶表示装置
の基板間にスペーサーを設ける方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置の基板間
にスペーサーを設ける方法に関し、特にコントラストの
高い液晶表示装置を得るために、所望の位置にスペーサ
ーを設ける方法に関する。

【０００２】

【従来技術】液晶表示装置は、透明電極２を有する透明
基板１と他の基板１との間に液晶５を封入してなるもの
であるが（図１参照）、これらの基板の間隔を一定に保
持するために、通常、スペーサーが設けられる。従来、
このようなスペーサーとしては、プラスチックビーズや
短く粉砕されたガラスファイバー等が用いられ、スペー
サーは、溶剤と共にスプレー塗布（空中分散）すること
によって基板面に均一に設けられていた。

【０００３】しかしながら、上記のスペーサーを用いた
液晶表示装置は、画像表示部にもスペーサーが設けられ
るので、スペーサーによる光の漏れ等があり、表示画像
のコントラスト比が悪くなるという欠点があった。従っ
て、周辺機器の高性能化に伴い、よりコントラストに優
れた液晶表示装置の開発が望まれている。

【０００４】表示画像のコントラストを高める方法とし
ては、スペーサーを黒色として余分な光を吸収する方
法、表示部分の領域以外にスペーサーを選択的に配置さ
せる方法等が提案されている。しかしながら、黒色のス
ペーサーを使用する方法は、完全に黒色である材料を使
用することが困難であるのみならず、使用する色素によ
っては、液晶の信頼性に悪影響を与えるという欠点があ
った。

【０００５】一方、スペーサーを選択的に配置する方法
としては、フォトリソグラフィーの技術を用いて、電極
でない部分、即ち非画像表示部分のみを残し、画像表示
部分を開孔した、膜状のフォトレジストをスペーサーと
して用いる方法が提案されている。しかしながら、フォ
トレジストは、高価である上、液晶のセル程度の厚さに
することが困難であるという欠点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者等
は、上記の欠点を解決すべく鋭意検討した結果、スペー
サーを含有する分散液として基板との濡れの良いものを
使用し、分散液を個々のスペーサー同士が接触しないよ
うに基板表面に塗布した場合には、個々のスペーサー同
士が重ならず乾燥工程で高密度の単一層となるように集
合すること、及び、この現象を利用して、液晶表示装置
の透明基板間の所望の位置にスペーサーを形成すること
ができるということを見出し、本発明に到達した。従っ
て、本発明の目的は、安価である上コントラストに優れ
た液晶表示装置を得るための、基板間のスペーサーを設
ける方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
透明基板の透明電極を有する表面にスペーサーを含有す
る分散液を塗布・乾燥させる、液晶表示装置の基板間に
スペーサーを設ける方法であって、前記分散液の溶媒
が、前記透明基板表面に対して濡れ易いものであると共
に、塗布が、個々のスペーサー同士が接触しないように
なされることを特徴とする、液晶表示装置の基板間にス
ペーサーを設ける方法によって達成された。

【０００８】本発明において濡れ易いとは、溶媒１μｌ
を基板上に滴下したときの接触角が１５°以下であるこ
とをいう。本発明で使用する透明基板は、特に限定され
るものではなく、ガラス基板、ポリイミドコーティング
ガラス板、透明プラスチック基板等の通常の液晶表示装
置に使用される、公知の透明基板の中から適宜選択する
ことができる。本発明で使用するスペーサーは、特に限
定されるものではなく、ポリスチレン系ビーズ、シリカ
ビーズ等の通常の液晶表示装置に使用される、公知の有
機系又は無機系スペーサーの中から適宜選択することが
できる。

【０００９】本発明においては、基板からスペーサーが
剥離することを防止する観点から、基板に対して付着性
を有する付着層で粒子表面を被覆したスペーサーを用い
ることもできる。このようなスペーサーは、特開平５−
２３２４８０号公報に詳細に記載されている。必要とさ
れるスペーサーの単位面積当たりの数は、例えばポリス
チレン系ビーズを用いた場合には、１，０００〜２０，
０００個／ｃｍ² 程度である。

【００１０】ところで、液晶表示部（表示画素という）
に影響を与えないようにするために、画面内の大部分を
表示画素（例えば、ドットマトリックス状の電極部分）
が占め、その他の領域が極めて狭い場合には、上記個数
のスペーサーをその狭い領域に配置する必要がある。従
って、基板間隔を均一に保持するためには、密に配列さ
れた単層状で、所望の場所にスペーサーを配置すること
が必要である。本発明においてスペーサーを基板上に設
けるに際しては、スペーサーを含有した分散液を基板面
に塗布し、乾燥させる。

【００１１】本発明においては、基板間のスペーサーと
しての機能を良好にするために、分散液をスペーサー同
士が接触しないように塗布する必要がある。塗布に際し
ては、使用する分散液中のスペーサーの含有量は、０．
０１〜１０重量％とすることが好ましい。含有量が１０
重量％を超えると高密度の単層を形成させることが困難
となり、０．０１重量％未満では、２回以上重ね塗りし
ないとスペーサー量が不十分となるおそれがあるので効
率が悪くなる。

【００１２】なお、塗布方法は、液膜の厚さが均一とな
るように基板端から徐々に分散液を供給して行うことが
好ましい。この場合、分散液は基板表面と濡れ易いので
基板表面に広がり、また、分散液の濃度が小さいので該
液はスペーサーの径より薄い液膜状に基板表面を覆う。
液が蒸発するに伴い、液膜の面積が小さくなり、その領
域が移動するためにスペーサーは集合し、高密度の単層
を形成する。

【００１３】本発明においては、基板の表面の濡れを調
整することによって、基板の所望の位置にスペーサーを
配置することができる。即ち、基板表面に濡れの異なる
部分を存在させると、分散液は濡れ易い部分に集まり、
必要な部分にのみスペーサーが配置される。

【００１４】基板表面の濡れを調整することは以下の如
くすることによって容易に行うことができる。即ち、例
えば、基板上にＩＴＯ（Ｉｎ₂ Ｏ₃ −ＳｎＯ₂ ）等の透
明電極がパターニングされている場合には、透明電極の
ない部分、即ち下地のＳｉＯ₂ 部分では、ＩＴＯ等の透
明電極部分より濡れが良いので、別段の表面処理を施す
ことなく、上記パターニング工程の後に分散液を塗布す
れば、下地の部分にスペーサーを配置することができ
る。

【００１５】また、基板の表面の濡れを良くしたり、濡
れを悪くしたりすることは、基板の表面の表面張力を調
整することによって行うことがきる。基板の表面張力を
低くする方法としては、トリエトキシメチルシラン、ト
リエトキシエチルシラン、トリエトキシプロピルシラ
ン、トリエトキシブチルシラン等のアルキル鎖を含有す
るシラン系化合物によって表面処理をする方法があり、
表面張力を高くする方法としては、表面のＯＨ基やＣＯ
ＯＨ基を増加させる方法がある。

【００１６】上記表面のＯＨ基等を増加させることは、
プラズマ処理、酸若しくはアルカリ処理、オゾン（Ｏ
₃ ）処理、紫外線照射等によって行うことができる。基
板の一部を表面処理することは、例えば、ポリイミド等
の有機高分子化合物を用いて基板の所定部分を被覆（マ
スキング）し、表面処理することによって容易に行うこ
とができる。

【００１７】本発明においては、公知の印刷技術或いは
ディスペンサーを用いる直接塗布方法によって分散液を
所望の位置に塗布し、スペーサーを所望の位置に選択的
に設けることができる。

【００１８】分散液に使用する分散媒は、スペーサーの
分散性が良く、基板と良く濡れるものの中から適宜選択
することができる。このような分散媒としては、例え
ば、エチルアルコール等のアルコール類、エーテル類、
又はこれらと水との混合液等が挙げられる。スペーサー
としてポリスチレン系ビーズを用いた場合には、分散媒
としてエチルアルコールと水の混合液を使用することが
好ましく、シリカビーズを用いた場合には上記混合液の
水分の混合比を増やして使用することが好ましい。ま
た、分散に際しては、液晶にに悪影響を与えない範囲
で、適宜界面活性剤を使用してもよい。

【００１９】本発明の方法においては、基板に対して濡
れ易い分散液を用い、個々のスペーサー同士が接触しな
いように、塗布・乾燥してスペーサーを設けるので、基
板上に高密度の単層状のスペーサーが形成される。ま
た、基板の表面の分散媒に対する濡れ性を適宜調整する
ことによって所望の位置にスペーサーを配置することが
できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を実施例に従って更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。

【００２１】［実施例１］水／エタノール（体積比で９
／１）の混合液にスペーサーとして６μｍのＮＫＳ（ナ
トコペイント社製の有機系ポリマービーズの商品名）を
０．１重量％となるように超音波を用いて分散し、分散
液を得た。得られた分散液を、ＩＴＯ電極をパターニン
グしたガラス基板と他のガラス基板の空隙に基板端か
ら、供給量を調節しながら徐々に供給した後、乾燥させ
て個々のスペーサーの集合体を形成させた。

【００２２】得られた基板には、ＩＴＯ電極部分の領域
以外の部分に、スペーサーの単層状の高密度の集合体が
形成されていることが確認された。なお、ＩＴＯ電極部
分にもスペーサー集合体が部分的に形成されたが、殆ど
無視できる程度であった。このようにして得られた基板
を用いてスーパーツイステッドネマチック液晶表示装置
を作製し、画像を表示したところ、従来の表示装置に比
べ、コントラストが１０％増加した。

【００２３】［実施例２］実施例１と全く同様の基板を
用い、基板端に設けた約２０μｍの径のノズルから、実
施例１で用いた分散液を基板面の一部に供給し、乾燥さ
せたところ、液を供給した部分にのみスペーサーの単層
状の高密度の集合体を形成することができた。これによ
って、所望の位置にスペーサーを配置することができる
ことが実証された。

【００２４】

【発明の効果】本発明の方法を使用した場合には、個々
のスペーサーを単層状に形成させることができるので、
基板の間隔を均一に保持することができる。また、表示
画素内にスペーサーを形成させないようにすることがで
きるので、コントラストに優れる上、製造に特別の装置
を必要としないので、安価な液晶表示装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶表示装置の部分断面概略図である。

【符号の説明】

１：基板 ２：透明電極 ３：配向膜 ４：シール材 ５：液晶

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板の透明電極を有する表面にスペー
   サーを含有する分散液を塗布・乾燥させる、液晶表示装
   置の基板間にスペーサーを設ける方法であって、前記分
   散液の溶媒が、前記透明基板表面に対して濡れ易いもの
   であると共に、塗布が、個々のスペーサー同士が接触し
   ないようになされることを特徴とする、液晶表示装置の
   基板間にスペーサーを設ける方法。
2. 【請求項２】塗布された分散液膜の厚さが、スペーサー
   径よりも薄い、請求項１に記載の液晶表示装置の基板間
   にスペーサーを設ける方法。
3. 【請求項３】基板表面の濡れを調整することによって、
   スペーサーを所望の位置に選択的に設ける、請求項１ま
   たは請求項２に記載の液晶表示装置の基板間にスペーサ
   ーを設ける方法。
4. 【請求項４】分散液を所望の位置に塗布することによっ
   て、スペーサーを所望の位置に選択的に設ける、請求項
   １〜請求項３いずれか１項に記載の液晶表示装置の基板
   間にスペーサーを設ける方法。