JPH0720415A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 間隙材の配置の不均一に起因した液晶表示素
子のセルギャップの不均一の発生を抑制して表示むらが
なく高い表示品質を実現した液晶表示素子の製造方法を
提供する。 【構成】 チャンバ１の側壁にはエア導入口７が穿設さ
れている。このエア導入口７は、チャンバ１の外部から
ドライエアを導入するためのものである。そして外部か
らエア導入口７を介して湿度40％以下の空気をチャンバ
１に導入する。また、チャンバ１の側面にはヒータ９が
配設されており、このヒータにより熱をチャンバ１に供
給して、チャンバ１の雰囲気１１の温度を上昇させ相対
湿度を下げて40％以下に保つ。このようにして間隙材１
５の散布雰囲気１１を湿度40％以下に保つことにより、
間隙材１５の散布むらを解消することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子の製造方法
に係り、特に表示むらのない表示品質の高い液晶表示素
子の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、動作モードで分類する
とＴＮ（Twisted Nematic ）型、ＳＴＮ（Super Twiste
d Nematic ）型、ＳＢＥ（Super Twisted birefringenc
e effect）型、ＧＨ（Guest Host）型、ＤＳ（Dynamic
Scattering）型等、多くの種類があるが、なかでも電界
効果型のＴＮ型、ＳＴＮ型あるいはＳＢＥ型の液晶表示
素子が一般的に用いられている。

【０００３】上記のような一般的な液晶表示素子は、い
ずれもネマティック液晶の捩じれ配向による光の旋光性
を利用した動作原理に基づいて表示を行なうもので、例
えばＳＢＥ型の液晶表示素子は特開昭60-107020 号公報
に開示されている。

【０００４】このようなネマティック液晶を用いた液晶
表示素子は、例えば単純マトリックス型液晶表示装置の
場合では、一般に複数の走査電極が列設されこれを覆う
ように配向膜が形成された走査電極基板、および複数の
信号電極が列設されこれを覆うように配向膜が形成され
た信号電極基板のうち、いずれか一方の基板の配向膜表
面に間隙材を散布し、走査電極基板および信号電極基板
を対向配置し周囲を封止して、前記の間隙材によって形
成された間隙（セルギャップ）に液晶組成物を封入して
製造される。

【０００５】このとき、対向配置される 2枚の基板の間
隙（セルギャップ）は 4〜12μｍ程度である。また液晶
組成物に用いられるネマティック液晶としては、シクロ
ヘキサン系、エステル系、ビフェニール系、ピリミジン
系の液晶などが用いられる。そして液晶組成物にはカイ
ラル剤が添加されて、液晶分子の分子軸が上下基板間で
180度から 270度程度（実用上 270度程度が好ましいと
されている）の角度に捩じれるように設定されている。
また配向膜の表面にはラビング配向処理等が施されてお
り、その配向膜の表面に対して液晶の分子軸が 5度より
も大きい角度の傾斜（プレチルト）を有して配向される
ように設定されている。

【０００６】このようなネマティック液晶を用いた液晶
表示素子は極めて急峻なしきい値特性とリタデーション
特性を有しているため、セルギャップに僅かな不均一が
生じると、その部分のしきい値電圧や点灯状態が他と比
べて不均一になり、表示むらが生じる。そこでこのよう
な表示むらの発生を避けるためには前記のセルギャップ
を均一にすることが必要で、そのためには間隙材の散布
に高い均一性が要求される。そして近年では階調表示や
カラー表示等の微妙な画像表現を行なう液晶表示装置の
実用化も進んでおり、さらに均一な表示性能が要求され
ている。従ってこれを実現するためにさらに均一な間隙
材の散布が要求されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶表示素子の製造方法においては、粉体状の間隙材を
空気と混合して散布用作業チャンバへと圧送し、散布ガ
ンのノズルから噴出させて基板上に散布させる際に、間
隙材の圧送経路および散布用作業チャンバ内部の雰囲気
中で湿気や静電気等によって間隙材が団塊状に集合して
しまい、基板上への間隙材の散布に不均一が生じ、液晶
表示素子として組み立てたときにセルギャップが不均一
になり表示むらが発生するという問題があった。

【０００８】本発明はこのような問題を解決するために
成されたもので、その目的は、間隙材の配置の不均一に
起因した液晶表示素子のセルギャップの不均一の発生を
抑制して表示むらがなく高い表示品質を実現した液晶表
示素子の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の液晶表示素子の製造方法は、第１の電極が
列設された第１の基板および第２の電極が列設された第
２の基板のうち少なくともいずれか一方の表面に間隙材
を散布し、前記第１の基板および第２の基板を周囲を封
止して第１の電極と第２の電極とが対向するように対向
配置し、前記間隙材によって形成された間隙に液晶組成
物を封入して液晶表示素子を製造するにあたり、前記間
隙材を湿度40％以下の作業雰囲気中で前記基板上に散布
することを特徴としている。

【００１０】なお、上記の間隙材の散布時の作業雰囲気
の湿度を40％以下に保つためには、例えば散布用作業チ
ャンバの壁面にエア導入口を設けて、湿度40％以下のド
ライエアを導入する方法や、外気と遮断した散布用作業
チャンバに除湿器を設けるという方法や、散布用作業チ
ャンバの側面等にヒータを設けて加熱しチャンバ内の雰
囲気の温度を上昇させて相対湿度を下げる方法などを好
適に用いることができる。

【００１１】また、間隙材の材質としては、例えば数μ
ｍ程度の直径のガラススペーサやプラスチックスペーサ
など、一般に用いられているような材質の球状あるいは
棒状のスペーサを用いることができる。

【００１２】また、上記の間隙材の散布以前、例えば間
隙材の保管時や搬送時、圧送時等においても、間隙材自
体が湿気を吸ってしまわないように湿度管理を行なうこ
とが望ましいことは言うまでもない。

【００１３】また、本発明は単純マトリックス型液晶表
示装置への適用並びにアクティブマトリックス型液晶表
示装置への適用が可能である。また液晶組成物の種類に
ついても、ＴＮ型液晶やＳＴＮ型液晶をはじめとして、
電圧応答性およびリタデーション特性が高いネマティッ
ク型の液晶を用いた液晶表示素子に対して本発明は特に
好適である。あるいはこの他にも、例えばＧＨ型液晶表
示素子などにも適用可能である。

【００１４】

【作用】従来の液晶表示素子の製造方法においては、散
布時に間隙材が団塊状に集合し、この団塊状のままで基
板上に散布された部分のセルギャップが他の部分とは異
なるものとなり、セルギャップに不均一が生じて表示む
らの原因となっていた。 このような間隙材が団塊状な
どに不均一に集合する現象は、主に散布用作業チャンバ
内部の雰囲気中の湿気により間隙材が集合するためであ
ることが分かった。そこで本発明では、間隙材の散布工
程において、その作業雰囲気の湿度を40％以下にコント
ロールすることで、間隙材が団塊状に集合することを防
いで、実用上十分に均一な散布密度で基板上に散布する
ことを実現している。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係る液晶表示素子の製造方法
の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１６】図１は本発明の液晶表示素子の製造に用い
る間隙材散布装置を示す図である。同図において、チャ
ンバ１の内部にはステージ３が配置され、このステージ
３上に間隙材を散布される第１の基板（本実施例ではこ
れが例えば走査電極基板であるとする。）５が載置さ
れ、ステージ３から落下しないように一時的に固定され
ている。

【００１７】チャンバ１の側壁にはエア導入口７が穿設
されている。このエア導入口７は、チャンバ１の外部か
ら湿度40％以下に乾燥した空気を導入するためのもので
ある。そして外部からエア導入口７を介して湿度40％以
下の空気をチャンバ１に導入する。

【００１８】また、チャンバ１の側面にはヒータ９が配
設されており、このヒータにより熱をチャンバ１に供給
して、チャンバ１の雰囲気１１の温度を上昇させ相対湿
度を下げて40％以下に保つ。

【００１９】そして上記のようにしてチャンバ１の雰囲
気１１の湿度を40％以下に保ちつつ、間隙材秤量供給装
置１３に保持していた粉体状の数μｍ程度の直径のプラ
スチック製ミクロビーズからなる間隙材１５を適量秤量
し、圧搾空気と混合して散布ガン１７へと圧送し、散布
ガン１７のノズルからチャンバ１内部の湿度40％以下の
作業雰囲気中に噴出させて、ステージ３上に載置されて
いる第１の基板５の上に所望の密度で均一に散布させる
ことができる。

【００２０】そして図示は省略するが第２の基板（本実
施例では例えば信号電極基板）に上記の第１の基板５を
対向配置し周囲を封止して、 2枚の基板間のセルギャッ
プに液晶組成物としてＳＴＮ型液晶にカイラル剤を添加
した組成物を注入した後、注入口を封止して液晶表示素
子を完成する。

【００２１】図２は、本発明に係る液晶表示素子の製造
方法により間隙材１５を散布したときの、流品枚数ごと
の散布密度規格に対する実際の散布密度の変化率（誤
差）を示す図である。同図に示すように、本発明に係る
製造方法を用いた場合には、間隙材１５の散布密度規格
に対する実際の散布密度の変化率（誤差）が高々10％程
度以下となることが分かる。そしてこのように間隙材１
５の散布密度を均一にできた結果、表示むらが極めて少
ない均一な安定した表示を実現することができた。 一
方、比較例として、従来の製造方法に係る液晶表示素子
の場合についても同様の実験を行なったところ、図４に
示すように、間隙材の散布密度の変化率（誤差）は同一
ロット内で約15％、最大で約30％程度にもなり、散布密
度の不均一が著しいものとなった。その結果、液晶表示
素子に画像を表示させたところ表示むらが目立った。

【００２２】ところで、本発明において上記のように間
隙材１５散布時の作業雰囲気の好適な湿度を40％以下に
設定したのは、図３に示すように作業雰囲気の湿度が40
〜45％以上になると、規格に対する実際の散布密度の変
化率（誤差）が急激に大きくなるためで、この散布密度
の変化率（誤差）を10％程度以下にまで抑えるとともに
その範囲内で誤差が安定していることが良好な表示画像
を得るためには実用上好ましいと考えられたからであ
る。

【００２３】なお、上記実施例においては間隙材１５と
して数μｍ程度の直径のビーズ状のスプラスチックスペ
ーサを用いたが、本発明はこれのみには限定しない。こ
の他にも棒状スペーサを用いることもできる。

【００２４】また、上記の間隙材１５の散布以前、例え
ば間隙材１５の保管時や搬送時等においても、間隙材１
５自体が湿気を吸ってしまわないように湿度管理を行な
うことが望ましいことは言うまでもない。

【００２５】また、上記実施例では単純マトリックス型
の液晶表示素子に本発明を適用した場合について述べた
が、本発明はアクティブマトリックス型の液晶表示素子
に適用することも可能である。その場合には、第１の基
板をＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブ素子基
板とすれば、第２の基板は対向基板となる。

【００２６】また、液晶表示素子に用いる液晶組成物の
種類についても、上記実施例のようなＳＴＮ型液晶をは
じめとしてＴＮ型液晶などの電圧応答性およびリタデー
ション特性が高いネマティック型の液晶を用いた液晶表
示素子において、本発明は特に好適である。あるいはこ
の他にも、例えばＧＨ型液晶表示素子に適用することも
可能である。

【００２７】その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、本発明の適用可能な液晶表示素子の各部位の形成材
料などの変更が上記実施例以外にも種々可能であること
は言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上詳細な説明で明示したように、本発
明によれば、間隙材の配置の不均一に起因した液晶表示
素子のセルギャップの不均一の発生を抑制して、表示む
らが少なく表示品質の高い液晶表示素子の製造方法を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いる間隙
材散布装置の概略構造を示す図。

【図２】本発明の液晶表示素子の製造方法によって製造
された液晶表示素子の間隙材料散布変化率（誤差）の実
験結果を示す図。

【図３】比較例としての従来の液晶表示素子の製造方法
によって製造された液晶表示素子の間隙材の散布変化率
（誤差）の実験結果を示す図。

【図４】作業雰囲気の湿度に対する液晶表示素子の間隙
材の散布変化率（誤差）の変化を示す図。

【符号の説明】

１…チャンバ ３…ステージ ５…第１の基板 ７…エア導入口 ９…ヒータ １１…チャンバ内雰囲気 １３…間隙材秤量供給装置 １５…間隙材 １７…散布ガン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の電極が列設された第１の基板およ
   び第２の電極が列設された第２の基板のうち少なくとも
   いずれか一方の表面に間隙材を散布し、前記第１の基板
   および第２の基板を周囲を封止して第１の電極と第２の
   電極とが対向するように対向配置し、前記間隙材によっ
   て形成された間隙に液晶組成物を封入して液晶表示素子
   を製造するにあたり、 前記間隙材を湿度40％以下の作業雰囲気中で前記基板上
   に散布することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。