JPH09146101A - 液晶ディスプレイのスペーサ散布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】有効ピクセル（有効画素）部を通過する光がス
ペーサーによって散乱されることを防止して液晶表示素
子のコントラスト比の低下を防止する。 【解決手段】ガラス基板の一面上に積層される透明導電
膜及び配向膜を有する液晶表示素子の基板アセンブリに
スペーサーを散布する際、スペーサー及び透明導電膜に
各々逆の極性の電荷を付加し、それぞれの間に生ずる斥
力によって有効ピクセル部以外にのみスペーサーを散布
することを可能とする液晶ディスプレイのスペーサー散
布装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶ディスプレイのスペ
ーサ散布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】平板ディスプレイの一種である液晶ディ
スプレイは、並列に配置された導電性板材の間に誘電異
方性を有する液晶を注入して形成される液晶表示素子、
この液晶表示素子の外部から光を投入する発光手段や該
液晶表示素子を駆動、制御する駆動回路等を含んで形成
される。

【０００３】かかる液晶表示素子は外部から印加される
電圧の変化による液晶の光反射性質の変化を用いて所定
の文字や数字又はその他の任意の画像を表示する。

【０００４】図４に従来の一般的な液晶表示素子の概略
的な断面図を示す。

【０００５】図４を参照して、液晶表示素子１には、上
下に配置される透明ガラス基板１０、１１の対向する面
に電極群を形成するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）透明導
電膜１２、１３と配向膜１４がそれぞれ積層される。

【０００６】また、上下の透明ガラス基板１０、１１の
外側面には偏向板１５がそれぞれ付着され、また液晶注
入口を除いた周辺部にシーリング材（不図示）が塗布、
焼結されることによって液晶表示素子１を形成する。

【０００７】更に、液晶表示素子１内の２つの配向膜１
４の間には該液晶表示素子１のセルギャップを一定に維
持させるための多数のスペーサ１６を内在している。

【０００８】このスペーサ１６は液晶ディスプレイの製
造工程中においてスペーサ散布装置によるスペーサ散布
工程を通じて形成される。

【０００９】従来のスペーサ散布装置は、貯蔵タンク内
に貯蔵されたスペーサを、窒素ガスで加圧して供給管へ
供給し、この供給管の所定の位置に配置されたノズルを
通じて配向膜１４の上面にスペーサ１６を散布するよう
構成される。

【００１０】この際、かかる従来のスペーサ散布装置で
散布されたスペーサ１６は図４に示されているとおり液
晶表示素子１の全面に均一に散布されている。

【００１１】すなわち、スペーサ１６は、両ＩＴＯ透明
導電膜１２、１３が交叉している画素部（画素とならな
い部分と区別するため「有効画素（有効ピクセル）部」
ともいう）であるか、それともこの有効ピクセル以外の
部位である非画素部であるかに関わらず、全体にわたっ
て均一に散布される。

【００１２】また、前述のスペーサ１６の散布はブラッ
クマトリクス層を有するカラーフィルタが挿入されたカ
ラー液晶表示装置においても同様になされ、画素及び非
画素部の全体にわたっている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
スペーサ散布装置はスペーサ散布を液晶表示素子の画素
部及び非画素部の区別なしに一様に行うため、液晶ディ
スプレイのコントラスト比を低下させてしまうという問
題点を有する。

【００１４】これは液晶ディスプレイの使用時、発光手
段から出射された光が液晶表示素子の画素部を通過する
際、この画素部に相当数存在しているスペーサによって
散乱させられることが原因である。

【００１５】よって、従来の液晶表示素子を有する液晶
ディスプレイはコントラスト比が低いために画質が悪い
ということのみならず、さらにはセル欠陥が誘発され得
るという問題点を有する。

【００１６】従って、本発明は前記問題点を解消するた
めなされたものであって、コントラスト比が高く高画質
な液晶ディスプレイを実現することのできる液晶ディス
プレイのスペーサ散布装置を提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、上下２枚の基板アセンブリの間隔を保つ
ためのスペーサを、有効画素部を通過する光を妨害しな
いように非画素部のみに選択的に散布する手段を設けた
ことを特徴とする液晶表示素子のスペーサ散布装置を提
供する。

【００１８】詳しくは、本発明の第１の視点において、
基板上に導電性膜を有する液晶表示素子の基板アセンブ
リ上にスペーサを散布するための噴射手段を有する液晶
ディスプレイのスペーサ散布装置において、前記スペー
サを所定の極性に帯電させる手段と、前記基板アセンブ
リの所定の導電性膜部位を前記所定の極性と同極性又は
逆極性に帯電させる手段と、を備え、前記スペーサの散
布時に帯電による前記スペーサと前記所定の導電性膜部
位との間に生じる斥力又は引力を利用し、前記所定の導
電性膜の非配置部位又は配置部位にのみ前記スペーサが
散布されることを特徴とする液晶ディスプレイのスペー
サ散布装置を提供する。

【００１９】本発明の第２の視点においては、基板上に
導電性膜及び配向膜が形成された液晶表示素子の基板ア
センブリを内部に配置するための密閉容器と、所定の極
性の電荷を帯びたスペーサを収容するための収容容器
と、前記スペーサを前記基板に散布するための噴射手段
と、前記基板アセンブリの所定の導電性膜部位が前記ス
ペーサが帯びている前記所定の電荷の極性と同極性又は
逆極性に帯電するように前記所定の導電性膜部位に接続
された電源と、を備え、前記噴射手段によって噴射され
た前記スペーサが、前記配向膜上の所定の部位にのみ散
布されることを特徴とする液晶ディスプレイのスペーサ
散布装置を提供する。

【００２０】また、本発明の第１及び第２の視点におい
て好ましくは、前記所定の導電性膜部位は透明導電膜で
あり、該透明導電膜に前記スペーサの極性と同極性の電
圧を印加し帯電させることによって、該スペーサを前記
透明導電膜の配置されていない部位にのみ散布すること
のできる液晶ディスプレイのスペーサ散布装置を提供す
る。

【００２１】更に、本発明の第１及び第２の視点におい
ては、前記基板アセンブリが、前記基板と配向膜との間
に更にブラックマトリクス部を有する場合、前記所定の
導電性膜部位は前記ブラックマトリクス部とし、該ブラ
ックマトリクス部に前記スペーサの極性と逆極性の電圧
を印加し帯電させることによって、該スペーサを該ブラ
ックマトリクスの配置部位にのみ散布するようにしても
よい。

【００２２】更にまた、本発明の第１及び第２の視点に
おいては、前記噴射手段が、カスケードを有する構成と
してもよい。

【００２３】

【作用】次に、本発明の好適な実施の形態に基づく液晶
ディスプレイのスペーサ散布装置の作用・原理を以下に
説明する。

【００２４】本発明においては、従来液晶ディスプレイ
のコントラスト比を低下させる大きな要因であった有効
画素内のスペーサを排除するため、選択的にスペーサを
散布する手段を有する。一般に液晶ディスプレイは透明
導電膜が配されている部位に有効画素部があり、更にカ
ラーディスプレイの場合はクロム等の薄膜で形成される
ブラックマトリクスが配されていない部位のみが有効画
素部であるという構成に注目し、透明導電膜又はブラッ
クマトリクスおよびスペーサに各々同電極又は逆電極の
電荷を印加することによって生ずる斥力又は引力を利用
することによって選択的にスペーサを散布することを可
能とする。

【００２５】図１、図２を参照して、基板アセンブリ２
２において、配向膜２２ｃの上面にスペーサ２６を散布
する場合について説明すると、先ず密閉容器２０内に配
向膜２２ｃが上側に位置されるよう基板アセンブリ２２
を配置した状態で、透明導電膜２２ｂに電源３６を通じ
て（＋）極性の電圧を印加して帯電させる。

【００２６】かかる状態において、（＋）極性の電荷を
帯び、収容容器２４に収容されていたスペーサ２６を貯
蔵タンク３２から供給された窒素ガスで加圧するとスペ
ーサ２６は噴射手段２８を通って噴射され配向膜２２ｃ
の上面に散布される。

【００２７】すると、スペーサ２６は図２に示されてい
るとおり非画素部Ｂに対応する配向膜２２ｃの上面にの
み散布される。

【００２８】これは有効ピクセル部Ａの透明導電膜２２
ｂとスペーサ２６との間に同極性の電荷による斥力が作
用することによってスペーサ２６が電荷を帯びない非画
素部Ｂに誘導されるためである。

【００２９】このように基板アセンブリ２２にスペーサ
２６を散布する時、スペーサ２６と透明導電膜２２ｂと
の間に斥力を生じさせることによって非画素部Ｂに該当
する配向膜２２ｃの上面にのみスペーサ２６を散布する
ことができる。

【００３０】また、基板アセンブリ２２がカラーフィル
タを有する場合にも前述の方法で非画素部Ｂに該当する
部位にのみスペーサ２６を散布せしめることができる
が、更に次に示す作用・原理によっても形成することが
できる。

【００３１】すなわち、図３を参照して、この場合には
電源３６によってブラックマトリクス部２２０ｄに
（−）極性の電圧が印加される。

【００３２】かかる状態において、配向膜２２ｃの上面
にスペーサ２６が散布されれば、（＋）極性の電荷を帯
びたスペーサ２６はブラックマトリクス部２２０ｄと極
性が互いに異なるため引力の作用を受ける。

【００３３】これによってスペーサ２６は非画素部Ｂに
該当する部位に誘導されることによって、配向膜２２ｃ
の上面には前述の場合と同様に非画素部Ｂにのみスペー
サ２６が散布される。

【００３４】このようにカラーフィルタ２２ｄを有する
基板アセンブリ２２上にスペーサ２６を散布する時、ブ
ラックマトリクス部２２０ｄとスペーサ２６との間に引
力が生じることによって非画素部Ｂにのみスペーサ２６
を散布することが可能となる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を添付した図面を参照して詳細に説明する。

【００３６】

【実施形態１】図１は、本発明の一実施形態に基づく液
晶ディスプレイのスペーサ散布装置の構造の概略を示し
た断面図である

【００３７】図１を参照して、本実施形態によるスペー
サ散布装置は密閉容器２０を有し、この密閉容器２０内
に液晶表示素子の基板アセンブリ２２が配置されてい
る。

【００３８】基板アセンブリ２２は、図２に示したとお
り、ガラス基板２２ａの一面上に有効画素を構成するパ
ターンで形成された透明導電膜２２ｂと、この透明導電
膜２２ｂの上面に一様に積層された配向膜２２ｃからな
る。

【００３９】一方、収容容器２４には配向膜２２ｃの上
面に散布され、液晶セルギャップを維持するためのスペ
ーサ２６が収容されているが、本実施形態においてはこ
のスペーサ２６には人為的に所定の極性の電荷を帯びさ
せてある。

【００４０】この際、スペーサ２６に電荷を帯びさせる
方法は、本実施形態においてはコロナディスチャージ法
（Corona discharge method）を利用し、スペーサ２６
が（＋）電荷を帯びる。

【００４１】併せて、収容容器２４には密閉容器２０の
内部に貫通設置された噴射手段２８が接続される。

【００４２】本実施形態においては、噴射手段２８は収
容容器２４からスペーサ２６が噴射される噴射管２８ａ
と、この噴射管２８ａに装着される、電圧源３０と電気
的に連結されたカスケード（Cascade）２８ｂを有す
る。

【００４３】そして、収容容器２４には窒素ガスが貯蔵
された貯蔵タンク３２と連結される移送管３４が装着さ
れており、スペーサ２６は貯蔵タンク３２から移送管３
４を経て収容容器２４の内部に投入される窒素ガスによ
って加圧され噴射手段２８を通って噴射される。

【００４４】なお、密閉容器２０の外側に配置された電
源３６は、基板アセンブリ２２と電気的に接続され、こ
の基板アセンブリ２２の所定部位（本実施形態において
は透明導電膜２２ｂ）をスペーサ２６の電荷の極性と同
一又は逆極性に帯電させる役割を果たす。

【００４５】すなわち、本実施形態においては図２に示
されているとおり、透明導電膜２２ｂがスペーサ２６の
電荷と同極性、つまり（＋）電荷を帯びるように電源３
６をこの透明導電膜２２ｂと電気的に接続するものであ
る。

【００４６】よって、透明導電膜２２ｂとスペーサ２６
との間に生じる斥力を利用することにより、透明導電膜
２２ｂが形成する有効ピクセルＡ以外の部位である非画
素部Ｂのみに選択的にスペーサを散布することができ
る。

【００４７】また、マルチプレックス駆動方式の液晶表
示素子においては、透明導電膜が２つの対向する基板上
にそれぞれストライプ状に形成され、上下２つの透明導
電膜が重なり合う部位が有効画素部であるため、片面に
のみスペーサ散布を行うとストライプ状にスペーサが散
布されてしまい、非画素部に均一にスペーサを散布する
ことはできないが、この状態でもスペーサの散布されて
いる部位は非画素部であることに変わりがなく、特に差
し支えがない。

【００４８】特に２つの基板間隔について特に正確さが
要求される場合等は、両方の基板にスペーサを散布すれ
ば良い。スペーサの直径は数マイクロメートルという単
位であるため、スペーサどうしが重なり合って支障をき
たすという恐れはほとんどない。

【００４９】

【実施形態２】次に、本発明の第２の実施形態を図３を
参照して以下に詳細に説明する。本実施形態において
は、帯電させるべき基板アセンブリの所定導電膜部位及
びそれを帯電させる方法が前記第１の実施形態と異なる
他は前記第１の実施形態と同一である。本実施形態では
主に前記第１の実施形態と異なる部分を説明する。

【００５０】本実施形態においては、図３に示されてい
るとおり、基板アセンブリ２２においてガラス基板２２
ａと透明導電膜２２ｂとの間にブラックマトリクス部２
２０ｄを有するカラーフィルタ２２ｄが挿入される場合
であって、この場合、電源３６をブラックマトリクス部
２２０ｄがスペーサ２６の電荷と反対の極性、すなわち
（−）極性の電荷を帯びるようにこのブラックマトリク
ス部２２０ｄに電気的に接続するものである。

【００５１】基板アセンブリ２２において、カラーフィ
ルタ２２ｄが有するブラックマトリクス部２２０ｄは、
有効ピクセルＡとこの有効ピクセルＡ以外の部位である
非画素部Ｂのうち、非画素部Ｂに対応して配置形成され
る。

【００５２】よって、ブラックマトリクス部２２０ｄと
スペーサ２６との間に生じる引力を利用することによっ
て、ブラックマトリクス部２２０ｄが形成する非画素部
Ｂのみに選択的にスペーサを散布することができる。

【００５３】以後、スペーサ２６が散布された基板アセ
ンブリ２２は従来と同様の液晶表示素子の製造工程を経
て完成となる。

【００５４】ブラックマトリクスを有する場合であって
も、実施形態１に示された透明導電膜を帯電させる方法
を用いてスペーサを選択的に散布することができる。ま
た、第１及び第２の実施形態に示した２つの方法を組み
合わせ、ブラックマトリクス及び透明導伝膜をそれぞれ
帯電させることによってスペーサに対する斥力及び引力
を強めることも可能である。

【００５５】液晶ディスプレイの駆動方法にはセグメン
ト方式、マルチプレックス方式、アクティブマトリクス
駆動方式等各種のものがあるが、本発明の適用において
はこれらの駆動方式は特に問わず、各種方式のものに適
用可能である。

【００５６】というのは、液晶ディスプレイは駆動方式
が異なっても、基本的に上下の透明導電膜が重なり合う
部位が有効画素部であり、またブラックマトリクスが配
置された部位は非画素部であることには変わりがないか
らである。

【００５７】以上述べた各実施形態においては、スペー
サを帯電させる方法としてコロナ放電法を用い、また透
明導電膜及びブラックマトリクスには単に電源を接続し
て電荷を与える方法を示したが、これらの各種部材を帯
電させるための方法は特に限定されるものではなく、各
種の方法を用いることができる。

【００５８】また、スペーサの散布については圧縮窒素
及びカスケードを用いて噴射する方法を示したが、特に
限定されるものではなく各種の散布方法を用いることが
できるのは勿論である。

【００５９】以上、本発明の好ましい実施形態について
説明してきたが、本発明はこのような実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の原理に準ずる各種実施態様
を含むことは勿論である。

【００６０】

【発明の効果】本発明による液晶ディスプレイのスペー
サ散布装置を用いると、スペーサおよび所定の導電膜部
位を帯電させることによって、それぞれの間に生じる斥
力又は引力の作用でスペーサが液晶表示素子の非画素部
にのみ散布されるため、本発明によるスペーサ散布装置
を用いて製造された液晶ディスプレイは、従来問題とさ
れた液晶表示素子の有効ピクセルを通過する光がスペー
サによって散乱、妨害されることを防止できる。

【００６１】従って、本発明による液晶ディスプレイの
スペーサ散布装置を用いれば、光散乱によって生ずるコ
ントラスト比の低下およびセル欠陥の発生の少ない高画
質の液晶ディスプレイを実現することが可能となる。

【００６２】また、所定の導電膜部位は、基板上に形成
された透明導電膜又はブラックマトリクス部を利用する
ため、製造される液晶ディスプレイ自体には特別な構成
要素を必要とせず、液晶ディスプレイのコストが上昇す
るといったことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るスペーサ散布装置の構
成を示す概略図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る電荷の印加方法を示
す概略図である。

【図３】本発明の他の実施形態に係る電荷の印加方法を
示す概略図である。

【図４】従来のスペーサ散布装置によってスペーサが散
布された液晶表示素子の概略的な断面図である。

【符号の説明】

２０：密閉容器 ２２：基板アセンブリ ２２ａ：ガラス基板 ２２ｂ：透明導電膜 ２２ｃ：配向膜 ２２ｄ：カラーフィルタ ２４：収容容器 ２６：スペーサ ２８：噴射手段 ２８ａ：噴射管 ２８ｂ：カスケード ３０：電圧源 ３２：貯蔵タンク ３４：移送管 ３６：電源 ２２０ｄ：ブラックマトリクス部 Ａ：有効ピクセル（有効画素部） Ｂ：非画素部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板上に導電性膜を有する液晶表示素子の
   基板アセンブリ上にスペーサを散布するための噴射手段
   を有する液晶ディスプレイのスペーサ散布装置におい
   て、 前記スペーサを所定の極性に帯電させる手段と、 前記基板アセンブリの所定の導電性膜部位を前記所定の
   極性と同極性又は逆極性に帯電させる手段と、を備え、 前記スペーサの散布時に帯電による前記スペーサと前記
   所定の導電性膜部位との間に生じる斥力又は引力を利用
   し、 前記所定の導電性膜の非配置部位又は配置部位にのみ前
   記スペーサが散布されることを特徴とする液晶ディスプ
   レイのスペーサ散布装置。
2. 【請求項２】基板上に導電性膜及び配向膜が形成された
   液晶表示素子の基板アセンブリを内部に配置するための
   密閉容器と、 所定の極性の電荷を帯びたスペーサを収容するための収
   容容器と、 前記スペーサを前記基板に散布するための噴射手段と、 前記基板アセンブリの所定の導電性膜部位が前記スペー
   サが帯びている前記所定の電荷の極性と同極性又は逆極
   性に帯電するように前記所定の導電性膜部位に接続され
   た電源と、を備え、 前記噴射手段によって噴射された前記スペーサが、前記
   配向膜上の所定の部位にのみ散布されることを特徴とす
   る液晶ディスプレイのスペーサ散布装置。
3. 【請求項３】前記所定の導電性膜部位は透明導電膜であ
   り、該透明導電膜に前記スペーサの極性と同極性の電圧
   を印加し帯電させることによって、該スペーサを前記透
   明導電膜の配置されていない部位にのみ散布することを
   特徴とする請求項１又は２記載の液晶ディスプレイのス
   ペーサ散布装置。
4. 【請求項４】前記基板アセンブリが、前記基板と前記配
   向膜との間に更に導電性のブラックマトリクス部を有
   し、 前記所定の導電性膜部位は前記ブラックマトリクス部で
   あり、 該ブラックマトリクス部に前記スペーサの極性と逆極性
   の電圧を印加し帯電させることによって、該スペーサを
   該ブラックマトリクスの配置部位にのみ散布することを
   特徴とする請求項１又は２記載の液晶ディスプレイのス
   ペーサ散布装置。
5. 【請求項５】前記噴射手段が、カスケードを有すること
   を特徴とする請求項１又は２記載の液晶ディスプレイの
   スペーサ散布装置。