JPH10104638A - Method for spraying spacer - Google Patents

Method for spraying spacer

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JPH10104638A
JPH10104638A JP25964096A JP25964096A JPH10104638A JP H10104638 A JPH10104638 A JP H10104638A JP 25964096 A JP25964096 A JP 25964096A JP 25964096 A JP25964096 A JP 25964096A JP H10104638 A JPH10104638 A JP H10104638A
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JP
Japan
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substrate
spacer
spacers
electrode
electrodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP25964096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiichi Hirano
貴一 平野
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly spray spacers with good reproducibility by forming electric fields between electrodes and wirings and adhering the spacers suspended in a medium between the electrodes and the wirings onto the wirings of the substrate. SOLUTION: The substrate 3 made of glass and the electrodes 7 made of platinum having a large area facing the substrate 3 are immersed into the soln. 5 in a vessel 4. The electric fields are formed between the electrodes 7 and video lines 6, by which the spacers 2 of the negative polarity dispersed in the soln. 5 are adhered onto the video lines 6 of the positive polarity on the substrate 3. Namely, the spacers which are electrified to the negative polarity among the spacers 2 in the soln. 5 by impressing the voltage of the positive polarity to the video lines 6 on the substrate 3 and the voltage of the negative polarity on the electrodes 7 facing the video lines 6 are adhered to the oriented films on the video lines 6 for the specified time by electrophoresis. As a result, the spacers 2 may be adhered out of the soln. 5 only to the necessary parts existing in the limited occupying area on the one substrate 3 of the liquid crystal display panel.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶表示装
置の基板間にスペーサを配置する方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for disposing spacers between substrates of a liquid crystal display device, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は、一対の基板の間隔が数
μm程度にも拘らず、基板の縦横の寸法が数cm以上
と、基板の間隔に比べて基板の表示寸法が極めて大き
い。通常、液晶を封入するために樹脂製のシールを基板
の周辺に設けるが、前述の構成により、基板周囲のシー
ルだけでは、基板の中央が基板重量によって撓み、液晶
表示装置に好ましくない干渉縞が引き起こされる。
2. Description of the Related Art In a liquid crystal display device, although the distance between a pair of substrates is about several μm, the vertical and horizontal dimensions of the substrates are several cm or more, and the display dimensions of the substrates are much larger than the distance between the substrates. Normally, a resin seal is provided around the substrate to enclose the liquid crystal. However, with the above-described configuration, the seal around the substrate alone causes the center of the substrate to bend due to the weight of the substrate, and interference fringes unfavorable to the liquid crystal display device are generated. Is caused.

【0003】そのため、配向膜が形成されている基板上
に基板の間隔を保つために基板の変形に抗するスペーサ
を散布することが必要となる。図5は、配向膜が形成さ
れている、液晶表示装置の一方の基板上にスペーサを散
布する従来の散布装置の断面図である。図5に示すよう
に、噴出口1から噴出されたスペーサ2は、重力に従っ
て下方にある基板3の方向に沈降していく。
[0003] Therefore, it is necessary to disperse spacers against the deformation of the substrate on the substrate on which the alignment film is formed in order to keep the distance between the substrates. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional spraying device that sprays spacers on one substrate of a liquid crystal display device on which an alignment film is formed. As shown in FIG. 5, the spacer 2 ejected from the ejection port 1 sinks in the direction of the substrate 3 below according to gravity.

【0004】しかし、この方法ではスペーサの散布密度
にむらが出来やすく、均一に散布することは困難であっ
た。そこで、改良された散布方法として、降下時にスペ
ーサを溶液中に分散させて霧状にして散布する方法や、
電荷を与えて互いに集中することを回避する方法などが
提案されている。
[0004] However, in this method, the dispersion density of the spacers tends to be uneven, and it has been difficult to uniformly distribute the spacers. Therefore, as an improved spraying method, a method in which the spacer is dispersed in a solution at the time of descent and sprayed in a mist state,
A method of avoiding concentration by giving electric charges to each other has been proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の技術では、スペーサを散布する基板の各部と沈降して
くるスペーサとの極性が同極性の場合、斥力が働き、異
極性の場合、引力が働くため、基板の各部がどのような
帯電状況になっているのかによってスペーサの密度が変
わったり、また、溶液中で分散させたスペーサが溶媒の
蒸発に伴って空気中で再度集まってしまうなどの問題が
あり、均一に分散させてスペーサ散布を行うことは困難
であった。
However, in these techniques, repulsion acts when the polarity of each part of the substrate on which the spacers are scattered and the settling spacers are the same, and attraction acts when the polarity is different. For this reason, the density of the spacers changes depending on the charged state of each part of the substrate, and the spacers dispersed in the solution gather again in the air as the solvent evaporates. Therefore, it was difficult to uniformly disperse and spray the spacer.

【0006】また、液晶表示パネルの全面にスペーサを
散布するため、画素の中にもスペーサが入り光抜けや液
晶の配向不良及びトランジスタの損傷を発生させ、表示
品位の向上を疎外する要因となっていた。本発明は、ス
ペーサ散布を均一にしかも再現性良く行うことであり、
パネルの必要な部分にのみ散布を行い、高品位な、LC
D(液晶表示装置)、DMD、FED(フィールドエミ
ッション表示装置)等の一対の基板から成るパネルを製
造する技術を提供することを目的とする。
In addition, since the spacers are scattered over the entire surface of the liquid crystal display panel, the spacers are also present in the pixels, causing light leakage, defective alignment of the liquid crystal, and damage to the transistor, which is a factor alienating improvement in display quality. I was The present invention is to perform spacer spraying uniformly and with good reproducibility,
Spray only on the necessary parts of the panel, high quality, LC
It is an object of the present invention to provide a technique for manufacturing a panel including a pair of substrates, such as D (liquid crystal display), DMD, and FED (field emission display).

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のスペーサ散布方
法は、電気泳動法により基板にスペーサを付着させるこ
とを特徴とする。また、本発明のスペーサ散布方法は、
電極と、電極と対向する基板上に形成されている配線
と、電極と配線との間の媒体中に浮遊するスペーサとを
備え、電極と配線との間に電界を形成することにより、
電極と配線との間の媒体中に浮遊するスペーサを基板の
配線上に付着させることを特徴とする。
The spacer dispersing method of the present invention is characterized in that spacers are attached to a substrate by electrophoresis. In addition, the spacer spraying method of the present invention,
An electrode, a wiring formed on a substrate facing the electrode, and a spacer floating in a medium between the electrode and the wiring, by forming an electric field between the electrode and the wiring,
A spacer floating in a medium between the electrode and the wiring is attached to the wiring on the substrate.

【0008】また、本発明のスペーサ散布方法は、媒体
が液体または気体であることを特徴とする。また、本発
明のスペーサ散布方法は、基板が配線上に配向膜を有す
る液晶表示装置の基板であることを特徴とする。即ち、
本発明のスペーサ散布方法は、電磁気力により、帯電し
たスペーサを、基板の特定部分に配置された、スペーサ
と逆極性の配線に吸引させて、基板上に選択的に固定す
る。
[0008] The spacer dispersing method of the present invention is characterized in that the medium is a liquid or a gas. Further, the spacer dispersing method of the present invention is characterized in that the substrate is a substrate of a liquid crystal display device having an alignment film on a wiring. That is,
According to the spacer dispersing method of the present invention, the charged spacer is attracted to a wiring having a polarity opposite to that of the spacer disposed on a specific portion of the substrate by electromagnetic force, and is selectively fixed on the substrate.

【0009】また、液体に比べて粘度がより低い気体を
媒体に用いるか、あるいは、より密度の低いスペーサを
使うことでより早くスペーサを基板に付着させる。それ
から、液晶表示装置の配線の配向膜上だけにスペーサを
付着させるので、画素にスペーサが付着することが無
く、液晶表示装置の一対の基板間の間隔精度及び表示品
位が高まる。
Further, by using a gas having a lower viscosity than a liquid as a medium or by using a spacer having a lower density, the spacer can be attached to the substrate faster. Then, since the spacer is attached only on the alignment film of the wiring of the liquid crystal display device, the spacer does not adhere to the pixel, and the accuracy of the interval between the pair of substrates of the liquid crystal display device and the display quality are improved.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1実施形態)本発明の第1実施形態を図1及び図2
に基づいて説明する。図1は第1実施形態における基板
上のスペーサ分布を示す斜視図である。図1で示される
ように、基板上のTFTは、まず、動作層として、透明
なガラス製の基板3上に多結晶製の半導体層8を有して
いる。
(First Embodiment) FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention.
It will be described based on. FIG. 1 is a perspective view illustrating a distribution of spacers on a substrate according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the TFT on the substrate first has a polycrystalline semiconductor layer 8 on a transparent glass substrate 3 as an operation layer.

【0011】また、半導体層8の表面は、RCA洗浄し
た後、加熱したH22を用いて作製されたケミカル酸化
膜とO2とArとの混合気体中で450℃のイオンアシ
スト低温酸化して作製された酸化膜9とが覆っている。
さらに、半導体層8の表面の酸化膜9を隔てて、多結晶
半導体製のゲート10と、WSix製またはTaSi2
製のゲート電極11とが酸化膜9上に積層されている。
The surface of the semiconductor layer 8 is cleaned by RCA, and then ion-assisted low-temperature oxidation at 450 ° C. in a mixed gas of O 2 and Ar and a chemical oxide film formed using heated H 2 O 2. And the oxide film 9 formed in this way.
Further, a gate 10 made of a polycrystalline semiconductor and a gate made of WSix or TaSi 2 are separated by an oxide film 9 on the surface of the semiconductor layer 8.
And a gate electrode 11 are laminated on the oxide film 9.

【0012】主として基板3上に、絶縁膜A12が、半
導体層8が有る場所と無い場所での段差を少なくするた
めに形成されている。また、ゲート電極11と映像線6
とを立体交差させるために、絶縁膜B13が絶縁膜A1
2上に堆積されている。半導体層8上の酸化膜9が一部
除去されることにより、Al製の映像線6と半導体膜8
とが、また、ITO製の表示電極14と半導体膜8とが
電気接触している。
An insulating film A12 is formed mainly on the substrate 3 in order to reduce the level difference between the place where the semiconductor layer 8 exists and the place where the semiconductor layer 8 does not exist. Also, the gate electrode 11 and the image line 6
And the insulating film B13 is formed of an insulating film A1.
2 is deposited. By partially removing the oxide film 9 on the semiconductor layer 8, the image line 6 made of Al and the semiconductor film 8 are removed.
Also, the display electrode 14 made of ITO and the semiconductor film 8 are in electrical contact.

【0013】このようなTFT構造の表面をラビング処
理されたポリイミド製の配向膜15が覆っている。次に
同図に示すように、スペーサ2は、厚い映像線6の上方
の配向膜15上だけに付着している。特徴的なことは、
外部電位が印加される、映像線6上方の配向膜15上だ
けに異極性に基づく引力により、ほぼ球状のスペーサ2
が固定されることである。
The surface of such a TFT structure is covered with a rubbed polyimide alignment film 15. Next, as shown in the figure, the spacer 2 is attached only on the alignment film 15 above the thick video line 6. The characteristic thing is
An almost spherical spacer 2 is applied only to the alignment film 15 above the image line 6 to which an external potential is applied due to the attraction based on the different polarity.
Is to be fixed.

【0014】図2は第1実施形態におけるスペーサ散布
装置の斜視図である。図2に示すように、電極7と映像
線6との間に電界を形成することにより、溶液5に分散
している負極性のスペーサ2を基板上の正極性の映像線
6上に付着させる。そして、容器4中にアルカリ金属に
よる汚染を抑制しながら溶液の比抵抗を下げるため、蒸
留水またはエチルアルコール+酢酸ブチル(体積比1:
2)に第四アンモニウム塩(R4NX、但しRはアルキ
ル基、Xはハロゲン)を溶解させた溶液5に比重3.0
7のアルミナまたは2.20のシリカ製のスペーサ2を
分散させる。
FIG. 2 is a perspective view of the spacer spraying apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, by forming an electric field between the electrode 7 and the image line 6, the negative spacer 2 dispersed in the solution 5 is attached to the positive image line 6 on the substrate. . Then, in order to reduce the specific resistance of the solution while suppressing contamination by the alkali metal in the container 4, distilled water or ethyl alcohol + butyl acetate (volume ratio 1:
A specific gravity of 3.0 was added to a solution 5 in which a quaternary ammonium salt (R 4 NX, where R was an alkyl group and X was a halogen) was dissolved in 2).
A spacer 2 made of alumina 7 or 2.20 silica is dispersed.

【0015】このとき、溶液に超音波を外部から加える
とスペーサが溶液中に均一に分散するようになる。媒体
が液体の時、気体より密度が高いため、スペーサに働く
浮力が大きく、スペーサが重力に抗して浮遊する時間が
気体の時に比べて長くなる。さらに、媒体が水の場合、
フロンやアルコールに比べて、溶質により溶液の抵抗が
下がりやすく、IRドロップが小さく、スペーサに電界
が印加しやすい。
At this time, when ultrasonic waves are externally applied to the solution, the spacers are uniformly dispersed in the solution. When the medium is liquid, the density is higher than that of gas, so that the buoyancy acting on the spacer is large, and the time for which the spacer floats against gravity is longer than that of gas. Furthermore, if the medium is water,
As compared with chlorofluorocarbon and alcohol, the resistance of the solution is easily reduced by the solute, the IR drop is small, and an electric field is easily applied to the spacer.

【0016】次に、表面にポリイミド製の配向膜、ま
た、その下にAl製の映像線6が形成された、液晶表示
装置のTFT(薄膜トランジスタ)側のガラス製の基板
3と、基板3に対向する面積の大きな白金製の電極7と
を容器4中の溶液5に浸す。このとき、基板表面に重力
によって溶液内のスペーサが沈降しないように、映像線
6が形成されている基板3の面を鉛直又は付着面が下と
なるように角度を付けることが望ましい。
Next, a glass substrate 3 on the TFT (thin film transistor) side of the liquid crystal display device, on which an alignment film made of polyimide is formed on the surface and an image line 6 made of Al is formed thereunder, A platinum electrode 7 having a large opposing area is immersed in the solution 5 in the container 4. At this time, it is desirable that the surface of the substrate 3 on which the image lines 6 are formed be angled so that the image line 6 is vertical or the attached surface is downward so that the spacer in the solution does not settle by gravity on the substrate surface.

【0017】続いて、基板3上の映像線6に正極性、映
像線と対向する電極7に負極性の電圧を印加して、溶液
5中のスペーサ2の内、負極性に帯電したものを電気泳
動により一定時間、映像線6上の配向膜に付着させる。
この時の電流値により単位時間に付着するスペーサの量
は決定されるため、再現性の良い処理を行うには定電流
源を用いることが好ましい。
Subsequently, a positive voltage is applied to the image line 6 on the substrate 3 and a negative voltage is applied to the electrode 7 facing the image line, and the spacer 2 in the solution 5 is charged to the negative polarity. It adheres to the alignment film on the image line 6 for a certain period of time by electrophoresis.
Since the amount of the spacer adhering per unit time is determined by the current value at this time, it is preferable to use a constant current source for performing a process with good reproducibility.

【0018】さらに、電気泳動のための電圧を切った
後、ガラス製の基板の両面に、第四アンモニウム塩は有
ってもスペーサの無い洗浄液を流下しながら、基板3を
溶液5から取り出す。そして、基板上に埃が降下してこ
ない雰囲気中で溶媒である水を蒸発させる。以上の処理
により、液晶表示パネルの一方の基板上の限られた占有
面積に位置する必要な部分のみに溶液中からスペーサを
付着させることができる。
Further, after the voltage for electrophoresis is cut off, the substrate 3 is taken out of the solution 5 while a washing solution without a quaternary ammonium salt but without a spacer flows down on both surfaces of the glass substrate. Then, water as a solvent is evaporated in an atmosphere in which dust does not fall on the substrate. By the above-described processing, the spacer can be attached from the solution only to a necessary portion located in a limited occupied area on one substrate of the liquid crystal display panel.

【0019】(第2実施形態)本発明の第2実施形態を
図3及び図4に基づいて説明する。図3は第2実施形態
における2周波励起プラズマプロセス装置を用いたスペ
ーサ散布装置の断面図である。図3に示すように、2周
波励起プラズマプロセス装置は、金属製の装置壁22で
囲まれており、左側の装置壁22からArガスと正極性
の電圧供給を受け、右側の装置壁22に分子ポンプに接
続された排気口と負極性の電圧供給源とを備えている。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view of a spacer spraying apparatus using a two-frequency excitation plasma processing apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, the two-frequency excitation plasma processing apparatus is surrounded by a metal apparatus wall 22, receives Ar gas and a positive voltage supply from the left apparatus wall 22, and An exhaust port connected to a molecular pump and a negative voltage supply source are provided.

【0020】また、上側の装置壁22から周波数f1の
電力A23を受けて、装置内にプラズマを発生させるよ
うにしている。さらに、下側の装置壁22から周波数f
2の電力B24を受けて、プラズマ電位を調整するよう
にしている。そして、上下の電力に接続されているロー
パスフィルター、LPF25は、電力の交流成分を除い
て直流成分にするものである。
Also, the power A23 having the frequency f1 is received from the upper device wall 22, and plasma is generated in the device. Further, the frequency f
In response to the second power B24, the plasma potential is adjusted. The low-pass filter and the LPF 25 connected to the upper and lower powers remove the AC component of the power and convert it to a DC component.

【0021】それから、LPF25に接続されているバ
イアス26は、各電極に直流成分をもたらす回路であ
る。前述した、電力A23は、上側の装置壁22から装
置壁と絶縁された状態で装置内の励起電極16に接続さ
れている。また、電力B24は、下側の装置壁22から
装置壁と絶縁された状態で装置内の基板電極17へ接続
されている。
The bias 26 connected to the LPF 25 is a circuit for providing a DC component to each electrode. The electric power A23 described above is connected to the excitation electrode 16 in the device while being insulated from the upper device wall 22 and the device wall. The power B24 is connected from the lower device wall 22 to the substrate electrode 17 in the device while being insulated from the device wall.

【0022】上下の励起電極16と基板電極17に、共
にLC直列共振を用いたバンドパスフィルタ27が取り
付けられている。装置壁の形状や各電力の配線によって
生じる電力の位相成分は、バンドパスフィルタ27によ
り調整される。先に述べた左側の装置壁22から減圧さ
れた装置内に導入されたArガスは、装置内を左から右
側に移動していく。
A bandpass filter 27 using LC series resonance is attached to the upper and lower excitation electrodes 16 and the substrate electrode 17. The phase component of the power generated by the shape of the device wall and the wiring of each power is adjusted by the bandpass filter 27. The Ar gas introduced into the apparatus, which has been depressurized from the left apparatus wall 22 described above, moves inside the apparatus from left to right.

【0023】そして、装置の左側のガス導入口からAr
ガスを装置内が数mTorrになるように供給した後、
励起電極16にf1を供給すると装置内にプラズマが発
生する。ここで、媒体が減圧された気体の場合、常圧の
気体に比べて、粘度が低く、スペーサを加速しやすい。
Then, Ar is introduced from the gas inlet on the left side of the apparatus.
After supplying the gas so that the inside of the apparatus becomes several mTorr,
When f1 is supplied to the excitation electrode 16, plasma is generated in the apparatus. Here, when the medium is a depressurized gas, the viscosity is lower than that of the gas at normal pressure, and the spacer is easily accelerated.

【0024】尚、励起電極16及び基板電極17はセラ
ミック28により絶縁された状態で支持されている。一
般に、プラズマが電子とイオンの2種類の粒子で構成さ
れると考えた場合、質量の大きさからイオンがプラズマ
中央に滞留しやすく、逆に電子がプラズマ周辺に散逸し
やすい。
The excitation electrode 16 and the substrate electrode 17 are supported by a ceramic 28 while being insulated. In general, when it is considered that a plasma is composed of two types of particles, electrons and ions, ions tend to stay at the center of the plasma due to their large mass, and conversely electrons tend to dissipate around the plasma.

【0025】従って、プラズマの内部の電位、即ち、プ
ラズマ電位Vpはプラズマの周辺に比べて正の電位に成
り易い。基板電極に正の電位が、与えられるとプラズマ
の周囲の電子はより基板電極に流れ込み易くなる。する
と、プラズマは中性であるという条件から、または内部
のプラズマの電子が少なくなるので、プラズマ電位Vp
はより正の電位へ持ち上げられる。
Therefore, the potential inside the plasma, that is, the plasma potential Vp is more likely to be a positive potential than that around the plasma. When a positive potential is applied to the substrate electrode, electrons around the plasma are more likely to flow into the substrate electrode. Then, under the condition that the plasma is neutral or because the number of electrons in the plasma inside decreases, the plasma potential Vp
Is raised to a more positive potential.

【0026】周波数f2で変動する基板電極の直流電圧
(平均電圧)は、自己バイアス電圧Vdcと呼ばれる
が、実験的にf2の振幅が凡そ|Vdc|+2Vpとな
ることが分かっている。イオンの加速電圧が|Vdc|
+Vpとなることから、基板電極17に加えられるf2
の振幅を大きくすると、イオンの運動エネルギーが大き
くなり、基板電極によりイオンの速さを調整することが
できる。
The DC voltage (average voltage) of the substrate electrode which fluctuates at the frequency f2 is called a self-bias voltage Vdc, and it is experimentally known that the amplitude of f2 is approximately | Vdc | + 2Vp. The acceleration voltage of the ion is | Vdc |
+ Vp, so that f2 applied to the substrate electrode 17
Is increased, the kinetic energy of the ions increases, and the speed of the ions can be adjusted by the substrate electrode.

【0027】そのため、励起電極16に、基板電極17
との間の空間に高密度プラズマを発生させる周波数f1
の電力A23が、また、基板電極17に、自己バイアス
を制御させる周波数f2の電力B24が与えられてい
る。上下の電極間に生じたプラズマにスペーサの導入口
18から気体と共にスペーサを導入する。
Therefore, the substrate electrode 17 is connected to the excitation electrode 16.
Frequency f1 for generating high-density plasma in the space between
And a power B24 of frequency f2 for controlling the self-bias is applied to the substrate electrode 17. The spacer is introduced into the plasma generated between the upper and lower electrodes together with the gas from the inlet 18 of the spacer.

【0028】また、余分なスペーサは、導入口の右側に
位置するスペーサの排出口19より装置外に除去する。
平行コンデンサのように配置された、励起電極16と基
板電極17とで形成される空間の左側に基板3が、ま
た、空間の右側に電極7が設置されている。この時、プ
ラズマの性質からプラズマの周囲に位置する基板の周り
のスペーサは負に帯電する。
Excess spacers are removed from the apparatus through the spacer outlet 19 located on the right side of the inlet.
The substrate 3 is provided on the left side of the space formed by the excitation electrode 16 and the substrate electrode 17 arranged like a parallel capacitor, and the electrode 7 is provided on the right side of the space. At this time, the spacer around the substrate located around the plasma is negatively charged due to the nature of the plasma.

【0029】上下の励起電極16と基板電極17に、共
にLC直列共振を用いたバンドパスフィルタ27が取り
付けられている。バンドパスフィルタのL、Cは、互い
に上下の高周波電圧に対してインピーダンスが小さくな
るように設定される。励起電極16の上に配置されてい
る磁石29は、励起電極16の面に対して平行に直流磁
場を印加して、イオン化効率を向上させるものである。
A bandpass filter 27 using LC series resonance is attached to the upper and lower excitation electrodes 16 and the substrate electrode 17. L and C of the band-pass filter are set so that the impedance becomes small with respect to the high frequency voltage above and below. The magnet 29 disposed on the excitation electrode 16 applies a DC magnetic field in parallel to the surface of the excitation electrode 16 to improve ionization efficiency.

【0030】装置の右側のガス排出口に接続されている
分子ポンプは、左から右に移動する気体の分子に直角な
方向に運動量を与えて、その方向に配置してある補助ポ
ンプ側に気体を除去するポンプである。先に述べたよう
に、プラズマの周囲のスペーサは電子との衝突により負
に帯電しやすい。
The molecular pump connected to the gas outlet on the right side of the apparatus gives momentum to the gas molecules moving from left to right in a direction perpendicular to the gas molecules, and sends the gas to the auxiliary pump side arranged in that direction. It is a pump for removing. As described above, the spacer around the plasma is likely to be negatively charged due to collision with electrons.

【0031】このような装置内で、図3に示すように、
数十mTorr程度に減圧された雰囲気中で励起電極1
6と基板電極17との間で発生させたプラズマにより負
に帯電したスペーサ2を負極性の電極7と基板2上の正
極性の映像線との間で加速する。気体を用いる第2実施
形態は液体を用いる第1実施形態より基板へのスペーサ
の付着速度を大きくすることが可能である。
In such an apparatus, as shown in FIG.
Excitation electrode 1 in an atmosphere decompressed to about several tens mTorr
The spacer 2 negatively charged by the plasma generated between the substrate 6 and the substrate electrode 17 is accelerated between the negative electrode 7 and the positive image line on the substrate 2. In the second embodiment using a gas, it is possible to increase the attachment speed of the spacer to the substrate compared to the first embodiment using a liquid.

【0032】例えば、スペーサの半径r=3×10
-6m、アルミナのスペーサの密度ρ=3.97×103
kg/m3、電極と映像線との電極間距離d=1×10
-2m、電極と映像線との電圧差V=1×102V、帯電
したスペーサの電荷数n=1、電子の電気量e=1.6
022×10-19C、20℃の常圧下における水の粘性
率ηW=1.002×10-3Nsm-2、20℃の常圧下
におけるアルゴンの粘性率ηA=2.215×10-5
sm-2とすると、電場E=V/d=1×102/1×1
-2=1×104V/mとなり粘度ηの粘性流によって
生じる摩擦力は、半径rの巨視的な球についてStok
esによって、摩擦力=6πrηv(但し、vはスペー
サの移動速度)となる。
For example, the radius of the spacer r = 3 × 10
-6 m, density of alumina spacer ρ = 3.97 × 10 3
kg / m 3 , the distance d between the electrode and the image line d = 1 × 10
-2 m, voltage difference between electrode and image line V = 1 × 10 2 V, number of charged spacer spacers n = 1, quantity of electron e = 1.6
022 × 10 −19 C, viscosity of water at normal pressure of 20 ° C., ηW = 1.002 × 10 −3 Nsm −2 , viscosity of argon under normal pressure of 20 ° C., ηA = 2.215 × 10 −5 N
When sm -2, the electric field E = V / d = 1 × 10 2/1 × 1
0 −2 = 1 × 10 4 V / m, and the frictional force generated by the viscous flow having the viscosity η is Stok for a macroscopic sphere having a radius r.
By es, the frictional force = 6πrηv (where v is the moving speed of the spacer).

【0033】また、電場によって印加される電磁気力
は、電磁気力=neEとなる。電磁気力と摩擦力とが一
致するとスペーサは停止し、各媒体中での最低速度v0
となると考えられる。上記の値を代入すると、第1実施
形態の水溶液中での最低速度v0Wはv0W=2.77
2×10-8ms-1、第2実施形態のアルゴン気体中での
最低速度v0Aはv0A=1.279×10-6ms
-1と、アルゴン中の方が水溶液中に比べて最低速度が2
桁も大きくなる。
The electromagnetic force applied by the electric field is electromagnetic force = neE. When the electromagnetic force and the friction force match, the spacer stops, and the minimum velocity v0 in each medium is reduced.
It is thought that it becomes. By substituting the above values, the minimum speed v0W in the aqueous solution of the first embodiment is v0W = 2.77.
2 × 10 −8 ms −1 , the minimum velocity v0A in the argon gas of the second embodiment is v0A = 1.279 × 10 −6 ms
-1 and the lowest speed is 2 in argon compared to in aqueous solution.
Digits also increase.

【0034】従って、最高速度vMと考えられる、m
(vM)2/2=neVから求められるvM=8.45
×10-3ms-1と最低速度v0との平均値から気体を用
いる第2実施形態の方がよりスペーサの付着速度が大き
くなる。ここで、第2実施形態は減圧しているから、常
圧より粘度が低くなるのでさらに最低速度が大きくな
り、高速にスペーサを付着させることができる。
Therefore, m, which is considered to be the maximum speed vM,
(VM) obtained from the 2/2 = neV vM = 8.45
From the average value of × 10 −3 ms −1 and the minimum speed v0, the second embodiment using gas has a higher spacer attachment speed than in the second embodiment. Here, in the second embodiment, since the pressure is reduced, the viscosity is lower than the normal pressure, so the minimum speed is further increased, and the spacer can be attached at a high speed.

【0035】材料として密度2.20×103kg/m3
非晶質のシリカを用いた場合、最高速度vM(シリカ)
=1.13×10-2ms-1となり、密度3.97×10
3kg/m3のアルミナの最高速度vM(アルミナ)=
8.45×10-3ms-1より大きくなり、一対の基板の
間隔が変わらなければ密度の小さいスペーサを用いた方
がスループットが向上する。
The material has a density of 2.20 × 10 3 kg / m 3.
When amorphous silica is used, maximum speed vM (silica)
= 1.13 × 10 −2 ms −1 and the density is 3.97 × 10
Maximum speed of 3 kg / m 3 alumina vM (alumina) =
8.45 × greater than 10 -3 ms -1, preferable to use a small spacer density is improved throughput to be changed is the gap between the pair of substrates.

【0036】このことは、一般に無機酸化物のスペーサ
より比重が小さい有機高分子のスペーサの方がより迅速
に基板上にスペーサを散布できることを意味する。例え
ば、ベンゾグアミン・メラミン・ホルムアルデヒド縮合
体、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体、スチレン系
重合体などのポリマー製スペーサの密度は1.2×10
3kg/m3なのでアルミナまたはシリカと比較して有機
高分子のスペーサは、速く基板に付着する。
This means that spacers made of an organic polymer having a smaller specific gravity than spacers made of an inorganic oxide can disperse spacers on a substrate more quickly. For example, the density of a polymer spacer such as a benzogamine / melamine / formaldehyde condensate, a styrene / divinylbenzene copolymer, or a styrene polymer is 1.2 × 10
Since it is 3 kg / m 3, the organic polymer spacer adheres to the substrate faster than alumina or silica.

【0037】図4は第2実施形態のスペーサ散布方法の
工程図である。図4aに示すように、上の励起電極16
に周波数100MHz、電力100Wの高周波電圧、下
の基板電極17にアースを接続し、Arガス圧力7mT
orr下で、電極間にプラズマ20を発生させる。次
に、図4bに示すように、導入口18からスペーサをプ
ラズマ20中に導入して帯電させ、余分なスペーサを排
出口19から排出する。
FIG. 4 is a process chart of the spacer spraying method according to the second embodiment. As shown in FIG. 4a, the upper excitation electrode 16
, A high-frequency voltage of 100 W and a power of 100 W, a ground connected to the lower substrate electrode 17, and an Ar gas pressure of 7 mT.
Under orr, plasma 20 is generated between the electrodes. Next, as shown in FIG. 4B, the spacer is introduced into the plasma 20 through the inlet 18 to be charged, and the extra spacer is discharged from the outlet 19.

【0038】続いて、図4cに示すように、プラズマに
よる半導体装置へのダメージを避けるため、電極間の印
加電圧を無くして、帯電したスペーサからなる煙21を
作る。常温で装置内の気圧を数Torr以下にすると水
分は水蒸気となってほとんど排気されてしまうので、加
速中に水分により装置壁を伝わって静電気が失われるこ
とは無い。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, in order to avoid damage to the semiconductor device by the plasma, the voltage applied between the electrodes is eliminated, and smoke 21 made of a charged spacer is produced. If the pressure in the apparatus is reduced to several Torr or less at room temperature, the water becomes almost water vapor and is almost exhausted, so that the static electricity is not lost due to the water passing through the apparatus wall during acceleration.

【0039】さらに、図4dに示すように、上下の電極
間の隙間に左側から映像線の有る基板3と、右側から電
極7とをそれらの面が重力方向に平行になるように挿入
する。あるいは、上下の励起電極と基板電極の左右にア
ース基板を配置しておき、アース板を前後にスライドさ
せることによって、あらかじめアース板の裏面に配置し
ていた基板と電極とを露出させても良い。
Further, as shown in FIG. 4D, a substrate 3 having an image line from the left and an electrode 7 from the right are inserted into the gap between the upper and lower electrodes such that their surfaces are parallel to the direction of gravity. Alternatively, earth substrates may be arranged on the left and right sides of the upper and lower excitation electrodes and the substrate electrode, and the earth plate may be slid back and forth to expose the substrate and the electrodes previously arranged on the back surface of the earth plate. .

【0040】その後、図4eに示すように、左に位置す
る基板3に正極性、右に位置する電極7に負極性を印加
して、負極性に帯電したスペーサ2を基板上の特定の位
置に有る映像線上の配向膜に衝突させる。以上の処理に
より、液晶表示パネルの一方の基板上の必要な部分のみ
に気体中からスペーサを付着させることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 4E, a positive polarity is applied to the substrate 3 located on the left side, and a negative polarity is applied to the electrode 7 located on the right side, so that the negatively charged spacer 2 is moved to a specific position on the substrate. To the alignment film on the image line. By the above-described processing, the spacer can be attached to only a necessary portion on one substrate of the liquid crystal display panel from the gas.

【0041】尚、本実施形態で用いた平行平板型2周波
励起プラズマ装置は、同一設計の装置でスパッタリング
技術を含むすべての半導体プロセスを実現でき、各種の
装置を一体化しやすく装置の占有面積を小さくすること
ができる。また、アクティブマトリクス型液晶表示装置
だけに本発明は限定されず、金属CrなどのBM(ブラ
ックマトリクス)をITO上、即ち、より液晶側に近い
側に形成した単純マトリクス型液晶表示装置でも実施す
ることができる。
Incidentally, the parallel plate type two-frequency excitation plasma apparatus used in the present embodiment can realize all semiconductor processes including the sputtering technique with the same design apparatus, and can easily integrate various kinds of apparatuses to reduce the occupied area of the apparatus. Can be smaller. The present invention is not limited to the active matrix type liquid crystal display device. The present invention is also applicable to a simple matrix type liquid crystal display device in which a BM (black matrix) such as metal Cr is formed on ITO, that is, on the side closer to the liquid crystal side. be able to.

【0042】また、本実施形態では、液晶表示パネルを
例に説明したが、その他、電界の強弱により、反射率が
変わるDMDや輝度が変わるFEDに適用しても良いこ
とは言うまでもない。さらに、基板に付着したスペーサ
を加熱または溶融して一対の基板の間隔制御と単位セル
の封着に役立てても良い。
In this embodiment, the liquid crystal display panel has been described as an example. However, it goes without saying that the present invention may be applied to a DMD whose reflectance changes depending on the strength of an electric field and an FED whose brightness changes. Further, the spacer attached to the substrate may be heated or melted to control the distance between the pair of substrates and to seal the unit cells.

【0043】[0043]

【発明の効果】このように、電気泳動法により基板にス
ペーサを固定する本発明のスペーサ散布方法によれば、
再現性の良い、また、選択的なスペーサ散布が可能であ
る。また、散布に必要なスペーサも必要量のみで良くな
るため、経済性も従来より優れたものとなる。
As described above, according to the spacer dispersing method of the present invention in which the spacer is fixed to the substrate by electrophoresis,
Good reproducibility and selective spacer spraying are possible. In addition, since only a necessary amount of spacers are required for spraying, the economic efficiency is improved as compared with the conventional case.

【0044】さらに、スペーサを配線だけに散布できる
から、従来に比較して散布密度を向上させることが可能
となり、さらに、例えば、液晶表示パネルのギャップ
(間隔)精度を1枚のパネルの面内及び複数のパネル間
で均一にすることができる。そして、媒体が液体である
ので気体に比べて、浮力の違いによりスペーサの浮遊時
間が長くなり、散布可能時間が長くできる。
Further, since the spacers can be scattered only on the wirings, the scatter density can be improved as compared with the prior art, and further, for example, the gap (interval) accuracy of the liquid crystal display panel can be increased within the surface of one panel. And uniformity among a plurality of panels. Further, since the medium is a liquid, the floating time of the spacer is longer due to the difference in buoyancy than the gas, and the sprayable time can be longer.

【0045】あるいは、媒体が気体であるから液体と比
較して粘度が小さく、スペーサが簡単に加速され、高速
に散布できる。また、基板が配線上に配向膜を有する液
晶表示装置の基板であるから、表示電極にスペーサが固
定される場合に生じる液晶の表示不良を招くことが無
く、液晶表示装置の高品位化ができる。
Alternatively, since the medium is a gas, the viscosity is smaller than that of a liquid, and the spacers can be easily accelerated and sprayed at a high speed. Further, since the substrate is a substrate of a liquid crystal display device having an alignment film on a wiring, a display defect of a liquid crystal which occurs when a spacer is fixed to a display electrode does not occur, and a high quality of the liquid crystal display device can be achieved. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のスペーサ散布方法により固定されたス
ペーサの分布斜視図である。
FIG. 1 is a distribution perspective view of spacers fixed by the spacer dispersing method of the present invention.

【図2】本発明の液体中でスペーサを加速するスペーサ
散布装置の斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a spacer dispersing device for accelerating a spacer in a liquid according to the present invention.

【図3】本発明の気体中でスペーサを加速するスペーサ
散布装置の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a spacer spraying apparatus for accelerating a spacer in a gas according to the present invention.

【図4】本発明の気体中でスペーサを散布するスペーサ
散布方法の断面工程図である。
FIG. 4 is a cross-sectional process diagram of a spacer spraying method for spraying spacers in a gas according to the present invention.

【図5】従来の気体中でスペーサを散布するスペーサ散
布装置の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional spacer spraying apparatus for spraying spacers in gas.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 噴出口 2 スペーサ 3 基板 4 容器 5 溶液 6 映像線 7 電極 8 半導体層 9 酸化膜 10 ゲート 11 ゲート電極 12 絶縁膜A 13 絶縁膜B 14 表示電極 15 配向膜 16 励起電極 17 基板電極 18 導入口 19 排出口 20 プラズマ 21 煙 22 装置壁 23 電力A 24 電力B 25 LPF 26 バイアス 27 バンドパスフィルタ 28 セラミック 29 磁石 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spout 2 Spacer 3 Substrate 4 Container 5 Solution 6 Image line 7 Electrode 8 Semiconductor layer 9 Oxide film 10 Gate 11 Gate electrode 12 Insulating film A 13 Insulating film B 14 Display electrode 15 Alignment film 16 Excitation electrode 17 Substrate electrode 18 Inlet DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 Outlet 20 Plasma 21 Smoke 22 Device wall 23 Power A 24 Power B 25 LPF 26 Bias 27 Bandpass filter 28 Ceramic 29 Magnet

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気泳動法により基板にスペーサを付着
させることを特徴とするスペーサ散布方法。
1. A spacer dispersing method, wherein a spacer is attached to a substrate by electrophoresis.
【請求項2】 電極と、電極と対向する基板上に形成さ
れている配線と、電極と配線との間の媒体中に浮遊する
スペーサとを備え、 電極と配線との間に電界を形成することにより、電極と
配線との間の媒体中に浮遊するスペーサを基板の配線上
に付着させることを特徴とするスペーサ散布方法。
2. An electrode, a wiring formed on a substrate facing the electrode, and a spacer floating in a medium between the electrode and the wiring, forming an electric field between the electrode and the wiring. A spacer dispersing method, wherein a spacer floating in a medium between an electrode and a wiring is attached to the wiring on the substrate.
【請求項3】 前記媒体が液体または気体であることを
特徴とする請求項2に記載のスペーサ散布方法。
3. The method according to claim 2, wherein the medium is a liquid or a gas.
【請求項4】 前記基板が配線上に配向膜を有する液晶
表示装置の基板であることを特徴とする請求項2または
請求項3に記載のスペーサ散布方法。
4. The method according to claim 2, wherein the substrate is a substrate of a liquid crystal display having an alignment film on a wiring.
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