JPH117025A

JPH117025A - 液晶表示装置の製造方法

Info

Publication number: JPH117025A
Application number: JP15956997A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tateno; 舘野　　晶彦; Hiroyuki Nakatani; 博之中谷
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-06-17
Filing date: 1997-06-17
Publication date: 1999-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】スペーサの配置制御を充分に行うことが可能
な液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】パターン状の透明電極を有する基板又は
金属薄膜からなるブラックマトリックスに、直流電圧を
印加し、スペーサを散布した後、上記基板に対向する透
明電極を有する基板を配置し、上記２枚の基板の間隙に
液晶を注入する液晶表示装置の製造方法であって、上記
スペーサの散布時に、上記スペーサを散布する基板を、
３０°〜９０°の角度に傾斜させて保持する液晶表示装
置の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、パソコン、携帯型電子
機器等に広く用いられている。カラー液晶表示装置にあ
っては、一般に、図１に示されるように、カラーフィル
タ４、透明電極３、３′、配向膜９等が形成された２枚
の基板１、１′に液晶７を挟持させてなる。ここで、こ
の２枚の基板１及び１′の間隔を規制し、適正な液晶層
の厚みを維持しているのがスペーサ８、８′である。

【０００３】従来の液晶表示装置の製造方法において
は、画素電極、即ち、透明電極３′が形成された基板上
にスペーサをランダムかつ均一に散布するため、図１に
示されるように、画素電極上にもスペーサ８′が配置さ
れてしまう。スペーサは一般に、合成樹脂やガラス等か
ら形成されており、画素電極上にスペーサが配置される
と消偏作用によりスペーサ部分が光漏れを起こす。ま
た、スペーサ表面で液晶の配向が乱れることにより光抜
けが起こり、コントラスト低下の原因となる。

【０００４】上述のような問題を解決するためには、カ
ラーフィルタに形成されている遮光膜であるブラックマ
トリックス５部分にスペーサを配置すればよい。ブラッ
クマトリックスは表示コントラストの向上や、ＴＦＴ素
子等が外光で光誤動作しないように設けられているもの
である。

【０００５】ブラックマトリックス５部分、すなわち、
液晶表示装置の画素電極以外の部分（ＴＦＴ型液晶表示
装置の場合は配線電極部分）のみにスペーサを配置する
技術として、特開平４−２０４４１７号公報には、スペ
ーサを正負いずれかに帯電させ、画素電極とスペーサと
を同極性にしてスペーサを散布する方法が開示されてい
る。

【０００６】特開平４−２５６９２５号公報には、スペ
ーサ散布時にゲート電極及びドレイン電極を同電位に保
持する方法が開示されている。特開平５−５３１２１号
公報には、スペーサ散布時に配線電極に電圧を印加する
方法が開示されている。また、特開平５−６１０５２号
公報には、配線電極に正の電圧を印加し、スペーサを負
に帯電させて乾式で散布する方法が開示されている。

【０００７】しかしながら、これらいずれの方法によっ
ても、スペーサの完全な配置制御は困難であった。上述
の技術は、いずれも散布時に落下中のスペーサの落下経
路を静電的に曲げて所定の位置に配置しようとするもの
である。例えば、合成樹脂からなるスペーサは、散布さ
れる際に、多くは負に帯電する。従って、基板に形成さ
れた画素電極又は配線電極に電圧を印加すれば、スペー
サの落下経路を曲げることが可能となり、スペーサを所
定の位置に配置することができるようになる。上記基板
に形成された電極に正の電圧を印加すれば、負に帯電し
たスペーサを引力により電極上に配置することができ、
負の電圧を印加すれば、斥力により電極上にスペーサが
配置されるのを防ぐことができる。また、アース電位に
すれば、帯電したスペーサの帯電極性に関係なく、電極
上にスペーサを配置することができる。

【０００８】この場合、大きい電圧を印加すると、スペ
ーサの落下経路を大きく曲げることができる。しかしな
がら、液晶ディスプレイ用の画素電極又は配線電極は微
細なパターンであるため、電圧が大きいと、電場が広が
って、それぞれの微細電極の電場は孤立状態とはなりに
くく、均一化した電場となってしまう。このため、スペ
ーサ自体が電極の電場の影響を受けるようになるのは、
スペーサが電極にかなり近づいたときとなるので、スペ
ーサの落下経路が充分曲がる以前に基板に到達してしま
い、その結果、表示部にもスペーサが配置されて選択配
置性は低下する。例えば、図２に示すように、電極に電
圧を印加して電極上にスペーサを散布する場合、スペー
サの落下経路は、不均一な電場の影響を受けるＡの経路
と異なって、Ｂの経路は、均一化した電場Ｃのために殆
ど経路に変化がない。

【０００９】一方、電場Ｅの広がりを抑えるためには、
印加する電圧を小さくすればよいが、そうするとスペー
サの落下経路Ｄの変化が小さくなるため、やはり同様に
選択配置性は低下してしまう（図３参照）。この結果、
印加電圧を大きくしても、小さくしても大差ない結果と
なり、選択配置性は改善されない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記に鑑
み、スペーサの配置制御を充分に行うことが可能な液晶
表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明１は、パターン状
の透明電極を有する基板の前記透明電極に、直流電圧を
印加し、スペーサを散布した後、上記基板に対向する透
明電極を有する基板を配置し、上記２枚の基板の間隙に
液晶を注入する液晶表示装置の製造方法であって、上記
スペーサの散布時に、上記パターン状の透明電極を有す
る基板を、３０°〜９０°の角度に傾斜させて保持する
液晶表示装置の製造方法である。本発明２は、金属薄膜
からなるブラックマトリックス及び透明電極を有する基
板に、スペーサを散布した後、上記基板に対向する透明
電極を有する基板を配置し、上記２枚の基板の間隙に液
晶を注入する液晶表示装置の製造方法であって、上記ス
ペーサの散布時に、上記金属薄膜からなるブラックマト
リックス及び透明電極を有する基板を、３０°〜９０°
の角度に傾斜させて保持し、上記金属薄膜からなるブラ
ックマトリックス又は透明電極に直流電圧を印加する液
晶表示装置の製造方法である。以下に本発明を詳述す
る。

【００１２】本発明１において、スペーサは、スペーサ
の配置制御のために直流電圧を印加して不均一電場を形
成した基板上に散布される。このため、スペーサは、パ
ターン状の透明電極を有する基板に散布される。通常、
合成樹脂製のスペーサは散布により負に帯電する。従っ
て、例えば、本発明１においては、上記パターン状の透
明電極上以外の部分にスペーサを散布する場合には、上
記パターン状の透明電極に負の直流電圧を印加し、斥力
による反発でスペーサを透明電極以外の部分に散布する
ことができる。

【００１３】上記基板としては特に限定されず、例え
ば、ガラス、合成樹脂等の透明素材からなるものが挙げ
られる。上記パターン状の透明電極としては特に限定さ
れず、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉ
ｄｅ）等の導電性の透明素材からなるものが挙げられ
る。

【００１４】本発明１に用いられるスペーサとしては特
に限定されず、例えば、無機粒子、合成樹脂からなるも
の等が挙げられる。また、合成樹脂からなるスペーサ
は、顔料を含むような遮光性スペーサであってもよい。
上記スペーサの散布は、圧縮空気等により飛散させるこ
とにより行われる。このとき、スペーサ粒子同士又は圧
縮空気、吹き出し管壁若しくは容器壁との摩擦によりス
ペーサ粒子は自然に帯電し、例えば、合成樹脂からなる
スペーサは、通常、負に帯電する。また、鉄粉キャリア
等を用いて、強制的にスペーサを帯電させた後に散布し
てもよい。

【００１５】本発明１においては、基板に対するスペー
サの散布を、上記パターン状の透明電極を有する基板を
３０°〜９０°の角度に傾斜させて保持させて行う。こ
の場合、不均一電場を形成するために、通常、上記パタ
ーン状の透明電極に、正又は負の直流電圧を印加して行
う。上記パターン状の透明電極を有する基板を３０°〜
９０°の角度に傾斜させることにより、低い電圧を電極
に印加して電場の広がりを抑えつつ、しかも、充分なス
ペーサの配置選択性を確保することが可能となる。従っ
て、スペーサの落下経路の変化が小さい場合であって
も、充分な配置特性が得られる。このことを、図４を用
いて模式的に説明する。スペーサの落下経路の曲がり方
ａが同一であっても、基板を傾斜させることにより、ス
ペーサが表示部に落ちる領域が狭まり、表示部へのスペ
ーサの散布が少なくなる。上記パターン状の透明電極を
有する基板を保持する角度が３０°未満であると、水平
置きと変わらないため効果は低く、９０°を超えると、
基本的に基板上には散布されなくなるため、上記範囲に
限定される。

【００１６】本発明１において、上記印加される直流電
圧は、正の直流電圧の場合、１０Ｖ〜５ｋＶが好まし
く、負の直流電圧の場合、−１０Ｖ〜−５ｋＶが好まし
い。電圧の絶対値が１０Ｖ未満であると、選択配置性が
低下してしまい、５ｋＶを超えると、電場の広がりが大
きくなってしまう。

【００１７】本発明２においては、スペーサは、金属薄
膜からなるブラックマトリックス及び透明電極を有する
基板に散布される。上記金属薄膜からなるブラックマト
リックス及び透明電極は、カラーフィルタ基板に形成さ
れている。

【００１８】上記基板上に形成されるブラックマトリッ
クスとしては、導電性を有する金属薄膜であれば特に限
定されず、例えば、Ｃｒ、Ａｌ等からなるものが挙げら
れる。本発明２に用いられる基板、スペーサ及びその散
布方法としては特に限定されず、本発明１と同様のもの
が適用できる。

【００１９】本発明２においては、基板に対してスペー
サの散布をする際には、上記金属薄膜からなるブラック
マトリックス及び透明電極を有する基板を３０°〜９０
°の角度に傾斜させて保持させて散布を行う。この場
合、不均一電場を形成するために、上記金属薄膜からな
るブラックマトリックス又は透明電極に、直流電圧を印
加して散布を行う。正の直流電圧を印加するか、負の直
流電圧を印加するかは、スペーサの帯電極性による。例
えば、上記金属薄膜からなるブラックマトリックスに正
の直流電圧を印加し、引力で負に帯電したスペーサをブ
ラックマトリックス上に散布することができる。なお、
透明電極に直流電圧を印加する場合は、本発明１と同様
にして行うことができる。

【００２０】上記金属薄膜からなるブラックマトリック
ス及び透明電極を有する基板を３０°〜９０°の角度に
傾斜させることにより、本発明１と同様に低い電圧を電
極に印加して電場の広がりを抑えつつ、しかも、充分な
スペーサの配置選択性を確保することが可能となる。

【００２１】本発明２において、上記印加される直流電
圧は、正の直流電圧の場合、１０Ｖ〜５ｋＶが好まし
く、負の直流電圧の場合、−１０Ｖ〜−５ｋＶが好まし
い。電圧の絶対値が１０Ｖ未満であると、選択配置性が
低下してしまい、５ｋＶを超えると、電場の広がりが大
きくなってしまう。

【００２２】本発明１及び本発明２は、ＴＦＴ型液晶表
示装置及びＳＴＮ型液晶表示装置いずれの製造にも適用
することができる。例えば、本発明１において、ＴＦＴ
型液晶表示装置を製造する場合であれば、非表示部であ
る配線電極に正の電圧を印加すれば、引力により負に帯
電したスペーサが配線電極上に配置される。また、ＳＴ
Ｎ型液晶表示装置を製造する場合であれば、表示部であ
る透明電極に負の電圧を印加すれば、斥力による反発
で、透明電極以外の部分に負に帯電したスペーサが配置
される。

【００２３】本発明１及び本発明２において、更に高い
選択配置性を得るために、上記スペーサを散布する基板
を３０°〜９０°の角度に傾斜させて保持する際に、導
電性のステージに密着させて保持するとともに、上記導
電性のステージには、上記基板に印加する直流電圧とは
逆極性の直流電圧を印加してスペーサの散布を行うこと
が好ましい。

【００２４】例えば、図５に模式的に示すように、基板
上の電極と上記導電性のステージの間に電圧を印加し、
上記スペーサを散布する基板を密着させて保持すると、
上記導電性のステージを密着させた側と反対側の基板上
には静電誘導により導電性のステージに印加した電圧と
同極性の電場が形成される。従って、基板上の電極に印
加されている電圧とは、逆極性の電圧が基板表面に印加
される。その結果、例えば、スペーサの帯電に対して電
極部が引力の場合、電極間の基板部は斥力となり、電極
間の基板部にはスペーサが配置されず、高い選択配置性
が得られる。図５中、Ｆは、スペーサの落下経路を表
し、Ｇは、電場の有効領域を表す。

【００２５】上記導電性のステージとしては導電体から
なるものであれば特に限定されず、例えば、アルミニウ
ム製のもの等が挙げられる。

【００２６】本発明１及び本発明２においては、また、
より一層、選択配置性及びスペーサの利用効率を向上さ
せるために、更に、上記スペーサを散布する基板の前面
に設けた導電性板面、又は、上記スペーサを散布する基
板の外周部に設けた導電性領域に、スペーサの帯電極性
と同極性の直流電圧を印加して上記スペーサの散布を行
うことが好ましい。上記スペーサを散布する基板面の前
面に設けた導電性板面、又は、上記スペーサを散布する
基板の外周部に設けた導電性領域にスペーサの帯電極性
と同極性の直流電圧を印加することにより、斥力を利用
して上記スペーサを散布する基板方向へスペーサの落下
経路を曲げることが可能となり、選択配置性が向上する
だけでなく、散布に際してのスペーサの無駄が減少し、
スペーサの利用効率も向上する。

【００２７】上記導電性板面に電圧を印加するには、例
えば、図６に示すように、上記スペーサを散布する基板
と上記導電性のステージとからなる一組を傾斜させて連
続して並べることにより、上記導電性のステージを上記
導電性板面とすることができる。こうすることにより、
量産性を確保してスペーサの散布を実施することができ
る。図６中、Ｈは、スペーサの落下経路を表し、Ｉは、
電場の有効領域を表す。

【００２８】上記スペーサを散布する基板の外周部に設
けた導電性領域に電圧を印加するには、例えば、スペー
サを散布する際に用いる散布槽が、導電体で形成されて
いる場合に、散布槽の外周全体にスペーサの帯電極性と
同極性の直流電圧を印加して行うことができる。上記ス
ペーサを散布する基板の前面に設けた導電性板面、及
び、上記スペーサを散布する基板の外周部に設けた導電
性領域は、上記基板と同じ高さの位置に形成される必要
はなく、上記基板上方の位置に形成されても良い。ま
た、上記基板と同じ大きさでなくとも良い。上記印加さ
れる直流電圧は、その絶対値が１０Ｖ〜５ｋＶが好まし
い。１０Ｖ未満であると、選択配置性が低下してしま
い、５ｋＶを超えると、電場の広がりが大きくなってし
まう。

【００２９】本発明１及び本発明２の製造方法において
は、上述の方法によって、スペーサを散布する基板に、
スペーサを散布した後、透明電極を有する別の基板を対
向して配置し、これら２枚の基板の間隙に液晶を注入
し、液晶表示装置を製造する。これらの工程は、通常行
われる方法により実施することができる。

【００３０】本発明１及び本発明２の製造方法によれ
ば、帯電したスペーサの配置制御を基板電極等に電圧を
印加して行う場合、スペーサ散布時にスペーサを散布す
る基板を３０°〜９０°の角度に傾斜させて保持するこ
とにより、スペーサの落下経路の変化が小さい場合であ
っても、スペーサが表示部に落ちることが少なく、スペ
ーサの選択配置性が低下しない。従って、表示部へのス
ペーサの散布が少なくなり、表示部にスペーサが配置さ
れることを効果的に排除することができる。

【００３１】また、スペーサを散布する基板を導電性の
ステージに密着させて保持し、導電性のステージに基板
電極等とは逆極性の電圧を印加することにより、スペー
サと基板との間で引力、斥力を利用することが可能とな
り、より高い精度で表示部からのスペーサの排除が可能
となる。

【００３２】更に、スペーサを散布する基板の前面に設
けた導電性板面又はスペーサを散布する基板の外周部に
設けた導電性領域にスペーサの帯電極性と同じ直流電圧
を印加することにより、スペーサの利用効率も上げられ
る。しかも、スペーサを散布する基板とその前面に設け
た導電性板面とを一組として、これを連続して並べるこ
とにより、量産性も得られる。

【００３３】

【発明の実施の形態】

（実施例）以下に本発明の実施例を掲げて更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。

【００３４】実施例１図７に示すように、容器本体１０内に、ガラス基板上に
ストライプ状の透明電極１１（ＩＴＯ：１００μｍ幅、
２０μｍ間隔）を形成し、ポリイミドの配向膜を形成
後、ラビング処理を施したＳＴＮ用基板１２を、６０°
の角度に傾斜させて保持し、全ての透明電極１１に直流
電圧が印加できるように電圧印加装置１３を接続した。
スペーサ吹き出し管１４から、適量の遮光性スペーサ
（粒径６μｍ、ミクロパールＢＢ、積水フアインケミカ
ル社製）を１ｋｇｆ／ｃｍ²の圧縮空気によりＳＴＮ用
基板１２上に散布した。散布中、透明電極には−８００
Ｖの直流電圧を印加した。ＳＴＮ用基板１２上に散布さ
れた遮光性スペーサの配置状態を顕微鏡で観察したとこ
ろ、ストライプ状の透明電極から斥力を受け、電極のな
い部分（非表示部領域）に遮光性スペーサは集中してい
た。遮光性スペーサの非表示部領域への配置比率は８５
％であった。

【００３５】実施例２実施例１と同様の基板、スペーサを用い、アルミニウム
製のステージ（平板）に基板を密着させ、６０°の角度
に傾斜させて保持し、実施例１と同様に散布を行った。
散布中、透明電極には−８００Ｖ、アルミニウムステー
ジには＋１ｋＶの直流電圧を印加しておいた。実施例１
と同様に観察したところ、遮光性スペーサの非表示部領
域への配置比率は９８％であった。

【００３６】実施例３実施例１と同様の基板、スペーサを用い、アルミニウム
製のステージ（平板）に基板を密着させ、９０°の角度
に傾斜させて保持し、基板の前面に同様のアルミニウム
ステージ（平板）を対向させて、実施例１と同様に散布
を行った。散布中、透明電極には−６００Ｖ、アルミニ
ウムステージには＋８００Ｖ、対向アルミニウムステー
ジには−１ｋＶの電圧を印加しておいた。実施例１と同
様に観察したところ、遮光性スペーサの非表示部領域へ
の配置比率はほぼ１００％であった。

【００３７】実施例４基板の設置を３０°の角度に傾斜させて保持した以外
は、実施例１と同様の操作を行った。実施例１と同様に
観察したところ、遮光性スペーサの非表示部領域への配
置比率は８０％であった。

【００３８】比較例１基板の設置を水平に行った以外は、実施例１と同様の操
作を行った。実施例１と同様に観察したところ、遮光性
スペーサの非表示部領域への配置比率は６０％と、低い
ものであった。

【００３９】比較例２基板の設置を２０°の角度に傾斜させて保持した以外
は、実施例１と同様の操作を行った。実施例１と同様に
観察したところ、遮光性スペーサの非表示部領域への配
置比率は６３％と、水平置きと大差なかった。

【００４０】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置の製造方法は、上
述の構成からなるので、表示部領域上にスペーサが非常
に少ないか、実質的に存在しない状態となるので、コン
トラストが著しく高い液晶表示装置を製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の液晶表示装置の断面を示す概念図であ
る。

【図２】高電圧を印加した電極を有する基板にスペーサ
が散布される状態を示す模式図である。

【図３】低電圧を印加した電極を有する基板にスペーサ
が散布される状態を示す模式図である。

【図４】電極に電圧を印加した基板を傾斜させて保持し
た場合に、水平に保持するよりも表示部にスペーサが散
布されにくいことを説明する模式図である。

【図５】基板に導電性のステージを密着させて保持した
場合の帯電の様子を示す模式図である。

【図６】本発明１及び本発明２の液晶表示装置の製造方
法の一形態を説明するための概念図である。

【図７】実施例における液晶表示装置の製造方法を説明
するための概念図である。

【符号の説明】

１、１′、１０、１３、１６、２０、２４基板２偏向板３、２９透明電極３′ パターン状の透明電極４カラーフィルタ５ブラックマトリックス１１、１４、１７、２１、２５電極６オーバーコート７液晶８、８′、１２、１５、１８、２２、２６、３０スペ
ーサ９配向膜１９、２３導電性のステージ２７容器本体２８ＳＴＮ用基板３１スペーサ吹き出し管３２電圧印加装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パターン状の透明電極を有する基板の前
記透明電極に、直流電圧を印加し、スペーサを散布した
後、前記基板に対向する透明電極を有する基板を配置
し、前記２枚の基板の間隙に液晶を注入する液晶表示装
置の製造方法であって、前記スペーサの散布時に、前記
パターン状の透明電極を有する基板を、３０°〜９０°
の角度に傾斜させて保持することを特徴とする液晶表示
装置の製造方法。
【請求項２】金属薄膜からなるブラックマトリックス
及び透明電極を有する基板に、スペーサを散布した後、
前記基板に対向する透明電極を有する基板を配置し、前
記２枚の基板の間隙に液晶を注入する液晶表示装置の製
造方法であって、前記スペーサの散布時に、前記金属薄
膜からなるブラックマトリックス及び透明電極を有する
基板を、３０°〜９０°の角度に傾斜させて保持し、前
記金属薄膜からなるブラックマトリックス又は透明電極
に直流電圧を印加することを特徴とする液晶表示装置の
製造方法。
【請求項３】スペーサを散布する基板を、導電性のス
テージに密着させて保持するとともに、前記導電性のス
テージには、前記基板に印加する直流電圧とは逆極性の
直流電圧を印加してスペーサの散布を行うことを特徴と
する請求項１又は２記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】スペーサを散布する基板の前面に設けた
導電性板面、又は、スペーサを散布する基板の外周部に
設けた導電性領域に、スペーサの帯電極性と同極性の直
流電圧を印加して前記スペーサの散布を行うことを特徴
とする請求項１、２又は３記載の液晶表示装置の製造方
法。