KR100517035B1 - 미립자 산포장치와 이를 사용한 산포방법 및 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극을 갖는 기판에 미립자를 정확하게 배치제어할 수 있는 미립자 산포장치, 특히, STN 형 액정표시 장치에 사용되고 있는 것과 같은 스트라이프형의 전극을 갖는 기판에 대해서도 화소가 존재하지 않는 전극사이에 스페이서를 선택적으로 배치하는 것이 가능한 미립자 산포장치와 이를 사용한 산포방법 및 액정표시 장치의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 대전된 미립자를 복수의 전극을 갖는 기판 상에 선택적으로 배치시키는 미립자 산포장치로서, 상기 기판을 설치하기 위한 산포조와, 상기 미립자를 상기 산포조 내에 공급하여 상기 기판 상에 산포하기 위한 미립자 공급장치와, 상기 기판에 형성된 복수의 전극에 전압을 인가하기 위한 전압인가장치로 이루어지고, 상기 전압인가장치는, 상기 복수의 전극 각각에 다른 값의 전압을 인가할 수 있는 미립자 산포장치이다.

Description

미립자 산포장치와 이를 사용한 산포방법 및 액정표시 장치의 제조방법{APPARATUS FOR SPRAYING MICROPARTICLES AND SPRAYING METHOD USING THE APPARATUS, AND METHOD FOR MANUFACTURING LIQUID CRYSTAL DISPLAY}

본 발명은, 미립자 산포장치와 이를 사용한 산포방법 및 액정표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.

전자기술의 발달에 따라, 미립자는, 여러 분야에서 널리 활용되고 있다. 이와 같은 미립자로서는, 예를 들면, 이방도전성 필름 등에 응용되고 있는 도전미립자, 접착기술 분야에 응용되고 있는 도전미립자, 액정표시 장치의 스페이서 등에 응용되고 있는 미립자 등을 들 수 있다.

이와 같은 미립자의 활용분야의 하나로서, 예를 들면, 액정표시 장치는, 퍼스콤, 휴대형 전자기기 등에 널리 사용되고 있다. 액정표시 장치는, 일반적으로, 도 12 에 나타낸 바와 같이, 컬러필터 (4), 블랙매트릭스 (5), 투명전극 (3), 배향막 (9) 등이 형성된 2 장의 기판 (1) 에 액정 (7) 을 끼워 이루어진다. 여기에서, 이 2 장의 기판 (1) 의 간격을 규제하여, 적정한 액정층의 두께를 유지하고 있는 것이 스페이서 (8) 이다.

종래의 액정표시 장치의 제조방법에 있어서는, 화소전극이 형성된 기판 상에 스페이서를 랜덤이면서 균일하게 산포하기 위해, 도 12 에 나타나는 바와 같이, 화소전극상 즉 액정표시 장치의 표시부에도 스페이서가 배치되어, 실질적으로 개구율을 저하시킨다. 스페이서는 일반적으로 합성수지나 유리 등으로 형성되어 있어, 화소전극 상에 스페이서가 배치되면 소편(消偏)작용에 의해 스페이서부분이 광누설을 일으킨다. 또, 스페이서 표면에서의 액정의 배향이 흐트러짐으로써 광빠짐이 일어나, 콘트라스트나 색조가 저하되어 표시품질이 악화된다.

상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해서는, 컬러필터에 형성되어 있는 차광막인 블랙메트릭스 부분에만 스페이서를 배치하면 된다. 블랙매트릭스는 액정표시 장치의 표시 콘트라스트가 향상되도록, 또 TFT 형 액정표시 장치의 경우에는, 소자가 외광으로 광 오동작하지 않도록 형성된 것이다.

블랙매트릭스부분, 즉, 액정표시 장치의 화소전극 이외의 부분에 스페이서를 배치하는 기술로서, 일본공개특허공보 평4-256925 호에는, 스페이서 산포시에 게이트전극 및 드레인전극을 동 전위로 유지하는 방법이 개시되어 있다. 또, 일본공개특허공보 평5-53121 호에는, 스페이서 산포시에 배선전극에 전압을 인가하는 방법이 개시되어 있다. 또, 일본공개특허공보 평5-61052 호에는, 배선전극에 양의 전압을 인가하여, 스페이서를 음으로 대전시켜 건식으로 산포하는 방법이 개시되어 있다.

그러나. 상기의 어느 방법도 배선전극을 이용한 배치기술이므로, TFT 형 액정표시 장치를 대상으로 한 것이다. 한편, STN형 액정표시 장치에는 이와 같은 배선전극에 상당하는 전극은 존재하지 않고, 스트라이프 형상의 전극이 상하의 기판에서 직교함으로써 그대로 화소전극으로 되어 있어, 블랙매트릭스에 상당하는 부분은 전극과 전극과의 간극 (스페이스) 으로 되어 있기 때문에, 이와 같은 기술은 사용할 수 없었다.

또, 일본공개특허공보 평4-204417 호에는, 일방의 절연성 기판의 전극을 대전시켜, 이 전극과 동 극성으로 대전시킨 스페이서를 절연성 기판상에 산포함으로써, 전극이 없는 영역에 스페이서를 선택적으로 배치하고, 또한, 산포장치의 전극기판의 아래에, 음대전 스페이서 입자의 낙하속도를 제어하기 위해 플러스의 전압을 인가할 수 있도록 한 도선이 배치되며, 음대전 스페이서 입자가 산포장치 용기의 벽에 부착되는 것을 피하기 위해, 용기를 도체로 형성해놓고, 마이너스 전압을 인가할 수 있도록 되어 있는 것이 개시되어 있다.

그러나, 스페이서 재료의 편차 등에 의해 스페이서의 대전량에는 편차가 있고, 그 중에는 반대 극성으로 대전된 스페이서도 존재하며, 반대 극성으로 대전 (양대전) 된 스페이서는, 절연성기판 상의 전극 (음대전) 상에 배치되어, 실질상의 개구율을 저하시켰다.

일본공개특허공보 소63-77025호에는, 산포장치의 천정면과 바닥면을 1 쌍의 전극으로서, 그 천정면과 바닥면과의 사이에 직류전압을 인가하여 전계를 발생시켜, 스페이서를 천정면과 동 전위로 하여 산포하는 스페이서 산포장치가 개시되어 있다. 이 장치에 의하면, 스페이서를 전계에 올려 낙하시키기 때문에, 스페이서의 낙하속도를 제어할 수 있고, 그 결과 스페이서를 기판 상에 균일하게 분산, 배치할 수 있다.

그러나, 이와 같은 스페이서 산포장치는, 전계의 영향에 의해 스페이서의 낙하 속도를 어느 정도 규제하는 것이 가능하지만, 전기력선이 상하전극간에 형성되기 때문에, 스페이서의 낙하위치의 선택적인 제어는 곤란하였다. 또, 가령 스트라이프형의 전극부분에 전압을 인가하여 하부전극으로 하여도, 액정표시 장치에 사용되는 전극의 간격이 좁기 때문에, 똑같은 전계로 되어버려, 선택성은 나타나지 않았다. 더구나, 화소가 존재하지 않는 전극사이에만 스페이서를 선택적으로 배치하는 것은 곤란하였다.

또, 일본공개특허공보 평1-187533호에는, 산포상자와 스페이서 공급탱크를 배관으로 접속하여, 기체를 매체로서 스페이서 공급탱크로부터 스페이서를 산포상자에 공급하는 스페이서 산포장치가 개시되어 있다.

그러나, 이와 같은 스페이서 산포장치는, 스페이서의 낙하위치의 선택적인 제어를 목적으로 하는 것은 아니어서, 액정표시 장치의 표시부로의 스페이서의 배치를 방지할 수는 없었다.

도 1 은, 본 발명의 미립자 산포장치의 일 실시예를 나타낸 개략도이다.

도 2 는 스트라이프형 전극 상에 형성된 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역을 나타내는 개념도로, 스트라이프형 전극을 상방에서 본 도면이다.

도 3 은, 도 2 에 나타낸 바와 같은 전위차 영역에 의해 형성되는 전기력선을 나타내는 개념도로, 스트라이프형 전극을 측면에서 본 도면이다.

도 4 는, 스트라이프형 전극 상에 형성된 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역을 나타내는 개념도로, 스트라이프형 전극을 상방에서 본 도면이다.

도 5 는, 도 4 에 나타낸 바와 같은 전위차 영역에 의해 형성되는 전기력선을 나타내는 개념도로, 스트라이프형 전극을 측면에서 본 도면이다.

도 6 은, 본 발명의 미립자 산포장치의 일 실시형태에서 사용되는 쐐기형 전극의 개념도이다.

도 7 은 본 발명의 미립자 산포장치의 일 실시형태를 나타낸 개략도이다.

도 8 은 본 발명의 미립자 산포장치의 일 실시형태를 나타내는 개략도이다.

도 9 는 본 발명의 미립자 산포장치의 일 실시형태를 나타낸 개략도이다.

도 10 은 본 발명의 실시형태에 관련되는 전극패턴을 나타내는 단면도이다.

도 11 은 본 발명의 실시형태에 관련되는 전장에 의한 스페이서의 배치방법을 설명하는 관념도이다.

도 12 는 종래의 액정표시 장치의 단면개념도이다.

(부호의 설명)

1 : 기판 (절연성기판) 2 : 편광판

3, 3a, 3b : 투명전극 (표시전극) 4 : 컬러필터

5 : 블랙매트릭스 6 : 오버코트

7 : 액정 8 : 미립자 (스페이서)

9 : 배향막 10 : 산포조

11 : 미립자 공급장치 11a : 미립자 분사관

11b : 미립자 탱크 12 : 전압인가장치

13 : 온도조절장치 14 : 배기구

15 : 스테이지 16 : 송풍기

17 : 배관 18, 18a, 18b : 도선

19 : 대전체 20, 20a, 20b : 도통부분

본 발명의 목적은, 상기의 문제점을 해결하는 것으로, 전극을 갖는 기판으로의 미립자의 정확한 배치제어가 가능한 미립자 산포장치, 특히, STN 형 액정표시 장치에 사용되고 있는 것과 같은 스트라이프형의 전극을 갖는 기판에 대해서도, 화소가 존재하지 않는 전극 사이에 스페이서를 선택적으로 배치하는 것이 가능한 미립자 산포장치와 이를 사용한 산포방법 및 액정표시 장치의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

제 1 본 발명은, 대전된 미립자를 복수 전극을 갖는 기판 상에 선택적으로 배치시키는 미립자 산포장치로서, 상기 기판을 설치하기 위한 산포조와, 상기 미립자를 상기 산포조 내에 공급하여 상기 기판상에 산포하기 위한 미립자 공급장치와, 상기 기판에 형성된 복수의 전극에 전압을 인가하기 위한 전압인가장치로 이루어지고, 상기 전압인가장치는, 상기 복수의 전극 각각에 다른 값의 전압을 인가할 수 있는 미립자 산포장치이다.

제 2 본 발명은, 기판 상에 형성된 복수의 전극에 전위를 부여하고, 또한, 미립자를 대전시켜. 상기 미립자를 상기 기판 상에 선택적으로 산포배치하는 미립자 산포방법으로, 산포장치 내에 반대 극성 대전 미립자를 배제하는 수단을 갖는 미립자 산포방법이다.

제 3 본 발명은, 기판 상에 형성된 복수의 전극에 전위를 부여하고, 또한, 미립자를 대전시켜, 상기 미립자를 상기 기판 상에 선택적으로 산포배치하는 미립자 산포방법으로, 미립자 분사관의 분출구로부터 상기 기판의 외주부를 연결하는 면상의 적어도 일부에 미립자와 동전극의 전위를 인가한 대전체를 형성하는 미립자 산포방법이다.

제 4 본 발명은, 기판을 설치하기 위한 산포조와, 미립자를 상기 산포조 내에 공급하여 상기 기판 상에 산포하기 위한 적어도 1 개의 미립자 분사관 및 적어도 1 개의 미립자 탱크를 갖는 미립자 공급장치와, 상기 기판에 형성된 복수의 전극에 전압을 인가하기 위한 전압인가장치로 이루어지고, 상기 전압인가장치는, 상기 복수의 전극 각각에 다른 값의 전압을 인가할 수 있는 미립자 산포장치를 사용하여, 미립자 탱크의 각각에 넣어진 서로 다른 재질 또는 다른 표면조성을 갖는 미립자를 고압기체를 매체로서, 상기 미립자 공급장치로부터 산포하는 미립자 산포방법이다.

제 5 본 발명은, 상기 미립자 산포장치를 사용함으로써, 복수개의 선형 투명전극을 평행하게 나열하여 구성된 스트라이프형 투명전극을 갖는 기판 상에 스페이서를 선택적으로 배치하는 액정표시 장치의 제조방법으로, 나열되어 존재하는 짝수개의 선형 투명전극에 상대적으로 높은 값의 전압을 인가하여, 상기 짝수개의 선형 투명전극에 인접하여 나란히 존재하는 짝수개의 선형 투명전극에 상대적으로 낮은 값의 전압을 인가함으로써, 상기 스트라이프형 투명전극 상에, 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역을 교대로 형성시킨 상태로, 상기 기판 상에, ＋(양)으로 대전된 스페이서 또는 －(음) 으로 대전된 스페이서를 산포하거나, 또는 ＋(양)으로 대전된 스페이서 및 －(음) 으로 대전된 스페이서를 교대로 또는 순차적으로 산포하는 액정표시 장치의 제조방법이다.

이하에 본 발명을 상술한다.

제 1 본 발명은, 대전된 미립자를 복수의 전극을 갖는 기판 상에 선택적으로 배치시키는 미립자 산포장치로, 상기 기판을 설치하기 위한 산포조와, 상기 미립자를 상기 산포조 내에 공급하여 상기 기판 상에 산포하기 위한 미립자 공급장치와, 상기 기판에 형성된 복수의 전극에 전압을 인가하기 위한 전압인가장치로 이루어지고, 상기 전압인가장치는, 상기 복수의 전극 각각에 다른 값의 전압을 인가할 수 있는 미립자 산포장치이다.

일반적으로, 평면 상에 형성된 2 개의 전극 각각에 대하여 값이 다른 2 종류의 전압을 인가하면, 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역이 형성되고, 이 전위차에 의해 전기력선이 형성된다. 즉, 만약에 2 개의 전극에 인가되는 전압이 모두 접지전위를 기준 (0) 으로서 동극성이었다 하여도, 2 개의 전극에 인가되는 전압간 전위차가 존재하는 경우에는, 일방의 전극이 상대적으로 (＋(양)) 의 전극으로 되어 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역을 형성하고, 타방의 전극이 상대적으로 (－(음)) 의 전극으로 되어 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역을 형성한다. 이 때, 전기력선은, 상대적으로 (＋(양)) 이 되는 전극으로부터 상대적으로 (－(음)) 이 되는 전극에 대하여 형성된다. 이와 같은 전기력선이 형성된 전장 중에 대전된 미립자를 가져온 경우, 이 대전된 미립자는, (＋(양)) 으로 대전되어 있으면 전기력선 방향으로의 힘을 받고, (－(음)) 으로 대전되어 있으면 전기력선 방향과는 역방향으로의 힘을 받는다.

제 1 본 발명의 미립자 산포장치는, 기판에 형성된 복수의 전극 각각에 다른 값의 전압을 인가함으로써, 상술한 바와 같은 전기력선을 형성시켜, 여기에 대전된 미립자를 산포함으로써, 미립자의 배치제어를 달성하는 것이다.

제 1 본 발명의 미립자 산포장치는, 산포조와, 미립자 공급장치와, 전압인가장치로 이루어진다.

상기 산포조는, 미립자를 산포하는 기판을 설치하기 위한 것으로, 제 1 본 발명의 미립자 산포장치의 본체를 구성하는 것이다.

상기 산포조는, 금속이거나 수지이어도 된다. 또, 내벽 및 외벽의 이층구조로 이루어지는 것이어도 된다. 상기 산포조 내에 기판을 설치할 때에는, 상기 기판 외주부로부터 상기 산포조 내벽이 15 ㎝ 이상 떨어져 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 산포조는, 이 산포조 내에 있어서의 공기의 상하방향의 유속을 조절할 수 있는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 미립자 산포장치는, 기판 상에 전기력선을 형성시켜, 여기에 대전된 미립자를 산포함으로써, 미립자의 배치제어를 달성하는 것이다. 여기에서, 미립자의 배치성은, 미립자의 낙하속도에 크게 의존한다. 왜냐하면, 낙하속도의 크기에 의해 미립자의 관성력이 변화하기 때문에, 결과적으로, 기판 상에 형성된 전기력선에 의한 미립자의 경로가 크게 변화하기 때문이다.

미립자의 낙하속도는, 산포조 내에 있어서의 공기의 유속 ; 미립자의 대전극성 및 대전량과 기판 상에 형성되는 전기력선과의 관계 등에 의해 결정된다. 본 발명에 있어서는, 상기 산포조 내에 있어서의 공기의 상하방향의 유속을 조절함으로써, 미립자의 낙하 속도를 조절하여, 미립자의 정확한 배치제어를 달성하는 것이 바람직하다.

높은 정밀도로 미립자의 배치를 달성할 수 있는 미립자의 낙하 속도는 특정되지 않고 복수로 존재하며, 미립자의 낙하 속도가 빠른 경우와 늦은 경우가 존재한다. 본 발명에 있어서는, 상기 산포조 내에 있어서의 상하방향의 공기의 유속을 조절함으로써, 미립자의 낙하 속도를 이와 같은 바람직한 속도로 조절하는 것이 가능해진다.

상기 산포조 내에 있어서의 공기의 상하방향의 유속을 조절하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 산포조 상부로부터 압축공기 등을 흘려넣는 방법 ; 기판 상방 또는 기판 하방에 송풍기를 형성하는 방법 ; 산포조 하부에 배기구를 형성하여, 이 배기구로부터 공기를 꺼내는 방법 등을 들 수 있다. 이들의 방법은, 2 종 이상 조합하는 것도 가능하다. 특히, 압축공기 등을 이용하는 경우에는, 공기의 흐름을 만들기 위해, 동시에 배기를 행하는 것이 바람직하다.

도 8 은, 기판 하방에 송풍기가 형성된 산포조의 일례를 나타낸다. 이 송풍기에 의해, 산포조 내에서의 공기의 상하방향의 유속을 조절할 수 있다. 산포조에 송풍기를 형성하는 경우에는, 산포조의 천정면에 구멍을 형성하거나, 천정면을 메시형상으로 하는 것 등에 의해, 공기의 흐름을 보다 균일화하는 것이 바람직하다 (공기의 흐름이 가능하기 때문에, 산포조 내에 미립자가 나오는 일은 없다).

또한, 상기 산포조는, 개폐가능한 배기구를 갖는 것이 바람직하다. 상기 배기구에 의해 상기 산포조 내에 존재하는 여분의 미립자를 제거할 수 있기 때문에, 미립자의 배치정밀도를 더욱 높이는 것이 가능해지고, 또, 미립자가 배치된 기판을 상기 산포조로부터 꺼낼 때에 미립자가 비산되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제 1 본 발명의 미립자 산포장치는, 기판 상에 형성된 전기력선의 작용으로 미립자의 낙하경로를 구부림으로써 미립자의 배치제어를 달성하는 것이지만, 미립자 산포중에 상기 배기구를 열림상태로 하면, 미립자의 낙하 속도가 빨라져 관성력이 커지므로, 미립자가 완전히 구부러지기 전에 기판에 도달하여, 배치정밀도가 저하되는 일이 있다. 이 때문에, 상기 배기구는, 미립자 산포중에는 닫힘상태로 되고, 미립자 산포종료후는 열림상태로 되는 것이 바람직하다.

상기 배기구의 개폐는, 예를 들면, 타이머 등에 의해 행할 수 있다.

상기 배기구는, 상기 산포조 내에 설치된 기판보다 상방에 위치하고 있는 것이 바람직하다. 상기 배기구가 상기 산포장치 내에 설치된 기판보다 하방에 위치하고 있으면, 여분의 미립자가 기판 상에 배치되어, 미립자의 배치정밀도가 저하되는 일이 있다.

상기 산포조는, 내부의 온도조절 또는 건조 에어 퍼지가 가능한 것이 바람직하다. 액정표시 장치의 기판의 전극패턴은 미세하고, 예를 들면, STN 형 액정표시 장치의 기판의 스트라이프형 투명전극의 전극간격은 매우 좁아, 10 ∼ 20 ㎛ 정도이다. 통상적으로, 이와 같은 좁은 간격의 전극 간에 전위차를 부여하면 쇼트(short)된다. 그러나, 이 쇼트는 기판이 존재하는 분위기의 수분량에 의해 상황이 변화하여, 습도가 높으면 쇼트되기 쉬워지지만, 습도가 낮으면 쇼트되기 어려워진다. 따라서, 상기 산포조로서 내부의 습도조절 또는 건조에어퍼지가 가능한 것을 사용함으로써, 전극간의 전위차를 보다 크고, 안정적으로 부여하는 것이 가능해져, 그 결과, 미립자의 배치정밀도 및 생산성이 향상된다. 또, 습도에 의해 미립자의 대전성이 변화하기 때문에, 배치정밀도의 편차의 원인이 되지만, 일정한 습도를 유지함으로써, 대전성이 일정해져 안정된 배치정밀도가 얻어진다.

상기 산포조의 내부의 습도는, 기온 20 ∼ 30℃ 이면, 70% RH 이하가 바람직하다. 또, 상기 건조에어퍼지할 때의 건조기체로서는 특별히 한정되지 않으며, 예로서, 공기, 질소 등을 들 수 있다.

상기 산포조는, 기판을 설치하기 위한 스테이지가 형성된 것이 바람직하다. 상기 스테이지는, 접지된 10¹⁰ Ω㎝ 이하의 체적저항의 것이 바람직하다. 상기 스테이지가 도전체이며, 선형 투명전극에 반발하는 높은 전압을 인가한 경우 (㎸ 레벨), 정전유전에 의해 스테이지 상에 반대 극성의 전하가 나타나, 그 결과 탈분극에 의해 전극 간에 상대적으로 반대 극성의 효과가 발현되어 전극사이에 미립자를 배치하는데 유리하게 작용한다. (이것은 체적저항이 더 크면 배치가 일어나지 않는다는 것이 아니라, 특정 조건하에서 보다 좋은 배치성을 나타냄을 의미한다.)

또, 상기 공정에서 유리기판을 대전시킨 경우, 정전 방지 효과를 얻을 수 있다.

상기 스테이지로서는, 금속 등으로 이루어지는 도전성 스테이지가 적합하게 사용되나, 도전성의 스테이지로 그 위에 대전 방지 시트가 깔려 있는 것 등이어도 된다.

또, 제 1 본 발명의 미립자 산포장치는, 반대 극성으로 대전된 미립자를 배제하여 전극이 없는 영역 (전극 간) 으로의 선택배치율을 향상시키는 관점에서, 산포조 내에 반대 극성 대전미립자를 배제하기 위한 대전체를 형성하는 것이 바람직하다.

상기 산포조 내에 형성되는 대전체는, 미립자 분사관의 분출구로부터 기판의 외주부를 연결하는 면 위의 적어도 일부에 형성하는 것이 바람직하다.

상기 대전체는, 미립자와 동전극의 전위를 인가하며, 부여하는 전위도 기판 상의 복수의 전극에 부여하는 전위보다도 큰 전위로 하는 것이 바람직하다.

제 1 본 발명의 미립자 산포장치는, 미립자 공급장치를 갖는다. 상기 미립자 공급장치는, 미립자를 상기 산포조 내에 공급하여 기판 상에 산포하기 위한 것이다.

상기 미립자 공급장치로서는 특별히 한정되지 않지만, 미립자 분사관 및 미립자 탱크로 이루어져, 고압기체를 매체로, 상기 미립자 탱크에 넣어진 미립자를 상기 미립자 분사관을 경위하여 상기 산포조에 공급하는 것이 바람직하게 사용된다.

이 미립자 분사관 및 미립자 탱크로 이루어지는 미립자 공급장치를 사용하면, 미립자를, 상기 미립자 분사관의 내벽과 접촉을 반복시킴으로써, (＋(양)) 또는 (－(음)) 으로 대전시킬 수 있다.

상기 매체에 사용되는 고압기체로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 압축공기, 질소 등을 들 수 있다. 상기 고압기체는, 수분이 매우 적은 건조상태의 것이 바람직하다.

미립자의 대전 극성은, 미립자의 표면을 구성하는 재료의 일함수와 미립자 분사관의 내벽을 구성하는 재료의 일함수에 의해 결정된다. 즉, 일반적으로, 일함수가 다른 2 종류의 물질을 접촉시키면, 전자가 일함수가 작은 물질로 부터 큰 물질을 향하여 이동하기 때문에, 양물질 간에 접촉전위차라 칭해지는 전위차가 발생한다. 그 결과, 일함수가 작은 물질이 양전위로 되고, 일함수가 큰 물질이 음전위로 된다. 즉, 미립자의 표면을 구성하는 재료의 일함수가, 미립자 분사관의 내벽을 구성하는 재료의 일함수보다도 작은 경우에는, 미립자는 (＋(양)) 으로 대전하게 되고, 큰 경우에는, (－(음)) 으로 대전하게 된다. 이 경우, 양물질의 일함수의 차가 클수록 강하게 대전하고, 작을수록 대전도 약해지는 경향이 있다. 또한, 물질의 일함수는, 일함수가 이미 공지되어 있는 물질과의 접촉전위차로부터 산출하는 것이 가능하다.

제 1 본 발명에 있어서는, 상기 미립자 분사관 및 미립자 탱크로 이루어지는 미립자 공급장치로서는, 1 개의 미립자 분사관을 갖는 것이어도 되고, 2 개 이상의 미립자 분사관을 갖는 것이어도 되지만, 서로 다른 재질로 이루어지는 2 개 이상의 미립자 분사관을 갖는 것이 바람직하게 사용된다. 이와 같은 구성의 미립자 공급장치를 사용하면, 미립자를, 상기 서로 다른 재질로 이루어지는 2 개 이상의 미립자 분사관의 1 개를 선택적으로 경유시킴으로써, 선택적으로 (＋(양)) 으로 대전시키거나, (－(음)) 으로 대전시키는 것이 가능해진다.

상기 2 개 이상의 미립자 분사관 각각의 재질은, 사용되는 미립자의 재질과의 관계로부터 적당히 선정된다.

상기 서로 다른 재질로 이루어지는 2 개 이상의 미립자 분사관을 갖는 미립자 공급장치는, 1 개의 미립자 탱크를 갖는 것이면 좋지만, 2 개 이상의 미립자 탱크를 갖는 것이어도 된다.

상기 서로 다른 재질로 이루어지는 2 개 이상의 미립자 분사관을 갖는 미립자 공급장치로서, 예를 들면, 2 개의 미립자 분사관을 갖는 미립자 공급장치를 사용하면, 동일 조성의 미립자를, 서로 다른 재질로 이루어지는 2 개의 미립자 분사관 중의 일방을 경유시킴으로써 (＋(양)) 으로 대전시키고, 또 2 개의 미립자 분사관 중의 타방을 경유시킴으로써 (－(음)) 으로 대전시킬 수 있다. 따라서, 미립자가 경유하는 미립자 분사관을 미립자산포 중에 변경함으로써, ＋(양) 으로 대전된 미립자 및 －(음) 으로 대전된 미립자를, 기판에 대하여, 교대로 또는 순차적으로 산포하는 것이 가능해진다.

또, 제 1 본 발명에 있어서는, 상기 미립자 분사관 및 미립자 탱크로 이루어지는 미립자 공급장치로서, 2 개 이상의 미립자 탱크를 갖는 것도 바람직하게 사용된다. 상기 2 개 이상의 미립자 탱크의 각각에 넣어진 미립자를, 서로 다른 재질로 이루어지거나 다른 표면조성을 갖는 것으로 하면, 상기 2 개 이상의 미립자 탱크의 각각에 넣어진 미립자를, 미립자 분사관을 경유시킴으로써, 각각, ＋(양) 으로 대전시키거나, －(음) 으로 대전시키는 것이 가능해진다.

상기 2 개 이상의 미립자 탱크를 갖는 미립자 공급장치로서, 예를 들면, 2 개의 미립자 탱크를 갖는 미립자 공급장치를 사용하면, 서로 다른 재질로 이루어지거나 다른 표면조성을 갖는 2 종의 미립자 중의 일방을, 미립자 분사관을 경유시킴으로써 ＋(양) 으로 대전시키고, 또, 서로 다른 재질로 이루어지거나 다른 표면조성을 갖는 2 종의 미립자 중의 타방을, 미립자 분사관을 경유시킴으로써 －(음) 으로 대전시킬 수 있다. 따라서, 서로 다른 재질로 이루어지거나 다른 표면조성을 갖는 2 종의 미립자의 산포를 번갈아 또는 순차적으로 행함으로써, ＋(양) 으로 대전된 미립자 및 －(음) 으로 대전된 미립자를, 기판에 대하여, 교대로 또는 순차적으로 산포하는 것이 가능해진다.

상기 미립자 공급장치에 있어서는, 미립자 분사관으로서, 다른 재질로 이루어지는 2 종 이상의 배관을 직렬로 접속하여 이루어지는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 제 1 본 발명에 있어서는, 미립자의 배치제어를, 대전된 미립자와 전극간의 전위차에 의해 형성되는 기판 상의 전장과의 상호작용에 의해 달성하는 것이다. 그러나, 미립자의 대전량과 전위차와의 관계가 적절하지 않으면, 미립자는 전극사이에 배치되지 않고, 전극 상에 배치되어 버린다. 즉, 대전량이나 전위차가 너무 크면, 낙하해 오는 미립자가 전극에 너무 끌어당겨지거나, 너무 구부러짐으로써, 전극 상에 배치되어 버리는 경우가 있다. 또, 대전량이나 전위차가 너무 작으면, 낙하해오는 미립자가 완전히 구부러지지 않아, 전극 상에 배치되어 버리는 경우가 있다.

전극간의 전위차에 대해서는, 각각의 전극에 인가하는 전압값을 변경함으로써 조절하는 것이 가능하지만, 미립자의 대전량에 대해서는, 종래, 미립자를 대전시키는 것은 가능하여도, 대전량의 조절을 행할 수는 없었다. 제 1 본 발명에서 사용되는 상기 미립자 공급장치는, 상기 구조로 이루어지는 미립자 분사관을 갖는 것이므로, 종래의 장치에서는 불가능하였던 미립자의 대전량의 조절이 가능하다.

상술한 바와 같이, 미립자의 대전량은, 미립자와 배관재질과의 관계에 의해 결정되기 때문에, 예를 들면, 미립자를 크게 대전시키는 재질로 이루어지는 배관과, 미립자를 작게 대전시키는 재질로 이루어지는 배관을 직렬로 접속함으로써, 미립자의 대전량을 적절한 값으로 조절할 수 있다. 또, 예를 들면, 미립자를 ＋(양) 으로 대전시키는 재질로 이루어지는 배관과 미립자를 －(음) 으로 대전되는 재질로 이루어지는 배관을 직렬로 접속함으로써, 미립자의 대전극성을 포함하는 대전량을 적절한 값으로 조절할 수 있다.

상기 배관의 재질로서는 금속제이어도 수지제이어도 되며, 미립자의 대전극성, 대전량과의 관련으로부터 적절히 선정된다.

상기 금속제 배관으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, Ni, Cu, Al, Ti 등의 단일조성의 배관 , SUS 등의 합금으로 이루어지는 배관 등을 들 수 있다. 또, 배관내벽에, Au, Cr 등의 금속피막을 도금 등으로 형성하여 이루어지는 배관 등이어도 된다. 또, 금속배관 내벽을 다른 재질이나 수지의 박막으로 피복하여도 된다.

상기 배관으로서 수지제 배관을 사용하는 경우에는, 배관외층을 도전체인 금속으로 피복하는 것이 바람직하다. 미립자와 배관내벽과의 접촉에 의해 미립자는 대전하지만, 이 때, 수지제 배관으로부터 미립자에 대하여 전하가 출입한다. 여기에서, 수지제 배관의 외층을 금속으로 피복함으로써, 장치자체는 어스되어 있으므로, 그곳으로부터 수지제 배관에 대하여 전하가 출입하기 때문에, 미립자의 대전을 안정시킬 수 있다.

상기 미립자 분사관은, 직렬로 접속된 각각의 배관의 길이의 비를 변경할 수 있는 것이 바람직하다. 다른 재질로 이루어지는 배관의 길이 비를 변경함으로써 미립자의 대전량을 미세하게 조절할 수 있다. 예를 들면, A : 미립자의 대전량이 크게 되는 배관, B : 미립자의 대전량이 작게 되는 배관으로 한 경우에, 이들의 배관을 직렬로 접속하여 몇분할인가로 하여, AAA, ABA, ABB 등과 같이, 이들의 조합에 의해 미립자의 대전량량을 미세하게 조절할 수 있다.

또, 상기 미립자 분사관은, 전장이 변경가능한 것이 바람직하다. 전장을 변경함으로써 미립자의 대전량량을 미세하게 조절할 수 있다.

이와 같은 방법으로 조절되는 미립자의 대전량의 평가는, E-SPART 어널라이저 (호소카와미크론 주식회사 제조) 등으로 행할 수 있다.

또한, 상기 미립자 공급장치로서, 상술한 다른 재질로 이루어지는 2 개 이상의 미립자 분사관을 갖는 것을 사용하는 경우에는, 상기 2 개 이상의 미립자 분사관으로서, 금속배관과 외벽이 금속으로 피복된 수지배관을 병용하여도 되고, 다른 재질로 이루어지는 2 종 이상의 배관을 직렬로 접속하여 이루어지는 분사관 중, 다른 종류의 2 개 이상의 분사관을 병용하여도 된다.

제 1 본 발명의 미립자 산포장치는, 전압인가장치를 갖는다. 상기 전압인가장치는, 기판에 형성된 복수의 전극에 전압을 인가하기 위한 것으로, 상기 복수의 전극 각각에 다른 값의 전압을 인가할 수 있는 것이다.

상기 전압인가장치에 의해 인가되는 전압으로서는, 직류전압, 펄스전압 등이 바람직하다.

상기 전압인가장치에 의한 복수의 전극 각각에 대한 다른 값의 전압의 인가는, 예를 들면, 기판에 형성된 복수의 전극이 스트라이프형의 전극인 경우에는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 인접한 2 개의 전극에 상대적으로 높은 값의 전압을 인가하고, 그 옆의 1 개의 전극에 상대적으로 낮은 값의 전압을 인가하며, 이 인가패턴을 반복함으로써 행할 수 있다. 이와 같은 인가패턴으로 전압을 인가함으로써, 기판 상에 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역이 교대로 형성되어, 도 3 에 나타낸 바와 같은 전기력선이 형성되게 된다. 따라서, 상기 미립자 공급장치로부터 공급되어 산포된 미립자가 －(음) 으로 대전되어 있으면 전기력선 방향과는 역방향으로의 힘을 받기 때문에, 미립자는, 상대적으로 높은 값의 전압이 인가된 2 개의 전극 사이에 배치된다.

또한, 미립자를 배치하기 위해 인가되는 다른 값의 전압은, 서로 다른 극성의 전압이어도 되고, 동극성의 전압이어도 된다. 또한, 미립자의 대전극성이 －(음) 인 경우, 다른 값의 전압의 양방이 ＋(양) 이어도 되고, 양방이 －(음) 이어도 된다. 즉, 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역이 교대로 형성되는 전압값의 대소관계를 유지하면 된다. 예를 들면, 미립자가 －(음) 으로 대전되어 있는 경우이더라도, 상대적으로 높은 값의 전압 및 상대적으로 낮은 값의 전압의 극성이 모두 －(음) 이더라도, 기판 상에 도달하는 미립자의 수는 약간 적어지는 경향은 있으나, 전기력선의 영향으로 반발되어 버리는 일은 없어, 목적의 위치에 배치된다. 미립자가 ＋(양) 으로 대전되어 있는 경우이더라도, 마찬가지로 전압값의 대소의 관계를 유지하면, 전압극성은 문제가 아니다.

미립자가 ＋(양) 으로 대전되어 있는 경우에는, 상기 다른 값의 전압의 인가로서, 2 개의 전극에 상대적으로 낮은 값의 전압을 인가하고, 1 개의 전극에 상대적으로 높은 값의 전압을 인가하는 인가 패턴으로 함으로써, 상기와 동일하게, 미립자를 전극 사이에 배치할 수 있다.

또, 상기 전압인가장치에 의한 복수의 전극 각각에 대한 다른 값의 전압의 인가는, 예를 들면, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 전극 2 개씩에, 상대적으로 높은 값의 전압과 상대적으로 낮은 값의 전압을 교대로 인가하여, 이 인가패턴을 반복함으로써 행할 수도 있다. 이와 같은 인가패턴으로 전압을 인가함으로써, 기판 상에 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역이 교대로 형성되고, 도 5 에 나타낸 바와 같은 전기력선이 형성되게 된다. 따라서, 상기 미립자 공급장치로부터 공급되어 산포된 미립자가 －(음) 으로 대전되어 있으면 전기력선 방향과는 역방향의 힘을 받기 때문에, 미립자는, 상대적으로 높은 값의 전압이 인가된 2 개의 전극 사이에 배치된다. 또, 미립자가 ＋(양) 으로 대전되어 있으면 전기력선 방향의 힘을 받기 때문에, 미립자는, 상대적으로 낮은 값의 전압이 인가된 2 개의 전극 사이에 배치된다.

이와 같은 인가패턴에 있어서는, ＋(양) 으로 대전된 미립자 및 －(음) 으로 대전된 미립자를 모두 산포함으로써, ＋(양) 으로 대전된 미립자와 －(음) 으로 대전된 미립자를 각각 다른 위치에 배치하는 것이 가능해진다. 이 경우에 있어서는, ＋(양) 으로 대전된 미립자 및 －(음) 으로 대전된 미립자를 동시에 산포해버리면, ＋(양) 으로 대전된 미립자와 －(음) 으로 대전된 미립자가 응집하는 경우가 있으므로, 교대로 또는 순차적으로 산포하는 것이 바람직하다.

또, 이와 같은 인가패턴에 있어서는, 인가되어 있는 전압의 전압극성 및 전압값을 미립자 산포 중에 변경시킴으로써, 변경전과는 다른 위치에 미립자를 배치하는 것도 가능하다. 즉, 상기 전압인가장치는, 기판에 형성된 복수의 전극 각각에 인가되는 전압의 전압극성 및 전압값을 미립자 산포중에서 변경할 수 있는 것이 바람직하다.

또, 상기 전압인가장치에 의한 복수의 전극 각각에 대한 다른 값의 전압의 인가는, 예를 들면, 나란히 존재하는 짝수개의 전극에 상대적으로 높은 값의 전압을 인가하고, 이 짝수개의 전극에 인접하여 나란히 존재하는 짝수개의 전극에 상대적으로 낮은 전압을 인가하여, 이 인가패턴을 반복함으로써 행할 수도 있다. 구체적으로는, 예를 들면, 상대적으로 높은 값의 전압을 "＋", 상대적으로 낮은 값의 전압을 "－" 으로 나타낸 경우에,

···－－＋＋＋＋－－＋＋＋＋－－···

등의 인가패턴을 들 수 있다. 이와 같은 인가패턴으로 전압을 인가함으로써, 기판 상에 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역이 교대로 형성되어, 전기력선이 형성되게 된다. 전기력선의 상대적으로 ＋(양) 의 골짜기 및 상대적으로 －(음) 의 골짜기는, 각각, 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역의 중심의 위치 및 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역의 중심의 위치, 즉, 전극 사이에 일치하여 형성되게 되기 때문에, 상술한 전극 2 개씩에 상대적으로 높은 값의 전압과 상대적으로 낮은 값의 전압을 교대로 인가하는 인가패턴의 경우와 마찬가지로, ＋(양) 으로 대전된 미립자 및 －(음) 으로 대전된 미립자를, 교대로 또는 순차적으로 산포함으로써, ＋(양) 으로 대전된 미립자와 －(음) 으로 대전된 미립자를 각각 다른 위치에 배치하는 것이 가능해진다.

상기 전압인가장치에 의해 상술한 바와 같은 인가패턴으로 스트라이프형 전극에 대하여 전압을 인가하기 위해서는, 예를 들면, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 이 스트라이프형 전극을 특정 패턴으로 구성된 2 세트의 쐐기형 전극을 맞물림으로써 형성된 것으로 하고, 이 2 세트의 쐐기형 전극 각각의 도통부분 (20) 에 접속단자를 접속함으로써 행할 수 있다. 또, 접속단자를 스트라이프형 전극을 구성하는 전극 2 개분의 폭의 것으로 하고, 이 전극 2 개분의 폭의 접속단자를, 전극 2 개씩에 스트라이프형 전극의 양말단에서 교대로 되도록 접속함으로써 행할 수도 있다. 또, 접속단자를 스트라이프형 전극을 구성하는 전극 1 개분의 폭의 바늘형상의 것으로 하고, 이 바늘형상 접속단자를 각 전극 각각에 접속함으로써 행할 수도 있다. 또, 프로버로 직접 전압을 인가함으로써 행할 수도 있다.

상기 전압인가장치에 의해 기판에 형성된 복수의 전극 각각에 전압을 인가할 때에, 예를 들면, 전극에 접속된 2 개의 접속단자에 의해, 일방의 접속단자에는 1000V, 타방의 접속단자에는 1100V 의 전압을 인가하여 전위차 100V 를 부여하는 경우에는, 접속단자의 양방에 먼저 1000V 의 전압을 인가하고, 이어서 일방의 접속단자의 전압을 1100V 까지 상승시키는 것이 바람직하다. 양방의 접속단자를 전극에 연결한 상태로 일방의 접속단자만 먼저 1000V 의 전압을 인가하면, 전위차가 양방의 접속단자 간에서 1000V 로 되어, 쇼트할 우려가 있기 때문이다. 또, 1000V 의 전압이 인가된 접속단자를 전극에 접속하고, 이어서 1100V 의 전압이 인가된 접속단자를 전극에 접속하여도 된다.

또, 상기 전압인가장치에 의해 기판에 형성된 복수의 전극 각각에 전압을 인가할 때의 전압인가조건은, 사용하는 전극 간격의 거리나 미립자의 대전량 등에 의해 적당히 결정된다. 예를 들면, 미립자의 대전극성이 －(음) 인 경우, 100V 의 전위차를 부여하는데, 0 ∼ 100V 의 전위차 100V 보다, 미립자의 대전극성과 동극으로, -1100V ∼ -1000V 의 전위차 100V 를 부여하는 것이, 미립자의 배치성을 향상시키는 경우가 있다. 이것은, 미립자의 대전극성에 대하여 이극성으로 형성된 전위차의 경우는, 미립자는, 기판 먼곳에서 먼저 인력의 영향을 받아 낙하 속도가 빨라지는 경향이 있으나, 미립자의 대전극성에 대하여 동극성으로 형성된 전위차의 경우에는, 미립자는, 척력의 영향으로 낙하 속도가 억제되는 경향이 있고, 이 때문에, 관성력이 변하게 되기 때문에, 미립자가 전기력선을 따르는 방법이 변화하여, 그 결과, 미립자의 배치성이 변화하기 때문인 것으로 생각된다. 또, 경우에 따라서는, 미립자의 대전극성과 이극성으로 전위차를 크게 형성하여, 미립자를 전기력선에 가능한한 따르게하도록 하는 것이 바람직한 경향도 있다.

제 1 본 발명의 미립자 산포장치를 사용하여 미립자를 산포하는 경우에는, 예를 들면, 미립자의 산포를 10초간 행한 후, 미립자의 산포를 1초간 정지하는 사이클을, 10 회 행하는 것처럼, 미립자의 산포를 간헐적으로 행하여도 된다. 이와 같이 미립자를 간헐적으로 산포함으로써, 고압기체의 흐트러짐에 기인하는 미립자의 배치의 흐트러짐을 방지할 수 있다.

제 1 본 발명의 미립자 산포장치에 의해 배치할 수 있는 미립자로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 금속미립자 ; 합성수지 미립자 ; 무기미립자 ; 합성수지에 안료가 분산된 차광성 미립자 ; 염료에 의해 착색된 미립자 ; 가열·광 등에 의해 접착성을 발휘하는 미립자 ; 금속미립자, 합성수지 미립자, 무기 미립자 등의 표면을 금속으로 도금한 미립자 등을 들 수 있다. 또, 상기 미립자의 산포는, 건식, 습식의 어느 것이어도 된다. 상기 습식산포에서는, 물, 알코올 등의 혼합용매 중에 스페이서를 분산시켜 산포하는데, 이 경우에도 스페이서는 대전하기 때문에, 제 1 본 발명의 효과를 손상시키는 일은 없다. 그러나, 스페이서의 대전량이 클 수록 배치정밀도를 향상시키기 때문에, 건식산포가 바람직하다.

제 1 본 발명의 미립자 산포장치에 의해 미립자를 배치할 수 있는 기판으로서는, 예를 들면, 그 표면에 복수의 전극을 갖는, 유리제 기판, 수지제 기판, 금속제 기판 등을 들 수 있다. 단, 금속제 기판을 사용하는 경우에는, 표면에 형성된 전극이 쇼트되지 않도록, 금속제 기판 상에 절연층을 형성할 필요가 있다.

제 1 본 발명의 기판에 형성된 전극으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 투명전극 등을 들 수 있고, 이 투명전극을 선형으로 한 것 등을 사용할 수 있다. 또, 이 선형 투명전극이 평행하게 나열되어 구성된 스트라이프형 전극을 기판 상에 형성시킬 수 있다.

상기 스트라이프형 전극은, 액정표시 장치에 있어서, 소위 표시전극으로서 사용되고 있는 것이다.

제 2 본 발명은, 기판 상에 형성된 복수의 전극에 전위를 부여하고, 또한, 미립자를 대전시켜, 상기 미립자를 상기 기판 상에 선택적으로 산포배치하는 미립자 산포방법으로, 산포장치내에 반대 극성 대전미립자를 배제하는 수단을 갖는 미립자 산포방법이다.

따라서, 반대 극성으로 대전된 미립자를 배제할 수 있어, 전극이 없는 영역 (전극간) 으로의 선택배치율을 향상시키는 것이 가능해진다.

제 3 본 발명은, 기판 상에 형성된 복수의 전극에 전위를 부여하고, 또한, 미립자를 대전시켜, 상기 미립자를 상기 기판 상에 선택적으로 산포배치하는 미립자 산포방법으로, 미립자 분사관의 분출구로부터 상기 기판의 외주부를 연결하는 면 상의 적어도 일부에 미립자와 동전극의 전위를 인가한 대전체를 형성하는 미립자 산포방법이다.

따라서, 분출구로부터 분사된 역극성으로 대전된 미립자는, 기판에 도착하기까지, 상기 대전체에 당겨지는 힘이 작용하여, 궤도가 수정되어, 기판외 또는 상기 복수의 전극외로 산포된다.

상기 미립자 분사관의 분출구로부터 상기 기판의 외주부를 연결하는 면상은, 상기 미립자 분사관의 분출구로부터 상기 기판의 외주부를 연결하는 면상부근이면 동일한 효과가 얻어진다.

그러나, 종래와 같이, 산포장치의 벽면에 형성한 대전체에서는, 미립자로의 거리가 있어, 동일한 효과를 얻을 수 없었다.

상기 대전체에 부여하는 전위는, 기판 상의 복수의 전극에 부여하는 전위보다도 큰 전위인 것이 바람직하다.

따라서, 원하는 극성으로 대전된 미립자는, 상기 기판 상의 선택된 위치에 선택배치된다. 다시말하면, 상기 대전체에 부여하는 전위가 작으면 미립자는 기판 상의 전극으로부터의 척력에 눌려 상기 대전체에 부착되어 버린다.

제 4 본 발명은, 기판을 설치하기 위한 산포조와, 미립자를 상기 산포조 내에 공급하여 상기 기판 상에 산포하기 위한 적어도 1 개의 미립자 분사관 및 적어도 1 개의 미립자 탱크를 갖는 미립자 공급장치와, 상기 기판에 형성된 복수의 전극에 전압을 인가하기 위한 전압인가장치로 이루어지고, 상기 전압인가장치는, 상기 복수의 전극 각각에 다른 값의 전압을 인가할 수 있는 미립자 산포장치를 사용하여, 미립자 탱크의 각각에 넣어진 서로 다른 재질 또는 다른 표면조성을 갖는 미립자를 고압기체를 매체로 하여, 상기 미립자 공급장치로부터 산포하는 것인 미립자 산포방법이다.

따라서, 상기 미립자탱크의 각각에 넣어진 미립자를, 각각, ＋(양) 으로 대전시키거나, －(음) 으로 대전시켜 상기 미립자 공급장치로부터 산포하는 것이 가능해진다.

상기 미립자는, 상기 분사관 중의 일방을 경유시킴으로써, ＋(양) 으로 대전시키거나, 상기 2 개의 미립자 분사관의 타방을 경유시킴으로써, －(음) 으로 대전시켜 산포하는 것이 바람직하다.

또, 상기 미립자는, 다른 재질로 이루어지거나 또는 다른 표면조성을 갖는 2 종의 미립자 중의 일방을, 미립자 분사관을 경유시킴으로써 ＋(양) 으로 대전시켜, 다른 재질로 이루어지거나 또는 다른 표면조성을 갖는 2 종의 미립자 중의 타방을, 미립자 분사관을 경유시킴으로써 －(음) 으로 대전시키는 것이 바람직하다.

따라서, 서로 다른 재질 또는 표면조성을 갖는 2 종의 미립자를 교대로 또는 순차적으로 산포함으로써, ＋(양) 으로 대전된 미립자 및 －(음) 으로 대전된 미립자를, 기판에 대하여, 상기 미립자 공급장치로부터 교대로 또는 순차적으로 산포하는 것이 가능해진다.

상기 미립자 산포장치내의 고압기체의 흐트러짐에 기인하는 미립자 배치의 흐트러짐을 방지하는 관점에서, 상기 미립자는, 간헐적으로 산포하는 것이 바람직하다.

제 5 본 발명은, 제 1 본 발명의 미립자 산포장치를 사용함으로써, 복수개의 선형 투명전극을 평행하게 나열하여 구성된 스트라이프형 투명전극을 갖는 기판 상에 스페이서를 선택적으로 배치하는 액정표시 장치의 제조방법으로, 나란히 존재하는 짝수개의 선형 투명전극에 상대적으로 높은 값의 전압을 인가하고, 상기 짝수개의 선형상 투명전극에 인접하여 나란히 존재하는 짝수개의 선형 투명전극에 상대적으로 낮은 값의 전압을 인가함으로써, 상기 스트라이프형 투명전극 상에, 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역을 교대로 형성시킨 상태로, 상기 기판 상에, ＋(양) 으로 대전된 스페이서 또는 －(음) 으로 대전된 스페이서를 산포하거나, 또는 ＋(양) 으로 대전된 스페이서 및 －(음) 으로 대전된 스페이서를 교대로 또는 순차적으로 산포하는 액정표시 장치의 제조방법이다.

제 5 본 발명의 액정표시 장치의 제조방법은, 제 1 본 발명의 미립자 산포장치를 사용하는 것이다. 즉, 제 1 본 발명의 미립자 산포장치를 사용함으로써, 미립자인 스페이서를, 복수개의 선형 투명전극을 평행하게 나열하여 구성된 스트라이프형 투명전극을 갖는 기판 상에 선택적으로 배치하는 것이다.

제 5 의 본 발명에 있어서는, 나란히 존재하는 짝수개의 선형 투명전극에 상대적으로 높은 전압을 인가하여, 상기 짝수개의 선형 투명전극에 인접하여 나란히 존재하는 짝수개의 선형 투명전극에 상대적으로 낮은 값의 전압을 인가한다. 이와 같은 인가패턴으로 전압을 인가함으로써, 상기 스트라이프형 투명전극 상에는, 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역이 교대로 형성된다.

이와 같은 방법으로 형성되는 전위의 영역에 있어서는, 형성되는 전기력선의 상대적으로 ＋(양) 의 골짜기 및 상대적으로 －(음) 의 골짜기의 어느 것이나 선형 투명전극의 사이에 일치하게 된다.

따라서, 제 1 본 발명의 미립자 산포장치를 사용하여 선택적으로 ＋(양) 또는 －(음) 으로 대전된 스페이서를 산포함으로써, 선형 투명전극의 사이에 스페이서를 정확하게 배치하는 것이 가능해진다.

제 5 본 발명의 액정표시 장치의 제조방법에 있어서는, 예를 들면, 스페이서의 산포를 10초간 행한 후, 스페이서의 산포를 1초간 정지하는 사이클을, 10 회 행하는 것처럼, 스페이서의 산포를 간헐적으로 행하여도 된다. 이와 같이 스페이서를 간헐적으로 산포함으로써, 고압기체의 흐트러짐에 기인하는 스페이서 배치의 흐트러짐을 방지할 수 있다.

제 1 본 발명의 미립자 산포장치는, 기판 상에 미립자를 정확하게 배치할 수 있는 것이다. 따라서, 제 5 본 발명의 액정표시 장치의 제조방법에 의해 제조되는 액정표시 장치, 특히, STN 형 액정표시 장치는, 스페이서가 블랙 매트릭스 부분하에 배치되어 있어, 스페이서에 기인하는 광누설이 없는 콘트라스트가 높은 것이 된다.

이하에, 본 발명의 미립자 산포장치의 일 실시형태를 도면을 사용하여 설명한다.

도 1 은, 본 발명의 미립자 산포장치의 일 실시형태를 나타낸 개략도이다. 산포조 (10) 에는, 미립자 분사관 (11a) 과 미립자탱크 (11b) 로 구성되는 미립자 공급장치 (11), 전압인가장치 (12) 및 습도조절장치 (13) 가 형성되어 있다.

산포조 (10) 는, 배기구 (14) 및 도전성의 스테이지 (15) 를 갖는다. 배기구 (14) 는, 기판 (1) 의 상방에 배치되어 있고, 타이머 설정에 의해 배기의 ON 및 OFF 가 가능하게 되어 있다. 스테이지 (15) 상에는 기판 (1) 이 설치되어 있다.

전압인가장치 (12) 는, 전압값 및 전압극성을 임의로 설정할 수 있게 한 것으로, 접속단자를 통하여 기판 (1) 상에 형성된 복수의 투명전극 (3) 과 접속되어 있다.

산포조 (10) 내의 습도를 일정하게 유지하도록 습도조절장치 (13) 를 제어한다.

압축공기에 의해 미립자 탱크 (11b) 로부터 미립자 분사관 (11a) 을 통하여 산포조 (10) 내에 공급된 미립자 (스페이서 ; 8) 는, 미립자 분사관 (11a) 의 내벽과 접촉 (충돌) 을 반복함으로써 대전을 발생한다. 기판 (1) 에 형성된 복수의 전극 (3) 의 각각에는 전압인가장치 (12) 에 의해 다른 값의 전압이 인가되어 있기 때문에, 기판 (1) 상에는, 특정패턴의 전기력선이 형성되어 있다. 이 때문에, 대전된 미립자 (스페이서 ; 8) 는 이 전기력선의 작용을 받아, 기판 (1) 상으로의 배치가 제어된다.

도 7 은, 본 발명의 미립자 산포장치의 다른 일 실시형태를 나타내는 개략도이다. 본 실시형태의 미립자 산포장치에 있어서, 미립자 공급장치 (11) 는, 2 개 이상의 미립자 분사관 (11a) 을 갖고 있다. 그 외의 구성은, 상술의 실시형태의 미립자 산포장치와 동일하다.

도 9 는, 본 발명의 미립자 산포장치의 다른 일 실시형태를 나타내는 개략도이다. 본 실시형태의 미립자 산포장치에 있어서는, 밀폐 또는 그것에 가까운 상태의 깨끗한 산포조 (10) 의 상단부에, 대전시킨 스페이서 (8) 를 분사 산포하는 미립자 분사관 (11a) 이 형성되어 있다. 미립자 분사관 (11a) 에는, 스페이서 (8) 와 질소가스를 공급하는 공급관 (도시생략) 이 배관 (17) 을 통하여 접속되어 있다. 산포층 (10) 의 하방에는, 표시전극 (3) 이 형성되어 있는 유리 등으로 이루어지는 절연성기판 (1) 을 배치하며, 표시전극 (3) 에 전위를 부여하여 전장을 형성하기 위한 도선 (18) 을 형성한다. 또, 미립자 산포장치의 벽면은 염화비닐 등으로 형성되어 있고, 대전된 스페이서 (8) 를 산포함으로써, 상기 벽면은 스페이서 (8) 와 동극으로 대전되어, 벽면에 스페이서가 흡착되는 일은 없다. 또한, 스페이서 (8) 와 동극의 전위를 인가하는 대전체 (19) 를 미립자 산포장치내에 배치하고 있다.

스페이서 (8) 에 대전시키는 방법으로서는, 상술한 미립자 공급장치를 사용하여 미립자를 대전시키는 방법, 미립자 산포장치내에 형성된 대전기 (도시생략) 에 의해 스페이서 (8) 에 전위를 부여하여 대전시키는 방법, 또는 스페이서를 스텐레스 등의 금속관으로 이루어지는 미립자 공급장치로 마찰에 의해 대전시키는 방법 등을 들 수 있고, 어느 방법을 사용하여도 된다.

상기 미립자 산포장치내에 형성된 복수의 전극에서의 전극패턴은, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 절연성기판 (1) 상에, 스트라이프형의 표시전극 (3a 및 3b) 과, 표시전극 (3a 및 3b) 의 각각에 전위를 부여하기 위한 도통부분 (20a 및 20b) 으로 형성되어 있다. 도통부분 (20a 및 20b) 에는, 도통부분 (20a 및 20b) 에 전위를 부여하여 전장을 형성하기 위한 도선 (18a 및 18b) 이 접속되어 있다. 또한, 도통부분 (20a 및 20b) 을 형성하지 않고, 프로브핀 등을 사용하여 표시전극 (3a 및 3b) 에 직접 전위를 부여하여도 상관없다.

표시전극 (3a) 은, 인접하는 2 개의 표시전극을 1 쌍으로 한다. 표시전극 (3b) 은, 1 쌍의 표시전극 (3a) 과 다른 1 쌍의 표시전극 (3a) 과의 사이에 존재하고 있는 표시전극이다. 스페이서 (8) 는, 이하에 설명하는 바와 같이, 1 쌍의 표시전극 (3a) 간에만 선택적으로 배치한다.

도 11 에 나타낸 바와 같이, 평행하게 나열된 복수의 선형 투명전극에 값이 다른 전압을 인가함으로써, 선형 투명전극 (3a 및 3b) 에 음전압 (－) 을 부여하고, 또한, 선형 투명전극 (3a) 에는 선형 투명전극 (3b) 보다도 상대적으로 높은 전위를 부여한다. 또한, 스페이서 (8) 는 음극성으로 대전시켜 산포를 행한다. 이와 같이 하면, 스페이서 (8) 를, 1 쌍의 표시전극 (3a) 간에만 선택적으로 배치할 수 있다.

본 실시형태에서는, 단순 매트릭스형 액정표시소자를 사용하고 있는데, 본 발명은 단순 매트릭스형 액정표시소자에 한정되는 것은 아니고, 강유전성 액정표시소자 또는 TFT 형 액정표시소자 등의 액정표시소자로도 당연히 이용할 수 있는 것이다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

STN 형 액정표시 장치용의 공통전극 (컬러필터 형성기판, RGB 각 화소의 개구부는 80×285 ㎛, 블랙 매트릭스선폭 20 ㎛, ITO 전극폭 290 ㎛, 전극간격 15 ㎛, 판두께 0.7 ㎜) 에 있어서, 각 스트라이프전극 (ITO전극) 을 2 : 2 의 쐐기형 전극 (도 6) 이 되도록 표시장치 범위외의 도통부분에서 도통시킨 기판을 제작하였다.

제작한 기판에 폴리이미드의 배향막을 0.05 ㎛ 형성하고, 러빙처리를 실시하였다.

다음에, 도 1 에 나타낸 바와 같이 산포장치의 본체내에 상기 기판을 설치하고, 상기 도통부분에 따로따로 직류전압을 인가할 수 있도록 전압인가용의 단자를 접속하였다.

스페이서로서, 합성수지 미립자인 마이크로펄 (BB) (입경 5.1 ㎛, 세키스이화인케미컬 주식회사 제조) 를 미립자 탱크내에 투입하였다. 또한, 마이크로펄 (BB) 은 산포에 의해 －(음) 으로 대전하였다.

전압인가용의 일방 단자에 ＋150V 의 직류전압을 인가하고, 타방의 단자에 -150V 의 직류전압을 인가하였다. 그 상태를 유지한 채, 타이머설정으로, 스페이서를 압축공기에 의해 20 초간 기판 상에 산포하고, 침강 타임으로서 60 초간 방치후, 바로 덕트를 30초간 ON 으로 하였다. 덕트 흡인시간 종료후에 인가전압을 OFF 로 하였다.

또한, 산포조 내부 온도는 25℃ 로 설정하고, 습도 조절 장치에 의해 습도는 40% RH 로 설정하였다.

스페이서가 산포된 기판을 현미경으로 관찰한 바, ＋150V 를 인가한 전극간에만, 즉, 블랙매트릭스 하에만 스페이서가 배치되어 있었다 (스트라이프전극 4 개 간격으로 배치되었음). 기판 상의 스페이서 수를 카운트하여, 1 ㎟ 당으로 환산한 바, 200개/㎟ 이었다.

또한, 사용한 기판의 도통부분을 절단함으로써, 종래와 동일한 공통전극기판이 얻어졌다.

실시예 2

산포시간을 20초간으로 하여, 전압인가방법을 최초의 10초간은 실시예 1 과 동일하게 행하고, 남은 10초간은 실시예 1 의 전압극성을 반전시킨 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 스페이서를 산포하였다.

스페이서가 산포된 기판을 현미경으로 관찰한 바, 실시예 1 의 배치라인에 더하여, 추가로 타방의 쐐기형 전극간에도 스페이서가 배치되었다 (스트라이프전극 2 개 간격으로 배치되었음). 기판 상의 스페이서를 카운트하여, 1 ㎟ 당으로 환산한 바, 200 개/㎟ 이었다.

실시예 3

습도조절장치를 OFF 로 하고, 대신 건조질소로 산포조 내를 퍼지한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 스페이서를 산포하였다.

스페이서가 산포된 기판을 현미경으로 관찰한 바, 실시예 1 과 동일하게 스페이서가 배치되었다.

실시예 4

접속단자부분을 스트라이프 전극의 2 개 간격으로 2 개씩 도통가능한 프로버형상의 단자를 제작하여, 통상적인 공통기판의 스트라이프방향으로 따로따로의 전극에 전압을 인가할 수 있도록 양측에 접속한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 스페이서를 산포하였다.

스페이서가 산포된 기판을 현미경으로 관찰한 바, 실시예 1 과 동일하게 스페이서가 배치되었다.

비교예 1

실시예 1 과 동일한 크기의 통상적인 STN 형 액정표시 장치용의 공통전극을 준비하였다 (쐐기형으로 되어 있지않은 종래의 공통전극).

종래의 산포기의 천정면 전체에 전압을 인가할 수 있도록 전극, 배선을 제작하였다. 다음에, 천정면의 전극에 -1㎸ 의 직류전압을 인가하고, 공통전극의 각 선을 어스하였다. 이로써 공통전극으로부터 천정면에 전기력선이 형성된 것으로 된다. 따라서, 음으로 대전된 스페이서를 산포한 경우, 공통전극 상에 스페이서가 배치되게 된다 (전극간 배치가 아님).

이 상태를 유지하여 스페이서를 산포한 바, 스페이서는 기판 전체에 배치되어, 선택성은 볼 수 없었다. 이것은 전극간격이 좁기 때문에, 기판전체로부터 전기력선이 똑같이 형성되어 있는 것과 동일한 효과를 위한 것으로 생각된다.

실시예 5

도 7 에 나타난 본 발명의 미립자 산포장치를 사용함으로써, 액정표시 장치의 제작을 행하였다. 이 미립자 산포장치는, 4 개의 다른 재질로 이루어지는 미립자 분사관 (11a) 을 갖는 것으로, 스페이서는 압축공기에 의해, 이 4 개의 미립자 분사관 (11a) 을 선택적으로 경유하여 산포되는 기구로 되어 있다. 구체적으로는 이하와 같다.

스위치 (1) 를 선택함으로써, Ni 제 배관을 경유하여 산포된다.

스위치 (2) 를 선택함으로써, SUS 제 배관을 경유하여 산포된다.

스위치 (3) 를 선택함으로써, SUS 에 금도금된 배관을 경유하여 산포된다.

스위치 (4) 를 선택함으로써, Al 박막으로 외층이 피복된 염화비닐제 배관을 경유하여 산포된다.

또, 미립자 탱크 (11b) 에는 2 종류의 스페이서를 수납할 수 있다.

또, 산포조 (10) 의 측면부분에는, 스테이지 (15) 에서 상방에 배기구 (14) 가 형성되어 있고, 스페이서 산포종료후에 타이머설정으로 배기의 ON·OFF 가 가능하게 되어 있다. 또, 습도조절장치 (13) 에 의해 미립자 산포장치 본체내는 일정한 습도상태로 되도록 제어되고 있다 (기온 25℃, 습도 40% RH 로 하였음).

또한, 산포조 내 하방에 도전성의 스테이지 (15) 를 형성하고, 그 위에 유리기판을 배치하는 구조로 하였다.

STN 형 액정표시 장치용의 공통전극 (컬러필터 형성기판, RGB 각 화소의 개구부는 80 ×285 ㎛, 블랙매트릭스선폭 20 ㎛, ITO 전극폭 290 ㎛, 전극간격 15 ㎛, 판두께 0.7 ㎜) 에 있어서, 각 스트라이프전극 (ITO전극) 을 2 : 2 의 쐐기형 전극 (도 6) 이 되도록 표시장치범위외의 도통부분에서 도통시킨 기판을 제작하였다.

일방의 도통부분에 ＋150V 을 인가하고, 타방의 도통부분에 -150V 의 전압을 인가하였다. 이 상태를 유지하여 스페이서로서 합성수지 미립자인 마이크로펄 (BB) (입경 6 ㎛, 세키스이파인케미컬 주식회사 제조) 를 사용하여 산포를 행하였다. 먼저, 스위치 (1) 를 선택하고, 10초간 산포하여, 60초간 방치후, 배기를 15초간의 ON 으로 하였다. 이어서, 스위치 (3) 를 선택하여 다시 10 초간 산포를 행하였다. 그 후 동일하게 60초간 방치하여, 배기를 15초간 ON 을 한 후에 전원을 끊어 기판을 꺼냈다.

그 결과, Ni 배관에 의해 스페이서는 －(음) 으로 대전하고, 금도금 SUS 배관에 의해 스페이서는 ＋ 으로 대전되어 있는 것을 알 수 있었다.

스페이서가 산포된 기판을 현미경으로 관찰한 바, 나란히 ＋150V 를 인가한 전극간과 나란히 -150V 를 인가한 전극간에 스페이서가 배치되어 있었다. 이로써 스페이서는 블랙 매트릭스하에 배치되었다.

실시예 6

스위치 (1) 및 스위치 (4) 를 선택한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일한 방법으로 스페이서를 산포하였다.

그 결과, Ni 배관에 의해 스페이서는 －(음) 으로 대전되고, Al 박막으로 외층이 피복된 염화비닐제 배관에 의해 스페이서는 ＋(양) 으로 대전되어 있는 것을 알 수 있었다.

스페이서가 산포된 기판을 현미경으로 관찰한 바, 나란히 ＋150V 를 인가한 전극간과 나란히 -150V 를 인가한 전극간에 스페이서가 배치되어 있었다. 이로써 스페이서는 블랙 매트릭스하에 배치되었다.

비교예 2

전극의 양방의 도통부분에 ＋150V 을 인가함으로써 모든 전극이 ＋150V 로 되도록 하고, 스위치 (1) 를 선택하여 20초간 산포를 행한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일한 방법으로 스페이서를 산포하였다.

그 결과, 스페이서는 기판 상에 균일하게 산포되었다.

이것은, 상부 전극과 하부 전극의 간격이 크고, 하부 전극들 상호간의 간격이 좁아서 실질적으로 균일한 전기장이 형성되어, 선택성이 나타나지 않은 것으로 생각된다.

비교예 3

전극의 양방의 도통부분에 －150V 을 인가함으로써 모든 전극이 －150V 로 되도록 하고, 스위치 (1) 를 선택하여 20초간 산포를 행한 것 이외에는, 실시예 5 와 동일한 방법으로 스페이서를 산포하였다.

그 결과, 스페이서는 비교예 3 과 비교하면 산포수가 적어진 정도로, 기판 상에는 균일하게 산포되었다.

이것은, 상부 전극과 하부 전극의 간격이 크고, 하부 전극들 상호간의 간격이 좁아서 실질적으로 균일한 전기장이 형성되어, 선택성이 나타나지 않은 것으로 생각된다.

실시예 7

스페이서로서, A : 합성수지 미립자인 마이크로펄 (BBP) (입경 6 ㎛, 세키스이파인케미컬 주식회사 제조) 과, B : 마이크로펄 (BBP) (입경 6 ㎛) 에 이소시아네이트로 알킬의 표면처리를 행한 것을 준비하였다. 이들 스페이서를 따로따로의 미립자탱크에 수납하여, 스위치 (2) 를 선택하여 양자를 동일한 배관을 경유시켜, 실시예 5 와 동일한 방법으로 순차적으로 산포하였다.

그 결과 , SUS 제 배관에 대하여, A 는 －(음) 으로 대전하고, B 는 ＋(양) 으로 대전되어 있는 것을 알 수 있었다.

스페이서가 산포된 기판을 현미경으로 관찰한 바, 나란히 ＋150V 을 인가한 전극간과 나란히 －150V 를 인가한 전극간에 스페이서가 배치되어 있었다. 이로써 스페이서는 블랙매트릭스하에 배치되었다.

실시예 8

도 8 에 나타낸 미립자 산포장치를 사용함으로써, 액정표시 장치의 제작을 행하였다. 이 산포장치 본체내에는 전압인가장치 (12) 에 접속된 2 개의 전압인가용의 접속단자가 형성되어 있고, 기판에 형성된 투명전극에 대하여 다른 직류전압을 인가할 수 있다. 전압인가장치 (12) 는, 전압값, 전압극성을 임의로 설정가능하게 되어 있다.

산포장치본체 상부에는, 미립자 분사관 (11a) 이 형성되어 있고, 압축공기에 의해 미립자 (8) 가 산포장치본체내에 산포되는 기구로 이루어져 있다.

산포장치 본체하방에는 어스된 Al 제의 스테이지가 형성되어 있고, 그 위에 대전방지시트 (체적저항 10¹⁰ Ω㎝ 이하) 가 깔려 있으며, 그 위에 기판을 설치하는 구조로 이루어져 있다.

스테이지 하방에는, 임의로 회전수를 변경할 수 있는 송풍기 (16) 가 설치되어 있고, 산포조 본체내의 공기의 흐름을 만들어 낼 수 있도록 되어 있다. 또, 산포조 본체 천정면은, 공기의 흐름을 균일하게 하기 위해, 메시형상으로 되어 있다.

송풍기 (16) 의 회전수를 50 rpm 으로 설정하였다 (천정방향으로부터 기판방향으로의 공기의 흐름을 만드는 방향으로 회전).

STN 형 액정표시 장치용의 공통전극 (컬러필터 형성기판, RGB 각 화소의 개구부는 80 ×285㎛, 블랙매트릭스 선폭 20 ㎛, ITO전극폭 290 ㎛, 전극간격 15 ㎛, 판두께 0.7 ㎜) 에 있어서, 각 스트라이프전극 (ITO전극) 을 2:1 의 쐐기형 전극 (도 6) 이 되도록 표시장치범위외의 도통부분에서 도통시킨 기판 (1) 을 제작하였다 (스페이서 배치후는, 도통부분을 절단함으로써, 종래와 같은 공통전극기판으로 된다).

제작한 기판 (1) 에 폴리이미드의 배향막을 막두께 0.05 ㎛ 로 형성하고, 러빙처리를 실시하였다.

또한, 미립자 분사관 (11a) 은, 3 m (1 m 마다 직렬로 연결되어 있음) 의 Ni 제의 배관으로 이루어지는 것을 사용하였다.

다음에, 전압인가용 단자를 접속하고, 2:1 의 쐐기형 전극의 2 개측의 도통부분에 －2.0㎸ 의 전압을 인가하고, 타방의 도통부분에 －2.1 ㎸ 의 전압을 인가하였다.

이 상태를 유지하여, 미립자인 스페이서 (8) 로서 합성수지 미립자인 마이크로펄 BBS-6.8μ-PH (세키스이파인케미컬 주식회사 제조) 를 사용하여 산포를 행하였다 (산포에 의해 스페이서 (8) 는 －(음) 으로 대전되었다).

스페이서 (8) 가 산포된 기판 (1) 을 현미경으로 관찰한 바, 스페이서 (8) 는, 2 : 1 쐐기형 전극에 있어서의 2 개측의 전극사이의 블랙매트릭스 부분에 배치되었다.

실시예 9

송풍기 (16) 의 회전수를 500 rpm 으로 한 것 이외에는 실시예 8 과 동일한 방법으로 스페이서 (8) 의 산포를 행하였다.

스페이서 (8) 가 산포된 기판 (1) 을 현미경으로 관찰한 바, 스페이서는, 2:1 쐐기형 전극에 있어서의 2개측의 전극사이의 블랙 매트릭스 부분에 배치되었다.

실시예 10

2:1 쐐기형 전극의 2 개측의 도통부분에 -2.0 ㎸ 의 전압을 인가하고, 타방의 도통부분에 -2.3 ㎸ 의 전압을 인가하며, 미립자 분사관 (11a) 이, 2 m 의 SUS 제 배관을 1m 의 Ni 제 배관을 직렬로 접속한 것으로 한 것 이외에는 실시예 8 과 동일한 방법으로 스페이서 (8) 의 산포를 행하였다.

스페이서 (8) 가 산포된 기판 (1) 을 현미경으로 관찰한 바, 스페이서는, 2:1 쐐기형 전극에 있어서의 2개측의 전극사이의 블랙매트릭스 부분에 배치되었다.

실시예 11

미립자 분사관 (11a) 을, 2m 의 Ni 제의 배관으로 이루어지는 것으로 하고, 2:1 쐐기형 전극의 2 개측의 도통부분에 -2.0 ㎸ 의 전압을 인가하고, 타방의 도통부분에 -2.3 ㎸ 의 전압을 인가한 것 이외에는 실시예 8 과 동일한 방법으로 스페이서 (8) 의 산포를 행하였다.

스페이서 (8) 가 산포된 기판 (1) 을 현미경으로 관찰한 바, 스페이서 (8) 는, 2:1 쐐기형 전극에 있어서의 2개측의 전극사이의 블랙매트릭스 부분에 배치되었다.

실시예 12

STN 형 액정표시 장치용의 공통전극에 있어서, 외형치수가 370×480 ㎜ 로 두께가 0.7 ㎜ 의 소더유리로 이루어지는 1 쌍의 절연성기판으로서, 컬러필터 및 오버코트를 형성하고 있는 절연성기판과, 두께 300 ㎚ 의 ITO 전극으로 이루어지는 폭 285 ㎛ 의 스트라이프형 전극을 2:1 의 쐐기형 전극 (도 10) 이 되도록 표시범위외의 도통부분에서 도통시킨 절연성기판을 제작하였다.

이 1 쌍의 절연성기판에 배향막을 형성하고, 배향처리를 행한 후, 컬러필터 및 오버코트를 형성한 것의 절연성기판에, 밀봉재료를 스크린 인쇄법으로 도포하였다. 이 밀봉재료에는, 밀봉내 스페이서가 되는 유리비즈를 혼입하고 있다.

다음에, 도 9 에 나타낸 바와 같이 산포장치의 본체내에 스트라이프형 전극 (3) 을 형성한 것의 절연성기판 (1) 을 설치하여, 상기 도통부분에 따로따로 직류전압을 인가할 수 있도록 전압인가용의 단자를 접속하였다.

스페이서 (8) 로서, 합성수지 미립자인 BBS-60510-PH (세키스이파인케미컬 주식회사 제조) 를 사용하여, 음극성으로 대전시켜 산포를 행하였다.

이 때, 도 11 에 나타낸 바와 같이, 표시전극 (3a) 에 -2000V, 표시전극 (3b) 에 -2080V 의 직류전압을 인가하여, 표시전극 (3a) 와 (3b) 의 전위차를 80V 로 하였다. 또, 대전체 (19) 는, 스페이서 (8) 와 동극의 -5000V 로 대전시켰다.

그 결과, 표시전극 (3a) 간에만 스페이서 (8) 를 배치할 수 있고, 반대 극성으로 대전된 스페이서는 대전체 (19) 와의 사이에 인력이 작용하여 절연기판외로 궤도수정되어, 개전체 (19) 를 형성하지 않을 때와 비교하여 스페이서 (8) 의 전극간으로의 선택배치성이 향상되었다.

다음에, 이들의 1 쌍의 절연성기판 (1) 을 접합하여, 180℃, 0.8㎏/㎝ 로 가열가압하고, 150℃ 에서 애프터 베이크처리를 행한 후, 불필요한 부분을 잘라내기위해 분단을 행하였다. 이 때, 도통부분 (20a 및 20b) 을 분단제거하였다. 그 후, 액정 (7) 을 주입하여, 1 쌍의 절연성기판이 접합된 액정표시 장치를 제작하였다.

본 발명은, 상술한 바와 같으므로, 기판 상으로의 미립자의 정확한 배치제어가 가능하다. 이 때문에, 본 발명의 미립자 산포장치를 사용한 액정표시 장치의 제조방법은, 특히, STN 형 액정표시 장치의 제조에 있어서, 종래와 같이 스페이서를 기판 상에 랜덤으로 산포, 배치하는 것과 달리, 스페이서를 스트라이프형 투명전극의 전극사이에 고정밀도로 배치하는 것이 가능해진다. 따라서, 스페이서를 블랙매트릭스하에 배치할 수 있어, 스페이서에 기인하는 광누설이 없는, 콘트라스트가 높은 액정표시 장치의 제조가 가능해진다.

Claims (22)

1. 대전된 미립자를 복수 전극을 갖는 기판 상에 선택적으로 배치시키는 미립자 산포장치로서,

   상기 기판을 설치하기 위한 산포조와,

   상기 미립자를 상기 산포조 내에 공급하여 상기 기판상에 산포하기 위한 미립자 공급장치와,

   상기 기판에 형성된 복수의 전극에 전압을 인가하기 위한 전압인가장치로 이루어지고,

   상기 미립자가 상기 전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 산포조는, 상기 산포조 내에서의 공기의 상하방향의 유속을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 산포조는, 내부의 습도조절 또는 건조 에어퍼지가 가능한 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 산포조에는 상기 기판을 설치하기 위한 스테이지가 제공되고, 상기 스테이지는 체적저항이 10¹⁰ Ω㎝ 이하인 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 산포조 내부에 대전체가 형성된 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 미립자 공급장치는 미립자 분사관을 포함하고, 상기 미립자 분사관의 분출구로부터 상기 산포조에 설치된 상기 기판의 외주부 (外周部) 를 연결하는 면상의 적어도 일부에 대전체를 형성한 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 미립자 공급장치는, 2개 이상의 미립자 분사관 및 1개 이상의 미립자탱크로 이루어지며, 고압기체를 매체로서 사용하여 상기 미립자탱크에 넣어진 미립자를 상기 2개 이상의 미립자 분사관중의 1개에 선택적으로 경유시켜 산포조 내에 공급하는 것으로,

   상기 2개 이상의 미립자 분사관은 서로 다른 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 미립자 공급장치는 다른 재질로 이루어지는 2종 이상의 배관을 직렬로 접속하여 이루어지는 미립자 분사관을 갖는 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 미립자 분사관은, 직렬로 접속된 각각의 배관 길이의 비를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 미립자 공급장치는, 2개 이상의 미립자 탱크로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
11. 제 7 항에 있어서,

    상기 미립자 분사관은 금속배관인 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 금속배관의 내벽은, 상기 금속배관을 구성하는 금속과는 다른 금속으로 피복되어 있거나 또는 수지박막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
13. 제 7 항에 있어서,

    상기 미립자 분사관의 외벽은 금속으로 피복된 수지배관인 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 전압인가장치는, 기판에 형성된 복수의 전극 각각에 인가되는 전압의 전압극성 및 전압값을 미립자 산포중에 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 미립자 산포장치.
15. 기판 상에 형성된 복수의 전극에 전위를 부여하고,

    또한 미립자를 대전시켜, 상기 미립자를 상기 기판 상에 선택적으로 산포 배치하는 미립자 산포방법으로서,

    산포 장치내에 역극성 대전미립자를 배제하는 수단을 갖고, 상기 미립자는 전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 미립자 산포방법.
16. 기판 상에 형성된 복수의 전극에 전위를 부여하고,

    또한 미립자를 대전시켜, 상기 미립자를 상기 기판 상에 선택적으로 산포 배치하는 미립자 산포방법으로서,

    미립자 분사관의 분출구로부터 상기 기판의 외주부를 연결하는 면상의 적어도 일부에 상기 미립자와 동전극의 전위를 인가한 대전체를 형성하고, 상기 미립자는 전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 미립자 산포방법.
17. 제 16 항에 있어서,

    상기 대전체에 부여하는 전위는 상기 기판 상의 복수의 전극에 부여하는 전위보다도 큰 전위인 것을 특징으로 하는 미립자 산포방법.
18. 기판을 설치하기 위한 산포조와,

    미립자를 상기 산포조 내에 공급하여 상기 기판 상에 산포하기 위한 적어도 1개의 미립자 분사관 및 적어도 1개의 미립자 탱크를 갖는 미립자 공급장치와,

    상기 기판에 형성된 복수의 전극에 전압을 인가하기 위한 전압인가장치로 이루어지고,

    상기 전압인가장치는, 상기 복수의 전극 각각에 다른 값의 전압을 인가할 수 있는 미립자 산포장치를 사용하여, 미립자 탱크 각각에 넣어진 서로 다른 재질 또는 다른 표면조성을 갖는 미립자를 고압기체를 매체로 하여, 상기 미립자 공급장치로부터 산포하는 것을 특징으로 하는 미립자 산포방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    기판을 설치하기 위한 산포조와,

    미립자를 상기 산포조 내에 공급하여 상기 기판 상에 산포하기 위한 적어도 1개의 미립자 분사관 및 적어도 1개의 미립자 탱크를 갖는 미립자 공급장치와,

    상기 기판에 형성된 복수의 전극에 전압을 인가하기 위한 전압인가장치로 이루어지고,

    상기 전압인가장치는, 상기 복수의 전극 각각에 다른 값의 전압을 인가할 수 있는 미립자 산포장치를 사용하여, 미립자를 상기 분사관 중의 일방을 경유시킴으로써, ＋(양) 으로 대전시키며, 미립자를 상기 2개의 미립자 분사관의 타방을 경유시킴으로써, －(음) 으로 대전시켜 산포하는 것을 특징으로 하는 미립자 산포방법.
20. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,

    다른 재질로 이루어지거나 또는 다른 표면조성을 갖는 2종의 미립자 중의 일방을, 미립자 분사관을 경유시킴으로써 ＋(양) 으로 대전시키고,

    또한 다른 재질로 이루어지거나 또는 다른 표면조성을 갖는 2종의 미립자 중의 타방을, 미립자 분사관을 경유시킴으로써 －(음) 으로 대전시키는 것을 특징으로 하는 미립자 산포방법.
21. 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,

    간헐적으로 미립자를 산포하는 것을 특징으로 하는 미립자 산포방법.
22. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 미립자 산포장치를 사용함으로써, 복수개의 선형 투명전극을 평행하게 나열하여 구성한 스트라이프형 투명전극을 갖는 기판 상에 스페이서를 선택적으로 배치하는 액정표시 장치의 제조방법으로서,

    나란히 존재하는 짝수개의 선형 투명전극에 상대적으로 높은 전압을 인가하며, 상기 짝수개의 선형 투명전극에 인접하여 나란히 존재하는 짝수개의 선형 투명전극에 상대적으로 낮은 전압을 인가함으로써 상기 스트라이프형 투명전극 상에 상대적으로 높은 전위 (＋(양)) 의 영역과 상대적으로 낮은 전위 (－(음)) 의 영역을 교대로 형성시킨 상태로, 상기 기판 상에 ＋(양) 으로 대전된 스페이서 또는 －(음) 으로 대전된 스페이서를 산포하거나, 또는 ＋(양) 으로 대전된 스페이서 및 －(음) 으로 대전된 스페이서를 교대로 또는 순차적으로 산포하는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치의 제조방법.