JP2001075105A - 散布ノズル及びこれを用いたビーズ分散装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニードルの摺動部分の摩擦力を小さくしつ
つ、液晶表示素子への不純物混入を防止できる散布ノズ
ル及びこれを用いたビーズ分散装置を提供する。 【解決手段】 先端部にエア吐出口２２と、ビーズ溶液
吐出口２１とが形成されたノズル本体１０と、ノズル本
体１０内に設けられ上下移動によりビーズ溶液吐出口２
１の開閉を行なうニードル１１とを備え、ビーズ溶液吐
出口２１から噴出したビーズ溶液に、エア吐出口２２か
ら噴出したエアを当てて、ビーズ溶液を霧化させて液晶
表示素子のガラス基板に向けて散布する散布ノズルであ
って、ニードル１１の摺動部分の潤滑剤として液晶が用
いられている。このことにより、ニードルの摺動部分の
摩擦力を小さくでき、かつビーズ溶液中に液晶が混入し
たまま、ガラス基板上に散布されたり落下しても、液晶
は不純物とはならないため、液晶パネルの品質劣化を防
止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子の製
造工程において、基板上にビーズを散布する散布ノズル
及びこれを用いたビーズ分散装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶パネルの表示品位は日増しに
高まっており、文字認識用のみの用途から、フルカラー
画像表示に耐える品位にまで進歩している。さらに大型
液晶パネルの生産力向上と相俟って、ついにＣＲＴの独
壇場であったモニタ市場においても液晶パネルが参入す
るに至っている。

【０００３】モニタ市場において、液晶モニタがＣＲＴ
を凌駕するためには、さらに大画面でかつ高い品位を得
る必要がある。そのためには、明るくて視野角が広く、
高解像度であるという性能面を向上させることに加え、
画面内での表示むらがなく均一な表示ができること、さ
らには各液晶パネル間で性能のばらつき低減という生産
工程における品質向上の取り組みが重要となる。

【０００４】このような品質課題の一つである表示むら
をなくすための解決手段の一つとして、液晶パネルの液
晶厚さ（以下、「セルギャップ」という。）の均一化が
ある。このセルギャップ均一化のために、スペーサを基
板上に散布する工程においてセミドライ方式ビーズ分散
装置が用いられている。

【０００５】セミドライ方式とは、スペーサとして用い
るビーズをアルコールと水とを混合した溶媒中に攪拌さ
せたビーズ溶液を、散布ノズルを用いて霧化させ、溶媒
の気化により、ビーズのみをガラス基板上に散布配置す
る方法である。その散布ノズルのニードルの動きを滑ら
かにするためにニードルにはグリースが塗られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の散布ノズルを用いると、グリースがビーズ
溶液に混入し、スペーサとして用いるビーズと共にグリ
ースを散布する危険性があり、この場合はグリースが不
純物となり表示品位を落とすという問題があった。

【０００７】このような問題を避けるために、ニードル
にグリースを塗らないとすると、ニードルの摺動部分で
あるニードルとＯリングとの間、及びニードルとパッキ
ンとの間の静止摩擦力が大きくなり、ニードルが容器吐
出口を完全に閉じることができず、散布ノズルの先端か
ら霧化されていないビーズ溶液が漏れてビーズが溶媒と
ともにガラス基板上に落ち、ビーズ溶液中のビーズが凝
集し、その周りの液晶の配向を乱し、表示品位を落とす
という別の問題があった。

【０００８】本発明は、前記のような従来の問題を解決
するものであり、ニードルの摺動部分の摩擦力を小さく
しつつ、液晶表示素子への不純物混入を防止できる散布
ノズル及びこれを用いたビーズ分散装置を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の散布ノズルは、先端部にガス吐出口と、ビ
ーズ溶液吐出口とが形成されたノズル本体と前記ノズル
本体内に設けられ上下移動により前記ビーズ溶液吐出口
の開閉を行なうニードルとを備え、前記ビーズ溶液吐出
口から噴出したビーズ溶液に、前記ガス吐出口から噴出
したガスを当てて、前記ビーズ溶液を霧化させて液晶表
示素子のガラス基板に向けて散布する散布ノズルであっ
て、前記ニードルの摺動部分の潤滑剤として液晶が用い
られていることを特徴とする。前記のような散布ノズル
によれば、ニードルの摺動部分の摩擦力を小さくしつ
つ、液晶表示素子への不純物混入を防止できる。すなわ
ち、ビーズ溶液中に液晶が混入したまま、ガラス基板上
に散布されたり、落下しても、液晶は不純物とはならな
いため、液晶パネルの品質を劣化させることはない。

【００１０】前記散布ノズルにおいては、前記潤滑剤と
しての液晶に、前記液晶表示素子に注入する液晶と同じ
液晶が用いられていることが好ましい。前記のような散
布ノズルによれば、ビーズ溶液中に液晶が混入したま
ま、ガラス基板上に散布されたり、落下しても、液晶の
組成を変えることがないため、液晶パネルの品質の劣化
防止により有効である。

【００１１】次に、本発明のビーズ分散装置は、前記各
散布ノズルを用いたことを特徴とする。前記のようなビ
ーズ分散装置によれば、ニードルの摺動部分の摩擦力を
小さくしつつ、液晶表示素子への不純物混入を防止でき
る。すなわち、ビーズ溶液中に液晶が混入したまま、ガ
ラス基板上に散布されたり、落下しても、液晶は不純物
とはならないため、液晶パネルの品質を劣化させること
はない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。まず、図１を用いて
ビーズ分散工程について説明する。図１（ａ）は、ビー
ズ分散装置の模式図を示している。ビーカー２３には、
ビーズを水とアルコールとからなる溶媒に攪拌させたビ
ーズ溶液が貯えられている。このビーズ溶液は、散布ノ
ズル２４から霧１３として吐出され、霧１３はガラス基
板２５に向かって散布される。図１（ｂ）は、霧１３の
粒子の拡大図である。２６がビーズで、２７が溶媒であ
る。霧１３のうち溶媒は、ガラス基板２５上に落下する
前に気化されるので、ビーズのみがガラス基板２５上に
散布配置されることになる。

【００１３】ビーズを散布するメカニズムについて図２
を用いて、具体的に説明する。図２（ａ）は、散布ノズ
ルのノズル先端部の吐出口が閉じた状態の断面図、図２
（ｂ）は、散布ノズルのノズル先端部の吐出口が開いた
状態の断面図を示している。図２（ａ）に示したよう
に、初期状態ではニードル１１はバネ１４によりノズル
先端部１８の方向に押されている。このことにより、吐
出口２１は、ニードル１１により塞がれている。

【００１４】図２（ｂ）に示したように、ピストン開用
のエアー１５をニードル１１に吹き付けると、ニードル
１１は持ち上がる。このことにより、ノズル先端部１８
の吐出口２１が開くことになる。この状態で、吐出口２
２から、霧化用エアー１６を噴出させると、溶液配管１
９中のビーズ溶液１７が引っ張り出されることになり、
ビーズ溶液１７は吐出口２１から噴出する。

【００１５】吐出口２１から噴出したビーズ溶液１７
は、吐出口２２から噴出した霧化用エアー１６に当たる
ことになり、ビーズ溶液１７は、図２（ｂ）の領域Ａ部
分で霧化する。

【００１６】ピストン開エアー１５の圧力によるニード
ル１１を押し上げる力は、ばね１４の反発力に、ニード
ル１１とＯリング１２との間の摩擦力、及びニードル１
１とピストンパッキン２０との間の摩擦力を加えた力よ
り大きいので、ピストン開エアー１５によりニードル１
１を押し上げて、吐出口２１を開くことが可能である。
従来例では、ニードル１１とＯリング１２との間の摩擦
力、及びニードル１１とピストンパッキン２０との間の
摩擦力を小さくするために、ニードル１１には、グリー
スが塗布されている。

【００１７】しかしながら、このグリースがビーズ溶液
１７中に混入し、ガラス基板上に散布されてしまうと、
液晶パネル中に不純物となるグリースが混入されること
になる。このようなガラス基板を用いて液晶パネルを作
製すると、不純物のために液晶パネルの品質を劣化して
しまう。

【００１８】このような品質劣化を防止するため、ニー
ドル１１にグリースを塗布しないとすると、散布回数が
増えるにつれて、Ｏリング１２が膨潤し、摩擦力が増大
する。摩擦力が増大すると、散布時にピストン開エアー
１５により押し上げられたニードル１１が元の位置（図
２（ａ））に戻る際にばね１４の圧力のみでは完全に戻
りきらず、吐出口２１を完全に塞ぐことができない。こ
のように吐出口２１がニードル１１によって完全に塞が
れていないと、吐出口２１からビーズ溶液１７が漏れる
可能性がある。

【００１９】通常、ビーズを散布していないときは、霧
化用エアー１６は噴出していない。これは、ビーズをガ
ラス基板の面内に均一に散布するためである。このた
め、吐出口２１がニードル１１によって完全に塞がれて
いないと、吐出口２１より漏れたビーズ溶液１７は霧化
されずにガラス基板２５上に落下する。この場合、ガラ
ス基板２５上に落下したビーズ溶液１７中のビーズは凝
集する。この凝集により液晶の配向が著しく乱れるの
で、表示品位が著しく低下することになる。

【００２０】本実施形態では、グリースの代わりに液晶
をニードル１１に塗布している。この液晶塗布により、
ニードル１１とＯリング１２との間の摩擦力、及びニー
ドル１１とニードルパッキン２０との間の摩擦力を、グ
リースを塗らない場合に比べて減少させることができ
る。

【００２１】さらに、グリースの代わりに液晶を用いた
場合は、ビーズ溶液中に液晶が混入したまま、ガラス基
板上に散布されたり、落下したとしても、液晶は不純物
とはならないため、液晶パネルの品質を劣化させること
はない。ニードル１１に塗布する液晶が、液晶パネルに
注入するものと同一であれば、液晶の組成を変えること
がないためより好ましい。

【００２２】ニードル１１に液晶を塗った場合と何も塗
らない場合とについて、静止摩擦力を測定し比較を行な
った。図３に、静止摩擦力の測定方法の概略図を示して
おり、図３を参照しながら、具体的に説明する。ニード
ル１１の後部３２にバネばかり３１の先端部を取り付け
たまま、ニードル１１が吐出口２１を閉じている状態に
する。ノズル本体１０を固定して、バネ計り３１を、ニ
ードル１１が吐出口２１を開く方向（矢印３３）に引っ
張り、ニードル１１が動き出したときのバネ計り３１が
示した値を静止摩擦力とする。このような測定方法で、
液晶パネルに注入する液晶をニードル１１に塗った場合
と、何も塗らない場合とについて静止摩擦力（ｇｆ）を
それぞれ１０回測定した。以下の表１に、測定結果を示
す。

【００２３】

【表１】 回数 液晶を塗布した場合 何も塗布しない場合 １ １５１ １０５０ ２ １４７ １０３９ ３ １５０ １０７６ ４ １４７ １０６５ ５ １４５ １０４５ ６ １５０ １０７８ ７ １５３ １０５６ ８ １５４ １０４６ ９ １４７ １０６４ １０ １４９ １０５５ 平均値 １４９.３ １０５７.４

【００２４】表１より明らかなように、注入する液晶を
ニードル１１に塗ることにより、何も塗らない場合より
静止摩擦力は著しく減少していることが分かる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、散布ノ
ズルのニードルの摺動部分の潤滑剤として液晶を用いる
ことにより、ニードルの摺動部分の摩擦力を小さくする
ことができ、さらに、ビーズ溶液中に液晶が混入したま
ま、ガラス基板上に散布されたり、落下しても、液晶は
不純物とはならないため、液晶パネルの品質劣化を防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の一実施形態に係るビーズ分散装
置の模式図 （ｂ）図１（ａ）の霧１３の粒子の拡大図

【図２】（ａ）本発明の一実施形態に係る散布ノズルの
吐出口が閉じた状態の断面図 （ｂ）本発明の一実施形態に係る散布ノズルの吐出口が
開いた状態の断面図

【図３】本発明に係る散布ノズルの静止摩擦力の測定方
法を示す概略図

【符号の説明】

１０ ノズル本体 １１ ニードル １２ Ｏリング １３ 霧 １４ バネ １５ ピストン開エアー １６ 霧化用エアー １７ ビーズ溶液 １８ ノズル先端部 １９ ビーズ溶液配管 ２０ ニードルパッキン ２１，２２ 吐出口 ２３ ビーカー ２４ 散布ノズル ２５ ガラス基板 ２６ ビーズ ２７ 溶媒 ３１ バネばかり ３２ ニードル後部 ３３ ニードルを引く方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部にガス吐出口とビーズ溶液吐出口
   とが形成されたノズル本体と、前記ノズル本体内に設け
   られ上下移動により前記ビーズ溶液吐出口の開閉を行な
   うニードルとを備え、前記ビーズ溶液吐出口から噴出し
   たビーズ溶液に、前記ガス吐出口から噴出したガスを当
   てて、前記ビーズ溶液を霧化させて液晶表示素子のガラ
   ス基板に向けて散布する散布ノズルであって、前記ニー
   ドルの摺動部分の潤滑剤として液晶が用いられているこ
   とを特徴とする散布ノズル。
2. 【請求項２】 前記潤滑剤としての液晶に、前記液晶表
   示素子に注入する液晶と同じ液晶が用いられている請求
   項１に記載の散布ノズル。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の散布ノズルを用
   いたビーズ分散装置。