JPH05173146A - Method for scattering spacer over substrate - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To uniformly and securely scatter spacers without putting the spacers one over another by electrostatically charging the spacers and scattering them over the substrate by utilizing the resiliency of electric charges. CONSTITUTION:Corona discharge is caused between a plate type electrode 21 and a rod type electrode 22 to ionize air, whose ions are supplied to the spacers 1 for the electrostatic charging. Many electrostatically charged spacers 1 have mutual electric resiliency to scatter from a spacer table. The scattered spacers 1 are attracted by gravitation and an electric attracting force based upon the ground potential having the opposite polarity from the electric charges given to the spacers 1 applied to a conductive electrode 12 to fall on the substrate 10. At this time, when another spacer 1b falls on one spacer 1a which is already fallen, the electric charges of the spacer 1a are held without being discharged since the substrate 10 is formed of an insulating member. Therefore, the spacers 1 which come close to each other electrically repel each other and are prevented from being put one over another.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は基板上へのスペーサの散
布方法に関し、例えば、液晶表示素子を構成する一対の
基板間に挟持されるスペーサを、液晶表示素子の作製中
で散布する方法に関する。液晶表示素子は、対向面側に
導電電極が形成された一対の基板間に液晶層を介在して
形成されている。前記基板間を一定間隔に維持して液晶
層の厚さを均一にするため、多数の球状スペーサを基板
間に介在させることが行なわれている。本発明は、この
スペーサを液晶表示素子の一方の基板上に均等に分散さ
せるための散布方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of distributing spacers on a substrate, for example, a method of distributing spacers sandwiched between a pair of substrates constituting a liquid crystal display element during the production of the liquid crystal display element. .. The liquid crystal display element is formed with a liquid crystal layer interposed between a pair of substrates each having a conductive electrode formed on the opposite surface side. In order to maintain a constant space between the substrates and make the thickness of the liquid crystal layer uniform, a large number of spherical spacers are interposed between the substrates. The present invention relates to a spraying method for evenly distributing the spacers on one substrate of the liquid crystal display element.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、液晶表示素子の作製は、１０μｍ
径程度の球状若しくは円柱状の多数のスペーサを基板上
に散布し、更にもう一つの基板を前記基板上に配置して
スペーサを基板間で挟持して基板間隔を一定に保ち、基
板間の周囲を接着剤で封止し、基板間に液晶を注入して
行なわれる。通常、スペーサは基板面内に数１０個／ｍ
ｍ²の密度で配設されるが、例えば薄いガラス等、変形
し易い材質で基板が形成されている場合、スペーサの密
度により基板間隔が変化し、作製された液晶表示素子の
表示特性にばらつきが生じる。そのため、基板面に定量
のスペーサを均一に配置することが必要である。2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal display device is manufactured by 10 μm.
A large number of spherical or cylindrical spacers of about the diameter are scattered on the substrates, another substrate is placed on the substrates, and the spacers are sandwiched between the substrates to keep the substrate spacing constant, and the periphery between the substrates Is sealed with an adhesive and liquid crystal is injected between the substrates. Normally, there are several tens of spacers / m on the substrate surface.
The substrates are formed with a density of m ² , but when the substrate is formed of a material that is easily deformed, such as thin glass, the spacing between the substrates changes depending on the spacer density, and the display characteristics of the manufactured liquid crystal display element vary. Occurs. Therefore, it is necessary to uniformly dispose a certain amount of spacers on the substrate surface.

【０００３】そこで、有機溶媒等にスペーサを分散させ
てスプレーで基板上から散布する方法（特開昭５８ー１
００１２２号公報参照）、強磁性体スペーサを用い、磁
界の作用を利用して散布する方法（特開平２ー２８０１
２４号公報参照）等が提案されている。Therefore, a method in which spacers are dispersed in an organic solvent or the like and sprayed on the substrate by spraying (JP-A-58-1)
(See Japanese Patent Laid-Open No. 00122), a method of using a ferromagnetic spacer and utilizing the action of a magnetic field to disperse (Japanese Patent Laid-Open No. 2801/1990).
No. 24), etc. have been proposed.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有機溶
媒を用いる方法であると、有機溶媒が蒸発する際に凝集
し、そこにスペーサが集る場合があり、基板上に均一に
散布することが困難である。特に、円柱状のスペーサを
用いる場合、スペーサ同士が重なり合い、基板間隔を一
定に保持するという目的を達成することができなくなる
という問題点があった。また、スプレーによる散布の場
合、基板上の高い位置から散布する必要があり装置の大
型化を招くとともに、高い位置から飛散させるため基板
上に乗らないスペーサを回収するのに手間がかかるとい
う問題点があった。更に、有機溶媒には環境や人体等に
有害なものが多く、この点においても有機溶媒を使用し
ない方法が望まれていた。特に、フロン系のものに至っ
ては、近年のオゾン層の破壊問題で全廃の方向にある。However, in the method using an organic solvent, when the organic solvent evaporates, the particles may aggregate and the spacers may gather there, which makes it difficult to uniformly disperse them on the substrate. Is. In particular, when cylindrical spacers are used, there is a problem that the spacers overlap with each other and the purpose of keeping the substrate spacing constant cannot be achieved. Further, in the case of spraying, it is necessary to spray from a high position on the substrate, which leads to an increase in size of the apparatus, and it takes time and effort to collect spacers that do not ride on the substrate because they are scattered from a high position. was there. Furthermore, many organic solvents are harmful to the environment and the human body, and also in this respect, a method that does not use organic solvents has been desired. In particular, fluorocarbons are being completely abolished due to the problem of ozone layer destruction in recent years.

【０００５】また、強磁性体スペーサを用いる場合、磁
性を帯びた粒子は必ず双極子になるため、粒子同士が凝
集すると考えられる。そこで、強磁性体の周囲を樹脂で
コートする等の処理を施し、一方の極のみが表面に現れ
るような特殊なスペーサを使用することが必要となる。
前記スペーサの構造は特殊なので、製造工程が複雑化し
コスト高になるという問題点があった。When a ferromagnetic spacer is used, magnetic particles are always dipoles, and it is considered that the particles agglomerate with each other. Therefore, it is necessary to perform a treatment such as coating the periphery of the ferromagnetic material with a resin and use a special spacer so that only one pole appears on the surface.
Since the spacer has a special structure, the manufacturing process is complicated and the cost is high.

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、有機溶媒を使用せず且つ安価な材料から成るスペー
サを、基板上に均一に散布する方法を提供することを目
的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for uniformly dispersing spacers made of an inexpensive material without using an organic solvent on a substrate.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するため本発明のスペーサの散布方法は、少なくとも
上面が絶縁性を有するよう形成された基板上に、帯電さ
せた多数のスペーサを飛散し、該スペーサ同士を静電的
に反発させて前記基板上に分散させることを特徴として
いる。In order to solve the above-mentioned problems of the conventional example, the method of spraying spacers of the present invention is such that a large number of charged spacers are formed on a substrate having at least an upper surface having an insulating property. It is characterized in that it is scattered and electrostatically repels the spacers to disperse them on the substrate.

【０００８】[0008]

【作用】本発明によれば、基板上方で帯電させた多数の
スペーサを飛散させると、これらスペーサは重力で基板
上に落下する。その際、基板上面は絶縁性を有するよう
形成されているので、基板上に落下したスペーサは電荷
を保持し、スペーサ同士は静電的に反発して重なり合う
ことなく基板上で均一の密度で分散する。According to the present invention, when a large number of charged spacers are scattered above the substrate, these spacers fall on the substrate due to gravity. At that time, since the upper surface of the substrate is formed to have an insulating property, the spacers dropped on the substrate retain electric charges, and the spacers electrostatically repel each other and disperse at a uniform density on the substrate without overlapping. To do.

【０００９】[0009]

【実施例】本発明の一実施例について図１を参照しなが
ら説明する。本発明方法は基板上に均一にスペーサを散
布する場合に適用されるものであり、スペーサの均一散
布は、例えば、一対の基板間の間隔を一定に保つ際に、
基板間にスペースを挟む場合に行なわれる。基板１０は
間隔を一定に保つべき一対の基板の一つであり、ガラス
等で形成された絶縁性基板１１と、この絶縁性基板１１
の下面に形成された導電電極１２と、とから構成されて
いる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The method of the present invention is applied to the case where the spacers are evenly distributed on the substrate, and the uniform distribution of the spacers is, for example, when keeping the interval between the pair of substrates constant.
This is done when a space is sandwiched between the substrates. The substrate 10 is one of a pair of substrates that should be kept at a constant distance, and includes an insulating substrate 11 made of glass or the like and the insulating substrate 11
And a conductive electrode 12 formed on the lower surface of the.

【００１０】実施例で使用されるスペーサ１は、ガラス
で形成された直径１２μｍの円柱状のガラススペーサ
（日本電気硝子（株）ＰＥ−１２０）を使用した。スペ
ーサ１は基板１０上の一部に集めて載置されている。ま
た、スペーサ１は、ガラスの他にスチレン系の樹脂で形
成してもよい。As the spacer 1 used in the examples, a columnar glass spacer (PE-120 manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) having a diameter of 12 μm and made of glass was used. The spacers 1 are collectively mounted on a part of the substrate 10. Further, the spacer 1 may be formed of styrene resin other than glass.

【００１１】帯電器２０は、長尺状の方形筒の一面を除
去した形状の板状電極２１と、該板状電極の略中央部を
貫く棒状電極２２とから構成され、棒状電極２２には電
源３を介して直流電圧が供給されている。この直流電圧
は適宜可変でき、スペーサ１の帯電量を調節できるよう
になっている。板状電極２１の開口側は、基板１０上面
付近に位置するようになっている。また、板状電極２１
及び前記導電電極１２は接地されている。The charger 20 comprises a plate-shaped electrode 21 having a shape in which one surface of a long rectangular cylinder is removed, and a rod-shaped electrode 22 penetrating substantially the center of the plate-shaped electrode. DC voltage is supplied through the power supply 3. This DC voltage can be changed as appropriate, and the charge amount of the spacer 1 can be adjusted. The opening side of the plate electrode 21 is located near the upper surface of the substrate 10. In addition, the plate electrode 21
And the conductive electrode 12 is grounded.

【００１２】次に、上記実施例による基板１０上へのス
ペーサ１の散布の仕方について、図２（ａ）ないし
（ｄ）を参照しながら説明する。帯電器２０により基板
１０上に載置されたスペーサ１を帯電しやすい極性、例
えばガラスであれば正、樹脂であれば負に均一に帯電さ
せる（図２（ａ）、図では正に帯電した瞬間を示してい
る）。すなわち、板状電極２１と棒状電極２２との間で
コロナ放電を起こし空気をイオン化させ、このイオンを
スペーサ１に落として帯電させる。また、帯電電圧はス
ペーサ１の形状、粒径、分散させたい密度により適宜調
節する。Next, how to disperse the spacers 1 on the substrate 10 according to the above embodiment will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (d). The spacer 1 placed on the substrate 10 is uniformly charged by the charger 20 such that it has a polarity that facilitates charging, for example, positive for glass and negative for resin (FIG. 2A, positively charged in the figure). Shows the moment). That is, a corona discharge is generated between the plate electrode 21 and the rod electrode 22 to ionize the air, and the ions are dropped on the spacer 1 to be charged. Further, the charging voltage is appropriately adjusted depending on the shape of the spacer 1, the particle size, and the density to be dispersed.

【００１３】帯電した多数のスペーサ１は、互に電気的
な反発力が生じてスペーサ台２から飛散する（図２
（ｂ））。飛散したスペーサ１は、重力及び導電電極１
２に印加されたスペーサ１に与えられた電荷とは逆の極
性の電圧若しくは接地電位（図では接地電位）による電
気的な吸引力により引き付けられ、基板１０上に落下す
る。その際、図２（ｃ）のように、既に落下したスペー
サ１ａ上に他のスペーサ１ｂが落下する場合、基板１０
は絶縁性部材で形成されているため、スペーサ１ａの電
荷は放電されることなく保持されているので、接近した
スペーサ１同士は再び電気的に反発して離反し、重なり
合うことを防止している（図２（ｄ））。A large number of charged spacers 1 are electrically repelled by each other and scattered from the spacer base 2 (FIG. 2).
(B)). The scattered spacers 1 are gravity and conductive electrodes 1.
It is attracted by a voltage having a polarity opposite to that of the charge applied to the spacer 1 applied to 2 or an electric attraction force by a ground potential (ground potential in the figure), and drops onto the substrate 10. At this time, as shown in FIG. 2C, when another spacer 1b drops on the already dropped spacer 1a, the substrate 10
Are formed of an insulating member, the electric charges of the spacers 1a are retained without being discharged, so that the spacers 1 that have approached each other are electrically repelled again and separated from each other, thereby preventing overlapping. (FIG.2 (d)).

【００１４】更に具体的には、直径１２μｍの円柱状の
ガラススペーサ（日本電気硝子（株）ＰＥ−１２０）を
使用し、基板１０上に置かれたスペーサ１の真上１０ｍ
ｍの位置に帯電器２０を設置し、電源３として６．７７
ｋＶの直流電圧を印加した場合、スペーサ１の分散状況
は次のようになった。すなわち、スペーサ１を置いた場
所から９ｍｍ離れた場所に散布されたスペーサ１を顕微
鏡でみたところ、８５個／ｍｍ²のスペーサ１が重なる
ことなく均一に分散しているのを確認することができ
た。More specifically, a cylindrical glass spacer having a diameter of 12 μm (PE-120 manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) is used, and the spacer is placed 10 m directly above the spacer 1 placed on the substrate 10.
The charger 20 is installed at the position of m, and the power source 3 is 6.77.
When a DC voltage of kV was applied, the dispersion state of the spacer 1 was as follows. That is, when observing the spacers 1 scattered 9 mm away from the place where the spacers 1 are placed with a microscope, it is possible to confirm that 85 spacers / mm ² of spacers 1 are uniformly dispersed without overlapping. It was

【００１５】次に、比較的大面積基板上にスペーサを散
布する第２の実施例について、図３を参照しながら説明
する。図３は、一対の基板と、基板間に挟まれた液晶層
とにより構成される液晶表示素子の一方の基板１０上に
スペーサ１を散布する場合に適用した例を示している。
第１の実施例と同一部分については同一符号を付してい
る。基板１０は、ガラス基板１１と、このガラス基板１
全体を覆う薄膜の導電電極１２と、この導電電極１２を
覆い、液晶層の配向制御を行なうための絶縁性の配向膜
１３とから構成されている。また、基板１０は、移動手
段（図示せず）上に配置され、帯電器２０の長尺方向に
対して直交する方向（図の左右方向）に移動可能なよう
になっている。Next, a second embodiment in which spacers are dispersed on a relatively large area substrate will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an example applied when the spacers 1 are scattered on one substrate 10 of a liquid crystal display element composed of a pair of substrates and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates.
The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals. The substrate 10 includes a glass substrate 11 and the glass substrate 1
It is composed of a thin-film conductive electrode 12 that covers the entire surface and an insulating alignment film 13 that covers the conductive electrode 12 and controls the alignment of the liquid crystal layer. Further, the substrate 10 is arranged on a moving means (not shown) and is movable in a direction orthogonal to the lengthwise direction of the charger 20 (left-right direction in the drawing).

【００１６】スペーサ１は、第１の実施例と同様に、ガ
ラスで形成された直径１２μｍの円柱状のガラススペー
サ（日本電気硝子（株）ＰＥ−１２０）を使用した。ス
ペーサ１は長尺板状のスペーサ台２上に載置されてい
る。このスペーサ台２は、スペーサ１を散布すべき基板
１０の上方に配置されている。また、第１の実施例と同
様に、スペーサ１は、ガラスの他にスチレン系の樹脂で
形成してもよい。As the spacer 1, similarly to the first embodiment, a cylindrical glass spacer (PE-120 manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd.) having a diameter of 12 μm and made of glass was used. The spacer 1 is placed on a spacer stand 2 having a long plate shape. The spacer base 2 is arranged above the substrate 10 on which the spacers 1 are scattered. Further, similarly to the first embodiment, the spacer 1 may be formed of styrene resin other than glass.

【００１７】帯電器２０は基板１０の上方位置に設置さ
れている。帯電器２０の構成は図１と同じである。板状
電極２１の開口側は、前記スペーサ台２を覆うことがで
きる程度の大きさで形成されている。また、板状電極２
１及び前記導電電極１２は接地されている。The charger 20 is installed above the substrate 10. The structure of the charger 20 is the same as that of FIG. The opening side of the plate-like electrode 21 is formed to have a size that can cover the spacer base 2. In addition, the plate electrode 2
1 and the conductive electrode 12 are grounded.

【００１８】上記第１及び第２の実施例によれば、基板
１０上にスペーサ１を散布する際に、環境、人体に有害
な有機溶媒を使用せず、また特殊な磁性対スペーサを使
用することなく、スペーサ１の帯電量を調節するだけ
で、基板１０上に任意の密度で均一に且つスペーサ１同
士が重なることなく確実に分散させることができる。ま
た、電荷の反発力を利用してスペーサを散布させるた
め、従来例で述べた散布方法に比較して、基板１０上面
若しくは僅かに上方で飛散しても基板１０上の広範囲に
わたってスペーサ１を分散させることができるので、高
さ方向における装置の小型化を図ることができる。基板
１０上面若しくは僅かに上方でスペーサ１を飛散させる
ので、従来例で説明したスプレーで散布させる方法に比
較して、基板１０上に乗らない無駄なスペーサの発生を
防止することができる。According to the first and second embodiments described above, when the spacers 1 are dispersed on the substrate 10, an organic solvent harmful to the environment and the human body is not used, and a special magnetic pair spacer is used. Without adjusting the charge amount of the spacers 1, it is possible to surely disperse the spacers 1 uniformly at an arbitrary density on the substrate 10 without overlapping the spacers 1 with each other. Further, since the spacers are scattered by using the repulsive force of the electric charge, the spacers 1 are dispersed over a wide area on the substrate 10 even if the spacers are scattered on the upper surface of the substrate 10 or slightly above, as compared with the scattering method described in the conventional example. Therefore, the device can be downsized in the height direction. Since the spacers 1 are scattered on the upper surface of the substrate 10 or slightly above, it is possible to prevent the generation of useless spacers that do not get on the substrate 10 as compared with the method of spraying by spraying described in the conventional example.

【００１９】また、第２の実施例によれば、基板１０を
移動可能とするとともに、基板１０の上方に位置するス
ペーサ台２上にスペーサ１を配置して帯電させたので、
分散範囲を広くすることができ、大面積の基板上に均一
にスペーサ１を散布させることができる。更に、大面積
の基板１０上に均一にスペーサ１を散布させることがで
きるので、液晶表示素子の作製工程に適用した場合、表
示品位が良好な液晶表示素子を得ることができる。Further, according to the second embodiment, since the substrate 10 is made movable and the spacer 1 is arranged on the spacer base 2 located above the substrate 10 to be charged,
The dispersion range can be widened, and the spacers 1 can be evenly dispersed on a large-area substrate. Furthermore, since the spacers 1 can be evenly dispersed on the substrate 10 having a large area, a liquid crystal display element with good display quality can be obtained when applied to the manufacturing process of the liquid crystal display element.

【００２０】また、上記第１及び第２の実施例では、基
板１０の下側に導電電極１２を形成して、帯電されたス
ペーサ１を吸引するように構成したが、導電電極１２が
なくてもスペーサ１は重力で落下するのでこれを省略し
てもよい。また、電源３として直流電圧を印加するよう
にしたが、交流電圧を印加してもよい。In the first and second embodiments, the conductive electrode 12 is formed on the lower side of the substrate 10 to attract the charged spacer 1. However, the conductive electrode 12 is not provided. However, since the spacer 1 falls by gravity, this may be omitted. Further, although the DC voltage is applied as the power source 3, an AC voltage may be applied.

【００２１】[0021]

【発明の効果】本発明方法によれば、スペーサを帯電さ
せることにより、電荷の反発力を利用して基板上に散布
させるので、スペーサ同士が重なり合うことがなく、均
一且つ確実に分散させることができる。According to the method of the present invention, since the spacers are charged and dispersed on the substrate by utilizing the repulsive force of the charges, the spacers can be dispersed uniformly and surely without overlapping each other. it can.

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

【図１】 本発明方法を実施するための装置の概略説明
図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view of an apparatus for carrying out the method of the present invention.

【図２】 （ａ）ないし（ｄ）は本発明方法によるスペ
ーサの散布状況を説明するための模式図である。2 (a) to 2 (d) are schematic views for explaining a spraying state of spacers according to the method of the present invention.

【図３】 本発明方法を実施するための別の装置の概略
説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory view of another device for carrying out the method of the present invention.

【符号の説明】 １…スペーサ、 ２…スペーサ台、 ３…電源、 １０
…基板、 １３…配向膜、 ２０…帯電器、 ２１…板
状電極、 ２２…棒状電極[Explanation of Codes] 1 ... Spacer, 2 ... Spacer base, 3 ... Power supply, 10
... Substrate, 13 ... Alignment film, 20 ... Charger, 21 ... Plate electrode, 22 ... Rod electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 賢治 神奈川県川崎市麻生区万福寺１ー２ー２ 富士ゼロックス株式会社電子技術研修セン ター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenji Ikeda Kenji Ikeda 1-2-2 Manpukuji, Aso-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fuji Xerox Co., Ltd. Electronic Technology Training Center

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 少なくとも上面が絶縁性を有するよう形
成された基板上に、帯電させた多数のスペーサを飛散
し、該スペーサ同士を静電的に反発させて前記基板上に
分散させることを特徴とする基板上へのスペーサの散布
方法。1. A large number of charged spacers are scattered on a substrate having at least an upper surface having an insulating property, and the spacers are electrostatically repulsed to be dispersed on the substrate. A method of spraying spacers on a substrate.