專利名稱：噴射微粒的設備和使用這種設備的噴射方法以及用于制造液晶顯示器的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種微粒噴射設備，和利用所述設備的微粒噴射方法和液晶顯示裝置的制造方法。
背景技術：
隨著電子學的進步，在各種應用中使用微粒。在這種微粒中，有用于各向異性薄膜中的導電微粒、用于粘結技術領域中的導電微粒、和提供作為液晶顯示裝置中的間隔物的微粒。
作為這種微粒的一種應用，液晶顯示裝置已經(jīng)被廣泛地應用于個人電腦和便攜式電子儀器中。液晶顯示裝置通常包含一對基片1、夾在它們之間的液晶層7、濾色片層4、黑色矩陣層5、透明電極層3、對準層9等，如

圖12所示。這里，確定兩個基片1的間隔的，即液晶層的適當厚度的，是間隔物層8。
在傳統(tǒng)的液晶顯示裝置制造方法(包含將間隔物微粒隨意和不均勻地噴射到帶有象素電極的基片上)中，間隔物微粒必然也安排在象素電極上，即液晶顯示器的顯示區(qū)域上，這可以從圖12中看到，結果，大大降低了設備的孔徑率。間隔物微粒通常由合成樹脂、玻璃等等制成，并且當將間隔物安排在象素電極上時在間隔物區(qū)域發(fā)生漏光，這是由于去極化效應導致的。另外，在間隔物表面上的液晶的取向被擾亂，引起光的逃逸，導致對比度和色調(diào)降低，并影響了顯示質(zhì)量。
為了克服上述不利，間隔物微粒應該專門安排在形成在濾色層中的遮光黑色矩陣區(qū)域內(nèi)。設置黑色矩陣層是為了改善液晶顯示裝置中顯示的對比度，并且在TFT液晶裝置的情況下，用于防止由于外部的光引起的單元的光學不穩(wěn)定作用。
作為針對選擇性地將間隔物安排在黑色矩陣區(qū)域內(nèi)，即，在除了液晶顯示裝置的象素電極的區(qū)域內(nèi)的技術，第Hie-4-256925號日本公開公告中揭示了一種方法，它包含，在施加間隔物微粒的過程中，將門電極組和漏電極組保持在相同的電位。第Hei-5-53121號日本公開公告中揭示了一種方法，包含在施加間隔物微粒過程中，將電壓提供給布線電極。另外，第Hie-5-61052號日本公開公告中揭示了一種干燥微粒噴射方法，包含將正電壓提供給布線電極，和將負電荷提供給間隔物微粒。
但是，上述的任何方法都不變地依賴對布線電極的使用，并且，因此，只能應用于TFT液晶顯示裝置。在STN液晶顯示裝置中，沒有電極對應于所述布線電極，但是，帶狀電極以正交的關系設置在兩個基片之間，形成象素電極，對應于黑色矩陣的區(qū)域形成電極間距(空間)，結果，上述技術無法利用。
同時，第Hei-4-204417號日本公開公告中揭示了一種技術，其中，通過這樣的方法將間隔物選擇性地設置在無電極區(qū)域，即，對一個絕緣基片上的電極充電，并噴射經(jīng)充電至與該絕緣基片上的電極相同電位的間隔物，另外，將導體設置在微粒噴射設備中電極基片下面，從而可以提供正電壓，從而控制充負電的間隔物的下落速度，而外殼包含導電材料，負電壓提供給該導電材料，以避免充負電的間隔物微粒被吸引到設備壁上。
但是，由于間隔物材料本身的內(nèi)因變數(shù)，在間隔物充電量中有變數(shù)，間隔物的一部分充電至相反的極性，這種反向(正向)充電的間隔物微粒安排在絕緣基片上的電極上(充負電的電極)，以基本上減小孔徑率。
第Sho-63-77025號日本昭和公開公告揭示了一種間隔物噴射設備，其中，設備的頂部和底部構成為一對電極，從而可以通過在所述頂部和底部之間提供直流電壓，產(chǎn)生電場，并噴射電位和頂部相等的間隔物。使用這種設備，由于使間隔物通過電場下落，間隔物的下落速度可以得到控制，從而間隔物微?？梢跃鶆蛏⒉?，并沉淀在基片上。
但是，通過這種間隔物噴射設備，通過使用電場的影響，間隔物微粒的下落速度多少可以得到某種控制，但是，由于電力線形成在頂部和底部電極之間，難以選擇性地控制間隔物的下落位置。另外，當將電壓提供給用作底部電極的帶狀電極陣列時，無法選擇，只是得到均勻的電場，這是由液晶顯示裝置中窄的電極間距引起的。由此，更加難以將間隔物選擇性地安排在無象素存在的電極間距中。
第平-1-187533號日本公開公告中揭示了一種間隔物噴射設備，其中，噴射室通過管道，連接到間隔物供應箱，并且將一種氣體用作載體，間隔物從間隔物供應箱中饋送到噴射室。
但是，這種間隔物噴射設備不是設計得用于選擇性控制間隔物下落位置，并且不能防止間隔物微粒淀積在液晶顯示裝置的顯示區(qū)域中。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是克服上述不利，并提供一種微粒噴射設備，通過它，可以精確地控制在帶有電極的基片上的微粒分布，尤其是一種微粒噴射設備，它能夠選擇性地將間隔物微粒安排在甚至是用于STN液晶顯示裝置的帶有帶狀電極陣列的基片上不存在象素的電極間距內(nèi)，本發(fā)明還提供利用所述設備的微粒噴射方法和液晶顯示裝置的制造方法。
本發(fā)明的第一方面涉及一種用于將帶電微粒選擇分布在帶有多個電極的基片上的微粒噴射設備，其特征在于包含噴射室，適合于容納所述基片；微粒供給裝置，用于將所述微粒提供到所述噴射室，并將其噴射到所述基片上；和電壓供應裝置，用于將電壓提供到設置在所述基片上的電極，所述電壓供應裝置能夠分別將不同值的電壓提供給所述電極。
本發(fā)明的第二方面涉及一種微粒噴射方法，其特征在于包含以下步驟將電位提供給基片上的多個電極，對所述微粒靜電充電，和選擇性地將所述微粒噴射和安排在所述基片上，其中，微粒噴射設備包含用于消除極性相反地充電的微粒的裝置。
本發(fā)明的第三方面涉及一種微粒噴射方法，其特征在于包含以下步驟將電位提供給形成在基片上的多個電極；對所述微粒靜電充電；選擇性地將所述微粒噴射和安排在所述基片上；其中，將具有和提供的所述微粒具有相同的極性的帶電元件設置在至少從所述微粒傳送噴管管道延伸到所述基片周圍的曲面的一個區(qū)域內(nèi)。
本發(fā)明的第四方面涉及一種微粒噴射方法，其特征在于包含以下步驟使用微粒噴射設備，通過用作載體的壓縮氣體，從相應的微粒儲藏箱噴射由不同構成材料或者表面組份構成的多種微粒；其中，所述微粒噴射設備包含用于容納基片的噴射室，包含至少一個微粒傳送噴管管道和至少一個微粒儲藏箱的微粒供給裝置，其中所述微粒傳送噴管管道和微粒儲藏箱都用于將微粒提供到所述噴射室內(nèi)，并將其噴射到所述基片上，還包含用于將電壓提供給形成在所述基片上的多個電極的電壓供給裝置；
所述電壓供應裝置能夠?qū)⒉煌档碾妷禾峁┙o每一個所述電極。
本發(fā)明的第五方面涉及一種液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于包含以下步驟使用上述的微粒噴射設備，在帶有帶狀電極陣列的基片上選擇性地安排間隔物，所述帶狀電極陣列由多個平行設置的線性透明電極構成，和將相對高的電壓值提供給平行設置的線性透明電極中的偶數(shù)電極，并將相對低的電壓值提供給與所設置的偶數(shù)個線性透明電極相鄰接設置的透明電極中的偶數(shù)電極，由此在這種條件下，以交替的方式，產(chǎn)生具有相對高電位(+(正))的區(qū)域和具有相對低電位(-(負))的區(qū)域，并將充正電的間隔物或沖負電的間隔物噴射到所述基片上，或者還將充正電的間隔物和沖負電的間隔物交替或相繼噴射到所述基片上。
附圖概述圖1是示出實施本發(fā)明的原理的微粒噴射設備的概圖。
圖2是示出從上述陣列看，在帶狀電極上形成的相對高電位(+(正))區(qū)域和相對低電位(-(負))區(qū)域的概圖。
圖3是示出從所述帶狀電極陣列的側面看，形成在圖2所示的電位差的區(qū)域中的電力線的概圖。
圖4所從上述陣列看，在帶狀電極上形成的相對高電位(+(正))區(qū)域和相對低電位(-(負))區(qū)域的概圖。
圖5是示出從所述帶狀電極陣列的側面看，形成在圖4所示的電位差的區(qū)域中的電力線的概圖。
圖6是示出用于實施本發(fā)明的原理的微粒噴射設備中的梳形電極的示圖；圖7是示出實施本發(fā)明的原理的微粒噴射設備的概圖；圖8是示出實施本發(fā)明的原理的另一個微粒噴射設備的示圖；圖9是示出實施本發(fā)明的原理的再一個微粒噴射設備的示圖；圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電極圖案的截面圖；圖11是說明根據(jù)本發(fā)明的實施例中電場的間隔物的分布模式的概圖。
圖12是傳統(tǒng)的液晶顯示裝置的截面圖。
標號的解釋1基片(絕緣基片)2板
3、3a、3b透明電極(顯示電極)4濾色片5黑色矩陣6保護膜7液晶8微粒(間隔物)9對準薄膜10噴射室11微粒供給裝置11a微粒傳送管道11b微粒儲藏箱12電壓供應裝置13濕度控制器14通氣孔15導電臺階16變速風扇17管道18、18a、18b導線19帶電元件20、20a、20b導電節(jié)片本發(fā)明的揭示現(xiàn)在，詳細描述本發(fā)明。本發(fā)明的第一個方面針對的是一種微粒噴射設備，它用于在基片上選擇安排帶電微粒，該基片帶有多個電極，所述設備包含適合于容納所述基片的噴射室，用于將所述微粒提供到所述噴射室內(nèi)，并將其噴射到所述基片上的微粒供應裝置，以及用于將電壓提供給設置在所述基片上的電極的電壓供應裝置，所述電壓供應裝置能夠?qū)⒉煌档碾妷悍謩e提供給所述電極。
通常地說，當將兩個不同的值的電壓提供給形成在平坦的表面上的兩個電極時，形成相對高電位(+正)區(qū)域和相對低電位(-負)區(qū)域，并且由電位差形成電力線。由此，假設提供給兩個電極的電壓相對于作為參考電位(0)的地電勢(地電位)具有相同的極性，在提供給兩個電極的電壓之間存在的電位差的范圍內(nèi)，一個電極用作相對是+(正)極性的電極，以形成相對高電位(+正)區(qū)域，另一個電極用作相對-(負)極性的電極，以形成相對低電位(-負)區(qū)域。
在這種情況下，從相對+(正)極性電極到相對負(-負)極性電極形成電力線。當將帶電微粒帶入形成有這種電力線的電場中時，如果帶電微粒所帶正電的，則受到沿電力線的作用力，如果它們是帶負電的，則受到沿與電力線相反方向的作用力。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面的微粒噴射設備通過將不同值的電壓提供給形成在基片上的每一個所述電極，以產(chǎn)生所述電力線，并將帶電微粒噴射到該區(qū)域中，達到了微粒分布的控制。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面的微粒噴射設備包含噴射室、微粒供給裝置和電壓供應裝置。
所述噴射室適合于容納要噴射微粒的基片，并構成本發(fā)明的微粒噴射設備的本體。
上述噴射室可以包含金屬或合成樹脂。它可以是包含內(nèi)壁和外壁的雙層結構。在將基片設置在所述噴射室中時，較好地，在上述基片的周邊和噴射室內(nèi)壁之間設置至少15cm的距離。
較好地，噴射室是這樣的，從而所述噴射室中的空氣的垂直流速可以自由調(diào)節(jié)。
如上所述，本發(fā)明的微粒噴射設備通過在基片上形成電力線，并將帶電微粒噴射到那里，達到微粒分布控制。其分布特性非常依賴于微粒的下落速度，因為微粒的慣性力隨著下落速度大小而變化，結果，大大改變了微粒的軌跡由所述電力線彎曲的模式。
在另外的因素中，微粒的下落速度由噴射室中的空氣的流速、以及微粒的靜電極性和帶電量與形成在基片上的電力線之間的關系確定。在本發(fā)明中，最好通過調(diào)節(jié)所述噴射室中的空氣的垂直流速，由此控制微粒的下落速度來試圖使微粒的分布控制準確。
可以達到精確的微粒分布時微粒的下落速度不限于一點，而是有許多這樣的點；有一些情況，其中有的微粒的下落速度高，有的微粒的下落速度低。在本發(fā)明中，微粒的下落速度可以通過調(diào)節(jié)所述噴射室中的空氣的垂直流速，控制到這樣一個較好的點。
用于調(diào)節(jié)噴射室中的空氣的垂直流速的方法中包括((但是不具體限制于此)，包含從噴射室的頂部送出經(jīng)過壓縮的空氣之類的方法；在基片上部或下部安裝排風扇裝置的方法；和包含由設置在噴射室的下部的通氣孔抽出空氣的方法。這些種方法可以以兩種或更多種組合的形式使用。特別是當采用壓縮空氣時，最好抽排空氣以產(chǎn)生以產(chǎn)生一氣流。
圖8示出所述噴射室的一個例子，其中在基片下部設置了一個排風扇。通過排風扇，可以調(diào)節(jié)噴射室中空氣的垂直流速。當在噴射室中安裝排風扇時，較好地，給噴射室的頂部設置孔，或使用篩孔式頂部材料，從而可以產(chǎn)生更加均勻的氣流(因為這種氣流，防止了微粒遷移到噴射室外面)。
另外，較好地，給所述噴射室設置一個可以打開和關閉的卸料口。由于然后噴射室中的過多的微?？梢詮男读峡谥谐槌觯士梢赃M一步改善微粒分布精確度，并且，另外，當攜帶了所分布的微粒的基片由噴射室中取出時，可以防止微粒散射。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面的微粒噴射設備通過在形成在基片上的電力線的影響，使微粒的下落路徑彎曲，完成微粒分布控制，但是，如果所述卸料口在噴射微粒時打開，則微粒的下落速度增加，由此增加了慣性力，從而微粒在它們的路徑改變之前達到基片，由此降低了分布的精確度。
因此，較好地如此來安排，從而卸料口將在噴射微粒時關閉，并在完成噴射后打開。
所述卸料口的打開和關閉可以通過例如計時器控制。
較好地，上述卸料口位于設置在噴射室的基片上面的位置。如果所述卸料口位于噴射室中的基片的下面，則在基片上將沉積過多的微粒，從而降低了微粒分布的精確度。
較好地，噴射室具有這樣的結構，它允許控制內(nèi)部濕度，或允許干燥空氣的清潔。用于液晶顯示的基片的電極圖案被精細化；例如，用于STN液晶顯示裝置的基片上的透明的帶狀電極之間的電極空隙大約10到20μm那么窄。當在具有如此窄的空隙的電極之間提供電位時，常常發(fā)生短路。但是，短路的風險依賴于其中放置了基片的空氣的含濕量；在高濕度條件下，短路風險高，在相對干燥的環(huán)境下，風險低。因此，通過使用允許控制內(nèi)部濕度或干燥空氣清潔的噴射室，可以在電極之間恒定地施加一個較大的電位，由此改善微粒分布的精確度以及成品率。另外，由于微粒的靜電極性中濕度因變量是引起分布精確度再現(xiàn)性差的原因，故確保恒定的濕度環(huán)境有助于改善靜電極性再現(xiàn)性和微粒分布的精確度。
在周圍溫度為20到30攝氏度情況下，所述噴射室中較好的濕度是70％RH或更小?？梢杂糜谒龈稍锟諝馇鍧嵉母稍锟諝饪梢允抢缈諝饣騈2。
較好地，給噴射室設置臺階，用于在其上設置基片。臺階最好是接地的臺階，其體電阻率不大于1010Ωcm。當臺階由如此導體構成，并且加上推斥線性透明電極的高電壓時，由于靜電感應，在臺階上出現(xiàn)正極性的電荷，結果因為去極化使跨在電極上相對的反向極性的效果得到改善，以有利于電極空隙中的微粒的選擇性的分布。(這不意味著在更高的體電阻率處沒有分布，而是在特定條件下，得到更好的分布)。
另外，當已經(jīng)在前面的步驟中對玻璃基片充電后，還可以得到防靜電效立。
作為上述臺階，可以利用含有金屬等等的導電臺階，但是也可以使用覆蓋有防靜電片的導電臺階。
另外，為了消除充電至反極性的微粒的百分率，以改進無電極區(qū)域(電極空隙)中選擇性的分布，較好地，給根據(jù)本發(fā)明第一方面的微粒噴射設備提供一個帶電元件，用于在噴射室中消除這種反極性的微粒。
設置在噴射室中的所述帶電元件最好設置在至少從微粒傳遞管道的噴口延伸到基片周圍的曲面的區(qū)域中。
較好地，將極性與微粒相同的電位提供給所述帶電元件。另外，要提供的電位最好大于提供給基片上的每一個所述電極的電位。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面的微粒噴射設備具有微粒供給裝置。該微粒供給裝置適合于將微粒送入所述噴射室，并將它們噴射在基片上。
微粒供給裝置沒有具體的限制，但是，最好是包含微粒噴管管道裝置和微粒儲藏箱的裝置，并適合于由作為載體的壓縮氣體，通過所述微粒噴管管道裝置將所述微粒送到所述噴射室。
通過這種包含所述微粒噴管管道和微粒儲藏箱的微粒供給裝置，可以通過讓微粒重復地接觸所述微粒噴管管道的內(nèi)部，使微粒帶正電或帶負電。
用作所述載體的壓縮氣體沒有具體限制，但是其中包含壓縮空氣和N2。較好地，壓縮氣體使具有最小含濕量的干燥氣體。
微粒的充電極性由構成微粒表面的材料的功函數(shù)和形成微粒傳送管道的內(nèi)壁的材料的功函數(shù)確定。因此，通常，當兩種功函數(shù)不同的材料接觸時，電子開始從功函數(shù)較小的材料轉(zhuǎn)移到功函數(shù)較大的材料，從而在這兩種材料之間產(chǎn)生電位差，稱為接觸電位差。結果，具有較小功函數(shù)的材料充正電，具有較大功函數(shù)的材料充負電。
由此，當構成微粒的表面的材料的功函數(shù)小于構成微粒傳送管道的內(nèi)壁的材料的功函數(shù)時，微粒充正電。相反，當前者大于后者時，微粒充負電。在這種聯(lián)系下，有這樣的趨向，即功函數(shù)的差異越大，則微粒充電越強，而當所述差異越小，則微粒充電較弱。附帶提及，材料的功函數(shù)可以根據(jù)與已知功函數(shù)的材料的接觸電位差計算得到。
在本發(fā)明的第一方面，包含所述微粒傳送管道和微粒儲藏箱的微粒供給裝置可以是只有微粒傳送管道的裝置，或者具有兩個或更多微粒傳送管道的裝置，但是，較好地，是具有兩個或更多構成材料不同的微粒傳送管道的裝置。使用這種結構的微粒供給裝置，可以通過含有不同材料的所述多個傳送噴管管道中適當?shù)囊粋€管道輸送微粒，對微粒選擇性充正電或負電。
可以根據(jù)與微粒材料的關系，明智地選擇所述兩個或更多微粒傳送噴管管道的構成材料。
具有含有不同材料的兩個或更多微粒傳送管道的上述微粒供給裝置可以只有一個微粒儲藏箱，但是可以任選具有兩個或更多微粒儲藏箱。
當使用具有兩個或更多含有不同材料的微粒傳送管道的所述微粒供給裝置時(例如具有兩個傳送管道的裝置)，一種微粒及其相同成份可以選擇性地充正電或負電(通過將它們通過不同材料的兩個微粒傳送管道中的一個或另一個管道傳輸)。由此，通過在噴射微粒過程中，將微粒傳送噴管管道由一個轉(zhuǎn)換到另一個，可以交替或順序地將帶正電的微粒和帶負電的微粒噴射到基片上。
另外，在本發(fā)明的第一方面中，還可以利用具有兩個或更多微粒儲藏箱的微粒供給裝置用作所述包含所述微粒傳送管道和微粒儲藏箱的微粒供給裝置。當其被如此安排，從而兩個或更多微粒儲藏箱包含含有不同種材料或具有不同表面組份的微粒時，來自所述微粒槽的微?？梢酝ㄟ^傳送管道傳輸它們充正電或充負電。
當使用具有兩個或更多微粒儲藏箱的所述微粒供給裝置時(例如具有兩個微粒儲藏箱的裝置)，構成材料或表面組份不同的兩種微粒中的一種微粒可以充正電(通過由微粒傳送管道傳輸它們)，而所述構成材料或表面組份不同的微粒中的另外一種可以充負電(通過相同的微粒傳送管道傳輸它們)。由此，通過交替或順序地用兩種構成材料或表面組份不同的微粒，可以交替或者順序地將帶正電的微粒和帶負電的微粒設置在基片上。
作為上述微粒供給裝置的微粒傳送管道，較好地，使用串聯(lián)的，構成材料不同的兩個或更多噴管管道。如上所述，本發(fā)明的一個方面通過基片上的電極之間的電位差形成的電場使充電的微粒相互作用，達到對微粒的分布控制。但是，除非微粒的所述充電量與所述電位差是足夠的，微?？梢赃x擇性地不設置在電極空隙中，而可以設置在電極上。由此，當所述充電量或所述電位差太大時，落下的微粒過分地被吸引到電極，或者微粒流過于偏置，這導致它們沉積在基片上。當充電量或電位差太小時，微粒可以落在電極上，因為下落的微粒的軌跡未充分變更。
雖然可以通過改變提供給所述電極的各個電壓值調(diào)節(jié)電極之間的電位差，但已經(jīng)可以控制微粒的充電量(雖然微粒是當然可以充電的)。根據(jù)本發(fā)明的第一個方面的上述微粒供給裝置具有所述微粒傳送管道裝置，因此能夠控制微粒的充電量，這在現(xiàn)有技術中未曾實現(xiàn)過。
由于微粒的充電量如上所述是由微粒與管道材料的關系確定的，可以通過例如串聯(lián)由能夠?qū)ξ⒘４罅砍潆姷牟牧蠘嫵傻墓艿篮陀芍荒軌蚴刮⒘Ｉ倭砍潆姷牟牧蠘嫵傻墓艿?，將微粒的充電量控制到適當值?；蛘?，可以通過串聯(lián)由能夠?qū)ξ⒘３湔姷牟牧蠘嫵傻墓艿篮湍軌驅(qū)ξ⒘３湄撾姷牟牧蠘嫵傻墓艿溃髦堑乜刂莆⒘５某潆娏?包括充電的極性)。
所述管道的構成材料可以是金屬或樹脂，并且可以考慮充電的極性和充電量，明智地選擇。
金屬管道沒有具體地限制，但是，可以是由諸如Ni，Cu，Al或Ti之類的純金屬構成的管道，或是含有諸如SUS之類的合金的管道。另外，它可以是整體由含有Au，Cr等金屬薄膜覆蓋內(nèi)部的管道(通過例如電鍍形成)。另外，金屬管道的內(nèi)壁可以覆蓋由不同的金屬或合成樹脂構成的薄膜。
當將樹脂管道用作所述傳送管道裝置時，管道的外壁最好覆蓋有導電金屬。當微粒與管道內(nèi)部接觸時，微粒靜電充電，但是，電荷在樹脂管道和微粒之間進來和出去。設備本身接地，并且因此當樹脂管道外壁覆蓋金屬時，電荷在樹脂管道和地端之間進來和出去，從而可以使微粒上的電荷穩(wěn)定。
較好地，微粒傳送管道是這樣的，從而其串聯(lián)的管道元件的長度的比可以自由更改。通過改變含有不同材料的管道元件的相對長度，可以精細控制微粒的充電量。例如，假設A是適合于對微粒高度充電的管道元件，而B是適合于對微粒低程度充電的管道元件，可以通過串聯(lián)管道元件A和/或B構成微粒傳送管道的方式(例如AAA、ABA、或ABB的形式)精細控制微粒的充電量。
另外，較好地，微粒傳送管道是這樣的，從而它總長度可以自由調(diào)節(jié)。通過改變總長度，可以更加精細控制微粒的充電量。
如此控制的微粒的充電量可以通過例如E-SPART分析儀(HosokawaMicron Co.)估計。
當使用含有不同材料的兩個或更多微粒傳送管道作為所述微粒供給裝置時，所述兩個或更多傳送管道的組合可以包含金屬管道元件和覆蓋有金屬的樹脂管道元件，或兩個或更多含有不同材料的管道。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面的微粒噴射裝置配備有電壓供應裝置。該電壓供應裝置設計得將電壓提供給基片上形成的多個電極，并能夠?qū)⒉煌档碾妷悍謩e提供給所述電極。
給所述電壓供應裝置提供的電壓最好是DC電壓或脈沖電壓。
可以如下通過所述電壓供應裝置將不同值的電壓提供給所述電極。由此，在形成在基片上的多個電極是例如帶狀時，重復將相對高電平的電壓提供給兩個相鄰電極，以及將低電平的電壓提供給一個鄰近的電極的方式，如圖2所示。通過以上述方式提供電壓，在基片上交替形成具有相對高電位(正)的區(qū)域和具有相對低電位(負)的區(qū)域，結果是如圖3所示產(chǎn)生電力線。由此，當饋送并由所述微粒供給裝置射出的微粒已經(jīng)充負電(-)時，微粒受到沿與所述電力線相反的方向的作用力，從而它們設置在已經(jīng)施加了相對高電壓的兩個電極之間的空隙中。
為微粒的選擇分布而施加的不同值的電壓可以是極性不同的電壓或者極性相同的電壓。另外，當帶電微粒的極性是負時，所述不同值的電壓可以都是正或負。無論如何，有一點是必要和充分的，即，所述電壓值可以形成梯度，從而將交替地形成相對高電位(正)區(qū)域和相對低電位(負)區(qū)域。由此，即使當微粒充負電，或者相對高電位的極性和相對低電位的極性是負的，由于電力線，微粒不會被強大地排斥，雖然到達基片的微粒量有些減小，從而微?？梢猿练e在理想的位置。當微粒已經(jīng)充正電時，只要電壓形成梯度，電壓的極性就不重要了。
當微粒已經(jīng)充正電時，不同電壓的提供方式可以包含，將相對的低電壓提供給兩個相鄰的電極中的每一個，和將相對高的電壓提供給一個鄰近的電極，由此，可以如上述的安排，將微粒設置在電極的空隙中。
另外，通過所述電壓供應裝置，分別將不同的電壓提供給所述電極的方式包含將相對的高電壓和相對低的電壓以交替的形式提供給兩個電極，并如圖4所示重復這種供電方式。通過根據(jù)上述供電方式提供電壓，在基片上交替地形成具有相對高電壓區(qū)域和具有相對低電壓區(qū)域，從而產(chǎn)生如圖5中的電力線。由此，當由所述微粒供給裝置提供和噴射的微粒已經(jīng)充負電時，微粒受到與電力線方向相反的作用力，結果，微粒沉積在已經(jīng)施加了相對的高電壓的兩個電極之間的空隙中，從而它們沉積在已經(jīng)施加了相對低電壓的兩個電極之間的空隙中。
當采用這種電壓施加方式時，可以在獨立和不同位置上噴射和沉積帶正電的微粒和帶負電的微粒。在這種情況下，如果同時傳輸帶正電的微粒和帶負電的微粒，則帶正電的微粒和帶負電的微粒將形成聚集體。因此，帶不同電的微粒最好交替?zhèn)鬏敚蛞粋€在一個后面?zhèn)鬏敗?br> 另外，當使用這種供電方式時，微粒分布的位置可以通過改變在噴射微粒過程中電壓的極性和值來轉(zhuǎn)換。由此，電壓供應裝置最好是能夠改變在噴射過程中提供給基片上的每一個電極的電壓的極性和值。
通過所述電壓供應裝置，將不同值的電壓提供給多個電極還可以包含，將相對的高電壓提供給肩并肩設置的偶數(shù)電極，并將相對低電壓提供給與前面偶數(shù)電極鄰近的類似安排的偶數(shù)電極，并重復這種供電方式。更具體地說，將相對高電壓表示為+，將相對低電壓表示為一，上述供電方式可以是例如…--++++--++++--…。
當以如此方式提供電壓時，在基片上交替形成相對高電壓(+正)區(qū)域和相對低電壓(-負)區(qū)域，以產(chǎn)生電力線。電力線的相對正的谷值和電力線相對負的谷值分別形成在相對高電壓區(qū)域的中心位置和相對低電壓區(qū)域的中心位置，即，和電極空隙的位置一致。由此，正如通過將相對高電壓和相對低電壓提供給兩個電極得到的電壓方式，可以通過交替或順序地傳輸那些微粒，將帶正電的微粒和帶負電的微粒設置在不同位置。
根據(jù)上述方式，通過所述電壓供應裝置將電壓提供給帶狀電極可以如圖6所示完成，即，通過將兩個梳形電極元件(每一個都具有給出的圖案)以相互交錯的關系設置，并且將兩個電極的連接終端的每一個終端連接到兩個梳形電極元件的導電節(jié)片20，構成帶狀電極陣列?；蛘?，可以通過形成連接終端，其中它們沿寬度方向?qū)谛纬蓭铍姌O陣列的2個電極，并交替地將連接終端連接到每兩個電極(在帶狀電極陣列的兩端)，達到施加電壓?？梢孕纬擅恳粋€所述連接終端，它們沿寬度方向?qū)谝粋€電極，并將針形的連接終端連接到對應的電極。還可以通過由校準器直接提供電壓來施加電壓。
在通過所述電壓供應裝置，將電壓提供給基片上的每一個所述電極中，例如，通過將1000V電壓提供給連接到電極的兩個終端中的一個終端，和將1100V的電壓提供給另一個終端，以提供100V的電位差，較好地，將1000V電壓提供給兩個終端，然后將另一個終端的電壓增加到1100V。這是因為，當在兩個終端連接到電極之前，只將1000V電壓提供給兩個終端中的一個終端，兩個終端之間的電位差將是1000V，這可能引起短路?；蛘?，可能將已經(jīng)提供了1000V電壓的終端連接到電極，然后，將提供了1100V電壓的終端連接到電極。
通過所述電壓供應裝置，分別將電壓提供給所述電極的電壓提供條件可以根據(jù)電極空隙的大小和微粒的充電量明智地選擇。例如，即使當微粒上電荷的極性是負的，有時通過提供-1100V和-1000V之間的電位差來提供100V(由此得到100V)的電位差，比提供0到100V之間的電位差(由此得到100V)更加有助于改善微粒分布。其根據(jù)如下。在與微粒上電荷的極性相反的極性形成的電位差的情況下，微粒首先在遠離基片的位置受到引力的影響，使它們的下落速度加速，但是，在由和微粒上的電荷相同的極性形成的電位差的情況下，微粒的下落速度由推斥力的作用，趨向于減速，并且更改它的慣性力，從而微粒與電力線的符合程度改變，由此，導致微粒在基片上沉積的位置改變。根據(jù)情況，較好地，通過使用和微粒上的電荷極性相反的極性形成大的電位差，以引起微粒流盡可能與電力線符合。
在用根據(jù)本發(fā)明的第一個方面的微粒噴射設備噴射微粒時，可以通過例如進行10秒鐘噴射和1秒鐘中止噴射，循環(huán)10次，來將微粒噴射在間歇的底子上。通過微粒的這種間歇噴射，可以防止由壓縮氣體的湍流引起微粒錯誤分布。
可以通過根據(jù)本發(fā)明的第一個方面的噴射設備沉積的微粒沒有具體的限定，而可以是金屬微粒、合成樹脂微粒、無機微粒、和輕的不透明微粒(包含合成樹脂基體中的色素微粒的分散體、有色微粒、對熱和光敏感以顯示粘性的微粒、以及金屬、合成樹脂或無機微粒，其中它們的表面已經(jīng)由金屬覆蓋)。噴射所述微粒的方法可以是干燥和濕潤噴射方法中的任何一種。在濕潤噴射系統(tǒng)中，在混合溶劑(諸如水—酒精)中，分散有間隔物，但是由于間隔物在這種情況下也可以充電，故不再含有本發(fā)明的效果。但是，由于具有較大的充電量的微粒能夠更為精確地沉積，故干燥噴射系統(tǒng)是較好的。
作為微粒能夠通過根據(jù)本發(fā)明的第一方面的微粒噴射設備裝置沉積在其上的基片，可以提及，例如，玻璃基片、樹脂基片和金屬基片，每一個的表面上帶有多個電極。但是，當使用金屬基片時，應該在基片上形成絕緣層，以防止表面電極的短路。
在第一個方面的上下文中的基片上的電極沒有具體的限制，而可以是例如透明的電極，諸如線性電極?？梢圆捎猛ㄟ^這種線性透明電極(平行地安排在基片上)構成的帶狀電極圖案。
上述帶狀電極圖案是用于液晶顯示裝置的顯示電極的圖案。
第二個發(fā)明針對一種微粒噴射方法，包含將電位提供給基片上的多個電極，對微粒靜電充電，和將所述微粒選擇性地噴射和沉積在所述基片上，其中微粒噴射設備包含用于消除帶相反電荷的微粒的裝置。
因此，根據(jù)這個發(fā)明，可以消除充到相反極性的微粒的百分率，以改善將微粒沉積在無電極區(qū)域(電極空隙)中的選擇性。
本發(fā)明的第三個方面與一種微粒噴射方法有關，包含對在基片上的多個電極施加電位，對微粒靜電充電，選擇性地將所述微粒噴射和沉積在所述基片上，其中具有和所提供的所述微粒具有相同極性的電位的帶電元件設置在至少從微粒傳送管道的噴口延伸到所述基片周圍的曲面的區(qū)域中。
由此，從噴口射出的帶相反電荷的微粒流受到一個作用力，該作用力將它們朝所述帶電元件吸引，并且所述帶正電的微粒流轉(zhuǎn)移，從而微粒噴射離開基片，或噴射到所述多個電極的外面。
只有它在從所述微粒傳送管道的噴口到所述基片的周圍的所述表面上，才能得到類似的效果。
但是，當如現(xiàn)有技術一樣，將這種帶電元件設置在噴射室的壁上時，因為帶電元件和微粒之間的巨大距離而無法得到類似的效果。
提供給所述帶電元件的電位較好地高于提供給基片上的電極的電位。
由此，充到給出的極性的微粒被沉積在基片上選出的位置。如果提供給所述帶電元件的電位低，則微粒流將由推斥力從基片上的電極轉(zhuǎn)移，從而微粒沉積到了帶電元件上。
本發(fā)明的第四方面涉及一種微粒噴射方法，包含從相應的微粒儲藏箱，使用微粒噴射設備，將壓縮氣體用作載體，噴射由不同構成材料構成，或具有不同表面組份的多種微粒，其中，所述微粒噴射設備包含用于容納基片的噴射室，包含至少一個微粒傳送噴管管道和至少一個微粒儲藏箱的微粒供給裝置，兩個都用于將微粒提供到所述噴射室中，并將它噴射在所述基片上，還有電壓供應裝置，用于將電壓提供給形成在所述基片上的多個電極上，所述電壓供應裝置能夠?qū)⒉煌档碾妷禾峁┑剿雒恳粋€電極上。
通過這種方法，分別包含在所述微粒儲藏箱中的微粒能夠充正電和沖負電，并從所述微粒噴射設備噴射。
較好地，所述微粒帶正電時通過所述微粒傳送管道中的一個管道噴射，當沖負電時，通過另一個微粒傳送管道噴射。
還有，較好地，構成材料和表面組份不同的兩種微粒中的一種通過一個微粒傳送管道傳輸而充正電，另一種微粒通過微粒傳送管道沖負電。
由此，通過交替或順序地噴射構成材料和表面組份不同的兩種微粒，可以獨立地處理基片上充正電的微粒和沖負電的微粒。
從防止由于所述噴射室內(nèi)的壓縮氣體的湍流引起微粒分布不精確的觀點，較好地，在間歇的方式進行微粒噴射。
本發(fā)明的第五方面針對液晶顯示裝置的制造方法，它包含，使用根據(jù)本發(fā)明的第一個方面的微粒噴射設備，選擇性地配置帶有帶狀透明電極圖案(由多個線性透明電極平行設置而形成)的基片上的間隔物，并將相對的高電位電壓提供給平行安排的偶數(shù)的線性透明電極，而將相對的低電位的電壓提供給類似地安排的偶數(shù)的線性透明電極，所述偶數(shù)透明電極與第一次提到的偶數(shù)的線性透明電極相鄰，由此，以交替的方式形成相對高電位區(qū)域和相對低電位區(qū)域，在這種條件下，將充正電的間隔物或沖負電的間隔物噴射到所述基片上，或者將充正電的間隔物和沖負電的間隔物交替或順序的噴射到基片上。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面的制造液晶顯示裝置的方法包含使用根據(jù)本發(fā)明的第一個方面的微粒噴射設備。由此，通過本發(fā)明的第一個方面的微粒噴射設備，選擇性地配置基片上的微粒間隔物，其中基片上帶有帶狀透明電極陣列，它由多個平行安排的線性透明電極構成。
在本發(fā)明的第五方面中，將相對的高電位的電壓提供給平行安排的每一個偶數(shù)的線性透明電極，并將相對的低電位的電壓提供給每一個偶數(shù)的線性透明電極，所述偶數(shù)透明電極和第一次提到的偶數(shù)個線性透明電極相鄰，并類似地平行設置。通過根據(jù)上述供電方法施加電壓，在帶狀透明電極圖案上交替形成相對高電位(正)區(qū)域和相對低電位(負)區(qū)域。
在如此形成的電位區(qū)域中，電力線相對正的谷值和相對負的谷值永遠與線性透明電極之間的空隙一致。
因此，通過本發(fā)明第一方面的微粒噴射裝置噴射正(+)電荷間隔物或負(一)電荷間隔物，可正確地將間隔物微粒置于線性透明電極之間的間隙中。
在根據(jù)本發(fā)明的第五方面的液晶顯示裝置的制造方法中，可以在間歇的底子上進行間隔物噴射，例如，含有10秒鐘噴射，然后1秒鐘中止，循環(huán)10次。通過這種間歇噴射間隔物，可以防止由于壓縮氣體的湍流引起間隔物分布的干擾。
本發(fā)明的第一方面的噴射設備能夠在基片上精確配置微粒。因此，在液晶顯示裝置中(特別是STN液晶顯示裝置，它已經(jīng)通過根據(jù)本發(fā)明的第五方面的液晶顯示裝置制造方法制造)，間隔物確切地以黑色基塊圖案配置，從而該裝置具有高反差的特點，而不因間隔物引起漏光。
現(xiàn)在參照附圖，描述本發(fā)明的微粒噴射設備的一個例子。
圖1是示出實施了本發(fā)明的原理的微粒噴射設備的概圖。噴射室10設置有微粒供給裝置11，它包含微粒傳送管道11a和微粒儲藏箱11b，還有電壓供應裝置12和濕度控制器13。
噴射室10還配備有通氣孔14和導電臺階15。通氣孔14設置在基片1的上部，并且能夠通過計時器控制開和關?；?設置在所述臺階15上。
可以將電壓供應裝置12設置到任何輸出電壓值和極性，并且通過連接終端，連接到形成在基片1上的多個透明電極3。
濕度控制裝置13將噴射室10中的相對濕度保持在恒定值。
通過壓縮空氣從微粒儲藏箱11b通過微粒傳送管道11a饋送到噴射室10的微粒8(間隔物)在它們重復地接觸(碰撞)所述微粒傳送管道11a的內(nèi)壁時被充電。對于形成在基片1上的電極3，由電壓供應裝置12提供不同值的電壓，從而在基片1上以某種方式形成電力線。
由此，帶電微粒8受到這些電力線的影響，由此它在基片1上的分布得到控制。
圖7是示出實施本發(fā)明的另一個微粒噴射設備的概圖。在這個實施例中，微粒供給裝置11具有至少兩個微粒傳送管道11a。要不然，該設備的結構和根據(jù)上述的實施例的結構是相同的。
圖9是示出實施本發(fā)明的另一個噴射設備的概圖。在根據(jù)這個實施例的微粒噴射設備中，給熔接密封的或基本上熔接密封的清潔的噴射室10在其頂部設置一個微粒傳送管道11a，用于射出充過電的間隔物微粒8。該微粒傳送管道11a通過管道17，連接到用于饋送間隔物8和氮氣的供應裝置(圖中未示)。在噴射室10的下部區(qū)域，設置了一個絕緣基片1，該基片包含玻璃等等，并且?guī)в酗@示電極3，該電極具有導線18，用于將電位提供給顯示電極3，以形成電場。微粒噴射室的壁表面含有聚氯乙烯，從而當噴射充過電的間隔物8時，壁表面充到和間隔物8相同的極性，結果，充過電的間隔物將不被吸引到壁上。另外，在微粒噴射室中設置一個帶電元件19，其中其電位和間隔物8的極性是相同的。
給間隔物8充電的方法包含以下方法用上述微粒供給裝置對微粒充電的方法，通過安裝在微粒噴射室中的靜電充電器，將電位提供給間隔物8的方法，以及使用包含不銹鋼或其它金屬管道的微粒傳送裝置通過摩擦給間隔物充電的方法，那些方法中的任何一種都可以使用。
如圖10所示，當形成在絕緣基片1上時，所述多個電極的電極圖案包含帶狀顯示電極3a、3b，和導體20a、20b，用于將電位提供給顯示電極3a、3b。將導線18a、18b連接到導體20a、20b，以將電流提供給產(chǎn)品20a、20b，以形成電場?；蛘?，可以通過探針等等，將電位直接提供給每一個顯示電極3a、3b，即，不設置導體20a、20b。
顯示電極3a是成對的。顯示電極3b是設置在一對顯示電極3a和另外一對顯示電極3a之間的顯示電極。如下面解釋的，專門將間隔物8選擇性地設置在形成一對的顯示電極3a之間。
如圖11所示，提供給設置得平行的多個線性透明電極的不同值的電壓。由此，將負電壓提供給線性透明電極3a、3b，而將高電位提供給線性透明電極3a，而沒有線性透明電極3b。另外，對間隔物8沖負電，然后噴射。在這種安排下，間隔物可以專門地設置在形成一對的顯示電極3a之間。
雖然在本實施例中，使用簡單矩陣的液晶顯示裝置，但是本發(fā)明不限于簡單個矩陣液晶顯示單元，當然地可以應用于鐵電性液晶顯示單元或TFT液晶顯示單元。
實施本發(fā)明的最佳模式下面的例子更加詳細地說明了本發(fā)明，并且它們不用于限定本發(fā)明的范圍。
例子1在對STN液晶顯示裝置(形成濾色器的基片，RGB象素孔徑尺寸80×285um，黑色矩陣線寬20um，ITO電極寬度290um，電極間距15um，板厚度0.7mm)的公共電極的設計中，制造一種基片，它具有帶狀電極(ITO電極)，布線通過帶電的節(jié)片到達顯示單元外部，形成2∶2梳形電極組件(如圖6所示)。
在這樣制備的基片上，構成一個0.05um厚的聚酰亞胺的對準薄膜，并且經(jīng)受摩擦處理。
然后，如圖1所示，將所述基片設置到噴射設備的噴射室內(nèi)，并且將用于供應電壓的端子連接到所述導電節(jié)片，從而直流電壓可以獨立地提供給每一個導電節(jié)片。
微粒儲藏箱中填充了合成樹脂微粒小珠BB(顆粒直徑5.1um，Sekisui FineChemical Co.)。小珠BB已經(jīng)被沖負電。
將+150V的DC電壓提供給所述供電端子中的一個，而將-150V的DC電壓提供給另一個端子。在這種情況下，在計時器控制下，在壓縮空氣的幫助下，將間隔物排出到基片上20秒鐘，并且在60秒鐘的沉淀時間后，通氣孔打開30秒鐘。在該通氣時間結束時，供電中斷。
將內(nèi)部溫度設置為25攝氏度，并且將噴射室內(nèi)的濕度控制在40％RH。
對噴射了間隔物的基片的顯微鏡的檢查揭示了，間隔物已經(jīng)被專門安排在施加+150V的電壓的電極之間，即是說，以黑色矩陣的形式(在每4個帶狀電極的間隔處)。統(tǒng)計基片上的間隔物微粒，并計算每1MM2的數(shù)量。該數(shù)量是200/mm2。
通過切割使用的基片的導電部分，得到類似于傳統(tǒng)的公共電極板。
例子2間隔物通過和例子1相同的方式噴射，除了將噴射時間設定為20秒鐘，并在和例子1相同的條件下施加電壓，開始時施加10秒鐘，此后，以相反的極性保持10秒鐘。
對噴射了間隔物的基片的顯微鏡檢查揭示了，除了如例子1中相同的分布線，間隔物已經(jīng)分布在另外的梳形電極之間(對每2個帶狀電極的間隔處)。統(tǒng)計基片上間隔物微粒的數(shù)量，并換算成每mm2的計數(shù)。結果是200/mm2。
例子3除了關閉濕度控制器而用干燥氮氣情況噴射室外，其余以和例子1中相同的方法，噴射間隔物。
對噴射了間隔物的基片顯微鏡檢查揭示了，除了和例子1中相同的分布線外，間隔物已經(jīng)安排在和例子1中相同的位置。
例子4間隔物以和例子1中相同的方式噴射，除了制備一種校準儀式的終端裝置，它能夠為每兩個帶狀電極在兩個電極的區(qū)間供應能量，并連接到兩側，從而可以將電壓沿普通公共基片的帶狀方向提供給各個電極。
對上述噴射了間隔物的基片的顯微鏡檢查揭示了，間隔物已經(jīng)以和例子1相同的方式安排。
比較例子1將用于普通STN液晶顯示裝置的公共電極(傳統(tǒng)的公共電極不是梳形的)制備得和例子1的電極的尺寸相同。
傳統(tǒng)的噴射設備設置有電極和布線，從而電壓能夠提供給整個頂部。然后，將-1kV的DC電壓提供給頂部電極，并將公共電極的布線接地，由此在公共電極陣列與頂部之間建立電力線。由此，當噴射充負電的間隔物時，間隔物微粒能夠安排在公共電極上(不是安排在電極間距內(nèi))。
當在上述條件下噴射間隔物時，在整個基片表面上沒有位置選擇性地安排間隔物。原因可能是由于電極間距窄，形成的電力線基本上等效于基片上的均勻電場。
例子5使用如圖7所示的微粒噴射設備構成液晶顯示裝置。該微粒噴射設備配備有四個構成材料不同的微粒傳送管道11a，它們具有如此的結構，從而間隔物可以通過這四個微粒傳送管道11a選擇性地進行傳輸，并借助壓縮空氣噴射。更具體地說，使用以下噴射模式。
選擇SW1時，通過Ni管道噴射間隔物微粒。
選擇SW2時，通過SUS管道噴射微粒。
選擇SW3時，通過鍍金的SUS管道噴射微粒。
選擇SW4時，通過鍍了A1薄膜的PVC管道。
微粒儲藏箱11b能夠容納兩種間隔物。
噴射室10的側壁中設置有通氣孔14，位于臺階15上面的側壁，并且該通氣孔14在完成噴射后，在計時器控制下打開和關閉。還如此設置濕度控制器13，從而微粒噴射室的內(nèi)部可以保持恒定的相對濕度(25攝氏度，40％RH)。
設置在噴射室的下部的導電臺階15適合于支持玻璃基片。
在為STN液晶顯示裝置(濾色片基片，RGB象素孔徑尺寸80×285um，黑色矩陣線寬20um，ITO電極寬度290um，電極間距15um，板厚0.7mm)公共電極設計中，制造了一種基片，具有帶狀電極(ITO電極)，它通過導電節(jié)片布線到顯示單元的外部，以形成2∶2梳形電極組件(圖6)。
將+150V的電壓提供給所述的導電節(jié)片，并將-150V的電壓提供給另一個導體。在這種條件下，噴射合成樹脂微粒間隔物小珠BB(微粒直徑6um，Sekisui Fine Chemical Co.)。首先，選擇SW1進行噴射10秒鐘。在沉淀時間60秒鐘后，通風15秒鐘。然后，選擇SW3再噴射10秒鐘，然后沉淀60秒鐘，和通風15秒鐘(方法和上述相同)。最后，關閉電源，并取出基片。
發(fā)現(xiàn)通過Ni管道對間隔物沖負電，通過鍍金的SUS管道對間隔物充正電。
通過對噴射了間隔物的基片的顯微鏡檢查，揭示了間隔物已經(jīng)安排在施加了+150V電壓的相鄰的電極之間，以及施加了-150V的相鄰的電極之間。由此，以黑色矩陣安排間隔物。
例子6以和例子5相同的方式，噴射間隔物，除了選擇的是SW1和SW4。
發(fā)現(xiàn)，間隔物通過Ni管道沖負電，通過鍍了Al薄膜的PVC管道充正電。
對噴射了間隔物的基片的顯微鏡檢查揭示了，間隔物已經(jīng)設置在施加了+150V電壓的相鄰電極之間，以及施加了-150V的相鄰電極之間。由此，間隔物以黑色矩陣形式安排。
比較例子2
除了將+150V的電壓提供給兩個導電節(jié)片(即所有的電極)，并且選擇SW1進行噴射20秒鐘外，以和例子5相同的方式進行間隔物的噴射。
結果，間隔物均勻地噴射在基片上。
這可能是因為頂部電極遠離，并且電極間距窄，電力線基本上等效于均勻電場，從而在噴射中未得到位置的選擇性。
比較例子3除了將-150V電壓提供給兩個導電節(jié)片(即，所有電極)以及選擇SW1進行噴射20秒鐘外，以和例子5中相同的方式噴射間隔物。
結果，間隔物均勻地分布在基片上，和比較例子3的不同僅僅所沉積了更少的微粒。
這可能是因為頂部電極遠離，并且電極間距窄，電力線基本上等效于均勻的電場，從而不顯示位置的選擇性。
例子7作為間隔物微粒，提供了A合成樹脂小珠BBP(微粒直徑6um，SikisuiFine Chemical Co.)和B小珠BBP(微粒直徑6um)(它們經(jīng)異氰酸烷基酯表面處理)。這些間隔物容納在獨立的微粒儲藏箱中，并選擇SW2通過相同的管道相繼噴射兩個間隔物，其余方法和例子5的方法相同。
結果，通過SUS管道使A沖負電，使B充正電。
對上述噴射間隔物的基片的顯微鏡檢測揭示了間隔物已經(jīng)安排在施加+150V電壓的相鄰的電極之間，和施加了-150V電壓的相鄰的電極之間。由此，可以將間隔物安排為黑色矩陣形式。
例子8使用圖8中說明的微粒噴射設備，構成液晶顯示裝置。這種設備的噴射室具有兩個電壓供電端子，它們連接到電壓供應裝置12，從而可以將不同的DC電壓提供給基片上的透明電極?？梢詫㈦妷汗b置12調(diào)整到所要的電壓和極性。
噴射室的上部位置具有微粒傳送管道11a，從而微粒8可以通過壓縮空氣噴射到噴射室中。在噴射室的下部安裝了一個接地的鋁臺階，它覆蓋有抗靜電片(體電阻率小于等于1010Ωcm)，其中在該抗靜電片上設置了基片。
設置在臺階下面的是變速風扇16，通過它可以在噴射室中產(chǎn)生氣流。另外，噴射室的頂部具有網(wǎng)狀結構，用于改進氣流的均勻性。
風扇16的轉(zhuǎn)速設定為50rpm(旋轉(zhuǎn)的方向確保氣流從頂部到基片)。
在為STN液晶顯示裝置(濾色片基片，RGB象素孔徑尺寸80×285um，黑色矩陣線寬20um，ITO電極寬度290cm，電極間距15cm，片厚0.7mm)設計的公共電極中，制造了一種基片板，它具有帶狀電極(ITO電極)，它通過導電節(jié)片布線到顯示單元外面，以形成2∶1梳形電極組件(圖6)。(在噴射間隔物后，導電節(jié)片被切割，以提供通常尺寸的公共電極板)。
在如上所述制備的基片1上形成厚度0.05um的聚酰亞胺對準薄膜，并經(jīng)受摩擦處理。
微粒傳送管道11a是鎳(Ni)管道，總長度為3米(三個1米長的管道串聯(lián))。
然后，連接供電端子，并將-2.0KV的電壓提供給2∶1梳形電極組件的2-電極側上的導電節(jié)片，并將-2.1kV的電壓提供給另外的導電節(jié)片。
在上述條件下，噴射合成樹脂微粒小珠BBS-6.8uPH(Sekisui FineChemical Co.)，即，噴射微粒間隔物8(間隔物8已經(jīng)沖負電)。
對噴射了間隔物8的基片的顯微鏡檢測揭示了，間隔物已經(jīng)以黑色矩陣的形式，安排在2∶1梳形電極的2-電極側上的電極間距中。
例子9除了將風扇16的旋轉(zhuǎn)速度設定為500rpm，在和例子8相同的條件下噴射間隔物8。
對所述噴射了間隔物8的基片的顯微鏡檢測揭示了，間隔物已經(jīng)以黑色矩陣形式安排在2∶1梳形電極的2-電極側上的電極間距中。
例子10除了將-2.0kV的電壓提供給2∶1梳形電極組件的2-電極側上的導電節(jié)片，以及將-2.3KV的電壓提供給另一個導電節(jié)片，并且將包含串聯(lián)的2米長的SUS管道和1米長的Ni管道用作微粒傳送管道11a，在和例子8相同的條件下噴射間隔物8。
對上述噴射了間隔物8的基片1的顯微鏡檢測揭示了，間隔物已經(jīng)以黑色矩陣形式安排在2∶1梳形電極中的2-電極側上的電極間距中。
例子11除了將2米長的Ni管道用作微粒傳送管道11a，并且將-2.0kV的電壓提供給2∶1梳形電極組件的2-電極側上的導電節(jié)片，并將-2.3kV的電壓提供給另一個導電節(jié)片，在和例子8相同的條件下噴射間隔物8。
上述噴射了間隔物8的基片1的顯微鏡檢測揭示了，間隔物8已經(jīng)以黑色矩陣形式安排在2∶1梳形電極的2-電極側的電極間距內(nèi)。
例子12在為STN液晶顯示裝置設計的公共電極中(它利用一對絕緣基片，基片包含鈉玻璃，并且每一個大小370×480mm，并且0.7mm厚)，制備了形成有濾色片層和保護膜層的絕緣基片，和具有帶狀電極陣列(由300nm厚的IT0電極構成，并且電極連接顯示區(qū)域外側)的絕緣基片，形式2∶1梳形電極組件(如圖10)。
在每一個絕緣基片上形成對準薄膜，并進行摩擦。然后，通過絲網(wǎng)印刷，用密封材料覆蓋濾色片層和保護膜層。密封材料包含用作間隔物的玻璃珠。
然后，如圖9所示，在噴射室中設置形成有帶狀電極圖案3的絕緣基片1，并且連接供電端子，從而可以獨立地將DC電壓提供給所述導體。
作為間隔物8，對合成樹脂微粒BBS 60510-PH(Sekisui Fine Chemical Co.)沖負電，并噴射。
由此，如圖11所示，-2000V的DC電壓提供給顯示電極3a，-2080V的DC電壓提供給顯示電極3b，以在兩組顯示電極3a和3b之間形成80V的電位差。給充電的元件19充和間隔物8相同極性的電到-5000V。
結果，可以專門在顯示電極3a之間安排間隔物8。將充了相反極性的電的間隔物由作用在間隔物和帶電元件19之間的引力去掉，從而和沒有帶電元件19相比，得到改進的地形選擇性。
然后，通過在180攝氏度和0.8kg/cm層疊這對絕緣基片l，層疊體在150攝氏度進行后期燒焙。然后，切去不想要的部分。由此，切去導體20a和20b。此后，噴射液晶7，完成包含所述這對絕緣基片的液晶顯示裝置。
工業(yè)應用上述構成的本發(fā)明能夠精確控制基片上的微粒分布。因此，包含了使用本發(fā)明1微粒噴射設備的液晶顯示裝置的制造方法達到在透明帶狀電極陣列的電極間距中高精度分布間隔物，特別是在STN液晶顯示裝置的制造中，這和傳統(tǒng)的隨意的噴射方法不同。結果，可以以黑色矩陣選擇性安排間隔物，以便提供一種液晶顯示裝置，特點是高反差，并且不受與間隔物有關的漏光的影響。
權利要求
1.一種用于將帶電微粒選擇分布在帶有多個電極的基片上的微粒噴射設備，其特征在于包含噴射室，適合于容納所述基片；微粒供給裝置，用于將所述微粒提供到所述噴射室，并將其噴射到所述基片上；和電壓供應裝置，用于將電壓提供到設置在所述基片上的電極，所述電壓供應裝置能夠分別將不同值的電壓提供給所述電極。
2.如權利要求1所述的微粒噴射設備，其特征在于噴射室對于其中的空氣的垂直流速是可以調(diào)節(jié)的。
3.如權利要求1或2所述的微粒噴射設備，其特征在于噴射室對于內(nèi)部濕度是可以調(diào)節(jié)的，或者可以使用干燥空氣清洗。
4.如權利要求1、2或3任一條所述的微粒噴射設備，其特征在于噴射室設置有一個用于設置所述基片的臺階，并且所述臺階的體電阻率不大于1010Ωcm。
5.如權利要求1、2、3或4任一條所述的微粒噴射設備，其特征在于噴射室內(nèi)部設置有帶電元件。
6.如權利要求1、2、3、4或5的任一條所述的微粒噴射設備，其特征在于將帶電元件設置在至少從微粒傳送管道的噴口延伸到基片的周圍的曲面的一個區(qū)域內(nèi)。
7.如權利要求1、2、3、4、5或6任一條所述的微粒噴射設備，其特征在于微粒供給裝置包含兩個或更多微粒傳送管道和一個或者更多微粒儲藏箱，并且使用壓縮氣體作為載體，通過如所選擇的所述兩個或多個傳送管道之一，從所述微粒儲藏箱將微粒提供給噴射室，并且所述兩個或更多的微粒傳送管道包含不同構成材料。
8.如權利要求1、2、3、4、5、6或7任一條所述的微粒噴射設備，其特征在于微粒供給裝置具有微粒傳送管道，所述微粒傳送管道具有串聯(lián)的兩個或更多不同材料的管道。
9.如權利要求7或8所述的微粒噴射設備，其特征在于微粒傳送管道對于串聯(lián)的管道元件的相對長度是可以調(diào)節(jié)的。
10.如權利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的微粒噴射設備，其特征在于微粒供給裝置包含兩個或更多微粒儲藏箱。
11.如權利要求7、8或9的任一條所述的微粒噴射設備，其特征在于微粒傳送管道是金屬管道。
12.如權利要求11所述的微粒噴射設備，其特征在于金屬管道內(nèi)部覆蓋有不同于構成所述金屬管道的金屬，或者樹脂薄膜。
13.如權利要求7、8、9或11任一條微粒噴射設備，其特征在于微粒傳送管道是外部覆蓋有金屬的樹脂管道。
14.如權利要求1到13任一條所述的微粒噴射設備，其特征在于電壓供應裝置能夠改變要在噴射過程中提供給基片上的每一個所述電極的電壓的極性和值。
15.一種微粒噴射方法，其特征在于包含以下步驟將電位提供給基片上的多個電極，對所述微粒靜電充電，和選擇性地將所述微粒噴射和分布在所述基片上，其中，微粒噴射設備包含用于消除極性相反的充電的微粒的裝置。
16.一種微粒噴射方法，其特征在于包含以下步驟將電位提供給形成在基片上的多個電極；對所述微粒靜電充電；選擇性地將所述微粒噴射和分布在所述基片上；其中，將與提供的所述微粒具有相同的極性的帶電元件設置在至少從所述微粒傳送噴管管道的噴管口延伸到所述基片周圍的曲面的一個區(qū)域內(nèi)。
17.如權利要求16所述的微粒噴射方法，其特征在于要提供給帶電元件的電位高于提供給形成在基片上的電極的電位。
18.一種微粒噴射方法，其特征在于包含以下步驟使用微粒噴射設備，通過用作載體的壓縮氣體，從相應的微粒儲藏箱噴射由不同構成材料或者表面組分構成的多種微粒；其中，所述微粒噴射設備包含用于容納基片的噴射室，包含至少一個微粒傳送噴管管道和至少一個微粒儲藏箱的微粒供給裝置，其中所述微粒傳送噴管管道和微粒儲藏箱都用于將微粒提供到所述噴射室內(nèi)，并將其噴射到所述基片上，一電壓供應裝置用于將電壓提供給形成于所述基片上的多個電極；所述電壓供應裝置能夠?qū)⒉煌档碾妷禾峁┙o每一個所述電極。
19.如權利要求18所述的微粒噴射方法，其特征在于包含以下步驟使用微粒噴射設備，通過一個微粒傳送管道傳輸充正電的微粒，以及通過另一個微粒傳送管道傳輸沖負電的微粒，噴射所述充正電的微粒和所述沖負電的微粒，其中，所述微粒噴射設備包含用于容納基片的噴射室；包含至少一個微粒傳送管道和至少一個微粒儲藏箱的微粒供給裝置，其中所述微粒傳送管道和所述微粒儲藏箱都用于將微粒提供給所述噴射室，并將其噴射到所述基片上，還包含電壓供應裝置，用于將電壓提供給基片上的多個電極，所述電壓供應裝置能夠?qū)⒉煌档碾妷禾峁┙o基片上的每一個所述電極。
20.如權利要求18或者19所述的微粒噴射方法，其特征在于通過一個微粒傳送管道，傳輸兩種構成材料或表面組份不同的微粒中的一種微粒使其帶正電，并通過所述微粒傳送管道傳輸另一種微粒而使其帶負電。
21.如權利要求18、19或20的任一條所述的微粒噴射方法，其特征在于將微粒噴射在間歇的底子上。
22.一種液晶顯示裝置的制造方法，其特征在于包含以下步驟使用如權利要求1到14任一項所述的微粒噴射設備，在帶有帶狀透明電極陣列的基片上選擇性地安排間隔物，所述帶狀透明電極陣列由多個平行設置的線性透明電極構成，和將相對高的電壓值提供給平行設置的偶數(shù)個線性透明電極，并將相對低的電壓值提供給與所述偶數(shù)個線性透明電極相鄰接設置的偶數(shù)個線性透明電極，由此在這種條件下，以交替的方式，生成具有相對高電位(+(正))的區(qū)域和具有相對低電位(-(負))的區(qū)域，并將充正電的間隔物或充負電的間隔物噴射到所述基片上，或者將充正電的間隔物和充負電的間隔物交替或相繼噴射到所述基片上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種微粒噴射設備,其中可以精確地控制微粒在具有電極的基片上的安排,尤其是一種微粒噴射設備,其中可以在不存在象素的電極之間的間距內(nèi)選擇性地設置間隔物,其中即使對于用于STN液晶顯示裝置中的,具有帶狀電極的基片;一種使用這種微粒噴射設備的噴射方法,以及用于制造液晶顯示裝置的方法。用于在具有多個電極的基片上選擇性地安排帶電微粒的微粒噴射設備包含用于放置基片的噴射室,用于將微粒提供給噴射室,并將微粒噴射到基片上的微粒供給裝置,以及用于將電壓提供給電極的單元,其中,電壓供應裝置可以分別將不同值的電壓提供給電極。
文檔編號G02F1/13GK1277680SQ98810614
公開日2000年12月20日 申請日期1998年10月27日 優(yōu)先權日1997年10月27日
發(fā)明者館野晶彥, 中谷博之, 吉村和也, 中原真, 吉良隆敏, 池杉大輔, 伴昌樹, 村田博, 久保正明 申請人:積水化學株學會社, 夏普株式會社, 日清工程株式會社