JP2003295198A - 液晶表示装置の製造用スペーサ分散液 - Google Patents
液晶表示装置の製造用スペーサ分散液Info
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Abstract
的に基板上に配置すると共に、液晶表示装置基板の非表
示部分に精度良く配置することが可能であって、スペー
サに起因する光抜け等がなく、優れた表示品質を発現す
る液晶表示装置を得ることのできる液晶表示装置の製造
用スペーサ分散液を提供する。 【解決手段】 インクジェット方式によってスペーサを
基板上の任意の位置に配置してなる液晶表示装置の製造
用スペーサ分散液であって、上記スペーサ分散液を構成
するスペーサ粒子が、無機系微粒子もしくは有機系微粒
子の表面に、親水性官能基及び/又は炭素数3〜22の
アルキル基を有するビニル系単量体をラジカル重合して
なるビニル系熱可塑性樹脂がグラフト重合により結合し
てなり、且つ、水及び/又は親水性有機溶剤からなり、
20℃における表面張力が25〜45mN/mである媒
体中に単粒子状に分散していることを特徴とする液晶表
示装置の製造用スペーサ分散液。
Description
式によってスペーサを基板上の任意の位置に配置してな
る液晶表示装置の製造用スペーサ分散液に関する
電子機器等に広く用いられている。図1は液晶表示装置
の一例を示す断面図である。図1に示されるように、一
般に液晶表示装置は、内側に透明電極3、配向膜8、カ
ラーフィルタ4、ブラックマトリクス5等が配置され、
外側に偏光板2が配置された2枚の透明基板1が、これ
らの周囲に配設されたシール材9を介して対向配置さ
れ、形成された空隙に液晶6が封入された構成となされ
ている。この液晶表示装置において、2枚の透明基板1
の間隔を規制し、適正な液晶層の厚み(セルギャップ)
を維持する目的で使用されているのがスペーサ7であ
る。
は、画素電極が形成された基板上にスペーサをランダム
且つ均一に散布するため、画素電極上即ち液晶表示装置
の表示部にもスペーサが配置されてしまう。スペーサは
一般的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、偏光が乱されて偏光
性を失うという現象、いわゆる消偏現象が生じて、スペ
ーサ部分が光り漏れを起こすという問題点が発生する。
又、スペーサ表面での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や色調が低下して表示品質
が悪化するという問題点が発生する。又、TFT液晶表
示装置においては、基板上にTFT素子が配置されてい
るが、スペーサがこのTFT素子上に配置されると、基
板に圧力がかかった時にTFT素子を破損させてしまう
という重大な問題点が発生する。
布に伴う問題点の発生を抑制するために、スペーサを遮
光層下にのみ配置することが検討されている。このよう
にスペーサを特定の位置にのみ配置する方法として、例
えば、特開平4−198919号公報では、開口部を有
するマスクの開口部と配置させたい位置とを合わせた後
にスペーサを開口部に相当する位置にのみ配置するカラ
ー液晶パネルが開示されており、特開平6−25864
7号公報では、感光体に静電的にスペーサを吸着させた
後に透明基板に転写する液晶表示装置の製造方法が開示
されている。
は、基板上にマスクや感光体が直接接触するために、基
板上の配向膜が損傷して表示品質の低下を来すという問
題点がある。
は、基板上の画素電極に電圧を印加して帯電させたスペ
ーサを散布することにより、静電的斥力によって特定の
位置にスペーサを配置させる液晶表示装置の製造方法が
開示されている。
は、配置させるパターンに沿った電極を必要とするた
め、スペーサを完全に任意の位置に配置することは不可
能であり、適用できる液晶表示装置の種類が制約される
という問題点がある。
は、対向面に透明電極が被着形成された透光性電極基板
間の間隙部にスペーサ及び液晶を介在させた液晶表示素
子において、スペーサをインクジェットプリント装置を
用いて電極基板上に分散配置する、即ち、インクジェッ
トプリント方式によってスペーサを配置する液晶表示装
置の製造方法が開示されている。この方法は、前記方法
のように基板そのものに直接接触することがなく、又、
任意の位置に任意のパターンでスペーサを配置すること
ができるので有効な方法と言える。
ブラックマトリクスと呼ばれ、その幅が約10〜30μ
mである。このような狭い領域に選択的にスペーサを配
置するためには、非常に高度なインクジェット装置の吐
出精度が要求される。インクジェット装置のなかでも、
スペーサのような粒子の分散液の吐出に好適に用いられ
るピエゾ式インクジェット装置は、吐出させる液体の表
面張力が吐出精度に大きく影響する。一般に吐出液の表
面張力は25〜55mN/mであることが好適であるの
で、スペーサ分散液もこの表面張力に調整されているこ
とが好ましい。
ールやフロン、水などの媒体中に分散させて、ノズルか
ら霧吹き状に散布する湿式散布法が一般的に適用されて
きたが、これらの媒体は表面張力が30mN/m以下と
低表面張力であるため、このようなスペーサをインクジ
ェット用の比較的高表面張力の媒体中に分散することは
困難であるという問題点がある。
は、液晶材料を介在して対向配置された一対の電極基板
と、上記電極基板間にインクジェット方式にて選択的に
分散配置されて上記電極基板の間隔を保持するスペーサ
とを備えた液晶表示装置であって、上記スペーサが固体
微粒子とバインダー樹脂とを含む液晶表示装置およびそ
の製造方法が開示されている。この方法は、疎水性のア
クリル系モノマーやスチレンからなるバインダー樹脂を
スペーサの表面に吸着させて被覆する方法である。
出させ、さらに液晶表示装置のセル中で正確にギャップ
を合わせるためには非常に高度な単粒子性が必要とされ
るが、このようなバインダー樹脂を表面被覆してもイン
クジェットインクに要求される表面張力が25〜55m
N/mの媒体中にスペーサを完全に単粒子状に分散させ
ることは困難であるという問題点がある。又、疎水性の
表面被覆層は基板上に形成された配向膜に対する親和性
が弱いので、その固着性が十分ではなく、配置したスペ
ーサが液晶セル内部で衝撃等の原因によって移動し、配
向膜を損傷させやすいという問題点がある。
晶の異常配向による光抜けを防ぐ必要があるが、液晶の
異常配向制御に有効に機能することが知られている疎水
性の官能基の導入は、インクジェットインク用の媒体中
にスペーサを単粒子状に分散させることとは相反する方
向である。更に、吸着作用を主体とした被覆方法ではバ
インダー樹脂を完全に固体微粒子の表面に固定化するこ
とが難しく、インクジェットインクとして保存する間に
バインダー樹脂の一部がインク中に溶出し、基板に吐出
した際に配向膜上を覆ったり、液晶セル中で液晶中に溶
出するなどして、液晶表示装置の表示品質の不良を惹起
するという問題点もある。
ーサ分散液であるが故に、スペーサの表面層に要求され
る性質は非常に複雑に絡み合い、優れた分散性を保持し
ながら全ての要求を満足することは困難であるのが現状
である。
問題点及び現状に鑑み、スペーサをインクジェット方式
によって安定的に基板上に配置すると共に、液晶表示装
置基板の非表示部分に精度良く配置することが可能であ
って、スペーサに起因する光抜け等がなく、優れた表示
品質を発現する液晶表示装置を得ることのできる液晶表
示装置の製造用スペーサ分散液を提供することにある。
よる液晶表示装置の製造用スペーサ分散液は、インクジ
ェット方式によってスペーサを基板上の任意の位置に配
置してなる液晶表示装置の製造用スペーサ分散液であっ
て、上記スペーサ分散液を構成するスペーサが、無機系
微粒子もしくは有機系微粒子の表面に、親水性官能基及
び/又は炭素数3〜22のアルキル基を有するビニル系
単量体をラジカル重合してなるビニル系熱可塑性樹脂が
グラフト重合により結合してなり、且つ、水及び/又は
親水性有機溶剤からなり、20℃における表面張力が2
5〜45mN/mである媒体中に単粒子状に分散してい
ることを特徴とする。
装置の製造用スペーサ分散液は、上記請求項1に記載の
液晶表示装置の製造用スペーサ分散液において、ビニル
系熱可塑性樹脂を構成するビニル系単量体が、親水性官
能基を有するビニル系単量体30〜80重量%及び炭素
数3〜22のアルキル基を有するビニル系単量体20〜
60重量%を含有してなることを特徴とする。
示装置の製造用スペーサ分散液は、上記請求項1又は請
求項2に記載の液晶表示装置の製造用スペーサ分散液に
おいて、親水性官能基が、水酸基、カルボキシル基、ス
ルホニル基、ホスホニル基、アミノ基、アミド基、エー
テル基、チオール基及びチオエーテル基よりなる群から
選択される少なくとも1種の官能基であることを特徴と
する。
散液(以下、単に「スペーサ分散液」と略記する)を構
成するスペーサは、無機系微粒子もしくは有機系微粒子
の表面に、親水性官能基及び/又は炭素数3〜22のア
ルキル基を有するビニル系単量体をラジカル重合してな
るビニル系熱可塑性樹脂がグラフト重合により結合して
なる。
るものではないが、例えば、シリカ微粒子等が挙げられ
る。これらの無機系微粒子は、単独で用いられても良い
し、2種類以上が併用されても良い。
されるものではないが、例えば、有機高分子系微粒子等
が挙げられる。これらの有機系微粒子は、単独で用いら
れても良いし、2種類以上が併用されても良い。又、上
記無機系微粒子及び有機系微粒子は、それぞれ単独で用
いられても良いし、両者が併用されても良い。
有機系微粒子の中でも、液晶表示装置の基板上に形成さ
れた配向膜を傷つけない程度の適度な硬度を有し、熱膨
張や熱収縮による厚みの変化に追随しやすく、更にセル
内部でのスペーサの移動が比較的少ない等の長所を有し
ていることから、有機高分子系微粒子が好適に用いられ
る。
は、特に限定されるものではないが、適度な強度等を有
する有機高分子を得ることができることから、単官能単
量体と多官能単量体とからなる混合単量体であることが
好ましい。又、上記混合単量体中における多官能単量体
の含有量は、特に限定されるものではないが、30重量
%以下であることが好ましい。混合単量体中における多
官能単量体の含有量が30重量%を超えると、得られる
有機高分子の強度や硬度が高くなりすぎることがある。
るものではないが、例えば、スチレン、α−メチルスチ
レン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン、クロ
ロメチルスチレンなどのスチレン誘導体;塩化ビニル;
酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル
類;アクリロニトリルなどの不飽和ニトリル類;(メ
タ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、
(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エ
チルヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、エチレ
ングリコール(メタ)アクリレート、トリフルオロエチ
ル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロプロピル(メ
タ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレー
トなどの(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられ
る。これら単官能単量体は、単独で用いられても良い
し、2種類以上が併用されても良い。尚、ここで言う例
えば「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」又は「メ
タクリル」を意味する。
されるものではないが、例えば、ジビニルベンゼン;ジ
アリルフタレート;トリアリルイソシアヌレート;1,
6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメ
チロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメ
チロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチ
ロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエ
リスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリス
リトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリス
リトールヘキサ(メタ)アクリレート、ポリテトラメチ
レングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチル
グリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレン
グリコールジ(メタ)アクリレートなどの(メタ)アク
リル酸エステル類;エチレングリコールジ(メタ)アク
リレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレートな
どのポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート
類;プロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなど
のポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート;
2,2−ビス[4−(メタクリロキシエトキシ)フェニ
ル]プロパンジ(メタ)アクリレート、2,2−水添ビ
ス[4−(アクリロキシポリエトキシ)フェニル]プロ
パンジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス[4−(ア
クリロキシエトキシポリプロポキシ)フェニル]プロパ
ンジ(メタ)アクリレートなどの2,2−ビス[4−
(アクリロキシポリアルコキシ)フェニル]プロパンジ
(メタ)アクリレート類等や、これらの異性体もしくは
誘導体等が挙げられる。これらの多官能単量体は、単独
で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良
い。
官能単量体とからなる混合単量体を重合して有機高分子
系微粒子を製造する方法としては、特に限定されるもの
ではないが、例えば、懸濁重合法、シード重合法、分散
重合法等が挙げられ、いずれの製造方法が採られても良
い。
多分散の粒子を得ることができるので、多品種の粒子径
の微粒子を製造する目的に適する。但し、懸濁重合法に
よる粒子をスペーサとして用いる場合には、分級操作を
行って、所望の粒子径や粒子径分布を有するものを選別
して用いることが好ましい。又、シード重合法及び分散
重合法は、分級操作を必要とせず、単分散の粒子を得る
ことができるので、特定の粒子径の微粒子を大量に製造
する目的に適する。
用いられる。
や単量体組成に応じて適宜選択されれば良く、特に限定
されるものではないが、例えば、水;メタノール、エタ
ノール、プロパノールなどのアルコール類;メチルセロ
ソルブ、エチルセロソルブなどのセロソルブ類;アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、2−ブ
タノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどの
酢酸エステル類;アセトニトリル、N,N−ジメチルホ
ルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの炭化水素類等
が挙げられる。これらの媒体は、単独で用いられても良
いし、2種類以上が併用されても良い。
れるものではないが、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸
化ラウロイル、オルソクロロ過酸化ベンゾイル、オルソ
メトキシ過酸化ベンゾイル、3,5,5−トリメチルヘ
キサノイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシ−2
−エチルヘキサノエート、ジ−t−ブチルパーオキサイ
ドなどの有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、
アゾビスシクロヘキサカルボニトリル、アゾビス(2,
4−ジメチルバレロニトリル)などのアゾ系化合物等が
挙げられる。これらの重合開始剤は、単独で用いられて
も良いし、2種類以上が併用されても良い。
るものではないが、前記単量体100重量部に対して、
重合開始剤0.1〜10重量部であることが好ましい。
重合開始剤の使用量が単量体100重量部に対して0.
1重量部未満であると、重合反応が十分に進行しないこ
とがあり、逆に単量体100重量部に対して10重量部
を超えると、得られる有機高分子の分子量が低くなりす
ぎることがある。
を用い、単量体及び重合開始剤からなる単量体組成物を
目的とする粒子径や粒子径分布となるように上記媒体中
に分散して重合する方法である。懸濁重合における媒体
(貧溶媒)としては、通常、水に分散安定剤を添加した
ものが用いられる。上記分散安定剤としては、特に限定
されるものではないが、例えば、ポリビニルアルコー
ル、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、エチル
セルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリ
ル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシドなど
の水溶性高分子や、ノニオン性界面活性剤、アニオン性
界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤な
どの界面活性剤等が挙げられる。これらの分散安定剤
は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用され
ても良い。
や単量体組成に応じて適宜決定されれば良く、特に限定
されるものではないが、通常、重合温度が50〜80℃
であって、重合時間が3〜24時間であることが好まし
い。
乳化重合法で作製した単分散の種粒子を、更に単量体を
吸収させることにより、狙いの粒子径にまで膨らませる
重合方法である。上記種粒子の作製に用いられる単量体
としては、特に限定されるものではないが、シード重合
時の相分離を抑制するために、シード重合時に用いられ
る単量体と近似の単量体が好適に用いられるが、中で
も、粒子系分布の単分散性が良好であることから、スチ
レン及びその誘導体等がより好適に用いられる。
の粒子径分布にも反映されるので、可及的に単分散であ
ることが好ましく、Cv値として5%以下であることが
好ましい。シード重合時には種粒子との相分離が起きや
すいため、シード重合時に種粒子に吸収させる単量体
は、種粒子の作製に用いられた単量体と可及的に近似の
単量体であることが好ましい。例えば、種粒子がスチレ
ン系樹脂からなる場合、種粒子に吸収させる単量体は芳
香族系ジビニル単量体であることが好ましく、種粒子が
アクリル系樹脂からなる場合、種粒子に吸収させる単量
体はアクリル系マルチビニル単量体であることが好まし
い。
単量体の添加量は、特に限定されるものではないが、種
粒子1重量部に対して、単量体20〜100重量部であ
ることが好ましい。種粒子1重量部に対する単量体の添
加量が20重量部未満であると、得られる有機高分子系
微粒子の強度が不十分となることがあり、逆に種粒子1
重量部に対する単量体の添加量が100重量部を超える
と、シード重合時に粒子同士の合着が起こって、得られ
る有機高分子系微粒子の粒子系分布が好ましくない程度
にまで広がることがある。
て、分散安定剤が用いられても良い。上記分散安定剤と
しては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリ
ビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、メチルセル
ロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリエチレ
ンオキシドなどの水溶性高分子や、ノニオン性界面活性
剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両
性界面活性剤などの界面活性剤等が挙げられる。これら
の分散安定剤は、単独で用いられても良いし、2種類以
上が併用されても良い。
成した重合体は溶解しない貧溶媒を媒体として重合を行
い、この重合系に高分子系分散安定剤を添加することに
より、生成した重合体を粒子形状で析出させる方法であ
る。
散重合法により重合すると、粒子の凝集が起きやすく、
単分散の架橋微粒子を安定的に得ることは難しいが、重
合条件を選定することにより、架橋性単量体を含有する
単量体を安定的に重合することが可能となる。
ける架橋性単量体の含有量は、特に限定されるものでは
ないが、分散重合時の粒子の凝集や得られる架橋微粒子
の強度等を考慮すると、50重量%以上であることが好
ましい。架橋性単量体を含有する単量体中における架橋
性単量体の含有量が50重量%未満であると、重合時に
生成した微粒子の表面が媒体中で柔らかくなるため、微
粒子同士の衝突によって合着が起こり、得られる架橋微
粒子の粒子系分布が好ましくない程度にまで広がった
り、凝集体となってしまうことがある。又、たとえ単分
散性を保っても、架橋密度が低くなって、スペーサとし
て必要な強度を十分に得られなくなることがある。
子(以下、「無機系微粒子もしくは有機系微粒子」を単
に「微粒子」と略記する)は、表示素子のコントラスト
を向上させるために、着色されていても良い。
されるものではないが、例えば、カーボンブラック、分
散染料、酸性染料、塩基性染料、金属酸化物等の着色剤
による着色処理法や、微粒子の表面に有機物の膜を形成
し、この有機物の膜を高温で分解もしくは炭化させて着
色する方法等が挙げられ、いずれの方法が採られても良
い。尚、微粒子を形成する材質自体が着色している場合
には、着色処理を施すことなく、そのまま着色微粒子と
して用いても良い。
サは、表示素子のスペーサ(ギャップ材)として用いら
れるので、上記スペーサを構成する上述の微粒子又は最
終的に得られるスペーサは、一定の強度を有しているこ
とが好ましい。
として、微粒子又はスペーサの直径が10%変位した時
の圧縮弾性率(10%K値)を採ると、表示素子のスペ
ーサとしては、特に限定されるものではないが、微粒子
又はスペーサの上記圧縮弾性率(10%K値)が200
0〜15000MPaであることが好ましい。
0%K値)が2000MPa未満であると、表示素子を
組立てる際のプレス圧により、スペーサが変形して、適
切なギャップが出にくくなることがあり、逆に微粒子又
はスペーサの上記圧縮弾性率(10%K値)が1500
0MPaを超えると、スペーサが表示素子に組み込まれ
た際に、基板上の配向膜を傷つけて、表示異常が発生す
ることがある。
柔軟な微粒子又はスペーサの硬さを正確に把握するため
に、以下の方法で測定した値を意味する。 〔圧縮弾性率(10%K値)の測定方法〕例えば特表平
6−503180号公報に記載されているように、測定
装置として微小圧縮試験器(型式「PCT−200」、
島津製作所社製)を用い、ダイヤモンド製の直径50μ
mの円柱の平滑な端面で微粒子又はスペーサを圧縮し、
微粒子又はスペーサの直径が10%変位した時の圧縮荷
重を求める。
サは、上述した微粒子の表面に、親水性官能基及び/又
は炭素数3〜22のアルキル基を有するビニル系単量体
をラジカル重合してなるビニル系熱可塑性樹脂がグラフ
ト重合により結合してなる。
るものではないが、例えば、水酸基、カルボキシル基、
スルホニル基、ホスホニル基、アミノ基、アミド基、エ
ーテル基、チオール基、チオエーテル基等が挙げられる
が、中でも、液晶との相互作用が少ないことから、水酸
基、カルボキシル基及びエーテル基が好適に用いられ
る。これらの親水性官能基は、単独で用いられても良い
し、2種類以上が併用されても良い。
としては、特に限定されるものではないが、例えば、2
−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,4−ヒ
ドロキシブチル(メタ)アクリレート、(ポリ)カプロ
ラクトン変性ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、
アリルアルコール、グリセリンモノアリルエーテルなど
の水酸基を有するビニル系単量体;(メタ)アクリル
酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸などのアクリル
酸及びそれらのα−アルキル誘導体又はβ−アルキル誘
導体;フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン
酸などの不飽和ジカルボン酸;上記不飽和ジカルボン酸
のモノ2−(メタ)アクリロイルオキシエチルエステル
誘導体などのカルボキシル基を有するビニル系単量体;
t−ブチルアクリルアミドスルホン酸、スチレンスルホ
ン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホ
ン酸などのスルホニル基を有するビニル系単量体;ビニ
ルホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチ
ルホスフェートなどのホスホニル基を有するビニル系単
量体;ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチル
アミノエチルメタクリレートなどのアミノ基を有するビ
ニル系単量体;(ポリ)エチレングリコール(メタ)ア
クリレートの末端アルキルエーテル、(ポリ)プロピレ
ングリコール(メタ)アクリレートの末端アルキルエー
テル、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレートな
どのエーテル基を有するビニル系単量体;(ポリ)エチ
レングリコール(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピ
レングリコール(メタ)アクリレートなどの水酸基及び
エーテル基を有するビニル系単量体;(メタ)アクリル
アミド、メチロール(メタ)アクリルアミド、ビニルピ
ロリドンなどのアミド基を有するビニル系単量体等が挙
げられる。これらの親水性官能基を有するビニル系単量
体は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用さ
れても良い。
は、特に限定されるものではないが、例えば、n−プロ
ピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル
基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、
シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−ヘプチ
ル基、n−オクチル基、n−ノニル基、デシル基、ウン
デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル
基、ペンタデシル基、ノナデシル基、エイコデシル基、
ヘニコシル基、ドコシル基、イソボルニル基等が挙げら
れる。これらの炭素数3〜22のアルキル基は、単独で
用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。
ビニル系単量体としては、特に限定されるものではない
が、例えば、(メタ)アクリル酸と上記炭素数3〜22
のアルキル基とからなるエステル化合物;ビニルアルコ
ールと上記炭素数3〜22のアルキル基とからなるエス
テル化合物;ビニル基と上記炭素数3〜22のアルキル
基とからなるビニルエーテル化合物等が挙げられる。こ
れらの炭素数3〜22のアルキル基を有するビニル系単
量体は、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用
されても良い。又、親水性官能基を有するビニル系単量
体及び炭素数3〜22のアルキル基を有するビニル系単
量体は、それぞれ単独で用いられても良いし、両者が併
用されても良い。
はないが、ビニル系熱可塑性樹脂を構成するビニル系単
量体が、前記親水性官能基を有するビニル系単量体30
〜80重量%及び上記炭素数3〜22のアルキル基を有
するビニル系単量体20〜60重量%を含有してなるこ
とが好ましい。
有するビニル系単量体の含有量が30重量%未満である
と、得られるスペーサが分散媒体中に十分に単粒子化し
た状態で分散することが難しくなって、凝集粒子が発生
しやすくなり、インクジェット装置での安定的な吐出が
困難となったり、セルギャップを正確に形成できなくな
ることがあり、逆にビニル系単量体中における親水性官
能基を有するビニル系単量体の含有量が80重量%を超
えると、液晶表示装置のセルを形成した際に、表示画素
中にはみ出したスペーサの表面において液晶の異常配向
を来たしやすくなって、表示品質の低下につながること
がある。
22のアルキル基を有するビニル系単量体の含有量が2
0重量%未満であると、液晶表示装置のセルを形成した
際に、表示画素中にはみ出したスペーサの表面において
液晶の異常配向を来たしやすくなって、表示品質の低下
につながることがあり、逆にビニル系単量体中における
炭素数3〜22のアルキル基を有するビニル系単量体の
含有量が60重量%を超えると、得られるスペーサの媒
体中への分散安定性が低下することがある。
及び/又は炭素数3〜22のアルキル基を有するビニル
系単量体をラジカル重合してなるビニル系熱可塑性樹脂
をグラフト重合により結合させてビニル系熱可塑性樹脂
による表面被覆層を形成する際に、表面被覆層の厚みを
厚くする等の目的で複数の異なった組成のビニル系熱可
塑性樹脂層を積層する場合、上記親水性官能基を有する
ビニル系単量体30〜80重量%及び炭素数3〜22の
アルキル基を有するビニル系単量体20〜60重量%を
含有してなる好ましいビニル系単量体の使用は、表面被
覆層の最外層となるビニル系熱可塑性樹脂についてのみ
考慮すれば良い。これは、スペーサ分散液やインクジェ
ットインクに用いられる媒体に対する分散性や液晶異常
配向の抑制等の機能はスペーサの表面近傍の状態によっ
て発現するからである。
記ビニル系熱可塑性樹脂をグラフト重合させて化学的に
結合固定することにより、微粒子表面にビニル系熱可塑
性樹脂からなる表面被覆層を形成する。このような方法
によって形成された表面被覆層は、インクジェットイン
ク中や液晶表示装置のセル中で、表面被覆層の剥離や溶
出等の問題を生じることが少ないので好ましい。中で
も、例えば特開平11−223821号公報に記載され
ているような、表面に還元性基を有する微粒子に酸化剤
を反応させて微粒子表面にラジカルを発生させ、このラ
ジカルを起点とするグラフト重合により微粒子表面にビ
ニル系熱可塑性樹脂からなる表面被覆層を形成する方法
が、密度が高く、十分な厚みを有する表面被覆層を形成
することができることから、好ましい。
スペーサは、水及び/又は親水性有機溶剤からなり、2
0℃における表面張力が25〜45mN/mである媒体
中に単粒子状に分散している。
は親水性有機溶剤である場合に安定的に吐出できる傾向
があり、媒体が疎水性の強い有機溶剤である場合には、
ヘッドを構成する部材が媒体に侵されたり、部材を接着
する接着剤の一部が媒体中に溶出する等の問題が生じ
る。従って、スペーサ分散液やインクジェットインキの
媒体は、水又は親水性有機溶剤であることが好ましい。
ないが、例えば、イオン交換水、純水、地下水、水道
水、工業用水等が挙げられる。これらの水は、単独で用
いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。
れるものではないが、例えば、エタノール、n−プロパ
ノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタ
ノール、1−メトキシ−2−プロパノール、フルフリル
アルコール、テトラヒドロフルフリルアルコールなどの
モノアルコール類;エチレングリコール、ジエチレング
リコール、トリエチレングリコール、テトラエチレング
リコールなどのエチレングリコールの多量体;プロピレ
ングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレ
ングリコール、テトラプロピレングリコールなどのプロ
ピレングリコールの多量体;エチレングリコールの多量
体やプロピレングリコールの多量体のモノメチルエーテ
ル、モノエチルエーテル、モノイソプロピルエーテル、
モノプロピルエーテル、モノブチルエーテルなどの低級
モノアルキルエーテル類;エチレングリコールの多量体
やプロピレングリコールの多量体のジメチルエーテル、
ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジプロピ
ルエーテルなどの低級ジアルキルエーテル類;エチレン
グリコールの多量体やプロピレングリコールの多量体の
モノアセテート、ジアセテートなどのアルキルエステル
類;1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオー
ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、3−ヘキ
セン−2,5−ジオール、1,5−ペンタンジオール、
2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペン
タンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘ
キサンジオール、ネオペンチルグリコールなどのジオー
ル類;ジオール類のエーテル誘導体;ジオール類のアセ
テート誘導体;グリセリン、1,2,4−−ブタントリ
オール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2,5
−ペンタントリオール、トリメチロールプロパン、トリ
メチロールエタン、ペンタエリスリトールなどの多価ア
ルコール類;多価アルコール類のエーテル誘導体;多価
アルコール類のアセテート誘導体等や、ジメチルスルホ
キシド、チオジグリコール、N−メチル−2−ピロリド
ン、N−ビニル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクト
ン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジン、スルホラ
ン、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、
N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルホルムアミ
ド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、α−テル
ピネオール、エチレンカーボネート、プロピレンカーボ
ネート、ビス−β−ヒドロキシエチルスルホン、ビス−
β−ヒドロキシエチルウレア、N,N−ジエチルエタノ
ールアミン、アビエチノール、ジアセトンアルコール、
尿素等が挙げられる。これらの親水性有機溶剤は、単独
で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良
い。又、水及び親水性有機溶剤は、それぞれ単独で用い
られても良いし、両者が併用されても良い。
性有機溶剤からなる媒体の20℃における表面張力が2
5〜45mN/mであることが必要である。上記媒体の
20℃における表面張力が25〜45mN/mの範囲を
逸脱すると、得られるスペーサ分散液やインクジェット
インクの吐出性や吐出精度が不十分となる。
0℃未満の親水性有機溶剤が含有されていることが好ま
しく、より好ましくは沸点が70℃以上100℃未満の
親水性有機溶剤が含有されていることである。尚、本発
明で言う沸点とは、1気圧の条件下での沸点を意味す
る。
としては、特に限定されるものではないが、例えば、エ
タノール、n−プロパノール、2−プロパノールなどの
低級モノアルコール類やアセトン等が挙げられる。これ
らの沸点が100℃未満の親水性有機溶剤は、単独で用
いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。
は、スペーサ分散液やインクジェットインクを基板上に
吐出した後、乾燥させる際に比較的低い温度で揮発す
る。本発明のスペーサ分散液においては、配向膜に媒体
が高温で接触すると配向膜を汚染して液晶表示装置の表
示品質を損なうため、乾燥温度をあまり高くすることが
できない。従って、上記沸点が100℃未満の親水性有
機溶剤を用いることが好ましい。但し、上記沸点が10
0℃未満の親水性有機溶剤が室温で揮散しやすいと、ス
ペーサ分散液やインクジェットインクの製造時や貯蔵時
に凝集粒子が発生しやすくなったり、インクジェット装
置のノズル付近のスペーサ分散液やインクジェットイン
クが乾燥しやすくなって、インクジェット吐出性が損な
われたりするので、室温で揮散しやすい親水性有機溶剤
は好ましくない。
溶剤は、特に限定されるものではないが、20℃におけ
る表面張力が25mN/m以下であることが好ましい。
一般にインクジェット装置は、吐出するスペーサ分散液
やインクジェットインクの20℃における表面張力が3
0〜50mN/mである場合に良好な吐出精度を示す。
一方、基板上に吐出されたスペーサ分散液やインクジェ
ットインクの液滴の表面張力は高い方がスペーサを乾燥
過程で移動させるのに適している。
0℃における表面張力が25mN/m以下であると、吐
出時においてはスペーサ分散液やインクジェットインク
の表面張力が比較的低い状態にあるので、良好な吐出精
度を得ることが可能となり、基板上に吐出された後はス
ペーサ分散液中やインクジェットインク中の他の媒体成
分より先に揮散して、スペーサ分散液やインクジェット
インクの表面張力が高くなるので、乾燥過程におけるス
ペーサの移動が容易となる。
100℃未満の親水性有機溶剤の含有量は、媒体の20
℃における表面張力が25〜45mN/mの範囲を逸脱
しない量であれば良く、特に限定されるものではない
が、10〜80重量%であることが好ましい。
性有機溶剤の含有量が10重量%未満であると、沸点が
100℃未満の親水性有機溶剤を含有させることによる
上記効果を十分に得られないことがあり、逆に媒体中に
おける沸点が100℃未満の親水性有機溶剤の含有量が
80重量%を超えると、スペーサ分散液やインクジェッ
トインクの製造時や貯蔵時に乾燥しやすくなって、凝集
粒子が発生したり、インクジェット装置のノズル近辺の
スペーサ分散液やインクジェットインクが過剰に乾燥し
て、吐出性や吐出精度が損なわれることがある。
150℃以上の親水性有機溶剤が含有されていることが
好ましく、より好ましくは沸点が150〜200℃の親
水性有機溶剤が含有されていることである。
としては、特に限定されるものではないが、例えば、エ
チレングリコール、エチレングリコールモノメチルエー
テル、エチレングリコールジメチルエーテルなどの低級
アルコールエーテル類等が挙げられる。これらの沸点が
150℃以上の親水性有機溶剤は、単独で用いられても
良いし、2種類以上が併用されても良い。
は、スペーサ分散液やインクジェットインクの製造時や
貯蔵時に乾燥して凝集粒子が発生するのを抑制したり、
インクジェット装置のノズル近辺でスペーサ分散液やイ
ンクジェットインクが過剰に乾燥して吐出性や吐出精度
が損なわれるのを抑制する。
溶剤は、特に限定されるものではないが、20℃におけ
る表面張力が30mN/m以上であることが好ましい。
沸点が150℃以上の親水性有機溶剤の20℃における
表面張力が30mN/m以上であると、基板上に吐出さ
れたスペーサ分散液やインクジェットインクから沸点の
より低い親水性有機溶剤が揮散した後に、スペーサ分散
液やインクジェットインクの表面張力が高く保たれるの
で、乾燥過程におけるスペーサの移動が容易となる。
150℃以上の親水性有機溶剤の含有量は、媒体の20
℃における表面張力が25〜45mN/mの範囲を逸脱
しない量であれば良く、特に限定されるものではない
が、10〜80重量%であることが好ましい。
性有機溶剤の含有量が10重量%未満であると、沸点が
150℃以上の親水性有機溶剤を含有させることによる
上記効果を十分に得られないことがあり、逆に媒体中に
おける沸点が150℃以上の親水性有機溶剤の含有量が
80重量%を超えると、スペーサ分散液やインクジェッ
トインクの乾燥時間が著しく長くなって生産性が低下し
たり、配向膜が汚染されて液晶表示装置の表示品質が損
なわれることがある。
スペーサの固形分濃度は、特に限定されるものではない
が、0. 05〜5重量%であることが好ましく、より好
ましくは0. 1〜2重量%である。
分濃度が0.05重量%未満であると、吐出されたスペ
ーサ分散液やインクジェットインクの液滴中に有効量の
スペーサが含まれなくなることがあり、逆にスペーサ分
散液中におけるスペーサの固形分濃度が5重量%を超え
ると、インクジェット装置のノズルが閉塞しやすくなっ
たり、吐出されたスペーサ分散液やインクジェットイン
クの液滴中のスペーサの含有量が過剰となって、乾燥過
程におけるスペーサの移動が困難となることがある。
スペーサが前記媒体中に単粒子状に分散している。スペ
ーサが媒体中に単粒子状に分散していなくて、凝集状態
にあると、吐出性や吐出精度が低下したり、インクジェ
ット装置のノズル閉塞を起こす。
題達成を阻害しない範囲で必要に応じて、例えば、粘接
着性付与剤、粘性調整剤、pH調整剤、界面活性剤、消
泡剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収
剤、着色剤等の各種添加剤の1種類もしくは2種類以上
が添加されていても良い。
ペーサ分散液からなるインクジェットインクを基板上に
吐出する方法は、特に限定されるものではなく、例え
ば、次のように行えば良い。
は、特に限定されるものではないが、例えば、ピエゾ素
子の振動によって液体をノズルから吐出させるピエゾ方
式、急激な加熱による液体の膨張を利用して液体をノズ
ルから吐出させるサーマル方式、発熱素子の急激な加熱
によって液体をノズルから吐出させるバブルジェット
(登録商標)方式等が挙げられ、いずれの方式が採られ
ても良い。
特に限定されるものではないが、20〜100μmであ
ることが好ましい。インクジェット装置のノズル口径が
20μm未満であると、粒子径が2〜10μmのスペー
サを吐出した場合に粒子径との差が小さすぎて、吐出精
度が低下したり、ノズル閉塞を起こして吐出不能となる
ことがあり、逆にインクジェット装置のノズル口径が1
00μmを超えると、吐出される液滴の径が大きくなっ
て、基板上に吐出された液滴の径も大きくなるので、ス
ペーサの配置精度が粗くなることがある。
に限定されるものではないが、10〜80μmであるこ
とが好ましい。ノズルから吐出される液滴の径を上記好
ましい範囲に制御する方法としては、特に限定されるも
のではないが、例えば、ノズルの口径を最適化する方法
やインクジェット装置を制御する電気信号を最適化する
方法等が挙げられ、いずれの方法が採られても良い。特
にピエゾ方式のインクジェット装置を用いる場合には、
後者の方法を採ることが好ましい。
限定されるものではないが、30〜150μmであるこ
とが好ましい。基板上に吐出された液滴の径を30μm
未満とするためには、ノズル口径を非常に小さくする必
要が生じるため、スペーサによるノズル閉塞の可能性が
大きくなったり、ノズル加工の精度を高めなければなら
なくなることがあり、逆に基板上に吐出された液滴の径
が150μmを超えると、スペーサの配置精度が粗くな
ることがある。
インクの吐出の対象となる基板は、特に限定されるもの
ではなく、例えば、ガラス板や樹脂板等の一般的に液晶
表示装置のパネル基板として用いられているもので良
い。
る二枚の基板のうちの一方の基板表面にスペーサ分散液
やインクジェットインクを吐出することが好ましい。ス
ペーサ分散液やインクジェットインクを吐出する基板の
表面には通常液晶分子の配向を制御するための配向膜と
呼ばれる樹脂薄膜が形成されている。通常液晶表示装置
に用いられる配向膜としてはポリアミド樹脂薄膜が用い
られ、表面をラビング処理して液晶の配向を制御してい
る。従って、スペーサ分散液やインクジェットインクの
媒体は、この配向膜中に浸透したり、配向膜を溶解した
りする配向膜汚染性があってはならない。
定されるものではなく、ランダム配置であっても良い
し、特定の位置にパターン化して配置したパターン配置
であっても良いが、スペーサに起因する光抜けなどの表
示品質の低下を抑制するために、パネルの非表示部分に
配置することが好ましい。
たブラックマトリクスと呼ばれる遮光層のことであり、
例えばTFT液晶表示装置においては、TFT素子が位
置する部分が存在するが、スペーサはTFT素子を破壊
することがないようにブラックマトリクス下に配置する
ことが好ましい。上記ブラックマトリクスの幅は、通常
10〜30μmである。
限定されるものではないが、通常1mm平方の領域に5
0〜300個であることが好ましい。上記好ましい粒子
密度が満たされる限り、スペーサはブラックマトリクス
下のどのような部分にどのようなパターンで配置されて
も良い。
クジェットインクの液滴中の媒体を乾燥する方法は、特
に限定されるものではなく、例えば、次のように行えば
良い。
置のノズルから基板上に吐出されたスペーサ分散液やイ
ンクジェットインクを乾燥させた後に、スペーサが、基
板上に吐出された直後のスペーサ分散液やインクジェッ
トインクの液滴の径より小さい径の円内に存在するよう
に乾燥させることが好ましい。
出された直後のスペーサ分散液やインクジェットインク
の液滴の中央付近に寄せ集めるためには、媒体の沸点、
乾燥温度、乾燥時間、媒体の表面張力、媒体の配向膜に
対する接触角、スペーサの濃度等を適切な条件に設定す
ることが重要であるが、特に乾燥条件が重要である。
体が無くなってしまわないようにある程度の時間幅をも
って乾燥することが好ましい。このため媒体が急激に乾
燥してしまうような乾燥条件は好ましくない。又、媒体
は高温で長時間配向膜と接触すると、配向膜を汚染して
液晶表示装置の表示品質を損なうことがあるので、高温
長時間の乾燥条件は好ましくない。又、基板表面温度が
比較的低い条件であっても、乾燥時間が著しく長くなる
と液晶表示装置の生産性が低下するので、低温長時間の
乾燥条件も好ましくない。
サ分散液やインクジェットインクが基板上に吐出された
時点での基板表面温度は、特に限定されるものではない
が、スペーサ分散液やインクジェットインクの媒体中に
含まれる最も低沸点の媒体成分の沸点より20℃以上低
い温度であることが好ましい。
の沸点より20℃未満しか低くないと、最も低沸点の媒
体成分が急激に揮散して、乾燥過程においてスペーサが
移動できなくなったり、最も低沸点の媒体成分の急激な
沸騰によって、スペーサが液滴ごと基板上を動き回り、
スペーサの配置精度が著しく低下することがある。
クが基板上に吐出された後に基板表面温度を徐々に上昇
させながら媒体を揮散させる乾燥方法においては、スペ
ーサ分散液やインクジェットインクが基板上に吐出され
た時点での基板表面温度は、特に限定されるものではな
いが、スペーサ分散液やインクジェットインクの媒体中
に含まれる最も低沸点の媒体成分の沸点より20℃以上
低い温度であって、且つ、乾燥が完了するまでの間の基
板表面温度が90℃以下であることが好ましく、より好
ましくは70℃以下であることである。
の沸点より20℃未満しか低くないと、最も低沸点の媒
体成分が急激に揮散して、乾燥過程においてスペーサが
移動できなくなったり、最も低沸点の媒体成分の急激な
沸騰によって、スペーサが液滴ごと基板上を動き回り、
スペーサの配置精度が著しく低下することがある。又、
乾燥が完了するまでの間の基板表面温度が90℃を超え
ると、配向膜を汚染して、液晶表示装置の表示品質を損
なうことがある。尚、ここで言う乾燥の完了とは、基板
上に吐出されたスペーサ分散液やインクジェットインク
の液滴が消失した時点を意味する。
は、対向する基板と周辺シール材を介して加熱圧着さ
れ、形成された基板間の空隙に液晶を充填されることに
より、液晶表示装置となされる。
分散液を構成するスペーサが、微粒子の表面に親水性官
能基及び/又は炭素数3〜22のアルキル基を有するビ
ニル系単量体をラジカル重合してなるビニル系熱可塑性
樹脂がグラフト重合により結合してなるので、水及び/
又は親水性有機溶剤からなり、インクジェット装置によ
り安定的に吐出できる条件である20℃における表面張
力が25〜45mN/mの媒体中に、上記スペーサを完
全に単粒子状にしかも安定的に分散させることができ
る。
ペーサ分散液からなるインクジェットインクは、吐出性
に優れると共に、液晶表示装置のセルギャップを正確に
保ち得るので、均質な表示品質を発現する液晶表示装置
を得ることができる。
単量体として炭素数3〜22のアルキル基を有するビニ
ル系単量体を用いることにより、液晶表示装置のセル中
で画素内にスペーサがはみ出した場合でも、スペーサ表
面での液晶異常配向が起こりにくく、優れた表示品質を
発現する液晶表示装置を得ることができる。
以下に実施例を挙げるが、本発明はこれらの実施例のみ
に限定されるものではない。
部、イソオクチルアクリレート5重量部及び重合開始剤
として過酸化ベンゾイル1. 3重量部を投入し、均一に
攪拌混合した。次に、ポリビニルアルコール(商品名
「クラレポバールGL−03」、クラレ社製)の3重量
%水溶液20重量部及びドデシル硫酸ナトリウム0. 5
重量部を投入し、均一に攪拌混合した後、イオン交換水
140重量部を投入した。次いで、窒素ガス気流下、こ
の水溶液を攪拌しながら80℃で15時間重合反応を行
って微粒子を得た。得られた微粒子を熱水及びアセトン
で十分に洗浄した後、分級操作を行い、アセトンを揮散
させて、スペーサ種粒子を作製した。得られたスペーサ
種粒子の平均粒子径は5μmであり、CV値は3.0%
であった。
ルホキシド20重量部、ヒドロキシメタクリレート10
重量部、イソブチルメタクリレート8重量部及びメタク
リル酸2重量部からなる混合単量体中に投入し、ソニケ
ータによって分散させた後、均一に撹拌混合した。次
に、反応系を窒素ガスで置換し、30℃で2時間撹拌を
継続した。次いで、反応系に1Nの硝酸水溶液で調製し
た0.1mol/Lの硝酸第2セリウムアンモニウム水
溶液10重量部を添加し、5時間重合反応を行った後、
反応液を取り出し、3μmのメンブランフィルターを用
いて粒子と反応液とを濾別した。得られた粒子をエタノ
ール及びアセトンで十分に洗浄した後、真空乾燥機で減
圧乾燥を行って、スペーサ種粒子の表面にビニル系熱可
塑性樹脂がグラフト重合されたスペーサ(A)を作製し
た。
こと以外は上記と同様にして、スペーサ種粒子の表面に
ビニル系熱可塑性樹脂がグラフト重合されたスペーサ
(B)〜スペーサ(D)を作製した。
重量部、イソブチルメタクリレート8重量部及びメタク
リル酸2重量部からなる混合単量体を酢酸エチル中でラ
ジカル溶液重合した後、減圧乾燥により酢酸エチルを除
去して得た固形樹脂を粉砕して樹脂粉体を得た。次い
で、(1)で得られたスペーサ種粒子5重量部及び上記
で得られた樹脂粉体2重量部を用い、特開2000−3
47191号公報に記載の実施例1と同様にして、高速
気流中衝撃法によってスペーサ種粒子の表面に被覆層が
形成されたスペーサ(E)を作製した。
ル20重量部及びイオン交換水20重量部を均一に攪拌
混合して、媒体(a)を調製した。得られた媒体aの2
0℃における表面張力は35mN/mであった。
外は上記と同様にして、媒体(b)〜媒体(d)を調製
した。得られた媒体(b)〜媒体(d)の20℃におけ
る表面張力は表2に示すとおりであった。
を媒体(a)100重量部中にゆっくり添加し、ソニケ
ータにより均一に攪拌混合して、スペーサ分散液を作製
した。
比較例3)スペーサと媒体との組み合わせを表3に示す
組み合わせとしたこと以外は実施例1の場合と同様にし
て、スペーサ分散液を作製した。
3で得られたスペーサ分散液の性能(分散性、スペ
ーサの配置性、液晶表示セルの表示品質、液晶の純
度)を以下の方法で評価した。その結果は表3に示すと
おりであった。
で濾過し、下記判定基準により分散性を評価した。 〔判定基準〕 ◎‥‥ステンレスメッシュに殆ど目詰まりがなく、スペ
ーサ分散液はスムーズに通過した。 ○‥‥ステンレスメッシュをスペーサ分散液が通過した
が、濾過後のステンレスメッシュに若干の目詰まりが認
められた。又、経時的に沈降したスペーサは容器を振る
ことにより容易に再分散できた。 △‥‥ステンレスメッシュに目詰まりが多く、スペーサ
分散液はスペーズに通過しなかったが、時間をかけるこ
とにより濾過することができた。又、経時的に沈降した
スペーサは容器を振っても再分散しなかった。 ×‥‥ステンレスメッシュの目詰まりが甚だしく、スペ
ーサ分散液が全く通過しなかった。
m)で濾過して凝集物を除去した後、ピエゾ方式の口径
30μmのヘッドを搭載したインクジェット装置を用い
て、基板上へ吐出した。上記基板としては、表面にIT
O透明電極を備えたカラーフィルターガラス基板上にス
ピンコート法によってポリイミド中間体(商品名「LP
−64」、東レ社製)を均一に塗布し、150℃で乾燥
した後に280℃で90分間焼成し硬化させて配向膜を
形成したものを用いた。上記カラーフィルタガラス基板
は、カラーフィルタの画素間に幅20μmのブラックマ
トリクスが形成されているもので、インクジェット装置
によってこのブラックマトリクス上に150μm間隔で
スペーサを配置するものとした。又、スペーサの散布密
度は100個/mm2 となるように調整して配置するよ
うにした。上記スペーサの配置の際には、室温の基板を
ステージ上に置き、吐出の終わった基板を速やかに90
℃に加熱したホットプレート上に移して乾燥させた。目
視で媒体が完全に乾燥したのを確認した後、更にそのま
まの温度で30分間放置した。上記方法でスペーサを基
板上に配置した後、配置状況を顕微鏡で観察し、下記判
定基準によりスペーサの配置性を評価した。 〔判定基準〕 ◎‥‥スペーサの配置された各ラインは等間隔で真っ直
ぐであり、スペーサ抜けも全く認められず、各ノズルか
ら安定的に真っ直ぐにスペーサ分散液が吐出されてい
た。 ○‥‥スペーサの配置された各ラインはほぼ等間隔で真
っ直ぐであるが、若干のスペーサ抜けが認められた。 △‥‥スペーサの配置されたラインの間隔が不揃いで、
真っ直ぐに吐出されていなかった。 ×‥‥基板上にスペーサが殆ど吐出されていなかった。
ス基板と対向基板とを、周辺シール材(主剤の商品名
「SE4500」、硬化剤の商品名「T」、HAVEN
CHEMIKACAL社製)をスクリーン印刷法で印
刷して、貼り合わた後、160℃で90分間加熱して周
辺シール材を硬化させ、セルギャップが5μmの空セル
を形成した。次に、この空セル内に所定量のカイラル剤
が配合された液晶(商品名「S−811」、メルク社
製)を充填し、封口剤で注入口を封止した後、120℃
で30分間加熱処理して、液晶表示セルを作製した。次
いで、4.2ボルトの電圧を印加し顕微鏡で拡大した液
晶表示セルの映像を目視で観察し、下記判定基準により
液晶表示セルの表示品質を評価した。 〔判定基準〕 ○‥‥表示領域中にはみ出したスペーサの周辺における
光抜けが非常に僅かであり、良好な画質であった。 △‥‥表示領域中にはみ出したスペーサの周辺に光抜け
が認められた。 ×‥‥表示領域中にはみ出したスペーサが非常にはっき
りと光っていたため、表示画像のコントラストが低下
し、画質が劣っていた。
000」、メルク社製)2mL中に分散させ、80℃で
200時間放置した後、液晶を回収し、ガスクロマトグ
ラフィーによって液晶の純度を測定した。
よる実施例1〜実施例5のスペーサ分散液は、分散性、
スペーサの配置性、液晶表示セルの表示品質及び液晶の
純度の全てについて良好もしくは優れた性能を発現し
た。
力が45mN/mを超えていた比較例1のスペーサ分散
液及び媒体の20℃における表面張力が25mN/m未
満であった比較例2のスペーサ分散液は、いずれも基板
上へのスペーサの配置性が悪かったので、液晶表示セル
の表示品質を評価することができなかった。又、グラフ
ト重合ではなく、高速気流中衝撃法によって作製したス
ペーサを用いた比較例3のスペーサ分散液は、液晶の純
度が劣っていた。
散液は、スペーサをインクジェット方式によって安定的
に基板上に配置すると共に、液晶表示装置基板の非表示
部分に精度良く配置することが可能であって、スペーサ
に起因する光抜け等がなく、優れた表示品質を発現する
液晶表示装置を得ることのできるので、液晶表示装置の
製造用として好適に用いられる。
4)
Claims (3)
- 【請求項1】 インクジェット方式によってスペーサを
基板上の任意の位置に配置してなる液晶表示装置の製造
用スペーサ分散液であって、上記スペーサ分散液を構成
するスペーサが、無機系微粒子もしくは有機系微粒子の
表面に、親水性官能基及び/又は炭素数3〜22のアル
キル基を有するビニル系単量体をラジカル重合してなる
ビニル系熱可塑性樹脂がグラフト重合により結合してな
り、且つ、水及び/又は親水性有機溶剤からなり、20
℃における表面張力が25〜45mN/mである媒体中
に単粒子状に分散していることを特徴とする液晶表示装
置の製造用スペーサ分散液。 - 【請求項2】 ビニル系熱可塑性樹脂を構成するビニル
系単量体が、親水性官能基を有するビニル系単量体30
〜80重量%及び炭素数3〜22のアルキル基を有する
ビニル系単量体20〜60重量%を含有してなることを
特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の製造用スペ
ーサ分散液。 - 【請求項3】 親水性官能基が、水酸基、カルボキシル
基、スルホニル基、ホスホニル基、アミノ基、アミド
基、エーテル基、チオール基及びチオエーテル基よりな
る群から選択される少なくとも1種の官能基であること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液晶表示装
置の製造用スペーサ分散液。
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