JP2008107562A - Spacer particle dispersion liquid and liquid crystal display device - Google Patents

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Takamaro Kakehi
鷹麿 筧
Nobuo Hanatani
信雄 花谷
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spacer particle dispersion liquid in which the deterioration in yield can be prevented by nonuniformity of the height of spacer particles and a liquid crystal display device having excellent display quality can be manufactured in a process of manufacturing the liquid crystal display device, and to provide a liquid crystal display device using the spacer dispersion liquid. <P>SOLUTION: The spacer particle dispersion liquid contains spacer particles, an adhesive and a solvent and is used in arranging the spacer particles in an arbitrary position where a resin film of the liquid crystal display device by using an ink jet device is formed, in which the cured matter of the adhesive is harder than the spacer particles. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置の製造過程において、スペーサ粒子の高さが不均一となることで歩留まりが低下することを防止でき、かつ、表示品質に優れる液晶表示装置を製造することができるスペーサ粒子分散液、及び、該スペーサ分散液を用いてなる液晶表示装置に関する。 The present invention provides a spacer particle capable of preventing a decrease in yield due to non-uniform height of spacer particles in a manufacturing process of a liquid crystal display device and manufacturing a liquid crystal display device having excellent display quality. The present invention relates to a dispersion and a liquid crystal display device using the spacer dispersion.

液晶表示装置は、現在、パソコン、携帯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粒子7である。 Liquid crystal display devices are currently widely used in personal computers, portable electronic devices, and the like. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of a liquid crystal display device. As shown in FIG. 1, in general, a liquid crystal display device has two transparent substrates in which a transparent electrode 3, an alignment film 8, a color filter 4, a black matrix 5 and the like are arranged on the inner side and a polarizing plate 2 is arranged on the outer side. 1 is arranged so as to face each other with a sealant 9 disposed around them, and the liquid crystal 6 is sealed in the formed gap. In this liquid crystal display device, the spacer particles 7 are used for the purpose of regulating the distance between the two transparent substrates 1 and maintaining an appropriate thickness (cell gap) of the liquid crystal layer.

このようなスペーサ粒子を液晶表示装置の樹脂膜を有する基板上に配置させる方法としては、例えば、特許文献1に、インクジェット装置を用いてスペーサ粒子を含有するスペーサ粒子分散液の液滴を吐出して基板上の所定の位置に着弾させた後、乾燥させることによりスペーサ粒子を基板上に配置する方法が開示されている。この方法によれば、基板上の任意の位置にスペーサ粒子を配置することができる。 As a method of disposing such spacer particles on a substrate having a resin film of a liquid crystal display device, for example, in Patent Document 1, a droplet of spacer particle dispersion liquid containing spacer particles is discharged using an ink jet device. A method is disclosed in which spacer particles are placed on a substrate by landing on a predetermined position on the substrate and then drying. According to this method, the spacer particles can be arranged at an arbitrary position on the substrate.

しかしながら、このような方法によりスペーサ粒子を基板上に配置した液晶表示装置は、スペーサ粒子配置後に加わる振動等の外圧によりスペーサ粒子が移動してしまい、所定の位置に配置されず、製造する液晶表示装置のセルギャップにムラが生じて、表示ムラや光抜けが発生するという問題があった。 However, in the liquid crystal display device in which the spacer particles are arranged on the substrate by such a method, the spacer particles move due to an external pressure such as vibration applied after the spacer particles are arranged, and the liquid crystal display to be manufactured is not arranged at a predetermined position. There is a problem that unevenness occurs in the cell gap of the apparatus, resulting in uneven display and light leakage.

このような問題に対して、例えば、特許文献2、3には、スペーサ粒子分散液中に接着剤を配合することにより、スペーサ粒子の基板への固着力を向上させる方法が開示されている。図10に、このような方法により接着剤でスペーサ粒子を基板に固着させた状態を模式的に示すが、図10に示すように、複数のスペーサ粒子7は、基板1(配向膜8)上に密集して配置されており、接着剤硬化物14は、スペーサ粒子7の下半分を覆うように形成されている。
しかしながら、このような接着剤を含有するスペーサ粒子分散液を用いて液晶表示装置を製造する場合、スペーサ粒子を接着剤硬化物により基板上の樹脂膜に固着させた後にスペーサ粒子に外力が加わった場合、スペーサ粒子の高さが不均一となってしまい歩留まりが低下することがあった。また、製造した液晶表示装置に部分的に圧力が加わった場合、スペーサ粒子を介して一対の基板が対向配置されて構成された液晶セル中で、スペーサ粒子の高さが不均一となり表示品質が低下することがあった。
特開昭57−58124号公報 特開平9−105946号公報 特開2001−83524号公報
In order to solve such a problem, for example, Patent Documents 2 and 3 disclose methods for improving the adhesion of spacer particles to a substrate by blending an adhesive into the spacer particle dispersion. FIG. 10 schematically shows a state in which the spacer particles are fixed to the substrate with an adhesive by such a method. As shown in FIG. 10, a plurality of spacer particles 7 are formed on the substrate 1 (alignment film 8). The adhesive cured product 14 is formed so as to cover the lower half of the spacer particles 7.
However, when a liquid crystal display device is manufactured using a spacer particle dispersion containing such an adhesive, an external force is applied to the spacer particles after the spacer particles are fixed to the resin film on the substrate with the cured adhesive. In some cases, the height of the spacer particles becomes non-uniform, and the yield may be reduced. In addition, when a partial pressure is applied to the manufactured liquid crystal display device, the height of the spacer particles becomes uneven and the display quality is improved in a liquid crystal cell configured by arranging a pair of substrates to face each other with spacer particles interposed therebetween. There was a decline.
JP-A-57-58124 JP-A-9-105946 JP 2001-83524 A

本発明は、上記現状に鑑み、液晶表示装置の製造過程において、スペーサ粒子の高さが不均一となることで歩留まりが低下することを防止でき、かつ、表示品質に優れる液晶表示装置を製造することができるスペーサ粒子分散液、及び、該スペーサ分散液を用いてなる液晶表示装置を提供することにある。 In view of the above situation, the present invention manufactures a liquid crystal display device that can prevent a decrease in yield due to non-uniform height of spacer particles in the manufacturing process of the liquid crystal display device and that is excellent in display quality. Another object is to provide a spacer particle dispersion that can be used, and a liquid crystal display device using the spacer dispersion.

本発明は、スペーサ粒子、接着剤及び溶剤を含有し、インクジェット装置を用いて液晶表示装置の樹脂膜が形成された基板上の任意の位置に前記スペーサ粒子を配置する際に用いられるスペーサ粒子分散液であって、前記接着剤の硬化後の硬化物が、前記スペーサ粒子よりも硬いスペーサ粒子分散液である。
以下、本発明を詳細に説明する。
The present invention includes spacer particles, an adhesive, and a solvent, and spacer particle dispersion used when the spacer particles are arranged at an arbitrary position on a substrate on which a resin film of a liquid crystal display device is formed using an inkjet device. It is a liquid, and the cured product after curing of the adhesive is a spacer particle dispersion liquid that is harder than the spacer particles.
The present invention will be described in detail below.

本発明者らは、鋭意検討の結果、従来の接着剤によりスペーサ粒子を基板上に固着した液晶表示装置では、接着剤の硬化物がスペーサ粒子に比べて充分な硬度を有していなかったため、液晶表示装置の使用温度環境下において、液晶表示装置のスペーサ粒子を挟んで透明基板が対向配置された液晶セルに部分的に外力が加わると、スペーサ粒子のみが動いていることを見出した。
すなわち、図11に、従来の液晶表示装置の液晶セルに外力が加わった際の様子を示す模式図を示すが、図11に示すように、基板1上には、通常、樹脂膜8が形成されており、この樹脂膜8上に配置されたスペーサ粒子7は、接着剤硬化物14により固着されている。しかしながら、従来の接着剤硬化物14は、スペーサ粒子7と比較して柔らかく、このような状態のスペーサ粒子7に外力が加わると、スペーサ粒子7のみが樹脂膜8に押し込まれていた。このとき、スペーサ粒子7は、樹脂膜8に対してその底面で点接触となっているため、スペーサ粒子7により変形された配向膜8は、応力を分散させることができずに塑性変形してしまう。その結果、外力が除かれた後であっても、一旦変形した樹脂膜8は元の形状に復元せず、スペーサ粒子7の位置が外力の加わる前の状態に戻らなくなり、液晶セルのセルギャップが不均一なものになっていたと考えられる。
そこで、本発明者らは、更に鋭意検討した結果、スペーサ粒子を基板表面に形成した樹脂膜に対して固着させる接着剤を、その硬化物が液晶表示装置の使用温度環境下においてスペーサ粒子よりも硬いものとすることで、液晶セルに外力が加わったときに、スペーサ粒子と接着剤の硬化物とが一体となって動き、樹脂膜は、接着剤硬化物の底面全体で面接触となっているため、塑性変形を防止することができ、液晶セルのセルギャップにムラが発生することを防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。
なお、上記スペーサ粒子が配置される樹脂膜とは、液晶表示素子の基板上に配設される樹脂膜であって、例えば、ブラックマトリックス、RGB部分やオーバーコート層、配向膜等である。
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention, in the liquid crystal display device in which the spacer particles are fixed on the substrate with a conventional adhesive, the cured product of the adhesive did not have sufficient hardness compared to the spacer particles, It has been found that, when an external force is partially applied to a liquid crystal cell in which a transparent substrate is disposed oppositely across a spacer particle of the liquid crystal display device under an operating temperature environment of the liquid crystal display device, only the spacer particle moves.
That is, FIG. 11 shows a schematic diagram showing a state when an external force is applied to a liquid crystal cell of a conventional liquid crystal display device. As shown in FIG. 11, a resin film 8 is usually formed on the substrate 1. The spacer particles 7 arranged on the resin film 8 are fixed by an adhesive cured product 14. However, the conventional cured adhesive 14 is softer than the spacer particles 7, and when an external force is applied to the spacer particles 7 in such a state, only the spacer particles 7 are pushed into the resin film 8. At this time, since the spacer particles 7 are in point contact with the resin film 8 at the bottom surface, the alignment film 8 deformed by the spacer particles 7 is plastically deformed without being able to disperse the stress. End up. As a result, even after the external force is removed, the once deformed resin film 8 is not restored to its original shape, and the position of the spacer particles 7 does not return to the state before the external force is applied, and the cell gap of the liquid crystal cell Is considered to be uneven.
Therefore, as a result of further intensive studies, the present inventors have determined that an adhesive that fixes the spacer particles to the resin film formed on the substrate surface is harder than the spacer particles in the use temperature environment of the liquid crystal display device. By making it hard, when external force is applied to the liquid crystal cell, the spacer particles and the cured product of the adhesive move together, and the resin film is in surface contact with the entire bottom surface of the cured adhesive product. Therefore, it has been found that plastic deformation can be prevented and unevenness in the cell gap of the liquid crystal cell can be prevented, and the present invention has been completed.
The resin film on which the spacer particles are disposed is a resin film disposed on the substrate of the liquid crystal display element, and is, for example, a black matrix, an RGB portion, an overcoat layer, an alignment film, or the like.

本発明のスペーサ粒子分散液は、スペーサ粒子、接着剤及び溶剤を含有する。
このような本発明のスペーサ粒子分散液は、インクジェット装置を用いて液晶表示装置の樹脂膜が形成された基板上の任意の位置に上記スペーサ粒子を配置する際に用いられるものであり、上記接着剤は、硬化後の硬化物がスペーサ粒子よりも硬いものである。
なお、本明細書において、「接着剤の硬化後の硬化物がスペーサ粒子よりも硬い」状態は、少なくとも液晶表示装置の通常の使用温度条件下において満たされていればよい。
The spacer particle dispersion of the present invention contains spacer particles, an adhesive and a solvent.
Such a spacer particle dispersion of the present invention is used when the spacer particles are disposed at an arbitrary position on a substrate on which a resin film of a liquid crystal display device is formed using an ink jet device. In the agent, the cured product after curing is harder than the spacer particles.
In the present specification, the state that “the cured product after curing of the adhesive is harder than the spacer particles” may be satisfied at least under the normal use temperature condition of the liquid crystal display device.

このような本発明のスペーサ粒子分散液によると、樹脂膜が形成された基板上に配置したスペーサ粒子を接着剤の硬化後の硬化物で固着させ、該スペーサ粒子を介して他の基板を貼り合わせて形成した液晶セルに外力が加わった場合であっても、液晶セルのセルギャップを正確に保持することができる。
図9に、本発明のスペーサ粒子分散液を用いてなる液晶セルに外力が加わった際の様子を示す模式図を示す。
図9に示すように、基板1上には、通常、樹脂膜8が形成されており、この樹脂膜8上に配置されたスペーサ粒子7は接着剤硬化物15により固着されている。このような状態の液晶セルにスペーサ粒子7に外力が加わると、接着剤硬化物15は、スペーサ粒子7よりも硬いため、スペーサ粒子7と接着剤硬化物15との一体化物が樹脂膜8に押し込まれる。このとき、スペーサ粒子7と接着剤硬化物15との一体化物は、樹脂膜8に対して面接触となっているため、該一体化物により樹脂膜8に加えられる応力は分散され、変形した樹脂膜8は、外力が除かれた後に弾性回復して元の形状に復元し、スペーサ粒子7の位置も外力が加わる前の状態に戻ることとなる。
According to such a spacer particle dispersion of the present invention, the spacer particles arranged on the substrate on which the resin film is formed are fixed with the cured product after curing of the adhesive, and another substrate is attached via the spacer particles. Even when an external force is applied to the liquid crystal cell formed together, the cell gap of the liquid crystal cell can be accurately maintained.
FIG. 9 is a schematic view showing a state when an external force is applied to the liquid crystal cell using the spacer particle dispersion of the present invention.
As shown in FIG. 9, a resin film 8 is usually formed on the substrate 1, and the spacer particles 7 arranged on the resin film 8 are fixed by an adhesive cured product 15. When an external force is applied to the spacer particles 7 in the liquid crystal cell in such a state, the cured adhesive 15 is harder than the spacer particles 7, so that an integrated product of the spacer particles 7 and the cured adhesive 15 is applied to the resin film 8. Pushed in. At this time, since the integrated product of the spacer particles 7 and the cured adhesive 15 is in surface contact with the resin film 8, the stress applied to the resin film 8 by the integrated product is dispersed and deformed resin. The film 8 is elastically recovered after the external force is removed and restored to the original shape, and the position of the spacer particles 7 also returns to the state before the external force is applied.

本発明のスペーサ粒子分散液は、接着剤を含有する。
上記接着剤は、本発明のスペーサ粒子分散液を用いて製造した液晶表示装置において、樹脂膜が形成された基板上に配置されたスペーサ粒子を上記基板に対して接着、固定する役割を果たすものである。
本発明のスペーサ粒子分散液において、上記接着剤は、硬化後の硬化物がスペーサ粒子よりも硬いものである。このような接着剤の原料としては、例えば、上記硬化物の10%変位した時の圧縮弾性率(10%K値)が、後述するスペーサ粒子の10%K値よりも大きくなるような材料を適宜選択する。
The spacer particle dispersion of the present invention contains an adhesive.
In the liquid crystal display device manufactured using the spacer particle dispersion liquid of the present invention, the adhesive serves to bond and fix the spacer particles arranged on the substrate on which the resin film is formed to the substrate. It is.
In the spacer particle dispersion of the present invention, the cured product is a cured product that is harder than the spacer particles. As a raw material for such an adhesive, for example, a material whose compressive elastic modulus (10% K value) when the cured product is displaced by 10% is larger than 10% K value of spacer particles described later. Select as appropriate.

また、上記接着剤としては、硬化後の硬化物のガラス転移温度(Tg)が80℃以上であることが好ましい。80℃未満であると、本発明のスペーサ粒子分散液を用いてなる液晶表示装置を使用したときに外力が加わると、液晶セルのセルギャップが不均一となり表示品質が低下することがある。このような硬化物のガラス転移温度(Tg)が80℃以上である接着剤を含有するスペーサ粒子分散液もまた、本発明の1つである。 Moreover, as said adhesive agent, it is preferable that the glass transition temperature (Tg) of the hardened | cured material after hardening is 80 degreeC or more. When the temperature is lower than 80 ° C., when an external force is applied when the liquid crystal display device using the spacer particle dispersion of the present invention is used, the cell gap of the liquid crystal cell may become non-uniform and the display quality may deteriorate. A spacer particle dispersion containing an adhesive having such a cured product having a glass transition temperature (Tg) of 80 ° C. or higher is also one aspect of the present invention.

このような接着剤としては特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸、ビニルピロリドン、メチル(メタ)アクリレート、スチレン、4−ビフェニル(メタ)アクリレート、ペンタクロロフェニル(メタ)アクリレート、2−シアノブチル(メタ)アクリレート、2−シアノフェニル(メタ)アクリレート、シアノメチル(メタ)アクリレート、4−シアノフェニル(メタ)アクリレート、フェロセニルエチル(メタ)アクリレート、フェロセニルメチル(メタ)アクリレート、3,5−ジメチルアダマンチル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、N−sec−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−tert−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−(1−メチルブチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−フェニル(メタ)アクリルアミド、モルフォリル(メタ)アクリルアミド、ピペリジル(メタ)アクリルアミド、アダマンチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、クロロエチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、シアノメチルフェニル(メタ)アクリレート、シアノフェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、4−メトキシカルボニルフェニル(メタ)アクリレート、3,3−ジメチル−2−ブチル(メタ)アクリレート、トリメチルシリル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、4−tert−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、4−ブトキシカルボニルフェニル(メタ)アクリルアミド、4−カルボキシフェニル(メタ)アクリルアミド、4−エトキシカルボニルフェニル(メタ)アクリルアミド、4−メトキシカルボニルフェニル(メタ)アクリルアミド、ブチルシアノ(メタ)アクリレート、シクロヘキシルクロロ(メタ)アクリレート、エチルクロロ(メタ)アクリレート、イソブチルクロロ(メタ)アクリレート、イソプロピルクロロ(メタ)アクリレート、1−メトキシカルボニル−1−メトキシカルボニルメチレンエチレン、メチルクロロ(メタ)アクリレート、メチルフルオロ(メタ)アクリレート、メチルフェニル(メタ)アクリレート、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド誘導体;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系単量体類;(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有ビニル系単量体類、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリルレート、ドデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;ベンジル(メタ)アクリルレート等の(メタ)アクリル酸アリールエステル類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリル酸、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、2−アミノエチル(メタ)アクリレート、γ−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン等の(メタ)アクリル酸置換基含有アルキルエステル類;メトキシエチル(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド(メタ)アクリレートの付加物等の(メタ)アクリル酸誘導体類;トリフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、2−トリフルオロメチルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロエチルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロエチル−2−パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロエチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸パーフルオロアルキルエステル類;(メタ)アクリル酸系単量体;ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロルスチレン、スチレンスルホン酸及びそのナトリウム塩等の芳香族ビニル系単量体;パーフルオロメチル(メタ)アクリレート、ジパーフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロメチル−2−パーフルオロエチルメチル(メタ)アクリレート、トリパーフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロヘキサデシルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等のフッ素含有ビニル系単量体;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン等のケイ素含有ビニル系単量体類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類;エチレン、プロピレン等のアルケン類;ブタジエン、イソプレン等のジエン類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、アリルクロライド、アリルアルコール等のモノマーの重合体又は共重合体が挙げられる。これらのモノマーは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Such an adhesive is not particularly limited. For example, (meth) acrylic acid, vinylpyrrolidone, methyl (meth) acrylate, styrene, 4-biphenyl (meth) acrylate, pentachlorophenyl (meth) acrylate, 2-cyanobutyl ( (Meth) acrylate, 2-cyanophenyl (meth) acrylate, cyanomethyl (meth) acrylate, 4-cyanophenyl (meth) acrylate, ferrocenylethyl (meth) acrylate, ferrocenylmethyl (meth) acrylate, 3,5- Dimethyladamantyl (meth) acrylate, naphthyl (meth) acrylate, N-sec-butyl (meth) acrylamide, N-tert-butyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-diisopropyl (me ) Acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N- (1-methylbutyl) (meth) acrylamide, N-methyl-N-phenyl (meth) acrylamide, morpholyl (meth) acrylamide, piperidyl (meth) acrylamide, adamantyl (Meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, chloroethyl (meth) acrylate, cyanoethyl (meth) acrylate, cyanomethylphenyl (meth) acrylate, cyanophenyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 4-tert- Butylcyclohexyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, 4-methoxycarbonyl Nyl (meth) acrylate, 3,3-dimethyl-2-butyl (meth) acrylate, trimethylsilyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, 4-tert-butylphenyl (meth) acrylate, 4-butoxycarbonylphenyl (meth) ) Acrylamide, 4-carboxyphenyl (meth) acrylamide, 4-ethoxycarbonylphenyl (meth) acrylamide, 4-methoxycarbonylphenyl (meth) acrylamide, butyl cyano (meth) acrylate, cyclohexyl chloro (meth) acrylate, ethyl chloro (meth) acrylate , Isobutylchloro (meth) acrylate, isopropylchloro (meth) acrylate, 1-methoxycarbonyl-1-methoxycarbonylmethyleneethylene, methylchloro (Meth) acrylate, methylfluoro (meth) acrylate, methylphenyl (meth) acrylate, maleic anhydride, maleic acid, monoalkyl and dialkyl esters of maleic acid; fumaric acid, monoalkyl and dialkyl esters of fumaric acid; maleimide , Maleimide derivatives such as methylmaleimide, ethylmaleimide, propylmaleimide, butylmaleimide, octylmaleimide, dodecylmaleimide, stearylmaleimide, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide; nitrile group-containing vinyl monomers such as (meth) acrylonitrile; ) Amide group-containing vinyl monomers such as acrylamide, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate (meth) acrylic acid alkyl esters such as n-octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate and stearyl (meth) acrylate; (meth) acrylic acid aryl esters such as benzyl (meth) acrylate; Contains (meth) acrylic acid substituents such as hydroxyethyl (meth) acrylic acid, hydroxypropyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, 2-aminoethyl (meth) acrylate, and γ- (methacryloyloxypropyl) trimethoxysilane Alkyl esters; (meth) acrylic acid derivatives such as adducts of methoxyethyl (meth) acrylate and ethylene oxide (meth) acrylate; trifluoromethylmethyl (meth) acrylate, 2-trifluoromethylethyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid perfluoroalkyl esters such as relate, 2-perfluoroethylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoroethyl-2-perfluorobutylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoroethyl (meth) acrylate (Meth) acrylic acid monomer; aromatic vinyl monomers such as vinyltoluene, α-methylstyrene, chlorostyrene, styrenesulfonic acid and its sodium salt; perfluoromethyl (meth) acrylate, diper Fluoromethylmethyl (meth) acrylate, 2-perfluoromethyl-2-perfluoroethylmethyl (meth) acrylate, triperfluoromethylmethyl (meth) acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth) acrylate, 2-perfluoro Decylethyl Fluorine-containing vinyl monomers such as (meth) acrylate, 2-perfluorohexadecylethyl (meth) acrylate, perfluoroethylene, perfluoropropylene, vinylidene fluoride; vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ- ( Silicon-containing vinyl monomers such as methacryloyloxypropyl) trimethoxysilane; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl benzoate and vinyl cinnamate; alkenes such as ethylene and propylene; Examples include dienes such as butadiene and isoprene; polymers or copolymers of monomers such as vinyl chloride, vinylidene chloride, allyl chloride, and allyl alcohol. These monomers may be used independently and 2 or more types may be used together.

上記接着剤としては、なかでも、上記スペーサ粒子よりも硬い重合体となるよう上述したモノマーを適宜重合することが好ましく、硬化物のTgが80℃以上になるものが好適に用いられる。
硬化物のTgが80℃以上となる接着剤としては特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸、ビニルピロリドン、メチル(メタ)アクリレート、スチレン、4−ビフェニル(メタ)アクリレート、ペンタクロロフェニル(メタ)アクリレート、2−シアノブチル(メタ)アクリレート、2−シアノフェニル(メタ)アクリレート、シアノメチル(メタ)アクリレート、4−シアノフェニル(メタ)アクリレート、フェロセニルエチル(メタ)アクリレート、フェロセニルメチル(メタ)アクリレート、3,5−ジメチルアダマンチル(メタ)アクリレート、ナフチル(メタ)アクリレート、N−sec−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−tert−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−(1−メチルブチル)(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−フェニル(メタ)アクリルアミド、モルフォリル(メタ)アクリルアミド、ピペリジル(メタ)アクリルアミド、アダマンチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、クロロエチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、シアノメチルフェニル(メタ)アクリレート、シアノフェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、イソボロニル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、4−メトキシカルボニルフェニル(メタ)アクリレート、3,3−ジメチル−2−ブチル(メタ)アクリレート、トリメチルシリル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、4−tert−ブチルフェニル(メタ)アクリレート、4−ブトキシカルボニルフェニル(メタ)アクリルアミド、4−カルボキシフェニル(メタ)アクリルアミド、4−エトキシカルボニルフェニル(メタ)アクリルアミド、4−メトキシカルボニルフェニル(メタ)アクリルアミド、ブチルシアノ(メタ)アクリレート、シクロヘキシルクロロ(メタ)アクリレート、エチルクロロ(メタ)アクリレート、イソブチルクロロ(メタ)アクリレート、イソプロピルクロロ(メタ)アクリレート、1−メトキシカルボニル−1−メトキシカルボニルメチレンエチレン、メチルクロロ(メタ)アクリレート、メチルフルオロ(メタ)アクリレート、メチルフェニル(メタ)アクリレート、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステル及びジアルキルエステル;マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド誘導体;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有ビニル系単量体類;(メタ)アクリルアミド等のアミド基含有ビニル系単量体類等のモノマー(以下、主モノマーともいう)を主成分として重合した重合体又は共重合体を含有することが好ましい。これらの主モノマーは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
As the adhesive, it is preferable to appropriately polymerize the above-mentioned monomers so that the polymer is harder than the spacer particles, and those having a Tg of 80 ° C. or higher are suitably used.
The adhesive having a Tg of 80 ° C. or higher is not particularly limited. For example, (meth) acrylic acid, vinyl pyrrolidone, methyl (meth) acrylate, styrene, 4-biphenyl (meth) acrylate, pentachlorophenyl (meta ) Acrylate, 2-cyanobutyl (meth) acrylate, 2-cyanophenyl (meth) acrylate, cyanomethyl (meth) acrylate, 4-cyanophenyl (meth) acrylate, ferrocenylethyl (meth) acrylate, ferrocenylmethyl (meta) ) Acrylate, 3,5-dimethyladamantyl (meth) acrylate, naphthyl (meth) acrylate, N-sec-butyl (meth) acrylamide, N-tert-butyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N Diisopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N- (1-methylbutyl) (meth) acrylamide, N-methyl-N-phenyl (meth) acrylamide, morpholyl (meth) acrylamide, piperidyl (meth) Acrylamide, adamantyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, chloroethyl (meth) acrylate, cyanoethyl (meth) acrylate, cyanomethylphenyl (meth) acrylate, cyanophenyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 4 -Tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, 4- Toxicarbonylphenyl (meth) acrylate, 3,3-dimethyl-2-butyl (meth) acrylate, trimethylsilyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, 4-tert-butylphenyl (meth) acrylate, 4-butoxycarbonylphenyl (Meth) acrylamide, 4-carboxyphenyl (meth) acrylamide, 4-ethoxycarbonylphenyl (meth) acrylamide, 4-methoxycarbonylphenyl (meth) acrylamide, butyl cyano (meth) acrylate, cyclohexyl chloro (meth) acrylate, ethyl chloro (meta ) Acrylate, isobutylchloro (meth) acrylate, isopropylchloro (meth) acrylate, 1-methoxycarbonyl-1-methoxycarbonylmethylene Tylene, methylchloro (meth) acrylate, methylfluoro (meth) acrylate, methylphenyl (meth) acrylate, maleic anhydride, maleic acid, monoalkyl esters and dialkyl esters of maleic acid; fumaric acid, monoalkyl esters of fumaric acid and Dialkyl esters; maleimide derivatives such as maleimide, methylmaleimide, ethylmaleimide, propylmaleimide, butylmaleimide, octylmaleimide, dodecylmaleimide, stearylmaleimide, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide; nitrile group-containing vinyl monomers such as (meth) acrylonitrile Polymers or copolymers obtained by polymerizing monomers (hereinafter also referred to as main monomers) such as amide group-containing vinyl monomers such as (meth) acrylamide Preferably it contains the body. These main monomers may be used independently and 2 or more types may be used together.

上記接着剤の硬化物のTgが80℃である場合、上記重合体中における、原料モノマー中の上述した主モノマー等の配合量としてはTgを80℃以上とすることができれば特に限定されないが、好ましい下限は50重量%である。50重量%未満であると、上記接着剤のTgを80℃以上にできないことがある。より好ましい下限は60重量%である。 When the Tg of the cured product of the adhesive is 80 ° C., the blending amount of the main monomer and the like in the raw material monomer in the polymer is not particularly limited as long as the Tg can be 80 ° C. or more. A preferred lower limit is 50% by weight. If it is less than 50% by weight, the Tg of the adhesive may not be 80 ° C. or higher. A more preferred lower limit is 60% by weight.

更に、上記共重合体は、液晶に対する汚染を少なくすることができることから、架橋構造を有することが好ましい。上記共重合体に架橋構造を導入する方法としては、例えば、架橋反応を起こすモノマーを原料モノマーとして含有させる方法が挙げられる。
上記架橋反応を起こすモノマーとしては、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、グリセロール(メタ)アクリレート等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、イタコン酸、カルボキシエチルアクリレート等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、(メタ)アクリル酸グリシジル、α−エチル(メタ)アクリル酸グリシジル、α−n−ブチル(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸−3,4−エポキシブチル、(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、α−エチル(メタ)アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル等の(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基を有するモノマー等が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
Furthermore, since the said copolymer can reduce the contamination with respect to a liquid crystal, it is preferable to have a crosslinked structure. Examples of a method for introducing a crosslinked structure into the copolymer include a method of containing a monomer that causes a crosslinking reaction as a raw material monomer.
Examples of the monomer that causes the crosslinking reaction include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 1,4-hydroxybutyl (meth) acrylate, (poly) caprolactone-modified hydroxyethyl (meth) acrylate, allyl alcohol, and glycerin monoallyl ether. , Vinyl monomers having a hydroxyl group such as glycerol (meth) acrylate; acrylic acid such as (meth) acrylic acid, α-ethylacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, carboxyethyl acrylate, and α-alkyl derivatives thereof; β-alkyl derivatives, glycidyl (meth) acrylate, glycidyl α-ethyl (meth) acrylate, glycidyl α-n-butyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid-3,4-epoxybutyl, (meth) Acrylic acid-6,7-epoxy Examples thereof include monomers having an epoxy group such as glycidyl (meth) acrylate such as butyl and α-ethyl (meth) acrylic acid-6,7-epoxyheptyl. These may be used independently and 2 or more types may be used together.

このような共重合体の分子量としては特に限定されないが、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフ)により測定した重量平均分子量で好ましい下限は2000、好ましい上限は40万である。2000未満であると、Tgを上げることが困難であり、架橋反応後でも架橋されない分子が多く存在し、それが液晶を汚染することとなる。40万を超えると、溶液にチクソ性が発現し、インクジェットヘッドで安定的に吐出できなくなる。より好ましい下限は5000、より好ましい上限は20万である。 The molecular weight of such a copolymer is not particularly limited, but the preferred lower limit is 2000 and the preferred upper limit is 400,000 in terms of weight average molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography). If it is less than 2000, it is difficult to increase Tg, and there are many molecules that are not crosslinked even after the crosslinking reaction, which contaminates the liquid crystal. If it exceeds 400,000, thixotropy appears in the solution, and the ink jet head cannot stably discharge. A more preferable lower limit is 5000, and a more preferable upper limit is 200,000.

上記接着剤は、上記共重合体以外のその他の接着成分を含有していてもよく、該その他の接着成分としては特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコールやその変性物、ポリエチレンイミン、セルロース変性物等の多糖類等の親水性ポリマーが好適に用いられる。 The adhesive may contain other adhesive components other than the copolymer, and the other adhesive components are not particularly limited. For example, polyvinyl alcohol, modified products thereof, polyethyleneimine, cellulose modified products Hydrophilic polymers such as polysaccharides such as are preferably used.

また、上記接着剤は、架橋反応を起こす架橋剤として多官能化合物を含有していてもよい。このような多官能化合物としては特に限定されず、例えば、多価アミノ化合物、多価アジリジン化合物、多価エポキシ化合物、多価カルボン酸(無水物)化合物等が挙げられる。 Moreover, the said adhesive agent may contain the polyfunctional compound as a crosslinking agent which raise | generates a crosslinking reaction. Such polyfunctional compounds are not particularly limited, and examples thereof include polyvalent amino compounds, polyvalent aziridine compounds, polyvalent epoxy compounds, and polyvalent carboxylic acid (anhydride) compounds.

本発明のスペーサ粒子分散液において、上記接着剤の含有量としては特に限定されないが、後述するスペーサ粒子100重量部に対して、好ましい下限が10重量部、好ましい上限が500重量部である。10重量部未満であると、本発明のスペーサ粒子分散液を用いてなる液晶表示装置において、スペーサ粒子と配向膜を形成した基板との接着性が不充分となることがあり、500重量部を超えると、本発明のスペーサ粒子分散液を用いてなる液晶表示装置の液晶中に接着剤が溶出して液晶汚染を引き起こすことがある。より好ましい下限は20重量部、より好ましい上限は300重量部である。 In the spacer particle dispersion of the present invention, the content of the adhesive is not particularly limited, but a preferable lower limit is 10 parts by weight and a preferable upper limit is 500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of spacer particles described later. When the amount is less than 10 parts by weight, in the liquid crystal display device using the spacer particle dispersion of the present invention, the adhesion between the spacer particles and the substrate on which the alignment film is formed may be insufficient. If it exceeds, the adhesive may elute in the liquid crystal of the liquid crystal display device using the spacer particle dispersion of the present invention to cause liquid crystal contamination. A more preferred lower limit is 20 parts by weight, and a more preferred upper limit is 300 parts by weight.

本発明のスペーサ粒子分散液は、スペーサ粒子を含有する。
上記スペーサ粒子は、本発明のスペーサ粒子分散液を用いて製造した液晶表示装置の2枚の基板の間隔を規制し、適正な液晶層の厚み(セルギャップ)を維持する目的で用いられるものである。
The spacer particle dispersion of the present invention contains spacer particles.
The spacer particles are used for the purpose of regulating the distance between two substrates of a liquid crystal display device manufactured using the spacer particle dispersion of the present invention and maintaining an appropriate thickness (cell gap) of the liquid crystal layer. is there.

上記スペーサ粒子としては特に限定されず、例えば、シリカ粒子等の無機系粒子であっても、有機高分子等の有機系粒子であってもよい。なかでも、有機系粒子は、熱膨張や熱収縮による厚みの変化に追随しやすいという長所を持つため好適である。 The spacer particles are not particularly limited, and may be inorganic particles such as silica particles or organic particles such as organic polymers. Among these, organic particles are preferable because they have an advantage of easily following a change in thickness due to thermal expansion and contraction.

上記有機系粒子としては特に限定されないが、通常は、強度等が適切な範囲にあるので、単官能単量体と多官能単量体との共重合体が好ましく用いられる。この際、単官能単量体と多官能単量体との比率は特に限定されず、得られる有機系粒子に要求される強度や硬度により適宜調整される。 Although it does not specifically limit as said organic type particle | grain, Usually, since intensity | strength etc. exist in the suitable range, the copolymer of a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer is used preferably. In this case, the ratio of the monofunctional monomer to the polyfunctional monomer is not particularly limited, and is appropriately adjusted depending on the strength and hardness required for the obtained organic particles.

上記単官能単量体としては、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等のスチレン誘導体;塩化ビニル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;アクリロニトリル等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)アクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル誘導体等が挙げられる。これら単官能単量体は単独で用いてもよく、2種以上が併用されてもよい。なお、本明細書において、(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリルを意味する。 Examples of the monofunctional monomer include styrene derivatives such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene, and chloromethylstyrene; vinyl chlorides; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate. Unsaturated nitriles such as acrylonitrile; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, ethylene glycol (meth) ) Acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, pentafluoropropyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid ester derivatives such as cyclohexyl (meth) acrylate, and the like. These monofunctional monomers may be used alone or in combination of two or more. In the present specification, (meth) acryl means acryl and methacryl.

上記多官能単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、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、ジアリルフタレート及びその異性体、トリアリルイソシアヌレート及びその誘導体、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート及びその誘導体、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、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等のポリプロピレングリコールジ(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、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)アクリレート等の2,2−ビス[4−(メタ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−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)アクリレート等が挙げられる。これら多官能単量体は単独で用いてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of the polyfunctional monomer include divinylbenzene, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylolmethanetri (meth) acrylate, tetramethylolpropanetetra (meta ) Acrylate, diallyl phthalate and its isomer, triallyl isocyanurate and its derivative, trimethylolpropane tri (meth) acrylate and its derivative, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (Meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate such as ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, etc. Ripropylene glycol di (meth) acrylate, polytetramethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 2,2-bis [4- (methacrylic) 2,2-bis [4- (methacryloxypolyethoxy) phenyl] propane di (meth) acrylate such as loxyethoxy) phenyl] propanedi (meth) acrylate, 2,2-hydrogenated bis [4- (acryloxypolyethoxy) Phenyl] propane di (meth) acrylate, 2,2-bis [4- (acryloxyethoxypolypropoxy) phenyl] propane di (meth) acrylate, and the like. These polyfunctional monomers may be used independently and 2 or more types may be used together.

また、上記単官能又は多官能単量体として、後述する溶剤への分散性を上げるために親水性基を有する単量体が用いられてもよい。親水性基としては、水酸基、カルボキシル基、スルホニル基、ホスホフォニル基、アミノ基、アミド基、エーテル基、チオール基、チオエーテル基が挙げられる。 In addition, as the monofunctional or polyfunctional monomer, a monomer having a hydrophilic group may be used in order to improve dispersibility in a solvent described later. Examples of the hydrophilic group include a hydroxyl group, a carboxyl group, a sulfonyl group, a phosphonyl group, an amino group, an amide group, an ether group, a thiol group, and a thioether group.

このような親水性基を有する単量体としては、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等の水酸基を有する単量体;(メタ)アクリル酸、α−エチルアクリル酸、クロトン酸等のアクリル酸、及び、それらのα−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、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸;これら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等のカルボキシル基を有する単量体;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等のスルホニル基を有する単量体;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等のホスフォニル基を有する単量体;ジメチルアミノエチルメタクリレートやジエチルアミノエチルメタクリレート等のアクリロイル基を有するアミン類等のアミノ基を有する化合物;(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)アクリレート等の水酸基とエーテル基とをともに有する単量体;(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)アクリレート等のエーテル基を有する単量体;(メタ)アクリルアミド、メチロール(メタ)アクリルアミド、ビニルピロリドン等のアミド基を有する単量体等が挙げられる。 As monomers having such a hydrophilic group, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 1,4-hydroxybutyl (meth) acrylate, (poly) caprolactone-modified hydroxyethyl (meth) acrylate, allyl alcohol, glycerin Monomers having a hydroxyl group such as monoallyl ether; acrylic acids such as (meth) acrylic acid, α-ethylacrylic acid and crotonic acid, and α- or β-alkyl derivatives thereof; fumaric acid, maleic acid, citracone Unsaturated dicarboxylic acids such as acids and itaconic acids; monomers having a carboxyl group such as mono 2- (meth) acryloyloxyethyl ester derivatives of these unsaturated dicarboxylic acids; t-butylacrylamidesulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2 -Acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, etc. Monomers having a sulfonyl group; Monomers having a phosphonyl group such as vinyl phosphate and 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate; Amino groups such as amines having an acryloyl group such as dimethylaminoethyl methacrylate and diethylaminoethyl methacrylate A compound having both a hydroxyl group and an ether group such as (poly) ethylene glycol (meth) acrylate and (poly) propylene glycol (meth) acrylate; a terminal alkyl ether of (poly) ethylene glycol (meth) acrylate , Monomers having an ether group such as (poly) propylene glycol (meth) acrylate terminal alkyl ether, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, etc .; (meth) acrylamide, methylol (meth) acrylate Amides, monomer having a amide group such as vinyl pyrrolidone.

上記単量体を重合して粒子を製造する方法としては特に限定されず、例えば、懸濁重合法、シード重合法、分散重合法等の各種重合法が挙げられる。 The method for producing particles by polymerizing the monomer is not particularly limited, and examples thereof include various polymerization methods such as a suspension polymerization method, a seed polymerization method, and a dispersion polymerization method.

上記懸濁重合法は、得られる粒子の粒子径分布が比較的広く多分散の粒子が得られるため、スペーサ粒子として利用す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多品種の粒子を得る際に好適に用いられる。一方、シード重合、分散重合は、分級工程を経ることなく単分散粒子が得られるので、特定の粒子径の粒子を大量に製造する際に好適に用いられる。 In the suspension polymerization method, since the particle size distribution of the obtained particles is relatively wide and polydisperse particles are obtained, when used as spacer particles, classification operation is performed to obtain a desired particle size or particle size distribution. It is suitably used when obtaining various types of particles. On the other hand, seed polymerization and dispersion polymerization can be suitably used when producing a large amount of particles having a specific particle diameter because monodispersed particles can be obtained without going through a classification step.

上記懸濁重合法とは、単量体及び重合開始剤よりなる単量体組成物を、目的とする粒子径となるよう貧溶媒中に分散し重合する方法である。懸濁重合に使用する分散媒は、通常、水に分散安定剤を加えたものが使用される。分散安定剤としては媒体中に可溶の高分子、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、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等が挙げられる。またノニオン性又はイオン性の界面活性剤も適宜使用される。重合条件は上記重合開始剤や単量体の種類により異なるが、通常、重合温度は50〜80℃、重合時間は3〜24時間である。 The suspension polymerization method is a method in which a monomer composition comprising a monomer and a polymerization initiator is dispersed and polymerized in a poor solvent so as to have a target particle size. As the dispersion medium used for the suspension polymerization, a solution obtained by adding a dispersion stabilizer to water is usually used. Examples of the dispersion stabilizer include polymers soluble in the medium, such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, methyl cellulose, ethyl cellulose, polyacrylic acid, polyacrylamide, and polyethylene oxide. Nonionic or ionic surfactants are also used as appropriate. The polymerization conditions vary depending on the polymerization initiator and the type of monomer, but the polymerization temperature is usually 50 to 80 ° C. and the polymerization time is 3 to 24 hours.

上記シード重合法とは、ソープフリー重合や乳化重合にて合成された単分散の種粒子に、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。種粒子に用いられる有機単量体としては特に限定されず、上記の単量体が用いられるが、種粒子の組成は、シード重合時の相分離を抑えるために、シード重合時の単量体成分と親和性のある単量体であることが好ましく、粒子系分布の単分散性の点等からスチレン及びその誘導体等が好ましい。 The seed polymerization method is a polymerization method in which a monodispersed seed particle synthesized by soap-free polymerization or emulsion polymerization is further expanded to a target particle size by further absorbing a monomer. The organic monomer used for the seed particles is not particularly limited, and the above-mentioned monomers are used. The composition of the seed particles is a monomer for seed polymerization in order to suppress phase separation during seed polymerization. A monomer having an affinity for the component is preferred, and styrene and its derivatives are preferred from the viewpoint of monodispersity of the particle system distribution.

上記種粒子の粒子径分布は、シード重合後の粒子径分布にも反映されるのでできるだけ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。上述したようにシード重合時には種粒子との相分離が起きやすいため、シード重合時に吸収させる単量体は、できるだけ種粒子組成と近い組成が好ましく、種粒子がスチレン系であれば芳香族系ジビニル単量体、アクリル系であればアクリル系多官能ビニル単量体を吸収させて重合させるのが好ましい。 Since the particle size distribution of the seed particles is also reflected in the particle size distribution after seed polymerization, it is preferably monodispersed as much as possible, and the Cv value is preferably 5% or less. As described above, phase separation from the seed particles is likely to occur during seed polymerization. Therefore, the monomer absorbed during seed polymerization is preferably as close to the seed particle composition as possible. If the seed particles are styrene, aromatic divinyl is used. In the case of a monomer or acrylic, it is preferable to polymerize by absorbing an acrylic polyfunctional vinyl monomer.

また、シード重合法においては、必要に応じて分散安定剤を用いることもできる。分散安定剤としては、媒体中に可溶の高分子であれば特に限定されず、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、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等が挙げられる。また、ノニオン性又はイオン性の界面活性剤も適宜使用される。 In the seed polymerization method, a dispersion stabilizer can be used as necessary. The dispersion stabilizer is not particularly limited as long as it is a polymer soluble in the medium, and examples thereof include polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, methyl cellulose, ethyl cellulose, polyacrylic acid, polyacrylamide, and polyethylene oxide. Nonionic or ionic surfactants are also used as appropriate.

上記シード重合法においては、種粒子1重量部に対して、単量体を20〜100重量部加えることが好ましい。 In the seed polymerization method, it is preferable to add 20 to 100 parts by weight of the monomer with respect to 1 part by weight of the seed particles.

上記シード重合に使用する媒体としては特に限定されず、使用する単量体によって適宜決定されるべきであるが、一般的に好適な有機溶媒としては、アルコール類、セロソルブ類、ケトン類又は炭化水素を挙げることができ、更にこれらを単独、又は、これらと互いに相溶しあう他の有機溶剤、水等との混合溶媒として用いることができる。具体的には、例えば、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、シメチルスルホキシド、酢酸エチル、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセロソルブ類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルブチルケトン、2−ブタノン等のケトン類等を挙げることができる。 The medium used for the seed polymerization is not particularly limited and should be appropriately determined depending on the monomer used. Generally, suitable organic solvents include alcohols, cellosolves, ketones or hydrocarbons. Furthermore, these can be used alone or as a mixed solvent with other organic solvents, water, etc. which are compatible with each other. Specifically, for example, acetonitrile, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, alcohols such as ethyl acetate, methanol, ethanol and propanol, cellosolves such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve, acetone, methyl ethyl ketone and methyl butyl ketone And ketones such as 2-butanone.

上記分散重合法とは、単量体は溶解するが、生成したポリマーは溶解しない貧溶媒系で重合を行い、この系に高分子系分散安定剤を添加することにより生成ポリマーを粒子形状で析出させる方法である。 The above dispersion polymerization method is a polymerization in a poor solvent system in which the monomer is dissolved but the generated polymer is not dissolved, and the resulting polymer is precipitated in a particle shape by adding a polymer dispersion stabilizer to this system. It is a method to make it.

また、一般に架橋成分を分散重合により重合すると、粒子の凝集が起こりやすく、安定的に単分散架橋粒子を得ることが難しいが、条件を選定することにより、架橋成分を含んだ単量体を重合することが可能となる。 In general, when the cross-linking component is polymerized by dispersion polymerization, the particles tend to aggregate and it is difficult to stably obtain monodisperse cross-linked particles. However, by selecting the conditions, the monomer containing the cross-linking component is polymerized. It becomes possible to do.

上記重合に際しては、重合開始剤が用いられ、特に限定されないが、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等の有機過酸化物、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)等のアゾ系化合物等が好適に用いられる。なお、重合開始剤の使用量は通常、重合に際して用いられる単量体100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲が好ましい。 In the polymerization, a polymerization initiator is used and is not particularly limited. For example, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, orthochlorobenzoyl peroxide, orthomethoxybenzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, Organic peroxides such as t-butylperoxy-2-ethylhexanoate and di-t-butylperoxide, azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexacarbonitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) An azo compound such as) is preferably used. In general, the amount of the polymerization initiator used is preferably in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer used in the polymerization.

また、上記スペーサ粒子は、表面処理が施されていてもよい。表面処理が施されていることで、上記スペーサ粒子の後述する溶媒中での単分散性を向上させることができ、凝集粒子の発生を防止することができ、本発明のスペーサ粒子分散液をインクジェット装置を用いて液晶表示装置の配向膜が形成された基板上に安定的に吐出することができ、製造する液晶表示装置のセルギャップを正確に制御することが容易となるからである。 The spacer particles may be subjected to a surface treatment. By performing the surface treatment, it is possible to improve the monodispersibility of the spacer particles in a solvent, which will be described later, and to prevent the generation of aggregated particles. This is because it can be stably discharged onto the substrate on which the alignment film of the liquid crystal display device is formed using the device, and it becomes easy to accurately control the cell gap of the liquid crystal display device to be manufactured.

上記スペーサ粒子の表面処理としては、例えば、上記スペーサ粒子の表面を修飾する方法が挙げられ、具体的には、特開平1−247154号公報に開示されているようにスペーサ粒子表面に樹脂を析出させて修飾する方法、特開平9−113915号公報や特開平7−300587号公報に開示されているようにスペーサ粒子表面の官能基と反応する化合物を作用させて修飾する方法、特開平11−223821号公報、特開2003−295198号公報に記載のようにスペーサ粒子表面でグラフト重合を行って表面修飾を行う方法、特願2005−354832号、特願2005−354831号、特願2005−239162号に記載のようにスペーサ粒子にモノマーを膨潤や吸着させ重合を行うことで表面修飾を行う方法、特願2005−354832号に記載のようにコアシェル粒子のシェル部にモノマーを吸収させ重合する方法、特願2005−239162号に記載のように超臨界法により粒子表面にモノマーを吸収させ重合する方法、特願2005−354831号に記載のように粒子表面に吸着させた化合物にモノマーを吸収させ重合する方法、その他特願2005−216065号、特願2005−180312号等に記載の方法等が挙げられる。 Examples of the surface treatment of the spacer particles include a method of modifying the surface of the spacer particles. Specifically, as disclosed in JP-A-1-247154, a resin is deposited on the surface of the spacer particles. And a method of modifying by acting a compound that reacts with a functional group on the surface of the spacer particles as disclosed in JP-A-9-1193915 and JP-A-7-300587, No. 223821, JP-A 2003-295198, a method of performing surface modification by graft polymerization on the surface of spacer particles, Japanese Patent Application No. 2005-354832, Japanese Patent Application No. 2005-354831, Japanese Patent Application No. 2005-239162. A method for surface modification by swelling and adsorbing monomers onto spacer particles as described in No. A method in which a monomer is absorbed in the shell portion of the core-shell particles as described in JP-A-05-34832 and a polymerization method, a method in which a monomer is absorbed into the particle surface by a supercritical method as described in Japanese Patent Application No. 2005-239162, and a polymerization method. As described in Japanese Patent Application No. 2005-354831, a method in which a monomer is adsorbed and polymerized on a compound adsorbed on the particle surface, and other methods described in Japanese Patent Application Nos. 2005-216065 and 2005-180312 are exemplified.

上記スペーサ粒子の表面修飾方法としては、スペーサ粒子表面に化学的に結合した表面層を形成する方法が、液晶表示装置のセル中で表面層の剥離や液晶への溶出という問題が少ないので好ましい。なかでも、特開平11−223821号公報に記載の表面に還元性基を有する粒子に酸化剤を反応させ、粒子表面にラジカルを発生させて表面にグラフト重合を行う方法が、表面層の密度が高くでき、充分な厚みの表面層を形成できるために好ましい。 As a method for modifying the surface of the spacer particles, a method of forming a surface layer chemically bonded to the surface of the spacer particles is preferable because there are few problems such as peeling of the surface layer and elution into the liquid crystal in the cell of the liquid crystal display device. Among them, the method described in JP-A No. 11-223820 is a method in which an oxidizing agent is reacted with particles having a reducing group on the surface, radicals are generated on the particle surface, and graft polymerization is performed on the surface. This is preferable because a surface layer having a sufficient thickness can be formed.

また、このような表面処理を施すことにより、スペーサ粒子の基板に対する接着性が高まるという効果や、表面処理に使用する単量体を適宜選択することで液晶表示装置での液晶の配向が乱されなくなるといった効果を上記スペーサ粒子に付与することもできる。 In addition, the effect of improving the adhesion of the spacer particles to the substrate by applying such a surface treatment and the alignment of the liquid crystal in the liquid crystal display device are disturbed by appropriately selecting the monomer used for the surface treatment. The effect of disappearing can be imparted to the spacer particles.

また、上記スペーサ粒子は、帯電可能な処理が施されていてもよい。上記スペーサ粒子に帯電可能な処理が施されていることで、本発明のスペーサ粒子分散液を用いた液晶表示装置の製造する際の乾燥過程において、ゼータ電位等で示されるスペーサ粒子の表面電位を変化させることができる。上記スペーサ粒子の表面のゼータ電位が高いと、スペーサ粒子分散液中でスペーサ粒子同士が反発しやすく、凝集しにくいといえる。
なお、上記帯電可能な処理とは、スペーサ粒子が、本発明のスペーサ粒子分散液中でも何らかの電位を持つように処理することであり、この電位(電荷)は、ゼータ電位測定器等既存の方法によって測定できる。
The spacer particles may be subjected to a chargeable process. Since the spacer particles are subjected to a chargeable treatment, the surface potential of the spacer particles indicated by zeta potential or the like is reduced in the drying process when manufacturing the liquid crystal display device using the spacer particle dispersion of the present invention. Can be changed. When the zeta potential on the surface of the spacer particles is high, it can be said that the spacer particles are likely to repel each other in the spacer particle dispersion and are less likely to aggregate.
The chargeable treatment means that the spacer particles are treated so as to have some potential even in the spacer particle dispersion of the present invention, and this potential (charge) is determined by an existing method such as a zeta potential measuring device. It can be measured.

上記スペーサ粒子に帯電可能な処理を施す方法としては、例えば、スペーサ粒子中に荷電制御剤を含有させる方法、帯電しやすい単量体を含む単量体からスペーサ粒子を製造する方法、上述した表面処理をする方法を利用してスペーサ粒子に帯電可能な表面処理をする方法等が挙げられる。 Examples of a method for performing chargeable treatment on the spacer particles include, for example, a method of containing a charge control agent in the spacer particles, a method of manufacturing spacer particles from a monomer containing a monomer that is easily charged, and the surface described above. For example, a method of performing a surface treatment capable of charging the spacer particles by using a method of performing the treatment may be used.

上記スペーサ粒子は、本発明のスペーサ粒子分散液を用いて製造する液晶表示装置のコントラスト向上のために着色されて用いられてもよい。着色されたスペーサ粒子としては、例えば、カーボンブラック、分散染料、酸性染料、塩基性染料、金属酸化物等により処理されたスペーサ粒子、また、スペーサ粒子の表面に有機物の膜が形成され高温で分解又は炭化されて着色されたスペーサ粒子等が挙げられる。なお、スペーサ粒子を形成する材質自体が色を有している場合には着色せずにそのまま用いられてもよい。 The spacer particles may be colored and used for improving the contrast of a liquid crystal display device produced using the spacer particle dispersion of the present invention. Colored spacer particles include, for example, spacer particles treated with carbon black, disperse dyes, acid dyes, basic dyes, metal oxides, etc., and an organic film is formed on the surface of the spacer particles and decomposes at a high temperature. Or the carbonized spacer particle | grains etc. are mentioned. In addition, when the material itself which forms spacer particle | grains has a color, you may use as it is, without coloring.

このようなスペーサ粒子の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は0.05重量%、好ましい上限は7重量%である。0.05重量%未満であると、本発明のスペーサ粒子分散液を用いてなる液晶表示装置のセルギャップを均一に維持することが困難な場合があり、7重量%を超えると、インクジェット装置を用いて本発明のスペーサ粒子分散液を吐出する際に、インクジェット装置のノズルが閉塞しやすくなったり、吐出された本発明のスペーサ粒子分散液の液滴中のスペーサ粒子の含有量が過剰となって、上記液滴の乾燥過程におけるスペーサ粒子の移動が困難となったりすることがある。より好ましい下限は0.1重量%、より好ましい上限は3重量%である。 Although it does not specifically limit as content of such spacer particle | grains, A preferable minimum is 0.05 weight% and a preferable upper limit is 7 weight%. If it is less than 0.05% by weight, it may be difficult to maintain a uniform cell gap of the liquid crystal display device using the spacer particle dispersion of the present invention. When ejecting the spacer particle dispersion of the present invention, the nozzles of the ink jet apparatus are easily clogged, or the content of the spacer particles in the discharged droplets of the spacer particle dispersion of the present invention is excessive. Thus, it may be difficult to move the spacer particles during the drying process of the droplets. A more preferred lower limit is 0.1% by weight, and a more preferred upper limit is 3% by weight.

また、上記スペーサ粒子の粒径は、製造する液晶表示装置の種類により適宜選択可能なため特に限定されないが、好ましい下限は1μm、好ましい上限は20μmである。1μm未満であると、対向する基板同士が接触して液晶表示装置のスペーサとして充分機能しないことがある。20μmを超えると、スペーサ粒子を基板上の非画素領域等の特定の位置にパターン化して配置する場合、非画素領域等からはみ出しやすくなり、また、対向する基板間の距離が大きくなって近年の液晶表示装置の小型化等の要請に充分に応えられなくなることがある。 Further, the particle diameter of the spacer particles is not particularly limited because it can be appropriately selected depending on the type of liquid crystal display device to be produced, but the preferable lower limit is 1 μm and the preferable upper limit is 20 μm. If the thickness is less than 1 μm, the opposing substrates may come into contact with each other and may not function sufficiently as a spacer of a liquid crystal display device. If it exceeds 20 μm, when spacer particles are arranged in a specific position such as a non-pixel region on the substrate, it is easy to protrude from the non-pixel region and the distance between the opposing substrates becomes large. In some cases, the liquid crystal display device cannot sufficiently meet the demand for downsizing.

本発明で使用されるスペーサ粒子は、適正な液晶層の厚みを維持するためのギャップ材として用いられるため、一定の強度が必要とされる。粒子の圧縮強度を示す指標として、粒子の直径が10%変位した時の圧縮弾性率(10%K値)で表した場合、本発明のスペーサ粒子分散液を用いて製造した液晶表示装置の適正な液晶層の厚みを維持するためには、好ましい下限が2000MPa、好ましい上限が15000MPaである。2000MPaより小さいと、本発明のスペーサ粒子分散液を用いて液晶表示装置を製造する際のプレス圧により、スペーサ粒子が変形して適切なギャップが出にくい。15000MPaより大きいと、本発明のスペーサ粒子分散液を用いて液晶表示装置を製造する際に、基板上の配向膜を傷つけて製造する液晶表示装置に表示異常が発生することがある。 Since the spacer particles used in the present invention are used as a gap material for maintaining an appropriate thickness of the liquid crystal layer, a certain strength is required. Appropriateness of the liquid crystal display device manufactured using the spacer particle dispersion of the present invention when expressed as a compressive elastic modulus (10% K value) when the particle diameter is displaced by 10% as an index indicating the compressive strength of the particles In order to maintain the thickness of the liquid crystal layer, the preferable lower limit is 2000 MPa, and the preferable upper limit is 15000 MPa. When the pressure is less than 2000 MPa, the spacer particles are deformed by a press pressure when the liquid crystal display device is manufactured using the spacer particle dispersion of the present invention, and an appropriate gap is hardly generated. When the pressure is higher than 15000 MPa, display abnormality may occur in the liquid crystal display device manufactured by damaging the alignment film on the substrate when the liquid crystal display device is manufactured using the spacer particle dispersion of the present invention.

上記スペーサ粒子の圧縮弾性率(10%K値)は、特表平6−503180号公報記載の方法に準拠して求められた値である。例えば、微小圧縮試験器(PCT−200、島津製作所社製)を用い、ダイヤモンド製の直径50μmの円柱の平滑端面で、スペーサ粒子を10%歪ませるための加重から求められる。 The compression elastic modulus (10% K value) of the spacer particles is a value determined in accordance with the method described in JP-T-6-503180. For example, using a micro compression tester (PCT-200, manufactured by Shimadzu Corporation), a smooth end surface of a diamond cylinder having a diameter of 50 μm is used to determine the weight for straining spacer particles by 10%.

本発明のスペーサ粒子分散液は、溶剤を含有する。
本発明のスペーサ粒子分散液の溶剤は、水又は親水性溶剤を用いてもよく、疎水性溶媒を用いてもよい。
The spacer particle dispersion of the present invention contains a solvent.
As the solvent for the spacer particle dispersion of the present invention, water or a hydrophilic solvent may be used, or a hydrophobic solvent may be used.

上記水としては特に限定されず、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。これらは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 It does not specifically limit as said water, For example, ion-exchange water, pure water, ground water, tap water, industrial water etc. are mentioned. These may be used independently and 2 or more types may be used together.

上記親水性有機溶剤としては特に限定されず、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等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等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等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等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等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、ジアセテート等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等のジオール類;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等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、2−ピロリドン、ニトロベンゼン等が挙げられる。これらの親水性有機溶剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
また、上記水及び親水性有機溶剤は、それぞれ単独で用いられてもよく、両者が併用されてもよい。
The hydrophilic organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include ethanol, n-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 1-methoxy-2-propanol, furfuryl alcohol, and tetrahydrofurfuryl alcohol. Monoalcohols; ethylene glycol multimers such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol; propylene glycol multimers such as propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, tetrapropylene glycol; ethylene glycol multimers And lower polymers such as monomethyl ether, monoethyl ether, monoisopropyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether Alkyl ethers; ethylene glycol multimers and propylene glycol multimers dimethyl ether, diethyl ether, diisopropyl ether, dipropyl ether and other lower dialkyl ethers; ethylene glycol multimers and propylene glycol multimers monoacetate, di Alkyl esters such as acetate; 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 3-hexene- 2,5-diol, 1,5-pentanediol, 2,4-pentanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, etc. Diols; ethers of diols Conductor; acetate derivatives of diols; glycerin, 1,2,4-butanetriol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2,5-pentanetriol, trimethylolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol, etc. Polyhydric alcohols; ether derivatives of polyhydric alcohols; acetate derivatives of polyhydric alcohols, dimethyl sulfoxide, thiodiglycol, N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidine, sulfolane, formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylformamide, acetamide, N-methylacetamide, α-terpineol, ethylene carbonate, propylene carbonate Chromatography, bis -β- hydroxyethyl sulfone, bis -β- hydroxyethyl urea, N, N-diethylethanolamine, Abiechinoru, diacetone alcohol, urea, 2-pyrrolidone, nitrobenzene, and the like. These hydrophilic organic solvents may be used independently and 2 or more types may be used together.
The water and the hydrophilic organic solvent may be used alone or in combination.

上記疎水性溶剤としては、常温での表面張力が30mN/m以上であることが好ましい。 The hydrophobic solvent preferably has a surface tension at room temperature of 30 mN / m or more.

本発明のスペーサ粒子分散液において、上記溶剤としては、例えば、低沸点で低表面張力の溶剤と高沸点で高表面張力の溶剤とを混合することが好ましい。このような組み合わせを選択することにより、インクジェット装置を用いて吐出し樹脂膜が形成された基板上に着弾した本発明のスペーサ粒子分散液の液滴が乾燥するにつれ表面張力が高くなるので、液滴が乾燥するに従って液滴の径が小さくなるような力が働き、最終的なスペーサ粒子が固着する範囲を限定することができる。 In the spacer particle dispersion of the present invention, as the solvent, for example, a low boiling point, low surface tension solvent and a high boiling point, high surface tension solvent are preferably mixed. By selecting such a combination, the surface tension increases as the droplets of the spacer particle dispersion liquid of the present invention landed on the substrate on which the resin film is formed by discharging using an ink jet device is dried. A force that reduces the diameter of the droplet as the droplet dries acts, thereby limiting the range in which the final spacer particles adhere.

上記の低沸点で低表面表力の溶剤としては、具体的には、沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の有機溶剤が挙げられる。より好ましくは沸点が70℃以上100℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の有機溶剤である。なお、本明細書において、沸点とは、1気圧の条件下での沸点を意味する。 Specific examples of the solvent having a low boiling point and a low surface strength include organic solvents having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension at 20 ° C. of less than 28 mN / m. More preferably, the organic solvent has a boiling point of 70 ° C. or more and less than 100 ° C. and a surface tension at 20 ° C. of less than 28 mN / m. In addition, in this specification, a boiling point means the boiling point on 1 atmosphere conditions.

上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の有機溶剤としては特に限定されず、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、tert−ブタノール等の低級モノアルコール類やアセトン等が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。なかでも、2−プロパノールが最も好ましい。 The organic solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension at 20 ° C. of less than 28 mN / m is not particularly limited. For example, ethanol, n-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol And lower monoalcohols such as acetone and the like. These may be used independently and 2 or more types may be used together. Of these, 2-propanol is most preferable.

上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の有機溶剤は、本発明のスペーサ粒子分散液を樹脂膜が形成された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。特に、本発明のスペーサ粒子分散液においては、樹脂膜に溶剤が高温で接触すると樹脂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。ただし、上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の有機溶剤が室温で揮散しやすいと、本発明のスペーサ粒子分散液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本発明のスペーサ粒子分散液が乾燥しやすくなって、インクジェット装置の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。 The organic solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension at 20 ° C. of less than 28 mN / m is relatively low when the spacer particle dispersion of the present invention is discharged onto a substrate on which a resin film is formed and then dried. Volatilizes at temperature. In particular, in the spacer particle dispersion of the present invention, if the solvent contacts the resin film at a high temperature, the resin film is contaminated and the display quality of the liquid crystal display device is impaired, so that the drying temperature cannot be made too high. However, if the organic solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension of less than 28 mN / m at 20 ° C. is likely to volatilize at room temperature, aggregated particles are likely to be generated during the production or storage of the spacer particle dispersion of the present invention. In addition, the spacer particle dispersion of the present invention in the vicinity of the nozzle of the ink jet apparatus is likely to be dried, and the discharge property of the ink jet apparatus is impaired. Therefore, a hydrophilic organic solvent that easily volatilizes at room temperature is not preferable.

また、一般にインクジェット装置は、吐出するスペーサ粒子分散液の20℃における表面張力が30〜50mN/mである場合に良好な吐出精度を示す。一方、樹脂膜が形成された基板上に吐出されたスペーサ粒子分散液の液滴の表面張力は高い方がスペーサ粒子を乾燥過程で移動させるのに適している。
上記低沸点で低表面張力の有機溶剤が、20℃における表面張力の上限が28mN/mであると、吐出時においては本発明のスペーサ粒子分散液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、樹脂膜が形成された基板上に吐出された後は、本発明のスペーサ粒子分散液中の他の溶剤成分より先に揮散して、本発明のスペーサ粒子分散液の表面張力が高くなるので、乾燥過程におけるスペーサ粒子の移動が容易となる。
In general, the ink jet apparatus exhibits good discharge accuracy when the surface tension of the spacer particle dispersion to be discharged at 20 ° C. is 30 to 50 mN / m. On the other hand, the higher the surface tension of the droplets of the spacer particle dispersion discharged onto the substrate on which the resin film is formed is suitable for moving the spacer particles in the drying process.
When the organic solvent having a low boiling point and a low surface tension has an upper limit of the surface tension at 20 ° C. of 28 mN / m, the surface tension of the spacer particle dispersion of the present invention is relatively low at the time of discharge. It becomes possible to obtain good discharge accuracy, and after being discharged onto the substrate on which the resin film is formed, it is volatilized before other solvent components in the spacer particle dispersion of the present invention, and the spacer of the present invention. Since the surface tension of the particle dispersion increases, the movement of the spacer particles during the drying process is facilitated.

上記高沸点で高表面張力の溶剤としては、具体的には、沸点が150℃以上で20℃における表面張力が30mN/m以上の有機溶剤が挙げられる。より好ましくは、沸点が150〜200℃で20℃における表面張力が30mN/m以上の有機溶剤である。 Specific examples of the high boiling point and high surface tension solvent include organic solvents having a boiling point of 150 ° C. or higher and a surface tension at 20 ° C. of 30 mN / m or higher. More preferably, the organic solvent has a boiling point of 150 to 200 ° C. and a surface tension at 20 ° C. of 30 mN / m or more.

上記沸点が150℃以上で20℃における表面張力が30mN/m以上の有機溶剤としては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール等の各種ブタンジオール等が挙げられる。これはら、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。なかでも、エチレングリコールが最も好ましく、次いで、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオールが好ましい。 The organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and a surface tension at 20 ° C. of 30 mN / m or higher is not particularly limited, and examples thereof include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, and 1,4-butanediol. Examples include various butanediols. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, ethylene glycol is most preferred, followed by propylene glycol and 1,3-propanediol.

上記沸点が150℃以上で、20℃における表面張力が30mN/m以上の疎水性溶剤としては、アセトフェノン、アニトール、アネトール、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、安息香酸プロピル、安息香酸ベンジル、安息香酸メチル、グルタル酸ジメチル、けい皮酸エチル、けい皮酸ブチル、けい皮酸ジメチル、サリチル酸エチル、サリチル酸メチル、ジエチレングリコール、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、ジメチルスルホキシド、1,2−ジメチルナフタレン、トリアセチン、トリエチレングリコール、ナフトエ酸エチル、フェニル酢酸エチル、フェネトール、フタル酸ジエチル、ブチルカルビトールアセテート、ヘプタエチレングリコール、ホルムアミド、マレイン酸ジメチル、マロン酸ジメチル、ブチルカルビトール、テキサノール及びリンゴ酸ジエチルが挙げられる。 Hydrophobic solvents having a boiling point of 150 ° C. or higher and a surface tension at 20 ° C. of 30 mN / m or higher include acetophenone, anitol, anethole, ethyl benzoate, butyl benzoate, propyl benzoate, benzyl benzoate, and methyl benzoate. Dimethyl glutarate, ethyl cinnamate, butyl cinnamate, dimethyl cinnamate, ethyl salicylate, methyl salicylate, diethylene glycol, cyclohexanol, cyclohexanone, cycloheptanone, dimethyl sulfoxide, 1,2-dimethylnaphthalene, triacetin, triacetin Ethylene glycol, ethyl naphthoate, ethyl phenylacetate, phenetol, diethyl phthalate, butyl carbitol acetate, heptaethylene glycol, formamide, dimethyl maleate, dimethyl malonate, buty Carbitol include Texanol and malic acid diethyl.

上記高沸点で高表面張力の有機溶剤は、沸点が150℃以上であることにより、本発明のスペーサ粒子分散液の製造時や貯蔵時に乾燥してスペーサ粒子の凝集が発生するのを抑制したり、インクジェット装置を用いて本発明のスペーサ粒子分散液を吐出し、スペーサ粒子の配置を行う場合、ノズル近辺で本発明のスペーサ粒子分散液が過剰に乾燥して吐出性や吐出精度が損なわれたりするのを抑制することができる。 When the organic solvent having a high boiling point and high surface tension has a boiling point of 150 ° C. or higher, it is possible to prevent the spacer particles from agglomerating by drying during the production or storage of the spacer particle dispersion of the present invention. When the spacer particle dispersion liquid of the present invention is discharged using an ink jet apparatus and the spacer particles are arranged, the spacer particle dispersion liquid of the present invention is excessively dried in the vicinity of the nozzle, and the discharge property and discharge accuracy are impaired. Can be suppressed.

また、上記高沸点で高表面張力の有機溶剤は、20℃における表面張力が30mN/m以上であることにより、配向膜が形成された基板上に吐出された本発明のスペーサ粒子分散液から沸点のより低い有機溶剤が揮散した後に、本発明のスペーサ粒子分散液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粒子の移動が容易となる。 The organic solvent having a high boiling point and a high surface tension has a boiling point from the spacer particle dispersion of the present invention discharged onto the substrate on which the alignment film is formed because the surface tension at 20 ° C. is 30 mN / m or more. Since the surface tension of the spacer particle dispersion of the present invention is kept high after the lower organic solvent is volatilized, the spacer particles can be easily moved during the drying process.

更に、有機溶剤を用いる場合、本発明のスペーサ粒子分散液では、上記溶剤として、沸点が200℃以上、かつ、20℃における表面張力が42mN/m以上である溶媒Xを含有していてもよい。このような溶媒Xを含有することで、本発明のスペーサ粒子分散液を配向膜が形成された基板表面に吐出し、形成した液滴を乾燥させることで、スペーサ粒子を特定の位置に効果的に寄せ集めることができる。よって、例えば、配向膜が形成された基板の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を高精度に配置することができ、製造する液晶表示装置の表示画質を高めることができる。 Further, when an organic solvent is used, the spacer particle dispersion of the present invention may contain the solvent X having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension at 20 ° C. of 42 mN / m or higher. . By containing such a solvent X, the spacer particle dispersion of the present invention is discharged onto the substrate surface on which the alignment film is formed, and the formed droplets are dried, so that the spacer particles are effective at specific positions. Can be gathered together. Therefore, for example, the spacer particles can be arranged with high accuracy in a region corresponding to the non-pixel region of the substrate on which the alignment film is formed, and the display image quality of the liquid crystal display device to be manufactured can be improved.

上記溶媒Xとしては、上述した沸点及び表面張力を有するものであれば特に限定されず、例えば、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、2−ピロリドン、ニトロベンゼン等が挙げられる。なかでも、乾燥時に短時間で効果的にスペーサ粒子を寄せ集めることができるため、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール及びグリセリンが好適に用いられる。乾燥時に短時間でより一層効果的にスペーサ粒子を寄せ集めることができるため、グリセリンがより好適に用いられる。これらの溶媒Xは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The solvent X is not particularly limited as long as it has the above-described boiling point and surface tension. For example, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6- Examples include hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, glycerin, 2-pyrrolidone, nitrobenzene and the like. Among them, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, and glycerin are preferably used because the spacer particles can be effectively gathered in a short time during drying. Since the spacer particles can be collected more effectively in a short time during drying, glycerin is more preferably used. These solvent X may be used independently and 2 or more types may be used together.

本発明のスペーサ粒子分散液において、上記溶剤の好ましい組み合わせとしては、例えば、後述するインクジェット装置のヘッド内のインク室等の接液部分(本発明のスペーサ粒子分散液が直接接する部分)を親水性の高い材料(SUS、セラミック、ガラス等)で構成する場合、及び/又は、スペーサ粒子分散液を充填する前に、2−プロパノール等の表面張力が低く上記インク室をよく濡らす溶剤で充填し、気泡を充分に除去した後、気泡を巻き込まないようにしてスペーサ粒子分散液で流路、ヘッド内を置換できる場合(以下、溶剤置換方法ともいう)、上述した沸点が150℃以上で20℃における表面張力が30mN/m以上の溶剤の好ましい下限が30重量%、好ましい上限が96重量%(より好ましい下限は45重量%、より好ましい上限は94重量%)と、水の好ましい下限が4重量%、好ましい上限が70重量%(より好ましい下限は6重量%、より好ましい上限は55重量%)との組み合わせが挙げられる。上記溶剤がこのような組み合わせである場合、水が4重量%未満であると、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度が高すぎ、インクジェット装置のヘッドから吐出しづらくなる(駆動電圧が高くなりすぎる)という問題が発生することがあり、70重量%を超えると、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度が低くなりすぎ、吐出安定性、特に高周波数駆動状態の安定性が低くなるという問題が発生することがある。 In the spacer particle dispersion of the present invention, as a preferable combination of the above-mentioned solvents, for example, a wetted part such as an ink chamber in a head of an inkjet apparatus described later (a part where the spacer particle dispersion of the present invention is in direct contact) is hydrophilic. And / or before filling the spacer particle dispersion, it is filled with a solvent having a low surface tension such as 2-propanol, which wets the ink chamber well. When the bubbles and the inside of the flow path and the head can be replaced with the spacer particle dispersion without removing the bubbles after sufficiently removing the bubbles (hereinafter also referred to as a solvent replacement method), the boiling point described above is 150 ° C. or higher and 20 ° C. A preferable lower limit of the solvent having a surface tension of 30 mN / m or more is 30% by weight, and a preferable upper limit is 96% by weight (more preferable lower limit is 45% by weight, more The upper limit is 94 wt%) Masui, preferred lower limit of the water 4% by weight and the desirable upper limit is 70 wt% (more preferred lower limit is 6% by weight, and more preferable upper limit can be mentioned a combination of a 55% by weight). When the solvent is in such a combination, if the water content is less than 4% by weight, the viscosity of the spacer particle dispersion of the present invention is too high, making it difficult to eject from the head of the ink jet apparatus (the driving voltage becomes too high). If the amount exceeds 70% by weight, the viscosity of the spacer particle dispersion of the present invention becomes too low, resulting in a problem that the discharge stability, particularly the stability in a high frequency driving state is lowered. There are things to do.

また、インクジェット装置が上記のようなヘッドや溶剤置換方法を使用しない場合、上記溶剤の好ましい組み合わせとしては、例えば、上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の溶剤の好ましい下限が2重量%、好ましい上限が40重量%(より好ましい下限は5重量%、より好ましい上限は20重量%)と、上記沸点が150℃以上で20℃における表面張力が30mN/m以上の溶剤の好ましい下限が30重量%、好ましい上限が96重量%(より好ましい下限は40重量%、より好ましい上限は90重量%)と、水の好ましい下限が0重量%、好ましい上限が60重量%(より好ましい下限は5重量%、より好ましい上限は40重量%)との組み合わせが挙げられる。なお、上記溶剤がこのような組み合わせである場合、上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の溶剤と水とを足した割合は、沸点が150℃以上で20℃における表面張力が30mN/m以上の溶剤を除いた量、すなわち、好ましい下限を4重量%、好ましい上限を70重量%(より好ましい下限を6重量%、より好ましい上限を55重量%)とする。
上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の溶剤が2重量%未満であると、本発明のスペーサ粒子分散液の表面張力が高くなりすぎ、本発明のスペーサ粒子分散液をインクジェット装置のヘッドに導入する際にインク室に気泡が残存し、吐出しないノズルが発生する等の問題が起こる確率が高くなる。40重量%を超えると、本発明のスペーサ粒子分散液の表面張力が低くなりすぎ、本発明のスペーサ粒子分散液を配向膜が形成された基板上に吐出した際に、基板の配向膜上に着弾した液滴の着弾径が大きくなり、スペーサ粒子が寄り集まりにくくなるという問題が発生することがある。
また、水と沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の溶剤とを加えた量4重量%未満であると、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度が高すぎ、インクジェット装置のヘッドから吐出しづらくなる(駆動電圧が高くなりすぎる)という問題が発生することがあり、70重量%を超えると、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度が低くなりすぎ、吐出安定性、特に高周波数駆動状態の安定性が低くなるという問題が発生することがある。
When the ink jet apparatus does not use the head or the solvent replacement method as described above, a preferable combination of the solvents is, for example, a solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension at 20 ° C. of less than 28 mN / m. A solvent having a lower limit of 2% by weight, a preferred upper limit of 40% by weight (more preferred lower limit is 5% by weight, more preferred upper limit is 20% by weight), and a boiling point of 150 ° C. or higher and a surface tension at 20 ° C. of 30 mN / m or higher. The preferred lower limit is 30% by weight, the preferred upper limit is 96% by weight (the more preferred lower limit is 40% by weight, the more preferred upper limit is 90% by weight), the preferred lower limit for water is 0% by weight, and the preferred upper limit is 60% by weight (more A preferable lower limit is 5% by weight, and a more preferable upper limit is 40% by weight). When the solvent is such a combination, the ratio of the solvent having the boiling point of less than 150 ° C. and the surface tension of less than 28 mN / m at 20 ° C. and water is the boiling point of 150 ° C. or more and 20 ° C. The amount excluding the solvent having a surface tension of 30 mN / m or more, that is, a preferable lower limit is 4% by weight, and a preferable upper limit is 70% by weight (more preferable lower limit is 6% by weight, and more preferable upper limit is 55% by weight).
If the solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension of less than 28 mN / m at 20 ° C. is less than 2% by weight, the surface tension of the spacer particle dispersion of the present invention becomes too high, and the spacer particle dispersion of the present invention When the ink is introduced into the head of the ink jet apparatus, there is a high probability that bubbles remain in the ink chamber and problems such as nozzles that do not discharge occur. If it exceeds 40% by weight, the surface tension of the spacer particle dispersion of the present invention becomes too low, and when the spacer particle dispersion of the present invention is discharged onto the substrate on which the alignment film is formed, There is a possibility that the landing diameter of the landed droplets becomes large and the spacer particles are difficult to gather together.
Further, when the amount of water and the boiling point of less than 150 ° C. and the solvent having a surface tension at 20 ° C. of less than 28 mN / m is less than 4% by weight, the viscosity of the spacer particle dispersion of the present invention is too high. In some cases, it becomes difficult to discharge from the head (driving voltage becomes too high), and when it exceeds 70% by weight, the viscosity of the spacer particle dispersion of the present invention becomes too low, and the discharge stability, particularly There may be a problem that the stability of the high frequency driving state is lowered.

更に、本発明のスペーサ粒子分散液が溶剤として上述した溶剤Xを含有し、表面張力が高い配向膜が形成された基板上でもスペーサ粒子の寄り集まりをさせる場合、上記溶剤の好ましい組み合わせとしては、例えば、上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の溶剤の好ましい下限が2重量%、好ましい上限が40重量%(より好ましい下限は5重量%、より好ましい上限は20重量%)と、上記沸点が150℃以上で20℃における表面張力が30mN/m以上の溶剤の好ましい下限が0重量%、好ましい上限が95重量%(より好ましい下限は40重量%、より好ましい上限は90重量%)と、上記溶剤Xの好ましい下限が1重量%、好ましい上限が96重量%(より好ましい下限は3重量%、より好ましい上限は40重量%)と、水の好ましい下限が0重量%、好ましい上限が60重量%(より好ましい下限は5重量%、より好ましい上限は40重量%)との組み合わせが挙げられる。なお、上記溶剤Xを含有する溶剤がこのような組み合わせである場合、上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の溶剤と水とを足した割合は、好ましい下限が4重量%、好ましい上限が70重量%(より好ましい下限は6重量%、より好ましい上限は55重量%)とし、上記沸点が150℃以上で20℃における表面張力が30mN/m以上の溶剤と溶剤Xとを足した割合の好ましい下限が30重量%、好ましい上限が96重量%(より好ましい下限は40重量%、より好ましい上限は90重量%)である。 Furthermore, when the spacer particle dispersion liquid of the present invention contains the solvent X described above as a solvent and spacer particles are gathered even on a substrate on which an alignment film having a high surface tension is formed, a preferable combination of the solvents is as follows: For example, the preferred lower limit of the solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension at 20 ° C. of less than 28 mN / m is 2% by weight, and a preferred upper limit is 40% by weight (more preferred lower limit is 5% by weight, more preferred upper limit is 20% by weight). %) And a preferable lower limit of the solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and a surface tension at 20 ° C. of 30 mN / m or higher is 0% by weight, a preferable upper limit is 95% by weight (more preferable lower limit is 40% by weight, and more preferable upper limit is 90% by weight) and the preferred lower limit of the solvent X is 1% by weight, and the preferred upper limit is 96% by weight (more preferred lower limit is 3% by weight, more preferred). Limit is 40 wt%), lower limit of water 0% by weight and the desirable upper limit is 60 wt% (more preferred lower limit is 5 wt%, and more preferable upper limit can be mentioned a combination of a 40 wt%). When the solvent containing the solvent X is such a combination, the preferred lower limit of the ratio of the solvent having the boiling point of less than 150 ° C. and the surface tension at 20 ° C. of less than 28 mN / m and water is 4 Solvent and solvent X having a weight percentage of 70% by weight and a preferred upper limit of 6% by weight (more preferred lower limit of 55% by weight), a boiling point of 150 ° C. or higher and a surface tension at 20 ° C. of 30 mN / m or higher. The preferable lower limit of the ratio of the above is 30% by weight, and the preferable upper limit is 96% by weight (the more preferable lower limit is 40% by weight, and the more preferable upper limit is 90% by weight).

上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の溶剤が2重量%未満であると、本発明のスペーサ粒子分散液の表面張力が高くなりすぎ、本発明のスペーサ粒子分散液をインクジェット装置のヘッドに導入する際にインク室に気泡が残存し、吐出しないノズルが発生する問題が起こる確率が高くなる。40重量%を超えると、本発明のスペーサ粒子分散液の表面張力が低くなりすぎ、本発明のスペーサ粒子分散液を配向膜が形成された基板上に吐出した際に、基板の配向膜上に着弾した液滴の着弾径が大きくなりスペーサ粒子が寄り集まりにくくなる問題が発生することがある。
また、水と上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の溶剤とを加えた量が4重量%未満であると、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度が高すぎ、インクジェット装置のヘッドより吐出しづらくなる(駆動電圧が高くなりすぎる)問題が発生することがあり、70重量%を超えると、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度が低くなりすぎ、吐出安定性、特に高周波数駆動状態の安定性が低くなる問題が発生することがある。
更に、上記溶剤Xが1重量%未満であると、表面張力の高い配向膜が形成された基板上でスペーサ粒子が寄り集まりにくくなる問題が発生することがあり、96重量%を超えると、配向膜が形成された基板上に着弾した本発明のスペーサ粒子分散液の液滴を乾燥するに時間がかかり生産性が落ちる問題が発生したり、高温で加熱する必要が生じ配向膜に損傷を与える可能性が高くなる等の問題が発生したりする。
If the solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension of less than 28 mN / m at 20 ° C. is less than 2% by weight, the surface tension of the spacer particle dispersion of the present invention becomes too high, and the spacer particle dispersion of the present invention When the ink is introduced into the head of the ink jet apparatus, there is a high probability that bubbles remain in the ink chamber and a problem that a nozzle that does not discharge occurs occurs. If it exceeds 40% by weight, the surface tension of the spacer particle dispersion of the present invention becomes too low, and when the spacer particle dispersion of the present invention is discharged onto the substrate on which the alignment film is formed, There may be a problem that the landing diameter of the landed droplets becomes large and the spacer particles are difficult to gather together.
Further, when the amount of water and the solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a solvent having a surface tension at 20 ° C. of less than 28 mN / m is less than 4% by weight, the viscosity of the spacer particle dispersion of the present invention is too high, There is a problem that it is difficult to eject from the head of the ink jet apparatus (driving voltage becomes too high), and when it exceeds 70% by weight, the viscosity of the spacer particle dispersion of the present invention becomes too low, and the ejection stability, In particular, there may be a problem that the stability in the high frequency driving state is lowered.
Furthermore, if the solvent X is less than 1% by weight, there may be a problem that spacer particles are difficult to gather on the substrate on which an alignment film having a high surface tension is formed. It takes a long time to dry the droplets of the spacer particle dispersion liquid of the present invention that has landed on the substrate on which the film is formed, resulting in a problem that productivity is lowered, or it is necessary to heat at a high temperature, and the alignment film is damaged. Problems such as high possibility occur.

なお、例えば、インクジェット装置のヘッド内のインク室等の接液部分を親水性の高い材料(SUS、セラミック、ガラス等)で構成する場合、及び/又は、本発明のスペーサ粒子分散液を充填する前に、2−プロパノール等の表面張力が低くインク室をよく濡らす溶剤で充填し、気泡を充分に除去した後、気泡を巻き込まないようにした本発明のスペーサ粒子分散液で流路、ヘッド内を置換できる場合は、上記溶剤の好ましい組み合わせとしては、上記沸点が150℃未満で20℃における表面張力が28mN/m未満の溶剤の添加は必要なく、それ以外の溶剤の組み合わせ、例えば、上記沸点が150℃以上で20℃における表面張力が30mN/m以上の溶剤の好ましい下限が0重量%、好ましい上限が95重量%(より好ましい下限は40重量%、より好ましい上限は90重量%)と、上記溶剤Xの好ましい下限が1重量%、好ましい上限が96重量%(より好ましい下限は3重量%、より好ましい上限は40重量%)と、水の好ましい下限が4重量%、好ましい上限が70重量%(より好ましい下限は6重量%、より好ましい上限は55重量%)との組み合わせが挙げられる。なお、上記溶剤Xを含有する溶剤がこのような組み合わせである場合、上記沸点が150℃以上で20℃における表面張力が30mN/m以上の溶剤と溶剤Xとを足した割合の好ましい下限は30重量%、好ましい上限は96重量%(より好ましい下限は40重量%、より好ましい上限は90重量%)である。
上記溶剤がこのような組み合わせである場合において、水が4重量%未満であると、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度が高すぎ、インクジェット装置のヘッドより吐出しづらくなる(駆動電圧が高くなりすぎる)問題が発生することがあり、70重量%を超えると、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度が低くなりすぎ、吐出安定性、特に高周波数駆動状態の安定性が低くなる問題が発生することがある。
上記溶剤Xが1重量%未満であると、表面張力が高い配向膜が形成された基板上でスペーサ粒子が寄り集まりにくくなる問題が発生することがあり、96重量%を超えると、基板の配向膜上に着弾した本発明のスペーサ粒子分散液の液滴を乾燥するのに時間がかかり、生産性が落ちる問題が発生したり、高温で加熱する必要が生じ配向膜に損傷を与える可能性が高くなる等の問題が発生したりする。
For example, when the liquid contact part such as the ink chamber in the head of the ink jet apparatus is made of a highly hydrophilic material (SUS, ceramic, glass, etc.) and / or filled with the spacer particle dispersion of the present invention. Before filling with a solvent having a low surface tension such as 2-propanol which wets the ink chamber well, after sufficiently removing the bubbles, the spacer particle dispersion of the present invention prevents the bubbles from being involved. Can be substituted, a preferable combination of the above solvents does not require the addition of a solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension of less than 28 mN / m at 20 ° C., and other solvent combinations such as the above boiling point The preferred lower limit of the solvent having a surface tension at 20 ° C. of not less than 150 ° C. and not less than 30 mN / m is 0% by weight, and the preferred upper limit is 95% by weight (more preferred lower limit 40 wt%, more preferred upper limit is 90 wt%), the preferred lower limit of the solvent X is 1 wt%, the preferred upper limit is 96 wt% (more preferred lower limit is 3 wt%, more preferred upper limit is 40 wt%), A preferable lower limit of water is 4% by weight, and a preferable upper limit is 70% by weight (a more preferable lower limit is 6% by weight, and a more preferable upper limit is 55% by weight). When the solvent containing the solvent X is such a combination, a preferable lower limit of the ratio of the solvent having the boiling point of 150 ° C. or higher and the surface tension at 20 ° C. of 30 mN / m or more and the solvent X is 30. The preferred upper limit is 96% by weight (more preferred lower limit is 40% by weight, and more preferred upper limit is 90% by weight).
In the case where the solvent is such a combination, if the water is less than 4% by weight, the spacer particle dispersion of the present invention is too high in viscosity and difficult to eject from the head of the ink jet apparatus (the drive voltage becomes high). When the amount exceeds 70% by weight, the viscosity of the spacer particle dispersion of the present invention becomes too low, and the discharge stability, particularly the stability in a high frequency driving state, is lowered. Sometimes.
When the amount of the solvent X is less than 1% by weight, a problem that spacer particles hardly gather on the substrate on which an alignment film having a high surface tension is formed may occur. It takes a long time to dry the droplets of the spacer particle dispersion liquid of the present invention that has landed on the film, which may cause a problem of lowering productivity and may cause damage to the alignment film due to the necessity of heating at a high temperature. The problem of becoming high occurs.

本発明のスペーサ粒子分散液は、保存時(20℃)における粘度が、3mPa・sより大きく、20mPa・s未満であることが好ましい。3mPa・s以下であると、本発明のスペーサ粒子分散液中に分散されているスペーサ粒子が経時に沈降しやすくなり、インクジェット装置のヘッドが低粘度で吐出しにくいヘッドであると、冷却機構を付けて粘度を上げようとしても吐出可能な粘度にならない等の問題が発生することがある。20mPa・s以上であると、インクジェット装置を用いて吐出する際に、ヘッドを加温し、粘度を下げることのできない種類のヘッドでは吐出できなくなったり、吐出量を制御し難くなったりすることが起こるし、更に吐出性を改善するためにスペーサ粒子分散液を過剰に加温しなければならないことがある。
なお、加温できるヘッドを使用する場合、上記粘度の好ましい上限は100mPa・sである。これは加温できるにせよ、粘度を下げようとあまりに高温にしすぎると、スペーサ粒子分散液やヘッドが劣化するため、60℃程度までしか加温できないためである。なお、より好ましくは、60℃程度の加温で20mPa・s未満である。
The spacer particle dispersion of the present invention preferably has a viscosity during storage (20 ° C.) of greater than 3 mPa · s and less than 20 mPa · s. If it is 3 mPa · s or less, the spacer particles dispersed in the spacer particle dispersion of the present invention are likely to settle over time, and if the head of the inkjet device is a low viscosity and difficult to discharge, the cooling mechanism is However, even if it is attempted to increase the viscosity, there may be a problem that the viscosity cannot be discharged. When it is 20 mPa · s or more, when discharging using an inkjet apparatus, the head may be heated, and it may not be possible to discharge with a type of head that cannot lower the viscosity, or the discharge amount may be difficult to control. Occasionally, the spacer particle dispersion may need to be overheated to further improve ejection properties.
In addition, when using the head which can be heated, the preferable upper limit of the said viscosity is 100 mPa * s. This is because, even if the temperature can be increased, if the temperature is too high so as to lower the viscosity, the spacer particle dispersion and the head deteriorate, so that the temperature can only be increased up to about 60 ° C. More preferably, it is less than 20 mPa · s when heated to about 60 ° C.

また、本発明のスペーサ粒子分散液の吐出時の粘度の好ましい下限は0.5mPa・s、好ましい上限は20mPa・sである。0.5mPa・s未満であると、吐出できても吐出量をコントロールすることが困難になる等安定的に吐出できなくなることがあり、20mPa・sを超えると、インクジェット装置で吐出できないことがある。より好ましい下限は5mPa・s、より好ましい上限は15mPa・sである。
なお、ここで吐出時の粘度とは、本発明のスペーサ粒子分散液を吐出する際に、インクジェット装置のヘッド温度をペルチェ素子や冷媒等により冷却したり、ヒーター等で加温したりして、スペーサ粒子分散液の吐出時の液温を−5℃から50℃の間に調整した粘度のことである。もちろん、冷却、加温機構のないヘッドでは周囲温度のことである。
Moreover, the preferable minimum of the viscosity at the time of discharge of the spacer particle dispersion liquid of this invention is 0.5 mPa * s, and a preferable upper limit is 20 mPa * s. If it is less than 0.5 mPa · s, even if it can be discharged, it may be difficult to control the discharge amount, and it may become impossible to discharge stably, and if it exceeds 20 mPa · s, it may not be able to be discharged by the ink jet device. . A more preferred lower limit is 5 mPa · s, and a more preferred upper limit is 15 mPa · s.
Here, the viscosity at the time of discharge means that when discharging the spacer particle dispersion of the present invention, the head temperature of the ink jet device is cooled by a Peltier element or a refrigerant, or heated by a heater or the like, It is the viscosity which adjusted the liquid temperature at the time of discharge of a spacer particle dispersion liquid between -5 degreeC and 50 degreeC. Of course, this is the ambient temperature for a head without a cooling and heating mechanism.

すなわち、本発明のスペーサ粒子分散液の保管時の粘度は、加温冷却等による吐出時の粘度制御をするしないのいずれの場合もヘッドで吐出できる粘度の範囲で、できるだけ高い方が沈降防止の観点から好ましい。
なお、これらの粘度はE型粘度計やB型粘度計のような通常の粘度計で、それぞれの温度(測定温度、使用温度)で測定されたものである。
That is, the viscosity at the time of storage of the spacer particle dispersion of the present invention is within the range of viscosity that can be discharged by the head in any case of not controlling the viscosity at the time of discharge by heating and cooling, etc. It is preferable from the viewpoint.
These viscosities were measured at respective temperatures (measurement temperature and use temperature) with ordinary viscometers such as E-type viscometers and B-type viscometers.

本発明のスペーサ粒子分散液は、スペーサ粒子の沈降速度が30分以上であることが好ましい。上記スペーサ粒子の沈降速度は、本発明のスペーサ粒子分散液に含有される溶剤の種類及び配合量を適宜設定することにより調整することができ、上記沈降速度が30分以上であると、本発明のスペーサ粒子分散液をインクジェット装置に導入してから吐出するまでの間に、スペーサ粒子が沈降し難くなる。よって、インクジェット装置を用いて、本発明のスペーサ粒子分散液を安定に吐出することができ、基板上に精度よく選択的にスペーサ粒子を配置することができる。なお、本明細書において、「沈降速度」とは、内径φ5mmの試験管に本発明のスペーサ粒子分散液を高さ10cmとなるように導入した後、静置した際に、目視にて試験管底にスペーサ粒子の堆積が確認されるまでの時間をいう。 The spacer particle dispersion of the present invention preferably has a settling rate of spacer particles of 30 minutes or more. The settling speed of the spacer particles can be adjusted by appropriately setting the kind and blending amount of the solvent contained in the spacer particle dispersion of the present invention, and the settling speed is 30 minutes or more. The spacer particles are less likely to settle during the period from the introduction of the spacer particle dispersion liquid into the ink jet apparatus until the discharge. Therefore, the spacer particle dispersion liquid of the present invention can be stably discharged using an ink jet device, and the spacer particles can be selectively and accurately arranged on the substrate. In this specification, “sedimentation velocity” means that the spacer particle dispersion of the present invention is introduced into a test tube having an inner diameter of 5 mm so as to have a height of 10 cm and then left to stand visually. The time until the deposition of spacer particles is confirmed at the bottom.

また、本発明のスペーサ粒子分散液は、吐出される配向膜が形成された基板に対する後退接触角(θr)が5度以上であるとなお好ましい。上記後退接触角が5度以上あれば、配向膜が形成された基板に着弾したスペーサ粒子分散液の液滴が乾燥し、その中心に向かって縮小していくとともに、その液滴中に1個以上含まれるスペーサ粒子がその液滴中心に寄り集まることが可能となる。また、その中心にあらかじめ、静電的に作用する力による荷電インクが着弾していたり、着弾液滴径内に段差があるとそこへのスペーサ粒子の移動がより起こりやすくなり、スペーサ粒子の配置精度がより向上する。
なお、上記「後退接触角」とは、配向膜が形成された基板上に置かれた本発明のスペーサ粒子分散液の液滴が、配向膜が形成された基板上に置かれてから乾燥するまでの過程で、配向膜が形成された基板上に最初に置かれた際の着弾径より小さくなりだした時(液滴が縮みだした時)に示す接触角、又は、液滴の揮発成分のうち80〜95重量%が揮発した際に示す接触角をいう。
In addition, the spacer particle dispersion of the present invention preferably has a receding contact angle (θr) of 5 degrees or more with respect to the substrate on which the alignment film to be discharged is formed. If the receding contact angle is 5 degrees or more, the droplets of the spacer particle dispersion that have landed on the substrate on which the alignment film is formed are dried, shrink toward the center, and one in the droplets. The spacer particles contained above can be gathered near the center of the droplet. In addition, if charged ink due to electrostatically acting force is landed at the center in advance, or if there is a step within the diameter of the landed droplet, the movement of the spacer particles is more likely to occur. The accuracy is further improved.
The “receding contact angle” refers to drying after the droplets of the spacer particle dispersion liquid of the present invention placed on the substrate on which the alignment film is formed are placed on the substrate on which the alignment film is formed. In the process up to, the contact angle shown when the impact diameter starts to be smaller than when it is first placed on the substrate on which the alignment film is formed (when the droplet starts to shrink), or the volatile component of the droplet The contact angle indicated when 80 to 95% by weight of the solvent volatilizes.

上記後退接触角を5度以上にする方法としては、本発明のスペーサ粒子分散液の混合溶剤の組成を調整する方法、又は、基板の表面を調整する方法等が挙げられる。 Examples of the method of setting the receding contact angle to 5 degrees or more include a method of adjusting the composition of the mixed solvent of the spacer particle dispersion liquid of the present invention, a method of adjusting the surface of the substrate, and the like.

本発明のスペーサ粒子分散液の後退接触角(θr)を5度以上とするには、上記混合溶剤の混合される溶剤の中で最も沸点の高い溶剤の後退接触角(θr)が5度以上となるように混合する。最も沸点の高い溶剤の後退接触角(θr)が5度以上であると、配向膜が形成された基板上に形成した液滴の重量が5重量%以上減少した状態(以下、この状態を乾燥後期ともいう)で液滴径が小さくなり(基板上で液滴が縮み)、配向膜が形成された基板上でスペーサ粒子が着弾中心になお一層寄り集まりやすくなる。 In order to set the receding contact angle (θr) of the spacer particle dispersion of the present invention to 5 ° or more, the receding contact angle (θr) of the solvent having the highest boiling point among the mixed solvents is 5 ° or more. Mix so that When the receding contact angle (θr) of the solvent having the highest boiling point is 5 ° or more, the weight of the droplet formed on the substrate on which the alignment film is formed is reduced by 5% by weight or more (hereinafter, this state is dried) The droplet diameter becomes smaller (also referred to as the later stage) (the droplet shrinks on the substrate), and the spacer particles are more likely to gather near the landing center on the substrate on which the alignment film is formed.

なお、本発明に至る過程において、後退接触角は、いわゆる接触角(液滴を基板に置いた際の初期接触角で通常はこれを接触角と呼ぶことがほとんどである)に比べ小さくなる傾向があることがわかった。これは、初期の接触角は、スペーサ粒子分散液を構成する溶剤に接触していない基板表面上での液滴の基板に対する接触角であるのに対し、後退接触角はスペーサ粒子分散液を構成する溶剤に接触した後の基板表面上での液滴の基板に対する接触角であるためと考えられる。すなわち、後退接触角が初期接触角に対して著しく低い場合は、それらの溶剤によって配向膜が損傷を受けていることを示しており、これらの溶剤を使用することが、配向膜汚染に対して、好ましくないこともわかった。 In the process of reaching the present invention, the receding contact angle tends to be smaller than the so-called contact angle (the initial contact angle when the droplet is placed on the substrate, which is usually called the contact angle in most cases). I found out that This is because the initial contact angle is the contact angle of the droplet with respect to the substrate on the surface of the substrate not in contact with the solvent constituting the spacer particle dispersion, whereas the receding contact angle constitutes the spacer particle dispersion. This is considered to be due to the contact angle of the droplet with respect to the substrate on the surface of the substrate after contacting with the solvent. That is, when the receding contact angle is significantly lower than the initial contact angle, it indicates that the alignment film is damaged by those solvents, and using these solvents can prevent the alignment film from being contaminated. It was also found that it was not preferable.

また、本発明のスペーサ粒子分散液は、配向膜が形成された基板との初期接触角θが、5度以上であることが好ましい。5度未満であると、配向膜が形成された基板上に吐出された本発明のスペーサ粒子分散液の液滴が、基板上に濡れ拡がった状態となりスペーサ粒子の配置間隔が狭くならないことがある。本発明のスペーサ粒子分散液の配向膜が形成された基板との初期接触角は、下限が10度、上限が110度になるように調整されることがより好ましい。110度より大きいと、少しの振動で液滴が配向膜が形成された基板上を動き回りやすく、結果として配置精度が悪化したり、スペーサ粒子と配向膜が形成された基板との密着性が悪くなったりすることがある。 The spacer particle dispersion of the present invention preferably has an initial contact angle θ of 5 ° or more with the substrate on which the alignment film is formed. If the angle is less than 5 degrees, the droplets of the spacer particle dispersion liquid of the present invention discharged onto the substrate on which the alignment film is formed may be wet spread on the substrate and the spacing between the spacer particles may not be reduced. . The initial contact angle with the substrate on which the alignment film of the spacer particle dispersion of the present invention is formed is more preferably adjusted so that the lower limit is 10 degrees and the upper limit is 110 degrees. If it is greater than 110 degrees, the liquid droplets can easily move around on the substrate on which the alignment film is formed with a slight vibration, resulting in poor placement accuracy and poor adhesion between the spacer particles and the substrate on which the alignment film is formed. Sometimes it becomes.

また、本発明のスペーサ粒子分散液は、スペーサ粒子が単粒子状に分散されていることが好ましい。スペーサ粒子の凝集物が存在すると、インクジェット装置を用いた本発明のスペーサ粒子分散液の吐出精度が低下するばかりでなく、著しい場合はインクジェット装置のノズルに閉塞を起こす場合がある。 Moreover, it is preferable that the spacer particle | grain dispersion liquid of this invention is disperse | distributing the spacer particle | grains to single particle form. When aggregates of spacer particles are present, not only the discharge accuracy of the spacer particle dispersion of the present invention using an ink jet apparatus is lowered, but also in some cases, the nozzles of the ink jet apparatus may be clogged.

また、本発明のスペーサ粒子分散液は、本発明の効果を阻害しない範囲で、スペーサ粒子の分散を改良したり、表面張力や粘度等の物理特性を制御して吐出精度を改良したり、スペーサ粒子の移動性を改良する目的で各種の界面活性剤、粘性調整剤などが添加されていてもよい。 In addition, the spacer particle dispersion of the present invention improves the dispersion of spacer particles within the range that does not impair the effects of the present invention, controls the physical properties such as surface tension and viscosity, improves the discharge accuracy, Various surfactants, viscosity modifiers, and the like may be added for the purpose of improving particle mobility.

次に、本発明のスペーサ粒子分散液を上記配向膜が形成された基板上に吐出するインクジェット装置について説明する。
本発明に用いられるインクジェット装置としては特に限定されず、例えば、ピエゾ素子の振動によって液体を吐出するピエゾ方式、急激な加熱による液体の膨張を利用して液体を吐出させるサーマル方式等の通常の吐出方法によるインクジェット装置が用いられる。なかでも、本発明のスペーサ粒子分散液等吐出物に対して熱的な影響の少ないピエゾ方式が好適に用いられる。
Next, an inkjet apparatus that discharges the spacer particle dispersion of the present invention onto the substrate on which the alignment film is formed will be described.
The ink jet apparatus used in the present invention is not particularly limited. For example, a normal ejection such as a piezo system that ejects a liquid by vibration of a piezo element or a thermal system that ejects a liquid by utilizing the expansion of the liquid by rapid heating. An ink jet device according to the method is used. Among them, a piezo method having a small thermal influence on the discharged material such as the spacer particle dispersion of the present invention is preferably used.

インクジェット装置の本発明のスペーサ粒子分散液を収納しているインク室の接液部は、表面張力が31mN/m以上親水性の材料で構成されていることが好ましい。なお、接液部が薬液等により親水化処理されて、表面張力が31mN/m以上の親水性の材料とされていてもよい。
このような材料としては、親水性ポリイミド等の親水性の有機材料を用いたり、通常のインク室の接液部の材料からなるヘッドに親水化処理剤で処理を行ったり(接液部の材料により酸化処理や親水性有機薄膜コーティング処理を行ったり)することもできるが、耐久性の点で無機材料、すなわち、セラミックやガラス、腐食性が少ないステンレス等の金属材料が好適に用いられる。
It is preferable that the liquid contact portion of the ink chamber containing the spacer particle dispersion of the present invention of the ink jet apparatus is made of a hydrophilic material having a surface tension of 31 mN / m or more. Note that the wetted part may be subjected to a hydrophilic treatment with a chemical solution or the like to obtain a hydrophilic material having a surface tension of 31 mN / m or more.
As such a material, a hydrophilic organic material such as hydrophilic polyimide is used, or a head made of a material of a liquid contact part of a normal ink chamber is treated with a hydrophilizing agent (material of the liquid contact part). In addition, an inorganic material, that is, a metal material such as ceramic, glass, and stainless steel with low corrosiveness is preferably used in terms of durability.

通常のインクジェット装置のヘッドではこの部分に電圧印加部品との絶縁等のために樹脂等が用いられているが、このような表面張力が31mN/mより低い材料では、本発明のスペーサ粒子分散液をヘッドに導入する際、スペーサ粒子分散液とのなじみが悪いので気泡が残存しやすく、気泡が残存すると気泡が残存したノズルは吐出できないことがあるので好ましくない。 In the head of a normal ink jet apparatus, resin or the like is used in this portion for insulation from voltage application components. However, in the case of such a material having a surface tension lower than 31 mN / m, the spacer particle dispersion liquid of the present invention is used. When the liquid is introduced into the head, the compatibility with the spacer particle dispersion liquid is poor, and bubbles tend to remain. If bubbles remain, the nozzle in which the bubbles remain may not be ejected, which is not preferable.

また、上記インクジェット装置のノズル口径は、スペーサ粒子径に対して5倍以上であることが好ましい。5倍未満であると、スペーサ粒子径に比較してノズル径が小さすぎて吐出精度が低下したり、著しい場合はノズルが閉塞して吐出ができなくなったりすることがある。より好ましくは7倍以上である。 Moreover, it is preferable that the nozzle diameter of the said inkjet apparatus is 5 times or more with respect to a spacer particle diameter. If it is less than 5 times, the nozzle diameter may be too small compared to the spacer particle diameter and the discharge accuracy may be lowered, or if not, the nozzle may be blocked and discharge may not be possible. More preferably, it is 7 times or more.

吐出精度が低下する理由は、以下のように考えられる。ピエゾ方式ではピエゾ素子の振動によりピエゾ素子に近接したインク室に、インクを吸引、又は、インク室からインクをノズルの先端を通過させて吐出させている。液滴の吐出法として、吐出の直前にノズル先端のメニスカス(インクと気体との界面)を引き込んでから、液を押し出す引き打ち法とメニスカスが待機停止している位置から直接液を押し出す押し打ち法があるが、一般のインクジェット装置においては前者の引き打ち法が主流であり、これの特徴として小さな液滴が吐出できる。本発明のスペーサ粒子分散液の吐出においては、ノズルの径がある程度大きく、かつ、小液滴の吐出が要求されるため、この引き打ち法が有効である。 The reason why the discharge accuracy is lowered is considered as follows. In the piezo method, ink is sucked into an ink chamber adjacent to the piezo element by vibration of the piezo element, or ink is ejected from the ink chamber through the tip of a nozzle. As a droplet discharge method, a meniscus (interface between ink and gas) at the tip of the nozzle is pulled in immediately before discharge, and then the liquid is pushed out and the liquid is pushed out directly from the position where the meniscus is on standby Although there is a method, in the general ink jet apparatus, the former striking method is the mainstream, and as a feature thereof, small droplets can be ejected. In the ejection of the spacer particle dispersion liquid of the present invention, the diameter of the nozzle is large to some extent and the ejection of small droplets is required, so this striking method is effective.

しかしながら、引き打ち法の場合、吐出直前にメニスカスを引き込むため、例えばノズル口径が粒子径の5倍未満のようなノズル径が小さい場合、図2(a)に示されるように、引き込んだメニスカス12近傍にスペーサ粒子11があるとメニスカス12が軸対称に引き込まれない。よって、引き込みの後の押し出しの際、スペーサ粒子分散液13の液滴は直進せず曲がってしまい、吐出精度が低下すると考えられる。例えば、ノズル口径が粒子径の7倍以上のようなノズル径が大きい場合、図2(b)に示されているように、引き込んだメニスカス12近傍にスペーサ粒子11があっても、スペーサ粒子11の影響を受けない。よって、メニスカス12は軸対称に引き込まれ、引き込みの後の押し出しの際、スペーサ粒子分散液13の液滴は直進し、吐出精度が良くなると考えられる。しかしながら、吐出の際の液滴の曲がりをなくすために、不必要にノズル径を大きくすると、吐出される液滴が大きくなり着弾径も大きくなるので、荷電インクやスペーサ粒子11を配置する精度が粗くなり好ましくない。 However, in the case of the pulling method, the meniscus is drawn immediately before the discharge, so that, for example, when the nozzle diameter is small such that the nozzle diameter is less than five times the particle diameter, the drawn meniscus 12 is shown in FIG. If there are spacer particles 11 in the vicinity, the meniscus 12 is not drawn in an axisymmetric manner. Therefore, it is considered that the liquid droplets of the spacer particle dispersion liquid 13 are not straight but bent during the extrusion after the drawing, and the discharge accuracy is lowered. For example, when the nozzle diameter is large such that the nozzle diameter is 7 times or more of the particle diameter, as shown in FIG. 2B, even if the spacer particles 11 are in the vicinity of the drawn meniscus 12, the spacer particles 11 Not affected. Therefore, it is considered that the meniscus 12 is drawn in an axisymmetric manner, and the liquid droplets of the spacer particle dispersion 13 advance straightly during the extrusion after the drawing and the discharge accuracy is improved. However, if the nozzle diameter is increased unnecessarily in order to eliminate the bending of the droplets during ejection, the ejected droplets become larger and the landing diameter becomes larger, so that the accuracy with which the charged ink and spacer particles 11 are arranged is improved. It becomes rough and is not preferable.

ノズルから吐出される液滴量としては、スペーサ粒子分散液の場合、10〜80pLの範囲が好ましい。液滴量を制御する方法としては、ノズルの口径を最適化する方法やインクジェットヘッドを制御する電気信号を最適化する方法がある。後者はピエゾ方式のインクジェット装置を用いた時に特に重要である。 The amount of droplets ejected from the nozzle is preferably in the range of 10 to 80 pL in the case of a spacer particle dispersion. As a method for controlling the droplet amount, there are a method for optimizing the nozzle diameter and a method for optimizing an electric signal for controlling the ink jet head. The latter is particularly important when a piezo ink jet apparatus is used.

上記インクジェット装置において、インクジェットヘッドには、上述したようなノズルが、複数個、一定の配置方式により設けられている。例えば、ヘッドの移動方向に対して直交する方向に等間隔で64個や128個設けられている。なお、これらが2列等複数列設けられている場合もある。 In the ink jet apparatus, the ink jet head is provided with a plurality of nozzles as described above in a fixed arrangement. For example, 64 or 128 are provided at equal intervals in a direction orthogonal to the moving direction of the head. In some cases, these are provided in a plurality of rows such as two rows.

上記ノズルの間隔は、ピエゾ素子等の構造やノズル径等の制約を受ける。従って、本発明のスペーサ粒子分散液を上記のノズルが配置されている間隔以外の間隔で基板に吐出する場合には、その吐出間隔それぞれにヘッドを準備するのは難しい。よって、ヘッドの間隔より小さい場合は、通常はヘッドのスキャン方向に直角に配置されているヘッドを基板と平行を保ったまま基板と平行な面内で傾けてあるいは回転させて吐出する。ヘッドの間隔より大きい場合は、全てのノズルで吐出するのではなく一定のノズルのみで吐出したり、加えてヘッドを傾ける等して吐出する。 The interval between the nozzles is restricted by the structure of the piezoelectric element and the nozzle diameter. Therefore, when the spacer particle dispersion of the present invention is discharged onto the substrate at intervals other than the intervals at which the nozzles are arranged, it is difficult to prepare a head at each discharge interval. Accordingly, when the distance is smaller than the distance between the heads, the head, which is normally arranged at right angles to the scanning direction of the head, is discharged while being tilted or rotated in a plane parallel to the substrate while being parallel to the substrate. When the interval is larger than the interval between the heads, the discharge is not performed by all the nozzles, but is performed by discharging only a certain nozzle, or by additionally tilting the head.

また、生産性を上げる等のために、このようなヘッドを複数個、インクジェット装置に取り付けることも可能であるが、取り付ける数を増やすと制御の点で複雑になるので注意を要する。 In order to increase productivity, a plurality of such heads can be attached to the ink jet apparatus. However, if the number of attachments is increased, the control becomes complicated, so care must be taken.

図8(a)、(b)に、本発明で用いられるインクジェット装置のヘッドの一例を模式的に示す。図8(a)は、インクジェットヘッドの一例の構造を模式的に示す部分切欠斜視図、図8(b)はノズル孔部分における断面を示す部分切欠斜視図である。
図8(a)、(b)に示されているように、ヘッド100は、吸引等によって予め本発明のスペーサ粒子分散液が充填されるインク室101、及び、インク室101から本発明のスペーサ粒子分散液が送り込まれるインク室102を備えている。ヘッド100には、インク室102から吐出面103に至るノズル孔104が形成されている。吐出面103は、本発明のスペーサ粒子分散液による汚染を防止するため、予め撥水処理がされている。ヘッド100には、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度を調整するための温度制御手段105が設けられている。ヘッド100は、インク室101からインク室102に本発明のスペーサ粒子分散液を送り込むように機能し、更に本発明のスペーサ粒子分散液をノズル孔104から吐出するように機能するピエゾ素子106を備えている。
FIGS. 8A and 8B schematically show an example of a head of an ink jet apparatus used in the present invention. FIG. 8A is a partially cutaway perspective view schematically showing the structure of an example of an ink jet head, and FIG. 8B is a partially cutaway perspective view showing a cross section of the nozzle hole portion.
As shown in FIGS. 8A and 8B, the head 100 includes an ink chamber 101 in which the spacer particle dispersion of the present invention is filled in advance by suction or the like, and the spacer of the present invention from the ink chamber 101. An ink chamber 102 into which the particle dispersion is fed is provided. A nozzle hole 104 extending from the ink chamber 102 to the ejection surface 103 is formed in the head 100. The discharge surface 103 is previously subjected to water repellent treatment in order to prevent contamination by the spacer particle dispersion of the present invention. The head 100 is provided with temperature control means 105 for adjusting the viscosity of the spacer particle dispersion of the present invention. The head 100 includes a piezo element 106 that functions to send the spacer particle dispersion of the present invention from the ink chamber 101 to the ink chamber 102 and further functions to discharge the spacer particle dispersion of the present invention from the nozzle hole 104. ing.

ヘッド100では、上記温度制御手段105が設けられているため、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度が高すぎる場合には、ヒーターにより本発明のスペーサ粒子分散液を加熱して粘度を低下させることができ、本発明のスペーサ粒子分散液の粘度が低すぎる場合には、ペルチェにより本発明のスペーサ粒子分散液を冷却して粘度を上昇させることが可能とされている。 Since the temperature control means 105 is provided in the head 100, when the viscosity of the spacer particle dispersion of the present invention is too high, the spacer particle dispersion of the present invention is heated by a heater to reduce the viscosity. When the viscosity of the spacer particle dispersion of the present invention is too low, the spacer particle dispersion of the present invention can be cooled by Peltier to increase the viscosity.

このようなインクジェット装置を用いて本発明のスペーサ粒子分散液を吐出する基板としては、従来公知の構造を有する液晶表示装置を構成する2枚の基板のいずれであってもよい。このような2枚の基板のうち、一方の基板としては、例えば、ガラスや樹脂等通常液晶表示装置のパネル基板として使用されるものが挙げられる。また一方の基板としては、画素領域にカラーフィルタが設けられた基板等が挙げられる。この場合、液晶表示装置の画素領域は、実質的にほとんど光を通さないクロム等の金属やカーボンブラック等が分散された樹脂等のブラックマトリックスで画されている。このブラックマトリックスが、非画素領域を構成することになる。 The substrate for discharging the spacer particle dispersion of the present invention using such an ink jet device may be any of two substrates constituting a liquid crystal display device having a conventionally known structure. Of these two substrates, one substrate is, for example, one that is used as a panel substrate of a normal liquid crystal display device such as glass or resin. An example of the substrate is a substrate in which a color filter is provided in a pixel region. In this case, the pixel region of the liquid crystal display device is defined by a black matrix such as a resin in which a metal such as chrome or carbon black that substantially does not transmit light is dispersed. This black matrix constitutes a non-pixel region.

上記基板に形成された配向膜としては通常ポリイミド樹脂膜が挙げられる。該ポリイミド樹脂膜は、溶剤に可溶なポリアミック酸を基板上に吐設後熱重合させたり、可溶性ポリイミド樹脂を基板上に吐設後乾燥させたりすることにより得られる。これらのポリイミド樹脂としては、長鎖の側鎖、主鎖を有するものが、低エネルギー表面を得るのにより好ましい。上記配向膜は、液晶の配向を制御するため、塗設後、表面がラビング処理される場合がある。なお、上述のスペーサ粒子分散液の溶剤は、この配向膜中に浸透したり溶解したりして配向膜汚染性が無いようなものを選ぶ必要がある。
また、上記基板上に配向膜を形成することで、上記基板表面を低エネルギー表面とすることができ、上述した本発明のスペーサ粒子分散液を吐出し形成した液滴の後退接触角を5度以上とすることが可能となる。
As the alignment film formed on the substrate, a polyimide resin film is usually used. The polyimide resin film can be obtained by discharging a solvent-soluble polyamic acid onto a substrate and then thermally polymerizing it, or discharging a soluble polyimide resin onto a substrate and then drying it. As these polyimide resins, those having a long side chain and a main chain are more preferable for obtaining a low energy surface. In order to control the alignment of the liquid crystal, the alignment film may be rubbed on the surface after coating. In addition, it is necessary to select the solvent of the above-mentioned spacer particle dispersion liquid that does not contaminate the alignment film by permeating or dissolving in the alignment film.
Further, by forming an alignment film on the substrate, the surface of the substrate can be a low energy surface, and the receding contact angle of the droplet formed by discharging the spacer particle dispersion of the present invention described above is 5 degrees. This is possible.

このような本発明のスペーサ粒子分散液は、上述したように、基板に形成された配向膜上に配置したスペーサ粒子を配向膜に対して固着させる接着剤を含有し、該接着剤の硬化物が上記スペーサ粒子よりも硬いものであるため、液晶表示装置の製造過程において、スペーサ粒子の高さが不均一となることで歩留まりが低下することを防止でき、かつ、表示品質に優れる液晶表示装置を製造することができる。 As described above, the spacer particle dispersion of the present invention contains an adhesive that fixes spacer particles arranged on the alignment film formed on the substrate to the alignment film, and is a cured product of the adhesive. Is harder than the spacer particles, and therefore, in the manufacturing process of the liquid crystal display device, it is possible to prevent the yield from being lowered due to the non-uniform height of the spacer particles, and to have excellent display quality. Can be manufactured.

本発明のスペーサ粒子分散液を用いて液晶表示装置を製造する方法としては特に限定されず、例えば、上記配向膜が形成された基板上にインクジェット装置を用いて本発明のスペーサ粒子分散液の液滴を吐出して液滴を配置する工程、該液滴を乾燥させてスペーサ粒子を凝集させる工程、及び、スペーサ粒子を介して他方の基板を重ね合わせる工程を有する方法が挙げられる。 A method for producing a liquid crystal display device using the spacer particle dispersion of the present invention is not particularly limited. For example, the liquid of the spacer particle dispersion of the present invention using an inkjet device on the substrate on which the alignment film is formed. Examples of the method include a step of ejecting a droplet to place the droplet, a step of drying the droplet to aggregate the spacer particles, and a step of superimposing the other substrate through the spacer particles.

上記液晶表示装置の製造方法の上記配向膜が形成された基板上にインクジェット装置を用いて本発明のスペーサ粒子分散液の液滴を吐出して液滴を配置する工程において、本発明のスペーサ粒子分散液を吐出する箇所としては、例えば、上記配向膜が形成された基板の上にランダムに配置させてもよく、特定の位置にパターン化して配置させてもよい。なかでも、製造する液晶表示装置に光抜け等スペーサ粒子に起因する表示画質の低下を抑える目的で、特定の位置にパターン化して配置させることが好ましい。具体的には、液晶表示装置の非表示領域にスペーサ粒子を配置させるように吐出することが好ましい。
なお、以下の説明では、本発明のスペーサ粒子分散液を特定の位置にパターン化して配置させる場合について説明する。
In the step of ejecting the droplets of the spacer particle dispersion liquid of the present invention on the substrate on which the alignment film is formed in the method for manufacturing the liquid crystal display device by using the ink jet device to place the droplets, the spacer particles of the present invention As a location for discharging the dispersion liquid, for example, the dispersion liquid may be randomly arranged on the substrate on which the alignment film is formed, or may be arranged in a pattern at a specific position. Among these, it is preferable to arrange the liquid crystal display device in a pattern at a specific position for the purpose of suppressing deterioration in display image quality caused by spacer particles such as light leakage in a liquid crystal display device to be manufactured. Specifically, it is preferable to discharge the spacer particles so as to be arranged in the non-display area of the liquid crystal display device.
In the following description, a case where the spacer particle dispersion of the present invention is arranged in a pattern at a specific position will be described.

上記液晶表示装置の非表示領域とは、例えば、図1を用いて説明した構造の液晶表示装置のブラックマトリクスが形成された領域が挙げられる。なお、このような液晶表示装置は、上記非画素領域以外の画素領域を有するが、該画素領域とは、例えば、図1に示した液晶表示装置におけるカラーフィルタが形成された領域が挙げられる。 Examples of the non-display region of the liquid crystal display device include a region where a black matrix of the liquid crystal display device having the structure described with reference to FIG. 1 is formed. Note that such a liquid crystal display device has a pixel region other than the non-pixel region, and examples of the pixel region include a region where a color filter in the liquid crystal display device shown in FIG. 1 is formed.

本工程では、上記配向膜が形成された基板の表面にインクジェット装置を用いて本発明のスペーサ粒子分散液を吐出する。この際、基板上、特に、スペーサ粒子分散液の液滴が吐出され着弾する箇所は、本発明のスペーサ粒子分散液の初期接触角が5度以上となるように調整されるとより好ましい。 In this step, the spacer particle dispersion of the present invention is discharged onto the surface of the substrate on which the alignment film has been formed, using an inkjet apparatus. At this time, it is more preferable that the location where the droplets of the spacer particle dispersion are discharged and landed on the substrate is adjusted so that the initial contact angle of the spacer particle dispersion of the present invention is 5 degrees or more.

上記基板上の初期接触角を高める方法としては、基板の表面を低エネルギー表面とする方法が挙げられる。
上記基板の表面を低エネルギー表面とする方法としては、フッ素膜やシリコーン膜等の低エネルギー表面を有する樹脂を塗設する方法であってもよいが、上記基板の表面には液晶分子の配向を規制するための上述した配向膜が設けられているため、該配向膜を構成するポリイミド樹脂等の樹脂を適宜調整することによって上記基板表面を低エネルギー表面とすることができる。
Examples of the method for increasing the initial contact angle on the substrate include a method in which the surface of the substrate is a low energy surface.
As a method for making the surface of the substrate a low energy surface, a method of coating a resin having a low energy surface such as a fluorine film or a silicone film may be used. Since the above-mentioned alignment film for regulation is provided, the substrate surface can be made a low energy surface by appropriately adjusting a resin such as a polyimide resin constituting the alignment film.

なお、本発明のスペーサ粒子分散液が吐出される上記配向膜が形成された基板には、非画素領域に対応する領域中で、低エネルギー表面を有する箇所があり、着弾後の液滴が低エネルギー表面を有する箇所に存在するように、本発明のスペーサ粒子分散液の液滴を着弾させることが好ましい。
ここで、非画素領域に対応する領域とは、非画素領域(カラーフィルタ基板であれば上述のブラックマトリックス)、あるいは、もう一方の基板(TFT液晶パネルであればTFTアレイ基板)上で、その基板を非画素領域を有する基板と重ね合わせた際、その非画素領域を有する領域に対応する領域(TFTアレイ基板であれば配線部等)のいずれかを指す。
Note that the substrate on which the alignment film on which the spacer particle dispersion of the present invention is discharged is formed has a portion having a low energy surface in the region corresponding to the non-pixel region, and the droplet after landing is low. It is preferable that the droplets of the spacer particle dispersion liquid of the present invention be landed so as to exist in a portion having an energy surface.
Here, the region corresponding to the non-pixel region is the non-pixel region (the above-described black matrix for a color filter substrate) or the other substrate (a TFT array substrate for a TFT liquid crystal panel). When the substrate is overlapped with a substrate having a non-pixel region, it indicates one of regions corresponding to the region having the non-pixel region (such as a wiring portion in the case of a TFT array substrate).

上記低エネルギー表面を有する箇所の表面エネルギーは、45mN/m以下であることが好ましく、より好ましくは40mN/m以下である。45mN/mを超えると、インクジェット装置で吐出できる程度の表面張力を有する本発明のスペーサ粒子分散液を使用する限り、その液滴が基板上で濡れ拡がりスペーサ粒子が非画素領域からはみ出すことになる。 The surface energy of the portion having the low energy surface is preferably 45 mN / m or less, more preferably 40 mN / m or less. If it exceeds 45 mN / m, as long as the spacer particle dispersion liquid of the present invention having a surface tension that can be discharged by an ink jet apparatus is used, the droplets wet and spread on the substrate, and the spacer particles protrude from the non-pixel region. .

上記配向膜を塗る等して得られる低エネルギー表面は、スペーサ粒子が着弾する箇所だけであってもよいし、基板全面であってもよい。パターニング等の工程を考えると通常は全面が低エネルギー表面とされる。 The low energy surface obtained by applying the alignment film or the like may be only the location where the spacer particles land, or the entire surface of the substrate. Considering processes such as patterning, the entire surface is usually a low energy surface.

また、本発明のスペーサ粒子分散液の液滴を着弾させる箇所には、周囲と段差を有する箇所が含まれていてもよい。また、段差を有する箇所のみに荷電インクが吐出乾燥させられているとなお好ましい。 Moreover, the location where the droplet of the spacer particle dispersion liquid of the present invention is landed may include a location having a step and a periphery. In addition, it is more preferable that the charged ink is discharged and dried only at a portion having a step.

なお、ここでいう段差とは、基板上に設けられた配線等によって生じる非意図的な凹凸(周囲との高低差)、あるいは、スペーサ粒子を集めるために意図的に設けられた凹凸をいい、凸凹表面下の構造は問わない。従ってここでいう段差は、表面凹凸形状における凹部又は凸部と平坦部(基準面)との段差をいう。 In addition, the level | step difference here means the unintentional unevenness (level difference with the circumference | surroundings) produced by the wiring etc. which were provided on the board | substrate, or the unevenness provided intentionally in order to collect spacer particles, The structure under the uneven surface is not limited. Therefore, the step here refers to a step between a concave portion or a convex portion and a flat portion (reference surface) in the surface uneven shape.

具体的には、例えば、TFT液晶パネルでのアレイ基板では、図3(a)〜(c)に示されているようなゲート電極やソース電極による段差(0.2μm程度)、図3(g)に示されているようなアレイによる段差(1.0μm程度)等が挙げられる。更に、カラーフィルタ基板では。図3(d)〜(f)、(h)に示されているようなブラックマトリックス上での画色カラーフィルタ間の凹部段差(1.0μm程度)等が挙げられる。 Specifically, for example, in an array substrate in a TFT liquid crystal panel, a step (about 0.2 μm) due to a gate electrode or a source electrode as shown in FIGS. 3A to 3C, FIG. ), A step (about 1.0 μm) due to the array as shown in FIG. Furthermore, with color filter substrates. Examples thereof include a concave step (about 1.0 μm) between the image color filters on the black matrix as shown in FIGS. 3D to 3F and 3H.

この場合において、スペーサ粒子径をD(μm)、段差をB(μm)とすると、段差は0.01μm<|B|<0.95Dの関係があるような段差であることが好ましい。0.01μmより小さいと、段差周辺にスペーサ粒子を集めることが困難になることがあり、0.95Dを超えるとスペーサ粒子による基板のギャップ調整効果が得にくくなることがある。 In this case, when the spacer particle diameter is D (μm) and the step is B (μm), the step is preferably a step having a relationship of 0.01 μm <| B | <0.95D. If it is smaller than 0.01 μm, it may be difficult to collect spacer particles around the step, and if it exceeds 0.95 D, it may be difficult to obtain a substrate gap adjusting effect by the spacer particles.

なお、段差の作用については、段差が有る場合、乾燥の最終段階で液滴乾燥中心が段差部に擬似的に固定されるので、着弾した本発明のスペーサ粒子分散液の液滴が乾燥した後、スペーサ粒子を非画素領域に対応する領域中にある段差周辺のごく限られた位置に集めることができると説明される。
この場合、図4に示されているように、スペーサ粒子11が乾燥後、最終的に残留する位置は、凸部ならば角で、凹部であればそのくぼみの中であることが多い。
As for the effect of the step, if there is a step, the droplet drying center is pseudo-fixed to the step portion at the final stage of drying, so that after the landing droplet of the spacer particle dispersion liquid of the present invention has dried It is explained that the spacer particles can be collected at a very limited position around the step in the region corresponding to the non-pixel region.
In this case, as shown in FIG. 4, the position where the spacer particles 11 finally remain after drying is often a corner if it is a convex part, or in a recess if it is a concave part.

また、段差の作用に関しては、配線等の段差部分又は配向膜等の薄膜を挟んでその近傍に金属があり、スペーサ粒子に表面修飾がされていたり、帯電制御剤が含有されている場合、静電的相互作用いわゆる静電的な「電気泳動」効果により液滴中で粒子がその部分に移動、吸着されていくとも考えられる。この場合、金属種や、例えば、イオン性の官能基を使用する等して配線等の表面処理に使用される化合物の官能基等を変えたり、帯電制御剤の種類を調整しながら加えたり、あるいは、ソース配線やゲート配線等の配線や基板全面に回路が破損しない程度の正又は負の電圧を印加したりする。このようにすると、スペーサ粒子の寄り集まりを制御することができる。 Regarding the effect of the step, if there is a metal in the vicinity of a step portion such as a wiring or a thin film such as an alignment film and the spacer particles are surface-modified or contain a charge control agent, Electrical interaction It is also considered that particles are moved and adsorbed by the so-called electrostatic “electrophoresis” effect. In this case, the metal species and, for example, the functional group of the compound used for the surface treatment such as wiring is changed by using an ionic functional group, or the charge control agent is added while adjusting the type, Alternatively, a positive or negative voltage is applied to the wiring such as the source wiring and the gate wiring and the entire surface of the substrate so as not to damage the circuit. In this way, the crowding of the spacer particles can be controlled.

本工程では、インクジェット装置を用いて本発明のスペーサ粒子分散液を上述した基板の非画素領域に対応する特定の位置に吐出する。具体的には、本発明のスペーサ粒子分散液を配向膜が形成された基板の表面の非画素領域を含むような位置に吐出する。 In this step, the spacer particle dispersion of the present invention is discharged to a specific position corresponding to the non-pixel region of the substrate described above using an ink jet device. Specifically, the spacer particle dispersion of the present invention is discharged to a position including a non-pixel region on the surface of the substrate on which the alignment film is formed.

本工程では、本発明のスペーサ粒子分散液は、下記式(1)以上の間隔をもって上記配向膜が形成された基板に対して吐出することが好ましい。なお、この間隔は、着弾した本発明のスペーサ粒子分散液の液滴が乾燥しない間に次の液滴が吐出される場合のそれら液滴間の最低間隔である。 In this step, it is preferable that the spacer particle dispersion liquid of the present invention is discharged onto the substrate on which the alignment film is formed with an interval of the following formula (1) or more. This interval is the minimum interval between the droplets when the next droplet is ejected while the landed droplets of the spacer particle dispersion of the present invention are not dried.

Figure 2008107562
Figure 2008107562

上記式(1)中、Dはスペーサ粒子の粒子径(μm)を表し、θは本発明のスペーサ粒子分散液と基板面との初期接触角を表す。 In the above formula (1), D represents the particle diameter (μm) of the spacer particles, and θ represents the initial contact angle between the spacer particle dispersion of the present invention and the substrate surface.

上記式(1)よりも小さな間隔で吐出しようとすると、液滴径が大きいままなので着弾径も大きくなり液滴の合着が起き、乾燥過程でスペーサ粒子の凝集方向が一カ所に向かって起こらなくなる。結果として、乾燥後のスペーサ粒子の配置精度が悪くなる問題が発生する。また、吐出液滴量を小さくしようとしてノズル径を小さくすると、相対的にスペーサ粒子径がノズル径に対して大きくなるため、本発明のスペーサ粒子分散液において説明したように、インクジェットヘッドノズルより安定的に、例えば、常に同一方向に直線的にスペーサ粒子を吐出できず、飛行曲がりにより着弾位置精度が低下する。また、スペーサ粒子によってノズルが閉塞する場合がある。 If the droplets are ejected at an interval smaller than the above formula (1), the droplet diameter remains large, the landing diameter also increases and droplet coalescence occurs, and the aggregation direction of the spacer particles occurs toward one place during the drying process. Disappear. As a result, there arises a problem that the arrangement accuracy of the spacer particles after drying is deteriorated. Further, when the nozzle diameter is reduced to reduce the discharge droplet amount, the spacer particle diameter becomes relatively larger than the nozzle diameter, so that it is more stable than the inkjet head nozzle as described in the spacer particle dispersion of the present invention. Thus, for example, the spacer particles cannot always be ejected linearly in the same direction, and the landing position accuracy decreases due to the flight bend. Further, the nozzle may be blocked by the spacer particles.

上記式(1)のようにして吐出されて配向膜が形成された基板上に配置されるスペーサ粒子の配置個数(散布密度)は、通常50〜500個/mmであることが好ましい。散布密度は、配置する基板や、得ようとするギャップと使用するスペーサ粒子の粒子径の差等により適宜調整される。一般的にスペーサ粒子の変形量(得ようとするギャップと使用するスペーサ粒子の粒子径の差)をできるだけ小さくしたいと考える場合は、散布密度の適正値は150〜1000個/mmで、そうでない場合は50〜350個/mmである。これらの粒子密度を満たす範囲であれば、ブラックマットリックス等の非画素領域や配線等の非画素領域に対応する領域のどのような部分にどのようなパターンで配置しても構わない。しかしながら、表示部(画素領域)へのはみ出しを防止するため、格子状の遮光領域(非画素領域)からなるカラーフィルタに対しては、一方の基板上のその格子状の遮光領域の格子点に対応する箇所を狙って配置することがより好ましい。
なお、1カ所の配置位置におけるスペーサ粒子の個数は、配置箇所毎に違うが、一般的には0〜100個程度であって、平均個数として、2〜50個程度である。その平均個数は、スペーサ粒子の粒子径及び本発明のスペーサ粒子分散液の濃度により調整される。
The arrangement number (dispersion density) of the spacer particles arranged on the substrate on which the alignment film is formed by discharging as in the above formula (1) is usually preferably 50 to 500 / mm 2 . The spray density is appropriately adjusted depending on the substrate to be arranged, the gap to be obtained, the difference in the particle diameter of the spacer particles to be used, and the like. In general, when it is desired to reduce the deformation amount of the spacer particles (difference between the gap to be obtained and the particle size of the spacer particles to be used) as much as possible, the appropriate value of the spraying density is 150 to 1000 particles / mm 2 . If not, it is 50 to 350 / mm 2 . Any pattern may be arranged in any part of the region corresponding to the non-pixel region such as black matrix and the non-pixel region such as wiring as long as the particle density is satisfied. However, in order to prevent protrusion to the display portion (pixel region), for a color filter composed of a lattice-shaped light-shielding region (non-pixel region), the lattice point of the lattice-shaped light-shielding region on one substrate It is more preferable to arrange for the corresponding part.
The number of spacer particles at one arrangement position varies depending on the arrangement position, but is generally about 0 to 100, and the average number is about 2 to 50. The average number is adjusted by the particle diameter of the spacer particles and the concentration of the spacer particle dispersion of the present invention.

また、このように、本発明のスペーサ粒子分散液を吐出し液滴を配向膜が形成された基板上に着弾させるには、インクジェットヘッドのスキャンを1回で行うことも、複数回に分けて行うこともできる。特に、スペーサ粒子を配置しようとする間隔が上記式(1)よりも狭い場合は、その間隔の整数倍の間隔で吐出し、いったん乾燥させてから、その間隔分だけずらして、再度吐出するなどしてもよい。移動(スキャン)方向に関しても、1回毎に交互に変えて(往復吐出)吐出することもでき、片方向に移動時のみ吐出(単方向吐出)することもできる。 In addition, in this way, in order to discharge the spacer particle dispersion of the present invention and land the droplets on the substrate on which the alignment film is formed, the scanning of the ink jet head can be performed once or divided into a plurality of times. It can also be done. In particular, when the interval at which the spacer particles are to be arranged is narrower than the above formula (1), the particles are discharged at an integer multiple of the interval, dried once, shifted by the interval, and then discharged again. May be. With respect to the moving (scanning) direction as well, it can be alternately changed (reciprocating discharge) for each discharge and discharged only when moving in one direction (unidirectional discharge).

更に、このような配置方法として、特願2000−194956号にあるように、ヘッドを基板面に対する垂線と角度を持つように傾け、液滴の吐出方向を変え(通常は基板面に対する垂線と平行)、更にヘッドと基板との相対速度をコントロールする。このようにすることで、着弾する液滴径を小さくし、より一層非画素領域又はそれに対応する領域中にスペーサ粒子を配置しやすくすることも可能である。 Further, as such an arrangement method, as disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-194556, the head is tilted so as to have an angle with a perpendicular to the substrate surface, and the droplet discharge direction is changed (usually parallel to the perpendicular to the substrate surface). ) Further, the relative speed between the head and the substrate is controlled. By doing so, it is also possible to reduce the diameter of the droplets that land and make it easier to arrange the spacer particles in the non-pixel region or the region corresponding thereto.

本工程においては、本発明のスペーサ粒子分散液を基板上に着弾させた時の基板表面温度は、本発明のスペーサ粒子分散液に含まれる最も低沸点の溶剤の沸点より20℃以上低い温度であることが好ましい。最も低沸点の溶媒の沸点より20℃低い温度より高くなると、最も低沸点の溶媒が急激に揮散し、スペーサ粒子が移動できないばかりでなく、著しい場合は溶剤の急激な沸騰で液滴ごと基板上を動き回り、スペーサ粒子の配置精度が著しく低下することがある。より好ましくは、室温付近(15〜35℃)である。 In this step, the substrate surface temperature when the spacer particle dispersion liquid of the present invention is landed on the substrate is 20 ° C. or more lower than the boiling point of the lowest boiling solvent contained in the spacer particle dispersion liquid of the present invention. Preferably there is. When the temperature is higher by 20 ° C. than the boiling point of the lowest boiling point solvent, the lowest boiling point solvent volatilizes rapidly, and not only the spacer particles cannot move. And the spacer particle placement accuracy may be significantly reduced. More preferably, it is around room temperature (15 to 35 ° C.).

上記製造方法では、本発明のスペーサ粒子分散液の液滴中でスペーサ粒子を凝集させる工程を有する。
本工程は、上述した工程で基板上の非画素領域に対応する特定の位置に配置した本発明のスペーサ粒子分散液の液滴中でスペーサ粒子を凝集させる。具体的には、上記液滴中の溶剤を乾燥させる。
The manufacturing method includes the step of aggregating the spacer particles in the droplets of the spacer particle dispersion of the present invention.
In this step, the spacer particles are aggregated in the droplets of the spacer particle dispersion liquid of the present invention arranged at a specific position corresponding to the non-pixel region on the substrate in the above-described step. Specifically, the solvent in the droplet is dried.

上記液滴を乾燥させる方法としては特に限定されず、例えば、上記基板を加熱したり、熱風や冷風を吹き付けたり減圧乾燥する方法が挙げられる。しかしながら、スペーサ粒子を本工程で液滴の着弾中心付近に寄せ集めるためには、溶剤の沸点、乾燥温度、乾燥時間、溶剤の表面張力、溶剤の配向膜に対する接触角、スペーサ粒子の濃度等を適当な条件に設定することが好ましい。 The method of drying the droplets is not particularly limited, and examples thereof include a method of heating the substrate, blowing hot air or cold air, or drying under reduced pressure. However, in order to gather the spacer particles near the droplet landing center in this step, the boiling point of the solvent, the drying temperature, the drying time, the surface tension of the solvent, the contact angle of the solvent with respect to the alignment film, the concentration of the spacer particles, etc. It is preferable to set an appropriate condition.

上記スペーサ粒子を本工程で液滴の中で凝集させるためには、スペーサ粒子が基板上を移動する間に溶剤がなくならないように、ある程度の時間幅をもって乾燥する。このため、溶剤が急激に乾燥する条件は好ましくない。
また、溶剤は、高温で配向膜と接触すると、配向膜を汚染して液晶表示装置としての表示画質を損なうことがあるため好ましくない。従って、乾燥が完了するまでの間の基板表面温度は90℃以下とすることが好ましく、更に好ましくは60℃以下である。乾燥が完了するまでの間の基板温度が90℃を超えると、配向膜を損傷して液晶表示装置の表示画質を損なうことがある。
In order to agglomerate the spacer particles in the droplets in this step, the spacer particles are dried with a certain time width so that the solvent does not disappear while the spacer particles move on the substrate. For this reason, the conditions for the solvent to dry rapidly are not preferred.
In addition, the solvent is not preferable if it contacts the alignment film at a high temperature because the alignment film may be contaminated and the display image quality of the liquid crystal display device may be impaired. Accordingly, the substrate surface temperature until the drying is completed is preferably 90 ° C. or less, more preferably 60 ° C. or less. If the substrate temperature until the drying is completed exceeds 90 ° C., the alignment film may be damaged and the display image quality of the liquid crystal display device may be impaired.

上記溶剤として室温で著しく揮発しやすいものや、激しく揮発するような条件下でそれらの溶剤を使用すると、インクジェット装置のノズル付近のスペーサ粒子分散液が乾燥しやすくインクジェット吐出性を損なうので好ましくない。また、分散液の製造時やタンクで乾燥によってスペーサ粒子の凝集が生成する可能性があるので好ましくない。 It is not preferable to use a solvent that is remarkably volatile at room temperature or a solvent that violently evaporates, because the spacer particle dispersion near the nozzles of the ink jet device is easily dried and impairs the ink jetting properties. In addition, spacer particles may be aggregated during the production of the dispersion or by drying in a tank, which is not preferable.

また、上記基板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効率が低下するだけでなく、スペーサ粒子分散液液の溶剤が長時間、配向膜と接触することによる配向膜の汚染や損傷が発生するので好ましくない。 Even if the substrate temperature is relatively low, if the drying time is remarkably long, not only the production efficiency of the liquid crystal display device is reduced, but also the solvent of the spacer particle dispersion liquid is in contact with the alignment film for a long time. This causes undesirable contamination and damage of the alignment film.

また、本工程で、基板温度を徐々に上昇させながら液滴を乾燥させる際には、乾燥が完了するまでの間の基板表面温度は90℃以下が好ましく、更に好ましくは60℃以下である。乾燥が完了するまでの間の基板温度が90℃を超えると、配向膜を損傷して液晶表示装置の表示画質を損なうので好ましくない。 In this step, when the droplet is dried while gradually raising the substrate temperature, the substrate surface temperature until the drying is completed is preferably 90 ° C. or less, more preferably 60 ° C. or less. If the substrate temperature until the drying is completed exceeds 90 ° C., it is not preferable because the alignment film is damaged and the display image quality of the liquid crystal display device is impaired.

このように、配向膜の損傷を防止するための乾燥方法としては、できるだけ低温で、短時間に乾燥完了させることが好ましい。具体的には、基板の表面温度を60℃以下にし、液滴が接触してから5秒から4分以内(更に好ましくは5秒から2分以内)に液滴を乾燥させてしまうことが好ましい。あまりに短時間で乾燥させてしまうと上述したようにスペーサ粒子の凝集が悪化するし、長時間かかると配向膜が損傷することがある。
これを達成する手段としては、液滴近傍の溶剤蒸気を速やかに取り除く、すなわち、風を当てたり、減圧下で乾燥を行ったりする方法が挙げられる。ただし、その風量は、あまり強すぎるとスペーサ粒子が液滴内を動き回り、結果としてスペーサ粒子の凝集が阻害されるので、風量は適宜調整する必要がある。
また、配向膜の種類によっては、スペーサ粒子の凝集をよくするために、90℃を超える高温で短時間で乾燥してもよい。具体的には、100〜150℃で5〜20秒程度の乾燥を行うことが好ましい。
なお、本発明中でいう乾燥完了とは基板上の液滴の溶剤が消失した時点をいう。
As described above, as a drying method for preventing the alignment film from being damaged, it is preferable to complete the drying in a short time at as low a temperature as possible. Specifically, it is preferable that the surface temperature of the substrate is set to 60 ° C. or less, and the droplets are dried within 5 seconds to 4 minutes (more preferably within 5 seconds to 2 minutes) after the droplets contact. . If the drying is performed in an excessively short time, the aggregation of the spacer particles is deteriorated as described above, and if it takes a long time, the alignment film may be damaged.
As a means for achieving this, there is a method of quickly removing the solvent vapor in the vicinity of the droplets, that is, applying a wind or drying under reduced pressure. However, if the air flow is too strong, the spacer particles move around in the droplets, and as a result, the aggregation of the spacer particles is inhibited. Therefore, the air flow needs to be adjusted as appropriate.
Further, depending on the type of the alignment film, in order to improve the aggregation of the spacer particles, the alignment film may be dried at a high temperature exceeding 90 ° C. in a short time. Specifically, it is preferable to perform drying at 100 to 150 ° C. for about 5 to 20 seconds.
In the present invention, the completion of drying means the time when the solvent of the droplets on the substrate disappears.

ここで、本発明のスペーサ粒子分散液は、接着剤を含有するものであり、該接着剤は、本工程で凝集させたスペーサ粒子近傍に寄り集まっている。そのため、本工程では、上記液滴の乾燥完了後、上記接着剤によりスペーサ粒子の基板(配向膜)に対する固着性を高めるとともに、残留溶剤を除去するため、より高い温度(120〜230℃程度)に基板を加熱することが好ましい。 Here, the spacer particle dispersion of the present invention contains an adhesive, and the adhesive is gathered near the spacer particles aggregated in this step. Therefore, in this step, after the drying of the droplets is completed, the adhesive is used to increase the adhesion of the spacer particles to the substrate (alignment film) and to remove the residual solvent, so that a higher temperature (about 120 to 230 ° C.) It is preferable to heat the substrate.

上記液晶表示装置の製造方法は、上記配向膜が形成された基板と他の基板とを、液晶及び凝集させた上記スペーサ粒子を介して対向するように重ね合わせる工程を有する。 The manufacturing method of the liquid crystal display device includes a step of superposing the substrate on which the alignment film is formed and another substrate so as to face each other through the liquid crystal and the agglomerated spacer particles.

本工程は、具体的には、上記工程でスペーサ粒子を配置した基板を、スペーサ粒子が配置されていない基板と周辺シール剤とを用いて加熱圧着し、形成された基板間の空隙に液晶を充填し、液晶表示装置を製造する(真空注入法)。あるいは、片方の基板に周辺シール剤を塗布し、それに囲まれた範囲内に液晶を滴下し、もう一方の基板と貼り合わせて、シール剤を硬化させ、液晶表示装置を製造する(液晶滴下工法)。この場合、いずれの基板にスペーサ粒子が配置されてもよい。 Specifically, in this step, the substrate on which the spacer particles are arranged in the above step is thermocompression-bonded using a substrate on which the spacer particles are not arranged and a peripheral sealing agent, and a liquid crystal is formed in the gap between the formed substrates. Filled to produce a liquid crystal display (vacuum injection method). Alternatively, a peripheral sealing agent is applied to one substrate, a liquid crystal is dropped within a range surrounded by the substrate, and the liquid crystal display device is manufactured by bonding the other substrate and curing the sealing agent (liquid crystal dropping method) ). In this case, spacer particles may be disposed on any substrate.

上記液晶表示装置の製造方法によると、インクジェット装置を用いて、本発明のスペーサ粒子分散液を継続的に安定して基板表面に吐出でき、製造する液晶表示装置は、画素領域にスペーサ粒子が配置されることがなく、表示品質に優れたものとなる。
このような本発明のスペーサ粒子分散液を用いてなる液晶装置も、本発明の1つである。
According to the manufacturing method of the liquid crystal display device, the spacer particle dispersion liquid of the present invention can be continuously and stably discharged onto the substrate surface using an ink jet device, and the manufactured liquid crystal display device has spacer particles arranged in the pixel region. Thus, the display quality is excellent.
A liquid crystal device using such a spacer particle dispersion of the present invention is also one aspect of the present invention.

本発明によると、液晶表示装置の製造過程において、スペーサ粒子の高さが不均一となることで歩留まりが低下することを防止でき、かつ、表示品質に優れる液晶表示装置を製造することができるスペーサ粒子分散液、及び、該スペーサ分散液を用いてなる液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, in the manufacturing process of the liquid crystal display device, the spacer can prevent the yield from being lowered due to the non-uniform height of the spacer particles and can manufacture the liquid crystal display device having excellent display quality. A particle dispersion and a liquid crystal display device using the spacer dispersion can be provided.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(スペーサ粒子の調製)
セパラブルフラスコにて、ジビニルベンゼン15重量部と、イソオクチルアクリレート5重量部と、重合開始剤として過酸化ベンゾイル1.3重量部とを均一に混合した。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%水溶液20重量部と、ドデシル硫酸ナトリウム0.5重量部とを投入しよく攪拌した。しかる後、イオン交換水140重量部を添加した。この溶液を攪拌しながら窒素気流下80℃で15時間反応を行った。得られた粒子を熱水及びアセトンにて洗浄後、分級操作を行い、平均粒子径が4.0μm、CV値が3.0%のスペーサ粒子を得た。
(Preparation of spacer particles)
In a separable flask, 15 parts by weight of divinylbenzene, 5 parts by weight of isooctyl acrylate, and 1.3 parts by weight of benzoyl peroxide as a polymerization initiator were uniformly mixed. Next, 20 parts by weight of a 3% aqueous solution of polyvinyl alcohol (trade name “Kuraray Poval GL-03”, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and 0.5 parts by weight of sodium dodecyl sulfate were added and stirred well. Thereafter, 140 parts by weight of ion-exchanged water was added. The solution was reacted at 80 ° C. for 15 hours under a nitrogen stream while stirring. The obtained particles were washed with hot water and acetone and then classified to obtain spacer particles having an average particle size of 4.0 μm and a CV value of 3.0%.

(接着剤の調製)
1Lのセパラブルフラスコに、表1に示すアクリルモノマーや溶剤を入れよく混合し、窒素バブリングにより溶存酸素を追い出し、60℃に加温した後、開始剤(V−65、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル))をモノマー総量に対して1重量部投入して8時間重合反応を行った。できた高分子物の分子量をGPCにて測定したところ、表1の通りとなった。
(Preparation of adhesive)
Into a 1 L separable flask, the acrylic monomer and solvent shown in Table 1 were added and mixed well. After dissolved oxygen was purged by nitrogen bubbling and heated to 60 ° C., the initiator (V-65, 2,2′-azobis) (2,4-dimethylvaleronitrile)) was added in an amount of 1 part by weight based on the total amount of monomers, and a polymerization reaction was carried out for 8 hours. When the molecular weight of the resulting polymer was measured by GPC, it was as shown in Table 1.

Figure 2008107562
Figure 2008107562

(スペーサ粒子分散液の調製)
上述した方法で得られたスペーサ粒子を所定の粒子濃度になるように必要量をとり、下記表2に記載した組成の溶剤にゆっくり添加し、超音波を照射しながら充分撹拌することによって分散させた。しかる後、10μmの目開きのステンレスメッシュで濾過して凝集物を除去し、実施例1〜6及び比較例1、2に係るスペーサ粒子分散液を得た。
(Preparation of spacer particle dispersion)
The spacer particles obtained by the above-mentioned method take a necessary amount so as to have a predetermined particle concentration, slowly add to the solvent having the composition described in Table 2 below, and disperse by thoroughly stirring while irradiating with ultrasonic waves. It was. Thereafter, the mixture was filtered with a stainless mesh having an opening of 10 μm to remove aggregates, and spacer particle dispersions according to Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 were obtained.

(基板の作製)
液晶テストパネル用の基板としてカラーフィルタ基板、及び、他方の基板としてTFTアレイ基板にある段差を模したTFTアレイモデル基板を用いた。
(Production of substrate)
A color filter substrate was used as the substrate for the liquid crystal test panel, and a TFT array model substrate imitating a step in the TFT array substrate was used as the other substrate.

(カラーフィルタ基板)
図5(a)に、カラーフィルタ基板に用いるガラス基板に、ブラックマトリックスが設けられた状態の一部を拡大して示す部分切欠平面図で示す。図5(b)に、カラーフィルタ基板の一部を拡大して示す部分切欠正面断面図で示す。
実施例及び比較例に用いた表面が平滑なカラーフィルタ基板21は、以下のように作製した。
(Color filter substrate)
FIG. 5A is an enlarged partial cutaway plan view showing a part of a state in which a black matrix is provided on a glass substrate used for a color filter substrate. FIG. 5B is an enlarged partial cutaway front sectional view showing a part of the color filter substrate.
The color filter substrate 21 having a smooth surface used in Examples and Comparative Examples was produced as follows.

図5(a)、(b)に示されているように、300mm×360mmのガラス基板22の上に通常の方法により、金属クロムからなるブラックマトリックス23(幅25μm、縦間隔150μm、横間隔75μm、厚み0.2μm)を設けた。ブラックマトリックス23上及びその間に、赤、緑、青の3色からなるカラーフィルタ24画素(厚み1.5μm)を表面が平坦となるように形成した。その上にほぼ一定の厚みのオーバーコート層25を設けた。
更にその上に、スピンコート法によってポリイミド樹脂溶液を塗布した。塗布後、150℃で乾燥した後に230℃で1時間焼成し、硬化させてほぼ一定の厚みの配向膜27を形成した。このとき、PI1、PI2、PI3の配向膜のいずれかを形成するために、以下に示す3種類の異なるポリイミド樹脂溶液のいずれかを用いた。なお、形成された配向膜の表面張力(γ)は、以下の通りであった。
As shown in FIGS. 5A and 5B, a black matrix 23 (width 25 μm, vertical interval 150 μm, horizontal interval 75 μm) made of metallic chromium on a 300 mm × 360 mm glass substrate 22 by a normal method. , Thickness 0.2 μm). On and between the black matrix 23, color filter 24 pixels (thickness 1.5 μm) composed of three colors of red, green and blue were formed so as to have a flat surface. An overcoat layer 25 having a substantially constant thickness was provided thereon.
Further thereon, a polyimide resin solution was applied by spin coating. After coating, the film was dried at 150 ° C., then baked at 230 ° C. for 1 hour, and cured to form an alignment film 27 having a substantially constant thickness. At this time, in order to form any of the alignment films of PI1, PI2, and PI3, any one of the following three different polyimide resin solutions was used. The surface tension (γ) of the formed alignment film was as follows.

PI1:商品名「サンエバーSE130」、日産化学社製、表面張力(γ):46mN/m)
PI2:商品名「サンエバーSE150」、日産化学社製、表面張力(γ):39mN/m)
PI3:商品名「サンエバーSE1211」、日産化学社製、表面張力(γ):26mN/m)
PI1: Trade name “Sunever SE130”, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., surface tension (γ): 46 mN / m)
PI2: Trade name “Sunever SE150”, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., surface tension (γ): 39 mN / m)
PI3: trade name “Sunever SE1211”, manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., surface tension (γ): 26 mN / m)

(TFTアレイモデル基板)
図6(a)に、TFTアレイモデル基板に用いるガラス基板に、段差が設けられた状態の一部を拡大して示す部分切欠平面図で示す。図6(b)に、TFTアレイモデル基板の一部を拡大して示す部分切欠正面図で示す。
段差が設けられたTFTアレイモデル基板31は、以下のように作製した。
(TFT array model substrate)
FIG. 6A is a partially cutaway plan view showing a part of a state in which a step is provided on a glass substrate used for a TFT array model substrate. FIG. 6B is a partially cutaway front view showing an enlarged part of the TFT array model substrate.
The TFT array model substrate 31 provided with the steps was manufactured as follows.

図6(a)、(b)に示されているように、TFTアレイモデル基板31は、上記カラーフィルタ基板21のブラックマトリックス23に相対する位置において、300mm×360mmのガラス基板32上に、従来公知の方法により銅からなるよる段差33(幅8μm、高低差5nm)を設けた。その上に、ほぼ一定の厚みのITO透明電極34を設け、更に上述した方法でほぼ一定の厚みの配向膜35を形成した。なお、TFTアレイモデル基板31では、対向基板と同様のポリイミド樹脂溶液を用いて、配向膜35を形成した。 As shown in FIGS. 6A and 6B, the TFT array model substrate 31 is placed on a 300 mm × 360 mm glass substrate 32 at a position facing the black matrix 23 of the color filter substrate 21. A step 33 (width 8 μm, height difference 5 nm) made of copper was provided by a known method. An ITO transparent electrode 34 having a substantially constant thickness was provided thereon, and an alignment film 35 having a substantially constant thickness was formed by the method described above. In the TFT array model substrate 31, the alignment film 35 was formed using the same polyimide resin solution as that of the counter substrate.

(インクジェット装置)
ピエゾ方式の口径50μmのヘッド(最適吐出粘度範囲10〜20mPa・s 加温可能)を搭載したインクジェット装置を用意した。このヘッドのインク室の接液部は、ガラスセラミック材料により構成し、ノズル面は、フッ素系撥水加工が施されたものを用いた。
(Inkjet device)
An inkjet apparatus equipped with a piezo-type head having an aperture of 50 μm (optimum discharge viscosity range of 10 to 20 mPa · s can be heated) was prepared. The liquid contact part of the ink chamber of this head was made of a glass ceramic material, and the nozzle surface used was subjected to a fluorine-based water repellent finish.

(インクジェット法によるスペーサ粒子の配置)
本実施例及び比較例では、表2に示したスペーサ粒子分散液、及び、カラーフィルタ基板21、TFTアレイモデル基板31を用いて下記の方法でスペーサ粒子を配置した。なお、スペーサ粒子を配置する際には、インクジェット装置のノズルから吐出される初期のスペーサ粒子分散液0.5mLを捨てた後に配置を開始し、表2中、カラーフィルタ基板を用いた場合「21」と表記し、TFTアレイモデル基板を用いた場合「31」と表記した。また、スパーサはオーバーコート層の上または配向膜層の上に配置し、オーバーコート上にスペーサを配置した基板は「O」と表記し、配向膜上にスペーサを配置した基板は「P」と表記した。
(Spacer particle arrangement by inkjet method)
In this example and comparative example, spacer particles were arranged by the following method using the spacer particle dispersion shown in Table 2, the color filter substrate 21, and the TFT array model substrate 31. When arranging the spacer particles, the arrangement is started after discarding 0.5 mL of the initial spacer particle dispersion liquid discharged from the nozzle of the ink jet apparatus. In Table 2, when the color filter substrate is used, “21” ”And“ 31 ”when a TFT array model substrate is used. In addition, the spacer is arranged on the overcoat layer or the alignment film layer, the substrate in which the spacer is arranged on the overcoat is denoted as “O”, and the substrate in which the spacer is arranged on the alignment film is denoted as “P”. Indicated.

先ず、ステージ上に、図5に示した段差を有するカラーフィルタ基板21を載せた。このカラーフィルタ基板21上に、上述したインクジェット装置を用いて、ブラックマトリックス23部分を狙って、縦のライン1列おきに、縦のラインの上に、390μm間隔で、表2に示したスペーサ粒子分散液の液滴を縦390μm×横130μmピッチで吐出し、配置し、その後、45℃に加熱されたホットプレート上にて乾燥させた。吐出の際のノズル(ヘッド面)と基板の間隔は0.5mmとし、ダブルパルス方式を用いた。 First, the color filter substrate 21 having the steps shown in FIG. 5 was placed on the stage. On this color filter substrate 21, using the above-described ink jet device, aiming at the black matrix 23 portion, the spacer particles shown in Table 2 at intervals of 390 μm on every other vertical line and on the vertical line. The droplets of the dispersion liquid were ejected at a pitch of 390 μm in length and 130 μm in width, arranged, and then dried on a hot plate heated to 45 ° C. The distance between the nozzle (head surface) and the substrate during ejection was 0.5 mm, and a double pulse method was used.

ステージ上のカラーフィルタ基板21上に吐出されたスペーサ粒子分散液が、目視で完全に乾燥したのを確認した後、更に残留した溶媒を除去し、150℃に加熱されたホットプレート上に移して加熱し15分間放置して、接着剤によりスペーサ粒子を基板に固着させた。なお、そのまま吐出すると、粘度15mPa・sを超えるスペーサ粒子分散液については、粘度が3〜15mPa・sの範囲となるように加熱しながら吐出した。 After confirming that the spacer particle dispersion liquid discharged on the color filter substrate 21 on the stage was completely dried by visual observation, the remaining solvent was further removed and transferred to a hot plate heated to 150 ° C. The mixture was heated and left for 15 minutes to fix the spacer particles to the substrate with an adhesive. In addition, when discharged as it is, the spacer particle dispersion having a viscosity of more than 15 mPa · s was discharged while being heated so that the viscosity was in the range of 3 to 15 mPa · s.

また、ステージ上に、図6に示した段差33を有するTFTアレイモデル基板31を載せた。この基板上に、上述したインクジェット装置を用いて、ブラックマトリックス23に対応する段差33を狙って、縦のライン1列おきに、縦のラインの上に、390μm間隔で、表2に示したスペーサ粒子分散液の液滴を縦390μm×横130μmピッチで吐出し、配置し、その後、45℃に加熱されたホットプレート上にて乾燥させた。吐出の際のノズル(ヘッド面)と基板の間隔は0.5mmとし、ダブルパルス方式を用いた。 A TFT array model substrate 31 having a step 33 shown in FIG. 6 was placed on the stage. On this substrate, using the ink jet device described above, aiming at the step 33 corresponding to the black matrix 23, every other vertical line, on the vertical line, the spacers shown in Table 2 at intervals of 390 μm The droplets of the particle dispersion were discharged and arranged at a pitch of 390 μm in length and 130 μm in width, and then dried on a hot plate heated to 45 ° C. The distance between the nozzle (head surface) and the substrate during ejection was 0.5 mm, and a double pulse method was used.

(評価用液晶表示装置の作製)
上述のようにしていずれか一方にスペーサ粒子を配置したカラーフィルタ基板21と対向基板となるTFTアレイモデル基板31とを、周辺シール剤を用いて貼り合わせた。貼り合わせた後、シール剤を150℃で1時間加熱して硬化させてセルギャップがスペーサ粒子の粒子径となるような空セルを作製し、次に真空法で液晶を充填し、封口剤で注入口封止して液晶表示装置を作製した。
(Production of liquid crystal display device for evaluation)
As described above, the color filter substrate 21 in which the spacer particles are arranged on either side and the TFT array model substrate 31 as the counter substrate were bonded together using a peripheral sealant. After bonding, the sealing agent is heated and cured at 150 ° C. for 1 hour to produce an empty cell in which the cell gap becomes the particle size of the spacer particles, and then filled with liquid crystal by a vacuum method, A liquid crystal display device was manufactured by sealing the inlet.

(評価)
下記の項目について評価を行った。結果を表2に示す。
(接着剤硬化物のガラス転移温度)
接着剤硬化物のガラス転移温度は、DSCを用いて一般に用いられる方法で測定した。
(Evaluation)
The following items were evaluated. The results are shown in Table 2.
(Glass transition temperature of cured adhesive)
The glass transition temperature of the cured adhesive was measured by a commonly used method using DSC.

(接着剤硬化物とスペーサ粒子との一体性)
出来上がったセルに、直径が10mmの硬質ゴムで78Nまで荷重を加え、加重解放1分後加重部の色ムラを観察した。
○:色ムラなし。
△:僅かに色ムラが観察される。
×:色ムラがはっきりと観察される。
(Integrity between cured adhesive and spacer particles)
A load was applied to the completed cell up to 78 N with a hard rubber having a diameter of 10 mm, and color unevenness in the weighted portion was observed after 1 minute of load release.
○: No color unevenness.
Δ: Slight color unevenness is observed.
X: Color unevenness is clearly observed.

(スペーサ粒子散布密度)
基板にスペーサ粒子を固着させた後に、1mmあたりに散布されているスペーサ粒子の個数を観測し、散布密度とした。
(Spacer particle dispersion density)
After the spacer particles were fixed to the substrate, the number of spacer particles dispersed per 1 mm 2 was observed to obtain the distribution density.

(平均スペーサ粒子数)
1配置位置あたりに凝集しているスペーサ粒子の個数の平均値を上記1mmの範囲内で計測した。
(Average number of spacer particles)
An average value of the number of spacer particles aggregated per one arrangement position was measured within the range of 1 mm 2 .

(スペーサ粒子配置精度)
液滴が乾燥した後のスペーサ粒子の配置状態を下記の基準で判定した。
○:殆どすべてのスペーサ粒子が非画素領域に対応する特定の位置(遮光領域)にあった。
△:一部のスペーサ粒子が非画素領域に対応する特定の位置(遮光領域)からはみだした位置にあった。
×:多くのスペーサ粒子が非画素領域に対応する特定の位置(遮光領域)からはみだした位置にあった。
(Spacer particle placement accuracy)
The arrangement state of the spacer particles after the droplets were dried was determined according to the following criteria.
○: Almost all the spacer particles were in a specific position (light shielding region) corresponding to the non-pixel region.
(Triangle | delta): Some spacer particle | grains existed in the position protruded from the specific position (light-shielding area | region) corresponding to a non-pixel area | region.
X: Many spacer particles were in a position protruding from a specific position (light shielding area) corresponding to the non-pixel area.

(スペーサ粒子散布密度)
基板にスペーサ粒子を固着させた後に、1mmあたりに散布されているスペーサ粒子の個数を観測し、散布密度とした。
(Spacer particle dispersion density)
After the spacer particles were fixed to the substrate, the number of spacer particles dispersed per 1 mm 2 was observed to obtain the distribution density.

(スペーサ粒子存在範囲)
図7に示されているように、ブラックマトリックス、又は、これに対応する部分の中心から両側に等間隔で平行線を引き、この2本の平行線間に個数で95%以上のスペーサ粒子が存在する平行線間の距離をスペーサ粒子存在範囲とした。
(Spacer particle existence range)
As shown in FIG. 7, parallel lines are drawn at equal intervals on both sides from the center of the black matrix or the corresponding portion, and 95% or more spacer particles are present between the two parallel lines. The distance between the existing parallel lines was defined as the spacer particle existence range.

Figure 2008107562
Figure 2008107562

本発明によれば、液晶表示装置の製造過程において、スペーサ粒子の高さが不均一となることで歩留まりが低下することを防止でき、かつ、表示品質に優れる液晶表示装置を製造することができるスペーサ粒子分散液、及び、該スペーサ分散液を用いてなる液晶表示装置を提供することができる。 According to the present invention, in the manufacturing process of a liquid crystal display device, it is possible to prevent a decrease in yield due to uneven height of spacer particles, and to manufacture a liquid crystal display device excellent in display quality. A spacer particle dispersion and a liquid crystal display device using the spacer dispersion can be provided.

従来の液晶表示装置を模式的に示す正面断面図。Front sectional drawing which shows the conventional liquid crystal display device typically. インクジェットノズルからの液滴吐出状態を表す模式図であり、(a)はメニスカスが軸対象でない場合を示し、(b)はメニスカスが軸対象の場合を示す。It is a schematic diagram showing the droplet discharge state from an inkjet nozzle, (a) shows the case where a meniscus is not an axis object, and (b) shows the case where a meniscus is an axis object. (a)〜(h)は、基板の表面に設けられた段差部分の横断面方向に沿う切断部端面図。(A)-(h) is a cut-part end view which follows the cross-sectional direction of the level | step-difference part provided in the surface of the board | substrate. (a)〜(c)は、スペーサ粒子の残留する位置を表す模式図。(A)-(c) is a schematic diagram showing the position where spacer particle | grains remain. (a)は、実施例及び比較例で使用するカラーフィルタ基板に用いるガラス基板に、ブラックマトリックスが設けられた状態の一部を拡大して示す部分切欠平面図。(b)は、実施例及び比較例で使用するカラーフィルタ基板の一部を拡大して示す部分切欠正面断面図。(A) is a partial notch top view which expands and shows a part of state in which the black matrix was provided in the glass substrate used for the color filter board | substrate used by an Example and a comparative example. (B) is a partial notch front sectional view which expands and shows a part of color filter board | substrate used by an Example and a comparative example. (a)は、実施例及び比較例で使用するTFTアレイモデル基板に用いるガラス基板に、段差が設けられた状態の一部を拡大して示す部分切欠平面図。(b)は、実施例及び比較例で使用するTFTアレイモデル基板の一部を拡大して示す部分切欠正面図。(A) is a partial notch top view which expands and shows a part of state in which the level | step difference was provided in the glass substrate used for the TFT array model board | substrate used by an Example and a comparative example. (B) is a partial notch front view which expands and shows a part of TFT array model board | substrate used by an Example and a comparative example. スペーサ粒子の存在範囲の評価方法を示す模式図。The schematic diagram which shows the evaluation method of the existence range of spacer particle | grains. (a)、(b)は、インクジェットヘッドの一例の構造を模式的に示す部分切欠斜視図、及びノズル孔部分における断面を示す部分切欠斜視図。(A), (b) is the partial notch perspective view which shows typically the structure of an example of an inkjet head, and the partial notch perspective view which shows the cross section in a nozzle hole part. 本発明のスペーサ粒子分散液を用いてなる液晶セルに外力が加わった際の様子を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically a mode when external force is added to the liquid crystal cell using the spacer particle dispersion liquid of this invention. 接着剤でスペーサ粒子を基板に固着させた状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state which adhered the spacer particle | grain to the board | substrate with the adhesive agent. 従来のスペーサ粒子分散液を用いてなる液晶セルに外力が加わった際の様子を模式的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows typically a mode when external force is added to the liquid crystal cell formed using the conventional spacer particle dispersion.

符号の説明Explanation of symbols

1 透明基板
2 偏光板
3 透明電極
4 カラーフィルタ
5 ブラックマトリクス
6 液晶
7 スペーサ粒子
8 樹脂膜
9 シール材
11 スペーサ粒子
12 メニスカス
13 スペーサ粒子分散液
14、15 接着剤硬化物
21 カラーフィルタ基板
22 ガラス基板
23 ブラックマトリックス
24 カラーフィルタ
25 オーバーコート層
26 透明電極
27 配向膜
31 TFTアレイモデル基板
32 ガラス基板
33 段差
34 透明電極
35 透明電極
100 ヘッド
101 インク室1(共通インク室)
102 インク室2(圧力インク室)
103 吐出面(ノズル面)
104 ノズル孔
105 温度制御手段
106 ピエゾ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Polarizing plate 3 Transparent electrode 4 Color filter 5 Black matrix 6 Liquid crystal 7 Spacer particle 8 Resin film 9 Sealing material 11 Spacer particle 12 Meniscus 13 Spacer particle dispersion 14, 15 Adhesive hardened material 21 Color filter substrate 22 Glass substrate 23 Black matrix 24 Color filter 25 Overcoat layer 26 Transparent electrode 27 Alignment film 31 TFT array model substrate 32 Glass substrate 33 Step 34 Transparent electrode 35 Transparent electrode 100 Head 101 Ink chamber 1 (common ink chamber)
102 Ink chamber 2 (pressure ink chamber)
103 Discharge surface (nozzle surface)
104 Nozzle hole 105 Temperature control means 106 Piezo element

Claims (3)

スペーサ粒子、接着剤及び溶剤を含有し、インクジェット装置を用いて液晶表示装置の樹脂膜が形成された基板上の任意の位置に前記スペーサ粒子を配置する際に用いられるスペーサ粒子分散液であって、前記接着剤の硬化後の硬化物が、前記スペーサ粒子と同等又はこれよりも硬いことを特徴とするスペーサ粒子分散液。 A spacer particle dispersion containing spacer particles, an adhesive, and a solvent, and used when arranging the spacer particles at an arbitrary position on a substrate on which a resin film of a liquid crystal display device is formed using an inkjet device. A spacer particle dispersion, wherein the cured product of the adhesive is equal to or harder than the spacer particles. スペーサ粒子、接着剤及び溶剤を含有し、インクジェット装置を用いて液晶表示装置の樹脂膜が形成された基板上の任意の位置に前記スペーサ粒子を配置する際に用いられるスペーサ粒子分散液であって、前記接着剤は、硬化後の硬化物のガラス転移温度が80℃以上であることを特徴とするスペーサ粒子分散液。 A spacer particle dispersion containing spacer particles, an adhesive, and a solvent, and used when arranging the spacer particles at an arbitrary position on a substrate on which a resin film of a liquid crystal display device is formed using an inkjet device. The spacer particle dispersion is characterized in that the adhesive has a cured product having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher. 請求項1又は2記載のスペーサ粒子分散液を用いてなることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device comprising the spacer particle dispersion according to claim 1.
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