JP2010261981A

JP2010261981A - フラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法

Info

Publication number: JP2010261981A
Application number: JP2009110269A
Authority: JP
Inventors: Satoru Tsujimoto; 知辻本
Original assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2010-11-18

Abstract

【課題】対向して配置された二枚の基板を一定の間隔に保持することが可能なフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明のスペーサ材料の製造方法は、紡糸された脆性材料からなるファイバを粗切りする切断工程と、振とう機等を用いて、ファイバの切断により生じた微粉を除去する微粉除去工程と、切断後の前記ファイバをボールミル、振動ミル、ジェットミル、擂潰機または石臼等を用いて粉砕する粉砕工程と、粉砕された微小ファイバ（微小粉砕物）を分級する分級工程とを有し、前記切断工程において、ガラスファイバＦを切断部位Ｆａの両側から引っ張って張力を負荷した状態で、ナイフ１０の微小な凹部列１０ｂが形成された刃部１０ａに、切断部位Ｆａを押しつけてスライドさせることにより、切断部位Ｆａに一方向から加傷して切断するものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、フラットディスプレイパネルに用いられるフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法に関する。

二枚の基板が対向して配置されたフラットディスプレイパネル、例えば液晶ディスプレイパネルにおいては、二枚の基板の間に液晶層が配されている。液晶層を一定の間隔に保つためのスペーサとして、微小径の球（微小球）や円柱形状の微小ロッド（マイクロロッドとも称す）が用いられている。また、これら微小球や微小ロッドは、二枚の基板の間に液晶を封止するために封止材としての接着剤と混練されてディスペンサー等で基板の四周に塗布されて用いられている。

例えば、特許文献１には微小ロッドが提案されている。液晶層が一定の間隔に保持されないと、画像の歪や色彩不良等が生じ、フラットディスプレイパネルの光学的な表示性能が損なわれる。したがって、スペーサにより液晶層を一定の間隔に保持することは不可欠である。

特開２００４−２５２０７２号公報

ここで、スペーサとして用いられる前記微小球は、粒径のバラツキが大きいため、略均一な球径の微小球を得ようとすると、そのための選別工程が必要になる。また、長期の保管中に微小球の粒子同士が結合し固化する、いわゆるブロッキングが発生する場合があった。

これに対して、前記微小ロッドは、溶けた材料を微小なノズル孔からファイバに引き出して製造されるので、真円度に優れ、径のバラツキが少なくかつ任意の径のものを容易かつ安価に製造することが可能である。

一般に、微小なノズル孔から引き出された脆性材料からなるファイバを切断工程で粗切りした後、所定範囲の長さを有するものが多く含まれる分布となるように切断後の前記ファイバを粉砕工程で粉砕し、さらに分級工程を経ることによって、所定範囲の長さを有する微小ロッドを得るようにしている。

しかしながら、図３に示すように、上述の切断工程でハサミ（鋏）１により複数本のファイバＦを粗切りして短尺ファイバＦｂにする際に、切断部位Ｆａに発生した微粉がハサミ１のハサミ片１ａ、１ｂにより押し固められる。その結果、微粉が凝集して凝集体となり、粉砕物に混入することがある。このような凝集体は分級を行っても除くことが困難である。そのため、このような粉砕物を分級することで得られるスペーサ材料は均一形状を有さないので、このスペーサ材料により前記液晶層を一定の間隔に保持することができない。

上記の課題に鑑みて、本発明の目的は、液晶層を一定の間隔に保持することが可能なフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法を提供することである。

本発明に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法は、二枚の基板が対向して配置されたフラットディスプレイパネルに用いられるフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法であって、脆性材料からなるファイバを切断する切断工程と、前記ファイバを切断する際に生じる微粉を除去する微粉除去工程と、切断された前記ファイバを粉砕して、円柱形状の複数の微小粉砕物を得る粉砕工程と、前記複数の微小粉砕物を分級して、所定範囲の長さを有する複数の微小ロッドを得る分級工程とを有し、前記切断工程において、前記ファイバに張力を負荷した状態で一方向から加傷することによりファイバを切断することを特徴としている。

本発明によれば、切断工程において、ファイバに張力を負荷した状態で一方向から加傷する切断方法を採用しているので、得られるスペーサ材料に微粉が混入しない。それゆえ本発明の方法で作製したスペーサを用いれば、対向する基板同士を一定の間隔で保持することが可能となり、フラットディスプレイパネルの光学的な表示性能が損なわれることが防止される。

以下、本発明の一実施の形態に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法について説明する。本実施の形態により製造されるフラットディスプレイパネル用スペーサ材料は、例えば液晶用ディスプレイパネルに用いられる。

脆性材料からなる前記ファイバは、例えばガラスファイバであることが好ましい。これは、ガラスファイバが、フラットディスプレイパネルの耐久性を確保する上において化学的に安定な特性を有しているとともに、熱処理工程において耐熱性を有しているからである。また、液晶層や接着剤に対する化学的安定性を向上するには、前記ファイバとして、例えば無アルカリガラスファイバを採用することが好ましい。

続いて、フラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法を示すフローチャートである。

最初に、溶融状態にあるガラスを微小なノズル孔から引き出してファイバ状とする。次に、紡糸したガラスファイバを、次工程で粉砕しやすくするために、ガラスファイバを両側から引っ張って張力を負荷した状態で、ナイフの刃部に、ガラスファイバの切断部位を押しつけてスライドさせることにより、一方向からガラスファイバ表面に加傷し、引きちぎって粗切りし、短尺ファイバを得る（切断工程：ステップＳ１）。

次に、振とう機等を用いて、ガラスファイバの切断により生じた微粉を除去する（微粉除去工程：ステップＳ２）。

続いて、切断後の前記ガラスファイバを粉砕する（粉砕工程：ステップＳ３）。これにより、所定範囲内の長さを含むガラスファイバ（微小粉砕物）が得られる。ガラスファイバの粉砕は、例えばボールミル、振動ミル、ジェットミル、擂潰機または石臼等を用いて行うことができる。

次に、前記ガラスファイバ（微小粉砕物）を分級する（分級工程：ステップＳ４）。これにより、前記所定範囲内の長さの微小ロッドが得られる。なお、ガラスファイバ（微小粉砕物）の分級は、例えば振動篩を用いて行うことが可能である。また、水簸分級を採用することにより、分級処理を効率化できる。

なお、本実施の形態において、微小ロッドの直径は、１μｍ以上３０μｍ以下にすることが好ましい。これは、微小ロッドの直径が１μｍよりも小さいと安定した径のファイバの成形が困難になり、また切断工程で細かい微粉の発生が増えて粉砕工程での凝集が起こりやすくなるためである。一方、３０μｍを超えると径が大きくなった分だけファイバ端面のエッジ部が残りやすく、ガラス質のファイバの場合には基板面を損傷する恐れも大きくなる。

また、微小ロッドの長さは、微小ロッドの直径よりも大きく、且つ１５０μｍ以下にすることが好ましい。これは、微小ロッドの長さが直径相当の長さよりも短いとスペーサとして機能しないので液晶層を一定の間隔で保持することができず、微小ロッドの長さが１５０μｍを超えると微小ロッドがディスペンサー内で目詰まりを起こすためである。

以上のように、切断工程で微粉の発生を抑制することによって、粉砕工程で凝集体が形成されることを大幅に低減することが可能となる。

本実施の形態に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法を示すフローチャートである。本実施の形態の切断工程の説明図であって、（Ａ）はナイフの写真、（Ｂ）はナイフでガラスファイバを切断している写真である。従来の切断工程の説明図であって、（Ａ）はガラスファイバの側面側からの写真、（Ｂ）はガラスファイバの端面側からの写真である。

以下、上記実施の形態に基づいて行った実施例について説明する。実施例においては、図２に示すように、ガラスファイバＦを両側から引っ張ってガラスファイバＦの切断部位Ｆａに張力を負荷した状態で、ジルコニアセラミックスからなるナイフ１０（京セラ株式会社製ＦＫＲ−１８０ＰＷＨ）の微小凹部列１０ｂ（マイクロエッジ刃とも称す）が形成された刃部１０ａに、切断部位Ｆａを押しつけてスライドさせることにより、切断部位Ｆａに加傷して劈開切断により粗切りして短尺ファイバＦｂを得、切断後、微粉の除去上限の大きさをガラスファイバの平均直径の５倍に設定して微粉除去を振とう機で行った。その後、ボールミルで粉砕処理を行った後、水簸分級処理において粒径上限を、３０μｍに設定して分級を行った。なお、ここでは、振とう機として、製造元：（株）伊藤製作所、型番：ＭＳ−２００の電磁振動式篩分器を使用した。また、ボールミルとして、製造元：日本化学陶業（株）、型番：Ａ９１２１０８８の１５Ｌ特殊ポットを使用した。

比較例では、ガラスファイバをハサミで切断後、実施例と同様な処理を行った。

以下の実施例および比較例では、作製したスペーサ材料を、液晶をシールするためのシール剤にスペーサとして添加して用いる場合を模擬する実験を行った。すなわち、各実施例および各比較例において、上記のようにして得た微小ロッドとＵＶ接着剤とを、重量比０．１：１で均一になるように混練した後、遊星ミル混合機で６分間混練して得た混練物を、ディスペンサーを用いて、板厚が０．７ｍｍで１００ｍｍ角のガラス基板（日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０）の周囲に幅１ｍｍで塗布した。そして、このガラス基板の塗布側の面と他のガラス基板の一面とを合わせ、二枚のガラス基板に０．０３４３Ｎ／ｍｍ^２（≒０．００３５ｋｇｆ／ｍｍ^２）の荷重を負荷した状態で、紫外線照射および加熱処理を行い、前記ＵＶ接着剤を固化させた。なお、遊星ミル混合機として、製造元：倉敷紡績（株）、型番：ＫＫ−１００（クラボウマゼルスター）を使用した。

そして、これら二枚のガラス基板の外表面間の間隔を測定した。詳細には、ガラス基板の一辺において３箇所、つまり四辺で計１２箇所における前記間隔を測定した。また、凝集体の重量濃度は次のようにして算出される。すなわち、約１００万本の微小ロッドの理論重量に略相当する重量の微小ロッドを秤量し、これを液体中に浸漬させ、顕微鏡により微小ロッド間に存在する凝集体の個数（Ｎ）をカウントする。そして、カウントした個数（Ｎ）から、Ｎ／１００万を算出し、その算出値をｐｐｍで表示する。

微小ロッドの平均直径に対する前記間隔の最大値と最小値との差の比率が１０％以下であれば問題なしとして○印とし、前記比率が１０％よりも大きければ問題ありとして×印とし、各例の評価結果を表１に示す。なお、各例における微小ロッドの平均直径、微小ロッドの長さ、および凝集体の重量濃度は表１の通りである。

表１に示すように、実施例については凝集体含有率が５０ｐｐｍ以下であり、微小ロッドの平均直径に対する前記間隔の最大値と最小値との差の比率が１０％以下で、問題なかった。しかし、比較例については凝集体含有率が２００〜４０００ｐｐｍであり、前記比率が１０％よりも大きく、使用に問題があるものであった。

本実施例のように、フラットディスプレイパネル用スペーサ材料に含まれる複数の凝集体の重量濃度が１５０ｐｐｍ以下であると、二枚の基板の間隔がこれらの凝集体によって押し広げられる現象が抑制される。したがって、液晶層を一定の間隔に保持することが可能となり、フラットディスプレイパネルの光学的な表示性能が損なわれることが防止される。

以上、本発明に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料およびその製造方法の態様を説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正又は変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の技術的範囲に属するものである。

本発明に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料は、液晶層を一定の間隔に保持することを実現する場合等に有効に利用することができる。

１ハサミ
１ａ、１ｂハサミ片
１０ナイフ
１０ａ刃部
１０ｂ微小凹部列（マイクロエッジ刃）
Ｆファイバ
Ｆａ切断部位
Ｆｂ短尺ファイバ

Claims

二枚の基板が対向して配置されたフラットディスプレイパネルに用いられるフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法であって、
脆性材料からなるファイバを切断する切断工程と、前記ファイバを切断する際に生じる微粉を除去する微粉除去工程と、切断された前記ファイバを粉砕して、円柱形状の複数の微小粉砕物を得る粉砕工程と、前記複数の微小粉砕物を分級して、所定範囲の長さを有する複数の微小ロッドを得る分級工程とを有し、
前記切断工程において、前記ファイバに張力を負荷した状態で一方向から加傷することによりファイバを切断することを特徴とするフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法。