JP2011180624A - Method for manufacturing liquid crystal display device, liquid crystal display device, and spacer particle dispersion liquid - Google Patents

Method for manufacturing liquid crystal display device, liquid crystal display device, and spacer particle dispersion liquid Download PDF

Info

Publication number
JP2011180624A
JP2011180624A JP2011139563A JP2011139563A JP2011180624A JP 2011180624 A JP2011180624 A JP 2011180624A JP 2011139563 A JP2011139563 A JP 2011139563A JP 2011139563 A JP2011139563 A JP 2011139563A JP 2011180624 A JP2011180624 A JP 2011180624A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
spacer
particle dispersion
spacer particles
liquid crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011139563A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsunehisa Ueda
倫久 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP2011139563A priority Critical patent/JP2011180624A/en
Publication of JP2011180624A publication Critical patent/JP2011180624A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a liquid crystal display device in which spacer particles can be disposed with high accuracy in a region corresponding to a non-pixel region on a substrate by using an ink-jet apparatus. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the liquid crystal display device having pixel regions and non-pixel regions and having first and second substrates 2, 3 opposed to each other includes a step of discharging a spacer particle dispersion liquid in which spacer particles are dispersed 13 through a nozzle of an ink-jet apparatus to a first substrate 2 so as to arrange the spacer particles 13 in a region on the first substrate 2 corresponding to the non-pixel region. The spacer particle dispersion liquid contains at least a solvent X having a boiling point of 200°C or higher and a surface tension of 42 mN/m or higher. In the step of arranging the spacer particles 13, the amount of the solvent X in the spacer particle dispersion liquid discharged through one nozzle at a time is 0.5 to 15 ng. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェット装置を用いて、スペーサ粒子を基板上に配置する工程を備える液晶表示装置の製造方法に関し、より詳細には、基板上の特定の位置にスペーサ粒子を高精度に配置することを可能とする液晶表示装置の製造方法、該液晶表示装置の製造方法により得られた液晶表示装置及びスペーサ粒子分散液に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal display device including a step of arranging spacer particles on a substrate using an ink jet device, and more specifically, arranging spacer particles at a specific position on a substrate with high accuracy. The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display device that enables the liquid crystal display device, a liquid crystal display device obtained by the method for manufacturing the liquid crystal display device, and a spacer particle 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11は、従来の液晶表示装置の一例を模式的に示す正面断面図である。図11に示す液晶表示装置200では、2枚の透明基板201,202が対向し合うように配置されている。 Liquid crystal display devices are currently widely used in personal computers, portable electronic devices, and the like. FIG. 11 is a front sectional view schematically showing an example of a conventional liquid crystal display device. In the liquid crystal display device 200 shown in FIG. 11, two transparent substrates 201 and 202 are disposed so as to face each other.

透明基板201の内表面には、カラーフィルタ203及びカラーフィルタ203を画するブラックマトリックス204が形成されており、このカラーフィルタ203及びブラックマトリックス204上には、オーバーコート層205が形成されている。更に、このオーバーコート層205上には、透明電極206及び該透明電極206を覆うように、配向膜207が形成されている。 On the inner surface of the transparent substrate 201, a color filter 203 and a black matrix 204 that defines the color filter 203 are formed, and an overcoat layer 205 is formed on the color filter 203 and the black matrix 204. Further, an alignment film 207 is formed on the overcoat layer 205 so as to cover the transparent electrode 206 and the transparent electrode 206.

他方、透明基板202の内表面には、カラーフィルタ203と対向する位置に透明電極208が形成されており、更に、透明基板202の内表面と透明電極208とを覆うように、配向膜209が形成されている。透明電極206、208は、画素領域に配置された画素電極と、画素領域以外に配置された電極とを有する。
また、透明基板201及び202は、その外表面に偏光板210、211がそれぞれ配置されており、それぞれの外周縁近傍においてシール材212を介して接合されている。
On the other hand, a transparent electrode 208 is formed on the inner surface of the transparent substrate 202 at a position facing the color filter 203, and an alignment film 209 is formed so as to cover the inner surface of the transparent substrate 202 and the transparent electrode 208. Is formed. The transparent electrodes 206 and 208 include a pixel electrode disposed in the pixel region and an electrode disposed outside the pixel region.
Further, the transparent substrates 201 and 202 are provided with polarizing plates 210 and 211 on their outer surfaces, respectively, and are bonded to each other in the vicinity of their outer peripheral edges via a sealing material 212.

更に、配向膜207、209及びシール材202により囲まれた空間には、液晶214が封入されており、配向膜207と配向膜209との間に、スペーサ粒子213が配置されている。このスペーサ粒子213は、2枚の透明基板201及び202の間隔を規制し、適正な液晶層の厚み、すなわち、セルギャップを維持するように機能している。 Further, liquid crystal 214 is sealed in a space surrounded by the alignment films 207 and 209 and the sealant 202, and spacer particles 213 are disposed between the alignment film 207 and the alignment film 209. The spacer particles 213 function to regulate the distance between the two transparent substrates 201 and 202 and maintain an appropriate liquid crystal layer thickness, that is, a cell gap.

従来の液晶表示装置の製造方法においては、画素電極が形成された基板上にスペーサ粒子をランダムかつ均一に散布するため、図11に示すように、画素電極上、すなわち液晶表示装置の画素領域にスペーサ粒子が配置されやすかった。一般的なスペーサ粒子は、合成樹脂やガラス等からなるため、スペーサ粒子が画素電極上に配置されると、偏光が乱されて偏光性を失うという現象、いわゆる消偏現象が生じて、スペーサ粒子部分が光漏れを起こすという問題が発生することがあった。また、スペーサ粒子表面において液晶の配向が乱れることにより、光抜けが起こりコントラストや色調が低下して表示品質が悪化するという問題が発生することがあった。
更に、TFT液晶表示装置においては、基板上にTFT素子が配置されているが、このTFT素子上にスペーサ粒子が配置されたときに、基板に圧力が加わると、素子が破損することがあった。
In the conventional method of manufacturing a liquid crystal display device, spacer particles are randomly and uniformly distributed on a substrate on which pixel electrodes are formed. Therefore, as shown in FIG. 11, on the pixel electrodes, that is, in the pixel region of the liquid crystal display device. Spacer particles were easily arranged. Since general spacer particles are made of synthetic resin, glass, or the like, when the spacer particles are arranged on the pixel electrode, a phenomenon in which the polarization is disturbed and the polarization property is lost, so-called depolarization phenomenon occurs. There was a problem that the part leaked light. Further, the alignment of the liquid crystal on the surface of the spacer particles may cause a problem that light is lost and the contrast and color tone are lowered to deteriorate the display quality.
Furthermore, in the TFT liquid crystal display device, the TFT element is disposed on the substrate. However, when spacer particles are disposed on the TFT element, the element may be damaged if pressure is applied to the substrate. .

このようなスペーサ粒子のランダム散布に伴う問題点を解決するために、スペーサ粒子を非画素領域に配置する種々の試みがなされている。
スペーサ粒子を非画素領域、すなわち特定の位置のみに配置する方法として、例えば、特許文献1には、スペーサを配置させる部分にマスクの開口部を合致させた後、マスクを通してスペーサを散布する方法が示されている。また、例えば、特許文献2には、感光体に静電的にスペーサを吸着させた後、透明基板にスペーサを転写する方法が示されている。
更に、特許文献3には、基板上の画素電極に電圧を印加し、帯電させたスペーサを散布することで、静電的斥力によってスペーサを特定の位置に配置する液晶表示装置の製造方法が示されている。
In order to solve the problems associated with the random dispersion of the spacer particles, various attempts have been made to arrange the spacer particles in the non-pixel region.
As a method of disposing spacer particles only in a non-pixel region, that is, a specific position, for example, Patent Document 1 discloses a method in which a spacer opening is matched with a portion where a spacer is disposed and then the spacer is dispersed through the mask. It is shown. For example, Patent Document 2 discloses a method in which a spacer is electrostatically attracted to a photosensitive member and then transferred to a transparent substrate.
Furthermore, Patent Document 3 discloses a method for manufacturing a liquid crystal display device in which a spacer is placed at a specific position by electrostatic repulsion by applying a voltage to pixel electrodes on a substrate and dispersing charged spacers. Has been.

しかしながら、特許文献1、2に記載の方法では、基板表面にマスクや感光体を直接接触させるために、基板表面に形成されている配向膜が損傷することがあり、液晶表示装置の画質が低下することがあった。一方、特許文献3に記載の方法では、スペーサの配置パターンに従って電極を構成する必要があるため、任意の位置にスペーサを配置することが困難であった。 However, in the methods described in Patent Documents 1 and 2, since the mask and the photoconductor are brought into direct contact with the substrate surface, the alignment film formed on the substrate surface may be damaged, and the image quality of the liquid crystal display device is deteriorated. There was something to do. On the other hand, in the method described in Patent Document 3, since it is necessary to configure the electrodes according to the spacer arrangement pattern, it is difficult to arrange the spacers at arbitrary positions.

他方、特許文献4には、インクジェット装置を用いて、スペーサを基板上に配置する方法が示されている。この方法では、基板上にマスクや感光体を直接接触させることがないため、基板表面に形成されている配向膜が損傷することなく、特定の位置に特定のパターンでスペーサを配置できるので有効な方法であるといえる。 On the other hand, Patent Document 4 discloses a method of arranging a spacer on a substrate using an ink jet apparatus. Since this method does not directly contact the mask or the photoconductor on the substrate, the alignment film formed on the substrate surface is not damaged, and the spacer can be arranged in a specific pattern at a specific position, which is effective. It can be said that it is a method.

しかしながら、特許文献4に記載の方法では、1〜10μm程度の粒子径を有するスペーサを溶媒等に分散させて、スペーサ粒子分散液とした後、このスペーサ粒子分散液をインクジェット装置のノズルから吐出しているため、スペーサ粒子分散液によっては、スペーサ粒子分散液をノズルから直線的に吐出できないことがあった。また、スペーサ粒子分散液をノズルから直線的に吐出するためには、ノズルの径を大きくする必要があるが、ノズルの径を大きくした場合には、基板上に吐出されるスペーサ粒子分散液の液滴も大きくなる。液滴が大きいと、例えば、非画素領域を狙って液滴を吐出した場合でも、液滴が画素領域にも至り、画素領域にスペーサが配置されることがあった。画素領域にスペーサが配置されると、液晶表示装置のコントラストや色調が低下し、表示品質が劣化することがあった。 However, in the method described in Patent Document 4, after a spacer having a particle diameter of about 1 to 10 μm is dispersed in a solvent or the like to form a spacer particle dispersion, the spacer particle dispersion is discharged from a nozzle of an inkjet device. Therefore, depending on the spacer particle dispersion, the spacer particle dispersion may not be discharged linearly from the nozzle. In addition, in order to discharge the spacer particle dispersion liquid linearly from the nozzle, it is necessary to increase the nozzle diameter. However, when the nozzle diameter is increased, the spacer particle dispersion liquid discharged onto the substrate Droplets also grow. When the droplet is large, for example, even when the droplet is ejected aiming at the non-pixel region, the droplet reaches the pixel region, and a spacer may be arranged in the pixel region. When the spacer is arranged in the pixel region, the contrast and color tone of the liquid crystal display device are lowered, and the display quality may be deteriorated.

特開平4−198919号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-198919 特開平6−258647号公報JP-A-6-258647 特開平10−339878号公報JP-A-10-339878 特開昭57−58124号公報JP-A-57-58124

本発明は、上記現状に鑑み、インクジェット装置を用いて、基板上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を可能とする液晶表示装置の製造方法、該液晶表示装置の製造方法により得られた液晶表示装置及びスペーサ粒子分散液を提供することにある。 In view of the above-described situation, the present invention provides a method for manufacturing a liquid crystal display device, in which spacer particles can be arranged with high accuracy in a region corresponding to a non-pixel region on a substrate using an ink jet device, and the liquid crystal display device An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a spacer particle dispersion obtained by the manufacturing method.

本発明は、画素領域と非画素領域とを有し、対向された第1、第2の基板を有する液晶表示装置の製造方法であって、インクジェット装置のノズルから、スペーサ粒子が分散されているスペーサ粒子分散液を前記第1の基板上に吐出し、前記第1の基板上の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を配置する工程と、スペーサ粒子が配置された前記第1の基板を、スペーサ粒子を介して対向するように前記第2の基板に重ね合わせる工程と、重ね合わせられた第1、第2の基板間に液晶を注入する、若しくは、前記第1、第2の基板を重ね合わせる工程の前に第1の基板又は第2の基板上に液晶を配置する工程とを備え、前記スペーサ粒子分散液は、沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒を少なくとも含有し、前記スペーサ粒子を配置する工程において、1つのノズルから1回で吐出されるスペーサ粒子分散液中に含まれる沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒の量が0.5〜15ngである液晶表示装置の製造方法である。 The present invention is a method for manufacturing a liquid crystal display device having a pixel region and a non-pixel region and having first and second substrates facing each other, and spacer particles are dispersed from nozzles of an ink jet device. A step of discharging a spacer particle dispersion onto the first substrate and disposing spacer particles in a region corresponding to a non-pixel region on the first substrate; and the first substrate on which the spacer particles are disposed. A step of overlapping the second substrate so as to face each other through spacer particles, and injecting liquid crystal between the superimposed first and second substrates, or the first and second substrates being And a step of disposing liquid crystal on the first substrate or the second substrate before the step of superimposing, wherein the spacer particle dispersion has a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension of 42 mN / m or higher. Contains at least a solvent In the step of arranging the spacer particles, the amount of the solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension of 42 mN / m or higher contained in the spacer particle dispersion discharged from one nozzle at a time is 0.00. It is a manufacturing method of the liquid crystal display device which is 5-15 ng.

また、本発明は、本発明の液晶表示装置の製造方法によりえられた液晶表示装置である。 Moreover, this invention is a liquid crystal display device obtained by the manufacturing method of the liquid crystal display device of this invention.

また、本発明は、インクジェット装置を用いて液晶表示素子の基板上に吐出され、基板上にスペーサ粒子を配置するのに用いるスペーサ粒子分散液であって、沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒を少なくとも含有し、前記沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒が1重量%以上含有されているスペーサ粒子分散液である。
以下、本発明を詳述する。
The present invention also relates to a spacer particle dispersion that is discharged onto a substrate of a liquid crystal display element using an ink jet apparatus and is used to dispose spacer particles on the substrate, having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension. Is a spacer particle dispersion liquid containing at least a solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension of 42 mN / m or higher.
The present invention is described in detail below.

本発明は、画素領域と非画素領域とを有し、対向された第1、第2の基板を有する液晶表示装置の製造方法である。
図1は、本発明の液晶表示装置の製造方法により製造される液晶表示装置を模式的に示す部分切欠正面断面図である。
The present invention is a method of manufacturing a liquid crystal display device having a pixel region and a non-pixel region and having first and second substrates facing each other.
FIG. 1 is a partially cutaway front sectional view schematically showing a liquid crystal display device manufactured by the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention.

図1に示す液晶表示装置1では、2枚の第2の基板2、第1の基板3が対向し合うように配置されている。
第2の基板2を構成する透明基板2Aの内表面には、ブラックマトリックス4が等間隔に形成されている。ブラックマトリックス4上、及び、ブラックマトリックス4間の透明基板2Aの内表面には、赤、緑、青の3色からなるカラーフィルタ5がほぼ一定の厚みとなるように形成されている。カラーフィルタ5上には、表面が平坦となるようにオーバーコート層6が形成されている。オーバーコート層6を覆うように、ほぼ一定の厚みのITO透明電極7が形成されており、そのITO透明電極7をほぼ一定の厚みの配向膜8が覆っている。
In the liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1, two second substrates 2 and a first substrate 3 are arranged so as to face each other.
Black matrices 4 are formed at equal intervals on the inner surface of the transparent substrate 2 </ b> A constituting the second substrate 2. On the black matrix 4 and on the inner surface of the transparent substrate 2 </ b> A between the black matrices 4, color filters 5 composed of three colors of red, green, and blue are formed to have a substantially constant thickness. An overcoat layer 6 is formed on the color filter 5 so as to have a flat surface. An ITO transparent electrode 7 having a substantially constant thickness is formed so as to cover the overcoat layer 6, and the alignment film 8 having a substantially constant thickness covers the ITO transparent electrode 7.

他方、第1の基板3を構成する透明基板3Aの内表面には、ブラックマトリックス3と対応する位置において、配線9が形成されている。配線9−9間、かつ、配線9−9と一定間隔を隔てるように、透明基板3Aの内表面にほぼ一定の厚みのITO透明電極10が形成されている。配線9とITO透明電極10とを覆うように、ほぼ一定の厚みの配向膜11が形成されている。第1の基板3では、配線9が形成されている部分において配向膜11は、隆起部分11aを有する。 On the other hand, on the inner surface of the transparent substrate 3A constituting the first substrate 3, wirings 9 are formed at positions corresponding to the black matrix 3. An ITO transparent electrode 10 having a substantially constant thickness is formed on the inner surface of the transparent substrate 3A so that the wiring 9-9 is spaced apart from the wiring 9-9. An alignment film 11 having a substantially constant thickness is formed so as to cover the wiring 9 and the ITO transparent electrode 10. In the first substrate 3, the alignment film 11 has a raised portion 11 a in the portion where the wiring 9 is formed.

第2の基板2と第1の基板3とは、それぞれの外周縁近傍によって、図示しないシール材を介して接合されている。第2の基板2と第1の基板3とにより囲まれた空間に、液晶12が封入されている。ブラックマトリックス3に対応する位置、すなわち非画素領域に複数のスペーサ粒子13が配置されている。スペーサ粒子13により第1、第2の基板3、2の間隔が規制されて、適正な液晶層の厚みが維持されている。 The 2nd board | substrate 2 and the 1st board | substrate 3 are joined via the sealing material which is not illustrated by each outer periphery vicinity. A liquid crystal 12 is sealed in a space surrounded by the second substrate 2 and the first substrate 3. A plurality of spacer particles 13 are arranged at a position corresponding to the black matrix 3, that is, a non-pixel region. Spaces between the first and second substrates 3 and 2 are regulated by the spacer particles 13 so that an appropriate liquid crystal layer thickness is maintained.

なお、本発明では、スペーサ粒子が配置される基板を第1の基板と呼ぶものとし、上述した第2の基板2にスペーサ粒子が配置される場合には、第2の基板が第1の基板となる。 In the present invention, the substrate on which the spacer particles are arranged is referred to as a first substrate. When the spacer particles are arranged on the second substrate 2 described above, the second substrate is the first substrate. It becomes.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、インクジェット装置のノズルから、スペーサ粒子が分散されているスペーサ粒子分散液を上記第1の基板上に吐出し、上記第1の基板上の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を配置する工程を有する。 In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, a spacer particle dispersion liquid in which spacer particles are dispersed is discharged from a nozzle of an ink jet device onto the first substrate, and is applied to a non-pixel region on the first substrate. Disposing spacer particles in corresponding areas.

本工程において、インクジェット装置のノズルから、スペーサ粒子が分散されているスペーサ粒子分散液を上記第1の基板上に吐出し、上記第1の基板上の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を配置する方法を、図2(a)〜(c)を用いて説明する。図2(a)〜(c)に、スペーサ粒子が配置される過程を段階的に部分切欠正面断面図で示す。 In this step, a spacer particle dispersion liquid in which spacer particles are dispersed is ejected from the nozzles of the ink jet apparatus onto the first substrate, and the spacer particles are applied to regions corresponding to non-pixel regions on the first substrate. The arrangement method will be described with reference to FIGS. FIGS. 2A to 2C show a process in which spacer particles are arranged in a stepwise front sectional view with partial cuts.

図2(a)に示すように、ブラックマトリックス4に対応する非画素領域、すなわち配線9部分の配向膜11の隆起部分11aを含むように、1個又は複数個のスペーサ粒子13を含むスペーサ粒子分散液13Aを吐出する。吐出されたスペーサ粒子分散液13Aは、図2(b)に示すように、ブラックマトリックス4に対応する非画素領域に着弾する。しかる後、スペーサ粒子分散液13Aが乾燥されて、図2(c)に示すように、スペーサ粒子13がブラックマトリックス4に対応する非画素領域、すなわち配線9部分の配向膜11の隆起部分11aの段差面に配置される。図2(c)に示すように、スペーサ粒子分散液13Aが乾燥される際にスペーサ粒子13が複数個含まれていると、隆起部分11aの段差面に向かってスペーサ粒子13が寄り集まるように移動し、複数のスペーサ粒子13が互いに接するように配置される。 As shown in FIG. 2A, spacer particles including one or a plurality of spacer particles 13 so as to include a non-pixel region corresponding to the black matrix 4, that is, a raised portion 11 a of the alignment film 11 in the wiring 9 portion. Dispersion 13A is discharged. The discharged spacer particle dispersion 13A lands on a non-pixel area corresponding to the black matrix 4 as shown in FIG. Thereafter, the spacer particle dispersion 13A is dried, and as shown in FIG. 2 (c), the spacer particles 13 are formed in the non-pixel region corresponding to the black matrix 4, that is, in the protruding portion 11a of the alignment film 11 in the wiring 9 portion. It is arranged on the step surface. As shown in FIG. 2 (c), when a plurality of spacer particles 13 are included when the spacer particle dispersion 13A is dried, the spacer particles 13 are gathered toward the step surface of the raised portion 11a. It moves and is arranged so that the plurality of spacer particles 13 are in contact with each other.

上記のようにして、図3に部分切欠正面断面図で示すように、1個又は複数個のスペーサ粒子13がブラックマトリックス4に対応する非画素領域にそれぞれ配置された第1の基板3が得られる。この第1の基板3は、スペーサ粒子13を介して対向するように第2の基板2に重ね合わせられる。重ね合わせられた第1,第2の基板3,2間に液晶を注入するか、若しくは、第1、第2の基板3、2を重ね合わせる前に第1の基板3又は第2の基板2上に液晶12が配置され、図1に示す液晶表示装置1が構成される。 As described above, the first substrate 3 is obtained in which one or a plurality of spacer particles 13 are respectively arranged in the non-pixel regions corresponding to the black matrix 4 as shown in the partially cutaway front sectional view of FIG. It is done. The first substrate 3 is superimposed on the second substrate 2 so as to face each other with the spacer particles 13 therebetween. Before the first and second substrates 3 and 2 are superimposed, the first substrate 3 or the second substrate 2 is injected between the superimposed first and second substrates 3 and 2. The liquid crystal 12 is disposed on the liquid crystal display device 1 shown in FIG.

(スペーサ粒子)
本発明に用いられるスペーサ粒子の材料は特に限定されず、例えば、シリカ粒子等の無機系粒子であってもよく、有機高分子等の有機系粒子であってもよい。なかでも、液晶表示装置の基板上に形成されている配向膜を傷つけない程度の適度な硬度を有し、熱膨張や熱収縮による厚みの変化に追随しやすく、更にセル内部でスペーサ粒子が移動し難いことから、有機系粒子が好ましく使用される。
(Spacer particles)
The material of the spacer particles used in the present invention is not particularly limited, and may be inorganic particles such as silica particles or organic particles such as organic polymers. Above all, it has an appropriate hardness that does not damage the alignment film formed on the substrate of the liquid crystal display device, easily follows changes in thickness due to thermal expansion and contraction, and spacer particles move inside the cell. Organic particles are preferably used because they are difficult to do.

上記有機系粒子としては特に限定されないが、例えば、強度等が適度な範囲であるため、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。
上記共重合体を構成する単官能単量体と多官能単量体との比率としては特に限定されず、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得る。
Although it does not specifically limit as said organic type particle | grain, For example, since intensity | strength etc. are a moderate range, the copolymer of a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer is used preferably.
The ratio of the monofunctional monomer and the polyfunctional monomer constituting the copolymer is not particularly limited, and can be appropriately adjusted depending on the strength and hardness required for the 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られてもよく、2種以上が併用されてもよい。 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.

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られてもよく、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 isomers, triallyl isocyanurate and its derivatives, trimethylolpropane tri (meth) acrylate and its derivatives, 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、上記単官能単量体又は多官能単量体として、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。 A monomer having a hydrophilic group may be used as the monofunctional monomer or polyfunctional monomer. 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.

上記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。 Examples of the monomer having a hydrophilic group include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 1,4-hydroxybutyl (meth) acrylate, (poly) caprolactone-modified hydroxyethyl (meth) acrylate, allyl alcohol, and glycerin monoallyl. Monomers having a hydroxyl group such as ether; acrylic acid such as (meth) acrylic acid, α-ethylacrylic acid, crotonic acid, and their α- or β-alkyl derivatives; fumaric acid, maleic acid, citraconic acid, Unsaturated dicarboxylic acids such as itaconic acid; monomers having a carboxyl group such as mono 2- (meth) acryloyloxyethyl ester derivatives of these unsaturated dicarboxylic acids; t-butylacrylamide sulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2-acrylamide Sulfur such as 2-methylpropanesulfonic acid Monomers having a pyrrole 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 , (Poly) propylene glycol (meth) acrylate terminal alkyl ether, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate and other monomers having ether groups; (meth) acrylamide, methylol (meth) acrylami , And monomers having a amide group such as vinyl pyrrolidone.

単官能単量体と多官能単量体とを共重合させてスペーサ粒子を得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 obtaining spacer particles by copolymerizing a monofunctional monomer and a polyfunctional monomer is not particularly limited, and examples thereof include various polymerization methods such as suspension polymerization method, seed polymerization method, and dispersion polymerization method. It is done.

上記懸濁重合法では、得られるスペーサ粒子の粒子径分布が広範囲であり、多分散のスペーサ粒子が得られる。上記懸濁重合法により得られたスペーサ粒子の分級操作を行うことにより、所望とする粒子径、粒子径分布を有する多種のスペーサ粒子を得ることができる。一方、シード重合法又は分散重合法では、分級工程を経ることなく単分散のスペーサ粒子が得られるため、特定の粒子径のスペーサ粒子を大量に得る際に好適である。 In the suspension polymerization method, the obtained spacer particles have a wide particle size distribution, and polydisperse spacer particles can be obtained. By performing the classification operation of the spacer particles obtained by the suspension polymerization method, various spacer particles having a desired particle size and particle size distribution can be obtained. On the other hand, the seed polymerization method or the dispersion polymerization method is suitable for obtaining a large amount of spacer particles having a specific particle diameter because monodispersed spacer particles can be obtained without passing through a classification step.

上記懸濁重合法とは、所望とする粒子径となるように、単量体及び重合開始剤からなる単量体組成物を貧溶媒中に分散させて重合させる方法である。懸濁重合法では、分散媒として、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が挙げられ、より具体的には、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。重合条件としては、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℃の範囲であり、重合時間は3〜24時間の範囲である。 The suspension polymerization method is a method in which a monomer composition comprising a monomer and a polymerization initiator is dispersed in a poor solvent and polymerized so as to obtain a desired particle size. In the suspension polymerization method, a dispersion medium in which a dispersion stabilizer is added to water is usually used. Examples of the dispersion stabilizer include polymers that are soluble in the medium, and more specifically, for example, 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 in the range of 50 to 80 ° C., and the polymerization time is in the range of 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より合成された単分散の種粒子に、単量体をさらに吸収させることにより、所望とする粒子径まで種粒子を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、例えば上述した単量体を用いることができる。単分散の種粒子に吸着される単量体としては、シード重合時の相分離を抑制するために、単分散の種粒子と親和性のある単量体を用いることが好ましい。単分散の種粒子に吸着される単量体としては、粒子径分布をより一層単分散とし得るため、スチレン及びその誘導体等がより好ましく用いられる。 The seed polymerization method is a polymerization method in which the monodispersed seed particles synthesized by soap-free polymerization or emulsion polymerization are further absorbed with a monomer to expand the seed particles to a desired particle diameter. It does not specifically limit as an organic monomer used for a seed particle, For example, the monomer mentioned above can be used. As the monomer adsorbed on the monodisperse seed particles, it is preferable to use a monomer having an affinity for the monodisperse seed particles in order to suppress phase separation during seed polymerization. As the monomer adsorbed on the monodisperse seed particles, styrene and its derivatives are more preferably used because the particle size distribution can be made more monodisperse.

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ため、単分散であることが好ましく、Cv値が5%以下であることが好ましい。シード重合時に吸収させる単量体として、相が分離することを防止するため、種粒子と類似の組成を有する単量体を用いることが好ましい。種粒子がスチレン系の粒子である場合には、シード重合時に吸収させる単量体として、芳香族系ジビニル単量体を用いることがより好ましい。種粒子がアクリル系の粒子である場合には、シード重合時に吸収させる単量体として、アクリル系多官能ビニル単量体を用いることがより好ましい。 Since the particle size distribution of the seed particles is reflected in the particle size distribution after seed polymerization, it is preferably monodispersed, and the Cv value is preferably 5% or less. As a monomer to be absorbed during seed polymerization, a monomer having a composition similar to that of seed particles is preferably used in order to prevent the phases from separating. When the seed particles are styrene-based particles, it is more preferable to use an aromatic divinyl monomer as a monomer to be absorbed during seed polymerization. When the seed particles are acrylic particles, it is more preferable to use an acrylic polyfunctional vinyl monomer as a monomer to be absorbed during seed polymerization.

上記シード重合法では、必要に応じて分散安定剤が用いられる。分散安定剤としては、媒体中に可溶な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 is 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.

上記シード重合法では、種粒子1重量部に対して、単量体20〜100重量部を添加し、吸着させることが好ましい。 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 and cause the adsorption.

上記シード重合に使用され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変更し得るが、一般的に好ましく使用される有機溶媒としては、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る。これらの媒体は単独で、又はこれらと互いに相溶可能な他の有機溶剤、水等と混合されて用いられる。媒体と互いに相溶可能な他の有機溶剤としては、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−ブタノンなど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 may be appropriately changed depending on the monomer used. Generally, organic solvents that are preferably used include alcohols, cellosolves, ketones, and hydrocarbons. Can be mentioned. These media are used alone or mixed with other organic solvents compatible with them, water and the like. Specific examples of other organic solvents compatible with the medium include acetonitrile, N, N-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, ethyl acetate, methanol, ethanol, propanol and other alcohols, methyl cellosolve, ethyl Examples include cellosolves such as cellosolve, and ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl butyl ketone, and 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し、粒子形状の生成ポリマーを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 a polymer dispersion stabilizer is added to this system to precipitate the particle-shaped generated polymer. Is the method.

上記分散重合法において、架橋成分が配合され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困難であるが、条件を調整することにより単分散架橋粒子を得ることができる。 In the dispersion polymerization method, when a crosslinking component is added, the particles are likely to aggregate and it is difficult to stably obtain monodispersed crosslinked particles. However, it is possible to obtain monodispersed crosslinked particles by adjusting the conditions. it can.

上記重合に際しては、重合開始剤が用いられる。重合開始剤としては、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。重合開始剤は、重合に用いられる単量体100重量部に対して、0.1〜10重量部の範囲で添加されることが好ましい。 In the polymerization, a polymerization initiator is used. The polymerization initiator is not particularly limited. For example, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, benzoyl orthomethoxy peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, t-butylperoxy- Organic peroxides such as 2-ethylhexanoate and di-t-butyl peroxide, azo compounds such as azobisisobutyronitrile, azobiscyclohexacarbonitrile, azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) Etc. are preferably used. The polymerization initiator is preferably added in the range of 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer used for the polymerization.

スペーサ粒子の粒子径は、特に限定されず、液晶表示素子の種類により適宜変更される。上記スペーサ粒子の粒子径の好ましい下限は1μm、好ましい上限は20μmである。粒子径が1μm未満であると、スペーサ粒子が十分機能せず対向する基板同士が接触することがあり、20μmを超えると、基板上の非画素領域等からスペーサ粒子がはみ出しやすくなる。また、粒子径が大きすぎると、対向する基板間の距離が大きくなり、近年の液晶表示素子の小型化等の要請に十分に対応できない。 The particle diameter of the spacer particles is not particularly limited, and is appropriately changed depending on the type of the liquid crystal display element. The preferable lower limit of the particle diameter of the spacer particles is 1 μm, and the preferable upper limit is 20 μm. When the particle diameter is less than 1 μm, the spacer particles do not function sufficiently and the opposing substrates may come into contact with each other. When the particle diameter exceeds 20 μm, the spacer particles easily protrude from the non-pixel region or the like on the substrate. On the other hand, if the particle diameter is too large, the distance between the opposing substrates increases, and it is not possible to sufficiently meet the recent demands for downsizing liquid crystal display elements.

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。よって、スペーサ粒子には一定の強度が求められる。スペーサ粒子の圧縮強度を示す指標として、スペーサ粒子の直径が10%変位した時の圧縮弾性率(10%K値)が用いられる。適正な液晶層の厚みを維持するためには、圧縮弾性率の好ましい下限は2000MPa、好ましい上限は15000MPaである。圧縮弾性率が2000MPaより小さいと、液晶表示素子を組立てる際のプレス圧によってスペーサ粒子が変形し、所望とする液晶層の厚みを得ることが困難なことがある。圧縮弾性率が15000MPaより大きいと、液晶表示素子にスペーサ粒子を配置するときに、基板表面に形成されている配向膜を傷つけることがある。 The spacer particles are used as a gap material for maintaining an appropriate liquid crystal layer thickness. Therefore, the spacer particles are required to have a certain strength. As an index indicating the compressive strength of the spacer particles, a compressive elastic modulus (10% K value) when the spacer particles are displaced by 10% is used. In order to maintain an appropriate thickness of the liquid crystal layer, the preferable lower limit of the compressive elastic modulus is 2000 MPa, and the preferable upper limit is 15000 MPa. If the compression modulus is less than 2000 MPa, the spacer particles may be deformed by the press pressure when assembling the liquid crystal display element, and it may be difficult to obtain a desired thickness of the liquid crystal layer. If the compression modulus is greater than 15000 MPa, the alignment film formed on the substrate surface may be damaged when spacer particles are arranged in the liquid crystal display element.

上記スペーサ粒子の圧縮弾性率(10%K値)は、特表平6−503180号公報に記載の方法に準拠して求められる。例えば、微小圧縮試験器(例えば、島津製作所製「PCT−200」等)を用い、粒子を直径50μmのダイアモンド製円柱からなる平滑圧子端面で、圧縮速度2.6mN/秒、最大試験荷重10gの条件下で基材粒子を圧縮した場合の圧縮変位(mm)を測定し、下記式により求めることができる。
K値(N/mm)=(3/21/2)・F・S−3/2・R−1/2
F:基材粒子の10%圧縮変形における荷重値(N)
S:基材粒子の10%圧縮変形における圧縮変位(mm)
R:基材粒子の半径(mm)
The compression elastic modulus (10% K value) of the spacer particles is determined according to the method described in JP-T-6-503180. For example, using a micro-compression tester (for example, “PCT-200” manufactured by Shimadzu Corporation), the particle is a smooth indenter end face made of a diamond cylinder having a diameter of 50 μm, a compression speed of 2.6 mN / sec, and a maximum test load of 10 g. The compression displacement (mm) when the substrate particles are compressed under the conditions can be measured and determined by the following formula.
K value (N / mm 2 ) = (3/2 1/2 ) · F · S −3 / 2 · R −1/2
F: Load value (N) at 10% compression deformation of the base particle
S: Compression displacement (mm) in 10% compression deformation of substrate particles
R: radius of base particle (mm)

10%K値が上記条件を満たすスペーサ粒子を得るためには、スペーサ粒子は、エチレン性不飽和基を有する単官能又は多官能単量体を重合させてなる樹脂からなることが好ましく、この場合、構成成分として多官能単量体を少なくとも20重量%含有することがより好ましい。 In order to obtain spacer particles having a 10% K value satisfying the above conditions, the spacer particles are preferably made of a resin obtained by polymerizing a monofunctional or polyfunctional monomer having an ethylenically unsaturated group. More preferably, the composition contains at least 20% by weight of a polyfunctional monomer.

上記スペーサ粒子は、回復率の下限が20%であることが好ましい。20%未満であると、上記スペーサ粒子を圧縮した場合に変形しても元に戻らないため製造する液晶表示装置の相対する基板同士を固定できないことがある。より好ましい下限は40%である。なお、上記回復率とは、スペーサ粒子に9.8mNの荷重を負荷した後の回復率をいう。 The spacer particles preferably have a lower recovery rate of 20%. If it is less than 20%, even if the spacer particles are compressed, they do not return to their original shape even if they are deformed, so that the opposing substrates of the liquid crystal display device to be manufactured may not be fixed. A more preferred lower limit is 40%. In addition, the said recovery rate means the recovery rate after applying a load of 9.8 mN to the spacer particles.

液晶表示素子のコントラストを向上させるため、スペーサ粒子は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、又はスペーサ粒子の表面に有機物の膜が形成された後、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、スペーサ粒子を構成する材質自体が着色している場合には、スペーサ粒子を着色させずに用いてもよい。 In order to improve the contrast of the liquid crystal display element, the spacer particles may be colored and used. As the colored spacer particles, for example, spacer particles treated with carbon black, disperse dyes, acid dyes, basic dyes, metal oxides, or the like, or after an organic film is formed on the surface of the spacer particles, the temperature is increased. And spacer particles colored by being decomposed or carbonized in FIG. In addition, when the material itself which comprises spacer particle | grains is colored, you may use without coloring spacer particle | grains.

スペーサ粒子には、帯電可能な処理が施されていてもよい。帯電可能な処理とは、スペーサ粒子分散液中でもスペーサ粒子が何らかの電位を持つように処理することである。このスペーサ粒子の電位(電荷)は、ゼータ電位測定器等の既存の測定器を用いて、既存の測定方法によって測定される。 The spacer particles may be subjected to a chargeable process. The chargeable process is a process in which the spacer particles have some potential in the spacer particle dispersion. The potential (charge) of the spacer particles is measured by an existing measuring method using an existing measuring device such as a zeta potential measuring device.

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成分を含む単量体を用いてスペーサ粒子を製造する方法、スペーサ粒子に帯電可能な表面処理を施す方法等が挙げられる。 Examples of a method for performing chargeable treatment include a method in which a charge control agent is contained in the spacer particles, a method in which spacer particles are produced using a monomer containing a monomer component that is easily charged, and the spacer particles are charged. Examples include a method of performing a possible surface treatment.

スペーサ粒子が帯電可能である場合には、スペーサ粒子分散液におけるスペーサ粒子の分散性、分散安定性が高められる。よって、スペーサ粒子を散布するときに、電気泳動効果によって配線部(段差)近傍にスペーサ粒子が寄り集まり易くなる。 When the spacer particles can be charged, the dispersibility and dispersion stability of the spacer particles in the spacer particle dispersion can be improved. Therefore, when the spacer particles are dispersed, the spacer particles are likely to gather near the wiring portion (step) due to the electrophoretic effect.

上記荷電制御剤を含有させる方法としては、スペーサ粒子を得る際に、荷電制御剤を共存させて重合を行う方法、スペーサ粒子を構成するモノマーと共重合可能な官能基を有する荷電制御剤を、スペーサ粒子を構成するモノマーと共存させて重合を行う方法、後述するスペーサ粒子の表面修飾の際に、表面修飾に用いられるモノマーと共重合可能な官能基を有する荷電制御剤を共存させて共重合を行う方法、表面修飾層又はスペーサ粒子の表面官能基と反する官能基を有する荷電粒子をスペーサ粒子表面と反応させる方法等が挙げられる。 As a method of containing the charge control agent, when obtaining spacer particles, a method of performing polymerization in the presence of a charge control agent, a charge control agent having a functional group copolymerizable with the monomer constituting the spacer particles, Copolymerization by coexisting with the monomer constituting the spacer particle, and the charge control agent having a functional group copolymerizable with the monomer used for the surface modification in the surface modification of the spacer particle described later. And a method in which charged particles having a functional group opposite to the surface functional group of the surface modification layer or spacer particle are reacted with the surface of the spacer particle.

上記荷電制御剤としては、特に限定されないが、例えば特開2002−148865号公報に記載の荷電制御剤を用いることができる。荷電制御剤としては、特に限定されないが、有機金属化合物、キレート化合物、モノアゾ系染料金属化合物、アセチルアセトン金属化合物、芳香族ヒドロキシルカルボン酸、芳香族モノ及びポリカルボン酸及びその金属塩、無水物、エステル類、ビスフェノール等のフェノール誘導体類等が挙げられる。 Although it does not specifically limit as said charge control agent, For example, the charge control agent as described in Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-148865 can be used. Although it does not specifically limit as a charge control agent, An organometallic compound, a chelate compound, a monoazo dye metal compound, an acetylacetone metal compound, an aromatic hydroxyl carboxylic acid, an aromatic mono- and polycarboxylic acid and its metal salt, an anhydride, ester And phenol derivatives such as bisphenol.

上記荷電制御剤としては、具体的には、例えば尿素誘導体、含金属サリチル酸系化合物、4級アンモニウム塩、カリックスアレーン、ケイ素化合物、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−アクリル−スルホン酸共重合体、非金属カルボン酸系化合物、ニグロシン及び脂肪酸金属塩等による変性物、トリブチルベンジルアンモニウム−1−ヒドロキシ−4−ナフトスルフォン酸塩、テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート等の4級アンモニウム塩、及び、これらの類似体であるホスホニウム塩等のオニウム塩及びこれらのレーキ顔料、トリフェニルメタン染料及びこれらのレーキ顔料、高級脂肪酸の金属塩、ジブチルスズオキサイド、ジオクチルスズオキサイド、ジシクロヘキシルスズオキサイド等のジオルガノスズオキサイド、ジブチルスズボレート、ジオクチルスズボレート、ジシクロヘキシルスズボレート等のジオルガノスズボレート類等が挙げられる。上記レーキ顔料に用いられるレーキ化剤としては、リンタングステン酸、リンモリブデン酸、リンタングステンモリブデン酸、タンニン酸、ラウリン酸、没食子酸、フェリシアン化物、フェロシアン化物等が挙げられる。これら荷電制御剤は単独で用いられてもよく、2種類以上が併用されてもよい。 Specific examples of the charge control agent include urea derivatives, metal-containing salicylic acid compounds, quaternary ammonium salts, calixarene, silicon compounds, styrene-acrylic acid copolymers, styrene-methacrylic acid copolymers, and styrene. -Acrylic-sulfonic acid copolymer, non-metal carboxylic acid compound, modified product with nigrosine and fatty acid metal salt, 4 such as tributylbenzylammonium-1-hydroxy-4-naphthosulfonate, tetrabutylammonium tetrafluoroborate Quaternary ammonium salts and onium salts such as phosphonium salts and analogs thereof and lake pigments thereof, triphenylmethane dyes and lake pigments thereof, metal salts of higher fatty acids, dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, dicyclohexyltin oxide Diorganotin oxide such as id, dibutyltin tin borate, dioctyl tin borate, diorgano tin borate, and the like, such as dicyclohexyl tin borate, and the like. Examples of the lake agent used in the lake pigment include phosphotungstic acid, phosphomolybdic acid, phosphotungstic molybdic acid, tannic acid, lauric acid, gallic acid, ferricyanide, ferrocyanide, and the like. These charge control agents may be used alone or in combination of two or more.

上記荷電制御剤を含有するスペーサ粒子の極性は、上記荷電制御剤を適宜選択することにより設定され得る。すなわち、周囲の環境に応じて、スペーサ粒子を正に帯電させたり、負に帯電させたりすることができる。 The polarity of the spacer particles containing the charge control agent can be set by appropriately selecting the charge control agent. That is, the spacer particles can be positively charged or negatively charged depending on the surrounding environment.

上記帯電しやすい単量体成分を含む単量体を用いてスペーサ粒子を製造する方法としては、上述した単量体の中で、親水性官能基を有する単量体を組み合わせて用いる方法が挙げられる。これらの親水性官能基を有する単量体の中から適切な単量体を適宜選択して用いることにより、周囲の環境に応じて、スペーサ粒子を正に帯電させたり、負に帯電させたりすることができる。 Examples of a method for producing spacer particles using a monomer containing a monomer component that is easily charged include a method in which a monomer having a hydrophilic functional group is used in combination among the monomers described above. It is done. Depending on the surrounding environment, spacer particles can be positively charged or negatively charged by appropriately selecting and using appropriate monomers from these monomers having hydrophilic functional groups. be able to.

上記スペーサ粒子に帯電可能な表面処理を施す方法としては、例えば、特開平1−247154号公報に記載のように、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号公報又は特開平7−300587号公報に記載のように、スペーサ粒子表面の官能基と反応する化合物をスペーサ粒子表面に作用させて修飾する方法、特開平11−223821号公報又は特開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を修飾する方法、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等が挙げられる。これらの表面処理を施す際に、スペーサ粒子が帯電処理されるように適宜の方法が選択される。 As a method for performing a surface treatment capable of charging the spacer particles, for example, as described in JP-A-1-247154, a method of depositing a resin on the surface of spacer particles for modification, JP-A-9-113915 Alternatively, as described in JP-A-7-300587, a method in which a compound that reacts with a functional group on the surface of the spacer particle is allowed to act on the surface of the spacer particle, JP-A-11-223821 or JP-A-2003-295198 is used. As described in the publication, there are a method of modifying the surface by graft polymerization on the surface of the spacer particles, a method of forming a surface layer chemically bonded to the surface of the spacer particles, and the like. In performing these surface treatments, an appropriate method is selected so that the spacer particles are charged.

上記スペーサ粒子に帯電可能な表面処理を施す方法としては、液晶表示装置のセル中で、表面層が剥離して液晶に溶出することを防止するため、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好ましい。 As a method of performing a surface treatment capable of charging the spacer particles, a surface layer chemically bonded to the surface of the spacer particles in order to prevent the surface layer from peeling off and eluting into the liquid crystal in the cell of the liquid crystal display device. The method of forming is preferred.

上記のように、スペーサ粒子に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を高めることができる。また、スペーサ粒子を構成する単量体を適宜選択することにより、液晶表示素子において液晶の配向の乱れを抑制することができる。 As described above, the adhesion of the spacer particles to the substrate can be enhanced by subjecting the spacer particles to a surface treatment. In addition, by appropriately selecting the monomers constituting the spacer particles, it is possible to suppress the disorder of the alignment of the liquid crystal in the liquid crystal display element.

(スペーサ粒子分散液)
上記スペーサ粒子を分散し得る媒体中に、上述したスペーサ粒子を分散させることにより、スペーサ粒子分散液を得ることができる。
(Spacer particle dispersion)
By dispersing the above-described spacer particles in a medium in which the spacer particles can be dispersed, a spacer particle dispersion can be obtained.

本発明の液晶表示装置の製造方法では、上記スペーサ粒子分散液中に、媒体として沸点が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を少なくとも含有する。なお、本明細書において、「沸点」とは、1気圧下における沸点を言うものとする。 In the method for producing a liquid crystal display device of the present invention, the spacer particle dispersion contains at least a solvent X having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension at 20 ° C. of 42 mN / m or higher as a medium. In the present specification, “boiling point” refers to the boiling point under 1 atm.

上記スペーサ粒子分散液中の溶媒Xの配合割合は、後述するインクジェット装置の1つのノズルから1回で吐出されるスペーサ粒子分散液中に含まれる溶媒Xの量の下限が0.5ng、上限が15ngとなるように調整される。 The mixing ratio of the solvent X in the spacer particle dispersion is such that the lower limit of the amount of the solvent X contained in the spacer particle dispersion discharged at one time from one nozzle of the inkjet device described later is 0.5 ng, and the upper limit is It is adjusted to be 15 ng.

1回で吐出される溶媒Xの量が0.5ng未満となるように配合された場合には、基板にスペーサ粒子分散液が吐出された後、スペーサ粒子分散液を乾燥させるときにスペーサ粒子が寄り集まらず、非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子が配置され易くなる。1回で吐出される溶媒Xの量が15ngより多くなるように配合された場合には、基板にスペーサ粒子分散液が吐出された後、スペーサ粒子分散液を乾燥させるときに、例えば、70℃以上の高温下で乾燥させるか、又は、70℃未満の温度で長時間かけて乾燥させる必要がある。70℃以上の高温下で乾燥させる場合には、配向膜が損傷し易くなり、70℃未満の温度で長時間かけて乾燥させる場合には、例えば、乾燥に10分以上を要し生産効率が悪くなる。 In the case where the amount of the solvent X discharged at one time is less than 0.5 ng, the spacer particles are dispersed when the spacer particle dispersion is dried after the spacer particle dispersion is discharged onto the substrate. The spacer particles are not easily gathered, and the spacer particles are easily arranged in the region corresponding to the non-pixel region. When the amount of the solvent X discharged at one time is blended so as to be more than 15 ng, after the spacer particle dispersion is discharged onto the substrate, when the spacer particle dispersion is dried, for example, 70 ° C. It is necessary to dry under the above high temperature, or to dry over a long time at the temperature below 70 degreeC. When drying at a high temperature of 70 ° C. or higher, the alignment film is easily damaged. When drying at a temperature lower than 70 ° C. for a long time, for example, the drying takes 10 minutes or more and the production efficiency is high. Deteriorate.

上記溶媒Xは、スペーサ粒子を除くスペーサ粒子分散液中に1重量%以上含まれていることが好ましい。溶媒Xが1重量%未満であると、スペーサ粒子分散液が後述するインクジェット装置のノズルから安定に吐出できなかったり、スペーサ粒子が寄り集まりにくくなったりすることがある。常圧下で乾燥させる場合、より好ましい下限は5重量%、より好ましい上限は60重量%であり、更に好ましい下限は10重量%、更に好ましい上限は40重量%である。なお、基板上の非画素領域の面積が小さくスペーサ粒子分散液の吐出面積を小さくしたい場合には、上記溶媒Xの配合量の好ましい下限は70重量%、好ましい上限は90重量%である。また、スペーサ粒子がスペーサ分散液中で沈降しやすい場合、溶媒Xの含有割合の下限は80重量%、上限は100重量%の範囲であることが更に好ましい。
ここで、上記溶媒Xが1重量%以上含有されているスペーサ粒子分散液、すなわち、インクジェット装置を用いて液晶表示素子の基板上に吐出され、基板上にスペーサ粒子を配置するのに用いるスペーサ粒子分散液であって、沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒を少なくとも含有し、前記沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒が1重量%以上含有されているスペーサ粒子分散液もまた、本発明の1つである。
The solvent X is preferably contained in an amount of 1% by weight or more in the spacer particle dispersion excluding the spacer particles. If the solvent X is less than 1% by weight, the spacer particle dispersion may not be stably ejected from the nozzles of an ink jet apparatus described later, or the spacer particles may be difficult to gather. When drying under normal pressure, a more preferred lower limit is 5% by weight, a more preferred upper limit is 60% by weight, a still more preferred lower limit is 10% by weight, and a still more preferred upper limit is 40% by weight. When the area of the non-pixel region on the substrate is small and it is desired to reduce the discharge area of the spacer particle dispersion, the preferable lower limit of the amount of the solvent X is 70% by weight, and the preferable upper limit is 90% by weight. Further, when the spacer particles are likely to settle in the spacer dispersion, the lower limit of the content ratio of the solvent X is more preferably 80% by weight and the upper limit is preferably 100% by weight.
Here, a spacer particle dispersion containing 1% by weight or more of the solvent X, that is, spacer particles which are ejected onto a substrate of a liquid crystal display element using an ink jet apparatus and used to dispose the spacer particles on the substrate. A dispersion having at least a solvent having a boiling point of 200 ° C. or more and a surface tension of 42 mN / m or more, the solvent having a boiling point of 200 ° C. or more and a surface tension of 42 mN / m or more is 1 A spacer particle dispersion containing not less than wt% is also one aspect of the present invention.

上記溶媒Xの沸点が200℃未満であると、後述するインクジェット装置のノズルの先端でスペーサ粒子分散液が乾燥し易く、ノズルの目詰まりが生じ易くなる。なお、沸点が180℃未満の溶媒のみを含むスペーサ粒子分散液では、ノズルの目詰まりがより一層生じ易くなる。また、沸点が200℃未満である溶媒は粘度、比重が低いため、沸点が200℃以上の溶媒を含まない場合には、スペーサ粒子分散液の粘度を適度な範囲とすることが困難である。また、沸点が200℃未満の溶媒のみを含むスペーサ粒子分散液では、スペーサ粒子が沈降し易くなる。 When the boiling point of the solvent X is less than 200 ° C., the spacer particle dispersion is easily dried at the tip of the nozzle of the ink jet apparatus described later, and the nozzle is easily clogged. In the spacer particle dispersion containing only the solvent having a boiling point of less than 180 ° C., nozzle clogging is more likely to occur. Moreover, since the solvent whose boiling point is less than 200 degreeC has a low viscosity and specific gravity, when the solvent whose boiling point is 200 degreeC or more is not included, it is difficult to make the viscosity of a spacer particle dispersion into an appropriate range. Further, in the spacer particle dispersion containing only the solvent having a boiling point of less than 200 ° C., the spacer particles are likely to settle.

上記溶媒Xの表面張力が42mN/m未満であると、基板にスペーサ粒子分散液が吐出された後、スペーサ粒子分散液を乾燥させるときにスペーサ粒子が寄り集まらず、非画素領域にスペーサ粒子が配置され易くなる。 When the surface tension of the solvent X is less than 42 mN / m, after the spacer particle dispersion is discharged onto the substrate, the spacer particles do not gather when the spacer particle dispersion is dried, and the spacer particles do not gather in the non-pixel region. It becomes easy to arrange.

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ましく用いられる。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ましく用いられる。溶媒Xとして、上述した溶媒が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. As the solvent X, the above-described solvents may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

上記スペーサ粒子分散液中には、上記溶媒X以外に、例えばノズルから吐出される温度において液体である各種溶媒が含まれていてもよい。なかでも、水溶性又は親水性の溶媒が好ましい。インクジェット装置には、水系媒体用のノズルが用いられることがある。水系媒体用のノズルが用いられる場合には、スペーサ粒子分散液の媒体として疎水性の強い溶媒を用いると、ノズルを構成する部材中に溶媒が侵入したり、部材を接着している接着剤の一部が溶媒に溶解することがある。よって、水系媒体用のノズルが用いられる場合には、スペーサ粒子分散液中には、水溶性又は親水性の溶媒が含まれていることが好ましい。 In the spacer particle dispersion liquid, in addition to the solvent X, for example, various solvents that are liquid at a temperature discharged from a nozzle may be included. Of these, a water-soluble or hydrophilic solvent is preferable. A nozzle for an aqueous medium may be used in an ink jet apparatus. When a nozzle for an aqueous medium is used, if a highly hydrophobic solvent is used as the medium for the spacer particle dispersion liquid, the solvent penetrates into the member constituting the nozzle or the adhesive that adheres the member. Some may dissolve in the solvent. Therefore, when a nozzle for an aqueous medium is used, it is preferable that the spacer particle dispersion contains a water-soluble or hydrophilic solvent.

上記水溶性又は親水性の溶媒としては、水の他、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−ヘキサノール、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;グリコール類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;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;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又はそのエーテル誘導体、アセテート誘導体、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、スルフォラン、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フォン、ビス−β−ヒドロキシエチルウレア、N,N−ジエチルエタノールアミン、アビエチノール、ジアセトンアルコール、尿素等が挙げられる。 Examples of the water-soluble or hydrophilic solvent include water, ethanol, n-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 1-hexanol, 1-methoxy-2-propanol, furfuryl alcohol, tetrahydro Monoalcohols such as furfuryl alcohol, multimers of ethylene glycol such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, and tetraethylene glycol; multimers of propylene glycol such as propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, and tetrapropylene glycol Lower monoalkyl ethers of glycols such as monomethyl ether, monoethyl ether, monoisopropyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether; Lower dialkyl ethers such as ter, diethyl ether, diisopropyl ether and dipropyl ether; alkyl esters such as monoacetate and diacetate, 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- Diols such as pentanediol, 2,5-hexanediol, 1,6-hexanediol, neopentylglycol, ether derivatives of diols, acetate derivatives of diols, glycerin, 1,2,4-butanetriol, 1, 2,6-hexanetriol, 1,2,5-pentanetriol, tri Polyhydric alcohols such as tyrolpropane, trimethylolethane, pentaerythritol or ether derivatives thereof, acetate derivatives, 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 Bis-β-hydroxyethyl sulfone, bis-β-hydroxyethyl urea, N, N-diethylethanolamine, abiethinol, diacetone alcohol, urea and the like.

上記スペーサ粒子分散液は、沸点が150℃以上である溶媒を含むことが好ましい。更に、沸点が150℃以上、かつ、表面張力が30mN/m以上である溶媒を含むことがより好ましい。沸点が150℃以上、かつ、表面張力が30mN/m以上である溶媒を含むと、後述する後退接触角(θr)を大きくすることができる。また、沸点が150℃以上、かつ、表面張力が30mN/m以上である溶媒を含むと、基板にスペーサ粒子分散液を吐出し着弾させたときの液滴径が小さくなるため、液滴の拡がりが生じ難い。更に、液滴の着弾中心に向かってスペーサ粒子が移動し易くなる。よって、基板にスペーサ粒子を高精度に配置することができる。 The spacer particle dispersion preferably contains a solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher. Furthermore, it is more preferable to include a solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and a surface tension of 30 mN / m or higher. When a solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and a surface tension of 30 mN / m or higher is included, the receding contact angle (θr) described later can be increased. In addition, if a solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and a surface tension of 30 mN / m or higher is included, the droplet diameter when the spacer particle dispersion is discharged and landed on the substrate is reduced, so that the droplet spreads. Is unlikely to occur. Furthermore, the spacer particles can easily move toward the landing center of the droplet. Therefore, the spacer particles can be arranged on the substrate with high accuracy.

上記スペーサ粒子分散液の表面張力は、好ましい下限が25mN/m、好ましい上限が50mN/mである。上記スペーサ粒子分散液の表面張力が25mN/mより低いと、基板にスペーサ粒子分散液を吐出し着弾させたときの液滴径が大きくなりすぎることがあり、また、インクジェット装置のヘッドのノズル面が濡れたりして吐出状態が不安定になることがある。50mN/mを超えると、ヘッドにスペーサ分散液を充填する際、インクジェット装置のヘッド内のインク室に、気泡が残存しやすく吐出しなくなる等の不具合が生じることがある。但し、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(例えば、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良くぬらす溶剤で充填し、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分散液で流路、ヘッド内を置換できる場合は、このように設備上・工程上手間がかかるものの、50mN/mを超えるスペーサ分散液でも吐出可能となる。
スペーサ粒子分散液の表面張力は、上述した溶媒を適宜組み合わせることにより調整される。
A preferable lower limit of the surface tension of the spacer particle dispersion is 25 mN / m, and a preferable upper limit is 50 mN / m. When the surface tension of the spacer particle dispersion is lower than 25 mN / m, the droplet diameter may be too large when the spacer particle dispersion is discharged and landed on the substrate, and the nozzle surface of the head of the inkjet apparatus May become wet and the discharge state may become unstable. If it exceeds 50 mN / m, when the head is filled with the spacer dispersion liquid, there may be a problem that bubbles are likely to remain in the ink chamber in the head of the ink jet apparatus and cannot be discharged. However, 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 (for example, SUS, ceramic, glass, etc.) and / or before filling with the spacer dispersion liquid, 2- If the surface of the flow path and head can be replaced with a spacer dispersion liquid after filling the ink chamber with a solvent that has a low surface tension, such as propanol, and thoroughly removing the bubbles, and then avoiding the inclusion of bubbles. Although it takes time for equipment and processes, even a spacer dispersion liquid exceeding 50 mN / m can be discharged.
The surface tension of the spacer particle dispersion is adjusted by appropriately combining the solvents described above.

上記スペーサ粒子分散液の表面張力を50mN/m以下とするために、スペーサ粒子分散液の溶媒は、上記溶媒X等に加えて、沸点が150℃未満の溶媒を更に含むことがより好ましい。沸点が70℃以上、100℃未満の溶媒を含むことが更に好ましい。 In order to set the surface tension of the spacer particle dispersion to 50 mN / m or less, it is more preferable that the solvent of the spacer particle dispersion further includes a solvent having a boiling point of less than 150 ° C. in addition to the solvent X and the like. More preferably, it contains a solvent having a boiling point of 70 ° C or higher and lower than 100 ° C.

上記沸点が150℃未満の溶媒としては、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いし、2種類以上が併用されてもよい。この中では、2−プロパノールが最も好ましい。 Examples of the solvent having a boiling point of less than 150 ° C. include lower monoalcohols such as ethanol, n-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, and tert-butanol, and acetone. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, 2-propanol is most preferred.

上記沸点が150℃未満の溶媒は、上記スペーサ分散液を基板上に吐出した後、乾燥させる際に比較的低い温度で揮発する。特に、上記スペーサ分散液においては、配向膜に溶媒が高温で接触すると配向膜を汚染して液晶表示装置の表示品質を損なうため、乾燥温度をあまり高くすることができない。従って、上記沸点が150℃未満の溶媒を用いることが好ましい。但し、上記沸点が150℃未満の溶媒が室温で揮散しやすいと、上記スペーサ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スペーサ分散液が乾燥しやすくなって、インクジェット吐出性が損なわれたりするので、室温で揮散しやすい溶媒は好ましくない。 The solvent having a boiling point of less than 150 ° C. volatilizes at a relatively low temperature when the spacer dispersion liquid is discharged onto the substrate and then dried. In particular, in the spacer dispersion liquid, when the solvent contacts the alignment film at a high temperature, the alignment film is contaminated and the display quality of the liquid crystal display device is impaired. Therefore, the drying temperature cannot be increased too much. Therefore, it is preferable to use a solvent having a boiling point of less than 150 ° C. However, if the solvent having a boiling point of less than 150 ° C. is likely to evaporate at room temperature, aggregated particles are likely to be generated during the production or storage of the spacer dispersion, and the spacer dispersion near the nozzles of the inkjet device is likely to be dried. Thus, since the inkjet dischargeability is impaired, a solvent that easily volatilizes at room temperature is not preferable.

基板に吐出されたスペーサ粒子分散液を乾燥させる温度が高温であると、配向膜が損傷し、液晶表示装置の表示画質が劣化することがあるが、上記沸点が150℃未満である溶媒を使用することにより、乾燥温度を低くでき、配向膜の損傷を防ぐことができる。 If the temperature at which the spacer particle dispersion discharged on the substrate is dried is high, the alignment film may be damaged and the display image quality of the liquid crystal display device may be deteriorated. However, a solvent having a boiling point of less than 150 ° C. is used. By doing so, the drying temperature can be lowered and the alignment film can be prevented from being damaged.

スペーサ粒子を除くスペーサ粒子分散液100重量部に対して、沸点が150℃未満である溶媒の含有量の好ましい下限は1.5重量部、好ましい上限は50重量部である。1.5重量部未満であると、乾燥速度が遅くなり、液晶表示装置の生産効率が低下することがある。50重量部を超えると、インクジェット装置のノズルの先端でスペーサ粒子分散液が乾燥し易くなり、更に、スペーサ粒子分散液を製造する際や、スペーサ粒子分散液を保管している際にスペーサ粒子分散液が乾燥し、スペーサ粒子が凝集することがある。 The preferable lower limit of the content of the solvent having a boiling point of less than 150 ° C. is 1.5 parts by weight and the preferable upper limit is 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the spacer particle dispersion excluding the spacer particles. If it is less than 1.5 parts by weight, the drying rate may be slow, and the production efficiency of the liquid crystal display device may be reduced. When the amount exceeds 50 parts by weight, the spacer particle dispersion is easily dried at the tip of the nozzle of the ink jet apparatus. Further, when the spacer particle dispersion is manufactured or the spacer particle dispersion is stored, the spacer particle dispersion is dispersed. The liquid may dry and the spacer particles may agglomerate.

上記沸点が150℃未満である溶媒は、20℃における表面張力が28mN/m未満であることが好ましく、25mN/m以下であることがより好ましい。溶媒の表面張力が28mN/m以上であると、スペーサ粒子分散液の表面張力が高くなり、インクジェット装置のノズルの接液部分の表面張力によっては、吐出性が悪くなることがある。 The solvent having a boiling point of less than 150 ° C. preferably has a surface tension at 20 ° C. of less than 28 mN / m, more preferably 25 mN / m or less. When the surface tension of the solvent is 28 mN / m or more, the surface tension of the spacer particle dispersion increases, and depending on the surface tension of the liquid contact portion of the nozzle of the ink jet apparatus, the discharge performance may be deteriorated.

上記スペーサ粒子分散液が、沸点150℃未満、表面張力が28mN/m未満である溶媒を含むと、後述するインクジェット装置にスペーサ粒子分散液を導入し易くなり、吐出する際には吐出性が向上する。 When the spacer particle dispersion liquid contains a solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension of less than 28 mN / m, the spacer particle dispersion liquid can be easily introduced into an ink jet apparatus described later, and the discharge property is improved when discharging. To do.

上記スペーサ粒子分散液を乾燥させる際には、沸点が低い溶媒が先に揮発する。沸点が低い溶媒が先に揮発することにより、残存しているスペーサ粒子分散液における溶媒Xの比率が高くなる。溶媒Xの比率が高くなると、残存しているスペーサ粒子分散液の表面張力がより一層高くなり、スペーサ粒子が着弾地点中心に向かって移動し易くなる。 When the spacer particle dispersion is dried, the solvent having a low boiling point is volatilized first. When the solvent having a low boiling point volatilizes first, the ratio of the solvent X in the remaining spacer particle dispersion increases. When the ratio of the solvent X is increased, the surface tension of the remaining spacer particle dispersion is further increased, and the spacer particles are easily moved toward the landing point center.

スペーサ粒子分散液の20℃における粘度の好ましい下限は5mPa・sより大きく、好ましい上限は20mPa・s未満であることが好ましい。粘度が5mPa・s以下であると、上記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より沈降し易くなる。粘度が20mPa・s以上であると、ノズルからスペーサ粒子分散液を吐出する際に、吐出量の制御が困難なことがある。吐出性を制御するためには、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。 The preferred lower limit of the viscosity at 20 ° C. of the spacer particle dispersion is greater than 5 mPa · s, and the preferred upper limit is preferably less than 20 mPa · s. When the viscosity is 5 mPa · s or less, the spacer particles dispersed in the spacer particle dispersion liquid are likely to settle over time. When the viscosity is 20 mPa · s or more, it may be difficult to control the discharge amount when the spacer particle dispersion is discharged from the nozzle. In order to control the discharge properties, it may be necessary to warm the spacer particle dispersion excessively.

スペーサ粒子分散液の20℃における比重の好ましい下限は1.00g/cmである。1.00g/cm未満であると、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より沈降し易くなる。 The preferable lower limit of the specific gravity at 20 ° C. of the spacer particle dispersion is 1.00 g / cm 3 . If it is less than 1.00 g / cm 3 , the spacer particles dispersed in the spacer particle dispersion liquid easily settle out over time.

上記スペーサ粒子分散液の沈降速度の好ましい下限は150分以上である。上記沈降速度とは、内径φ5mmの試験管にスペーサ粒子分散液を高さ10cmとなるように導入した後、静置したときに、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。 A preferable lower limit of the sedimentation rate of the spacer particle dispersion is 150 minutes or more. The above settling velocity means that when a spacer particle dispersion 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 standing, the deposition of spacer particles is visually confirmed on the bottom of the test tube. Of time.

上記スペーサ粒子分散液の沈降速度が150分以上であると、スペーサ粒子分散液をインクジェット装置に導入した後からスペーサ粒子分散液を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、スペーサ粒子分散液を安定に吐出することができる。 When the settling speed of the spacer particle dispersion is 150 minutes or more, it is difficult for the spacer particles to settle after the spacer particle dispersion is introduced into the ink jet apparatus and before the spacer particle dispersion is discharged. Therefore, it is possible to stably discharge the spacer particle dispersion using the ink jet apparatus.

基板上に吐出された際に、スペーサ粒子分散液の基板に対する後退接触角(θr)は5度以上であることが好ましい。後退接触角が5度以上であると、基板に吐出したスペーサ粒子分散液を乾燥させるときに、スペーサ粒子分散液の着弾中心に向かって液滴が縮小し易くなる。また、1つの液滴中に複数のスペーサ粒子が含まれている場合でも、着弾中心に向かってスペーサ粒子が寄り集まり易くなる。 When discharged onto the substrate, the receding contact angle (θr) of the spacer particle dispersion with respect to the substrate is preferably 5 degrees or more. When the receding contact angle is 5 degrees or more, when the spacer particle dispersion discharged onto the substrate is dried, the droplets are easily reduced toward the landing center of the spacer particle dispersion. Further, even when a plurality of spacer particles are included in one droplet, the spacer particles tend to gather toward the landing center.

後退接触角とは、基板上に吐出されたスペーサ粒子分散液が基板上に着弾した後、乾燥させるまでの過程で、基板上に着弾したスペーサ粒子分散液の着弾径が小さくなり始めたとき、すなわち液滴が縮小し始めたときの接触角、又は液滴の揮発成分の内80〜95重量%が揮発した際の接触角をいう。 The receding contact angle is a process in which the spacer particle dispersion discharged on the substrate lands on the substrate and then dries, and when the landing diameter of the spacer particle dispersion that has landed on the substrate starts to decrease, That is, the contact angle when the droplet starts to shrink or the contact angle when 80 to 95% by weight of the volatile component of the droplet is volatilized.

後退接触角を5度以上にする方法としては、上述したスペーサ粒子分散液の溶媒の組成を調整する方法、又は、基板を表面処理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 solvent composition of the spacer particle dispersion described above, a method of surface-treating the substrate, and the like.

上記スペーサ粒子分散液の溶媒の組成を調整する際には、後退接触角が5度以上である溶媒を単独で用いてもよいし、2種以上の溶媒を併用してもよい。2種以上の溶媒を混合して用いると、スペーサ粒子の分散性、スペーサ粒子分散液を用いるときの作業性、スペーサ粒子分散液の乾燥速度等を容易に調整することができる。 When adjusting the composition of the solvent of the spacer particle dispersion, a solvent having a receding contact angle of 5 degrees or more may be used alone, or two or more kinds of solvents may be used in combination. When two or more solvents are mixed and used, the dispersibility of the spacer particles, the workability when using the spacer particle dispersion, the drying speed of the spacer particle dispersion, and the like can be easily adjusted.

上記2種以上の溶媒が混合して用いられる場合には、混合される溶媒の中で最も沸点の高い溶媒の後退接触角が5度以上であることが好ましい。最も沸点の高い溶媒の後退接触角が5度未満であると、乾燥過程において最も沸点の高い溶媒が残留することになるが、この場合スペーサ粒子分散液の液滴径が大きくなり、基板上で液滴が拡がり易くなる。また、着弾中心に向かってスペーサ粒子が寄り集まり易くなる。 When the two or more solvents are mixed and used, the receding contact angle of the solvent having the highest boiling point among the mixed solvents is preferably 5 degrees or more. When the receding contact angle of the solvent having the highest boiling point is less than 5 degrees, the solvent having the highest boiling point remains in the drying process. In this case, the droplet diameter of the spacer particle dispersion becomes large, and on the substrate. Droplets are easy to spread. In addition, the spacer particles tend to gather toward the landing center.

上記後退接触角は、スペーサ粒子分散液が基板に着弾した直後の初期の接触角に比べて小さくなる傾向にある。初期の接触角では、スペーサ粒子分散液を構成する溶媒が基板表面に充分接触していない状態であるが、後退接触角では、溶媒が基板表面に充分接触しているためと考えられる。後退接触角が初期の接触角に対して著しく低い場合には、溶媒によって配向膜が損傷を受けていることがある。 The receding contact angle tends to be smaller than the initial contact angle immediately after the spacer particle dispersion has landed on the substrate. At the initial contact angle, the solvent constituting the spacer particle dispersion is not sufficiently in contact with the substrate surface, but at the receding contact angle, the solvent is sufficiently in contact with the substrate surface. When the receding contact angle is significantly lower than the initial contact angle, the alignment film may be damaged by the solvent.

上記スペーサ分散液の基板に対する初期の接触角の好ましい下限は10度、好ましい上限は110度である。10度未満であると、基板上に吐出されたスペーサ粒子分散液が基板上に拡がり、スペーサ粒子の配置間隔が大きくなることがある。初期の接触角が110度より大きいと、基板上を液滴が移動し易くなり、配置精度が低くなったり、スペーサ粒子と基板との密着性が悪くなったりすることがある。 The preferable lower limit of the initial contact angle of the spacer dispersion liquid with respect to the substrate is 10 degrees, and the preferable upper limit is 110 degrees. If it is less than 10 degrees, the spacer particle dispersion liquid discharged on the substrate spreads on the substrate, and the arrangement interval of the spacer particles may increase. If the initial contact angle is larger than 110 degrees, the droplets are likely to move on the substrate, and the placement accuracy may be lowered, or the adhesion between the spacer particles and the substrate may be deteriorated.

インクジェット装置のノズルから吐出されるときのスペーサ粒子分散液の粘度の好ましい下限は0.5mPa・s、好ましい上限は15mPa・sである。吐出されるときのスペーサ粒子分散液の粘度が、0.5mPa・s未満であると、吐出量を制御することが困難なことがあり、15mPa・sを超えると、吐出が困難なことがある。より好ましい下限は5mPa・s、より好ましい上限は10mPa・sである。
また、上記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をペルチェ素子や冷媒等を用いて冷却したり、ヒーター等で加温することで、吐出されるときのスペーサ粒子分散液の温度を−5℃から50℃の範囲に調整することが好ましい。
The preferable lower limit of the viscosity of the spacer particle dispersion when discharged from the nozzle of the ink jet apparatus is 0.5 mPa · s, and the preferable upper limit is 15 mPa · s. When the viscosity of the spacer particle dispersion when discharged is less than 0.5 mPa · s, it may be difficult to control the discharge amount, and when it exceeds 15 mPa · s, it may be difficult to discharge. . A more preferred lower limit is 5 mPa · s, and a more preferred upper limit is 10 mPa · s.
Further, when discharging the spacer particle dispersion, the temperature of the spacer particle dispersion at the time of discharge is reduced by cooling the nozzle of the ink jet apparatus using a Peltier element or a refrigerant, or by heating with a heater or the like. Is preferably adjusted in the range of −5 ° C. to 50 ° C.

上記スペーサ粒子分散液中のスペーサ粒子の固形分濃度の好ましい下限は0.01重量%、好ましい上限は5重量%である。0.01重量%未満であると、吐出された液滴中にスペーサ粒子が含まれないことがあり、5重量%を超えると、インクジェット装置のノズルが目詰まりしやすくなり、また吐出された液滴中に含まれるスペーサ粒子の数が多すぎて、乾燥過程でスペーサ粒子が移動し難くなる。より好ましい下限は0.2重量%、より好ましい上限は2重%である。
なお、スペーサ粒子分散液中のスペーサ粒子の固形分濃度は、基板上に配置されるスペーサ粒子の配置個数により適宜設定される。
The preferable lower limit of the solid content concentration of the spacer particles in the spacer particle dispersion is 0.01% by weight, and the preferable upper limit is 5% by weight. When the amount is less than 0.01% by weight, spacer particles may not be included in the discharged droplets. When the amount exceeds 5% by weight, the nozzles of the inkjet device are likely to be clogged, and the discharged liquid The number of spacer particles contained in the droplet is too large, making it difficult for the spacer particles to move during the drying process. A more preferred lower limit is 0.2% by weight, and a more preferred upper limit is double%.
The solid content concentration of the spacer particles in the spacer particle dispersion is appropriately set depending on the number of spacer particles arranged on the substrate.

上記スペーサ粒子は、上記スペーサ粒子分散液中に単粒子状に分散されていることが好ましい。スペーサ粒子分散液中に凝集したスペーサ粒子が存在すると、吐出精度が低下したり、インクジェット装置のノズルが目詰まりすることがある。 The spacer particles are preferably dispersed in the form of single particles in the spacer particle dispersion. If aggregated spacer particles are present in the spacer particle dispersion, the discharge accuracy may be reduced and the nozzles of the ink jet apparatus may be clogged.

本発明では、本発明の効果を阻害しない範囲で、スペーサ粒子分散液中に接着性を付与するための接着成分が添加されていてもよい。更に、スペーサ粒子の分散性を高めたり、表面張力や粘度等の物理的な特性を制御して吐出精度を高めたり、乾燥時のスペーサ粒子の移動性能を高めるために、各種の界面活性剤、粘性調整剤などがスペーサ粒子分散液に添加されていてもよい。 In the present invention, an adhesive component for imparting adhesiveness may be added to the spacer particle dispersion as long as the effects of the present invention are not impaired. Furthermore, in order to increase the dispersibility of the spacer particles, control the physical properties such as surface tension and viscosity to increase the discharge accuracy, and improve the movement performance of the spacer particles during drying, various surfactants, A viscosity modifier or the like may be added to the spacer particle dispersion.

ここで、上記スペーサ粒子分散液は、上述した溶剤を含有するものであるが、該溶剤の組成は、後述するインクジェット装置のヘッド内のインク室の状態等に合わせて適宜組み合わせて調整することが好ましい。 Here, the spacer particle dispersion liquid contains the above-mentioned solvent, and the composition of the solvent can be adjusted by appropriately combining in accordance with the state of the ink chamber in the head of the inkjet device described later. preferable.

更に、上記スペーサ粒子分散液は、上述した通り溶剤として上述した溶媒Xを含有するが、表面張力が高い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℃未満で表面張力が28mN/m未満の溶剤が好ましい下限が2重量%、好ましい上限が40重量%(更に好ましい下限は5重量%、更に好ましい上限は20重量%)と、上記沸点が150℃以上で表面張力が30mN/m以上の溶剤が好ましい下限が0重量%、好ましい上限が95重量%(更に好ましい下限は40重量%、更に好ましい上限は90重量%)と、上記溶媒Xが好ましい下限が1重量%、好ましい上限が96重量%(更に好ましい下限は3重量%、更に好ましい上限は40重量%)と、水が好ましい下限が0重量%、好ましい上限が60重量%(更に好ましい下限は5重量%、更に好ましい上限は40重量%)との組み合わせが挙げられる。更に好ましくは、上記沸点が150℃以上で表面張力が30mN/m以上の溶剤と溶媒Xとを足した割合は、30〜96重量%(更に好ましくは40〜90重量%)、かつ、上記沸点が150℃未満で表面張力が28mN/m未満の溶剤と水とを足した割合は、4〜70重量%(更に好ましくは6〜55重量%)である。
上記沸点が150℃未満で表面張力が28mN/m未満の溶剤が2重量%未満であると、上記スペーサ粒子分散液の表面張力が高くなりすぎ、スペーサ粒子分散液をヘッドの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、上記スペーサ粒子分散液の表面張力が低くなりすぎ、スペーサ粒子分散液を基板上に吐出した際、基板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基板上で寄り集まりにくくなったりする問題が発生する。
また、水と沸点が150℃未満で表面張力が28mN/m未満の溶剤とを加えた量が4重量%未満であると、上記スペーサ粒子分散液の粘度が高すぎ、インクジェットヘッドより吐出しづらくなる(駆動電圧が高く成りすぎる)問題が発生することがあり、70重量%を超えると、上記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。
上記溶媒Xが1重量%未満であると、表面張力が高い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し、96重量%を超えると、基板上に着弾した上記スペーサ粒子分散液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。
Further, the spacer particle dispersion contains the solvent X described above as a solvent as described above. When spacer particles are gathered even on a substrate having a high surface tension, a preferable combination of the solvents is, for example, A solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension of less than 28 mN / m has a preferred lower limit of 2% by weight, a preferred upper limit of 40% by weight (a further preferred lower limit is 5% by weight, and a more preferred upper limit is 20% by weight). A solvent having a surface tension of 30 mN / m or more is preferably 0% by weight, a preferred upper limit is 95% by weight (a further preferred lower limit is 40% by weight, a further preferred upper limit is 90% by weight), and the solvent X However, the preferred lower limit is 1% by weight, the preferred upper limit is 96% by weight (the more preferred lower limit is 3% by weight, the more preferred upper limit is 40% by weight), and water is preferred. The lower limit is 0% by weight and the desirable upper limit is 60 wt% (more preferred lower limit is 5% by weight, still more preferred upper limit 40% by weight), and the combination of. More preferably, the ratio of the solvent having the boiling point of 150 ° C. or more and the surface tension of 30 mN / m or more and the solvent X is 30 to 96% by weight (more preferably 40 to 90% by weight), and the boiling point is Is less than 150 ° C., and the ratio of the solvent having a surface tension of less than 28 mN / m and water is 4 to 70% by weight (more preferably 6 to 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 is less than 2% by weight, the surface tension of the spacer particle dispersion becomes too high, and the ink is introduced when the spacer particle dispersion is introduced into the head. There is a high probability that bubbles will remain in the chamber, causing a problem of nozzles that do not discharge. If it exceeds 40% by weight, the surface tension of the spacer particle dispersion becomes too low, and when the spacer particle dispersion is discharged onto the substrate, the landing diameter of the droplets that have landed on the substrate becomes large, and the spacer particles are on the substrate. There are problems that make it difficult to get together.
Further, if the amount of water and a solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension of less than 28 mN / m is less than 4% by weight, the spacer particle dispersion is too viscous to be ejected from the inkjet head. (When the driving voltage becomes too high), the viscosity of the spacer particle dispersion becomes too low, and the discharge stability, particularly the stability in the high frequency driving state is low. Problems may occur.
If the solvent X is less than 1% by weight, there is a problem that the spacer particles are difficult to gather on the substrate having a high surface tension. If the solvent X exceeds 96% by weight, the spacer particle dispersion liquid droplets landed on the substrate. There is a problem that it takes a long time to dry the film, resulting in a decrease in productivity, or a problem that the alignment film needs to be heated at a high temperature and the alignment film is likely to be damaged.

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、上記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良くぬらす溶剤で充填し、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上記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、例えば、上記沸点が150℃未満で表面張力が28mN/m未満の溶剤は2重量%未満で配合されることが好ましく、上記沸点が150℃以上で表面張力が30mN/m以上の溶剤が好ましい下限が0重量%、好ましい上限が95重量%(更に好ましい下限は40重量%、更に好ましい上限は90重量%)と、上記溶媒Xが好ましい下限が1重量%、好ましい上限が96重量%(更に好ましい下限は3重量%、更に好ましい上限は40重量%)と、水が好ましい下限が4重量%、好ましい上限が70重量%(更に好ましい下限は6重量%、更に好ましい上限は55重量%)との組み合わせが挙げられる。
更に好ましくは、上記溶媒Xと沸点が150℃以上で表面張力が30mN/m以上の溶剤とを足した割合は、30〜96重量(更に好ましくは40〜90重量%)、かつ、上記沸点が150℃未満で表面張力が28mN/m未満の溶剤と水とを足した割合は、4〜70重量%(更に好ましくは6〜55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、水が4重量%未満であると、上記スペーサ粒子分散液の粘度が高すぎインクジェット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、上記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。
上記溶媒Xが1重量%未満であると、表面張力が高い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し、96重量%を超えると、基板上に着弾した上記スペーサ粒子分散液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 before filling with the spacer particle dispersion liquid. When the surface of the flow path and the head can be replaced with the spacer particle dispersion liquid after the bubbles are sufficiently removed after filling with a solvent having a low surface tension, such as 2-propanol, which sufficiently wets the ink chamber. As a preferable combination of the above solvents, for example, a solvent having a boiling point of less than 150 ° C. and a surface tension of less than 28 mN / m is preferably blended at less than 2% by weight, and the boiling point of 150 ° C. or more and the surface tension is preferably A lower limit of a solvent of 30 mN / m or more is preferably 0% by weight, and a preferable upper limit is 95% by weight (a more preferable lower limit is 40% by weight, and a more preferable upper limit is 90% by weight. The lower limit of the solvent X is preferably 1% by weight, the preferable upper limit is 96% by weight (the more preferable lower limit is 3% by weight, and the more preferable upper limit is 40% by weight), A combination with 70% by weight (more preferable lower limit is 6% by weight, and further preferable upper limit is 55% by weight).
More preferably, the ratio of the solvent X and the solvent having a boiling point of 150 ° C. or higher and a surface tension of 30 mN / m or higher is 30 to 96% (more preferably 40 to 90% by weight), and the boiling point is The ratio of a solvent having a surface tension of less than 150 ° C. and a surface tension of less than 28 mN / m and water is 4 to 70% by weight (more preferably 6 to 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 is too high, making it difficult to eject from the inkjet head (driving voltage becomes too high). In some cases, if it exceeds 70% by weight, the viscosity of the spacer particle dispersion becomes too low, which may cause a problem that the discharge stability, particularly the stability in a high frequency driving state, is lowered.
If the solvent X is less than 1% by weight, there is a problem that the spacer particles are difficult to gather on the substrate having a high surface tension. If the solvent X exceeds 96% by weight, the spacer particle dispersion liquid droplets landed on the substrate. There is a problem that it takes a long time to dry the film, resulting in a decrease in productivity, or a problem that the alignment film needs to be heated at a high temperature and the alignment film is likely to be damaged.

また、上記スペーサ粒子分散液は、接着剤を含有することが好ましい。
上記接着剤は、基板上に着弾した上記スペーサ粒子分散液が乾燥する過程において接着力を発揮し、スペーサ粒子をより強固に基板に固着させる役割を有するものである。上記スペーサ分散液が上記接着剤を含有することで、乾燥時に短時間で効果的にスペーサ粒子を寄せ集めるという上述した効果に加え、配置したスペーサ粒子を強固に基板に固着できることとなる。
上記接着剤は、上記スペーサ粒子分散液中に溶解していてもよいし、分散していてもよい。上記接着剤が分散している場合、その分散径は、スペーサ粒子の粒径の10%以下であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the said spacer particle dispersion liquid contains an adhesive agent.
The adhesive exhibits a bonding force in the process of drying the spacer particle dispersion liquid landed on the substrate, and has a role of firmly fixing the spacer particles to the substrate. When the spacer dispersion liquid contains the adhesive, in addition to the above-described effect of collecting the spacer particles effectively in a short time during drying, the arranged spacer particles can be firmly fixed to the substrate.
The adhesive may be dissolved or dispersed in the spacer particle dispersion. When the adhesive is dispersed, the dispersion diameter is preferably 10% or less of the particle diameter of the spacer particles.

上記接着剤は、スペーサ粒子のギャップ保持能力を損なわないように、非常に柔軟な、すなわち、(硬化後の)弾性率がスペーサ粒子に比較して低いものが好適である。
上記接着剤としては、ガラス転移点が150℃以下である熱可塑性樹脂;溶剤の気散により固化する樹脂;熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、光熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂等が挙げられる。なお、上記接着剤は、なかでも、低分子量のものが好適に用いられる。
The adhesive is preferably very flexible, that is, has a lower elastic modulus (after curing) than the spacer particles so as not to impair the gap retention capability of the spacer particles.
Examples of the adhesive include thermoplastic resins having a glass transition point of 150 ° C. or lower; resins that are solidified by the diffusion of solvent; curable resins such as thermosetting resins, photocurable resins, and photothermosetting resins. It is done. Of these adhesives, those having a low molecular weight are preferably used.

上記ガラス転移点が150℃以下である熱可塑性樹脂は、基板を熱圧着する際の熱により溶融又は軟化して接着力を発揮し、スペーサ粒子を基板に強固に固定させることができる。
上記ガラス転移点が150℃以下である熱可塑性樹脂は、配向膜溶剤に溶解しないものであることが好ましく、また、配向膜を溶解しないものであることが好ましい。配向膜溶剤に溶解したり、配向膜を溶解したりする熱可塑性樹脂を用いた場合、液晶汚染の原因となることがある。
The thermoplastic resin having a glass transition point of 150 ° C. or lower can be melted or softened by heat at the time of thermocompression bonding of the substrate to exert an adhesive force and firmly fix the spacer particles to the substrate.
The thermoplastic resin having a glass transition point of 150 ° C. or lower is preferably one that does not dissolve in the alignment film solvent, and preferably one that does not dissolve the alignment film. When a thermoplastic resin that dissolves in the alignment film solvent or dissolves the alignment film is used, it may cause liquid crystal contamination.

上記ガラス転移点が150℃以下であり、かつ、配向膜溶剤に溶解したり、配向膜を溶解したりしない熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、例えば、ポリ(メタ)アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、セルロース樹脂;ポリブタジエン、ポリブチレン等のポリオレフィン樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン等のポリビニル樹脂;ポリアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられる。また、スチレン−ブタジエン−スチレン樹脂等の共重合体において、モノマー成分を調整したりしてガラス転移点が150℃以下となるものも用いることができる。 The glass transition point is 150 ° C. or lower, and is not particularly limited as a thermoplastic resin that does not dissolve in the alignment film solvent or does not dissolve the alignment film. For example, poly (meth) acrylic resin, polyurethane resin, Polyester resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimide resins, cellulose resins; polyolefin resins such as polybutadiene and polybutylene; polyvinyl resins such as polyvinyl chloride, polyvinyl acetate, and polystyrene; polyacrylic resins, polycarbonate resins, and polyacetal resins. . Moreover, in a copolymer such as styrene-butadiene-styrene resin, one having a glass transition point of 150 ° C. or lower by adjusting a monomer component can be used.

上記スペーサ粒子分散液の溶剤の揮発により硬化する樹脂は、スペーサ粒子分散液に配合されている間は硬化していない状態であって、上記スペーサ粒子分散液を基板に吐出後、溶剤が揮発することで硬化し、スペーサ粒子を基板に強固に固定することができる。
このような樹脂としては、例えば、溶剤が水系の場合には、ブロックイソシアネートを利用したアクリル接着剤等が挙げられる。なかでも、水溶性でかつ架橋できるようなものが好ましい。
The resin that cures by volatilization of the solvent in the spacer particle dispersion is in an uncured state while blended in the spacer particle dispersion, and the solvent volatilizes after the spacer particle dispersion is discharged onto the substrate. It can harden | cure and can fix a spacer particle | grain firmly to a board | substrate.
Examples of such a resin include an acrylic adhesive using a blocked isocyanate when the solvent is aqueous. Of these, those which are water-soluble and can be crosslinked are preferred.

上記熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、光熱硬化性樹脂等の硬化性樹脂は、スペーサ粒子分散液に配合されている間は硬化していない状態で、スペーサ粒子分散液を基板に吐出後、加熱及び/又は光照射することにより硬化し、スペーサ粒子を基板に強固に固定することができる。
上記熱硬化性樹脂としては特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、マレイミド樹脂等が挙げられる。また、加熱により反応が開始するアルコキシメチルアクリルアミド等;予め架橋剤を混合しておき、加熱することにより架橋反応(ウレタン反応、エポキシ架橋反応等)が起こるような反応性官能基を有する樹脂;加熱により反応して架橋性高分子になるような単量体混合物(例えば、エポキシ基を側鎖に有するオリゴマーと、開始剤との混合物)等も用いることができる。
上記光硬化性樹脂としては特に限定されず、例えば、光により反応を開始する開始剤と、種々の単量体との混合物(例えば、光ラジカル開始剤と、アクリルモノマー−バインダー混合物;光酸発生開始剤とエポキシオリゴマー混合物等);光により架橋する反応基を有する高分子(けいひ酸系化合物等);アジド化合物等が挙げられる。
The curable resin such as the thermosetting resin, the photocurable resin, and the photothermosetting resin is not cured while being mixed in the spacer particle dispersion, and after discharging the spacer particle dispersion to the substrate, It is hardened by heating and / or light irradiation, and the spacer particles can be firmly fixed to the substrate.
The thermosetting resin is not particularly limited, and examples thereof include a phenol resin, a melamine resin, an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, and a maleimide resin. In addition, alkoxymethylacrylamide or the like that starts the reaction by heating; a resin having a reactive functional group that causes a crosslinking reaction (urethane reaction, epoxy crosslinking reaction, etc.) to occur by mixing a crosslinking agent in advance and heating; heating It is also possible to use a monomer mixture (for example, a mixture of an oligomer having an epoxy group in the side chain and an initiator) that reacts with the above to form a crosslinkable polymer.
The photo-curing resin is not particularly limited. For example, a mixture of an initiator that initiates reaction by light and various monomers (for example, a photo radical initiator and an acrylic monomer-binder mixture; photo acid generation) Initiator and epoxy oligomer mixture, etc.); polymers having reactive groups that are cross-linked by light (such as citrate compounds); azide compounds and the like.

上記スペーサ粒子分散液では、上記接着剤は、下記一般式(1)で表される構成単位と、下記一般式(2)で表される構成単位とを有し、かつ、下記一般式(1)で表される構成単位の含有量が5〜90モル%、下記一般式(2)で表される構成単位の含有量が10〜95モル%である共重合体(A)と、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸、芳香族多価フェノール及び芳香族多価アミンよりなる群より選ばれる少なくとも1種の多価化合物(B)との混合物であることが好ましい。なお、以下、上記共重合体(A)と多価化合物(B)との混合物である接着成分を「混合物からなる接着剤」ともいう。 In the spacer particle dispersion, the adhesive has a structural unit represented by the following general formula (1) and a structural unit represented by the following general formula (2), and the following general formula (1 A copolymer (A) in which the content of the structural unit represented by 5) to 90 mol% and the content of the structural unit represented by the following general formula (2) is 10 to 95 mol%; A mixture with at least one polyvalent compound (B) selected from the group consisting of carboxylic acid anhydrides, polyvalent carboxylic acids, aromatic polyvalent phenols and aromatic polyvalent amines is preferred. Hereinafter, the adhesive component which is a mixture of the copolymer (A) and the polyvalent compound (B) is also referred to as “adhesive composed of a mixture”.

Figure 2011180624
Figure 2011180624

Figure 2011180624
Figure 2011180624

式中、R、Rは、それぞれ水素原子又はメチル基を表し、Rは、炭素数1〜8のアルキル基を表し、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数5〜12のシクロアルキル基、又は、芳香族基を表す。また、上記シクロアルキル基および芳香族基は置換基を有していてもよい。 In the formula, R 1 and R 3 each represent a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 4 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or 5 carbon atoms. Represents a cycloalkyl group of 12 or an aromatic group. The cycloalkyl group and aromatic group may have a substituent.

上記接着剤が上記混合物からなる接着剤であると、上記スペーサ粒子分散液は、通常の酸−エポキシ共重合体で見られるような架橋反応の進行によるゲル化が起こらず、上記混合物からなる接着剤のエポキシ基含有率を上昇させることが可能となる。また、上記混合物からなる接着剤を含有するスペーサ粒子分散液は、高濃度かつ低粘度を実現することができるために、インクジェット装置によるスペーサ粒子の散布が可能であり、かつ、スペーサ粒子とともに基板上に散布された上記混合物からなる接着剤は、スペーサ粒子を基板上に固着する高い能力を持ち、更に、硬化後は高い架橋密度が得られるため、各種耐性に優れたギャップ保持材を形成することができる。また、耐熱性を向上させることもできる。すなわち、接着剤として上記混合物からなる接着剤を含有することで、インクジェット装置を用いてスペーサ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の所定の位置に正確かつ強固に配置することができる。 When the adhesive is an adhesive made of the mixture, the spacer particle dispersion does not cause gelation due to the progress of a crosslinking reaction as seen in a normal acid-epoxy copolymer, and is an adhesive made of the mixture. It becomes possible to increase the epoxy group content of the agent. Further, since the spacer particle dispersion liquid containing the adhesive composed of the above mixture can achieve a high concentration and low viscosity, it is possible to disperse the spacer particles by an ink jet apparatus, and on the substrate together with the spacer particles. The adhesive composed of the above mixture dispersed on the surface has a high ability to fix the spacer particles on the substrate, and further, after curing, a high crosslink density is obtained, thus forming a gap retaining material excellent in various resistances. Can do. Moreover, heat resistance can also be improved. That is, by containing an adhesive composed of the above mixture as an adhesive, a spacer dispersion liquid droplet is ejected by using an ink jet device to land on a predetermined position on a substrate, and then dried to form spacer particles. Can be accurately and firmly disposed at a predetermined position on the substrate.

上記混合物からなる接着剤に含有される共重合体(A)は、上記一般式(1)で表される構成単位(以下、構成単位(a1)ともいう)と、一般式(2)で表される構成単位(以下、構成単位(a2)ともいう)とを有する。 The copolymer (A) contained in the adhesive composed of the mixture is represented by the structural unit represented by the general formula (1) (hereinafter also referred to as the structural unit (a1)) and the general formula (2). Structural unit (hereinafter also referred to as structural unit (a2)).

上記構成単位(a1)となるモノマーとしては、例えば、エポキシ基を有するラジカル重合性化合物が挙げられる。
上記エポキシ基を有するラジカル重合性化合物としては特に限定されず、例えば、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、α−エチルアクリル酸グリシジル、α−n−プロピルアクリル酸グリシジル、α−n−ブチルアクリル酸グリシジル、アクリル酸−3,4−エポキシブチル、メタクリル酸−3,4−エポキシブチル、アクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、メタクリル酸−6,7−エポキシヘプチル、α−エチルアクリル酸−6,7−エポキシヘプチル等が挙げられる。なかでも、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルが好適に用いられる。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。
As a monomer used as the said structural unit (a1), the radically polymerizable compound which has an epoxy group is mentioned, for example.
The radical polymerizable compound having an epoxy group is not particularly limited. For example, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl α-ethyl acrylate, glycidyl α-n-propyl acrylate, glycidyl α-n-butyl acrylate , Acrylic acid-3,4-epoxybutyl, methacrylic acid-3,4-epoxybutyl, acrylic acid-6,7-epoxyheptyl, methacrylic acid-6,7-epoxyheptyl, α-ethylacrylic acid-6,7 -Epoxy heptyl etc. are mentioned. Of these, glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate are preferably used. These may be used independently and 2 or more types may be used together.

上記共重合体(A)において、上記構成単位(a1)の含有量の下限は5モル%であり、上限は90モル%である。5モル%未満であると、上記混合物からなる接着剤の耐熱性及び耐薬品性が低下してしまい、90モル%を超えると、上記混合物からなる接着剤を含有するスペーサ粒子分散液がゲル化してしまう。好ましい下限は10モル%、好ましい上限は70モル%である。 In the copolymer (A), the lower limit of the content of the structural unit (a1) is 5 mol%, and the upper limit is 90 mol%. If it is less than 5 mol%, the heat resistance and chemical resistance of the adhesive composed of the above mixture will decrease, and if it exceeds 90 mol%, the spacer particle dispersion containing the adhesive composed of the above mixture will gel. End up. A preferred lower limit is 10 mol%, and a preferred upper limit is 70 mol%.

上記構成単位(a2)となるモノマーとしては、例えば、モノオレフィン系不飽和化合物が挙げられる。
上記モノオレフィン系不飽和化合物としては特に限定されず、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、sec−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステル;メチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソプロピルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル;シクロヘキシルメタクリレート、2−メチルシクロヘキシルメタクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート等のメタクリル酸環状アルキルエステル;シクロヘキシルアクリレート、2−メチルシクロヘキシルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンタオキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレート等のアクリル酸環状アルキルエステル;フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート等のメタクリル酸アリールエステル;フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート等のアクリル酸アリールエステル;マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジエチル等のジカルボン酸ジエステル;2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート等のヒドロキシアルキルエステル;スチレン、α−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メトキシスチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アクリルアミド、メタクリルアミド、酢酸ビニル等が挙げられる。なかでも、メタクリル酸アルキルエステル、アクリル酸アルキルエステル、スチレン、ジシクロペンタニルメタアクリレ−ト、p−メトキシスチレンが好適に用いられる。これらは、単独で用いられてよく、2種以上を併用してもよい。
As a monomer used as the said structural unit (a2), a monoolefin type unsaturated compound is mentioned, for example.
The monoolefin unsaturated compound is not particularly limited. For example, alkyl methacrylate such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, sec-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate; methyl acrylate, n-butyl acrylate Acrylic acid alkyl esters such as isopropyl acrylate; cyclic alkyl esters of methacrylic acid such as cyclohexyl methacrylate, 2-methylcyclohexyl methacrylate, dicyclopentanyloxyethyl methacrylate, isobornyl methacrylate; cyclohexyl acrylate, 2-methylcyclohexyl acrylate, dicyclo Pentanyl acrylate, dicyclopentaoxyethyl acrylate, isobornyl acrylate, etc. Acrylic acid cyclic alkyl ester; aryl methacrylate such as phenyl methacrylate and benzyl methacrylate; aryl aryl ester such as phenyl acrylate and benzyl acrylate; dicarboxylic acid diester such as diethyl maleate, diethyl fumarate and diethyl itaconate; 2-hydroxy Hydroxyalkyl esters such as ethyl methacrylate and 2-hydroxypropyl methacrylate; styrene, α-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, p-methoxystyrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl chloride, vinylidene chloride Acrylamide, methacrylamide, vinyl acetate and the like. Among these, methacrylic acid alkyl esters, acrylic acid alkyl esters, styrene, dicyclopentanyl methacrylate, and p-methoxystyrene are preferably used. These may be used independently and may use 2 or more types together.

上記共重合体(A)において、上記構成単位(a2)の含有量の下限は10モル%であり、上限は95モル%である。10モル%未満であると、上記混合物からなる接着剤を含有するスペーサ粒子分散液がゲル化してしまい、95モル%を超えると、上記混合物からなる接着剤の耐熱性及び耐薬品性が低下してしまう。好ましい下限は30モル%、好ましい上限は90モル%である。 In the copolymer (A), the lower limit of the content of the structural unit (a2) is 10 mol%, and the upper limit is 95 mol%. If it is less than 10 mol%, the spacer particle dispersion containing the adhesive composed of the above mixture gels, and if it exceeds 95 mol%, the heat resistance and chemical resistance of the adhesive composed of the above mixture decrease. End up. A preferred lower limit is 30 mol%, and a preferred upper limit is 90 mol%.

ここで、上記構成単位(a1)となるモノマーと、上記構成単位(a2)となるモノマーとのみから共重合体を製造する際には、エポキシ基とカルボン酸基とが反応し、架橋して重合系がゲル化してしまうことがある。
しかしながら、上記混合物からなる接着剤を含有するスペーサ粒子分散液は、該混合物からなる接着剤として上記多価化合物(B)を含有するため、通常の酸−エポキシ共重合体で見られるような架橋反応の進行によるゲル化が起こらず、上記混合物からなる接着剤のエポキシ基含有率を上昇させることが可能となる。また、上記混合物からなる接着剤を含有するスペーサ粒子分散液は、高濃度かつ低粘度を実現することができるために、インクジェット装置によるスペーサ粒子の散布が可能であり、かつ、スペーサ粒子とともに基板上に散布された上記混合物からなる接着成分は、スペーサ粒子を基板上に固着する高い能力を持ち、更に、硬化後は高い架橋密度が得られるため、各種耐性に優れたギャップ保持材を形成することができる。また、耐熱性を向上させることもできる。
Here, when producing a copolymer only from the monomer which becomes said structural unit (a1), and the monomer which becomes said structural unit (a2), an epoxy group and a carboxylic acid group react, and it bridge | crosslinks. The polymerization system may be gelled.
However, since the spacer particle dispersion containing the adhesive composed of the mixture contains the polyvalent compound (B) as the adhesive composed of the mixture, the cross-linking as seen in a normal acid-epoxy copolymer is used. Gelation due to the progress of the reaction does not occur, and the epoxy group content of the adhesive made of the mixture can be increased. Further, since the spacer particle dispersion liquid containing the adhesive composed of the above mixture can achieve a high concentration and low viscosity, it is possible to disperse the spacer particles by an ink jet apparatus, and on the substrate together with the spacer particles. The adhesive component consisting of the above-mentioned mixture dispersed on the surface has a high ability to fix the spacer particles on the substrate, and further, after curing, a high cross-linking density is obtained, thus forming a gap retaining material excellent in various resistances. Can do. Moreover, heat resistance can also be improved.

このような構成単位(a1)と構成単位(a2)とを有する共重合体(A)を製造する方法としては特に限定されず、例えば、上述した構成単位(a1)となるモノマーと、構成単位(a2)となるモノマーとが、上記配合比となるように公知の溶剤中で共重合する公知の方法が挙げられる。 The method for producing the copolymer (A) having such a structural unit (a1) and the structural unit (a2) is not particularly limited. For example, the monomer to be the structural unit (a1) and the structural unit described above are used. A known method may be mentioned in which the monomer to be (a2) is copolymerized in a known solvent so as to have the above-mentioned blending ratio.

上記多価化合物(B)は、上記共重合体(A)の硬化剤として機能するものであり、このような上記多価化合物(B)としては、多価カルボン酸無水物、多価カルボン酸、芳香族多価フェノール及び芳香族多価アミンよりなる群より選ばれる少なくとも1種である。 The polyvalent compound (B) functions as a curing agent for the copolymer (A). Examples of the polyvalent compound (B) include polyvalent carboxylic acid anhydrides and polyvalent carboxylic acids. , At least one selected from the group consisting of aromatic polyphenols and aromatic polyamines.

上記多価カルボン酸無水物としては、例えば、無水イタコン酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水ドデセニルコハク酸、無水トリカルバニル酸、無水マレイン酸、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水ハイミック酸等の脂肪族ジカルボン酸無水物;1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物等の脂環族多価カルボン酸二無水物;無水フタル酸、無水ピロメリット酸、無水トリメリット酸、無水ベンゾフェノンテトラカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸無水物;エチレングリコールビス無水トリメリテート、グリセリントリス無水トリメリテート等のエステル基含有酸無水物等が挙げられる。なかでも、芳香族多価カルボン酸無水物が、耐熱性の見地から好適である。 Examples of the polyvalent carboxylic acid anhydride include itaconic anhydride, succinic anhydride, citraconic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, tricarbanilic anhydride, maleic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, and hymic anhydride. Aliphatic dicarboxylic anhydrides such as acids; Alicyclic polycarboxylic dianhydrides such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride and cyclopentanetetracarboxylic dianhydride; phthalic anhydride And aromatic polyvalent carboxylic acid anhydrides such as pyromellitic anhydride, trimellitic anhydride, and benzophenone tetracarboxylic anhydride; and ester group-containing acid anhydrides such as ethylene glycol bistrimellitic anhydride and glycerin tris anhydrous trimellitate. Of these, aromatic polycarboxylic anhydrides are preferred from the viewpoint of heat resistance.

また、市販されている無色の酸無水物からなるエポキシ樹脂硬化剤も好適に使用することができる。市販されている無職の酸無水物からなるエポキシ樹脂硬化剤としては、例えばアデカハードナーEH−700(旭電化工業社製)、リカシッドHH、リカシッドMH−700(新日本理化社製)、エピキュア126、エピキュアYH−306、エピキュアDX−126(油化シェルエポキシ社製)、エピクロンB−4400(大日本インキ化学工業社製)等が挙げられる。 Moreover, the epoxy resin hardening | curing agent which consists of a colorless acid anhydride marketed can also be used conveniently. Examples of commercially available epoxy resin curing agents made of unemployed acid anhydrides include Adeka Hardener EH-700 (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), Ricacid HH, Ricacid MH-700 (manufactured by Shin Nippon Chemical Co., Ltd.), EpiCure 126, EpiCure YH-306, EpiCure DX-126 (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), Epicron B-4400 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) and the like can be mentioned.

上記多価カルボン酸としては、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ブタンテトラカルボン酸、マレイン酸、イタコン酸等の脂肪族多価カルボン酸;ヘキサヒドロフタル酸、1,2−シクロヘキサンカルボン酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、シクロペンタンテトラカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸;フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸等の芳香族多価カルボン酸等が挙げられる。なかでも、反応性、耐熱性等の見地から芳香族多価カルボン酸が好適である。
これらの硬化剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
Examples of the polyvalent carboxylic acid include aliphatic polyvalent carboxylic acids such as succinic acid, glutaric acid, adipic acid, butanetetracarboxylic acid, maleic acid, and itaconic acid; hexahydrophthalic acid and 1,2-cyclohexanecarboxylic acid. 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, cyclopentanetetracarboxylic acid and other alicyclic polycarboxylic acids; phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, 1,2,5,8 -Aromatic polyvalent carboxylic acids such as naphthalenetetracarboxylic acid. Of these, aromatic polycarboxylic acids are preferred from the standpoints of reactivity and heat resistance.
These hardening | curing agents may be used independently and 2 or more types may be used together.

上記混合物からなる接着剤において、上記共重合体(A)と多価化合物(B)との配合比として特に限定されないが、上記共重合体(A)100重量部に対して、上記多価化合物(B)の好ましい下限は1重量部、好ましい上限は100重量部である。1重量部未満であると、硬化物の耐熱性及び耐薬品性が低下してしまうことがあり、100重量部を超えると、未反応の硬化剤が多量に残り、硬化物の耐熱性及び液晶への非汚染性が低下してしまうことがある。より好ましい下限は3重量部、より好ましい上限は50重量部である。 In the adhesive comprising the above mixture, the compounding ratio of the copolymer (A) and the polyvalent compound (B) is not particularly limited, but the polyvalent compound is based on 100 parts by weight of the copolymer (A). A preferred lower limit of (B) is 1 part by weight, and a preferred upper limit is 100 parts by weight. If it is less than 1 part by weight, the heat resistance and chemical resistance of the cured product may be lowered. If it exceeds 100 parts by weight, a large amount of unreacted curing agent remains, and the heat resistance of the cured product and the liquid crystal Non-contaminating property may be reduced. A more preferred lower limit is 3 parts by weight, and a more preferred upper limit is 50 parts by weight.

上記混合物からなる接着剤を含有するスペーサ粒子分散液においては、上記混合物からなる接着剤は、上記共重合体(A)及び多価化合物(B)以外の成分が含有されていてもよく、例えば、硬化促進剤、接着助剤等の配合剤が必要に応じて配合されていてもよい。 In the spacer particle dispersion containing the adhesive composed of the mixture, the adhesive composed of the mixture may contain components other than the copolymer (A) and the polyvalent compound (B). Compounding agents such as curing accelerators and adhesion assistants may be blended as necessary.

上記硬化促進剤は、一般に上記共重合体(A)のエポキシ基と多価化合物(B)との反応を促進し、架橋密度を高めるために使用されるものであり、例えば、2級窒素原子又は3級窒素原子を含むヘテロ環構造を有する化合物が好適であり、例えば、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、インドール、インダール、ベンズイミダゾール、イソシアヌル酸等が挙げられる。具体的には、2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−ヘプタデシルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、2−エチル−4−メチル−1−(2’−シアノエチル)イミダゾール、2−エチル−4−メチル−1−[2’−(3”,5”−ジアミノトリアジニル)エチル]イミダゾール、ベンズイミダゾール等のイミダゾール誘導体が挙げられ、なかでも、2−エチル−4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾールが好適に用いられる。
これらの硬化促進剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
The curing accelerator is generally used for accelerating the reaction between the epoxy group of the copolymer (A) and the polyvalent compound (B) and increasing the crosslinking density. For example, a secondary nitrogen atom Alternatively, a compound having a heterocyclic structure containing a tertiary nitrogen atom is suitable, and examples thereof include pyrrole, imidazole, pyrazole, pyridine, pyrazine, pyrimidine, indole, indal, benzimidazole, isocyanuric acid and the like. Specifically, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 2-heptadecylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methyl Examples include imidazole derivatives such as -1- (2′-cyanoethyl) imidazole, 2-ethyl-4-methyl-1- [2 ′-(3 ″, 5 ″ -diaminotriazinyl) ethyl] imidazole, and benzimidazole. Of these, 2-ethyl-4-methylimidazole, 4-methyl-2-phenylimidazole, and 1-benzyl-2-methylimidazole are preferably used.
These hardening accelerators may be used independently and 2 or more types may be used together.

上記硬化促進剤が含有されている場合、その配合量としては特に限定されないが、上記共重合体(A)100重量部に対して、好ましい下限が0.01重量部、好ましい上限が2重量部である。0.01重量部未満であると、硬化促進剤を配合する効果を殆ど得ることができず、2重量部を超えると、未反応の硬化促進剤が残り、硬化物の耐熱性及び液晶への非汚染性が低下してしまうことがある。 When the curing accelerator is contained, the blending amount is not particularly limited, but a preferable lower limit is 0.01 part by weight and a preferable upper limit is 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the copolymer (A). It is. If it is less than 0.01 part by weight, the effect of blending the curing accelerator can hardly be obtained, and if it exceeds 2 parts by weight, unreacted curing accelerator remains, and the heat resistance of the cured product and the liquid crystal Non-contamination may be reduced.

更に、上記スペーサ粒子分散液では、上記接着剤は、下記一般式(1)で表される構成単位及び下記一般式(2)で表される構成単位と、不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物由来の構成単位とを有する共重合体であり、上記共重合体は、下記一般式(1)で表される構成単位の含有量が1〜70モル%、下記一般式(2)で表される構成単位の含有量が10〜98モル%、及び、上記不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物由来の構成単位の含有量が1〜70モル%であることが好ましい。なお、以下、上記一般式(1)で表される構成単位及び下記一般式(2)で表される構成単位と、不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物由来の構成単位とを有する共重合体である接着剤を「共重合体からなる接着剤」ともいう。 Further, in the spacer particle dispersion, the adhesive comprises a structural unit represented by the following general formula (1) and a structural unit represented by the following general formula (2), an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated compound. A copolymer having a structural unit derived from a carboxylic acid anhydride, wherein the copolymer has a content of a structural unit represented by the following general formula (1) of 1 to 70 mol%, and the following general formula (2 The content of the structural unit represented by 10) to 98 mol% and the content of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid and / or unsaturated carboxylic anhydride is 1 to 70 mol%. preferable. Hereinafter, the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the following general formula (2), and a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid anhydride, The adhesive which is a copolymer having is also referred to as “adhesive made of a copolymer”.

Figure 2011180624
Figure 2011180624

Figure 2011180624
Figure 2011180624

式中、R、Rは、それぞれ水素原子又はメチル基を表し、Rは、炭素数1〜8のアルキル基を表し、Rは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数5〜12のシクロアルキル基、又は、芳香族基を表す。また、上記シクロアルキル基及び芳香族基は置換基を有していてもよい。 In the formula, R 1 and R 3 each represent a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 4 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or 5 carbon atoms. Represents a cycloalkyl group of 12 or an aromatic group. Moreover, the said cycloalkyl group and aromatic group may have a substituent.

上記接着剤が上記共重合体からなる接着剤であると、上記スペーサ分散液は、上記共重合体からなる接着剤が不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物由来の構成単位を有するため、上記共重合体からなる接着剤に含まれるエポキシ基とカルボン酸基とが反応して重合系がゲル化しにくく、また、保存安定性にも優れたものとなる。更に、加熱のみによって上記共重合体からなる接着剤が容易に硬化するため、特定の硬化剤を用いる必要が無く、基板上の配向膜及び液晶に対する汚染物質がきわめて少ない液晶表示装置のギャップ保持材を得ることができる。すなわち、接着剤として上記共重合体からなる接着剤を含有することで、インクジェット装置を用いてスペーサ粒子を基板上の所定の位置に正確かつ強固に配置することができ、かつ、液晶表示装置の製造に用いた際に、配向膜及び液晶に対する汚染性が低いものとなる。 When the adhesive is an adhesive made of the copolymer, the spacer dispersion has a constituent unit derived from an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid anhydride. For this reason, the epoxy group and the carboxylic acid group contained in the adhesive made of the copolymer react with each other to make the polymerization system difficult to gel, and the storage stability is excellent. Furthermore, since the adhesive made of the copolymer is easily cured only by heating, it is not necessary to use a specific curing agent, and the gap maintaining material for the liquid crystal display device with extremely little contaminants on the alignment film and the liquid crystal on the substrate. Can be obtained. That is, by containing an adhesive made of the above copolymer as an adhesive, the spacer particles can be accurately and firmly arranged at predetermined positions on the substrate using an ink jet device, and the liquid crystal display device When used in the production, the contamination with respect to the alignment film and the liquid crystal is low.

上記共重合体からなる接着剤は、上記一般式(1)で表される構成単位(以下、構成単位(a)ともいう)及び上記一般式(2)で表される構成単位(以下、構成単位(b)ともいう)と、不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物由来の構成単位(以下、構成単位(c)ともいう)とを有する共重合体である。 The adhesive comprising the copolymer is composed of a structural unit represented by the general formula (1) (hereinafter also referred to as the structural unit (a)) and a structural unit represented by the general formula (2) (hereinafter referred to as the structural). A unit (b)) and a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid anhydride (hereinafter also referred to as a structural unit (c)).

上記構成単位(a)となるモノマーとしては特に限定されず、例えば、上述した混合物からなる接着剤における構成単位(a1)と同様のエポキシ基を有するラジカル重合性化合物が挙げられる。 The monomer to be the structural unit (a) is not particularly limited, and examples thereof include a radical polymerizable compound having the same epoxy group as the structural unit (a1) in the adhesive composed of the above-described mixture.

上記共重合体において、上記構成単位(a)の含有量の下限は1モル%であり、上限は70モル%である。1モル%未満であると、上記共重合体からなる接着剤の耐熱性及び耐薬品性が低下してしまい、70モル%を超えると、上記共重合体からなる接着剤を含有するスペーサ分散液がゲル化してしまう。好ましい下限は5モル%、好ましい上限は40モル%である。更に好ましい上限は20モル%である。 In the copolymer, the lower limit of the content of the structural unit (a) is 1 mol%, and the upper limit is 70 mol%. If it is less than 1 mol%, the heat resistance and chemical resistance of the adhesive comprising the copolymer will be reduced, and if it exceeds 70 mol%, a spacer dispersion containing the adhesive comprising the copolymer Will gel. A preferred lower limit is 5 mol%, and a preferred upper limit is 40 mol%. A more preferred upper limit is 20 mol%.

上記構成単位(b)となるモノマーとしては特に限定されず、例えば、上述した混合物からなる接着剤の構成単位(a2)と同様のモノオレフィン系不飽和化合物が挙げられる。 The monomer to be the structural unit (b) is not particularly limited, and examples thereof include the same monoolefin unsaturated compounds as the structural unit (a2) of the adhesive composed of the above-described mixture.

上記共重合体において、上記構成単位(b)の含有量の下限は10モル%であり、上限は98モル%である。10モル%未満であると、上記共重合体からなる接着剤を含有するスペーサ粒子分散液がゲル化してしまい、98モル%を超えると、上記共重合体からなる接着剤の耐熱性及び耐薬品性が低下してしまう。好ましい下限は20モル%、好ましい上限は90モル%である。 In the copolymer, the lower limit of the content of the structural unit (b) is 10 mol%, and the upper limit is 98 mol%. When the amount is less than 10 mol%, the spacer particle dispersion containing the adhesive made of the copolymer is gelled. When the amount exceeds 98 mol%, the heat resistance and chemical resistance of the adhesive made of the copolymer are increased. The nature will decline. A preferable lower limit is 20 mol%, and a preferable upper limit is 90 mol%.

上記構成単位(c)となるモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のモノカルボン酸や、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸等のジカルボン酸、及び、これらの無水物等が挙げられる。なかでも、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸が好適に用いられる。これらは、単独で用いられてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the monomer serving as the structural unit (c) include monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid, and dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, mesaconic acid, and itaconic acid, and These anhydrides etc. are mentioned. Of these, acrylic acid, methacrylic acid, and maleic anhydride are preferably used. These may be used independently and may use 2 or more types together.

上記共重合体において、上記構成単位(c)の含有量の下限は1モル%であり、上限は70モル%である。1モル%未満であると、上記共重合体からなる接着剤の耐熱性及び耐薬品性が低下してしまい、70モル%を超えると、上記共重合体からなる接着剤を含有するスペーサ粒子分散液がゲル化してしまう。好ましい下限は5モル%であり、好ましい上限は40モル%である。更に好ましい上限は20モル%である。 In the copolymer, the lower limit of the content of the structural unit (c) is 1 mol%, and the upper limit is 70 mol%. When the amount is less than 1 mol%, the heat resistance and chemical resistance of the adhesive made of the copolymer are lowered. When the amount is more than 70 mol%, the spacer particle dispersion containing the adhesive made of the copolymer is dispersed. The liquid will gel. A preferred lower limit is 5 mol% and a preferred upper limit is 40 mol%. A more preferred upper limit is 20 mol%.

ここで、上記構成単位(a)となるモノマーと、上記構成単位(b)となるモノマーとのみから共重合体を製造する際には、エポキシ基とカルボン酸基とが反応し、架橋して重合系がゲル化してしまうことがある。しかしながら、上記共重合体からなる接着剤は、上記構成単位(c)となるモノマーが、上記構成単位(a)となるモノマー及び構成単位(b)となるモノマーと、上述した範囲で共重合されているため、エポキシ基とカルボン酸基とが反応して重合系がゲル化しにくく、また保存安定性にも優れたものとなる。
また、上記共重合体からなる接着剤を含有するスペーサ粒子分散液は、加熱のみによって上記共重合体からなる接着剤が容易に硬化するため、特定の硬化剤を用いる必要が無く、スペーサ粒子分散液からの基板上の配向膜及び液晶に対する汚染物質がきわめて少ない液晶表示装置のギャップ保持材を得ることができる。
Here, when producing a copolymer only from the monomer which becomes the said structural unit (a), and the monomer which becomes the said structural unit (b), an epoxy group and a carboxylic acid group react, and it bridge | crosslinks. The polymerization system may be gelled. However, in the adhesive made of the copolymer, the monomer that becomes the structural unit (c) is copolymerized with the monomer that becomes the structural unit (a) and the monomer that becomes the structural unit (b) in the above-described range. Therefore, the epoxy group and the carboxylic acid group react with each other, so that the polymerization system is hardly gelled, and the storage stability is excellent.
In addition, the spacer particle dispersion containing the adhesive made of the copolymer can be easily cured only by heating, so that it is not necessary to use a specific curing agent, and the spacer particle dispersion It is possible to obtain a gap maintaining material for a liquid crystal display device in which the alignment film on the substrate from the liquid and the contaminants for the liquid crystal are extremely small.

上記接着剤のスペーサ粒子分散液への添加量としては特に限定されないが、好ましい下限は0.001重量%、好ましい上限は10重量%である。0.001重量%未満であると、接着剤を添加する効果、すなわち、スペーサ粒子を固着させる効果が得られないことがあり、10重量%を超えると、乾燥後にスペーサ粒子が接着剤により覆い尽くされて、ギャップ精度が悪化したり、スペーサ粒子分散液の粘度が上がり吐出精度が悪化したりすることがある。より好ましい下限は0.01重量%、より好ましい上限は5重量%である。 The amount of the adhesive added to the spacer particle dispersion is not particularly limited, but the preferable lower limit is 0.001% by weight, and the preferable upper limit is 10% by weight. If the amount is less than 0.001% by weight, the effect of adding the adhesive, that is, the effect of fixing the spacer particles may not be obtained. If the amount exceeds 10% by weight, the spacer particles are covered with the adhesive after drying. As a result, the gap accuracy may deteriorate, or the viscosity of the spacer particle dispersion may increase and the discharge accuracy may deteriorate. A more preferred lower limit is 0.01% by weight, and a more preferred upper limit is 5% by weight.

なお、本発明においてスペーサ粒子分散液の溶剤としては、スペーサを寄せ集めたりする等してスペーサ粒子の集合範囲を狭小化するために好ましいとして、親水性の高い溶剤が好適に使用される。従って、上記「混合物からなる接着剤」、上記「共重合体からなる接着剤」とも、スペーサ分散液の溶剤に容易に溶解又は分散できるように、親水性溶剤溶解性の高い接着剤が好適である。
なお、上記親水性溶剤溶解性の高い接着剤としては、上記「混合物からなる接着剤」及び「共重合体からなる接着剤」と同様に、ポリビニルアルコールやその変性物、カルボキシメチルセルロース等のセルロースのような多糖類ポリマーやその変性物も使用することができる。
このような接着剤を、沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上の溶剤を含有するスペーサ粒子分散液に使用すると、液滴の乾燥とともに液滴径が小さくなり、溶解している接着剤もそれとともに縮んでいくので、乾燥後の接着剤の存在範囲を小さくすることができる。
In the present invention, as the solvent for the spacer particle dispersion liquid, a solvent having high hydrophilicity is preferably used as it is preferable for narrowing the gathering range of the spacer particles by gathering the spacers together. Therefore, an adhesive having a high hydrophilic solvent solubility is suitable so that the “adhesive made of a mixture” and the “adhesive made of a copolymer” can be easily dissolved or dispersed in the solvent of the spacer dispersion liquid. is there.
In addition, as the above-mentioned adhesive having high solubility in a hydrophilic solvent, as in the above-mentioned “adhesive composed of a mixture” and “adhesive composed of a copolymer”, polyvinyl alcohol or a modified product thereof, cellulose such as carboxymethylcellulose, etc. Such polysaccharide polymers and modified products thereof can also be used.
When such an adhesive is used in a spacer particle dispersion containing a solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension of 42 mN / m or higher, the droplet diameter decreases and dissolves as the droplets dry. The existing adhesive shrinks along with it, so that the existing range of the adhesive after drying can be reduced.

上記スペーサ粒子分散液の溶剤への溶解性の観点から、上記接着剤やそれを構成する共重合体の重量平均分子量は40万以下であることが好ましく、20万以下であることがより好ましい。40万を超えると、スペーサ分散液の溶剤への溶解性が悪くなるだけではなく、スペーサ粒子分散液の粘度が上がったり、チクソ性が生じたりして、インクジェット吐出において吐出性に悪影響を及ぼす問題が発生したりすることがある。また、40万を超えると、接着剤自体が高分子分散剤等のような界面活性剤としての働きを有するようになり、基板に着弾後のスペーサ粒子分散液の液滴が縮みにくくなることも考えられる。 From the viewpoint of solubility of the spacer particle dispersion in a solvent, the weight average molecular weight of the adhesive and the copolymer constituting the adhesive is preferably 400,000 or less, and more preferably 200,000 or less. If it exceeds 400,000, not only the solubility of the spacer dispersion liquid in the solvent is deteriorated, but also the viscosity of the spacer particle dispersion liquid is increased and thixotropy is generated, which has a problem of adversely affecting the discharge performance in the inkjet discharge. May occur. In addition, if it exceeds 400,000, the adhesive itself has a function as a surfactant such as a polymer dispersant, and the droplets of the spacer particle dispersion after landing on the substrate may not easily shrink. Conceivable.

親水性溶剤溶解性の高い接着剤を得るために、混合物からなる接着剤においても、共重合体からなる接着材においても、共重合体が親水性官能基を有するモノマー単位を少なくとも20重量%以上含有することが好ましく、40重量%以上含有することがより好ましい。
上記親水性官能基を有するモノマーとしては、上述した構成単位(c;不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸無水物由来の構成単位)となるモノマーのほか、例えば、水酸基、スルホニル基、ホスホニル基、アミノ基、アミド基、エーテル基、チオール基、チオエーテル基等の親水性官能基を有するビニル系単量体が挙げられる。なかでも、液晶との相互作用が少ないことから、水酸基、カルボキシル基(カルボン酸基)及びエーテル基を有するビニル系単量体が好適である。
In order to obtain an adhesive having high hydrophilic solvent solubility, in the adhesive made of a mixture and the adhesive made of a copolymer, the copolymer contains at least 20% by weight or more of monomer units having a hydrophilic functional group. It is preferable to contain, and it is more preferable to contain 40% by weight or more.
Examples of the monomer having a hydrophilic functional group include, in addition to the monomer that becomes the above-described structural unit (c: a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid and / or an unsaturated carboxylic acid anhydride), for example, a hydroxyl group, a sulfonyl group, and phosphonyl. And vinyl monomers having a hydrophilic functional group such as a group, amino group, amide group, ether group, thiol group, and thioether group. Among these, vinyl monomers having a hydroxyl group, a carboxyl group (carboxylic acid group), and an ether group are preferable because of little interaction with the liquid crystal.

上記親水性官能基を有するビニル系単量体としては特に限定されず、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等の水酸基を有するビニル系単量体;t−ブチルアクリルアミドスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等のスルホニル基を有するビニル系単量体;ビニルホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルホスフェート等のホスホニル基を有するビニル系単量体;ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレートなどのアミノ基を有するビニル系単量体;(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレートの末端アルキルエーテル、(ポリ)プロピレングリコール(メタ)アクリレートの末端アルキルエーテル、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等のエーテル基を有するビニル系単量体;(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコール(メタ)アクリレート等の水酸基及びエーテル基を有するビニル系単量体;(メタ)アクリルアミド、メチロール(メタ)アクリルアミド、ビニルピロリドン等のアミド基を有するビニル系単量体等が挙げられる。これらの親水性官能基を有するビニル系単量体は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The vinyl monomer having a hydrophilic functional group is not particularly limited. For example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 1,4-hydroxybutyl (meth) acrylate, (poly) caprolactone-modified hydroxyethyl (meth) ) Vinyl monomers having a hydroxyl group such as acrylate, allyl alcohol, glycerol monoallyl ether; Vinyl monomers having a sulfonyl group such as t-butylacrylamidesulfonic acid, styrenesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid Monomer; Vinyl monomer having a phosphonyl group such as vinyl phosphate and 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate; Vinyl monomer having an amino group such as dimethylaminoethyl methacrylate and diethylaminoethyl methacrylate; ) Vinyl-based monomer having an ether group such as terminal alkyl ether of ethylene glycol (meth) acrylate, terminal alkyl ether of (poly) propylene glycol (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate; Vinyl monomers having a hydroxyl group and an ether group such as (meth) acrylate and (poly) propylene glycol (meth) acrylate; vinyl monomers having an amide group such as (meth) acrylamide, methylol (meth) acrylamide and vinylpyrrolidone Examples include a polymer. These vinyl monomers having a hydrophilic functional group may be used alone or in combination of two or more.

(インクジェット装置)
次に、本発明において、上記スペーサ粒子分散液を基板上に吐出するときに用いるインクジェット装置について説明する。
(Inkjet device)
Next, an ink jet apparatus used when the spacer particle dispersion is discharged onto a substrate in the present invention will be described.

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、一般的な吐出方法によるインクジェット装置が用いられる。吐出方法としては、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するサーマル方式等が挙げられる。中でも、スペーサ粒子分散液への熱的な影響が小さため、ピエゾ方式が好適である。 The inkjet apparatus used in the present invention is not particularly limited, and an inkjet apparatus using a general ejection method is used. Examples of the ejection method include a piezo system that ejects liquid by vibration of a piezo element, and a thermal system that ejects liquid by utilizing expansion of the liquid due to rapid heating. Among them, the piezo method is preferable because the thermal influence on the spacer particle dispersion is small.

本発明の液晶表示装置の製造方法では、1つのノズルから1回で吐出されるスペーサ粒子分散液の量の好ましい下限は5ng、好ましい上限は35ngである。5ng未満であると、スペーサ粒子分散液の吐出が困難なことがあり、35ngを超えると、基板に吐出されたスペーサ粒子分散液量が多すぎて乾燥に時間を要し、非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を短時間で効果的に寄せ集めることができないことがある。 In the method for producing a liquid crystal display device of the present invention, the preferable lower limit of the amount of the spacer particle dispersion discharged from one nozzle at a time is 5 ng, and the preferable upper limit is 35 ng. If it is less than 5 ng, it may be difficult to discharge the spacer particle dispersion liquid. If it exceeds 35 ng, the amount of spacer particle dispersion liquid discharged on the substrate is too large, and it takes time to dry. In some cases, the spacer particles cannot be gathered effectively in a short time.

1つのノズルから1回で吐出されるスペーサ粒子分散液の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効果的である。 As a method for controlling the amount of the spacer particle dispersion discharged from one nozzle at a time, there are a method for optimizing the nozzle diameter and a method for optimizing the electric signal for controlling the ink jet head. The latter is particularly effective when a piezo ink jet apparatus is used.

上記インクジェット装置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。接液部の材料としては、親水性ポリイミド等の親水性の有機材料も用いることもできるが、耐久性の点で無機材料、すなわちセラミックスやガラス、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 part of the ink chamber containing the spacer particle dispersion of the ink jet apparatus is made of a hydrophilic material having a surface tension of 31 mN / m or more. As the material for the wetted part, hydrophilic organic materials such as hydrophilic polyimide can be used, but in view of durability, inorganic materials, that is, ceramics, glass, and metal materials such as stainless steel with low corrosiveness are preferable. Used.

通常のヘッドでは、電圧印加部品に対する絶縁等を確保するため、接液部に樹脂等が用いられる。接液部に用いられる樹脂は、表面張力が31mN/mより低い材料からなることが多い。この場合、スペーサ粒子分散液をヘッドに導入する際に、スペーサ粒子分散液のなじみが悪く、気泡が残存し易い。気泡が残存したノズルでは、スペーサ粒子分散液を吐出できないことがある。 In a normal head, a resin or the like is used for the liquid contact portion in order to ensure insulation or the like for the voltage application component. The resin used for the wetted part is often made of a material having a surface tension lower than 31 mN / m. In this case, when the spacer particle dispersion is introduced into the head, the familiarity of the spacer particle dispersion is poor and bubbles tend to remain. The nozzle in which bubbles remain may not be able to discharge the spacer particle dispersion.

インクジェット装置のノズルの口径は、スペーサ粒子の粒子径に対して7倍以上であることが好ましい。ノズルの口径が7倍未満であると、スペーサ粒子の粒子径に対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吐出できないことがある。 The nozzle diameter of the ink jet apparatus is preferably 7 times or more the particle diameter of the spacer particles. When the nozzle diameter is less than 7 times, the nozzle diameter is too small with respect to the particle diameter of the spacer particles, and the discharge accuracy is lowered.

吐出精度が低下する理由は、以下のように考えられる。例えばピエゾ方式のインクジェット装置では、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した後、インク室からインクを送り出し、インクをノズルの先端から吐出している。液滴の吐出方法としては、吐出の直前にノズル先端のメニスカス、すなわち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挙げられる。一般的なインクジェット装置では、吐出される液滴が小さいため、前者の引き打ち法が主流である。本発明では、ノズルの径がある程度大きく、かつ吐出される液滴が小さいことが求められるため、引き打ち法が有効である。 The reason why the discharge accuracy is lowered is considered as follows. For example, in a piezo-type ink jet apparatus, ink is sucked into an ink chamber adjacent to the piezo element by vibration of the piezo element, and then the ink is sent out from the ink chamber and ejected from the tip of the nozzle. The droplet discharge method includes a meniscus at the tip of the nozzle immediately before discharge, that is, a pulling method in which the interface between the ink and gas is drawn, and a push-out method in which the liquid is directly pushed out from the position where the meniscus is on standby. There is a batting method. In a general ink jet apparatus, since the ejected droplets are small, the former striking method is mainstream. In the present invention, since the nozzle diameter is required to be large to some extent and the ejected droplets are small, the striking method is effective.

しかしながら、引き打ち法では、吐出の直前にメニスカスが引き込まれる。このため、ノズルの口径が小さい場合、例えばノズルの口径がスペーサ粒子の粒子径の7倍未満であるときには、図4(a)に示すように、引き込んだメニスカス21近傍にスペーサ粒子22があると、引き込んだメニスカス21が軸対称とならないことがある。よって、メニスカス21が引き込まれた後に、メニスカス21が押し出される際に、スペーサ粒子分散液23の液滴が直進せずに曲がると考えられる。この場合、吐出精度が低下する。吐出の際の液滴の曲がりをなくすために、ノズルの口径を大きくしすぎると、吐出される液滴が大きくなり、液滴の着弾径も大きくなる。よって、荷電インクやスペーサ粒子22の配置精度が低下する。 However, in the pulling method, the meniscus is drawn immediately before discharge. For this reason, when the nozzle diameter is small, for example, when the nozzle diameter is less than seven times the particle diameter of the spacer particles, as shown in FIG. The drawn meniscus 21 may not be axially symmetric. Therefore, when the meniscus 21 is pushed out after the meniscus 21 is drawn, it is considered that the droplets of the spacer particle dispersion liquid 23 bend without going straight. In this case, the discharge accuracy decreases. If the nozzle diameter is too large in order to eliminate the bending of the droplets during ejection, the ejected droplets become larger and the landing diameter of the droplets also becomes larger. Therefore, the arrangement accuracy of charged ink and spacer particles 22 is lowered.

ノズルの口径が大きい場合、例えばノズルの口径がスペーサ粒子の粒子径の7倍以上であるときには、図4(b)に示すように、引き込んだメニスカス21近傍にスペーサ粒子22が存在しても、メニスカス21はスペーサ粒子22の影響を受けない。よって、メニスカス21は軸対称に引き込まれる。よって、メニスカス21が引き込まれた後に、メニスカス21が押し出される際に、スペーサ粒子分散液23の液滴が直進すると考えられる。この場合、吐出精度が良好となる。 When the nozzle diameter is large, for example, when the nozzle diameter is 7 times or more the particle diameter of the spacer particles, as shown in FIG. 4B, even if the spacer particles 22 exist in the vicinity of the drawn meniscus 21, The meniscus 21 is not affected by the spacer particles 22. Therefore, the meniscus 21 is drawn in axial symmetry. Therefore, it is considered that when the meniscus 21 is pushed out after the meniscus 21 is drawn, the droplets of the spacer particle dispersion liquid 23 advance straight. In this case, the discharge accuracy is good.

上記インクジェット装置のノズル口径としては特に限定されないが、好ましい下限は20μmであり、好ましい上限は100μmである。20μm未満であると、粒子径が2〜10μmのスペーサ粒子を吐出した場合に、粒子径との差が小さすぎて吐出精度が低下したり、ノズル閉塞を起こして吐出不能となったりすることがある。100μmを超えると、吐出される液滴の径が大きくなって、基板上に吐出された液滴の径も大きくなるので、スペーサ粒子の配置精度が粗くなることがある。 Although it does not specifically limit as a nozzle diameter of the said inkjet apparatus, A preferable minimum is 20 micrometers and a preferable upper limit is 100 micrometers. If it is less than 20 μm, when spacer particles having a particle diameter of 2 to 10 μm are discharged, the difference from the particle diameter is too small and the discharge accuracy may be reduced, or the nozzle may be blocked and the discharge may be disabled. is there. If it exceeds 100 μm, the diameter of the ejected droplets increases, and the diameter of the droplets ejected on the substrate also increases, so that the arrangement accuracy of the spacer particles may be rough.

上記ノズルから吐出される液滴の径としては特に限定されないが、好ましい下限は10μm、好ましい上限は80μmである。
ノズルから吐出される液滴の径を上記好ましい範囲に制御する方法としては特に限定されず、例えば、ノズルの口径を最適化する方法やインクジェット装置を制御する電気信号を最適化する方法等が挙げられ、いずれの方法が採られてもよい。特に、ピエゾ方式のインクジェット装置を用いる場合には、後者の方法を採ることが好ましい。
The diameter of the droplets ejected from the nozzle is not particularly limited, but a preferred lower limit is 10 μm and a preferred upper limit is 80 μm.
The method for controlling the diameter of the droplets ejected from the nozzle within the above preferable range is not particularly limited, and examples thereof include a method for optimizing the nozzle diameter and a method for optimizing the electric signal for controlling the ink jet apparatus. Any method may be adopted. In particular, when using a piezo ink jet apparatus, the latter method is preferably employed.

また、基板上に吐出された液滴の径としては特に限定されないが、好ましい下限は30μmであり、好ましい上限は150μmである。30μm未満とするためには、ノズル口径を非常に小さくする必要が生じ、スペーサ粒子によるノズル閉塞の可能性が大きくなったり、ノズル加工の精度を高めなければならなくなることがある。150μmを超えると、スペーサ粒子の配置精度が粗くなることがある。 Further, the diameter of the droplets ejected on the substrate is not particularly limited, but a preferable lower limit is 30 μm and a preferable upper limit is 150 μm. In order to make it less than 30 μm, it is necessary to make the nozzle diameter very small, and there is a possibility that the possibility of nozzle clogging by spacer particles increases, or the accuracy of nozzle processing must be improved. When it exceeds 150 μm, the arrangement accuracy of the spacer particles may become rough.

上記インクジェット装置のヘッドには、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る。例えば、上記ノズルは、ヘッドの移動方向に対して直交する方向に等間隔で64個又は128個設けられる。なお、上記ノズルは、複数列の設けられていてもよい。 The head of the ink jet apparatus is provided with a plurality of nozzles as described above according to a certain arrangement method. For example, 64 or 128 nozzles are provided at equal intervals in a direction orthogonal to the moving direction of the head. The nozzles may be provided in a plurality of rows.

上記インクジェット装置におけるノズルの間隔は、ピエゾ素子等の構造やノズルの口径等により制約を受ける。よって、上述したように一定の間隔で設けられたノズルに対して、ノズルの間隔とは異なる間隔でスペーサ粒子分散液を基板に吐出する場合には、その吐出間隔に対して様々なヘッドを準備しなければならない。しかしながら、様々なヘッドを準備するのは困難である。よって、吐出間隔が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に保ったままで、基板と平行な面内でヘッドを傾けてあるいは回転させて吐出する。他方、吐出間隔がノズルの間隔より大きい場合は、全てのノズルを用いてスペーサ粒子分散液の吐出せず、一部のノズルのみを用いて吐出したり、さらにヘッドを傾けるなどして吐出する。 The interval between the nozzles in the ink jet apparatus is restricted by the structure of the piezo element and the nozzle diameter. Therefore, in the case where the spacer particle dispersion is discharged to the substrate at intervals different from the nozzle intervals, as described above, various heads are prepared for the discharge intervals. Must. However, it is difficult to prepare various heads. Therefore, if the discharge interval is smaller than the head interval, the head, which is normally arranged at right angles to the head scanning direction, is kept parallel to the substrate, and the head is tilted or rotated in a plane parallel to the substrate. To discharge. On the other hand, when the discharge interval is larger than the nozzle interval, the spacer particle dispersion liquid is not discharged using all the nozzles, and only a part of the nozzles are discharged, or the head is further inclined.

生産効率等を高めるために、複数個のヘッドをインクジェット装置に取り付けることも可能である。しかしながら、取り付けるヘッドの数を増やした場合には、その制御がより一層困難になる。 In order to increase production efficiency and the like, a plurality of heads can be attached to the ink jet apparatus. However, when the number of attached heads is increased, the control becomes even more difficult.

図10(a)、(b)に、本発明に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10(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である。図10(b)は、ノズル孔部分において断面構造を示す部分切欠斜視図である。 FIGS. 10A and 10B schematically show an example of a head of an ink jet apparatus used in the present invention. FIG. 10A is a partially cutaway perspective view schematically showing the structure of an example of an inkjet head. FIG. 10B is a partially cutaway perspective view showing a cross-sectional structure in the nozzle hole portion.

図10(a)、(b)に示すように、ヘッド100は吸引等によって予めインクが充填されるインク室101、及び、インク室101からインク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、インク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、インク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にインクを送り込む機能を有する。ヘッド100は、インク室102に送り込まれたインクをノズル孔104から吐出する機能するピエゾ素子106を備えている。 As shown in FIGS. 10A and 10B, the head 100 includes an ink chamber 101 in which ink is filled in advance by suction or the like, and an ink chamber 102 into which ink is sent from the ink chamber 101. A nozzle hole 104 extending from the ink chamber 102 to the ejection surface 103 is formed in the head 100. The ejection surface 103 is previously subjected to water repellent treatment in order to prevent contamination with ink. The head 100 is provided with temperature control means 105 for adjusting the viscosity of the ink. The head 100 has a function of sending ink from the ink chamber 101 to the ink chamber 102. The head 100 includes a piezo element 106 that functions to eject ink fed into the ink chamber 102 from the nozzle hole 104.

ヘッド100では、温度制御手段105が設けられている。よって、インクの粘度が高すぎる場合には、ヒーターによりインクを加熱し、インクの粘度を低下させることができる。他方、インクの粘度が低すぎる場合には、ペルチェによりインクを冷却し、インクの粘度を上昇させることができる。 In the head 100, temperature control means 105 is provided. Therefore, when the viscosity of the ink is too high, the ink can be heated by the heater to reduce the viscosity of the ink. On the other hand, when the ink viscosity is too low, the ink can be cooled by Peltier to increase the ink viscosity.

(液晶表示装置用の基板)
本発明に用いられる液晶表示装置用の第1、第2の基板としては、例えば、通常液晶表示装置のパネル基板として使用されるガラスや樹脂板等が挙げられる。また、第1の基板又は第2の基板として、画素領域にカラーフィルタが設けられた基板を用いることができる。この場合、画素領域はブラックマトリックスで画されており、ブラックマトリックスが非画素領域を構成する。ブラックマトリックスは、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からなる。
(Substrate for liquid crystal display)
Examples of the first and second substrates for the liquid crystal display device used in the present invention include glass and resin plates that are usually used as panel substrates for liquid crystal display devices. Further, as the first substrate or the second substrate, a substrate in which a color filter is provided in the pixel region can be used. In this case, the pixel area is defined by a black matrix, and the black matrix constitutes a non-pixel area. The black matrix is made of a metal such as chrome that hardly transmits light or a resin in which carbon black or the like is dispersed.

本発明の液晶表示装置の製造方法において、インクジェット装置のノズルから、スペーサ粒子が分散されているスペーサ粒子分散液を上記第1の基板上に吐出し、上記第1の基板上の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を配置する工程では、上述したインクジェット装置とスペーサ粒子分散液とを用いることで、図2を用いて説明したように、第1の基板上の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を配置することができる。 In the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, a spacer particle dispersion liquid in which spacer particles are dispersed is ejected from a nozzle of an ink jet device onto the first substrate, and is applied to a non-pixel region on the first substrate. In the step of arranging the spacer particles in the corresponding region, the region corresponding to the non-pixel region on the first substrate as described with reference to FIG. 2 by using the ink jet apparatus and the spacer particle dispersion described above. Spacer particles can be disposed on the substrate.

上記のように、スペーサ粒子分散液が基板に吐出されて着弾したときに、スペーサ粒子分散液の後退接触角が5度以上であることが好ましい。後退接触角を高くする方法としては、例えば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。 As described above, when the spacer particle dispersion is discharged and landed on the substrate, the receding contact angle of the spacer particle dispersion is preferably 5 degrees or more. As a method of increasing the receding contact angle, for example, a method of setting the surface of the substrate to a low energy surface can be mentioned.

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基板表面に設ける方法、液晶分子の配向を規制するために配向膜と呼ばれる、通常0.1μm以下である樹脂薄膜を基板表面に設ける方法が挙げられる。一般的には樹脂薄膜を基板表面に設ける方法が行われる。樹脂薄膜を構成する材料としては、通常ポリイミド樹脂が挙げられる。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に塗設した後に熱重合させたり、可溶性ポリイミド樹脂を基板に塗設した後に乾燥させて構成される。ポリイミド樹脂としては、基板の表面を低エネルギー表面とし得るために、長鎖の側鎖、主鎖を有するもがより好ましく用いられる。塗設された配向膜は、液晶の配向を制御する目的で表面がラビング処理されることが好ましい。なお、スペーサ粒子分散液の溶媒としては、配向膜中に浸透したり、溶解するなどして配向膜を汚染することがない溶媒を選ぶことが好ましい。 As a method of making the surface of the substrate a low energy surface, a method of providing a resin having a low energy surface such as a fluorine film or a silicone film on the surface of the substrate, an alignment film for regulating the alignment of liquid crystal molecules, usually 0 The method of providing the resin thin film which is 0.1 micrometer or less on a substrate surface is mentioned. Generally, a method of providing a resin thin film on the substrate surface is performed. As a material constituting the resin thin film, a polyimide resin is usually used. The polyimide resin film is formed by applying a polyamic acid soluble in a solvent to a substrate and then thermally polymerizing it, or applying a soluble polyimide resin to a substrate and drying it. As the polyimide resin, a resin having a long side chain and a main chain is more preferably used so that the surface of the substrate can be a low energy surface. The coated alignment film is preferably rubbed on the surface for the purpose of controlling the alignment of the liquid crystal. As a solvent for the spacer particle dispersion liquid, it is preferable to select a solvent that does not contaminate the alignment film by penetrating or dissolving in the alignment film.

上記スペーサ粒子分散液が吐出される第1の基板には、非画素領域に対応する領域に、低エネルギー表面を有する箇所があることが好ましい。すなわち、スペーサ粒子分散液の液滴が低エネルギー表面を有する箇所に配置されることが好ましい。ここで、非画素領域に対応する領域とは、非画素領域を有する基板の非画素領域、すなわち、例えば、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形成部分を指す。あるいは、非画素領域を有する基板を他方の基板と重ね合わせた際に、他方の基板において、非画素領域を有する基板の非画素領域に対向している領域が、非画素領域に対応する領域である。例えば、TFT液晶パネルであれば、他方の基板はTFTアレイ基板であり、TFTアレイ基板と非画素領域を有する基板とを重ね合わせた際に、TFTアレイ基板の配線部等が非画素領域に対応する領域である。 The first substrate from which the spacer particle dispersion is discharged preferably has a portion having a low energy surface in a region corresponding to the non-pixel region. That is, it is preferable that the droplets of the spacer particle dispersion are disposed at a location having a low energy surface. Here, the region corresponding to the non-pixel region refers to the non-pixel region of the substrate having the non-pixel region, that is, the above-described black matrix forming portion in the case of a color filter substrate, for example. Alternatively, when a substrate having a non-pixel area is overlapped with the other substrate, an area facing the non-pixel area of the substrate having the non-pixel area is an area corresponding to the non-pixel area. is there. For example, in the case of a TFT liquid crystal panel, the other substrate is a TFT array substrate. When the TFT array substrate and a substrate having a non-pixel region are overlapped, the wiring portion of the TFT array substrate corresponds to the non-pixel region. It is an area to do.

上記基板表面の低エネルギー表面を有する箇所の表面エネルギーの好ましい上限は50mN/mである。50mN/mを超えると、インクジェット装置を用いて吐出できる程度の表面張力を有するスペーサ粒子分散液を使用する限り、吐出された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がある。より好ましい上限は40mN/mである。 The upper limit with the preferable surface energy of the location which has the low energy surface of the said substrate surface is 50 mN / m. If it exceeds 50 mN / m, as long as a spacer particle dispersion having a surface tension that can be discharged using an ink jet device is used, the discharged droplets wet and spread on the substrate, and the spacer particles may protrude from the non-pixel region. is there. A more preferred upper limit is 40 mN / m.

上記基板表面に配向膜等を設けて構成された低エネルギー表面は、上記スペーサ粒子分散液が着弾する箇所だけであってもよく、基板表面全体であってもよい。パターニング等の工程の煩雑さを考慮すると、通常は基板表面全体が低エネルギー表面とされる。 The low-energy surface configured by providing an alignment film or the like on the substrate surface may be only a portion where the spacer particle dispersion is landed or the entire substrate surface. Considering the complexity of processes such as patterning, the entire substrate surface is usually a low energy surface.

上記基板において、スペーサ粒子分散液の液滴の着弾中心部分には、段差が設けられていることが好ましい。この場合、スペーサ粒子が所定の位置に効果的に移動するため、スペーサ粒子の配置精度を高めることができる。また、スペーサ粒子分散液の液滴の着弾中心部分には、静電的に作用する荷電インクが吐出され、荷電インクが乾燥されていることが好ましい。 In the substrate, it is preferable that a step is provided in the landing center portion of the droplet of the spacer particle dispersion. In this case, since the spacer particles are effectively moved to a predetermined position, the arrangement accuracy of the spacer particles can be increased. Further, it is preferable that electrostatically charged charged ink is ejected to the landing center portion of the spacer particle dispersion liquid droplets, and the charged ink is dried.

上記基板表面に設けられる段差とは、基板上に設けられた配線等によって周囲との高低差が形成された非意図的な凹凸、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、凸凹の構造は問わない。従って、上記段差は、凹凸形状における凹部又は凸部と、基板の平坦部すなわち基準面との段差をいう。 The step provided on the surface of the substrate refers to an unintentional unevenness in which a difference in height from the surroundings is formed by wiring provided on the substrate, or an unevenness intentionally provided to collect spacer particles. The uneven structure is not limited. Therefore, the level difference refers to a level difference between the concave or convex part in the concavo-convex shape and the flat part of the substrate, that is, the reference surface.

上記段差としては、具体的には、例えばTFTアレイ基板では、図5(a)〜(c)に示すようにゲート電極やソース電極による0.2μm程度の段差、図5(g)に示すようにアレイによる1.0μm程度の段差等が挙げられる。 Specifically, as the step, for example, in a TFT array substrate, a step of about 0.2 μm due to a gate electrode or a source electrode as shown in FIGS. 5A to 5C, as shown in FIG. And a step of about 1.0 μm due to the array.

また、例えば、カラーフィルタ基板では、図5(d)〜(f)、(h)に示すようにブラックマトリックス上でのカラーフィルタ間の1.0μm程度の凹部段差等が挙げられる。 Further, for example, in the color filter substrate, as shown in FIGS. 5D to 5F and FIG. 5H, a concave step of about 1.0 μm between the color filters on the black matrix can be mentioned.

上記スペーサ粒子の粒子径をD(μm)、段差の高低差をB(μm)としたときに、段差の高低差が0.01μm<|B|<0.95Dの関係を満たすことが好ましい。段差の高低差が0.01μmより小さいと、段差周辺にスペーサ粒子が寄り集まり難いことがあり、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充分でないことがある。 When the particle diameter of the spacer particles is D (μm) and the step height difference is B (μm), the step height difference preferably satisfies the relationship of 0.01 μm <| B | <0.95D. If the level difference of the step is smaller than 0.01 μm, the spacer particles may hardly gather around the step, and if it exceeds 0.95D, the substrate gap adjustment effect by the spacer particles may not be sufficient.

上記基板表面に段差がある場合には、スペーサ粒子分散液が基板に吐出され乾燥される段階で、液滴の一部が段差部分に固定されるので、段差周辺の限られた位置にスペーサ粒子を配置することができる。よって、非画素領域に対応する領域に段差を設けることにより、非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を集めることができる。 When there is a step on the surface of the substrate, since a part of the droplet is fixed to the step portion at the stage where the spacer particle dispersion is discharged onto the substrate and dried, the spacer particles are located at a limited position around the step. Can be arranged. Therefore, by providing a step in the region corresponding to the non-pixel region, the spacer particles can be collected in the region corresponding to the non-pixel region.

図6(a)〜(c)に示すように、スペーサ粒子分散液が乾燥された後、スペーサ粒子31が配置される箇所は、一般的には凸部33ならば角となり、凹部33であればそのくぼみの中となる。凹部33の大きさがスペーサ粒子の粒子径や、吐出されたスペーサ粒子分散液の液滴の着弾径よりも大きい場合には、凹部33の中だけでなく、凹部33の周辺部にもスペーサ粒子が配置される。 As shown in FIGS. 6A to 6C, after the spacer particle dispersion is dried, the positions where the spacer particles 31 are arranged are generally corners in the case of the protrusions 33, and may be the recesses 33. It will be in that dent. When the size of the recess 33 is larger than the particle diameter of the spacer particles or the landing diameter of the droplets of the discharged spacer particle dispersion liquid, the spacer particles are not only in the recess 33 but also in the periphery of the recess 33. Is placed.

配線等により形成された段差部分、又は、配向膜等を挟んでその近傍に金属種がある場合、もしくは、配線部分に帯電制御剤が含まれている場合には、静電的相互作用、すなわち静電的な電気泳動効果により液滴中のスペーサ粒子が特定の位置に移動する。よって、スペーサ粒子の寄り集まりを制御するために、金属種や、帯電制御剤の種類を調整することが好ましい。また、配線に表面処理が施されている場合にも、静電的な電気泳動効果により液滴中のスペーサ粒子が特定の位置に移動する。この場合、配線等の表面処理に使用される化合物に対して、例えばイオン性の官能基を用いて化合物の官能基等を変えることが好ましい。なお、ソース配線やゲート配線等の配線や基板表面全体に、回路が破損しない程度の正又は負の電圧を印加し、スペーサ粒子の寄り集まりを制御することができる。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、50〜350個/mmの範囲にあることが好ましい。 If there is a metal species in the vicinity of a stepped part formed by wiring or the like, or an alignment film, etc., or if the wiring part contains a charge control agent, electrostatic interaction, that is, The spacer particles in the droplet move to a specific position by the electrostatic electrophoresis effect. Therefore, in order to control the gathering of the spacer particles, it is preferable to adjust the metal type and the type of the charge control agent. Even when the surface treatment is applied to the wiring, the spacer particles in the droplet move to a specific position due to the electrostatic electrophoresis effect. In this case, it is preferable to change the functional group of the compound using, for example, an ionic functional group with respect to the compound used for the surface treatment such as wiring. It is possible to control the gathering of the spacer particles by applying a positive or negative voltage to the wiring such as the source wiring and the gate wiring and the entire substrate surface so as not to damage the circuit. The number of spacer particles arranged on the substrate (dispersion density) is preferably in the range of 50 to 350 particles / mm 2 .

上記スペーサ粒子分散液は、下記式(1)で表される値以上の間隔で、基板に吐出されることが好ましい。吐出間隔は、基板に着弾したスペーサ粒子分散液の2つの液滴間の最短距離をいう。 The spacer particle dispersion liquid is preferably discharged onto the substrate at intervals equal to or greater than the value represented by the following formula (1). The discharge interval refers to the shortest distance between two droplets of the spacer particle dispersion that has landed on the substrate.

3 5 ×[D/(2−3cosθ+cosθ)]1/3(μm)・・・式(1)
上述した式(1)中、Dはスペーサ粒子の粒子径(μm)を表し、θは上述した初期接触角を表す。
3 5 × [D / (2-3 cos θ + cos 3 θ)] 1/3 (μm) (1)
In the above formula (1), D represents the particle diameter (μm) of the spacer particles, and θ represents the above-mentioned initial contact angle.

上述した式(1)で表される値よりも小さな間隔で吐出すると、基板に着弾したスペーサ粒子分散液の液滴の合着が起こり、乾燥過程で一カ所に向かってスペーサ粒子が寄り集まらないことがある。この場合、乾燥後のスペーサ粒子の配置精度が低下する。また、1つのノズルから吐出されるスペーサ粒子分散液の量を少なくするためノズルの口径を小さくすると、スペーサ粒子の粒子径がノズルの口径に対して相対的に大きくなるため、例えば、ノズルから同一方向に向けて直線的にスペーサ粒子を常に吐出できず、飛行曲がりが生じ、スペーサ粒子の配置精度が低下する。また、スペーサ粒子により、ノズルが閉塞することがある。 When ejected at an interval smaller than the value represented by the above-described formula (1), the spacer particle dispersion droplets that have landed on the substrate coalesce, and the spacer particles do not gather toward one place during the drying process. Sometimes. In this case, the arrangement accuracy of the spacer particles after drying is lowered. In addition, if the nozzle diameter is reduced to reduce the amount of spacer particle dispersion discharged from one nozzle, the particle diameter of the spacer particles becomes relatively larger than the nozzle diameter. The spacer particles cannot always be ejected linearly in the direction, causing flight bending, and the arrangement accuracy of the spacer particles decreases. In addition, the nozzle may be blocked by the spacer particles.

上記スペーサ粒子は、ブラックマットリックス等の非画素領域に対応する領域、又は、配線等の非画素領域に対応する領域に配置されれば、配置される部分及び配置パターンは特に限定されない。しかしながら、スペーサ粒子が画素領域にはみ出すのを防止するために、例えば、基板の非画素領域に対応する領域が格子状に形成されている場合には、格子状の非画素領域に対応する領域の縦横交差する格子点を狙ってスペーサ粒子分散液を吐出することがより好ましい。 As long as the spacer particles are arranged in a region corresponding to a non-pixel region such as black matrix or a region corresponding to a non-pixel region such as a wiring, the portion and arrangement pattern are not particularly limited. However, in order to prevent the spacer particles from protruding into the pixel region, for example, when the region corresponding to the non-pixel region of the substrate is formed in a lattice shape, the region corresponding to the lattice-shaped non-pixel region More preferably, the spacer particle dispersion is discharged aiming at lattice points that intersect vertically and horizontally.

1つの箇所におけるスペーサ粒子の配置個数は、配置箇所によって適宜設定され得るが、一般的には1〜12個程度であることが好ましい。平均配置個数として2〜6個程度であることが好ましい。その配置個数は、スペーサ粒子の粒子径及びスペーサ粒子分散液の濃度により適宜調整され得る。 The arrangement number of the spacer particles in one place can be appropriately set depending on the arrangement place, but generally it is preferably about 1 to 12 pieces. The average number of arrangement is preferably about 2 to 6. The arrangement number can be appropriately adjusted according to the particle diameter of the spacer particles and the concentration of the spacer particle dispersion.

スペーサ粒子分散液を基板に吐出する際には、インクジェット装置のヘッドのスキャンを1回で行ってもよく、複数回に分けて行ってもよい。特に、スペーサ粒子を配置する間隔が、上述した式(1)で表される値よりも小さい場合は、上述した式(1)で表される値の整数倍の間隔でスペーサ粒子分散液を吐出し、スペーサ粒子分散液を乾燥させた後、その間隔分だけヘッドを移動させ、スペーサ粒子分散液を再度吐出することが好ましい。スペーサ粒子分散液の吐出に際しては、ヘッドの移動方向を例えば1回毎に交互に変えて往復させながら吐出してもよく、ヘッドを一定方向にのみ移動させながら吐出してもよい。 When the spacer particle dispersion is discharged onto the substrate, the head of the ink jet apparatus may be scanned once or may be divided into a plurality of times. In particular, when the interval at which the spacer particles are arranged is smaller than the value represented by the above formula (1), the spacer particle dispersion is discharged at an interval that is an integer multiple of the value represented by the above formula (1). Then, after drying the spacer particle dispersion, it is preferable to move the head by the interval and discharge the spacer particle dispersion again. When discharging the spacer particle dispersion liquid, for example, the head moving direction may be alternately changed every time, and the head particle may be discharged while reciprocating. Alternatively, the head particle may be discharged while moving only in a certain direction.

上記スペーサ粒子を基板に配置する方法としては、特開2002−015493号公報に記載のように、基板表面に垂線を引いたときに、この垂線対して所定の角度を有するようにヘッドを傾けて液滴を吐出し、更にヘッドと基板との相対的な移動速度をコントロールする。このようにすることで、スペーサ粒子分散液の液滴の着弾径を小さくでき、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る。 As a method of arranging the spacer particles on the substrate, as described in JP-A-2002-015493, when a perpendicular is drawn on the surface of the substrate, the head is tilted so as to have a predetermined angle with respect to the perpendicular. The liquid droplets are discharged, and the relative moving speed between the head and the substrate is controlled. By doing so, the landing diameter of the droplets of the spacer particle dispersion liquid can be reduced, and the spacer particles can be arranged with high accuracy in a region corresponding to the non-pixel region.

また、上記スペーサ粒子分散液をインクジェット装置により吐出する基板表面の非画素領域内に凸部が形成されている場合、該凸部上に上記スペーサ粒子分散液を吐出することが好ましい。上記凸部上にスペーサ粒子を配置することができ、例えば、粒径が5μm以下程度の微小なスペーサ粒子を用いた場合であっても、製造する液晶表示装置の液晶層の厚みを適度な範囲とすることができる。この場合、上記スペーサ粒子分散液は、スペーサ粒子の粒子径が5μm以下であり、20℃における表面張力が33mN/m以上、かつ、スペーサ粒子濃度が0.01〜5重量%であり、上述したスペーサ粒子を配置する本工程において、1つのノズルから1回で吐出されるスペーサ粒子分散液の重量が5〜20ngであることが好ましい。1つのノズルから1回で吐出されるスペーサ分散液の重量が5〜20ngであるため、凸部上に吐出されたスペーサ粒子分散液の液滴の着弾径を小さくすることができ、従って、基板表面の非画素領域に対応する領域に形成された凸部上にスペーサ粒子を高精度に配置することができる。 Moreover, when the convex part is formed in the non-pixel area | region of the substrate surface which discharges the said spacer particle dispersion liquid with an inkjet apparatus, it is preferable to discharge the said spacer particle dispersion liquid on this convex part. Spacer particles can be arranged on the convex portions. For example, even when minute spacer particles having a particle size of about 5 μm or less are used, the thickness of the liquid crystal layer of the liquid crystal display device to be manufactured is in an appropriate range. It can be. In this case, the spacer particle dispersion has a spacer particle diameter of 5 μm or less, a surface tension at 20 ° C. of 33 mN / m or more, and a spacer particle concentration of 0.01 to 5% by weight. In this step of arranging the spacer particles, it is preferable that the weight of the spacer particle dispersion discharged from one nozzle at a time is 5 to 20 ng. Since the weight of the spacer dispersion liquid ejected from one nozzle at a time is 5 to 20 ng, the landing diameter of the droplets of the spacer particle dispersion liquid ejected on the convex portions can be reduced. The spacer particles can be arranged with high accuracy on the convex portions formed in the region corresponding to the non-pixel region on the surface.

上記凸部の形状としては、格子状の形成であってもよく、長さ方向と幅方向とを有する形状であってもよい。なお、長さ方向と幅方向とを有する形状には、長方形、楕円形等が含まれる。 The convex portion may have a lattice shape or a shape having a length direction and a width direction. The shape having the length direction and the width direction includes a rectangle, an ellipse, and the like.

上記凸部上に上記スペーサ粒子分散液を吐出する場合、該凸部は格子状の形状を有し、上記スペーサ粒子分散液が吐出される部分の凸部の幅は、下限が15μm、上限が40μmであることが好ましい。凸部の幅が上記範囲にあることで、凸部上に吐出されたスペーサ粒子分散液が凸部上からはみ出すことを確実に防ぐことができ、スペーサ粒子をより一層高精度に配置することができる。よって、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。 When the spacer particle dispersion is discharged onto the protrusion, the protrusion has a lattice shape, and the width of the protrusion at the portion where the spacer particle dispersion is discharged has a lower limit of 15 μm and an upper limit of 15 μm. It is preferable that it is 40 micrometers. When the width of the convex portion is in the above range, the spacer particle dispersion discharged onto the convex portion can be reliably prevented from protruding from the convex portion, and the spacer particles can be arranged with higher accuracy. it can. Therefore, the display image quality of the liquid crystal display device to be manufactured can be improved.

(スペーサ粒子分散液の乾燥方法)
上記スペーサ粒子分散液を基板に吐出し、吐出されたスペーサ粒子分散液が基板表面に着弾した後、スペーサ粒子分散液を乾燥させる方法について説明する。
(Method for drying spacer particle dispersion)
A method of discharging the spacer particle dispersion liquid onto the substrate and drying the spacer particle dispersion liquid after the discharged spacer particle dispersion liquid has landed on the substrate surface will be described.

上記スペーサ粒子分散液が基板表面に着弾した後、スペーサ粒子分散液を乾燥させる方法としては特に限定されず、基板が載置されたステージを加熱する方法、基板に熱風を吹き付ける方法、遠赤外線等により基板を加熱する方法、基板上に吐出されたスペーサ粒子分散液を減圧乾燥により乾燥させる方法等が挙げられる。乾燥過程では、スペーサ粒子を液滴の着弾中心付近に寄せ集めるために、乾燥温度、乾燥時間、分散液の沸点、分散液の表面張力、分散液の配向膜に対する接触角、分散液中のスペーサ粒子濃度等を適当な条件に設定することが好ましい。 The method for drying the spacer particle dispersion after the spacer particle dispersion has landed on the substrate surface is not particularly limited, and includes a method for heating the stage on which the substrate is placed, a method for blowing hot air on the substrate, a far infrared ray, and the like. The method of heating a board | substrate by this, the method of drying the spacer particle dispersion liquid discharged on the board | substrate by reduced pressure drying, etc. are mentioned. In the drying process, in order to gather the spacer particles near the landing center of the droplet, the drying temperature, the drying time, the boiling point of the dispersion, the surface tension of the dispersion, the contact angle of the dispersion with the alignment film, the spacer in the dispersion It is preferable to set the particle concentration and the like to appropriate conditions.

上記基板上に吐出されたスペーサ粒子分散液を乾燥させる方法として基板を減圧乾燥する方法が、基板に熱を与える必要がなく、基板や、基板上の配向膜、スペーサ粒子が加熱による損傷を受けないため好ましい。 The method of drying the substrate under reduced pressure as a method for drying the spacer particle dispersion discharged onto the substrate does not require heating the substrate, and the substrate, the alignment film on the substrate, and the spacer particles are damaged by heating. It is preferable because it is not present.

基板上に吐出されたスペーサ粒子分散液を減圧乾燥により乾燥させる場合には、スペーサ粒子分散液を吐出した基板を減圧装置に入れてスペーサ粒子分散液を乾燥してもよく、或いはスペーサ粒子配置装置自体を減圧乾燥機中に設置し、スペーサ粒子分散液を乾燥してもよい。このようにすることによって、基板上のスペーサ粒子分散液の乾燥速度を調整することができる。減圧装置としては、基板を入れる減圧室に、その減圧室に比べ容量の大きい、例えば予め減圧された減圧タンクが接続されているものが挙げられ、この減圧装置を用いれば、急速にかつ容易に減圧することができるため好ましい。 When the spacer particle dispersion liquid discharged on the substrate is dried by drying under reduced pressure, the spacer particle dispersion liquid may be dried by putting the substrate on which the spacer particle dispersion liquid is discharged into a pressure reducing apparatus, or a spacer particle arrangement apparatus. The spacer particle dispersion may be dried by placing itself in a vacuum dryer. By doing so, the drying speed of the spacer particle dispersion on the substrate can be adjusted. Examples of the decompression device include a decompression chamber in which a substrate is placed, and a decompression chamber having a larger capacity than that of the decompression chamber, for example, a decompression tank that has been decompressed in advance, is connected to the decompression device. This is preferable because the pressure can be reduced.

乾燥過程でスペーサ粒子を液滴の着弾中心点付近に寄せ集めるためには、スペーサ粒子が基板表面を移動している間に液体が無くならないように、ある程度時間をかけて乾燥することが好ましい。すなわち、溶媒が急激に乾燥しない温度で乾燥することが好ましい。高温の溶媒が長時間配向膜と接触すると、配向膜を汚染して液晶表示装置としての表示画質を損なうことがあるため、低温下で乾燥することが好ましい。 In order to gather the spacer particles in the vicinity of the droplet landing center point in the drying process, it is preferable that the spacer particles are dried for some time so that the liquid does not disappear while the spacer particles move on the substrate surface. That is, it is preferable to dry at a temperature at which the solvent does not dry rapidly. When a high-temperature solvent is in contact with the alignment film for a long time, the alignment film may be contaminated and the display image quality of the liquid crystal display device may be impaired. Therefore, drying at a low temperature is preferable.

室温で揮発しやすい溶媒を用いたり、溶媒が急激に揮発するような条件でスペーサ粒子分散液を使用すると、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易く吐出性が悪くなることがある。また、スペーサ粒子分散液を製造する際や、スペーサ粒子分散液を保管している際にスペーサ粒子分散液が乾燥し、スペーサ粒子が凝集することがある。 If a spacer particle dispersion is used under conditions where the solvent tends to volatilize at room temperature or the solvent volatilizes abruptly, the spacer particle dispersion near the nozzles of the ink jet device can easily be dried, resulting in poor ejection properties. . Further, when the spacer particle dispersion is produced or the spacer particle dispersion is stored, the spacer particle dispersion may be dried and the spacer particles may be aggregated.

上記スペーサ粒子分散液が基板表面に着弾したときの基板の表面温度は、スペーサ粒子分散液に含まれる最も低沸点の溶媒の沸点よりも20℃以上低い温度であることが好ましい。基板の表面温度が、最も低沸点の溶媒の沸点−20℃より高いと、最も低沸点の溶媒が急激に揮散して、スペーサ粒子が移動し難くなり、著しい場合は溶媒の急激な沸騰により、スペーサ粒子を含む液滴が基板表面を動き回り、スペーサ粒子の配置精度が著しく低下することがある。 The surface temperature of the substrate when the spacer particle dispersion reaches the substrate surface is preferably 20 ° C. or more lower than the boiling point of the lowest boiling solvent contained in the spacer particle dispersion. When the surface temperature of the substrate is higher than the boiling point of the lowest boiling point solvent −20 ° C., the lowest boiling point solvent evaporates rapidly, making it difficult for the spacer particles to move. The droplets containing the spacer particles move around the substrate surface, and the arrangement accuracy of the spacer particles may be significantly reduced.

上記スペーサ粒子分散液が基板表面に着弾した後に、基板の表面温度を徐々に上昇させながら、溶媒を乾燥させる。このとき、乾燥が完了するまでの基板の表面温度は90℃以下であることが好ましく、70℃以下であることがより好ましい。乾燥が完了するまでの基板の表面温度が90℃を超えると、配向膜が汚染されて液晶表示装置の表示画質を低下することがある。なお、基板表面の液滴が消失した時点を、乾燥が完了時点とする。 After the spacer particle dispersion has landed on the substrate surface, the solvent is dried while gradually raising the surface temperature of the substrate. At this time, the surface temperature of the substrate until the drying is completed is preferably 90 ° C. or less, and more preferably 70 ° C. or less. If the surface temperature of the substrate until the drying is completed exceeds 90 ° C., the alignment film may be contaminated and the display image quality of the liquid crystal display device may be deteriorated. Note that the time when the droplets on the substrate surface disappear is the time when drying is completed.

上記スペーサ粒子分散液の乾燥が完了した後、基板に対するスペーサ粒子の固着性を高めたり、残留溶剤を除去するため、例えば120〜230℃程度の温度に基板をさらに加熱してもよい。 After drying of the spacer particle dispersion liquid is completed, the substrate may be further heated to a temperature of about 120 to 230 ° C., for example, in order to enhance the adhesion of the spacer particles to the substrate or remove the residual solvent.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、スペーサ粒子が配置された上記第1の基板を、スペーサ粒子を介して対向するように上記第2の基板に重ね合わせる工程と、重ね合わせられた第1、第2の基板間に液晶を注入する、若しくは、上記第1、第2の基板を重ね合わせる工程の前に第1の基板又は第2の基板上に液晶を配置する工程とを有する。 The method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention includes a step of overlapping the first substrate on which the spacer particles are arranged on the second substrate so as to face each other through the spacer particles, And a step of injecting liquid crystal between the second substrates or arranging the liquid crystal on the first substrate or the second substrate before the step of superimposing the first and second substrates.

すなわち、上述した工程によりスペーサ粒子が配置された第1の基板は、スペーサ粒子が配置されていない第2の基板と、スペーサ粒子を介して対向し合うように重ね合わせられる。第1、第2の基板は、例えば、外周縁近傍において周辺シール剤を用いて加熱圧着された後、第1、第2の基板間の空隙に液晶が充填されて液晶表示装置が作製される(真空注入法)。 That is, the first substrate on which the spacer particles are arranged by the above-described process is overlapped with the second substrate on which the spacer particles are not arranged so as to face each other through the spacer particles. The first and second substrates are, for example, heat-pressed using a peripheral sealing agent in the vicinity of the outer peripheral edge, and then a liquid crystal is filled in the gap between the first and second substrates to produce a liquid crystal display device. (Vacuum injection method).

あるいは、例えば、第1の基板又は第2の基板のいずれか一方の基板の外周縁近傍に、周辺シール剤を塗布し、周辺シール剤で囲まれた範囲内に液晶を滴下する。しかる後、他方の基板と貼り合わせて、シール剤が硬化されて液晶表示装置が作製される(液晶滴下工法)。 Alternatively, for example, a peripheral sealing agent is applied in the vicinity of the outer peripheral edge of either the first substrate or the second substrate, and the liquid crystal is dropped in a range surrounded by the peripheral sealing agent. Thereafter, it is bonded to the other substrate, the sealing agent is cured, and a liquid crystal display device is manufactured (liquid crystal dropping method).

このような本発明の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、基板上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、例えば、図1に示す構造の液晶表示装置を好適に製造することができる。
本発明の液晶表示装置の製造方法により得られた液晶表示装置もまた、本発明の1つである。
According to the manufacturing method of the liquid crystal display device of the present invention, the spacer particles can be arranged with high accuracy in the region corresponding to the non-pixel region on the substrate using the ink jet device. For example, as shown in FIG. The liquid crystal display device having the structure can be preferably manufactured.
The liquid crystal display device obtained by the method for producing a liquid crystal display device of the present invention is also one aspect of the present invention.

本発明では、スペーサ粒子分散液が、沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒を少なくとも含有し、スペーサ粒子を配置する工程において、1つのノズルから1回で吐出されるスペーサ粒子分散液中に含まれる沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒の量の下限が0.5ng、上限が15ngであるため、スペーサ粒子が基板に吐出された後、乾燥されたときに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、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る。また、スペーサ粒子分散液の乾燥を低温下、短時間で行うことができるため、液晶表示装置を効率的に生産することができる。得られる液晶表示装置では、スペーサ粒子が非画素領域に対応する領域に高精度に配置されているため、光抜けなどがなく表示画質に優れている。 In the present invention, the spacer particle dispersion liquid contains at least a solvent having a boiling point of 200 ° C. or more and a surface tension of 42 mN / m or more, and is ejected from one nozzle at a time in the step of arranging the spacer particles. Since the lower limit of the amount of the solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension of 42 mN / m or higher is 15 ng and the upper limit is 15 ng, the spacer particles are discharged onto the substrate. After that, when dried, the spacer particles can be effectively gathered to specific locations. Therefore, the spacer particles can be arranged with high accuracy in a region corresponding to the non-pixel region of the substrate. In addition, since the spacer particle dispersion can be dried at a low temperature in a short time, a liquid crystal display device can be produced efficiently. In the obtained liquid crystal display device, since the spacer particles are arranged with high accuracy in the region corresponding to the non-pixel region, there is no light leakage and the display image quality is excellent.

第1の基板上の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を配置する工程の後、かつ、スペーサ粒子が配置された第1の基板を、スペーサ粒子を介して対向するように第2の基板に重ね合わせる工程の前に、基板上に吐出されたスペーサ粒子分散液を減圧乾燥により乾燥させる工程を更に備えている場合には、基板に熱を与える必要がなく、基板や基板上の配向膜、スペーサ粒子が加熱による損傷を受けないため、表示画質に優れた液晶表示装置を得ることができる。 After the step of disposing spacer particles in a region corresponding to the non-pixel region on the first substrate, the second substrate is arranged so that the first substrate on which the spacer particles are disposed is opposed to the spacer substrate through the spacer particles. In the case of further comprising a step of drying the spacer particle dispersion discharged on the substrate by drying under reduced pressure before the step of superimposing on the substrate, there is no need to apply heat to the substrate, and the substrate and the alignment film on the substrate Since the spacer particles are not damaged by heating, a liquid crystal display device having excellent display image quality can be obtained.

スペーサ粒子を配置する工程において、1つのノズルから1回で吐出されるスペーサ粒子分散液の量の下限が5ng、上限が35ngである場合には、スペーサ粒子分散液を乾燥させるときに、非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を短時間でより一層効果的に寄せ集めることができる。よって、得られる液晶表示装置の表示画質を高めることができる。 In the step of arranging the spacer particles, when the lower limit of the amount of the spacer particle dispersion discharged from one nozzle at a time is 5 ng and the upper limit is 35 ng, when the spacer particle dispersion is dried, the non-pixel The spacer particles can be collected more effectively in a short time in the region corresponding to the region. Therefore, the display image quality of the obtained liquid crystal display device can be improved.

本発明の液晶表示装置の製造方法に得られた液晶表示装置は、スペーサ粒子が非画素領域に対応する領域に高精度に配置されているため、光抜けなどがなく表示画質に優れている。 The liquid crystal display device obtained by the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention is excellent in display image quality without light leakage because the spacer particles are arranged with high accuracy in the region corresponding to the non-pixel region.

本発明のスペーサ粒子分散液は、沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒を少なくとも含有し、沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒が1重量%以上含まれているため、スペーサ粒子が基板に吐出された後、乾燥されたときに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、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る。得られる液晶表示装置の表示画質を高めることができる。 The spacer particle dispersion of the present invention contains at least a solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension of 42 mN / m or higher, a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension of 42 mN / m or higher. Is contained in an amount of 1% by weight or more, the spacer particles can be effectively gathered to a specific position when the spacer particles are discharged onto the substrate and then dried. Therefore, the spacer particles can be arranged with high accuracy in a region corresponding to the non-pixel region of the substrate. The display image quality of the obtained liquid crystal display device can be improved.

沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒が、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールおよびグリセリンからなる群より選択される少なくとも1種である場合には、基板の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子をより一層高精度に配置することができる。よって、得られる液晶表示装置の表示画質を高めることができる。 When the solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension of 42 mN / m or higher is at least one selected from the group consisting of 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and glycerin The spacer particles can be arranged with higher accuracy in the region corresponding to the non-pixel region of the substrate. Therefore, the display image quality of the obtained liquid crystal display device can be improved.

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の製造方法によって得られた液晶表示装置を模式的に示す部分切欠正面断面図。1 is a partially cutaway front sectional view schematically showing a liquid crystal display device obtained by a method for manufacturing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. (a)〜(c)は、スペーサ粒子が配置される過程を、段階的に示す部分切欠正面断面図。(A)-(c) is a partial notch front sectional drawing which shows the process in which a spacer particle | grain is arrange | positioned in steps. スペーサ粒子が配置された第1の基板を示す部分切欠正面断面図。The partial notch front sectional drawing which shows the 1st board | substrate with which spacer particle | grains are arrange | positioned. インクジェット装置のノズルから液滴を吐出するときの状態を模式的に示す図であり、(a)はメニスカスが軸対象ではない場合を示し、(b)はメニスカスが軸対象である場合を示す。It is a figure which shows typically a state when discharging a droplet from the nozzle of an inkjet apparatus, (a) shows the case where a meniscus is not an axis | shaft object, (b) shows the case where a meniscus is an axis | shaft 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模式的に示す図。(A)-(c) is a figure which shows typically the position where a spacer particle | grain remains. (a)は、実施例及び比較例で使用するカラーフィルタ基板を構成するに際して、ガラス基板の内表面に、ブラックマトリックスが設けられた状態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 the state by which the black matrix was provided in the inner surface of a glass substrate, when comprising the color filter substrate used by an Example and a comparative example. (B) is a partial notch front sectional drawing which expands and shows the 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アレイモデル基板を構成するに際して、ガラス基板の内表面に、段差が設けられた状態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 the state in which the level | step difference was provided in the inner surface of a glass substrate, when comprising 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 the 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)は、インクジェット装置のヘッドの一例の構造を模式的に示す部分切欠斜視図であり、(b)は、ノズル孔部分における断面構造を模式的に示す部分切欠斜視図。(A) is a partial notch perspective view which shows typically the structure of an example of the head of an inkjet apparatus, (b) is the partial notch perspective view which shows typically the cross-sectional structure in a nozzle hole part. 従来の液晶表示装置の一例を模式的に示す正面断面図。Front sectional drawing which shows typically an example of the conventional liquid crystal display device.

以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of 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)
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、セパラブルフラスコ中で均一に混合した。
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、セパラブルフラスコ中に投入し充分攪拌した。しかる後、イオン交換水140重量部をさらに添加した。この溶液を攪拌しながら窒素気流下、80℃で15時間反応させた。得られた粒子を熱水及びアセトンを用いて洗浄した後、分級操作を行い、平均粒子径が3、4又は5μm、CV値が3.0%である3種のスペーサ粒子を得た。
(Preparation of spacer particles)
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 in a separable flask.
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 put into a separable flask and sufficiently stirred. . Thereafter, 140 parts by weight of ion-exchanged water was further added. The solution was allowed to react 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 three types of spacer particles having an average particle size of 3, 4 or 5 μm and a CV value of 3.0%.

(スペーサ粒子の表面修飾)
(スペーサ粒子SA)
ジメチルスルホキシド(DMSO)20重量部と、ヒドロキシメチルメタクリレート2重量部と、N−エチルアクリルアミド18重量部との混合物中に、得られた平均粒子径が3、4又は5μm、CV値が3.0%であるスペーサ粒子5重量部を投入し、ソニケータを用いて均一に分散させた。しかる後、反応系に窒素ガスを導入し、30℃で2時間撹拌を続けた。次に、1Nの硝酸水溶液で調製した0.1mol/Lの硝酸第2セリウムアンモニウム溶液10重量部を添加し、5時間反応させた。反応終了後、2μmのメンブランフィルタを用いて、スペーサ粒子と反応液とを濾別した。このスペーサ粒子をエタノール及びアセトンにて充分洗浄し、真空乾燥器にて減圧乾燥を行い、平均粒子径が3、4又は5μmである3種のスペーサ粒子SAを得た。
(Surface modification of spacer particles)
(Spacer particles SA)
In a mixture of 20 parts by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO), 2 parts by weight of hydroxymethyl methacrylate, and 18 parts by weight of N-ethylacrylamide, the average particle size obtained was 3, 4 or 5 μm, and the CV value was 3.0. % Of spacer particles of 5% was added and dispersed uniformly using a sonicator. Thereafter, nitrogen gas was introduced into the reaction system, and stirring was continued at 30 ° C. for 2 hours. Next, 10 parts by weight of a 0.1 mol / L ceric ammonium nitrate solution prepared with a 1N nitric acid aqueous solution was added and reacted for 5 hours. After completion of the reaction, the spacer particles and the reaction solution were separated by filtration using a 2 μm membrane filter. The spacer particles were sufficiently washed with ethanol and acetone, and dried under reduced pressure in a vacuum drier to obtain three types of spacer particles SA having an average particle diameter of 3, 4 or 5 μm.

(スペーサ粒子SB)
スペーサ粒子の調製により得られた平均粒子径が4μm、CV値が3.0%のスペーサ粒子5重量部を、ジメチルスルホキシド(DMSO)20重量部と、ヒドロキシメチルメタクリレート2重量部と、メタクリル酸16重量部と、ラウリルアクリレート2重量部との混合物中に投入し、超音波機を用いて均一に分散させた。しかる後、スペーサ粒子SAと同様にして、平均粒子径が4μmであるスペーサ粒子SBを得た。
(Spacer particles SB)
5 parts by weight of spacer particles having an average particle diameter of 4 μm and a CV value of 3.0% obtained by the preparation of the spacer particles, 20 parts by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO), 2 parts by weight of hydroxymethyl methacrylate, and methacrylic acid 16 The mixture was put into a mixture of parts by weight and 2 parts by weight of lauryl acrylate, and uniformly dispersed using an ultrasonic machine. Thereafter, similarly to the spacer particles SA, spacer particles SB having an average particle diameter of 4 μm were obtained.

(スペーサ粒子SC)
スペーサ粒子の調製により得られた平均粒子径が4μm、CV値が3.0%のスペーサ粒子5重量部を、ジメチルスルホキシド(DMSO)20重量部と、ヒドロキシメチルメタクリレート2重量部と、ポリエチレングリコールメタクリレート(分子量800)18重量部との混合中に投入し、超音波機を用いて均一に分散させた。しかる後、スペーサ粒子SAと同様にして、平均粒子径が4μmであるスペーサ粒子SCを得た。
(Spacer particles SC)
5 parts by weight of spacer particles having an average particle diameter of 4 μm and a CV value of 3.0% obtained by the preparation of spacer particles, 20 parts by weight of dimethyl sulfoxide (DMSO), 2 parts by weight of hydroxymethyl methacrylate, and polyethylene glycol methacrylate (Molecular weight 800) The mixture was mixed with 18 parts by weight and uniformly dispersed using an ultrasonic machine. Thereafter, similarly to the spacer particles SA, spacer particles SC having an average particle diameter of 4 μm were obtained.

(スペーサ粒子分散液の調製)
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1〜4に示す組成の溶媒中にゆっくり添加し、超音波機を用いて充分撹拌し分散させた。しかる後、10μmの目開きのステンレスメッシュを用いて濾過し、凝集物を除去することによりスペーサ粒子分散液を得た。
(Preparation of spacer particle dispersion)
A necessary amount of the obtained spacer particles was taken so as to have a predetermined particle concentration, and it was slowly added into a solvent having a composition shown in Tables 1 to 4 below, and was sufficiently stirred and dispersed using an ultrasonic machine. Thereafter, the mixture was filtered using a stainless mesh having an opening of 10 μm to remove aggregates, thereby obtaining a spacer particle dispersion.

得られたスペーサ粒子分散液の20℃における表面張力を、白金板を使用するウイルヘルミー法で測定した。また、内径φ5mmの試験管にスペーサ粒子分散液を高さ10cmまで導入した後、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測定し、スペーサ粒子分散液の沈降速度を評価した。測定した結果を下記表1〜4に示した。 The surface tension at 20 ° C. of the obtained spacer particle dispersion was measured by the Wilhelmy method using a platinum plate. In addition, after introducing the spacer particle dispersion liquid to a height of 10 cm into a test tube having an inner diameter of 5 mm, when standing, the time until the spacer particle deposition is visually confirmed on the bottom of the test tube is measured. The sedimentation rate of the particle dispersion was evaluated. The measurement results are shown in Tables 1 to 4 below.

(基板の作製)
液晶テストパネル用の基板であるカラーフィルタ基板51と、カラーフィルタ基板51の対向基板である段差が設けられたTFTアレイモデル基板61A、61Bとを用意した。
(Production of substrate)
A color filter substrate 51, which is a substrate for a liquid crystal test panel, and TFT array model substrates 61A, 61B provided with a step which is a counter substrate of the color filter substrate 51 were prepared.

(カラーフィルタ基板)
図7(a)に、カラーフィルタ基板51に用いるブラックマトリックスが設けられたガラス基板を拡大して部分切欠平面図で示す。図7(b)に、カラーフィルタ基板51の一部を拡大して部分切欠正面断面図で示す。
(Color filter substrate)
FIG. 7A is an enlarged partial cutaway plan view of a glass substrate provided with a black matrix used for the color filter substrate 51. FIG. 7B is an enlarged partial cutaway front sectional view of a part of the color filter substrate 51.

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51は以下のように作製した。 The color filter substrate 51 having a smooth surface used in Examples and Comparative Examples was produced as follows.

図7(a)、(b)に示すように、300mm×360mmのガラス基板52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53(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53上及びその間に、RGBの3色からなるカラーフィルタ54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55及びITO透明電極56設けた。 As shown in FIGS. 7A and 7B, a black matrix 53 (width 25 μm, vertical interval 150 μm, horizontal interval 75 μm, thickness 0) made of metallic chromium on a 300 mm × 360 mm glass substrate 52 by a normal method. .2 μm). On and between the black matrix 53, 54 pixels (thickness 1.5 μm) of color filters composed of three colors of RGB were formed so as to have a flat surface. An overcoat layer 55 and an ITO transparent electrode 56 having a substantially constant thickness were provided thereon.

更にITO透明電極56上に、スピンコート法によってポリイミドを含有する溶液を均一に塗布した。塗布後、80℃で乾燥した後に190℃で1時間焼成し、硬化させてほぼ一定の厚みの配向膜57を形成した。 Further, a solution containing polyimide was uniformly applied on the ITO transparent electrode 56 by spin coating. After coating, the film was dried at 80 ° C., then baked at 190 ° C. for 1 hour, and cured to form an alignment film 57 having a substantially constant thickness.

配向膜57は、下記PI1、PI2又はPI3の3種類のいずれかの配向膜からなる。PI1、PI2又はPI3の配向膜を構成するために、下記ポリイミド樹脂溶液を用いた。形成された配向膜の表面張力(γ)は以下の通りであった。 The alignment film 57 is made of any of the following three types of alignment films PI1, PI2 and PI3. The following polyimide resin solution was used to form an alignment film of PI1, PI2 or PI3. 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: Product 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8(a)に、TFTアレイモデル基板に用いる段差が設けられたガラス基板を拡大して部分切欠平面図で示す。図8(b)に、TFTアレイモデル基板の一部を拡大して部分切欠正面図で示す。
(TFT array model substrate)
FIG. 8A is an enlarged partial cutaway plan view of a glass substrate provided with a step used for a TFT array model substrate. FIG. 8B is an enlarged partial cutaway front view of a part of the TFT array model substrate.

実施例及び比較例に用いた段差が設けられたTFTアレイモデル基板61Aは以下のように作製した。 The TFT array model substrate 61A provided with the steps used in the examples and comparative examples was manufactured as follows.

図8(a)、(b)に示すように、カラーフィルタ基板51のブラックマトリックス53に相対する位置において、300mm×360mmのガラス基板62上に、従来公知の方法により銅からなるよる段差63(幅8μm、厚み5nm)を設けた。その上に、ほぼ一定の厚みのITO透明電極64を設け、更に上述した方法でほぼ一定の厚みの配向膜65を形成した。TFTアレイモデル基板61Aでは、段差63が形成されている部分において、配向膜65が隆起して凸部が形成されており、その凸部の高さ、すなわち、基板表面の段差は5nmであった。 As shown in FIGS. 8A and 8B, a step 63 (made of copper is formed on a 300 mm × 360 mm glass substrate 62 at a position facing the black matrix 53 of the color filter substrate 51 by a conventionally known method. Width 8 μm, thickness 5 nm). An ITO transparent electrode 64 having a substantially constant thickness was provided thereon, and an alignment film 65 having a substantially constant thickness was formed by the method described above. In the TFT array model substrate 61A, in the portion where the step 63 is formed, the alignment film 65 is raised to form a convex portion, and the height of the convex portion, that is, the step on the substrate surface is 5 nm. .

配向膜65を構成するに際して、対向基板であるカラーフィルタ基板51の配向膜57と同様のポリイミド樹脂溶液を用いた。 In forming the alignment film 65, the same polyimide resin solution as that of the alignment film 57 of the color filter substrate 51 as the counter substrate was used.

別途、段差が設けられたTFTアレイモデル基板61Bを作製した。TFTアレイモデル基板61Bは、上述したTFTアレイモデル基板61Aと段差の高さが異なるのみの差異である。すなわち、TFTアレイモデル基板61Bでは段差63の高さを200nmとし、基板表面に200nmの段差を設けた。TFTアレイモデル基板61Bでは、PI3からなる配向膜65を構成した。 Separately, a TFT array model substrate 61B provided with a step was produced. The TFT array model substrate 61B is different from the TFT array model substrate 61A described above only in the height of the step. That is, in the TFT array model substrate 61B, the height of the step 63 is set to 200 nm, and a step of 200 nm is provided on the substrate surface. In the TFT array model substrate 61B, an alignment film 65 made of PI3 is formed.

(インクジェット装置)
ノズルの口径が40μmであるヘッドを搭載したピエゾ方式の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を、ガラスセラミック材料により構成した。ノズルは、ノズル面がフッ素系の撥水加工が施されたものを用いた。
(Inkjet device)
A piezo-type ink jet apparatus equipped with a head having a nozzle diameter of 40 μm was prepared. The liquid contact part of the ink chamber of this head was made of a glass ceramic material. As the nozzle, a nozzle surface having a fluorine-based water-repellent finish was used.

(スペーサ粒子の配置)
表1〜4に示すスペーサ粒子分散液をカラーフィルタ基板51又はTFTアレイモデル基板61A,61Bのいずれか一方の基板にスペーサ粒子を配置する工程に移行した。なお、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、スペーサ粒子の配置を開始した。
(Spacer particle arrangement)
The spacer particle dispersions shown in Tables 1 to 4 were transferred to a step of arranging spacer particles on the color filter substrate 51 or one of the TFT array model substrates 61A and 61B. In addition, arrangement | positioning of the spacer particle | grains was started after throwing away 0.5 mL of the initial spacer particle dispersion liquid discharged from the nozzle of an inkjet apparatus.

ヒーターで45℃に加熱されたステージ上に、カラーフィルタ基板51又はTFTアレイモデル基板61A,61Bを載せた。しかる後、上述したインクジェット装置を用いて、カラーフィルタ基板51上のブラックマトリックス53部分上、もしくはTFTアレイモデル基板61A、61Bのブラックマトリックス53に対応する段差部分を狙って、スペーサ粒子分散液を吐出した。 The color filter substrate 51 or the TFT array model substrates 61A and 61B were placed on a stage heated to 45 ° C. with a heater. Thereafter, using the above-described ink jet device, the spacer particle dispersion is discharged on the black matrix 53 portion on the color filter substrate 51 or on the step portion corresponding to the black matrix 53 of the TFT array model substrates 61A and 61B. did.

インクジェット装置のインク室にスペーサ粒子分散液を導入した後、吐出するまでの時間を変化させた。すなわち、スペーサ粒子分散液を導入後すぐに吐出した場合(初期)と、導入後に1時間静置して吐出した場合(1時間後)とを評価した。 After introducing the spacer particle dispersion into the ink chamber of the inkjet apparatus, the time until ejection was changed. That is, the case where the spacer particle dispersion was discharged immediately after the introduction (initial) and the case where the spacer particle dispersion was left to discharge after introduction for 1 hour (after 1 hour) were evaluated.

吐出の際のノズルの先端面と基板表面との間隔は0.5mmとした。インクジェット装置は、ダブルパルス方式とした。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。吐出後、スペーサ粒子分散液の液滴の基板に対する初期接触角(θ)を接触角計により測定した。結果を表1〜4に示した。 The distance between the nozzle tip surface and the substrate surface during ejection was 0.5 mm. The ink jet apparatus was a double pulse system. 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. After discharge, the initial contact angle (θ) of the spacer particle dispersion liquid droplet to the substrate was measured with a contact angle meter. The results are shown in Tables 1-4.

スペーサ粒子分散液を吐出した後、カラーフィルタ基板51又はTFTアレイモデル基板61A,61Bに着弾したスペーサ粒子分散液を乾燥させた。 After discharging the spacer particle dispersion, the spacer particle dispersion that landed on the color filter substrate 51 or the TFT array model substrates 61A and 61B was dried.

実施例1〜24及び比較例1〜5では、ヒーターで45℃に加熱されたステージ上で、基板に吐出されたスペーサ粒子分散液を乾燥し、スペーサ粒子分散液が完全に乾燥したことを目視で確認した。しかる後、残留している溶媒を除去し、150℃に加熱されたホットプレート上に基板を載置して15分間加熱し、スペーサ粒子を基板に固着させた。 In Examples 1 to 24 and Comparative Examples 1 to 5, the spacer particle dispersion discharged on the substrate was dried on the stage heated to 45 ° C. with a heater, and it was visually confirmed that the spacer particle dispersion was completely dried. Confirmed with. Thereafter, the remaining solvent was removed, the substrate was placed on a hot plate heated to 150 ° C., and heated for 15 minutes to fix the spacer particles to the substrate.

実施例25、26では、スペーサ粒子分散液を吐出した基板を減圧装置に入れて、スペーサ粒子分散液を乾燥させた。減圧乾燥時の温度は45℃、減圧度は10mmHgとした。 In Examples 25 and 26, the substrate on which the spacer particle dispersion was discharged was placed in a decompression device, and the spacer particle dispersion was dried. The temperature during vacuum drying was 45 ° C., and the degree of vacuum was 10 mmHg.

(評価用液晶表示装置の作製)
いずれか一方の基板にスペーサ粒子が配置されたカラーフィルタ基板51と、TFTアレイモデル基板61A又はTFTアレイモデル基板61B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、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に空セルを作製した。しかる後、貼り合わされた2枚の基板間に真空注入法により液晶を充填し、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)
The color filter substrate 51 in which spacer particles are arranged on either one of the substrates and the TFT array model substrate 61A or the TFT array model substrate 61B were bonded together using a peripheral sealant. After bonding, the sealing agent was heated at 150 ° C. for 1 hour and cured to produce an empty cell so that the cell gap was the particle diameter of the spacer particles. Thereafter, the liquid crystal was filled between the two bonded substrates by a vacuum injection method, and the injection port was sealed with a sealing agent to produce a liquid crystal display device.

(実施例及び比較例の評価)
下記の項目について評価を行った。結果を下記表1〜4に示す。
(Evaluation of Examples and Comparative Examples)
The following items were evaluated. The results are shown in Tables 1 to 4 below.

(スペーサ粒子散布密度)
スペーサ粒子を基板に固着させた後に、スペーサ粒子が配置されている部分において、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 in the portion where the spacer particles were arranged, and the result was taken as the distribution density.

(平均スペーサ粒子数)
1配置箇所あたりに凝集しているスペーサ粒子の個数の平均値を、1mmの範囲内で計測し、平均スペーサ粒子数とした。表1〜4において、「−」印を付して示すのは、スペーサ粒子が凝集していないため測定不能であることを指す。
(Average number of spacer particles)
An average value of the number of spacer particles aggregated per one place was measured within a range of 1 mm 2 and used as an average number of spacer particles. In Tables 1 to 4, the “−” mark indicates that measurement is not possible because the spacer particles are not aggregated.

(1時間後の吐出状態)
インクジェット装置のインク室にスペーサ粒子分散液を導入した後に1時間静置して吐出した場合の吐出状態を下記の基準で判定した。
○:全ノズルで吐出された。
△:未吐出ノズルが3%未満であった。
×:未吐出ノズルが3%以上であった。
(Discharge state after 1 hour)
The discharge state when the spacer particle dispersion was introduced into the ink chamber of the ink jet apparatus and then left to discharge for 1 hour was determined according to the following criteria.
○: Ejected from all nozzles.
Δ: Undischarged nozzle was less than 3%.
X: Undischarged nozzle was 3% or more.

(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。
○:スペーサ粒子の大部分が非画素領域に対応する領域にあった。
△:スペーサ粒子の一部が非画素領域に対応する領域からはみだしていた。
×:スペーサ粒子の多くが非画素領域に対応する領域からはみだしていた。
(Spacer particle placement accuracy)
The arrangement state of the spacer particles after the droplets were dried was determined according to the following criteria.
A: Most of the spacer particles were in the region corresponding to the non-pixel region.
(Triangle | delta): Some spacer particles protruded from the area | region corresponding to a non-pixel area | region.
X: Many spacer particles protruded from the region corresponding to the non-pixel region.

(スペーサ粒子存在範囲)
図9に示すように、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に平行線を引き、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. 9, parallel lines are drawn at equal intervals on both sides from the center of the black matrix or the corresponding part, and between the parallel lines where the number of spacer particles of 95% or more exists between the two parallel lines. Was defined as the spacer particle existence range.

(表示画質)
液晶表示装置の表示画質を観察し、下記の基準で判定した。
○:表示領域中にスペーサ粒子が殆ど認められず、スペーサ粒子に起因する光抜けがなかった。
△:表示領域中にスペーサ粒子がわずかに認められ、スペーサ粒子に起因する光抜けがあった。
×:スペーサ粒子が認められ、スペーサ粒子に起因する光抜けがあった。
(Display quality)
The display image quality of the liquid crystal display device was observed and judged according to the following criteria.
A: Almost no spacer particles were observed in the display area, and no light omission was caused by the spacer particles.
Δ: Spacer particles were slightly observed in the display area, and light leakage due to the spacer particles was observed.
X: Spacer particles were observed, and there was light leakage due to the spacer particles.

Figure 2011180624
Figure 2011180624

Figure 2011180624
Figure 2011180624

Figure 2011180624
Figure 2011180624

Figure 2011180624
Figure 2011180624

実施例及び比較例に用いた溶媒の沸点、表面張力、粘度、比重、及び配向膜に対する各溶媒の後退接触角を下記表5、6に示す。 Tables 5 and 6 below show the boiling point, surface tension, viscosity, specific gravity, and receding contact angle of each solvent with respect to the alignment film, in the examples and comparative examples.

Figure 2011180624
Figure 2011180624

Figure 2011180624
Figure 2011180624

表1〜3に示すように、実施例の液晶表示装置では、スペーサ粒子は非画素領域に精度よく配置され、表示画質に優れていた。他方、表4に示すように、比較例の液晶表示装置では、スペーサ粒子分散液が安定に吐出されないことがあった。また、非画素領域にまでスペーサ粒子が配置され、表示画質に劣っていた。 As shown in Tables 1 to 3, in the liquid crystal display device of the example, the spacer particles were accurately arranged in the non-pixel region, and the display image quality was excellent. On the other hand, as shown in Table 4, in the liquid crystal display device of the comparative example, the spacer particle dispersion liquid may not be discharged stably. Further, the spacer particles are arranged even in the non-pixel region, and the display image quality is inferior.

(実施例27)
メタクリル酸メチル10重量部、ヒドロキシエチルメタクリレート60重量部、ポリエチレングリコールメタアクリレート(分子量400)10重量部、グリシジルメタクリレート10重量部及びメタクリル酸10重量部からなる混合単量体100重量部をエタノール300重量部に溶解し、セパラブルフラスコ内に仕込み、窒素置換した後、油溶性アゾ系重合開始剤(商品名「V−65」、和光純薬工業社製)の10重量%エタノール溶液10重量部を1時間かけて滴下しながら、65℃で重合反応を行った。その後200重量部のエチレングリコールを加え、40℃で減圧しエタノールを除き、溶剤がエチレングリコールに置換された、接着成分溶液Aを得た。
接着剤成分Aを0.1重量%となるように溶剤に添加した以外は実施例1と同様にして、スペーサ粒子分散液を得た。
(Example 27)
300 parts by weight of ethanol is mixed with 100 parts by weight of a mixed monomer consisting of 10 parts by weight of methyl methacrylate, 60 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate, 10 parts by weight of polyethylene glycol methacrylate (molecular weight 400), 10 parts by weight of glycidyl methacrylate and 10 parts by weight of methacrylic acid. Into a separable flask, and purged with nitrogen, 10 parts by weight of a 10% by weight ethanol solution of an oil-soluble azo polymerization initiator (trade name “V-65”, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) The polymerization reaction was performed at 65 ° C. while dropping over 1 hour. Thereafter, 200 parts by weight of ethylene glycol was added, the pressure was reduced at 40 ° C., ethanol was removed, and an adhesive component solution A in which the solvent was replaced with ethylene glycol was obtained.
A spacer particle dispersion was obtained in the same manner as in Example 1 except that the adhesive component A was added to the solvent so as to be 0.1% by weight.

(比較例6)
実施例27で得た接着成分溶液Aを0.1重量%となるように溶剤に添加した以外は、比較例1と同様にして、スペーサ粒子分散液を得た。
(Comparative Example 6)
A spacer particle dispersion was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the adhesive component solution A obtained in Example 27 was added to the solvent so as to be 0.1% by weight.

(評価)
実施例27と、比較のため実施例1で調製したスペーサ粒子分散液、及び、比較例6で得られたスペーサ粒子分散液をステンレスメッシュ(目開き10μm)で濾過して凝集物を除去した後、ピエゾ方式のヘッド先端に口径50μmのノズルを搭載したインクジェット装置にて、TFTアレイ基板のカラーフィルタ基板のブラックマトリックスに対応する位置を狙って、縦のライン1列おきに、縦のラインの上に110μm間隔でスペーサ粒子分散液の液滴を吐出し、縦110μm×横150μmのピッチで液晶スペーサを配置した。なお、吐出の際のノズル(ヘッド面)と基板との間隔は0.5mmとし、ダブルパルス方式を用いた。このようにして配置したスペーサ粒子の散布密度は180個/mmであった。
ステージ上の基板に吐出されたスペーサ分散液が目視で完全に乾燥したのを確認した後、更に、残留した分散媒体を除去し、スペーサ粒子を基板に固着させるために、150℃に加熱されたホットプレート上に移して加熱し、15分放置し、その後室温にまで自然冷却した。
(Evaluation)
After removing the agglomerates by filtering the spacer particle dispersion prepared in Example 27 for comparison with Example 27 and the spacer particle dispersion obtained in Comparative Example 6 through a stainless mesh (aperture 10 μm). In an inkjet device with a nozzle of 50 μm in diameter at the tip of a piezo head, aiming at the position corresponding to the black matrix of the color filter substrate of the TFT array substrate, every other vertical line above the vertical line The droplets of the spacer particle dispersion were discharged at intervals of 110 μm, and liquid crystal spacers were arranged at a pitch of 110 μm in length × 150 μm in width. The distance between the nozzle (head surface) and the substrate during ejection was 0.5 mm, and a double pulse method was used. The scattering density of the spacer particles thus arranged was 180 particles / mm 2 .
After confirming that the spacer dispersion discharged on the substrate on the stage was completely dried by visual observation, the dispersion was further heated to 150 ° C. in order to remove the remaining dispersion medium and fix the spacer particles to the substrate. It was transferred to a hot plate, heated, allowed to stand for 15 minutes, and then naturally cooled to room temperature.

スペーサ粒子が配置されたTFTアレイ基板に対し、エアーガンにて風を当てる前後での1.0mmの範囲のスペーサ粒子数を計測し、残存したスペーサ粒子の割合を求めた。なお、この際のエアーブロー条件としては、エアーブロー圧5kg/cm及び10kg/cm、ノズル口径2mm、垂直距離5mm、時間15秒の条件を用いた。
結果を表7に示した。
The number of spacer particles in the range of 1.0 mm 2 before and after applying air with an air gun was measured on the TFT array substrate on which the spacer particles were arranged, and the ratio of the remaining spacer particles was determined. In addition, as air blowing conditions at this time, air blowing pressures of 5 kg / cm 2 and 10 kg / cm 2 , a nozzle diameter of 2 mm, a vertical distance of 5 mm, and a time of 15 seconds were used.
The results are shown in Table 7.

また、ステージ上の基板に吐出されたスペーサ粒子分散液が乾燥した後の接着剤の存在範囲を顕微鏡を用いた目視観察により測定した。なお、不定形である場合は最大径(長径)とした。
更に、実施例1と同様にして実施例27、比較例6で調製したスペーサ粒子分散液を用いて液晶表示装置を作製し、その表示品質を評価した。結果を表7に示した。なお、表7中、「○」は、充分な表示品位を有していたことを示し、「×」は、表示品位が不充分であったことを示す。
Moreover, the presence range of the adhesive after the spacer particle dispersion liquid discharged to the substrate on the stage was dried was measured by visual observation using a microscope. In the case of an irregular shape, the maximum diameter (major diameter) was used.
Further, in the same manner as in Example 1, a liquid crystal display device was prepared using the spacer particle dispersion prepared in Example 27 and Comparative Example 6, and the display quality was evaluated. The results are shown in Table 7. In Table 7, “◯” indicates that the display quality was sufficient, and “X” indicates that the display quality was insufficient.

Figure 2011180624
Figure 2011180624

表7に示すように、実施例1で調製したスペーサ粒子分散液に親水性接着剤を含有する接着剤成分Aを添加することにより、配置後のスペーサ粒子の固着力を飛躍的に向上させることができる。
また、比較例6で調製したスペーサ粒子分散液は、固着力は高いが、接着剤が拡がっているため接着剤起因のムラが発生し表示品質が低下した。
As shown in Table 7, by adding the adhesive component A containing a hydrophilic adhesive to the spacer particle dispersion prepared in Example 1, the fixing force of the spacer particles after placement is dramatically improved. Can do.
Further, the spacer particle dispersion prepared in Comparative Example 6 has a high adhering force, but the adhesive spread, and thus unevenness due to the adhesive occurred and the display quality deteriorated.

インクジェット装置を用いて、基板上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を可能とする液晶表示装置の製造方法、該液晶表示装置の製造方法により得られた液晶表示装置及びスペーサ粒子分散液を提供できる。 Method for manufacturing liquid crystal display device capable of arranging spacer particles with high accuracy in region corresponding to non-pixel region on substrate using ink jet device, and liquid crystal display obtained by method for manufacturing liquid crystal display device Apparatus and spacer particle dispersion can be provided.

1…液晶表示装置
2…第1の基板
2A…透明基板
3…第2の基板
3A…透明基板
4…ブラックマトリックス
5…カラーフィルタ
6…オーバーコート層
7…ITO透明電極
8…配向膜
9…配線
10…ITO透明電極
11…配向膜
11a…隆起部分
21…メニスカス
22…スペーサ粒子
23…スペーサ粒子分散液
31…スペーサ粒子
32…凸部
33…凹部
51…カラーフィルタ基板
52…透明基板
53…ブラックマトリックス
54…カラーフィルタ
55…オーバーコート層
56…ITO透明電極
57…配向膜
61…TFTアレイモデル基板
62…透明基板
63…段差
64…ITO透明電極
65…配向膜
100…ヘッド
101…インク室
102…インク室
103…吐出面
104…ノズル孔
105…温度制御手段
106…ピエゾ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device 2 ... 1st board | substrate 2A ... Transparent substrate 3 ... 2nd board | substrate 3A ... Transparent substrate 4 ... Black matrix 5 ... Color filter 6 ... Overcoat layer 7 ... ITO transparent electrode 8 ... Alignment film 9 ... Wiring DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... ITO transparent electrode 11 ... Orientation film 11a ... Raised part 21 ... Meniscus 22 ... Spacer particle 23 ... Spacer particle dispersion 31 ... Spacer particle 32 ... Convex part 33 ... Concave part 51 ... Color filter substrate 52 ... Transparent substrate 53 ... Black matrix 54 ... Color filter 55 ... Overcoat layer 56 ... ITO transparent electrode 57 ... Alignment film 61 ... TFT array model substrate 62 ... Transparent substrate 63 ... Step 64 ... ITO transparent electrode 65 ... Alignment film 100 ... Head 101 ... Ink chamber 102 ... Ink Chamber 103 ... Discharge surface 104 ... Nozzle hole 105 ... Temperature control means 106 ... Ezo element

Claims (7)

画素領域と非画素領域とを有し、対向された第1、第2の基板を有する液晶表示装置の製造方法であって、
インクジェット装置のノズルから、スペーサ粒子が分散されているスペーサ粒子分散液を前記第1の基板上に吐出し、前記第1の基板上の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を配置する工程と、
スペーサ粒子が配置された前記第1の基板を、スペーサ粒子を介して対向するように前記第2の基板に重ね合わせる工程と、
重ね合わせられた第1、第2の基板間に液晶を注入する、若しくは、前記第1、第2の基板を重ね合わせる工程の前に第1の基板又は第2の基板上に液晶を配置する工程とを備え、
前記スペーサ粒子分散液は、沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒を少なくとも含有し、前記スペーサ粒子を配置する工程において、1つのノズルから1回で吐出されるスペーサ粒子分散液中に含まれる沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒の量が0.5〜15ngである
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
A method of manufacturing a liquid crystal display device having a pixel region and a non-pixel region and having first and second substrates opposed to each other,
A step of discharging a spacer particle dispersion liquid in which spacer particles are dispersed from a nozzle of an ink jet apparatus onto the first substrate, and arranging the spacer particles in a region corresponding to a non-pixel region on the first substrate; ,
Superimposing the first substrate on which spacer particles are arranged on the second substrate so as to face each other through the spacer particles;
Prior to the step of injecting liquid crystal between the superimposed first and second substrates or overlapping the first and second substrates, the liquid crystal is arranged on the first substrate or the second substrate. A process,
The spacer particle dispersion liquid contains at least a solvent having a boiling point of 200 ° C. or more and a surface tension of 42 mN / m or more, and is a spacer that is discharged from one nozzle at a time in the step of arranging the spacer particles. A method for producing a liquid crystal display device, wherein the amount of the solvent having a boiling point contained in the particle dispersion is 200 ° C. or more and a surface tension is 42 mN / m or more is 0.5 to 15 ng.
第1の基板上の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を配置する工程の後、かつ、前記スペーサ粒子が配置された前記第1の基板を、スペーサ粒子を介して対向するように第2の基板に重ね合わせる工程の前に、基板上に吐出されたスペーサ粒子分散液を減圧乾燥により乾燥させる工程を更に備えることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の製造方法。 After the step of disposing spacer particles in a region corresponding to the non-pixel region on the first substrate, the second substrate on which the spacer particles are disposed is arranged so as to face each other through the spacer particles. 2. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a step of drying the spacer particle dispersion discharged on the substrate by drying under reduced pressure before the step of superimposing the substrate on the substrate. スペーサ粒子を配置する工程において、1つのノズルから1回で吐出されるスペーサ粒子分散液の量が5〜35ngであることを特徴とする請求項1又は2記載の液晶表示装置の製造方法。 3. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein in the step of arranging the spacer particles, the amount of the spacer particle dispersion discharged from one nozzle at a time is 5 to 35 ng. 画素領域と非画素領域とを有し、対向された第1、第2の基板を有する液晶表示装置の製造方法であって、
インクジェット装置のノズルから、スペーサ粒子が分散されているスペーサ粒子分散液を前記第1の基板上に吐出し、前記第1の基板上の非画素領域に対応する領域にスペーサ粒子を配置する工程と、
スペーサ粒子が配置された前記第1の基板を、スペーサ粒子を介して対向するように前記第2の基板に重ね合わせる工程と、
重ね合わせられた第1、第2の基板間に液晶を注入する、若しくは、前記第1、第2の基板を重ね合わせる工程の前に第1の基板又は第2の基板上に液晶を配置する工程とを備え、
前記インクジェット装置のノズルの口径は、スペーサ粒子の粒子径に対して7倍以上である
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
A method of manufacturing a liquid crystal display device having a pixel region and a non-pixel region and having first and second substrates opposed to each other,
A step of discharging a spacer particle dispersion liquid in which spacer particles are dispersed from a nozzle of an ink jet apparatus onto the first substrate, and arranging the spacer particles in a region corresponding to a non-pixel region on the first substrate; ,
Superimposing the first substrate on which spacer particles are arranged on the second substrate so as to face each other through the spacer particles;
Prior to the step of injecting liquid crystal between the superimposed first and second substrates or overlapping the first and second substrates, the liquid crystal is arranged on the first substrate or the second substrate. A process,
The method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the nozzle diameter of the ink jet device is 7 times or more the particle size of the spacer particles.
請求項1、2、3又は4記載の液晶表示装置の製造方法に得られたことを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display device obtained by the method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1. インクジェット装置を用いて液晶表示素子の基板上に吐出され、基板上にスペーサ粒子を配置するのに用いるスペーサ粒子分散液であって、
沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒を少なくとも含有し、前記沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒が1重量%以上含有されている
ことを特徴とするスペーサ粒子分散液。
A spacer particle dispersion that is discharged onto a substrate of a liquid crystal display element using an inkjet device and is used to dispose spacer particles on the substrate,
At least a solvent having a boiling point of 200 ° C. or more and a surface tension of 42 mN / m or more, and containing 1 wt% or more of a solvent having a boiling point of 200 ° C. or more and a surface tension of 42 mN / m or more. A spacer particle dispersion liquid.
沸点が200℃以上、かつ、表面張力が42mN/m以上である溶媒は、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からなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項6記載のスペーサ粒子分散液。 The solvent having a boiling point of 200 ° C. or higher and a surface tension of 42 mN / m or higher is at least one selected from the group consisting of 1,3-propanediol, 1,4-butanediol and glycerin. The spacer particle dispersion according to claim 6.
JP2011139563A 2005-07-12 2011-06-23 Method for manufacturing liquid crystal display device, liquid crystal display device, and spacer particle dispersion liquid Pending JP2011180624A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011139563A JP2011180624A (en) 2005-07-12 2011-06-23 Method for manufacturing liquid crystal display device, liquid crystal display device, and spacer particle dispersion liquid

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005203205 2005-07-12
JP2005203205 2005-07-12
JP2011139563A JP2011180624A (en) 2005-07-12 2011-06-23 Method for manufacturing liquid crystal display device, liquid crystal display device, and spacer particle dispersion liquid

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009219735A Division JP2009294685A (en) 2005-07-12 2009-09-24 Method for manufacturing liquid crystal display device, liquid crystal display device and spacer particle dispersion liquid

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011180624A true JP2011180624A (en) 2011-09-15

Family

ID=41542868

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009219734A Expired - Fee Related JP4733763B2 (en) 2005-07-12 2009-09-24 Spacer particle dispersion
JP2009219735A Pending JP2009294685A (en) 2005-07-12 2009-09-24 Method for manufacturing liquid crystal display device, liquid crystal display device and spacer particle dispersion liquid
JP2010053224A Pending JP2010140057A (en) 2005-07-12 2010-03-10 Spacer particle dispersion liquid
JP2011139563A Pending JP2011180624A (en) 2005-07-12 2011-06-23 Method for manufacturing liquid crystal display device, liquid crystal display device, and spacer particle dispersion liquid

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009219734A Expired - Fee Related JP4733763B2 (en) 2005-07-12 2009-09-24 Spacer particle dispersion
JP2009219735A Pending JP2009294685A (en) 2005-07-12 2009-09-24 Method for manufacturing liquid crystal display device, liquid crystal display device and spacer particle dispersion liquid
JP2010053224A Pending JP2010140057A (en) 2005-07-12 2010-03-10 Spacer particle dispersion liquid

Country Status (1)

Country Link
JP (4) JP4733763B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018194709A (en) * 2017-05-18 2018-12-06 大日本印刷株式会社 Phase difference film, laminate for transfer, optical member, display, and method for manufacturing phase difference film

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10228021A (en) * 1997-02-17 1998-08-25 Tokuyama Corp Method for loading spacer particle
JPH1124083A (en) * 1997-07-07 1999-01-29 Asahi Glass Co Ltd Spacer discharging method and lcd element
JP2004094194A (en) * 2002-07-10 2004-03-25 Seiko Epson Corp Spacer arranging method and manufacturing method of electrooptical device
JP2004145093A (en) * 2002-10-25 2004-05-20 Seiko Epson Corp Method for manufacturing electro-optic panel, electro-optic panel, electro-optic device equipped with electro-optic panel, and electronic appliance

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000180841A (en) * 1998-12-16 2000-06-30 Asahi Glass Co Ltd Manufacture of liquid crystal display element
JP2002333631A (en) * 2001-05-08 2002-11-22 Sekisui Chem Co Ltd Particulate spacer dispersion liquid for display
JP2003302643A (en) * 2002-04-10 2003-10-24 Nippon Shokubai Co Ltd Spacer particle composition for wet spraying
JP2004013116A (en) * 2002-06-11 2004-01-15 Nippon Shokubai Co Ltd Composition for wet-spreading spacer particles
JP4018465B2 (en) * 2002-07-03 2007-12-05 株式会社マイクロジェット Manufacturing method of liquid crystal display device
JP2004144849A (en) * 2002-10-22 2004-05-20 Sekisui Chem Co Ltd Method for manufacturing liquid crystal display device
JP4495671B2 (en) * 2004-12-27 2010-07-07 積水化学工業株式会社 Method for manufacturing liquid crystal display device, spacer particle dispersion, and liquid crystal display device
JP2006209105A (en) * 2004-12-27 2006-08-10 Sekisui Chem Co Ltd Process for producing liquid crystal display device, spacer particle dispersion liquid, and liquid crystal display device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10228021A (en) * 1997-02-17 1998-08-25 Tokuyama Corp Method for loading spacer particle
JPH1124083A (en) * 1997-07-07 1999-01-29 Asahi Glass Co Ltd Spacer discharging method and lcd element
JP2004094194A (en) * 2002-07-10 2004-03-25 Seiko Epson Corp Spacer arranging method and manufacturing method of electrooptical device
JP2004145093A (en) * 2002-10-25 2004-05-20 Seiko Epson Corp Method for manufacturing electro-optic panel, electro-optic panel, electro-optic device equipped with electro-optic panel, and electronic appliance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018194709A (en) * 2017-05-18 2018-12-06 大日本印刷株式会社 Phase difference film, laminate for transfer, optical member, display, and method for manufacturing phase difference film

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010140057A (en) 2010-06-24
JP2009294685A (en) 2009-12-17
JP4733763B2 (en) 2011-07-27
JP2009294684A (en) 2009-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3924587B2 (en) Manufacturing method of liquid crystal display device and spacer particle dispersion
US20090033859A1 (en) Liquid Crystal Spacer, Spacer Diffusion Liquid, Liquid Crystal Display Device Manufacturing Method, and Liquid Crystal Display Device
JP2007047773A (en) Method for manufacturing liquid crystal display device, liquid crystal display device, and spacer particle dispersion liquid
KR20060023147A (en) Liquid crystal display device manufacturing method
JP2005004094A (en) Manufacturing method of liquid crystal display
JP4796751B2 (en) Manufacturing method of liquid crystal display device
JP2005010412A (en) Method for manufacturing liquid crystal display
JP2005037721A (en) Spacer dispersion liquid for manufacturing liquid crystal display
JP4733763B2 (en) Spacer particle dispersion
JP4504741B2 (en) Manufacturing method of liquid crystal display device
JP4420969B2 (en) Spacer particle dispersion, liquid crystal display manufacturing method, and liquid crystal display
JP2003279999A (en) Manufacturing method for liquid crystal display device
JP5048945B2 (en) Manufacturing method of liquid crystal display device
JP2006209105A (en) Process for producing liquid crystal display device, spacer particle dispersion liquid, and liquid crystal display device
JP2008015346A (en) Spacer particle dispersion liquid, method for manufacturing liquid crystal display device, and liquid crystal display device
JP2006201413A (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing the same
JP2005189651A (en) Method for manufacturing liquid crystal display device
JP4495671B2 (en) Method for manufacturing liquid crystal display device, spacer particle dispersion, and liquid crystal display device
JP2008145513A (en) Spacer particle dispersion liquid, method for manufacturing liquid crystal display device and liquid crystal display device
JP2010266874A (en) Method for manufacturing liquid crystal display device
JP2008111985A (en) Spacer particle dispersion liquid and liquid crystal display device
JP2006343423A (en) Method for manufacturing liquid crystal display device
JP2004021199A (en) Manufacturing method of liquid crystal display device, substrate for liquid crystal display device, and manufacturing method for the same substrate
JP2006171343A (en) Spacer dispersion liquid for manufacturing liquid crystal display device, and liquid crystal display device
JP2008107562A (en) Spacer particle dispersion liquid and liquid crystal display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20110623

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20121204

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130402