(57)【要約】【課題】ビーズスペーサがフォトスペーサにおけるメインフォトスペーサとサブフォトスペーサを組み合わせたフォトスペーサの機能を発揮し、且つサブフォトスペーサが欠落しやすい欠点がないビーズスペーサを提供すること。【解決手段】液晶表示装置のセルギャップを均一に保持するためのビーズスペーサであって、ビーズ本体とビーズ本体表面に形成された突起と、を備えて構成されていることを特徴とするビーズスペーサ。および、ビーズスペーサの構造が、２層以上の層から構成されていることを特徴とするビーズスペーサ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示装置のセルギャップを均一に保持するためのビーズスペーサであって、
ビーズ本体とビーズ本体表面に形成された突起と、を備えて構成されていることを特徴とするビーズスペーサ。
【請求項２】
液晶表示装置のセルギャップを均一に保持するためのビーズスペーサであって、
ビーズスペーサの構造が、２層以上の層から構成されていることを特徴とするビーズスペーサ。
【請求項３】
前記ビーズ本体表面に形成された突起の高さが、０．２５μｍ〜０．５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のビーズスペーサ。
【請求項４】
前記ビーズ本体表面に形成された突起の数が、２２個以上であり、各突起がビーズ表面と接する部分が形成する円の直径が、ビーズの直径の２０％以下である、ことを特徴とする請求項１あるいは請求項３に記載のビーズスペーサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイに過剰な力が加わり、液晶ディスプレイのセルギャップが不均一になることを防止する為に使用されるスペーサに関するものである。更に具体的には、メインフォトスペーサとサブフォトスペーサを形成するのと同等の効果を発揮するビーズスペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、小型、薄型、低消費電力及び軽量という特徴を有するため、様々な表示装置、例えば、パーソナルコンピューター、テレビジョン装置、携帯電話等に広範に使用されている。
【０００３】
このような液晶表示装置の駆動方法として、水平方向の横電界を用いてスイッチングを行うＩＰＳ駆動モードや、ＭＶＡ駆動モードが挙げられる。
例えば、ＭＶＡ駆動モードの液晶表示装置では、着色層上の透明電極上に、セルギャップを維持するためのメインフォトスペーサと、液晶の配向規制を行うためのＭＶＡパターンが形成されている。また、半透過型液晶表示装置では、メインフォトスペーサとＭＶＡパターン以外に、押圧試験などによりメインフォトスペーサが潰れた場合の補強用フォトスペーサとして、サブフォトスペーサと呼ばれるメインフォトスペーサよりも低いフォトスペーサが形成されている。
【０００４】
このサブフォトスペーサを形成する方法として、メインフォトスペーサの形成時に同時に形成する方法がとられている。具体的には、サブフォトスペーサの高さをメインフォトスペーサより低くする方法（特許文献１）や、メインフォトスペーサの下地に、ＲＧＢ層を積層させることにより、サブフォトスペーサより高くする方法などが行われている。
【０００５】
メインフォトスペーサの下地に、ＲＧＢ層を積層させる方法では、十分な膜厚差を確保するためには、特別な工夫が必要になり、工程を増やす必要が出てくる。
サブフォトスペーサの高さをメインフォトスペーサの高さより低くするため、サブフォトスペーサの寸法をメインフォトスペーサより小さくしたり、サブフォトスペーサ部の露光量を小さくすることにより、現像後の膜厚が薄くなるようにするが、その場合、サブフォトスペーサの下地との密着力が弱く、剥離しやすいという問題があるため、サブフォトスペーサを形成しても欠落する場合があり、必ずしもその効果を十分に発揮できないという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開２００７−２７２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ビーズスペーサがフォトスペーサにおけるメインフォトスペーサとサブフォトスペーサを組み合わせたフォトスペーサの機能を発揮し、且つサブフォトスペーサが欠落しやすい欠点がないビーズスペーサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、特殊なビーズスペーサを用いること
により問題を解決できることを発見した。
【０００９】
上記の課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、液晶表示装置のセルギャップを均一に保持するためのビーズスペーサであって、
ビーズ本体とビーズ本体表面に形成された突起とを備えて構成されていることを特徴とするビーズスペーサである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、液晶表示装置のセルギャップを均一に保持するためのビーズスペーサであって、
ビーズスペーサの構造が、２層以上の層から構成されていることを特徴とするビーズスペーサである。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、前記ビーズ本体表面に形成された突起の高さが、０．２５μｍ〜０．５μｍであることを特徴とする請求項１に記載のビーズスペーサである。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、前記ビーズ本体表面に形成された突起の数が、２２個以上であり、各突起がビーズ表面と接する部分が形成する円の直径が、ビーズの直径の２０％以下である、ことを特徴とする請求項１あるいは請求項３に記載のビーズスペーサである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、突起又は外層によって、液晶ディスプレイのセルギャップを均一に保持し、また突起又は外層が外圧により潰れた場合でもビーズ本体又は内側の層によりセルギャップが適正な範囲に保持されるという効果を、ビーズスペーサにより得ることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の突起を持つビーズスペーサの例を示す概念図。
【図２】本体のビーズスペーサである大きい樹脂粒子の表面に、小さい樹脂粒子が付着した状況を示す概念図。
【図３】図２の状態で樹脂の溶解温度以上にすることによって、付着した小さい樹脂粒子が大きい樹脂粒子と融着した状態を示す本発明の突起を持つビーズスペーサを示す概念図。
【図４】本発明の２層構造を持つビーズスペーサの概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、ビーズスペーサの球体部の表面３に突起２を備えている本発明のビーズスペーサの概念図である。
【００１６】
このビーズスペーサは、表面に突起２を備えているが、突起２の材質はビーズスペーサの球体部の表面３の材質と同一であっても良いし、異種の材質であっても良い。
【００１７】
図３は、大小２種類の大きさの樹脂粒子を用いて、大きい樹脂粒子の表面に小さい樹脂粒子を吸着させ、それを融着させる事によって大きい樹脂粒子１３の表面に、半球形の突起２２を形成した本発明のビーズスペーサの概念図である。図２は大きい樹脂粒子１３の表面に小さい樹脂粒子１２が吸着した状態の概念を示している。
【００１８】
図４は、ビーズスペーサの球体部の表面３３とビーズスペーサの球体部の表面に形成された中心部より柔らかい層３２からなる本発明のビーズスペーサの概念図である。
【００１９】
このビーズスペーサは、ビーズスペーサの球体部の表面に形成された球体部より柔らかい層３２が形成されている２層からなる例を示したが、２層以上の構成にすることは、当然可能である。
【００２０】
まず、図１に示した本発明のビーズスペーサについて説明する。
【００２１】
突起２の形状は、突起２の製造方法によって変るものであり、また本質的には大きな意味を持っているものではない。例えば、マイクロ金型を使用して製造する場合は、図１に示したような台形の断面を持つ形状である必要がある。その理由は、マイクロ金型に樹脂を充填し、熱プレスにより成形した後、成形されたビーズスペーサをマイクロ金型から取り出すためには、成形されたビーズスペーサが円錐台、円錐、角錐台、角錐、半球形などでないと、型から取り出すことができないためである。少なくとも金型を使用した成形技術の常識に沿った形状であれば、どのような形状であっても良い。
【００２２】
また突起の大きさは、ビーズスペーサの球体部の直径および突起の密度から決まるが、密度が小さ過ぎると突起が無い部分が出てくるため、ビーズスペーサの球体表面に２２個以上の突起を形成する必要がある。突起の底部直径（ビーズスペーサの球体部と接する部分）は、ビーズスペーサの球体部の直径の２０％以下であることが望ましい。
【００２３】
次に、図２と図３に示した本発明のビーズスペーサについて説明する。マイクロ金型を使用しない製造方法としては、大小２種類の球体、を用いて製造することができる。例えば、大きい樹脂粒子１３として直径４μｍ程度のポリスチレン製樹脂粒子を使用した場合、小さい樹脂粒子１２として直径０．２５μｍ程度のウレタン樹脂製樹脂粒子を使用し、分散液を調整することによって、大きい樹脂粒子同士は吸着しないが、小さい樹脂粒子は大きい粒子の表面に吸着するようにすることができる。（図２参照）このことは、これらの樹脂の組み合わせに限定するものではなく、樹脂の相溶性や溶液中での分散特性などによって、適切な樹脂の組み合わせを行うことによって可能となる。また、大きい樹脂粒子を４μｍ程度にした場合は小さい樹脂粒子を０．２５μｍ程度にする理由は、フォトスペーサの場合に、メインフォトスペーサとサブフォトスペーサの高さの差を０．５μｍ〜１μｍ程度に設定しているためである。本発明のビーズスペーサの突起は、上下２個分の高さになるからである。フォトスペーサの場合の差が１μｍの場合に対応する突起の高さは、０．５μｍとなる。
【００２４】
このように、小さい樹脂粒子１２を大きい樹脂粒子１３の表面に吸着させた状態で、樹脂粒子同士が融着する温度まで加熱することにより、大きい樹脂粒子１３の表面に小さい樹脂粒子１２が融着した状態の粒子を作製することができる。融着の状況は、温度と時間により、制御することができ、図３に示すような状態を作ることが可能である。
【００２５】
次に、図４に示した本発明のビーズスペーサについて説明する。これはビーズスペーサの球体部３３の表面に、そのビーズスペーサの球体部を構成する樹脂の材質とは異なる材質のビーズスペーサの球体部の表面に形成されたビーズスペーサ球体部より柔らかい層３２を形成したビーズスペーサである。
【００２６】
ビーズスペーサの球体部となる樹脂粒子は、数μｍ〜数１０μｍ程度の直径の粒子の場合、懸濁重合法によって製造することができる。懸濁重合法は、水溶性樹脂モノマーとその溶媒である水の混合液（水相）を作製し、その混合液を油相の液体と混合し、懸濁液を作製する。その懸濁液に水溶性樹脂モノマーの重合開始剤を添加することによりモノマーを重合させ、樹脂粒子を作製する方法である。非水溶性樹脂モノマーの場合は、油性溶媒と混合した後、水相の液体と混合し、懸濁液を作製することになる。
【００２７】
この様にしてビーズスペーサの球体部３３を作製した後、更に、可塑剤が添加された同種の、あるいは異種の樹脂モノマーによる懸濁液を作製しておき、それと作製しておいた樹脂粒子を混合させると、懸濁液中に分散しているモノマーの液滴と樹脂粒子が合体し、樹脂粒子の表面を樹脂モノマーの液体が被覆した形になる。その状態になったところに、樹脂モノマーの重合開始剤を添加することにより、重合が進み、樹脂粒子の表層を同種の樹脂、あるいは異種の樹脂であり、且つ、可塑剤が添加された樹脂層が形成される。
【００２８】
このようにして、中心部は硬く、表層部は中心部より柔らかい樹脂粒子を作製することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１、２１、３１…本発明のビーズスペーサを示す概念図
２  …突起
３、３３…ビーズスペーサの球体部
１１…大きい樹脂粒子の表面に小さい樹脂粒子が吸着した状況を示す概念図
１２…小さい樹脂粒子
１３…大きい樹脂粒子
２２…半球形の突起
３２…ビーズスペーサの球体部の表面に形成された、球体部より柔らかい層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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