(57)【要約】      （修正有）【課題】基板上の所定の位置に精度良くスペーサを固定する方法及びそれに適したスペーサを提供する。【解決手段】スペーサを基板上に選択的に分散配置するスペーサの散布固定方法において、少なくとも表面に光熱変換材を含有する熱可塑性樹脂で被覆したスペーサを前記基板上に分散配置する工程と、非画素領域７２に配置されたスペーサに選択的に可視光波長もしくは可視光波長よりも短波長の光８を照射して該スペーサを選択的に接着固定する工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペーサを基板上に選択的に分散配置するスペーサの散布固定方法において、少なくとも表面に光熱変換材を含有する熱可塑性樹脂で被覆したスペーサを前記基板上に分散配置する工程と、非画素領域に配置されたスペーサに選択的に可視光波長もしくは可視光波長よりも短波長の光を照射して該スペーサを選択的に接着固定する工程と、を含むことを特徴とするスペーサの散布固定方法。
【請求項２】
前記可視光波長もしくは可視光波長よりも短波長の光の波長が、３００〜６００ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載のスペーサの散布固定方法。
【請求項３】
画素間に在る非画素領域の巾とビーム径との関係が、上下に伸びる非画素領域の巾をｄ１、左右に伸びる非画素領域の巾をｄ２、上下方向のビーム径をｗ１、左右方向のビーム径をｗ２とするとき、左右に伸びる非画素領域に接着固定する場合は、ｄ１＞ｗ１とし、上下に伸びる非画素領域に接着固定する場合は、ｄ２＞ｗ２とし、上下及び左右に伸びる非画素領域の交点に接着固定する場合は、ｄ１＞ｗ１で且つｄ２＞ｗ２とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のスペーサの散布固定方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のスペーサの散布固定方法に用いられるスペーサであって、スペーサ中に含有する前記光熱変換材が下記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とするスペーサ。
【化１】
2007147950.tif 000006
〔式中、Ｒ1、Ｒ2は各々水素原子又はアルキル基を表し、Ｒ3はアルキル基を表す。〕
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置のスペーサの散布固定方法に関し、特に熱可塑性樹脂で被覆されたスペーサを散布固定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、対向配置された２枚の電極基板を所定の間隔をあけて配置し、該一対の基板間に液晶を注入して構成される。上述した所定の間隔を保持するために、例えば電極基板の液晶層側表面にスペーサを散布した後、該一対の電極基板が貼り合わされる。これにより、基板部材同士の間隔がほぼスペーサの大きさに保持される。
【０００３】
従来から、前記スペーサは電極基板の液晶層側表面のほぼ全領域に散布されていた。
【０００４】
しかし、このような液晶表示装置は、液晶注入時やパネル化後の振動、温度変化等によってスペーサが移動して色むら（セルギャップむら）が発生したり、スペーサが移動する際に配向膜に傷を付けて、表示むらが発生するなどの問題が生じていた。
【０００５】
また、基板上にスペーサを散布する際、該スペーサが実際に表示にかかわる領域（画素領域）上に存在していると、該スペーサは、液晶とは異なる光学的異方性を示すので、該スペーサから光漏れが生じてコントラストを低下させるという問題が有った。
【０００６】
このような問題を解消する方法として、表面を熱可塑性樹脂で被覆したスペーサを用い、マスクを用い赤外光を照射して、画素以外の領域（非画素領域或いはブラックマトリックス領域とも言う。）にのみスペーサを配置する方法（例えば、特許文献１参照。）、或いは赤外レーザ光を用いて、画素以外の領域を選択的に光照射して、スペーサを固定する方法（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【０００７】
特に、近年主流となりつつある第７世代の液晶表示装置に使用される液晶基板サイズ（１８８０ｍｍ×２１５０ｍｍ）では、大型で非常に薄いガラス基板を取り扱うことから、保持方法により基板の撓みが生じ、従来用いられてきた赤外光による露光では、焦点深度が浅く、撓みの部分においてはピントずれによって固着にバラツキが生じ、スペーサの配設精度の向上が強く望まれていた。
【特許文献１】特許第３０９３９４３号公報
【特許文献２】特開２００１−１８３６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、基板上の特定の位置に精度良くスペーサを固定する方法及びそれに適したスペーサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の構成により解決することができた。
【００１０】
１．スペーサを基板上に選択的に分散配置するスペーサの散布固定方法において、少なくとも表面に光熱変換材を含有する熱可塑性樹脂で被覆したスペーサを前記基板上に分散配置する工程と、非画素領域に配置されたスペーサに選択的に可視光波長もしくは可視光波長よりも短波長の光を照射して該スペーサを選択的に接着固定する工程と、を含むことを特徴とするスペーサの散布固定方法。
【００１１】
２．前記可視光波長もしくは可視光波長よりも短波長の光の波長が、３００〜６００ｎｍであることを特徴とする前記１に記載のスペーサの散布固定方法。
【００１２】
３．画素間に在る非画素領域の巾とビーム径との関係が、上下に伸びる非画素領域の巾をｄ１、左右に伸びる非画素領域の巾をｄ２、上下方向のビーム径をｗ１、左右方向のビーム径をｗ２とするとき、左右に伸びる非画素領域に接着固定する場合は、ｄ１＞ｗ１とし、上下に伸びる非画素領域に接着固定する場合は、ｄ２＞ｗ２とし、上下及び左右に伸びる非画素領域の交点に接着固定する場合は、ｄ１＞ｗ１で且つｄ２＞ｗ２とすることを特徴とする前記１又は２に記載のスペーサの散布固定方法。
【００１３】
４．前記１〜３の何れか１項に記載のスペーサの散布固定方法に用いられるスペーサであって、スペーサ中に含有する前記光熱変換材が下記一般式（１）で表される化合物であることを特徴とするスペーサ。
【００１４】
【化１】
2007147950.tif 000003
【００１５】
〔式中、Ｒ1、Ｒ2は各々水素原子又はアルキル基を表し、Ｒ3はアルキル基を表す。〕
【発明の効果】
【００１６】
可視光及び可視光よりも短波の光に感じて熱変換を行う材料をスペーサに含有させることにより、固定露光を短波長化することが可能となり、露光径を小さくすることが可能となり、赤外光に比べ同じ露光径における焦点深度が深く、ピントずれによる露光精度の低下が抑えられ、スペーサの固定精度を高めることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
【００１８】
本発明に用いられるスペーサには、光熱変換材として前記一般式（１）で示される化合物を含有する。
【００１９】
前記一般式（１）において、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3で示されるアルキル基としては、低級アルキル基が好ましく、例えばＣ１〜５のアルキル基である。
【００２０】
下記に一般式（１）で表される具体的化合物を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
【化２】
2007147950.tif 000004
【００２２】
これらの光熱変換材は、スペーサの表面を被覆する熱可塑性樹脂中に添加して用いられる。
【００２３】
スペーサを形成する粒子材料としては、例えばプラスチックビーズやシリカ球のような公知の粒子材料を用いることができ、粒径は１〜１０μｍであり、好ましく２〜５μｍの粒径の揃った球状のものが好ましく、特にシリカ球が好ましい。
【００２４】
一方、表面の熱可塑性樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂、ポリ酢酸ビニルエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂等の材料を用いることができるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００２５】
熱可塑性樹脂に対する光熱変換材の添加量は１〜５０質量％の範囲であり、好ましくは５〜２０質量％である。
【００２６】
粒子材料の表面を熱可塑性樹脂で被覆する方法としては特に限定されないが、例えば、衝撃（摩擦）力（例えば、奈良機械製作所（株）製ハイブリダイゼーションシステムを用いた高速気流中衝撃法等）を用いることによって粒子材料表面に熱可塑性樹脂を被覆する方法（例えば、特開昭６３−９４２２４号公報、特開平１−１５４０２８号公報、特開平８−３２８０２２号公報等）や、熱可塑性樹脂の微粒子の分散液に粒子材料を添加し、液媒体中で粒子材料の表面に熱可塑性樹脂を凝集させる方法（例えば、特開２００２−１３１７５７号公報等）や、粒子材料の表面にビニル系カップリング材を用いて表面に熱可塑性樹脂を被覆する方法（例えば、特開平９−１０１５２５号公報等）等が挙げられる。
【００２７】
前記一般式（１）で示される光熱変換材を熱可塑性樹脂中に含有させることができればどのような方法を用いるものであっても良い。本発明においては、ドライ方式で形成できる高速気流中衝撃法が最も容易であり、好ましい方法である。
【００２８】
基板上にスペーサを均一に散布する方法としては、例えば特開２００２−５９０３６号公報等に記載された方法を用いることができる。
【００２９】
スペーサが散布された基板上の非画素領域部分を露光する方法としては、特開２００１−１８３６７２号公報等に記載された装置を用いて露光することができる。
【００３０】
露光光源としては、可視光および可視光より短波長の波長を有する光源を用い、好ましくは３００〜６００ｎｍに極大波長を有する光源が好ましく、例えば、ＹＡＧレーザ等を用いることができる。
【００３１】
好ましくは可視のレーザ光源が好ましい。
【００３２】
図１は、基板上の画素領域、非画素領域及び露光光のビーム形状を示す図である。
【００３３】
基板７０には、画素領域７３と非画素領域７２とがあり、非画素領域に露光ビーム８が照射される。左右方向に伸びる非画素領域の巾をｄ１（上下方向の画素間の巾）及びの上下方向に伸びるの非画素領域の巾をｄ２（左右方向の画素間の巾）、上下方向のビーム巾をｗ１、左右方向のビーム巾をｗ２とするとき、スペーサを左右に伸びる非画素領域に接着固定する場合は、ｄ１＞ｗ１として、図１（ａ−１）、（ａ−２）、（ａ−３）に示す様な、左右方向に矩形（強度一定）（ａ−２）で、上下方向にガウス形状（ａ−３）のラインビームとすることが好ましく、同様に、スペーサを上下に伸びる非画素領域に接着固定する場合は、ｄ２＞ｗ２として、上下に伸びたラインビームとすることが好ましい。また、上下及び左右に伸びる非画素領域の交点に接着固定する場合は、ｄ１＞ｗ１で且つｄ２＞ｗ２として、図１（ｂ−１）、（ｂ−２）、（ｂ−３）に示す様な、上下にも左右にもガウス形状であるスポットビームであることが好ましい。
【００３４】
尚、ここで言うビーム巾とはビームの光量ピーク強度１３．５％となる径の全巾を表す。
【００３５】
図２は、露光光の波長によるビーム径と焦点からの距離との関係を示すグラフである。
【００３６】
該グラフ中、縦軸はビーム径、横軸は焦点からの距離を表し、露光波長の違いによるビーム径を同一にした時の焦点深度を表し、赤外光（λ＝１０６４ｎｍ）に比べ、可視光（λ＝５３２ｎｍ）、それよりも短波光（λ＝３５５ｎｍ）の方が焦点深度が深いことが分かる。
【００３７】
第７世代の液晶表示装置に使用される液晶基板サイズ（１８８０ｍｍ×２１５０ｍｍ）への対応では、基板の保持方法により撓みが生じ、露光装置との距離が変動し、ピントずれを生じるという問題があった。可視光領域もしくはそれよりも短波の光に対する光熱変換材を含有する熱可塑性樹脂をスペーサに用いることにより、短波光での露光が可能となり、ピントズレによる固着不良が発生しにくくなることがわかった。
【００３８】
非画素領域にあるスペーサが露光され固着された後、画素領域にある未固定のスペーサは液体による洗浄やエアーの吹き付け、エアー吸引等によって回収除去することができる。
【００３９】
スペーサが固定された基板は、もう一方の基盤と合わされてスペーサにより一定の間隔が保持された対向基板が形成され、基板間に形成された間隙に液晶層が形成され、液晶表示装置が形成される。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。
【００４１】
〈本発明のスペーサ１〜３の作製〉
スペーサの粒子材料としては、特開昭６３−９４２２４号公報に記載のシード重合法による、粒径５μｍのシリカ微粒子を用いた。
【００４２】
熱可塑性樹脂として、ポリメチルメタクリレート樹脂粉末を用い、光熱変換材として例示化合物１を用い、熱可塑性樹脂に対して１０質量％をアセトン溶液として、噴霧乾燥法を用いて含浸させ、粒径０．４μｍの熱可塑性樹脂の微粒子粉末１を得た。
【００４３】
粒子材料の表面被覆方法としては、奈良機械製作所（株）製ハイブリダイゼーションシステムを用いた高速気流中衝撃法を用い、シリカ微粒子に熱可塑性樹脂の微粒子粉末１を衝突させ、シリカ微粒子の表面を熱可塑性樹脂で被覆し、スペーサ１を得た。
【００４４】
表１に記載の光熱変換材を用いた以外はスペーサ１と同様にして、各スペーサ２，３を得た。
【００４５】
〈比較用スペーサの作製〉
比較用スペーサとして、光熱変換材を含有しないポリメチルメタクリレートの微粒子粉末を用いた以外は同様にして比較用スペーサ４を形成した。
【００４６】
〈基板へのスペーサの散布及び露光、不要スペーサの除去〉
各光熱変換材を含有する熱可塑性樹脂で被覆された本発明のスペーサ１〜３及び比較用スペーサ４を用い、基板として、ガラス基板上に透明電極パターン（画素領域２００μｍ×１００μｍ、非画素領域左右巾ｄ２が３０μｍ、非画素領域上下巾ｄ１が３０μｍ）及び配向膜が形成された大型液晶基板（１８８０ｍｍ×２１５０ｍｍ）を用い、吸盤を用いて基板を固定した後、配向膜上にスペーサを均一散布した。
【００４７】
露光光源としてＹＡＧレーザの第３高調波、発光波長３５５ｎｍ（本発明）及び赤外レーザ１０６４ｎｍ（比較）を用い、ビーム形状として、左右巾ｗ２を１０ｍｍ、上下巾ｗ１を２０μｍの矩形のラインビームを用いて、非画素領域を露光した。
【００４８】
各スペーサ１〜４と露光波長との組合せを表１に示した。
【００４９】
得られた各基板から不要のスペーサを吸引除去した後、固着されたスペーサの状態を顕微鏡により観察し以下の評価を行った。
【００５０】
〈固着状態の評価〉
○：非画素領域に均一な固着密度で固着されている
△：非画素領域に固着されているが、固着密度にバラツキが見られる
×：非画素領域に固着されない
評価結果を表１に示す。
【００５１】
【表１】
2007147950.tif 000005
【００５２】
評価結果から分かるように、基板の凹凸によるピントずれが生じたときの許容範囲（焦点深度）が、赤外光に比べて可視光より短波の露光の方が広く、赤外光の場合は、結果として非画素領域から外れた部分にもピントのずれた露光が行われ、弱い固着がされているが、その後の取り扱いでは剥離、脱落が見られる。一方、本発明の光熱変換材を含有するスペーサは、可視より短波の露光を行うことが可能で、基板の凹凸によるピントずれを救済することができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】基板の画素領域、非画素領域の巾および露光光のビーム巾の関係を示す。
【図２】露光光の波長によるビーム径と焦点からの距離との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
７０  基板
７２  非画素領域
７３  画素領域
【図１】
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【図２】
2007147950.tif 000008