(57)【要約】【課題】対向して配置された二枚の基板を一定の間隔に保持することが可能なフラットディスプレイパネル用スペーサ材料およびその製造方法を提供すること。【解決手段】本発明のスペーサ材料は、円柱形状の複数の微小ロッドと、該微小ロッドと同材質の微紛の集合体からなる前記微小ロッドの平均直径よりも大きな寸法を有する複数の凝集体とを含み、前記複数の凝集体の重量濃度が、１５０ｐｐｍ以下である。また、本発明のスペーサ材料の製造方法は、最初に、紡糸された脆性材料からなるファイバを、鋏または裁断機等で粗切りする切断工程と、振とう機等を用いて、ファイバの切断により生じた微粉を除去する微粉除去工程と、切断後の前記ファイバをボールミル、振動ミル、ジェットミル、擂潰機または石臼等を用いて粉砕する粉砕工程と、前記ファイバ（微小粉砕物）を分級する分級工程とを含むものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二枚の基板が対向して配置されたフラットディスプレイパネルに用いられるフラットディスプレイパネル用スペーサ材料であって、
脆性材料からなる円柱形状の複数の微小ロッドと、
該微小ロッドと同材質の微紛の集合体からなる前記微小ロッドの平均直径よりも大きな寸法を有する複数の凝集体とを含み、
前記複数の凝集体の重量濃度が、１５０ｐｐｍ以下であることを特徴とするフラットディスプレイパネル用スペーサ材料。
【請求項２】
前記微小ロッドの直径が、１μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のフラットディスプレイパネル用スペーサ材料。
【請求項３】
前記微小ロッドの長さが、当該微小ロッドの前記直径よりも大きく１５０μｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載のフラットディスプレイパネル用スペーサ材料。
【請求項４】
前記脆性材料が、ガラスファイバであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフラットディスプレイパネル用スペーサ材料。
【請求項５】
前記フラットディスプレイパネルが、液晶用ディスプレイパネルであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフラットディスプレイパネル用スペーサ材料。
【請求項６】
二枚の基板が対向して配置されたフラットディスプレイパネルに用いられるフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法であって、
脆性材料からなるファイバを切断する切断工程と、
前記ファイバを切断する際に生じる微粉を除去する微粉除去工程と、
切断された前記ファイバを粉砕して、円柱形状の複数の微小粉砕物を得る粉砕工程と、
前記複数の微小粉砕物を分級して、所定範囲の長さを有する複数の微小ロッドを得る分級工程とを含むことを特徴とするフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットディスプレイパネルに用いられるフラットディスプレイパネル用スペーサ材料およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二枚の基板が対向して配置されたフラットディスプレイパネル、例えば液晶ディスプレイパネルにおいては、当該二枚の基板の間に液晶層が配されている。液晶層を一定の間隔に保つためのスペーサとして、微小径の球（微小球）や円柱形状の微小ロッドが用いられている。また、これら微小球や微小ロッドは、二枚の基板の間に液晶を封止するために封止材としての接着剤と混練されてディスペンサー等で基板の四周に塗布されて用いられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には微小ロッドが提案されている。液晶層が一定の間隔に保持されないと、画像の歪や色彩不良等が生じ、フラットディスプレイパネルの光学的な表示性能が損なわれる。したがって、スペーサにより液晶層を一定の間隔に保持することは不可欠である。
【特許文献１】特開２００４−２５２０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、スペーサとして用いられる前記微小球は、粒径のバラツキが大きいため、略均一な球径の微小球を得ようとすると、そのための選別工程が必要になる。また、長期の保管中に微小球の粒子同士が結合し固化する、いわゆるブロッキングが発生する場合があった。
【０００５】
これに対して、前記微小ロッドは、溶けた材料を微小な孔から引き出して製造されるので、真円度に優れ、径のバラツキが少なくかつ任意の径のものを容易かつ安価に製造することが可能である。
【０００６】
一般に、微小な孔から引き出された脆性材料からなるファイバを切断工程で粗切りした後、所定範囲の長さを有するものが多く含まれる分布となるように当該切断後の前記ファイバを粉砕工程で粉砕し、さらに分級工程を経ることによって、所定範囲の長さを有する微小ロッドを得るようにしている。
【０００７】
しかしながら、上述の切断工程で発生した微粉が次の粉砕工程の過程で凝集して凝集体となり、当該凝集体が粉砕物に混入するが、このような凝集体は分級を行っても除くことが困難なのである。そのため、このような粉砕物を分級したスペーサ材料は均一形状を有さないので、当該スペーサ材料により前記液晶層を一定の間隔に保持することができない。
【０００８】
上記の課題に鑑みて、本発明の目的は、液晶層を一定の間隔に保持することが可能なフラットディスプレイパネル用スペーサ材料およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料は、二枚の基板が対向して配置されたフラットディスプレイパネルに用いられるフラットディスプレイパネル用スペーサ材料であって、脆性材料からなる円柱形状の複数の微小ロッドと、該微小ロッドと同材質の微紛の集合体からなる前記微小ロッドの平均直径よりも大きな寸法を有する複数の凝集体とを含み、前記複数の凝集体の重量濃度が、１５０ｐｐｍ以下であることを特徴としている。
【００１０】
また、本発明は、前記微小ロッドの直径が、１μｍ以上３０μｍ以下であることを特徴としている。
【００１１】
更にまた、本発明は、前記微小ロッドの長さが、当該微小ロッドの前記直径よりも大きく１５０μｍ以下であることを特徴としている。
【００１２】
更にまた、本発明は、前記脆性材料が、ガラスファイバであることを特徴としている。
【００１３】
更にまた、本発明は、前記フラットディスプレイパネルが、液晶用ディスプレイパネルであることを特徴としている。
【００１４】
更にまた、本発明に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法は、二枚の基板が対向して配置されたフラットディスプレイパネルに用いられるフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法であって、
脆性材料からなるファイバを切断する切断工程と、前記ファイバを切断する際に生じる微粉を除去する微粉除去工程と、切断された前記ファイバを粉砕して、円柱形状の複数の微小粉砕物を得る粉砕工程と、前記複数の微小粉砕物を分級して、所定範囲の長さを有する複数の微小ロッドを得る分級工程とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フラットディスプレイパネル用スペーサ材料に含まれる複数の凝集体の重量濃度が１５０ｐｐｍ以下であるので、二枚の基板の間隔が当該凝集体によって押し広げられる現象が抑制される。したがって、液晶層を一定の間隔に保持することが可能となり、フラットディスプレイパネルの光学的な表示性能が損なわれることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料およびその製造方法について説明する。本実施の形態に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料は、例えば液晶用ディスプレイパネルに用いられる。
【００１７】
本実施の形態に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料とは、脆性材料からなるファイバを鋏等で切断して得られる円柱形状の複数の微小ロッド（マイクロロッド）と、前記ファイバの切断時に生じる微粉の集合体からなり、前記微小ロッドの平均直径よりも大きな寸法を有する複数の凝集体とを含むものである。
【００１８】
本発明者は、上記のようなフラットディスプレイパネル用スペーサ材料において、前記複数の凝集体の重量濃度が１５０ｐｐｍ以下である場合に、液晶層を一定の間隔に保持することが可能であること、つまり、フラットディスプレイパネルの光学的な表示性能が損なわれないことを見出した。加えて、本発明者は、凝集体は切断工程で発生した微粉が後工程である粉砕工程で凝集して形成されることを見出した。
【００１９】
前記凝集体の重量濃度は次のようにして算出される。すなわち、約１００万本の微小ロッドの理論重量に略相当する重量の微小ロッドを秤量し、これを液体中に浸漬させ、顕微鏡により微小ロッド間に存在する凝集体の個数（Ｎ）をカウントする。そして、カウントした個数（Ｎ）から、Ｎ／１００万を算出し、当該算出値をｐｐｍで表示する。
【００２０】
脆性材料からなる前記ファイバは、例えばガラスファイバであることが好ましい。これは、ガラスファイバが、フラットディスプレイパネルの耐久性を確保する上において化学的に安定な特性を有しているとともに、熱処理工程において耐熱性を有しているからである。また、液晶層や接着剤に対する化学的安定性を向上するには、前記ファイバとして、例えば無アルカリガラスファイバを採用することが好ましい。
【００２１】
続いて、フラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法を示すフローチャートである。
【００２２】
図１に示すように、最初に、紡糸されたガラスファイバを、次工程で粉砕しやすくするために、鋏または裁断機等で粗切りする（切断工程：ステップＳ１）。
【００２３】
次に、振とう機等を用いて、ガラスファイバの切断により生じた微粉を除去する（微粉除去工程：ステップＳ２）。
【００２４】
続いて、切断後の前記ガラスファイバを粉砕する（粉砕工程：ステップＳ３）。これにより、所定範囲内の長さを含むガラスファイバ（微小粉砕物）が得られる。ガラスファイバの粉砕は、例えばボールミル、振動ミル、ジェットミル、擂潰機または石臼等を用いて行うことができる。
【００２５】
次に、前記ガラスファイバ（微小粉砕物）を分級する（分級工程：ステップＳ４）。これにより、前記所定範囲内の長さの微小ロッドが得られる。なお、ガラスファイバ（微小粉砕物）の分級は、例えば振動篩を用いて行うことが可能である。また、水簸分級を採用することにより、分級処理を効率化できる。
【００２６】
本実施の形態において、微小ロッドの直径は、１μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。これは、微小ロッドの直径が１μｍよりも小さいと安定した径のファイバの成形が困難になり、また切断工程で細かい微粉の発生が増えて粉砕工程での凝集が起こりやすくなる。一方、３０μｍを超えると径が大きくなった分だけファイバ端面のエッジ部が残りやすく、ガラス質のファイバの場合には基板面を損傷する恐れも大きくなるためである。
【００２７】
また、微小ロッドの長さは、当該微小ロッドの上述の直径よりも大きく１５０μｍ以下であることが好ましい。これは、微小ロッドの長さが直径相当の長さよりも短いとスペーサとして機能しないので液晶層を一定の間隔で保持することができず、微小ロッドの長さが１５０μｍを超えると当該微小ロッドがディスペンサー内で目詰まりを起こすためである。
【００２８】
このように、本実施の形態では、フラットディスプレイパネル用スペーサ材料に含まれる複数の凝集体の重量濃度が１５０ｐｐｍ以下であるので、二枚の基板の間隔が当該凝集体によって押し広げられる現象が抑制される。したがって、液晶層を一定の間隔に保持することが可能となり、フラットディスプレイパネルの光学的な表示性能が損なわれることが防止される。
【００２９】
また、上述のように、凝集体は切断工程で発生した微粉が後工程である粉砕工程で凝集して形成される。したがって、切断工程での微粉の発生を減少させればよいが、ガラスファイバのような脆性材料を切断する場合には微粉の発生を減少させることは非常に困難である。
【００３０】
そこで、本実施の形態のように、切断工程で発生した微粉を、粉砕工程を経る前、すなわち上述の微粉除去工程において除去することによって、粉砕工程で凝集体が形成されることを大幅に低減することが可能となる。
【実施例】
【００３１】
以下、上記実施の形態に基づいて行った実施例について説明する。実施例１〜３においては、ガラスファイバを鋏で切断後、微粉の除去上限の大きさを当該ガラスファイバの平均直径の５倍に設定して微粉除去を振とう機で行った。その後、各実施例においてボールミルで粉砕処理を行った後、水簸分級処理において粒径上限を、実施例１および実施例２では３０μｍ、実施例３では１００μｍに設定して分級を行った。なお、ここでは、振とう機として、製造元；（株）伊藤製作所、型番；ＭＳ−２００の電磁振動式篩分器を使用した。また、ボールミルとして、製造元；日本化学陶業（株）、型番；Ａ９１２１０８８の１５Ｌ特殊ポットを使用した。
【００３２】
比較例１では、微粉の除去処理を実施しないことを除いて、実施例１および実施例２と同様の処理を行った。また、比較例２では、水簸分級処理において粒径上限を３００μｍに設定して分級を行ったことを除いて、実施例３と同様な処理を行った。
【００３３】
以下の各実施例および各比較例では、複数の微小ロッドおよび凝集体を含む本例のフラットディスプレイパネル用スペーサ材料を、液晶をシールするためのシール剤として用いる場合を模擬する実験を行った。すなわち、各実施例および各比較例において、上記のようにして得た微小ロッドとＵＶ接着剤とを、重量比０．１：１で均一になるように混練した後、遊星ミル混合機で６分間混練して得た混練物を、ディスペンサーを用いて、板厚が０．７ｍｍで１００ｍｍ角のガラス基板（日本電気硝子株式会社製ＯＡ−１０）の周囲に幅１ｍｍで塗布した。そして、このガラス基板の塗布側の面と他のガラス基板の一面とを合わせ、二枚のガラス基板に０．０３４３Ｎ／ｍｍ２  （≒０．００３５ｋｇｆ／ｍｍ２  ）の荷重を負荷した状態で、紫外線投射および加熱処理を行い、前記ＵＶ接着剤を固化させた。なお、遊星ミル混合機として、製造元；倉敷紡績（株）、型番；ＫＫ−１００（クラボウマゼルスター）を使用した。
【００３４】
そして、これら二枚のガラス基板の外表面間の間隔を測定した。詳細には、ガラス基板の一辺において３箇所、つまり四辺で計１２箇所における前記間隔を測定した。
【００３５】
微小ロッドの平均直径に対する前記間隔の最大値と最小値との差の比率が１０％以下であれば問題なしとして○印とし、前記比率が１０％よりも大きければ問題ありとして×印とし、各例の評価結果を表１に示す。なお、各例における微小ロッドの平均直径、微小ロッドの長さ、および凝集体の重量濃度は表１の通りである。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１に示すように、実施例１〜実施例３については問題なかったが、比較例１については前記比率が１０％よりも大きくなった。また、比較例２については微小ロッドがディスペンサー内で目詰まりを起こし、ガラス基板への塗布が不可能であった。
【００３８】
次に、実施例４および実施例５として、上記実施の形態の図１における分級工程後の凝集体の重量濃度を測定した。また、比較例３および比較例４として、図１の微粉除去工程を行わなかった場合における分級工程後の凝集体の重量濃度を測定した。各例における微小ロッドの平均直径、微小ロッドの長さ、および凝集体の重量濃度は表２の通りである。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
表２に示す通り、実施例４および実施例５のように微粉除去を行うことによって、凝集体の重量濃度を著しく低減できることがわかる。これに対して、比較例３および比較例４では、微粉除去を行わなかったので、凝集体の重量濃度が１０００ｐｐｍ以上となった。なお、比較例３および比較例４では、凝集体の重量濃度が１０００ｐｐｍを超えた時点で測定を中止した。
【００４１】
以上、本発明に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料およびその製造方法の態様を説明したが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づき種々の改良、修正又は変形を加えた態様で実施し得るものであり、これらの態様はいずれも本発明の技術的範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料は、液晶層を一定の間隔に保持することを実現する場合等に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施の形態に係るフラットディスプレイパネル用スペーサ材料の製造方法を示すフローチャートである。
【図１】
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