CN103097950B - 液晶显示元件用间隔物、液晶显示元件用间隔物分散液及液晶显示元件 - Google Patents

液晶显示元件用间隔物、液晶显示元件用间隔物分散液及液晶显示元件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种液晶显示元件用间隔物以及使用该液晶显示元件用间隔物的液晶显示元件，所述液晶显示元件用间隔物可以防止漏光及丝状结构域的产生，并在不打乱液晶取向的情况下提高液晶显示元件的显示品质。本发明涉及的液晶显示元件用间隔物(1)具备基体材料粒子(2)和配置在基体材料粒子(2)的表面(2a)上的树脂层(3)。树脂层(3)是使用具有碳原子数24～30的烷基的化合物和具有亚烷基醚结构的化合物形成的。本发明涉及的液晶显示元件具备构成液晶单元的一对基板、配置在该一对基板间的液晶、以及封入于该一对基板之间的液晶显示元件用间隔物(1)。

Description

液晶显示元件用间隔物、液晶显示元件用间隔物分散液及液晶显示元件
技术领域
本发明涉及一种液晶显示元件用间隔物，其可以防止漏光及丝状结构域的产生，并在不打乱液晶取向的情况下提高液晶显示元件的显示品质。另外，本发明还涉及一种使用该液晶显示元件用间隔物的液晶显示元件用间隔物分散液及液晶显示元件。
背景技术
液晶显示元件是在两片玻璃基板间配置液晶而构成的。就该液晶显示元件而言，为了保持两片玻璃基板间的间隔(间隙)均匀且恒定，使用粒径一致的间隔物作为间隙控制材料。
就液晶显示元件而言，在液晶和间隔物的界面处，液晶分子沿间隔物的表面取向，其结果，可能导致在间隔物周边，受取向膜限制的液晶分子的取向变得不规则。发生这样的间隔物周边的液晶分子的异常取向时，在间隔物的周围会发生被称为“漏光”的来自背光源的光透射的现象。因此，可能导致液晶显示元件的对比度降低、或引起被称为“白点”的显示品质的降低。这种异常取向引起的漏光现象在对基板间施加电压时等产生。在施加电压后，即使拔掉液晶显示元件的电源，一旦产生的漏光现象也不会消除。
作为防止间隔物周围的液晶分子的异常取向的间隔物，例如，在下述专利文献1中公开了一种微球体表面被有机硅烷化合物包覆而得到的间隔物。就该间隔物而言，利用存在于间隔物表面的有机硅烷化合物，液晶分子相对于间隔物表面垂直地取向。因此，可以某种程度上抑制异常取向。
另外，下述专利文献2中公开了一种表面导入具有长链烷基的接枝聚合物链而得到的间隔物。专利文献2中记载了下述内容：使用了该文献的实施例的间隔物的液晶显示元件可防止漏光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭64-59212号公报
专利文献2：日本特开平9-194842号公报
发明内容
发明要解决的问题
就专利文献1中记载的间隔物而言，有时无法利用微球体的材质和有机硅烷化合物的分子结构的组合而充分地抑制异常取向。
特别是，就STN(Super Twisted Nematic(超扭曲向列))型液晶显示元件而言，即使是在初期状态下漏光少、显示性能良好，如果对液晶显示元件施加外力、基板间的间隙发生变化，则会引发如下问题：产生在直线上连结间隔物和其它间隔物的被称为“丝状结构域”的丝状的光的透射。
另一方面，即使使用专利文献2中记载的间隔物，有时也无法充分抑制“丝状结构域”的产生。
而且，为了利用湿式散布或喷墨装置将间隔物配置在基板上，在将专利文献1、2中记载的现有的间隔物分散于分散介质中而得到间隔物分散液时，有时会导致间隔物的分散性低，引发间隔物的凝聚。因此，可能导致凝聚的间隔物配置在基板上。凝聚的间隔物是导致液晶显示元件的品质大幅降低的主要原因。
本发明的目的在于提供一种液晶显示元件用间隔物以及使用该液晶显示元件用间隔物的液晶显示元件用间隔物分散液及液晶显示元件，所述液晶显示元件用间隔物可以防止漏光及丝状结构域的产生，并在不打乱液晶取向的情况下提高液晶显示元件的显示品质。
另外，本发明的目的还在于提供一种在分散于分散介质中而得到间隔物分散液时不易引发间隔物凝聚的液晶显示元件用间隔物、以及使用该液晶显示元件用间隔物的液晶显示元件用间隔物分散液及液晶显示元件。
解决问题的方法
根据本发明的较宽泛的层面，提供一种液晶显示元件用间隔物，其具备：基体材料粒子和配置在该基体材料粒子表面上的树脂层，该树脂层是使用具有碳原子数为24～30的烷基的化合物和具有亚烷基醚结构的化合物形成的。
在本发明涉及的液晶显示元件用间隔物的某特定方面，上述亚烷基醚结构为下述式(21A)表示的结构。
[化学式1]
上述式(21A)中，R表示亚烷基，该亚烷基的碳原子数为2以上且6以下。
在本发明涉及的液晶显示元件用间隔物的其它特定方面，上述亚烷基醚结构为乙二醇结构。
在本发明涉及的液晶显示元件用间隔物的其它特定方面，上述树脂层含有5mol%以上且30mol%以下来自上述具有碳原子数为24～30的烷基的化合物的成分。
本发明涉及的液晶显示元件用间隔物优选为利用湿式法或喷墨装置配置在基板上的液晶显示元件用间隔物。
本发明涉及的液晶显示元件用间隔物优选为用于STN型液晶显示元件的液晶显示元件用间隔物。
本发明涉及的液晶显示元件用间隔物分散液含有分散介质和分散于该分散介质中、且按照本发明构成的液晶显示元件用间隔物。
本发明涉及的液晶显示元件具备：构成液晶单元的一对基板、封入于该一对基板间的液晶、以及配置在上述一对基板间、且按照本发明构成的液晶显示元件用间隔物。
发明的效果
就本发明涉及的液晶显示元件用间隔物而言，配置在基体材料粒子表面上的树脂层是使用具有碳原子数为24～30的烷基的化合物和具有亚烷基醚结构的化合物形成的，因此，可以防止漏光及丝状结构域的产生，并在不打乱液晶取向的情况下提高液晶显示元件的显示品质。
附图说明
图1为剖视图，示出了本发明一实施方式涉及的液晶显示元件用间隔物。
图2为剖视图，示出了使用本发明一实施方式涉及的液晶显示元件用间隔物的液晶显示元件。
符号说明
1…液晶显示元件用间隔物
2…基体材料粒子
2a…表面
3…树脂层
11…液晶显示元件
12…透明玻璃基板
13…透明电极
14…取向膜
15…液晶
16…密封剂
具体实施方式
以下，结合附图对本发明的具体实施方式及实施例进行说明，由此来阐明本发明。
图1是示出本发明的一实施方式涉及的液晶显示元件用间隔物的剖视图。
图1所示的液晶显示元件用间隔物1具备：基体材料粒子2和配置在基体材料粒子2表面2a上的树脂层3。树脂层3是使用具有碳原子数为24～30的烷基的化合物和具有亚烷基醚结构的化合物形成的。
本发明涉及的液晶显示元件用间隔物优选作为利用湿式法或喷墨装置配置在基板上的液晶显示元件用间隔物使用。本发明涉及的液晶显示元件用间隔物优选用于STN型液晶显示元件。需要说明的是，本发明涉及的液晶显示元件用间隔物也可以用于STN型液晶显示元件以外的其它液晶显示元件。
本发明人确认，STN型液晶显示元件中产生的丝状结构域以用直线连接间隔物和其它间隔物的方式产生，进而发现，丝状结构域是由于液晶分子以用直线连接间隔物和其它间隔物的方式发生了异常取向而产生的。可以认为，产生被称为丝状结构域的异常取向的理由如下所述。
液晶显示元件通常具有在经由多个间隔物而配置的一对基板间封入有液晶的液晶单元。液晶显示元件通过在该液晶单元上贴合偏振片等来制造。在形成了液晶单元的阶段，在间隔物的周围，液晶分子沿着相对于间隔物的表面垂直的方向取向，与此相对，在远离间隔物的部位，液晶分子沿着取向膜的限制力取向。偏振片等是一边用辊等施加挤压力一边被贴合在液晶单元上的。在进行该贴合时施加的挤压力的作用下，沿着取向膜的限制力取向的液晶分子发生流动，导致取向状态被打乱。在撤去来自辊等的挤压力时，充分远离间隔物的液晶分子恢复至沿着取向膜的限制力的给定的取向状态。但是，就间隔物附近的液晶分子而言，即使撤去了来自辊等的挤压力，其也受到比取向膜的限制力强的间隔物表面的垂直取向的限制力的支配。因此可以认为，间隔物附近的液晶分子不会恢复到沿着取向膜的限制力的给定的取向状态，而是会保持沿着异常方向取向的状态，将间隔物和其它间隔物连接为直线状。由此可以认为，丝状结构域是因间隔物表面的强的垂直取向的限制力而产生的。
本发明人发现，通过使用在基体材料粒子表面配置有特定的上述树脂层的液晶显示元件用间隔物，在液晶和间隔物的界面及多个间隔物间，不易产生液晶的异常取向，能够防止漏光及丝状结构域的产生，可得到显示品质优异的液晶显示元件。通过使用本发明所述的液晶显示元件用间隔物，特别是在制造STN型液晶显示元件的情况下，可以有效地防止漏光及丝状结构域的产生，从而得到显示品质充分优异的液晶显示元件。
本发明涉及的液晶显示元件用间隔物具有基体材料粒子和配置在该基体材料粒子表面上的树脂层。树脂层可以配置在基体材料粒子表面的整个区域上，也可以配置在部分区域上。优选树脂层包覆基体材料粒子的表面。优选树脂层为包覆树脂层。优选树脂层附着于基体材料粒子的表面。
构成上述基体材料粒子的材料没有特别限定。构成基体材料粒子的材料可以为无机材料，也可以为有机材料。
上述有机材料可列举例如：环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、使具有乙烯性不饱和基团的聚合性单体进行聚合而得到的树脂、二乙烯基苯-聚酯树脂、二乙烯基苯-苯乙烯树脂、二乙烯基苯-丙烯酸酯树脂及苯二甲酸二丙烯酸酯树脂等。
上述无机材料可列举例如：硅酸玻璃、硼硅酸盐玻璃、铅玻璃、钠钙玻璃、氧化铝及铝硅酸盐玻璃等。
上述基体材料粒子可以为仅由上述有机材料形成的基体材料粒子，也可以为仅由上述无机材料形成的基体材料粒子，还可以为由上述有机材料和上述无机材料这两者形成的具有复合结构的基体材料粒子。其中，优选基体材料粒子由有机材料形成。此时，液晶显示元件用间隔物具有不损伤在液晶显示元件的基板上形成的取向膜的程度的适当硬度，而且，容易追随热膨胀或热收缩引起的厚度变化。
上述基体材料粒子的平均粒径的优选下限为1μm，优选上限为20μm、更优选上限为10μm。上述基体材料粒子的平均粒径为上述下限以上时，使用了间隔物的液晶显示元件的单元间隙不会过于狭窄，可以得到显示品质更优异的液晶显示元件。上述基体材料粒子的平均粒径为上述上限以下时，使用了间隔物的液晶显示元件的单元间隙更均匀。
上述基体材料粒子的平均粒径可以通过对使用光学显微镜、电子显微镜或库尔特计数器等测量的粒径进行统计处理而求出。
上述基体材料粒子的粒径的CV值优选为10%以下。上述基体材料粒子的粒径的CV值为10%以下时，使用了间隔物的液晶显示元件的单元间隙更均匀，显示品质更良好。
上述树脂层是使用具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物(以下也记作化合物A)形成的。上述树脂层含有来自于化合物A的成分，所述化合物A是具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物。该成分为具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物A的反应物。上述树脂层优选通过在基体材料粒子的表面上使具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物A反应来形成。通过使用这样的化合物A，可以在上述树脂层的外表面导入碳原子数24～30的长链烷基。而且，通过使用化合物A，可以获得由碳原子数24～30的长链烷基实现的无漏光的液晶显示元件。另外，在将本发明的液晶显示元件用间隔物用于STN型液晶显示元件的制造时，就进行了现有的表面处理的间隔物而言，即使在用辊等进行偏振片的贴合时等施加了可产生异常取向程度的挤压力，当撤去挤压力时，液晶分子也会沿着取向膜的限制力恢复至给定的取向状态，在液晶显示元件中不易产生丝状结构域。通过使用本发明的液晶显示元件用间隔物，即便在产生丝状结构域的情况下，也能够通过利用超声波等进行处理而达到没有丝状结构域的原来的状态。
上述长链烷基的碳原子数为24～30。上述具有长链烷基的化合物的烷基的碳原子数低于24时，产生漏光。上述长链烷基的碳原子数的优选下限为26。具有碳原子数为30以下的长链烷基的化合物可以容易地获取。上述具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物A优选为单体，更优选为(甲基)丙烯酸酯单体。即，上述化合物A优选为含有碳原子数24～30的长链烷基的单体，更优选为含有碳原子数24～30的长链烷基的(甲基)丙烯酸酯单体。特别是，含有碳原子数30以下的长链烷基的单体可以容易地获取。另外，上述具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物A优选为具有碳原子数24～30的长链烷基和(甲基)丙烯酰基的化合物。上述(甲基)丙烯酸酯代表丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。上述(甲基)丙烯酰基代表丙烯酰基和甲基丙烯酰基。
作为上述含有碳原子数24～30的长链烷基的单体，可列举例如：烷基碳原子数为24的(甲基)丙烯酸二十四烷基酯、碳原子数为25的(甲基)丙烯酸二十五烷基酯、碳原子数为26的(甲基)丙烯酸二十六烷基酯、碳原子数为27的(甲基)丙烯酸二十七烷基酯、碳原子数为28的(甲基)丙烯酸二十八烷基酯、碳原子数为29的(甲基)丙烯酸二十九烷基酯、及碳原子数为30的(甲基)丙烯酸三十烷基酯等。
上述树脂层中的来自上述具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物A的成分的含量的优选下限为5mol%，优选上限为30mol%。来自上述具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物A的成分的含量为上述下限以上时，更加不易产生漏光。来自上述具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物A的成分的含量为上述上限以下时，更加不易产生丝状结构域。
需要说明的是，在本说明书中，来自上述化合物A的成分的含量表示形成上述树脂层时的进料量。即，为了形成上述树脂层，上述化合物A的进料量的优选下限为5mol%，优选上限为30mol%。
上述树脂层是使用具有碳原子数24～30的烷基的化合物、同时使用具有亚烷基醚结构的化合物(以下也记作化合物B)形成的。化合物B优选具有亚烷基二醇骨架。上述树脂层包含来自具有亚烷基醚结构的化合物B的成分。该成分为具有亚烷基醚结构的化合物B的反应物。上述树脂层优选通过在基体材料粒子的表面上使具有亚烷基醚结构的化合物B反应来形成。通过使用这样的化合物B，可以在上述树脂层的外表面导入亚烷基醚结构。而且，通过使用化合物B，可以利用亚烷基醚结构而有效地抑制在分散介质中液晶显示元件用间隔物的凝聚。特别是，在含有水的分散介质中，可以显著地抑制液晶显示元件用间隔物的凝聚。
即，在将使用化合物A和化合物B而形成了树脂层的液晶显示元件用间隔物分散于分散介质中的情况下，不易产生间隔物的凝聚。因此，可以利用湿式法或喷墨装置在基板上精度良好地配置间隔物。就使用化合物A和化合物B而形成了树脂层的液晶显示元件用间隔物而言，在间隔物分散液中，可以通过化合物B的亚烷基醚结构而抑制分散液中间隔物的凝聚，另一方面，在液晶中，可以通过化合物A的碳原子数24～30的烷基而获得上述效果，从而可以防止漏光及丝状结构域的产生，并能够在不打乱液晶取向的情况下提高液晶显示元件的显示品质。可以认为，其理由在于：亚烷基醚结构显示较高的亲水性，在分散液中，该亲水性较高的结构产生影响，与此相对，碳原子数24～30的长链烷基具有高疏水性，在液晶中，该疏水性高的基团产生影响。
上述亚烷基醚结构为下述式(21)表示的结构。
[化学式2]
上述式(21)中，R表示亚烷基。该亚烷基可以为直链状，也可以具有支链结构。该亚烷基的碳原子数优选为2以上，优选为6以下、更优选为4以下。
作为上述亚烷基醚结构，没有特别限定，可列举：乙二醇结构、丙二醇结构、四亚甲基二醇结构、五亚甲基二醇结构及六亚甲基二醇结构。
从进一步抑制分散介质中液晶显示元件用间隔物的凝聚的观点考虑，上述亚烷基醚结构优选为下述式(21A)表示的结构。
[化学式3]
上述式(21A)中，R表示亚烷基，该亚烷基的碳原子数为2以上且6以下。该亚烷基的碳原子数更优选为4以下。该亚烷基可以为直链状，也可以具有支链结构。
从进一步抑制分散介质中液晶显示元件用间隔物的凝聚的观点考虑，优选上述亚烷基醚结构为乙二醇结构、丙二醇结构或四亚甲基二醇结构。从进一步抑制分散介质中液晶显示元件用间隔物的凝聚的观点考虑，更优选上述亚烷基醚结构为乙二醇结构或丙二醇结构，进一步优选为乙二醇结构。另外，为了抑制分散介质中液晶显示元件用间隔物的凝聚，优选上述亚烷基醚结构为丙二醇结构或四亚甲基二醇结构，优选为丙二醇结构，优选为四亚甲基二醇结构。化合物B优选具有聚亚烷基醚结构，更优选具有聚乙二醇结构、聚丙二醇结构或聚四亚甲基二醇结构，更优选为聚乙二醇结构或聚丙二醇结构，进一步优选具有聚乙二醇结构。
上述树脂层中的来自上述具有亚烷基醚结构的化合物B的成分的含量优选下限为0.1mol%，优选上限为20mol%。来自上述化合物B的成分的含量为上述下限以上时，可以进一步抑制分散液中间隔物的凝聚。上述化合物B的含量为上述上限以下时，可以进一步抑制漏光及丝状结构域的产生，并能够在不打乱液晶取向的情况下进一步提高液晶显示元件的显示品质。
需要说明的是，在本说明书中，来自上述化合物B的成分的含量表示形成上述树脂层时的进料量。即，为了形成上述树脂层，上述化合物B的进料量的优选下限及优选上限为上述值。
作为上述具有亚烷基醚结构的化合物B的具体例，可列举：聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚乙二醇聚四亚甲基二醇单甲基丙烯酸酯及聚乙二醇聚丙二醇单辛醇甲基丙烯酸酯等。
作为构成上述树脂层的其它化合物，没有特别限定。例如，欲对液晶显示元件用间隔物的树脂层赋予亲水性的情况下，可以使用具有羟基的化合物等。作为上述具有羟基的化合物，可列举：(甲基)丙烯酸羟基乙酯及甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯等。欲对液晶显示元件用间隔物的树脂层赋予疏水性的情况下，可以使用(甲基)丙烯酸烷基酯、含氟(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯或对氯苯乙烯等苯乙烯衍生物、具有反应部位的(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酰胺等。作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯，可列举(甲基)丙烯酸丁酯及(甲基)丙烯酸硬脂酯等。作为上述含氟(甲基)丙烯酸酯，可列举(甲基)丙烯酸三氟乙酯及(甲基)丙烯酸五氟丙酯等。欲对液晶显示元件用间隔物的树脂层赋予反应性的情况下，可以使用上述具有羟基的化合物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等具有环氧基的化合物及具有羧基的单体等。这些其它化合物可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。还可以在使用这些单体的同时使用可以与该单体共聚的其它聚合性单体。
就上述树脂层的厚度而言，可以在考虑上述基体材料粒子的粒径、构成树脂层的材料的种类及组成等的情况下适当确定。上述树脂层的厚度的优选下限为5nm，优选上限为300nm。上述树脂层的厚度为5nm以上时，防止异常取向的性能进一步提高，在液晶显示元件中，间隔物的周围更加不易产生漏光。上述树脂层的厚度为300nm以下时，不易发生多个液晶显示元件用间隔物彼此的接合(合着)，而且，不易产生树脂层的变形，因此可以使液晶显示元件的单元间隙更加均匀。上述树脂层的更优选下限为10nm，更优选上限为100nm。
上述树脂层可以配置在基体材料粒子的表面的整个区域上，也可以仅配置在部分区域上。在上述树脂层仅配置在部分区域上的情况下，与没有上述树脂层的情况相比，可以在存在上述树脂层的部分防止漏光及丝状结构域的产生，并能够在不打乱液晶取向的情况下提高液晶显示元件的显示品质。上述树脂层仅配置在上述基体材料粒子的表面的部分区域上的情况下，在上述基体材料粒子的总表面积100%中，配置有上述树脂层的上述基体材料粒子的表面积的比例的优选下限为0.15%。配置有上述树脂层的上述基体材料粒子的表面积的比例为0.15%以上时，可以充分地防止漏光，充分地发挥丝状结构域产生的防止效果。
作为制造本发明的液晶显示元件用间隔物的方法，可列举例如：在硝酸铈铵等铈系催化剂的存在下，使上述基体材料粒子表面的官能团与上述具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物A反应的方法(Ce法)；以及使上述基体材料粒子表面的官能团与甲基丙烯酰氧乙基异氰酸酯等具有聚合官能团的异氰酸酯反应而导入聚合性官能团之后，使其与上述具有碳原子数24～30的长链烷基的化合物A反应的方法(聚合法)等。为了形成上述树脂层，可以在使上述化合物A反应的同时使上述化合物B也一起反应，也可以在上述化合物A反应之后使上述化合物B反应，还可以在上述化合物A反应之前使上述化合物B反应。在上述树脂层中，上述化合物A和上述化合物B可以未发生反应，上述化合物A和上述化合物B也可以发生了反应。
例如，在使用有机材料制造上述基体材料粒子时，使用聚乙烯醇作为分散助剂的情况下，就上述基体材料粒子表面的官能团而言，聚乙烯醇的一部分与有机材料的交联结构相缠绕、或吸附于基体材料粒子的表面。因此，在基体材料粒子的表面存在聚乙烯醇。即使在边对基体材料粒子进行加热边进行了充分的清洗之后，也无法将基体材料粒子表面上的聚乙烯醇除去。可以以来自上述基体材料粒子表面上的聚乙烯醇的羟基为起点，利用上述Ce法或上述聚合法来制造本发明的液晶显示元件用间隔物。作为上述基体材料粒子，优选使用表面具有羟基的基体材料粒子。
在获得基体材料粒子时不使用聚乙烯醇的情况下，可以在基体材料粒子的表面导入适当的反应性官能团，以该反应性官能团为起点，利用上述Ce法或上述聚合法来制造本发明的液晶显示元件用间隔物。
本发明涉及的液晶显示元件用间隔物优选为利用湿式法或喷墨装置配置在基板上的液晶显示元件用间隔物。为了利用湿式法或喷墨装置将间隔物配置在基板上，优选将本发明所述的液晶显示元件用间隔物分散于分散介质中而使用。通过使液晶显示元件用间隔物分散于分散介质中，可以得到液晶显示元件用间隔物分散液。
上述分散介质没有特别限定。可以使用用于间隔物分散液的现有公知的分散介质。作为上述分散介质，可列举：异丙醇、水、甲醇及乙醇等。上述分散介质优选含有水，优选含有醇，优选含有水和醇。该醇优选为异丙醇。上述分散介质可以仅使用1种，也可以组合使用2种以上。
液晶显示元件用间隔物分散液中的间隔物的固体成分浓度优选为0.01重量%以上、更优选为0.1重量%以上，优选为10重量%以下、更优选为3重量%以下。上述固体成分浓度为上述下限以上时，可以在液晶显示元件中容易地利用间隔物来确保适当的间隙。上述固体成分浓度为上述上限以下时，在间隔物分散液中更加不易产生凝聚物。
本发明涉及的液晶显示元件具备：构成液晶单元的一对基板、封入于该一对基板间的液晶、以及配置在该一对基板间的上述液晶显示元件用间隔物。本发明涉及的液晶显示元件优选具备叠层于一对基板的外表面的偏振片。本发明涉及的液晶显示元件优选为STN型液晶显示元件。
图2用剖视图示出了使用本发明的一实施方式涉及的液晶显示元件用间隔物的液晶显示元件。
图2所示的液晶显示元件11具有一对透明玻璃基板12。透明玻璃基板12在相对的面上具有绝缘膜(未图示)。作为绝缘膜的材料，可列举例如SiO2等。在透明玻璃基板12的绝缘膜上形成有透明电极13。作为透明电极13的材料，可列举ITO等。透明电极13可以利用例如光刻法进行图案化而形成。在透明玻璃基板12表面上的透明电极13上形成有取向膜14。作为取向膜14的材料，可列举聚酰亚胺等。
在一对透明玻璃基板12间封入有液晶15。在一对透明玻璃基板12间配置有多个液晶显示元件用间隔物1。利用多个液晶显示元件用间隔物1，可控制一对透明玻璃基板12的间隔。在一对透明玻璃基板12的边缘部之间配置有密封剂16。利用密封剂16，可防止液晶15向外部流出。
在上述液晶显示元件中，每1mm2的液晶显示元件用间隔物的配置密度的优选下限为10个/mm2，优选上限为1000个/mm2。上述配置密度为10个/mm2以上时，单元间隙更均匀。上述配置密度为1000个/mm2以下时，液晶显示元件的对比度更良好。
除了使用本发明的液晶显示元件用间隔物以外，本发明的液晶显示元件可以用现有公知的方法制造。
以下，列举实施例对本发明进行更为详细的说明。本发明并不仅仅限定于下述实施例。
(实施例1)
(1)基体材料粒子A的制作
在3重量%聚乙烯醇水溶液800重量份中加入炭黑5重量份、二乙烯基苯100重量份和过氧化苯甲酰2重量份，用均化器进行搅拌，进行了粒度调整。其后，一边进行搅拌一边在氮气流下升温至80℃，进行15小时反应，得到微粒。将得到的微粒用热离子交换水及甲醇清洗后，进行分级操作，由此得到基体材料粒子A。得到的基体材料粒子A的平均粒径为6.0μm，CV值为5%。
(2)液晶显示元件用间隔物的制造
在可拆式烧瓶中加入得到的基体材料粒子A100g、N,N-二甲基甲酰胺200g及(甲基)丙烯酸酯单体混合液432g，进行搅拌。
使用的(甲基)丙烯酸酯单体混合液432g为含有甲基丙烯酸三十烷基酯91g(8mol%)、甲基丙烯酸异丁酯233g(73mol%)、甲基丙烯酸甲酯36g(16mol%)及甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯72g(3mol%)的混合液。
接着，在反应体系中导入氮气，在30℃下搅拌3小时。其后，追加使用1N硝酸水溶液制备的0.1摩尔/L的硝酸铈铵溶液21g，反应10小时。反应结束后，将得到的微粒用四氢呋喃清洗，在真空干燥器中进行减压干燥，得到液晶显示元件用间隔物。
测定得到的液晶显示元件用间隔物的平均粒径，由与基体材料粒子A的平均粒径之差求出包覆树脂层的厚度。其结果，包覆树脂层的厚度为0.03μm。
(实施例2)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸三十烷基酯241g(30mol%)、甲基丙烯酸异丁酯115g(51mol%)、甲基丙烯酸甲酯25g(16mol%)及甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯51g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(实施例3)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸三十烷基酯317g(50mol%)、甲基丙烯酸异丁酯55g(31mol%)、甲基丙烯酸甲酯20g(16mol%)及甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯40g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(实施例4)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸二十六烷基酯100g(10mol%)、甲基丙烯酸异丁酯225g(71mol%)、甲基丙烯酸甲酯36g(16mol%)及甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯71g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(实施例5)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸二十六烷基酯307g(50mol%)、甲基丙烯酸异丁酯60g(31mol%)、甲基丙烯酸甲酯22g(16mol%)及甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯44g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(实施例6)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸二十四烷基酯95g(10mol%)、甲基丙烯酸异丁酯228g(71mol%)、甲基丙烯酸甲酯36g(16mol%)及甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯72g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(实施例7)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸二十四烷基酯301g(50mol%)、甲基丙烯酸异丁酯63g(31mol%)、甲基丙烯酸甲酯23g(16mol%)及甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯46g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(实施例8)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸二十四烷基酯181g(30mol%)、甲基丙烯酸异丁酯104g(51mol%)、甲基丙烯酸甲酯23g(16mol%)及甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯46g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(实施例9)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸二十四烷基酯60g(10mol%)、甲基丙烯酸异丁酯104g(71mol%)、甲基丙烯酸甲酯23g(16mol%)及聚丙二醇单甲基丙烯酸酯35g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(实施例10)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸三十烷基酯24g(30mol%)、甲基丙烯酸异丁酯104g(51mol%)、甲基丙烯酸甲酯23g(16mol%)及聚丙二醇单甲基丙烯酸酯35g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(实施例11)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸二十四烷基酯60g(10mol%)、甲基丙烯酸异丁酯144g(71mol%)、甲基丙烯酸甲酯23g(16mol%)及聚丙二醇四亚甲基二醇单甲基丙烯酸酯37g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(实施例12)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸三十烷基酯241g(30mol%)、甲基丙烯酸异丁酯104g(51mol%)、甲基丙烯酸甲酯26g(16mol%)及聚丙二醇四亚甲基二醇单甲基丙烯酸酯37g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(比较例1)
将(甲基)丙烯酸酯单体混合液变更为含有甲基丙烯酸二十二烷基酯294g(50mol%)、甲基丙烯酸异丁酯66g(31mol%)、甲基丙烯酸甲酯24g(16mol%)及甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯48g(3mol%)的混合液，除此之外，与实施例1同样地操作，得到液晶显示元件用间隔物。
(评价)
使用由实施例及比较例得到的液晶显示元件用间隔物制作STN型液晶显示元件，并利用下述评价方法对漏光、丝状结构域及湿式散布性进行了评价。
(1)STN型液晶显示元件的制作
在含有异丙醇70重量份和水30重量份的分散介质中添加液晶显示元件用间隔物并进行搅拌，使得在所得间隔物分散液100重量%中，液晶显示元件用间隔物的固体成分浓度达到2重量%，得到液晶显示元件用间隔物分散液。
在一对透明玻璃板(纵50mm、横50mm、厚0.4mm)的一面上，利用CVD法蒸镀SiO2膜之后，在SiO2膜的整个表面上利用溅射形成ITO膜。在得到的带ITO膜的玻璃基板上利用旋涂法涂敷聚酰亚胺取向膜组合物(日产化学公司制、SE3510)，在280℃下烧制90分钟，由此形成聚酰亚胺取向膜。对取向膜实施抛光处理后，在一个基板的取向膜侧将液晶显示元件用间隔物以每1mm2为100～200个的方式进行湿式散布。在另一个基板的周边形成密封剂后，使该基板和散布有间隔物的基板以抛光方向为90°的方式相对配置，并将两者贴合。其后，在160℃下进行90分钟处理，使密封剂固化，得到空白单元(未加入液晶的画面)。在得到的空白单元中注入含手性剂的STN型液晶(DIC公司制)，然后用封止剂封堵注入口，其后，在120℃下热处理30分钟，得到STN型液晶显示元件。
(2)漏光的评价
将得到的STN型液晶显示元件用以成为常黑型显示模式的方式配置的偏振膜夹持，施加7V、17V、30V及50V的电压。其后，拍摄用显微镜放大为200倍的照片，观察漏光的状态(液晶的取向状态)。其结果，将在间隔物周围没有异常取向发生的情况评价为“◎”，将在间隔物周围的一小部分发现了液晶的异常取向发生的情况评价为“○”，将在间隔物的整个周围确认到了液晶的异常取向发生的情况评价为“×”。
(3)丝状结构域的评价
将贴合有硅制橡胶的辊安装在推/拉力计上，将推/拉力计以辊旋转方向相对地面朝向水平方向的方式固定于架台上。该推/拉力计可以朝着相对于地面垂直的方向移动。向辊的下方放置滑动式载物台，使其可以固定STN型液晶显示元件。在滑动式载物台上放置STN型液晶显示元件，使固定的推/拉力计向下方移动，对STN型液晶显示元件施加压力。使利用辊进行了加压的STN型液晶显示元件滑动之后，利用偏光显微镜以100倍的倍率确认面板内有无丝状结构域产生。缓慢地升高施加于STN型液晶显示元件的压力，测定产生丝状结构域时的压力(丝状结构域产生压力、N)。
(4)湿式散布性的评价
在含有异丙醇70重量份和水30重量份的分散介质中添加液晶显示元件用间隔物并进行搅拌，使得在所得间隔物分散液100重量%中，液晶显示元件用间隔物的固体成分浓度达到2重量%，得到液晶显示元件用间隔物分散液。将放置12小时后的液晶显示元件用间隔物在面积450cm2的玻璃基板上以150个/mm2的散布密度进行湿式散布，使液晶显示元件用间隔物附着在玻璃基板上。其后，对每6.3mm2凝聚有3个、4个及5个以上间隔物的块的个数进行计数。
(5)飞行时间型二次离子质谱分析TOF-SIMS分析
利用飞行时间型二次离子质谱分析TOF-SIMS(ION-TOF公司制TOF-SIMS5型)测定长链烷基聚合物相对于液晶显示元件用间隔物表面的全部聚合物的光谱强度比。利用TOF-SIMS对带有负电荷的离子长链烷基聚合物、甲基丙烯酸异丁酯聚合物、甲基丙烯酸甲酯聚合物、甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯聚合物、聚丙二醇单甲基丙烯酸酯聚合物及聚丙二醇四亚甲基二醇单甲基丙烯酸酯聚合物进行分析，测定了导入率。
结果如下述表1所示。

Claims (11)

1.一种液晶显示元件用间隔物，其具备基体材料粒子和配置在所述基体材料粒子表面上的树脂层，
所述树脂层是使用具有碳原子数为24～30的长链烷基的(甲基)丙烯酸酯和具有亚烷基醚结构的化合物形成的，
所述亚烷基醚结构为下述式(21A)所示的结构，
上述式(21A)中，R表示亚烷基，该亚烷基的碳原子数为2以上且6以下。
2.根据权利要求1所述的液晶显示元件用间隔物，其中，所述亚烷基醚结构为乙二醇结构。
3.根据权利要求1或2所述的液晶显示元件用间隔物，其中，所述树脂层含有5mol％以上且30mol％以下来自所述具有碳原子数为24～30的烷基的化合物的成分。
4.根据权利要求1或2所述的液晶显示元件用间隔物，其为利用湿式法或喷墨装置配置在基板上的液晶显示元件用间隔物。
5.根据权利要求3中所述的液晶显示元件用间隔物，其为利用湿式法或喷墨装置配置在基板上的液晶显示元件用间隔物。
6.根据权利要求1或2所述的液晶显示元件用间隔物，其为用于STN型液晶显示元件的液晶显示元件用间隔物。
7.根据权利要求3中所述的液晶显示元件用间隔物，其为用于STN型液晶显示元件的液晶显示元件用间隔物。
8.根据权利要求4中所述的液晶显示元件用间隔物，其为用于STN型液晶显示元件的液晶显示元件用间隔物。
9.根据权利要求5中所述的液晶显示元件用间隔物，其为用于STN型液晶显示元件的液晶显示元件用间隔物。
10.一种液晶显示元件用间隔物分散液，其含有分散介质和分散于所述分散介质中的权利要求1～9中任一项所述的液晶显示元件用间隔物。
11.一种液晶显示元件，其具备：
构成液晶单元的一对基板；
封入所述一对基板间的液晶；以及
配置在所述一对基板间的权利要求1～9中任一项所述的液晶显示元件用间隔物。
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