DE3886335T2

DE3886335T2 - Flüssigkristall-Anzeigetafel und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Info

Publication number: DE3886335T2
Application number: DE3886335T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kitamura; Takeshi Kitazawa; Kenichi Nakagawa
Original assignee: KITAZAWA YAKUHIN KK; Sharp Corp; Tosoh Corp
Current assignee: KITAZAWA YAKUHIN KK; Sharp Corp; Tosoh Corp
Priority date: 1987-10-07
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2008-10-08
Also published as: EP0311441A3; EP0311441A2; JPH0196626A; DE3886335D1; EP0311441B1; US4983023A

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigetafel.

Hintergrund der Erfindung

Eine Flüssigkristall-Anzeigetafel ist im allgemeinen aus zwei Grundplatten, welche in einem konstanten Abstand voneinander entfernt sind, und einem in dem Raum der Grundplatten eingeschlossenen Flüssigkristall aufgebaut. Der Abstand des Raums wird allgemein als "Zelldicke" bezeichnet.
Um eine Flüssigkristall-Anzeigetafel hoher Qualität zu erhalten, ist primär eine gleichmäßige Zelldicke erforderlich. Die gleichmäßige Zelldicke wird üblicherweise durch die folgenden Verfahren realisiert:
(1) Die Grundplatte wird geändert in eine harte und dicke mit einer Dicke von 3 bis 5 mm.
(2) Der Innendruck der Flüssigkristall-Anzeigetafel ist geringer als der Außendruck, d. h. der atmosphärische Druck.
Bei dem Verfahren (1) ist die Anzeigetafel schwer, und ein angezeigtes Bild und dessen Schatten ergeben ein Doppelbild. Bei dem Verfahren (2) wird, wenn das Volumen des Flüssigkristalls bei niedriger Temperatur verringert wird, der Innendruck zusätzlich niedriger, wobei sich schließlich Blasen entwickeln bei nahezu Vakuumdruck, d. h. es tritt das "Niedertemperatur-Blasen"-Phänomen auf.
Ebenso wurde vorgeschlagen, einen Abstandshalter, wie etwa einen Film, Teilchen, Glasfasern und dergleichen, zwischen den Grundplatten zu halten, siehe beispielsweise EP-A-0 216632 und EP-A-0 050357. Wenn eine äußerst gleichmäßige Zelldicke erwünscht ist, wird der Abstandshalter in einer ziemlich großen Menge verwendet.
Wenn jedoch der Abstandshalter in einer solch großen Menge verwendet wird, wird die Zelldicke zu stark gehalten, um die Grundplatten zu biegen. Die Biegung absorbiert im allgemeinen die Volumenverringerung des Flüssigkristalls bei niedrigen Temperaturen. Die Biegung wird zu gering, um absorbieren zu können, wenn die Platten stark gehalten werden.
Es ist daher erwünscht, daß die Flüssigkristall-Anzeigetafel eine gleichmäßige Zelldicke besitzt und nicht das Niedertemperatur-Blasen-Phänomen entwickelt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es wurde gefunden, daß die obigen Probleme überwunden werden durch eine Kombination des herkömmlichen Abstandshalters mit bestimmten Polymerteilchen. Die vorliegende Erfindung sieht eine Flüssigkristall-Anzeigetafel vor, umfassend mindestens zwei Grundplatten, welche durch ein Dichtungsmaterial auf dem Randbereich der Platten und dem Flüssigkristall in dem Raum zwischen den Grundplatten im Abstand gehalten werden, wobei der Flüssigkristall als Abstandshalter steife bzw. starre Teilchen und Polymerteilchen enthält, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Polymerteilchen 10 bis 30 Gew.-% unreagierter Epoxygruppen aufweisen.

Kurze Erläuterung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt schematisch eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigetafel.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Zwei Grundplatten 1 sind in einem Abstand d voneinander getrennt, in welchem ein Flüssigkristall 2 gehalten und eingeschlossen wird. Die Platten 1 sind mit einem Klebemittel 3 verklebt. Obwohl in Fig. 1 nicht gezeigt, werden auf den Grundplatten 1, falls erforderlich, ein transparenter leitfähiger Film, Farbfilter, Dünnfilmtransistoren und/oder nichtlineare Elemente ausgebildet. Die Grundplatte kann aus Glas, Kunststoff und dergleichen hergestellt sein. Die Grundplatte 1 wird einer Orientierungsbehandlung unterzogen. Die Zelldicke d beträgt im allgemeinen 1 bis 20 um. Der Flüssigkristall kann ein nematischer Flüssigkristall, ein smektischer A-Flüssigkristall oder ein ferroelektrischer smektischer Flüssigkristall sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die steifen Teilchen 4 und die Polymerteilchen 5 als Abstandshalter verwendet. Die steifen Teilchen 4 sind die als Abstandshalter bekannten, wie etwa Glasfasern, Kunststoffteilchen, anorganische Teilchen und dergleichen. Die Polymerteilchen 5 umfassen vernetzte Acrylteilchen, vernetzte Styrolteilchen, vernetzte Esterteilchen, vernetzte Urethanteilchen und dergleichen. Gemäß der Erfindung sind die Polymerteilchen 5 dadurch charakterisiert, daß sie 10 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 30 Gew.-%, weiter vorzugsweise 28 bis 29 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtharzmenge, unreagierter Epoxygruppen enthalten. Die Epoxygruppe kann eingeführt werden durch Behandeln der Polymerteilchen mit einem Epihalogenhydrin oder Polyglycidylether, wie etwa Triglycidylether und dergleichen. Ein Epoxygruppen enthaltendes Vinylmonomer, wie etwa Glycidyl(meth)acrylat, kann polymerisiert werden, um die Polymerteilchen 5 mit einer Epoxygruppe zu bilden. Es wird angenommen, daß die Epoxygruppen der Polymerteilchen 5 mit einer OH-Gruppe, NH-Gruppe oder SH-Gruppe des Orientierungsfilms oder der Grundplatte reagieren.
Um die erfindungsgemäße Anzeigetafel zu erhalten, werden die steifen Teilchen und die Polymerteilchen auf einer der Grundplatten befestigt bzw. angeklebt. Dies kann bewerkstelligt werden, indem die Grundplatte in eine Kammer, welche beide Teilchen enthält, eingebracht wird. Die Grundplatte 1 kann mit einer die Teilchen enthaltenden Flüssigkeit behandelt und dann getrocknet werden. Das Klebemittel 3 wird dann auf den Randbereich der Grundplatte, auf welche die andere Grundplatte bei erhöhter Temperatur gepreßt wird, aufgetragen. Die steifen Teilchen 4 sichern den Mindestwert der Zelldicke. Die Polymerteilchen 5 werden mittels Wärme und Druck auf den Grundplatten 1 zur Haftung gebracht. Die resultierende, leere Tafel wird dann auf Raumtemperatur gekühlt, bei welcher selbst die übertragenen Polymerteilchen 5 ihre Form behalten. In den zwischen den Platten gebildeten Raum wird ein Flüssigkristall 2 eingebracht und dann die Einlaßöffnung verschlossen bzw. versiegelt, um eine erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigetafel zu erhalten.
Es ist bevorzugt, daß die Polymerteilchen 5 gemäß der Erfindung einen niedrigen Elastizitätsmodul besitzen.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert, welche jedoch in keiner Weise den Umfang der Erfindung auf deren Details beschränken

Beispiel 1

Glasfasern mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 7,5 um und einer Durchmesser-Standardabweichung von 0,15 um wurden auf eine Länge von 10 bis 20 um geschnitten. Ein Gewichtsteil der Glasfasern und 5 Gew. -Teile von der Tosoh Corporation als Toyo Spacer (Durchschnittsdurchmesser = 9,0 um, Durchmesser-Standardabweichung = 1 um, Epoxygehalt = 29%) erhältliche Polymerteilchen wurden vermischt und 20 mg der Mischung wurden in eine saubere Kammer mit 100 Liter gegeben, um ein Aerosol zu bilden. Eine Glasplatte mit einer Dicke von 1 mm wurde 5 Sekunden in das Aerosol eingebracht, um die Abstandshaltermischung auf der Platte zur Haftung zu bringen. Auf eine andere Glasplatte wurde durch Siebdruck ein Epoxy-Klebemittel aufgebracht, um ein Abdichtungsmuster zu bilden, diese wurde dann mit der mit Abstandshalter versehenen Glasplatte in Berührung gebracht. Es folgte eine Erwärmung auf 120ºC während 2 Stunden unter Zusammendrücken mit 1 kg/cm², um das Klebemittel zu härten und gleichzeitig die Polymerteilchen mit der Glasplatte zu kontaktieren. Die keinen Flüssigkristall enthaltende Tafel besaß eine Dicke von 7,58 ± 0,06 um. Ein nematischer Flüssigkristall wurde mittels eines Vakuumverfahrens in die Zelle eingebracht und mit einem ultraviolett-härtenden Klebemittel verschlossen, um eine Flüssigkristall-Tafel zu erhalten. Die Tafel wurde 1 Stunde bei -30ºC stehengelassen, jedoch zeigten sich keine Niedertemperatur-Bläschen.

Beispiel 2

1 Gew. -Teil eines Kunststoffpulvers mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 7 um und einer Durchmesser-Standardabweichung von 0,3 um und 5 Gew.- Teile als Toyo Spacer erhältliche Polymerteilchen (Durchschnittsdurchmesser = 9 um, Durchmesser-Standardabweichung = 1 um, Epoxygehalt = 29%) wurden vermischt und 20 mg der Mischung wurden in eine saubere Kammer von 100 Liter gegeben, um ein Aerosol zu bilden. Eine Glasplatte mit einer Dicke von 1 mm wurde 5 Sekunden in das Aerosol eingebracht, um die Abstandshaltermischung auf der Platte zu plazieren. Auf eine andere Glasplatte wurde mittels Siebdruck ein Epoxy-Klebemittel aufgebracht, um ein Abdichtungsmuster zu bilden, und sie wurde mit der mit Abstandshalter versehenen Glasplatte in Berührung gebracht. Es erfolgte Erwärmung auf 120ºC während 2 Stunden unter Zusammendrücken bei 1 kg/cm², um das Klebemittel zu härten und gleichzeitig die Polymerteilchen mit der Glasplatte zu kontaktieren. Die keinen Flüssigkristall enthaltende Tafel besaß eine Dicke von 7,32 ± 0,08 um. Ein nematischer Flüssigkristall wurde mittels eines Vakuumverfahrens in die Zelle eingebracht und mit einem ultravioletthärtenden Klebemittel verschlossen, um eine Flüssigkristall-Tafel zu erhalten. Die Platte wurde 1 Stunde bei -30ºC stehengelassen, jedoch zeigten sich keine Niedertemperatur-Bläschen.

Beispiel 3

1 Gew. -Teil Siliciumdioxid-Teilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 2,2 um und einer Durchmesser-Standardabweichung von 0,15 um und 5 Gew.-Teile von der Tosoh Corporation als Toyo-Spacer erhältliche Polymerteilchen (Durchschnittsdurchmesser = 3,5 um, Durchmesser-Standardabweichung = 0,2 um, Epoxygehalt = 29%) wurden vermischt und 20 mg der Mischung wurden in eine saubere Kammer von 100 Liter gegeben, um ein Aerosol zu bilden. Eine Glasplatte mit einer Dicke von 1 mm wurde 5 Sekunden in das Aerosol eingetaucht, um die Abstandshaltermischung auf der Platte zu plazieren. Eine andere Glasplatte wurde mittels Siebdruck mit einem Epoxy-Klebemittel versehen, um ein Abdichtungsmuster zu bilden, und mit der mit Abstandshalter versehenen Glasplatte in Berührung gebracht. Es erfolgte Erwärmung auf 120ºC während 2 Stunden unter Zusammendrücken bei 1 kg/cm², um das Klebemittel zu härten und gleichzeitig die Polymerteilchen mit der Glasplatte zu kontaktieren. Die keinen Flüssigkristall enthaltende Tafel besaß eine Dicke von 2,28 ± 0,02 um. Ein ferroelektrischer smektischer Flüssigkristall wurde mittels eines Vakuumverfahrens in die Tafel eingegossen und mit einem ultraviolett-härtenden Klebemittel verschlossen, um eine Flüssigkristall-Tafel zu erhalten. Die Tafel wurde 1 Stunde bei -30ºC stehengelassen, jedoch zeigten sich keine Niedertemperatur- Bläschen.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigetafel, umfassend mindestens zwei Grundplatten (1), welche durch ein Dichtungsmaterial (3) auf dem Randbereich der Platten und den Flüssigkristall (2) in dem Raum zwischen den Grundplatten im Abstand gehalten werden, wobei der Flüssigkristall als Abstandshalter steife Teilchen (4) und Polymerteilchen (5) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerteilchen (5) 10 bis 30 Gew.-% unreagierte Epoxygruppen aufweisen.

2. Flüssigkristall-Anzeigetafel nach Anspruch 1, wobei die steifen Teilchen (4) Glasfasern, Kunststoffteilchen oder anorganische Teilchen sind.

3. Flüssigkristall-Anzeigetafel nach Anspruch 1, wobei die Polymerteilchen (5) Acrylpolymerteilchen sind, welche mit Polyglycidylether behandelt sind, um die Epoxygruppen einzuführen.

4. Flüssigkristall-Anzeigetafel nach Anspruch 1, wobei die Polymerteilchen (5) durch Polymerisieren eines Epoxygruppen enthaltenden Vinylmonomeren hergestellt werden.