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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle
mit einem verbesserten Einfärbeffekt
und Lichtabschirmeffekt und eine Flüssigkristallanzeigezelle sowie
deren Verwendung.
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STAND DER
TECHNIK
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Während die
Flüssigkristallanzeigezelle
für eine
Vielzahl von elektronischen Anlagen, wie beispielsweise Personalcomputern
und tragbaren elektronischen Geräten,
eine breite Anwendung findet, gibt es einen großen Bedarf, ihre Leistung durch
Erhöhen
des Anzeigekontrasts der Bilder zu verbessern. Die japanische Kokai
Veröffentlichung
Sho-57-189117 offenbart eine solche Technologie, die das Anordnen
von zwei transparente Elektroden tragenden Substraten umfasst, wobei
die jeweiligen Elektroden einander gegenüberliegen und ein Flüssigkristall
hermetisch zwischen den Substraten angeordnet ist, wobei Partikel
eines farbigen Abstandshalters über
die gesamten Oberflächen
der Substrate hinweg dispergiert sind, die an den Flüssigkristall angrenzen,
um so eine Verschlechterung des Anzeigekontrasts der Bilder zu verhindern.
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Der
Abstandshalter für
die Flüssigkristallanzeigezelle
für eine
solche kontrastreiche Flüssigkristallanzeigezelle
muss zu einem tiefen Farbton eingefärbt sein. Obwohl bisher viele
Herstellungsverfahren für
die Fabrikation eines solchen Abstandshalters für eine Flüssigkristallanzeigezelle vorgeschlagen
wurden, können
sie grob in die Methode, die das Färben von zuvor hergestellten
Polymerpartikeln beinhaltet, und die Methode, die das Färben von
Polymerpartikeln im Verlauf ihrer Herstellung umfasst, eingeteilt
werden.
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Die
Methode, die das Färben
von zuvor hergestellten Polymerpartikeln umfasst, beinhaltet die
folgenden Verfahren. Die japanische Kokai Veröffentlichung Hei-1-144429 beschreibt
ein Verfahren, das das Behandeln von Polymerpartikeln mit einer
Säure und
deren anschließendes
Färben
umfasst. Die japanische Kokai-Veröffentlichung
Hei-1-207719 offenbart ein Verfahren, das das Unterwerfen von Polymerpartikeln
einer Wärmebehandlung
bei 200 bis 700°C
umfasst, um flammbeständige
gesinterte Partikel zur Verfügung
zu stellen. Die japanische Kokai-Veröffentlichung
Hei-5-165033 offenbart ein Verfahren, das das Beschichten von Polymerpartikeln
mit einem konjugierten Polymer, wie beispielsweise Polyacetylen,
umfasst. Die japanische Kokai-Veröffentlichung Hei-1-200227 beschreibt
ein Verfahren, dass das Anordnen einer metallischen Schicht auf der
Oberfläche
von vernetzten Polymerpartikeln und das Oxidieren des Metalls zu
Metalloxid umfasst.
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Die
japanische Kokai-Veröffentlichung
Hei-4-15623 offenbart ein Verfahren, das das Drücken von ultrafeinen schwarzen
Metalloxidpartikeln in die Oberflächenschichten von organischen
Polymerpartikeln umfasst, während
die japanische Kokai-Veröffentlichung
Hei-3-101713 ein Verfahren offenbart, umfassend das Dispergieren
von Partikeln eines Polymers, das anionische funktionelle Gruppen
enthält,
in einer Lösung
mit einem Oxidationsmittel, um das Oxidationsmittel adsorbieren
oder imprägnieren
zu lassen, die Zugabe von mindestens einem Element, das aus der
Gruppe bestehend aus 5-gliedrigen heterozyklischen Verbindungen und
aromatischen Kohlenwasserstoffen ausgewählt ist, und das Unterwerfen
des Gemischs einer chemischen oxidativen Polymerisation. In der
japanischen Kokoku-Veröffentlichung
Hei-4-27242 wird ein Verfahren offenbart, bei dem Partikel eines
wasserlöslichen
Polymers, das nach Polymerisation einer ethylenisch ungesättigten
Sulfonsäureverbindung
oder eines Salzes davon verfügbar
ist, mit einem basischen Farbstoff gefärbt werden.
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Weiter
offenbart die japanische Kokai-Veröffentlichung Hei-3-351639 ein
Verfahren, das das Färben von
Polymerpartikeln, die ein Aminoharz beinhalten, mit einem sauren
Farbstoff in Gegenwart eines Lösungsmittels
bei hoher Temperatur umfasst, während
die japanische Kokai-Veröffentlichung
Hei-4-363331 ein Verfahren offenbart, das das Dispergieren einer öligen Lösung eines öligen Farbstoffs
gleichförmig
in einem wässrigen
Medium, das Mischen der sich ergebenden Farbstoffemulsion mit einer
Emulsion von Polymerpartikeln zum Färben der Partikel umfasst.
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Allerdings
unterliegt diese Methode des Färbens
von zuvor hergestellten Polymerpartikeln nicht nur hohen Produktionskosten,
sondern hat auch den Nachteil, dass die Leistungs- und Qualitätscharakteristika des
Endprodukts nicht leicht gesteuert werden können.
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Die
Methode, die das Färben
von Polymerpartikeln im Verlauf ihrer Herstellung umfasst, beinhaltet
die folgenden und andere Verfahren. Die japanische Kokoku-Veröffentlichung
Sho-50-33821, die japanische Kokoku-Veröffentlichung Sho-56-50883 und die japanische
Kokoku-Veröffentlichung
Hei-4-89805 offenbaren Methoden zur Herstellung von Abstandshaltern
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle,
bei denen ein polymerisierbares Monomer in Gegenwart eines Pigments
suspensionspolymerisiert wird. Allerdings sind diese Verfahren bezüglich der
Art des polymerisierbaren, verwendbaren Monomers und bezüglich des
Herstellungsumfangs eingeschränkt
und darüber
hinaus tendiert das eingearbeitete Pigment dazu, an der Abstandshalteroberfläche freigelegt
zu werden, was dazu führt,
dass das Pigment selbst sich bei Einwirkung eines organischen Lösungsmittels
oder dergleichen herausgelöst
wird oder dass Verunreinigungen im Pigment für ein Herauslösen verantwortlich
sind.
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Die
japanische Kokoku-Veröffentlichung
Hei-4-59321 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Abstandshalters
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle,
das das Mischen eines Pigments, dem Lipophilie verliehen wurde,
mit einer monomeren Komponente, die eine polyfunktionelle Vinylverbindung
und eine lipophile Vinylverbindung beinhaltet, und das Unterwerfen
des Gemischs einer Suspensionpolymerisation in einem wässrigen
Medium umfasst. Dieses Verfahren fördert eine verbesserte Dispergierbarkeit
des Pigments und Lösungsmittelfestigkeit,
aber um das weitgehende Fehlen des Pigments auf der Abstandshalteroberfläche sicherzustellen,
muss die Vinylverbindung einer Suspensionspolymerisation oder Emulsionspolymerisation
als Nachbehandlung unterworfen werden. Da dieses Verfahren zwei
Polymerisationsschritte umfasst, sind die Herstellungskosten notwendigerweise
hoch.
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Die
japanische Kokai-Veröffentlichung
Hei-7-2913 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Abstandshalters
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle,
das das gleichförmige
Mischen eines Pigments mit einer (Meth)acrylnitril enthaltenden,
polyfunktionellen, ethylenisch ungesättigten Komponente und das
Unterwerfen des Gemischs einer Suspensionspolymerisation in einem
wässrigen
Medium umfasst. Allerdings kann diese Methode keinen Abstandshalter
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle,
der in einem tiefen Ton eingefärbt
wurde, zur Verfügung
stellen, denn obwohl sie Verbesserungen bei der Dispergierbarkeit
des Pigments und der mechanischen Festigkeit und Lösungsmittelfestigkeit
des Abstandshalters erbringt, tendieren die Verunreinigungen im
Pigment dazu, sich aufzulösen
und in den Abstandshalter hinein zu diffundieren und so den elektrischen
Widerstand des Abstandshalters zu verringern, so dass der Pigmentanteil,
der zugesetzt werden kann, begrenzt ist.
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So
ist es auch mit der Methode des Färbens von Polymerpartikeln
im Verlauf von deren Herstellung schwierig, einen Abstandshalter
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle
mit einem guten Färbeeffekt
und Lichtabschirmeffekt und physikalischen Eigenschaften, die für einen
Abstandshalter notwendig sind, in einer nützlichen und wirkungsvollen
Weise zu erhalten.
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Die
JP-06-126146 beschreibt gefärbte
Verbundpartikel, die als gefärbte
Abstandspartikel zum Aufrechterhalten der Dicke der Flüssigkristallschicht
in einer Flüssigkristallanzeige
(LCD) geeignet sind. Das Verbundpartikel wird durch Mischen von
drei unterschiedlichen Partikeln hergestellt: (1) Ausgangsmaterialpartikel (mit
einem mittleren Durchmesser R1 von 1 bis 10 μm), (2) Bindemittelpartikel
(mit einem mittleren Durchmesser von 0,01 bis 1 μm) und (3) gefärbte Partikel
(mit einem mittleren Durchmesser R3 von 0,003 bis 1 μm). Es wird
weiter beschrieben, dass das Partikelgrößenverhältnis R2/R1 1/10 oder weniger
betragen soll und dass R3/R1 1/10 oder weniger sein soll. Die Partikel
werden auf eine solche Weise gemischt, dass ein Quetschen und Verschmelzen
nicht auftritt, und die Bindemittelpartikel und gefärbten Partikel
werden so dazu gebracht, zusammen an die Oberfläche der Ausgangsmaterialpartikel
zu binden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, die obigen Probleme zu lösen und
demgemäß einen
Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
mit verbessertem Färbeeffekt
und Lichtabschirmeffekt und zufrieden stellenden elektrischen, physikalischen,
chemischen und optischen Eigenschaften und eine Flüssigkristallanzeigezelle
sowie deren Verwendung zur Verfügung
zu stellen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle,
der oberflächenbeschichtetes
Russschwarz, welches gleichmäßig über den
gesamten Abstandshalter hinweg dispergiert ist, umfasst.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
betrifft die vorliegende Erfindung den oben erwähnten Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle,
der weiter mindestens einen Satz von organischen Verbindungen unterschiedlicher
Farben, die von Russschwarz verschieden sind, umfasst.
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Die
Erfindung betrifft weiter eine Flüssigkristallanzeigezelle, die
einen der zuvor erwähnten
Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
umfasst.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform der Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt; bei der die Bezugszahl 1 ein transparentes
Substrat, 2 eine transparente Elektrode, 3 eine
Anpassungsschicht, 4 ein transparentes Substrat, 5 eine
transparente Elektrode, 6 ein Ausrichtungssteuerfilm, 7 ein
Substrat, 8 ein Abstandshalter, 9 ein Substrat, 10 ein
Dichtelement, 11 nematische Flüssigkristalle, 12 eine
Polarisationsschicht und 13 eine Polarisationsschicht darstellt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle,
der oberflächenbeschichtetes
Russschwarz umfasst, das gleichmäßig über den
gesamten Abstandshalter hinweg dispergiert ist.
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Das
Russschwarz zur Verwendung in der Erfindung weist eine beschichtete
Oberfläche
auf, die ein Auflösen
und eine Diffusion seiner Verunreinigungen ausschließt. Durch
Verwendung dieses oberflächenbeschichteten
Russschwarz kann verhindert werden, dass der elektrische Widerstand
des Abstandshalters für eine
Flüssigkristallanzeigezelle
reduziert wird, selbst wenn sein Anteil erhöht wird, und darüber hinaus
ist die Dispergierbarkeit von Russschwarz derart verbessert, dass
eine ausreichend tiefe Schwarzschattierung des Abstandshalters mit
einer geringeren Menge an Russschwarz erhalten werden kann. Der Überzug kann
zum Beispiel unter Verwendung eines thermoplastischen Harzes aufgebracht
werden.
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Wie
in der ganzen Beschreibung hindurch verwendet, bedeutet der Begriff „Verunreinigungen" die Kontaminanten,
die unvermeidbar in gewöhnlichem
Russschwarz enthalten sind und, wenn sie herausgelöst werden
und in den Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
hinein diffundieren, den elektrischen Widerstand des Abstandshalters,
wie beispielsweise Natriumion, Kaliumion, Chloridion und Sulfation
und andere, reduzieren.
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Das
Russschwarz für
das oberflächenbeschichtete
Russschwarz ist hinsichtlich seiner Art nicht besonders beschränkt und
umfasst daher Kanalruß,
Roll schwarz [roll black], Furnaceruß und Thermalruß, ist aber
nicht darauf beschränkt.
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Das
thermoplastische Harz ist hinsichtlich seiner Art nicht besonders
eingeschränkt,
sondern umfasst Alkydharz, modifiziertes Alkydharz, Phenolharz,
mittels natürlichem
Harz modifiziertes Phenolharz, Maleinsäureharz, mittels natürlichem
Harz modifiziertes Maleinsäureharz,
Fumarsäureharz,
Estergummi, Terpentinharz, Petroleumharz, Cumaronharz, Indenharz,
Polyesterharz, Polyamidharz, Polycarbonatharz, Polyethylenharz,
Epoxyharz, Styrolharz, Vinylharz, Acrylharz, Chlorkautschuk, Bezoguanaminharz,
Harnstoffharz usw. Diese Harze können
getrennt oder in Kombination verwendet werden.
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Das
Verfahren zur Beschichtung der Oberfläche von Russschwarz mit dem
oben erwähnten
thermoplastischen Harz ist nicht beschränkt. Ein typisches Verfahren
umfasst das Pulverisieren von Russschwarz in Gegenwart eines hydrophoben
Mediums, das das thermoplastische Harz enthält, mittels einer Zerreibmaschine,
wie beispielsweise einer Kugelmühle
oder dergleichen. Ein alternatives Verfahren umfasst das Mischen
einer wässrigen
Dispersion von Russschwarz mit einem hydrophoben Medium, das das
thermoplastische Harz enthält,
um eine Emulsion herzustellen, und das Entfernen von Wasser durch
Erwärmen.
Bei einem weiteren alternativen Verfahren wird ein hydrophobes Medium,
das das thermoplastische Harz enthält, zuvor erwärmt, eine
wässrige
Dispersion von Russschwarz unter Rühren zugesetzt und das Wasser
gleichzeitig abdestilliert. Das so erhaltene oberflächenbeschichtete
Russschwarz kann durch Mischen des Systems mit einem niederen Alkohol,
z.B. Ethanol oder Isopropylalkohol, der mit dem hydrophoben Medium
mischbar ist, ausgefällt
und durch Filtration oder Dekantieren wiedergewonnen werden.
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Der
Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß der Erfindung
kann durch gleichförmiges
Dispergieren des oberflächenbeschichteten
Russschwarz in einem polymerisierbaren Monomer und durch Unterwerfen
der Dispersion einer Polymerisationsreaktion hergestellt werden.
Das Verfahren für
diese Polymerisation ist nicht besonders beschränkt. So können zum Beispiel die Suspensionspolymerisation
und die Emulsionspolymerisation erwähnt werden. Insbesondere um
einen gleichförmig
gefärbten
Abstandshalter für eine
Flüssigkristallanzeigezelle
zur Verfügung
zu stellen wird ein Suspensionspolymerisationsverfahren bevorzugt.
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Die
Suspensionspolymerisation wird durch gleichförmiges Dispergieren des oberflächenbeschichteten Russschwarz
in dem polymerisierbaren Monomer und durch Unterwerten der Dispersion
einer Polymerisation in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators
in einem wässrigen
Medium durchgeführt.
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Es
gibt eine bestimmte Beschränkung
für das
verwendbare, polymerisierbare Monomer, das daher ungesättigte Carbonsäuren, wie
beispielsweise Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Krotonsäure, Itakonsäure, usw.;
Acrylsäureester,
wie beispielsweise Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat, Isopropylacrylat,
n-Butylacrylat, t-Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, Stearylacrylat
usw.; Methacrylsäureester,
wie beispielsweise Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat,
n-Butylmethacrylat, t-Butylmethacrylat, 2-Ethylhexalmethacrylat, Laurylmethacrylat,
Stearylmethacrylat, Dodecylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, β-Hydroxyethylmethacrylat,
Hydroxymethylmethacrylat usw.; Styrolmonomere, wie beispielsweise
Styrol, Vinyltoluol, α-Methylstyrol,
p-Methoxystyrol,
t-Butylstyrol, Chlorstyrol usw.; Dienmonomere, wie beispielsweise
Butadien, Isopren usw.; Ethylen, Vinylchlorid, Vinylacetat, Vinylpropionat,
Acrylamid, Methacrylamid, Acrylnitril, Methylolacrylamid, Vinylstearat,
Acrylacetat, Diallyladipat, Dimethylitaconat, Diethylmaleat, Allylalkohol,
Vinylidenchlorid, Vinylpyridin, N-Vinylpyrrolidon, N-Hydroxyacrylamid,
2-Vinyl-2-oxazolin, 2-Isopropenyl-2-oxazolin, Dimethylaminoethylacrylat,
Glycidylmethacrylat, Allylglycidylether, Monomethylfumarat usw.
umfassen. Diese Monomere können
getrennt oder in Kombination verwendet werden, und es gibt keine
bestimmte Beschränkung
hinsichtlich der Arten der in Kombination verwendbaren Monomere.
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Zusätzlich zu
dem oben erwähnten
polymerisierbaren Monomer können
ein oder mehr weitere Vernetzungsverbindungen wahlweise verwendet
werden. Als solche wahlweisen Monomere können aromatische Divinylverbindungen,
wie beispielsweise Divinylbenzol, Divinylnaphthalen und deren Derivate;
diethylenisch oder triethylenisch ungesättigte Carbonsäureester,
wie beispielsweise Ethylenglycoldi(meth)acrylat, Diethylenglycoldi(meth)acrylat,
Triethylenglycoldi(meth)acrylat, Trimethylolpropantri(meth)acrylat,
1,3-Butandioldi(meth)acrylat usw.; Divinylverbindungen, wie beispielsweise
N,N-Divinylanilin, Divinylether, Divinylsulfid, Divinylsulfon usw.;
und Verbindungen die jeweils 3 oder mehr Vinylgruppen enthalten,
erwähnt
werden. Der bevorzugte Anteil an solchen Vernetzungsverbindungen
ist 0,005 bis 100 Gew.-%, basierend auf der kombinierten Menge an
Vernetzungsverbindung und polymerisierbarem Monomer.
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Der
Anteil an polymerisierbarem Monomer pro 100 Gewichtsteile wässrigem
Medium ist vorzugsweise 1 bis 200 Gewichtsteile. Wenn der Anteil
unter 1 Gewichtsteil liegt, kann die Produktion nicht profitabel
durchgeführt
werden. Andererseits wird es, wenn die obere Grenze von 200 Gewichtsteilen überschritten
wird, schwierig, die Polymerisationswärme abzuleiten.
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Der
Anteil an oberflächenbeschichtetem
Russschwarz ist vorzugsweise 0,1 bis 200 Gewichtsteile in Bezug
auf 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Monomers. Wenn der Anteil
unter 0,1 Gewichtsteil liegt, kann der Abstandshalter kaum zu einem
tiefen Farbton gefärbt
werden. Andererseits hat, wenn die obere Grenze von 200 Gewichtsteilen überschritten
wird, die mechanische Festigkeit des Abstandshalterprodukts für eine Flüssigkristallanzeigezelle
die Tendenz, geopfert zu werden.
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Damit
das oberflächenbeschichtete
Russschwarz in dem polymerisierbaren Monomer gleichförmig dispergiert
werden kann, kann eine mechanische Vorrichtung, wie beispielsweise
eine Kugelmühle,
eine Perlmühle,
eine Sandmühle,
ein Attritor, ein Sandmahlwerk, ein Nanomisierer oder dergleichen,
vorteilhaft verwendet werden. Bei diesem Betrieb kann ein Dispergiermittel
zur Verbesserung der Dispergierbarkeit von oberflächenbeschichtetem
Russschwarz verwendet werden.
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Das
verwendbare Dispergiermittel ist hinsichtlich seiner Art nicht besonders
beschränkt.
Daher kann es ein jedes aus wasserlöslichen Polymeren, wie beispielsweise
Polyvinylalkohol, Stärke,
Methylcellulose, Carobxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose,
Poly(natriummethacrylat) usw.; Bariumsulfat, Calciumsulfat, Aluminiumsulfat,
Calciumcarbonat, Calciumphosphat, Talk, Ton, Kieselgur, Metalloxidpulver
usw., sein.
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Der
Anteil an Dispergiermittel beträgt
0,01 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierbare Monomerkomponente.
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Das
verwendbare wässrige
Medium ist hinsichtlich seiner Art nicht besonders beschränkt und
kann zum Beispiel eine wässrige
Lösung
einer wasserlöslichen
organischen Verbindung, wie beispielsweise Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure, Gelatine,
Methylcellulose, Polymethacrylamid, Polyethylenglycol, Polyethylenoxidmonostearat,
Sorbittetraoleat, Glycerinmonooleat, Dodecylbenzolsulfonsäure usw.,
sowie Wasser, sein.
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In
dem obigen wässrigen
Medium ist eine gleichförmige
Dispersion von oberflächenbeschichtetem Russschwarz
in dem polymerisierbaren Monomer mikrofein suspendiert. Dieser Suspendiervorgang
kann mittels eines Homogenisiators oder dergleichen durchgeführt werden.
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Die
Reaktionstemperatur, die für
die Supsensionspolymerisation bevorzugt ist, beträgt 20 bis
100°C. Wenn
die Temperatur unter 20°C
liegt, ist die Polymerisierungsreaktionsrate nicht hoch genug. Andererseits kann,
wenn die Reaktionstemperatur 100°C überschreitet,
die Polymerisationsreaktion kaum kontrolliert werden.
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Die
Suspensionspolymerisationszeit beträgt vorzugsweise 1 bis 50 Stunden.
Wenn die Reaktionszeit unter 1 Stunde liegt, ist die Polymerisationsrate
zu gering. Andererseits ist eine verlängerte Reaktion über 50 Stunden
hinaus nicht notwendig.
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Der
Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle,
der durch die obige Suspensionspolymerisationsreaktion erhalten
wird, kann durch Filtration, Zentrifugation oder ein anderes bekanntes
Verfahren getrennt werden. Der abgetrennte Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle
wird mit Wasser oder dergleichen gespült und durch Erwärmen oder
im Vakuum getrocknet.
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Der
in der Suspensionspolymerisation verwendbare Polymerisationsinitiator
ist nicht besonders beschränkt
und umfasst Azoverbindungen, wie beispielsweise 2,2'-Azobisisobutyronitril, 2,2'-Azobis-2,4'-dimethylvaleronitril,
2,2'-Azobismethylbutyronitril,
2,2'-Azobismethylheptonitril,
2,2'-Azobis-2,3-dimethylbutyronitril, 2,2'-Azobis-2,3,3-trimethylbutyronitril,
2,2'-Azobis-2-isopropylbutyronitril,
4,4-Azobis-4-cyanovaleriansäure, Dimethyl-2,2'-azobisisobutyrat
usw., und organische Peroxide, wie beispielsweise Acetylperoxid,
Decanoylperoxid, Lauroylperoxid, Benzoylperoxid, Octanoylperoxid,
Orthomethoxybenzoylperoxid, p-Chlorbenzoylperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid,
Diisopropylperoxycarbonat, 2-Ethylhexylperoxydicarbonat, Acetylcyclohexansulfonylperoxid,
t-Butylperoxyisobutyrat, t-Butylperoxypivarat, t-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, di-t-Butylperoxid,
t-Butylcumylperoxid, Dicumylperoxid, Methylethylketonperoxid, Cumolhydroperoxid,
t-Butylhydroperoxid usw., ist aber nicht darauf beschränkt.
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Die
Menge an Polymerisationsinitiator beträgt 0,01 bis 30 Gewichtsteile,
bezogen auf 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Monomers. Wenn
der Anteil geringer als 0,01 Gewichtsteile ist, ist die Polymerisationsreaktionsrate
zu gering. Andererseits ist die Zugabe des Initiators über 30 Gewichtsteile
hinaus nicht notwendig. Der bevorzugte Bereich liegt bei 0,1 bis
10 Gewichtsteile.
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Der
bevorzugte Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß der Erfindung
hat einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,5 bis 500 μm. Wenn der
mittlere Teilchendurchmesser unter 0,5 μm liegt, haben die Partikel
die Tendenz zu koagulieren und sind in der Praxis nicht nützlich.
Der Abstandshalter mit einem mittleren Teilchendurchmesser von über 500 μm wird wenig
Anwendung finden. Der bevorzugte Bereich liegt bei 1 bis 300 μm.
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Der
Variationskoeffizient für
die Partikelgröße des Abstandshalters
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle gemäß der vorliegenden
Erfindung liegt vorzugsweise nicht über 20%. Wenn der Variationskoeffizient
20% überschreitet,
ist die Partikelgrößenverteilung
zu ausgedehnt, so dass die Leistung des Abstandshalters die Tendenz
hat, geopfert zu werden. Besonders bevorzugt liegt der Variationskoeffizient
nicht über
10%. Um noch bessere Ergebnisse zu erhalten, liegt der Koeffizient
nicht über
5%.
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Um
eine Auflösung
und Diffusion von Verunreinigungen usw. (einschließlich dem
Pigment selbst) auszuschließen
und der Oberfläche
des Abstandshalters für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
eine grenzflächenchemische
Modifikation zu verleihen, kann die Abstandshalteroberfläche mit
einem Beschichtungsmaterial, wie beispielsweise einem Silan-Haftvermittler
nach Bedarf beschichtet werden. Das Beschichtungsmittel wird vorzugsweise
in einer monomolekularen Schicht oder als dünner Polymerfilm aufgetragen.
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Der
wie oben verwendbare Silan-Haftermittler ist nicht besonders beschränkt und
umfasst daher Aminosilan-Haftvermittler, wie beispielsweise γ-Aminopropyltrimethoxysilan,
N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan,
3-[N-Allyl-N-(2-aminoethyl)]-aminopropyltrimethoxysilan, 3-(N-Allyl-N-glycidyl)-aminopropyltirethoxysilan, 3-(N-Allyl-N-methacryl)-aminiopropyltrimethoxysilan,
3-(N,N-Diglycidyl)-aminopropyltrimethoxysilan usw.; Amidsilan-Haftvermittler,
wie beispielsweise N,N-bis[3-(Methyldimethoxysilyl)propyl]amin, N,N-bis[3-(Trimethoxysilyl)propyl]amin,
NN,-bis[3-(Methyldimethoxysilyl)propyl]ethlyendiamin,
N,N-bis[3-(Trimethoxysilyl)propyl]ethylendiamin, N-Glycidyl-N,N-bis[3-(methyldimethoxysilyl)propyl]amin,
N-Glycidyl-N,N-bis[3-(trimethoxysilyl)propyl]amin
usw.; Vinylsilan-Haftvermittler, wie beispielsweise Vinyltriethoxysilan,
Vinyl-tris(2-methoxyethoxy)silan usw.; Methacrylsäuresilan-Haftvermittler, wie
beispielsweise γ-Methacryloxypropyltrimethxoysilan
usw.; Glycidylsilan-Haftvermittler, wie beispielsweise γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan
usw.; und Mercaptosilan-Haftvermittler, wie beispielsweise γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan
usw., ist aber nicht darauf beschränkt.
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Es
gibt keine bestimmte Beschränkung
bezüglich
des Verfahrens zum Bedecken der Oberfläche des Abstandshalters für eine Flüssigkristallanzeigezelle
mit dem Beschichtungsmittel. Ein typisches Verfahren umfasst das
Mischen des Beschichtungsmittels mit dem Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle
in einem anorganischen Lösungsmittel,
wie beispielsweise Wasser, oder einem organischen Lösungsmittel,
wie beispielsweise Alkohol, das Erwärmen des Gemischs unter Rühren, danach
das Abtrennen des Abstandshalters für eine Flüssigkristallanzeigezelle zum
Beispiel durch Dekantieren und schließlich das Entfernen des Lösungsmittels
durch Trocknen im Vakuum. Ein alternatives Verfahren umfasst das
direkte Mischen des Beschichtungsmittels mit dem Abstandshalter
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle
und das Erwärmen
des Gemischs.
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Der
Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst ein oberflächenbeschichtetes
Russschwarz und ist daher frei von dem Lösen und der Diffusion jeglicher
Verunreinigungen in dem Russschwarz, was dazu führt, dass nicht nur ein gleichförmiger tiefer
schwarzer Ton sondern auch eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit
erhalten werden kann. Weiterhin wird das oberflächenbeschichtete Russschwarz
hinsichtlich des Verlusts des elektrischen Widerstands unterdrückt und
hinsichtlich der Dispergierbarkeit im Vergleich zu dem nicht beschichteten
Russschwarz verbessert, was dazu führt, dass es gleichförmig dispergiert
wird und dem Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
einen höheren
Dunkelheitsgrad verleiht.
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Der
zweite Aspekt der vorliegenden Anmeldung, dessen Merkmale nicht
zum Umfang der vorliegenden europäischen Anmeldung gehören, es
sei denn, sie sind mit den Merkmalen der beigefügten Ansprüche der vorliegenden europäischen Anmeldung
kombiniert, betrifft einen Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle, die
eine Pigmentkomponente mit Russschwarz umfasst, und mindestens einen
Satz von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher Farben, die
von Russschwarz verschieden sind.
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Es
gibt keine bestimmte Beschränkung
hinsichtlich der verwendbaren Art von Russschwarz, das daher Acetylenschwarz,
Kanalruß und
Furnaceruß umfasst,
aber nicht darauf beschränkt
ist. Gemäß diesem zweiten
Aspekt der Erfindung kann ein oberflächenbehandeltes Russschwarz,
wie beispielsweise Microlith (Ciba-Geigy) für eine verbesserte Dispergierbarkeit
von Russschwarz verwendet werden.
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Mit
Bezug auf den einen Satz von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher
Farben, die von Russschwarz verschieden sind, werden die organischen
Farbpigmente, die eine vergleichsweise hohe Transparenz und große Wärmebeständigkeit,
Wetterbeständigkeit
und Lösungsmittelbeständigkeit
haben, bevorzugt verwendet. Ein Satz von organischen Farbpigmenten,
die beim Mischen einen im Wesentlichen schwarzen Ton verleihen,
ist besonders bevorzugt. Bei diesem zweiten Aspekt der Erfindung
wird mindestens ein solcher Satz von organischen Farbpigmenten verwendet.
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Die
Farbpigmente, die den Satz von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher
Farben, die von Russschwarz verschieden sind, bilden, sind bezüglich ihrer
Art nicht beschränkt,
sondern können
zum Beispiel aus Azo- und kondensierten organischen Azo-Farbpigmenten,
wie beispielsweise Brilliant Carmine BS, Lake Carmine FB, Brilliant
Fast Scarlet, Lake Red 4R, Permanent Red R, Fast Red FGR, Toluidin
Maroon, Bisazo Yellow, Fast Yellow G, Bisazo Orange, Vulcan Orange,
Pyrazolon Red usw.; organischen Farbpigmenten aus der Phthalocyaninreihe,
wie beispielsweise Phthalocyanin Blue, Fast Sky Blue, Phthalocyanin
Green usw.; organischen Farbpigmenten aus der Lake-Reihe, wie beispielsweise
Lake Yellow, Rose Lake, Violet Lake, Blue Lake, Green Lake usw.;
organischen Farbpigmenten aus der Oxazinreihe; und organischen Farbpigmenten aus
der Chinophthalonreihe und weitere, ausgewählt werden.
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Mit
Bezug auf den einen Satz von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher
Farben, die von Russschwarz verschieden sind, können zwei oder mehr der oben
erwähnten
Farbpigmente selektiv verwendet werden.
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Die
Kombination der organischen Farbpigmente, die den Satz von organischen
Farbpigmente unterschiedlicher Farben, die von Russschwarz verschieden
sind, bilden, ist vorzugsweise so, dass, wenn mindestens ein Satz
von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher Farben, die von
Russschwarz verschieden sind, in Verbindung mit dem Russschwarz
verwendet wird, die maximale spektrale Durchlässigkeit des Abstandshalters
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung über den gesamten sichtbaren
Wellenlängenbereich
von etwa 400 bis etwa 700 nm unter 3% ist und die gesamte Lichtdurchlässigkeit über den
ganzen sichtbaren Wellenlängenbereich
0,1 bis 2,5% beträgt.
Die bevorzugtere Kombination ist derart, dass der maximale spektrale
Durchlässigkeitswert
unter 2,7% liegt und der Wert für
die gesamte Lichtdurchlässigkeit
0,2 bis 2,0% beträgt.
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Es
gibt keine bestimmte Einschränkung
hinsichtlich einer solchen Kombination. Zum Beispiel können solche
Kombinationen wie blaue und violette Pigmente, rote und blaue Pigmente,
gelbe, blaue und violette Pigmente, grüne, blaue und violette Pigmente
und rote, blaue und violette Pigmente erwähnt werden.
-
Von
dem Standpunkt der optischen Durchlässigkeit und Gleichförmigkeit
der Filmoberfläche
haben die organischen Pigmente vorzugsweise einen Partikeldurchmesser
von nicht über
1 μm.
-
In
der Pigmentkomponente ist der bevorzugte Anteil von Russschwarz
5 bis 60 Gew.-% und der bevorzugte Anteil des mindestens einen Satzes
von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher Farben, die von
Russschwarz verschieden sind, beträgt 95 bis 40 Gew.-%. Wenn der
Anteil an Russschwarz unter 5 Gew.-% ist und der Anteil des mindestens
einen Satzes von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher Farben,
die von Russschwarz verschieden sind, über 95 Gew.-% liegt, hat die überschüssige Menge
des mindestens einen Satzes von organischen Farbpigmenten, die von
Russschwarz verschieden sind, die Tendenz, die mechanische Festigkeit
des Abstandshalters für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung zu beeinträchtigen.
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Wenn
der Anteil an Russschwarz 60 Gew.-% übersteigt und der des mindestens
einen Satzes von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher Farben,
die von Russschwarz verschieden sind, unter 40 Gew.-% liegt, führt die überschüssige Menge
an Russschwarz zu einem stärkeren
Einfluss der Verunreinigungen, die aus dem Russschwarz herausgelöst und herausdiffundiert
werden, so dass der elektrische Widerstand des Abstandshalters für eine Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem zweiten
Aspekts der Erfindung die Tendenz hat, verringert zu werden. Insbesondere
beträgt
der Anteil an Russschwarz 10 bis 40 Gew.-% und der des mindestens
einen Satzes von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher Farben,
die von Russschwarz verschieden sind, ist 90 bis 60 Gew.-%.
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Wenn
die Pigmentkomponente nur aus dem mindestens einen Satz von organischen
Farbpigmenten unterschiedlicher Farben, die von Russschwarz verschieden
sind, besteht, kann, selbst wenn die Farbpigmente die optimale Kombination
für eine
Wiedergabe ausreichender Dunkelheit bilden, die erhöhte Menge
an dem Satz von organischen Farbpigmenten die mechanische Festigkeit
des Abstandshalters für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
beeinträchtigen.
-
Da
die Farbkomponente des Abstandshalters für eine Flüssigkristallanzeigezelle des
zweiten Aspekts der Erfindung Russschwarz und mindestens einen Satz
von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher Farben, die von
Russschwarz verschieden sind, umfasst, kann die notwendige Menge
an Russschwarz geringer sein, so dass die Auflösung und Diffusion der Verunreinigungen
verringert wird. Darüber
hinaus kann eine Verringerung des elektrischen Widerstands verhindert
werden und zur gleichen Zeit können
eine ausreichende Dunkelheit und zufrieden stellende physikalische
Eigenschaften sichergestellt werden.
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Der
Abstandshalter für
die Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung kann durch gleichförmiges Dispergieren der Pigmentkomponente,
die Russschwarz und den mindestens einen Satz von organischen Farbpigmenten
unterschiedlicher Farben, die von Russschwarz verschieden sind,
in einem polymerisierbaren Monomer und durch Hervorrufen einer Polymerisation
des Gemischs erhalten werden. Es gibt keine bestimmte Beschränkung bezüglich des
Polymerisationsverfahrens. Daher können die Suspensionspolymerisation
und die Emulsionspolymerisation beispielhaft erwähnt werden, aber um einen gleichförmig gefärbten Abstandshalter
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle
zu erhalten, ist ein Suspensionspolymerisationsverfahren bevorzugt.
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Das
Suspensionspolymerisationsverfahren umfasst das gleichförmige Dispergieren
der Pigmentkomponente in dem polymerisierbaren Monomer und das Hervorrufen
einer Polymerisation des Gemischs in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators
in einem wässrigen
Medium.
-
Das
polymerisierbare Monomer, das verwendet werden kann, umfasst dieselben
Monomere, die zuvor erwähnt
wurden.
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Ein
oder mehr geeignete Vernetzungsverbindungen können in Kombination mit dem
polymerisierbaren Monomer verwendet werden. Die Art der Vernetzungsverbindung
und ihr Anteil können ähnlich den
zuvor erwähnten
sein.
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Der
Anteil der Pigmentkomponente ist vorzugsweise 1 bis 180 Gewichtsteile,
bezogen auf 100 Gewichtsteile des polymerisierbaren Monomers. Wenn
der Anteil unter 1 Gewichtsteil liegt, kann der Abstandshalter für die Zelle
kaum zu einem tiefen Ton gefärbt
werden, während
die mechanische Festigkeit des Abstandshalters die Tendenz hat,
geopfert zu werden, wenn die Pigmentkomponente über 180 Gewichtsteile ausmacht.
Der besonders bevorzugte Bereich liegt bei 3 bis 160 Gewichtsteile.
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Zum
gleichförmigen
Dispergieren der Pigmentkomponente in dem polymerisierbaren Monomer
kann zum Beispiel dieselbe Maschine, wie zuvor erwähnt, verwendet
werden.
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Ein
Dispergiermittel kann für
die verbesserte Dispergierbarkeit der Pigmentkomponente zugesetzt werden.
Die Art des Dispergiermittels und seine Menge können ähnlich den zuvor erwähnten sein.
-
Das
wässrige
Medium kann auch dasselbe Medium wie zuvor erwähnt sein.
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Eine
gleichförmige
Dispersion der Pigmentkomponente in dem polymerisierbaren Monomer
wird mikrofein in dem wässrigen
Medium suspendiert. Dieser Suspendiervorgang kann mittels eines
Homogenisators oder dergleichen durchgeführt werden.
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Die
Temperatur der Suspensionspolymerisation kann ähnlich der zuvor erwähnten sein.
-
Die
Polymerisationszeit der Suspensionspolymerisation kann ähnlich der
zuvor erwähnten
sein.
-
Der
Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle,
der durch die obige Suspensionspolymerisation erhalten wird, kann
zum Beispiel durch Filtration oder Zentrifugation isoliert werden.
Der isolierte Abstandshalter wird mit Wasser oder dergleichen gespült und durch
Erwärmen
oder im Vakuum getrocknet.
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Der
Polymerisationsinitiator und seine Menge können zum Beispiel ähnlich den
zuvor erwähnten
sein.
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Der
mittlere Teilchendurchmesser und Variationskoeffizient der Partikelgröße des Abstandshalters
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung kann ähnlich
den zuvor erwähnten sein.
-
Wenn
notwendig kann der Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung mit einem Beschichtungsmaterial,
wie beispielsweise einem Silan-Haftvermittler, oberflächenbeschichtet
sein. Der Silan-Haftvermittler kann aus den zuvor erwähnten Verbindungen
ausgewählt
werden.
-
Da
der Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung eine Pigmentkomponente enthält, die Russschwarz und mindestens
einen Satz von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher Farben,
die von Russschwarz verschieden sind, enthält, nimmt er trotz des geringen
Anteils an der Pigmentkomponente nicht nur eine tiefschwarze Farbe
an, sondern weist auch einen zufrieden stellenden elektrischen Widerstand
auf. Darüber
hinaus wird die Wahrscheinlichkeit für eine Verunreinigung der Flüssigkristalle
aufgrund der Pigmentkomponente minimiert.
-
Beim
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen
Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
mit einer Pigmentkomponente, die ein oberflächenbeschichtetes Russschwarz
und mindestens einen Satz von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher
Farben, die von Russschwarz verschieden sind, umfasst, wobei das
oberflächenbeschichtete
Russschwarz gleichmäßig über den
gesamten Abstandshalter hinweg dispergiert ist.
-
Das
Russschwarz zur Verwendung in diesem dritten Aspekt der Erfindung
ist zum Verhindern der Auflösung
und Diffusion von Verunreinigungen oberflächenbeschichtet worden. Das
oberflächenbeschichtete Russschwarz
kann aus den zuvor erwähnten
Russschwarzarten ausgewählt
werden.
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Der
oben erwähnte
Satz von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher Farben, die
von Russschwarz verschieden sind, und sein Anteil können ähnlich denen
für den
zweiten Aspekt der Erfindung erwähnten
sein.
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Der
Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung kann mittels des oberflächenbeschichteten Russschwarz
in ansonsten gleicher Weise wie für den Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem zweiten
Aspekt der Erfindung beschrieben hergestellt werden.
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Der
mittlere Teilchendurchmesser und Variationskoeffizient für die Partikelgröße des Abstandshalters für eine Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung sind den zuvor erwähnten ähnlich.
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Wenn
notwendig kann der Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung mit einem Beschichtungsmaterial, wie beispielsweise
einem Silan-Haftvermittler, bedeckt werden. Der Silan-Haftvermittler
kann aus den zuvor erwähnten
Verbindungen ausgewählt
werden.
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Da
der Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem dritten
Aspekt der Erfindung ein oberflächenbeschichtetes
Russschwarz enthält,
gibt es eine geringe Auflösung
und Diffusion der Verunreinigungen in den Abstandshalter. Dieser
Effekt, der mit dem Effekt der gleichzeitigen Verwendung von mindestens
einem Satz von organischen Farbpigmenten unterschiedlicher Farben,
die von Russschwarz verschieden sind, verbunden ist, führt zu einem
Schwarzton, selbst wenn eine geringe Menge an Russschwarz verwendet wird,
und stellt eine hohe Lösungsmittelbeständigkeit,
elektrische Beständigkeit
und mechanische Festigkeit sicher.
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Beim
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine
Flüssigkristallanzeigezelle, die
einen Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle,
wie zuvor beschrieben, umfasst.
-
Die
Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem vierten
Aspekt der Erfindung verleiht einen ausgezeichneten Anzeigebildkontrast,
ohne dass der Abstandshalter im dunklen oder schwarzen Bereich des
Bilds optisch als lumineszierende Punkte erkannt wird.
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Eine
Ausführungsform
der Flüssigkristallanzeigezelle
gemäß dem vierten
Aspekt der Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
-
Wie
in der 1 gezeigt ist, umfasst eine Flüssigkristallanzeigezelle A
ein Paar Substrate 7, 9, einen Abstandshalter 8,
ein Dichtelement 10, eine nematische Flüssigkristallkomponente 11 und
Polarisationsschichten 12, 13.
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Der
Abstandshalter 8 ist zwischen den Substraten 7 und 9 angeordnet,
die ein Paar bilden, um einen vorbestimmten Abstand zwischen den
Substraten 7 und 9 aufrechtzuerhalten. Das Dichtelement 10 ist
um dieses Paar von Substraten 7, 9 herum angeordnet.
Die nematische Flüssigkristalllinienkomponente 11 ist
in dem Raum zwischen den Substraten 7 und 9 abgedichtet.
Die Polarisationsschichten 12 und 13 sind mit
den Oberflächen
der Substrate 7 bzw. 9 verbunden.
-
Jedes
der Substrate 7 und 9 umfasst ein transparentes
Glassubstrat 1 oder 4 mit einer transparenten Elektrode 2 oder 5,
die auf einem Muster an der einen Seite ausgebildet ist, und eine
Anpassungsschicht 3 oder 6 (z.B. ein Polyimidfilm),
der auf die Oberfläche
des transparente Elektrode (2 oder 5)-transparentes
Substrat (1 oder 4)-Aufbaus aufgebracht ist. Die
Anpassungsschicht 3 oder 6 ist durch Reiben behandelt
worden, um die Anpassung zu steuern.
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Der
Abstandshalter 8 ist ein Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle,
wie zuvor beschrieben.
-
BESTES VERFAHREN
ZUR DURCHFÜHRUNG
DER ERFINDUNG
-
Die
folgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung in näheren Einzelheiten
veranschaulichen und sind auf keinen Fall so auszulegen, dass sie
den Umfang der Erfindung einschränken.
-
Beispiel 1
-
Herstellung
eines Abstandshalters für
eine Flüssigkristallzelle
-
Einem
gleichförmigen
Gemisch von 60 Gewichtsteilen Tetramethylolmethantriacrylat, 20
Gewichtsteilen Divinylbenzol und 20 Gewichtsteilen Acrylnitril wurden
12 Gewichtsteile von mit Polyethylen beschichtetem Russschwarz zugesetzt
und das Russschwarz wurde gleichförmig mittels einer Perlmühle 48 Stunden
lang dispergiert.
-
Dieses
farbige polymerisierbare Monomergemisch, bei dem das oberflächenbeschichtete
Russschwarz dispergiert worden war, wurde gleichmäßig mit
2 Gewichtsteilen Benzoylperoxid gemischt und das Gemisch wurde in
850 Gewichtsteile einer 3 gewichtsprozentigen wässrigen Polyvinylalkohollösung überführt. Nach
sorgfältigem
Rühren
wurde das Gemisch mit einem Homogenisator derart suspendiert, dass
der Tröpfchendurchmesser
des farbigen polymerisierbaren Monomers etwa 3 bis 10 μm betrug,
um eine Suspension vorzusehen.
-
Diese
Suspension wurde auf einen 2 Liter trennbaren Kolben, der mit einem
Thermometer, einem Rührer
und eine Rückflusskondensator
ausgestattet war, übertragen
und in einer Stickstoffgasatmosphäre auf 85°C unter konstantem Rühren erwärmt. Diese
Polymerisationsreaktion wurde 7 Stunden lang durchgeführt und
am Ende dieser Zeit wurde die Temperatur auf 90°C erhöht und das Reaktionsgemisch
wurde 3 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten, um die Polymerisationsreaktion
abzuschließen.
Dieses Polymerisationsreaktionsgemisch wurde gekühlt und die sich ergebenden
Farbpartikel wurden durch Filtration wiedergewonnen, gut mit Wasser
gespült
und getrocknet, um 120 Gewichtsteile der Farbpartikel mit Dispergierpigment
im Größenbereich
von 3 bis 10 μm
zu erhalten. Diese Farbpartikel wurden einer Klassierung unterworfen,
um einen Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 5,55 μm und einem
Variationskoeffizient für
die Partikelgröße von 2,48%
zu erhalten.
-
Der
Grad an Dunkelheit (Lichtdurchlässigkeit)
des so erhaltenen Abstandshalters für eine Flüssigkristallanzeigezelle, die
Konzentration an Verunreinigungen im Abstandshalter und der elektrische
Widerstand des Abstandshalters wurden durch die folgenden Verfahren
bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt.
-
Bewertungsverfahren
-
(1) Grad an Dunkelheit
-
Ein
Gemisch aus dem polymerisierbaren Monomer mit derselben Zusammensetzung
wie der des Abstandshalters für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
und der Farb komponente wurde zur Herstellung eines 1 mm dicken Wafers
polymerisiert. Die spektrale Durchlässigkeit dieses Wafers wurde über den
gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich
von 400 bis 700 nm mit einem Spektrophotometer gemessen und der
maximale Wert wurde als Grad an Dunkelheit des Abstandshalters für eine Flüssigkristallanzeigezelle
angesehen.
-
(2) Die Konzentrationen
der Verunreinigungen in dem Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle
-
Zehn
(10) Gramm des erhaltenen Abstandshalters für eine Flüssigkristallanzeigezelle wurde
in 330 ml Lösungsmittelgemisch
(Wasser/Isopopylalkohol = 7/3, Vol./Vol.) unter Rühren gegeben
und das Gemisch wurde bei Raumtemperatur eine Woche lang stehen
gelassen (unter einmal täglichem
Rühren).
Das Gemisch wurde ohne Rühren
in den letzten 2 Tagen stehen gelassen, damit sich der Abstandshalter
für eine
Flüssigkristallanzeige
setzen konnte. Der Überstand
wurde mit einem Filterpapier (0,2 μm dick) wiedergewonnen, auf
30 ml konzentriert und analysiert. Die Analysen auf Natrium- und
Kaliumionen wurden mit einem Jarrell-Ash SPQ8000 Atomabsorptionsspektrophotometer
durchgeführt.
Die Analysen auf Chlorid- und Sulfationen wurden mit einem Dionex
20101 Ionenchromatographieanalysator durchgeführt.
-
(3) Elektrischer Widerstand
des Abstandshalters für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
-
Mittels
des Toa Dempa Ultra Megohmmeter SM-8210 wurde der Abstandshalter
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle
in die zusätzliche
Flüssigprobenelektrode
gefüllt
und der elektrische Widerstand des Abstandshalters für eine Flüssigkristallanzeigezelle
wurde gemäß dem Anleitungshandbuch
für flüssige Proben gemessen.
-
Herstellung
einer TN-Flüssigkristallanzeigezelle
-
Um
die Leistung einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung
zu bewerten, die den erhaltenen Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle umfasst,
wurde eine TN-Flüssigkristallanzeigezelle
des normalerweise schwarzen Anzeigemodus, die die Bewertung des
Lichtabschirmeffekts von Abstandshaltem erleichtert, hergestellt.
Der Lichtabschirmeffekt des Abstandshalters oder die Wirkung auf
die Zellspaltbildung, wie mittels dieser Test-Flüssigkristallanzeigezelle bewertet,
ist auf die Wirkung, die mit einer STN- oder einer anderen Flüssigkristallanzeigezelle
erhalten werden kann, übertragbar,
so dass die Ergebnisse der Bewertung nicht ausschließlich für TN-Flüssigkristallanzeigezellen
gültig
sind, sondern auch für
alle Arten von Flüssigkristallanzeigezellen
gültig
sind.
-
Ein
transparenter, elektrisch leitfähiger
Indiumoxid-Zinnoxid-Film wurde mit einer Dicke von etwa 500 Angstromeinheiten
auf eine 0,7 mm dicke Glassplatte durch das Niedertemperatur-Zerstäubungsverfahren
gebildet und ein vorbestimmtes Elektrodenmuster wurde mittels Photolithographie
gebildet. Dann wurde die Oberfläche
mit einem Anpassungsmaterial beschichtet und erwärmt, um eine Anpassungsschicht
zu erhalten. Diese Glasplatte wurde in 5 cm × 12,5 cm geschnitten, um Glassubstrate
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle zu
erhalten.
-
Der
Umfangsrand des erhaltenen Glassubstrats wurde dann mit einem mit
Glasfaserabstandshalter gemischten Epoxyklebstoff in einer Breite
von 1 mm mittels eines Schablonendruckverfahrens bedruckt.
-
Nachdem
dieses Glassubstrat in eine horizontale Position gebracht wurde,
wurde der Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
mit Hilfe von unter Druck stehendem Stickstoffgas aufgesprüht und konnte sich
gleichförmig
auf das Glassubstrat verteilen. Die Aufsprühzeit wurde so eingestellt,
dass die Dichte der Abstandshalterpartikel für eine Flüssigkristallanzeigezelle auf
dem Glassubstrat etwa 150 Partikel/mm2 betrug.
-
Nachdem
ein weiteres Glassubstrat auf das mit dem Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle
besprühte
Glassubstrat gelegt wurde, wurde das gesamte Glassubstrat mittels
einer Presse gleichförmig
mit einer Last von 1 kg/cm2 beaufschlagt.
Zur gleichen Zeit wurde der Aufbau 20 Minuten lang auf eine Temperatur von
160°C erwärmt, um
den peripheren Epoxyklebstoff zu härten.
-
Nachdem
in der hergestellten Zelle durch Aspiration ein Vakuum erzeugt wurde,
wurde der Flüssigkristall
von einer Öffnung
her, die in einem Teil der peripheren Dichtung gebildet wurde, injiziert,
und die Injektionsöffnung
wurde unter einem subatmosphärischen
intrazellulären
Druck von 0,6 Atmosphären
verschlossen. Die Zelle wurde dann für eine erneute Flüssigkristallanpassung
auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt, um eine fertige Flüssigkristallanzeigezelle
zur Verfügung
zu stellen.
-
Der
gemessene Spalt zwischen dem oberen und unteren Substrat dieser
Flüssigkristallanzeigezelle betrug
5,38 μm.
-
Bewertungsverfahren
-
(1) Ungleichmäßigkeit
der Farbe der TN-Flüssigkristallanzeigezelle
-
Polarisationsschichten
wurden auf jede Oberfläche
der Flüssigkristallanzeigezelle
gelegt, so dass die Farbe des reflektierenden Lichts des gegen die
TN-Flüssigkristallanzeigezelle
projizierten Lichts oliv war. Der olive Farbton war überall gleichmäßig und
wies keine Ungleichmäßigkeit
auf.
-
Die
folgenden Bewertungskriterien wurden angewendet.
- ⦾: keine
Farbungleichmäßigkeit
- F : ein praktisch akzeptierbarer Grad an Farbungleichmäßigkeit
- x : ein praktisch nicht akzeptierbarer Grad an Farbungleichmäßigkeit
-
(2) Der Lichtabschirmeffekt
des Zellabstandshalters im TN
-
Flüssigkristallanzeigezelle
-
Die
Polarisationsschichten, die mit der Flüssigkristallanzeigezelle verbunden
waren, wurden auf den normalen TN-Schwarzmodus eingestellt und der
Aufbau wurde unter einem Transmissionsmikroskop bei 200-facher Vergrößerung beobachtet.
-
Bei
abgeschalteter Steuerspannung wurden die Dunkelheit in der Mitte
des Abstandshalters und die Dunkelheit der abstandshalterfreien
Flüssigkristallbereichs
optisch mittels eines Gremiums aus 10 Begutachtern verglichen.
-
Die
Bewertung war ⦾,
wenn die Zahl der Begutachter, die urteilten, dass die Dunkelheit
in der Mitte des Abstandshalters tiefer oder gleichwertig war, 80%
oder mehr des Gremiums ausmachte, F, wenn sie 70 bis 80% ausmachte, Δ, wenn sie
50 bis 70% ausmachte und x, wenn sie unter 50% ausmachte.
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Die
mittleren Zellspaltwerte und die Bewertungsergebnisse der Farbungleichmäßigkeit
und des Lichtschutzeffekts sind in der Tabelle 1 gezeigt.
-
Beispiele 2 bis 4
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Mit
der Ausnahme, dass die in der Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen
verwendet wurden, wurden die Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle und
die Zellen auf dieselbe Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und
bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.
-
Vergleichsbeispiel 1
-
Mit
der Ausnahme, dass unbeschichtetes Russschwarz verwendet wurde und
die in der Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung verwendet wurde, wurden
ein Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle und
eine Flüssigkristallanzeigezelle
auf dieselbe Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und bewertet.
-
Die
Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt.
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Vergleichsbeispiel 2
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Mit
der Ausnahme, dass die in der Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung
unter Auslassung von Russschwarz verwendet wurde, wurde ein Abstandshalter
für eine
Flüssigkristallanzeigezelle
und eine Flüssigkristallanzeigezelle
wie im Beispiel 1 hergestellt und bewertet. Die Ergebnisse sind
in der Tabelle 1 gezeigt.
-
-
Beispiel 5
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Herstellung
eines Abstandshalters für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
Zu einem gleichförmigen
Gemisch aus 60 Gewichtsteilen Tetramethylolmethantriacrylat, 20
Gewichtsteilen Divinylbenzol und 20 Gewichtsteilen Acrylnitril wurden
12 Gewichtsteile Russschwarz, 6 Gewichtsteile Phthalocyanin blau
(blaues Pigment) und 6 Gewichtsteile Dioxan violett (violettes Pigment)
als schwarze Pigment komponente zugesetzt, und die schwarze Pigmentkomponente
wurde gleichmäßig mittels
einer Perlmühle 48 Stunden
lang dispergiert.
-
Dieses
farbige polymerisierbare Monomergemisch, bei dem die schwarze Pigmentkomponente
dispergiert worden war, wurde gleichmäßig mit 2 Gewichtsteilen Benzoylperoxid
gemischt und das Gemisch wurde in 850 Gewichtsteile einer 3 gewichtsprozentigen
wässrigen
Polyvinylalkohollösung
gegossen. Nach gründlichem
Rühren
wurde das Gemisch mit einem Homogenisator so suspendiert, dass der
Tröpfchendurchmesser des
farbigen Monomers etwa 3 bis 10 μm
betrug, um eine Suspension zur Verfügung zu stellen.
-
Diese
Suspension wurde auf einen 2 Liter trennbaren Kolben, der mit einem
Thermometer, einem Rührer
und einen Rückflusskondensator
ausgestattet war, übertragen
und unter ständigem
Rühren
in einer Strickstoffgasatmosphäre
auf 85°C
erwärmt.
Diese Polymerisationsreaktion wurde 7 Stunden lang durchgeführt und am
Ende der Zeit wurde die Temperatur auf 90°C angehoben und das Reaktionsgemisch
wurde 3 Stunden lang bei dieser Temperatur gehalten, um die Polymerisationsreaktion
abzuschließen.
Dieses Polymersationsreaktionsgemisch wurde gekühlt und die sich ergebenden
farbigen Partikel wurden durch Filtration wiedergewonnen, mit Wasser
gut gespült
und getrocknet, um 120 Gewichtsteile farbige Partikel zu ergeben,
die Dispergierpigment im Größenbereich
von 3 bis 10 μm
aufwiesen. Die erhaltenen farbigen Partikel wurden einer Klassierung
unterworfen, um einen Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle mit
einem mittleren Teilchendurchmesser von 6,45 μm und einen Variationskoeffizienten
für eine
Partikelgröße von 2,88%
vorzusehen.
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Der
so erhaltene Abstandshalter für
eine Flüssigkristallanzeigezelle
wurde auf dieselbe Weise wie im Beispiel 1 bewertet, und eine Flüssigkristallanzeigezelle
wurde auf dieselbe Weise wie im Beispiel 1 hergestellt und bewertet.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.
-
Beispiele 6 bis 8 und
Vergleichsbeispiele 3 und 4
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Mit
der Ausnahme, dass die in der Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzungen
verwendet wurden, wurden die Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle und
die Zellen auf dieselbe Weise wie im Beispiel 5 hergestellt und
bewertet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 gezeigt.
-
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Beispiele 9 und 10
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Mit
der Ausnahme, dass das oberflächenbeschichtete
Russschwarz des Beispiels 1 und die in der Tabelle 3 gezeigten Zusammensetzungen
verwendet wurden, wurden die Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle und
die Zellen auf dieselbe Weise wie im Beispiel 5 hergestellt und
bewertet.
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Die
Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt. Tabelle
3
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Mit
dem oben beschriebenen Aufbau hat der Abstandshalter für eine Flüssigkristallanzeigezelle
der vorliegenden Erfindung eine sehr zufrieden stellende Färbewirkung
und Lichtabschirmwirkung und optimale elektrische, physikalische,
chemische und optische Eigenschaften. Die Flüssigkristallanzeigezelle, die
diesen Zellabstandshalter umfasst, zeigt einen guten Anzeigekontrast
des Bilds, wobei der Abstandshalter nicht als lumineszierende Punkte
im dunklen Bereich des Bilds sichtbar ist.
