JP2679926B2

JP2679926B2 - 液晶表示素子用スペーサー、液晶表示素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2679926B2
Application number: JP4346028A
Authority: JP
Inventors: 都一山田; 実小原
Original assignee: 積水フアインケミカル株式会社
Priority date: 1992-01-29
Filing date: 1992-12-25
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2012-11-19
Also published as: JPH0611719A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶分子の異常配向を
防止することができる液晶表示素子用スペーサー、液晶
表示素子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子は、一般に配向層を形成し
た透明電極基板をスペーサーを介して所定の間隙に対向
配置して周辺をシールし、その間隙に液晶を注入し封止
して製造される。スペーサーは、電極基板間の間隙を均
一にするために必要である。

【０００３】この種の液晶表示素子において、スペーサ
ーの近傍で液晶分子の異常配向が起こると、液晶表示素
子の画面上で明点又は暗点（これ等がスペーサー間で互
いにつながって、あたかも白い線が多く連結しているよ
うに見えることがあり、これはディスクリネーション線
と呼ばれる）が生じ、画面の表示品質が低下する。特
に、スーパーツイステッドネマティック（ＳＴＮ）型液
晶表示素子においては、この現象が起こりやすい。

【０００４】液晶分子とスペーサーとの界面において、
液晶分子の垂直配向を充分に行わせることができれば、
上記の明点又は暗点を消去することができ、その結果、
液晶表示素子の表示品質を飛躍的に向上させることが可
能となる。

【０００５】液晶分子とスペーサーとの界面における液
晶分子の水平配向を起こらないようにし、かつ液晶分子
の垂直配向を促進するための方法がいくつか提案されて
いる。例えば、特開昭６４−５９２１２号公報、特開平
２−２９７５２３号公報には、ガラスファイバー、シリ
カ、アルミナ等のスペーサーの表面を、有機シラン化合
物（シランカップリング剤）で処理することにより、液
晶分子を垂直配向させる方法が提案されている。

【０００６】しかし、上記従来方法では、液晶分子を垂
直配向させるには不十分である。有機シラン化合物でス
ペーサーの表面処理を行って、液晶分子の異常配向を低
減させる場合、スペーサー自体の材質や有機シラン化合
物の構造を解明することが極めて重要で、これ等の組み
合わせを考慮しないで、単にスペーサーに有機シラン化
合物を使用しても液晶の異常配向を低減する効果は期待
できない。従来方法ではこの点が全く不明のまま残され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解決するものであり、その目的とするところは、液晶
分子を垂直配向させることにより、液晶分子とスペーサ
ーとの界面における液晶分子の異常配向を防止すること
ができる液晶表示素子用スペーサー、液晶表示素子及び
その製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明では、ジビニルベンゼン及びＹメチロールア
ルキルＺ（メタ）アクリレート（但し、Ｙ及びＺは、Ｙ
≧Ｚ≧２の条件を満たす整数）からなる単量体を重合さ
せて得られるプラスチック微球体の表面に、一般式ＲＳ
ｉＸ3 （但し、Ｒは炭素数１〜２１のアルキル基、Ｘは
ハロゲン原子又は炭素数１〜４のアルコキシ基である）
で表される有機シラン化合物から得られた被膜が形成さ
れた液晶表示素子用スペーサーを作製する。そして、こ
の液晶表示素子用スペーサーを用いて液晶表示素子を作
製する。

【０００９】本発明に使用するプラスチック微球体は、
ジビニルベンゼン及びＹメチロールアルキルＺ（メタ）
アクリレート（但し、Ｙ及びＺは、Ｙ≧Ｚ≧２の条件を
満たす整数）からなる単量体を主成分とし、これを重合
させて得られるプラスチック微球体である。

【００１０】ＹメチロールアルキルＺ（メタ）アクリレ
ート（但し、Ｙ及びＺは、Ｙ≧Ｚ≧２の条件を満たす整
数）としては、主に下記の多官能性アクリル系モノマー
が用いられる。これ等の単量体は、一種或いは二種以上
を混合して用いてもよい。

【００１１】例えば、テトラメチロールメタンテトラ
（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ
（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンジ（メ
タ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メ
タ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メ
タ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メ
タ）アクリレート、グリセロールトリ（メタ）アクリレ
ート、グリセロールジ（メタ）アクリレート等が挙げら
れる。

【００１２】これ等の単量体には、その他の二個以上の
エチレン性不飽和基を有する単量体や一個のエチレン性
不飽和基を有する単量体を少量併用してもよい。このよ
うな二個以上のエチレン性不飽和基を有する単量体とし
ては、ポリオキシアルキレングリコールジ（メタ）アク
リレートで、例えばポリエチレングリコールジ（メタ）
アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）ア
クリレート等が挙げられる。また、トリアリル（イソ）
シアヌレート、トリアリルトリメリテート、ジアリルフ
タレート、ジアリルアクリルアミド等が挙げられる。

【００１３】また、一個のエチレン性不飽和基を有する
単量体としては、主にスチレン、α−メチルスチレン等
のスチレン系単量体、メチル（メタ）アクリレート等の
（メタ）アクリル酸エステル等が用いられる。これ等の
単量体は、一種或いは二種以上を混合して用いてもよ
い。

【００１４】本発明に用いるプラスチック微球体は、上
述のジビニルベンゼン及びＹメチロールアルキルＺ（メ
タ）アクリレート（但し、Ｙ及びＺは、Ｙ≧Ｚ≧２の条
件を満たす整数）からなる単量体を、公知の方法により
ラジカル重合開始剤の存在下で水性懸濁重合することに
より製造することができる。こうして得られる微球体
は、直径が０．１〜１０００μm の範囲のものが好まし
く、１〜１００μm の範囲が特に好ましい。なお、微球
体は必要に応じて着色されていてもよい。着色剤として
は、カーボンブラック、分散染料、酸性染料、塩基性染
料、金属酸化物等が用いられる。

【００１５】また、本発明に用いる有機シラン化合物
は、一般式ＲＳｉＸ₃（但し、Ｒは炭素数１〜２１のア
ルキル基、Ｘは塩素原子、臭素原子及び炭素数１〜４の
アルコキシ基である）で表される。Ｘは加水分解により
微球体の表面に結合するもので、アルコキシ基の炭素数
が４を越えるものは、反応性が悪く、また工業的にも製
造しにくい。特に、Ｘは塩素原子、臭素原子、メトキシ
基及びエトキシ基のうちいずれか一つであることが好ま
しい。

【００１６】炭素数１〜２１のアルキル基Ｒは、液晶分
子が微球体の表面に対して垂直に配向するのを促進させ
るもので、アルキル基の炭素数が２１を越えるものは、
アルキル基の部分が曲がりやすくなって効果が小さく、
また工業的にも製造しにくい。特に、Ｒは炭素数２〜１
１の分岐のない直鎖アルキル基であるとき、その効果が
最も大きい。。

【００１７】上記の有機シラン化合物としては、例え
ば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシ
ラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルメブトキシ
シラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキ
シシラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリブ
トキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピル
トリエトキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、
プロピルトリブトキシシラン、ブチルトリメトキシシラ
ン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリプロポキシ
シラン、ブチルトリブトキシシラン、ペンチルトリメト
キシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルト
リメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、ヘプ
チルトリメトキシシラン、ヘプチルトリエトキシシラ
ン、オクチルトリメトキシシラン、オクチルトリエトキ
シシラン、ノニルトリメトキシシラン、ノニルトリエト
キシシラン、デシルトリメトキシシラン、デシルトリエ
トキシシラン、ドデシルトリメトキシシラン、ドデシル
トリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラ
ン、オクタデシルトリエトキシシラン等のトリアルコキ
シル化アルキルシランが挙げられる。

【００１８】また、トリハロゲン化アルキルシランとし
ては、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラ
ン、プロピルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラ
ン、ペンチルトリクロロシラン、ヘプチルトリクロロシ
ラン、ヘキシルトリクロロシラン、オクチルトリクロロ
シラン、ノニルトリクロロシラン、デシルトリクロロシ
ラン、ドデシルトリクロロシラン、オクタデシルトリク
ロロシラン等、及びメチルトリブロモシラン、エチルト
リブロモシラン、プロピルトリブロモシラン、ブチルト
リブロモシラン、ペンチルトリブロモシラン、ヘプチル
トリブロモシラン、ヘキシルトリブロモシラン、オクチ
ルトリブロモシラン、ノニルトリブロモシラン、デシル
トリブロモシラン、ドデシルトリブロモシラン、オクタ
デシルトリブロモシラン等のトリハロゲン化アルキルシ
ランが挙げられる。

【００１９】このような有機シラン化合物は、単独或い
は二種以上を混合して使用される。これ等の有機シラン
化合物の使用量は、プラスチック微球体１重量部に対し
て、一般に０．００１〜１０重量部、好ましくは０．０
０５１〜１重量部である。

【００２０】本発明の液晶表示素子用スペーサーは、例
えば、上述の有機シラン化合物を適当な溶剤に溶解し、
その溶液にプラスチック微球体を浸漬して加熱する。そ
の後、この処理されたプラスチック微球体を濾過して集
め、これを加熱することにより乾燥させて、プラスチッ
ク微球体の表面に有機シラン化合物による被膜を形成す
る。

【００２１】有機シラン化合物の溶剤としては、有機シ
ラン化合物を溶解でき且つ有機シラン化合物と反応する
活性水素を有しない溶剤が好ましい。例えば、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤及びヘキサ
ン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族系
溶剤、及びアルコールやアルコールと水との混合溶剤を
用いることができる。

【００２２】特に、トリアルコキシル化アルキルシラン
の場合には、トリハロゲン化アルキルシランより反応性
が低いので、例えばメタノール、エタノール、プロパノ
ール、ブタノール等のアルコールと水との混合溶剤が好
適である。この場合、アルコールと水との混合比は重量
比で１：０．０１〜１：０．５が好ましく、さらに好ま
しくは１：０．０５〜１：０．３である。また、プラス
チック微球体に対する溶剤の使用量は、微球体１重量部
に対して１〜１００重量部が好ましく、さらに好ましく
は３〜２０重量部である。

【００２３】加熱乾燥時の加熱温度は、通常６０〜２５
０℃、好ましくは８０〜１８０℃であり、加熱時間は、
通常３０分〜１０時間、好ましくは１〜３時間の範囲で
ある。

【００２４】なお、プラスチック微球体とその表面に形
成される被膜との接着性を上げるため、及び比較的薄い
被膜を微球体の表面に均一に形成するために、微球体と
被膜との間にチタン酸化物層を設けてもよい。このチタ
ン酸化物層は、例えば、有機チタネート化合物を用いて
形成することができる。

【００２５】有機チタネート化合物としては、例えば、
テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テト
ロブトキシチタン、テトラペントキシチタン、テトラヘ
キソキシチタン、テトラキス（２−エチルヘキソキシ）
チタン、テトラデシアルコキシチタン、テトラステアロ
キシチタン、ジプロポキシ−ビス（トリエタノールアミ
ナト）チタン、ジヒドロキシ−ビス（ラクタト）チタ
ン、チタニウム（アセチルアセトナト）チタン、ジブト
キシ−ビス（トリエタノールアミナト）チタン等が使用
される。

【００２６】有機チタネート化合物を用いてチタン酸化
物層を形成するには、先ず、この有機チタネート化合物
を溶剤に溶解させ、得られた溶液を微球体の表面に塗布
する。その後、有機チタネート化合物が空気中の水分と
反応して加水分解することにより、チタン酸化物層を形
成する。溶剤としては、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサ
ン、ベンゼン、トルエン、トリクレン、フロン（商品
名）等が挙げられる。

【００２７】有機チタネート化合物を、プラスチック微
球体に塗布する方法としては、有機チタネート化合物の
溶液中に微球体を浸漬させ、十分に混合しながら、溶剤
を蒸発させる方法が好適である。溶剤を蒸発させた後、
６０〜１５０℃で加熱することが好ましい。

【００２８】プラスチック微球体の表面のチタン酸化物
量は、チタン換算量で、微球体の表面積１ｍ²当たり
０．０１〜５００ mｇの範囲が好ましく、０．１〜１０
０ mｇの範囲が好ましい。チタン酸化物量が少ないと接
着性の改善効果があまりなく、逆に多くなるとスペーサ
ーの電気抵抗が低下する。

【００２９】プラスチック微球体の表面に、有機シラン
化合物（例えば、トリアルコキシル化アルキルシラン）
による被膜を形成する際の反応の模式を図１に示す。ま
ず、有機シラン化合物１のアルコキシ基が加水分解され
て置換シラノール２が生成する。

【００３０】次に、置換シラノール２が縮合して縮合体
３を形成する。縮合体３の水酸基は、プラスチック微球
体４の表面に存在する水酸基、或いはプラスチック微球
体４の表面に形成されたチタン酸化物層の表面の水酸基
と水素結合することにより水素結合体５を形成する。

【００３１】最後に水素結合体５を加熱処理することに
より、水素結合体５はＳｉ−Ｏ結合になり、強固に結合
されて結合体６を形成する。こうして、プラスチック微
球体の表面に有機シラン化合物による被膜が形成され、
本発明の液晶表示素子用スペーサーが製造される。

【００３２】この液晶表示素子用スペーサーを用いて液
晶表示素子を製造するには、通常の方法が採用される。
例えば、図２に示すように、先ず一対の透明基板１０の
対向する面にそれぞれ、絶縁膜１１（例えばＳｉＯ
₂膜）を形成する。その後、それぞれの透明基板の絶縁
膜１１上に透明電極（例えばＩＴＯ膜）をフォトリソグ
ラフィーによりパターニングして形成する。

【００３３】そして、それぞれの基板の透明電極１２上
にポリイミド膜等の配向膜１３を形成する。このように
形成した電極基板上、すなわち透明基板１０の配向膜１
３上に、上述の液晶表示素子用スペーサー９を散布す
る。液晶表示素子用スペーサー９の散布密度は、５０〜
２００個／mm²が好ましい。

【００３４】電極基板上に液晶表示素子用スペーサー９
を散布する方法としては、液晶表示素子用スペーサー９
をそのまま散布してもよいが、より均一に散布するため
に、アルコールを含有する水性分散媒やフロン系分散媒
に分散させ、この分散液を散布し乾燥して分散媒を蒸発
させるのが好ましい。

【００３５】特に、最近は、フロンの規制が厳しくな
り、これに代わる分散媒として水性分散媒が用いられる
ようになりつつあるが、特にプラスチック系のスペーサ
ーは、水性分散媒に分散しにくい傾向がある。しかし、
本発明の液晶表示素子用スペーサーは、特にアルコール
を含有する水性分散媒でも良好に分散する。

【００３６】その後、この電極基板をスペーサーを介し
て対向配置し、その周辺をシール剤１４によりシール
し、その間隙に液晶８を注入し注入口を封止することに
より液晶セルを作製する。得られた液晶セルに適当な配
線を施すことにより、液晶表示素子１５を製造する。

【００３７】

【作用】本発明に使用するプラスチック微球体は、ジビ
ニルベンゼン及びＹメチロールアルキルＺ（メタ）アク
リレート（但し、Ｙ及びＺは、Ｙ≧Ｚ≧２の条件を満た
す整数）からなる単量体を重合させて得られるもので、
その表面には親水性の基が多いため、プラスチック微球
体の表面には結合水及びこの結合水に由来する水酸基が
多く存在している。

【００３８】それゆえ、有機シラン化合物は、図１に示
すように、プラスチック微球体の表面には結合水によっ
て加水分解されて置換シラノールとなり、この置換シラ
ノールが上記水酸基と反応することにより、プラスチッ
ク微球体の表面に容易に結合する。

【００３９】よって、有機シラン化合物で処理したプラ
スチック微球体の表面には、有機シラン化合物のアルキ
ル基Ｒが多数存在することになる。これ等のアルキル基
Ｒはスペーサーである微球体の表面に対して垂直に立ち
上がっている。したがって、スペーサーの表面付近にお
いては、図３に示すように、このアルキル基Ｒが液晶８
の分子を挟んだ状態となるため、液晶分子はスペーサー
の表面に対して垂直に配向するものと考えられる。

【００４０】特に、スペーサーをアルコールを含有する
水性分散媒に分散させて電極基板上に散布するときは、
スペーサーがより均一に電極基板上に散布される。その
理由は、スペーサーの表面に形成された被膜のアルキル
基Ｒと、水性分散媒中のアルコールのアルキル基との間
に親和力が作用し、その結果、スペーサーの表面がアル
コールの分子で覆われた状態となり、親和性が発現し、
水性分散媒に分散しやすくなるからであると考えられ
る。

【００４１】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例を挙げて説
明する。（実施例１）ドデシルトリエトキシシラン０．１ｇをヘキサン１００
ｍｌに溶解し、これにテトラメチロールメタントリアク
リレート３０重量部及びジビニルベンゼン７０重量部を
重合して得られた架橋高分子からなるスペーサー粒子
（平均粒径８．３６μm 、標準偏差０．３３μm ）１０
ｇを浸漬した。この混合液を、４５℃の水浴中で攪拌し
ながら１時間加温した後濾過した。得られたスペーサー
粒子を１４０℃の乾燥器中で１時間加熱することによ
り、有機シラン化合物による被膜を表面に有する液晶表
示素子用スペーサーを得た。

【００４２】また、一対の透明ガラス基板（３００mm×
３００mm）の一面に、それぞれＣＶＤ法によりＳｉＯ₂
膜を蒸着した。その後、一方のガラス基板のＳｉＯ₂ 膜
上に透明電極膜ＩＴＯをスパッタリング法にて全面に形
成した。他方のガラス基板のＳｉＯ₂ 膜上に透明電極膜
ＩＴＯを通常のフォトリソグラフィーによりパターニン
グを行った。

【００４３】上記両方のガラス基板のＩＴＯ膜上に、オ
フセット法によりポリイミド中間体ＬＰ−６４（東レ社
製）を印刷し、２８０℃で２時間焼成することによりポ
リイミド配向膜を形成した。その後、このポリイミド配
向膜と液晶分子とが接したときに、この液晶分子のツイ
スト角が２４０°となるような方向に、配向膜のラビン
グを行った。

【００４４】このようにして得られた電極基板上に、前
記の液晶表示素子用スペーサーを、１２０個／mm²の密
度で散布した後、このガラス基板の周縁部にシール印刷
を行った。シール剤としては一液型エポキシ樹脂（三井
東圧化学社製のストラクトボンド）を用いた。

【００４５】こうして準備された二枚の電極基板を各々
の対向するシール印刷部分が接するようにして密着させ
て貼り合わせ、その後シール剤を１８０℃で１時間加熱
加圧することにより硬化させた。次いで、常法により液
晶を上記電極基板のセルの間隙に注入することによりＳ
ＴＮ液晶セルを作成した。

【００４６】得られた液晶セルを用いた液晶表示素子
は、点灯作動時に液晶分子と液晶表示素子用スペーサー
との界面での液晶分子の異常配向に基づく明点及び暗点
（ディスクリネーション線）が全く観察されなかった。
したがって、液晶分子と液晶表示素子用スペーサーとの
界面での液晶分子の垂直配向が起こっていることがわか
る。

【００４７】（実施例２）ドデシルトリエトキシシラン０．１ｇをヘキサン１００
ｍｌに溶解し、これにテトラメチロールメタントリアク
リレート３０重量部及びジビニルベンゼン７０重量部を
重合して得られた架橋高分子からなるスペーサー粒子
（平均粒径８．３６μm 、標準偏差０．３３μm ）１０
ｇを浸漬した。この混合液を、４５℃の水浴中で攪拌し
ながら１時間加温した後濾過した。得られたスペーサー
粒子を１４０℃の乾燥器中で１時間加熱することによ
り、有機シラン化合物による被膜を表面に有する液晶表
示素子用スペーサーを得た。それ以外は、実施例１と同
様に行った。

【００４８】得られた液晶セルを用いた液晶表示素子
は、点灯作動時に液晶分子と液晶表示素子用スペーサー
との界面での液晶分子の異常配向に基づく明点及び暗点
（ディスクリネーション線）が全く観察されなかった。
したがって、液晶分子と液晶表示素子用スペーサーとの
界面での液晶分子の垂直配向が起こっていることがわか
る。

【００４９】（実施例３）エチルトリメトキシシラン０．２ｇ及びオクタデシルト
リエトキシシラン０．２ｇを、エタノール／水混合溶剤
（容量比９／１）５０ｍｌに溶解し、これにジペンタエ
リスリトールヘキサアクリレート５０重量部及びジビニ
ルベンゼン５０重量部を重合して得られた架橋高分子か
らなるスペーサー粒子（平均粒径６．４８μm 、標準偏
差０．３６μm ）１０ｇを浸漬した。この混合液を、５
５℃の水浴中で攪拌しながら１時間加温した後濾過し
た。得られたスペーサー粒子を１２０℃の乾燥器中で１
時間加熱することにより、有機シラン化合物による被膜
を表面に有する液晶表示素子用スペーサーを得た。

【００５０】この液晶表示素子用スペーサーをエタノー
ル／水混合分散媒（容量比９／１）に分散させ、この分
散液を噴霧式スペーサー散布器により、１２０個／mm²
の密度で前記の処理されたガラス基板上に散布した。そ
れ以外は、実施例１と同様に行った。

【００５１】得られた液晶セルを用いた液晶表示素子
は、点灯作動時に液晶分子と液晶表示素子用スペーサー
との界面での液晶分子の異常配向に基づく明点及び暗点
（ディスクリネーション線）が全く観察されなかった。
したがって、液晶分子と液晶表示素子用スペーサーとの
界面での液晶分子の垂直配向が起こっていることがわか
る。

【００５２】（実施例４）実施例３で用いたエチルトリメトキシシラン０．２ｇ及
びオクタデシルトリエトキシシラン０．２ｇに代えて、
プロピルトリエトキシシラン０．２ｇ及びドデシルトリ
エトキシシラン０．２ｇを用いた。それ以外は実施例３
と同様にして液晶セルを作成した。

【００５３】得られた液晶セルを用いた液晶表示素子
は、点灯作動時に液晶分子と液晶表示素子用スペーサー
との界面での液晶分子の異常配向に基づく明点及び暗点
（ディスクリネーション線）が全く観察されなかった。
したがって、液晶分子と液晶表示素子用スペーサーとの
界面での液晶分子の垂直配向が起こっていることがわか
る。

【００５４】（実施例５）実施例３で用いたエチルトリメトキシシラン０．２ｇ及
びオクタデシルトリエトキシシラン０．２ｇに代えて、
オクチルトリプロポキシシシラン０．５ｇを用いた。そ
れ以外は実施例３と同様にして液晶セルを作成した。

【００５５】得られた液晶セルを用いた液晶表示素子
は、点灯作動時に液晶分子と液晶表示素子用スペーサー
との界面での液晶分子の異常配向に基づく明点及び暗点
（ディスクリネーション線）が全く観察されなかった。
したがって、液晶分子と液晶表示素子用スペーサーとの
界面での液晶分子の垂直配向が起こっていることがわか
る。

【００５６】（実施例６）テトラブトキシチタン０．３５ｇを５０ｍｌのｎ−ヘキ
サンに溶解させて溶液を調製し、この溶液に実施例１で
使用したスペーサー粒子を加え、よく攪拌した後、ｎ−
ヘキサンを蒸発させた。その後、８０℃で１時間加熱処
理し、次いで、これを乳鉢を用いて充分に粉砕すること
により、チタン酸化物層が表面に形成されたスペーサー
粒子を作成した。このチタン酸化物層が表面に形成され
たスペーサー粒子を用いたこと以外は、実施例１と同様
にして液晶表示素子用スペーサーを調製し、ＳＴＮ液晶
セルを作成した。

【００５７】得られた液晶セルを用いた液晶表示素子
は、点灯作動時に液晶分子と液晶表示素子用スペーサー
との界面での液晶分子の異常配向に基づく明点及び暗点
（ディスクリネーション線）が全く観察されなかった。
したがって、液晶分子と液晶表示素子用スペーサーとの
界面での液晶分子の垂直配向が起こっていることがわか
る。

【００５８】（比較例１）実施例１において、架橋高分子からなるスペーサー粒子
を、有機シラン化合物で処理しなかった。それ以外は実
施例１と同様にして液晶表示素子用スペーサーを調製
し、ＳＴＮ液晶セルを作成した。

【００５９】得られた液晶セルを用いた液晶表示素子
は、点灯作動時に明点の存在が認められた。液晶分子と
液晶表示素子用スペーサーとの界面での液晶分子の異常
配向に基づく明点及び暗点（ディスクリネーション線）
が多数観察された。したがって、液晶分子と液晶表示素
子用スペーサーとの界面での液晶分子の垂直配向が殆ど
起こっていないことがわかる。

【００６０】（比較例２）実施例２において、架橋高分子からなるスペーサー粒子
を、有機シラン化合物で処理しなかった。それ以外は実
施例２と同様にして液晶表示素子用スペーサーを調製
し、ＳＴＮ液晶セルを作成した。

【００６１】得られた液晶セルを用いた液晶表示素子
は、点灯作動時に明点の存在が認められた。液晶分子と
液晶表示素子用スペーサーとの界面での液晶分子の異常
配向に基づく明点及び暗点（ディスクリネーション線）
が多数観察された。したがって、液晶分子と液晶表示素
子用スペーサーとの界面での液晶分子の垂直配向が殆ど
起こっていないことがわかる。

【００６２】（比較例３）実施例３で用いたエチルトリメトキシシラン０．２ｇ及
びオクタデシルトリエトキシシラン０．２ｇに代えて、
アミノプロピルトリエトキシラン０．２ｇを用いた。そ
れ以外は実施例３と同様にして液晶セルを作成した。

【００６３】得られた液晶セルを用いた液晶表示素子
は、点灯作動時に明点の存在が認められた。液晶分子と
液晶表示素子用スペーサーとの界面での液晶分子の異常
配向に基づく明点及び暗点（ディスクリネーション線）
が多数観察された。したがって、液晶分子と液晶表示素
子用スペーサーとの界面での液晶分子の垂直配向が殆ど
起こっていないことがわかる。

【００６４】（比較例４）実施例１で用いたテトラメチロールメタントリアクリレ
ート３０重量部及びジビニルベンゼン７０重量部を重合
して得られた架橋高分子からなるスペーサー粒子（平均
粒径８．３６μm 、標準偏差０．３３μm ）１０ｇに代
えて、ジビニルベンゼンのみを重合して得られた架橋高
分子からなるスペーサー粒子（平均粒径７．９０μm 、
標準偏差０．３１μm ）１０ｇを用いた。それ以外は実
施例１と同様にして液晶セルを作成した。

【００６５】得られた液晶セルを用いた液晶表示素子
は、点灯作動時に明点の存在が認められ、液晶分子と液
晶表示素子用スペーサーとの界面での液晶分子の異常配
向に基づく明点及び暗点（ディスクリネーション線）が
多数観察された。したがって、液晶分子と液晶表示素子
用スペーサーとの界面での液晶分子の垂直配向があまり
起こっていないことがわかる。これは、ジビニルベンゼ
ンのみを重合して得られた架橋高分子からなるスペーサ
ー粒子は、その表面に親水性の基が存在しないために、
有機シラン化合物が反応しにくく、その付着性が劣り、
有機シラン化合物による被膜が良好に形成されないため
と考えられる。

【００６６】

【発明の効果】上述の通り、本発明の液晶表示素子用ス
ペーサーを用いると、液晶分子を垂直配向させることが
できるので、液晶分子と液晶表示素子用スペーサーとの
界面における液晶分子の異常配向を防止することができ
る。したがって、この液晶表示素子用スペーサーを用い
た液晶表示素子は、点灯作動時に明点、暗点（ディスク
リネーション線）が全く発生せず、優れた表示品質を有
する。

【００６７】特に、本発明の液晶表示素子用スペーサー
を、アルコールを含有する水性分散媒に分散させて電極
基板上に散布すると、より均一にスペーサーを電極基板
上に形成することができ、非常に優れた表示品質を有す
る液晶表示素子を得ることができる。そして、この水性
分散媒はフレオン系分散媒に比べ無害であるため、液晶
表示素子の製造上有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラスチック微球体の表面に有機シラン化合物
による被膜が形成される過程を示す模式図である。

【図２】本発明の液晶表示素子の要部断面図である。

【図３】液晶分子と液晶表示素子用スペーサーとの界面
における、液晶分子の垂直配向する機構を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１シランカップリング剤２置換シラノール３縮合体４プラスチック微球体５水素結合体６結合体７有機シラン化合物による被膜のアルキル基８液晶分子９液晶表示素子用スペーサー１０透明基板１１絶縁膜１２透明導電膜１３配向膜１４シール剤１５液晶表示素子

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ジビニルベンゼン及びＹメチロールアル
キルＺ（メタ）アクリレート（但し、Ｙ及びＺは、Ｙ≧
Ｚ≧２の条件を満たす整数）からなる単量体を重合させ
て得られるプラスチック微球体の表面に、一般式ＲＳｉ
Ｘ₃（但し、Ｒは炭素数１〜２１のアルキル基、Ｘはハ
ロゲン原子又は炭素数１〜４のアルコキシ基である）で
表される有機シラン化合物から得られた被膜が形成され
ていることを特徴とする液晶表示素子用スペーサー。
【請求項２】ジビニルベンゼン及びＹメチロールアル
キルＺ（メタ）アクリレート（但し、Ｙ及びＺは、Ｙ≧
Ｚ≧２の条件を満たす整数）からなる単量体を重合させ
て得られるプラスチック微球体の表面に、一般式ＲＳｉ
Ｘ3 （但し、Ｒは炭素数１〜２１の直鎖アルキル基、Ｘ
は塩素原子、臭素原子、メトキシ基及びエトキシ基のう
ちいずれか一つである）で表される有機シラン化合物か
ら得られた被膜が形成されていることを特徴とする液晶
表示素子用スペーサー。
【請求項３】請求項１又は２記載の液晶表示素子用ス
ペーサーを用いた液晶表示素子。
【請求項４】請求項１又は２記載の液晶表示素子用ス
ペーサーをアルコールを含有する水性分散媒に分散させ
て電極基板上に散布し、電極基板上にスペーサーを形成
することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。