JP3106071B2 - 液晶表示板用スペーサー、その製造方法および液晶表示板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示板用スペーサ
ー、その製造方法及び液晶表示板に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示板（ＬＣＤ）は、２枚の対向す
る電極基板と、前記電極基板間に介在するスペーサー及
び液晶物質とで構成されている。スペーサーは、液晶層
の厚みを均一かつ一定に保つために使用される。液晶表
示板の実用に際して要求される表示性能として、一般
に、高速応答性、高コントラスト性、広視野角性等が挙
げられる。これら諸性能の実現のためには、液晶層の厚
み、つまり、２枚の電極基板の隙間距離を厳密に一定に
保持する必要があり、各種の液晶表示板用スペーサーが
実用に供せられている。

【０００３】液晶表示板は、その製造技術の進歩に伴
い、ワードプロッセサー、パーソナルコンピューター、
テレビ、プロジェクター等、大型表示部や大型投影部を
有する高級機器の表示装置として飛躍的に普及され始め
ている。しかしながら、従来のスペーサーを用いた液晶
表示板では、液晶分子がそのスペーサーとの界面近傍で
異常配向を起こす。異常配向を起こした領域は表示を行
わないため、その領域が大きいほど表示品位が著しく低
下する。

【０００４】異常配向を抑制するために、表面張力の小
さなシリカスペーサー（特開平３−２９３３２７号公
報）、長鎖アルキルシラン化合物でジビニルベンゼンの
架橋体粒子の表面を処理したスペーサー（特開平６−１
１７１９号公報）が提案されている。上記公報に開示さ
れたスペーサーを上記高級機器の大型表示部や大型投影
部の液晶表示板に使用すると、表示面積が大きいため、
散布されるスペーサーの個数が多くなり、異常配向領域
が必然的に増えてしまったり異常配向領域が拡大された
りするため、表示品位が悪いという問題は解決されな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液晶
とスペーサーとの界面における液晶分子の異常配向がよ
り起こりにくい液晶表示板用スペーサーを提供すること
である。本発明の別の目的は、液晶とスペーサーとの界
面における液晶分子の異常配向がより起こりにくい液晶
表示板用スペーサーを容易に製造する方法を提供するこ
とである。

【０００６】本発明のさらに別の目的は、液晶表示板の
表示品位を向上させることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示板用ス
ペーサーは、有機質部分と無機質部分とを含み、前記無
機質部分の割合が無機酸化物換算量で１０〜９０ｗｔ％
の範囲である有機質無機質複合体粒子の表面を一般式
（１）：

【０００８】

【化７】

【０００９】（ここで、Ｘは１価の加水分解性基であ
り、４個のＸは同じでもよいし異なっていてもよい）お
よび一般式（２）：

【００１０】

【化８】

【００１１】（ここで、Ｒ¹ は、アミノ基、ヒドロキシ
基およびエポキシ基からなる群から選ばれる基を１個以
上有する炭素数１〜２０の１価の有機基であり；Ｒ
² は、置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル
基、置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール
基、および、置換されていてもよい炭素数７〜２０のア
ラルキル基からなる群から選ばれる１価の基であり；Ｘ
は１価の加水分解性基であり；ｍは１〜３の整数であ
り；ｎは０〜２の整数であり；ｍ＋ｎは１〜３の整数で
あり；ｍが２または３であるときには、２または３個の
Ｒ¹ は同じでもよいし異なっていてもよい；ｎが２であ
るときには、２個のＲ² は同じでもよいし異なっていて
もよい；４−ｍ−ｎが２または３であるときには、２ま
たは３個のＸは同じでもよいし異なっていてもよい）で
示されるシラン化合物からなる群から選ばれる少なくと
も１つで処理してなる、スペーサーである。

【００１２】本発明の液晶表示板用スペーサーの製造方
法は、準備工程と表面処理工程とを含む。準備工程は、
有機質部分と無機質部分とを含み、前記無機質部分の割
合が無機酸化物換算量で１０〜９０ｗｔ％の範囲である
有機質無機質複合体粒子を準備する工程である。表面処
理工程は、有機質無機質複合体粒子の表面を一般式
（１）：

【００１３】

【化９】

【００１４】（ここで、Ｘは１価の加水分解性基であ
り、４個のＸは同じでもよいし異なっていてもよい）お
よび一般式（２）：

【００１５】

【化１０】

【００１６】（ここで、Ｒ¹ は、アミノ基、ヒドロキシ
基およびエポキシ基からなる群から選ばれる基を１個以
上有する炭素数１〜２０の１価の有機基であり；Ｒ
² は、置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル
基、置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール
基、および、置換されていてもよい炭素数７〜２０のア
ラルキル基からなる群から選ばれる１価の基であり；Ｘ
は１価の加水分解性基であり；ｍは１〜３の整数であ
り；ｎは０〜２の整数であり；ｍ＋ｎは１〜３の整数で
あり；ｍが２または３であるときには、２または３個の
Ｒ¹ は同じでもよいし異なっていてもよい；ｎが２であ
るときには、２個のＲ² は同じでもよいし異なっていて
もよい；４−ｍ−ｎが２または３であるときには、２ま
たは３個のＸは同じでもよいし異なっていてもよい）で
示されるシラン化合物からなる群から選ばれる少なくと
も１つで処理する工程である。

【００１７】本発明の液晶表示板用スペーサー、およ
び、本発明の製造方法では、表面処理に用いるシラン化
合物は、たとえば、テトラアルコキシシラン、グリシド
キシプロピルトリアルコキシシラン、グリシドキシプロ
ピルアルキルジアルコキシシラン、（エポキシシクロア
ルキル）アルキルトリアルコキシシラン、アミノプロピ
ルトリアルコキシシラン、アミノプロピルアルキルジア
ルコキシシラン、Ｎ置換−アミノプロピルトリアルコキ
シシラン、Ｎ置換−アミノプロピルアルキルジアルコキ
シシラン、ヒドロキシプロピルアルキルジアルコキシシ
ラン、及びヒドロキシプロピルトリアルコキシシランか
らなる群から選ばれる少なくとも１つである。

【００１８】本発明の液晶表示板用スペーサー、およ
び、本発明の製造方法では、シラン化合物が上記例示の
化合物であるか否かにかかわらず、有機質無機質複合体
粒子は、たとえば、有機ポリマー骨格とポリシロキサン
骨格とを含む。ここで、ポリシロキサン骨格の割合は、
有機質無機質複合体粒子の重量に対して、ＳｉＯ₂ 換算
量で２５〜８５ｗｔ％の範囲であり、ポリシロキサン骨
格は、有機ポリマー骨格中の少なくとも１個の炭素原子
にケイ素原子が直接化学結合した有機ケイ素を分子内に
有する。

【００１９】本発明の液晶表示板用スペーサー、およ
び、本発明の製造方法では、シラン化合物が前記例示の
化合物であるか否かにかかわらず、しかも、有機質無機
質複合体粒子が前記有機ポリマー骨格と前記ポリシロキ
サン骨格とを含むか否かにかかわらず、有機質無機質複
合体粒子が、一般式（３）：

【００２０】

【化１１】

【００２１】（ここで、Ｒ³ は水素原子またはメチル基
を示し；Ｒ⁴ は、置換基を有していても良い炭素数１〜
１０のアルキレン基を示し；Ｒ⁵ は、水素原子と、炭素
数１〜５のアルキル基と、炭素数２〜５のアシル基とか
らなる群から選ばれる少なくとも１つの１価基を示す）
で表される化合物およびその誘導体からなる群から選ば
れる少なくとも１つの加水分解・縮合可能なラジカル重
合性基含有シリコン化合物を加水分解・重縮合する縮合
工程と、前記縮合工程中および／または前記縮合工程後
に前記ラジカル重合性基をラジカル重合反応させる重合
工程と、を含む方法により作られるものであってもよ
い。

【００２２】本発明の液晶表示板は、電極基板間に介在
させるスペーサーとして、本発明の液晶表示板用スペー
サーが用いられてなる。

【００２３】

【手段の説明】

〔液晶表示板用スペーサーとその製造方法〕本発明の液
晶表示板用スペーサーを構成する粒子は、有機質部分と
無機質部分とを含む有機質無機質複合体粒子であり、無
機質部分の割合が、前記複合体粒子の重量に対して、無
機酸化物換算量で１０〜９０ｗｔ％、好ましくは２５〜
８５ｗｔ％、さらに好ましくは３０〜８０ｗｔ％の範囲
である。無機質部分の割合を示す無機酸化物換算量は、
有機質無機質複合体粒子を空気中などの酸化雰囲気中で
高温（たとえば１０００℃）で焼成した前後の重量を測
定することにより求めた重量百分率である。このような
複合体粒子は、たとえば特開平２−９７５０４号公報２
頁左下２行〜６頁右下１３行に記載されているシロキサ
ン架橋重合体粒子、特願平６−１６００１９号の明細書
７頁１３行〜８頁４行、１０頁１６行〜１４頁下から３
行、１５頁３行〜１８頁３行に記載されている有機質無
機質複合体粒子、特願平６−１６００１９号の明細書８
頁５行〜１０頁６行、１８頁４行〜３１頁８行、３８頁
２２行〜４７頁１３行に記載されている有機質無機質複
合体粒子の製造方法により作られた有機質無機質複合体
粒子等が挙げられる。

【００２４】有機質無機質複合体粒子の前記無機酸化物
換算量が前記範囲を下回ると、前記シラン化合物で表面
処理されにくくなって異常配向を抑制しにくくなること
があり、また、前記範囲を上回ると、異常配向を防止で
きにくくなると共に硬すぎて配向膜の損傷やＴＦＴの断
線が生じやすくなることがある。本発明に用いられる最
も好ましい有機質無機質複合体粒子は、有機ポリマー骨
格と、有機ポリマー骨格中の少なくとも１個の炭素原子
にケイ素原子が直接化学結合した有機ケイ素を分子内に
有するポリシロキサン骨格とを含み、ポリシロキサン骨
格の割合が、複合体粒子の重量に対して、ＳｉＯ₂ 換算
量で２５〜８５ｗｔ％の範囲であるものである。この理
由は、該複合体粒子を上述のシラン化合物で表面処理し
た粒子は、配向膜の損傷やＴＦＴの断線を起こしにく
く、かつ、異常配向が最も抑制されるからである。ポリ
シロキサン骨格の割合を示すＳｉＯ₂換算量は、有機質
無機質複合体粒子を空気などの酸化性雰囲気中で１００
０℃以上の温度で焼成した前後の重量を測定することに
より求めた重量百分率である。

【００２５】この最も好ましい有機質無機質複合体粒子
を製造する方法の例は、たとえば次のとおりである。一
般式（３）：

【００２６】

【化１２】

【００２７】（ここで、Ｒ³ は水素原子またはメチル基
を示し；Ｒ⁴ は、置換基を有していても良い炭素数１〜
１０のアルキレン基を示し；Ｒ⁵ は、水素原子と、炭素
数１〜５のアルキル基と、炭素数２〜５のアシル基とか
らなる群から選ばれる少なくとも１つの１価基を示す）
で表される化合物およびその誘導体からなる群から選ば
れる少なくとも１つの加水分解・縮合可能なラジカル重
合性基含有シリコン化合物を用いて加水分解・重縮合し
ながら（縮合工程中）、および／または、加水分解・重
縮合した後（縮合工程後）にラジカル重合性基をラジカ
ル重合反応させ（重合工程）、場合により、残存するシ
ラノール基を重縮合する（再縮合工程）ことにより、上
記最も好ましい有機質無機質複合体粒子が得られる。

【００２８】一般式（３）で表される化合物の具体例と
しては、たとえば、γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキ
シシラン、γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ
−メタクリロキシプロピルトリアセトキシシラン等であ
り、これらのうちのいずれか１つが単独で使用された
り、２以上が併用されたりする。一般式（３）で表され
る化合物の誘導体としては、たとえば、一般式（３）で
表される化合物の有する一部のＲ⁵ Ｏ基がβ−ジカルボ
ニル基および／または他のキレート化合物を形成し得る
基で置換された化合物と、一般式（３）で表される化合
物および／またはそのキレート化合物を部分的に加水分
解・重縮合して得られた低縮合物とからなる群から選ば
れる少なくとも１つである。

【００２９】加水分解・縮合可能なラジカル重合性基含
有シリコン化合物を加水分解・重縮合する際に、他の加
水分解・縮合可能な金属化合物やシリカゾル等を併用し
てもよい。加水分解・縮合可能な金属化合物の具体例と
しては、たとえば、テトラメトキシシラン・テトラエト
キシシラン・テトラプロポキシシラン・テトラブトキシ
シラン等のテトラアルコキシシラン、メチルトリメトキ
シシラン・メチルトリエトキシシラン・エチルトリメト
キシシラン等のトリアルコキシシラン、および、これら
のテトラアルコキシシランおよび／またはトリアルコキ
シシランの低縮合物等の有機ケイ素化合物と、これらの
有機ケイ素化合物のＳｉがＴｉ、Ｚｒ、Ａｌ等の金属に
置換された有機金属化合物とからなる群から選ばれる少
なくとも１つが挙げられる。また、シリカゾルとして
は、たとえば平均粒子径３０ｎｍ以下のシリカ微粒子が
水および／またはアルコール等有機溶媒に分散したスラ
リーが挙げられる。

【００３０】ラジカル重合性基をラジカル重合反応させ
る際に、ラジカル重合性基とラジカル重合可能な有機基
を有する有機モノマーを共存させても良い。再縮合工程
とは、上記した加水分解・重縮合反応及びラジカル重合
反応の終了後、残存するシラノール基の縮合を促進させ
る工程であり、複合体粒子の硬度等が向上し、電極基板
上への散布個数が低減され、液晶表示板の表示品位が向
上する。該再縮合工程では、たとえば有機溶媒中で加熱
すれば良く、縮合を促進させるために、触媒として、ジ
ブチル錫ジアセテート、ジブチル錫シラウレート、ジブ
チル錫ジエチルヘキサノエート、ジブチル錫ジマレエー
ト等の有機錫化合物等や酸性リン酸エステル等を使用し
ても良い。

【００３１】一般式（１）および（２）で示されるシラ
ン化合物を次に説明する。一般式（１）および（２）に
おいて、Ｘは１価の加水分解性基であれば特に限定され
ないが、たとえば、アルコキシ基とアシロキシ基とハロ
ゲン原子とからなる群から選ばれる少なくとも１つの基
が挙げられる。ここで挙げた１価の基の中で好ましいＸ
は、加水分解副生成物が容易に除去できるという点か
ら、炭素数１〜５のアルコキシ基と炭素数２〜５のアシ
ロキシ基とからなる群から選ばれる少なくとも１つの基
である。１分子中にＸが２個以上ある場合には、全部同
じであってもよいし少なくとも１個が異なっていてもよ
い。

【００３２】一般式（２）において、Ｒ¹ は、アミノ
基、ヒドロキシ基およびエポキシ基からなる群から選ば
れる基を１個以上有する炭素数１〜２０の１価の有機基
であれば特に限定されない。Ｒ¹ の具体例としては、た
とえば、γ−アミノプロピル基、γ−ジメチルアミノプ
ロピル基、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピル
基、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピル基、２−アミノ
エチルアミノメチル基、２−（２−アミノエチルチオエ
チル）基、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エ
チル基、γ−グリシドキシプロピル基、３−ヒドロキシ
プロピル基等が挙げられる。

【００３３】一般式（２）において、Ｒ² は、置換され
ていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換されて
いてもよい炭素数６〜２０のアリール基、および、置換
されていてもよい炭素数７〜２０のアラルキル基からな
る群から選ばれる１価の基であれば特に限定されない。
Ｒ² の具体例としては、たとえば、メチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、デシル基、ド
デシル基、オクタデシル基等の炭素数１〜２０のアルキ
ル基；これら炭素数１〜２０のアルキル基の水素原子の
１個以上がハロゲン原子に置換された基；それら炭素数
１〜２０のアルキル基の水素原子の１個以上がアルコキ
シ基に置換された基；フェニル基、トリル基等の炭素数
６〜２０のアリール基；これら炭素数６〜２０のアリー
ル基の水素原子の１個以上がハロゲン原子に置換された
基；ベンジル基等の炭素数７〜２０のアラルキル基；こ
れら炭素数７〜２０のアラルキル基の水素原子の１個以
上がハロゲン原子に置換された基などが挙げられる。

【００３４】一般式（１）および（２）で示されるシラ
ン化合物は、たとえば、テトラアルコキシシラン、グリ
シドキシプロピルトリアルコキシシラン、グリシドキシ
プロピルアルキルジアルコキシシラン、（エポキシシク
ロアルキル）アルキルトリアルコキシシラン、アミノプ
ロピルトリアルコキシシラン、アミノプロピルアルキル
ジアルコキシシラン、Ｎ置換−アミノプロピルトリアル
コキシシラン、Ｎ置換−アミノプロピルアルキルジアル
コキシシラン、ヒドロキシプロピルアルキルジアルコキ
シシラン、及びヒドロキシプロピルトリアルコキシシラ
ンからなる群から選ばれる少なくとも１つである。

【００３５】一般式（１）および（２）で示されるシラ
ン化合物のうち、異常配向を特に抑制できる点で、テト
ラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、γ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピ
ルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピル
メチルジエトキシシラン、β−（３，４−エポキシシク
ロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、γ−ジメチルアミノプロピルトリメトキ
シシラン、γ−ジメチルアミノプロピルトリエトキシシ
ラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェ
ニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−フ
ェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシランからな
る群から選ばれる少なくとも１つが特に好ましい。

【００３６】本発明に使用される有機質無機質複合体粒
子の表面を上述のシラン化合物で処理する方法は従来公
知の方法が採用され、特に限定されるものではないが、
たとえば以下に示す方法がある。 シラン化合物を含む処理液中に複合体粒子を浸漬し
た後、そのまままたは濾過した後乾燥する。 シラン化合物を含む処理液を複合体粒子に噴霧また
は塗布し乾燥する。 シラン化合物を気化させ、そのガスを複合体粒子と
接触させる。

【００３７】使用されるシラン化合物の量は特に限定さ
れないが、複合体粒子の重量に対して、たとえば０．１
〜５００ｗｔ％、好ましくは０．５〜１００ｗｔ％、よ
り好ましくは１〜５０ｗｔ％の範囲である。前記範囲内
であると表面処理効果が高いが、前記範囲を外れると表
面処理効果が低くなるおそれがある。乾燥温度及び時間
は特に限定されない。温度は４０〜２５０℃が好まし
く、６０〜２００℃がさらに好ましい。時間は１０分〜
１２時間が好ましく、３０分〜５時間がさらに好まし
い。乾燥のための温度または時間が前記範囲を外れると
表面処理効果が低くなるおそれがある。

【００３８】有機質無機質複合体粒子の表面を上記シラ
ン化合物で処理して得られる表面処理粒子からなるスペ
ーサーは、液晶分子の異常配向が抑制される粒子とな
る。本発明の液晶表示板用スペーサーは、スペーサーを
構成する粒子が、たとえば０．５μｍ以上、好ましくは
０．５〜５０μｍ、より好ましくは１〜２５μｍ、もっ
と好ましくは１．５〜２０μｍの平均粒子径を有する。
前記範囲を下回ると、電極基板間に隙間形成するのが困
難であり、前記範囲を上回ると、液晶表示板用スペーサ
ーとして用いられない領域である。また、本発明の液晶
表示板用スペーサーは、光抜けを防止して液晶表示板の
表示品位を更に高めるために、たとえば、顔料および／
または染料で着色された粒子であっても良い。また、本
発明の液晶表示板用スペーサーは、電極基板間の移動を
防止し、配向膜の損傷防止や隙間距離の均一性を保持し
て液晶表示板の表示品位を更に高めるために、たとえ
ば、加熱すると接着性を示す熱可塑性樹脂からなるかま
たは該熱可塑性樹脂を含む接着剤層で被覆された粒子で
あってもよい。 〔液晶表示板〕本発明の液晶表示板は、従来の液晶表示
板において、従来のスペーサーの代わりに、上述したよ
うな本発明の液晶表示板用スペーサーおよび／または本
発明の製造方法により得られた液晶表示板用スペーサー
を電極基板間に介在させたものである。

【００３９】本発明の液晶表示板は、たとえば、第１電
極基板と第２電極基板と液晶表示板用スペーサーとシー
ル材と液晶とを備えている。第１電極基板は、第１基板
と、第１基板の表面に形成された第１電極とを有する。
第２電極基板は、第２基板と、第２基板の表面に形成さ
れた第２電極とを有し、第１電極基板と対向している。
液晶表示板用スペーサーは、第１電極基板と第２電極基
板との間に介在しており、本発明の液晶表示板用スペー
サーおよび／または本発明の製造方法により得られた液
晶表示板用スペーサーである。シール材は、第１電極基
板と第２電極基板とを周辺部で接着する。液晶は、第１
電極基板と第２電極基板とシール材とで囲まれた空間に
充填されている。

【００４０】本発明の液晶表示板には、電極基板、シー
ル材、液晶など、スペーサー以外のものは従来と同様の
ものが同様のやり方で使用することができる。電極基板
は、ガラス基板、フィルム基板などの基板と、基板の表
面に形成された電極とを有しており、必要に応じて、基
板の表面に電極を覆うように形成された配向膜をさらに
有する。シール材としては、エポキシ樹脂接着シール材
などが使用される。液晶としては、従来より用いられて
いるものでよく、たとえば、ビフェニル系、フェニルシ
クロヘキサン系、シッフ塩基系、アゾ系、アゾキシ系、
安息香酸エステル系、ターフェニル系、シクロヘキシル
カルボン酸エステル系、ビフェニルシクロヘキサン系、
ピリミジン系、ジオキサン系、シクロヘキシルシクロヘ
キサンエステル系、シクロヘキシルエタン系、シクロヘ
キサン系などの液晶が使用できる。

【００４１】本発明の液晶表示板を作製する方法として
は、たとえば、本発明の液晶表示板用スペーサーおよび
／または本発明の製造方法により得られた液晶表示板用
スペーサーを面内スペーサーとして２枚の電極基板のう
ちの一方の電極基板に乾式法または湿式法により均一に
散布したものに、本発明の液晶表示板用スペーサーおよ
び／または本発明の製造方法により得られた液晶表示板
用スペーサーをシール部スペーサーとしてエポキシ樹脂
等の接着シール材に分散させた後、もう一方の電極基板
の接着シール部分にスクリーン印刷などの手段により塗
布したものを載せ、適度の圧力を加え、１００〜１８０
℃の温度で１〜６０分間の加熱、または、照射量４０〜
３００ｍＪ／cm² の紫外線照射により、接着シール材を
加熱硬化させた後、液晶を注入し、注入部を封止して、
液晶表示板を得る方法を挙げることができる。

【００４２】特に本発明の液晶表示板用スペーサーおよ
び／または本発明の製造方法により得られた液晶表示板
用スペーサーは、液晶の異常配向が抑制され液晶分子と
スペーサーの界面近傍で生じる異常配向領域が減少する
ためコントラストが高くなって表示品位の向上が図れ
る。本発明の液晶表示板は、従来の液晶表示板と同じ用
途に使用され、特に、テレビ、パーソナルコンピュータ
ー、ワードプロセッサー、プロジェクターなどの高級機
器の画像表示素子として有用である。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。 （合成例１）冷却管、温度計、滴下口のついた四つ口フ
ラスコ中に２５％アンモニア水溶液２．９ｇ、メタノー
ル１０．１ｇ、水１４１．１ｇを混合した溶液（Ａ液）
を入れ、２５±２℃に保持し、攪拌しながら該溶液中
に、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン３
２ｇ、メタノール５４ｇ、ラジカル重合開始剤として
２，２′−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリ
ル）０．１７ｇを混合した溶液（Ｂ液）を滴下口から添
加して、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラ
ンの加水分解・重縮合を行った。攪拌を継続しながら２
０分後、Ｎ₂ 雰囲気中で７０±５℃に加熱し、ラジカル
重合を行った。

【００４４】２時間加熱を続けた後、室温まで冷却し、
重合体粒子の懸濁体を得た。この懸濁体を濾過により固
液分離し、得られたケーキをメタノールによるデカンテ
ーションで３回洗浄し、真空乾燥機中で２００℃で２時
間真空乾燥して複合体粒子（１）を得た。得られた複合
体粒子（１）は、平均粒子径５．９５μｍ、変動係数
４．２％、ポリシロキサン骨格の割合が、複合体粒子
（１）の重量に対して、ＳｉＯ₂ 換算量で２４．５ｗｔ
％であった。複合体粒子（１）について、ＦＴ−ＩＲ分
析により、有機ポリマー骨格の−ＣＨ₂ −ＣＨ₂ −に帰
属されるスペクトル（６５０〜８００cm^-1）と−Ｓｉ−
ＣＨ₂ −に帰属されるスペクトル（１１５０〜１３００
cm^-1）とを確認した。

【００４５】これらの結果から、複合体粒子（１）は、
有機ポリマー骨格と、有機ポリマー骨格中の少なくとも
１個の炭素原子にケイ素原子が直接化学結合した有機ケ
イ素を分子内に有するポリシロキサン骨格とを含む有機
質無機質複合体粒子であることがわかる。 （実施例１）合成例１で得られた複合体粒子（１）５ｇ
を、シラン化合物としてγ−グリシドキシプロピルトリ
メトキシシラン２５ｇに分散させ攪拌しながら１００±
２℃で２時間加熱した。室温まで冷却後、濾過し、得ら
れたケーキを２００℃で真空乾燥して、表面処理粒子
（１）を得た。

【００４６】次に表面処理粒子（１）をスペーサーとし
て用いて以下の方法により液晶表示板を作製した。図１
にみるように、まず、３００mm×３４５mm×１．１mmの
下側のガラス基板１１１上に、電極（たとえば、透明電
極）５及びポリイミド配向膜４を形成した後、ラビング
を行って下側電極基板１１０を得た。その下側電極基板
１１０に、本発明の液晶表示板用スペーサー（この場
合、面内スペーサー）８を静電気分散方式による乾式法
により散布した。

【００４７】一方、３００mm×３４５mm×１．１mmの上
側ガラス基板１２上に、電極（たとえば、透明電極）５
及びポリイミド配向膜４を形成した後、ラビングを行っ
て上側電極基板１２０を得た。そして、エポキシ樹脂接
着シール材１１２中に本発明の液晶表示板用スペーサー
（この場合、シール部スペーサー）１１３が３０容量％
となるように分散させたものを、上側電極基板１２０の
接着シール部分にスクリーン印刷した。

【００４８】最後に、上下側電極基板１２０，１１０
を、電極５及び配向膜４がそれぞれ対向するように、本
発明のスペーサー８を介して貼り合わせ、４kg／cm² の
圧力を加え、１５０℃の温度で３０分間加熱し、接着シ
ール材１１２を加熱硬化させた。その後、２枚の電極基
板１２０，１１０の隙間を真空とし、さらに、大気圧に
戻すことにより、ＳＴＮ型液晶７を注入し、注入部を封
止した。そして、上下ガラス基板１２，１１１の外側に
ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系偏光膜６を貼り付け
て液晶表示板とした。

【００４９】上記のような方法により、スペーサーとし
て表面処理粒子（１）を使用した液晶表示板は、表面処
理粒子（１）の周辺部に粒径の４％程度の厚みの液晶の
異常配向領域が見られた以外は、隙間距離が均一化さ
れ、画像を形成しない面積が少なく、均一な表示品位で
あった。 （実施例２）シラン化合物を３−ヒドロキシプロピルト
リメトキシシランに代えたこと以外は実施例１と同様に
して表面処理粒子（２）を得た。

【００５０】表面処理粒子（２）について、実施例１と
同様にしてＳＴＮ型液晶表示板を作製したところ、表面
処理粒子（２）の周辺部に粒径の３％程度の厚みの液晶
の異常配向領域が見られた以外は、実施例１と同様に均
質な表示品位が得られた。 （実施例３）シラン化合物をγ−アミノプロピルトリメ
トキシシランに代えたこと以外は実施例１と同様にして
表面処理粒子（３）を得た。

【００５１】表面処理粒子（３）について、実施例１と
同様にしてＳＴＮ型液晶表示板を作製したところ、表面
処理粒子（３）の周辺部に粒径の４％程度の厚みの液晶
の異常配向領域が見られた以外は、実施例１と同様に均
質な表示品位が得られた。 （実施例４）シラン化合物をテトラメトキシシランに代
えたこと以外は実施例１と同様にして表面処理粒子
（４）を得た。

【００５２】表面処理粒子（４）について、実施例１と
同様にしてＳＴＮ型液晶表示板を作製したところ、表面
処理粒子（４）の周辺部に粒径の５％程度の厚みの液晶
の異常配向領域が見られた以外は、実施例１と同様に均
質な表示品位が得られた。 （比較例１）市販の液晶表示板用スペーサーである積水
ファインケミカル（株）製ミクロパールＳＰ（平均粒子
径６．０μｍでジビニルベンゼンを主成分とする架橋共
重合体粒子）について、実施例１と同様にしてＳＴＮ型
液晶表示板を作製したところ、スペーサー粒子の周辺部
に粒径の１２％程度の厚みの液晶の異常配向領域が見ら
れた。

【００５３】（比較例２）市販の液晶表示板用スペーサ
ーである触媒化成（株）製真絲球Ｈ（平均粒子径６．０
μｍのシリカ球状微粒子）について、実施例１と同様に
してＳＴＮ型液晶表示板を作製したところ、スペーサー
粒子の周辺部に粒径の１５％程度の厚みの液晶の異常配
向領域が見られた。

【００５４】（比較例３）市販の液晶表示板用スペーサ
ーである積水ファインケミカル（株）製ミクロパールＳ
Ｐ（平均粒子径６．０μｍでジビニルベンゼンを主成分
とする架橋共重合体粒子、１０００℃の酸化雰囲気中で
加熱した際の無機酸化物の含有率０％）５ｇをγ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン２５ｇ中に分散さ
せ攪拌しながら１００±２℃で２時間加熱した。室温ま
で冷却後、濾過し、得られたケーキを２００℃で真空乾
燥して、比較用表面処理粒子（１）を得た。比較用表面
処理粒子（１）について、実施例１と同様にしてＳＴＮ
型液晶表示板を作製したところ、比較用表面処理粒子
（１）の周辺部に粒径の１４％程度の厚みの液晶の異常
配向領域が見られた。

【００５５】（比較例４）市販の液晶表示板用スペーサ
ーである触媒化成（株）製真絲球Ｈ（平均粒子径６．０
μｍのシリカ球状微粒子、１０００℃の酸化雰囲気中で
加熱した際の無機酸化物の含有率１００％）５ｇをγ−
グリシドキシプロピルトリメトキシシラン２５ｇ中に分
散させ攪拌しながら１００±２℃で２時間加熱した。室
温まで冷却後、濾過し、得られたケーキを２００℃で真
空乾燥して、比較用表面処理粒子（２）を得た。比較用
表面処理粒子（２）について、実施例１と同様にしてＳ
ＴＮ型液晶表示板を作製したところ、比較用表面処理粒
子（１）の周辺部に粒径の１６％程度の厚みの液晶の異
常配向領域が見られた。

【００５６】以上の結果からわかるように、実施例１〜
４のスペーサーの異常配向領域は、比較例のスペーサー
のものに比べて、面積で１／４〜１／２５程度に減少し
ている。このため、本発明のスペーサーを用いた液晶表
示板、および、本発明の液晶表示板は、大型表示部また
は大型投影部の液晶表示板であっても表示品位の低下を
従来のものよりも小さくすることができる。

【００５７】

【発明の効果】本発明の液晶表示板用スペーサーは、有
機質部分と無機質部分とを含み無機質部分の割合が無機
酸化物換算量で１０〜９０ｗｔ％の範囲である有機質無
機質複合体粒子が、上記一般式（１）および（２）で示
されるシラン化合物からなる群から選ばれる少なくとも
１つで表面を処理されているので、液晶とスペーサーの
界面における液晶の異常配向を防止することが可能とな
り高表示品位の液晶表示板が得られる。

【００５８】本発明の製造方法は、有機質部分と無機質
部分とを含み、前記無機質部分の割合が無機酸化物換算
量で１０〜９０ｗｔ％の範囲である有機質無機質複合体
粒子を準備する準備工程と、有機質無機質複合体粒子の
表面を前記一般式（１）および前記一般式（２）で示さ
れるシラン化合物からなる群から選ばれる少なくとも１
つで処理する表面処理工程とを含むので、液晶とスペー
サーの界面における液晶の異常配向を防止することが可
能となり高表示品位の液晶表示板が得られる液晶表示板
用スペーサーを容易に作ることができる。

【００５９】本発明の液晶表示板用スペーサー、およ
び、本発明の製造方法により得られる液晶表示板用スペ
ーサーは、有機質無機質複合体粒子が、有機ポリマー骨
格と、有機ポリマー骨格中の少なくとも１個の炭素原子
にケイ素原子が直接化学結合した有機ケイ素を分子内に
有するポリシロキサン骨格とを含み、ポリシロキサン骨
格の割合が、この複合体粒子の重量に対して、ＳｉＯ₂
換算量で２５〜８５ｗｔ％の範囲であるときには、散布
個数を減少させることが可能となるという利点をさらに
有する。

【００６０】本発明の液晶表示板は、電極基板間に介在
させるスペーサーとして、本発明の液晶表示板用スペー
サーおよび／または本発明の製造方法により得られる液
晶表示板用スペーサーを用いてなるので、液晶の異常配
向が少なく、電極基板間の隙間距離を均一に設定しやす
く、表示面積の低下が少ない。このため、本発明の液晶
表示板は、高表示品位を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示板の１例を表す部分断面図で
ある。

【符号の説明】

７ 液晶 ８ 液晶表示板用スペーサー １１０ 電極基板 １１３ 液晶表示板用スペーサー １２０ 電極基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−80343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−238125（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−15209（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1339 G02F 1/13 101

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】有機質部分と無機質部分とを含み、前記無
   機質部分の割合が無機酸化物換算量で１０〜９０ｗｔ％
   の範囲である有機質無機質複合体粒子の表面を一般式
   （１）： 【化１】 （ここで、Ｘは１価の加水分解性基であり、４個のＸは
   同じでもよいし異なっていてもよい）および一般式
   （２）： 【化２】 （ここで、Ｒ¹ は、アミノ基、ヒドロキシ基およびエポ
   キシ基からなる群から選ばれる基を１個以上有する炭素
   数１〜２０の１価の有機基であり；Ｒ² は、置換されて
   いてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換されてい
   てもよい炭素数６〜２０のアリール基、および、置換さ
   れていてもよい炭素数７〜２０のアラルキル基からなる
   群から選ばれる１価の基であり；Ｘは１価の加水分解性
   基であり；ｍは１〜３の整数であり；ｎは０〜２の整数
   であり；ｍ＋ｎは１〜３の整数であり；ｍが２または３
   であるときには、２または３個のＲ¹ は同じでもよいし
   異なっていてもよい；ｎが２であるときには、２個のＲ
   ² は同じでもよいし異なっていてもよい；４−ｍ−ｎが
   ２または３であるときには、２または３個のＸは同じで
   もよいし異なっていてもよい）で示されるシラン化合物
   からなる群から選ばれる少なくとも１つで処理してな
   る、液晶表示板用スペーサー。
2. 【請求項２】 前記有機質無機質複合体粒子が、有機ポリ
   マー骨格と、前記有機ポリマー骨格中の少なくとも１個
   の炭素原子にケイ素原子が直接化学結合した有機ケイ素
   を分子内に有するポリシロキサン骨格とを含み、 前記ポリシロキサン骨格の割合が、前記複合体粒子の重
   量に対して、ＳｉＯ₂換算量で２５〜８５ｗｔ％の範囲
   である、 請求項１に記載の液晶表示板用スペーサー。
3. 【請求項３】 前記有機質無機質複合体粒子が、 一般式（３）：【化３】 （ここで、Ｒ³ は水素原子またはメチル基を示し；Ｒ⁴
   は、置換基を有していても良い炭素数１〜１０のアルキ
   レン基を示し；Ｒ⁵ は、水素原子と、炭素数１〜５のア
   ルキル基と、炭素数２〜５のアシル基とからなる群から
   選ばれる少なくとも１つの１価基を示す）で表される化
   合物およびその誘導体からなる群から選ばれる少なくと
   も１つの加水分解・縮合可能なラジカル重合性基含有シ
   リコン化合物を加水分解・重縮合する縮合工程と、 前記縮合工程中および／または前記縮合工程後に前記ラ
   ジカル重合性基をラジカル重合反応させる重合工程と、
   を含む方法により作られている、請求項１または２に記
   載の液晶表示板用スペーサー。
4. 【請求項４】 有機質部分と無機質部分とを含み、前記無
   機質部分の割合が無機酸化物換算量で１０〜９０ｗｔ％
   の範囲である有機質無機質複合体粒子を準備する準備工
   程と、前記有機質無機質複合体粒子の表面を一般式
   （１）：【化４】 （ここで、Ｘは１価の加水分解性基であり、４個のＸは
   同じでもよいし異なっていてもよい）および一般式
   （２）：【化５】 （ここで、Ｒ¹ は、アミノ基、ヒドロキシ基およびエポ
   キシ基からなる群から選ばれる基を１個以上有する炭素
   数１〜２０の１価の有機基であり；Ｒ² は、置換されて
   いてもよい炭素数１〜２０のアルキル基、置換されてい
   てもよい炭素数６〜２０のアリール基、および、置換さ
   れていてもよい炭素数７〜２０のアラルキル基からなる
   群から選ばれる１価の基であり；Ｘは１価の加水分解性
   基であり；ｍは１〜３の整数であり；ｎは０〜２の整数
   であり；ｍ＋ｎは１〜３の整数であり；ｍが２または３
   であるときには、２または３個のＲ¹ は同じでもよいし
   異なっていてもよい；ｎが２であるときには、２個のＲ
   ² は同じでもよいし異なっていてもよい；４−ｍ−ｎが
   ２または３であるときには、２または３個のＸは同じで
   もよいし異なっていてもよい）で示されるシラン化合物
   からなる群から選ばれる少なくとも１つで処理する表面
   処理工程と、 を含む液晶表示板用スペーサーの製造方法。
5. 【請求項５】 前記有機質無機質複合体粒子が、有機ポリ
   マー骨格と、前記有機ポリマー骨格中の少なくとも１個
   の炭素原子にケイ素原子が直接化学結合した有機ケイ素
   を分子内に有するポリシロキサン骨格とを含み、 前記ポリシロキサン骨格の割合が、前記複合体粒子の重
   量に対して、ＳｉＯ ₂ 換算量で２５〜８５ｗｔ％の範囲
   である、 請求項４に記載の液晶表示板用スペーサーの製造方法。
6. 【請求項６】 前記有機質無機質複合体粒子が、 一般式（３）： 【化６】 （ここで、Ｒ ³ は水素原子またはメチル基を示し；Ｒ ⁴
   は、置換基を有していても良い炭素数１〜１０のアルキ
   レン基を示し；Ｒ ⁵ は、水素原子と、炭素数１〜５のア
   ルキル基と、炭素数２〜５のアシル基とからなる群から
   選ばれる少なくとも１つの１価基を示す）で表される化
   合物およびその誘導体からなる群から選ばれる少なくと
   も１つの加水分解・縮合可能なラジカル重合性基含有シ
   リコン化合物を加水分解・重縮合する縮合工程と、 前記縮合工程中および／または前記縮合工程後に前記ラ
   ジカル重合性基をラジカル重合反応させる重合工程と、 を含む方法により作られる、請求項４または５に記載の
   液晶表示板用スペーサーの製造方法。
7. 【請求項７】 前記シラン化合物が、テトラアルコキシシ
   ラン、グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、グ
   リシドキシプロピルアルキルジアルコキシシラン、（エ
   ポキシシクロアルキル）アルキルトリアルコキシシラ
   ン、アミノプロピルトリアルコキシシラン、アミノプロ
   ピルアルキルジアルコキシシラン、Ｎ置換−アミノプロ
   ピルトリアルコキシシラン、Ｎ置換−アミノプロピルア
   ルキルジアルコキシシラン、ヒドロキシプロピルアルキ
   ルジアルコキシシラン、及びヒドロキシプロピルトリア
   ルコキシシランからなる群から選ばれる少なくとも１つ
   である、請求項４から６までのいずれかに記載の液晶表
   示板用スペーサーの製造方法。
8. 【請求項８】 電極基板間に介在させるスペーサーとし
   て、請求項１から３までのいずれかに記載の液晶表示板
   用スペーサーが用いられてなる液晶表示板。