JPH01207719A - 液晶素子用スペーサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶表示装置において対向する基板間を一定
間隔に規定するためのスペーサであり、球状粒子の耐炎
化焼成物からなる液晶素子用スペーサに関する。

［従来の技術］ 液晶表示装置は透明電極膜および配向膜を表面に形成し
てなる２枚の基板を一定間隔で対向配回し、間隙部分に
液晶を封入して構成されている。

この液晶層の厚さを均一に保持するためにギャップ制御
剤（スペーサ）を上記基板間に介在させている。

良好なスペーサとしては、ガラス球、アルミナ粒子、シ
リカ粒子、架橋ポリスチレン粒子などが用いられている
が、着色化、特に濃色に着色することが困難であるため
画像が白化するという欠点がおった。さらに、画像が白
化するとコントラスト比が低下し鮮明度の劣ったものと
なる問題があった。

本発明に近似した公知例として、プラスチック粒子を着
色した例が提案されているが（例えば、特開昭５７−１
８９１１７号公報）、具体性に乏しく、いまだ実用化さ
れているものは存在しない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記の課題を解決するために、スペーサとし
て粒子径の揃った球状樹脂粒子の耐炎化焼成物を用いる
ことにより、粒子が濃色化されているため表示画像の品
位が向上し、かつ該スペーサを経済性より１！！造する
技術を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため本発明は下記の構成からなる。

「下記（Ａ＞群から選ばれた樹脂を、２００℃〜７００
℃の温度範囲で熱処理した耐炎化焼成物であり、かつ、
１〜３０μｍの平均粒子径を有する球状粒子であること
を特徴とする液晶素子用スペーサ。

（Ａ）群：セルロース類、リグニン、フルフリールアル
コール樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、キシ
レン・ホルムアルデヒド樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポ
リイミド類、ポリジビニルベンゼン、ポリアクリロニト
リル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール」 ・以下に本発明をさらに詳細に説明する。

本発明のスペーサに適用される樹脂としては、（Ａ＞群
に含まれる化合物であればどのようなもでもよいが、具
体的には、スチレン、メチルスチレン、ジビニルベンゼ
ン、アクリロニトリルなどのモノマを主成分としてなる
重合体および共重合体、ざらにはこれらの成分とともに
酢酸ビニル、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メ
タ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−
エチルヘキシル（メタ〉アクリレート、ラウリル（メタ
）アクリレート、ブタジェン、アクリルアミド、グリシ
ジル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メ
タ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート、（メ
タ）アクリル酸、エチレングリコールジメタクリレート
、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレ
ングリコールジメタクリレート、トリアリルイソシアヌ
レートなどのモノマを共重合成分として用いることも可
能である。ざらには、セルロース、リグニン、ヘミセル
ロース、ポリビニルアルコール、リグニン・ポリビニル
アルコール、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、フェノール樹脂、キシレン樹脂、フルアリルアルコ
ール樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポリフェニレンオキシ
ド、エポキシ樹脂などを挙げることができる。これらの
樹脂は、骨材として天然黒鉛、カーボンブラックなどの
微粉末を含有させてもよい。

これらの樹脂は、球状の形態を有していることが必要で
ある。不定形であると精密に基板間隙を保持することが
困難である。球状の樹脂粒子を得る方法としては、１）
乳化重合、シード乳化重合、非水系分散重合、懸濁重合
、膨潤重合等の重合法を用いて重合性上ツマ−を（均一
）粒子状に重合する方法、２）スプレードライ法、３）
再沈法、４）乳化法などがあり、使用する樹脂に応じて
適宜選択して用いるのがよい。

以上のようにして１ｑられた球状樹脂粒子は、平均粒子
径が１〜３０μｍの範囲にあることが好ましい。この理
由は、通常の液晶表示装置の液晶層の厚みが、はぼ２〜
２０μｍのうちのある特定の厚さであるからである。ま
た、より精度よく基板間隙を規定するために、球状樹脂
粒子の粒子径変動率は２０％以下であることが好ましい
。ここで、粒子径変動率とは、粒子径分布の標準偏差（
σ）を平均粒子径で割って、１００倍した値をいう。

上述の球状樹脂粒子の製造方法の中で、シード乳化重合
、非水系分散重合および膨潤重合法は、調製時に粒子径
の揃った単分散性の粒子を得ることが可能であるが、他
の方法は、一般に粒子径分布の広い粒子が生成する。そ
こで、上記の限定された範囲の平均粒子径および粒子径
変動率を有する樹脂粒子を得るために、調製後の粒子は
、分級する必要がある。その方法は特に限定するもので
はないが、風選、液体あるいは乾式サイクロン、湿式あ
るいは乾式節分け、水ひ法などが挙げられ、これらは一
般に組合せて使用するのが好ましい。

なお、分級操作は、後述する耐炎化焼成処理後に行なっ
てもよい。

以上のようにして調製された球状樹脂粒子は、耐炎化焼
成処理される。この耐炎化焼成処理によって粒子は濃色
（通常は黒色）を呈するようになる。ここで、耐炎化焼
成処理とは、一般に炭素繊維の定義に準するものであり
、２００〜７００℃の範囲の温度で焼成する方法である
（炭素繊維の定義については、例えば、大谷杉部・木村
真著「炭素繊維」、近代編集社、に詳細に記載されてい
る）。さらに高温で処理し、炭素化あるいは黒鉛化の段
階まで行なうことも可能であるが、電気抵抗が小さくな
り過ぎること、コスト高になるなどの問題が生じるため
、および耐炎化焼成処理によって本発明の目的でおる濃
色（黒色）化を充分に達成できることなどから、２００
〜７００℃での耐炎化焼成処理が好ましい。耐炎化焼成
処理に際し、特に熱可塑性樹脂の場合、焼成中の粒子間
の融着を防止する目的で球状樹脂粒子をシリコーン等で
表面処理するのが好ましい。

本発明において、スペーサはその表面に樹脂が被覆され
ていてもよい。このようにすれば配向膜をより傷つき難
くすることができる。また、この樹脂が接着機能を有し
ている場合は、外側からの負荷のみならず、基板内から
の負荷に対しても耐性を示すようになるため、より一層
の精密な基板間隙の制御が可能となる。

樹脂成分おるいは接着成分が被覆されたスペーサの場合
、粒子径変動率は３０％以下であることが好ましい。粒
子径変動率が３０％を越えると基板間隙を均一に精度よ
く規定することが難しい。

本発明のスペーサは、液晶の種類あるいは液晶層の厚み
にもよるが、表示面内に１平方ミリメートル当り１〜１
０００個、好ましくは５〜５００個、さらに好ましくは
１０〜２５０個の範囲で存在させて使用するのがよい。

本発明のスペーサは、ＴＮ、ＳＴＮ、ＦＬＣ液晶おるい
はＴＰＴ、ゲスト−ホスト方式の液晶などを用いたいか
なる液晶表示体にも有効であり、特に、黒色であるため
にカラー表示用素子には好適である。また、表示体は、
ポケットテレビ、壁掛はテレビ、パソコン端末機、ワー
プロ表示体、液晶シャッター、車載用デイスプレーなど
その種類は問わない。

［実施例］ 以下に本発明の実施例を挙げるが、本発明はこれに限定
されるものではない。

実施例１ スチレン４０重間部、アクリロニトリル５０重量部、ジ
ビニルベンゼン１０重量部およびアゾビスイソブチロニ
トリル０．９重但部をラウリル硫酸ナトリウム０．９重
量部が溶解した水２５０重量部中に投入し、室温下、ホ
モジナイザーで分散処理を行なった後、系内の温度を７
０℃に昇温し、ゆるやかに撹拌しながら１５時間反応さ
せた。得られた重合体粒子は、平均粒子径９．３μｍで
２〜１７μｍの粒径分布を有していた。

次に、該重合体粒子を液体サイクロンで粗分級後、水ひ
分級によって精密分級を行ない、濾過脱水、乾燥して平
均粒子径９．１μｍの球状樹脂粒子を冑だ。

ざらに、該粒子を窒素雰囲気下３５０℃の焼成炉中で耐
炎化焼成処理して、平均粒子径７．２μｍ１粒子径変動
率１．７％の黒色球状粒子を得た。

該黒色球状粒子スペーサを周辺部にシール材が塗布され
、表面に透明電極膜さらにポリイミドよりなる配向膜を
形成したガラス基板に１平方ミリメートル当り約２０個
散布した。散布は、フレオン／アルコール（９６／４）
溶液中に分散させ噴霧散布を行なった。該スペーサは上
記溶液中での分散性も良好で必り、顕微鏡観察によって
、基板上で１個１個独立に存在していることが確認され
た。次に、加熱プレスで１８０℃、１時間加熱加圧して
セルを形成した。このセル中にＳＴＮ用液用液性入しパ
ネルを作成した。得られたパネルの画像中には白化点は
認められず、コントラスト比の優れたものであった。ま
た、干渉色も全面にわたって均一であることから液晶層
の厚みも精密に規定されていることがわかった。

実施例２ セルロースアセテート（商品名ｒＣＡ−３９８−６Ｊ　
、　ＥａｓｔｍａｎＫｏｄａｋ社製）１００重量部に塩
化メチレン７５重Ｍ部を添加、溶解してセルロースアセ
テート溶液を得た。該溶液を室温で８００ｒｐｍの撹拌
速度で撹拌しながら６％濃度のポリビニルアルコール（
商品名「ゴーセノールＧＬ−０５」９日本合成化学■製
）水溶液１２０重量部を１０分間で連続的に添加し乳化
液を得た。該乳化液をゆっくり撹拌しながら４０℃に昇
温し塩化メチレンを連敗除去し、セルロースアセテート
球状粒子の分散液を得た。次に、該分散液に１０％濃度
の水酸化ナトリウムアルコール溶液６００重Ｍ部を添加
し、室温で２４時間ゆっくり撹拌して脱アセチル化を行
なった後、酢酸で中和し、濾過脱水、洗浄、乾燥して平
均粒子径が８．９μｍで１〜２５μｍの粒径分布を有す
るセルロース球状粒子を得た。

さらに、実施例１と同様に分級および耐炎化焼成処理を
行なって、平均粒子径７．０μｍ１粒子径変動率１．８
％の黒色球状粒子を得た。

該黒色球状粒子スペーサを実施例１と同様にして用いて
液晶セルを作製したところ、画像中には白化点が認めら
れず画質の優れたものであった。

［発明の効果］ 本発明のスペーサは炭素固有の黒色であり、画像が白化
しコントラスト比が低下することがないので画像品位が
著しく向上する。しかも、染料や顔料等を使用していな
いので液晶などに色が溶出せず安定性に優れるといった
効果を有する。ざらには、吸水率が低い、寸法安定性が
良い、耐熱性・耐薬品性に優れている、比較的安価であ
るなどの利点を有している。

また、表面を樹脂成分、特に接着剤で被覆したものにつ
いては、基板内からの負荷に対しても耐性を示し、−層
精密な基板間隙の制御が可能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記（Ａ）群から選ばれた樹脂を、２００℃〜７
   ００℃の温度範囲で熱処理した耐炎化焼成物であり、か
   つ、１〜３０μｍの平均粒子径を有する球状粒子である
   ことを特徴とする液晶素子用スペーサ。 （Ａ）群：セルロース類、リグニン、フルフリールアル
   コール樹脂、フェノール・ホルムアルデヒド樹脂、キシ
   レン・ホルムアルデヒド樹脂、ポリ塩化ビニリデン、ポ
   リイミド、ポリジビニルベンゼン、ポリアクリロニトリ
   ル、ポリスチレン、ポリビニルアルコール
2. （２）耐炎化焼成物の粒子の表面に樹脂成分が被覆され
   ていることを特徴とする請求項（１）記載の液晶素子用
   スペーサ。