JPH04313727A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH04313727A
JPH04313727A JP3011988A JP1198891A JPH04313727A JP H04313727 A JPH04313727 A JP H04313727A JP 3011988 A JP3011988 A JP 3011988A JP 1198891 A JP1198891 A JP 1198891A JP H04313727 A JPH04313727 A JP H04313727A
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示用スペーサ及
び液晶表示装置に関するもので、特に１．０ｍｍｔ以下
の薄板基板を使用する際に発生するセルギャップムラ（
液晶層厚みの場所による変動）を改善し、均質な表示を
実現した液晶表示用スペーサ及び液晶表示装置に関する
ものである。本発明の液晶表示装置は主に、パソコン、
ワープロ等のＯＡ機器用の表示装置として使用されるも
のである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】液晶表
示装置は図１に示すように、透明電極２、配向膜３を配
備した２枚の基板１がスペーサ５を介して対向する構造
を有している。このような液晶表示装置に使用している
スペーサ５としては、従来はジビニルベンゼン等を主成
分とするプラスチックビーズが主体で、粒子直径の１０
％が変位した時点の圧縮弾性率が３００　〜３５０　ｋ
ｇ／ｍｍ２　、平均粒子径が３〜１０μｍ　、粒子径標
準偏差が平均粒子径の１０％以下の特性を有するものを
使用する事が一般的であった。
【０００３】尚、本明細書において、粒子直径の１０％
が変位した時点の圧縮弾性率（１０％圧縮弾性率）とは
、下記方法により測定した値である。
【０００４】＜１０％圧縮弾性率の測定方法＞島津粉体
圧縮試験機（（株）島津製作所製　ＰＣＴ−２００）に
より、試料台上に散布した試料粒子１個について、粒子
の中心方向へ荷重をかけ、荷重−圧縮変位を測定し、１
０％変位時の荷重を求めた。これを次式に代入し、１０
％圧縮弾性率を算出した。この操作を異なる３個の粒子
について行い、その平均値を粒子の１０％圧縮弾性率と
した。なお、測定は室温で行った。
【０００５】
【数１】
【０００６】 　　　　ここで、Ｅ　；圧縮弾性率（ｋｇ／ｍｍ２）　
　　　　　　　　　　　Ｆ　；圧縮荷重（ｋｇ）　　　
　　　　　　　　　Ｋ　；粒子のポアソン比（定数，　
０．３８）　　　Ｓ　；圧縮変位（ｍｍ）　　　　　　
　　　　　　Ｒ　；粒子の半径（ｍｍ）　　上記従来の
技術では、　１．１ｍｍｔ　以上の厚みを有するガラス
基板を使用する場合に於いては特に問題が無いが、薄型
基板（特に１．０　ｍｍｔ　以下のもの、例えば０．３
〜０．７　ｍｍｔ　のガラス基板、０．１　〜０．７　
ｍｍｔ　のプラスチック基板）を使用する場合に於いて
は、スペーサの場所による介在数の差等が、セルギャッ
プムラとして発現し易い事がわかった。即ち上記セルギ
ャップムラの発生メカニズムは、基板がタワミ易いため
、減圧条件下の液晶注入工程で、スペーサの場所による
介在数の変動（例えば１００　±３０ケ／ｍｍφ）に対
応して、スペーサ介在数が多い部分（例えば１３０　ケ
／ｍｍφ部）ではスペーサ変形量が小さく、スペーサ介
在数が少ない部分（例えば７０ケ／ｍｍφ部）ではスペ
ーサ変形量が大きくなり、このようにスペーサの変形量
が場所により変動する為に発生するものと思われる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の、
特に薄板基板使用時のセルギャップムラを解決する手段
として、変形し難いスペーサを使用することが効果的で
ある事を見い出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】即ち、本発明は、粒子直径の１０％が変位
した時点の圧縮弾性率が　３７０〜　５５０ｋｇ／ｍｍ
２　であることを特徴とする液晶表示用スペーサ、及び
透明電極、配向膜を配備した２枚の基板がスペーサを介
して対向する構造を有する液晶表示装置において、スペ
ーサとして上記の液晶表示用スペーサを用いることを特
徴とする液晶表示装置を提供するものである。
【０００９】本発明のスペーサは、従来スペーサに比較
して圧縮弾性率が高いため、加圧により変形し難く、ス
ペーサの場所による介在数が多少変動してもセルギャッ
プムラが発生しにくくなる。しかしながら、反面におい
て、変形し難いが故に粒子径の変動がセルギャップムラ
として発現し易い傾向を有する。従って、粒径標準偏差
は小さいことが望ましく、例えば薄板基板（例えば０．
３　〜０．７　ｍｍｔ　のガラス基板、０．１　〜０．
７　ｍｍｔ　のプラスチック基板）使用時、粒径標準偏
差σは平均粒子径の１０％以下に抑える事が均質セルギ
ャップを実現する為に有効である。
【００１０】上記プラスチック基板の材料としては、ポ
リエーテルスルホン（ＰＥＳ）　、ポリエチレンテレフ
タレート（ＰＥＴ）　、ポリカーボネート、ポリアリレ
ート、アクリル系樹脂などが適している。
【００１１】１０％圧縮弾性率が　５５０ｋｇ／ｍｍ２
　より大きいスペーサ（例えばベンゾグアナミン系硬質
プラスチックビーズ）を用いると、スペーサがほとんど
変形しないので粒径標準偏差σ≒０μｍ　に抑える必要
があり、薄型基板使用時の実用には適さない。
【００１２】本発明のスペーサは、上記のように特定の
１０％圧縮弾性率を有するものであり、その製法、組成
等は特に限定されるものではない。例えば架橋密度を高
めたビニル系プラスチックビーズが挙げられ、架橋性単
量体を多く用いたり、重合開始剤を多く用いて懸濁重合
を行うことにより製造することができる。
【００１３】上記架橋性単量体としては、ラジカル重合
可能な不飽和二重結合を２個以上有する架橋性単量体で
あれば特に限定されるものでない。例えば、ジビニルベ
ンゼン、１，４　−ジビニロキシブタン、ジビニルスル
ホン等のビニル化合物；ジアリルフタレート、ジアリル
アクリルアミド、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等のアリル化合物；（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）　アクリレート等の
（ポリ）オキシアルキレングリコールジ（メタ）アクリ
レート；ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレ
ート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート
、ペンタエリスリトールジ（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）アクリレート及びグリ
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。これらの架橋性単
量体は単独又は２種以上混合して用いることができ、特
にジビニルベンゼンが好ましい。
【００１４】又、上記ビニル系プラスチックビーズの製
造に用いられる非架橋性単量体としては、ラジカル重合
可能な、架橋性単量体以外の全ての単量体を用いること
ができるが、例えばスチレン、ｐ−（ｍ−）メチルスチ
レン、ｐ−（ｍ−）　エチルスチレン、ｐ−（ｍ−）　
クロロスチレン、ｐ−（ｍ−）クロロメチルスチレン、
スチレンスルホン酸、ｐ−（ｍ−）ｔ−ブトキシスチレ
ン、α−メチル−ｐ−ｔ　−アミロキシスチレン、ｐ−
ｔ　−アミロキシスチレン等のスチレン系モノマー；（
メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸２−エチ
ルヘキシル、（メタ）アクリル酸ラウリル、ジメチルア
ミノエチル（メタ）　アクリレート、ジエチルアミノエ
チル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）
アクリレート、ジエチレングリコールモノ（メタ）アク
リレート、グリセロールモノ（メタ）アクリレート、ポ
リエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ブタ
ンジオールモノ（メタ）アクリレート等の（メタ）アク
リル酸エステル系モノマー；（メタ）アクリル酸、マレ
イン酸等の不飽和カルボン酸系モノマー；メチルビニル
エーテル、エチルビニルエーテル等のアルキルビニルエ
ーテル；酢酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル系
モノマー；Ｎ　−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−
エチル（メタ）アクリルアミド等のＮ　−アルキル置換
（メタ）アクリルアミド；（メタ）アクリロニトリル等
のニトリル系モノマーが挙げられる。これらの非架橋性
単量体は単独又は２種以上混合して用いることができる
。
【００１５】前記架橋性単量体と非架橋性単量体の混合
割合は、架橋性単量体が５０重量％以上、特に７０重量
％以上が好ましい。前記混合割合よりも架橋性単量体が
少ない場合には充分な圧縮弾性率が得られないため好ま
しくない。
【００１６】一方、前記重合開始剤としては、アゾ系化
合物、過酸化物等のラジカル発生剤が挙げられるが、本
発明の目的には例えば過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロ
イル等の過酸化物系のラジカル重合開始剤が好ましい。 その使用量は重合性単量体に対して３〜１０重量％、よ
り好ましくは４〜７重量％である。重合開始剤の使用量
が少なすぎても、多すぎても適当な圧縮弾性率のプラス
チックビーズが得られない。
【００１７】本発明の液晶表示装置は、上記のような粒
子直径の１０％が変位した時点の圧縮弾性率が　３７０
〜　５５０ｋｇ／ｍｍ２である液晶表示用スペーサを用
い、図１に示すように、表面に所定の電極パターンを有
する透明電極２及びその上を覆う配向膜３を備えた上下
２枚の透光性基板１を、スペーサ５を介して対向するよ
うに配置することにより得られる。図１において、液晶
層６はエポキシ樹脂などによるシール材４によって保持
されている。７は上下に配備された一対の偏光板である
。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。なお、実施例中「部」は重量部を示す。
【００１９】合成例１ ポリビニルアルコール（日本合成化学工業（株）製ＧＨ
−１７、ケン化度８６．５〜８９ｍｏｌ％）の３％水溶
液　８００部に、ジビニルベンゼン（純度８１％、新日
鐡化学（株）製ＤＶＢ−８１０）８０部、エチレングリ
コールジメタクリレート（新中村化学工業（株）製ＮＫ
−エステル１Ｇ）２０部、過酸化ベンゾイル５部の混合
液を加えて微分散させ、撹拌しながら窒素気流下８０℃
で１５時間重合を行った。得られた微粒子をイオン交換
水及び溶剤で洗浄後、分級操作を施し、更に単離乾燥し
て平均粒子径　６．０μｍ、標準偏差が　０．４μｍ　
である架橋重合体微粒子を得た。
【００２０】得られた架橋重合体微粒子の１０％圧縮弾
性率（平均値）は３８０　ｋｇ／ｍｍ２　であった。
【００２１】合成例２ 合成例１において過酸化ベンゾイルを７部とした以外は
合成例１と同じ方法により平均粒子径　７．５μｍ　、
標準偏差が　０．５μｍ　の架橋重合体微粒子を得た。
【００２２】この架橋重合体微粒子の１０％圧縮弾性率
（平均値）を評価したところ　４２０ｋｇ／ｍｍ２　で
あった。
【００２３】実施例１ スペーサとして合成例１で得られた架橋重合体微粒子を
用いたプラスチック液晶表示装置の場合について説明す
る。図１の透光性基板１として、セルサイズ約６インチ
、厚さ０．４　ｍｍｔ　の、ハードコート処理を施した
ＰＥＳ　基板とＰＥＴ　基板とを用い、セルギャップを
６．０　μｍ　に設定した場合の例を図２及び図３に示
す。図３は従来のプラスチックビーズ（積水ファインケ
ミカル（株）製ミクロパールＳＰ、１０％圧縮弾性率が
３２０　ｋｇ／ｍｍ２　、平均粒子径が６．０μｍ、粒
子径標準偏差σが０．４μｍ　）をスペーサとして用い
、シール部分から充分離れた所の液晶表示素子のセルギ
ャップを測定したものである。横軸の測定距離０〜１０
ｍｍに対し、縦軸にセルギャップ（μｍ）を取ったもの
であり、このデータでは６．００μｍ　を中心に５．９
０μｍから６．１１μｍ　の範囲に大きくばらついてい
る。一方、図２は合成例１で得られた本発明の高圧縮弾
性率のプラスチックビーズを用いた場合であり、セルギ
ャップは６．００μｍ　を中心に５．９５μｍ　から６
．０３μｍ　の範囲に小さく分布し、本発明の高圧縮弾
性率のプラスチックビーズを用いた場合の効果が明示さ
れている。
【００２４】また上下２枚の透光性基板として、０．７
　ｍｍｔ　のガラス基板と０．４　ｍｍｔ　のプラスチ
ック基板とを用いた場合についても同様に実施し、ほぼ
同等の良い結果が得られた。
【００２５】実施例２ スペーサとして合成例１で得られた架橋重合体微粒子、
基板として０．７ｍｍｔ　のガラス板を用い、セルサイ
ズ対角約１０インチ、ドット数６４０　×４８０　、セ
ルギャップ　６．０μｍ　のスーパーツイスト型液晶表
示装置を作製した。セルギャップムラのない均質な表示
品位を実現した。
【００２６】実施例３ スペーサとして合成例２で得られた架橋重合体微粒子、
基板として０．７ｍｍｔ　のガラス板を用い、セルサイ
ズ対角約１０インチ、ドット数６４０　×４８０　、セ
ルギャップ　７．５μｍ　の　２４０度スーパーツイス
ト型液晶表示装置を作製した。セルギャップムラのない
均質な表示品位を実現した。
【００２７】
【発明の効果】近年、液晶表示装置に対して薄型軽量化
の要求が強くなっているが、従来技術では、薄板基板を
使用した場合、セルギャップムラが発生しやすく、均質
性の低い表示品位しか得られない問題を有していたが、
本発明により、セルギャップムラのない、均質な表示品
位の薄型液晶表示装置が実現出来る効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図であ
る。
【図２】本発明の液晶表示装置のセルギャップの分布の
一例を示す図である。
【図３】従来の液晶表示装置のセルギャップの分布の一
例を示す図である。
【符号の説明】
１：基板 ２：透明電極 ３：配向膜 ４：シール材 ５：スペーサ ６：液晶層 ７：偏光板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　粒子直径の１０％が変位した時点の圧
    縮弾性率が　３７０〜　５５０ｋｇ／ｍｍ２　であるこ
    とを特徴とする液晶表示用スペーサ。
  2. 【請求項２】　　透明電極、配向膜を配備した２枚の基
    板がスペーサを介して対向する構造を有する液晶表示装
    置において、スペーサとして請求項１記載の液晶表示用
    スペーサを用いることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項３】　　２枚の基板のうち、少なくとも一方が
    プラスチック基板である請求項２記載の液晶表示装置。
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