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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