JPH08262453A - Spacer for liquid crystal display element and liquid crystal display element - Google Patents

Spacer for liquid crystal display element and liquid crystal display element

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JPH08262453A
JPH08262453A JP6243495A JP6243495A JPH08262453A JP H08262453 A JPH08262453 A JP H08262453A JP 6243495 A JP6243495 A JP 6243495A JP 6243495 A JP6243495 A JP 6243495A JP H08262453 A JPH08262453 A JP H08262453A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
spacer
display element
group
Prior art date
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Pending
Application number
JP6243495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toichi Yamada
都一 山田
Kazuhiko Kamiyoshi
和彦 神吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

PURPOSE: To provide a spacer for a liq. crystal display element capable of preventing abnormal orientation of a liq. crystal molecule on the interface between the liq. crystal molecule and spacer by orienting the liq. crystal molecule vertically to the surface of a silica grain and to furnish a liq. crystal display element using the spacer. CONSTITUTION: A coating film obtained from any of the following three org. silane compds. 1 to 3 is formed on the surface of a silica grain. Namely, the org. silane compd. 1 is expressed by R<1> SiX3 (where R<1> is 1-21C alkyl, and X is halogen atom or 1-4C alkoxyl), the org. silane compd. 2 is shown by R<2> SiX3 (where R<2> is 1-5C group having a Debye dipole moment, and X is halogen atom or 1-4C alkyl), and the org. silane compd. 3 is the mixture of the compds. 1 and 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、優れた表示品質が得
られる液晶表示素子用スペーサー及び液晶表示素子に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spacer for a liquid crystal display device and a liquid crystal display device which can obtain excellent display quality.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is generally manufactured by arranging a transparent electrode substrate having an alignment layer facing a predetermined gap through a spacer to seal the periphery, and injecting liquid crystal into the gap for sealing. It The spacer is necessary to make the gap between the electrode substrates uniform.

【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、スーパーツイスト(STN)型液晶表示素子におい
ては、この現象が起こりやすい。
In this type of liquid crystal display device, when abnormal alignment of liquid crystal molecules occurs in the vicinity of the spacer, a bright spot or a dark spot on the screen of the liquid crystal display device (these are connected to each other as if they were white lines). May appear to be connected to each other, which is called a disclination line), and the display quality of the screen is deteriorated. In particular, this phenomenon is likely to occur in a super twist (STN) type liquid crystal display element.

【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。
At the interface between the liquid crystal molecule and the spacer,
If the vertical alignment of liquid crystal molecules can be sufficiently performed,
The bright or dark spots above can be erased, resulting in
It is possible to dramatically improve the display quality of the liquid crystal display element.

【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、アルミナ等の無機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。
しかし、従来方法では、液晶分子を垂直配向させるには
不十分であった。
Several methods have been proposed to prevent horizontal alignment of liquid crystal molecules at the interface between liquid crystal molecules and spacers and to promote vertical alignment of liquid crystal molecules. For example, in JP-A-64-59212 and JP-A-2-297523, by treating the surface of an inorganic spacer such as glass fiber, silica or alumina with an organic silane compound (silane coupling agent), A method of vertically aligning liquid crystal molecules has been proposed.
However, the conventional method is insufficient for vertically aligning the liquid crystal molecules.

【0006】[0006]

【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し、表示
コントラストを向上させることのできる液晶表示素子用
スペーサー及び液晶表示素子を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above problems, and an object of the present invention is to vertically align liquid crystal molecules so that the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer are aligned. An object of the present invention is to provide a spacer for a liquid crystal display element and a liquid crystal display element capable of preventing abnormal alignment and improving display contrast.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、シリカ粒
子の表面に、一般式R1SiX3(但し、R1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
(a)から得られる被膜が形成されている液晶表示素子
用スペーサーを用いることによって、達成することがで
きる。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned object is to achieve the general formula R 1 SiX 3 (where R 1 has 1 carbon atom) on the surface of silica particles.
To 21 alkyl groups, X is a halogen atom or 1 to 1 carbon atoms.
It can be achieved by using a spacer for a liquid crystal display device, in which a coating film obtained from the organic silane compound (a) represented by (4 is an alkoxy group of 4) is formed.

【0008】また、上記の目的は、シリカ粒子の表面
に、一般式R2SiX3(但し、R2は1〜5デバイのダ
イポールモーメントを有する基、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(b)から得られる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を用いること
によって、達成することができる。
Further, the above-mentioned object is that the surface of the silica particle is represented by the general formula R 2 SiX 3 (wherein R 2 is a group having a dipole moment of 1 to 5 Debye, X is a halogen atom or a group having 1 to 4 carbon atoms). This can be achieved by using a spacer for a liquid crystal display device, which is characterized in that a coating film obtained from the organic silane compound (b) represented by (which is an alkoxy group) is formed.

【0009】さらに、上記の目的は、シリカ粒子の表面
に、一般式R1SiX3(但し、R1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(a)
と、一般式R2SiX3(但し、R2は1〜5デバイのダ
イポールモーメントを有する基、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(b)との混合物から得られる被膜が形成さ
れていることを特徴とする液晶表示素子用スペーサーを
用いることによって、達成することができる。
Further, the above-mentioned object is to provide on the surface of silica particles, R 1 SiX 3 (where R 1 is an alkyl group having 1 to 21 carbon atoms, X is a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms). Is represented by the formula (1)
And an organic silane compound represented by the general formula R 2 SiX 3 (wherein R 2 is a group having a dipole moment of 1 to 5 Debye, X is a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms) (b It can be achieved by using a spacer for a liquid crystal display device, which is characterized in that a coating film obtained from a mixture with

【0010】シリカ粒子 この発明に使用するシリカ粒子は、次の方法によって得
ることができる。
Silica particles The silica particles used in the present invention can be obtained by the following method.

【0011】即ち、アルコキシシランを、水及びアルコ
ールを含有するアルカリ性溶液中で、加水分解してシリ
カ粒子を製造する方法において、先ず、0〜10℃で
0.5〜3時間反応させることにより、シリカのシード
粒子を生成させ、次いで、1時間当たり5〜8℃の昇温
速度で15〜20℃まで昇温させることにより、シード
粒子の表面にシリカを生成させ、シード粒子を成長させ
ることにより得られる。上記アルコキシシランとして
は、一般Si(OR34で表されるテトラアルコキシシ
ラン、Si(OR334で表されるトリアルコキシシ
ラン及びこれ等のアルコキシシランを部分的に加水分解
して得られる低縮合物等が挙げられる。ここで、R3
びR4はメチル基、エチル基、イソプロピル基、ブチル
基等が好ましい。アルコキシシランとしては、例えば、
テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリメ
トキシシラン、トリエトキシシラン等が挙げられる。こ
れ等のアルコキシシランは単独で使用しても、二種以上
を混合して使用してもよい。
That is, in a method for producing silica particles by hydrolyzing an alkoxysilane in an alkaline solution containing water and alcohol, first, by reacting at 0 to 10 ° C. for 0.5 to 3 hours, By generating silica seed particles and then raising the temperature to 15 to 20 ° C. at a heating rate of 5 to 8 ° C. per hour, silica is generated on the surface of the seed particles and the seed particles are grown. can get. Examples of the alkoxysilane include tetraalkoxysilane represented by general Si (OR 3 ) 4 , trialkoxysilane represented by Si (OR 3 ) 3 R 4 and partial hydrolysis of these alkoxysilanes. The low condensation product etc. which are obtained are mentioned. Here, R 3 and R 4 are preferably a methyl group, an ethyl group, an isopropyl group, a butyl group or the like. As the alkoxysilane, for example,
Examples thereof include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, trimethoxysilane and triethoxysilane. These alkoxysilanes may be used alone or in combination of two or more.

【0012】上記アルコールとしては、メタノール、エ
タノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレング
リコール、プロピレングリコール等が挙げられ、特に、
エタノールが好ましい。これ等のアルコールは単独で使
用しても、二種以上を混合して使用してもよい。
Examples of the alcohol include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol and the like.
Ethanol is preferred. These alcohols may be used alone or in combination of two or more.

【0013】水及びアルコールを含有するアルカリ性溶
液は、水とアルコールとの混合溶液に、アンモニア水、
アンモニアガス、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
第四級アンモニウム塩、アミン類等のアルカリを溶解さ
せることにより得ることができ、特に、アンモニア水が
好ましい。これ等のアルカリは単独で使用しても、二種
以上を混合して使用してもよい。
The alkaline solution containing water and alcohol is prepared by adding a mixed solution of water and alcohol to aqueous ammonia,
Ammonia gas, sodium hydroxide, potassium hydroxide,
It can be obtained by dissolving an alkali such as a quaternary ammonium salt and amines, and ammonia water is particularly preferable. These alkalis may be used alone or in combination of two or more.

【0014】(a)有機シラン化合物 請求項1記載の発明においては、上記の方法で得られる
シリカ粒子の表面に、一般式R1SiX3(但し、R1
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(a)から得られる被膜が形成される。ここ
で、Xは加水分解によりシリカ粒子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メトキシ基
のうちいずれか一つであることが好ましく、中でもメト
キシ基又はエトキシメトキシ基がさらに好ましい。
(A) Organosilane Compound In the invention described in claim 1, on the surface of the silica particles obtained by the above method, R 1 SiX 3 of the general formula (wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 21 carbon atoms) , X is a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms) to form a coating film obtained from the organosilane compound (a). Here, X is bonded to the surface of the silica particles by hydrolysis, and those having an alkoxy group having more than 4 carbon atoms have poor reactivity and are difficult to industrially manufacture. Particularly, X is preferably any one of chlorine atom, bromine atom, methoxy group and ethoxymethoxy group, and more preferably methoxy group or ethoxymethoxy group.

【0015】炭素数1〜21のアルキル基R1は、液晶
分子がシリカ粒子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、アルキル基
1は炭素数2〜11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。
The alkyl group R 1 having 1 to 21 carbon atoms promotes the liquid crystal molecules to be aligned vertically to the surface of the silica particles, and the alkyl group having more than 21 carbon atoms is an alkyl group. The part is easily bent and its effect is small, and it is difficult to manufacture industrially. In particular, when the alkyl group R 1 is a straight-chain alkyl group having 2 to 11 carbon atoms and having no branching, its effect is greatest.

【0016】上記有機シラン化合物(a)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、メチルトリブト
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
シル化アルコキシシランが挙げられる。
Examples of the organic silane compound (a) include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltributoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltripropoxysilane, Ethyltributoxysilane, propyltrimethoxysilane, propyltriethoxysilane, propyltripropoxysilane, propyltributoxysilane, butyltrimethoxysilane, butyltriethoxysilane, butyltripropoxysilane, butyltributoxysilane, pentyltrimethoxysilane, Pentyltriethoxysilane, Hexyltrimethoxysilane, Hexyltriethoxysilane,
Heptyltrimethoxysilane, heptyltriethoxysilane, octyltrimethoxysilane, octyltriethoxysilane, nonyltrimethoxysilane, nonyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, decyltriethoxysilane, dodecyltrimethoxysilane, dodecyltriethoxysilane, Examples include trialkoxylated alkoxysilanes such as octadecyltrimethoxysilane and octadecyltriethoxysilane.

【0017】また、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、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、
デシルトリクブロモラン、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。
Further, methyltrichlorosilane, ethyltrichlorosilane, propyltrichlorosilane, butyltrichlorosilane, pentyltrichlorosilane, heptyltrichlorosilane, hexyltrichlorosilane, octyltrichlorosilane, nonyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, dodecyltrichlorosilane, octadecylsilane. Trichlorosilane, methyltribromosilane, ethyltribromosilane, propyltribromosilane, butyltribromosilane, pentyltribromosilane, heptyltribromosilane, hexyltribromosilane,
Octyltribromosilane, Nonyltribromosilane,
Decyl tribromosilane, dodecyl tribromosilane,
Examples include trihalogenated alkylsilanes such as octadecyltribromosilane.

【0018】このような有機シラン化合物(a)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(a)の使用量はシリカ粒子1重量部に対
して、一般に0.001〜10重量部、好ましくは0.
005〜1重量部である。
The organosilane compound (a) is used alone or in combination of two or more. The amount of the organic silane compound (a) used is generally 0.001 to 10 parts by weight, preferably 0.
005 to 1 part by weight.

【0019】請求項1記載の発明の液晶表示素子用スペ
ーサーは、例えば、次のようにして得ることができる。
The spacer for a liquid crystal display element according to the first aspect of the invention can be obtained, for example, as follows.

【0020】上記有機シラン化合物(a)を適当な溶剤
に溶解し、その溶液に上記シリカ粒子を浸漬して加熱す
る。その後、この処理されたシリカ粒子を濾過して集
め、これを加熱することにより乾燥させて、シリカ粒子
の表面に有機シラン化合物(a)による被膜を形成す
る。
The organosilane compound (a) is dissolved in a suitable solvent, and the silica particles are immersed in the solution and heated. Then, the treated silica particles are collected by filtration, and the collected silica particles are heated and dried to form a film of the organosilane compound (a) on the surface of the silica particles.

【0021】有機シラン化合物(a)の溶剤としては、
有機シラン化合物(a)を溶解でき且つ有機シラン化合
物(a)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。
As the solvent for the organic silane compound (a),
A solvent that can dissolve the organosilane compound (a) and does not have active hydrogen that reacts with the organosilane compound (a) is preferable. For example, aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene, aliphatic solvents such as hexane, heptane, octane, nonane and decane, alcohols and mixed solvents of alcohol and water can be used.

【0022】特に、有機シラン化合物(a)として、ト
リアルコキシル化アルキルシランを使用する場合は、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1:0.0
1〜1:0.5が好ましく、さらに好ましくは1:0.
05〜1:0.3である。また、シリカ粒子に対する溶
剤の使用量は、シリカ粒子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。
In particular, when a trialkoxylated alkylsilane is used as the organosilane compound (a), it has a lower reactivity than the trihalogenated alkylsilane, and therefore, for example, an alcohol such as methanol, ethanol, propanol or butanol, and water are used. A mixed solvent of is preferable. In this case, the mixing ratio of alcohol and water is 1: 0.0 by weight.
1 to 1: 0.5 is preferable, and more preferably 1: 0.
It is 05 to 1: 0.3. The amount of the solvent used for the silica particles is 1 to 100 parts by weight with respect to 1 part by weight of the silica particles.
It is preferably part by weight, more preferably 3 to 20 parts by weight.

【0023】加熱乾燥時の加熱温度は、通常、60〜2
50℃、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。
The heating temperature during heating and drying is usually 60 to 2
The temperature is 50 ° C., preferably 80 to 180 ° C., and the heating time is usually 30 minutes to 10 hours, preferably 1 to 3 hours.

【0024】なお、シリカ粒子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シ
リカ粒子の表面に均一に形成するために、シリカ粒子と
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。
In order to improve the adhesion between the silica particles and the film formed on the surface of the silica particles, and to form a relatively thin film uniformly on the surface of the silica particles, titanium is used between the silica particles and the film. An oxide layer may be provided. This titanium oxide layer can be formed using, for example, an organic titanate compound.

【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。
As the organic titanate compound, for example,
Tetraethoxy titanium, tetrapropoxy titanium, tetrobutoxy titanium, tetrapentoxy titanium, tetrahexoxy titanium, tetrakis (2-ethylhexoxy)
Titanium, tetradecoxyalkoxy titanium, tetrastearoxy titanium, dipropoxy-bis (triethanolaminato) titanium, dihydroxy-bis (lactato) titanium, titanium (acetylacetonato) titanium, dibutoxy-bis (triethanolaminato) titanium, etc. Is used.

【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、得られた溶液をシリカ粒子の表面に
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。
To form a titanium oxide layer using an organic titanate compound, first, this organic titanate compound is dissolved in a solvent, and the resulting solution is applied to the surface of silica particles. After that, the organic titanate compound reacts with water in the air to be hydrolyzed to form a titanium oxide layer. Examples of the solvent include n-hexane, cyclohexane, benzene, toluene, trichlene, freon (trade name) and the like.

【0027】有機チタネート化合物を、シリカ粒子に塗
布する方法としては、有機チタネート化合物の溶液中に
シリカ粒子を浸漬させ、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。
As a method of applying the organic titanate compound to the silica particles, a method of immersing the silica particles in a solution of the organic titanate compound and thoroughly evaporating the solvent while mixing is preferable. After evaporating the solvent, 60
It is preferable to heat at 150 ° C.

【0028】シリカ粒子の表面のチタン酸化物量は、チ
タン換算量で、シリカ粒子の表面積1m2当たり0.0
1〜500mgの範囲が好ましく、0.1〜100mg
の範囲がより好ましい。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。
The amount of titanium oxide on the surface of the silica particles is, in terms of titanium, 0.0 per 1 m 2 of the surface area of the silica particles.
The range of 1 to 500 mg is preferable, and 0.1 to 100 mg
Is more preferable. When the amount of titanium oxide is small, the effect of improving the adhesiveness is not so great, and when the amount is large, the electrical resistance of the spacer decreases.

【0029】シリカ粒子の表面に、有機シラン化合物
(a)(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。
On the surface of the silica particles, the organic silane compound (a) (for example, trialkoxylated alkylsilane)
FIG. 1 shows a schematic diagram of a reaction in forming a coating film by. First, the alkoxy group of the organosilane compound 1 is hydrolyzed to generate the substituted silanol 2.

【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、シリカ粒子4の表面
に存在する水酸基、或いはシリカ粒子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。
Next, the substituted silanol 2 is condensed to form a condensate 3
To form. The hydroxyl groups of the condensate 3 form hydrogen bonds with the hydroxyl groups present on the surface of the silica particles 4 or the hydroxyl groups on the surface of the titanium oxide layer formed on the surfaces of the silica particles 4.

【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、シリカ粒子4の
表面に有機シラン化合物(a)による被膜が形成され、
この発明の液晶表示素子用スペーサーが得られる。
Finally, by heat-treating the hydrogen bond 5, the hydrogen bond 5 becomes a Si—O bond and is strongly bonded to form a bond 6. Thus, a coating film of the organic silane compound (a) is formed on the surface of the silica particles 4,
The spacer for a liquid crystal display device of the present invention can be obtained.

【0032】(b)有機シラン化合物 請求項2記載の発明においては、上記シリカ粒子の表面
に、一般式R2SiX3(但し、R2は1〜5デバイのダ
イポールモーメントを有する基、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(b)から得られる被膜が形成される。
(B) Organosilane Compound In the invention according to claim 2, the surface of the silica particles is represented by the general formula R 2 SiX 3 (where R 2 is a group having a dipole moment of 1 to 5 Debye, X is A film obtained from the organosilane compound (b) represented by a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms is formed.

【0033】上記1〜5デバイのダイポールモーメント
を有する基R2は、液晶分子がシリカ粒子の表面に対し
て垂直に配向するのを促進させるもので、ダイポールモ
ーメントが1デバイ未満のものは、ダイポールモーメン
トの強さが充分でなく、液晶表示素子用スペーサーと液
晶分子との界面における液晶分子の垂直配向が起こり難
くなり、逆に5デバイを超えるものは液晶表示素子用ス
ペーサーの周辺に弱い電場が生じ、液晶表示素子に電圧
を印加した時の液晶分子の正常な配向が妨げられる。
The group R 2 having a dipole moment of 1 to 5 debyes promotes the liquid crystal molecules to be aligned perpendicularly to the surface of the silica particles. If the dipole moment is less than 1 debye, the dipole moment is dipole. The moment is not strong enough to prevent vertical alignment of the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal display element spacer and the liquid crystal molecules, and conversely, for those with more than 5 Debye, a weak electric field is generated around the liquid crystal display element spacer. When the voltage is applied to the liquid crystal display element, normal alignment of the liquid crystal molecules is disturbed.

【0034】また、Xは加水分解によりシリカ粒子の表
面に結合するもので、アルコキシ基の炭素数が4を超え
るものは、反応性が悪く、また工業的にも製造し難い。
特に、塩素原子、臭素原子、メトキシ基及びエトキシメ
トキシ基のうちいずれか一つであることが好ましく、中
でもメトキシ基又はエトキシメトキシ基がさらに好まし
い。
Further, X is bonded to the surface of silica particles by hydrolysis, and when the alkoxy group has more than 4 carbon atoms, the reactivity is poor and it is difficult to manufacture industrially.
Particularly, it is preferably any one of chlorine atom, bromine atom, methoxy group and ethoxymethoxy group, and more preferably methoxy group or ethoxymethoxy group.

【0035】ダイポールモーメントの値が1〜5デバイ
である基R2としては、アセトキシ基、アミド基、アル
デヒド基、エポキシ基、シアノ基、スルホン基、スルホ
ニル基、ハロゲノアルキル基、ピリジン基、ニトロ基、
ラクトン基等が挙げられる。
Examples of the group R 2 having a dipole moment value of 1 to 5 debye include acetoxy group, amide group, aldehyde group, epoxy group, cyano group, sulfone group, sulfonyl group, halogenoalkyl group, pyridine group and nitro group. ,
Examples thereof include lactone group.

【0036】このような有機シラン化合物(b)として
は、例えば、2−アセトキシエチルトリメトキシシラ
ン、2−アセトキシエチルトリクロロシラン、2−アセ
トキシエチルメチルジクロロシラン、3−アセトキシプ
ロピルメチルジクロロシラン、3−アセトキシプロピル
トリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、2−(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、N−グリシジル−
N、N−ビス[3−(メチルジメトキシシリル)プロピ
ル]アミン、N−グリシジル−N,N−ビス[3−(トリ
メトキシシリル)プロピル]アミン、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
−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−シア
ノブチルトリクロロシラン、2−シアノエチルメチルジ
グロロシラン、2−シアノエチルトリエトキシシラン、
2−シアノエチルトリメトキシシラン、シアノメチルフ
ェネチルトリエトキシシラン、3−シアノプロピルメチ
ルジクロロシラン、3−シアノプロピルトリクロロシラ
ン、3−シアノプロピルトリエトキシシラン、トリフル
オロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロピ
ルトリクロロシラン、ノナフルオロヘキシルトリクロロ
シラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラ
ン、トリデカフルオロオクチルトリクロロシラン、ヘプ
タデカフルオロデシルメチルジクロロシラン、ヘプタデ
カフルオロデシルメチルジメトキシシラン、ヘプタデカ
フルオロデシルトリクロロシラン、ヘプタデカフルオロ
デシルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチル
メチルジクロロシラン、トリデカフルオロトリクロロシ
ラン、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン、
トリエトキシシリルプロピル−p−ニトロベンズアミ
ド、N−[3−(トリエトキシシリル)プロピル]−2,
4−ジニトロフェニルアミン、β−トリメトキシシリル
エチル−2−ピリジン、2−[2−(トリクロロシリ
ル)エチル]ピリジン、4−[2−(トリクロロシリル)
エチル]ピリジン、N−(3−トリエトキシシリルプロ
ピル)−p−ニトロベンツアミド等が挙げられる。
Examples of such an organic silane compound (b) include 2-acetoxyethyltrimethoxysilane, 2-acetoxyethyltrichlorosilane, 2-acetoxyethylmethyldichlorosilane, 3-acetoxypropylmethyldichlorosilane, 3- Acetoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, N-glycidyl-
N, N-bis [3- (methyldimethoxysilyl) propyl] amine, N-glycidyl-N, N-bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] amine, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltri Methoxysilane, γ
-Glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-cyanobutyltrichlorosilane, 2-cyanoethylmethyldiglorosilane, 2-cyanoethyltriethoxysilane,
2-cyanoethyltrimethoxysilane, cyanomethylphenethyltriethoxysilane, 3-cyanopropylmethyldichlorosilane, 3-cyanopropyltrichlorosilane, 3-cyanopropyltriethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, trifluoropropyltrichlorosilane, Nonafluorohexyltrichlorosilane, tridecafluorooctyltrimethoxysilane, tridecafluorooctyltrichlorosilane, heptadecafluorodecylmethyldichlorosilane, heptadecafluorodecylmethyldimethoxysilane, heptadecafluorodecyltrichlorosilane, heptadecafluorodecyltrimethoxysilane Silane, tridecafluorooctylmethyldichlorosilane, tridecafluorotrichlorosilane, tridecaful B octyltriethoxysilane,
Triethoxysilylpropyl-p-nitrobenzamide, N- [3- (triethoxysilyl) propyl] -2,
4-dinitrophenylamine, β-trimethoxysilylethyl-2-pyridine, 2- [2- (trichlorosilyl) ethyl] pyridine, 4- [2- (trichlorosilyl)
Ethyl] pyridine, N- (3-triethoxysilylpropyl) -p-nitrobenzamide and the like can be mentioned.

【0037】請求項3の発明においては、上記の方法で
得られるシリカ粒子の表面に、上記有機シラン化合物
(a)と上記有機シラン化合物(b)との混合物から得
られる被膜が形成される。
In the third aspect of the invention, a coating film obtained from the mixture of the organic silane compound (a) and the organic silane compound (b) is formed on the surface of the silica particles obtained by the above method.

【0038】請求項2及び3の発明において、シリカ粒
子の表面に、有機シラン化合物(b)または有機シラン
化合物(a)と有機シラン化合物(b)との混合物から
得られる被膜を形成する方法は、有機シラン化合物
(a)に代えて、これらを用いること以外は上記請求項
1の発明で記載したのと同様に行うことができる。有機
シラン化合物(b)は単独或いは二種以上を混合して使
用される。同様に有機シラン化合物(a)と有機シラン
化合物(b)との混合物を使用する場合においても、そ
れぞれが単独或いは二種以上を混合して使用される。
In the inventions of claims 2 and 3, a method of forming a coating film on the surface of the silica particles, which is obtained from the organic silane compound (b) or the mixture of the organic silane compound (a) and the organic silane compound (b), It can be carried out in the same manner as described in the invention of claim 1 above, except that these are used instead of the organosilane compound (a). The organosilane compound (b) is used alone or in combination of two or more. Similarly, when a mixture of the organic silane compound (a) and the organic silane compound (b) is used, each may be used alone or in combination of two or more.

【0039】液晶表示素子の製造 上記した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、通常の公知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SiO2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12(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。
Manufacture of Liquid Crystal Display Device In order to manufacture a liquid crystal display device using the above-mentioned spacer for a liquid crystal display device, an ordinary known method is adopted. For example, as shown in FIG. 2, first, an insulating film 11 (for example, a SiO 2 film) is formed on each of the opposing surfaces of a pair of transparent substrates 10.
To form. Then, the insulating film 11 of each transparent substrate
A transparent electrode 12 (for example, an ITO film) is formed on the top by patterning by photolithography.

【0040】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。
Then, an alignment film 13 such as a polyimide film is formed on the transparent electrode 12 of each substrate. On the electrode substrate thus formed, that is, the alignment film 1 of the transparent substrate 10.
The spacers 9 for liquid crystal display elements described above are scattered on the surface 3. The dispersion density of the spacers 9 for liquid crystal display elements is 50 to
200 / mm 2 is preferable.

【0041】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、水性分散媒(例えば水分散媒やアルコールを含有す
る水分散媒)、フロン系分散媒等の分散媒に分散させ、
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。
A spacer 9 for a liquid crystal display device is provided on the electrode substrate.
As a method for spraying, the spacer 9 for the liquid crystal display element is used.
May be sprayed as it is, but in order to spray more uniformly, it is dispersed in an aqueous dispersion medium (for example, a water dispersion medium containing a water dispersion alcohol or alcohol), a dispersion medium such as a Freon dispersion medium,
It is preferable to spray this dispersion and dry it to evaporate the dispersion medium.

【0042】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、
この発明の液晶表示素子用スペーサーは、水性分散媒で
も良好に分散するので、水性分散媒を用いるのが好まし
い。この種の水性分散媒としては、通常、アルコールを
含有する水分散媒が用いられる。
In particular, recently, the regulation of fluorocarbons has become stricter, and an aqueous dispersion medium is being used as an alternative dispersion medium. In particular, a plastic spacer tends to be difficult to disperse in an aqueous dispersion medium. is there. But,
The spacer for a liquid crystal display element of the present invention preferably disperses in an aqueous dispersion medium because it disperses well. As this type of aqueous dispersion medium, an aqueous dispersion medium containing alcohol is usually used.

【0043】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。液
晶8としては、一般にネマチック液晶、特に正の誘電率
異方性を有するネマチック液晶が用いられるが、コレス
テリック液晶やスメチック液晶も使用できる。
After that, the electrode substrates are arranged opposite to each other with a spacer interposed therebetween, the periphery thereof is sealed with a sealant 14, and the liquid crystal 8 is injected into the gap to seal the injection port, thereby producing a liquid crystal cell. The liquid crystal display element 15 is manufactured by providing an appropriate wiring to the obtained liquid crystal cell. The liquid crystal 8 is generally a nematic liquid crystal, particularly a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, but a cholesteric liquid crystal or a smectic liquid crystal can also be used.

【0044】[0044]

【作用】[Action]

請求項1記載の発明 上記シリカ粒子の表面に、一般式R1SiX3(但し、R
1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(a)を被覆すると、この有機シラン化合
物(a)は、図1に示すように、シリカ粒子4の表面の
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、シリカ粒子4の表面に容易に結合する。
On the surface of the invention the silica particles of claim 1 wherein the general formula R 1 SiX 3 (Here, R
(1 is an alkyl group having 1 to 21 carbon atoms, X is a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms), the organic silane compound (a) is As shown in FIG. 1, it is hydrolyzed by bound water on the surface of the silica particles 4 into a substituted silanol,
The substituted silanol reacts with the above hydroxyl group to easily bond to the surface of the silica particle 4.

【0045】したがって、上記有機シラン化合物(a)
で処理したシリカ粒子4の表面には、有機シラン化合物
(a)のアルキル基R1(符号71で示す)が多数存在
することになる。これ等のアルキル基R1(71)はス
ペーサーであるシリカ粒子4の表面に対して垂直に立ち
上がっている。そして、スペーサー9の表面付近におい
ては、図3に示すように、アルキル基71が液晶の分子
8を挟んだ状態となるため、液晶分子8はスペーサー9
の表面に対して垂直に配向するものと考えられる。
Therefore, the above organosilane compound (a)
A large number of alkyl groups R 1 (indicated by reference numeral 71) of the organosilane compound (a) are present on the surface of the silica particles 4 treated with. These alkyl groups R 1 (71) stand upright with respect to the surface of the silica particles 4 which are spacers. In the vicinity of the surface of the spacer 9, the alkyl group 71 sandwiches the liquid crystal molecule 8 as shown in FIG.
It is considered to be oriented perpendicular to the surface of.

【0046】特に、スペーサーをアルコールを含有する
通常の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R1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。
In particular, when the spacers are dispersed in an ordinary aqueous dispersion medium containing alcohol and dispersed on the electrode substrate, the spacers are more uniformly dispersed on the electrode substrate. The reason is that an affinity acts between the alkyl group R 1 of the film formed on the surface of the spacer and the alkyl group of the alcohol in the aqueous dispersion medium, so that the surface of the spacer is covered with alcohol molecules. This is considered to be because the state is brought about, the affinity is developed, and it becomes easy to disperse in the aqueous dispersion medium.

【0047】請求項2記載の発明 図4に示すように、上記シリカ粒子4の表面には有機シ
ラン化合物(b)のダイポールモーメントを有する基R
2(符号72で示す)が多数存在することになる。そし
て、これらの基R2(72)のダイポールとその周辺に
存在する液晶分子8のダイポールの間に静電気的な相互
作用が生じ、その結果、スペーサーであるシリカ粒子4
と液晶分子8の界面において、液晶分子8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。
Invention of Claim 2 As shown in FIG. 4, a group R having the dipole moment of the organosilane compound (b) is formed on the surface of the silica particles 4.
There will be a large number of 2 (indicated by reference numeral 72). Then, an electrostatic interaction occurs between the dipole of these groups R 2 (72) and the dipole of the liquid crystal molecules 8 existing around the dipole, and as a result, the silica particles 4 serving as spacers
It is considered that at the interface between the liquid crystal molecule 8 and the liquid crystal molecule 8, the liquid crystal molecule 8 is aligned perpendicular to the surface of the spacer.

【0048】請求項3記載の発明 上記シリカ粒子の表面には有機シラン化合物(b)によ
る基R2(72)及び有機シラン化合物(a)による基
1(71)が多数存在することになる。上記アルキル
基R1はスペーサーであるシリカ粒子の表面に垂直に立
ち上がっている。
Invention of Claim 3 A large number of groups R 2 (72) derived from the organic silane compound (b) and groups R 1 (71) derived from the organic silane compound (a) are present on the surface of the silica particles. . The alkyl group R 1 rises perpendicularly to the surface of the silica particles that are spacers.

【0049】そして、スペーサーの表面付近において
は、図5にすように、上記アルキル基R1(71)が上
記1〜5デバイのダイポールモーメントを有する基R2
(72)の作用により垂直に配向した液晶の分子を挟ん
だ状態となるため、液晶分子8と液晶表示素子用スペー
サー9との界面において、液晶分子8はスペーサー9の
表面に対して垂直に配向するものと考えられる。
Then, in the vicinity of the surface of the spacer, as shown in FIG. 5, the alkyl group R 1 (71) is a group R 2 having a dipole moment of 1 to 5 Debye.
Due to the action of (72), the molecules of the liquid crystal which are vertically aligned are sandwiched, so that at the interface between the liquid crystal molecules 8 and the spacer 9 for liquid crystal display element, the liquid crystal molecules 8 are aligned vertically to the surface of the spacer 9. It is supposed to do.

【0050】特に、スペーサーをアルコールを含有する
通常の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、1〜5デバイのダイポールモーメント
を有する基R2が水と親和性がよく、また、上記ダイポ
ールモーメントを有する基R2やアルキル基R1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。
In particular, when the spacers are dispersed in a normal aqueous dispersion medium containing alcohol and dispersed on the electrode substrate, the spacers are more uniformly dispersed on the electrode substrate. The reason is that the group R 2 having a dipole moment of 1 to 5 debye has good affinity with water, and the group R 2 or alkyl group R 1 having the above dipole moment and the alkyl group of alcohol in the aqueous dispersion medium. This is considered to be because the affinity acts between and, as a result, the surface of the spacer is covered with alcohol molecules, the affinity is developed, and the spacer is easily dispersed in the aqueous dispersion medium.

【0051】[0051]

【実施例】次に、この発明を実施例及び比較例を挙げて
説明する。
The present invention will be described below with reference to examples and comparative examples.

【0052】実施例1 (1)液晶表示素子用スペーサーの作製 有機シラン化合物としてエチルトリメトキシシラン0.
2g及びオクタデシルトリメトキシシラン0.2gを用
い、この有機シラン化合物を、エタノール/水混合溶剤
(容量比9/1)50mlに溶解し、これに分級により
粒度を調製したシリカ粒子(平均粒径3.75μm、標
準偏差0.11μm)10gを浸漬した。この混合液
を、55℃の水浴中で撹拌しながら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、上記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。 (2)液晶表示素子の作製 図2に示すように、一対の透明ガラス基板(300mm
×300mm)10の一面に、それぞれCVD法により
絶縁膜(SiO2膜)11を蒸着した。その後、一方の
ガラス基板10の絶縁膜11上に、透明電極膜(ITO
膜)12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10の絶縁膜11上に透明電極膜(ITO
膜)12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。
[0052]Example 1 (1) Fabrication of spacer for liquid crystal display device Ethyltrimethoxysilane as an organic silane compound
Use 2g and 0.2g octadecyltrimethoxysilane
This organic silane compound is mixed with ethanol / water
(Volume ratio 9/1) Dissolve in 50 ml and add to this by classification
Silica particles with adjusted particle size (average particle size 3.75 μm, standard particle size)
10 g (semi-deviation of 0.11 μm) was immersed. This mixture
The mixture was heated in a water bath at 55 ° C with stirring for 1 hour and then filtered.
I had The obtained spacer particles are placed in a dryer at 120 ° C.
By heating for 1 hour at
Obtained a spacer for liquid crystal display devices having a coating on the surface
Was. (2) Fabrication of liquid crystal display element As shown in FIG. 2, a pair of transparent glass substrates (300 mm
X 300 mm) on one surface by CVD method
Insulating film (SiO2Film 11 was deposited. Then one of the
A transparent electrode film (ITO) is formed on the insulating film 11 of the glass substrate 10.
The film 12 was formed on the entire surface by the sputtering method. The other
Of the transparent electrode film (ITO) on the insulating film 11 of the glass substrate 10 of
The film 12 is patterned by ordinary photolithography.
I went out.

【0053】上記両方のガラス基板10の透明電極膜1
2上に、オフセット法によりポリイミド中間体LP−6
4(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13を形成した。その後、こ
のポリイミド配向膜13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13のラビングを行った。
Transparent electrode film 1 on both glass substrates 10
2 and the polyimide intermediate LP-6 by the offset method.
4 (manufactured by Toray Industries, Inc.) was printed and baked at 280 ° C. for 2 hours to form a polyimide alignment film 13. After that, when the polyimide alignment film 13 and liquid crystal molecules come into contact with each other,
The alignment film 13 was rubbed in such a direction that the twist angle of the liquid crystal molecules was 240 °.

【0054】このようにして得られた電極基板上に、上
記液晶表示素子用スペーサーを、エタノールを含有する
水性分散媒に分散させ、この分散液を噴霧式スペーサー
散布器により120個/mm2の密度で散布し乾燥した
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14としては一液型エポキシ樹脂(三共東圧化学
社製のストラクトボンド)を用いた。
On the electrode substrate thus obtained, the above spacer for liquid crystal display element was dispersed in an aqueous dispersion medium containing ethanol, and this dispersion was sprayed with a spray type spacer sprayer at 120 pieces / mm 2 . After spraying at a density and drying, seal printing was performed on the peripheral portion of this glass substrate. As the sealing agent 14, a one-pack type epoxy resin (Structbond manufactured by Sankyo Toatsu Chemical Co., Ltd.) was used.

【0055】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14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8を上記電極基板のセルの間隙に注入すること
によりSTN液晶セルを作成した。
The two electrode substrates thus prepared were closely adhered to each other so that the opposite seal-printed portions were in contact with each other, and then the sealant 14 was cured by heating and pressing at 180 ° C. for 1 hour. . Next, the STN liquid crystal cell was prepared by injecting the liquid crystal 8 into the cell gap of the electrode substrate by a conventional method.

【0056】(3)液晶表示素子の表示品質の評価 得られた液晶セルを用いた液晶表示素子15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。
(3) Evaluation of Display Quality of Liquid Crystal Display Element The liquid crystal display element 15 using the obtained liquid crystal cell shows abnormal alignment of the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element during lighting operation. No basal bright and dark spots (disclination lines) were observed. Therefore, it is understood that the liquid crystal molecules are vertically aligned at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element.

【0057】また、電圧無印加状態で暗レベルを示すネ
ガタイプで表示させたところ、暗部において液晶層内の
液晶表示素子用スペーサーが白点として視認されず、液
晶表示素子の表示コントラストは良好であった。
Further, when a negative type which shows a dark level in the absence of applied voltage is displayed, the spacer for liquid crystal display element in the liquid crystal layer is not visually recognized as a white dot in the dark part, and the display contrast of the liquid crystal display element is good. It was

【0058】以上の結果を表1に示す。The above results are shown in Table 1.

【0059】実施例2〜4及び比較例1 実施例1において、有機シラン化合物を表1に示すよう
に変更し、それ以外は実施例1と同様に行って液晶表示
素子用スペーサー及び液晶表示素子を作製した。これ等
の液晶表示素子の表示性能を表1に示す。なお、実施例
4においては、次の方法で下塗りとしてチタン酸化物層
を設けた。
Examples 2 to 4 and Comparative Example 1 In Example 1, the organic silane compound was changed as shown in Table 1, and the same operation as in Example 1 was carried out except that the spacer for liquid crystal display element and the liquid crystal display element were changed. Was produced. Table 1 shows the display performance of these liquid crystal display devices. In addition, in Example 4, a titanium oxide layer was provided as an undercoat by the following method.

【0060】すなわち、テトラブトキシチタン0.35
g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で使用したシリカ粒子を加え、
よく撹拌した後、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
形成されたシリカ粒子を作成した。
That is, tetrabutoxy titanium 0.35
g was dissolved in 50 ml of n-hexane to prepare a solution, to which the silica particles used in Example 1 were added,
After stirring well, n-hexane was evaporated. afterwards,
Heat treatment was carried out at 80 ° C. for 1 hour, and then this was sufficiently crushed using a mortar to prepare silica particles having a titanium oxide layer formed on the surface.

【0061】実施例2〜4及び比較例1で得られた液晶
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。
The liquid crystal display elements obtained in Examples 2 to 4 and Comparative Example 1 were bright and dark spots due to abnormal alignment of the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element during the lighting operation ( No disclination line) was observed. Therefore, it is understood that the liquid crystal molecules are vertically aligned at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element.

【0062】比較例1で得られた液晶表示素子は、点灯
作動時に明点の存在が認められた。また、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。
The liquid crystal display device obtained in Comparative Example 1 was found to have a bright spot during the lighting operation. In addition, many bright and dark spots (disclination lines) due to the abnormal alignment of the liquid crystal molecules were observed at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element. Therefore, it can be seen that vertical alignment of the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element hardly occurs.

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】実施例5〜17及び比較例2〜3 実施例1において、有機シラン化合物を表2〜表4に示
すように変更し、それ以外は実施例1と同様に行って液
晶表示素子用スペーサー及び液晶表示素子を作製した。
これ等の液晶表示素子の表示性能を表2〜表4に示す。
Examples 5 to 17 and Comparative Examples 2 to 3 In Example 1, the organic silane compound was changed as shown in Tables 2 to 4, and the other operations were performed in the same manner as in Example 1 for liquid crystal display devices. A spacer and a liquid crystal display element were produced.
Tables 2 to 4 show the display performance of these liquid crystal display devices.

【0065】表3および4表においては、有機シラン化
合物を、前記一般式R2SiX3で表されるものと、一般
式R1SiX3で表されるものとに分け、基R2のダイポ
ールモーメントは単位D(デバイ)で括弧内に示した。
In Tables 3 and 4, the organic silane compounds are divided into those represented by the general formula R 2 SiX 3 and those represented by the general formula R 1 SiX 3 , and the dipole of the group R 2 is divided. Moments are shown in parentheses in units of D (Debye).

【0066】なお、実施例9及び15においては、有機
シラン化合物の溶剤としてトルエンに代えて、エタノー
ル/水(容量比9:1)を用いた。また、実施例8、9
及び14〜19においては、次の方法で下塗りとしてチ
タン酸化物層を設けた。
In Examples 9 and 15, ethanol / water (volume ratio 9: 1) was used as the solvent for the organic silane compound instead of toluene. In addition, Examples 8 and 9
And 14 to 19, a titanium oxide layer was provided as an undercoat by the following method.

【0067】すなわち、テトラブトキシチタン0.35
g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で使用したシリカ粒子を加え、
よく撹拌した後、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
形成されたシリカ粒子を作成した。
That is, tetrabutoxy titanium 0.35
g was dissolved in 50 ml of n-hexane to prepare a solution, to which the silica particles used in Example 1 were added,
After stirring well, n-hexane was evaporated. afterwards,
Heat treatment was carried out at 80 ° C. for 1 hour, and then this was sufficiently crushed using a mortar to prepare silica particles having a titanium oxide layer formed on the surface.

【0068】実施例5〜17で得られた液晶表示素子に
ついて、無電圧印加状態で暗レベルを示すネガタイプで
表示させたところ、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。
The liquid crystal display elements obtained in Examples 5 to 17 were displayed by a negative type showing a dark level when no voltage was applied, and the liquid crystal at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element was operated at the time of lighting operation. No bright or dark spots (disclination lines) due to the unusual orientation of the molecules were observed. Therefore, it is understood that the liquid crystal molecules are vertically aligned at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element.

【0069】比較例2、3で得られた液晶表示素子は、
点灯作動時に明点の存在が認められた。また、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。
The liquid crystal display elements obtained in Comparative Examples 2 and 3 were
The existence of a bright spot was recognized during lighting operation. In addition, many bright and dark spots (disclination lines) due to the abnormal alignment of the liquid crystal molecules were observed at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element. Therefore, it can be seen that vertical alignment of the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display element hardly occurs.

【0070】[0070]

【表2】 [Table 2]

【0071】[0071]

【表3】 [Table 3]

【0072】[0072]

【表4】 [Table 4]

【0073】[0073]

【発明の効果】本発明の液晶表示素子用スペーサーは、
液晶分子を垂直配向させることができ、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。
The spacer for liquid crystal display device of the present invention comprises
The liquid crystal molecules can be vertically aligned, and abnormal alignment of the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for the liquid crystal display device can be prevented. Therefore, the liquid crystal display element using the spacer for liquid crystal display element has excellent display quality without generating bright points and dark points (disclination lines) at the time of lighting operation.

【0074】なお、この発明の液晶表示素子用スペーサ
ーは、アルコールを含有する通常の水性分散媒に分散さ
せて電極基板上に均一に散布させることができ、このよ
うな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。
The spacer for a liquid crystal display device of the present invention can be dispersed in an ordinary aqueous dispersion medium containing alcohol and evenly dispersed on the electrode substrate. Such an aqueous dispersion medium is a Freon-based dispersion medium. Since it is less harmful than the medium, it is advantageous in manufacturing a liquid crystal display element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】シリカ粒子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。
FIG. 1 is a schematic view showing a process in which a coating film of an organic silane compound is formed on the surface of silica particles.

【図2】この発明の液晶表示素子の要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the liquid crystal display element of the present invention.

【図3】液晶分子と請求項1記載の液晶表示素子用スペ
ーサーとの界面において液晶分子が垂直配向する機構を
示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a mechanism in which liquid crystal molecules are vertically aligned at an interface between the liquid crystal molecules and the spacer for a liquid crystal display element according to claim 1.

【図4】液晶分子と請求項2の液晶表示素子用スペーサ
ーとの界面において液晶分子が垂直配向する機構を示す
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a mechanism in which liquid crystal molecules are vertically aligned at the interface between the liquid crystal molecules and the spacer for a liquid crystal display element of claim 2.

【図5】液晶分子と請求項3の液晶表示素子用スペーサ
ーとの界面において液晶分子が垂直配向する機構を示す
説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a mechanism in which liquid crystal molecules are vertically aligned at an interface between the liquid crystal molecules and the spacer for a liquid crystal display element according to claim 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 有機シラン化合物 2 置換シラノール 3 縮合体 4 シリカ粒子 5 水素結合体 6 結合体 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 71 有機シラン化合物(a)による被膜のアルキル基
(R1) 72 有機シラン化合物(b)による被膜の1〜5デバ
イのダイポールモーメントを有する基(R2
1 Organic Silane Compound 2 Substituted Silanol 3 Condensate 4 Silica Particle 5 Hydrogen Bonder 6 Bonder 8 Liquid Crystal Molecule 9 Liquid Crystal Display Spacer 10 Transparent Substrate 11 Insulating Film 12 Transparent Conductive Film 13 Alignment Film 14 Sealing Agent 15 Liquid Crystal Display Device 71 Alkyl group (R 1 ) of the coating film of the organic silane compound (a) 72 Group (R 2 ) having a dipole moment of 1 to 5 Debye of the coating film of the organic silane compound (b)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリカ粒子の表面に、一般式R1SiX3
(但し、R1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(a)から得られる被膜が形成
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。
1. The surface of silica particles is represented by the general formula R 1 SiX 3
(However, R 1 is an alkyl group having 1 to 21 carbon atoms, X is a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms) and a coating film obtained from the organic silane compound (a) is formed. A spacer for a liquid crystal display device, which is characterized in that
【請求項2】 シリカ粒子の表面に、一般式R2SiX3
(但し、R2は1〜5デバイのダイポールモーメントを
有する基、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(b)から
得られる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。
2. The general formula R 2 SiX 3 is formed on the surface of silica particles.
(Wherein R 2 is a group having a dipole moment of 1 to 5 Debye, X is a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms), and a film obtained from the organosilane compound (b) is formed. A spacer for a liquid crystal display element, which is characterized in that
【請求項3】 シリカ粒子の表面に、一般式R1SiX3
(但し、R1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(a)と、一般式R2SiX
3(但し、R2は1〜5デバイのダイポールモーメントを
有する基、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(b)との
混合物から得られる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。
3. The surface of the silica particles has the general formula R 1 SiX 3
(Wherein R 1 is an alkyl group having 1 to 21 carbon atoms, X is a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms), and an organic silane compound (a) represented by the general formula R 2 SiX
3 (wherein R 2 is a group having a dipole moment of 1 to 5 Debye, X is a halogen atom or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms) and is obtained from a mixture with an organosilane compound (b). A spacer for a liquid crystal display element, which is characterized in that a coating is formed.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかの項に記載のス
ペーサーが用いられていることを特徴とする液晶表示素
子。
4. A liquid crystal display device, characterized in that the spacer according to any one of claims 1 to 3 is used.
JP6243495A 1995-03-22 1995-03-22 Spacer for liquid crystal display element and liquid crystal display element Pending JPH08262453A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10197856B2 (en) 2015-04-03 2019-02-05 Sharp Kabushiki Kaisha Optical modulator and display device

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