JPH09218414A - 液晶表示用スペーサー - Google Patents

液晶表示用スペーサー

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JPH09218414A
JPH09218414A JP2516696A JP2516696A JPH09218414A JP H09218414 A JPH09218414 A JP H09218414A JP 2516696 A JP2516696 A JP 2516696A JP 2516696 A JP2516696 A JP 2516696A JP H09218414 A JPH09218414 A JP H09218414A
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JP
Japan
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polymer fine
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meth
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JP2516696A
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English (en)
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Yasuhiko Nagai
康彦 永井
Hiroko Minamino
裕子 南野
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】重合体微粒子を基材とする、粒径精度、力学的
強度が優れると共に付着性の良好な液晶表示用スペーサ
ーを提供する。 【解決手段】重合体微粒子からなる液晶表示用スペーサ
ーであって、該微粒子表面にイソボニル基及び/又はテ
トラヒドロフルフリル基を有する

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重合体微粒子から
なる液晶表示用スペーサーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶表示用パネルにおいて、パネ
ルの平行度を維持するために、無機ないし有機の微粒子
が液晶表示用スペーサーとして用いられている。この液
晶表示用スペーサーとしての要求性能は、1)粒径分布
が狭い、2)力学的強度が十分である、3)液晶パネル
への付着性が良好である、等が挙げられる。
【0003】上記要求性能のうち、粒径分布や力学的強
度はギャップ精度に関する物性であり、この性能が不十
分であると、ギャップむらによる表示不良の原因となる また、上記付着性が不十分であると、液晶表示用パネル
を組み立てた後でスペーサーが移動して、電極パネル上
のポリイミド配向膜に傷がつき、その部分の配向を阻害
する原因となる。
【0004】また、これらの要求性能のうち、粒径分布
や力学的強度に関しては、種々の改良方法が試みられた
結果、ほぼ満足する水準の性能が得られているが、付着
性に関してはまだ改良の余地が残されている。
【0005】上記付着性の改良された微粒子として、例
えば、特開平5−1106号公報には、少なくとも表面
に反応性官能基を有する架橋重合体微粒子とこれらの官
能基と反応し得る反応性基を有する変性又は未変性ポリ
エチレングリコールを反応させて得られる架橋性重合体
微粒子が開示されている。しかしながら、付着性の改良
については、まだ十分ではなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされ、その目的は、重合体微粒子を基材と
し、粒径精度、力学的強度が優れると共に付着性の良好
な液晶表示用スペーサーを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示用スペ
ーサーは、重合体微粒子からなる液晶表示用スペーサー
であって、該微粒子表面にイソボニル基及び/又はテト
ラヒドロフルフリル基を有することを特徴とするもので
ある。
【0008】上記液晶表示用スペーサーは重合体微粒子
からなる。上記重合体微粒子の表面にイソボニル基を有
する重合体微粒子を得る方法としては、例えば、次の二
つの方法が挙げられる。
【0009】第1の方法としては、イソボニル(メタ)
アクリレート(以下IBMという)と、単量体(a)及
び架橋性単量体(b)とを懸濁共重合させる方法が挙げ
られる。上記IBMは、式(1)〔式中、RはH又はC
3 を示す〕で表される(メタ)アクリレートの誘導体
として入手可能である。
【0010】
【化1】
【0011】上記単量体(a)としては、スチレン、α
−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロス
チレン、クロロメチルスチレン等のスチレン系誘導体;
塩化ビニル;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニ
ルエステル類;アクリロニトリル等の不飽和ニトリル
類;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エ
チル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸
2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、
エチレングリコール(メタ)アクリレート、トリフルオ
ロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロプロピ
ル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アク
リレート等の(メタ)アクリル酸エステル誘導体;ブタ
ジエン、イソプレン等の共役ジエン類等の重合体などが
挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、2種以上
が併用されてもよい。
【0012】上記単量体(b)としては、ジビニルベン
ゼン、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、
ネオペンチルグリコールジ(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、テトラ
メチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメ
チロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジアリ
ルフタレート及びその異性体、トリアリルイソシアヌレ
ート及びその誘導体などが挙げられ、これらは単独で用
いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
【0013】上記懸濁共重合において、架橋性単量体
(b)の割合は、全単量体量〔IBM+単量体(a)+
架橋性単量体(b)〕中の20〜98重量%であること
が好ましい。20重量%未満では、スペーサーとして十
分な力学的強度が得られず、98重量%を超えると、付
着性を向上させるためのIBMを重合体微粒子の表面に
導入することができなくなる。
【0014】第2の方法としては、IBMをシード粒子
に吸収させて重合するシード重合法が挙げられる。上記
で使用されるシード粒子としては、例えば、上記単量体
(a)等を乳化重合、ソープフリー重合、分散重合もし
くは懸濁重合することによって得ることができる。この
シード粒子を、水又はアルコール等の親水性有機液体
(水との混合液を含む)に分散させ、IBMを添加して
シード粒子に吸収させた後シード重合を行えばよい。こ
の場合、IBMに単量体(a)や架橋性単量体(b)を
混合して、シード重合を行ってもよい。
【0015】上記表面にイソボニル基を有する重合体微
粒子は、上述の第1又は第2の方法によって比較的簡単
に得られるが、特にこれらの方法に限定されず、例え
ば、含浸後重合やIBMで粒子をコーティングする方法
が採用されてもよい。
【0016】また、上記重合体微粒子の表面に、式
(2)で表されるテトラヒドロフルフリル基を有する重
合体微粒子を得る方法としては、IBMに代えて、式
(3)〔式中、RはH又はCH3 を示す〕で表されるテ
トラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート(以下TH
FMという)を使用することにより、上記重合体微粒子
の表面にイソボニル基を導入する場合と同様な方法が使
用可能である。
【0017】
【化2】
【0018】
【化3】
【0019】第1の方法である懸濁共重合において、架
橋性単量体(b)の割合は、全単量体量〔THFM+単
量体(a)+架橋性単量体(b)〕中の40〜95重量
%であることが好ましい。40重量%未満では、スペー
サーとして十分な力学的強度が得られず、95重量%を
超えると、付着性を向上させるためのTHFMを重合体
微粒子の表面に導入することができなくなる。
【0020】上記表面にイソボニル基を有する重合体微
粒子において、該重合体微粒子の全表面積に占めるイソ
ボニル基の割合は、少なくなると付着性を向上させる効
果がなく、多くなると力学的強度が不足するので、2〜
80%が好ましい。上記重合体微粒子表面のイソボニル
基によって良好な付着性を発現するには、粒子表面にこ
の置換基が突出していることが好ましい。
【0021】また、上記表面にテトラヒドロフルフリル
基を有する重合体微粒子において、該重合体微粒子の全
表面積に占めるテトラヒドロフルフリル基の割合は、イ
ソボニル基における場合と同様な理由により、10〜8
0%が好ましい。
【0022】上記重合体微粒子表面にイソボニル基及び
テトラヒドロフルフリル基を導入する場合は、モノマー
としてIBM及びTHFMの両者を併用して、上述の、
第1の方法、第2の方法、含浸後重合又は粒子をコーテ
ィングする方法が採用可能である。
【0023】上記重合体微粒子表面のイソボニル基及び
/又はテトラヒドロフルフリル基によって良好な付着性
を発現するには、粒子表面にこれらの置換基が突出して
いることが好ましい。
【0024】上記重合体微粒子表面の組成は、例えば、
飛行時間型二次イオン質量分析装置(TOF−SIM
S)により分析可能であり、この装置によって、該微粒
子の微小部分の表面積(0.2μm角)につき、極表層
部分(厚さ0.01μm程度)のみを局部的に分析する
ことができる。この装置によって検出される質量スペク
トルのカウント数から、各組成の表面での割合を算出で
きる。本発明において粒子表面に存在するイソボニル基
及び/又はテトラヒドロフルフリル基の占める面積は、
このような極表層部分の分析により求められたものであ
る。
【0025】上記重合体微粒子の平均粒径としては、1
〜15μmが好ましい。また、粒径分布は、Cv値
〔(標準偏差/平均粒径)×100〕として10以下が
好ましい。このCv値が10を超えると、液晶表示装置
のギャップ間距離にばらつきを生じ、画質低下の原因と
なる。
【0026】上記重合体微粒子の力学的強度は、特表平
6−503180号公報に準拠して、該微粒子が10%
圧縮変形した時の10%K値で評価することができ、1
0%K値としては250〜700kgf/mm2 である
ことが好ましい。
【0027】ここでいうK値とは、微小圧縮試験機(島
津製作所製「PCT−200型」)を用いて、上記重合
体微粒子を、ダイヤモンド製の直径50mμの円柱の平
滑端面で、圧縮速度0.27g/秒で最大試験荷重10
gとなるまで圧縮し、下記(4)式より求めた値であ
る。 10%K値=(3/√2)×F×S-3/2×R-1/2 ・・・・・(4) 〔ここで、F、S、Rは、重合体微粒子の10%圧縮変
形時における荷重値(kg)、圧縮変位(mm)、重合
体微粒子の半径(mm)をそれぞれ示す〕
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。 (実施例1)ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの
3重量%水溶液800重量部を、ジビニルベンゼン(以
下DVBという)60重量部及びIBM40重量部から
なるモノマー組成にさらに過酸化ベンゾイル2重量部を
加えた混合液中に微分散させ、攪拌しながら窒素気流
下、80℃にて15時間反応を行って、重合体微粒子を
得た。得られた重合体微粒子を、イオン交換水及びメタ
ノールにて洗浄後乾燥して、分級操作を行い、平均粒径
=6.0μm、Cv値=5.0の重合体微粒子を得た。
【0029】(実施例2)モノマー組成として、DVB
を80重量部及びIBMを20重量部それぞれ使用した
こと以外は、実施例1と同様な操作によって、重合体微
粒子を得た。得られた重合体微粒子は、平均粒径=6.
0μm、Cv値=5.0であった。
【0030】(実施例3)モノマー組成として、DVB
を60重量部、グリシジルメタクリレート(以下GMA
という)を20重量部及びIBMを20重量部それぞれ
使用したこと以外は、実施例1と同様な操作によって、
重合体微粒子を得た。得られた重合体微粒子は、平均粒
径=6.0μm、Cv値=5.0であった。
【0031】(実施例4) 〔シード粒子(A)の製造〕ポリビニルピロリドン(重
量平均分子量3万)1.2重量部、アニオン系界面活性
剤(和光純薬社製「エアロゾルOT」)0.57重量部
及びアゾビスイソブチロニトリル1.43重量部を、エ
タノール83.8重量部に溶解させた溶液を撹拌しなが
ら窒素気流下でスチレン10重量部を加えた後70℃に
昇温して24時間重合反応を行い、シード粒子(A)の
分散液を得た。得られたシード粒子(A)は、平均粒径
=2.2μm、Cv値=3.0であった。
【0032】〔重合体微粒子の合成〕上記重合体シード
粒子(A)1重量部に、イオン交換水80重量部と界面
活性剤としてラウリル硫酸ナトリウム0.1重量部を加
え均一に分散させた後、DVB15重量部、GMA7重
量部、IBM3重量部及び過酸化ベンゾイル1.5重量
部を混合してホモジナイザーで微分散乳化した。得られ
た乳化液をシード粒子(A)の分散液に加え、25℃、
200rpmの回転数で3時間撹拌してシード粒子
(A)に吸収させた。この分散液を200rpmの回転
数で攪拌しながら、窒素気流下、70℃で12時間重合
を行い、重合体微粒子を得た。得られた重合体微粒子
を、イオン交換水及びメタノールにて洗浄後乾燥して、
分級操作を行い、平均粒径=6.1μm、Cv値=3.
5の重合体微粒子を得た。
【0033】(実施例5)モノマー組成として、DVB
を18.8重量部、GMAを5重量部及びIBMを1.
3重量部それぞれ使用したこと以外は、実施例4と同様
な操作によって、重合体微粒子を得た。得られた重合体
微粒子は、平均粒径=6.1μm、Cv値=3.5であ
った。
【0034】(実施例6)モノマー組成として、DVB
15重量部及びIBM90重量部を使用したこと以外
は、実施例1と同様な操作によって、重合体微粒子を得
た。得られた重合体微粒子は、平均粒径=6.0μm、
Cv値=5.0であった。
【0035】(比較例1)モノマー組成として、DVB
のみを100重量部使用したこと以外は、実施例1と同
様な操作によって、重合体微粒子を得た。得られた重合
体微粒子は、平均粒径=6.0μm、Cv値=5.0で
あった。
【0036】上記実施例及び比較例で得られた重合体微
粒子につき下記の評価を行い、その結果を表1に示し
た。 (イ)表面の組成分析 得られた重合体微粒子を、飛行時間型二次イオン質量分
析装置(Charles Evans社製「TOF−S
IMS」)にかけて、得られるMSスペクトルより表面
の組成分析を行い、イソボルニル基の占める面積を求め
た。
【0037】(ロ)付着性の評価 得られた重合体微粒子を、ポリイミド膜−ガラス板(日
産化学社製「サンエバー150」をスピンコートした
後、230℃で1時間熱処理)に乾式散布し、150℃
で1時間熱処理した後エアーブロー試験を行った。エア
ーブロー試験は、光学顕微鏡にて所定視野内にある重合
体微粒子の個数を測定した後、エアガン(3kg/cm
2 、距離10cm)で空気を5秒間吹きつけて、所定視
野内にある重合体微粒子の個数を測定した。エアガンに
よる空気吹きつけ前後における重合体微粒子の個数変化
から、残存率を算出した。
【0038】(ハ)10%K値の測定 微小圧縮試験機(島津製作所製「MCTM−200
型」)を用いて、ダイヤモンド製の直径50mμの円柱
の平滑端面で、圧縮速度0.27g/秒で最大試験荷重
10gで圧縮して10%K値を測定した。
【0039】
【表1】
【0040】(実施例7)ドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウムの3重量%水溶液800重量部を、DVB6
0重量部及びTHFM40重量部からなるモノマー組成
にさらに過酸化ベンゾイル2重量部を加えた混合液中に
微分散させ、攪拌しながら窒素気流下、80℃にて15
時間反応を行った。得られた重合体微粒子を、イオン交
換水及びメタノールにて洗浄後乾燥して、分級操作を行
い、平均粒径=5.8μm、Cv値=5.0の重合体微
粒子を得た。
【0041】(実施例8)モノマー組成として、DVB
を80重量部及びTHFMを20重量部使用したこと以
外は、実施例6と同様な操作によって、重合体微粒子を
得た。得られた重合体微粒子は、平均粒径=5.8μ
m、Cv値=5.0であった。
【0042】(実施例9)モノマー組成として、DVB
を60重量部、GMAを20重量部及びTHFMを20
重量部それぞれ使用としたこと以外は、実施例6と同様
な操作によって、重合体微粒子を得た。得られた重合体
微粒子は、平均粒径=5.8μm、Cv値=5.0であ
った。
【0043】(実施例10)実施例4の重合体シード粒子
(A)1重量部に、イオン交換水80重量部と界面活性
剤としてラウリル硫酸ナトリウム0.1重量部を加え均
一に分散させた後、DVB15重量部、GMA7重量
部、THFM3重量部及び過酸化ベンゾイル1.5重量
部を混合してホモジナイザーで微分散乳化した。
【0044】得られた乳化液をシード粒子(A)の分散
液に加え、25℃、200rpmの回転数で3時間撹拌
してシード粒子(A)に吸収させた。この分散液を20
0rpmの回転数で攪拌しながら、窒素気流下、70℃
で12時間重合を行い、重合体微粒子を得た。得られた
重合体微粒子を、イオン交換水及びメタノールにて洗浄
後乾燥して、分級操作を行い、平均粒径=6.1μm、
Cv値=3.5の重合体微粒子を得た。
【0045】(実施例11)モノマー組成として、DVB
20重量部及びTHFM80重量部を使用したこと以外
は、実施例6と同様な操作によって、重合体微粒子を得
た。得られた重合体微粒子は、平均粒径=5.8μm、
Cv値=5.0であった。
【0046】上記実施例7〜11で得られた重合体微粒子
につき、実施例1と同様な(イ)〜(ハ)の評価を行
い、その結果を表2に示した。
【0047】
【表2】
【0048】
【発明の効果】本発明の液晶表示用スペーサーは、上述
の構成であり、粒径精度、力学的強度に優れると共に、
液晶パネルへの付着性が良好なので、均質で良好な画像
の得られる液晶表示装置を提供することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重合体微粒子からなる液晶表示用スペー
    サーであって、該微粒子表面にイソボニル基及び/又は
    テトラヒドロフルフリル基を有することを特徴とする液
    晶表示用スペーサー。
  2. 【請求項2】 重合体微粒子の全表面積の2〜80%が
    イソボニル基で覆われていることを特徴とする請求項1
    記載の液晶表示用スペーサー。
  3. 【請求項3】 重合体微粒子の全表面積の10〜80%
    がテトラヒドロフルフリル基で覆われていることを特徴
    とする請求項1記載の液晶表示用スペーサー。
JP2516696A 1996-02-13 1996-02-13 液晶表示用スペーサー Pending JPH09218414A (ja)

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