JPH09281507A - 液晶表示素子用スペーサー及び液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子用スペーサー及び液晶表示素子

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JPH09281507A
JPH09281507A JP11424296A JP11424296A JPH09281507A JP H09281507 A JPH09281507 A JP H09281507A JP 11424296 A JP11424296 A JP 11424296A JP 11424296 A JP11424296 A JP 11424296A JP H09281507 A JPH09281507 A JP H09281507A
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JP
Japan
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liquid crystal
spacer
crystal display
display element
ethylene glycol
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Pending
Application number
JP11424296A
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English (en)
Inventor
Shigeru Nomura
茂 野村
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペーサー表面の液晶規制力が著しく弱い液
晶表示素子用スペーサー、及び、異常配向がなく、表示
品質の良好な液晶表示素子を提供する。 【解決手段】 重量平均分子量が1万〜100万のエチ
レングリコール重合体、及び/又は、重量平均分子量が
1万〜100万のプロピレングリコール重合体によって
被覆されてなる液晶表示素子用スペーサー、並びに、一
対の対向する透明基板と、前記透明基板のそれぞれの対
向する面上に設けられた絶縁膜と、前記絶縁膜のそれぞ
れの上に形成された透明導電膜と、前記透明導電膜のそ
れぞれの全面上に設けられた配向膜と、対向する前記配
向膜間に存在する液晶と、上記液晶表示素子用スペーサ
ーとからなる液晶表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スペーサー表面の
液晶規制力が著しく弱い液晶表示素子用スペーサー、及
び、異常配向がなく、表示品質の良好な液晶表示素子に
関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示素子は、パソコン、携帯型電子
機器等に広く用いられている。このような液晶表示素子
において、液晶とスペーサーとの界面で液晶分子の配向
が変則的になり、表示品質を低下させるおそれがあるこ
とは以前より知られていた。特に、近年盛んに用いられ
ているスーパーツィステッドネマチック液晶(STN液
晶)を用いた液晶表示素子においては、このような液晶
の異常配向現象が起こりやすい。
【0003】このような異常配向が起こると、液晶表示
素子を点灯作動させたときに、スペーサーの周囲に光抜
けと呼ばれる白い領域が出現する。この光抜けの面積が
大きくかつその個数が多いと、本来黒地の画面に白地の
光抜けが混在し、液晶表示素子のコントラストが低下
し、表示品質を著しく低下させることになる。
【0004】光抜けの現象は、液晶とスペーサーとの界
面において液晶の配向が界面以外の領域の液晶の配向と
異なるために生じるものである。このようなスペーサー
界面の液晶の異常配向を生じさせる原因は、スペーサー
表面が液晶に対して何らかの規制力を有しているためで
あり、この液晶に対する規制力を減少させるか、解消し
ない限り光抜けは解決しない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑み、スペーサー表面の液晶規制力が著しく弱い液晶表
示素子用スペーサー、及び、異常配向がなく、表示品質
の良好な液晶表示素子を提供することを目的とするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、重量平均
分子量が1万〜100万のエチレングリコール重合体、
及び/又は、重量平均分子量が1万〜100万のプロピ
レングリコール重合体によって被覆されてなる液晶表示
素子用スペーサーによって達成することができる。以下
に本発明を詳述する。
【0007】本発明1の液晶表示素子用スペーサーは、
エチレングリコール重合体、及び/又は、プロピレング
リコール重合体によって被覆されてなる。
【0008】上記エチレングリコール重合体又は上記プ
ロピレングリコール重合体としては特に限定されず、例
えば、エチレングリコールのホモポリマー、プロピレン
グリコールのホモポリマー等がそれぞれ挙げられるが、
本発明においては、一分子中に、親水性の部分と疎水性
の部分とが適当に存在することが好ましいので、親水性
の高いエチレングリコールと疎水性の高いプロピレング
リコールとからなるランダム共重合体、又は、親水性の
高いポリエチレングリコールと疎水性の高いポリプロピ
レングリコールとからなるブロック共重合体が好適であ
る。
【0009】上記エチレングリコール重合体及び上記プ
ロピレングリコール重合体の重量平均分子量は1万〜1
00万である。1万未満であると、スペーサー粒子の合
着がおこり、100万を超えると、水溶性が低下するの
で、上記範囲に限定される。好ましくは、重量平均分子
量5万〜80万である。
【0010】本発明1の液晶表示素子用スペーサーは、
上記エチレングリコール重合体、及び/又は、上記プロ
ピレングリコール重合体により被覆されているので、ス
ペーサーの表面に水酸基が存在することを防止すること
ができる。
【0011】本発明1の液晶表示素子用スペーサーの製
造方法としては特に限定されず、例えば、上記エチレン
グリコール重合体又は上記プロピレングリコール重合体
を溶解させた水溶液中において、本発明1の液晶表示素
子用スペーサーを構成するモノマーを懸濁重合させる方
法等を採用することができる。
【0012】上記モノマーとしては特に限定されず、例
えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、(メタ)アク
リル酸n−ブチル、メタクリル酸グリシジル等が挙げら
れる。更に、ジビニルベンゼン等の架橋性化合物を配合
することもできる。
【0013】上記スペーサーの形状としては特に限定さ
れず、例えば、真球状、楕円球状、円柱状等が挙げられ
る。上記スペーサーが、真球状である場合、直径は、
0.1〜100μmが好ましい。0.1μm未満である
と、液晶セルのギャップ精度が低下することがあり、1
00μmを超えると、液晶セルのギャップを出しにくい
ことがある。より好ましくは、1〜30μmである。
【0014】上記スペーサーが、楕円球状である場合、
短直径は、0.1〜100μmが好ましい。0.1μm
未満であると、液晶セルのギャップ精度が低下し、10
0μmを超えると、液晶セルのギャップを出しにくいこ
とがある。より好ましくは、1〜100μmである。ま
た、長直径と上記短直径との比〔(長直径)/(短直
径)〕は、1.05/1〜10/1が好ましい。1.0
5/1未満であると、長直径と短直径とが同程度とな
り、ギャップ精度が低下することがあり、10/1を超
えると、スペーサーが折れ易くなる。より好ましくは、
1.05/1〜5/1である。
【0015】上記スペーサーが、円柱状である場合、上
下底面の直径は、0.5〜200μmが好ましい。0.
5μm未満であると、液晶セルのギャップ精度が低下す
ることがあり、200μmを超えると、液晶セルのギャ
ップを出せない。より好ましくは、3〜100μmであ
る。円柱の高さと直径との比〔(高さ)/(直径)〕
は、1/1〜50/1が好ましい。1/1未満である
と、高さと直径とが同程度となり、ギャップ精度が低下
することがあり、50/1を超えると、スペーサーが折
れ易くなる。より好ましくは、1/1〜10/1であ
る。
【0016】本発明2は、一対の対向する透明基板と、
上記透明基板のそれぞれの対向する面上に設けられた絶
縁膜と、上記絶縁膜のそれぞれの上に形成された透明導
電膜と、上記透明導電膜のそれぞれの全面上に設けられ
た配向膜と、対向する上記配向膜間に存在する液晶と、
請求項1記載の液晶表示素子用スペーサーとからなる液
晶表示素子である。
【0017】本発明2の液晶表示素子は、例えば、図1
に示されるもの等であり、例えば、以下のようにして作
製される。まず、一対の透明基板10の対向する面に、
それぞれ、例えば、SiO2 からなる絶縁膜11を形成
し、それぞれの上記基板の絶縁膜11上に、例えば、I
TOからなる透明導電膜12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。上記それぞれの基板の
透明導電膜12上に、例えば、ポリイミド膜からなる配
向膜13を形成する。次に、上記基板上の配向膜13
に、液晶表示素子用スペーサー9を散布する。
【0018】その後、上記基板に対向する基板の周囲
に、シール剤14を用いて周辺部に接着層を形成し、ス
ペーサーを散布した方の基板と貼り合わせ、更に、液晶
8をこれら基板間に注入することにより、液晶セルを形
成する。液晶セルに配線を設けることにより液晶表示素
子を得る。
【0019】上記液晶表示素子用スペーサー9の散布密
度としては、10〜1000個/mm2 が好ましい。1
0個/mm2 未満であると、液晶セルのギャップが出な
くなることがあり、1000個/mm2 を超えると、ス
ペーサーのためにコントラストが低下することがある。
【0020】本発明2においては、上述のように、上記
エチレングリコール重合体、及び/又は、上記プロピレ
ングリコール重合体により被覆されている本発明1の液
晶表示素子用スペーサーを使用するので、スペーサーの
表面に水酸基が残存することなく、液晶に対する配向規
制力を弱くすることができる。
【0021】ポリビニルアルコール等の分散剤を使用し
て製造された従来の樹脂系のスペーサーは、その表面に
水酸基を有することが、本発明者によるTOF−SIM
S(Time of Flight Secondar
y Ion Mass Spectol)法に基づく測
定の結果判明した。このような水酸基は、例えば、「高
分子の物性(3)表面界面と膜輸送」、共立出版社、1
995年、227〜228頁に記載されているように、
液晶に対する強い配向規制力を有し、光抜けの原因とな
る。従来の製造法による場合、重合時に上記ポリビニル
アルコールはグラフト重合しているので、熱水による精
製を繰り返し行っても、上記水酸基を完全に除去するこ
とは不可能である。
【0022】これに対して、本発明の液晶表示素子用ス
ペーサーは、スペーサー表面に水酸基が実質的に存在し
ないので、液晶に対する配向規制力が弱く、その結果、
異常配向(光抜け)がほとんどない良好な液晶表示品質
を示す液晶表示素子を得ることができる。
【0023】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
【0024】(1)液晶セルの作製 一対の透明ガラス板(150mm×150mm)の一面
に、CVD法によりSiO2 膜を蒸着し、更に、SiO
2 膜上に透明電極基板ITOをスパッタリングにより全
面に形成した。更に、リソグラフィーによりパターニン
グを行った。上記一対の透明ガラス板のITO膜上に、
スピンコート法によりポリイミド中間体(LP−64、
東レ社製)を形成し、280℃にて90分焼成すること
によりポリイミド配向膜を形成した。この後、ポリイミ
ド配向膜と液晶分子とが接触したときに互いに240度
の角度となる方向にラビングを行った。
【0025】この透明基板の一方に、実施例1〜5、比
較例1の液晶表示用スペーサーを散布し、他の一方に、
周辺シール剤(主剤SE4500、硬化剤T、HAVE
NCHEMICAL社製)をスクリーン印刷法にて印刷
し、周辺にシール剤を形成し両者を貼り合わせた後、1
60℃にて90分硬化させて空セルを作製した。このと
きのギャツプは6.1μmであった。このようにして得
られた空セルに、所定量のカイラル剤を配合した液晶
(S−811、メルク社製)を注入することにより液晶
セルを作製し、更に、95℃にて30分間熱処理した。
【0026】(2)異常配向の測定 このようにして得られた液晶セルについて、顕微鏡で2
00倍に拡大した画面を写真にとり、光抜けの状態を観
察した。観察時の電圧は4.2ボルトであった。光抜け
の測定は、初期状態の写真画面のスペーサー周囲の光抜
けしている面積と、同一画面での120ボルトの直流電
圧をセルに30秒間印加した後のスペーサー周囲の光抜
けしている面積とを測定し、その比を求めた。この値が
1に近い方が異常配向が無いことになる。
【0027】実施例1 重量平均分子量100万のポリエチレングリコール30
重量部を、970重量部の水に溶解し水溶液を得た。グ
リシジルメタクリレート50重量部及びジビニルベンゼ
ン75重量部の混合物を、得られた水溶液に投入して攪
拌した。更に、BPO(ベンゾインパーオキサイド)
1.5重量部を加え、90℃に加熱し、10時間重合
し、濾過、熱水で精製後、分級して、粒径が6μm、標
準偏差値が3.2%の粒径が揃ったスペーサー10gを
得た。得られたスペーサーを1リットルの熱水で10回
繰り返して洗浄し、乾燥後、上記方法で液晶セルの作製
と異常配向の測定を行った。結果を表1に示した。
【0028】実施例2 ポリエチレングリコールの代わりに、重量平均分子量1
00万のポリプロピレングリコール30重量部を用いた
こと以外は、実施例1と同様にして液晶セルの作製と異
常配向の測定を行った。結果を表1に示した。
【0029】実施例3 ポリエチレングリコールの代わりに、エチレングリコー
ル75重量%及びプロピレングリコール25重量%から
なる重量平均分子量100万の共重合体30重量部を用
いたこと以外は、実施例1と同様にして液晶セルの作製
と異常配向の測定を行った。結果を表1に示した。
【0030】実施例4 ポリエチレングリコールの代わりに、エチレングリコー
ル75重量%及びプロピレングリコール25重量%から
なる重量平均分子量74000の共重合体(メルポール
HA−2200、三洋化成工業社製)30重量部を用い
たこと以外は、実施例1と同様にして液晶セルの作製と
異常配向の測定を行った。結果を表1に示した。
【0031】実施例5 ポリエチレングリコールの代わりに、エチレングリコー
ル65重量%及びプロピレングリコール35重量%から
なる重量平均分子量9万の共重合体(ニユポール75H
−90000、三洋化成工業社製)30重量部を用いた
こと以外は、実施例1と同様にして液晶セルの作製と異
常配向の測定を行った。結果を表1に示した。
【0032】比較例1 ポリエチレングリコールの代わりに、重量平均分子量7
2000のポリビニルアルコール(GH−20、鹸化度
88%、日本合成社製)30重量部を用いたこと以外
は、実施例1と同様にして液晶セルの作製と異常配向の
測定を行った。結果を表1に示した。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明の液晶表示素子用スペーサーは上
述のとおり構成されているので、スペーサー表面の液晶
規制力が著しく弱く、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、異常配向(光抜け)がなく、優
れた表示品質を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示素子の要部の断面図である。
【符号の説明】
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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量平均分子量が1万〜100万のエチ
    レングリコール重合体、及び/又は、重量平均分子量が
    1万〜100万のプロピレングリコール重合体によって
    被覆されてなることを特徴とする液晶表示素子用スペー
    サー。
  2. 【請求項2】 一対の対向する透明基板と、前記透明基
    板のそれぞれの対向する面上に設けられた絶縁膜と、前
    記絶縁膜のそれぞれの上に形成された透明導電膜と、前
    記透明導電膜のそれぞれの全面上に設けられた配向膜
    と、対向する前記配向膜間に存在する液晶と、請求項1
    記載の液晶表示素子用スペーサーとからなることを特徴
    とする液晶表示素子。
JP11424296A 1996-04-10 1996-04-10 液晶表示素子用スペーサー及び液晶表示素子 Pending JPH09281507A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6757044B2 (en) 1998-01-30 2004-06-29 Hitachi, Ltd. Liquid crystal display device with spacers controlling thickness of liquid crystal layer
JP2009175547A (ja) * 2008-01-25 2009-08-06 Sekisui Chem Co Ltd スペーサ粒子分散液、及び、液晶表示装置
JP2009193006A (ja) * 2008-02-18 2009-08-27 Sekisui Chem Co Ltd スペーサ粒子分散液、及び、液晶表示装置
JP2009229925A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Sekisui Chem Co Ltd スペーサ粒子分散液、液晶表示装置の製造方法、及び、液晶表示装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6757044B2 (en) 1998-01-30 2004-06-29 Hitachi, Ltd. Liquid crystal display device with spacers controlling thickness of liquid crystal layer
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JP2009229925A (ja) * 2008-03-24 2009-10-08 Sekisui Chem Co Ltd スペーサ粒子分散液、液晶表示装置の製造方法、及び、液晶表示装置

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