JPH117024A - ペン入力用液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ペン入力用液晶素子において、基板間の距離
を制御するスペーサー等粒子の散布密度を増加させるこ
となく、ペン入力に耐えるように強度の向上を図る。 【解決手段】 スペーサーとして、表面に接着層２を有
する球状無機粒子１を用い、該球状無機粒子で上下基板
１１ａと１１ｂとの距離を保つと同時に、接着層２によ
って、上下基板１１ａと１１ｂとを接着固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータの端
末ディスプレイ、各種フラットパネルディスプレイ等に
用いられる液晶素子の製造方法及び該方法によって製造
される液晶素子に関し、特に、画面にペンを接触させる
ことで入力を行なうペン入力に対応する液晶素子に関す
る発明である。

【０００２】

【従来の技術】液晶素子においては、基板間の距離（液
晶層の厚さ、セルギャップ）のばらつきは、応答速度や
視野角特性、コントラスト等の表示品質に大きく影響
し、表示むらを生じさせる原因となるため、上記距離を
一定に保つ必要がある。また、ペン入力等により外部か
ら基板に力が加わった場合に、上下電極間のショートを
防止するためにも、基板間の距離を保つ必要がある。

【０００３】通常液晶素子においては、上下基板間に球
状無機粒子からなるスペーサーを散布して、上下基板間
の距離を保っているが、さらに該距離のばらつきを抑え
且つ強度の向上を図るために、上記スペーサーの散布密
度を上げると共に、該スペーサーよりも粒径の大きな熱
硬化性樹脂からなる球状接着粒子を散布し、熱圧着して
両基板間の支持体とする手段がとられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スペー
サーや球状接着粒子といった粒子の散布密度が増加する
と、これら粒子からの光の漏れが増加し、コントラスト
が減少すると共に表示上の画素数の減少による画質の劣
化を招く。光の漏れに対しては、例えば特開平５−９０
２７号公報に、スペーサーを黒色等に着色することで光
がスペーサー内に入り込まない工夫が提案されている
が、粒子としての散布密度が増すことで液晶の配向に影
響し、画質が劣化することは避けられなかった。

【０００５】本発明の目的は、液晶素子において、上記
問題を解決し、画質の劣化を招くことなく、基板間の距
離を一定に保ち且つ強度の向上を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板間
に液晶を挟持してなる液晶素子であって、両基板間の距
離を制御するスペーサーとして、表面に接着層を有する
球状無機粒子を用いたことを特徴とするペン入力用液晶
素子である。

【０００７】本発明においては、従来のスペーサーとし
て用いられていた球状無機粒子の表面に接着層を形成す
ることにより、従来の散布密度のままで上下基板間の距
離を制御すると同時に、該球状無機粒子の周辺において
上下基板を接着固定し強度の向上を図ることができ、ペ
ン入力による上下基板でのショートや基板間距離の変動
による表示品質の劣化が防止される。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に本発明に用いる、表面に接
着層を有する球状無機粒子の断面模式図を示す。図中１
は球状無機粒子、２は接着層である。また、図２に本発
明の液晶素子の一実施形態の断面模式図を示す。図中、
１１ａ，１１ｂは基板、１２ａ，１２ｂは電極、１３
ａ，１３ｂはショート防止用の絶縁層、１４ａ，１４ｂ
は配向膜、１５はシール材、１６は液晶である。

【０００９】図２に示されるように、図１に示した球状
無機粒子１は、上下基板１１ａと１１ｂの距離を一定に
保ち、該球状無機粒子１の表面に形成されていた接着層
２は、上下基板を貼り合わせる際の押圧で押しつぶさ
れ、球状無機粒子１の周辺で上下基板を接着固定する。

【００１０】本発明において用いられる球状無機粒子と
しては、基板間距離に応じて、粒径が好ましくは０．３
〜５０μｍ、望ましくは０．５〜２０μｍの単分散球状
粒子で、電気絶縁性のあるシリカゲルや酸化チタン、酸
化アルミニウムのような金属酸化物等からなる。

【００１１】また、本発明に係る接着層を形成する接着
性樹脂としては、好ましくは可視光領域での光線透過率
が６０％以上、望ましくは８０％以上の、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂のような熱硬化性樹脂
や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフ
ィン樹脂などの熱可塑性樹脂のうちガラス転移点が１２
０℃以上の熱可塑性樹脂や、ポリエステルアクリレー
ト、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート
などのアクリル系紫外線硬化型樹脂から好ましく選択さ
れる。また、上記熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の混合物
も用いることができる。

【００１２】球状無機粒子への接着層の形成方法として
は、上記に挙げたような球状無機粒子を、シランカップ
リング剤やチタネートカップリング剤、アルミニウムカ
ップリング剤等、素材に応じたカップリング剤で表面処
理した後、上記した接着性樹脂のモノマー成分を有機溶
剤等で希釈した中に投入し、撹拌しながら光照射、加
熱、または該モノマー成分の貧溶剤の添加等により、球
状無機粒子表面に接着性樹脂を重合付着させて接着層を
形成する。この時、接着性樹脂の濃度、光の照射時間や
エネルギー、加熱温度や加熱時間、貧溶剤の種類や配合
量などで球状無機粒子表面へ形成される接着層の厚さを
制御することができる。

【００１３】上記のようにして作製された接着層を有す
る球状無機粒子を、一方の基板、通常はラビング処理さ
れた配向膜上に散布し、他方の基板を基板間の距離が一
定になるように治具を用いて押しつけながら、熱または
紫外線により貼り合わせ、本発明の液晶素子が形成され
る。

【００１４】本発明においては、スペーサーである球状
無機粒子の周囲に接着層が形成されているため、該球状
無機粒子の粒径にばらつきが有ったとしても、小さい径
の粒子と基板表面との間を接着性樹脂が埋めて固定する
ため、小さい径の粒子でも基板間距離の維持機能を発現
することができる。

【００１５】尚、本発明の特徴は、上記した接着層を有
する球状無機粒子を用いることにあり、他の構成部材に
ついては、特に限定されず、従来の一般的な液晶素子の
構成、素材、製造方法を用いることができる。

【００１６】

【実施例】

［実施例１］γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキ
シ（シランカップリング剤）で処理した平均粒径１．５
μｍのシリカゲルビーズ１ｇを蒸留水１リットル中に撹
拌、分散させ、６０℃に加熱する。この分散液中に、２
−エチルヘキシルアクリレート４ｇ、メタクリル酸７
ｇ、アクリル酸１ｇを蒸留水１リットルに溶解した水溶
液１リットルを５時間かけて滴下して加え、接着性樹脂
を重合して上記シリカゲルビース表面に接着層を形成し
た。反応終了後、冷却し、容器より取り出してエチルア
ルコールで洗浄後、乾燥させた。

【００１７】この接着層を有するシリカゲルビーズをエ
チルアルコール中に分散させ、レーザー粒度分布計（商
品名：ＥＬＳ−８００、大塚電子社製）で粒度分布を測
定したところ、平均粒径約３μｍであった。

【００１８】このシリカゲルビーズを、透明電極、絶縁
膜、配向膜を形成した基板の該配向膜上に散布し、同様
に形成した他方の基板をスペーサー治具を用いて基板間
隙が２μｍになるように調整しながら対向配置し、１５
０℃、１０分間加熱して貼り合わせ、セルを作製した。
該セルに、強誘電性スメクチック液晶（商品名：ＣＳ−
１０１４、日本チッソ社製）を注入後、封入し、本発明
の液晶素子を作製した。

【００１９】上記液晶素子を一対の９０°クロスニコル
偏光子の間に挟み、５０μｓｅｃ幅で３０Ｖのパルスを
印加してから、９０°クロスニコルを消光位（最暗状
態）にセットし、この時の透過率をフォトマルチプレタ
ーにより測定し、続いて極性を反転して同様のパルスを
印加し、この時の透過率（明状態）を同様な方法で測定
したところ、最暗状態時の透過率は１％で、明状態の透
過率は３６％であり、従ってコントラスト比は３６：１
であった。

【００２０】また、本実施例の液晶素子に２００ｋＰａ
の圧力を加えて耐圧力性を調べたところ、上記圧力を加
えた後も、画質の変化はなく、ペン入力が可能であっ
た。

【００２１】［実施例２］ビニルトリエトキシシラン
（シランカップリング剤）で処理した平均粒径１．５μ
ｍのシリカゲルビーズ１ｇを蒸留水１リットルに撹拌、
分散させた混合液中に、２−エチルヘキシルアクリレー
ト４ｇ、１，４−ブタンジオール６ｇ、トリメチロール
プロパントリアクリレート４ｇ及び重合開始剤をエチル
アルコール１リットルに溶かした溶液１リットルを滴下
した後、紫外光を１０分間照射してシリカゲルビーズ表
面に半硬化した紫外線硬化型樹脂からなる接着層を形成
した。反応終了後、冷却し、容器より取り出してエチル
アルコールで洗浄後、乾燥させた上記接着層を有するシ
リカゲルビーズを実施例１と同様にして粒度分布を測定
したところ、平均粒径約３μｍであった。

【００２２】上記シリカゲルビーズを用い、紫外線を２
０分間照射して上下基板を貼り合わせた以外は実施例１
と同様にして液晶素子を作製し、実施例１と同様にコン
トラスト比を測定したところ、３５：１であった。

【００２３】また、実施例１と同様の条件で耐圧力性を
調べたところ、実施例１と同様に圧力を加えた後も画質
の変化はなく、ペン入力が可能であった。

【００２４】［比較例１］平均粒径１．５μｍの無処理
のシリカゲルビーズを散布して用いる以外は実施例１と
同様にして液晶素子を作製し、実施例１と同様に耐圧力
性を調べたところ、圧力を加えた後に基板間の距離の変
動による画質の劣化が見られた。

【００２５】［比較例２］平均粒径１．５μｍの無処理
のシリカゲルビーズと、平均粒径３μｍのアクリル樹脂
からなる接着性ビーズを用い、実施例１と同じ耐圧力を
有するようにした以外は実施例１と同様にして液晶素子
を作製し、実施例１と同様にコントラスト比を測定した
ところ、２１：１であった。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来に比較してスペーサーや接着粒子等の粒子の散布密
度を増加させることなく、上下基板の間隙制御と強度向
上を図ることができ、表示品質が高くペン入力によって
画質劣化を生じない信頼性の高い液晶素子が提供され、
より高画質でペン入力可能な表示装置を構成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る、表面に接着層を有する球状無機
粒子の断面模式図である。

【図２】本発明の液晶素子の一実施形態の断面模式図で
ある。

【符号の説明】

１ 球状無機粒子 ２ 接着層 １１ａ，１１ｂ 基板 １２ａ，１２ｂ 電極 １３ａ，１３ｂ 絶縁層 １４ａ，１４ｂ 配向膜 １５ シール材 １６ 液晶

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に液晶を挟持してなる液晶
   素子であって、両基板間の距離を制御するスペーサーと
   して、表面に接着層を有する球状無機粒子を用いたこと
   を特徴とするペン入力用液晶素子。
2. 【請求項２】 上記接着層が、熱硬化性樹脂、熱可塑性
   樹脂、或いはこれらの混合物より選択される接着性樹脂
   からなる請求項１記載のペン入力用液晶素子。
3. 【請求項３】 上記接着層が、紫外線硬化型樹脂からな
   る接着性樹脂よりなる請求項１記載のペン入力用液晶素
   子。