KR100358251B1 - 액정표시소자용 스페이서, 그 제조방법 및 액정표시소자 - Google Patents

액정표시소자용 스페이서, 그 제조방법 및 액정표시소자 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판의 대형화에 따른 셀 간격 균일성이 우수하고, 화상 표시 품질이 높은 액정표시소자; 대형 기판에 대해서도 건식 분산성이 우수하고 미립자가 거의 이탈하지 않아, 상기 액정표시소자의 제공을 달성할 수 있는 스페이서; 및 그러한 스페이서를 제조하는 방법을 제공한다. 액정표시소자용 스페이서로서는 입자 본체와 입자 본체의 표면에 부착된 소수성 미립자를 포함하는 것이 사용되는데, 상기 소수성 미립자는 철분에 대한 마찰대전성이 0 내지 정대전성을 띠는 것이다. 또한, 상기 스페이서는 상기 입자 본체가 점착성 입자인 점착성 스페이서일 수도 있다.

Description

액정표시소자용 스페이서, 그 제조방법 및 액정표시소자 {Spacer for liquid crystal displays, production process therefor, and liquid crystal display}
본 발명은 우수한 건식 분산성을 가진 액정표시소자용 스페이서, 상기 스페이서의 제조방법 및 상기 스페이서를 구비한 액정표시소자에 관한 것이다.
액정표시소자(LCD)는, 일반적으로 2장의 마주보는 전극 기판과, 상기 전극 기판 사이에 개재하는 스페이서 및 액정으로 구성되어 있다. 스페이서는 액정층의 두께를 균일하고 또한 일정하게 유지할 목적으로 사용되고 있다.
일반적으로, 고속 응답성, 고 콘트라스트성, 광시야 각도성 등이 액정표시소자의 실제 사용에 있어 요구되는 표시 성능으로서 얘기된다. 이러한 성능의 실현을 위해서, 액정층의 두께, 즉 2장의 전극 기판 사이의 간격을 엄밀히 일정하게 유지하지 않으면 안된다(셀 간격 균일성).
이와 같은 요구를 만족시키는 액정표시소자용 스페이서로서는, 졸-겔법(Sol-gel method)으로 제조된 실리카 입자(JP-A-62-269933), 상기 실리카 입자를 소성시킨 것(JP-A-01-234826) 및 스티렌계 단량체 또는 디비닐벤젠계 단량체 등을 현탁중합시켜 얻은 스티렌계 또는 디비닐벤젠계 중합체 입자(JP-A-61-095016) 등이 있다.
액정표시소자용 스페이서는 습식법 또는 건식법에 의해 기판 상에 분산된다. 이 중, 습식법은, 예를 들면, 플론, 알코올 또는 물과 알코올의 혼합용매와 같은 용매에 스페이서를 분산시키는 것에 의해 제조된 분산액을 기판 위에 분사하는 방법이다. 그러나, 습식법은 플론에 대한 규제, 유기용매에 기인한 환경오염 및 인화, 용매에 기인한 배향막의 손상이나 오염 등의 문제를 갖는다. 이 때문에, 현재 스페이서의 분산방법은 습식법을 대체하여 건식법이 주류를 이룬다.
건식법은 압착 질소가스 등의 기체에 의해서 스페이서를 직접 기판에 분산하는 방법이다. 예를 들면, 고속 기류 방식이나, 고전압을 발생시킨 노즐로부터 어스된 기판에 대해 스페이서를 분출하는 정전기 분산 방식을 이용한 건식법 등이 제안되어 있다. 건식 분산성이 우수한 스페이서로서, 예를 들면 JP-A-10-010542에서는 입자 본체와 입자 본체의 표면에 부착된 미립자를 포함하는 스페이서가 제안되고 있다. 이 스페이서는 유동성이 향상된 것이어서, 분산성이 향상되고, 셀 간격 균일성을 높일 수 있다.
한편, 최근 액정표시소자는 휴대전화, 호출기 등의 휴대용 정보 단말기나 이동형 통신기, 차량용 운항 시스템(car navigation system) 등의 차량용 부속품의 용도로도 사용되고 있다.
이들 용도에서는, 데스크탑형의 PC, 워드프로세서, TV 등의 용도에 비해, 스페이서가 이동에 따르는 진동 ·충격 등의 부하를 받아, 스페이서의 이동 또는 탈락이 생기기 쉬워, 액정층의 두께를 균일하고 또한 일정하게 유지할 수 없게 되는 문제가 있다. 또한, 최근 상기의 PC 등에서는 화면이 현저하게 대형화되고 있으며, 화면이 현저하게 대형화되는 경우에는 전극 기판이 쉽게 휘어져, 그 결과 스페이서의 이동이 생겨 액정층의 두께를 균일하고 또한 일정하게 유지할 수 없게 되는 문제도 발생하고 있다.
상기에서 기술한 바와 같은 스페이서의 이동 및 탈락의 방지라는 목적을 위하여, 스페이서 입자의 표면이 점착제로 피복된 구조를 가진 점착성 스페이서가 개발되고 있다.
이러한 점착성 스페이서의 공지된 예는 다음을 포함한다: 아미노 수지의 경화 구상 미립자의 표면에, 열변형 온도가 25∼180℃ 범위에 있는 수지의 미세한 분말을 정전기력으로 흡착시키고, 그 결과물을 고속으로 유동하는 기류 중에서 분산시킨 후, 경화 구상 미립자에 충격을 가하는 방법(고속 기류 충격법)으로, 수지의 미세한 분말이 경화 구상 미립자의 표면에 고정화된 점착성 스페이서(JP-A-01-150428); 고온 용융(hot-melt)형 수지 또는 에폭시 수지의 용액 중에, 디비닐벤젠 가교체 입자나 실리카 유리 등의 구상 미립자를 분산시킨 후, 그 분산액의 온도를 서서히 저하시키거나, 또는 이들 수지의 빈용매(poor solvent)를 적하하는 방법(코아세르베이션법)으로, 구상 미립자의 표면에 상기에서 기술한 수지를 석출시킨 점착성 스페이서(JP-A-01-247154, JP-A-02-261537, JP-A-04-036723, JP-A-04-036724); 구상 미립자의 표면에 점착성을 갖는 중합체 사슬을 그래프트시켜, 입자의 표면에 점착층을 형성한 점착성 스페이서(JP-A-07-300586, JP-A-07-300587, JP-A-07-333623). 이들 점착성 스페이서는, 모두 구상 미립자의 표면이 점착성 수지를 포함하는 점착층으로 피복되어 있다. 더욱이, JP-A-09-244032는 점착성 입자의 표면에 미립자를 부착시킴으로써 습식 분산성이 개량된 점착성 스페이서를 개시하고 있다.
반면, 최근 액정표시소자가 TFT-LCD 모니터로서 사용됨에 따라, 그 생산성을 올리기 위해서 기판 크기가 점점 대형화되기 시작하였고, 이에 따라 셀 간격 균일성이 점점 중요해지고 있다. 그래서, JP-A-10-010542에 제안된 상기 스페이서는, 셀 간격 균일성을 높이는 것에 일정한 효과가 있는 것이기는 하나, 최근 기판의 대형화에는 아직 불충분하다. 따라서, 보다 우수한 건식 분산성(단분산성 및 분산의 연속 안정성)을 가진 스페이서와 셀 간결 균일성이 우수한 액정표시소자가 요망되고 있다. 또, JP-A-10-010542에 구체적으로 개시된 상기 스페이서는, 입자 본체에 부착된 미립자가 이탈하는 경우가 있고, 그 이탈한 미립자가 콘트라스트의 저하를 야기하여 액정표시소자의 화상 표시 품질을 손상시키는 경우가 있다.
상기 셀 간격 균일성에는 스페이서의 분산성 뿐만 아니라, 스페이서를 분산한 후의 판넬 제조 공정에서 판넬에 주어지는 진동이나 충격에 기인한 스페이서의 이동을 방지하는 것도 중요하다. 스페이서의 이동 방지를 위해서는 기판 위에 고정시키기 위한 상기 점착성 스페이서가 최적이다.
JP-A-09-244032에 개시된, 점착성 입자의 표면에 미립자를 부착시킨 상기 점착성 스페이서는, 우수한 습식 분산성을 갖는 것이나, 스페이서의 유동성이 향상되기 때문에, 건식 분산 방법에서의 셀 간격 균일성을 높이는데도 일정한 효과가 있는 스페이서임에도 불구하고 최근의 대형 크기의 기판용으로는 여전히 불충분하다. 따라서, 좀 더 우수한 건식 분산성(단분산성 및 분산의 연속 안정성)을 갖는 스페이서 및 우수한 셀 간격 균일성을 갖는 액정표시소자가 요구되고 있다.
또한, JP-A-09-244032에 구체적으로 개시된 상기 스페이서에 있어서는, 점착성 입자에 부착된 미립자가 이탈하는 경우가 있어, 이 이탈한 미립자가 콘트라스트의 저하를 야기하여 액정표시소자의 화상 표시 품질을 해하는 경우가 있었다.
본 발명의 목적은 기판의 대형화에 따라 셀 간격 균일성이 우수할 뿐 아니라, 더 나아가 화상 표시 품질이 높은 액정표시소자, 상기 액정표시소자의 제공을 달성하기 위해 대형 기판상에 대한 건식 분산성이 우수하고 미립자의 이탈이 거의 생기지 않는 스페이서 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은 대형 기판 상에 대한 건식 분산성(단분산성 및 분산의 연속 안정성)을 향상시키고, 미립자의 이탈이 거의 일어나지 않는 액정표시소자용 스페이서에 관해서 부단히 연구하였다. 그 결과, 특정 대전성을 가진 소수성 미립자를 사용하는 것으로 상기의 과제를 해결할 수 있는 사실을 발견하였다.
도 1은 본 발명에 따른 액정표시소자의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 스페이서는 입자 본체와 입자 본체의 표면에 부착된 소수성 미립자를 포함하며, 상기 소수성 미립자는 철분에 대한 마찰대전성이 0 또는 정대전성을 띠는 것이다. 또한, 본 발명에 따른 액정표시소자용 스페이서의 제조방법은 입자 본체의 표면에 소수성 미립자를 부착시키는 공정을 포함하며, 상기 소수성 미립자는 철분에 대한 마찰대전성이 0 또는 정대전성을 띠는 것이다.
상기 본 발명의 액정표시소자용 스페이서는 상기 입자 본체가 점착성 입자인 점착성 스페이서일 수 있다. 그러한 점착성 스페이서를 얻기 위해서, 본 발명의 액정표시소자용 스페이서의 제조방법은, 예를 들면 상기 입자 본체의 표면에 상기 소수성 미립자를 부착하기 전에, 점착층으로 상기 입자 본체의 표면을 피복하여 점착성 입자를 얻는 공정을 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 액정표시소자는 마주보고 있는 2장의 전극 기판, 상기 전극 기판 사이에 개재하여 상기 전극 기판의 간격을 유지하는 액정표시소자용 스페이서 및 상기 전극 기판 사이에 봉입된 액정을 포함하는 것으로서, 상기 본 발명에 따른 스페이서를 사용한다는 점에 특징이 있는 액정표시소자이다.
본 발명의 이점과 상기 및 기타 다른 목적들은 하기와 같은 상세한 설명에 의해 보다 명백해 질 것이다.
먼저, 이하 본 발명에 따른 액정표시소자용 스페이서에 대해서 설명한다.
(액정표시소자용 스페이서)
본 발명의 액정표시소자용 스페이서는 입자 본체와 입자 본체의 표면에 부착된 미립자를 포함하는 입자 구조이다.
먼저, 이하 입자 본체에 대해서 설명한다.
입자 본체는, 예를 들면 스페이서가 액정표시소자용으로 사용되는 경우에 액정층의 두께를 균일하고 또한 일정하게 유지하기 위해서 필요하다. 입자 본체의 평균 입자 직경은 바람직하게는 0.5∼30㎛의 범위이고, 보다 바람직하게는 1∼25㎛, 가장 바람직하게는 1∼20㎛이다. 입자 본체의 평균 입자 직경이 상기의 범위를 벗어나면, 액정표시소자용 스페이서로서는 사용할 수 없는 경우가 통상적이다.
입자 본체의 입자 직경의 변동계수(coefficient variation: CV)는, 바람직하게는 10% 이하의 범위이고, 보다 바람직하게는 8% 이하, 더욱 바람직하게는 7% 이하, 가장 바람직하게는 6% 이하이다. 입자 직경의 변동계수가 10%를 넘는 입자 본체를 가진 스페이서는, 액정층의 두께를 균일하고 또한 일정하게 유지하기 어려워져, 화상 얼룩(image unevenness)을 일으키기 쉬워진다.
또한, 본 발명에 있어서의 평균 입자 직경 및 입자 직경의 변동계수의 정의 또는 측정은, 하기에 기술되는 실시예에 개시된 방법에 따른 것이다.
입자 본체의 대전량은 특별히 제한되지 않는다. 그러나, -2∼-2000μC/g의 범위내에 있는 경우에 특히 본 발명의 효과가 크다. 대전량은 보다 바람직하게는 -5∼-1500μC/g의 범위이고, 더욱 바람직하게는 -10∼-1000μC/g의 범위이다. 또한, 입자 본체의 대전량은 하기에서 기술되는 미립자의 대전량과 같은 방식에 따라 측정된다.
입자 본체로서는 여러 가지 형이 사용될 수 있으며, 특별한 제한이 있는 것은 아니다. 그러나, 그들의 예는 유기 가교 중합체 입자, 무기계 입자 및 유기질 무기질 복합체 입자 등을 포함한다. 이들 중에서도, 유기 가교 중합체 입자 및 유기질 무기질 복합체 입자가 전극 기판, 배향막 또는 컬러 필터의 손상을 방지하거나 전극 기판 간격의 균일성을 얻기 쉽다는 점에서 바람직하다.
입자 본체의 형상은, 구상, 침상(針狀), 판상, 박편상, 파쇄상, 럭비공상(rugby football-shaped), 고치상(cocoon-shaped), 성상(星狀) 등의 임의의 입자 형상이어도 좋으며, 특별히 제한되는 것은 아니나, 전극 기판 사이의 간격을 균일하고 또한 일정하게 얻기 위해서는 구상인 것이 바람직하다. 이것은 입자가 구상이면, 전부 또는 거의 모든 방향에 대해서 일정 또는 거의 일정한 입자 직경을 갖기 때문이다.
상기 유기 가교 중합체 입자는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 디비닐벤젠을 단독으로 중합 또는 다른 비닐단량체와 공중합시켜 얻어지는 디비닐벤젠 가교수지 입자 등을 들 수 있다(JP-A-01-144429).
상기 무기계 입자는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 유리, 실리카, 알루미나 등의 구상 미립자 등을 들 수 있다.
상기 유기질 무기질 복합체 입자는, 유기질 부분과 무기질 부분으로 이루어지는 복합 입자이다. 이 유기질 무기질 복합체 입자에 있어서, 무기질 부분의 비율은 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 유기질 무기질 복합체 입자에 대하여 무기 산화물 환산으로, 바람직하게는 10∼90 중량%, 보다 바람직하게는 25∼85 중량%, 더욱 바람직하게는 30∼80 중량%의 범위이다. 무기 산화물로 환산된 무기질 부분의 비율은, 유기질 무기질 복합체 입자를 공기 중 등의 산화 분위기에서 고온(예를 들면 1000℃)으로 소성한 전후의 무기질 유기질 복합체 입자의 중량을 각각 측정하여 구한 중량 백분률로 표시된다. 유기질 무기질 복합체 입자의 무기질 부분의 비율이 무기 산화물로 환산하여 상기 범위 미만이면, 유기질 무기질 복합체 입자가 너무 부드러워져 전극 기판상으로 분산되는 스페이서의 수가 증가하는 경우가 있다. 그 비율이 상기 범위를 초과하면, 무기질 유기질 복합체 입자가 지나치게 딱딱해져 배향막의 손상이나 TFT 배열의 단선이 생기기 쉬워지는 경우가 있다.
상기에서 정의된 유기질 무기질 복합체 입자로서는, 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 유기 폴리머 골격과, 상기 유기 폴리머 골격 중 하나 이상의 탄소원자에 직접 화학적으로 결합한 실리콘 원자를 포함하는 유기실리콘을 그 분자내에 갖는 폴리실록산 골격을 포함하며, 상기 폴리실록산 골격을 구성하는 SiO2의 양이 10 중량% 이상인 유기질 무기질 복합체 입자 등을 들 수 있다. 유기 중합체 골격으로서는, 비닐계 중합체가 간격 조절을 제어할 수 있는 고복원성(high resiliency)을 주기 때문에 바람직하다. 유기질 무기질 복합체 입자는 염료 및/또는 안료를 포함하는 것에 기인하여 착색되어 있는 것이더라도 좋다.
유기질 무기질 복합체 입자의 제조방법으로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 축합공정, 중합공정 및 열처리공정을 포함하는 하기에 기술되는 제조방법을 들 수 있다.
축합공정은, 라디칼 중합성기 함유 실리콘 화합물을 사용하여 가수분해 ·축합하는 공정이다. 축합공정에서는, 암모니아 등의 염기성 촉매가 촉매로 사용될 수 있다.
라디칼 중합성기 함유 실리콘 화합물은, 하기의 일반식 (1) 내지 (3)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 또는 그 유도체인 것이 바람직하다.
(여기에서, Ra는 수소원자 또는 메틸기이고; Rb는 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 1∼20의 2가 유기기이며; Rc는 수소원자, 탄소수 1∼5의 알킬기 및 탄소수 2∼5의 아실기로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 1가기이고; R1은 탄소수 1∼5의 알킬기 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 1가기이며; l은 1 또는 2이고; p는 0 또는 1이다.)
(여기에서, Rd는 수소원자 또는 메틸기이고; Re는 수소원자, 탄소수 1∼5의 알킬키 및 탄소수 2∼5의 아실기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 1가기이며; R2는 탄소수 1∼5의 알킬기 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 1가기이고; m은 1 또는 2이며; q는 0 또는 1이다.)
(여기에서, Rf는 수소원자 또는 메틸기이고; Rg는 치환기를 가질 수도 있는 탄소수 1∼20의 2가 유기기이며; Rh는 수소원자, 탄소수 1∼5의 알킬기 및 탄소수 2∼5의 아실기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 1가기이고; R3는 탄소수 1∼5의 알킬기 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 1가기이며; n은 1 또는 2이고; r은 0 또는 1이다.)
중합공정은 축합공정 중 및/또는 축합공정 후에 라디칼 중합성기를 라디칼 중합반응시켜 입자를 얻는 공정이다.
열처리공정은 중합공정에서 생성된 중합체 입자를 바람직하게는 800℃ 이하, 보다 바람직하게는 100∼600℃의 온도로 건조 및 소성하는 공정이다. 열처리공정은, 예를 들면 10 부피% 이하의 산소농도를 갖는 분위기 중이나 진공하에서 행하는 것이 바람직하다.
제조방법은 축합공정, 중합공정 및 열처리공정으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 공정 중 및/또는 후에, 생성된 입자를 착색하는 착색공정을 더 포함할 수 있다.
만일 필요하다면, 본 발명의 액정표시소자용 스페이서는 예를 들면, 염료 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 착색제를 포함하는 입자 본체를 허용하는 것에 의해 착색될 수도 있다. 그 색은 빛을 거의 투과하지 않거나, 빛을 투과하지 않는 색이 바람직한데, 이는 그러한 색은 백라이트 램프의 빛이 누출되는 것을 방지할 수 있어 화질의 콘트라스트를 향상시킬 수 있기 때문이다. 빛을 거의 투과하지 않거나, 투과하지 않는 색으로서는, 예를 들면 검정색, 짙은 청색, 감색, 보라색, 파랑색, 짙은 녹색, 녹색, 갈색, 빨강색 등을 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 검정색, 짙은 청색, 감색이다. 또한, 염료 및/또는 안료는 입자 본체에 단순히 포함된 것일 수도 있고, 또는 입자 본체를 구성하는 매트릭스에 화학적으로 결합된 염료 및/또는 안료를 스페이서의 구조내에 갖는 것일 수도 있다.
염료는 착색하고자 하는 색에 따라 적절하게 선택되어 사용되며, 예를 들면 염색방법에 따라 분류되는 분산 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 반응 염료 및 황화 염료 등을 들 수 있다. 이들 염료의 구체적인 예는, "화학편람 응용화학편 일본 화학회편"(1986년 마루젠 주식회사 발행)의 pp 1399∼1427, 및 "니혼카야쿠 염료 편람"(1973년 니혼카야쿠 주식회사 발행)에 기재되어 있다.
종래 공지의 방법이 입자 본체를 염색하는 방법으로서 사용될 수 있다. 예를 들면 상기 "화학편람 응용화학편"(일본 화학회편)이나 "니혼카야쿠 염료 편람"에 기재되어 있는 방법 등으로 할 수 있다.
안료로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 카본블랙, 아이론 블랙(iron black), 크롬 버밀리온(chrome vermillion), 몰리브덴 레드(molybdenumred), 레드 오커(red ocher), 옐로우 레드(yellow lead), 크롬 그린(chrome green), 코발트 그린(cobalt green), 군청(ultramarine blue), 아이론 블루(iron blue) 등의 무기 안료; 프탈로시아닌계, 아조계, 퀴나크리돈(quinacridone)계 등의 유기 안료를 들 수 있다. 또한, 안료는 그 평균 입자 직경이 0.4㎛ 이하가 아니면, 입자 본체 중에 도입되지 않는 경우가 있다. 그러므로, 염료를 사용하는 쪽이 보다 바람직하다.
입자 본체가 착색되는 경우, 그러한 입자 본체를 가진 스페이서는 액정표시소자용 착색 스페이서로서 유용하다. 만일 그러한 스페이서가 액정표시소자용으로 사용되는 경우에는, 백라이트 램프의 빛이 누출되는 것을 방지할 수 있고, 액정표시소자의 화질을 향상시킬 수 있다.
제조방법은 축합공정, 공중합공정 및 열처리공정으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 공정 중 및/또는 후에 생성된 입자를 표면처리하는 표면처리공정을 더 포함할 수 있다.
표면처리용으로 사용되는 바람직한 표면처리제로서는, 예를 들면, 하기 일반식 (4) 내지 (6)의 실란 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물이다.
SiX4(4)
R4SiX3(5)
R5R6SiX2(6)
여기에서, X는 염소원자, 수소원자, 탄소수 1∼5의 알콕시기 및 탄소수 2∼5의 아실옥시기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고; R4및 R5의 각각은, 하나 이상의 수소원자가 아미노기, 메르캅토기, 에틸렌 옥시드기, 시아노기, 염소원자 및 불소원자로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상과 치환될 수 있는, 탄소수 1∼22의 알킬기 및 탄소수 6∼22의 아릴기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이며; R6는 탄소수 1∼5의 알킬기 및 페닐기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 1가기이다.
특히 우수한 건식 분산성을 달성하기 위해서는, 상기 표면처리용 실란 화합물 중에서, 상기 일반식 (4)의 실란 화합물 또는, R4또는 R5가 치환기로서 아미노기를 가진 상기 일반식 (5) 또는 (6)의 실란 화합물을 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 입자 본체는 끈끈한 점착성(tacky adhesion), 점착성(attachability), 또는 점착성(adhesion)(이하, 일반적으로 이러한 성질들을 단지 "점착성(adhesion)"이라고 함)을 가진 점착성 입자일 수 있다. 이러한 "점착성"을 얻기 위해서, 입자 본체 표면의 적어도 일부가 상기 의미의 "점착성"을 가지는 층으로 덮여 있다. 그러한 경우에 있어서, 점착성 입자는 입자 본체와 입자 본체의 표면을 덮는 점착층을 갖는다. 또한, 점착층이 입자 본체 표면의 일부 또는 전체를 덮고 있을 수 있다. 또한, 점착층의 일부 또는 전부가 입자 본체 표면에 화학적으로 결합하고 있는 것일 수도 있다. 그러한 경우에, 상기 점착성 입자와 점착성 입자의 표면에 부착된 하기에서 기술되는 특정 미립자를 포함하는 구조를 갖는 것이 본 발명에 따른 액정표시소자용 스페이서일 수 있다. 이하, 그러한 스페이서는 점착성 스페이서로서 언급될 수 있다.
상기 점착층은 특별히 제한되는 것은 아니나, 열가소성 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 열가소성 수지는 예를 들면, 전극 기판에 대한 감압 점착제 또는 점착제(이하 이들을 단지 '점착제'라 함)로서 행동하는 열가소성 수지를 제공하는 한 특별한 제한은 없다. 그러나, 열가소성 수지의 특정 예로서는 에틸렌성 불포화단량체의 단독중합체 또는 공중중합체 등을 들 수 있다. 에틸렌성 불포화 단량체로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 에틸렌, 프로필렌, 염화비닐, 초산비닐, 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌, (메타)아크릴산 에스테르(예를 들면, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트 등) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, (메타)아크릴산 에스테르 및 스티렌이 점착성이 높기 때문에 바람직하다.
상기 열가소성 수지로서는, 점착성을 보다 향상시킨다는 관점에서, 에폭시 수지, (메타)아크릴계 수지 및 (메타)아크릴스티렌계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 가장 바람직하다.
열가소성 수지는 상기의 것에 제한되지 않는다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르; 각종 폴리아미드; 각종 폴리카보네이트; 각종 에폭시 등도 열가소성 수지로서 사용할 수 있다.
열가소성 수지는 1종만 사용해도 좋고 2종 이상을 병용해도 좋다.
열가소성 수지의 유리 전이 온도는 바람직하게는 40∼100℃, 보다 바람직하게는 45∼90℃, 더욱 바람직하게는 50∼80℃이다. 유리 전이 온도가 40℃ 미만에서는, 점착성 입자가 저장 중에 융착 등을 일으키거나, 전극 기판 상으로 분산시의 분산성이 나빠지는 경우가 있다. 한편, 유리 전이 온도가 100℃를 넘으면, 액정표시소자를 조립할 때의 가열 ·가압시에, 점착층에 포함되는 열가소성 수지가 용융하기 어렵고, 그 때문에 전극 기판과의 점착성이 불충분해지는 경우가 있다.
열가소성 수지의 융해 개시 온도는, 바람직하게는 50∼160℃, 보다 바람직하게는 60∼150℃, 더욱 바람직하게는 70∼140℃이다. 융해 개시 온도가 50℃ 미만에서는, 점착성 입자가 저장 중에 융착 등을 일으키거나, 전극 기판 상으로 분산시의 분산성이 나빠지는 경우가 있다. 한편, 융해 개시 온도가 160℃를 넘으면, 액정표시소자를 조립할 때의 가열 ·가압시에, 점착층에 포함되는 열가소성 수지가 용융하기 어렵고, 그 때문에 전극 기판과의 점착성이 불충분해지는 경우가 있다.
열가소성 수지는 염료 및 안료로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 착색제를 포함하는 것으로 착색되어도 좋다. 그 색은 빛을 거의 투과하지 않거나, 빛을 투과하지 않는 색이 바람직한데, 이는 그러한 색은 백라이트 램프의 빛이 누출되는 것을 방지할 수 있어 화질의 콘트라스트를 향상시킬 수 있기 때문이다. 빛을 거의 투과하지 않거나, 투과하지 않는 색으로서는, 예를 들면 검정색, 짙은 청색, 감색, 보라색, 파랑색, 짙은 녹색, 녹색, 갈색, 빨강색 등을 들 수 있다. 특히 바람직하게는, 검정색, 짙은 청색, 감색이다.
열가소성 수지의 착색에 사용할 수 있는 염료 및 안료로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 점착성 입자의 입자 본체의 착색에 사용할 수 있는 염료 및 안료로서 상기에서 기술한 것 등을 들 수 있다.
점착층의 두께는, 특별히 제한되지는 않지만, 통상 0.01~2㎛ 범위, 바람직하게는 0.05~1㎛ 범위이다. 두께가 상기 범위보다 작으면, 점착성이 저하될 염려가 있다. 두께가 상기 범위보다 크면, 배향막이나 컬러 필터 등을 덮는 면적이 넓어져, 액정표시소자의 화상 표시 품질이 저하될 염려가 있다.
점착성 입자의 입자 본체에 대한 점착층의 열가소성 수지의 중량 비율은, 특별히 제한되지는 않지만, 0을 초과하고, 바람직하게는 30% 이하, 보다 바람직하게는 1~25%, 특히 바람직하게는 2~20%이다. 열가소성 수지의 중량비율이 30%를 넘으면, 점착층이 너무 많아져 용융했을 때에 전극 기판, 배향막 또는 컬러 필터를 덮는 면적이 커져, 액정표시소자의 화질의 저하를 초래할 염려가 있다. 한편, 열가소성 수지의 중량 비율이 적으면, 점착성이 저하된다.
또한, 입자 본체가 점착성 입자인 경우, 입자 본체는 스페이서가 액정표시소자용으로 사용될 때 액정소자층의 두께를 균일하고 또한 일정하게 유지하기 위하여 요구된다. 입자 본체의 평균 입자 직경은 바람직하게는 0.5∼30㎛의 범위이고, 보다 바람직하게는 1∼25㎛, 가장 바람직하게는 1∼20㎛이다. 입자 본체의 평균 입자 직경이 상기 범위를 벗어나는 경우, 스페이서를 점착성 스페이서로서 사용할 수 없는 경우가 있다.
점착성 입자의 평균 입자 직경은 특별히 제한되는 것은 아니나, 상기 입자 본체에 상기 점착층의 두께를 더한 것으로, 바람직하게는 0.5∼32㎛의 범위(0.5㎛는 불포함)이고, 보다 바람직하게는 1∼27㎛(1㎛는 불포함), 더욱 바람직하게는 1∼17㎛(1㎛는 불포함)이다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 스페이서가 입자 본체로서 점착성 입자를 포함하는 경우에는 점착성 스페이서로서 유용하다. 그러므로, 액정표시소자용으로 사용될 때, 그러한 스페이서는 액정표시소자의 전극 기판상에 고정되고, 그것에 의해 이동을 방지함으로써 액정표시소자의 화질을 개선시킬 수 있다.
다음으로, 입자 본체에 부착되는 미립자에 대해서 설명한다.
미립자는 입자 본체(점착성 입자 포함)의 표면의 일부 또는 전부에 부착되어 있다. 입자 본체가 점착성 입자인 경우, 미립자는 상기 점착층의 표면에 부착되어 있어도 좋고, 점착층에 덮여 있지 않는 입자 본체의 부분에 부착되어 있어도 좋다. 이러한 구조를 가진 스페이서는 매우 향상된 건식 분산성을 갖는다. 또한, 미립자는 하기에서 기술하는 것처럼 철분에 대한 마찰대전성이 0 또는 정대전성을 띠는 소수성 미립자이기 때문에, 입자 본체로부터 미립자가 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
JP-A-10-010542 또는 JP-A-09-244032호에 개시되어 있는 종래 스페이서에서는, 입자 본체에 부착될 미립자로서 부대전성인 것이 사용되고 있다. 한편, 입자 본체는 일반적으로 부대전성을 띠는 것이다. 따라서, 부착되어 있는 미립자의 효과에 의해 스페이서의 유동성은 향상되어, 건식 분산성(특히 질소기류 중에서 배관 내벽과의 충돌에 의해 스페이서를 접촉 대전시켜 분산하는 고속 기류 방식의 건식 분산성)의 향상에는 일정한 효과가 있다. 그러나, 최근의 대형 기판 상으로의 건식 분산에 있어서는, 배관이 지나치게 길어져 압력 손실을 방지하기 위해, 질소 압력을 보다 높이는 것이 필요하다. 그러므로, 부대전성의 미립자가 부착된 상기 종래의 스페이서에서는, 입자 본체와 미립자 사이 또는 점착성 입자와 미립자 사이의 정전기 인력이 약하기 때문에 점착성이 불충분하게 된다. 그 결과, 미립자는 입자 본체로부터 쉽게 이탈하여, 스페이서의 건식 분산의 단분산성이나 연속 안정성이 불충분해지고, 또한 이탈된 미립자도 기판 위로 분산되어 미립자로 인한 백라이트 램프의 빛이 누출되는 현상(미소 휘점; minute bright spots)이 발생한다.
이에 대해, 본 발명의 0 내지 정대전성의 미립자를 부착시킨 스페이서에서는 입자 본체와 미립자 사이의 정전기 인력이 커져 점착성이 강화된다. 그 결과, 고속 기류 방식의 건식 분산에 있어서, 질소 압력을 높여도 미립자의 이탈이 적어져, 대형 기판으로의 건식 분산성(단분산성, 연속 분산성)도 양호하고, 또한 이탈된 미립자로 인한 미소 휘점도 대폭 감소될 수 있어, 고콘트라스트, 고화상 표시 품질의 액정표시소자를 얻는다.
본 발명에 있어서, 입자 본체에 부착되는 미립자의 상태는, 특정한 1개의 미립자에 대해서 생각하면, (1) 미립자가 입자 본체의 표면에 박히지 않고 단순히 부착되어, 표면으로부터 미립자의 대부분이 노출되어 있는 상태, (2) 미립자가 입자 본체에 일부 박히고, 나머지 미립자가 입자 본체의 표면에 노출되어 있는 상태의어떤 것이라도 좋다. 스페이서 전량 중의 미립자의 상태는 상기 (1) 또는 (2)의 어떤 것이어도 좋고, 상기 (1) 및 (2)의 상태가 혼합된 것이어도 좋다. 특히, 상기 (1)의 상태가 바람직한데, 그러한 상태의 스페이서가 보다 우수한 건식 분산성을 갖기 때문이다. 특히, 점착성 입자용으로는, 상기 (1)의 상태가 바람직한데, 이는 그러한 상태의 스페이서가 기판에 대한 점착성에 있어 보다 우수할 뿐만 아니라, 건식 방식으로 기판에 분산될 때의 건식 분산성에 있어서도 보다 우수하고, 스페이서의 응집이나 분산 얼룩이 적어 균일하게 분산할 수 있기 때문이다.
입자 본체에 부착되어 있는 미립자의 부착률은 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 입자 본체에 대해서 바람직하게는 0.001∼10 중량%, 보다 바람직하게는 0.01∼5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.05∼4 중량%이다. 부착률이 상기 범위를 벗어나면, 건식 분산성이 저하되기 쉽다. 점착성 입자에 있어서, 부착률이 상기 범위보다 작으면, 건식 분산성이 저하되고, 더 나아가, 부착률이 상기 범위보다 크면, 기판에 대한 점착성이 저하된다.
상기 미립자의 평균 입자 직경은, 바람직하게는 0.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.1㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.04㎛ 이하이다. 평균 입자 직경이 상기 범위보다 크면, 액정표시소자의 간격 정밀도에 현저한 영향을 미치기 때문에, 화질 저하를 야기할 우려가 있다.
본 발명에 사용되는 미립자는 철분(iron powder)에 대한 마찰대전성이 0 내지 정대전성을 띠는 소수성 미립자이다. 여기에서, 철분에 대한 마찰대전성이란, 분출법에 기인하여 측정되는 것으로, 철분(DSP-128, 도와 철분(주) 제조)과 미립자를 20℃, 60% RH 중에 24시간 방치한 후, 철분 50g과 미립자 0.1g을 병 속에서 1분간 혼합하고, 그 혼합물 0.1g을 분출 대전량 측정기(TB-200, 도시바 케미컬(주) 제조)로 측정한다. 상기 미립자의 철분에 대한 마찰대전량은 +10∼+2000μC/g이 바람직하고, +100∼+1000μC/g가 보다 바람직하다. 마찰대전량이 +2000μC/g보다 큰 경우에는, 역으로 스페이서끼리의 응집이 생길 우려가 있다.
또한, 여기서 말하는 소수성이란, 물 50g과 미립자 0.05g을 상자형 초음파 분산기로 5분간 혼합한 후, 미립자가 수면위에 떠 있는 것을 말한다.
이러한 미립자로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 무기계 미립자, 유기계 가교 미립자로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 사용된다. 이들 중에서도, 무기계 미립자의 사용이 건식 분산성을 향상시키는데 바람직하다.
상기 무기계 미립자로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 SiO2, A12O3, TiO2, Fe2O3등의 금속산화물과 Si, Al, Ti 및 Fe 등의 수산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이, 건식 분산성이 향상되고, 더 나아가 입자 본체로부터의 이탈도 적어지기 때문에 바람직하다. 그 중에서도, SiO2, A12O3및 TiO2로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물이 바람직한데, 이는 상기 금속 산화물들은 절연성이 크기 때문에 단락(short circuit)을 발생시키지 않고, 또한 건식 분산성도 보다 향상되어, 입자 본체로부터의 이탈도 적어지기 때문이다.
또한, 이들 무기계 미립자는, 금속염화물의 화염 가수분해를 포함하는 기상법(gas phase process)에 의해서 얻어지는 것이, 평균 입자 직경이 작고 또한 고순도이기 때문에 바람직하다. 더욱이, 기상법에 의해서 얻은 무기 미립자를 소수성기 함유 화합물(예를 들면, 실라잔 및 알킬실란 화합물 등의 실리콘 화합물)로 화학적으로 후처리함으로써 소수성으로 한 것이 고순도이기 때문에 바람직하다.
또한, 무기계 미립자를 0 내지 정대전성으로 하는 방법으로서는, 아미노기를 갖는 알킬실란 화합물 등의 전자공여성 화합물로 무기계 미립자를 화학적으로 처리
하는 공정을 포함하는 방법을 들 수 있다.
이러한 철분에 대한 마찰대전성이 0 내지 정대전성을 띠는 소수성 미립자인 무기계 입자로서는, 일본 에어로질(주)에 의해 제조된 RA200H, RA200HS, NA50H, NA50HS, REA200 등의, 철분에 대한 마찰대전성이 0 내지 정대전성을 띠는 초미립자의 실리카를 들 수 있다.
이들 무기계 미립자는 1종만 사용해도 좋고 2종 이상을 병용해도 좋다.
상기 유기계 가교 미립자로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 등의 전자 공여성기 함유 비닐 단량체를 소량 공중합하거나, 전자 공여성 화합물을 첨가하여 입자 중에 함유시키는 등으로 하여, 철분에 대한 마찰대전성이 0 내지 정대전성을 띠도록 한 폴리메틸메타크릴레이트나 폴리스티렌 등을 가교시킨 입자 등을 들 수 있다. 이들 유기계 가교 미립자는 1종만 사용해도 좋고 2종 이상을 병용해도 좋다.
본 발명의 액정표시소자용 스페이서(입자 본체와 입자 본체에 부착된 상기 특정 미립자를 포함하는 것)의 평균 입자 직경은 0.5∼30㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1∼25㎛, 가장 바람직하게는 1∼20㎛이다. 평균 입자 직경이 상기 범위를 벗어나면, 통상 액정표시소자용 스페이서로서 사용할 수 없다.
본 발명의 액정표시소자용 스페이서의 입자 직경의 변동계수는 10% 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 8% 이하 ,더욱 바람직하게는 7% 이하, 가장 바람직하게는 6% 이하이다. 입자 직경의 변동계수가 상기 범위를 벗어난 스페이서를 액정표시소자에 사용하는 경우, 액정층의 두께를 균일하고 또한 일정하게 유지하는 것이 곤란하게 되고, 화상 얼룩을 야기하기 쉬운 경향이 있다.
(액정표시소자용 스페이서의 제조방법)
상기에서 설명한 본 발명의 액정표시소자용 스페이서를 제조하는 방법에 관해서는 특별한 제한은 없고, 예를 들면 입자 본체 또는 점착성 입자의 표면에, 상기 특정 미립자를 부착시키는 공정을 포함하는 제조방법을 들 수 있다. 이 제조방법을 더욱 구체적인 예를 들어 설명하면 하기와 같다.
입자 본체가 점착성 입자가 아닌 경우, 본 발명의 스페이서를 제조하는 방법은, 예를 들면 입자 본체의 표면에 미립자를 부착시키는 공정을 포함한다.
입자 본체가 점착성 입자인 경우, 즉 본 발명의 스페이서가 점착성 스페이서인 경우, 그 제조 방법은 예를 들면,
(1) 입자 본체의 표면을 점착층으로 피복하여, 점착성 입자를 얻는 피복 공정과,
(2) 피복된 점착층의 표면에 미립자를 부착시키는 부착 공정
을 포함한다.
또한, 입자 본체가 점착성 입자이거나 아니거나, 미립자를 부착시키는 부착공정 전에, 미리 미립자를 분산시키는 공정(예비 분산 공정)을 더 포함하는 제조방법이 바람직한데, 이는 그러한 예비 분산 공정의 포함이 이어지는 부착 공정에서 입자 본체의 표면에 미립자가 단시간에 효율적으로 부착될 수 있도록 하기 때문이다.
먼저, 상기 (1)의 피복 공정에 대해서 이하에서 설명한다.
입자 본체의 표면을 점착층으로 피복하는 구체적인 방법으로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 열가소성 수지의 용액 중에 점착성 입자의 입자 본체로 되어야 하는 입자를 분산시켜, 충분히 교반하여 혼합한 후, 용매를 증발시켜 제거하고, 얻어진 부피가 큰 물질을 분쇄하는 방법; 용융시킨 열가소성 수지 중에, 점착성 입자의 입자 본체로 되어야 하는 입자를 혼련하여 충분히 분산시키고, 얻어진 혼합물을 냉각한 후, 얻어진 부피가 큰 물질을 분쇄하는 방법; 입자 본체의 표면에 각종 작용기(비닐기, 에폭시기, 수산기 등)를 도입하고, 그 작용기를 중합의 기점으로서 단량체를 중합시키는 방법; 또는 입자 본체의 표면에 도입된 상기 작용기 상에 중합체를 반응시켜, 입자 본체의 표면에 중합체를 그래프트시키는 방법 등이 있다.
또한, 피복 공정은 다른 방법에 의해서도 행해질 수 있는데, 예를 들면 인 시츄(in situ) 중합법, 코아세르베이션법, 계면 중합법, 액중 경화 피복법, 액중 건조법, 고속기류중 충격법, 가스 스프레이 피복법(gas spray coating), 스프레이 건조법(spray drying method) 등의 종래 수지 피복 방법에 의해서도 피복할 수 있다. 이들 종래 방법은 "표면의 개질"(일본화학회 편 화학총설, No.44, pp.45∼52,1987년 발행)과 "분말의 표면 개질과 고기능화 기술"("표면", Vol. 25, No. 1, pp.1∼19및 표지사진, 1987년 발행)에 상세히 기재되어 있다. 특히, 고속기류중 충격법은 예를 들면 점착성 입자의 입자 본체와 열가소성 수지의 분말(열가소성 수지 분말)을 혼합하고, 이 혼합물을 기체상(gas phase) 중에 분산시켜 충격력을 주체로 하는 기계적 열적 에너지를 상기 입자 본체와 상기 열가소성 수지 분말에 줌으로써, 상기 입자 본체의 표면을 열가소성 수지로 피복하는 방법으로, 간편하게 피복할 수 있기 때문에 가장 바람직하다. 이 고속기류중 충격법을 행할 때에 사용되는 상기 열가소성 수지 분말의 평균 입자 직경은 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 바람직하게는 1.5㎛ 이하, 보다 바람직하게는 1㎛ 이하, 가장 바람직하게는 0.6㎛ 이하이다. 입자 본체에 대한 열가소성 수지 분말의 배합 비율은 바람직하게는 0.1∼30 중량%, 보다 바람직하게는 1∼25 중량%, 가장 바람직하게는 2∼20 중량%이다.
상기 고속기류중 충격법을 이용한 장치로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 나라 키카이 세이사쿠쇼(주)에 의해서 제조된 하이브리다이제이션 시스템(Hybridization System), 호소카와 미크론(주)에 의해서 제조된 메카노퓨전 시스템(Mechanofusion System), 가와사키 중공업(주)에 의해서 제조된 크립트론 시스템(Kryptron System) 등이 있다.
피복 공정에서 사용되는 입자 본체의 평균 입자 직경은 전술한 입자 본체의 입자 직경과 동일한 것이 바람직하다.
다음으로, 예비 분산 공정에 대해서 설명한다.
상기한 바와 같이, 이 예비 분산공정을 행하면, 다음 부착 공정에서 입자 본체(점착성 입자 포함)의 표면에 미립자가 단시간에 효율적으로 부착된다. 미립자를 미리 분산시키는 방법으로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 바람직하게는 미립자를 커피 밀(coffee mill)이나 고속 유동 혼합기(예를 들면 상표명: 헨쉬루 믹서, 미쯔이 미네(주) 제조)등의 프로펠러가 고속 교반하는 장치를 사용하여 5초∼10분 정도 교반하는 것으로, 미립자의 응집을 풀어 분산시키는 방법을 들 수 있다.
다음으로, 미립자를 입자 본체(점착성 입자 포함)에 부착시키는 부착 공정에 대해서 설명한다.
부착 공정에 있어서 입자 본체의 표면에 미립자를 부착시키는 부착 방법으로서는, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 입자 본체와 미립자를, 볼 밀(ball mill), 자동 모르타르(automatic mortars), 커피 밀, 고속 유체 혼합기(예를 들면 상표명: 헨쉬루 믹서, 미쯔이 미네(주) 제조) 등의 혼합 장치로 혼합하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 혼합 장치 중에서, 커피 밀이나 고속 유체 혼합기가 균일하게 또한 약5초∼약10분의 단시간에 효율적으로 부착을 수행할 수 있다는 점에서 바람직하다. 또한, 상기 고속기류중 충격법과 같은 강한 충격을 주는 방법에 의한 혼합이더라도 좋다.
부착 공정에 있어서 입자 본체와 미립자의 혼합 비율은 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들면 입자 본체에 대한 미립자의 비율은 바람직하게는 0.001∼10 중량%, 보다 바람직하게는 0.01∼5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.05∼4 중량%이다. 미립자의 비율이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 건식 분산성이 저하된다. 점착성 입자에 있어서, 미립자의 비율이 상기 범위보다 작으면, 건식 분산성이 저하되고, 또한, 미립자의 비율이 상기 범위보다 크면 기판에 대한 점착성이 저하된다.
(액정표시소자)
다음으로, 본 발명에 따른 액정표시소자에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 액정표시소자는, 종래 액정표시소자에 있어 종래 스페이서 대신에, 본 발명에 따른 상기 스페이서를 전극 기판 사이에 개재시켜, 전극기판의 간격을 유지하는 것으로, 그 간격은 전극 기판 사이에 개재된 스페이서의 입자 직경과 동일하거나 거의 동일하다. 본 발명에 따른 액정표시소자를 구성하는 상기 스페이서는 특히, 대형 기판(550 ×650mm 이상)상에 대한 건식 분산성, 특히 건식 분산 장치 DISPA-μR(닛신 엔지니어링(주) 제조)과 같은 장치를 사용하는 고속 기류 방식에서의 건식 분산성이 우수한 것으로, 건식 분산시에 얼룩이 없이, 대형 기판의 전체에 균일하게 분산하는 것이 가능하기 때문에, 액정표시소자의 콘트라스트가 높아지고, 간격 얼룩이 거의 없어 화상 표시 품질이 향상된다. 또한, 이런 스페이서는 건식 분산의 연속 안정성에 있어 우수하기 때문에, 액정표시소자의 생산성이 향상된다. 더욱이, 부착된 미립자의 탈락이 거의 발생하지 않기 때문에, 미소 휘점의 발생이 적고 콘트라스트가 높은 고화상 표시 품질의 액정표시소자를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시소자는, 예를 들면 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전극 기판(110), 제2 전극 기판(120), 액정표시소자용 스페이서, 실링재 및 액정을 포함한다. 제1 전극 기판(110)은 제1 기판(11)과 제1 기판(11)의 표면에 형성된제1 전극(5)을 포함한다. 제2 전극 기판(120)은 제2 기판(12)과 제2 기판(12)의 표면에 형성된 제2 전극(5)을 포함하고, 제1 전극 기판(110)과 마주하고 있다. 액정표시소자용 스페이서로서는 상술한 본 발명의 것이 사용되고, 제1 전극 기판(110)과 제2 전극 기판(120) 사이에 개재하여, 그 전극 기판 사이의 간격을 유지한다. 실링재(2)는 제1 전극 기판(110)과 제2 전극 기판(120)을 주변부에서 결합시킨다. 액정(7)은, 제1 전극 기판(110)과 제2 전극 기판(120) 사이에 봉입되어 있고, 제1 전극 기판(110), 제2 전극기판(120) 및 실링재(2)로 둘러싸인 공간에 충전되어 있다.
본 발명에 따른 액정표시소자에 있어서, 스페이서 이외의 다른 것, 예를 들면 전극 기판, 실링재 및 액정 등에 대해서는 종래의 액정표시소자의 것과 동일한 것을 종래 액정표시소자의 것과 동일한 방식으로 사용할 수 있다. 전극 기판은 유리 기판, 필름 기판 등의 기판과 기판의 표면에 형성된 전극을 포함한다. 만일 필요하다면, 전극 기판은 전극의 표면을 덮기 위하여 전극 기판의 표면에 형성된 배향막을 더 포함할 수 있다. 실링재의 예로서는 에폭시 수지 점착성 실링재 등을 들 수 있다. 액정은 종래의 것일 수 있고, 예를 들면 비페닐계, 페닐시클로헥산계, 쉬프염기계(Shiff bases), 아조계, 아족시계, 벤조산에스테르계, 테르페닐계, 시클로헥실카르복실산에스테르계, 비페닐시클로헥산계, 피리미딘계, 디옥산계, 시클로헥실시클로헥산에스테르계, 시클로헥실에탄계, 시클로헥센계, 불소계 등의 액정을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 액정표시소자를 제작하는 방법으로서는, 예를 들면 본 발명에 따른 스페이서를 면내 스페이서로서 2장의 전극 기판 중 하나에 건식법에 의해 균일하게 분산하는 공정; 실리카 스페이서를 실링 부분 스페이서로서 에폭시 수지 등의 점착성 실링재에 분산시킨 후, 다른 한 쪽의 전극 기판의 점착 실링부분에 스크린 인쇄 등의 수단에 의해 도포된 것을 올려 놓는 공정; 그 복합물을 100∼180℃의 온도로 1∼60분간 가열하거나, 조사량 40∼30OmJ/cm2의 자외선조사로 적당히 증가된 압력하에서 점착성 실링재를 열적으로 경화시키는 공정; 액정을 주입하는 공정; 주입부를 봉하여 액정표시소자를 얻는 공정을 포함하는 방법을 들 수 있다. 그러나, 본 발명은 액정표시소자의 제조방법에 의해서 제한되는 것은 아니다. 면내 스페이서로서는, 본 발명의 스페이서 중에서도, 상술한 바와 같이 착색된 것이 백라이트 램프의 빛이 거의 빠져 나가지 않기 때문에 바람직하다.
본 발명에 따른 액정표시소자는 종래의 액정표시소자와 같은 용도, 예를 들면 텔레비젼, 모니터, PC, 워드프로세서, 차량용 운항 시스템, PHS(개인 핸드폰 시스템), DVD 등과 같은 장치의 화상표시소자로서 사용될 수 있다.
(실시예)
이하에서, 본 발명을 일부 바람직한 구현예인 이하의 실시예와 본 발명에 따르지 않은 비교예와의 비교에 의해 더 구체적으로 설명한다. 그러나, 본 발명은 하기 실시예에 제한되지 않는다.
<입자본체의 평균 입자 직경, 입자 직경 변동계수 및 입자본체와 열가소성수지의 중량비>
(평균 입자 직경 및 입자 직경 변동계수)
입자본체 또는 스페이서를 FT-IR 분석에 의해 동정(同定)하고, 이어서, 전자현미경으로 입자본체 또는 스페이서를 관찰하고; 그 입자본체 또는 스페이서의 전자 현미경 촬영상으로부터 임의의 입자 200개의 입자 직경을 실측하여; 다음식에 따라 평균 입자 직경, 입자 직경의 표준편차 및 입자 직경의 변동계수를 구했다.
(입자본체 및 열가소성 수지의 중량비)
점착성 스페이서 5g을 달아(이 때의 중량을 P1으로 한다), 원통형 여과지에 넣었다. 열가소성 수지가 용해할 용매((메타)아크릴계 수지나 (메타)아크릴스티렌계 수지에는 테트라히드로푸란 및 톨루엔이 바람직하고 폴리올레핀에는 톨루엔 및 크실렌 등이 바람직하다)를 선택하고, 쇽슬렛(Shoxlet) 추출에 의해, 점착성 입자를 덮고 있는 열가소성 수지를 용해시킨 후, 입자본체만을 꺼내었다. 얻어진 입자본체를 100℃로 진공건조하여 건조된 입자본체만의 중량을 측정했다(이 중량을 P2로 한다). 입자본체와 열가소성 수지와의 중량비를 다음식으로 구했다.
입자본체와 열가소성 수지의 중량비(P)=(P1-P2)/P2×100
<점착성 스페이서의 평균입자 직경>
입자본체와 같이 하여 위의 식으로 구했다.
<열가소성수지의 유리전이온도>
상술한 쇽스렉 추출로 얻어진 열가소성 수지의 용액으로부터 용매를 증발기로 증발시키고, 또한 1OO℃에서 진공건조하여 열가소성 수지를 얻었다. 얻어진 열가소성 수지를 FT-IR 분석에 의해 동정했다. 유리 전이온도(Tg)는, 파킹 엘머(Perkin Elmer)사 제품의 시차주사열량계 DSC-7를 사용하여 측정했다.
<미립자 부착의 유무>
점착성 스페이서의 표면을 전자현미경으로 관찰하여, 미립자 부착의 유무를 확인했다. 또한, X선 마이크로분석기를 사용하여, 미립자성분을 동정했다.
(실시예 A1)
디비닐벤젠 80중량% 및 디펜타에리쓰리톨 20중량%의 단량체 혼합물을 현탁중합시켰다. 얻어진 슬러리를 디캔테이션하여 중합체입자를 분리시키고, 이를 물로 세척하고, 입자 직경별로 분류하여, 평균 입자 직경 4.5㎛, 입자 직경의 변동계수 5.0%의 입자본체(1)을 얻었다.
다음으로, 미립자로서 정대전성(+1,000μC/g)의 소수성 SiO2미립자(일본 에어로질(주)제 RA200HS, 평균 입자 직경 약 12nm) 2g을 커피 밀에서 15초간 혼합하여 예비 분산시킨 후, 상기에서 얻어진 점착성 입자(1) 10g과 예비 분산시킨 미립자 0.02g을 커피 밀에 넣고 다시 커피 밀에서 15초간 혼합하여, 입자본체(1) 표면에 미립자를 부착시킴으로써 액정표시소자용 스페이서(1)를 얻었다.
다음으로, 얻어진 점착성 스페이서(1)의 건식 분산성을 이하의 방법으로 평가했다:
점착성 스페이서(1)를 고속기류방식에 의한 건식 분산장치인 닛신엔지니어링 (주)제 DISPA-μR을 사용하여 질소압력 4kg/cm2의 조건에서 550mm ×650mm의 전극기판(도 1의 전극기판(110)참조) 위로 150개/mm2의 분산밀도로 분산하였다. 이어서, 기판상의 동일면적의 관찰구를 25군데 선택하여 관찰하였다. 그결과, 오직 한 관찰구에서 스페이서 2개가 응집한 덩어리 하나를 발견하였다.
계속해서, 고속기류방식에 의한 건식 분산(닛신엔지니어링(주)제 DISPA-μR)의 연속 안정성을 평가했다. 600회 연속 분산하여, 200회 째 및 600회 째의 분산성을 평가하였다. 그 결과 응집된 스페이서 덩어리는 없었다.
다음으로, 스페이서(1)를 사용하여, 이하의 방법으로 액정표시소자를 제작했다.
도 1에 보는 바와 같이, 닛신엔지니어링(주)제 DISPA-μR을 이용하여 질소압력 4kg/cm2의 조건에서 고속기류방식에 의한 건식법으로, 배향막이 형성되어 있고 연마처리를 한 550mm ×650mm×0.7mm의 하측 전극기판(110) 위에 점착성 스페이서(1)를 면내 스페이서(8)로서 분산시켰다.
그리고, 상하측 전극기판(120, 110)을 전극(5) 및 배향막(4)이 각각 마주하도록 면내 스페이서(8)를 사이에 두고 붙이고, 점착 실링재(2)를 가열경화시켰다. 그 후, 2장의 전극기판(120, 110)의 틈새거리를 진공으로 하고, 또한 대기압으로 되돌림으로써 TFT용 플루오르계 TN용 액정(7)을 주입하여, 주입부를 봉하였다. 그리고, 상하 유리기판(12, 11) 외측에 편광막(6)을 붙여 액정표시소자(A1)로 했다.
스페이서(1)를 사용하여, 상기와 같은 방법으로 제작한 액정표시소자(A1)는, 틈새거리가 균일화되어 미소휘점이 적고, 표시 품질이 뛰어난 것이었다. 또한, 액정표시소자를 1000 시트 연속 생산한 바, 어떤 액정표시소자도 표시 품질이 뛰어났다.
이상의 건식 분산성, 액정표시소자의 성능결과를 표 1 및 2에 나타낸다.
(실시예 A2)
스티렌 50중량%, 메틸메타크릴레이트 15중량% 및 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 35중량%의 단량체 혼합물을 현탁중합시켰다. 얻어진 슬러리를 디캔테이션하여 중합체입자를 분리시키고, 이를 물로 세척하고, 입자 직경별로 분류한 후, 감압하 200℃에서 건조시켜, 평균 입자 직경 4.5㎛, 입자 직경의 변동계수 4.7%의 입자본체(2)를 얻었다.
다음으로, 미립자로서 정대전성(+500μC/g)의 소수성 SiO2미립자(일본 에어로질(주)제 NA50HS, 평균 입자 직경 약 30nm)을 사용하고, 입자본체(2)를 입자본체로서 사용하는 것을 제외하고는 실시예 A1과 같은 방법으로 하여 입자본체(2)의 표면에 미립자를 부착시킴으로써, 액정표시소자용 스페이서(2)를 얻었다.
다음으로, 얻어진 스페이서(2)의 건식 분산성을 실시예 A1과 같은 방법으로 평가했다. 또한, 스페이서(2)를 사용하여, 실시예 A1과 같은 방법으로 액정표시소자를 제작했다. 건식 분산성 및 액정표시소자의 성능결과를 표 1 및 2에 나타낸다.
(실시예 A3)
냉각관, 온도계, 적하구가 붙은 4구 플라스크 속에 25% 암모니아수용액 6.0g 및 물 387.3g을 혼합한 용액(A액)을 넣었다. 이 용액을 25 ±2℃로 유지하고 교반하면서 그 용액 속에, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 62g, 비닐트리메톡시실란 28g, 테트라에톡시실란의 테트라머 및 펜타머 5g 및 라디칼중합 개시제로서 2,2'-아조비스-(2.4-디메틸발레로니트릴) 0.34g을 혼합한 용액(B액)을 적하구로 첨가하여, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란의 테트라머 및 펜타머의 가수분해 축합을 행했다. 교반을 계속하면서 20분후, N2분위기 속에서 60 ±5℃로 가열하여, 라디칼중합을 행했다.
2시간동안 계속해서 가열한 후 , 실온까지 냉각시켜 중합체 입자의 현탁체를 얻었다. 이 현탁체를 여과하여 고액분리하고, 얻어진 덩어리(cake)를 메탄올로 디캔테이션하여 세척을 3회 반복하였다.
세척된 덩어리를 여과하고 얻어진 중합체 입자를 진공건조기 속에서 300℃에서 2시간동안 진공건조하여, 입자 본체(3)를 얻었다.
얻어진 입자 본체(3)는 유기질 무기질 복합체로서, 평균 입자 직경이 4.5㎛, 입자 직경의 변동계수 3.5%, 폴리실록산골격을 구성하는 SiO2의 양이 입자본체(3)에 대하여 46.0중량%이었다.
다음으로, 입자본체(3)을 입자본체로 사용한다는 것 이외는 실시예 A1과 같이 하여, 입자본체(3)의 표면에 미립자를 부착시킴으로써 액정표시소자용 스페이서(3)을 얻었다.
다음으로 실시예 A1과 같이 하여, 얻어진 스페이서(3)의 건식 분산성을 평가하였다. 또한, 스페이서(3)를 사용하여, 실시예 A1과 같은 방법으로 액정표시소자를 제작했다. 건식 분산성 및 액정표시소자의 성능결과를 표 1 및 2에 나타낸다.
(비교예 A1)
미립자로서 부대전성(-1000μC/g)의 소수성 SiO2미립자 (일본 에어로질(주)제 R972,평균 입자 직경 약 16nm)를 사용한 것외에는 실시예 A1과 같이 하여, 점착성 입자(1) 표면에 미립자를 부착시킴으로써, 비교 액정표시소자용 스페이서(1)를얻었다.
다음으로, 얻어진 비교 스페이서(1)의 건식 분산성을 실시예 A1과 같이 하여 평가했다. 또한, 비교 스페이서(1)를 사용하여 실시예 A1과 같이 하여 액정표시소자를 제작했다. 건식분산성, 액정표시소자의 성능결과를 표 1 및 2에 나타낸다.
표 2에 보는 바와 같이, 비교 스페이서(1)를 사용하여, 액정표시소자를 연속 생산했더니, 초기의 액정표시소자의 표시 품질은 양호했지만, 100번째 시트 부근에서 건식 분산성이 나빠지고(응집덩어리가 증가), 틈새거리가 불균일해져 색얼룩이 발생하기 시작했다. 또한, 미소휘점이 많이 발생하고 콘트라스트의 저하가 현저해졌다. 미소휘점을 분석했더니 점착성 입자(1)로부터 이탈한 미립자인 것임이 밝혀졌다.
건식 분산성
1회 째 200회 째 600회 째
실시예 A1 한 관찰구에서, 응집 덩어리 2개 응집 덩어리 없슴 응집 덩어리 없슴
실시예 A2 응집 덩어리 없슴 응집 덩어리 없슴 한 관찰구에서, 응집 덩어리 2개
실시예 A3 응집 덩어리 없음 응집 덩어리 없음 응집 덩어리 없음
비교예 A1 한 관찰구에서, 응집 덩어리 2개 16개 관찰구에서, 응집 덩어리 4개 이상 모든 관찰구에서, 응집 덩어리 4개 이상
초기의 액정표시소자 1000시트 연속 생산에
있어서의 표시 품질
틈새거리의 균일성 미소휘점의 발생
실시예 A1 없슴 어느 것도 양호
실시예 A2 없슴 어느 것도 양호
실시예 A3 없슴 어느 것도 양호
비교예 A1 없슴 100시트 째에서 틈새거리가 불균일해지고, 또한 미소휘점도 많이 발생하여, 표시 품질 불량발생
(실시예 B1)
먼저, 입자본체로서 디비닐벤젠 가교체 구상입자(평균 입자 직경 4.5㎛, 입자 직경의 변동계수 4.0%) 35g과, 열가소성 수지로서 메틸메타크릴레이트-부틸아크릴레이트 공중합체(평균 입자 직경 1.0㎛, 유리 전이온도 65℃) 7g을 혼합한 후, 나라기계제작소(주)제 하이브리다이제이션시스템 NHS-0형을 사용하여, 고속기류중 충격법에 의해 입자본체표면을 열가소성 수지로 피복처리함으로써(피복공정), 점착성 입자(1)를 얻었다.
다음으로, 미립자로서 정대전성(+500μC/g)의 소수성 SiO2미립자(일본 에어로질(주)제 NA50HS, 평균 입자 직경 약 30nm) 2g을 커피 밀에서 15초간 혼합하여 예비 분산시킨 후, 상기에서 얻어진 점착성 입자(1) 10g과 예비 분산시킨 미립자 0.02g을 커피 밀에 넣고 다시 커피 밀에서 15초간 혼합하여, 점착성 입자(1) 표면에 미립자를 부착시킴으로써 점착성 스페이서(1)를 얻었다.
다음으로, 얻어진 점착성 스페이서(1)의 건식 분산성을 이하의 방법으로 평가했다:
점착성 스페이서(1)를 고속기류방식에 의한 건식 분산장치인 닛신엔지니어링 (주)제 DISPA-μR을 사용하여 질소압력 4kg/cm2의 조건에서 550mm ×650mm의 전극기판(도 1의 전극기판(110)참조) 위로 150개/mm2의 분산밀도로 분산하여, 기판상의 동일면적의 관찰구를 25군데 선택하여 관찰한 바, 스페이서가 응집한 덩어리는 없었다.
계속해서, 고속기류방식에 의한 건식 분산(닛신엔지니어링(주)제 DISPA-μR)의 연속 안정성을 평가했다. 600회 연속 분산하여, 200회 째 및 600회 째의 분산성을 평가한 바, 200회 째에서는 스페이서가 2개 응집한 덩어리가 있는 관찰구가 2군데, 600회 째에서는 스페이서가 2개 응집한 덩어리가 있는 관찰구가 3군데, 있을 뿐이었다.
다음으로, 점착성 스페이서(1)를 사용하여, 이하의 방법으로 액정표시소자를 제작했다.
도 1에 보는 바와 같이, 우선 배향막이 형성되어, 연마(rubbing)처리를 한 550mm ×650mm ×0.7mm의 하측 전극기판(110) 위에 점착성 스페이서(1)를 면내 스페이서(8)로서, 닛신엔지니어링(주)제 DISPA-μR을 이용하여 질소압력 4kg/cm2의 조건에서 고속기류방식에 의한 건식법으로 분산시켰다.
그리고, 상하측 전극기판(120, 110)을 전극(5) 및 배향막(4)이 각각 마주하도록 면내 스페이서(8)를 사이에 두고 붙이고, 점착 실링재(2)를 가열경화시켰다. 그 후, 2장의 전극기판(120, 110)의 틈새거리를 진공으로 하고, 또한 대기압으로되돌림으로써 TFT용 플루오르계 TN용액정(7)을 주입하여, 주입부를 봉하였다. 그리고, 상하 유리기판(12, 11) 외측에 편광막(6)을 붙여 액정표시소자(B1)로 했다.
점착성 스페이서(1)를 사용하여, 상기와 같은 방법으로 제작한 액정표시소자 (B1)는, 틈새거리가 균일화되어 미소휘점이 적고, 표시 품질이 뛰어난 것이었다. 또한, 액정표시소자를 1000 시트 연속 생산한 바, 어떤 액정표시소자도 표시 품질이 뛰어났다.
이상의 건식 분산성, 액정표시소자의 성능결과를 표 4 및 5에 나타낸다.
(실시예 B2)
입자본체의 종류 및 양, 열가소성 수지의 종류 및 양, 미립자의 종류 및 양을 표 3에 나타내는대로 변경한 것 이외는 실시예 B1과 같이 하여, 점착성 스페이서(2) 및 액정표시소자(B2)를 제작했다. 그 결과를 표 4 및 5에 나타낸다.
또한, 실시예 B2의 입자본체는 이하의 방법에 의해 얻은 유기질 무기질 복합체입자를 사용했다.
냉각관, 온도계, 적하구가 붙은 4구 플라스크 속에 25% 암모니아수용액 2.5g, 메탄올 10.1g, 물 141.1g을 혼합한 용액(A액)을 넣어 25 ±2℃로 유지하고, 교반하면서 그 용액 속에, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 10g, 비닐트리메톡시실란 15g, 테트라에톡시실란 5g, 메탄올 54g, 라디칼중합 개시제로서 2,2'-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴) 0.14g을 혼합한 용액(B액)을 적하구로 첨가하여, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 가수분해 축합을 행했다. 교반을 계속하면서20분 후, N2분위기 속에서 70 ±5℃로 가열하여, 라디칼중합을 행했다.
2시간동안 계속해서 가열한 후 , 실온까지 냉각시켜 중합체 입자의 현탁체를 얻었다. 이 현탁체를 여과하여 고액분리하고, 얻어진 덩어리(cake)를 메탄올에 의한 세정을 3회 반복하여 행하고, 얻어진 중합체 입자를 진공건조기 속에서 200℃에서 2시간동안 진공건조하여 유기질 무기질 복합체 입자를 얻었다.
얻어진 복합체 입자는, 평균 입자 직경 4.5㎛, 입자 직경의 변동계수 3.3%, 폴리실록산골격을 구성하는 SiO2의 양 60.0 중량%이었다.
(비교예 B1)
미립자로서 부대전성(-1000μC/g)의 소수성 SiO2미립자 (일본 에어로질(주)제 R972,평균 입자 직경 약 16nm)를 사용한 것 외에는 실시예 B1과 같이 하여, 점착성 입자(1) 표면에 미립자를 부착시킴으로써, 비교 액정표시소자용 점착성 스페이서(1)를 얻었다.
다음으로, 얻어진 비교 점착성 스페이서(1)의 건식 분산성을 실시예 B1과 같이 하여 평가했다. 또한, 비교 점착성 스페이서(1)를 사용하여 실시예 B1과 같이 하여 액정표시소자를 제작했다. 건식분산성, 액정표시소자의 성능결과를 표 4 및 5에 나타낸다.
표 5에 보는 바와 같이, 비교 점착성 스페이서(1)를 사용하여, 액정표시소자를 연속 생산했더니, 초기의 액정표시소자의 표시 품질은 양호했지만, 100시트 부근에서 건식분산성이 나빠지고(응집덩어리가 증가), 틈새거리가 불균일해져 색얼룩이 발생하기 시작했다. 또한, 미소휘점이 많이 발생하고 콘트라스트의 저하가 현저해졌다. 미소휘점을 분석했더니 점착성 입자(1)로부터 이탈한 미립자인 것임이 밝혀졌다.
실시예 B1 실시예 B2 비교예 B1



피

복

공

정		 입
자
본
체
소 재		 디비닐벤젠 가교체 입자(흰색) 유기질무기질 복합체 입자 디비닐벤젠 가교체 입자(흰색)
평균 입자 직경
(㎛)
4.5
4.5
4.5
입자 직경의
변동계수(%)
4.0
3.3
4.0
열
가
소
성
수
지

소 재		 메틸메타크릴레이트부틸아크릴레이트 공중합체 2-에틸헥실아크릴레이트스티렌 공중합체 메틸메타크릴레이트부틸아크릴레이트 공중합체
평균 입자 직경
(㎛)
1.0
0.4
1.0
유리 전이온도
(℃)
6 5
7 0
6 5
부
착
공
정
미
립
자
소 재*
N A 5 0 H S
R A 2 0 0 H S
R 9 7 2
대전량(μC/g) +5 0 0 +1 0 0 0 -1 0 0 0
평균 입자 직경
(nm)		 약 30 약 12 약 16
점
착
성
스페이서		 미
립
자		 부착의 유무 있슴 있슴 있슴
검출 원소 S i S i S i
평균 입자 직경(㎛) 4.7 4.8 4.7
열가소성 수지/입자본체(중량%) 1 7 1 8 1 8
*일본 에어로질(주) 제
건식 분산성
1회 째 200회 째 600회 째
실시예 B1 응집 덩어리 없슴 두군데 관찰구에서, 응집 덩어리 2개 세군데 관찰구에서, 응집 덩어리 2개
실시예 B2 두군데 관찰구에서, 응집 덩어리 2개 두군데 관찰구에서, 응집 덩어리 2개 한군데 관찰구에서, 응집 덩어리가 2개
비교예 B1 두군데 관찰구에서, 응집 덩어리 2개 15군데 관찰구에서, 응집 덩어리 4개 이상 모든 관찰구에서, 응집 덩어리 4개 이상
초기의 액정표시소자 1000시트 연속 생산에
있어서의 표시 품질
틈새거리의 균일성 미소휘점의 발생
실시예 B1 없슴 어느 것도 양호
실시예 B2 없슴 어느 것도 양호
비교예 B1 없슴 100시트 째에서 틈새거리가 불균일지고, 또한 미소휘점도 많이 발생하여, 표시 품질 불량발생
본 발명의 액정표시소자용 스페이서는 특히, 대형 기판 상에 대한 건식 분산성, 특히 건식 분산 장치 DISPA-μR(닛신 엔지니어링(주) 제조)과 같은 장치를 사용하는 고속 기류 방식에서의 건식 분산성이 우수한 것으로, 건식 분산시 얼룩 없이, 대형 기판의 전체에 균일하게 분산될 수 있다. 따라서, 이러한 스페이서를 사용한 액정표시소자는 콘트라스트가 높아지고 간격 얼룩이 거의 없어, 화상 표시 품질이 향상된다.
또한, 본 발명의 액정표시소자용 스페이서는 건식 분산의 연속 안정성에 있어 우수하기 때문에, 이러한 스페이스를 사용한 액정표시소자의 생산성이 향상된다.
더욱이, 본 발명의 액정표시소자용 스페이서에 있어서, 부착된 미립자의 탈락이 거의 발생하지 않기 때문에, 이러한 스페이서를 사용한 액정표시소자는 미소 휘점의 발생이 적고 콘트라스트가 높은 고화상 표시 품질의 것이다.
본 발명의 액정표시소자용 스페이서가 점착성 스페이서인 경우, 이러한 스페이서는 점착성이 있기 때문에, 스페이서의 이동, 응집 또는 탈락이 거의 발생하지 않고, 이로 인해 이러한 스페이서를 사용한 액정표시소자는 화상 얼룩 또는 화상 표시 결함이 거의 없는 고화상 표시 품질을 갖는다.
본 발명에 따른 액정표시소자용 스페이서의 제조방법은 상기 우수한 스페이서의 제조를 효율적으로 할 수 있게 한다.
상기에서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자는 고화상 표시 품질을 갖는다.

Claims (6)

  1. 입자 본체와 입자 본체의 표면에 부착된 소수성 미립자를 포함하고, 상기 소수성 미립자가 철분에 대한 마찰대전성이 0 또는 정대전성을 띠는 액정표시소자용 스페이서.
  2. 제1항에 있어서, 입자 본체가 점착성 입자인 점착성 스페이서인 액정표시소자용 스페이서.
  3. 입자 본체의 표면에 소수성 미립자를 부착시키는 공정을 포함하고, 상기 소수성 미립자가 철분에 대한 마찰대전성이 0 또는 정대전성을 띠는 액정표시소자용 스페이서의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 입자 본체의 표면에 소수성 미립자를 부착시키기 전에 점착층으로 입자 본체의 표면을 피복하여 점착성 입자를 얻는 공정을 더 포함하는 액정표시소자용 스페이서의 제조방법.
  5. 마주보고 있는 2장의 전극 기판, 상기 전극 기판 사이에 개재하여 상기 전극 기판의 간격을 유지하는 액정표시소자용 스페이서 및 상기 전극 기판 사이에 봉입된 액정을 포함하고, 상기 스페이서가 제1항의 액정표시소자용 스페이서인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 마주보고 있는 2장의 전극 기판, 상기 전극 기판 사이에 개재하여 상기 전극 기판의 간격을 유지하는 액정표시소자용 스페이서 및 상기 전극 기판 사이에 봉입된 액정을 포함하고, 상기 스페이서가 제2항의 액정표시소자용 스페이서인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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