JPH10153784A - 液晶表示素子用スペーサ及び液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子用スペーサ及び液晶表示素子

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JPH10153784A
JPH10153784A JP31169696A JP31169696A JPH10153784A JP H10153784 A JPH10153784 A JP H10153784A JP 31169696 A JP31169696 A JP 31169696A JP 31169696 A JP31169696 A JP 31169696A JP H10153784 A JPH10153784 A JP H10153784A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
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JP31169696A
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Shinichi Hori
信一 堀
Shinzo Yamada
眞三 山田
Fujiko Ochiai
富士子 落合
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光抜けを有効に防止することができる液晶表
示素子用スペーサ、及び、表示品質の良好な液晶表示素
子を提供する。 【解決手段】 体積抵抗率が1015Ω・cm以上である
液晶表示素子用スペーサ、及び、この液晶表示素子用ス
ペーサが用いられている液晶表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、良好な表示品質を
有する液晶表示素子が得られる液晶表示素子用スペーサ
及び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。液晶表示素子は、貼り合
わされた2枚の透明電極基板の間に液晶が注入されるこ
とにより製造される。この透明電極基板間の間隙を一定
に保持するために、一般に、スペーサが用いられる。
【0003】このような液晶表示素子において、液晶と
スペーサ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イ
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。
【0004】このような異常配向が起こると、スペーサ
の周囲に光抜けと呼ばれる白い領域が出現する。初期の
状態から光抜けが起きている場合には、液晶表示画面の
コントラストが低下し、表示品質を低下させる。初期の
状態では光抜けが起きていないが、電気的ショックや機
械的衝撃が加わったときに液晶表示画面内で部分的に、
例えば、年輪状等に光抜けが起きた場合には、表示品質
不良となる。
【0005】光抜けの現象は、STN液晶で通常用いら
れるノーマリーブラックモードでは液晶とスペーサとの
界面において液晶の配向がスペーサ表面(電界方向)に
対して水平方向に固定されるために生じるものである。
光抜けをを防止するためには、スペーサ周りの液晶を垂
直配向させることが有効であることが知られている。
【0006】特開平6−67182号公報には、常温に
おける誘電率(ε)が3.0以上である重合性単量体又
は重合性単量体混合物を重合して得られる重合体からな
る液晶表示素子用スペーサにより、液晶の異常配向を防
止する技術が開示されている。
【0007】しかし、この技術は、異常配向が液晶とス
ペーサとの電気的特性の差に起因することのみに着目し
たものであり、スペーサ周りの液晶を垂直配向させるこ
とにより問題を解決しようとするものではなく、また、
スペーサ自体の異常配向防止性能を簡便に表すものでは
なかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑み、光抜けを有効に防止することができる液晶表示素
子用スペーサ、及び、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。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、体積抵抗率が
1015Ω・cm以上である液晶表示素子用スペーサであ
る。以下に本発明を詳述する。
【0010】本発明の液晶表示素子用スペーサは、体積
抵抗率が1015Ω・cm以上である。1015Ω・cm未
満であると、スペーサの帯電性が低く、異常配向を防止
することができない。
【0011】ここで、上記体積抵抗率ρは、電気伝導度
σの逆数(ρ=1/σ)であり、下記式で表すこともで
きる。 ρ=R×(S/L) 式中、Rは、電気抵抗を表し、Sは、断面積を表し、L
は、長さを表す。
【0012】本発明の液晶表示素子用スペーサは、体積
抵抗率が1015Ω・cm以上であるので、帯電性が高
く、分極性の強い液晶分子を電気的な引力又は斥力によ
りスペーサの表面に垂直配向させることができ、このこ
とにより、異常配向を防止することができる。
【0013】本発明の液晶表示素子用スペーサとして
は、例えば、微粒子の表面を有機シラン化合物で被覆す
ることにより、体積抵抗率を1015Ω・cm以上とした
もの等が挙げられる。
【0014】上記有機シラン化合物としては、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、ペンチルト
リプロポキシシラン、ペンチルトリブトキシシラン、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、ヘキシルトリプロポキシシラン、ヘキシルトリブト
キシシラン等のトリアルコキシル化アルキルシラン;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、ヘキシルトリクロロシラン等の
トリハロゲン化アルキルシラン;(トリデカフルオロ−
1,1,2,2−テトラヒドロオクチル)トリクロロシ
ラン、(3,3,3−トリフルオロプロピル)トリクロ
ロシラン等のフッ素系アルキルシラン等が挙げられる。
【0015】上記有機シラン化合物を被覆させる方法と
しては、例えば、上記有機シラン化合物を適当な溶剤に
溶解し、その溶液に微粒子を浸漬して加温し、濾過後加
熱乾燥させて、微粒子の表面に有機シラン化合物の被膜
を形成する方法等を用いることができる。
【0016】上記微粒子としては特に限定されず、有機
物からなるものであってもよいし、無機物からなるもの
であってもよく、これらは無色透明であってもよいし、
適切な方法により着色されたものであってもよい。
【0017】上記有機物からなる微粒子としては特に限
定されず、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メ
ラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジビニルベンゼ
ン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合体、ジビ
ニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体、ジアリル
フタレート重合体、トリアリルイソシアヌレート重合
体、ベンゾグアナミン樹脂等の架橋性樹脂等からなるも
の等が挙げられる。なかでも、メラミン樹脂、ジビニル
ベンゼン重合体、ジビニルベンゼン−スチレン共重合
体、ジビニルベンゼン−アクリル酸エステル共重合体、
ジアリルフタレート等からなるものが好ましい。
【0018】上記無機物からなる微粒子としては特に限
定されず、例えば、ケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、
鉛ガラス、ソーダ石灰ガラス、アルミナ、アルミナシリ
ケート等からなるもの等が挙げられる。なかでも、ケイ
酸ガラス、ホウケイ酸ガラス等からなるものが好まし
い。
【0019】上記着色された微粒子としては、例えば、
上記有機物からなる微粒子が、顔料、カーボンブラッ
ク、分散染料、酸性染料、塩基性染料、金属酸化物等に
より処理されたもの;上記無機物からなる微粒子の表面
に有機物の膜が形成され、高温で分解又は炭化されて着
色されたもの等が挙げられる。なお、微粒子を形成する
材質自体が色を有している場合には、着色せずにそのま
ま用いられてもよい。
【0020】上記有機シラン化合物を溶解させる溶剤と
しては、上記有機シラン化合物を溶解でき、かつ、上記
有機シラン化合物と反応する活性水素を有していないも
のが好ましく、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン
等の芳香族系溶剤;ヘキサン、ヘプタン、ノナン、デカ
ン等の脂肪族系溶剤;アルコール;アルコールと水との
混合溶剤等が挙げられる。特に、上記有機シラン化合物
がアルコキシル基を有する場合、ハロゲン原子を有する
場合に比べて反応性が低いので、溶剤として、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を用いることが好まし
い。
【0021】上記微粒子を上記有機シラン化合物溶液に
浸漬した後の乾燥温度は、10〜250℃が好ましい。
10℃未満であると、乾燥に時間がかかり、250℃を
超えると、スペーサが熱により劣化する場合がある。よ
り好ましくは、60〜180℃である。このときの加熱
時間は、30分〜10時間が好ましい。30分未満であ
ると、乾燥が充分でなく、10時間を超えると、スペー
サが熱により劣化する場合がある。より好ましくは、1
〜3時間である。なお、乾燥温度を低く設定する場合に
は、1〜5torrの減圧下に乾燥することが好まし
い。
【0022】本発明においては、上記微粒子とその表面
に形成される有機シラン化合物の薄膜との接着性を上げ
るため、及び、比較的薄い有機シラン化合物の薄膜を微
粒子の表面に均一に形成するために、微粒子と有機シラ
ン化合物の被膜との間にチタン酸化物層が設けられても
よい。
【0023】本発明の液晶表示素子用スペーサの形状と
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。本発明の液晶表示素子用スペーサ
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、100μm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。
【0024】本発明の液晶表示素子用スペーサが楕円球
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、100μm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、1〜100
μm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。1.05/1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、1
0/1を超えると、スペーサが折れ易くなる。より好ま
しくは、1.05/1〜5/1である。
【0025】本発明の液晶表示素子用スペーサが円柱状
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
ーサが折れ易くなる。より好ましくは、1/1〜10/
1である。
【0026】本発明2は、本発明1の液晶表示素子用ス
ペーサを用いてなる液晶表示素子である。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。
【0027】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、ITO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9を散布する。
【0028】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。形成した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。
【0029】上記液晶表示素子用スペーサ9の散布密度
としては、10〜1000個/mm 2 が好ましい。10
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
ーサのためにコントラストが低下することがある。
【0030】
【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。
【0031】実施例1、2 表1に示す処理量になるように有機シラン化合物をトル
エンに溶解し、これに有機系黒色微粒子(顔料分散型、
平均粒子径6.25μm、標準偏差0.25μm)10
0gを浸漬させ、55℃の水浴中で攪拌しながら1時間
加温した。これを濾過後、180℃の乾燥器中で、2時
間、真空で加熱することにより、有機シラン化合物によ
る被膜を微粒子の表面に形成させ、液晶表示素子用スペ
ーサを得た。
【0032】実施例3及び比較例1、2 有機系微粒子として着色されていない微粒子(ミクロパ
ールSPN−206、平均粒子径6.0μm、標準偏差
0.24μm、積水フアインケミカル社製)を用い、表
1に示す処理量になるように有機シラン化合物を用いた
こと以外は実施例1と同様にして液晶表示素子用スペー
サを得た。
【0033】得られた液晶表示素子用スペーサを用いて
下記方法で評価を行い、その結果を表1に示した。 評価方法 (1)液晶セルの作製 一対の透明ガラス板(50mm×50mm)の一面に、
CVD法によりSiO 2 膜を蒸着し、更に、SiO2
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、エッチング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(SE−150、日産化
学社製)を形成し、250℃にて30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、上下の基板
を貼り合わせたときに上下の液晶が互いに240度の角
度となる方向にラビングを行った。
【0034】この透明基板の一方に、得られた液晶表示
用スペーサを水/イソプロパノール=70/30の混合
溶液1リットルに30gの割合で添加して分散液を得
て、得られた分散液を120個/mm2 の密度になるよ
うにこの透明基板の一方に散布後加熱乾燥し、他方に、
周辺シール剤(主剤SE4500、硬化剤T、HAVE
N CHEMICAL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、
160℃にて90分硬化させて空セルを作製した。この
ときのギャップは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
(ZLI−2293、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。
【0035】(2)光抜け性 このようにして得られた液晶セルに、80Vの交流電圧
を10秒間印加した後、散布した全スペーサのうち、光
抜けしているスペーサの割合(%)で評価した。
【0036】
【表1】
【0037】
【発明の効果】本発明の液晶表示素子用スペーサは、上
述の通りであるので、液晶表示素子に用いられたときに
異常配向がほとんどなく、光抜け防止が良好である。本
発明の液晶表示素子用スペーサを用いてなる液晶表示素
子は、異常配向(光抜け)がほとんどなく、液晶表示品
質が良好である。
【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。
【図2】本発明の液晶表示素子用スペーサと液晶分子と
を模式的に示す図である。
【符号の説明】
8 液晶分子 9 液晶表示素子用スペーサ 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】 体積抵抗率が1015Ω・cm以上である
    ことを特徴とする液晶表示素子用スペーサ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の液晶表示素子用スペーサ
    が用いられていることを特徴とする液晶表示素子。
JP31169696A 1996-11-22 1996-11-22 液晶表示素子用スペーサ及び液晶表示素子 Pending JPH10153784A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100375240B1 (ko) * 1999-06-18 2003-03-08 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 액정표시장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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