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JP4580641B2 - Liquid crystal cell spacer and liquid crystal panel - Google Patents

Liquid crystal cell spacer and liquid crystal panel Download PDF

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JP4580641B2
JP4580641B2 JP2003426231A JP2003426231A JP4580641B2 JP 4580641 B2 JP4580641 B2 JP 4580641B2 JP 2003426231 A JP2003426231 A JP 2003426231A JP 2003426231 A JP2003426231 A JP 2003426231A JP 4580641 B2 JP4580641 B2 JP 4580641B2
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Description

本発明は、スペーサの周りやスペーサ間での液晶の配向の異常を抑制し、通電時に発生する光抜けを防止することができる液晶セルスペーサ及び液晶パネルに関する。具体的には、本発明は、化学的エッチング処理でスペーサ表面に微細孔を形成し、かつ長鎖アルキル基を導入することにより、液晶とスペーサとの界面における液晶分子の配向を物理的に規制し、液晶の配向異常に起因する光抜けの防止と、液晶の規制範囲が広過ぎることに起因する液晶割れの防止との両立を可能にする液晶セルスペーサ及び液晶パネルに関する。また、本発明は、乾燥粒子の流動性が増加して乾式散布性能が向上し、透明スペーサ及び着色スペーサとして有効な液晶セルスペーサ、及びコントラストの高い良好な液晶パネルに関する。   The present invention relates to a liquid crystal cell spacer and a liquid crystal panel that can suppress abnormal alignment of liquid crystal around and between spacers and prevent light leakage that occurs during energization. Specifically, the present invention physically regulates the orientation of liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal and the spacer by forming micropores on the spacer surface by chemical etching and introducing long-chain alkyl groups. In addition, the present invention relates to a liquid crystal cell spacer and a liquid crystal panel that make it possible to achieve both the prevention of light leakage due to liquid crystal alignment anomaly and the prevention of liquid crystal cracking due to the excessive restriction of liquid crystal. In addition, the present invention relates to a liquid crystal cell spacer that is effective as a transparent spacer and a colored spacer, and a good liquid crystal panel with high contrast.

近年、液晶表示装置は、モバイル用途やタッチパネル用途向け等に広く使用され、高画質化、大画面化に伴い、表示品質の良好なことが強く求められている。しかしながら、かかる液晶表示装置の素子において、液晶とスペーサとの界面で液晶の配向が変則的となって異常配向現象が起こり、それに起因する光抜けが原因となって、品質低下が起こり、液晶パネルのコントラストを低下させる。上記スペーサ界面で起こる光抜けは、スペーサ界面へ液晶分子を垂直に配向させることによって消失する。   In recent years, liquid crystal display devices are widely used for mobile applications, touch panel applications, and the like, and there is a strong demand for good display quality as image quality and screen size increase. However, in such an element of the liquid crystal display device, the alignment of the liquid crystal becomes irregular at the interface between the liquid crystal and the spacer, an abnormal alignment phenomenon occurs, and light deterioration resulting from the phenomenon causes a deterioration in quality. Reduce the contrast. The light leakage that occurs at the spacer interface disappears when liquid crystal molecules are aligned vertically to the spacer interface.

かかる異常配向現象に起因する問題を液晶分子の垂直配向によって解決する方法としては、スペーサ表面へ直鎖アルキル基を導入し、液晶分子をスペーサ表面へ垂直配向させる方法により異常配向現象の発生を回避することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平8−328018号公報
As a method of solving the problem caused by the abnormal alignment phenomenon by vertical alignment of liquid crystal molecules, a linear alkyl group is introduced to the spacer surface and the liquid crystal molecules are vertically aligned to the spacer surface to avoid the occurrence of abnormal alignment phenomenon. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-8-328018

しかしながら、本発明者は、特許文献1のような方法では、スペーサと液晶との界面での液晶の異常配向現象を防止することについては一定の効果があるものの、液晶の規制範囲が広過ぎるため、新たな問題としてディスクリネーション、すなわち、スペーサとスペーサとの間の液晶が繋がったように見える現象(以下、「液晶割れ」と称する。)が発生し、表示品質を大きく低下させることを見出した。特に、スーパーツイステッドネマチック液晶(以下、「STN液晶」と称する。)モードの液晶表示素子においては、かかる液晶の異常配向が起こり易い。また、特許文献1のように直鎖アルキル基で修飾すると、アルキル同士のからみつき現象が現れ、分散媒を使用しない乾式散布においては凝集が発生し、表示性能を大幅に低下させる傾向が強い。   However, although the present inventor has a certain effect in preventing the abnormal alignment phenomenon of the liquid crystal at the interface between the spacer and the liquid crystal in the method as in Patent Document 1, the regulation range of the liquid crystal is too wide. As a new problem, it has been found that disclination, that is, a phenomenon that the liquid crystal between the spacers appears to be connected (hereinafter referred to as “liquid crystal cracking”) occurs, and the display quality is greatly deteriorated. It was. In particular, in a super twisted nematic liquid crystal (hereinafter referred to as “STN liquid crystal”) mode liquid crystal display element, such abnormal alignment of the liquid crystal is likely to occur. Moreover, when it modifies with a linear alkyl group like patent document 1, the entanglement phenomenon of alkyl will appear, and aggregation will generate | occur | produce in the dry spraying which does not use a dispersion medium, and the tendency to reduce display performance significantly is strong.

そこで、本発明の課題は、従来解決ができなかった問題点を解決しようとするもので、その目的とするところは、液晶パネルの液晶割れを防止するのに有用な液晶セルスペーサを提供することである。
また、本発明の課題は、液晶割れの防止と共に、液晶とスペーサとの界面やスペーサ間での液晶の配向の異常を有利に抑制し、非通電時及び通電時に発生する光抜けを防止することである。
さらに、本発明の課題は、液晶割れの防止や液晶の異常配向の防止と共に、乾式散布時に発生する凝集を防止することや固着性を改善することである。
The object of the present invention is to solve the problems that could not be solved conventionally, and the object is to provide a liquid crystal cell spacer useful for preventing liquid crystal cracking of the liquid crystal panel. It is.
Another object of the present invention is to prevent liquid crystal cracks and advantageously suppress abnormal alignment of the liquid crystal at the interface between the liquid crystal and the spacer and between the spacers to prevent light leakage that occurs during non-energization and energization. It is.
Furthermore, the subject of this invention is preventing the aggregation which generate | occur | produces at the time of dry spraying, and improving adhesiveness with the prevention of a liquid crystal crack or the abnormal orientation of a liquid crystal.

上記課題を解決するために、本発明者は、種々の微粒子を試作して詳しく研究した。その結果、微粒子表面の化学的なエッチングによって形成した微細孔の物理的な規制力によって、及びそれに加え、長鎖アルキル基が持つ配向規制力によって、液晶分子を好首尾に規制することができることを見出し、本発明を完成するに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has made various types of fine particles as prototypes and studied in detail. As a result, liquid crystal molecules can be successfully regulated by the physical regulation force of the micropores formed by chemical etching of the fine particle surface and in addition to the orientation regulation force of the long-chain alkyl group. The headline and the present invention were completed.

すなわち、本発明は、単量体の重合によって得られる合成樹脂系微粒子からなり、前記合成樹脂系微粒子の表面に、酸又はアルカリ、界面活性剤及び有機溶剤を必須成分とする化学的エッチング処理による微細孔が設けられており、前記合成樹脂系微粒子の表面に長鎖アルキル基が導入されていることを特徴とする液晶セルスペーサに係るものである。 That is, the present invention comprises a group of synthetic resin fine particles obtained by polymerization of monomers, and the surface of each synthetic resin fine particle is chemically etched with acid or alkali, a surfactant and an organic solvent as essential components. The present invention relates to a liquid crystal cell spacer characterized in that fine holes are formed by treatment and a long-chain alkyl group is introduced on the surface of the synthetic resin fine particles.

本発明の液晶セルスペーサによれば、単量体の重合によって得られる合成樹脂系微粒子の表面に、化学的エッチング処理による微細孔が設けられており、長鎖アルキル基が導入されており、かかる微細孔による液晶分子の配向規制力により、液晶パネルに用いた場合に、配向規制に有効な長鎖アルキル基のみの場合の液晶規制範囲よりも規制範囲はより一層狭く、液晶割れを起こすことがなく、更に、長鎖アルキル基の配向規制力が微細孔によって調整されるので、液晶割れを防止することができると共に、液晶の異常配向が効果的に抑制される。   According to the liquid crystal cell spacer of the present invention, the surface of the synthetic resin fine particles obtained by polymerization of the monomer is provided with micropores by chemical etching treatment, and long-chain alkyl groups are introduced. Due to the alignment restriction of the liquid crystal molecules due to the fine pores, when used in a liquid crystal panel, the restriction range is much narrower than the liquid crystal restriction range when only a long-chain alkyl group effective for alignment restriction is used, and liquid crystal cracks may occur. Furthermore, since the alignment regulating force of the long-chain alkyl group is adjusted by the micropores, it is possible to prevent liquid crystal cracking and effectively suppress abnormal alignment of the liquid crystal.

(1)液晶セルスペーサ
単量体の重合によって得られる合成樹脂系微粒子であって、その表面に、化学的エッチング処理による微細孔が設けられており、長鎖アルキル基が導入されたものである。
(1) Liquid crystal cell spacer Synthetic resin-based fine particles obtained by polymerization of monomers, the surface of which is provided with micropores by chemical etching treatment, and a long-chain alkyl group is introduced. .

微細孔は、液晶割れを生じさせないような液晶規制範囲を示す形状、大きさ、深さ、数等を有する微細な孔である。好ましくは、微細孔は、適切な液晶規制範囲を示すと共に、非通電時及び通電時の光抜けを物理的に防止でき、且つ乾式散布時にスペーサの凝集を発生させないものである。   The fine holes are fine holes having a shape, a size, a depth, a number, and the like showing a liquid crystal regulation range that does not cause liquid crystal cracks. Preferably, the fine holes exhibit an appropriate liquid crystal regulation range, can physically prevent light leakage during non-energization and energization, and do not cause aggregation of spacers during dry spraying.

長鎖アルキル基は、液晶を微粒子表面に対して垂直方向になるように配向させることによって液晶の異常配向を抑制するものである。長鎖アルキル基は、微細孔による規制力が維持されているため、導入量が少なくても、また、比較的短い鎖のアルキル基でも十分な光抜け防止効果が得られる。   The long chain alkyl group suppresses abnormal alignment of the liquid crystal by aligning the liquid crystal in a direction perpendicular to the surface of the fine particles. Since the long-chain alkyl group maintains the regulating ability due to the fine pores, a sufficient light leakage prevention effect can be obtained even with a small amount of introduction or with a relatively short-chain alkyl group.

好ましくは、長鎖アルキル基は微粒子の流動性を妨げないものである。一般に、長鎖アルキル基で表面処理すると、アルキル基が長鎖分子であるため微粒子同士が絡みつく傾向にあるが、微細孔内にアルキル基が導入されると、微細孔内のアルキル基は他の微粒子のアルキル基との接触が抑制され、アルキル基による絡みつきの範囲が小さくなるため、微粒子間の流動性が向上し、乾式散布性が良好となる。   Preferably, the long chain alkyl group does not interfere with the fluidity of the fine particles. In general, when a surface treatment is performed with a long-chain alkyl group, the alkyl group is a long-chain molecule, so that the fine particles tend to be entangled with each other. However, when the alkyl group is introduced into the micropore, Since the contact of the fine particles with the alkyl group is suppressed and the range of entanglement due to the alkyl group is reduced, the fluidity between the fine particles is improved and the dry dispersibility is improved.

好ましくは、長鎖アルキル基は、合成樹脂系微粒子の基板への固着力を高める。表面に存在する長鎖アルキル基は、例えば、基板としての配向膜上の分子、例えば、ポリイミド分子等と絡みつき、基板への固着力が高まる。   Preferably, the long chain alkyl group enhances the adhesion of the synthetic resin-based fine particles to the substrate. The long-chain alkyl group present on the surface is entangled with, for example, molecules on the alignment film as the substrate, for example, polyimide molecules, and the adhesion to the substrate is increased.

(2)合成樹脂系微粒子
単量体の重合によって得られる。合成樹脂系微粒子には、化学的エッチングが可能な無機有機複合体粒子のような複合体微粒子も含まれる。
(2) Synthetic resin fine particles Obtained by polymerization of monomers. Synthetic resin-based fine particles include composite fine particles such as inorganic-organic composite particles that can be chemically etched.

(3)合成樹脂系微粒子の製造方法
単量体の重合方法としては、特に限定されず、乳化重合法、懸濁重合法、シード重合法等を用いることができる。特に、本発明の液晶セルスペーサを製造する場合は、水媒体中での乳化重合法や懸濁重合法等が好ましい。
(3) Method for producing synthetic resin fine particles
The monomer polymerization method is not particularly limited, and an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a seed polymerization method, and the like can be used. In particular, when the liquid crystal cell spacer of the present invention is produced, an emulsion polymerization method or a suspension polymerization method in an aqueous medium is preferable.

架橋高分子材料の水系懸濁重合により、合成樹脂系微粒子を形成することができる。かかる架橋高分子材料には、単量体としての多官能モノマーを用いることができる。多官能モノマーには、エチレンジ(メタ)アクリレート、プロピレンジ(メタ)アクリレート類、ブチレンジ(メタ)アクリレート類、ヘキシレンジ(メタ)アクリレート類、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート類、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、アルリル(メタ)アクリレート、メタアルリル(メタ)アクリレート、トリアルリル(メタ)アクリレート、トリアルリル(イソ)シアヌレート、トリアルリルトリメライト、ジビニルベンゼン類、ジ(メタ)アルリルフタレート類、ジ(メタ)アクリロイルオキシエチルフタレート類、ビニルフェニル(メタ)アリルエーテル類、ジ(メタ)アルリルアクリルアミド等が挙げられる。   Synthetic resin fine particles can be formed by aqueous suspension polymerization of a crosslinked polymer material. A polyfunctional monomer as a monomer can be used for such a crosslinked polymer material. Polyfunctional monomers include ethylene di (meth) acrylate, propylene di (meth) acrylates, butylene di (meth) acrylates, hexylene di (meth) acrylates, polyethylene glycol di (meth) acrylates, trimethylolpropane tri (meth) Acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, glycerol (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, metaallyl ( (Meth) acrylate, triallyl (meth) acrylate, triallyl (iso) cyanurate, triallyl trimellite, divinylbenzenes, di (meth) allyl phthalates, di (meth) acryloyl Examples include ruoxyethyl phthalates, vinylphenyl (meth) allyl ethers, di (meth) allylacrylamide, and the like.

架橋高分子材料の原料中には、上記多官能モノマーと共重合し得る単官能モノマーを加えてもよい。単官能モノマーの例としては、メチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、(メタ)アクリロニトリル、マレインサンジメチル、フマル酸ジメチル、マレイン酸、フマル酸、(メタ)アクリル酸、イタコン酸等を挙げることができる。   You may add the monofunctional monomer which can be copolymerized with the said polyfunctional monomer in the raw material of a bridge | crosslinking polymeric material. Examples of monofunctional monomers include methyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, (meth) acrylonitrile, malein dimethyl. Dimethyl fumarate, maleic acid, fumaric acid, (meth) acrylic acid, itaconic acid and the like.

上記の原料中における、多官能モノマーと単官能モノマーとのモル比としては単量体の合計を100モル%とした時、多官能モノマーの比率を50モル%以上とすることが好ましく、70〜100モル%とすることが更に好ましい。このように、多官能モノマーの比率を多くすると、有機溶剤にもほとんど膨潤しない架橋高分子が得られる。   The molar ratio of the polyfunctional monomer to the monofunctional monomer in the above raw material is preferably 50 mol% or more when the total of the monomers is 100 mol%, More preferably, it is 100 mol%. Thus, when the ratio of the polyfunctional monomer is increased, a crosslinked polymer that hardly swells in an organic solvent can be obtained.

重合に用いるラジカル重合開始剤としては、一般に用いられる油溶性重合開始剤が使用できる。例えば、過酸化ベンゾイル、o−クロロ過酸化ベンゾイル、o−メトキシ過酸化ベンゾイル等の過酸化物系開始剤、2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2−2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系開始剤が使用できる。   As the radical polymerization initiator used for polymerization, a commonly used oil-soluble polymerization initiator can be used. For example, peroxide initiators such as benzoyl peroxide, o-chlorobenzoyl peroxide, o-methoxybenzoyl peroxide, 2,2-azobisisobutyronitrile, 2--2-azobis (2,4-dimethyl) An azo initiator such as valeronitrile can be used.

スペーサを球状体として安定に製造するためには水系懸濁重合を用いることができる。水系懸濁重合においては、一種以上の懸濁安定剤を用いることができる。懸濁安定剤を例示すると、ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリル酸塩、又はその共重合体、ポリアクリルアミド又はその共重合体、部分ケン化ポリアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース等の水溶性高分子、リン酸カルシウム類、炭酸カルシウム等の無機塩粉体等がある。   In order to stably produce the spacer as a spherical body, aqueous suspension polymerization can be used. In the aqueous suspension polymerization, one or more suspension stabilizers can be used. Examples of the suspension stabilizer include polyvinyl alcohol, partially saponified polyvinyl alcohol, poly (meth) acrylate, or a copolymer thereof, polyacrylamide or a copolymer thereof, partially saponified polyacrylamide, carboxymethylcellulose, methylcellulose, Examples include water-soluble polymers such as ethyl cellulose, inorganic salt powders such as calcium phosphates and calcium carbonate.

スペーサを粒状体として安定に製造するためには水系乳化重合を用いることができる。水系乳化重合においては、一種以上の乳化剤を用いることができる。乳化剤としては、ラウリン酸ソーダ、オレイン酸ソーダ等の高級脂肪酸塩、ラウリル硫酸ソーダ等のアルキル硫酸塩類、ドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ等のアルキルベンゼンスルホン酸類等のアニオン系界面活性剤等を例示することができる。   In order to stably produce the spacer as a granular material, aqueous emulsion polymerization can be used. In the aqueous emulsion polymerization, one or more emulsifiers can be used. Examples of the emulsifier include higher fatty acid salts such as sodium laurate and sodium oleate, alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate, and anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonic acids such as dodecylbenzene sulfonate sodium. .

また、上記懸濁重合法の他に、シード重合法を用いることもできる。すなわち、水系分散媒に分散された種ポリマー粒子に、疎水性単量体とこれら以外のラジカル重合可能な重合性単量体を吸収させ、重合開始剤の存在下に重合させることもできる。疎水性単量体の例としては、スチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系モノマー、グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メチレンビスアクリルアミド等の(メタ)アクリル酸エステル系モノマー、エチレン、ブタジエン、塩化ビニル、ジビニロキシブタン等のオレフィン系モノマーが挙げられる。   In addition to the suspension polymerization method, a seed polymerization method can also be used. That is, the seed polymer particles dispersed in the aqueous dispersion medium can absorb a hydrophobic monomer and a polymerizable monomer other than these that can be polymerized in the presence of a polymerization initiator. Examples of hydrophobic monomers include styrene monomers such as styrene and divinylbenzene, (meth) acrylic acid esters such as glycidyl (meth) acrylate, ethylene glycol dimethacrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, and methylenebisacrylamide. And olefin monomers such as ethylene monomer, butadiene, vinyl chloride, and divinyloxybutane.

複合体微粒子としては、特に限定はされないが、例えば、有機ポリマー骨格と、前記有機ポリマー骨格中で、少なくとも1個の炭素原子にケイ素原子が直接化学結合した有機ケイ素を分子内に有する球状微粒子を挙げることができる。これら微粒子は、染料及び/又は顔料を含ませること等により着色されていてもよい。   The composite fine particle is not particularly limited. For example, an organic polymer skeleton and spherical fine particles having organic silicon in which a silicon atom is directly chemically bonded to at least one carbon atom in the organic polymer skeleton. Can be mentioned. These fine particles may be colored by including a dye and / or a pigment.

(4)化学的エッチング処理
合成樹脂系微粒子の表面に微細孔を生じさせる処理である。種々の化学的エッチング方法が含まれる。
(4) Chemical etching treatment This treatment produces micropores on the surface of the synthetic resin fine particles. Various chemical etching methods are included.

化学的エッチング処理は、酸性又はアルカリ性のエッチング液を用いることができ、特に、酸又はアルカリ、界面活性剤及び有機溶剤を必須成分とするエッチング液を用いる。界面活性剤や有機溶剤を用いない場合は、不均一な処理となり、得られる微粒子の散布性、光抜け防止効果が不充分となる虞がある For the chemical etching treatment, an acidic or alkaline etching solution can be used, and in particular, an etching solution containing acid or alkali, a surfactant and an organic solvent as essential components is used. When a surfactant or an organic solvent is not used, the treatment becomes uneven, and there is a possibility that the resulting fine particles are not sufficiently dispersed and the light leakage prevention effect is insufficient .

エッチング液としては、前記酸として、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸及び過塩素酸等からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸を含有する酸性液を用いることができ、前記アルカリとして、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム及びアンモニア等からなる群より選ばれる少なくとも1種のアルカリを含有するアルカリ性液を用いることができる。   As the etching solution, an acid solution containing at least one acid selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, perchloric acid, and the like can be used as the acid. An alkaline solution containing at least one alkali selected from the group consisting of sodium, potassium hydroxide, lithium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide, ammonia and the like can be used.

酸又はアルカリの濃度は、任意に設定することができる。但し、酸又はアルカリが強過ぎると、粒子の平均粒子径が小さくなり、物性の低下が大きくなる傾向がある。また、異常配向が起こり、光抜けや凝集を起こす傾向がある。酸又はアルカリの濃度は、1〜80重量%、更に5〜70重量%が好ましい。なお、酸は高い濃度でも良いが、アルカリは濃度が高いと粒子が溶解してしまうため低めの濃度がよい。   The acid or alkali concentration can be arbitrarily set. However, if the acid or alkali is too strong, the average particle diameter of the particles tends to be small, and the physical properties tend to be greatly reduced. Also, abnormal orientation occurs, and there is a tendency to cause light leakage and aggregation. The acid or alkali concentration is preferably 1 to 80% by weight, more preferably 5 to 70% by weight. The acid may have a high concentration, but the alkali has a lower concentration because particles dissolve when the concentration is high.

前記界面活性剤としては、ノニオン系の界面活性剤を用いることができ、前記有機溶剤としては、水と任意の割合で溶解する水混和性有機溶剤を用いることができる。これらの成分を必須成分とすると、微粒子を均一に分散させて安定な処理が行なえるため、特に有利である。   As the surfactant, a nonionic surfactant can be used, and as the organic solvent, a water-miscible organic solvent that dissolves in water at an arbitrary ratio can be used. Using these components as essential components is particularly advantageous because the fine particles can be uniformly dispersed and stable treatment can be performed.

ノニオン系界面活性剤としては、トリトンX−100のようなものがあり、種々の種類を用いることができ、水混和性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、2−プロパノール等のプロパノール、ブタノール等の低級アルコール、アセトン、ジメチルケトン、メチルエチルケトン、メチルケトン等のケトン類、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル等のエーテル類が挙げられる。   Nonionic surfactants include Triton X-100, and various types can be used. Examples of water-miscible organic solvents include propanols such as methanol, ethanol, 2-propanol, and butanol. And lower alcohols such as acetone, dimethyl ketone, methyl ethyl ketone and methyl ketone, and ethers such as diethyl ether and dipropyl ether.

(5)化学的エッチング処理の条件
種々の条件を設定することができる。処理温度は、好ましくは50〜90℃、より好ましくは60〜80℃である。処理温度が低いと微細孔が形成され難い一方、処理温度が高いとスペーサとしての力学的な強度の低下が起こり易い。合成樹脂系微粒子の材質、大きさ等の関係から、エッチング液濃度、処理温度、処理時間等を変えることで、適当な微細孔のものに制御すればよい。
(5) Conditions for chemical etching treatment
Various conditions can be set. The treatment temperature is preferably 50 to 90 ° C, more preferably 60 to 80 ° C. When the processing temperature is low, it is difficult to form micropores. On the other hand, when the processing temperature is high, the mechanical strength of the spacer tends to decrease. From the relationship of the material, size, etc., of the synthetic resin fine particles, it may be controlled to have appropriate fine pores by changing the etching solution concentration, processing temperature, processing time, etc.

(6)化学的エッチング処理の作用
乾式ではなく湿式での化学的なエッチングのため、低温プラズマ処理のような物理的なエッチング現象と異なり、微粒子表面に均一に微細孔が形成される。その微細孔が液晶分子を好適に規制することにより、液晶分子が、スペーサ表面の水平方向へ沿って配列することが避けられ、垂直に配向する。このことにより、液晶割れが防止でき、スペーサと液晶との界面及びスペーサ間の液晶の光抜けが有効に防止され、コントラストに優れた液晶表示が得られる。
(6) Effect of chemical etching treatment Because of chemical etching in a wet rather than dry manner, fine pores are uniformly formed on the surface of the fine particles, unlike a physical etching phenomenon such as a low temperature plasma treatment. The micropores preferably regulate the liquid crystal molecules, so that the liquid crystal molecules are avoided from being aligned along the horizontal direction of the spacer surface and are aligned vertically. As a result, liquid crystal cracks can be prevented, light leakage of the liquid crystal between the spacer and the liquid crystal at the interface and between the spacers is effectively prevented, and a liquid crystal display with excellent contrast can be obtained.

かかる微細孔を有する微粒子は、それ自体で、液晶割れの防止及び異常配向の防止の両立が可能である。また、かかる微粒子は、粒子同士の接触面積が小さくなるため、粒子間の流動性が向上し、乾式散布性が良好である。さらに、かかる微粒子は、前記化学的エッチング処理を施された合成樹脂系微粒子が着色粒子である場合も含むことができ、着色粒子に化学的エッチングすることによっても、その効果は持続し、更に液晶表示のコントラストを上げることができる。   The microparticles having such micropores can both prevent liquid crystal cracking and prevent abnormal orientation. In addition, since the contact area between the particles is small, the fluidity between the particles is improved, and the dry dispersibility is good. Further, the fine particles may include a case where the synthetic resin-based fine particles subjected to the chemical etching treatment are colored particles, and the effect is maintained even when the colored particles are chemically etched. The display contrast can be increased.

(7)長鎖アルキル基の導入
種々の方法で長鎖アルキル基を導入することができる。長鎖アルキル基は表面処理剤を用いて提供することができる。一般的には、長鎖アルキル基の導入は原料粒子の表面を表面処理剤で処理することによって行なわれる。
(7) Introduction of long-chain alkyl group A long-chain alkyl group can be introduced by various methods. Long chain alkyl groups can be provided using a surface treating agent. In general, long-chain alkyl groups are introduced by treating the surface of raw material particles with a surface treatment agent.

粒子を表面処理剤で処理する方法は、従来公知の方法が採用され、特に限定されるものではないが、例えば、以下に示す方法(i)〜(iii)等が挙げられる。
(i)表面処理剤を含む処理液中に原料粒子を浸漬した後、加熱するか、又はそのまま反応させ、ろ過した後、乾燥する方法。
(ii)原料粒子の分散液に表面処理剤を添加した後、加熱するか、又はそのまま反応させ、ろ過した後、乾燥する方法。
(iii)表面処理剤を含む処理液を原料粒子に噴霧するか、又はその処理液と原料粒子とを混合し、加熱するか、又はそのまま反応させて乾燥する方法。
A conventionally known method is adopted as a method for treating particles with a surface treatment agent, and is not particularly limited, and examples thereof include methods (i) to (iii) shown below.
(I) A method in which the raw material particles are immersed in a treatment liquid containing a surface treatment agent and then heated or reacted as it is, filtered and then dried.
(Ii) A method in which a surface treatment agent is added to a dispersion of raw material particles and then heated or reacted as it is, filtered and dried.
(Iii) A method in which a treatment liquid containing a surface treatment agent is sprayed onto the raw material particles, or the treatment liquid and the raw material particles are mixed and heated, or reacted as they are and dried.

上記方法で用いられる処理液又は分散液に使用する溶媒(分散媒)としては、合成樹脂系微粒子と反応しないものがよく、特に、1,4−ジオキサンのようなジオキサン、トルエン、キシレン等のように官能基を持たないほうがよく、非極性溶媒存在下で、酸触媒又はアルカリ触媒を用いて反応を行なうことが好ましい。   The solvent (dispersion medium) used in the treatment liquid or dispersion used in the above method is preferably one that does not react with the synthetic resin fine particles, and in particular, dioxane such as 1,4-dioxane, toluene, xylene and the like. It is better not to have a functional group, and it is preferable to carry out the reaction using an acid catalyst or an alkali catalyst in the presence of a nonpolar solvent.

好ましくは、長鎖アルキル基は6〜24個の炭素原子を有する。この範囲の長鎖アルキル基は、液晶割れの防止、異常配向の防止、光抜け防止、流動性及び固着性の改善のために好適に用いることができる。炭素原子の数が6以下では、液晶を規制する効果は殆んど認められない。一方、炭素原子の数が24以上は一般に入手が困難である。   Preferably, the long chain alkyl group has 6 to 24 carbon atoms. Long-chain alkyl groups in this range can be suitably used for preventing liquid crystal cracking, preventing abnormal orientation, preventing light leakage, and improving fluidity and adhesion. When the number of carbon atoms is 6 or less, the effect of regulating the liquid crystal is hardly recognized. On the other hand, when the number of carbon atoms is 24 or more, it is generally difficult to obtain.

長鎖アルキル基導入のための表面処理剤としては、カプロン酸クロライド、カプリル酸クロライド、ペラルゴン酸クロライド、カプリン酸クロライド、ラウリン酸クロライド、ミリスチン酸クロライド、パルミチン酸クロライド、ステアリン酸クロライド、ペヘン酸クロライド、リグノセリン酸クロライド等の酸クロライドやラウリン酸無水物、ミリスチン酸無水物、パルミチン酸無水物等の酸無水物、2−エチルヘキシルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、イソボニルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ノニルフェノキシエチルアクリレート、ノニルフェノール10EOアクリレート、ラウリルポリオキシエチレンアクリレート、オクチルフェノールポリオキシエチレンアクリレート、ステアリルフェノールポリオキシエチレンアクリレート、2−エチルへキシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、イソボニルメタクリレート、オクチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、セチルメタクリレート、べへニルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、シクロへキシルメタクリレート、ポリエチレングリコールポリテトラエチレングリコールモノメタクリレート、ラウリルポリオキシエチレンメタクリレート、ポリオキシエチレンアリルグリシジルノニルフェニルエーテル等の重合性ビニル単畳体、2−エチルヘキシルイソシアナート、オクタデシルイソシアナート等のイソシアナート化合物、ヘキシルトリメトキシシラン、デシルトリメトキシシラン等のアルキルシリル基をもつシリル化剤等が挙げられる。   Surface treatment agents for long-chain alkyl group introduction include caproic acid chloride, caprylic acid chloride, pelargonic acid chloride, capric acid chloride, lauric acid chloride, myristic acid chloride, palmitic acid chloride, stearic acid chloride, pehenic acid chloride, Acid chlorides such as lignoceric acid chloride, lauric acid anhydride, myristic acid anhydride, acid anhydrides such as palmitic acid anhydride, 2-ethylhexyl acrylate, stearyl acrylate, lauryl acrylate, cyclohexyl acrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, benzyl Acrylate, isobornyl acrylate, octyl acrylate, isooctyl acrylate, nonylphenoxyethyl acrylate, nonylphenol 10EO acrylate , Lauryl polyoxyethylene acrylate, octylphenol polyoxyethylene acrylate, stearylphenol polyoxyethylene acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, stearyl methacrylate, lauryl methacrylate, isobornyl methacrylate, octyl methacrylate, isooctyl methacrylate, dodecyl methacrylate, cetyl methacrylate Polymerizable vinyl monoliths such as behenyl methacrylate, isodecyl methacrylate, tridecyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, polyethylene glycol polytetraethylene glycol monomethacrylate, lauryl polyoxyethylene methacrylate, polyoxyethylene allyl glycidyl nonyl phenyl ether 2-ethylhe Sill isocyanate, isocyanate compound and octadecyl isocyanate, hexyl trimethoxy silane, silylated agent having an alkyl silyl group such as decyl trimethoxysilane.

表面処理剤の使用量は、特に限定されないが、原料粒子の表面を十分に処理するためには、例えば、表面処理剤が原料粒子に対して、好ましくは0.1〜100重量%、より好ましくは0.5〜70重量%、更に好ましくは1〜40重量%である。前記範囲内であると、原料粒子表面の疎水化が容易に実現できる。表面処理剤の量が0.1重量%より少ないと、処理効率が低下する虞がある。表面処理剤の量が100重量%より多いと、未反応の表面処理剤が多量に残存することになって、乾式歓布性が低下する虞がある。   Although the usage-amount of a surface treating agent is not specifically limited, In order to fully process the surface of raw material particle, for example, a surface treating agent becomes like this. Preferably it is 0.1-100 weight% with respect to raw material particle, More preferably Is 0.5 to 70% by weight, more preferably 1 to 40% by weight. Within the above range, the surface of the raw material particles can be easily made hydrophobic. When the amount of the surface treatment agent is less than 0.1% by weight, the treatment efficiency may be lowered. When the amount of the surface treatment agent is more than 100% by weight, a large amount of unreacted surface treatment agent remains, and there is a possibility that the dry waving property is lowered.

微粒子を表面処理する際の温度は、50〜250℃が好ましく、50℃〜100℃が更に好ましい。表面処理する際の時間は、1〜24時間が好ましく、2〜10時間が更に好ましい。かかる温度又は時間が前記範囲を外れると、表面の疎水化を実現できない虞がある。また、減圧下又は真空下に乾燥することは、表面処理が促進されるため好ましい。   The temperature for surface treatment of the fine particles is preferably 50 to 250 ° C, more preferably 50 to 100 ° C. The time for the surface treatment is preferably 1 to 24 hours, and more preferably 2 to 10 hours. If the temperature or time is out of the above range, the surface may not be hydrophobicized. Further, drying under reduced pressure or under vacuum is preferable because surface treatment is promoted.

長鎖アルキル基を有効成分として含む表面処理剤で原料粒子を表面処理することによって得られる液晶セルスペーサの表面は、長鎖アルキル基の有していた疎水性基を有するようになると考えられ、スペーサ表面の疎水性が大きくなり、振動や衝撃が加わってもスペーサ周辺の光抜けが増大し難くなる。   The surface of the liquid crystal cell spacer obtained by surface-treating the raw material particles with a surface treatment agent containing a long-chain alkyl group as an active ingredient is considered to have a hydrophobic group that the long-chain alkyl group had, The hydrophobicity of the spacer surface increases, and light leakage around the spacer is difficult to increase even when vibration or impact is applied.

このように、表面処理剤で処理した後、残存の表面処理剤を除去するため、水やアルコール等の溶媒で洗浄後、ろ過や遠心分離等で分離し、解砕して単粒子化することにより、液晶セルスペーサが得られる。   In this way, after the treatment with the surface treatment agent, in order to remove the remaining surface treatment agent, after washing with a solvent such as water or alcohol, it is separated by filtration, centrifugation, etc., and crushed into single particles. Thus, a liquid crystal cell spacer is obtained.

液晶セルスペーサとして用いられる微粒子の平均粒子径は、目的、液晶パネルの機能等によって異なることができるが、通常、2〜12μm程度である。なお、粒子径分布が広い微粒子を液晶表示パネルに組み込んだ場合には、パネル内の2枚の透明電極の間隔を一定に保つことが難しく、表示の際に色むらの発生原因となるため、粒径分布の標準偏差がその粒子径の20%以下、更には10%以下であることが好ましい。したがって、得られる架橋重合体微粒子の粒子径分布が広い場合には、水簸分級法、湿式サイクロン法、乾式法等により分級するのが好ましい。   The average particle size of the fine particles used as the liquid crystal cell spacer can vary depending on the purpose, the function of the liquid crystal panel, etc., but is usually about 2 to 12 μm. In addition, when fine particles with a wide particle size distribution are incorporated in a liquid crystal display panel, it is difficult to keep the distance between the two transparent electrodes in the panel constant, and this may cause color unevenness during display. The standard deviation of the particle size distribution is preferably 20% or less, more preferably 10% or less of the particle size. Therefore, when the obtained crosslinked polymer fine particles have a wide particle size distribution, it is preferable to classify by the water tank classification method, the wet cyclone method, the dry method or the like.

(8)液晶パネル
本発明の液晶パネルは、以上のようにして得られる微粒子を、電極基板間に介在させる液晶セルスペーサとして用いて得ることができる。液晶セルスペーサは、単量体の重合によって得られる合成樹脂系微粒子からなり、その表面に、化学的エッチング処理を施し、微細孔が設けられ、長鎖アルキル基が導入されている。液晶セルスペーサは上記の特性を有することができる。
(8) Liquid crystal panel The liquid crystal panel of the present invention can be obtained as a liquid crystal cell spacer in which the fine particles obtained as described above are interposed between electrode substrates. The liquid crystal cell spacer is composed of synthetic resin-based fine particles obtained by polymerization of a monomer, and the surface thereof is subjected to chemical etching treatment, provided with micropores, and a long-chain alkyl group is introduced. The liquid crystal cell spacer may have the above characteristics.

かかる液晶パネルは、従来の種々の問題点を解決することができ、液晶パネルとしての品質が高い。かかる液晶パネルは、液晶割れが防止され、液晶セルスペーサの周りにおいて液晶の異常配向を防止することができ、振動や衝撃が加わっても、スペーサ周囲の光抜けが増大し難く、長期間にわたって高表示品位を維持することができる。液晶パネルは、例えば、一対の基板と前記各基板の間に介在する液晶と前記各基板の間を所定の間隔に維持する液晶セルスペーサとを備える。   Such a liquid crystal panel can solve various conventional problems and has high quality as a liquid crystal panel. Such a liquid crystal panel is capable of preventing liquid crystal cracking, preventing abnormal alignment of liquid crystal around the liquid crystal cell spacer, and preventing light from leaking around the spacer even when subjected to vibrations or shocks. Display quality can be maintained. The liquid crystal panel includes, for example, a pair of substrates, a liquid crystal interposed between the substrates, and a liquid crystal cell spacer that maintains a predetermined distance between the substrates.

以下に実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。本発明は、これら実施例のみに限定されるものではない。
<実施例1>
(1)微粒子表面の酸による化学的エッチング
セパラブルフラスコ中へ、スペーサ〔早川ゴム(株)製、ハヤビーズL−11、粒径5.75μm〕24重量部、IPA(2−プロパノール)16.6重量部、脱イオン水16.6重量部、ノニオン系界面活性剤〔和光純薬工業(株)製:トリトンX−100〕30%水溶液0.1重量部を投入し、超音波処理を行ない、分散液を作製する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The present invention is not limited to these examples.
<Example 1>
(1) Chemical etching with acid on the surface of fine particles Into a separable flask, 24 parts by weight of a spacer [Hayakawa Rubber Co., Ltd., Haya beads L-11, particle size 5.75 μm], IPA (2-propanol) 16.6 Parts by weight, 16.6 parts by weight of deionized water, 0.1 part by weight of a nonionic surfactant [Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: Triton X-100] 30% aqueous solution, and subjected to ultrasonic treatment, A dispersion is prepared.

次に、この分散液を充分攪拌しながら、64%硫酸水〔和光純薬工業(株)製〕150.5重量部を滴下後、80℃10時間の条件で、酸による化学的エッチングを行なう。エッチング終了後、熱脱イオン水による充分な洗浄を行なって後に乾燥させ、スペーサ粒子を得る。スペーサ粒子の平均粒子径は5.75μmである。   Next, while sufficiently stirring this dispersion, 150.5 parts by weight of 64% sulfuric acid water (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added dropwise, and then chemical etching with acid was performed at 80 ° C. for 10 hours. . After the etching is completed, the substrate is sufficiently washed with hot deionized water and then dried to obtain spacer particles. The average particle diameter of the spacer particles is 5.75 μm.

(2)長鎖アルキル基(C=6)の導入
上記化学的エッチング処理で得られるスペーサ粒子25重量部を、1,4−ジオキサン100重量部中に分散させる。次に、この分散液を充分攪拌しながら、カプロン酸クロライド〔日本精化(株)製〕10重量部を滴下して後に60℃10時間の条件で粒子表面をアルキル鎖で修飾し、アセトンによる充分な洗浄を行なって後に乾燥させ、スペーサ粒子を得る。スぺーサ粒子の平均粒子径は5.75μmである。
(2) Introduction of long-chain alkyl group (C = 6) 25 parts by weight of spacer particles obtained by the above chemical etching treatment are dispersed in 100 parts by weight of 1,4-dioxane. Next, while sufficiently stirring this dispersion, 10 parts by weight of caproic acid chloride [manufactured by Nippon Seika Co., Ltd.] was added dropwise, and then the particle surface was modified with an alkyl chain under the conditions of 60 ° C. for 10 hours. Thorough washing is performed and then dried to obtain spacer particles. The average particle diameter of the spacer particles is 5.75 μm.

<実施例2>
長鎖アルキル基(C=12)の導入
実施例1において、カプロン酸クロライドをラウリン酸クロライド〔日本精化(株)製〕に代える以外は実施例1と同様の操作を行ない、スペーサ粒子を得る。スペーサ粒子の平均拉子径は5.75μmである。
<実施例3>
長鎖アルキル基(C=18)の導入
実施例1において、酸クロライドをステアリン酸クロライド〔日本精化(株)製〕に代える以外は実施例1と同様の操作を行ない、スペーサ粒子を得る。スペーサ粒子の平均粒子径は5.75μmである。
<実施例4>
長鎖アルキル基(C=24)の導入
実施例1において、酸クロライドをリグノセリン酸クロライド〔早川ゴム(株)製〕に代える以外は実施例1と同様の操作を行ない、スペーサ粒子を得る。スペーサ粒子の平均粒子径は5.75μmである。
<Example 2>
Introduction of long-chain alkyl group (C = 12) In Example 1, the same operation as in Example 1 was performed except that caproic acid chloride was replaced with lauric acid chloride [manufactured by Nippon Seika Co., Ltd.] to obtain spacer particles. . The average particle size of the spacer particles is 5.75 μm.
<Example 3>
Introduction of long-chain alkyl group (C = 18) In Example 1, the same procedure as in Example 1 is performed except that the acid chloride is changed to stearic acid chloride [manufactured by Nippon Seika Co., Ltd.] to obtain spacer particles. The average particle diameter of the spacer particles is 5.75 μm.
<Example 4>
Introduction of long-chain alkyl group (C = 24) In Example 1, the same procedure as in Example 1 is performed except that the acid chloride is replaced with lignoceric acid chloride [manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd.] to obtain spacer particles. The average particle diameter of the spacer particles is 5.75 μm.

<実施例5>
(1)微粒子表面のアルカリによる化学的エッチング
セパラブルフラスコ中へ、スペーサ〔早川ゴム(株)製、ハヤビーズL−11、粒径5.75μm〕16重量部、IPA15.2重量部、脱イオン水15.2重量部、ノニオン系界面活性剤トリトンX−100の30%水溶液0.1重量部を投入し、超音波処理を行ない、分散液を作製する。
<Example 5>
(1) Chemical etching with alkali on the surface of fine particles Into a separable flask, 16 parts by weight of a spacer [Hayakawa Rubber Co., Ltd., Hayabies L-11, particle size 5.75 μm], 15.2 parts by weight of IPA, deionized water 15.2 parts by weight and 0.1 part by weight of a 30% aqueous solution of nonionic surfactant Triton X-100 are added and subjected to ultrasonic treatment to prepare a dispersion.

次に、この分散液を充分攪拌しながら、0.1モル/Lの水酸化ナトリウム溶液〔和光純薬工業(株)製〕246重量部を滴下して後、80℃10時間の条件で、アルカリによる化学的エッチングを行なう。エッチング終了後、熱脱イオン水による充分な洗浄を行なって後に乾燥させ、スペーサ粒子を得る。スペーサ粒子の平均粒子径は5.75μmである。   Next, 246 parts by weight of a 0.1 mol / L sodium hydroxide solution [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] was added dropwise with sufficient stirring of the dispersion, and then at 80 ° C. for 10 hours. Chemical etching with alkali is performed. After the etching is completed, the substrate is sufficiently washed with hot deionized water and then dried to obtain spacer particles. The average particle diameter of the spacer particles is 5.75 μm.

(2)長鎖アルキル基(C=24)の導入
実施例4において、スペーサ粒子を上記化学的エッチング処理で得られるスペーサ拉子に代える以外は実施例4と同様の操作を行ない、スペーサ粒子を得る。スペーサ粒子の平均粒子径は5.75μmである。
(2) Introduction of long-chain alkyl group (C = 24) In Example 4, the same operation as in Example 4 was carried out except that the spacer particles were replaced with spacers obtained by the above-mentioned chemical etching treatment. obtain. The average particle diameter of the spacer particles is 5.75 μm.

<実施例6>
(1)着色粒子の化学的エッチング
実施例1のエッチング処理において、被エッチング処理スペーサを、早川ゴム(株)製、ハヤビーズL−11、粒径5.75μmから特開2000−319529号公報記載の製造方法にて得られる着色粒子(粒径5.9μm)に代える以外は実施例1のエッチング処理と同様の操作を行ない、スペーサ粒子を得る。平均粒子径は5.9μmである。
<Example 6>
(1) Chemical etching of colored particles In the etching process of Example 1, the spacer to be etched was manufactured by Hayakawa Rubber Co., Ltd., Hayabies L-11, particle size of 5.75 μm as described in JP 2000-319529 A. Except for the colored particles (particle size 5.9 μm) obtained by the production method, the same operation as the etching treatment of Example 1 is performed to obtain spacer particles. The average particle size is 5.9 μm.

(2)長鎖アルキル基(C=24)の導入
実施例4において、スペーサ粒子を上記化学的エッチング処理で得られるスペーサ粒子に代える以外は実施例4と同様の操作を行ない、スペーサ粒子を得る。スペーサ粒子の平均粒子径は5.9μmである。
(2) Introduction of long-chain alkyl group (C = 24) In Example 4, the same operation as in Example 4 was performed except that the spacer particles were replaced with the spacer particles obtained by the above chemical etching treatment to obtain spacer particles. . The average particle diameter of the spacer particles is 5.9 μm.

<比較例1>
化学的エッチング処理をしていないスペーサ〔早川ゴム(株)製、ハヤビーズL−11、粒径5.75μm〕を液晶スペーサに用いる。
<比較例2>
化学的エッチング処理をしていない着色微粒子に長鎖アルキル基を導入する。
セパラブルフラスコ中で、特開2000−319529号公報記載の製造方法にて得られる着色粒子(粒径5.9μm)25重量部を1,4−ジオキサン100重量部中に分散させる。次に、この分散液を充分撹拌しながら、ドデカノイルクロライド〔和光純薬工業(株)製〕10重量部を滴下して後に60℃10時間の条件で粒子表面をアルキル鎖で修飾し、アセトンによる充分な洗浄を行なって後に乾燥させ、スペーサ粒子を得る。スペーサ粒子の平均粒子径は5.9μmである。
<Comparative Example 1>
A spacer not subjected to a chemical etching treatment (Hayakawa Rubber Co., Ltd., Haya beads L-11, particle size of 5.75 μm) is used as the liquid crystal spacer.
<Comparative Example 2>
Long-chain alkyl groups are introduced into colored fine particles that have not been chemically etched.
In a separable flask, 25 parts by weight of colored particles (particle size: 5.9 μm) obtained by the production method described in JP-A-2000-319529 is dispersed in 100 parts by weight of 1,4-dioxane. Next, 10 parts by weight of dodecanoyl chloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added dropwise with sufficient stirring of the dispersion, and then the particle surface was modified with an alkyl chain at 60 ° C. for 10 hours, and acetone was added. Thorough cleaning with is performed and then dried to obtain spacer particles. The average particle diameter of the spacer particles is 5.9 μm.

得られた微粒子を液晶セルスペーサとして用いた液晶表示素子の評価を行なう。結果を表1に示す。
評価方法
各パラメータは、以下のようにして測定する。
<粒子径>
粒子径及び粒子径分布の測定には、コールターカウンターZM/VC−256(ベックマンコールター社製)を用い、約3万個を測定し平均化して値を示す。使用に際しては、同社製標準粒子を用いて校正する。
<力学的強度>
力学的強度については、微小圧縮試験機〔MCTM−200型、(株)島津製作所製〕を用いて、10%圧縮強度、圧縮回復性を測定する。以下、測定方法について述べる。
10%圧縮強度は、試料台上に散布した試料粒子1個について、粒子径dを付属の顕微鏡測定機で求めて後、粒子の中心方向へ0.675g/秒の圧縮速度で試料粒子が破壊するまで荷重をかけ、粒子の初期10%圧縮弾性率時の荷重Pを式:G=28P/πdに適用し求める。このようにして、20℃における10%圧縮強度G値(kgf/mm)を算出する。この操作を直径が最も平均的と観察される異なる5個の粒子について行ない、その平均値を粒子の10%圧縮強度とする。なお、この場合の負荷速度は0.27g/秒とする。
100%回復率は、粒子の中心方向に1grfまで荷重をかけて後、荷重を0grfまで除荷する。この間のデータを変位−荷重曲線に記録し、原点から1grfまでの変位(L)に対する、0grfに除荷した際の回復変位(L)の測定値の割合を百分率で表す。なお、この場合の負荷速度は0.27g/秒、除負荷速度は0.029g/秒とする。必要な場合は1kgf≒9.80665Nで換算する。
<散布性、固着性、液晶スペーサ界面及びスペーサ間の光抜け評価>
透明電極及び配向膜を有するガラス基板を脱脂綿でラビングして配向処理し、得られるスペーサ粒子を液晶表示装置用スペーサとして用い、乾式散布装置DSPA‐μR〔日清エンジニアリング(株)製〕によってその基板上へ散布する。Nガス流量3.0kgf/cm、配管はマイナス配管とする。このとき、フィーダ回転数をガラス基板上へのスペーサの散布量が100〜120個/mmになるように調整する。このようにして得られるガラス基板を光学顕微鏡により観察し散布性を評価する。
次に、前記ガラス基板上の任意の箇所へ90°の角度から0.4MPaのエアーを3cmの距離より1分間噴射し、スペーサの残存率を光学顕微鏡にて確認し、固着性を評価する。
次いで、他方のガラス基板の周辺に周辺シール材を形成して後、ラビング方向が240度の角度になるように両者を張り合わせる。この後、160℃で3時間処理してシール剤を硬化させ空セルを作製する。このようにして得られる空セルに所定量のSTN型液晶を注入して後、その注入口を塞ぎ、ガラス基板の表面に偏向フィルムを貼り付けノーマリーブラックモードである液晶表示パネルを作製する。
この液晶表示パネル内で、張り合わせ時に破壊する液晶スペーサの有無、及び上下の透明電極間に2.5Vの電圧をかける際に起こる液晶スペーサ界面の光抜け、液晶スペーサ間のディスクリネーション(液晶割れ)を透過型顕微鏡にて観察する。
A liquid crystal display element using the obtained fine particles as a liquid crystal cell spacer is evaluated. The results are shown in Table 1.
Evaluation method Each parameter is measured as follows.
<Particle size>
For measurement of the particle size and particle size distribution, a Coulter counter ZM / VC-256 (manufactured by Beckman Coulter, Inc.) is used, and about 30,000 particles are measured and averaged. When using, calibrate using the company's standard particles.
<Mechanical strength>
About mechanical strength, 10% compressive strength and compression recoverability are measured using a micro compression tester [MCTM-200 type, manufactured by Shimadzu Corporation]. The measurement method will be described below.
The 10% compressive strength is obtained by determining the particle diameter d for one sample particle spread on the sample stage with the attached microscope measuring instrument, and then breaking the sample particle toward the center of the particle at a compression rate of 0.675 g / sec. The load P at the initial 10% compression modulus of the particles is applied to the formula: G = 28P / πd 2 and obtained. In this way, the 10% compressive strength G value (kgf / mm 2 ) at 20 ° C. is calculated. This operation is performed for five different particles whose diameter is observed to be the average, and the average value is defined as the 10% compressive strength of the particles. In this case, the load speed is 0.27 g / sec.
The 100% recovery rate applies a load up to 1 grf in the direction of the center of the particle and then unloads the load to 0 grf. Data during this period is recorded in a displacement-load curve, and the ratio of the measured value of the recovery displacement (L 2 ) when unloaded to 0 grf to the displacement (L 1 ) from the origin to 1 grf is expressed as a percentage. In this case, the loading speed is 0.27 g / second and the unloading speed is 0.029 g / second. If necessary, convert 1kgf ≈ 9.80665N.
<Evaluation of light dispersion between spraying property, adhesion, liquid crystal spacer interface and spacer>
A glass substrate having a transparent electrode and an alignment film is rubbed with absorbent cotton and subjected to an alignment treatment, and the obtained spacer particles are used as spacers for a liquid crystal display device. Spread up. The N 2 gas flow rate is 3.0 kgf / cm 2 , and the pipe is a minus pipe. At this time, the number of rotations of the feeder is adjusted so that the dispersion amount of the spacers on the glass substrate is 100 to 120 pieces / mm 2 . The glass substrate thus obtained is observed with an optical microscope to evaluate the dispersibility.
Next, 0.4 MPa of air is sprayed from an angle of 90 ° to an arbitrary location on the glass substrate for 1 minute from a distance of 3 cm, and the remaining ratio of the spacer is confirmed with an optical microscope to evaluate the fixing property.
Next, after forming a peripheral sealing material around the other glass substrate, they are bonded together so that the rubbing direction is at an angle of 240 degrees. Thereafter, the treatment is performed at 160 ° C. for 3 hours to cure the sealing agent, thereby producing an empty cell. After injecting a predetermined amount of STN type liquid crystal into the empty cell thus obtained, the injection port is closed, and a deflection film is attached to the surface of the glass substrate to produce a normally black mode liquid crystal display panel.
In this liquid crystal display panel, the presence or absence of liquid crystal spacers that break when bonded, light leakage at the liquid crystal spacer interface that occurs when a voltage of 2.5 V is applied between the upper and lower transparent electrodes, disclination between the liquid crystal spacers (liquid crystal cracks) ) Is observed with a transmission microscope.

Figure 0004580641
Figure 0004580641

表1に示すように、実施例1〜6では、得られる液晶表示素子は2.5Vの電圧をかけても液晶分子と液晶スペーサ界面の異常配向が全く観察されず、液晶分子と液晶スペーサとの界面で液晶分子の垂直配向が起こっていることが確認される。液晶スペーサ間のディスクリネーション線(液晶割れ)もなく、ガラス基板上へ散布された液晶スペーサの凝集も全く観察されない。また、スペーサ粒子表面に修飾したアルキル基の長鎖分子と配向膜のポリイミド分子との絡みつき現象により、エアー噴射後の移動が殆んど発生しない。   As shown in Table 1, in Examples 1 to 6, the obtained liquid crystal display elements were not observed to have any abnormal alignment at the interface between the liquid crystal molecules and the liquid crystal spacers even when a voltage of 2.5 V was applied. It is confirmed that vertical alignment of liquid crystal molecules occurs at the interface. There are no disclination lines (liquid crystal cracks) between the liquid crystal spacers, and no aggregation of the liquid crystal spacers scattered on the glass substrate is observed. Further, the movement after air injection hardly occurs due to the entanglement phenomenon between the long chain molecule of the alkyl group modified on the surface of the spacer particle and the polyimide molecule of the alignment film.

比較例1では、得られる液晶表示素子は2.5Vの電庄をかけた際に液晶分子と液晶スペーサとの界面での液晶分子の異常配向が起こり、光抜けを起こす粒子が多く発生する。但し、スペーサ間のディスクリネーション線の発生は見られない。ガラス基板上へ散布した液晶スペーサには、凝集が発生する。また、エアー噴射後の液晶スペーサの移動が確認される。   In Comparative Example 1, the obtained liquid crystal display element has an abnormal alignment of the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal molecules and the liquid crystal spacer when a voltage of 2.5 V is applied, and many particles that cause light leakage are generated. However, no disclination line between the spacers is observed. Aggregation occurs in the liquid crystal spacers dispersed on the glass substrate. Moreover, the movement of the liquid crystal spacer after air injection is confirmed.

比較例2では、得られる液晶表示素子は2.5Vの電圧をかけても液晶分子と液晶スペーサと界面の異常配向が観察されず、液晶分子と液晶スペーサとの界面で液晶分子の垂直配向が超こっていることが確認される。しかしながら、液晶を規制する範囲が広過ぎることから、液晶スペーサ界面でなく、その周りの液晶分子の配向が乱れ、液晶スペーサ間のディスクリネーション線が多数発生することが観察される。また、ガラス基板上へ散布した液晶スペーサには、アルキル同士の絡みつきによる凝集が多数発生する。   In Comparative Example 2, the liquid crystal display element obtained was not observed to have an abnormal alignment at the interface between the liquid crystal molecules and the liquid crystal spacer even when a voltage of 2.5 V was applied, and the vertical alignment of the liquid crystal molecules at the interface between the liquid crystal molecules and the liquid crystal spacer was It is confirmed that it is super heavy. However, since the range that regulates the liquid crystal is too wide, it is observed that the alignment of the liquid crystal molecules around the liquid crystal spacer interface is disturbed and a large number of disclination lines are generated between the liquid crystal spacers. In addition, in the liquid crystal spacers spread on the glass substrate, many aggregations due to entanglement of alkyls occur.

本発明の液晶セルスペーサは、合成樹脂系微粒子の表面に化学的エッチング処理を施すこと、及び合成樹脂系微粒子の表面に長鎖アルキル基を導入することによって製造することができる。化学的エッチング処理が形成する微細孔は、その液晶分子の配向規制力により、液晶割れを防止することができ、非通電時及び通電時共に、長鎖アルキル基の処理量が少なくても、比較的短いアルキル基でも、十分な光抜け防止効果を生じさせることができるのに加えて、固着力及び乾式散布性の改善も可能であり、液晶パネル用スペーサの形状として有用である。本発明の液晶パネルは、かかる特性を有する液晶セルスペーサを用いて製造することができ、液晶分子の異常配向の防止のみならず、液晶割れの防止が可能となり、コントラストが高く、表示の欠陥が無く、振動や衝撃が加わっても、表示性能が変化せず、長期間にわたって高い表示性能を有する。   The liquid crystal cell spacer of the present invention can be produced by subjecting the surface of the synthetic resin fine particles to chemical etching and introducing a long chain alkyl group to the surface of the synthetic resin fine particles. The fine pores formed by chemical etching treatment can prevent liquid crystal cracking due to the alignment regulating force of the liquid crystal molecules. In addition to being able to produce a sufficient light leakage prevention effect even with a short alkyl group, it is possible to improve the fixing force and the dry dispersibility, which is useful as the shape of a spacer for a liquid crystal panel. The liquid crystal panel of the present invention can be manufactured using a liquid crystal cell spacer having such characteristics, and can prevent not only abnormal alignment of liquid crystal molecules but also liquid crystal cracks, has high contrast, and has display defects. Even if vibration or impact is applied, the display performance does not change and the display performance is high over a long period of time.

Claims (6)

単量体の重合によって得られる合成樹脂系微粒子からなり、前記合成樹脂系微粒子の表面に、酸又はアルカリ、界面活性剤及び有機溶剤を必須成分とする化学的エッチング処理による微細孔が設けられており、前記合成樹脂系微粒子の表面に長鎖アルキル基が導入されていることを特徴とする液晶セルスペーサ。 It consists of a group of synthetic resin fine particles obtained by polymerization of monomers, and the surface of each synthetic resin fine particle is provided with fine pores by chemical etching treatment using acid or alkali, surfactant and organic solvent as essential components. A liquid crystal cell spacer, wherein a long chain alkyl group is introduced on the surface of the synthetic resin fine particles. 前記化学的エッチング処理に、硫酸、塩酸、硝酸、リン酸及び過塩素酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸を含有するエッチング液が用いられていることを特徴とする請求項1記載の液晶セルスペーサ The etching solution containing at least one acid selected from the group consisting of sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid and perchloric acid is used for the chemical etching treatment. Liquid crystal cell spacer . 前記化学的エッチング処理に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化バリウム、水酸化カルシウム及びアンモニアからなる群より選ばれる少なくとも1種のアルカリを含有するエッチング液が用いられていることを特徴とする請求項1記載の液晶セルスペーサ Etching solution containing at least one alkali selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, barium hydroxide, calcium hydroxide and ammonia is used for the chemical etching treatment. The liquid crystal cell spacer according to claim 1 . 前記長鎖アルキル基が6〜24個の炭素原子を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の液晶セルスペーサ The liquid crystal cell spacer according to claim 1, wherein the long-chain alkyl group contains 6 to 24 carbon atoms . 着色粒子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載の液晶セルスペーサ The liquid crystal cell spacer according to claim 1, wherein the liquid crystal cell spacer is a colored particle . 一対の基板と前記各基板の間に介在する液晶と前記各基板の間を所定の間隔に維持する液晶セルスペーサとを備える液晶パネルであって、
前記液晶セルスペーサが、単量体の重合によって得られる合成樹脂系微粒子群からなり、前記各合成樹脂系微粒子の表面に、酸又はアルカリ、界面活性剤及び有機溶剤を必須成分とする化学的エッチング処理による微細孔が設けられており、前記合成樹脂系微粒子の表面に長鎖アルキル基が導入されていることを特徴とする液晶パネル
A liquid crystal panel comprising a pair of substrates, a liquid crystal interposed between the substrates, and a liquid crystal cell spacer that maintains a predetermined distance between the substrates,
The liquid crystal cell spacer is composed of a group of synthetic resin fine particles obtained by polymerization of monomers, and the surface of each synthetic resin fine particle is chemically etched with acid or alkali, surfactant and organic solvent as essential components. A liquid crystal panel, wherein fine holes are provided by treatment, and a long-chain alkyl group is introduced on the surface of the synthetic resin fine particles .
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