(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＶＡモードの液晶表示装置に用いられる液晶表示装置用スペーサであって、
その表面に炭素数が１０以下のアルキル基のみを２種類以上有することを特徴とする液晶表示装置用スペーサ。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置用スペーサを用いてなることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負の誘電率異方性を有する液晶を、垂直配向性の配向膜を用いてパネル面に対して略垂直配向させ、電圧印加時に液晶をパネル面に対して水平方向に傾けることにより駆動させる方式（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ  ｍｏｄｅ、以下ＶＡモードという）の液晶表示装置及びこれに用いるスペーサに関するもので、液晶パネルの光遮断時におけるスペーサ周囲の光抜けを改善し、パネル表示のコントラストを向上させることができる液晶表示装置用スペーサ及び液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置では、誘電率異方性が正の液晶と水平配向性の配向膜を用いることで、電圧無印加時はパネル面に液晶が水平方向に配向し、電圧印加時に液晶を垂直方向に傾けて駆動させている。一方、最近従来の液晶表示装置の欠点である視野角依存性を解消し、またパネルのコントラストを上昇させる目的で、ＶＡモードの液晶表示装置が使われるようになってきた。このＶＡモードを用いた液晶パネルでは、スペーサ周囲の光抜けが発生し、パネルのコントラストが著しく低下するという問題が発生していた。
【０００３】
従来のＴＮモードの液晶表示装置では、スペーサ表面に液晶分子を垂直に配向させることで、スペーサ周辺の光り抜け防止を図り、パネル表示のコントラストを向上させていた。従って、スペーサの表面には、炭素数が１２以上のアルキル基を有する表面処理を行っていた。しかしながら、ＶＡモードの液晶表示装置は従来のＴＮモードの液晶表示装置とは、液晶及び配向膜が異なり、液晶分子の配向状態が異なるので、従来のスペーサではコントラスト向上には効果がない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記現状に鑑み、ＶＡモードの液晶表示装置に用いて、液晶パネルの光遮断時におけるスペーサ周囲の光抜けを改善し、高いコントラストを実現することができる液晶表示装置用スペーサ及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ＶＡモードの液晶表示装置において、スペーサ表面の配向規制力が水平配向と垂直配向との中間程度にすると、著しくコントラストが向上することを見出し、本発明の完成に至った。
【０００６】
本発明は、ＶＡモードの液晶表示装置に用いられる液晶表示装置用スペーサであって、その表面に炭素数が１０以下のアルキル基のみを２種類以上有する液晶表示装置用スペーサである。
以下に本発明を詳述する。
【０００７】
本発明の液晶表示装置用スペーサに用いられる炭素数が１０以下のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、フェニル基、ｔ−ブチルフェニル基等が挙げられる。これらのアルキル基の好ましい組み合わせとしては特に限定されず、例えば、メチル基とイソブチル基、メチル基とブチル基、メチル基とヘキシル基等が好ましい。
【０００８】
一般に表面処理スペーサの表面に存在する、アルキル基の長さが短い場合は、スペーサ表面は水平配向規制力ガ強くなり、アルキル基の長さが長い場合は、垂直配向規制力が強くなる。通常は、数種類のアルキル基を組み合わせて、それぞれのモードに応じた最適な表面組成を形成している。ＶＡモードにおいては、表面の配向規制力が垂直と水平の中間程度が好ましいため、短鎖アルキルと中鎖アルキル（炭素数１０以下）の組み合わせが適切なスペーサの表面となる。
【０００９】
本発明の液晶表示装置用スペーサは基材粒子の表面に炭素数が１０以下のアルキル基を２種類以上導入することにより得られる。
上記基材粒子としては特に限定されず、無機材料であっても、有機材料であってもよい。上記無機材料としては特に限定されず、例えば、珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラス、鉛ガラス、曹達石灰ガラス、アルミナ、アルミナシリケート等が挙げられる。
【００１０】
しかし、基材粒子の材料として無機材料を使用する場合、液晶と熱膨張率が大きく異なるため、温度変化に追従しきれず低温発泡等の不良を生じることがある。このため、液晶と熱膨張率が大きく変わらない有機材料を用いることが好ましい。
【００１１】
上記有機材料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等が挙げられる。しかしながら、その機械的強度を考えれば、エチレン性不飽和基を有する単量体を重合させて得られる基材粒子であって、そのエチレン性不飽和基を有する重合性単量体は、少なくとも２０重量％が、２個以上のエチレン性不飽和基を有する重合性単量体であることが好ましい。
【００１２】
上記２個以上のエチレン性不飽和基を有する重合性単量体としては特に限定されず、例えば、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタントリ（メタ）アクリレート、テトラメチロールメタンジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（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、グリセロールトリ（メタ）アクリレート、グリセロールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類；トリアリル（イソ）シアヌレート、トリアリルトリメリテート等；ジビニルベンゼン、ジアリルフタレート、ジアリルアクリルアミド等が挙げられる。
【００１３】
上記基材粒子は、２個以上のエチレン性不飽和基を有する重合性単量体のみからなるものであってもよく、２個以上のエチレン性不飽和基を有する重合性単量体とその他のエチレン性不飽和基を有する重合性単量体とを共重合して得られるものであってもよい。上記その他の重合性単量体としては特に限定されず、例えば、スチレン、α−メチルスチレン等のスチレン系単量体、メチル（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリレート類等が挙げられる。上記２個以上のエチレン性不飽和基を有する重合性単量体及びその他のエチレン性不飽和基を有する重合性単量体は単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００１４】
上記基材粒子は無色透明であってもよく、必要に応じて、公知の方法により着色されていてもよい。
着色に用いられる色素、顔料等は、市販されている通常の色素や、有機顔料、無機顔料を用いることができる。上記有機顔料としては、例えば、アニリンブラック、フタロシアニン系色素、アントラキノン系色素、ジアゾ系色素等が挙げられ、無機顔料としては、例えば、カーボンブラック、表面修飾被覆体、金属塩類等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００１５】
上記基材粒子の表面に炭素数が１０以下のアルキル基を導入する方法としては、例えば、還元性基を有する基材粒子表面に炭素数が１０以下のアルキル基を有する重合性単量体を含浸した後、セリウム塩、過硫酸塩等の酸化剤を反応させることにより上記基材粒子の表面にラジカルを発生させ、該ラジカルを起点としてスペーサ表面にグラフト重合層を形成する方法等が挙げられる。
【００１６】
上記炭素数が１０以下のアルキル基を有する重合性単量体としては特に限定されず、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチルフェニル（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの重合性単量体は、単独で用いてもよく、２種類以上併用してもよい。
【００１７】
本発明の液晶表示装置用スペーサの粒径は、１〜１０μｍであることが好ましい。
本発明の液晶表示装置用スペーサの標準偏差はＣＶ値で１０％以下であることが好ましく、より好ましくは５％以下である。
【００１８】
本発明の液晶表示装置用スペーサは、このスペーサを介して平行に対をなして配置されている少なくとも一つが透明な２枚の基板と、その基板上に形成された電極と、該電極上に形成された垂直配向性能を有する配向膜とを有し、これら基板間に負の誘電率異方性を有する液晶を挟持してなり、この液晶を、垂直配向性の配向膜を用いてパネル面に対して略垂直配向させ、電圧印加時に液晶をパネル面に対して水平方向に傾けることにより駆動させる、いわゆるＶＡモード方式の液晶表示装置に用いられる。このような液晶表示装置もまた、本発明の１つである。
【００１９】
【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。
【００２０】
（実施例１）
［基材粒子の作製］
けん化度８７．９％ＰＶＡ（日本合成化学工業社製ＧＨ−２０）の３％水溶液８００重量部に、ＤＶＢ１００重量部、ＢＰＯ２重量部の混合液を加えてホモジナイザーにて攪拌して、粒度調整を行い、その後、窒素気流下にて９０℃で１５時間反応を行った。洗浄、分級操作後、平均粒子径：４μｍ、ＣＶ値：３％の基材粒子を得た。
【００２１】
［液晶表示装置用スペーサの作製］
セパラブルフラスコに、上記基材粒子５０重量部、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）１５０重量部、ＭＭＡ（メチルメタクリレート）２５重量部、ＩＢＭ（イソブチルメタクリレート）５０重量部を投入し、ソニケータにより充分に分散させた後、均一に攪拌を行った。系に窒素ガスを導入して、系の温度を５０℃にした後、１Ｎの硝酸水溶液１００ｇに２．１５ｇの硝酸セリウムアンモニウムを溶解させた液を添加し、５時間反応させた。反応終了後、洗浄、乾燥作業を行い評価用スペーサとした。
【００２２】
［液晶表示装置用スペーサの評価］
得られた評価用スペーサを用いて、ＶＡモードの液晶パネルを作製した。なお、配向膜は、ポリビニルアルコールの３％水溶液に、オクタデシルトリメチルアンモニウムクロリドを１％添加したものを使用し、ラビング方向は上下基板間で反対方向とし、偏向板の偏向透過軸はラビング方向に対して４５°で直交ニコルとした。また、液晶はメルク社製ＭＬＣ−６６０９を用いた。得られたパネルはスペーサ周囲の光抜けがほとんど認められず、コントラストは８０であった。
【００２３】
（比較例１、２及び３）
実施例１において、ＭＭＡのみ（比較例１）、ＩＢＭのみ（比較例２）、ラウリルメタクリレート（ＬＭＡ：Ｃ１２）５０重量部とＭＭＡ５０重量部（比較例３）を、それぞれ用いて評価用スペーサを作製したこと以外は同様に液晶パネルを作製した。いずれも、コントラストは３０以下であった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明は、上述の構成よりなるので、ＶＡモードの液晶表示装置においてスペーサ周辺の光り抜けを防止でき、パネルのコントラストを上げることが可能になった。