柱狀間隔物、液晶顯示元件及柱狀間隔物用固化性樹脂組合物制造技術

本發明專利技術目的在于提供一種液晶顯示元件中用作使兩塊玻璃基板的間隙維持一定的間隔物時，能夠制成不會因重力不良而產生色差和低溫發泡且耐久性優良的液晶顯示元件的柱狀間隔物，和使用該柱狀間隔物的液晶顯示元件，和制造該柱狀間隔物的柱狀間隔物用固化性樹脂組合物。本發明專利技術涉及液晶顯示元件中用作使兩塊玻璃基板的間隙維持一定的柱狀間隔物，是２５℃下１５％壓縮時的彈性系數為０．２～１．０ＧＰａ的柱狀間隔物。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種液晶顯示元件中用作使兩塊玻璃基板的間隙維持一定的間隔物時，能夠制成不會因重力不良而產生色差和低溫發泡等且耐久性優良的液晶顯示元件的柱狀間隔物(column spacer)，和使用該柱狀間隔物的液晶顯示元件，和能夠制造該柱狀間隔物的柱狀間隔物用固化性樹脂組合物。
技術介紹
一般來說，液晶顯示元件具有使兩塊玻璃基板的間隙保持一定用的間隔物，除其以外由透明電極和偏振片以及使液晶物質取向的取向層等構成。現在作為間隔物，主要采用粒徑約數微米的微粒間隔物。但是在過去的液晶顯示元件的制造方法中，由于將微粒間隔物隨機地散布在玻璃基板上，所以有時微粒間隔物配置在像素內部。微粒間隔物一旦處于像素內部，就會因間隔物周邊液晶取向的混亂而造成漏光，因而使圖像的對比度降低等，存在使圖像品質降低這樣的問題。針對這一點，有人研究了不使微粒間隔物配置在像素內部的微粒間隔物的各種配置方法，但是這些方法都因操作繁雜而缺乏實用性。而且近年來，為了提高液晶顯示元件的生產率，有人提出了一滴充填法(One Drop Fill TechnologyODF法)。此方法是將預定量液晶滴在玻璃基板的液晶封入面上，真空下和能夠維持預定液晶單元間隙(cell gap)的狀態下使另一液晶板用基板與其相對，將其貼合起來，這樣制造液晶顯示元件的方法。據說，采用此方法與已有方法相比能使液晶顯示元件大面積化，即使液晶單元間隙狹小也容易封入液晶，所以ODF法今后將成為液晶顯示元件的主流制造方法。但是在ODF法中一旦采用微粒間隔物，就會在滴下液晶時或在粘合對向基板時散布的微粒間隔物與液晶的流動一起流動，從而造成微粒間隔物在基板上分布不均的問題。微粒間隔物的分布一旦不均，就會在液晶單元的單元間隙上產生波動，從而出現在液晶顯示上產生色差的問題。針對這一點有人提出，利用光刻法在液晶基板上為均勻地保持液晶單元間隙而形成了凸型圖案的柱狀間隔物來代替已有的微粒間隔物，而且已經被實用化(例如參見專利文獻1、專利文獻2和專利文獻3等)。若采用柱狀間隔物，則能解決間隔物配置在像素內部的問題，以及在ODF法中出現的間隔物不均的問題。然而，采用柱狀間隔物并借助于ODF法制造的大型液晶顯示元件中，在顯示裝置的使用中液晶單元內的液晶朝著下方流動，因而會在顯示面板的上半面和下半面中產生色差等被稱為“重力不良”的缺陷，所以存在很大問題。為了消除這種“重力不良”，據認為當背光燈產生的熱量使液晶單元內的液晶膨脹將液晶單元間隙擴張時，若利用壓縮變形的彈性恢復作用使被壓縮的柱狀間隔物能夠追隨液晶單元間隙的變化，使得基板與柱狀間隔物之間不產生間隙，則就有可能解決此問題。但是在已有的方法中，為使柱狀間隔物具有高的變形恢復力，必須使形成柱狀間隔物的樹脂在高度交聯壓縮時難以產生塑性變形，具有這種高度交聯結構的樹脂一般具有壓縮彈性模數高、變硬的傾向。用這種堅硬的樹脂形成柱狀間隔物的情況下，在使柱狀間隔物壓縮變形的過程中需要巨大的壓力，在所得到的液晶顯示元件中，隱藏著被壓縮的柱狀間隔物將液晶單元擴張的巨大的力。當這種柱狀間隔物將液晶單元擴張的力大的情況下，低溫下液晶單元內的液晶一旦產生體積收縮，液晶單元內的內壓就會急劇降低，從而出現產生氣泡的“低溫發泡”現象的問題。專利文獻1特開平11-133600號公報專利文獻2特開2001-91954號公報專利文獻3特開2001-106765號公報
技術實現思路
鑒于上述情況，本專利技術目的在于提供一種液晶顯示元件中用作使兩塊玻璃基板的間隙維持一定的間隔物時，能夠制成不會因重力不良而產生色差和低溫發泡等且耐久性優良的液晶顯示元件的柱狀間隔物，和使用該柱狀間隔物的液晶顯示元件，和能夠制造該柱狀間隔物的柱狀間隔物用固化性樹脂組合物。本專利技術涉及一種柱狀間隔物，是液晶顯示元件中使兩塊玻璃基板的間隙維持一定用的柱狀間隔物，25℃下15％壓縮時的彈性系數為0.2～1.0GPa。本專利技術涉及一種柱狀間隔物，是液晶顯示元件中使兩塊玻璃基板的間隙維持一定用的柱狀間隔物，在25～100℃溫度范圍內的線膨脹系數為1×10-4～5×10-4/℃。以下詳細說明本專利技術。重力不良現象，據認為是因背光燈產生的熱量使液晶單元內的液晶膨脹，將液晶單元間隙擴張，此時不直接接觸柱狀間隔物一側的基板從柱狀間隔物浮上來分離，未被柱狀間隔物所保持的體積部分的液晶在重力作用下朝著下方流動而產生的現象。本專利技術人等經過深入研究，結果發現采用了壓縮變形后具有高恢復性，同時柔軟、彈性模數低的柱狀間隔物，并且該柱狀間隔物的高度被設計成為比液晶單元間隙略高的液晶顯示元件，不會產生重力不良現象。據認為這是因為，在這樣設計的液晶顯示元件中，由于基板間的柱狀間隔物常處于從壓縮狀態因彈性而欲要恢復的狀態，因而即使在液晶單元內的液晶膨脹而擴張液晶單元間隙的情況下，基板也不會與柱狀間隔物分離而浮上來的緣故。本專利技術的柱狀間隔物，在25℃15％壓縮時的彈性系數下限為0.2GPa，上限為1.0GPa。一旦低于0.2GPa，因太軟而難于保持液晶單元間隙，反之一旦高于1.0GPa，由于過硬而在將基板貼合時會伸入彩色濾光片層中，不能得到恢復所需的充分彈性變形。優選的下限為0.3GPa，優選的上限為0.9GPa，更優選的下限為0.5GPa，更優選的上限為0.7GPa。其中本說明書中所述的15％壓縮是指，將柱狀間隔物的高度變形率達到15％的壓縮。而且彈性系數是采用以下方法測定的。也就是說，首先以10mN/s的加載速度壓縮在基板上形成的柱狀間隔物，壓縮到相當于初期高度85％的高度為止，將此時刻的載荷設定為F。然后將此載荷F保持5秒鐘，用恒定載荷賦予變形后，以10mN/s的加載速度解除負荷，利用下式(2)計算出彈性系數E。E＝F/(D×S)(2)式(2)中，F表示載荷(N)，D表示柱狀間隔物高度的變形率，S表示柱狀間隔物的截面積(m2)。本專利技術的柱狀間隔物，在60℃下15％壓縮時彈性系數的優選下限為0.13GPa，優選上限為0.65GPa。通過使60℃下15％壓縮時彈性系數處于此范圍內，即使在因背光燈產生的熱量等導致液晶單元內達到60℃左右，液晶膨脹而擴張液晶單元間隙的情況下，基板也不會從柱狀間隔物分離，浮上來，能夠防止重力不良現象的產生。一旦低于0.13GPa，由于太軟而難于保持液晶單元間隙，反之一旦超過0.65Gpa，由于過硬而有時會不能獲得恢復所需的充分的彈性變形。更優選的下限是0.2GPa，更優選的上限是0.6GPa。制造本專利技術的柱狀間隔物時，在將兩片玻璃基板合并封入液晶時采用的液晶顯示元件用密封劑的固化工序中，必須在120℃左右的高溫下進行熱壓接。因此，本專利技術的柱狀間隔物優選在120℃被熱壓時也能夠發揮一定彈性特性的柱狀間隔物。本專利技術的柱狀間隔物，120℃下15％壓縮時彈性系數的優選下限為0.1GPa，優選上限為0.5GPa。一旦低于0.1GPa，由于太軟而難于保持液晶單元間隙，反之一旦超過0.5Gpa，則由于過硬而有時不能獲得恢復所需的充分彈性變形。更優選的下限是0.12GPa，更優選的上限是0.36GPa。本專利技術的柱狀間隔物，當25℃下重復進行15％壓縮試驗時，第五次壓縮時的彈性系數相對于第一次壓縮時彈性系數的變化率優選處于5％以下。一旦本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種隔離柱，是在液晶顯示元件中為使兩塊玻璃基板的間隙維持一定而使用的隔離柱，其特征在于，在２５℃下１５％壓縮時的彈性系數為０．２～１．０ＧＰａ。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：末崎穰，西村善雄，清水達彥，小林沙耶加，高橋徹，
申請(專利權)人：積水化學工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]