液晶显示元件.pdf

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摘要
申请专利号:

CN95100589.8

申请日:

1995.03.16

公开号:

CN1117145A

公开日:

1996.02.21

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):G02F 1/1333申请日:19950316授权公告日:20000216终止日期:20130316|||授权|||公开|||

IPC分类号:

G02F1/1333

主分类号:

G02F1/1333

申请人:

夏普株式会社;

发明人:

福谷博嗣; 大西浩; 上辺修一; 堀田彰洋

地址:

日本大阪

优先权:

1994.03.18 JP 49197/94; 1995.02.02 JP 16040/95

专利代理机构:

上海专利商标事务所

代理人:

林蕴和

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内容摘要

一种含有在被封入在一对基板的间隙中的液晶中作为间隙保持材料的、球状的、硬度各不相同的至少二种粒子的液晶显示元件。该液晶显示元件满足下述条件:各粒子的粒径精度小于4%,高硬度粒子的粒径≥低硬度粒子的粒径、高硬度粒子与低硬度粒子的个数比为1~4,低硬度粒子与高硬度粒子的平均粒径的比率为1~1.05,高硬度粒子与低硬度粒子的压缩弹性率为1.14~14.3。由此,可提高间隙的均匀性,还可防止高温时或低温时、受到冲击时间隙不匀的发生。

权利要求书

1:   一种液晶显示元件,其特征在于,含封入在对置的一对基板 间隙中的液晶和作为在上述液晶内保持上述间隙的间隙保持材料 的、球状的、硬度各不相同的、粒度精度小于4%的至少二种粒子。
2:   如权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述二种 粒子中高硬度粒子的粒径小于低硬度粒子的粒径。
3:   如权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述二种 粒子中,高硬度粒子与低硬度粒子的个数比为1~4。
4:   如权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述二种 粒子中,低硬度粒子与高硬度粒子的平均粒径的比率为1~1.05。
5:   如权利要求4所述的液晶显示元件,其特征在于,所述二种 粒子中,低硬度粒子与高硬度粒子的平均粒径的比率为1.003~1. 03。
6:   如权利要求2所述的液晶显示元件,其特征在于,所述二种 粒子中,高硬度粒子与低硬度粒子的个数比为1~4,平均粒径的比 率为1~1.05。
7:   如权利要求2所述的液晶显示元件,其特征在于,所述二种 粒子中,高硬度粒子与低硬度粒子的压缩弹性率的比率为1.14~ 14.3。
8:   如权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述的2 种粒子由树脂构成。
9:   如权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述二种 粒子中,低硬度粒子由树脂构成,高硬度粒子由无机材料构成。
10:   如权利要求8所述的液晶显示元件,其特征在于,所述由树 脂构成的粒子中,在粒子直径发生10%变形时的压缩弹性率,低硬 度粒子为300~370kg/mm 2 ,高硬度粒子为370~600kg/mm 2 。
11:   如权利要求10所述的液晶显示元件,其特征在于,所述粒 子中,高硬度粒子与低硬度粒子的压缩弹性率的比率为1.14~2。
12:   如权利要求9所述的液晶显示元件,其特征在于,所述由无 机材料构成的粒子系以粒子直径发生10%变形时的压缩弹性率约 为5000kg/mm 2 的SiO 2 为主要成分的粒子。
13:   如权利要求8所述的液晶显示元件,其特征在于,所述由树 脂构成的粒子的表面极性按如下条件设定:在为使粒子散布于基板 上而制作的分散液中的粒子表面的Z电位的极性为负,绝对值大于 25mV。
14: 3。 8.  如权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述的2 种粒子由树脂构成。 9.  如权利要求1所述的液晶显示元件,其特征在于,所述二种 粒子中,低硬度粒子由树脂构成,高硬度粒子由无机材料构成。 10.  如权利要求8所述的液晶显示元件,其特征在于,所述由树 脂构成的粒子中,在粒子直径发生10%变形时的压缩弹性率,低硬 度粒子为300~370kg/mm 2 ,高硬度粒子为370~600kg/mm 2 。 11.  如权利要求10所述的液晶显示元件,其特征在于,所述粒 子中,高硬度粒子与低硬度粒子的压缩弹性率的比率为1.14~2。 12.  如权利要求9所述的液晶显示元件,其特征在于,所述由无 机材料构成的粒子系以粒子直径发生10%变形时的压缩弹性率约 为5000kg/mm 2 的SiO 2 为主要成分的粒子。 13.  如权利要求8所述的液晶显示元件,其特征在于,所述由树 脂构成的粒子的表面极性按如下条件设定:在为使粒子散布于基板 上而制作的分散液中的粒子表面的Z电位的极性为负,绝对值大于 25mV。

说明书


液晶显示元件

    本发明涉及液晶显示元件。

    液晶显示元件由间隔一定距离的两片基板和被封入该两片基板间隙的液晶构成。为获得显示质量良好的液晶显示元件,以两片基板的间隙呈均匀的为佳。另外,最好液晶显示元件不要有间隙不匀。间隙不匀系因受压基板发生部分变形或高温时基板因为液晶膨胀而产生变形所引起的。

    因此,为获得均匀的间隙,目前一般在基板之间放置球形间隙保持材料。

    特公昭59—18685公报公开了一种提高液晶显示元件的间隙均匀性的方法:使液晶面板内的间隙保持材料垫套的直径小于四周的密封材料的厚度,使液晶显示元件内部处于负压状态的技术。然而,使液晶显示元件处于负压下的该方法在将元件放置于低温下时,液晶中容易产生几乎真空地气泡。其原因在于元件内部在处于负压下时,基板和内部的容积变化难以跟上由低温产生的液晶体积的减少。

    为防止上述低温时的气泡产生,特开平1—96626号公报公开了一种将刚性粒体和含环氧基的聚合物粒子混合使用的方法。

    此外,作为防止高温时的间隙不匀、由挤压产生的间隙不匀的方法,特开昭63—6527号公报公开了一种使用玻璃纤维和较玻璃纤维大的塑料粒子的方法。另外,其他的方法有特开昭62—150224号公报公开的混合使用非热粘性的硬质间隙保持材料和平均粒径为硬质间隙保持材料的2倍以下的、热粘性的软质间隙保持材料。

    使用如上所述的粒径分布范围较大的现有的间隙保持材料时,与参与在液晶显示元件内保持间隙的上下基板接触的保持材料的量较少,基板可有某种程度的自由弯曲。因此,在运送、使用液晶显示元件时、在组装在家用电脑等制品后的使用时,若受到超过限度的冲击,可通过基板的弯曲吸收冲击。

    其结果,由冲击而引起间隙不匀并导致液晶显示元件质量下降的情况基本上没有。另外,由于粒径分布范围较宽,在液晶显示元件中存在着由初期开始产生的间隙不匀,即使产生由冲击引起的间隙不匀,也不易被人注意。

    然而,在上述玻璃纤维和塑料粒子的混合使用中、在硬质间隙保持材料和热粘性软质间隙材料的混合使用中和在刚性粒体与含环氧基的粘接性聚合物粒子的混合使用中,对以下几点内容未曾阐述。即,低硬度间隙保持材料与高硬度间隙保持材料的粒径差以及混合比例、高硬度间隙保持材料与低硬度保持材料的硬度、间隙保持材料的粒径精度未曾阐述。

    而且,高硬度间隙保持材料与低硬度间隙保持材料的最佳组合不明确。这几点内容是影响间隙均匀性的提高、高温、受冲击时的间隙保持特性的重要因素。例如,低硬度的间隙保持材料的硬度过小时,不能在高温或受冲击时发挥保持间隙的效果。

    然而,近年来,随着使用液晶显示元件的液晶面板的大面积化、轻量化,要求基板薄板化和面板特性的高对比度化,从而对液晶显示元件的间隙精度提出了更高的要求。以往,树脂系的间隙保持材料一般系使用显示粒径精度的CV值为6%左右的产品。因此,难于适应对间隙精度的要求。

    但是,近年来,已能制造粒径精度高的由树脂构成的球状间隙保持材料,例如,在特开平6—503180公报中公开的材料。在上述公报中,公开了单独使用粒径精度高的间隙保持材料制造液晶显示元件的例子。由于该间隙保持材料是树脂,将液晶显示元件置于低温时,可允许液晶显示元件出现对应于体积减小程度的变形,还可减小液晶显示元件的容积。因此,不会发生使用由无机材料制成的间隙保持材料时所见的真空气泡,可提高间隙的均匀性。

    然而,使用由上述特开平6—503180公报所示的10%压缩弹性率为214—600kg/mm2、粒径精度(CV值)小于4%的高粒径精度的树脂的间隙保持材料,虽能提高间隙精度,但由于上述间隙保持材料的粒径精度高,放置在一对基板间的间隙保持材料的绝对部分参与了上下基板间的间隙保持,从而,一对基板得到强有力的保持。因此,对基板弯曲的自由度比使用以往的粒径分布范围略宽的树脂的间隙保持材料的液晶显示元件,变得较小。

    一旦基板的弯曲自由度变小,则液晶显示元件的显示质量显著下降。下面就例如在将液晶显示元件置于高温、特别是将元件保持垂直时发生上述现象的原因进行说明。,此时,由于由液晶材料的热膨胀而引起的体积增加比由基板的热膨胀引起的容积增加变得更大,产生了多余量的液晶,而该增加的容积部分无法通过基板的弯曲加以吸收。因此,在基板的下部,产生液晶的积聚,引起间隙不匀。导致液晶显示元件显示质量的下降。

    即,若单独使用高粒径精度的间隙保持材料以谋求间隙的均匀化,则由于上述原因,存在着:在受冲击时会发生如图5所示的涡流状的间隙不匀的问题。另外,还存在着由于间隙的均匀性高,受冲击时即使产生微小的间隙不匀,也会引起显著的视觉差异,从而降低液晶显示元件质量的问题。

    本发明的目的在于提供一种使用高粒径精度的间隙保持材料,既具有间隙均匀性、又能防止发生因高温状态以及冲击而引起的间隙不匀以及防止低温时产生真空气泡的液晶显示元件。

    为达到上述目的,本发明的液晶显示元件具有如下特征:

    含有被封入对置的一对基板的间隙中的液晶,

    和作为在上述液晶内保持上述间隙的间隙保持材料的、球状的、硬度相互不同的、粒径精度小于4%的至少2种粒子。

    根据上述构成,基板的间隙由含于液晶内的球状的2种粒子加以保持。由于这些粒子具有小于4%的高粒径精度,随着基板的支持点数的增加,间隙的均匀性得到提高。

    另外,由于使用硬度各不相同的粒子,可在保持间隙均匀性的同时,防止在将液晶显示元件保持于高温状态时产生间隙不匀和防止在受超过限度的冲击时产生间隙不匀。

    即,将液晶显示元件放置于高温状态时,由于在低硬度的粒子中,粒径大的粒子也会产生变形复原,增加间隙的厚度,吸收由热膨胀引起的液晶材料的体积增加,因此,不会产生由过剩的液晶的积聚而引起的不均匀。此外,在将液晶显示元件放置于低温下时,由于在由高粒度的粒子保持间隙厚度的均匀性的同时,通过上述低硬度的粒子的变形,相应于液晶的体积减小,基板产生弯曲,因此,也可防止真空气泡的发生。还有,在对液晶显示元件施加冲击时,由于上述低硬度的粒子随着基板的弯曲,变形复原,从而吸收冲击,因此,不会发生涡流状的液晶显示元件的扭曲,即间隙不匀。

    其结果,可通过混合至少2种粒子这一简便方法在提高间隙均匀性的同时,获得没有间隙不匀的高质量的液晶显示元件。

    本发明的除上述以外的其他目的、特征和优点通过下列描述加以说明。此外,本发明的有益效果通过参照附图的下列解释加以说明。

    图1为表示本发明的液晶显示元件构成的纵截面图。

    图2为表示液晶显示元件中高硬度粒子的混合比例与由高温及冲击试验而产生的间隙不匀程度关系的曲线图。

    图3为表示低硬度粒子和高硬度粒子的粒径差与间隙均匀性关系的曲线图。

    图4为表示液晶显示元件中的粒径精度与间隙均匀性关系的曲线图。

    图5为表示在对现有的液晶显示元件施加超过限度的冲击时产生的涡流状间隙不匀的说明图。

    下面,结合图1至图4,说明本发明的实施例。

    本发明的液晶显示元件9如例如图1所示,具有下述构成:一对玻璃基板1·1和封入在由这对基板形成的间隙中的液晶。

    在上述玻璃基板1·1的间隙侧,分别对置有透明电极2·2。而且,在透明电极2·2的上面,分别设有定向膜3·3。另一方面,在玻璃基板1·1的外侧面,分别设有偏振片8·8。

    另外,玻璃基板1·1的间隙侧的四周由密封材料4密封,上述液晶7被封入其中。与液晶7一起,还封入有作为在间隙内保持间隙的材料的高硬度粒子5……和低硬度粒子6……。这些粒子系用来将玻璃基板1·1的间隙保持在规定的厚度。

    上述使用的粒子的显示粒径精度的CV值在4%以下,以3%以下为佳。此时,与上下基板接触的有效粒子数较多,因此,在保持间隙的均匀性和增加缓冲性即通过变形吸收外来冲击方面可有效地发挥作用。CV值可由下式求得:

    (粒径的标准偏差/平均粒径)×100(%)

    使用的粒子系满足以下条件的树脂粒子。首先,使用10%压缩弹性率为300~600kg/mm2的粒子。10%压缩弹性率系粒径由于压缩发生10%变形时的弹性率,由下式表示。E:压缩弹性率(kg/mm2)   F:压缩力(kg)K:粒子泊松比             S:压缩变形量(mm)

    R:粒子的半径(mm)

    10%压缩弹性率系对1个粒子,在其中心方向施加载荷,测定粒子发生10%变形时的载荷即压缩力F和压缩变形量S,由上式计算求得。在测定时,使用微小压缩试验机(岛津制作所制造)。

    10%压缩弹性率小于300kg/mm2时,粒子的变形变得不均匀、间隙不匀变得非常大。而大于600kg/mm2的粒子不易得到。因此,使用10%压缩弹性率在300~600kg/mm2的高硬度粒子和低硬度粒子。

    因此,通过使用高硬度粒子,满足了间隙均匀性的要求,而低硬度粒子在间隙内较高硬度粒子变形更大,具有缓冲作用,由于确保了对液晶面板基板的弯曲的自由度,从而可防止由高温或冲击引起的间隙不匀。

    接着,选择、混合使用满足下述条件的高硬度粒子和低硬度粒子。即,高硬度粒子对低硬度粒子的压缩弹性率的比率(高硬度粒子压缩弹性率/低硬度粒子压缩弹性率)应在1.14~14.3的范围内,以1.14~2为佳。

    例如,组合使用10%压缩弹性率为350kg/mm2的低硬度粒子和10%压缩弹性率为400kg/mm2的高硬度粒子时,压缩弹性率的比率为400/350=1.14。

    再有,作为高硬度粒子,使用树脂粒子中最高硬度的粒子(10%压缩弹性率约为600kg/mm2),作为低硬度粒子,使用可使用范围内的最低硬度的粒子(10%压缩弹性率约为300kg/mm2)时,其比率为600/300为2。

    另外,作为高硬度粒子,除上述树脂粒子以外,也可以使用由SiO2等制成的无机粒子。作为高硬度粒子,使用SiO2粒子(10%压缩弹性率约为5000kg/mm2),作为低硬度粒子,使用10%压缩弹性率为350kg/mm2的上述粒子时,其比率为5000/350=14.3。

    如上所述,高硬度粒子与低硬度粒子的压缩弹性率的比率的最小值,根据后述的实施例,为1.14,而压缩弹性率的比率的最大值,为使用无机粒子作为高硬度粒子的实施例中的14.3。因此,上述压缩弹性率的比率范围为1.14~14.3。

    但是,无机粒子如众所周知,由于过于坚硬,存在着易于损伤定向膜等的问题。因此,更好的高硬度粒子与低硬度粒子的组合为树脂粒子间的组合。使用树脂粒子时的压缩弹性率的比率的最小值如前所述,为1.14,比率为2时,为比率最大的组合,因此,压缩弹性率的比率的更佳范围定为1.14~2。

    然而,上述高硬度和低硬度粒子的粒径中,低硬度粒子的粒径小于高硬度粒子的粒径时,不能得到充分的缓冲性。而当低硬度粒子的粒径相对于高硬度粒子为过大时,由于低硬度粒子会影响间隙的均匀性,间隙的均匀性变差。因此,设(低硬度粒子平均粒径/高硬度粒子平均粒径)为△d时,△d=1~1.05,以1.003~1.03时效果更好。

    关于高硬度和低硬度粒子的混合比率,低硬度粒子过多时,由于粒径大,间隙均匀性变差,高硬度粒子过多时,由于缓冲性变差,在高温时的间隙均匀性下降。而使用无机粒子时,易产生低温下的真空气泡问题。因此,高硬度粒子∶低硬度粒子=1∶1~4∶1(个数比)时效果较好。此时,在两粒子为同一材料系的情况下,也可用重量比代替个数比。

    在本实施例中,使用由以10%压缩弹性率为300~370kg/mm2的二乙烯基苯系聚合物为主要成分的、粒径分布的CV值小于3%的树脂制成的粒子(花王公司生产,商品名:鲁娜帕鲁LC)。

    另一方面,作为高硬度粒子,使用以10%压缩弹性率为370~600kg/mm2的二乙烯基苯系聚合物为主要成分的、粒径分布的CV值小于3%的粒子(花王公司生产、商品名:鲁娜帕鲁LC)。此外,作为无机粒子,使用以SiO2为主要成分的、CV值小于1.5%的粒子(触媒化成工业公司生产,商品名:真丝球SW)。

    然而,在液晶显示元件的生产工艺等中,当元件上带有静电时,在粒子的周围,有时会有液晶的异常定向部位产生。另外,在高温状态下使液晶显示元件长时间处于通电状态时,有时会发生以粒子为核心的液晶定向状态的异常。由于这些异常定向的原因,存在着需要修正上述异常的工艺、产品优良率下降等不利之处。

    因此,可以选择合适的粒子材料或对粒子表面进行改性等以使在湿式分散溶液(纯水+酒精)中的Z电位的极性为负,绝对值大于25mV。Z电位的测定系使用大塚电子公司生产的激光Z电位计LEZA—600。

    如上所述,可以通过使用控制其表面极性的粒子防止上述液晶的异常定向状态和提高液晶显示元件的生产率和显示质量。

    此外,由于使用粒径分布小的粒子,使在面板内参与保持间隙的粒子数增加,所以,与现有的液晶显示元件比较,可以减少粒子的分布个数。特别是对负型液晶显示元件而言,可以减少在粒子部分的光损失和改善液晶显示元件的质量和对比特性。其结果,可以在不改变生产过程的情况下制得高等级、高信赖度的液晶显示元件。实施例1

    在2片玻璃基板上分别形成规定形状的透明电极和定向膜,进行定向处理,同时,在其中一个的基板上用环氧系列的密封材料印刷密封框。

    低硬度粒子系使用鲁娜帕鲁LC610(平均粒径6.10μm,CV值3.0%,10%压缩弹性率350kg/mm2),高硬度粒子系使用鲁娜帕鲁LCH600(平均粒径为6.00μm,CV值为3%,10%压缩弹性率为420kg/mm2)。两种粒子的重量比定为1∶1。

    接着,使用超声波,使两种粒子分散在添加了酒精的纯水溶液中,制成湿式保持材料的分散液,再用湿式法在其中一个基板上散布,使两种粒子的散布密度在70~160个/1mmφ。然后,重叠基板,边在整个面上均匀加压,边在150℃烧成1小时,得液晶面板。其后,通过规定的工艺制成液晶面板。

    测定上述液晶面板的间隙的面内均匀性,间隙偏差幅度在±0.02μm左右。该数值约相当于现有产品的1/3,表明间隙的均匀性得到了改善。另外,将该液晶显示元件垂直竖立于60℃的恒温槽中,放置24小时后进行评价,未发现由液晶的积聚引起的间隙不匀。

    再有,将该面板组装进组件中,用可变频率振动(10~57Hz/0.075mm、58~500Hz/1G扫描时间11分钟、2h/±(X,Y,Z)和冲击(490m/S2、11msec、1次/±(X,Y,Z))进行评定,未发现有涡流状间隙不匀的产生。其结果如表1所示。实施例2

    低硬度粒子系使用与实施例1相同的粒子,高硬度粒子系使用鲁娜帕鲁LCH605(平均粒径6.05μm,CV值3%,10%压缩弹性率480kg/mm2)。按与实施例2相同的方法制成液晶面板。所得面板的间隙的面内均匀性与实施例1同样,间隙偏差幅度在±0.02μm左右。另外,进行了高温放置、振动、冲击试验,其结果与实施例1相同。见表1。    实施例3

    低硬度粒子系使用与实施例1相同的粒子,高硬度粒子系使用鲁娜帕鲁LCH595(平均粒径5.95μm,CV值3%,10%压缩弹性率为400、420、440、460kg/mm2的4种)。分别秤取两种粒子,使高硬度粒子与低硬度粒子的重量比为2∶1。其后,与实施例1相同,制作4种分散液,按与实施例1相同的方法制成4种液晶面板。    

    所得4种液晶面板的间隙的面内偏差幅度都在±0.02μm左右。另外,进行了高温放置、振动、冲击试验,也得到了良好的结果。见表1。

                                           表1       实施例编号   1  2               3   6高硬度 粒子10%压缩弹性率  420 480 400 420 440 460约5000   粒径(μm) 6.00 6.05 5.95 5.95 5.95 5.95 6.00低硬度 粒子10%压缩弹性率   (kg/mm2)  350 350 350 350 350 350 350   粒径(μm) 6.10 6.10 6.10 6.10 6.10 6.10 6.10      粒子混合比(高硬度粒子∶低硬度粒子) 1∶1 1∶1 2∶1 2∶1 2∶1 2∶1 1∶1      间隙均匀性  ○  ○  ○  ○  ○  ○  ○受冲击时的间隙不匀程度  △  △  ○  ○  ○  ○  △高温时的间隙不匀程度  ○  ○  ○  ○  ○  ○  ○   压缩弹性率的比率 1.2 1.37 1.14 1.2 1.26 1.31 14.3

    ○:好    △:略差

    由表1可知,混合使用压缩弹性率高、粒径略小的高硬度粒子和比此高硬度粒子的压缩弹性率稍低且粒径大的低硬度粒子,可保持间隙的均匀性和防止冲击及高温时的间隙不匀。比较例1

    作为与上述3个实施例的比较,进行了以下实验。

    分别单独使用10%压缩弹性率为350、380、420、440、480kg/mm2的粒子,其余按与实施例1相同的方法制作4种液晶面板。测定其间隙均匀性、高温和受冲击时的间隙不匀程度。其结果如表2所示。                         表2粒子种类树脂粒子 树脂粒子 树脂粒子树脂粒子树脂粒子无机粒子   10%压缩弹性率   350 kg/mm2   380 kg/mm2   420   kg/m2   440 kg/mm2  480 kg/mm2约5000 kg/mm2粒径CV值   3%   3%    3%   3%  3%  1.5% 间隙均匀性   ○   ○    ○   ○  ○   ○受冲击时的间隙不匀   ×   △    ○   ○  ○   ×高温时的间隙不匀   △   ×    ×   ×  ×  ××

    ○:好    △:略差    ×:差    ××:非常差

    由表2可知,在使用单一粒径且单一硬度的粒子时,由于提高了压缩弹性率,可使由冲击产生的间隙不匀得到改善,但高温时的间隙不匀却反而更严重。因此,没有两者都改善的例子。

    另一方面,从表1可知,混合使用硬度和粒径不同的粒子,可使所需要的间隙均匀性和由冲击和高温引起的间隙不匀程度得到改善。实施例4

    低硬度粒子系使用与实施例1相同的粒子,高硬度粒子系使用鲁娜帕鲁LCH608(平均粒径6.08μm,CV值3%,10%压缩弹性率420kg/mm2)。秤取两种粒子,使高硬度粒子与低硬度粒子的重量比为2∶1。其后,与实施例1同样,制作分散液,制成液晶面板。所得面板的间隙的面内偏差幅度在±0.02μm左右。进行了高温放置、振动、冲击试验,得到了与实施例1相同的结果。实施例5

    秤取和使用与实施例1相同的高硬度和低硬度粒子,使用放出高压气流或电荷进行分散的干式保持材料散布机,在秤取规定量的其中一种粒子后,将其散布在基板上。再秤取相同量的另一种粒子,将其散布在已散布了前一种粒子的基板上。粒子的分布量与实施例1相同。使用该基板,按与实施例1相同的方法制作液晶面板。

    进行了间隙均匀性、高温放置、振动、冲击试验,得到了与实施例1相同的结果。实施例6

    低硬度粒子系使用与实施例1相同的粒子,高粒度粒子系使用无机粒子(粒径6.00μm)。使用与实施例5相同的干式散布机,散布2种粒子。此时,由比重求出必要量,使低硬度粒子与无机粒子的个数比为1∶1。考虑到低温时的真空气泡,粒子的分布量定为30~70个/1mmφ(无机粒子的分布量为15~35个/1mmφ)。使用该基板,按与实施例1相同的方法制作液晶面板。

    进行了间隙均匀性、高温放置、振动、冲击试验,得到了与实施例1相同的结果。见表1。比较例2

    除使用实施例6中使用的无机粒子,其余按与实施例1相同的方法制成液晶显示元件,测定其间隙均匀性、高温和受冲击时的间隙不匀程度。结果见表2。由表2可知,若单独使用压缩弹性率高、粒径精度优良的无机粒子,高温时的间隙不匀非常严重。

    如本实施例所示,混合使用材料系不同的粒子时,由于用混式散布,比重差易导致分布个数比的偏差,因此,干式散布被认为是比较合适的。比较例3

    使用与实施例1相同的低硬度粒子和高硬度粒子,按与实施例1相同的方法制作分散液,制造液晶面板。高硬度粒子与低硬度粒子的混合比率定为1∶2。

    该面板的间隙的面内均匀性与实施例1同等。但将该面板垂直竖立于60℃的恒温槽中放置24小时后,在面板下部,产生了由液晶积聚引起的间隙不匀。另外,与实施例1相同,在冲击试验中,产生了涡流状间隙不匀。    

    上述现象被认为是由于高硬度粒子不参与间隙保持,参与保持间隙的是低硬度粒子,另外,由于支撑间隙的低硬度粒子的分布量多,各粒子在面板内的变形量变小,面板的弯曲自由度变小。比较例4

    低硬度粒子系使用与实施例1相同的粒子(粒径6.10μm),高硬度粒子系使用鲁娜帕鲁LCH615(粒径6.15μm,CV值3%,10%压缩弹性率420kg/mm2)。与实施例1同样,混合比率定为1∶1,制作分散液,制成液晶面板。

    该面板的间隙的面内均匀性与实施例1同等。但将该面板垂直竖立于60℃的恒温槽中放置24小时后,产生由液晶的积聚引起的间隙不匀。另外,与实施例1同样,由冲击试验产生了涡流状间隙不匀。

    上述现象被认为是由于高硬度粒子的粒径比低硬度粒子的粒径大,参与保持面板间隙的是高硬度粒子,因此,可赋予面板缓冲性的变形量大的低硬度粒子无法参与面板间隙的保持。比较例5

    低硬度粒子系使用与实施例1相同的粒子(鲁娜帕鲁LC610),高硬度粒子系使用鲁娜帕鲁LCH570(平均粒径5.70μm,CV值3%,10%压缩弹性率420kg/mm2)与实施例1同样,混合比率是为1∶1,制作分散液,制成液晶面板。

    该面板的间隙的面内均匀性用间隙偏差幅度评定,在±0.05μm左右。这与使用CV值为6%左右的粒子时的情况没有明显差异,未见效果改善。即,由此可知,若粒子的粒径差过大,即使各粒径精度高,由于作为整体,与现有产品的粒径精度相同,不能得到良好的结果。比较例6

    使用与实施例1相同的低硬度和高硬度粒子,按与实施例1相同的方法制成液晶面板。但混合比率定为1∶9。

    该面板的间隙的面内均匀性与实施例1同等。但将该面板垂直竖立于60℃的恒温槽中放置24小时后,在面板下部产生由液晶的积聚引起的间隙不匀。

    上述现象被认为是由于可赋予面板缓冲性的变形量大的低硬度粒子的分布比率过少,不能充分发挥缓冲性的缘故。实施例7

    低硬度粒子系使用鲁娜帕鲁LC610,高硬度粒子系使用鲁娜帕鲁LCH600,将高硬度粒子与低硬度粒子的混合比率分别变换至0∶1,1∶2,1∶1,2∶1,4∶1,9∶1(相对于全部粒子,高硬度粒子的混合比率为0%,33%,50%,66%,80%,90%),制作液晶面板。

    使用所得的面板各10个,测定其高温(60℃、24小时放置后)和冲击试验后的间隙不匀程度,其结果见表3,图示于图2。

                                                         表3相对于全部粒子的高硬度粒子的混合比率(高硬度粒子∶低硬度粒子)      60℃24小时    面板垂直放置后     冲击试验后综合评定发生间隙不均的面板数评定发生间隙不匀的面板数 评定    0%      (0∶1) 4/10面板  D 5/10面板  D D    33%     (1∶2) 3/10面板  D 3/10面板  D D    50%     (1∶1) 0/10面板  A 0/10面板  A A    66%     (2∶1) 0/10面板  A 0/10面板  A A    80%     (4∶1) 1/10面板  B 0/10面板  AA—B    90%     (9∶1) 2/10面板  C 2/10面板  C C

    A:0/10    B:1/10    C:2/10    D:3/10以上

    由本表和图可知,高硬度粒子的混合比率若小于约45%和超过85%的范围(由图的折线和正品水准(B栏以上)的交点构成],则间隙不匀属不合格。根据低硬度粒子与高硬度粒子的粒径比率及10%压缩弹性率的比率的组合,可在一定程度上预测最佳混合比率的变化,因此,可以认为,在本实施例的可制得正品的1∶1~4∶1(50~80%)的范围内设定高硬度粒子与低硬度粒子的混合比率将不会由于间隙不匀而导致产品不合格,因而是实际可行的。实施例8

    低硬度粒子系使用与实施例1相同的鲁娜帕鲁LC610,高硬度粒子系使用10%压缩弹性率为420kg/mm2,CV值为3%,平均粒径分别为6.10、6.00、5.90、5.80、5.70、5.60μm的鲁娜帕鲁LCH。低硬度粒子与高硬度粒子的混合比率定为1∶1,按与实施例1相同的方法制作液晶面板,测定各面板的间隙均匀性,结果如图3所示。

    由图3可知,若低硬度粒子和高硬度粒子的粒径差大于0.3μm,则其均匀性与现有的液晶同样,在±0.06μm左右,由此可知,高硬度粒子的粒径在6.10~5.80μm,高硬度粒子和低硬度粒子的粒径差即低硬度粒子平均粒径/高硬度粒子平均粒径△d在1~1.05时较佳。    

    又,低硬度粒子与高硬度粒子的粒径差为0时,由于与存在粒径差时相比,当然在面板内的低硬度粒子的变形量变小,因此,预料其因高温及冲击引起的间隙不匀特性将变差。

    因此,若高硬度粒子的粒径在实施例4的6.08μm至相等于本图的间隙偏差幅度±0.02μm的5.90μm的范围,即,△d=1.003~1.03范围则更理想。实施例9

    使用粒径分布的CV值分别为3%、4%、5%和6%(现有产品)的4种粒子,按与实施例1相同的方法制作液晶面板。所得面板的间隙的面内均匀性如图4所示。

    由图4可知,使用CV值小于4%的粒子,可使间隙偏差幅度减小至现有产品的1/3。

    在发明的详细说明项中描述的具体实施方式和实施例,完全是为了说明本发明的技术内容,不应将本发明限定于上述具体例进行狭义地解释。可根据本发明的精神在下述权利要求书的范围内进行各种变更,实施本发明。

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一种含有在被封入在一对基板的间隙中的液晶中作为间隙保持材料的、球状的、硬度各不相同的至少二种粒子的液晶显示元件。该液晶显示元件满足下述条件:各粒子的粒径精度小于4,高硬度粒子的粒径低硬度粒子的粒径、高硬度粒子与低硬度粒子的个数比为14,低硬度粒子与高硬度粒子的平均粒径的比率为11.05,高硬度粒子与低硬度粒子的压缩弹性率为1.1414.3。由此,可提高间隙的均匀性,还可防止高温时或低温时、受到冲击。

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