[发明专利]有机聚硅氧烷细颗粒,其制造方法和液晶显示器

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机聚硅氧烷细颗粒、其制造方法和有机聚硅氧烷细颗粒置于液晶单元(cell)电极之间作为隔离物的液晶显示器。更具体地说，本发明涉及具有优良涂覆性和弹性的有机聚硅氧烷，其制造方法和和该有机聚硅氧烷细颗粒置于液晶单元电极之间作为隔离物的液晶显示器。

背景技术

对于液晶显示器，通常的做法是在置于液晶单元的一对电极之间放置隔离物并封装液晶物质，从而在该对电极之间形成液晶层。当该液晶层的厚度不均匀时，显示在液晶单元上的图象会产生底色不均匀(混色斑纹)并在光照时对比度会下降。因此，要求液晶单元内的液晶层具有均匀的厚度。另外，当显示的图象高速变化时或者当显示大观察角的图象时，也要求液晶单元内的液晶层具有均匀的厚度。

此外，为了在现有的STN制式大液晶显示屏上显示无底色不均匀(混色斑纹)的大图象，要求液晶单元内的液晶层具有高度均匀的厚度。

已经采用在液晶单元的电极之间以分散的形式放入直径均匀的球状颗粒，即使用球状颗粒作为液晶单元电极之间的隔离物，从而使液晶单元内的液晶层具有均匀的厚度。例如，将有机树脂(如苯乙烯)颗粒和二氧化硅细颗粒用作这种球状颗粒。

但是，当使用有机树脂(如聚苯乙烯)颗粒作为液晶单元电极间隔离物时，碰到的问题是这种有机树脂颗粒太软，难以使液晶单元内的液晶层保持均匀的厚度。例如，如果向液晶单元中的液晶层施加不均匀的压力，该隔离物会随该不均匀的压力而变形，难以使液晶单元内的液晶层保持均匀的厚度。

另一方面，对于作为液晶单元电极间隔离物的二氧化硅细颗粒，当二氧化硅细颗粒不具备窄粒径分布时，由于二氧化硅细颗粒的压缩变形小，造成液晶单元内液晶层的厚度不均匀的问题。此外，当这种液晶显示器放置在低温下时，由于液晶单元中液晶层的热膨胀系数与隔离物的热膨胀系数不同，因此在液晶层和液晶单元电极之间会产生空隙，即冷(低温)起泡。

为了解决上述问题，日本未审定专利公开6(1994)-250193提出使用二氧化硅细颗粒作为液晶单元电极间隔离物，所述细颗粒是如下制得的：先水解可水解的硅化合物(如四乙氧基硅烷)，制得二氧化硅细颗粒，随后用有机化合物对二氧化硅颗粒表面上的硅烷醇基团进行酯化。

用这种方法制得的二氧化硅细颗粒具有合适的硬度和力学回复性，适合作为液晶单元的电极间隔离物。但是，其机械回复性不能完全满足液晶单元电极间隔离物的要求。

通常作为隔离物颗粒的这些细颗粒是由有机物(如聚苯乙烯)或无机物(如二氧化硅)制成的，并且基本上是亲水性的，或是疏水性的。因此，当以潮湿的状态涂覆在电极基底上时，根据溶剂的类型部分这些细颗粒不能单分散，从而不能均匀地进行涂覆。另外，当以干的状态涂覆在电极基底上时，部分这些细颗粒带有电荷，难以均匀地涂覆，造成细颗粒很可能粘附在电极基底以外的部件上。

由上述可见，即使隔离物细颗粒具有均匀的粒径和优良的弹性，但是它仍不能均匀地涂覆，从而难以令人满意地发挥其特性效果。

日本待审查专利公开No．7(1995)-140472公开得到具有规定压缩弹性模量用于液晶单元的隔离物细颗粒，它是将式R’_mSi(OR²)_4-m(其中R’和R²各自表示规定的有机基团，m是0-3的整数)有机硅化合物进行水解，缩聚并在100-1000℃加热而制得的。该隔离物细颗粒的压缩弹性模量用部分有机基团水解后在加热步骤中残存于颗粒内部的有机残基的量进行控制。

但是，它存在如下问题，当粒径相互不同时，对于不同的颗粒，加热步骤后残存于颗粒内的有机基团的量有所不同，难以控制有机残基的量，从而颗粒与颗粒之间压缩弹性模量的统计分散性上升，结果难以通过残留于颗粒内部的有机残基的量来控制液晶单元的隔离物细颗粒的压缩弹性模量。另外，还存在如下问题：不仅仅颗粒表面和内部具有不同量的有机残基，导致颗粒体内压缩弹性模量不均匀，而且在上述加热步骤中，颗粒内部的有机基团部分热分解产生空隙，结果降低了制得的液晶单元隔离物细颗粒的压缩弹性模量。

在这种情况下，发明人发现用特殊的方法从有机硅化合物制造有机聚硅氧烷细颗粒，即使不使用上述加热步骤，也能控制细颗粒内部有机基团的量，从而制得具有高弹性回复率、粒径均匀的有机聚硅氧烷细颗粒。因此，基于该发现(日本未审定专利公开No．7(1995)-213300)(日本未审定专利公开No．9(1997)-59384)，发明人提出了申请。