专利名称：液晶显示元件及液晶显示元件密封部用密封剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示元件，该液晶显示元件中，由于密封部的表面电阻在1010～1013Ω/□(体积电阻率为104～107Ω·cm)的范围内，所以密封部具有绝缘性、上下电极基板不导通，并且，由于液晶显示部不带电，所以不会出现显示斑、不会引发显示不良等。
此外，本发明涉及适用于该密封部的形成的密封剂。
背景技术：
以往公知的液晶显示元件中，使在玻璃基板的表面依次层叠ITO等透明电极膜、聚酰亚胺等高分子形成的定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着隔层以各自的透明电极膜对置的状态相对设置，在该隔层所形成的规定间隔的间隙中封入液晶，用密封剂密封透明电极周边部的间隙。
这种类型的液晶显示元件在制造过程中，混入液晶元件内部的异物和隔层会对定向膜造成损伤，其结果是，上下电极间发生导通，因该导通引发显示不良。
为此，上述液晶显示元件中，在附有透明电极的基板的透明电极膜和定向膜之间形成了绝缘膜(日本专利特开昭60-260021号公报、特开平1-150116号公报、特开平2-221923号公报)。
如果在透明电极和定向膜间形成这种绝缘膜，则定向膜摩擦时产生的静电等也会对定向膜造成损伤和定向不良等。因此，本申请的发明人在日本专利特开平5-232459号公报中提出了在透明电极表面由导电性微粒和基质形成表面电阻为109～1013Ω/□的保护膜的方案。
使用了这种液晶显示元件的液晶显示装置公知的有TFT型液晶显示装置及STN型液晶显示装置。
TFT型液晶显示装置中，在透明基板上设置了TFT(薄膜晶体管)元件、门极等TFT阵列。因该TFT阵列而形成的凹凸通过平坦化膜平坦化后，在其上设置ITO等显示电极，使开口率有所提高，且无TFT阵列的凹凸引起的定向混乱。此外，具有滤色片的液晶显示装置中，为了滤色片像素的平坦化或提高可靠性，设置了绝缘性保护被膜。
虽然对这些液晶显示元件进行了上述改良，但在装置的组装作业中或运输中产生的静电的影响会产生被称为显示斑的画面显示不良的问题。此外，还存在水分通过基板周边部的密封部进入到液晶层中，时间一长就会出现显示斑的问题。
因此，本申请人提出了在液晶显示装置中，在密封部的整个外侧面形成了表面电阻为108～1012Ω/□的导电性被膜的液晶显示装置(日本专利特开平9-185998号公报)。
但是，显示斑的问题虽然有所缓解，但在基板间距离为微米级的密封部涂布分散有导电性微粒的树脂涂料形成致密的导电性被膜并不是容易的工艺，因此，除了附加值较高、高价机种的液晶显示器以外，存在成本上的问题。
某些机种，为了抑制前述因带电而产生的显示斑，在ITO电极等的端子部贴上铜箔带等，但这种情况下，必须进行剥离铜箔带的后续工序，这时铜箔带的粘合材料可能会残存于基板，有时会出现不能用于安装工序(组装工序)的情况。
本发明的目的是解决前述已有技术中存在的问题，提供不会出现显示斑和显示不良等现象的液晶显示元件。
发明的揭示本发明的第1液晶显示元件是将在至少一方的基板的表面依次层叠透明电极膜、透明电极保护膜及定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着规定间隔以各自的透明电极对置的状态配置，在该对附有透明电极的基板间所空出的间隙中封入液晶，用密封剂密封透明电极周边部的间隙的液晶显示元件，该元件的特征是，固化前述密封剂而形成的密封部的表面电阻在1010～1013Ω/□的范围内。
本发明的第2液晶显示元件是将在至少一方的基板的表面依次层叠滤色片、透明绝缘性保护被膜、透明电极膜及定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着规定间隔以各自的透明电极对置的状态配置，在该对附有透明电极的基板间所空出的间隙中封入液晶，用密封剂密封透明电极周边部的间隙的液晶显示元件，该元件的特征是，固化前述密封剂而形成的密封部的表面电阻在1010～1013Ω/□的范围内。
本发明的第3液晶显示元件是将在至少一方的基板的表面依次层叠TFT阵列、透明平坦化膜、透明电极膜及定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着规定间隔以各自的透明电极对置的状态配置，在该对附有透明电极的基板间所空出的间隙中封入液晶，用密封剂密封透明电极周边部的间隙的液晶显示元件，该元件的特征是，固化前述密封剂而形成的密封部的表面电阻在1010～1013Ω/□的范围内。
较好的是前述密封部包含密封用树脂和导电性微粒，该导电性微粒的平均粒径在0.01～1μm的范围内，密封部中的导电性微粒的含量在5～50重量％的范围内。
较好的是前述导电性微粒为选自氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、氧化钛、未完全氧化的氧化钛(低次酸化チタン)，分别掺和了不同元素的氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、未完全氧化的氧化钛的至少1种。此外，较好的是密封部中还包含密封用隔层。
本发明的液晶显示元件密封部用密封剂的特征是，包含密封用树脂和导电性微粒，根据需要还包含溶剂，该导电性微粒的平均粒径在0.01～1μm的范围内，密封部中的导电性微粒的含量在5～50重量％的范围内。
较好的是前述导电性微粒为选自氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、氧化钛、未完全氧化的氧化钛，分别掺和了不同元素的氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、未完全氧化的氧化钛的至少1种。此外，较好的是还包含密封用隔层。
附图的简单说明
图1为本发明的液晶显示元件的周边部的简单截面图。
图2为本发明的液晶显示元件的周边部以外的部分的模拟截面图。
图3为本发明的第2液晶显示元件的形态例之一的模拟截面图。
图4为本发明的第3液晶显示元件的形态例之一的模拟截面图。
符号说明2为液晶显示装置，3为基板，4为透明电极，5为密封部，6为液晶，7为导电性被膜，10为液晶显示元件，11为玻璃基板，12为透明电极膜，13为透明电极保护膜，14为定向膜，15为隔层粒子，16为液晶，17为附有透明电极的基板，20为彩色液晶显示装置，21为电极板，21a为玻璃基板，21b为碱性钝化膜，21c为像素电极，21d为透明绝缘性保护膜，21e为定向膜，22为对置电极板，22a为玻璃基板，22b为碱性钝化膜，22c为滤色片，22d为透明绝缘性保护膜，22e为透明电极，22f为定向膜，2′为液晶显示元件，3′、4′为偏振片，23为液晶，30为液晶显示元件，31为透明绝缘性基板，32为TFT阵列，33为透明平坦化膜，34为像素电极，35为定向膜，41为对置基板，42为黑底(遮蔽膜)，43为滤色片，44为透明平坦化膜，45为对置电极，46为定向膜，51为液晶层。
具体实施例方式
以下，参考附图对本发明的液晶显示元件进行具体说明。
本发明的液晶显示元件是将在至少一方的基板的表面依次层叠透明电极膜、透明电极保护膜及定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着规定间隔以各自的透明电极对置的状态配置，在该对附有透明电极的基板间所空出的间隙中封入液晶，用密封剂密封透明电极周边部的间隙而形成的液晶显示元件，固化前述密封剂而形成的密封部的表面电阻在1010～1013Ω/□(体积电阻率为104～107Ω·cm)的范围内。
该本发明的液晶显示元件的周边部的简单截面图如图1所示。
图1为本发明的液晶显示元件的周边部的简单截面图。图1中，符号3为基板，符号4为电极，符号5为密封剂，符号6为液晶，在基板3上对向配置形成了薄膜状电极4的一对基板3、3，使密封部5介于基板3、3的内侧周边部，在内部封入液晶6。
图2为本发明的液晶显示元件的周边部以外的部分的模拟截面图。
将在玻璃基板11的表面依次层叠透明电极膜12、透明电极保护膜13及定向膜14而构成的一对附有透明电极的基板17，隔着通过多个隔层粒子15、15所形成的规定间隔d、以各自的透明电极膜12、12对置的状态配置，在该规定间隔d所空出的透明电极膜12、12间的间隙封入液晶16，再用密封剂密封透明电极周边部的间隙，形成液晶显示元件10。
本发明的液晶显示元件可进行不脱离本发明范围的各种变形，例如可以采用在玻璃基板11和透明电极膜12间又形成了SiO2膜等碱性钝化膜的附有透明电极的基板等。此外，隔层粒子也并不一定需要使用，在使用时，可采用二氧化硅粒子、玻璃纤维、树脂粒子等公知的粒子。
本发明的液晶显示元件还可以是将在至少一方的基板表面依次层叠滤色片、透明绝缘性保护被膜、透明电极膜及定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着规定间隔以各自的透明电极对置的状态配置，在该对附有透明电极的基板间所空出的间隙中封入液晶，与前述液晶显示元件同样用密封剂密封透明电极周边部的间隙而形成的液晶显示元件(也称为第2液晶显示元件)。
图3为本发明的第2液晶显示元件的形态例之一的模拟截面图。图3中，显示出其特征部分的彩色液晶显示装置20具备液晶显示元件2′和位于该液晶显示元件的两侧的一对偏振片3′、4′。该液晶显示元件2′具备在玻璃基板21a上依次层叠碱性钝化膜21b、多个像素电极21c、透明绝缘性保护膜21d及定向膜21e而形成的电极板21，以及在玻璃基板22a上依次层叠碱性钝化膜22b、滤色片22c、透明绝缘性保护膜22d、透明电极22e及定向膜22f而形成的对置电极板22。其中，透明绝缘性保护膜21d及22d是涂布前述透明绝缘性保护膜形成用涂布液而形成的膜。
前述液晶显示元件2′的电极板21和对置电极板22以各自的玻璃基板21a及22a置于外侧，多个像素电极21c与多个滤色片R、G、B分别对向的状态配置。此外，在该电极21和对置电极板22间的间隙封入了液晶23。
此外，在多个像素电极21c和透明电极22e间还形成了未图示的电路。该电路与彩色液晶显示装置20的主体连接。对置电极板22的碱性钝化膜22b上形成的滤色片22c由R(红色滤色片)、G(绿色滤色片)和B(蓝色滤色片)这样的多个色彩单元构成，各色彩单元以互相邻接的状态规则地排列，籍此通过从液晶显示装置20的主体传来的显示信号使形成于特定的像素电极21c和透明电极22e间的电路工作，对应于显示信号的彩色图像可通过配置于对置电极板22外侧的偏振片4′观测到。
本发明的液晶显示元件还可以是将在至少一方的基板表面依次层叠TFT阵列、透明平坦化膜、透明电极膜及定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着规定间隔以各自的透明电极对置的状态配置，在设置于该对附有透明电极的基板间的间隙中封入液晶而形成的液晶显示元件(也称为第3液晶显示元件)。
图4为本发明的第3液晶显示元件的形态例之一的模拟截面图。
该液晶显示元件30由透明绝缘性基板31和对置基板41夹着液晶层51以定向膜35及46对置的状态构成，透明绝缘性基板31通过在形成于表面的TFT阵列32的表面依次层叠透明平坦化膜33、像素电极34及定向膜35而构成，对置基板41通过在表面依次层叠黑底(遮蔽膜)42、滤色片43、透明平坦化膜44、对置电极45及定向膜46而构成。
也可以如图2所示，在定向膜35及46间夹杂隔层粒子。
TFT阵列32由TFT(薄膜晶体管)元件、数据电极和辅助容量等构成。
用于本发明的透明电极保护膜、绝缘性保护被膜和平坦化膜(以下将这3种膜简称为透明被膜)可采用以往公知的薄膜。例如，将用于形成各膜的涂布液通过浸渍法、旋涂法、喷涂法、滚涂法、苯胺印刷法等方法涂在玻璃、塑料等基材表面，然后于常温～80℃对形成于基材表面的被膜进行干燥，再根据需要在120℃以上或根据不同情况在300℃以上的温度下加热固化形成上述薄膜。
对这些透明电极保护膜、绝缘性保护被膜、平坦化膜的形成方法无特别限定，具体来讲，最好采用下述透明被膜形成用涂布液(透明电极保护膜形成用涂布液、绝缘性保护被膜形成用涂布液、平坦化膜形成用涂布液是相同的，以下将其称为透明被膜形成用涂布液)。
透明被膜形成用涂布液通过在水和有机溶剂形成的混合溶剂中分散(A)基质形成成分(前体)而形成。此外，根据需要还可包含(B)离子吸附性微粒。
(A)基质形成成分例如，用于透明被膜形成用涂布液的(A)基质形成成分(前体)由选自乙酰丙酮螯合物、有机硅化合物、聚硅氮烷及金属醇盐的1种或2种以上的混合物形成。
乙酰丙酮螯合物前述乙酰丙酮螯合物是以乙酰丙酮为配位基的螯合物，为下述化学式(1)表示的化合物或其缩合体 式中，a+b为2～4，a为0～3，b为1～4，R为-CnH2n+1(n＝3或4)，X为-CH3、-OCH3、-C2H5或-OC2H5，M1为选自元素周期表的第IB族、第IIA和B族、第IIIA和B族、第IVA和B族、第VA和B族、第VIA族、第VIIA族、第VIII族的元素或氧钒(VO)。其中，这些元素等和a、b的较好组合如下表所示。
表1
这种化合物的具体例子可例举二丁氧基二乙酰丙酮锆、三丁氧基一乙酰丙酮锆、二乙酰丙酮铅、三乙酰丙酮铁、二丁氧基二乙酰丙酮铪、一乙酰丙酮三丁氧基铪等。
有机硅化合物有机硅化合物可采用通式Ra-Si(OR′)4-a(2)表示的有机硅化合物，式中，R为-CnH2n+1，R′为-CnH2n+1或-C2H4OCnH2n+1，a为0～3的整数，n为1～4的整数。
这种有机硅化合物具体可采用四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、一甲基三甲氧基硅烷、一乙基三乙氧基硅烷、一乙基三甲氧基硅烷、一甲基三乙氧基硅烷等。
这些有机硅化合物可直接使用，也可部分水解后再使用。这种部分水解可采用以往公知的常规方法，例如，按照在甲醇或乙醇等醇中混入有机硅化合物，再加入水和酸进行部分水解的方法进行。
将添加了上述有机硅化合物的透明被膜形成用涂布液涂在基材上，对所得被膜进行干燥和煅烧后，能够形成耐擦伤性、耐酸性、耐碱性、耐水性及绝缘性良好的被膜。
聚硅氮烷前述聚硅氮烷可采用具有下式(3)表示的重复单元的聚硅氮烷。
式中，R1、R2及R3分别表示氢原子或碳原子数1～8的烷基。
有机硅化合物采用前述式(3)表示的聚硅氮烷的情况下，较好的是采用烷基为甲基、乙基或丙基的聚硅氮烷。这种情况下，无加热时会分解的烷基，加热时膜的收缩较少，因此在产生收缩应力时很少出现裂缝，从而获得几乎无裂缝的透明被膜。
具有上述式(3)表示的重复单元的聚硅氮烷可以是直链状也可以是环状，还可以混合包含直链状的聚硅氮烷和环状的聚硅氮烷。
这种聚硅氮烷的数均分子量为500～10000，较好为1000～4000。数均分子量如果未满500，则加热固化时低分子量的聚硅氮烷会挥发，所得透明离子吸气膜易形成为多孔质，分子量如果超过10000，则有涂布液的流动性下降的倾向。
金属醇盐作为金属醇盐，较好为M2(OR)n(式中，M2为金属原子，R为烷基或-CmH2mO2(m＝3～10)，n为与M2的原子价相同的整数)表示的化合物或其缩合体，可采用选自这些化合物或其缩合体的1种或2种以上的组合。上述式中的M2只要是金属原子即可，对其无特别限定，M2较好为Be、Al、Sc、Ti、V、Cr、Fe、Ni、Zn、Ga、Ge、As、Se、Y、Zr、Nb、In、Sn、Sb、Te、Hf、Ta、W、Pb、Bi、Ce或Cu。
具体来讲，这种金属醇盐最好采用四丁氧基锆、二异丙氧基二辛氧基钛、二乙氧基铅等。
将添加了上述金属醇盐的透明被膜形成用涂布液涂布、干燥、煅烧后，通过该金属醇盐的聚合固化，能够形成耐擦伤性、耐酸性、耐碱性及绝缘性良好的被膜。
(B)离子吸附性微粒可用于透明被膜形成用涂布液的(B)离子吸附性微粒是能够吸附存在于液晶中、定向膜中、密封剂中或从中洗脱的无机阳离子、无机阴离子、有机阳离子、有机阴离子的微粒，其平均粒径较好为1nm～10μm，此外，离子吸附容量较好为0.1～6.0mmol/g。
无机阳离子可例举Na+、K+、Rb+、Cs+、Li+、Ag+、Mg+、Ca++、Sr++、Ba++、NH4+等。
无机阴离子可例举F-、Cl-、Br-、NO3-、SO42-、PO42-、CO3-、HCO3-等。
有机阳离子可例举四乙基铵离子、四丙基铵离子等季铵离子等。
有机阴离子可例举甲酸离子、乙酸离子等羧酸离子、苯酚离子等。
特别是离子吸附性微粒用于前述第1液晶显示元件的透明电极保护膜时，使用包含平均粒径在50nm以下、较好为10～40nm的离子吸附性微粒的涂布液，在电极膜和定向膜间形成的膜厚为30nm～2μm的透明电极保护膜，由于其表面具有1～10nm的均一的表面粗糙度，所以与疏水性的定向膜的粘合性良好。
前述离子吸附容量只要在上述范围内，就能够充分吸附离子，所以不会因活动离子导致显示不良，能够获得长期可靠性良好的液晶显示元件。
这种无机离子吸附体微粒的粒径可通过激光多普勒法或TEM观察法求得。
前述离子吸附性微粒最好能够吸附前述无机、有机离子，而且离子吸附容量及平均粒径在前述范围内，尤其是使用离子吸附性无机微粒的情况下，采用由MOx·nH2O表示，以对应于1摩尔的金属氧化物(MOx)的水(H2O)的摩尔数n在0.02～5的范围内的配比含有吸附水以外的结晶水、结构羟基、表面羟基中的任一种的金属氧化物，最好被由下式(1)表示的公知的有机硅化合物或有机硅化合物的水解物处理过。
Ra-Si(OR′)4-a式(1)式中，R为-CnH2n+1，R′为-CnH2n+1或-C2H4O-CnH2n+1，a为0～3的整数，n为1～4的整数。构成这种离子吸附性微粒的金属氧化物可例举SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2、SnO2、In2O3、Sb2O5、MgO、ZnO等金属氧化物，SiO2·Al2O3、SiO2·TiO2、SiO2·Sb2O5、In2O3·SnO2、Sb2O5·SnO2、SiO2·In2O3·Sb2O5等复合金属氧化物或固溶体、沸石(结晶性铝硅酸盐)等。此外，还可采用它们之中的2种以上的混合物。
其中，SiO2·Al2O3、SiO2·TiO2等复合氧化物能够吸附阳离子，Al2O3、SnO2、ZrO2等能够吸附阳离子和阴离子，MgO、ZnO等能够吸附阴离子。
这种离子吸附性无机微粒如果用前述式(1)表示的有机硅化合物或有机硅化合物的部分水解物处理过，则离子吸附性无机微粒表面具有疏水性，所以微粒不会在透明被膜形成用涂布液、定向膜形成用树脂涂料中凝集，能够以单分散状态均一分散，所得透明被膜与透明电极膜的粘合性良好，同时表面平滑性有所提高，此外，所得定向膜和透明被膜的粘合性也很好，同时表面变得平滑，能够有效吸附面板中的任何活动离子。
涂布液的组成在形成这种透明被膜时，使用透明被膜形成用涂布液。
将选自(a)乙酰丙酮螯合物、(b)有机硅化合物、(c)聚硅氮烷、(d)金属醇盐的1种或2种以上的混合物或化合物形成的(A)基质形成成分(前体)和(B)离子吸附性微粒均一溶解或分散于水和有机溶剂形成的混合溶剂中可形成涂布液。具体来讲，以各成分换算成氧化物、氮化物时的重量比计具有以下组成。
(a)乙酰丙酮螯合物以(M1Ox)表示，(b)有机硅化合物以(SiO2)表示，(c)聚硅氮烷以(SiN)表示，(d)金属醇盐以(M2Ox)表示时，用量最好为0.001≤M1Ox/(SiO2+SiN+M2Ox)≤10。
该值如果在前述范围内，则能够获得耐碱性、耐盐水性、耐水性、耐溶剂性、粘合性及透明度良好的被膜。
此外，有机硅化合物、聚硅氮烷和金属醇盐的配比最好满足0.001≤M2Ox/(SiO2+SiN+M2Ox)≤1.0。
涂布液中的(B)离子吸附性微粒换算成氧化物，以1～90重量％的量、更好以5～70重量％存在于形成的透明被膜中。如果离子吸附性微粒以1重量％～90重量％的量存在，则还能够以良好的粘合性在该涂布液形成的透明被膜表面由聚酰亚胺树脂等疏水性较强的树脂形成另一被膜，同时能够形成可有效减少液晶面板中的离子的透明被膜。
此外，根据需要可使用必要量的这些离子吸附性微粒以外的绝缘性或导电性无机化合物微粒。这种情况下，涂布液中存在离子吸附性微粒和离子吸附性微粒以外的微粒，其量在形成的透明被膜中以氧化物、氮化物合计较好为1～90重量％，更好为5～70重量％。
上述涂布液中的固形成分浓度以离子吸附性微粒和基质形成成分(前体)换算成氧化物、氮化物的合计值计最好在15重量％以下。该值如果超过15重量％，则存在涂布液的保存性下降的倾向。另一方面，如果该固形成分的浓度极端低，则为了获得目标膜厚，必须重复进行多次涂布操作，所以固形成分浓度在0.1重量％以上适合于实际使用。
这种涂布液中使用了水和有机溶剂，作为有机溶剂可采用选自醇类、醚类、酮类等的常用有机溶剂。这些有机溶剂可单独使用也可2种以上混合使用。
用于本发明的透明被膜形成用涂布液中的水分浓度最好在0.1～50重量％的范围内。该值如果未满0.1重量％，则乙酰丙酮螯合物、有机硅化合物、聚硅氮烷及金属醇盐的水解(以及缩聚和复合化)不充分，出现所得被膜的耐擦伤性、耐久性下降的倾向。此外，该值如果超过50重量％，则涂布时出现涂布液不能粘附于基材的倾向。
此外，根据乙酰丙酮螯合物的金属种类或无机离子吸附性微粒的种类或它们的混合比例，所得被膜的折射率及介电常数可被自由控制。由包含添加的有机硅化合物、聚硅氮烷、金属醇盐的涂布液形成的被膜可通过这些化合物的种类和添加量，更加灵活地控制被膜的折射率及介电常数。通过这样控制折射率，在附有透明电极的基板的透明电极上形成离子吸气膜，例如能够使其折射率高于形成于其上的定向膜的折射率(1.6～1.8)，防止电极等透过被看见。
本发明的液晶显示元件能够采用以往公知的树脂形成的定向膜。
作为树脂可例举聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯基肉桂酸酯树脂等。根据需要，这种定向膜中还可包含前述(B)离子吸附性微粒。
定向膜的组成根据需要所用的定向膜中的离子吸附性微粒的含量为1～90重量％，更好的是在5～70重量％的范围内。定向膜中的离子吸附性微粒的含量如果未满1重量％，则不能够有效减少液晶面板中的离子，定向膜中的离子吸附性微粒的含量如果超过90重量％，则定向膜的强度下降，液晶定向控制力下降，显示性能也下降。
定向膜的形成通过利用苯胺印刷法、浸渍法、旋涂法、喷涂法、滚涂法等方法涂布定向膜形成用树脂涂料，干燥后进行加热处理的以往公知方法能够形成这种定向膜。
此时所用的定向膜形成用树脂涂料可采用将作为前述聚酰亚胺树脂的前体的聚酰胺酸等根据需要溶解于溶剂而形成的涂料，作为溶剂可例举N-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基己内酰胺、N-甲基丙酰胺、N-二甲基乙酰胺、N-二甲基甲酰胺等。
涂料中的树脂和离子吸附性微粒的合计固形成分浓度虽然根据涂布法和树脂的种类有所不同，但一般在1～50重量％的范围内。
在涂料中的树脂和离子吸附性微粒的合计固形成分浓度未满1重量％的情况下，所得定向膜较薄，如果超过50重量％，则离子吸附性微粒的分散性下降，所得定向膜的强度下降，定向膜表面的平滑性受损，液晶定向控制力下降，显示性能也下降。
利用上述方法将该涂料涂在前述透明被膜或透明电极膜上，然后干燥进行加热处理。
作为干燥条件，只要前述溶剂能够蒸发即可，通常在50～150℃的范围内。此外，加热处理温度只要能够充分引发树脂的脱水·闭环反应即可，对其无限定，因树脂种类而异，通常在150～300℃的范围内。
形成于本发明的液晶显示元件的密封部由密封用树脂和导电性微粒构成。
前述密封部的表面电阻为1010～1013Ω/□，更好为1011～1012Ω/□，作为密封部的体积电阻率大致为104～107Ω·cm，更好为105～106Ω·cm。
密封部的表面电阻未满1010Ω/□的情况下，在ITO等配线非常精细的情况下，ITO端子间有时会发生横向导通。
密封部的表面电阻如果超过1013Ω/□，则防带电效果不充分，有时会出现显示斑。
导电性微粒作为导电性微粒为选自氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、氧化钛、未完全氧化的氧化钛，分别掺和了不同元素的氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、未完全氧化的氧化钛以及它们的混合物等的氧化物系导电性微粒。掺和的不同元素，例如对应于氧化锡，主要采用Sb、P、Zn、Te、F、Bi等，对应于氧化铟，主要采用Sn，对应于氧化锌，主要采用Al，对应于氧化钛，主要采用Ta。
这种氧化物系导电性微粒的平均粒径为0.01～1μm，更好为0.01～0.1μm。此外，密封部中的导电性微粒的含量为5～50重量％，更好为10～30重量％。
氧化物系导电性微粒的平均粒径未满0.01μm的情况下，很难获得具有导电性的这种微细粒子，即使得到也存在难以单分散而易凝集的倾向，如前所述，有时在ITO端子间会发生横向导通。
氧化物系导电性微粒的平均粒径如果超过1μm，则由于粒子较大，所以会发生ITO端子间的横向导通，以及ITO配线间的上下导通(短路)。
此外，密封部中的氧化物系导电性微粒的含量未满5重量％的情况下，因氧化物系导电性微粒的种类的不同有时密封部的表面电阻会超过1013Ω/□，不能够充分获得防带电效果，有时会出现显示斑。
密封部中的氧化物系导电性微粒的含量如果超过50重量％，则密封部的表面电阻有时未满1010Ω/□，还会发生前述ITO端子间的横向导通和ITO配线间的上下导通(短路)。
根据需要，导电性微粒还可采用金属微粒。使用金属微粒的情况下，从分散性等方面考虑，最好是金属胶体粒子。作为这种金属胶体粒子，可采用以往公知的金属胶体粒子，例如可例举选自Au、Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Fe、Ni、Co、Sn、Ti、In、Al、Ta、Sb等金属的金属微粒胶体粒子。
此外，还可例举选自Au、Ag、Pd、Pt、Rh、Ru、Cu、Fe、Ni、Co、Sn、Ti、In、Al、Ta、Sb等金属的至少2种以上的金属形成的复合金属胶体微粒。较好的2种以上的金属的组合可例举Au-Cu、Ag-Pt、Ag-Pd、Au-Pd、Au-Rh、Pt-Pd、Pt-Rh、Fe-Ni、Ni-Pd、Fe-Co、Cu-Co、Ru-Ag、Au-Cu-Ag、Ag-Cu-Pt、Ag-Cu-Pd、Ag-Au-Pd、Au-Rh-Pd、Ag-Pt-Pd、Ag-Pt-Rh、Fe-Ni-Pd、Fe-Co-Pd、Cu-Co-Pd等。
导电性微粒为金属微粒的情况下，只要密封部的表面电阻在前述范围内，则对密封部中的金属微粒的含量无特别限定，一般为3～30重量％，更好为5～20重量％。这种情况下，金属微粒的平均粒径为1～200nm，更好为2～70nm。
平均粒径如果超过200nm，则固化前的密封剂中金属微粒集中在一处，导致前述横向导通和上下短路。
平均粒径如果未满1nm，则出现凝集的倾向，导致前述ITO端子间的横向导通。
前述树脂例如可采用环氧丙烯酸酯等环氧树脂、聚醚改性聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯树脂等树脂。
根据需要，还可采用前述(B)离子吸附性无机微粒中的绝缘性离子吸附性无机微粒，绝缘性离子吸附性无机微粒可例举SiO2、Al2O3、ZrO2、TiO2、SnO2、MgO、ZnO等金属氧化物，SiO2·Al2O3、SiO2·TiO2、SiO2·Sb2O5等复合金属氧化物或固溶体，沸石(结晶性铝硅酸盐)等。此外，可使用其中的2种以上的混合物。绝缘性离子吸附性无机微粒在密封部中的含量，以与前述导电性微粒的合计量计为1～90重量％，更好为5～70重量％。含有这种绝缘性离子吸附性无机微粒，可以有效吸附密封剂中的杂质离子和面板中的活动离子。
为了均一保持液晶元件的电极间距离及元件间隔，即形成于液晶元件的电极间的液晶层的厚度，前述密封部中还可包含密封用隔层。
作为密封用隔层粒子，只要能够将电极基板间的距离保持一定即可，对其无特别限定，可采用以往公知的隔层粒子。其平均粒径一般在1～20μm的范围内，可采用粒径均一的二氧化硅粒子。此外，还可采用具有适度的弹性的二氧化硅粒子、树脂分散性良好的二氧化硅粒子。
如果含有这种密封用隔层粒子，则能够将电极基板间距离保持一定，例如能够抑制因液晶元件内部的厚度不均一而造成的色彩不均和对比度下降。作为密封用隔层，可采用圆球状的二氧化硅粒子、聚有机硅氧烷粒子等。特别是本申请人在日本专利特开2000-204168号公报中揭示的聚有机硅氧烷粒子能够均一地分散于密封用树脂中，因此比较理想。
上述密封部采用以下所示的液晶显示元件密封部用密封剂形成。
密封剂本发明的液晶显示元件密封部用密封剂的特征是，包含密封用树脂和导电性微粒，根据需要还包含溶剂，该导电性微粒的平均粒径为0.01～1μm，密封部中的导电性微粒的含量在5～50重量％的范围内。
作为导电性微粒，可采用与前述相同的微粒。
作为密封用树脂，例如可采用环氧丙烯酸酯等环氧树脂、聚醚改性聚氨酯丙烯酸酯树脂、聚酯改性聚氨酯丙烯酸酯树脂等树脂。此外，作为导电性微粒，可采用与前述同样的导电性微粒。
密封剂中的导电性微粒为氧化物系导电性微粒的情况下，含量在5～50重量％的范围内，更好的是在10～30重量％的范围内。导电性微粒为金属微粒的情况下，其含量在5～30重量％的范围内，更好的是在10～20重量％的范围内。
密封剂中根据需要可包含前述(B)离子吸附性无机微粒中的绝缘性离子吸附性无机微粒。绝缘性离子吸附性无机微粒在密封剂中的含量，以与前述导电性微粒的合计量计为1～90重量％，更好为5～70重量％。
这种氧化物系导电性微粒、绝缘性离子吸附性无机微粒如果经过前述式(1)表示的有机硅化合物或有机硅化合物的部分水解物的处理，则导电性微粒、离子吸附性无机微粒的表面具有疏水性，所以不会在密封剂用树脂粘合剂中凝集，能够以单分散状态均一分散，因此，所得密封部与基材的粘合性和密闭性不会下降，特别是导电性微粒间不会连续连接，所以基板间不会发生导通，能够保持绝缘性，显现出防带电效果。
这种密封剂中还可包含前述的密封用隔层。
根据需要，这种密封剂中可含有溶剂。
作为溶剂，只要能够溶解密封用树脂即可，对其无特别限定，例如可使用二甘醇甲醚、二甘醇一甲醚等。
本发明的液晶显示元件中，用密封剂密封周边部时，首先留出液晶的封入口，用网版印刷机在玻璃基板上形成了透明电极、定向膜的1块附有透明电极的基板的定向膜的边缘涂上密封剂。然后，根据需要通过常规方法在未涂密封剂的部分散布隔层(这种情况下一般称为面内用隔层)，干燥后与玻璃基板上形成了透明电极、定向膜的另一附有透明电极的基板贴合，在适度加压下(3Kg/cm2左右)，在约100～200℃的温度范围内加热，使树脂固化，用密封剂密封透明电极周边部的间隙。接着，将元件置于真空下，从封入口封入液晶后，用封闭剂封闭，获得液晶显示元件。
如上所述，本发明的液晶显示元件的密封部中以单分散状态包含导电性微粒，由于密封部具有特定范围的表面电阻(或体积电阻率)，所以电极不会发生导通，具有绝缘性，即使产生通常的静电带电原因也不会带电，因此，不会出现显示斑，显示性能良好。
由于密封部以单分散状态包含导电性微粒，所以在制造液晶显示装置时，无需特别的除静电装置。
以下通过实施例对本发明进行说明，但本发明并不仅限于这些实施例。
调制例[导电性微粒的调制]导电性微粒(1)的分散液的调制作为导电性微粒使用500g掺锡氧化铟微粒的水分散溶胶(触媒化成工业株式会社制ITO，平均粒径40nm、固形成分浓度20.5重量％)，通过超滤装置用甲醇替换水进行溶剂置换，获得固形成分浓度为30重量％的甲醇分散溶胶。
混合300g该溶胶和2700g乙醇后，在混合液中添加8.4g的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌1小时，获得二氧化硅·氧化铝粒子的表面被γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷改性的溶胶。
在所得溶胶中添加196g的乙二醇后，于60℃过热1小时。然后，利用旋转蒸发器在减压下脱乙醇，获得以乙二醇为分散介质、固形成分浓度为30重量％的表面处理导电性微粒(1)的分散液。
导电性微粒(2)的分散液的调制除了导电性微粒使用1000g掺锑氧化锡微粒的水分散溶胶(触媒化成工业株式会社制ATO，平均粒径50nm、固形成分浓度10重量％)之外，其它与表面处理导电性微粒(1)的分散液同样，制得固形成分浓度为30重量％的表面处理导电性微粒(2)的分散液。
导电性微粒(3)的分散液的调制在甲醇·水的混合溶剂(甲醇40重量份/60重量份)中预先按每1重量份的复合金属为0.01重量份的要求添加聚乙烯吡咯烷酮，再添加硝酸银和硝酸钯，使分散液中的复合金属微粒的浓度换算为金属为2重量％，并且使银和钯的重量比为7∶3，然后，用装有回流器的烧瓶于90℃，在氮氛围气中加热5小时，获得导电性微粒的分散液。
加热5小时后停止回流，一边加热一边除去甲醇，调制出以己二醇为分散介质的浓度为15重量％的导电性微粒(3)的分散液。
导电性微粒(4)的分散液的调制作为导电性微粒采用五氧化锑微粒的水分散液(平均粒径20nm、固形成分浓度20重量％)，通过旋转蒸发器用乙二醇进行溶剂置换，获得固形成分浓度为30重量％的导电性微粒(4)的分散液。
离子吸附性微粒的分散液的调制作为离子吸附性微粒使用500g的二氧化硅·氧化铝水分散溶胶(SiO2/Al2O3的重量比＝285.7，平均粒径为12nm，固形成分浓度为20重量％)，通过超滤装置用甲醇替换水进行溶剂置换，获得固形成分浓度为30重量％的甲醇分散溶胶。
混合300g该溶胶和2700g乙醇后，在该混合液中添加8.4g的γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷，搅拌1小时，获得二氧化硅·氧化铝粒子的表面被γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷改性的溶胶。
在所得溶胶中添加196g的乙二醇后，于60℃过热1小时。然后，利用旋转蒸发器在减压下脱乙醇，获得以乙二醇为分散介质、固形成分浓度为30重量％的表面处理离子吸附性微粒的分散液。
透明被膜形成用涂布液的调制在5g的纯水和62.3g的乙醇的混合溶剂中添加14.6g作为基质形成成分的硅酸乙酯28(多摩化学工业株式会社制SiO2浓度为28.8重量％)，然后在其中加入浓度61％的硝酸0.1g，调制出硅酸乙酯的部分水解物的分散液。
在该分散液中添加两性离子交换树脂5g，于室温下搅拌16小时后，滤去离子交换树脂，获得除去了离子的硅酸乙酯的部分水解物的分散液。
在该分散液中加入18g的己二醇，搅拌24小时后加入70g的己二醇，然后减压蒸馏，调制出固形成分浓度为6.0重量％的涂布液。
定向膜形成用涂料的调制在100g的聚酰亚胺膜形成用涂料(日产化学株式会社制サンエバ-)中加入30g表面处理离子吸附性粒子(1)的分散液用N-甲基-2-吡咯烷酮进行了稀释的分散液，该分散液的固形成分浓度为6重量％，混合均一后调制出定向膜形成用涂料。
密封剂(1)的调制在100g的密封用粘合剂(三井化学株式会社制ストラクトボンド XN-5A-C)中添加导电性微粒(1)的分散液50g，搅拌直至均一。然后，在其中加入平均粒径为6.0μm的隔层材料二氧化硅粒子2.4g，搅拌直至均一，调制出密封剂(1)。
密封剂(2)的调制除了使用导电性微粒(2)的分散液之外，其它都与密封剂(1)相同，调制出密封剂(2)。
密封剂(3)的调制除了使用导电性微粒(3)的分散液之外，其它都与密封剂(1)相同，调制出密封剂(3)。
密封剂(4)的调制除了使用导电性微粒(4)的分散液之外，其它都与密封剂(1)相同，调制出密封剂(4)。
密封剂(5)的调制除了用导电性微粒(1)的分散液25g和离子吸附性微粒的分散液25g替代导电性微粒(1)的分散液50g之外，其它都与密封剂(1)相同，调制出密封剂(5)。
密封剂(6)的调制在100g密封用粘合剂(三井化学株式会社制ストラクトボンド XN-5A-C)中添加25g的导电性微粒(3)的分散液，搅拌直至均一。然后，在其中添加平均粒径为6.0μm的隔层材料二氧化硅粒子2.4g，搅拌直至均一，调制出密封剂(6)。
密封剂(7)的调制(不含导电性微粒)
在100g密封用粘合剂(三井化学株式会社制ストラクトボンド XN-5A-C)中添加平均粒径为6.0μm的隔层材料二氧化硅粒子2.4g，搅拌直至均一，调制出密封剂(7)。
密封剂(8)的调制(不含导电性微粒)在100g密封用粘合剂(三井化学株式会社制ストラクトボンド XN-5A-C)中添加离子吸附性微粒的分散液20g，搅拌直至均一后，再在其中添加平均粒径为6.0μm的隔层材料二氧化硅粒子2.4g，搅拌直至均一，调制出密封剂(8)。
实施例1液晶显示元件(A)的制作在形成了布线图案的附有ITO显示电极的玻璃基板(旭硝子株式会社制30Ω/□以下)上，通过苯胺印刷涂布透明被膜形成用涂布液，使所得涂膜于90℃干燥5分钟后，利用高压水银灯以6000mJ/cm2(365nm用感应元件测定)的累积光量照射紫外线，然后于300℃进行30分钟的煅烧，形成透明被膜。用触针式表面粗糙度计测得所得透明被膜的膜厚为70nm。
然后，通过苯胺印刷法在透明被膜上涂布聚酰亚胺膜形成用涂料(日产化学株式会社制サンエバ-)，于100℃干燥5分钟后，于240℃进行30分钟的加热处理，形成厚60nm的聚酰亚胺膜，接着进行摩擦处理。
这样就获得了在玻璃基板上依次层叠了透明电极、透明被膜及经过摩擦处理的定向膜的一对附有透明电极的基板。在所得该对附有透明电极的基板中的一方基板上散布了平均粒径为5.6μm的隔层，在另一方的基板的密封部涂布了密封剂(1)，以透明电极对置的状态将该对基板贴合，再封入STN液晶，用封闭材料封闭封入口，制得本发明的第1液晶显示元件(A)。
评价所得液晶显示元件(A)的表面电阻、显示斑(1)、显示斑(2)、长期可靠性和导通性，其结果示于表2。
密封部的表面电阻的测定在无基底的玻璃基板上通过网版印刷涂布10cm×10cm见方的密封剂(1)，于160℃加热固化3小时，调制出表面电阻测定用密封部膜。用高电阻计(三菱化学株式会社制ハイレスタ-)测定所得膜的表面电阻。
对因带静电而出现的显示斑(1)的观察用带电装置(MILTY公司制ゼロスタツト)从液晶显示元件(A)的中央部的玻璃表面以上1cm处强制使元件带电，出现显示斑，测定该显示斑消失的时间，按照以下基准进行评价。
显示斑消失的时间未满2分钟○显示斑消失的时间为2分钟～未满10分钟△显示斑消失的时间在10分钟以上×显示斑(2)的观察按照前述方法制作10个液晶显示元件(A)，实施液晶显示元件的启动显示试验，目视观察此时有无显示深浅不均。测定此时无显示深浅不均的现象出现的面板数。
长期可靠性的评价将10个按照以上方法制得的液晶显示元件(A)暴露于高温高湿环境下(相对湿度95％，温度80℃)500小时后，实施液晶显示元件的启动显示试验，目视观察有无显示深浅不均。测定此时无显示深浅不均的现象出现的面板数，结果示于表2。
有无横向导通的评价在元件的端子部安装电极，反复进行元件的全面启动和关闭，观察显示面有无条状的显示斑出现，结果示于表2。
实施例2液晶显示元件(B)的制作除了用密封剂(2)替代实施例1中的密封剂(1)之外，其它都与实施例1相同，制得本发明的第1液晶显示元件(B)。
评价所得液晶显示元件(B)的表面电阻、显示斑(1)、显示斑(2)、长期可靠性和导通性，其结果示于表2。
实施例3液晶显示元件(C)的制作除了用密封剂(3)替代实施例1中的密封剂(1)之外，其它都与实施例1相同，制得本发明的第1液晶显示元件(C)。
评价所得液晶显示元件(C)的表面电阻、显示斑(1)、显示斑(2)、长期可靠性和导通性，其结果示于表2。
实施例4液晶显示元件(D)的制作除了用密封剂(4)替代实施例1中的密封剂(1)之外，其它都与实施例1相同，制得本发明的第1液晶显示元件(D)。
评价所得液晶显示元件(D)的表面电阻、显示斑(1)、显示斑(2)、长期可靠性和导通性，其结果示于表2。
实施例5液晶显示元件(E)的制作除了用密封剂(5)替代实施例1中的密封剂(1)之外，其它都与实施例1相同，制得本发明的第1液晶显示元件(E)。
评价所得液晶显示元件(E)的表面电阻、显示斑(1)、显示斑(2)、长期可靠性和导通性，其结果示于表2。
实施例6液晶显示元件(F)的制作除了用密封剂(6)替代实施例1中的密封剂(1)之外，其它都与实施例1相同，制得本发明的第1液晶显示元件(F)。
评价所得液晶显示元件(F)的表面电阻、显示斑(1)、显示斑(2)、长期可靠性和导通性，其结果示于表2。
比较例1液晶显示元件(G)的制作除了用密封剂(7)替代实施例1中的密封剂(1)之外，其它都与实施例1相同，制得本发明的第1液晶显示元件(G)。
评价所得液晶显示元件(G)的表面电阻、显示斑(1)、显示斑(2)、长期可靠性和导通性，其结果示于表2。
比较例2液晶显示元件(H)的制作除了用密封剂(8)替代实施例1中的密封剂(1)之外，其它都与实施例1相同，制得本发明的第1液晶显示元件(H)。
评价所得液晶显示元件(H)的表面电阻、显示斑(1)、显示斑(2)、长期可靠性和导通性，其结果示于表2。
表2
权利要求
1.液晶显示元件，它是将在至少一方的基板的表面依次层叠透明电极膜、透明电极保护膜及定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着规定间隔以各自的透明电极对置的状态配置，在该对附有透明电极的基板间所空出的间隙中封入液晶，用密封剂密封透明电极周边部的间隙的液晶显示元件，其特征在于，固化前述密封剂而形成的密封部的表面电阻在1010～1013Ω/□的范围内。
2.液晶显示元件，它是将在至少一方的基板的表面依次层叠滤色片、透明绝缘性保护被膜、透明电极膜及定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着规定间隔以各自的透明电极对置的状态配置，在该对附有透明电极的基板间所空出的间隙中封入液晶，用密封剂密封透明电极周边部的间隙的液晶显示元件，其特征在于，固化前述密封剂而形成的密封部的表面电阻在1010～1013Ω/□的范围内。
3.液晶显示元件，它是将在至少一方的基板的表面依次层叠TFT阵列、透明平坦化膜、透明电极膜及定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着规定间隔以各自的透明电极对置的状态配置，在该对附有透明电极的基板间所空出的间隙中封入液晶，用密封剂密封透明电极周边部的间隙的液晶显示元件，其特征在于，固化前述密封剂而形成的密封部的表面电阻在1010～1013Ω/□的范围内。
4.如权利要求1～3中任一项所述的液晶显示元件，其特征还在于，前述密封部包含密封用树脂和导电性微粒，该导电性微粒的平均粒径在0.01～1μm的范围内，密封部中的导电性微粒的含量在5～50重量％的范围内。
5.如权利要求1～4中任一项所述的液晶显示元件，其特征还在于，前述导电性微粒为选自氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、氧化钛、未完全氧化的氧化钛，分别掺和了不同元素的氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、未完全氧化的氧化钛的至少1种。
6.如权利要求1～5中任一项所述的液晶显示元件，其特征还在于，前述密封部中还包含密封用隔层。
7.液晶显示元件密封部用密封剂，其特征在于，包含密封用树脂和导电性微粒，根据需要还包含溶剂，该导电性微粒的平均粒径在0.01～1μm的范围内，密封部中的导电性微粒的含量在5～50重量％的范围内。
8.如权利要求7所述的液晶显示元件密封部用密封剂，其特征还在于，前述导电性微粒为选自氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、氧化钛、未完全氧化的氧化钛，分别掺和了不同元素的氧化锡、氧化铟、氧化锑、氧化锌、未完全氧化的氧化钛的至少1种。。
9.如权利要求7或8所述的液晶显示元件密封部用密封剂，其特征还在于，还包含密封用隔层。
全文摘要
本发明的液晶显示元件是将在至少一方的基板的表面依次层叠透明电极膜、透明电极保护膜及定向膜而构成的一对附有透明电极的基板，隔着规定间隔以各自的透明电极对置的状态配置，在该对附有透明电极的基板间所空出的间隙中封入液晶，用密封剂密封透明电极周边部的间隙而形成的液晶显示元件，该元件的其特征是，固化前述密封剂而形成的密封部的表面电阻在10
文档编号G02F1/1343GK1582411SQ02822150
公开日2005年2月16日 申请日期2002年11月6日 优先权日2001年11月8日
发明者藤内笃, 户梶秀章 申请人:触媒化成工业株式会社