JPH11142831A - 高分子分散型液晶表示装置 - Google Patents

高分子分散型液晶表示装置

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JPH11142831A
JPH11142831A JP10181267A JP18126798A JPH11142831A JP H11142831 A JPH11142831 A JP H11142831A JP 10181267 A JP10181267 A JP 10181267A JP 18126798 A JP18126798 A JP 18126798A JP H11142831 A JPH11142831 A JP H11142831A
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liquid crystal
polymer
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crystal display
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JP10181267A
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In Cheol Park
印 哲 朴
Seung Hee Lee
升 ▲ヒ▼ 李
Jae Geon You
在 健 柳
Bong Gyu Rho
鳳 奎 蘆
Soon Ho Beak
舜 好 白
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SK Hynix Inc
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Hyundai Electronics Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は視野角に関係ない高透過率を持つ高
分子分散型液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 本発明の高分子分散型液晶表示装置は、
内側に電極がそれぞれ具備されセルギャップをおいて対
向する一対の基板を含む。基板間に液晶高分子網と、液
晶高分子網と相分離された液晶液滴とが介在される。液
晶高分子網は電界存在の可否に関係なく基板に垂直に配
向され、液晶液滴は多数の液晶分子を含みながら液晶高
分子網中に分散される。液晶高分子網は液晶と類似して
いる屈折率異方性を持つ。望ましくは、液晶高分子網は
液晶の駆動温度より高いガラス転移温度を持つ液晶高分
子が１乃至１００Ｖ電圧により前記基板に垂直に配向さ
れた状態で硬化されたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高分子分散型液晶
表示装置に関し、特に、液晶高分子網中に液晶の分散さ
れた構造を持つ高分子分散型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、多様な液晶表示装置の中で、
ツイストネマチック液晶（Twistednematic ；ＴＮ）モ
ードを持つ液晶表示装置は、低い駆動電圧及び低電力消
耗などの長所を持つために最近では広く使われている。
ＴＮモードセルは透明電極が配置された第１及び第２ガ
ラス基板間に介在されたネマチック液晶層を有する。液
晶分子の長軸は基板面に平行する。第１及び第２基板は
９０°のツイスト角で配向される。しかし、ＴＮモード
液晶表示装置は、偏光システムを使用するため、光の利
用効率が悪いという欠点がある。
【０００３】このような問題を解決するため、ポリマー
媒体中に液晶液滴(droplet)が分散されたポリマー分散
型液晶表示（polymer dispersed liquid crystaldispla
y；ＰＤＬＣＤ）装置が提案された。こうしたＰＤＬＣ
Ｄ装置において、セルに電圧が印加されない時、液晶分
子はランダムに配列され、液晶とポリマー間の屈折率の
差により入射光が散乱され、乳白(milkywhite)状態で存
在する。反面、セルに電圧が印加される時、液晶は電界
方向へ配列され、ポリマーと液晶間に屈折率の差がない
ため、入射光が透過され、透明状態となる。このよう
に、偏光システムを使用することなく、光散乱を利用し
て光のスイッチングを行なうために、光の利用効率が高
い。
【０００４】式１は任意の視野角における液晶の屈折率
ｎ（ａ）を表す。 n(a)=nｅnｏ / (nｅ ２cos２a+nｏ ２sin２a)１／２ ・・・・・式１ ここで、ａは視野角で、ｎｅ は異常光屈折率(index of
refraction for extraordinarylight)で、ｎｏ は定常
光屈折率(index of refraction for ordinarylight)で
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】式１で示したように、
液晶は視野角によって屈折率が変わる屈折率異方性を持
つ反面、通常のポリマーは屈折率異方性を持たない。こ
れに従い、このようなポリマー媒体とその中に分散され
る液晶液滴間の界面で屈折率の差が発生し、透明状態で
も液晶液滴と前記ポリマー間の界面で光が散乱されるこ
とにより、左・右視野角で透過率が急激に減少する。ま
た、該ポリマー媒体の結合力が弱いために耐久性も低下
する。
【０００６】従って、本発明の目的は、視野角に関係な
く高透過率を持つ高分子分散型液晶表示装置を提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した本発明の目的を
達成するため、本発明による高分子分散型液晶表示装置
は、各基板の内側に電極が付設されセルギャップを隔て
対向する一対の基板を含み（光の透過性を重視する場
合、通常透明基板及び透明電極を使用する。）、基板間
には基板面に垂直に配向された液晶高分子網と、該液晶
高分子網から相分離された液晶液滴とが配置される。液
晶高分子網の液晶高分子は、予め基板に対して垂直に配
向させて硬化させてあり、この配向は、電界の存否によ
って影響されない。液晶液滴は、その滴中に多数の液晶
分子を含みセルギャップ中に分散して配置されている液
晶高分子網中に分散する。液晶高分子網（球状の液晶液
滴を内包する多孔体状の場合も多いが、茲では単に
“網”と称した。）の液晶高分子は液晶と類似する屈折
率異方性を持つ。
【０００８】本実施例において、液晶と液晶高分子は、
それらの定常光屈折率ｎｏ、ｎｐｏ、異常光屈折率ｎｅ
、ｎｐｅ、及び屈折率異方性Δｎ、Δｎｐの差はそれ
ぞれ−０．１乃至０．１の範囲内にある。望ましくは、
液晶高分子網は液晶の駆動温度より高いガラス転移温度
を持つ液晶高分子が１乃至１００Ｖの電圧により前記基
板に垂直に配向した状態で硬化させたものである。ま
た、上記の液晶構造における液晶及び液晶高分子の総量
に対する液晶高分子の重量割合は通常１乃至７０％であ
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、 添付の図面を参照しなが
ら本発明の実施例を説明する。図１及び図２は、本発明
の実施例によるＰＤＬＣＤ装置を説明的に示した断面図
である。図１は電圧が印加されない時のＰＤＬＣＤ装置
を示し、図２は電圧が印加された時のＰＤＬＣＤ装置を
示す。
【００１０】図１で第１及び第２基板１１ａ、１１ｂが
対向しながら配置される。第１及び第２基板１１ａ、１
１ｂ間のセルギャップｄは１乃至１００μｍである。第
１及び第２基板１１ａ、１１ｂの内側には第１及び第２
電極１２ａ、１２ｂがそれぞれ形成される。ここで、第
１及び第２基板１１ａ、１１ｂはガラスのような透明な
絶縁物質からなり、第１及び第２電極１２ａ、１２ｂは
ＩＴＯのような透明な導電性物質からなる。第１及び第
２電極１２ａ、１２ｂの形成された第１及び第２基板１
１ａ、１１ｂ間には多数個の液晶分子１３ａを含む液晶
液滴１３が液晶高分子網１４中に分散している。望まし
くは、液晶高分子網１４の重量比（ｗｔ％）は１乃至７
０％である。ここで、液晶はネマチック液晶である。液
晶高分子網１４は電界の存否に関係なく、基板１１ａ、
１１ｂ面に垂直に配列される。また、液晶高分子網１４
は液晶と類似している屈折率異方性Δｎｐを持つ。望ま
しくは、液晶高分子網１４は液晶との定常光屈折率ｎｏ
、ｎｐｏ、異常光屈折率ｎｅ、ｎｐｅ及び屈折率異方
性Δｎ、Δｎｐ の差が、それぞれ−０．１乃至０．１
の範囲を持つ。
【００１１】また、液晶高分子網１４は液晶の駆動温度
以上、例えば６０℃より高いガラス転移温度を持つ液晶
高分子を硬化させたもので、前記液晶高分子は図３に示
したような構造を持つ。図３において、ｘ及びｎは整数
で、Ｒは図に示されるような置換基である。またＧはガ
ラス状態、Ｎネマチック状態、Ｓはセマチック(semati
c) 状態、Ｉ等方状態を表す。例えば、ｎが２で、ＲＯ
ＣＨ３に置換されたときのガラス転移温度は１２０℃で
ある。また、液晶高分子網１４はＵＶ硬化性液晶モノマ
ーがＵＶにより硬化し液晶ポリマーに変形したもので、
前記液晶モノマーは図４Ａ乃至図４Ｄに示したような構
造を持つ。図４Ａ乃至図４Ｄで、Ｃは結晶状態、Ｎはネ
マチック状態、Ｉは等方状態を表す。
【００１２】続いて、上記したＰＤＬＣＤ装置の動作を
説明する。図１に示したように、第１及び第２電極１２
ａ、１２ｂは、電圧が印加されない時 、液晶分子１３
ａがランダムに配列され、液晶分子１３ａとポリマー間
の屈折率の差により入射光が散乱されるので、乳白状態
である。反面、図２に示したように、第１及び第２電極
１２ａ、１２ｂに電圧が印加される時、第１及び第２電
極１２ａ、１２ｂに基板１１ａ、１１ｂに垂直の電界が
形成され、液晶分子１３ａの光軸が電界方向と平行に配
列し、液晶高分子網１４のように基板１１ａ、１１ｂに
垂直に配列される。これに従い、液晶と液晶高分子網１
４との同じ屈折率により、光が透過して画面が透明にな
る。この時、液晶高分子網１４と液晶１３間の屈折率異
方性が類似しているため、液晶高分子網１４と液晶液滴
１３間の界面で光の散乱が防止され、左右視野角での透
過率が向上する。
【００１３】また、上記したＰＤＬＣＤ装置において、
第１及び第２基板１１ａ、１１ｂの外側に検光子及び偏
光子（図示せず）がそれぞれ適用される。この時、検光
子及び偏光子は互いに直交するように配列される。この
ような場合、第１及び第２電極１２ａ、１２ｂに電圧が
印加されない時、入射光は偏光子で線偏光され、液晶分
子１３ａのランダムな配列によって検光子を通過するた
め、ブライト状態になる。反面、第１及び第２電極１２
ａ、１２ｂに電圧が印加される時、入射光は偏光子で線
偏光され、図２に示したような液晶分子１３ａの垂直配
列によって検光子に到達し、前記線偏光された光は光の
出射する検光子の偏光軸と一致しないため、ダーク状態
になる。
【００１４】次に、上記したＰＤＬＣＤ装置の製造方法
を説明する。まず、高いガラス転移温度を持つ液晶高分
子を利用した本発明のＰＤＬＣＤ装置の製造方法を図１
を参照しながら説明する。
【００１５】内側に第１及び第２電極１２ａ、１２ｂが
それぞれ形成された第１及び第２基板１１ａ、１１ｂが
用意されている。第１及び第２基板１１ａ、１１ｂの内
側が対向しながら１乃至１００μｍのセルギャップｄを
おいて配置される。ここで、第１及び第２基板１１ａ、
１１ｂはガラスのような透明な絶縁物質からなり、第１
及び第２電極１２ａ、１２ｂはＩＴＯのような透明な導
電物質からなる。その後、第１及び第２基板１１ａ、１
１ｂの周辺がシール(seal)により封止され空パネル（図
示せず）が形成される。液晶駆動温度、望ましく、６０
℃以上の高いガラス転移温度を持つ液晶高分子とネマチ
ック液晶とが混合されたプレミクスチャ(premixture)が
用意されている。プレミクスチャの液晶高分子の重量比
（ｗｔ％）は１乃至７０％となるようにすることが望ま
しい。この時、液晶高分子は液晶と類似している屈折率
を持つ。望ましくは、液晶高分子は液晶との定常光屈折
率ｎｏ 、ｎｐｏ、異常光屈折率ｎｅ、ｎｐｅ及び屈折
率異方性Δｎ、Δｎｐ の差はそれぞれ−０．１乃至
０．１の範囲を有する物質として、図３に示したような
構造を持つ。その後、プレミクスチャが前記ガラス転移
温度、例えば６０℃以上の温度で加熱され液晶高分子が
溶ける。例えば、図３で、ｎが２の場合、前記加熱は１
２０℃以上の温度で進行される。その後、溶かしたプレ
ミクスチャが前記空パネルに注入される。
【００１６】その後、第１及び第２電極１２ａ、１２ｂ
に１乃至１００Ｖの電圧が印加される。第１及び第２電
極１２ａ、１２ｂ間に、基板１１ａ、１１ｂ面に垂直の
電界が形成され、プレミクスチャ液晶及び液晶高分子が
電界に平行に配列する。このような状態で、プレミクス
チャを急冷または徐冷させることにより、液晶高分子が
硬化し、互いに相分離された液晶高分子網１４と液晶液
滴１３が形成される。
【００１７】次に、ＵＶ硬化性液晶モノマーを利用した
本発明のＰＤＬＣＤ装置の製造方法を図１を参照して説
明する。内側に第１及び第２電極１２ａ、１２ｂがそれ
ぞれ形成された第１及び第２基板１１ａ、１１ｂが用意
されている。第１及び第２基板１１ａ、１１ｂの内側が
対向しながら１乃至１００μｍのセルギャップｄをおい
て配置される。ここで、第１及び第２基板１１ａ、１１
ｂはガラスのような透明な絶縁物質からなり、第１及び
第２電極１２ａ、１２ｂはＩＴＯのような透明な導電物
質からなる。その後、第１及び第２基板１１ａ、１１ｂ
の周辺がシールにより封止され空パネル（図示せず）が
形成される。ＵＶ硬化性液晶モノマーとネマチック液晶
が混合されたプレミクスチャが用意されている。プレミ
クスチャの液晶モノマーの重量比（ｗｔ％）は１乃至７
０％となるようにすることが望ましい。液晶モノマーは
液晶と類似している屈折率異方性を持つ。望ましくは、
液晶モノマーは液晶との定常光屈折率ｎｏ 、ｎｐｏ、
異常光屈折率ｎｅ、ｎｐｅ及び屈折率異方性Δｎ、Δｎ
ｐ の差はそれぞれ−０．１乃至０．１の範囲を有する
物質として、図４Ａ乃至図４Ｄに示したような構造を持
つ。
【００１８】以降、第１及び第２電極１２ａ、１２ｂに
１乃至１００Ｖの電圧が印加されると、第１及び第２電
極１２ａ、１２ｂ間に基板１１ａ、１１ｂ面に垂直の電
界が形成される。これに従い、プレミクスチャの液晶分
子と液晶モノマーが電界と平行に配列される。このよう
な状態で、プレミクスチャにＵＶが照射され、液晶モノ
マーが硬化し、互いに相分離された液晶高分子網１４と
液晶液滴１３が形成される。この時、ＵＶ照射はネマチ
ック状態の温度またはそれ以上の温度で進行される。
【００１９】
【発明の効果】上記したように、本発明によれば、液晶
と類似の屈折率異方性を持つ液晶高分子の網状体ないし
多孔体（本文中では、等に“網”という）と相分離され
た多数の液晶液滴が一対の基板間に配置される。液晶高
分子網は電圧の印加の有無に関係なく基板面に垂直に配
向しているので、電界の印加時には、少ないエネルギー
で、液晶と液晶高分子網が電界に平行に配列し、これら
の類似している屈折率により光が高い効率で透過し、こ
の時、液晶液滴と液晶高分子網間の界面での散乱が防止
される。従って、左・右視野角で透過率が向上され、Ｐ
ＤＬＣＤ装置の表示特性が向上する。
【００２０】また、本発明は前記実施例に限らず、本発
明の技術要旨から逸脱しない範囲内で多様に変形させ実
施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電圧が印加されない時の、本発明の実施例によ
る高分子分散型液晶表示装置を示した説明的断面図であ
る。
【図２】図１の液晶表示装置に、電圧が印加された時の
状態を示す説明的断面図である。
【図３】液晶の駆動温度以上の高いガラス転移温度を持
つ液晶高分子の構造とその転移温度における状態を示
す。
【図４】ＵＶ硬化性液晶高分子モノマーの構造を示す。
【符号の説明】
１１ａ、１１ｂ 第１及び第２基板 １２ａ、１２ｂ 第１及び第２電極 １３ 液滴 １３ａ 液晶分子 １４ 液晶高分子網 ｄ セルギャップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳 在 健 大韓民国 京畿道 利川市 倉前洞 422 −12 石山 ビルラ Ｎａ−202 (72)発明者 蘆 鳳 奎 大韓民国 京畿道 水原市 長安區 迎華 洞 322−11 (72)発明者 白 舜 好 大韓民国 プサン 鎭區 釜岩 １洞 ラ ッキー アパート Ｋａ−905

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 それぞれの内側に少なくともその一方が
    透明電極である電極を付設しセルギャップを保って対向
    する少なくともその一方が透明な一対の基板と、 前記基板間に電界が存在するか否かに関係なく前記基板
    に垂直に配向した液晶高分子から成る液晶高分子網と、 前記液晶高分子網中に該液晶高分子と類似の屈折率異方
    性を有する液晶分子から成る液晶液滴を分散して保有さ
    せることを特徴とする高分子分散型液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記液晶と液晶高分子はこれらの定常光
    屈折率ｎｏ、ｎｐｏ、異常光屈折率ｎｅ 、ｎｐｅ、及
    び屈折率異方性Δｎ、Δｎｐの差が、それぞれ−０．１
    乃至０．１の範囲内にあることを特徴とする請求項１記
    載の高分子分散型液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 前記液晶高分子網は、前記液晶の駆動温
    度より高いガラス転移温度を持つ液晶高分子が電圧によ
    って前記基板に垂直に配向された状態で硬化させたこと
    を特徴とする請求項１記載の高分子分散型液晶表示装
    置。
  4. 【請求項４】 前記液晶高分子は６０℃以上のガラス転
    移温度を持つことを特徴とする請求項３記載の高分子分
    散型液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記液晶高分子は下記の構造式を持つこ
    とを特徴とする請求項４記載の高分子分散型液晶表示装
    置。 【化１】 ここで、ｘとｎは１以上の整数で、ＲはＯＣＨ３ 、Ｏ
    Ｃ５Ｈ１１、ＯＣ６ Ｈ１３からなるグループから選択
    されることを特徴とする請求項４記載の高分子分散型液
    晶表示装置。
  6. 【請求項６】 前記液晶高分子は下記の構造式で示され
    る液晶高分子から成るなる群から選択されたものである
    ことを特徴とする請求項５記載の高分子分散型液晶表示
    装置。 【化２】 【化３】 【化４】 【化５】
  7. 【請求項７】 前記液晶高分子は、下記の構造式で表わ
    されることを特徴とする請求項４記載の高分子分散型液
    晶表示装置。 【化６】 ここで、ｘとｎは１以上の整数で、ＲはＯＣＨ３ 、Ｏ
    Ｃ３Ｈ７ 、ＯＣ６ Ｈ１３からなる群から選択されたも
    のであることを特徴とする請求項４記載の高分子分散型
    液晶表示装置。
  8. 【請求項８】 前記液晶高分子は、下記の構造式からな
    る群から選択される一つの物質であることを特徴とする
    請求項７記載の高分子分散型液晶表示装置。 【化７】 【化８】 【化９】 【化１０】
  9. 【請求項９】 前記液晶高分子網は、ＵＶ硬化性液晶モ
    ノマーが１乃至１００Ｖの電圧により前記基板に垂直に
    配列された状態でＵＶにより硬化されたことを特徴とす
    る請求項１記載の高分子分散型液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記ＵＶ硬化性液晶モノマーは、下記
    の構造式からなる群から選択されたものであることを特
    徴とする請求項９記載の高分子分散型液晶表示装置。 【化１１】 【化１２】 【化１３】 【化１４】
  11. 【請求項１１】 前記液晶高分子網の液晶高分子と液晶
    との重量割合が１乃至７０％であることを特徴とする請
    求項１記載の高分子分散型液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】 前記セルギャップが１乃至１００μｍ
    であることを特徴とする請求項１記載の高分子分散型液
    晶表示装置。
  13. 【請求項１３】 前記基板の外側に配置された偏光板を
    含むことを特徴とする請求項１記載の高分子分散型液晶
    表示装置。
  14. 【請求項１４】 前記偏光板は互いに直交することを特
    徴とする請求項１３記載の高分子分散型液晶表示装置。
JP10181267A 1997-06-27 1998-06-26 高分子分散型液晶表示装置 Pending JPH11142831A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970028471A KR100247640B1 (ko) 1997-06-27 1997-06-27 액정 표시 소자 및 그 제조방법
KR1997/P28471 1997-06-27

Publications (1)

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JPH11142831A true JPH11142831A (ja) 1999-05-28

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ID=19511891

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