KR0157739B1 - 액정 표시 소자 및 그의 제조 방법 - Google Patents

액정 표시 소자 및 그의 제조 방법

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KR0157739B1
KR0157739B1 KR1019950021281A KR19950021281A KR0157739B1 KR 0157739 B1 KR0157739 B1 KR 0157739B1 KR 1019950021281 A KR1019950021281 A KR 1019950021281A KR 19950021281 A KR19950021281 A KR 19950021281A KR 0157739 B1 KR0157739 B1 KR 0157739B1
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KR1019950021281A
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고이찌 후지모리
신지 야마기시
도끼히꼬 시노미야
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쯔지 하루오
샤프 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 액정 표시 소자는 전극이 제공되어 있는, 적어도 한 쪽이 투명한 한 쌍의 기판, 이 기판 사이에 각각 배치된 액정 영역 및 상기 액정 영역을 포위하는 고분자 벽을 포함하는 액정 표시 소자이다. 이와 같은 액정 표시 소자는 액정 재료 및 광경화성 수지의 이동도를 제어하기 위해 한 쌍의 기판 사이에 배치된, 액정 재료 및 광경화성 수지를 함유하는 혼합물을 포함하는 액정 셀을 상기 액정 재료의 전이 온도보다 높은 온도로 가열하는 것으로서 1회 이상 수행되는 가열 단계, 및 상기 액정 재료와 상기 광경화성 수지를 상 분리시켜서 소정의 위치에 액정 영역과 고분자 벽을 형성시키기 위해 상기 가열시킨 액정 셀을 상기 전이 온도보다 낮은 온도로 냉각시키는 것으로서 1회 이상 수행되는 냉각 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다.

Description

액정 표시 소자 및 그의 제조 방법.
제1도는 본 발명의 액정 표시 소자의 일례를 나타내는 개략 단면도.
제2a도는 본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 가열 및 냉각 처리 전의 액정 셀을 나타내는 사진.
제2b도는 본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 가열 및 냉각 처리 후의 액정 셀을 나타내는 사진.
제2c도는 본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 가열 온도에서 액정 셀의 소정의 위치에 선택적으로 자외선을 조사한 후의 액정 셀을 나타내는 사진.
제3도는 본 발명의 액정 표시 소자의 다른 예를 나타내는 개략 단면도.
제4a도는 제3도에 나타낸 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 광 조사 공정을 나타내는 개략도.
제4b도는 제3도에 나타낸 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상 분리가 일어난 후의 상태를 나타내는 개략도.
제5도는 본 발명의 액정 표시 소자의 또 다른 예를 나타내는 개략 단면도.
제6도는 본 발명의 액정 표시 소자의 또 다른 예를 나타내는 개략 단면도.
제7도는 본 발명의 액정 표시 소자의 또 다른 예를 나타내는 개략 단면도.
제8a도는 제7도에 나타낸 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 광 조사 공정을 나타내는 개략도.
제8b도는 제7도에 나타낸 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 상 분리가 일어난 후의 상태를 나타내는 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 액정 셀 2,2' : 기판
4 : 고분자 벽 5,5' : 픽셀 전극
7 : 액정 영역 100 : 액정 표시 소자
본 발명은 액정 표시 소자 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 전극이 제공되어 있는, 적어도 한 쪽이 투명한 한 쌍의 기판, 상기 기판 사이에 각각 배치된 액정 영역 및 상기 액정 영역을 포위하는 고분자 벽을 포함하는 액정 표시 소자, 및 그러한 액정 표시 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
현재, 각종 표시 모드의 액정 표시 소자가 사용되고 있다. 예를 들면, 전기 광학 효과를 이용하는 액정 표시 소자로서는 네마틱(nematic)액정을 사용하는 트위스티드 네마틱(twisted nematic:TN)모드 또는 슈퍼-트위스티드 네마틱(super-twisted nematic:STN)모드의 액정 표시 소자가 실용화되고 있다. 또한, 최근에는, 강유전성 액정(FLC)을 사용한 액정 표시 소자도 실용화되고 있다.
또한, 표시를 투명 상태 또는 불투명 상태가 되도록 전기적으로 제어하기 위하여 액정의 복굴절율을 이용하는 액정 표시 소자가 제안되어 있다. 이러한 액정표시 소자에서는 기본적으로 액정 분자의 통상의 빛에 대한 굴절율과 표시 매체인 고분자의 굴절율이 일치한다. 더욱 구체적으로, 그러한 액정 표시 소자에서, 전압을 인가하여 액정 분자가 전장 방향으로 균일하게 배향될 경우에는 투명 상태를 나타내고, 전압을 인가하지 않을 경우에는 액정 분자의 배향의 무질서함에 기인한 광산란 때문에 불투명 상태를 나타낸다.
이와 같은 액정 표시 소자의 제조 방법으로서는, 다음과 같은 제조 방법들이 제안되어 있다.; (1)일본국 특허 공고 (소)58-501631호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 고분자 캡슐에 액정을 포함시켜 표시 매체를 제공하는 방법; (2)일본국 특허 공고 (소)61-502128호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 광경화성 수지(또는 열경화성 수지)와 같은 고분자 재료와 액정 재료를 혼합하고, 광(또는 열)으로 고분자 재료를 경화시켜 액정 재료를 고분자 재료로부터 상분리시켜 액정 재료와 고분자 재료와의 혼합물 중에 액정 영역을 형성시키는 방법; (3)일본국 특허 공개 (평)3-72317호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 소적 형태의 액정 영역의 직경을 제어하는 방법; (4)일본국 특허 공개(평)3-59515호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 고분자 다공막에 액정을 함침시키는 방법; 및 (5)일본국 특허 공개 (평)3-46621호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 서로 격리되어 배치된 2개의 투명 전극 사이에 설치된 액정 중에 광산란원이 고분자 비드를 부유시키는 방법. 그러나, 이들 방법들은 각각 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.
(1)고분자 캡슐에 액정을 함유시켜 표시 매체를 제공하는 경우에는, 각 고분자 캡슐에 함유시킨 액정 분자가 독립적인 액정 영역을 형성한다. 그 때문에, 액정 분자를 배향시키기 위한 구동 전압이 각 액정 영역 마다 다르다. 그 결과, 전 액정 영역을 동시에 작동시키기 위해서는 높은 구동 전압을 필요로 하므로 액정 표시 소자로서의 이용 범위가 제한된다.
(2)액정 재료와 고분자 재료의 혼합물 중에 액정 영역을 형성시킨 경우에는, 액정 영역을 혼합물 중에서 원하는 위치에서 정확하게 형성시키기가 어렵다.
(3)소적 형태의 액정 영역의 직경을 제어하는 경우에는, 액정 영역의 직경을 정밀하게 제어하기가 어렵다.
(4)고분자 다공막에 액정을 함침시킨 경우에는, 액정 영역의 형성에 상 분리를 이용하지 않는다. 따라서, 이용 가능한 고분자 재료 및 액정 재료의 선택의 폭이 아주 넓고, 액정을 함침시킨 고분자 다공막이 쉽게 형성될 수 있다. 그러나, 현 상태에서 이 방법은 소적 형태의 액정 영역의 직경을 정밀하게 제어하고 기판표면을 따른 방향으로 액정 영역을 정밀하게 형성하는 것도 어려운 문제점을 갖고 있다.
(5)광산란원이 되는 고분자 비드(bead)를 액정 중에 부유시킨 경우에는, 광산란 강도는 크지만, 비드를 균일하게 분산시키는 것이 어렵다. 따라서, 각 픽셀(pixel)에서 동일한 정도의 산란을 발생시키는 것이 곤란하므로 표시가 불규칙하게 된다.
이상과 같이, 고분자 액정을 사용하고 그안에 소적 형태의 액정 영역이 분산 되어 있는 고분자 분산형의 액정 표시 소자에 있어서, 그의 제조 방법 때문에, 액정 영역의 형상이 균일하지 않고, 또한 그 기판 표면을 따른 방향으로 액정 영역의 위치를 정확하게 제어하기가 어렵다. 이와 같은 고분자 분산형의 액정 표시 소자에서는, 액정 영역의 위치를 정확하게 제어할 수 없을 뿐만 아니라 각 액정 영역마다 구동 전압이 다르다. 따라서, 그러한 유형의 액정 표시 소자는 출발값에서 경사진 전기 광학 특성을 나타내지 않고 구동 전압이 상대적으로 높다. 또한, 이와 같은 고분자 분산형의 액정 표시 소자는 빛의 산란능이 낮은 액정 영역이 다수 존재하기 때문에, 상대적으로 콘트라스트가 낮은 또다른 문제점을 갖고 있다.
또한, 이와 같은 액정 표시 소자에서 높은 명확도를 유지하면서 스크린을 대화면화하는 것이 불가능하다. 게다가, 액정 표시 소자가 신호를 평균화한 값에 따라 구동되는 듀티(duty) 구동 시스템의 경우, 듀티 값을 크게 하는 것이 불가능하다.
고분자 분산형 액정 표시 소자에 있어서 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명자들은 새로운 표시 모드를 발견하였다. 이 표시 모드는 다음과 같은 특징을 갖는다. (1)액정 재료와 고분자 재료와의 상 분리가 보다 명확하고, 또한, 픽셀 영역에는 액정 영역이 형성되고 비픽셀 영역에는 고분자 영역이 형성된다. (2)이 고분자 영역이 컬럼 형태로 형성되어 스페이서로서 기능하는, 액정 영역을 포위하는 고분자 벽을 얻게 된다. 따라서, 이와 같은 표시 모드를 갖는 액정 표시 소자는 내충격성이 우수하다. 본 발명자들은, 그러한 표시 모드를 갖는 액정 표시 소자의 제조 방법으로서 다음과 같은 2가지의 제조 방법을 제안하고 있다.
첫 번째 제조 방법은 (1) 서로 대향 배치된 한 쌍의 기판 사이에 상기 액정 재료, 고분자 재료로서의 광경화성 수지 및 광중합 개시제와의 혼합물을 주입하는 단계, (2) 픽셀 영역에 빛이 조사되는 것을 방지하기 위하여 한쪽 기판상에 포토마스크를 제공하는 단계; 및 (3) 포토마스크 위로 자외광(이하, UV선으로 칭함)을 혼합물에 조사하는 단계를 포함한다. 따라서, 빛이 약하게 조사되는 영역인 픽셀 영역에 액정 영역이 형성되고, 빛이 강하게 조사되는 영역인 비픽셀 영역에는 고분자영역이 형성된다. 이와 같은 액정 표시 소자의 제조 방법은 일본국 특허 공개 평6-301015호 기재되어 있다. 이 제조 방법에 따라서, 포토마스크를 사용하여 픽셀 영역에 빛이 조사되는 것을 방지하여 소정의 위치에서 픽셀 영역에 액정 영역을 형성할 수가 있다.
두 번째 제조 방법은 인듐 주석 산화물(ITO) 전극을 포토마스크로서 사용하는 자기 정렬법(self-alignment method)을 이용하는 방법이다. 이 제조 방법은 ITO전극이 UV선을 흡수하는 성질을 이용하여 ITO전극을 포토마스크로서 사용한다. ITO전극부와 비 ITO전극부의 투과율의 차이를 이용하여 빛의 강한 조사 영역과 약한 조사 영역을 형성하여 픽셀 영역에 액정 영역을 형성하는 방법이다.
상기 제조 방법에서, 최종적인 목표는 픽셀 영역에 광경화성 수지를 잔류시키지 않도록 완전한 상분리를 행하는 것, 즉 액정 영역과 고분자 영역을 완전하게 분리시키는 것이다. 그러나, 액정 재료와 광경화성 수지를 완전하게 상분리시키는 것은 아주 어렵다, 즉, 상기와 같은 제조 방법에서는, 액정 영역내에 광경화성 수지가 잔류하거나 고분자 영역(즉, 고분자 벽)내에 액정 재료가 잔류하는 경우가 많다. 액정 영역내에 광경화성 수지가 잔류되는 경우에는, (1)잔류된 광경화성 수지로 인해 판넬의 개구율이 저하하거나; 또는 (2) 배향 막 상에 광경화성 수지가 잔류하여 액정 분자의 배향 상태가 악화되고, 그 결과 액정 표시 소자의 광학 특성(예를 들면, 응답 속도 또는 콘트라스트)가 저하하는 문제점을 갖는다. 한편, 고분자 벽내에 액정 재료가 잔류하는 경우에는, (1)비픽셀 영역에서 생긴 광산란에 의해 액정 표시 소자의 광학 특성이 저하되거나; 또는 (2)고분자 벽으로서의 강도가 불충분하고, 그 결과 액정 표시 소자의 내충격성이 불충분한 문제점을 갖는다.
이상과 같이, 액정 재료와 광경화성 수지의 상분리가 완전하지 않은 경우에는, 여러 문제점이 발생한다. 그러므로, 액정 재료와 광경화성 수지가 더욱 명확하게 상분리된 액정 표시 소자가 요망된다.
전극이 제공되어 있는, 적어도 한 쪽이 투명한 한 쌍의 기판, 상기 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정 영역과 그 액정 영역을 포위하는 고분자 벽을 포함하는 본 발명의 액정 표시 소자는, 한 쌍의 기판 사이에 배치된 액정 재료 및 광경화성 수지를 함유하는 혼합물을 포함하는 액정 셀을 그 액정 재료 및 그 광경화성 수지의 이동도를 제어하기 위하여 그 액정 재료의 전이 온도 보다 높은 온도까지 가열하는 것으로서 1회 이상 수행되는 가열 단계; 및 그 액정 재료와 그 광경화성 수지를 상분리시켜 원하는 위치에 액정 영역과 고분자 벽을 형성하기 위하여 가열된 액정 셀을 그 전이 온도 보다 낮은 온도까지 냉각시키는 것으로서 1회 이상 수행되는 냉각 단계를 포함하는 방법에 의해 얻어진다.
본 발명의 할 실시태양에서, 상기 액정 영역에 존재하는 고분자의 양은 그 액정 영역에 존재하는 액정 및 그 고분자량의 총량에 대하여 3중량%이하이다.
본 발명의 다른 실시태양에서는 상기 액정 영역에 존재하는 액정의 전이 온도와 상기 액정 재료의 전이 온도와의 차이는 ±10℃이하이다.
본 발명의 다른 면에 따라서, 전극이 제공되어 있는, 적어도 한 쪽이 투명한 한 쌍의 기판, 그 기판 사이에 배치된 액정 영역과 그 액정 영역을 포위하는 고분자 벽을 포함하는 본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법은, 한 쌍의 기판 사이에 배치된, 상기 액정 재료 및 광경화성 수지를 함유하는 혼합물을 포함하는 액정 셀을 그 액정 재료 및 그 광경화성 수지의 이동도를 제어하기 위하여 그 액정 재료의 전이 온도 보다 높은 온도까지 가열하는 것으로서 1회 이상 수행되는 가열 단계; 및 그 액정 재료를 상기 광경화성 수지로부터 상 분리시켜 소정의 위치에 액정 영역과 고분자 벽을 형성하기 위하여, 가열시킨 액정 셀을 상기 전이 온도 보다 낮은 온도까지 냉각시키는 것으로서 1회 이상 수행되는 냉각 단계로 이루어진다.
본 발명의 한 실시태양에서, 상기 방법은 전이 온도 보다 높은 온도에서 상기 액정 셀에 UV선을 1회 이상 조사하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시태양에서, UV선의 조사는 자가 정렬법에 의해 행해진다.
본 발명의 다른 실시태양에서, UV선의 조사는 포토마스크를 통해 행해진다.
본 발명의 다른 실시태양에서, 전이 온도 보다 낮은 온도는 실온 이하이다.
본 발명의 다른 실시태양에서, 전이 온도 보다 낮은 온도는 0℃이다.
본 발명의 다른 실시태양에서, 냉각 단계에서의 냉각 속도는 3℃/시간 내지 20℃/시간이다.
따라서, 본 발명은 다음과 같은 장점을 제공한다: (1) 액정 재료가 광경화성 수지로부터 더욱 명확하게 분리되는 액정 표시 소자를 제공하고; (2)액정 영역에 고분자가 남아있지 않아 양호한 액정 분자 배향 상태를 유지하는 액정 표시 소자를 제공하고; (3)우수한 광학 특성(예를 들면, 감응 속도 및 콘트라스트)를 갖는 액정 표시 소자를 제공하고; (4)우수한 내충격성을 갖는 액정 표시 소자를 제공하고; (5)이와 같은 액정 표시 소자의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 이들 및 기타 장점은 첨부된 도면을 참고로 하여 다음의 상세한 설명을 읽고 이해함으로써 당업계의 숙련가에게 명확해질 것이다.
본 명세서에서, 전이 온도란 액정(상 분리 전의 액정 재료 및 상 분리 후의 액정)의 전이 온도를 의미한다. 즉, 전이 온도는 액정이 액정 상태로부터 등방성 액체 상태로 변하는 온도를 의미한다.
제1도는 본 발명의 액정 표시 소자의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 이 액정 표시 소자(100)은 액정 셀(1) 및 상기 액정 셀의 외측 표면에 배치된 편광판(도시되어 있지 않음)을 갖는다. 액정 셀(1)은 한 쌍의 기판(2,2')가 서로 대향하여 배치되고, 각각 상기 기판(2,2')상에 소정의 형상으로 패턴화된 픽셀 전극(5,5')가 제광되어 있다. 기판(2,2') 사이에 액정 영역(7) 및 상기 액정 영역(7)을 포위하는 고분자 벽(4)이 있다. 액정 영역(7) 및 고분자 벽(4)는 액정 재료와 광경화성 수지와의 상 분리에 의해 형성된다. 고분자 벽(4)는 소정의 위치에 형성될 수 있다.
기판(2,2')는 적어도 한 쪽이 투명하면 된다. 기판(2,2')으로는 저알칼리 유리, 석영 유리, 실리콘, PET필름을 사용할 수 있다. 기판의 한 쪽은 금속을 함유해도 좋다. 각 기판의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 1.2㎜이다.
픽셀 전극(5,5')으로는 ITO 및 알루미늄을 사용할 수 있다. 픽셀 전극(5,5')는 상기 기판(2,2')상에 소정의 두께로 증착된 다음 사진평판(photolithography), 스크린 인쇄 등의 수법에 의해 소정의 형상으로 패턴화된다. 패턴화 방법으로서는 사진평판이 바람직하다.
픽셀 전극(5,5')는 예를 들면 다음과 같이 형성된다. 사진평판에 의해 소정폭의 픽셀 전극(5,5')을 소정의 간격으로 형성한다. 이 픽셀 전극(5,5')는 기판(2,2')의 법선 방향으로부터 봤을 때 상호 교차하도록 형성되고, 양 픽셀 전극(5,5')이 겹치는 부분이 표시에 기여하는 픽셀(즉, 픽셀부(3))이 된다. 각 픽셀 전극의 폭은 바람직하게는 200내지 300㎛이고, 픽셀 전극사이의 간격은 바람직하게는 10 내지 30㎛이고, 각 픽셀 전극의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 0.25㎛이다. 이들은 표시용 용도에 따라 변할 수 있다.
제1도에 나타나 있지는 않지만, 기판(2,2')상의 소정의 위치에는 전기 절연막 및 배향막이 이 순서로 형성되는 것이 바람직하다. 전기 절연막으로는 SiO2등이 사용될 수 있다. 전기 절연막은 스퍼터링 등의 수법을 사용하여 형성할 수 있다. 배향막으로는 폴리이미드 수지 등을 사용할 수 있다. 배향막은 플렉소인쇄등의 수법을 사용하여 형성할 수 있다. 배향막의 두께는 바람직하게는 0.07 내지 0.09㎛이다. 배향막으로는 바람직하게는 러빙(rubbing)법 등의 배향 처리를 행할 수 있다.
액정 영역(7)을 형성하는 액정 재료는 혼합물이 실온 부근에서 액정 거동을 나타내는 한 임의의 공지된 유기 혼합물을 사용할 수 있다. 네마틱 액정, 콜레스테릭 액정, 스멕틱(smectic)액정, 강유전성 액정, 디스코틱(discotic)액정 등과 같은 액정 재료를 사용할 수 있다. 이들 유형의 액정 재료들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
고분자 벽(4)를 형성하는 광경화성 수지는 광경화성 단량체를 공지의 방법으로 중합함으로써 얻을 수 있다. 광중합성 단량체로서는 예를 들면 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 알킬기, 아릴기 또는 시클로알킬기를 갖는 아크릴산, 메타크릴산, 그의 에스테르 및 그의 힐로겐화물을 들 수 있다. 이들의 구체적인 예로는 이소부틸 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 이소아밀 아크릴 레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, n-라우릴 메타크릴레이트, 트리데실 메타크릴레이트, n-스테아릴 메타크릴레이트, n-시클로헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 아다만틸 아크릴레이트, 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸 메타크릴레이트, 2,2,3,4,4,4-헥사클로로부틸 메타크릴레이트, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필 메타크릴레이트, 2,2,3,3-테트라클로로프로필 메타크릴레이트, 퍼플루오로옥틸에틸 메타크릴레이트, 퍼플루오로옥틱에틸 아크릴레이트 및 퍼클로로옥틸에틸 메타크릴레이트를 들 수 있다. 그밖에, 다관능성 화합물을 사용할 수 있다. 다관능성 화합물의 예로는 비스페놀 A 디아크릴레이트, 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트 및 테트라메틸올 메탄 테트라아크릴레이트를 들수 있다. 상기 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하여 중합시킬 수 있다.
액정 재료 및 광경화성 수지의 혼합물에는 필요에 따라 광중합 개시제 또는 키랄 도핑제와 같은 첨가제를 첨가할 수 있다.
상기 액정 재료, 광경화성 수지 및 첨가제(필요에 따라 첨가됨)의 혼합물은 공지의 방법으로 기판 사이에 주입할 수 있다.
이하, 광경화성 수지와 액정 재료를 상 분리시켜 액정 영역 및 고분자 벽을 형성시키는 방법을 설명한다.
상기 혼합물을 함유하는 액정 셀을 액정 재료의 전이 온도보다 높은 온도(이하, 가열 온도로 칭함)로 가열시킨 다음 액정 셀을 액정 재료의 전이 온도보다 낮은 온도로 냉각시킨다(이하, 냉각 온도라 칭함). 가열 온도는 전이 온도에 의존하여 변화되지만, 바람직하게는 80 내지 110℃, 및 더욱 바람직하게는 90 내지 100℃이다. 냉각 온도는 바람직하게는 실온 이하, 더욱 바람직하게는 0℃이하이다. 냉각 온도가 0℃이하일 경우, 광경화성 수지가 결정화한다. 결과적으로, 액정 재료 내에 잔류하는 광경화성 수지가 용이하게 분리됨으로서 액정 영역의 액정의 순도를 향상시키는 것이 가능하다. 냉각 속도는 바람직하게는 3℃/시간 내지 20℃/시간, 및 더욱 바람직하게는 5℃/시간 내지 10℃/시간이다. 상기한 범위에서 점차적으로 냉각시킴으로써 액정 재료 및 광경화성 수지의 이동에 필요한 시간을 얻는 것이 가능하다. 결과적으로, 액정 재료 및 광경화성 수지의 개별 이동도가 커지는 것이 가능하다. 따라서, 액정 재료 및 광경화성 수지 사이의 상분리가 더욱 용이하게 일어나고, 더욱 명확한 액정 영역 및 고분자 영역이 형성될 수 있다.
바람직하게는, 가열 및 냉각 처리는 수 회 반복한다. 가열 및 냉각 처리의 반복 회수는 액정 재료와 광경화성 수지 사이의 상용성(즉, 얼마나 용이하게 상분리를 유발할 수 있는가)에 의존하지만, 바람직하게는 1내지 7회, 및 더욱 바람직하게는 3 내지 5회이다.
바람직하게는, 가열 온도에서 UV선을 액정 셀의 목적 위치 상에 선택적으로 조사할 수 있다. 이러한 고온에서 UV선을 조사함으로써, 액정 재료 중에 잔류하는 광경화성 수지를 액정 재료로부터 신속하게 분리하여 픽셀 영역에 형성된 액정 구역의 액정의 순도를 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로, 전이 온도보다 더 높은 가열 온도로 가열함으로써 액정 재료가 등방성 액체 상태가 된다. 따라서, 액정 재료와 광경화성 수지의 상용성이 향상된다. 결과적으로, 액정 재료와 광경화성 수지의 혼합물의 균일성이 향상되고, 액정 재료 및 광경화성 수지의 분자의 이동도가 커지게 된다. 따라서, 냉각 공정에서 액정 재료를 광경화성 수지로부터 더욱 용이하게 상분리하는 것이 가능하고, 액정 영역과 고분자 영역이 더욱 명확하게 형성되는 것이 가능하다.
UV선 조사를 상기 반복 가열 공정 중 어느 하나 중에서 수행할 수 있지만, 가열 및 냉각 처리를 적어도 한번 수행한 후 UV선 조사를 수행하는 것이 바람직하다. 이것은 가열 및 냉각 처리로 인한 온도 변화에 의하여 액정 재료 및 광경화성 수지의 혼합물에 함유된 광경화성 수지의 부피가 변화하기 때문이다. 먼저 부피의 변동에 의해 유발된 토출 효과에 의하여 광경화성 수지로부터 액정 재료가 랜덤하게 상분리된다. 따라서, UV선 조사 이전에 광경화성 수지로부터의 액정 재료의 랜덤한 상분리를 유발함으로써, UV선에 의한 광경화성 수지로부터의 액정 재료의 상분리가 더욱 용이하게 수행될 수 있고, 더욱 명확한 액정 영역 및 고분자 영역이 형성될 수 있다.
UV선의 광원의 예로는 고압 수은 램프 및 금속 할라이드 램프가 있다. UV선을 선택적으로 조사하는 방법으로는 포토마스크를 사용한 방법, 픽셀 전극(ITO전극)자체를 포토마스크로 사용한 자가-정렬 방법이 있다. UV선은 액정 셀의 일측 또는 그의 양측 모두에 조사될 수 있다. 그러나, 포토마스크가 사용되는 경우에는 UV선을 포토마스크측 상의 액정 셀 양측 전체에 조사하는 것이 바람직하다. 조도는 바람직하게는 5 내지 12mW/㎠, 및 더욱 바람직하게는 6 내지 mW/㎠이다. 조사 시간은 바람직하게는 5 내지 10분, 및 더욱 바람직하게는 6 내지 8분이다.
이러한 가열 및 냉각 처리 및 UV선 조사의 효과를 나타내는 하나의 예를 제2a도, 2b도 및 2c도에 예로서 설명할 것이다.
제2a도는 가열 및 냉각 처리 전의 액정 셀을 나타내는 개략도이다. 제2a도에서 부호(23)은 픽셀 영역을 나타내고, 흑점(29)는 스페이서를 나타낸다. 제2a도에 나타난 바와 같이, 가열 및 냉각 처리 전에 액정 재료와 광경화성 수지의 균일 혼합물을 주입한다. 제2b도는 가열 및 냉각 처리 후의 액정 셀을 나타내는 개략도이다. 제2b도에서 부호(27')는 랜덤한 상분리에 의해 얻은 액정 재료를 나타내고, 흑색 띠부분(24')는 랜덤한 상분리에 의해 얻은 광경화성 수지이다. 제2b도에 나타난 바와 같이, 가열 및 냉각 처리를 받음으로써 액정 재료와 광경화성 수지는 랜덤하게 상분리된다. 제2c도는 가열 온도에서 액정 셀의 목적 위치(즉, 비픽셀 영역)에 UV선을 선택적으로 조사한 후의 액정 셀을 나타내는 개략도이다. 제2c도에 나타난 바와 같이, UV선의 선택적 조사에 의해 픽셀 영역(23)에 형성된 액정 영역(27)을 포위하기 위하여 고분자 벽(24)가 형성된다.
상기한 바와 같이 형성된 액정 영역의 액정 중에 함유된 고분자의 양은 액정 영역 내에 존재하는 액정 및 중합체의 총량을 기준으로 바람직하게는 3중량%이하, 및 더욱 바람직하게는 2중량%이하이다. 액정 영역 내에 있는 액정의 전이 온도와 광경화성 수지와 혼합하기 전의 액정 재료의 전이 온도차는 바람직하게는 ±10℃이하, 및 더욱 바람직하게는 ±5℃이하이다.
본 발명의 액정 표시 소자 및 그의 제조 방법은 능등적으로 구동될 수 있는 대부분의 액정 모드(TN, STN, FLC, ECB 등)에 적용가능하다. 또한, 본 발명의 액정 표시 소자의 제조 방법은 투과형 액정 표시 소자 및 반사형 액정 표시 소자에도 적용가능하다.
상기한 바람직한 실시태양은 임의의 적당한 방법을 화합할 수 있다.
본 발명에 따라 기판 사이에서 액정 재료 및 광경화성 수지의 혼합물을 간섭하는 액정 셀을 액정 재료의 전이 온도보다 더 높은 온도로 가열시킨 후, 액정 재료의 전이 온도보다 낮은 온도로 냉각시킨다. 액정 셀을 이렇게 높은 가열 온도로 가열함으로써 액정 셀 내의 혼합물 중의 액정 재료는 등방성 액체 상태가 된다. 이러한 이유로 액정 재료와 광경화성 수지의 상용성은 향상된다. 결과적으로, 액정 재료와 광경화성 수지의 혼합물의 균일성이 향상되고, 액정 재료와 광경화성 수지의 분자성의 이동도가 커진다. 액정 재료와 광경화성 수지의 분자의 이동도를 이와 같이 제어함으로써 냉각 공정에서 광경화성 수지로부터의 액정 재료의 상분리를 더욱 용이하게 하는 것이 가능하다. 결과적으로, 더욱 명확한 액정 영역과 고분자영역을 형성하는 것이 가능하다.
이러한 가열 및 냉각 공정을 수회 반복할 경우, 가열 냉각 공정의 효과는 더욱 현저하게 된다. 이것은 가열 및 냉각 공정으로 인한 온도 변화가 혼합물 중의 광경화성 수지의 부피를 변화시키기 때문이다. 이러한 부피 변화에 의한 토출 효과에 의하여 광경화성 수지로부터 액정 재료가 랜덤하게 상분리된다. 따라서, UV선 조사 이전에 광경화성 수지로부터 액정 재료를 랜덤하게 상분리함으로써 UV선에 의한 광경화성 수지로부터의 액정 재료의 상분리가 더욱 용이하게 수행될 수 있고, 더욱 명확한 액정 영역 및 고분자 영역이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 하나의 실시태양에 따라 가열 온도에서 UV선을 액정 셀에 조사한다. 상기와 같이 UV선을 혼합물에 조사할 경우, 액정 재료와 광경화성 수지가 균일하게 혼합되고, 액정 재료와 광경화성 수지의 분자의 이동도가 충분히 커서 더욱 명확한 상분리를 달성할 수 있다.
또한, 냉각 온도를 광경화성 수지가 결정화하기에 충분히 낮은 온도로 설정함으로써 토출 효과가 더욱 현저해진다. 또한, 냉각 속도를 적당한 범위로 설정함으로써 액정 재료와 광경화성 수지가 이동하기에 충분한 시간이 준비될 수 있다. 결과적으로 액정 재료와 광경화성 수지의 개별 이동도를 크게 할 수 있다. 따라서, 액정 재료와 광경화성 수지의 상분리가 더욱 용이하게 수행될 수 있고, 더욱 명확한 액정 영역 및 고분자 영역을 얻을 수 있다.
이러한 메카니즘을 적당히 결합하여 액정 재료를 광경화성 수지로부터 더욱 용이하게 상분리하고, 더욱 명확한 액정 영역 및 고분자 영역을 형성함으로써 현저하게 우수한 품질의 액정 표시 소자를 얻을 수 있다.
[실시예]
이하, 본 발명을 구체적인 실시예로 설명할 것이지만, 본 발명은 이러한 실시예에 제한되는 것은 아니다.
[실시예1]
제1도에 도시된 바와 같은 액정 표시 소자(100)을 하기와 같이 제조하였다.
먼저, 사진평판에 의해 기판(2) 및 (2')상에 ITO의 픽셀 전극(5) 및(5')를 폭 280㎛ 및 간격 20㎛의 줄무늬형태로 제공하였다. 상기 픽셀 전극(5) 및 (5')는 두께가 2000Å이다. 상기 픽셀 전극(5) 및 (5')를 인가하기 위하여 전기 절연막 및 배향막을 형성하였다. 다음에, 나일론포를 사용하여 배향막에 러빈 처리를 행하였다. 기판부(6)은 픽셀 전극(5'), 기판(2'), 절연막 및 배향막을 포함한다. 한쌍의 기판(6) 및 (6')를 서로 반대편에 형성하여 기판(6)의 픽셀 전극(5)는 기판에 대한 방향으로부터 볼 경우 기판부(6')의 픽셀 전극(5')와 수직이다. 이어서, 각 기판부(6) 및 (6')사이에 스페이서(도시되지 않음)를 개제시키고, 밀봉제(sealing agent)에 의해 기판부(6) 및 (6')를 결합시켰다.
다음에, 각 기판부(6) 및 (6')사이에 액정 재료, 광경화성 수지 및 광중합개시제의 혼합물을 주입하였다. 더욱 구체적으로는 키랄 도우핑제(S-811)를 0.3%첨가한 액정 재료(ZLI-4792, Merck Co., Inc. 제품)4g, 광경화성 수지로서의 아다멘틸 아크릴레이트 0.1g, p-페닐스티렌 0.07g, 이소보르닐 메타크릴레이트 0.8g 및 퍼플루오로메타크릴레이트 0.1g의 혼합물 및 광중합 개시제(Irugacure 651, 시바 가이기 코포레이션 제품) 0.003g을 혼합하였다. 이 혼합물을 약 30℃의 대기 온도에서 진공 주입 방법에 의해 주입하였다. 또한, 기판의 표시부에 UV선이 조사되는 것을 방지하면서 주입 개구를 시판되는 UV선 광경화성 수지로 봉지하여 액정 셀(1)을 얻었다.
이어서, 이러한 방법으로 얻은 액정 셀(1)을 95℃의 온도로 가열한 후, 6℃/시간의 냉각 속도에서 실온으로 냉각시켰다. 이러한 가열 및 냉각 처리를 5회 반복하였다. 따라서, 픽셀 영역(3)에 액정 영역(7)을 형성시키고, 비픽셀 영역에 고분자 벽(4)를 형성하였다.
상기한 바와 같이 제조한 액정 셀(1)의 양측에 편광판을 결합시켜 TN형 액정 표시 소자(100)을 제조하였다.
상기한 바와 같은 액정 표시 소자(100)을 현미경을 통하여 관찰할 경우, 픽셀영역(3)에 액정 영역(7)이 집중되어 형성되고, 액정 영역(7) 및 배향막 사이의 경계면에는 고분자가 남아있지 않으므로 액정 분자의 양호한 배향 상태가 얻어진다. 고분자 벽(4)에는 어떠한 액정 분자도 함유하지 않는다. 이외에 액정 영역(7)에는 고분자 성분을 함유하지 않고, 픽셀 영역(3)을 포위하기 위하여 고분자 벽(4)을 형성한다.
액정 영역(7)의 전이 온도는 83℃이고, 액정 영역내의 액정의 전이 온도와 혼합 전의 액정 재료 자체의 전이 온도 사이의 차이는 8℃이었다. 이것은 액정 영역(7)이 실질적으로 액정에 의해 채워진다는 것을 나타낸다. 후술될 실시에2 내지 5의 결과와 함께, 액정 영역(7)의 액정의 전이 온도 TN-1, 혼합 전의 액정 재료의 전이 온도 T, 및 TN-1과 T사이의 차이를 표 1에 나타낸다.
액정 영역(7)의 액정을 기체 크로마토그래피로 측정한 결과, 아크릴 수지 함유량(즉, 고분자의 함유량)은 약 2.7중량%이다.
[실시예2]
제3도에 기재한 바의 액정 셀(31)은 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조한다.
다음으로, 이 방법으로 얻은 액정 셀(31)을 95℃의 온도로 가열한 다음 6℃/시간의 냉각 속도로 실온까지 냉각시켰다. 이 단계에서, 액정 재료 및 광경화성 수지는 랜덤하게 상분리되었다. 이어서, 액정 셀(31)을 다시 95℃의 온도로 가열하였다. 이어서, 제4a도 및 제4b도에 나타낸 바와 같아. UV선(48)을 상 분리를 목적하는 형태로 일으키기 위하여 픽셀 전극(35) 및 (35')가 포토마스크로서 작동되는 자가-배향 방법을 사용하여 조사하였다. 액정 셀(31)에서, 파장 250내지 400㎚범위 내의 픽셀 영역(31)의 광 투과율은 비 픽셀 영역의 광 투과율의 40%였다. 자가정렬 방법에 의한 UV선 조사를 하기의 조건하에서 수행하였다; 광원은 고압 수은 램프(파장:365㎚); 조도는 10mW/㎠; 조사 시간은 5분; 그리고 액정 셀의 양측을 조사하였다. 조사 후에, 액정 셀(31)을 냉각 속도 7.2℃/시간으로 실온까지 냉각시켰다. 이 방법으로, 액정 영역(37)을 픽셀 영역(33)내에 형성 시키고, 픽셀 영역(33)를 포위하기 위하여 고분자 벽(34)를 비-픽셀 영역에 형성시켰다. 더구나, 고분자를 충분히 경화시키기 위하여, 액정 셀(31)을 약한 UV선으로 조사하였다.
편광판을 상기 방법으로 제조한 액정 셀(31)의 각 표면에 부착하여 TN형의 액정 표시 소자(100)을 얻었다. 상기한 바와 같이 제조된 액정 표시 소자(100)을 현미경을 통하여 관찰하는 경우, 액정 영역(37)이 픽셀 영역(33)내에 집중되고 어떤 고분자도 액정 영역(37)과 배향막 사이의 경계면에는 남아있지 않아서 액정 분자가 양호한 배향 상태가 됨을 발견하였다. 고분자 벽(34)는 어떤 액정 분자도 함유하지 않는다. 또한, 어떤 고분자 성분도 픽셀 영역(33)을 포위하기 위하여 형성된 액정 영역(37)과 고분자 벽(34)내에 포함되어 있지 않았다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 액정 영역(37)내의 액정의 전이 온도가 87℃이고, 액정 영역(37)에서의 액정의 전이 온도와 혼합되기 전의 액정 재료의 전이 온도 사이의 차이는 4℃였다. 이는 액정 영역(37)이 액정에 의하여 실질적으로 채워진다는 것을 의미한다.
액정 영역(37)의 액정을 기체 크로마토그래피로 측정하는 경우, 아크릴계 수지의 함량(즉, 고분자의 함량)은 약 2.4중량%인 것으로 판명되었다.
[실시예3]
제5도에 나타낸 바와 같이, 액정 셀(51)을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조하였다.
이어서, 이 방법으로 얻은 액정 셀(51)을 95℃의 온도로 가열하였다. 95℃의 온도로 유지하는 동안, 액정 셀(51)을 상 분리를 목작하는 형태로 일으키기 위하여 실시예 2에서와 동일한 방법으로 자가 정렬 방법을 사용하여 UV선을 조사하였다. 자가정렬 방법에 의한 UV선 조사를 하기의 조건하에서 수행하였다; 광원은 고압 수은 램프(파장:365㎚); 조도는 10mW/㎠; 조사 시간은 5분; 그리고 액정 셀의 양측을 조사하였다. 조사 후에, 액정 셀(51)을 냉각 속도 6℃/시간으로 실온까지 냉각시켰다. 또한, 액정 셀을 다시 95℃의 온도로 가열하고, 이어서 이 온도를 유지하면서 자가 정렬 방법으로 UV선을 조사하였다. UV선 조사를 하기의 조건하에서 수행하였다; 광원은 고압 수은 램프(파장:365㎚); 조도는 10mW/㎠; 조사 시간은 5분; 그리고 액정 셀의 양측을 조사하였다. 마지막으로, 액정 셀(51)을 냉각 속도 6℃/시간으로 실온까지 냉각시켰다.
편광판을 상기 방법으로 제조한 액정 셀(51)의 각 표면에 부착하여 TN형의 액정 표시 소자(100)을 얻었다.
상기한 바와 같이 제조된 액정 표시 소자(100)을 현미경을 통하여 관찰하는 경우, 액정 영역(57)이 픽셀 영역(53)내에 집중되고 어떤 고분자도 액정 영역(57)과 배향막 사이의 경계면에는 남아있지 않아서 액정 분자가 양호한 배향 상태가 됨을 발견하였다. 고분자 벽(54)는 어떤 액정 분자도 포함하지 않는다. 또한, 어떤 고분자 성분도 픽셀 영역(53)을 포위하기 위하여 형성된 액정 영역(57)과 고분자 벽(54)내에 포함되어 있지 않았다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 액정 영역(57)내의 액정의 전이 온도가 86℃이고, 액정 영역(57)에서의 액정의 전이 온도와 혼합되기 전의 액정 재료의 전이 온도 사이의 차이는 5℃였다. 이는 액정 영역(57)이 실질적으로 액정에 의하여 채워진다는 것을 의미한다.
액정 영역(57)의 액정을 기체 크로마토그래피로 측정하는 경우, 아크릴계 수지의 함량(즉, 고분자의 함량)은 약 2.7중량%인 것으로 판명되었다.
[실시예 4]
제6도에 나타낸 바와 같이, 액정 셀(61)을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 제조하였다.
이어서, 이 방법으로 얻은 액정 셀(61)을 95℃의 온도로 가열하였다. 95℃의 온도로 유지하는 동안, 액정 셀을 상 분리를 목적하는 형태로 일으키기 위하여 실시예 2에서와 동일한 방법으로 자가 정렬 방법을 사용하여 UV선을 조사하였다. 자가정렬 방법에 의한 UV선 조사를 하기의 조건하에서 수행하였다; 광원은 고압 수은 램프(파장:365㎚); 조도는 10mW/㎠; 조사 시간은 5분; 그리고 액정 셀의 양측을 조사하였다. 조사 후에, 액정 셀(61)을 냉각 속도 6℃/시간으로 실온까지 냉각시켰다. 또한, 액정 셀을 다시 95℃의 온도로 가열하고, 이어서 이 온도를 유지하면서 자가 정렬 방법으로 UV선을 조사하였다. UV선 조사를 하기의 조건하에서 수행하였다; 광원은 고압 수은 램프(파장:365㎚); 조도는 10mW/㎠; 조사 시간은 5분; 그리고 액정 셀의 양측을 조사하였다. 마지막으로, 액정 셀(61)을 냉각 속도 3℃/시간으로 0℃까지 냉각시켰다.
편광판을 상기 방법으로 제조한 액정 셀(61)의 각 표면에 부착하여 TN형의 액정 표시 소자(100)을 얻었다.
상기한 바와 같이 제조된 액정 표시 소자(100)을 현미경을 통하여 관찰하는 경우, 액정 영역(67)이 픽셀 영역(63)내에 집중되고 어떤 고분자도 액정 영역(67)과 배향막 사이의 경계면에는 남아있지 않아서 액정 분자가 양호한 배향 상태가 됨을 발견하였다. 고분자 벽(64)는 어떤 액정 분자도 포함하지 않는다. 또한, 어떤 고분자 성분도 픽셀 영역(63)을 포위하기 위하여 형성된 액정 영역(67)과 고분자 벽(54)내에 포함되어 있지 않았다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 액정 영역(67)내의 액정의 전이 온도가 83℃이고, 액정 영역(67)에서의 액정의 전이 온도와 혼합되기 전의 액정 재료의 전이 온도 사이의 차이는 8℃였다. 이는 액정 영역(67)이 실질적으로 액정에 의하여 채워진다는 것을 의미한다.
액정 영역(67)의 액정을 기체 크로마토그래피로 측정하는 경우, 아크릴계 수지의 함량(즉, 고분자의 함량)은 약 2.8중량%인 것으로 판명되었다.
[실시예 5]
제7도에 나타낸 액정 셀(71)을 포토마스크를 사용하는 것만 제외하고는 실시예2에서와 같은 방법으로 제조하였다. UV선 조사의 구체적인 실시태양을 하기에 기재할 것이다.
제8a도에 나타낸 바와 같이, 포토마스크(89)는 광-차단(light-sheilding) 영역(83)와 투과 영역(84)의 형태를 갖는데, 이는 목적하는 형태의 픽셀 영역(73) 및 고분자 벽(74)과 일치된다. 포토마스크(89)를 액정 셀(71)의 하나의 기판(72) 상에 제공하고 고정시켰다. 포토마스크(89)가 고정된 이 액정 셀(71)을 95℃의 온도로 가열한 다음 냉각 속도 6℃/시간으로 실온까지 냉각시켰다. 이 단계에서, 액정 재료 및 광경화성 수지를 랜덤하게 상분리하였다. 이어서, 액정 셀(71)을 다시 95℃의 온도로 가열하고 포토마스크(89)를 통하여 제8a도 및 제8b도에 나타낸 바와 같이 UV선(88)을 조사하였다. 이 방법으로, 목적하는 형태로의 상 분리를 수행하였다. UV선 조사를 하기의 조건하에서 수행하였다; 광원은 고압 수은 램프(파장:365㎚); 조도는 10mW/㎠; 조사 시간은 5분; 그리고 포토마스크(89)가 있는 기판(72)측을 조사하였다. 이 방법으로, 액정 영역(77)을 픽셀 영역(73)내에 형성 시키고, 고분자 벽(74)를 픽셀 영역(73)을 포위하기 위하여 비-픽셀 영역내에 형성시켰다. 조사 후에, 액정 셀(71)을 냉각 속도 6℃/시간으로 실온까지 냉각시켰다. 이어서, 포토마스크(89)를 기판(72)로부터 제거하였다. 액정 셀(71)을 다시 95℃의 온도로 가열하고, 이 온도가 유지되는 동안 UV선을 조사하였다. UV선 조사를 하기의 조건하에서 수행하였다. 광원은 고압 수은 램프(파장:365㎚); 조도는 10mW/㎠; 조사 시간은 5분; 그리고 액정 셀의 양측을 조사하였다. 마지막으로, 액정 셀(71)을 냉각 속도 6℃/시간으로 실온으로 냉각시켰다.
편광판을 상기 방법으로 제조한 액정 셀(71)의 각 표면에 부착하여 TN형의 액정 표시 소자(100)을 얻었다.
상기한 바와 같이 제조된 액정 표시 소자(100)을 현미경을 통하여 관찰하는 경우, 액정 영역(77)이 픽셀 영역(73)내에 집중되고 어떤 고분자도 액정 영역(77)과 배향막 사이의 경계면에는 남아있지 않아서 액정 분자가 양호한 배향 상태가 됨을 발견하였다. 고분자 벽(74)는 어떤 액정 분자도 함유하지 않는다. 또한, 어떤 고분자 성분도 픽셀 영역(73)을 포위하기 위하여 형성된 액정 영역(77)과 고분자 벽(74)내에 포함되어 있지 않았다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 액정 영역(77)내의 액정의 전이 온도가 81℃이고, 액정 영역(77)에서의 액정의 전이 온도와 혼합되기 전의 액정 재료의 전이 온도 사이의 차이는 10℃였다. 이는 액정 영역(77)이 액정에 의하여 실질적으로 채워진다는 것을 의미한다.
액정 영역(77)의 액정을 기체 크로마토그래피로 측정하는 경우, 아크릴계 수지의 함량(즉, 고분자의 함량)은 약 3.0중량%인 것으로 판명되었다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 하기의 장점을 가지는 액정 표시 소자를 제공한다; (1)광경화성 수지로부터 액정 재료의 명확한 상 분리가 수행된다; (2)액정 영역 내에 어떤 고분자도 남아있지 않아서 액정이 양호한 배향 상태를 유지한다; 그리고 (3)우수한 광학 특성(예, 감응 속도 및 콘트라스트) 및 내충격성이 제공된다. 본 발명은 또한 이러한 액정 표시 소자를 제조하는 방법을 제공한다. 이러한 액정 표시 소자 및 그의 제조 방법은 바람직하게는 능동적으로 구동되는 대부분의 모드(TN, STN, FLC, ECB등)에 적합하다.
당업계의 숙련가들에게는 본 발명의 취지 및 범위에서 벗어나지 않는 한 각종 다른 변형이 명백할 것이며 용이하게 실시할 수도 있다. 따라서, 본 명세서에 첨부된 특허청구의 범위의 영역은 상기한 바의 상세한 설명에 한정되는 것으로 의도되어서는 아니되며 오히려 광범위하게 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 전극이 제공되어 있는, 적어도 한 쪽이 투명한 한 쌍의 기판, 상기 한쌍의 기판 사이에 각각 배치된 액정 영역과 그 액정 영역을 포위하는 고분자 벽을 포함하는 액정 표시 소자에 있어서, 상기 액정 표시 소자가 액정 재료 및 광경화성 수지의 이동도를 조절하기 위해, 한 쌍의 기판사이에 배치된, 상기 액정 재료 및 광경화성 수지를 함유하는 혼합물을 포함하는 액정 셀을 상기 액정 재료의 전이 온도보다 높은 온도로 가열하는 것으로서 1회 이상 수행되는 가열 단계, 및 상기 액정 재료를 상기 광경화성 수지로부터 상 분리시켜서 소정의 위치에 액정 영역과 고분자 벽을 형성시키기 위해, 상기 가열시킨 액정 셀을 상기 전이 온도보다 낮은 온도로 냉각시키는 것으로서 1회 이상 수행되는 냉각 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액정 영역에 존재하는 고분자의 양이 상기 액정 영역에 존재하는 액정 및 고분자의 총량에 대해 3중량%이하인 액정 표시 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 액정 영역에 존재하는 액정의 전이 온도와 상기 액정 재료의 전이 온도와의 차이가 ±10℃이하인 액정 표시 소자.
  4. 전극이 제공되어 있는, 적어도 한 쪽이 투명한 한 쌍의 기판, 상기 한 쌍의 기판 사이에 각각 배치된 액정 영역 및 상기 액정 영역을 포위하는 고분자 벽을 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법에 있어서, 액정 재료 및 광경화성 수지의 이동도를 조절하기 위해, 한 쌍의 기판 사이에 배치된, 상기 액정 재료 및 광경화성 수지를 함유하는 혼합물을 포함하는 액정 셀을 상기 액정 재료의 전이 온도보다 높은 온도로 가열하는 것으로서 1회 이상 수행되는 가열 단계, 및 상기 액정 재료를 상기 광경화성 수지로부터 상 분리시켜서 소정의 위치에 액정 영역과 고분자 벽을 형성시키기 위해, 상기 가열시킨 액정 셀을 상기 전이 온도보다 낮은 온도로 냉각시키는 것으로서 1회 이상 수행되는 냉각 간계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전이 온도보자 높은 온도에서 높은 온도에서 상기 액정 셀에 자외선을 1회 이상 조사하는 단계를 추가로 포함하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 자외선의 조사를 자가-정렬(self-alignmemt)방법을 사용하여 수행하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 자외선의 조사를 포토마스크(photomask)를 통해 수행하는 액정 표시 소자의 제조 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 전이 온도보다 낮은 온도가 실온 이하인 액정 표시 소자의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전이 온도보다 낮은 온도가 약 0℃이하인 액정 표시 소자의 제조 방법.
  10. 제4항에 있어서, 상기 냉각 단계에서 냉각 속도가 약3℃/시 내지 약 20℃/시인 액정 표시 소자의 제조 방법.
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