KR100218986B1 - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 각각의 표면에 전극을 구비하고, 전극이 대향하도록 배치된 한쌍의 기판 및 한쌍의 기판간에 끼워진 조광층을 구비하며, 조광층이 투명피막중에 액정재료를 포함하는 마이크로 캅셀을 함유하고, 인접하는 마이크로 캅셀이 밀착되어 있거나 또는 마이크로 캅셀이 다면체 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법

제1a도는 본 발명의 액정표시장치의 액정마이크로캅셀충의 한 예를 도시한 평면도.

제1b도는 제1a도에 도시한 액정마이크로캅셀층을 도시한 단면도.

제2a도는 종래의 액정마이크로캅셀층의 한 예를 도시한 평면도.

제2b도는 제2a도에 도시한 액정마이크로캅셀층을 도시한 단면도.

제3a도는 본 발명의 액정표시장치에서의 액정마이크로캅셀 중의 액정분자의 배향을 도시한 개략도.

제3b도는 만곡한 계면을 갖는 액정마이크로캅셀 중의 액정분자의 배향을 도시한 개략도.

제4a도는 본 발명의 액정표시장치의 실시예 1에서의 액정마이크로캅셀층을 도시한 평면도.

제4b도는 제4a도에 도시한 액정마이크로캅셀층을 도시한 단면도.

제5a도는 비교예 1에서의 액정층을 도시한 단면도.

제5b도는 제5a도에 도시한 액정층을 도시한 단면도.

제6a도는 비교예 2에서의 액정층을 도시한 평면도.

제6b도는 제6a도에 도시한 액정층을 도시한 단면도.

제7a도는 본 발명의 액정표시장치의 실시예 2에서의 액정마이크로캅셀층을 도시한 평면도.

제7b도는 제7a도에 도시한 액정마이크로캅셀층을 도시한 단면도.

제8a도는 본 발명의 실시예11의 액정표시장치를 도시한 개략도.

제8b도는 제8a도에 도시한 액정표시장치의 단면도.

제9a도∼제9h도는 본 발명의 액정표시장치의 실시예 11에서의 전위구성도.

제10도는 본 발명의 액정표시장치의 실시예 16에서의 액정마이크로캅셀을 도시한 개략도.

제1la도는 액정표시장치의 실시예 16에서의 액정마이크로캅셀층을 도시한 단면도 ; 및

제1lb도는 액정표시장치의 실시예16에서의 액정마이크로캅셀층의 배치를 도시한 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11, 27 : 유리기판 12 : TFT

13 : 반사판 14a : 옐로우 액정층

14b : 마젠타 액정층 14c : 시안 액정층

15 : 투명전극층 16 : 대향전극

21 : 액정분자 22 : 2색성 색소

23 : 폴리머층 24 : 발현체층

26 : 투명전극

본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

정보기기의 디스플레이용 표시소자로서 지금까지 많은 액정표시장치가 제안되어 있다. 현재는, 예를 들면 일본국 특개소47-11737호 공보에 개시되어 있는 TN(twisted nematic) 모드 및 일본국 특개소60-107020호 공보에 개시되어 있는 STN(super twisted nematic) 모드 등의 내마틱 액정을 사용하는 액정표시장치가 널리 사용되고 있다. TN모드, STN 모드는 각각 액정분자의 배열이 소자 내부에서 90。 전후 또는 260。 전후로 꼬인 구조의 초기 상태를 취한다. 소자에 입사한 광은 액정분자가 채용하는 꼬인구조와 복굴절에 의해 편광 상태가 변화를 받은 상태에시 방출된다.

이와 같은 액정분자 배열구조를 갖는 액정층을 포함하는 액정셀에 전계를 인가하면 액정분자는 전해(電解)방향으로 재배열하기 때문에 꼬인 구조는 풀어지고 복굴절이 손상되어 입사광은 편광상태를 변화시키지 않고 방출된다. 이 원리를 이용하여 2장의 직선 편광자에 액정셀을 끼운 구조를 채용함으로써 전압인가에 의한 액정층의 광학적 성질이 변화되고 광의 강도 변화로서 관찰된다. TN모드 및 STN모드의 액정표시장치는 이와 같이 하여 명암의 콘트래스트를 얻고 있다.

상기 표시방식의 액정표시장치는 CRT(cathod ray tube) 디스플레이에 비하여 소비전력이 현저하게 작고 얇은 표시 패널을 실현시킬 수 있으므로, 퍼스널컴퓨터, 워드 프로세서 등의 OA용 정보 기기에 널리 이용되고 있다.

그러나, 편광자를 사용하는 타입은 입사광을 효과적으로 이용하고 있다고는 말하기 어렵다. 실제로 많은 디스플레이에서 액정표시장치의 뒤쪽에 광원(백라이트)을 설치하여 밝기를 확보하고 있다. 또한, 칼라 필터를 설치한 타입에서는 소자를 투과하는 광이 더욱 감소하고, 그 결과 보다 강력한 광원이 필요하다. 광원의 전력은 구동 회로를 포함하는 액정표시장치의 소비전력에 필적하므로 이와 같이 소비전력이 큰 액정표시장치는 전지로 전력을 공급하는 휴대용 디스플레이에 적합하지 않다. 즉 종래의 표시방식에서는 칼라 디스플레이는 물론 혹백 디스플레이에서도 보다 밝게 하는 것과 소비전력을 낮추는 것이 이율배반의 관계에 있고, 따라서 백라이트를 요구하지 않는 조명 표시 방식의 개발이 요망되고 있다.

또한 디스플레이를 계속해서 보는 경우, 눈의 피로에 관해서도 형광등의 백라이트는 바람직하지 않고 반사형의 조명 디스플레이가 요구되고 있다. 또한 이와 같이 백라이트를 필요로하지 않는 조명 표시 방식으로 이루어진 것은 투사형 디스플레이로서 사용하는 경우에도 광투과율 높은 표시방식의 소형화, 장수명화, 기기 전체의 절전에 기여한다.

이와 같은 요망에 대해서 편광자를 사용하지 않는 액정표시장치가 제인되어 있다. 이와 같은 것으로서 White Taylor형 게스트·호스트 소자(J.App1.Phys.vo1.45,pp4718-4723,1974)를 들 수 있다. 이 게스트·호스트 소자는 카이럴네마틱상을 나타내는 액정에 2색성 색소가 혼입된 액정재료를 사용한 것이고, 이 액정분자 및 2색성 색소분자가 기판면에 대해서 거의 평행으로 배열된 구조를 갖고 있다. 이 게스트·호스트 소자에 있어서는 전계를 인가함으로써 액정분자의 배열이 변화되고 2색성 소분자가 방향을 바꿈으로써 광의 투과율이 변화된다. 이 경우, 액정분자는 카이랄네마틱상에 기인하는 꼬인구조를 채용하기 때문에 색소에 의한 광 흡수가 효율적으로 일어난다. 따라서 이 소자에서는 원리적으로는 편광자가 없어도 높은 표시 콘트래스트가 얻어진다.

그러나 이 게스트·호스트 소자에서 높은 콘트래스트를 달성하기 위해서는 카이랄네마틱 액정의 나선 피치를 광의 파장 크기 정도로 할 필요가 있게 되고, 나선 피치를 그 정도까지 짧게 하면 디스클리네이션 라인이 다수발생하고 표시품질이 손상되며, 동시에 히스테리시스 현상이 나타나고, 전계에 대한 응답도 매우 늦어진다. 따라서, TN모드, STN모드에 비해 실용적이지 못하다.

편광자를 사용하지 않는 다른 표시방식으로서 예를 들면, 일본국 특개소 58-501631호 공보에 개시되어 있는 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)라고 불리는 표시 방식이 있다. 이 표시방식은 고분자 매트릭스중에 유전 이방성이 정(正)인 네마틱 액정이 직경이 수 μm 정도인 입자 형상으로 분산된 것을 사용하는 방식이다. 이 PDLC에서는 액정재료는 상광(常光)에서의 굴절률이 고분자 매트릭스의 굴절률과 거의 같고 이상광(異常光)에서의 굴절률이 고분자 매트릭스의 굴절률과 다른 것을 선정하여 사용한다.

이 표시방식에서 초기 상태에서는 액정입자 중에서 액정 분자가 일그러진 배열 구조를 채용하고, 액정입자 사이에서의 배열방향의 흐트러짐에 의해 대부분의 액정 입자와 고분자 매트릭스 사이에 굴절률의 차가 발생하고, 그 결과 불투명한 유리와 같이 광을 산란시킨다. 이에 충분한 전압을 가하면 액정입자중의 액정분자가 재배열되고, 수직으로 입사하는 광에 대해서 액정과 고분자 매트릭스의 굴절율이 동일해진다. 그 결과, 액정과 고분자 매트릭스 사이의 계면에서의 굴절 및 반사가 없어지고 투명상태로 변화된다. 또한 입사광은 직선광일 필요는 없다.

이 PDLC는 이와 같은 동작원리를 사용하여 표시하기 때문에 편광자는 불필요하고 입사광도 효과적으로 활용할 수 있으며, 표시면이 밝아진다. 그러나 충분한 표시콘트래스트를 달성하기 위해서는 소자의 두께가 수십 μm 정도 필요하고, 그 결과 구동전압이 수십 볼트가 된다. 또한 산란 타입이기 때문에 투사형 디스플레이에는 효과적이지만, OA기기 등의 직시형 디스플레이에는 적합하지 않다.

네마틱 액정중에 2색성 색소를 혼입하고 반사체 또는 액정재료의 구성을 개량한 반사형 디스플레이도 일본국 특개소59-l78429호 공보 및 특개소59-178428호 공보에 제안되어 있지만, OA기기용 등의 직시 디스플레이에 대한 요구를 층분하게는 만족시키고 있지 않다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이고 OA기기용 직시형 정보디스플레이에 적합한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 즉, 밝은 부분의 투과율이 높고, 입사한 광을 효과적으로 활용할 수 있으며, 높은 콘트래스트의 표시가 가능한 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 각각의 표면에 전극을 갖고 상기 전극이 대향하도록 하여 배치된 한쌍의 기판과 상기 한쌍의 기판 사이에 끼위진 조광층을 구비하며, 상기 조광층이 투명피막중에 액정재료를 포함한 마이크로캅셀을 함유하고 인접하는 상기 마이크로캅셀이 밀착하여 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 각각의 표면에 전극을 갖고 상기 전극이 대향하도록 하여 배치된 한쌍의 기판과 상기 한쌍의 기판 사이에 끼워진 조광층을 구비하며, 상기 조광층이 투명 피막 중에 액정재료를 포함하는 마이크로캅셀을 포함하고, 상기 마이크로캅셀이 다면체 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다. 본 발명에서는 액정재료의 액정분자가 기판면에 대해서 거의 평행하게 배열된 것; 평행하게 배열되고 마이크로캅셀이 복수층으로 적층되어 있고 동일한 층에 있는 액정분자의 상당수가 동일한 방향으로 배열되어 있는 것; 또는 기판면에 대해서 거의 수직으로 배열된 것이 바람직하다. 또한 액정재료는 2색성 색소를 함유하는 것이 바람직하다. 또한 본 발명에서는 각각의 마이크로캅셀 중의 액정분자의 배향이 서로 다른 것이 바람직하고 마이크로캅셀을 구성하는 투명피막의 재료가 적어도 두 종류인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 표면에 전극을 갖는 한쌍의 기판 중 적어도 하나의 기판상에 투명피막안에 액정재료를 포함하는 마이크로캅셀로 이루어진 조광층을 형성하는 공정; 상기 마이크로캅셀들을 서로 융착하는 공정; 및 상기 전극이 대향하도록 하여 상기 한쌍의 기판을 배치하여 상기 한쌍의 기판사이에 조광층을 끼우는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 방법에 있어서는 마이크로캅셀들을 서로 융착하는 공정은 마이크로캅셀과 분산매로 이루어진 분산액을 기판상에 도포한 뒤, 분산매를 증발시키면서 실시하거나 분산매의 증발을 기판상에서 순차 실시하거나(증발시각을 변화시키거나), 마이크로캅셀을 기판면에 대해서는 거의 수평인 방향으로 전단응력(shearing stress)을 인가하면서 실시하는 것이 바람직하다. 본 발명의 방법에 있어서는 마이크로캅셀들을 서로 융착하는 공정뒤에 마이크로캅셀을 구성하는 투명피막을 경화시키는 공정을 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정표시장치는 전극을 갖는 한 장의 기판 사이에 끼워진 조광층이 투명피막중에 액정재료를 포함하는 마이크로캅셀로 이루어지고, 인접하는 마이크로캅셀이 밀착되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 그 마이크로캅셀이 다면체 구조를 갖는 것을 특징으로 하고 있다. 즉, 본 발명의 액정표시장치는 제1a도에 도시한 바와 같이 투명피막(1)내에 액정재료가 포함되어 이루어지는 액정마이크로캅셀(2)이 밀착되어 배치되어 있는 구조를 갖는 조광층을 구비한다. 또한, 그 마이크로캅셀이 다면체구조(제1a도에서는 육면체구조)를 갖는다.

이와 같은 구조를 가짐으로서 액정마이크로캅셀(2)을 매우 조밀하게 집합시킬 수 있고, 단위면적당에 있어서의 전압으로 광을 제어할 수 있는 영역을 크게 할 수 있다. 또한, 투명피막을 구성하는 고분자 재료의 양을 매우 적게 할 수 있다.

또한, 제1b도에 도시한 바와 같이 액정마이크로캅셀이 기판에 대해서 거의 평행으로 배열되는 평면구조를 채용함으로써 제3a도에 도시한 바와 같이 액정분자(4)의 배향을 기판(3)의 표면에 대해서 거의 평행하게 배향시킬 수 있다. 이 때문에 전압 인가상태와 무인가상태에서의 굴절율의 차를 매우 크게할 수 있고, 그 결과 광산란을 강하게 하고 콘트래스트를 크게 할 수 있다.

한편, 만곡면을 갖는 통상의 액정마이크로캅셀은 제2a도 및 제2b도에 도시한 바와 같이 액정마이크로캅셀 사이에 간격(5)이 있고, 이 액정마이크로캅셀 사이에 투명피막을 구성하는 고분자 재료가 상당량 존재하게 되고, 광산란이 약해지 콘트래스트의 측면에서 불리하다. 즉, 고분자-액정복합체구조에 있어서는 고분자 재료의 양을 매우 적게 할 수 있지만, 액정분자의 초기 배향은 일정하지 않고, 배향을 가지런하게 하는 것은 매우 곤란하다.

통상, 만곡한 고분자-액정계면을 갖는 고분자 분산액정 또는 고분자-액정복합체로 불리는 것에서 액정분자는 만곡면을 따라서 배향한다. 그 때문에 통상의 TN셀이나 STN셀과 같이 액정의 상광 굴절율과 이상광 굴절율의 차를 크게 할 수 없다. 즉, 전압을 인가하여 유전 이방성이 정인 네마틱액정을 세운 경우에는 상광굴절율이 되지만, 만곡한 고분자-액정계면을 갖는 것에서는 제3b도에 도시한 바와 같이 전압무인가 상태에서 액정분자가 만곡한 계면을 따라서 배향하기 때문에 굴절율이 상광 굴절율과 이상광 굴절율의 중간이 되어 버린다. 이 때문에 콘트래스트가 악화되거나 광이 새는 일이 발생한다.

제1b도에 도시한 것과 같이 액정마이크로캅셀이 기판에 대해서 거의 평행하게 배열된 평면 구조(적층구조도 포함)를 채용하는 경우, 액정분자와 접하는 투명피막을 구성하는 재료에 긴 사슬 알킬기 등을 도입함으로써 액정분자의 배향을 기판표면에 대해서 거의 수직으로 할 수 있다. 또한, 액정재료로서 유전이방성이 부인 액정물질을 사용하고 상기와 같이 액정분자의 배향을 기판표면에 대해서 거의 수직으로 함으로써 전압무인가시가 무색의 포지티브 표시를 실시할 수 있다.

액정표시소자의 셀갭이 지나치게 크면 구동전압이 높아진다. 한편, 셀캡이 지나치게 작으면 콘트래스트가 낮아진다. 따라서, 구동전압이 낮고 콘트래스트도 높기 때문에 본 발명에서는 셀갭을 5μm 이상 10μm 이하로 하는 것이 바람직하다. 액정 마이크로캅셀의 입자직경은 지나치게 작으면 광산란이 커지고 표시 특성을 악화시킨다. 한편, 입자직경이 지나치게 크면 마이크로캅셀 자체의 강도가 저하되어 바람직하지 않다. 따라서, 광산란을 낮추고 강도도 좋게 하기 위해서 본 발명에서는 액정마이크로캅셀의 입자직경을 2μm 이상 10μm 이하로 하는 것이 바람직하다.

액정마이크로캅셀벽의 두께는 지나치게 두꺼우면 액정이나 염료의 비율이 낮아지고 콘트래스트가 낮아진다. 한편, 캅셀벽의 두께가 지나치게 얇으면 기계적 강도가 낮아진다. 따라서, 콘트래스트를 높이고 기계적 강도도 강하게 하기 위해서 본 발명에서는 액정마이크로캅셀벽의 두께를 캅셀입자 반지름의 2%이상 20%이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 5%이상 20%이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명은 2색성 색소를 함유한 액정재료를 사용하는 게스트·호스트형 액정표시장치에서 특히 효과가 있다. 즉 2색성 색소는 일반적으로 액정 재료에 용해되기 어렵다. 특히, 2색성 색소는 전압 유지 특성에 뛰어난 불소계 액정재료에는 용해되기 어렵다. 2색성 색소는 고분자 재료에도 용해되는 성질이 있으므로 투명 피막을 구성하는 고분자 재료의 양을 매우 적게 할 수 있고 액정 재료에서의 2색성 색소의 양을 상대적으로 많게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 액정표시장치의 구조는 매우 효과적이다.

또한, 2색성 색소는 분자축에 대해서만 광을 흡수할 수 있다. 2색성 색소를 기판에 대해서 거의 평행으로 배치함으로써 광흡수량을 최대로 할 수 있다. 본 발명의 액정표시장치에 있어서는 상술한 것과 같이 액정분자를 기판면에 대해서 거의 평행하게 배열하는 것이 가능하고 2색성 색소도 액정분자의 배향에 따라서 기판에 대해 거의 평행하게 배열할 수 있으므로 광흡수량을 최대로 할 수 있다.

본 발명의 액정표시장치에서는 투명피막이 액정재료를 포함하여 이루어지는 액정마이크로캅셀을 복수층으로 적층하고, 또한 상하에 접하는 액정 마이크로캅셀중의 액정분자의 배향을 서로 다르게 할 수 있다. 이와 같이 함으로써 광산란을 강하게 할 수 있고 특히, 액정재료가 2색성 색소를 함유하는 경우에는 다른 편광성분의 광흡수를 가능하게 할 수 있다. 그 때문에, 편광판을 사용하지 않고도 높은 콘트래스트를 얻는 것이 가능해지며, 반사형 디스플레이에 적합하게 된다.

본 발명의 액정표시장치에서는 투명피막을 2종류 이상의 투명고분자 재료로 구성해도 좋다. 액정재료의 구동전압을 낮게 하기 위해서는 액정재료와 접하는 투명피막을 구성하는 고분자 재료와 액정재료 사이의 상호작용을 그다지 크지 않게 할 필요가 있다. 한편, 투명 피막에는 내열성이나 내용제성, 또한 적절한 굴절률 등의 여러 종류의 특성이 요구된다. 일반적으로 한개의 고분자 재료로 이루어지는 투명피막만으로 이것들을 모두 만족시키는 것은 곤란하다. 상기와 같이 투명피막을 2종류 이상의 투명고분자재료로 구성함으로써 이들 과제를 해결할 수 있다. 본 발명의 액정표시장치에서는 투명피막의 두께가 투명피막에 포함된 액정재료 영역의 수직 방향에서의 두꼐의 30% 이하로 하는 것이 바람직하다. 투명피막의 두께는 얇은 것이 좋고, 포함된 액정 재료 영역의 수직 방향 두께의 30% 이하이면 표시성능에 있어서 허용할 수 있다. 반대로, 너무 얇아지면 기계적, 열적 내성이 약해저서 바람직하지 않다. 따라서, 바람직한 것은 포함된 액정재료 영역의 수직방향 두께의 5%에서 15%이다.

본 발명의 액정표시장치의 조광층은 액정마이크캅셀이 단층 또는 복수층으로 구성되어도 좋지만 단층구조인 경우에는 액정마이크로캅셀의 융착조건이 엄격해지고 액정마이크로캅셀이 파손될 우려가 있으므로 복수층으로 구성된 적층구조가 바람직하다.

본 발명의 액정표시장치에서는 마이크로캅셀을 포함하는 조광층과 전극사이에 얇은 폴리머층이 형성되어 있어도 좋다. 이 폴리머층은 조광층을 평탄화함과 동시에 전극형성시에서의 보호막, 습기방지막 또는 자외선 방지막으로 할 수 있다.

본 발명의 액정표시장치의 제조방법은 표면에 전극을 갖는 한장의 기판중 적어도 하나의 기판상에 투명피막안에 액정재료를 포함하는 마이크로캅셀로 이루어진 조광층을 형성하고 마이크로캅셀들을 서로 융착하여 한쌍의 기판사이에 조광층을 끼우는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같이 액정마이크로캅셀 사이의 공간을 메우기 위해 액정 마이크로캅셀 들을 서로 융착함으로써 액정 마이크로 캅셀의 투명피막을 끌어들인다. 또한, 투명피막은 내부의 액정재료의 체적을 유지하기 위해 늘어난다. 따라서, 투명피막은 기판 표면에 평행한 방향(면내방향)으로 늘어나게 된다. 이와 같이 하여 액정 마이크로 캅셀은 층 형상으로 적층된 구조를 갖는다. 이 때, 내부의 액정분자는 투명 피막의 연장 방향(기판 표면에 평행한 방향)으로 배향하게 되고, 층 형상으로 겹쳐진 액정 마이크로캅셀 안의 액정분자는 연장 방향으로 배향하게 된다.

액정 마이크로 캅셀의 융착은 마이크로캅셀 분산액을 기판상에 도포한 후에 분산촉매를 증발시킴으로써 캅셀벽을 구성하는 폴리머 상호간의 자기융합을 위해서 자연히 발생한다. 그 때, 분산측매의 증발시각을 기판상에서 변화시킴으로써 마이크로캅셀 사이의 융합방향(연장 방향)을 한 방향으로 규정할 수 있다. 이와 같은 방법으로는 기판을 마이크로캅셀 분산액으로부터 천천히 끌어 올리는 딥핑 방법을 들 수 있다. 따라서, 기판을 끌어을리는 방향을 변화시켜 딥핑을 실시함으로써 평행 배향한 액정분자의 축 방향을 마이크로캅셀 층 사이에서 변화시킬 수 있다. 이것은 편광판을 사용하지 않는 게스트·호스트형 액정표시장치에 적합하다.

액정마이크로캅셀을 융착할 때에 기판면에 대해서 수직인 방향(셀 두께방향)으로 압력을 인가함으로써 연장 작용을 더욱 크게 할 수 있고, 기판면에 대해서 평행한 방향에서의 투명 피막면의 면적이 커진다. 또한, 기판에 수평인 방항으로 전단용력을 가하면서 융착함으로서 응력 방향으로 투명피막을 연장시킬 수 있다. 따라서, 액정마이크로캅셀 중의 액정분자도 연장방향으로 배향한다.

또한, 액정마이크로캅셀을 융착한 후, 가열처리나 시약을 이용한 경화처리에 의해 투명피막을 경화시킴으로써 이 융착후의 조광층의 구조를 더욱 안정하게 유지할 수 있다.

본 발명의 방법에 있어서, 액정 마이크로캅셀의 투명피막을 어느 연화온도를 갖는 재료로 이루어진 내층과 내층 재료보다도 낮은 연화온도를 갖는 재료로 이루어진 외층으로 구성된 2층 구조로 함으로써 외층 재료의 연화온도에서 융착시켰을 때, 외층만이 연화하여 상호 융착한다. 이 경우, 다면체 구조의 액정 마이크로캅셀이 융착하므로 내용적이 일정하면 투명피막의 면적은 커지게 된다.

따라서, 내층은 용융하지 않고 연장 작용을 받는다. 이와 같이 투명피막을 다층구조(2층구조)로 함으로써 보다 저온에서 융착시킬 수 있다.

투명피막에서 액정재료를 포함하여 이루어진 액정마이크로캅셀의 제작방법으로는 상 분리법, 액정 건조법, 계면 중합법, in situ 중합법, 액중경화피막법, 분무건조법 등의 마이크로캅셀화법을 채용할 수 있다.

투명피막을 구성하는 고분자재료로는 예를 들면, 폴리에틸렌류; 염소화폴리에틸렌류, 에틸렌아세트비닐공중합체, 에틸렌·아크틸산·무수마레인산 공중합체 등의 에틸렌공중합체; 폴리부타디엔류; 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리부틸렌텔레프틸레이트, 폴리에틸렌나프타레이트 등의 폴리에스테르류; 폴리프로필렌류; 폴리이소프틸렌류; 폴리임화비닐류; 천연고무류; 폴리 임화비니리덴류; 폴리아세트산비닐류; 폴리비 닐알콜류; 폴리비닐아세탈류; 폴리 비닐부티랄류; 사불화에틸렌수지, 삼불화에틸렌수지, 불화에틸렌·프로필렌수지, 불화비니리덴수지, 불화비닐수지, 사불화에틸렌·퍼폴루오로알콕시에틸렌공중합체, 사불화에틸렌·퍼플루오로알킬비닐에테르공중합체, 사불화에틸렌·육불화프로필렌공중합체, 사불화에틸렌·에틸렌공중합체 등의 사불화에틸렌공중합체, 함불소폴리벤조옥사졸 등의 불소수지류; 아크릴수지류; 메타크릴수지류; 폴리아크릴로니트릴, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌공중합체 등의 아크릴로니트릴공중합체; 폴리스티렌 ; 스티렌·아크릴로니트릴공중합체; 아세탈수지; 나일론66 등의 폴리이미드류; 폴리카보네이트류; 폴리에스테르카보네이트류; 셀룰로즈수지류; 페놀수지류:유리아수지류; 에폭시수지류: 불포화폴리에스테르수지류; 알키드수지류; 멜라민 수지류; 폴리우레탄류; 디아릴푸탈레이트류; 폴리페닐렌옥사이드류; 폴리페닐렌설피드류; 폴리설폰류; 폴리페널설폰류; 실리콘수지류; 폴리이미드류; 비스마레이미드트리아딘 수지류; 폴리이미드아미드류; 폴리에테르이미드류; 폴리비닐카르바졸류; 노르보르넨계 비정질 폴리올레핀; 샐룰로즈류 등 거의 모든 고분자 재료를 사용할 수 있다.

유리 전이온도는 지나치게 낮으면 실온 부근에서 캅셀이 불안정해지고 표시특성이 악화된다. 한편, 유리 전이 온도가 지나치게 높으면 캅셀을 융합시키는 온도가 높아지고 내부의 액정분자나 염료분자가 변성되거나 승화되어 바람직하지 않다. 따라서, 실온 부근에서 캅셀이 충분히 안정적이고, 또한 작성시에 액정분자나 염료분자에 영향을 주지않기 때문에, 본 발명에서는 유리 전이온도를 60℃ 이상 170℃ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 이용할 수 있는 액정재료로는 굴절이방성이 있고 전압에 의(식중. R', X는 각각 단독하여 알킬기, 알콕시기, 알킬페닐기, 알콕알킬페닐기, 알콕시페닐기, 알킬시클로헥실기, 알콕시알킬시클로헥실기, 알킬시클로헥실페닐기, 시아노페닐기, 시아노기, 할로겐원자, 플루오로메틸기, 플루오로메톡시기, 알킬페닐알킬기, 알콕시알킬페닐알킬기, 알콕시알킬시클로헥실알킬기, 알킬시클로헥실알킬기, 알콕시알콕시시클로헥실알킬기, 알콕시페닐알킬기, 알킬시클로헥실페닐알킬기를, Y는 수소원자, 할로겐원자를 나타내며, 이들의 알킬사슬 및 알콕시고리중에 광학활성중심이 있어도 좋다. 또한, R', X중의 페닐기 또는 페녹시기는 불소원자, 염소원자 등의 할로겐원자로 치환되어 있어도 좋다. 또한, 각 식 중 페닐기는 1개 또는 2개의 불소원자, 염소원자 등의 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다.)

식중의 액정화합물은 모두 유전이방성이 정이지만, 유전이방성이 부인공지의 액정화합물을 유전이방성이 정인 액정화합물과 혼합하여 전체로서 정인 액정화합물로 사용할 수 있다. 또한, 유전이방성이 부인 액정화합물이라도 적절한 소자구성 및 구동방식을 사용하면 그대로 사용할 수도 있다.

본 발명의 액정표시장치에 있어서는 액정재료의 구성 요소의 하나로서, 콘트래스트를 향상시킬 목적 및 컬러화의 목적에서 2색성 색소를 사용해도 해 배향이 변화하는 것이면 어떤 액정재료라도 좋지만, 바람직한 것은 네마틱액정, 코레스테릭액정 등을 들 수 있다. 또한, 광산란투명을 전압으로 스위칭하고 투명-백탁변화를 일으키는 경우에는, 투명피막의 굴절률이 액정재료의 투명(ON)시의 굴절률에 맞도록 액정재료를 선택할 필요가 있다.

구체적으로 본 발명에서 사용되는 액정재료로서는 불소계액정, 시아노계액정, 에스테르계액정 등을 들 수 있다. 예를 들면, 하기 구조식 (1)∼(10)에서 나타낸 것과 같은 각종 액정화합물이나 이들 혼합조성물을 들 수 있다.

(식중, R', X는 각각 단독하여 알킬기, 알콕시기, 알킬페닐기, 알콕알킬페닐기, 알콕시페닐기, 알킬시클로헥실기, 알콕시알킬시클로헥실기, 알킬시클로헥실페닐기, 시아노페닐기, 시아노기, 할로겐원자, 풀루오로메틸기, 플루오로메톡시기, 알킬페닐알킬기, 알콕시알킬페닐알킬기, 알콕시알킬시클로헥실알킬기, 알킬시클로헥실알킬기, 알콕시알콕시시클로헥실알킬기, 알콕시페닐알킬기, 알킬시클로헥실페닐알킬기를, Y는 수소원자, 할로겐원자를 나타내며, 이들의 알킬사슬 및 알콕시고리중에 광학활성중심이 있어도 좋다. 또한, R', X중의 페닐기 또는 페녹시기는 불소원자, 염소원자 등의 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다. 또한, 각 식 중 페닐기는 1개 또는 2개의 불소원자, 염소원자 등의 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다.)

식중의 액정화합물은 모두 유전이방성이 정이지만, 유전이방성이 부인공지의 액정화합물을 유전이방성이 정인 액정화합물과 혼합하여 전체로서 정인 액정화합물로 사용할 수 있다. 또한, 유전이방성이 부인 액정화합물이라도 적절한 소자구성 및 구동방식을 사용하면 그대로 사용할 수도 있다.

본 발명의 액정표시장치에 있어서는 액정재료의 구성요소의 하나로서, 콘트래스트를 향상시킬 목적 및 컬러화의 목적에서 2색성 색소를 사용해도 좋다. 그 경우, 2색성 색소로는 액정화합물에 대해서 상용성이 있고, 투명피막을 구성하는 고분자 재료에는 너무 용해되거나, 흡착하지 않는 것을 사용할 필요가 있다.

2색성 색소를 함유하는 경우에는 목적에 맞춘 굴절률을 고려하여 투명피막을 구성하는 고분자 재료 및 액정재료를 선택할 필요가 있다. 즉, 광산란을 이용하여 콘트래스트를 높이는 경우에는, 굴절률 이방성이 큰 액정재료를 선택하는 것이 바람직하다. 그러나, 이 경우에는 반사광의 색이 새하얗게 되는 결점이 생긴다. 한편, 굴절률 이방성이 작고 저분자 화합물의 굴절률에 가까운 경우에는 2색성 색소 본래의 색이 얻어진다. 2색성 소자로서는 예를 들면, 식 (1l)∼(l9)에 도시한 옐로우-색소, 식(20)∼(27)에 도시한 마젠타 색소, 식(28)∼(31)에 도시한 시안색소를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 액정표시장치에서는 액정재료의 구성요소의 하나로서 반사광의 증백을 위해 또는 자외선 흡수제로서 형광색소를 사용해도 좋다. 그 경우 형광색소는 투명피막에 용해되고 액정재료에는 별로 용해되지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에서 2색성 색소를 사용하는 경우, 액정재료에 대한 중량비는 0.01 ∼10%이며, 이 중 바람직한 것은 0.1 ∼ 5%인 것이다. 중량비가 지나치게 낮으면 콘트래스트가 충분히 향상되지 않고, 중량비가 지나치게 높으면 전압 인가시에도 착색이 남으며 역시 콘트래스트가 저하된다.

본 발명의 액정표시장치에서 한쌍의 기판은 적어도 한쪽의 기판이 투명기판일 필요가 있다. 또한, 투명기판으로는 유리기판, 투명플라스틱기판, 투명플라스틱필름 등을 사용할 수 있고 투명하지 않은 기판으로는 알루미늄반사전극을 갖는 기판 등의 불투명기판, 반투명기판을 사용할 수 있다.

다음에 본 발명의 효과를 명확히 하기 위해 실시예에 관해 설명한다.

[닐]

정의 유전이방성을 갖는 네마틱액정 ZLI-1840(메르크사 제조. 상품명)을 80중량부, 메틸메타크릴레이트모노마 15중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 여기에 비이온성 계면활성제 에멀겐 120(화왕사(花王社)제조, 상품명) 3중량부, 정제수(純水) 300중량부와 함께 호모디나이져로 유화시킨 후, 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합시켰다.

다음으로, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막으로 액정조성물을 포함하여 이루어진 바깥 지름 2~3μm의 액정마이크로캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정마이크로캅셀을 10% 이소프로필알콜수에 10중량%로 분산시키고 이것을 미리 투명전극을 설치한 유리기판 표면에 아프리케이터를 사용하여 도포하고 건조시켜 액정마이크로캅셀층(조광층)을 형성했다. 또한, 액정마이크로캅셀층 상에 미리 투명전극을 설치한 고분자필름을 라미네이트했다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 제작했다. 얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과를 제4도에 도시한다. 제4a도는 기판면에 대해서 수직인 방향에서 본 구조도를 도시하고 있고 제4a도 및 제4b도로부터 알 수 있는 바와 같이 액정마이크로캅셀은 서로 융합되어 있고, 융합부분이 직선인 다면체 구조로 되어 있었다. 액정분자의 배향은 기판면에 거의 평행하고, 배향의 방향은 마이크로캅셀내에서는 축방향이 일정한 방향(일축 배향)이었지만 마이크로캅셀 사이에서는 축방향이 일정하지 않았다. 또한, 액정마이크로캅셀층(조광층)의 두께는 10μm 이었다. 이 액정표시장치는 백색불투명하고 50Hz에서 10V의 교류전압을 인가하면 투명해졌다. 또한, 투과흡광도로부터 구한 콘트래스트비는 22였다.

[비교예 1]

정의 유전이방성을 갖는 네마틱액정ZLI-1840을 80중량부, 폴리메틸메타크틸레이트 15중량부를 클로로포름에 용해시키고, 미리 투명전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하여, 건조시켜 액정층(조광층)을 형성했다. 다음, 액정층 상에 미리 투명전극을 설치한 고분자 필름을 라미네이트했다. 이와 같이 하여 비교예의 액정표시장치를 제작했다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과를 제5도에 도시한다. 제5a도는 기판면에 대해서 수직인 방향에서 본 구조도를 도시하고 있고 제5b도는 기판면에 대해서 평행인 방향에서 본 구조도를 도시하고 있다. 제5a도 및 제5b도로부터 알 수 있는 것과 같이, 각 액정드메인이 크기는 여러 가지이고, 액정드메인은 만곡한 계면을 가지고 있었다. 또한, 액정층(조광층)의 두께는 10μm였다. 이 액정표시장치는 백색 불투명하고 50Hz에서 12V의 교류전압을 인가하면 투명해진다. 또한, 투과흡광도로부터 구한 콘트래스트비는 14였다.

[비교예 2]

정의 유전이방성을 갖는 네마틱액정ZLI-1840을 80중량부, 메틸메타크릴레이트모노마 15중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 l중량부을 혼합하여 용해시키고, 미리 셀갭 10μm로 조립한 액정셀에 주입했다. 다음에, 이 액정셀에 파장 254mm를 갖는 자외선을 조사하여 액정조성물을 경화시켰다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과를 제6도에 도시한다. 제6a도는 기판면에 대해서 수직인 방향에서 본 구조도를 도시하고 있고, 제6b도는 기판면에 대해서 수직인 방향에서 본 구조도를 도시하고 있다. 제6a도 및 제6b도로부터 알 수 있는 바와 같이 각 액정 도매인은 눈금형상의 구조를 취하고 있었다. 또한, 액정분자의 배향은 일정하지 않았다. 이 액정표시장치는 백색 불투명하고 50Hz에서 1lV의 교류전압을 인가하면 투명해졌다. 또한, 투과흡광도에서 구한 콘트래스트비는 17이었다.

[실시예 2]

정의 유전이방성을 갖는 네마틱 액정ZLI-1840을 80중량부, 메틸메타클리레이트모노마 l5중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해시키고, 이것에 비이온성 계면활성제 에멀겐l20을 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저로 유화시킨 후, 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합시켰다.

다음에, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 4∼6μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 10중량%로 분산시키고, 이것을 미리 투명전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 또한, 액정 마이크로 캅셀층상에 미리 투명전극을 설치한 유리기판을 겹쳤다. 다음에, 이것을 폴리아미드제의 자루에 넣고, 자루내를 감압하여, 이 상태에서 120℃의 가열처리를 실시하여 유리기판을 가열밀착시켰다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과를 제7도에 나타낸다. 제7a도는 기판면에 대해서 수직인 방향에서 본 구조도를 나타내고 있으며, 제7b도는 기판면에 대해시 수직인 방향에서 본 구조도를 나타내고 있다. 제7a도 및 제7b도에서 알 수 있는 바와 같이 액정 마이크로캅셀은 서로 융합하고 있고, 융합부분이 직선인 다면체 구조로 되어 있다. 또한, 액정 마이크로 캅셀은 수평방향(기판면에 대해서 평행한 방향)으로 연장된 상태로 되어 있으며, 융합부분이 기판면에 대해서 거의 평행한 직선으로 되어 있다. 액정분자의 배향은 기판에 대해서 거의 평행하고, 그 오더 파라미터는 실시예 1의 경우보다 높았다. 또한 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 두께는 8μm였다. 이 액정표시장치는 백색불투명이고, 50Hz에서 9.5V의 교류전압을 인가하면 투명하게 되었다. 또한 투과흡광도에서 구한 콘트라스트비는 25였다.

[실시예 3]

흑색2색성 색소 S-435(미츠이도아츠사제, 상품명) 를 액정 ZLI-1695(메르크사제, 상품명)에 1중량%에서 용해시킨 것을 80중량부, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필메타크릴레이트모노머 l5중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 이것에 폴리비닐알코올 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후, 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합했다.

다음, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 4∼6μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 10중량%로 분산시키고, 이것을 미리 알루미늄 반대전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 또한, 액정 마이크로 캅셀층상에 미리 투명전극을 설치한 고분자 필름을 라미네이트했다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과, 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 구조는 실시예 1의 경우(제4a도, 제4b도)와 동일했다. 또한, 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 두께는 11μm였다. 이 액정표시장치는 혹색이고, 50Hz에서 13V의 교류전압을 인가하면 무색이 되었다. 또한 반대농도계로 측정한 콘트라스트비는 3.5였다.

[비교예 3]

흑색2색성 색소 S-435를 액정 ZLl-1695에 l중량%에서 용해시킨 것을 80중량부, 폴리(2,2,3,3-테트라플루우로프로필메타크릴레이트) 15중량부를 클로로포름에 용해하고, 미리 알루미늄 반대전극을 설치한 유리기판에 도포하여 건조시켜 액정층(조광층)을 형성했다. 다음에, 액정층상에 미리 투명전극을 설치한 고분자 필름을 라미네이트하고, 이것을 120℃에서 가압밀착시켰다. 이와 같이 하여 비교예의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치는 현미경으로 관측했다. 그 결과 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 구조는 비교예 1의 경우(제5a도, 제5b도)와 동일했다. 또한, 액정층(조광층)의 두께는 11μm였다. 이 액정표시장치는 흑색이고, 50Hz에서 14V의 교류전압을 인가하면 무색이 되었다. 또한 반대농도계로 측정한 콘트라스트비는 2.7이었다.

[실시예 4]

흑색2색성 색소 S-435를 액정 ZLI-1695에 1중량%에서 용해시킨 것을 8O중량부, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필메타크릴레이트모노머 15중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 온합하여 용해하고, 이것에 계면활성제 3중량부, 정제수 300중량부과 함께 호모디나이저에서 유화한 후, 상기 액정조성물을 85t에서 1시간 중합했다.

다음에, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 4∼6μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음에, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 10중량%로 분산시키고, 이것을 미리 알루미늄 반대전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 또한 액정 마이크로 캅셀층상에 미리 투명전극을 설치한 유리기판을 겹쳤다. 다음에, 이것을 폴리아미드제의 자루에 넣고, 자루내를 감압하여, 이 상태에서 120℃의 가열처리를 실시하여 유리기판을 가열밀착시켰다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과, 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 구조는 실시예 2의 경우(제7a도, 제7b도)와 동일하게, 수평방향(기판면에 대해서 평행인 방향)으로 연장된 상태로 되어 있으며, 융합부분이 기판면에 대해서 거의 평행인 직선으로 되어 있다(다면체 구조). 또한, 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 두께는 8μm였다. 이 액정표시장치는 흑색이고, 50Hz에서 8V의 교류전압을 인가하면 무색이 되었다. 또한 반대농도계로 측정한 콘트라스트비는 4.5였다.

[실시예 5]

부의 유전이방성을 갖는 네마틱 액정 ZLI-2659(메르크사제, 상품명)을 80중량부, 옥타데실메타크릴레이트모노머 20중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 밴조일퍼옥사이드 0.2%중량부를 혼합하여 용해하고, 이것에 계면활성제 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합했다.

다음, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 4∼6μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 10중량%로 분산시키고, 이것을 미리 투명전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 또한 액정 마이크로 캅셀층상에 미리 투명전극을 설치한 유리기판을 겹쳤다. 다음에, 이것을 폴리아미드제의 자루에 넣고, 자루내를 감압하여 이 상태에서 100℃의 가열처리를 실시하여 유리기판을 가열밀착시켰다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 걸과 실시예 4와 동일하게 액정 마이크로 캅셀은 서로 융합하고 있으며, 융합부분이 직선인 다면체구조로 되어 있다. 또한, 액정 마이크로 캅셀은 수평방향(기판면에 대해서 평행인 방향)으로 연장된 상태로 되어 있으며, 융합부분이 기판면에 대해서 거의 평행인 수직으로 되어 있다. 또한 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 두께는 8μm였다. 또한 액정분자의 배향은 기판면에 대해서 거의 직선이었다. 이 액정표시장치는 투명하고, 50Hz에서 9V의 교류전압을 인가하면 백색이 되었다. 또한 투과흡광도에서 구한 콘트라스트비는 25였다.

[실시예 6]

흑색2색성 색소 S-435를 부의 유전이방성을 갖는 액정 ZLI-2659에 1중량%에서 용해시킨 것을 80중량부, 옥타데실메타크릴레이트모노머 20중량부, 가교제로서 디비닐엔젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 계면활성제 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후, 상기 액정조성물을 85℃에서 l시간 중합했다.

다음, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 4∼6μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 l0% 이소프로필알코올수에 l0중량%로 분산시키고, 이것을 미리 투명전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 또한 액정 마이크로 캅셀층상에 미리 알루미늄 반대전극을 설치한 유리기판을 겹쳤다. 다음에, 이것을 폴리아미드제의 자루에 넣고, 자루내를 감압하여, 이 상태에시 100℃의 가열처리를 실시하여 유리기판을 가열밀착시켰다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과 실시예 4와 동일하게 액정 마이크로 캅셀은 서로 용합하고 있으며, 융합부분이 직선인 다면체구조로 되어 있다. 또한, 액정 마이크로 캅셀은 수평방향(기판면에 대해서 평행인 방향)으로 연장된 상태로 되어 있으며, 융합부분이 기판면에 대해서 거의 평행인 직선으로 되어 있다. 또한, 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 두께는 9μm였다. 또한, 액정분자의 배향은 기판면에 대해서 거의 수직이었다. 이 액정표시장치는 무색이고, 50Hz에서 9.5V의 교류전압을 인가하면 흑색이 되었다. 또한 반대농도계로 측정한 콘트라스트비는 5.0이었다.

[실시예 7]

흑색2색성 색소 S-435를 액정 ZLl-l695에 l중량%에서 용해시킨 것을 80중량부, 메틸메타크릴레이트모노머 15중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 계면활성제 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후, 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합했다.

다음, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 4∼6μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 l0중량%로 분산시키고, 이것을 미리 알루미늄 반대전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 다음, 액정 마이크로 캅셀층에 120℃에서 테프론판을 밀어 붙이면서 수평방향으로 조금 어긋나게 했다. 실온으로 냉각한 후 테프론판을 떼어내고, 미리 투명전극을 설치한 고분자 필름을 라미내이트했다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과, 액정 마이크로 캅셀은 서로 융합하고 있으며, 융합부분이 직선인 다면체 구조로 되어 있다. 또한 액정 마이크로 캅셀은 수평당향(기판면에 대해서 평행인 방향)으로 연장된 상태로 되어 있으며, 융합부분이 기판면에 대해서 거의 평행인 직선으로 되어 있다. 또한, 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 두께는 8μm였다. 또한, 액정분자의 배향방향은 기판면에 대해서 거의 평행하고, 데프론판을 어굿나게 한 방향이었다. 이 액정표시장치는 흑색이고,50Hz에서 8.8V의 교류전압을 인가하면 무색이 되었다. 또한 반대농도계로 측정한 콘트라스트비는 4.6이었다.

[실시예 8]

혹색2색성 색소 S-435를 액정 ZLI-1695에 l중량%에시 용해시킨 것을 80중량부, 메틸메타크릴레이트모노머 15중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 계면활성제 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후, 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합했다.

다음, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 2∼4μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 5중량%로 분산시키고, 이것을 미리 알루미늄 반대전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 제1액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 다음, 제1액정 마이크로 캅셀층에 l20℃에서 테프론판을 밀어 붙이면서 수평방향으로 조금 어긋나게 했다. 실온으로까지 냉각한 후, 테프론판을 떼어낸다.

이 상태에서 제1액정 마이크로 캅셀층을 현미경으로 관측했다. 그 결과 액정 마이크로 캅셀은 서로 융합하고 있으며, 융합부분이 직선인 다면체 구조로 되어 있다. 또한 액정 마이크로 캅셀은 수평방향(기판면에 대해서 평행한 방향)으로 연장된 상태로 되어 있으며, 융합부분이 기판면에 대해서 거의 평행한 직선으로 되어 있다. 또한, 제1액정 마이크로 캅셀층의 두께는 4μm였다. 또한, 액정분자의 배향방향은 기판면에 대해서 거의 평행하고, 데프론판을 어긋나게 한 방향이었다.

다음, 흑색2색성 색소 S-435를 액정 ZLI-1695에 1중량%에서 용해시킨 것을 80중량부, 메틸메타크릴레이트모노머 15중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 계면활성제 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후, 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합했다.

다음, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 2∼4μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 5중량%로 분산시키고, 이것을 메틸메타크릴레이트로 피복된 제1액정 마이크로 캅셀층상에 도포하여 건조시켜 제2액정 마이크로 캅셀층을 형성했다. 다음에, 제2액정 마이크로 캅셀층에 100℃에서 테프론판을 밀어 붙이면서 상기 어긋난 방향과 거의 직교하는 방향으로 조금 어긋나게 했다. 실온으로까지 냉각한 후, 태프론판을 때어냈다.

이 상태에서 제2액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과 액정 마이크로 캅셀은 서로 융합하고 있으며, 융합부분이 직선인 다면체 구조로 되어 있다. 또한, 액정 마이크로 캅셀은 수평방향(기판면에 대해서 평행인 방향)으로 연장된 상태로 되어 있으며, 융합부분이 기판면에 대해서 거의 평행인 직선으로 되어 있다. 또한, 제2액정 마이크로 캅셀층의 두께는 4μm였다. 또한, 액정분자의 배향방향은 기판면에 대해서 거의 평행하고, 테프론판을 어긋나게 한 방향이었다.

다음, 제2액정 마이크로 캅셀층상에 미리 투명전극을 설치한 고분자 필름을 라미네이트했다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다. 이 액정표시장치는 흑색이고, 50Hz에서 8.6V의 교류전압을 인가하면 무색이 되었다. 또한 반대농도계로 측정한 콘트라스트비는 5.3이었다.

[실시예 9]

흑색2색성 색소 S-435를 액정 ZLI-1695에 1중량%에서 용해시킨 것을 80중량부, 불소화메타크릴레이트모노머 15중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 계면활성제 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후, 상기 액정조성물을 85℃에서 l시간 중합했다.

다음에, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고, 작은 액정 마이크로 캅셀을 제거하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 4∼6μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다. 다음, 이 액정 마이크로 캅셀과 에폭시프레폴리머(에피코트) 8중량부를 혼합하고, 5중량% 젤라틴 수용액 200중량부에 교반하면서 떨어뜨려 미소방울을 형성하게 하고, 아민계 경화제 3중량부를 50중량부의 물에 용해하여 이루어지는 상기 젤라틴 수용액 중에 서서히 떨어뜨리면서 약 40℃에서 1시간 교반을 계속했다.

다음, 이 액정조성물을 눈의 크기가 1μm각인 필터로 여과하고, 작은 액정마이크로 캅셀을 제거하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 불소계 메타크릴레이트막과 에폭시수지막의 2층 구조의 투명피막에시 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 5∼7μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 l0중량%로 분산시키고, 이것을 미리 투명전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 다음, 액정 마이크로 캅셀층에 태프론판을 밀어 붙여 120℃에서 2시간의 가열처리를 실시하고, 유리기판에 액정 마이크로 캅셀층을 가열밀착시키고, 또한 에폭시수지를 경화시켰다. 그 후, 실온으로 냉각한 후 테프론판을 떼어내고, 미리 투명전극을 설치한 고분자 필름을 라미네이트했다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과 액정 마이크로 캅셀은 서로 융합하고 있으며, 융합부분이 직선인 다면체 구조로 되어 있다. 또한 액정 마이크로 캅셀은 수평방향(기판면에 대해서 평행인 방향)으로 연장된 상태로 되어 있다. 또한, 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 두께는 8μm였다. 이 액정표시장치는 흑색이고,50Hz에서 8.4V의 교류전압을 인가하면 무색이 되었다. 또한 반사농도계로 측정한 콘트라스트비는 4.3이었다.

[실시예 l0]

흑색2색성 색소 S-435를 액정 ZLI-1695에 1중량%에서 용해시킨 것을 80중량부, 메틸메타크릴레이트모노머 15중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 폴리비닐알코올 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후, 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 1∼8μm의 액정 마이크로 캅셀 분산액을 얻었다.

다음, 미리 알루미늄 반사전극을 설치한 유리기판을 상기 액정 마이크로캅셀 분산액에 담그고, 끌어을림속제 5 도mm/분으로 천천히 공기중으로 끌어올렸다. 기판에 부착된 액은 끌어 올려졌을 때(공기중에 노출였을 때) 순차 건조했다. 이와 같이 하여 막형성된 제1액정 마이크로 캅셀층 내의 액정분자의 배항은 기판면에 대해서 거의 평행하고, 또한 액정분자가 기판 끌어을림방향에 대해서 수직방향으로 대부분 배향했다.

다음, 기판을 다시한번 상기 액정 마이크로 캅셀 분산액에 담그고, 기판의 끌어올림방향을 상기 끌어올림방향과 직교하는 방향으로 설정하고, 끌어올림속제 5 도mm/분으로 천천히 공기중으로 끌어올렸다. 이와 같이 하여 앞서 막형성된 제1액정 마이크로 캅셀층상에 다음의 제2액정 마이크로 캅셀을 적층했다. 제2액정 마이크로 캅셀층내의 액정분자의 배향은 기판면에 대해서 거의 평행하고, 또 제1액정 마이크로 캅셀층내의 대부분의 액정분자의 배향과 직교했다.

또한, 제2액정 마이크로 캅셀층상에 미리 투명전극을 설치한 고분자 필름을 라미네이트했다. 이와 같이 하여 액정 마이크로 캅설층(조광층)의 두께가 10μm인 본 발명의 액정표시장치를 만들었다. 이 액정표시장치는 흑색이고, 50Hz에서 14V의 교류전압을 인가하면 무색이 되었다. 또한 반사농도계로 측정한 콘트라스트비는 5.5였다.

[실시예 11]

제8a도는 본 발명의 액정표시장치의 한 실시예를 나타내는 개략도이고, 제8b도는 제8a도에 나타내는 액정표시장치의 단면도이다. 도면 중 '11'은 유리기판을 나타낸다. 유리기판(11)상에 복수의 TFT(12)가 형성되어 있다. 유리기판(11)상에는 절연막을 통하여 알루미늄으로 이루어지는 반사판(13)이 배치되어 있다. 이 반사판(13)은 화소전극을 구성하고 있다. 또한, 반사판(13)상에 옐로우 액정(14a), 투명전극층(화소전극)(15), 마젠타 액정층(14b), 투명전극층(화소전극)(15), 시안 액정층(14c)이 순자 적층되어 있다. 이 액정층(14a∼14c)은 각각의 색(옐로우, 마젠타, 시안)의 색소분자를 포함하는 게스트 호스트 액정을 넣은 마이크로 캅셀을 포함하는 분산액을 도포하고, 분산매를 휘발시키는 것에 의해 형성한다. 또한, 투명전극층(15)은 투명도전재료를 스퍼터링하여 포토리소그래피 및 에칭에 의해 패터닝하는 것에 의해 형성한다. 또한, 액정층(14a∼14c)의 적층 순서는 어느 경우라도 좋다.

또한, 시안액정층(14c)상에는 투명의 대향전극(16)을 갖는 유리기판이 배치되어 였다. 또한, 각 TFT와 반사판(13) 또는 투명전극층(l5)은 전기적으로 접속되어 있다.

상기 구성을 갖는 액정표시장치는 각 액정층(14a∼41c) 및 투명전극층(15)에는 비표시영역인 능동소자 및 배선 등이 존재하지 않기 때문에 개구율이 넓으며, 또 투명전극층을 박막으로 형성하고 있고 유리기판을 사용하고 있지 않기 때문에 광이용효율이 높다.

이 액정표시장치에서 칼라표시를 실시하는 경우 각 액정층을 각각 끼우는 4개의 전극에 인가하는 전압은 연산회로로 미리 결정해 둔다. 예를 들면 「백」 을 표시할 때는 제9a도에 나타내는 바와 같이 전압을 인가한다. 도면 중 G는 GND를 의미하고, 어느 기준이 되는 전위이다. V는 GND에 대한 전위이고, 상기 V-T특성에 있어서, T를 높은 상태에 있는 정도 포화시킬 수 있는 전위이다. 또한, 전압인가를 두 가지로 나타내고 있는 것은 액정층에 교류파향을 가할 필요가 있기 때문이다. 게스트 호스트 액정의 경우 「백」 을 표시할 때는 광을 투과시키는 편의상 액정분자와 색소분자를 가능한 한 전극면에 대해서 수직방향으로 세울 필요가 있기 때문에 제 9A 도에 나타내는 바와 같이 전압을 인가한다. 다른 색에 관해서는 제9b도∼제9h에 나타내는 바와 같이 각 액정층간의 전압을 제어하는 것에 의해 표시할 수 있었다.

[실시예 12]

정의 유전이방성을 갖는 네마틱 액정E48(메르크사제, 상품명)을 60중량%와 코레스테릭 액정 CB15(메르크사제, 상품명) 40중량%를 혼합한 액정재료를 80중량부, 메틸메타크릴레이트모노머 15중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 계면활성제 3중당부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합했다.

다음, 이 액정조성물을 눈의 크기가 0.5μm각인 필터로 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이과 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 2∼5μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 l0중량%로 분산시키고, 이것을 미리 투명전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 또한, 액정 마이크로 캅셀층상에 미리 투명전극을 설치한 고분자 필름을 라미네이트했다. 또한, 이것에 120℃의 가열처리를 실시하여 유리기판과 액정 마이크로 캅셀층을 가열밀착시켰다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과, 액정 마이크로 캅셀은 서로 융합하고 있으며, 융합부분이 직선인 다면체 구조로 되어 있다. 또한 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 두께는 5μm였다. 이 액정표시장치는 녹색 반사색이고, 50Hz에서 직사각형파 40V의 교류전압을 인가하면 투명하게 되었다.

[실시예 13]

네마틱 액정 E48을 60중량%와 코레스테릭 액정 CB15를 40중량%를 혼합한 액정재료를 80중량부, 메틸메타크릴레이트모노머 15중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 온합하여 용해하고, 이것에 계면활성제 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합했다.

다음, 이 액정조성물을 눈의 크기가 0.5μm각인 필터로 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 2∼5μm의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 10중량%로 분산시키고, 이것을 미리 투명전극울 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 또한, 액정 마이크로 캅셀층상에 미리 투명전극을 설치한 유리기판을 겹쳤다. 다음, 이것을 폴리아미드제의 자루에 넣고, 자루내를 감압하여, 이 상태에서 120℃의 가열처리를 실시하여 유리기판을 가열밀착시켰다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과 액정 마이크로 캅셀은 서로 융합하고 있으며, 융합부분이 직선인 다면체 구조로 되어 있다. 또한, 액정 마이크로 캅셀은 수평방향(기판면에 대해서 평행한 방향)으로 연장된 상태로 되어 있으며, 융합부분이 기판면에 대해서 거의 평행인 직선으로 되어 있다. 또한, 액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 두께는 5μm였다. 이 액정표시장치는 녹색 반사색이고, 50Hz에서 직사각형파 35V의 교류전압을 인가하면 투명하게 되었다.

[실시예 14]

정의 유전이방성을 갖는 네마틱 액정 E48을 60중량%와 코레스테릭 액정 Cl5를 혼합한 액정재료를 80중량부, 메틸메타크릴레이트모노머 15중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 l중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 이것에 계면활성제 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후, 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합했다. 또한 CBl5는 오른쪽으로 감은 카이럴제이다.

정의 유전이방성을 갖는 네마틱 액정 E48을 60중량%와 코레스테릭 액정CB15(메르크사제, 상품명 )를 혼합한 액정재료를 80중량부, 메틸메타크릴레이트모노머 l5중량부, 가교제로서 디비닐벤젠 1중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합하여 용해하고, 이것에 계면활성제 3중량부, 정제수 300중량부와 함께 호모디나이저에서 유화한 후 상기 액정조성물을 85℃에서 1시간 중합했다. 또한 C15는 오른쪽으로 감은 카이럴제이다.

다음, 이 액정조성물을 눈의 크기가 0.5μm각인 필터로 각각 여과하고, 정제수로 3회 세정했다. 이와 같이 하여 투명피막에서 액정조성물을 포함하여 이루어지는 외부직경 1∼3μm의 2가지 종류의 액정 마이크로 캅셀을 얻었다.

다음, 이 액정 마이크로 캅셀을 10% 이소프로필알코올수에 10중량%로 각각 분산시키고, 오른쪽으로 감긴 구조를 갖는 액정 마이크로 캅셀을 미리 투명전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 제1액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 계속해서 왼쪽으로 감긴 구조를 갖는 액정 마이크로 캅셀을 미리 투명전극을 설치한 유리기판 표면에 도포하고, 건조시켜 제2액정 마이크로 캅셀층(조광층)을 형성했다. 또한, 제2액정 마이크로 캅셀층상에 미리 투명전극을 설치한 고분자 필름을 라미네이트했다. 그 후, 이것에 120℃의 가열처리를 실시하여 유리기판과 액정 마이크로 캅셀층을 가열밀착시켰다. 이와 같이 하여 본 발명의 액정표시장치를 만들었다.

얻어진 액정표시장치를 현미경으로 관측했다. 그 결과, 제1및 제2액정 마이크로 캅셀층 중의 액정 마이크로 캅셀은 서로 융합하고 있으며, 융합부분이 직선인 다면체 구조로 되어 있다. 또한 제1및 제2액정 마이크로 캅셀층(조광층)의 두께는 2μm였다. 이 액정표시장치는 녹색 반사색이고,5OHz에서 직사각형파 30V의 교류전압을 인가하면 투명하게 되었다.

[실시예 15]

마젠타의 2색성 염료를 용해한 액정재료 40g에 모노머로서 메틸메타크릴레이트 8g, 비닐메타크릴레이트 2g, 개시제로서 디크밀퍼옥사이드 0.lg을 혼합 용해하여 액정조성물을 얻었다. 다음, 매질로서 물 500g에 유화제로서 폴리비닐알코을 5g을 용해했다.

다음에, 구멍입자직경 1μm의 유화막을 통하여 액정조성물을 0.4kg/cm²의 압력으로 가압하여 매질중에 추출했다. 또한, 이 때 매질은 순환시켜 유화막의 표면에 흐름을 주었다. 추출된 액정기름방울은 유화막 표면에서 매질로 씻어 떨어뜨리고, 이것에 의해 입자직경 4∼5μm의 균일한 모노머를 함유한 액정의 기름방울을 얻었다.

이와 같이 하여 얻어진 기름방울로 이루어지는 유화액을 질소 상태하에서 75℃에서 12시간 중합하여 액정 마이크로 캅셀을 만들었다. 이 액정 마이크로 캅셀을 함유한 수용액을 투명전극이 부착된 유리기판에 도포·건조하고, 두께 10μm의 액정 마이크로 캅셀층을 형성했다. 이 액정 마이크로 캅셀층을 현미경으로 표면을 관찰하면 액정 마이크로 캅셀이 융합하여 하니컴구조에 가까운 크기로 갖춰 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 액정 마이크로 캅셀층상에 투명전극이 부착된 유리기판을 적층하여 액정표시장치를 완성시켰다. 이 액정표시장치의 구동전압을 측정한 바 5V였다. 또한, 액정표시장치에 전압을 인가한 바 마젠타색에서 투명하게 변화했다. 이 액정표시장치에 있어서는 액정 마이크로 캅셀의 입자직경이 거의 균일하기 때문에 액정 마이크로 캅셀층에 단차가 생기지 않고, 이것에 의해 산란이 적었다.

[실시예 16]

본 발명에 있어서는 액정 마이크로 캅셀의 폴리머 외벽상에 노광점착성 발현체를 코팅하고, 이것을 기판상에 균일하게 도포하여 층형성을 실시하고, 이 액정 마이크로 캅셀층에 패턴노광을 실시하여 기판표면의 세정을 실시하는 것에 의해 액정 마이크로 캅셀층에 소망하는 패턴을 형성할 수 있는 것을 발견했다.

즉, 이 태양에 였어서의 액정 마이크로 캅셀은 예를 들면 제10도에 나타내는 바와 같이 액정분자(21)와 2색성색소(22)를 포함하는 액정재료를 폴리머층(23)에서 포함한 캅셀의 최표층에 노광점착성 발현체층(24)을 설치한 것이다. 또한 폴리머층 전체가 노광점착성 발현체로 구성되어 있어도 좋다.

이 태양에 있어서는, 우선 제11a도에 나타내는 바와 같이 이 액정 마이크로 캅셀을 표면에 ITO등으로 이루어지는 투명전극(26)을 갖는 유리기판(27)상에 균일하게 도포한다. 또한 이 기판에 마스크를 통하여 패턴노광한다. 이 때 노광한 부분만의 노광점착성 발현체가 점착성을 발현하여 액정마이크로 캅셀이 바탕지(기판이나 투명전극 등)에 흡착한다. 그 후, 기판을 세정하는 것에 의해 비노광부의 액정 마이크로 캅셀이 씻겨저 소망하는 패턴을 갖는 액정 마이크로 캅셀증(25)을 형성할 수 있다. 이와 같이 하는 것에 의해 제11b도에 나타내는 바와 같이 청색, 녹색의 패턴을 갖는 액정마이크로 캅셀층을 얻을 수 있다. 그 결과, 액정 마이크로 캅셀을 사용해도 구조가 단순하고 비용이 적게 들며, 또 생산이 가능하고, 밝고 선명한 표시를 얻을 수 있는 액정표시장치를 실현할 수 있다.

상기 액정 마이크로 캅셀에 사용되는 옐로우의 2색성색소로는 예를 들면 G-232(일본감광색소사제 ), SI-209, M-361(미츠이도아츠사제 )등을 들 수 있다. 또한 액정 마이크로 캅셀에 사용되는 시안의 2색성색소로는, SI-501, SI-497, M-403(미츠이도아츠사제 ), G-472(일본감광색소사제 )등을 들 수 있다. 또한 액정 마이크로 캅셀에 사용되는 마젠타에 2색성 색소로는 G-239, G-471, G-202(일본감광색소사제 ) , S I -512, M-618, M-370( 미츠이도아츠사제 ) 등을 들 수 있다.

액정 마이크로 캅셀의 착색시의 색상은 상기한 2색성색소를 혼합하는 것에 의해 얻을 수 있다. 예를 들면, 적색의 액정 마이크로 캅셀은 마젠타와 예로의 색소의 혼합에 의해 조정할 수 있으며, 청색의 액정 마이크로 캅셀은 마젠타와 시안의 색소 혼합에 의해 조정할 수 있으며, 녹색의 액정 마이크로 캅셀은 시안과 옐로우의 색소 혼합에 의해 얻어 조정할 수 있다.

상기 액정 마이크로 캅셀에 사용되는 액정으로는 TC-4386XX, ZLI-4281/2, ZLl-3889, ZLl-5560-000, MLC-6041-000, ZLl-4620, ZLI-5100-000, ZLI-1840, ZLl-2116-000, ZLI-2293(메르크저팬사제 ), LIXON4033-000XX, LIXON4034-00OXX, LIXON-5052(칫소화학공업사제 ) 등을 사용할 수 있지만 이것에 한정되지 않는다.

상기 액정 마이크로 캅셀의 투명피막(폴리머외벽)의 재료로는 디비닐벤젠, (메타)아크릴산메틸, (메타)아크릴산에틸, (메타)아크릴산-n-부틸, (메타)아크릴산-2-히드록시에틸, (메타)아크릴산글리시릴, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴산에스테르, (메타)아크릴산트리프로모페닐, (메타)아크리로니트릴, (메타)아크로레인, (메타)아크릴아미드, 메틸렌비스(메타)아크릴아미드, N-메티롤(메타)아크틸아미드, 염화비닐, 염화비닐리덴, 부타디엔, 이소플렌, (메타)아크릴산, 이타콘산, 프말산 등의 공중합체 둥을 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니다.

상기 액정 마이크로 캅셀의 노광점착성 발현물질로는 1,4-디히드로피리딘등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 2,6-디메틸-4-(2'-니트로페닐)-1,4-디히드로피 리딘-3,5-디카르본산디메틸에스테르; 2,6-디메틸-4-(2'-니트로페닐)-1,4-디히드로피리딘-3,5-디카르본산디에틸에스테르; 2,6-디메틸-4-(2'-니트로-4', 5-디메톡시페닐)-1,4-디히드로피리딘-3,5-디카르본산디에틸에스테르; 2,6-디메틸-4-(2'-니트로페닐)-1,4-디히드로피리딘-3,5-디카르본산디이소프로필에스테르; 2,6-디메틸-4-(2'-니트로페닐)-1,4-디히드로피리딘-3,5-디카르본산디(β-에톡시에틸)에스테르; 2,6-디메틸-4-(2'-니트로페닐)-1,4-디히드로피리딘-3,5-디카르본산3-메틸-5-에틸에스레르; 2,6-디메틸-4-(2'-니트로페닐)-1,4-디히드로피리딘-3,5-디카르본산3-이소프로필-5-메틸에스테르; 2,6-디메틸-4-(2'-니트로페닐)3-아세토-1,4-디히드로파리딘-5-카르본산에틸에스테르; 2,6-디메틸-4-(2''-니트로페닐)-3,5-아세토-l)4-디히드로피리딘 및 2,6-디메틸-4-(2'니트로페닐)-3,5-디시아노-1,4-디히드로피리딘 등을 들 수 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니다.

구체적으로는, 상기 액정 마이크로 캅셀을 갖는 액정표시장치는 이하와 같이 만들 수 있다.

실시예 15와 동일하게 유화중합법에 의해 만든 평균입자직경이 약 10μm의 청색의 액정 마이크로 캅셀(액정재료 : 메르크저판사제 TC-4368XX, 색소재료 : 오지사제 SI-497+일본감광색소사제 G-239, 외벽의 폴리머재료:디비닐벤젠)의 표면에 2,6-디메틸-4-(2-니트로페닐)-1,4-디히드로피리딘-3,5-디카르본산디메틸에스테르를 1중량% 함유하는 플리아크릴산에스테르층을 형성했다.

이 액정 마이크로 캅셀을 표면에 투명전극으로서 ITO층을 갖는 유리기판에 도포하고, 초고압 수은등을 광원으로 하는 노광기를 사용하여 365nm의 파장의 자외선을 20OmJ/cm²의 에너지로 조사했다. 이 때, 노광부분의 액정 마이크로 캅셀만이 기판에 흡착했다. 다음, 이 기판을 물에 담궈 초음파세정을 실시하여, 노광부에만 액정 마이크로 캅셀층이 잔존하는 패턴을 얻었다.

다음, 청색. 녹색에 착색된 액정 마이크로 캅셀에 대해서 상기와 동일한 공정을 실시하고, 제11b도에 나타내는 바와 같은 적색, 녹색, 칭색의 델타배열의 괘턴을 갖는 액정 마이크로 캅셀층을 형성했다.

또한, 액정 마이크로 캅셀층상에 투명전극이 부착된 유리기판을 적층하여 액정표시장치를 환성시켰다. 이 액정표시장치의 구동전압을 측정한 바, 15V였다. 또한, 이 액정표시장치는 구조가 간단하지만, 백표시가 밝고 양호하며, 색표시도 실시예 16만큼은 아니지만 선명했다.

[실시예 17]

유화중합법에 의해 만든 평균입자직경이 약 10μm의 청색의 액정 마이크로캅셀(액정재료 : 메르크저팬사제 TC-4368XX)색소재료 : 오지사제 SI-497+일본감광색소사제 G-239, 외벽의 폴리머재료: 디비닐벤젠)의 표면에 직접 2,6-디메틸-4-(2'-니트로페닐)-1,4-디히드로피리딘-3,5-디카르본산디메틸에스테를 흡착시키고, 자외선 조사에너지를 50mJ/cm²으로 하는 이외는 실시예 16과 동일하게 하여 제11b도에 나타내는 바와 같은 적색, 녹색, 청색의 델타배열의 패턴을 갖는 액정 마이크로 캅셀층을 형성했다.

또한, 액정 마이크로 캅셀층상에 투명전극이 부착된 유리기판을 적층하여 액정표시장치를 관성시켰다. 이 액정표시장치의 구동전압을 측정한 바 15V였다. 또한, 이 액정표시장치의 제조에 있어서는 실시예 16의 것과 비교하여 노광에너지를 저감할 수 있었다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 액정표시장치는 각각의 표면에 전극을 가지고, 상기 전극이 대향하도록 배치된 한쌍의 기판 및 상기 한쌍의 기판사이에 끼워진 조광층을 구비하고, 상기 조광층이 투명피막중에 액정재료를 포함하는 마이크로 캅셀을 함유하며, 인접하는 상기 마이크로 캅셀이 밀착하고 있거나 또는 상기 마이크로 캅셀이 다면체 구조를 가지기 때문에 밝은 부위의 광투과율이 높고, 입사한 광을 유효하게 활용할 수 있으며, 또 높은 콘트라스트의 표시가 가능한 것이다.

또한, 본 발명의 액정표시장치의 제조방법에 의하면 표면에 전극을 갖는 한쌍의 기판의 적어도 하나의 기판상에 투명피막 안에 액정재료를 포함하는 마이크로 캅셀로 이루어지는 조광층을 형성하고, 상기 마이크로 캅셀끼리를 융착시켜 상기 전극이 대향하도록 상기 한쌍의 기판을 배치하여 상기 한쌍의 기판간에 조광층을 끼우기 때문에 상기 액정표시장치를 효율좋게 얻을 수 있다.

Claims (21)

1. 각각의 표면에 전극을 가지고, 상기 전극이 대향하도록 하여 배치된 한쌍의 기판 및 상기 한쌍의 기판간에 끼워진 조광층을 구비하고, 상기 조광층이 투명피막중에 액정재료를 포함하는 마이크로 캅셀을 함유하고, 인접하는 상기 마이크로 캅셀이 밀착되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 액정재료의 액정분자가 기판면에 대해서 평행하게 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 액정재료의 액정분자가 기판면에 대해서 평행하게 배열되고, 상기 마이크로 캅셀이 복수층으로 적층되어 있고, 동일층내의 액정분자의 대부분이 동일방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 액정재료의 액정분자가 기판면에 대해서 거의 수직으로 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 액정재료는 2색성색소를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 제1항에 있어서, 각각의 마이크로 캅셀 중의 액정분자의 배향이 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 마이크로 캅셀을 구성하는 투명피막의 재료가 적어도 두 종류인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
8. 각각의 표면에 전극을 가지고, 상기 전극이 대향하도록 배치된 한쌍의 기판 및 상기 한쌍의 기판간에 끼워진 조광층을 구비하며, 상기 조광층이 투명피막안에 액정재료를 포함하는 마이크로 캅셀을 함유하고, 상기 마이크로 캅셀이 다면체 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 액정재료의 액정분자가 기판면에 대해서 평행하게 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 액정재료의 액정분자가 기판면에 대해서 평행하게 배열되고, 상기 마이크로 잡셀이 복수층으로 적층되어 있고, 동일층내의 액정분자의 대부분이 동일방향으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
11. 제8항에 있어서, 상기 액정재료의 액정분자가 기판면에 대해서 수직으로 배열된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
12. 제8항에 있어서, 상기 액징재료는 2색성색소를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
13. 제8항에 있어서, 각각의 마이크로 캅셀 중의 액정분자의 배향이 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
14. 제8항에 있어서, 상기 마이크로 캅셀을 구성하는 투명피막의 재료가 적어도 두 종류인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
15. 표면에 전극을 갖는 1쌍의 기판 중 적어도 하나의 기판상에 투명피막 안에 액정재료를 포함하는 마이크로 캅셀로 이루어지는 조광층을 형성하는 공정; 상기 마이크로 캅셀을 상호 융착시키는 공정: 및 상기 전극이 대향하도록 하여 상기 한쌍의 기판을 배치하여 상기 한쌍의 기판간에 조광층을 끼우는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법
16. 제15항에 있어서, 상기 마이크로 캅셀을 상호 융착시키는 공정은 마이크로 캅셀과 분산매로 이루어지는 분산액을 기판상에 도포한 후, 상기 분산매를 증발시키면서 실시하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 분산매의 증발이 상기 기판상에시 순자 실시되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 마이크로 캅셀을 상호 융착시키는 공정은 상기 마이크로 캅셀을 기판면에 대해서 수직인 방항으로 압력을 인가하면서 실시하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
19. 제15항에 있어서, 상기 마이크로 캅셀을 상호 융착시키는 공정은 상기 마이크로 캅셀을 기판면에 대해서 거의 수평인 방향으로 어긋남 응력을 인가하면서 실시하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
20. 제15항에 있어서, 상기 마이크로 캅셀을 상호 융착시키는 공정 후에 상기 마이크로 캅셀을 구성하는 투명피막을 경화시키는 공정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
21. 제15항에 있어서, 상기 마이크로 캅셀의 폴리머 외벽상에 노광점착성 발현체가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.