KR100269353B1 - An airogel liquid crystal display and a method for manufacturing thereof - Google Patents
An airogel liquid crystal display and a method for manufacturing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR100269353B1 KR100269353B1 KR1019970009435A KR19970009435A KR100269353B1 KR 100269353 B1 KR100269353 B1 KR 100269353B1 KR 1019970009435 A KR1019970009435 A KR 1019970009435A KR 19970009435 A KR19970009435 A KR 19970009435A KR 100269353 B1 KR100269353 B1 KR 100269353B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- liquid crystal
- airgel
- layer
- crystal display
- display device
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
- H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
- H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
- H01L21/02282—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process liquid deposition, e.g. spin-coating, sol-gel techniques, spray coating
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133305—Flexible substrates, e.g. plastics, organic film
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133553—Reflecting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
- H10K30/82—Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Description
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 액정층이 에어로겔(airogel)의 포아에 형성되어 배향층이 필요하지 않고, 편광자가 필요하지 않은 액정표시장치 및 그의 제조공정에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
현재, 일반적으로 사용되고 있는 TN(twisted nematic) 액정표시소자(liquid crystal display: LCD)는 안정한 표시성능, 능동 또는 수동 매트릭스(active or passive matrix) 어느 방식에도 사용될 수 있는 적용성 때문에, 최근 노트북 컴퓨터 등의 저소비전력을 요하는 제품에도 적용되고 있어 액정표시소자의 주류가 되고 있다.TN (twisted nematic) liquid crystal displays (TNs), which are generally used, have recently been used in notebook computers and the like due to their stable display performance and their applicability to be used in either active or passive matrix. It has been applied to products requiring low power consumption, and it has become a mainstream liquid crystal display device.
그러나, 편광판을 사용하여야만 하기 때문에, 표시소자로 입사한 광이 실제로는 70~80%가 손실되고, 휘도에 문제가 있고, 배향공정에 따른 광산란 현상이나 위상왜곡과 같은 많은 문제점이 생기고 있다. 특히, 전자의 문제는 TN 표시소자 자체의 소비전력은 낮기 때문에, 그 백라이트(back light) 등의 전력을 크게 해야한다는 의미이므로, 커다란 장해가 되고 있다.However, since the polarizing plate must be used, 70-80% of the light incident on the display element is actually lost, and there is a problem in luminance, and many problems such as light scattering phenomenon and phase distortion due to the alignment process are generated. In particular, the former problem is that since the power consumption of the TN display element itself is low, it is necessary to increase the power of the backlight and the like, which is a great obstacle.
상기한 문제를 해결하기 위해서, 제안되는 것이 고분자 분산형 액정(polymer dispersed liquid crystal: PDLC) 표시소자가 있다. 이는 액정과 액정 이외의 물질를 불균일하게 분산시켜서, 두 물질의 굴절율의 차이를 이용해서 동작시키는 소자를 시작으로, 후에 액정을 캡슐화하는 기술 등과 조합하여서, 액정을 고분자 중에 미립자(켑슐)로 분산시킨 액정표시장치이다. 이 장치에서는 배향막과 편광판이 필요하지 않다.In order to solve the above problems, there is a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) display device that is proposed. This is a liquid crystal in which a liquid crystal is dispersed as a fine particle in a polymer, in combination with a technique of dispersing a liquid crystal and a material other than the liquid crystal and operating it by using the difference in refractive index of the two materials, and then encapsulating the liquid crystal. It is a display device. In this device, an alignment film and a polarizing plate are not necessary.
도 1은 상기한 PDLC소자의 단면을 나타낸 것으로, 참조부호 2는 두 개의 기판(1)에 각각 부착된 전극을 나타내는 것으로, 폴리머(4)에 분산되어 있는 액정(3)의 광투과량을 변경할 수 있다. 상기한 폴리머(4)에 분산된 액정(3)은 실재(5)에 의해서 봉지된다. 상기한 액정은 폴리머에서 캡슐상으로 분산되어 액정미립자(3)를 형성하고 상기한 전극에 의한 전압인가에 따라서 그 분자배열이 바뀌게 된다.1 is a cross-sectional view of the above-described PDLC device.
상기한 구조는 그 자체는 투명하지만 서로가 용해되지 않고, 굴절율이 다른 2종류의 액체를 강제적으로 혼합하게 되면, 전체가 백색의 불투명한 크림상이 된다는 현상을 이용한 것이다. 이 현상은 혼합된 상태의 각각의 액체가 불투명하게 되는 것 뿐만 아니라, 두 액체의 굴절율이 다름으로 인해, 그 계면을 광이 통과할 때, 계면에서 광이 산란되기 때문에 일어난다.The above structure utilizes the phenomenon that, when the structure itself is transparent but does not dissolve with each other, and when two kinds of liquids having different refractive indices are forcibly mixed, the entirety becomes a white opaque cream. This phenomenon occurs not only because each liquid in the mixed state becomes opaque, but also because light is scattered at the interface when light passes through the interface due to different refractive indices of the two liquids.
액정을 폴리머 중에 미소한 캡슐로 형성하여 분산하게 하면 도 2(a)에 나타난 바와 같이, 전압이 인가되지 않은 상태에서는 액정미립자(3)과 폴리머(4) 사이의 굴절율의 차이에 의해서 입사된 광은 모두 산란되어 유백색의 불투명한 상태가 된다. 이 상태를 외부에서 보면, n0에서 ne까지의 범위로 굴절율분포를 가진 액정미립자(3)가 굴절율 np를 가진 폴리머 중에 보유하고 있으므로 불투명하게 되어, 광을 산란하게 하는 소자가 된다. 그러나, 외부에서 전압이 인가되면 도 2(b)와 같이, 각 액정미립자(3)의 액정은 전계방향으로 정렬하게 되므로, 화살표 방향에서 본 굴절율 n0는 모든 입자에서도 일정하게 된다. 여기에서 n0가 분산촉매인 폴리머(4)의 굴절율 np와 일치되는 액정을 선택한다면, 양자의 계면에서 산란이 일어나지 않고 투며아게 보인다.When the liquid crystal is formed into a small capsule in the polymer and dispersed, as shown in FIG. 2 (a), the light incident due to the difference in refractive index between the
따라서, 고분자 분산형 액정표시장치는 전압의 ON/OFF에 따라 광의 투과량이 변화하는 디스플레이용 소자로 적용되는 것이 가능하다.Therefore, the polymer dispersed liquid crystal display device can be applied to a display element in which the amount of light transmittance changes according to the ON / OFF voltage.
그러나, 상기한 고분자 분산형 액정표시소자는 액정미립자의 크기 및 밀도를 제어하는 것이 불가능하며 그 계면에서 발생하는 광의 산란을 자유롭게 제어하는 것이 어려워 OFF상태에서 불투명한 화면을 확보하는 것에 재현성이 없고, 계면의 물리화학적 제어가 곤란하여 히스테리시스(hysteresis)가 발생하므로 디스플레이에 적용시 계조표시(grey level)에 한계가 있다.However, the polymer dispersed liquid crystal display device cannot control the size and density of the liquid crystal fine particles, and it is difficult to freely control the scattering of light generated at the interface, so that it is not reproducible to secure an opaque screen in the OFF state. Hysteresis occurs due to difficulty in physicochemical control of the interface, and thus there is a limit in gray level when applied to a display.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 고안된 것으로, 편광판과 배향막을 제거하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 액정층 포아(pore)의 크기와 밀도를 자유롭게 제어할 수가 있는 에어로겔 액정표시장치 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention was devised to solve the above problems, and it is possible to remove the polarizing plate and the alignment layer, and to provide an airgel liquid crystal display device and a method of manufacturing the same, which can freely control the size and density of the liquid crystal layer pores. It aims to provide.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 액정표시장치는, 복수의 포아를 가진 다공성 에어로겔층; 상기한 포아 내에 형성된 액정; 및 상기한 액정의 광투광율을 제어하는 스위칭 소자로 이루어진다. 상기한 에어로겔은 투명성 실리카 에어로겔이 바람직하고, 콘드라스트비와 광의 산란상태를 좋도록 하기 위해서 염료를 첨가하는 것이 바람직하다. 또한, 상기한 구성 이외에 칼라필터와 TFT를 추가로 구성하는 것이 가능하고 반사형 액정표시장치에 적용하기 위해서 반사판을 추가로 구성하는 것도 가능하다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display device of the present invention, a porous airgel layer having a plurality of pores; A liquid crystal formed in the pore; And a switching element for controlling the light transmittance of the liquid crystal. The airgel is preferably a transparent silica airgel, and it is preferable to add a dye in order to improve the contrast ratio and the light scattering state. Further, in addition to the above-described configuration, it is possible to further configure the color filter and the TFT, and it is also possible to further configure the reflecting plate for application to the reflective liquid crystal display device.
또한 상기한 액정표시장치를 얻기 위한 제조공정은, 전극이 형성된 기판에 습윤겔층을 형성하는 단계; 상기한 습윤겔을 초임계건조로 건조하여 복수의 포아를 가진 다공성 에어로겔을 형성하는 단계; 및 상기한 다공성 에어로겔의 포아로 액정을 주입하는 단계로 구성된다. 이 방법 외에, 에어로겔과 액정의 혼합물을 균질기에 의해서 혼합하는 단계; 및 전극이 형성된 기판에 에어로겔-액정층을 형성하는 단계로 구성되는 방법도 가능하다.In addition, the manufacturing process for obtaining the liquid crystal display device comprises the steps of: forming a wet gel layer on a substrate on which an electrode is formed; Drying the wet gel by supercritical drying to form a porous airgel having a plurality of pores; And injecting liquid crystal into the pores of the porous airgel. In addition to this method, the mixture of the airgel and the liquid crystal is mixed by a homogenizer; And forming an airgel-liquid crystal layer on the substrate on which the electrode is formed.
도 1은, 종래 PDLC(polymer dispersed liquid crystal)의 단면을 나타내는 도면.1 is a diagram showing a cross section of a conventional polymer dispersed liquid crystal (PDLC).
도 2는, 상기한 도 1의 PDLC의 작동원리를 나타내는 도면.2 is a view showing the operation principle of the PDLC of FIG.
도 3은, 본 발명에 따른 에어로겔 액정표시장치의 단면을 나타내는 도면.3 is a cross-sectional view of an airgel liquid crystal display device according to the present invention;
도 4는, 본 발명의 에어로겔 액정셀의 적용예를 나타내는 도면.4 is a view showing an application example of the airgel liquid crystal cell of the present invention.
도 5는, 본 발명의 에어로겔 액정장치의 포아의 패턴을 나타내는 도면.5 is a view showing a pattern of the pore of the airgel liquid crystal device of the present invention.
도 6은, 본 발명의 액정표시장치의 제조공정의 일 실시예를 나타내는 도면.6 is a view showing an embodiment of a manufacturing process of a liquid crystal display of the present invention.
도 7은, 본 발명의 액정표시장치의 제조공정의 다른 실시예를 나타내는 도면.7 is a view showing another embodiment of the manufacturing process of the liquid crystal display device of the present invention.
다공성 투명 신소재의 하나인 저밀도 실리카 에어로겔은 1930년대 물유리(water glass)를 초임계 건조공정을 통하여 겔의 미세구조의 파괴없이 액체성분을 제거하여 미세다공성 에어로겔을 제조하므로서 개발되기 시작하였다. 일반적인 실리카 에어로겔은 투명한 단열유리나 단열냉장고에 이르기까지 초단열이 요구되는 모든 분야에 사용되고 있다.Low density silica airgel, one of the new transparent porous materials, was developed in the 1930s by producing microporous airgel by removing liquid components without destroying the microstructure of water glass through supercritical drying. General silica aerogels are used in all fields that require ultra-insulation, from transparent insulating glass to insulating refrigerators.
상기한 실리카 에어로겔은 지각에서 풍부한 화학적 특성을 지닌 실리카를 주성분으로 이루어진 것으로, 임계온도 및 임계압력 이상의 상태에서 물질이 액체와 비슷한 밀도 및 용해도, 기체와 비슷한 확산도를 가진 액체와 기체의 중간적 성질을 가지는 초임계 액체를 이용하여 제작한다.The silica aerogel is composed mainly of silica having abundant chemical properties in the earth's crust. Eggplants are made using supercritical liquids.
이 에어로겔은 솔-겔공정 및 초임계 유체건조공정(supercritical fluid drying process)에 의해서 제조되며, 조업변수(출발물질, 온도, pH, 촉매 등)에 따라서 다양한 특성을 갖는 에어로겔을 제조할 수가 있다. 일반적인 에어로겔 제조공정은, 솔-겔 공정을 이용하여 습윤겔(wet gel)을 제조하여 이를 초임계 유체 공정을 이용하여 습윤겔을 건조하여 에어로겔을 얻는 두 개의 개별공정을 거친다. 상기 한 솔-겔공정에서 겔화시간, 출발물질의 양, 및 초임계 건조공정의 조건 등에 따라서 원하는 크기와 밀도의 포아를 형성하는 것이 가능하다.This airgel is manufactured by a sol-gel process and a supercritical fluid drying process, and can produce an airgel having various characteristics according to operating parameters (starting material, temperature, pH, catalyst, etc.). In general, the airgel manufacturing process uses a sol-gel process to prepare a wet gel, which is then subjected to two separate processes of drying the wet gel using a supercritical fluid process to obtain an airgel. In the sol-gel process, it is possible to form pores of a desired size and density depending on the gelation time, the amount of starting material, and the conditions of the supercritical drying process.
상기한 에어로겔을 액정표시장치에 적용하기 위해서, 본 발명의 에어로겔층은 도 3에서 보여지는 바와 같이 포아(13')를 형성하고, 상기한 포아(13')는 이웃한 포아(13')와 연결통로(13")로 연결되어 있다. 따라서, 이 포아(13')와 연결통로(13")에 형성되어 있는 액정층(13)은 상기한 포아의 크기와 밀도에 따라서 제어되는 것이 가능하다. 통상적으로, 액정은 방향에 따라서 광의 굴절율이 다른 이방성 물질이므로, 전압이 인가되지 않은 OFF상태에서는 도 3(a)에 나타난 바와 같이, 액정층(13)의 분자의 굴절율과 에어로겔(14) 분자의 굴절율과의 차이에 의해서 입사된 광은 모두 산란되어 불투명한 상태가 된다. 이 상태를 외부에서 보면, 액정층(13)의 분자의 굴절율이 no∼ne까지로 굴절율 분포를 가진 액정층(13)이 굴절율 na를 가진 에어로겔층(14) 중에 분산되어 있으므로, 광의 산란에 의해서 불투명하게 되는 것이다. 즉, 상기한 액정층과 에어로겔층(14)의 조합은 광을 산란하게 하는 소자로 이용되는 것이 가능하다.In order to apply the airgel to the liquid crystal display device, the airgel layer of the present invention forms a pore 13 ', as shown in FIG. 3, and the pore 13' is formed with a neighboring pore 13 '. It is connected by a
그러나, 외부에서 전압이 인가되면, 도 3(b)와 같이 각 액정층(13)의 액정분자가 전계가 형성된 방향으로 균일하게 정렬하게 되므로, 액정분자의 정상 굴절율(no)은 모든 입자에서도 일정하게 된다. 따라서, 에어로겔의 굴절율(na)이 액정분자의 정상 굴절율(no)과 동일하도록 액정을 선택하므로서, 상기한 액정층(13)과 에어로겔층(14) 사이의 계면(13a)에서 산란이 일어나지 않고 투명하게 보인다.However, if the external voltage is applied, Fig. 3 (b) and the like, so that the liquid crystal molecules of the
상기한 에어로겔 액정셀을 제작하여 전압을 인가한 도면은 도 4에 나타나 있다. 도 4(a)는 전압인가전에 상기한 액정셀의 액정분자가 불규칙하게 분산되어 있으므로 불투명하게 보이고, 전압을 인가하게 되면 도 4(b)와 같이 투명하게 되어 액정셀의 아래에 있는 문자를 읽을 수 있게 된다.The fabricated airgel liquid crystal cell and a voltage applied thereto are shown in FIG. 4. 4 (a) is opaque because the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell are irregularly dispersed before voltage application, and when voltage is applied, the liquid crystal molecules become transparent as shown in FIG. 4 (b) to read characters under the liquid crystal cell. It becomes possible.
상기한 에어로겔 액정표시장치에서, 액정층(13)이 형성되는 포아(13')의 크기와 밀도는 에어로겔 제조시의 출발물질의 조성비와 공정조건에 따라서 자유롭게 제어하는 것이 가능하다. 또한, 액정층(13)과 에어로겔층(14) 사이의 계면(13a)의 표면처리도 표면에서의 에스테르화 반응으로 소수성을 띄게 하여 대기 중에서 수축이 일어나지 않고 수분에서 강한 에어로겔을 얻을 수가 있다.In the above-described airgel liquid crystal display device, the size and density of the pore 13 'on which the
또한, 액정표시장치에서 콘트라스트를 증가시키고, 전압의 OFF상태에서 광의 산란에 따른 불투명한 상태를 좋도록 하기 위해서, 상기한 에어로겔층에 염료를 첨가하는 것이 바람직하고, 청색 또는 검정색 염료를 첨가하는 것이 더욱 바람직하다.In addition, in order to increase the contrast in the liquid crystal display device and to improve the opacity caused by light scattering in the OFF state of the liquid crystal, it is preferable to add a dye to the airgel layer, and to add a blue or black dye. More preferred.
상기한 에어로겔 액정표시소자는 도 3에 나타난 구조 외에 에어로겔층이 형상유지가 가능한 고체이므로, 기존의 기판을 제거할 수도 있고, 프라스틱기판과 같은 경량소재의 사용도 가능하다. 또한, 상기한 기판에 TFT층과 칼라필터가 추가로 구성되어 일반적인 칼라디스플레이로서 적용하는 것도 가능하고, 반사판을 추가로 구성하여 상기한 산란현상을 증가시키는 반사형 LCD로의 적용도 물론 가능하다In addition to the structure shown in FIG. 3, the airgel liquid crystal display device may be a solid that can maintain a shape of the airgel layer. Thus, the existing substrate may be removed, and a lightweight material such as a plastic substrate may be used. In addition, a TFT layer and a color filter may be additionally formed on the substrate to be applied as a general color display, and a reflection plate may be further configured to be applied to a reflective LCD which increases the scattering phenomenon.
이외에, 상기한 포아(13')는 필요에 따라서 그 형태가 다양하게 적용되는 것이 가능하다. 그 일례로 도 5에 나타난 바와 같은 다양한 포아의 형태가 모두 가능하다.In addition, the above-described pore 13 'can be applied in various forms as necessary. For example, various types of pores as shown in FIG. 5 are possible.
본 발명의 에어로겔 액정표시장치는 에어로겔을 액정분자의 분산을 위한 매트릭스(matrix)로 사용하므로서, PDLC와는 달리, 포아의 크기가 수 nm∼수십㎛까지 제어가 가능하고, 굴절율이 1.06∼1.65로 범위가 크므로 적용가능한 액정의 범위가 크다. 또한, 에어로겔이 가시영역에서 광의 투과율이 일정하므로 안정한 산란상태를 유지하는 것에 대한 신뢰성이 높은 액정표시장치를 얻는 것이 가능하다.The airgel liquid crystal display of the present invention uses airgel as a matrix for dispersing liquid crystal molecules, and unlike PDLC, the pore size can be controlled from several nm to several tens of micrometers, and the refractive index ranges from 1.06 to 1.65. Because of the large range of the liquid crystal applicable. In addition, since the transmittance of light in the airgel is constant in the visible region, it is possible to obtain a liquid crystal display device having high reliability in maintaining a stable scattering state.
상기한 에어로겔 액정표시장치를 얻기 위한 제조공정은 다음과 같다. 우선, 상기한 에어로겔을 얻기위한 솔-겔공정은, TEOS(tetra-ethylorthosilicate), TMOS(tetra-methylorthosilicate)와 같은 금속알콕사이드, 물 및 염산(HC1), 수산화암모늄(NH4OH)과 같은 촉매를 사용하였다. 즉, 알콕사이드 용액과 물 그리고 염산(HC1)을 혼합몰비율로 최적화하여 혼합용액으로 만들었다. 이 때, 알코올은 첨가하지 않고, 반응에 의해서 생성된 알코올(alcohol)에 의해서 알콕사이드와 물이 하나의 상으로 존재하도록 하였다. 상기한 반응물의 가수분해 반응은 단순교반하여 약 10시간동안 반응시켰다. 상기한 가수분해가 완료된 실리카 혼합용액에서 생성된 알코올은 제거하지 않고, 물, NH4OH를 최적화된 몰비율로 혼합하고 밀도조절을 위하여 계산된 양의 비알코올성 용매를 혼합하여 30분정도 자력교반기를 이용하여 혼합하였다. 이 혼합용액을 시험관이나 다양한 형태의 몰드에 부어 놓고 밀봉하여 항온조에서 일정한 온도하에서 중합반응을 진행하여 겔화를 유지하였다. 겔화시간을 솔용액을 넣은 시험관을 90° 기울여서 솔의 계면이 움직이지 않을 때까지의 시간으로 정하였다.The manufacturing process for obtaining the airgel liquid crystal display device described above is as follows. First of all, the sol-gel process for obtaining the aerogel may be performed by using a catalyst such as metal alkoxide such as tetra-ethylorthosilicate (TEOS) or tetra-methylorthosilicate (TMOS), water and hydrochloric acid (HC1), and ammonium hydroxide (NH 4 OH). Used. That is, the alkoxide solution, water, and hydrochloric acid (HC1) were optimized in a mixed molar ratio to make a mixed solution. At this time, the alcohol was not added, and the alkoxide and water were present in one phase by the alcohol (alcohol) produced by the reaction. The hydrolysis reaction of the reactants described above was simply stirred and reacted for about 10 hours. The alcohol produced in the hydrolyzed silica mixture solution was not removed, and water and NH 4 OH were mixed at an optimized molar ratio, and a calculated amount of nonalcoholic solvent was mixed for density control. It was mixed using. The mixed solution was poured into a test tube or various types of molds and sealed, followed by polymerization in a constant temperature bath at a constant temperature to maintain gelation. The gelation time was set to the time until the interface of the sole was not moved by tilting the test tube containing the sol solution by 90 °.
이후, 초임계공정은 상기한 솔-겔반응에서 얻어진 습윤겔을 이산화탄소를 초임계용매로 사용하였다. 고압반응기(autoclave) 안에서 상기한 습윤겔을 넣고 밀봉하여 이산화탄소를 공급하여 액체 이산화탄소로 반응기를 완전히 채운다. 액체이산화탄소를 펌프로 공급하여 습윤겔 내의 혼합용액을 제거한다. 온도와 압력을 이산화탄소의 임계점 이상으로 올려서 초임계 상태를 유지한다. 일정시간을 유지한 다음 천천히 이산화탄소를 방출하여 상압까지 감압을 하여 반응기를 열고 에어로겔을 꺼낸다.Subsequently, in the supercritical process, the wet gel obtained in the sol-gel reaction was used as carbon dioxide as a supercritical solvent. The wet gel is placed in an autoclave and sealed to supply carbon dioxide to completely fill the reactor with liquid carbon dioxide. Liquid carbon dioxide is pumped to remove the mixed solution in the wet gel. Supercritical is maintained by raising temperature and pressure above the critical point of carbon dioxide. After maintaining a certain time, slowly release carbon dioxide and decompression to atmospheric pressure to open the reactor and take out the aerogel.
상기한 공정으로 제조된 에어로 겔은 표면이 하이드록시기(hydroxy)가 존재하여 친수성을 띄게 되고, 이에 따라서 응축이 일어나고, 대기중의 수분이 매우잘 흡수된다. 따라서, 에어로겔 표면을 소수성으로 하기 위해서 150℃ 이상의 온도에 서 4시간 이상 메톡시화(methoxylation)반응을 시킨다.The aerogels prepared by the above-described process have hydroxy groups on the surface thereof, thereby making them hydrophilic, thus condensation occurs and moisture in the air is very well absorbed. Therefore, in order to make the surface of the airgel hydrophobic, a methoxylation reaction is carried out for at least 4 hours at a temperature of 150 ° C. or higher.
상기한 공정으로 얻어진 에어로겔층을 액정표시장치에 적용하기 위한 공정의 실시예가 도 6과 도 7에 나타나 있다.6 and 7 show an embodiment of a process for applying the airgel layer obtained by the above process to a liquid crystal display device.
도 6(a)는 상기한 방법으로 얻어진 에어로겔과 액정과의 용기에 넣고, 균질기(21)에 의해서 혼합하여 액정-에어로겔 혼합물을 형성한다. 이후, 도 6(a)와 같이, 상기한 액정-에어로겔층(16)을 전극 (12)이 형성된 기판(11)위에 형성한다. 상기한 액정-에어로겔층(16)이 형성된 기판(11) 위에 실재(15)에 의해서 전극(12)을 형성한 다른 기판(11)이 봉지되고 합착된다.6 (a) is placed in a container of the aerogel and the liquid crystal obtained by the above method, and mixed by the
도 7(a)는 기판(11)위에 에어로겔층(14)을 형성한는 공정을 나타내는 것이다. 에어로겔을 얻기 위한 습윤겔(17)을 전극(12)이 형성된 기판(11)에 형성하여 고압반응기(22) 안에 넣고 밀봉하여 이산화탄소를 공급한다. 상기한 고압반응기(22)의 온도와 압력을 이산화탄소의 임계점 이상으로 올려서 초임계상태를 유지한다. 일정시간후, 천천히 이산화탄소를 방출하여 상압까지 감압을 하여 도 7(b)와 같은 다공성 에어로겔층이 형성된 기판을 얻게 된다. 상기한 에어로겔(14)에 형성된 포아(13')에 도 7(c)와 같이 액정을 주입하는 것으로, 에어로겔 액정표시장치를 얻게 된다.FIG. 7A shows a process of forming the
본 실시예의 액정표시장치를 얻기 위한 제저방법에서는 종래의 제조방법과는 달리, 액정분자의 배열을 위한 러빙과 같은 배향공정이 필요없으므로, 이에 따른 배향막 도포공정과, 배향공정이 제외되어 이에 따른 공정의 단순화가 가능하다. 또한, 액정기판의 간격을 유지하기 위한 스페이서와 같은 소자, 광을 편광시키기 위한 편광자와 검광자, 및 광의 보상을 보상필름과 같은 소자가 필요하지 않으므로 각각의 형성공정이 제거되어 단순하고 제조비용이 절감된다.Unlike the conventional manufacturing method, the papermaking method for obtaining the liquid crystal display of the present embodiment does not require an alignment process such as rubbing for the arrangement of liquid crystal molecules, and thus the alignment film coating process and the alignment process are excluded. Simplification is possible. In addition, since a device such as a spacer for maintaining a gap of the liquid crystal substrate, a polarizer and an analyzer for polarizing light, and a device such as a compensation film are not required to compensate for light, each forming process is eliminated, thereby simplifying manufacturing costs. Savings.
본 발명은 상기한 방법 이외에 알루미늄(Al)층과 반사층을 기판에 형성하여 산란효과를 증가시키는 반사형 액정표시소자에 적용하는 것도 물론 가능하다.The present invention may of course be applied to a reflective liquid crystal display device in which an aluminum (Al) layer and a reflective layer are formed on a substrate to increase scattering effect in addition to the above-described method.
본 발명은 에어로겔 액정표시장치를 제공함에 따라서, 액정셀 제조시 편광판과 배향막을 제거하는 것이 가능하다. 따라서, 편광판에 대한 단가의 절감과, 배향공정의 단순화가 가능하게 되었을 뿐 아니라, 편광판에 의한 광의 손실이 없으므로, 광발생에 따른 전력의 낭비를 줄이는 것이 가능하다. 또한, 에어로겔의 제조공정이 안정화 되어 있으므로, 원하는 밀도와 크기의 액정포아를 형성하는 것이 가능하므로, 화질의 신뢰성이 높은 액정표시장치를 제공하는 것이 가능하게 된다.According to the present invention, it is possible to remove a polarizing plate and an alignment layer in manufacturing a liquid crystal cell. Therefore, not only the cost of the polarizing plate can be reduced and the alignment process can be simplified, but also there is no loss of light due to the polarizing plate, so that it is possible to reduce the waste of power caused by light generation. In addition, since the manufacturing process of the airgel is stabilized, it is possible to form a liquid crystal pore having a desired density and size, thereby providing a liquid crystal display device having high reliability of image quality.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970009435A KR100269353B1 (en) | 1997-03-20 | 1997-03-20 | An airogel liquid crystal display and a method for manufacturing thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970009435A KR100269353B1 (en) | 1997-03-20 | 1997-03-20 | An airogel liquid crystal display and a method for manufacturing thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19980073855A KR19980073855A (en) | 1998-11-05 |
KR100269353B1 true KR100269353B1 (en) | 2000-10-16 |
Family
ID=19500159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970009435A KR100269353B1 (en) | 1997-03-20 | 1997-03-20 | An airogel liquid crystal display and a method for manufacturing thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100269353B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101526823B1 (en) * | 2014-12-03 | 2015-06-05 | 현대자동차주식회사 | A smart window using an aerogel |
KR20180057251A (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3521868A1 (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-07 | Essilor International | Phase change optical device |
EP4011831A4 (en) | 2019-08-09 | 2022-10-05 | Lg Chem, Ltd. | Method for drying wet-gel blanket and method for manufacturing aerogel blanket by using same |
KR20210080035A (en) | 2019-12-20 | 2021-06-30 | 주식회사 엘지화학 | Method for drying aerogel blanket and preparing method thereof |
-
1997
- 1997-03-20 KR KR1019970009435A patent/KR100269353B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101526823B1 (en) * | 2014-12-03 | 2015-06-05 | 현대자동차주식회사 | A smart window using an aerogel |
KR20180057251A (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-30 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
KR102594445B1 (en) | 2016-11-22 | 2023-10-25 | 엘지디스플레이 주식회사 | Liquid crystal display device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19980073855A (en) | 1998-11-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100211007B1 (en) | Lcd and its fabricating method | |
KR20080082485A (en) | Polarizing element, polarizing element manufacturing method, liquid crystal device, and projection display | |
JPH0611692A (en) | Light controlling device | |
KR19980024296A (en) | LCD and its manufacturing method | |
JP2002189123A (en) | Light control material, light control film and method for manufacturing light control film | |
JP5869831B2 (en) | Liquid crystal display device and manufacturing method thereof | |
KR940008179B1 (en) | Method of manufacturing an electro-optical device | |
KR20120001764A (en) | Method of preparation of surface coating of variable transmittance and electro-optical appliance including the same | |
KR100269353B1 (en) | An airogel liquid crystal display and a method for manufacturing thereof | |
JP2000321562A (en) | Liquid crystal optical device having reverse mode optical switching function and its production | |
JPH11109328A (en) | Liquid crystal device and its production | |
JP3620312B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP3142961B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP3219267B2 (en) | Polymer-dispersed liquid crystal display device and method of manufacturing the same | |
Kim et al. | 13‐3: Development of High‐performance TFT‐LCDs using Optically‐Isotropic Nano‐size Encapsulated Liquid Crystals | |
JPH07120732A (en) | Liquid crystal/polymer composite type optical element | |
JPH0634954A (en) | Optical modulating element and its production | |
JP3396492B2 (en) | Method for producing PVA-dispersed liquid crystal / polymer composite film | |
JP3148561B2 (en) | Liquid crystal display | |
JPH08292456A (en) | Production of liquid crystal display device | |
JPH05119301A (en) | Production of liquid crystal display element | |
ES2282040A1 (en) | Preparation of variable-transmittance coatings and assembled gdlc electrooptical devices | |
KR100238163B1 (en) | Liquid crystal display and manufacturing method thereof | |
JPH0990432A (en) | Liquid crystal display element and its production | |
JPH0675208A (en) | Optical modulator and its production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070629 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |