KR100328390B1

KR100328390B1 - 액정 표시소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100328390B1
Application number: KR1019997000890A
Authority: KR
Inventors: 쿠보타히로후미; 나카오켄지; 우에무라쯔요시
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-06-04
Filing date: 1998-06-03
Publication date: 2002-03-13
Also published as: CN1234874A; KR20000068035A; WO1998055896A1; KR100401450B1

Abstract

힘줄 모양의 표시 얼룩이 생기지 않고, 콘트라스트나 산란성 등의 표시 특성에 우수한 액정 표시소자 및 그 제조방법의 제공을 제1 목적으로 한다. 액정 표시소자는, 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정 방울이 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물 액정이 분산 유지된 고분자 액정 복합체층을 가지고 있다. 이와 같은 고분자 액정 복합체층에 있어서, 실재 근방의 균열이 발생하는 비표시영역 이외를 표시영역으로 하는 것에 의해, 균열이 발생하여도 해당 균열에 기인하는 힘줄 모양의 표시 얼룩이 표시 화면상에 나타나는 것을 방지할 수 있다.

힘줄 모양의 표시 얼룩이나 휘어짐에 의한 표시 얼룩, 색 혼합 등의 발생을 억제하고, 표시 품위나 온도 특성에 뛰어난 액정 표시소자 및 그 제조방법의 제공을 제2 목적으로 한다. 액정 표시소자는, 제1 기판과, 해당 제1 기판에 대향하는 제2 기판과, 제1 기판과 제2 기판과의 사이에 배치되는 고분자 액정 복합체층을 가지고, 상기 제2 기판과 고분자 액정 복합체층과의 사이에는 간격층이 설치되어 있다. 또한, 실재 층의 내주면과 고분자 액정 복합체층의 외주면과의 사이에는, 측부 간격층이 설치되어 있다. 이것에 의해, 표시 얼룩이나 색 혼합 등의 발생을 억제한 액정 표시소자를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명의 산업상의 의의는 크다.

Description

액정 표시소자 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

고분자 분산형 액층 표시소자는 액정과 고분자 화합물로 이루어지는 복합체의 광산란효과를 이용한 표시방식이고, 트위스트네마틱(TN) 등의 종래 방식의 액정 표시소자와 다르고, 직선편광을 얻기 위한 편광자를 필요로 하지 않는다. 따라서, 광의 이용효율이 높기 때문에 다음 세대의 액정 표시소자로서 주목되고, 활발하게 연구개발이 행하여지고 있다.

상기 고분자분산형 액정 표시소자는 이하와 같이 분류할 수 있다. 제1에 NCAP(Nematic Curviliner Aligned Phase)라 하는 네마틱 액정을 폴리비닐알코올 등으로 마이크로캅셀화 한 것이다. 제2에 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)라는 소위, 거의 구형 또는 회전 타원체 형상의 액정방울(液晶滴)을 고분자 매트릭스중에 서로 독립적으로 분산시킨 것이다(예컨대, Society for information display international symposium digest'90 P.227-230). 또한, 제3으로 액정방울이 서로 독립적이지 않고, 일부가 서로 접촉하여 연결된 상태로 존재하고 있는 것이 있다(예컨대, 제22회 액정토론회 강연 예고집 p.403-404,1996). 또한, 제4로서 PNLC(Polymer Network Liquid Crystal)라는 고분자 수지가 액정의 연속상(相)의 중에 3차원 그물 모양(網目)으로 넓은 구조를 가지는 것이다(예컨대, 미국특허 제 5304323 호, 제15회 액정토론회 강연 예고집, p.190, 1989).

종래의 고분자 분산형 액정 표시소자에서는 상기중 어느 한 종류의 구조만을 채용하는 것이 통례이었다.

여기에서, 예컨대 액정방울의 일부가 서로 접촉하여 연결된 상태로 존재하고 있는 고분자분산형 액정 표시소자(도 31의 (a)참조)는 이하의 수법으로 제작되어 있다.

우선, 대향하는 상(上)기판(1001) 및 하(下)기판(1002)을, 실(seal)재(1006)를 통해 갭이 균일하게 되도록 붙인다. 다음에, 상기판(1001)과 하기판(1002)과의 사이에 액정재료 및 중합성 모노머를 포함하는 혼합물을 주입하고, 중합온도나 조사강도가 소정의 조건이 되도록 설정하고, 상기 혼합물에 자외선을 조사한다. 이것에 의해 모노머를 중합시키는 것으로 액정재료와 모노머를 서로 분리시키고 있다. 또한, 상기 조사강도가 패널면내에서 균일하게 되도록 상기 자외선은 조사된다.

이 결과, 상기의 조건에 따라서, 2매의 기판간에 액정재료가 고분자 매트릭스중에 분산하여 있는 상태, 또는 고분자 매트릭스중에 액정재료가 연속적으로 이어져 분산하고 있는 상태가 형성된다(예컨대, 플랫패널 디스플레이'91, 닛케이BP사, 221페이지 참조).

하지만, 실제로 TFT형 액정패널에서 실용화되어 있는 액정방울이 서로 완전하게 독립된 구조의 고분자 분산형 액정 표시소자에서는, 산란성이 낮기 때문에 콘트라스트가 나쁘고, 또 구동전압이 높다는 문제점을 가진다.

상기와 같은 산란성의 저하는 하기의 이유에 의한다. 즉, 서로 독립된 액정방울의 경우, 그 입자 지름은 0.8㎛정도이고, 이것은 액정 분율(分率)에서는 약 69%에 상당한다. 입자지름 및 액정분율이 이들보다 크게 되면, 액정방울의 일부가 연결된 형태로 된다. 여기에서, 예컨대 입사해 오는 광의 파장이 0.4㎛정도의 경우, 충분한 산란성을 얻기 위해서는 액정방울의 입자 지름은 1.2㎛정도 필요로 된다. 이것은 액정분율에서는 약 75%에 상당한다. 하지만, 상기와 같이 서로 독립된 액정방울에서는 입자지름이 너무 작기 때문에, 산란성이 낮다. 이 때문에, 콘트라스트의 열화가 발생한다. 또한, 구동전압이 높게 되는 것은 하기의 이유에 의한다. 즉, 일부가 서로 접촉하여 연결된 액정방울의 경우와 동일한 산란성을 얻기 위해서는 서로 독립한 액정방울의 경우, 상기한 바와 같이 산란성이 낮기 때문에 패널 갭을 크게 할 필요가 있다. 이 결과, 구동전압이 높게 된다.

또한, 액정방울의 일부가 서로 연결된 구성의 고분자 분산형 액정 표시소자, 또는 폴리머 네트워크형의 고분자 분산형 액정 표시소자에 있어서는, 주위의 온도변화에 의해 실재 근방에서 표시영역에 관한 고분자 수지에 균열을 발생시키고, 힘줄모양(筋狀)의 표시얼룩이 발생한다는 문제점을 가진다.

상기와 같은 표시얼룩은, 예컨대 상기 고분자 분산형 액정 표시소자의 온도특성의 신뢰성을 평가하기 위해, 고온의 환경하에서 일정시간 방치한 후, 실온까지냉각하는 검사공정을 행할 경우 등에 발생하는 것을 본 발명자 등은 알아내었다. 이와 같은 표시얼룩이 발생하는 메카니즘을 이하에 설명한다. 즉, 고분자 분산형 액정 표시소자를, 예컨대 80℃의 고온하에서 24시간 방치하면, 도 31의 (b)에 나타낸 바와 같이, 고분자 수지(1005) 및 액정(1004)은 팽창한다. 여기서, 기판을 지탱하는 실재(1005)도 온도와 함께 팽창하지만, 팽창의 정도는 실재(1005)의 쪽이 상당히 작다. 이 때문에, 액정패널의 단면은 상하 기판에서 볼록(凸)모양으로 변형한다. 고온에서는 액정의 점도가 급격하게 감소하기 때문에, 액정이 유동하기 쉽다. 또한, 상기판(1001) 및 하기판(1002)의 주연부(周緣部)는 실재(1005)에 의해 고정되어 있다. 따라서, 복합체층(1003)은 동 도면에 나타낸 화살표 방향으로 상기판(1001) 및 하기판(1002)으로부터 압력을 받는다. 이 때문에, 실재(1006) 근방의 액정은 상기 압력을 받아 패널 내부로 유동한다. 다음에, 액정패널을 실온까지 냉각하면, 실온에서는 액정의 점도가 높게 된다. 이것에 의해, 액정패널 중앙부에 유동된 액정은 실재(1006) 근방까지 되돌아가지 않고, 결과적으로 실재(1006) 근방에서의 액정밀도가 저하한다. 이 때문에, 실재(1006) 근방의 고분자 수지 매트릭스에 상기판(1001) 및 하기판(1002)으로부터 압력이 가해지면, 균열(1007)이 발생한다. (도 31의 (c)참조) 따라서, 표시화면의 주연부에 힘줄모양의 표시얼룩이 발생한다.

이상과 같이, 액정방울이 서로 완전하게 독립된 구조의 고분자 분산형 액정 표시소자에서는, 표시화면상에 힘줄모양의 표시얼룩은 시인(視認)되지 않지만 콘트라스트가 본래적으로 낮다. 한편, 액정방울의 일부가 서로 연결된 구성의 고분자분산형 액정 표시소자, 또는 폴리머 네트워크형의 고분자 분산형 액정 표시소자에서는 콘트라스트는 양호하지만 표시화면상에는 힘줄모양의 표시얼룩이 시인된다. 즉, 양호한 콘트라스트를 실현하고, 또 표시얼룩의 발생을 방지한 고분자 분산형 액정 표시소자는 지금까지 발견되어 있지 않다.

·액정방울이 서로 완전하게 독립한 구조의 고분자 분산형 액정 표시소자에서는, 산란성이 낮기 때문에 콘트라스트가 나쁘고, 또 구동전압이 높다.

·액정패널의 휘어짐이나, 신뢰성 평가를 위한 히트 쇼크 시험 등에 의해 표시얼룩이 발생한다.

<발명의 개시>

(1) 제Ⅰ 발명군

제Ⅰ 발명군은, 상기 제1 목적을 달성하기 위해 이루어진 것으로서, 주로 표시화면상의 힘줄 모양의 표시얼룩을 해소함과 동시에, 콘트라스트나 산란성 등의 표시특성에 우수한 액정 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 즉, 상기 제1목적을 달성하기 위해, 액정 표시소자는 고분자 화합물 중에 액정방울이 분산된 고분자 액정복합체층이 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에 배치되고, 또 실재에 의해 상기 한쌍의 기판이 맞붙은 액정 표시소자에 있어서, 상기 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정이 분산 유지된 것이고, 상기 고분자 액정복합체층의 외주면과 실재의 내주면이 밀착하도록 형성되고, 또 상기 액정 복합체층에서의 본체부가 표시영역이 되고, 상기 고분자 액정복합체층에서의 상기 실재 근방의 주연부가 비표시영역이 되도록 분할되고, 또 상기 표시영역에서의 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양의 매트릭스의 그물내에 액정이 분산 유지된 것이고, 상기 표시영역에서의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격과, 상기 비표시영역에서의 액정방울의 입자지름 또는 그물의 간격이 다르게 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 의하면, 비표시영역에서의 액정방울의 입자지름 또는 그물의 간격과, 표시영역에서의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격이 다르게 되도록 형성되는 것에 의해, 예컨대 주위의 온도가 고온에서 저온으로 변화하는 환경하에 방치하는 신뢰성 시험 등을 행한 경우에, 실재 근방에서의 고분자 액정복합체층에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로는, 비표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격이 표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격보다 작고, 또 실재 근방의 영역에서는 액정방울이 서로 독립하여 분산된 구조로 되어 있는 경우, 액정은 주위의 온도가 상승해도 중앙부를 향해 이동하기 어렵게 된다. 이 결과, 실재 근방의 비표시영역에서의 액정 밀도가 저하하는 것을 방지하므로, 균열의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 비표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격이 표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격보다 큰 경우, 액정의 유동을 용이하게 할 수 있다. 즉, 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격이 크면, 고온시에서의 액정의 팽창이나 냉각시에서의 주위의 고분자 수지로부터 받는 압력의 급격한 변화에도 액정이 추종하고, 액정방울 사이를 용이하게 이동하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 실재 근방의 비표시영역에서의 액정밀도의 저하가 억제되기 때문에, 균열의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 표시영역에서는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 중에 액정방울이 서로 독립하여 분산된 상태로 유지된 구조 이외의 고분자 액정복합체층이 형성되어 있기 때문에, 콘트라스트가 양호한 상태에서 표시얼룩의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 신뢰성 시험에서의 시험시간은 각각 다르기 때문에, 상기 시험시간이 짧은 경우에는, 비표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격과, 표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격과의 차이를 약간 다르게 하는 것에 의해 균열의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 고분자 화합물 중에 액정방울이 분산된 고분자 액정복합체층이 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에 배치되고, 또 실재에 의해 상기 한쌍의 기판이 맞붙은 액정 표시소자에 있어서, 상기 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정이 분산 유지된 것이고, 상기 고분자 액정복합체층의 외주면과 실재의 내주면이 밀착하도록 형성되고, 또 상기 액정 복합체층에서의 본체부가 표시영역이 되고, 상기 고분자 액정복합체층에서의 상기 실재 근방의 주연부가 비표시영역이 되도록 분할되고, 또, 상기 표시영역에서의 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에, 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정이 분산 유지된 것이고, 상기 표시영역에서의 액정분율과, 상기 비표시영역에서의 액정분율이 다르게 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 의하면, 비표시영역에서의 액정분율과, 표시영역에서의 액정분율이 다르게 되도록 형성되는 것에 의해, 예컨대 주위의 온도가 고온에서 저온으로 변화하는 환경하에 방치하는 신뢰성 시험 등을 행한 경우에, 실재 근방에서의 고분자 액정복합체층에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

구체적으로는, 비표시영역의 액정분율이 표시영역의 액정분율보다 작고, 또 실재 근방의 영역에서는 액정방울이 서로 독립하여 분산된 구조로 되어 있는 경우, 액정은 주위의 온도가 상승해도 중앙부를 향해 이동하기 어렵게 된다. 이 결과,실재 근방의 비표시영역에서의 액정 밀도가 저하하는 것을 방지하므로, 균열의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 비표시영역의 액정분율이 표시영역의 액정분율보다 큰 경우, 비표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격이 표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격보다 크게 된다. 이 결과, 액정의 유동을 용이하게 할 수 있다. 즉, 고온시에서의 액정의 팽창이나 냉각시에서의 주위의 고분자 수지로부터 받는 압력의 급격한 변화에 대해서도 액정이 추종하고 액정방울 사이를 용이하게 이동하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 실재 근방의 비표시영역에서의 액정밀도의 저하가 억제되므로, 균열의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 표시영역에서는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 중에 액정방울이 서로 독립하여 분산된 상태로 유지된 구조 이외의 고분자 액정복합체층이 형성되어 있기 때문에, 콘트라스트가 양호한 상태에서, 표시얼룩의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기한 바와 같은 신뢰성 시험에서의 시험시간은 각각 다르기 때문에, 상기 시험시간이 작은 경우에는 비표시영역의 액정분율과, 표시영역의 액정분율과의 차이를 약간 다르게 함으로써 균열의 발생을 방지할 수 있다.

여기에서, 상기 표시영역에서의 액정분율과, 상기 비표시영역에서의 액정분율과의 차이는 적어도 5% 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 액정 표시소자는 고분자 화합물 중에 액정방울이 분산된 고분자 액정복합체층이 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에 배치되고, 또 실재에 의해 상기 한쌍의 기판이 맞붙은 액정 표시소자에 있어서, 상기 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정방울이 분산 유지된 것이고, 또 상기 고분자 액정복합체층의 외주면과 실재의 내주면이 밀착하도록 형성되고, 또 상기 고분자 액정복합체층에서의 전체 영역중, 상기 실재 근방의 균열이 발생하는 영역 이외를 표시영역으로 하고 있는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이, 예컨대 주위의 온도가 고온에서 저온으로 변화하는 신뢰성 시험을 행한 경우 등에 균열이 발생하는 실재 근방의 영역을 표시영역에 포함하지 않는 구성으로 하는 것에 의해, 상기 균열에 기인하는 힘줄 모양의 표시얼룩이 표시화면상에서 시인되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 액정 표시소자는 고분자 화합물 중에 액정방울이 분산된 고분자 액정복합체층이 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에 배치되고, 또 실재에 의해 상기 한쌍의 기판이 맞붙은 액정 표시소자에 있어서, 상기 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양의 매트릭스의 그물내에 액정이 분산 유지된 것이고, 또 상기 고분자 액정복합체층의 외주면과 실재의 내주면이 밀착하도록 형성되고, 또 상기 고분자 액정복합체층에서의 상기 실재 근방에서 발생하는 균열의 내부에, 주로 액정에서 이루어지는 물질이 충진되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 구성과 같이, 균열의 내부를 주로 액정으로 이루어지는 물질로 막는 것으로 균열과 주위의 고분자 액정복합체층과의 굴절율 차이를 작게 하고, 이 결과균열자체를 현저하게 없앨 수 있다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 액정 표시소자는 고분자 화합물 중에 액정방울이 분산된 고분자 액정복합체층이 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에 배치되고, 또 실재에 의해 상기 한쌍의 기판이 맞붙은 액정 표시소자에 있어서, 상기 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정방울이 분산 유지된 것이고, 또 상기 실재의 내주면에 적어도 폭 1.5㎜이상의 프레임 모양의 영역이 설치되고, 또 상기 프레임 모양의 영역의 내측에 표시영역이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 있어서, 균열은 액정패널의 면적의 대소와는 관계없이 실재의 내주연으로부터 적어도 폭 1.5㎜이상의 프레임 모양의 영역내에 발생한다. 따라서, 적어도 상기 프레임 모양의 영역의 더욱 내측에 표시영역을 설치하는 것으로 확실하게 표시영역내에 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이 결과, 상기 균열에 기인하는 힘줄 모양의 표시얼룩이 표시화면에 나타나는 일이 없다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 액정 표시소자는 고분자 화합물 중에 액정방울이 분산된 고분자 액정복합체층이 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에 배치되고, 또 실재에 의해 상기 한쌍의 기판이 맞붙은 액정표시소장에 있어서, 상기 고분자 액정복합체층에는 표시영역과 상기 표시영역의 외주연에 프레임 모양의 비표시영역이 설치되고, 상기 표시영역에서의 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에, 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정방울이 분산 유지된 것이고, 상기 비표시영역에서의 고분자 액정복합체층은, 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 중에 거의 구형 또는 회전타원체 형상의 액정방울이 서로 독립하여 분산된 상태로 유지된 것인 것을 특징으로 한다.

상기의 구성으로 하는 것에 의해, 실재 근방의 영역에서는 액정방울이 서로 독립하여 분산된 구조로 되어 있기 때문에, 액정방울은 주위의 온도가 상승해도 중앙부를 향해 이동하기 어렵게 된다. 이 결과, 실재 근방의 비표시영역에서의 액정밀도가 저하하는 것을 방지하므로, 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 표시영역에서는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정방울이 분산 유지된 구조의 고분자 액정복합체층이 형성되어 있기 때문에, 콘트라스트가 양호한 상태로 표시얼룩의 발생을 방지할 수 있다.

여기에서, 상기 표시영역에서의 액정의 액정분율은, 상기 비표시영역에서의 액정의 액정분율보다 크면 좋다. 보다 상세하게는, 표시영역에서의 액정분율은 70%이상, 80%이하의 범위내에 있고, 또 상기 비표시영역에서의 액정분율은 70%미만인 것이 바람직하다.

게다가, 표시영역에서의 액정방울의 입자 지름, 또는 그물의 간격이 0.8㎛이상, 1.4㎛이하의 범위내에 있고, 또 비표시영역에서의 액정방울의 입자 지름이 0.8㎛미만인 것이 바람직하다.

또한, 상기 비표시영역은, 폭이 적어도 1.0㎜이상의 프레임 모양의 영역인 것이 바람직하다. 이것에 의해 표시얼룩의 발생을 방지함과 동시에, 더욱 표시영역을 확대할 수 있다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 액정 표시소자는 고분자 화합물 중에 액정방울이 분산된 고분자 액정복합체층이 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에 배치되고, 또 실재에 의해 상기 한쌍의 기판이 맞붙은 액정 표시소자에 있어서, 상기 고분자 액정복합체층에는 표시영역과 상기 표시영역의 외주면에 프레임 모양의 비표시영역이 설치되고, 상기 표시영역에서의 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정방울이 분산 유지된 것이고, 상기 비표시영역에서의 고분자 액정복합체층은, 액정과 고분자 화합물이 서로 상용(相溶)된 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성과 같이, 실재 근방의 비표시영역에서는 액정과 고분자 화합물이 서로 상용된 상태로 유지되고, 액체 또는 반고체 형상으로 형성되어 있다. 따라서, 균열이 발생하는 일이 없다. 또, 표시영역에서는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정방울이 분산 유지된 구조의 고분자 액정복합체층이 형성되어 있기 때문에, 콘트라스트를 양호하게 한 상태에서 표시얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

상기 비표시영역은, 폭이 적어도 1.0㎜이상의 프레임 모양의 영역인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 표시얼룩의 발생을 방지함과 동시에, 더욱 표시영역을 확대할 수 있다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 액정 표시소자는 고분자 화합물 중에 액정방울이 분산된 고분자 액정복합체층이 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에 배치되고, 또 실재에 의해 상기 한쌍의 기판이 맞붙은 액정 표시소자에 있어서, 상기 고분자 액정복합체층은 적어도 표시영역에 상당하는 부분에 설치되고, 또 상기 실재와 고분자 액정복합체층과의 사이의 비표시영역에 상당하는 부분에는 측부 간격층이 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에서는 주위의 온도변화에 따라 고분자 액정복합체층의 체적이 팽창 또는 수축해도 균열이 발생하는 실재 근방에는 측부간격층이 설치되어 있고, 고분자 화합물이나 액정이 존재하지 않는다. 따라서, 상기 균열의 발생은 완전하게 방지할 수 있다. 따라서, 상기 균열에 의한 힘줄 모양의 표시얼룩의 발생을 방지할 수 있다.

상기 비표시영역은 폭이 적어도 1.0㎜이상의 프레임 모양의 영역인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 표시얼룩의 발생을 방지함과 동시에, 더욱 표시영역을 확대할 수 있다.

또한, 상기 측부 간격층은 진공이라도 되고, 기체가 충진되어 있어도 된다. 상기 측부간격층이 진공인 경우에는 고온시에 고분자 액정복합체층의 체적이 팽창해도 상기 측부간격층으로 완화시킬 수 있다.

또한, 상기 측부간격층에는 고분자 화합물이 충진되어 있어도 된다. 이것에 의해, 상기 측부간격층에 액정방울이 존재하는 경우와 비교하여 파괴강도를 증대시킬 수 있고, 이 결과 균열의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위해, 액정 표시소자는 고분자 화합물 중에 액정방울이 분산된 고분자 액정복합체층이 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에 배치되고, 또 실재에 의해 상기 한쌍의 기판이 맞붙은 액정 표시소자에 있어서, 상기 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정이 분산 유지된 것이고, 상기 고분자 액정복합체층은 상기 실재의 내주면에 위치하는 프레임 모양의 비표시영역과, 상기 비표시영역의 내측에 위치하는 표시영역으로 분할되고, 상기 표시영역에서의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격보다 실재 근방의 비표시영역에서의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격이 큰 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 의하면, 상기 고분자 액정복합체층에서의, 표시영역에서의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격보다 실재 근방의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격을 크게 하는 것에 의해 액정의 유동을 용이하게 할 수 있다. 즉, 비표시영역에서의 액정방울의 입자 지름이 크기 때문에, 상기 액정방울과 표시영역에서의 액정방울과의 연결부도 넓게 되어 있다. 이 때문에, 온도에 의한 액정의 팽창이나 냉각시에 주위의 고분자수지로부터 받는 압력의 급격한 변화에도 액정이 추종하고, 액정방울 사이를 용이하게 이동하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 양호한 콘트라스트를 유지한 채 비표시영역에서의 균열의 발생이 방지되고, 힘줄 모양의 표시얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

여기에서, 상기 표시영역에서의 액정의 액정분율이 상기 비표시영역에서의 액정의 액정분율보다 작으면 좋다. 보다 상세하게는 표시영역에서의 액정분율은 70%이상, 80%이하의 범위내에 있고, 또 상기 비표시영역에서의 액정분율은 80%보다 큰 것이 바람직하다.

또한, 상기 표시영역에서의 액정분율과, 상기 비표시영역에서의 액정분율과의 차이가 적어도 5%이상이 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 비표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격이 1.8㎛이상이고, 상기 표시영역의 액정방울 또는 그물의 간격이 0.8㎛이상, 1.4㎛이하의 범위내인 것이 바람직하다.

또한, 상기 비표시영역은 폭이 적어도 1.0㎜이상의 프레임 모양의 영역인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 표시얼룩의 발생을 방지함과 동시에, 더욱 표시영역을 확대할 수 있다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위한 액정 표시소자의 제조방법은, 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에 액정과 고분자 전구체(前驅體)를 포함하는 액정 고분자 전구체 상용액을 배치한 후, 상기 기판면에 자외선을 조사하고, 상기 액정 고분자 전구체 상용액중의 액정과 고분자 전구체를, 상기 고분자 전구체를 중합 경화시켜 상분리시키는 것에 의해, 액정방울이 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 분산 유지되고, 또는 액정방울이 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 분산 유지된 고분자 액정복합체층을 제작하는 상분리 공정을 구비하는 액정 표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 상분리공정은, 상기 고분자 액정복합체층의 표시영역에 상당하는 영역에 조사하는 제1 자외선의 조사강도를, 상기 고분자 액정복합체층의 비표시영역에 상당하는 영역에 조사하는 제2 자외선의 조사강도보다 작게하는 것에 의해, 상기 표시영역에서는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정방울이 분산 유지된 구조로 하고, 상기 비표시영역에서는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스중에 거의 구형 또는 회전타원체 형상의 액정방울이 서로 독립하여 분산된 상태로 유지된 구조로 하는 것을 특징으로 한다.

상기의 방법에 의하면, 비표시영역에 있어서는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 중에 액정방울이 서로 독립하여 분산된 상태로 유지된 구조로 하기 때문에, 액정방울은 주위의 온도가 상승해도 중앙부를 향해 이동하기 어렵게 된다. 이 결과, 실재 근방의 비표시영역에서의 액정밀도가 저하하는 것을 방지하므로, 균열이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 표시얼룩의 발생을 방지하고, 콘트라스트 등의 표시특성에 우수한 액정 표시소자를 제조할 수 있다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위한 액정 표시소자의 제조방법은 내측면에 각각 전극을 구비한한쌍의 기판의 사이에 액정과 고분자 전구체를 포함하는 액정고분자 전구체 상용액을 배치한 후, 상기 기판면에 자외선을 조사하여 상기 액정 고분자 전구체 상용액중의 액정과 고분자 전구체를, 상기 고분자 전구체를 중합 경화시켜 상분리시키는 것에 의해, 액정방울이 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상중에 분산 유지되고, 또는 액정방울이 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 분산 유지된 고분자 액정복합체층을 제작하는 상분리공정을 구비한 액정 표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 상분리공정은 상기 고분자 액정복합체층에서 적어도 비표시영역에 자외선을 차폐하는 차폐수단을 설치하여 상기 자외선을 조사하는 것을 특징으로 한다.

상기의 방법에 의하면, 비표시영역에 자외선을 차폐하는 차폐수단을 설치하여 상기 자외선을 조사하고, 고분자 액정복합체층을 형성한다. 따라서, 상기 비표시영역에서는 액정과 고분자 화합물이 상용한 상태로 유지되고, 액체 또는 반고체 형상으로 되어 있으므로, 균열이 발생하는 일이 없다. 이것에 의해, 표시얼룩의 발생을 방지하고, 콘트라스트 등의 표시특성에 우수한 액정 표시소자를 제조할 수 있다.

상기 차폐수단은, 자외선을 반사하는 재료로 이루어지는 반사판이라도 좋다. 이것에 의해, 액정패널의 온도상승을 억제할 수 있다. 따라서, 자외선을 조사하여 고분자 액정복합체층을 형성할 때의 중합온도의 억제를 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기 제1 목적을 달성하기 위한, 액정 표시소자의 제조방법은 내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판의 사이에, 액정과 고분자 전구체를 포함하는 액정고분자 전구체 상용액을 배치한 후, 상기 기판면에 자외선을 조사하고, 상기액정 고분자 전구체 상용액중의 액정과 고분자 전구체를, 상기 고분자 전구체를 중합경화시켜 상분리시키는 것에 의해, 액정방울이 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 분산 유지되고, 또는 액정방울이 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 분산 유지된 고분자 액정복합체층을 제작하는 상분리공정을 구비하는 액정 표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 상분리공정은 상기 고분자 액정복합체층의 표시영역에 상당하는 영역에 조사하는 제1 자외선의 조사강도를 상기 고분자 액정복합체층의 비표시영역에 상당하는 영역에 조사하는 제2 자외선의 조사 강도보다 크게 하는 것에 의해, 상기 고분자 액정복합체층은 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 구성된 3차원 그물 모양 매트릭스의 그물내에 액정방울이 분산 유지된 구조로 되고, 또 상기 고분자 액정복합체층에서의 표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격은 비표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격보다 작은 구조로 되는 것을 특징으로 한다.

상기의 방법에 의하면, 제1 자외선을 표시영역에 조사하는 것에 의해, 상기 표시영역에서는, 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되고, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물 모양의 그물내에 액정방울이 분산 유지된 구조가 되도록 형성한다. 그것과 동시에, 비표시영역에서는 제2 자외선을 조사하는 것에 의해, 상기 비표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격이 표시영역의 액정방울의 입자 지름 또는 그물의 간격보다 큰 구조가 되도록 형성한다. 이것에 의해, 온도 상승에 의한 액정의 팽창이나 냉각시에서의 주위의 고분자수지 매트릭스로부터 받는 압력의 급격한 변화에 대해서도 액정은 액정방울 사이를 용이하게 유동할 수 있다. 따라서, 양호한 콘트라스트를 유지한 채 실재 근방에서의 비표시영역에서의 균열의 발생이 방지되고, 힘줄 모양의 표시얼룩의 발생을 방지한 액정 표시소자를 제조할 수 있다.

또는, 상기 제1 자외선의 조사강도는 50mW/㎠이상이고, 상기 제2 자외선의 조사강도는 20mW/㎠이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 목적, 특징 및 우수한 점은 이하에 나타내는 기재에 의해 충분히 이해될 것이다. 또, 본 발명의 이점은 첨부 도면을 참조한 다음 설명으로 명백하게 될 것이다.

본 발명은 액정 표시소자에 관한 것이고, 보다 상세하게는 고분자 화합물 중에 액정을 분산시킨 액정 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

도 1은 제Ⅰ 발명군의 제1 실시예에 관한 액정 표시소자의 개략을 나타내는 평면도이다.

도 2는 상기 액정 표시소자의 개략을 나타내는 단면 모식도이다.

도 3은 상기 액정 표시소자를 80℃에서 방치했을 때의 방치시간에 대한 실재(106)와 균열(110)과의 거리의 변화를 나타내는 그래프이다.

도 4는 상기 액정 표시소자의 주요부를 나타내는 평면도이다.

도 5는 상기 액정 표시소자에 있어서, 액정의 연속상 중에 고분자 수지가 3차원 그물 형상으로 넓어지는 구조를 가지는 고분자 액정복합체층의 상태를 나타내는 설명도이다.

도 6(a)는 제Ⅰ 발명군의 제2 실시예에 관한 액정 표시소자의 개략을 나타내는 단면 모식도이고, 도 6(b)는 표시영역에서의 액정방울의 형상을 모식적으로 나타내는 단면도이고, 도 6(c)는 비표시영역에서의 액정방울의 형상을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 7은 상기 액정 표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

도 8은 상기 제2 실시에의 실시예 2에 관한 액정 표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

도 9는 제Ⅰ 발명군의 제3 실시예에 관한 액정 표시소자의 개략을 나타내는 단면 모식도이다.

도 10은 상기 액정 표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

도 11은 제Ⅰ 발명군의 제4 실시예에 관한 액정 표시소자의 개략을 나타내는 단면 모식도이다.

도 12는 상기 제4 실시예의 실시예 4-2에 관한 액정 표시소자의 개략을 나타내는 단면 모식도이다.

도 13은 제Ⅰ 발명군의 제5 실시예에 관한 액정 표시소자의 개략을 나타내는 단면 모식도이다.

도 14는 상기 액정 표시소자의 표시영역에서의 액정방울의 형상을 모식적으로 나타내는 설명도이다.

도 15는 상기 액정 표시소자의 비표시영역에서의 액정방울의 형상을 모식적으로 나타내는 설명도이다.

도 16은 상기 액정 표시소자의 액정방울을 모식적으로 나타내는 단면도이다.

도 17은 상기 액정 표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면 모식도이고, 도 17(a)는 고분자 액정복합체층에서의 표시영역의 형식공정을 나타내는 단면도이고, 도 17(b)는 고분자 액정복합체층에서의 비표시영역의 형성공정을 나타내는 단면도이다.

도 31은 종래의 액정 표시소자에서의 균열의 발생 메커니즘을 설명하기 위한 단면 모식도이고, 도 31(a)는 상기 액정 표시소자의 개략을 나타내는 단면도이고, 도 31(b)는 고분자 액정복합체층의 체적이 팽창하여 있는 상태를 나타내는 단면도이고, 도 31(c)는 상기 액정 표시소자에 균열이 발생하여 있는 상태를 나타내는 단면도이다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

(1) 제Ⅰ 발명군에서의 실시예

이하, 본 발명의 제Ⅰ 발명군에 대해서 도면에 의거하여 설명한다.

[제1 실시예]

본 발명의 제1 실시예에 대해서, 도 1 내지 도 5에 의거하여 설명하면 이하와 같다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 액정 표시소자(101)의 평면도이다. 도 2는 상기 액정 표시소자의 개략을 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 액정 표시소자(101)는 TFT(Thin Film Transistor) 기판(102)과, 상기 TFT기판(102)에 대향하는 대향기판(103)과, 상기 TFT기판(102)과 대향기판(103)과의 사이에 배치되는 고분자 액정복합체층(104)을 가진다. 또한, 상기 액정 표시소자(101)에서의 표시화면은 6인치 이하 정도로 되도록 설정되어 있다.

상기 TFT기판(102)은 하기판(111)상에, 스위칭소자로서의 TFT(도시하지 않음)나, 상기 TFT에 전기적으로 접속된 화소전극(105) 및 소스라인(108) 등이 형성되어 구성되어 있다. 보다 상세하게는, 상기 TFT나 화소전극(105), 소스라인(108) 등은 하기판(111)상의 표시영역(201)에 상당하는 영역에 형성되어 있다. 또한, 하기판(111)상에는 상기 TFT나 화소전극(105)을 덮도록 하여 절연막(109)이 설치되어 있다. 한편, 상기 대향기판(103)은 상기판(112)상에 대향전극(107) 등이 형성되어 구성되어 있다. 또한, 상기 대향전극(107)상에는 절연막(109)이 설치되어 있다. 또, TFT기판(102)과 대향기판(103)을 맞붙이기 위한 실재(106)가 액정패널의 주연부에 프레임 모양으로 형성되어 있다.

여기에서, 상기 TFT나 화소전극(105) 등이 형성되어 있는 표시영역(201)과 실재(106)와의 사이에는 적어도 폭 1.5㎜ 이상의 프레임 모양의 비표시영역(202)이 설치되어 있다.

보다 상세하게는, 예컨대 액정패널을 80℃에서 장시간 방치하면, 액정패널 내부의 고분자수지 매트릭스 화합물과 액정방울이 팽창하여 액정패널 자신도 팽창한다. 실재(106) 근방의 액정은 하기판(111) 및 상기판(112)이 뒤프레임리는 것에의해 압력을 받아 패널 내부로 이동한다. 그후, 실온까지 냉각하면 액정패널 내부에 액정이 유동한 것에 의해, 실재(106) 근방의 액정밀도가 저하하고, 상기 실재(106) 근방의 고분자 수지 매트릭스가 약하게 된다. 또한, 상기 고분자 수지 매트릭스에 상기판(112) 및 하기판(111)에서 가해지는 압력에 의해 고분자 수지 매트릭스에 균열(110)이 발생한다. 이 균열이 발생하는 영역이 상술한 비표시영역(202)에 상당한다. 여기에서, 비표시영역(202)을 적어도 폭 1.5㎜ 이상의 프레임 모양의 영역으로 한 것은 도 3의 결과에 의거한다. 도 3은 80℃에서의 방치시간에 대한 실재(106)와 균열(110)과의 거리의 변화를 나타내고 있다. 이 도 3에서 명백해진 바와 같이, 80℃에서의 방치시간이 60시간이라도 실재(106)와 균열(110)과의 거리(d(㎜))는 최대로 1.45㎜정도이다. 이 결과, 비표시영역(202)은 적어도 폭 1.5㎜이상의 프레임 모양의 영역이면 되는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 실시예에 관한 액정 표시소자에서는 주위의 온도를 고온에서 저온으로 변화시키는 신뢰성 시험 등을 행하여도, 균열(110)의 발생영역이 표시영역(201)에 포함되지 않도록 1.5㎜의 프레임 모양의 영역(비표시영역(202))을 설치하고 있기 때문에, 표시화면상에는 힘줄 모양의 표시얼룩이 보이지 않는다. 또한, 상기 실재(106)와 균열(110)과의 거리(d(㎜))는 도 4에 나타낸 바와 같이, 실재(106) 근방에 발생된 균열(110)중 가장 내측에 있는 균열(110)과, 상기 실재(106)의 내주면과의 거리를 나타내고 있다.

또한, TFT기판(102)과 대향기판(103)과의 사이의 패널 갭은 10㎛이지만, 본 실시예에 있어서는 이것에 한정되지 않고, 3㎛이상, 15㎛이하의 범위내라면 된다.상기의 수치 범위내이면, 균열(110)의 발생영역은 실재(106)의 내주면에서 폭이 1.5㎜이내의 프레임 모양의 영역으로 된다. 여기에서, 균열(110)의 발생영역은 예컨대 3인치 이상의 액정패널에서는 그 크기에 대하여 의존성을 나타내는 것은 아니다. 구체적으로는 액정패널을 고온하에서 장시간 방치한 후 실온까지 냉각하면, 고분자 수지 매트릭스에 상기판(112) 및 하기판(111)에서 가해지는 압력에 의해 실재(106) 근방의 고분자 수지 매트릭스에 균열(110)이 발생한다. 이 압력이 가해지는 정도는 액정패널의 면적에 의한 영향이 적고, 오히려 패널갭에 의한 것이 크다. 따라서, 상기한 수치범위 3㎛∼15㎛에서는 액정패널의 크기와는 관계없이 실재(106)의 내주면에서 폭이 1.5㎜이내의 영역에서 균열(110)이 발생한다.

또한, 패널갭은 15㎛를 초과하면 고분자 액정복합체층(104)을 구동하기 위한 구동전압이 대폭으로 증가하는 한편, 3㎛보다 작으면, 액정패널의 투과성이 증대하여 산란능력이 저하하기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 상기 패널갭을 상기 수치범위내로 함으로써, 고분자 액정복합체층(104)을 구동하기 위한 구동전압의 대폭적인 증가를 억제함과 동시에, 콘트라스트의 저하를 억제할 수 있다.

상기 TFT기판(102) 및 대향기판(103)은 적어도 어느 한쪽이 광투과성을 가지는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 따라서, 기판의 한쪽이 실리콘 기판 등의 불투명 기판으로 해도 되고, 이 경우에는 반사판을 구비한 구성으로 함으로써 반사형의 액정 표시소자로 할 수 있다. 상기 광투과성을 가지는 기판으로서는, 예컨대 유리·석영 등으로 이루어지는 투명기판이나, 플라스틱 기판이라도 된다. 이 경우 TFT기판(102) 및 대향기판(103)의 재질은 서로 다르게 되어도 된다.

또한, 상기 화소전극(105) 및 대향전극(107)은, 예컨대 인듐석산화물(ITO:Indium Tin Oxide)로 이루어지는 투명도전막이다.

상기 고분자 액정복합체층(104)은, 액정방울의 일부가 서로 접촉하여 연결된 상태로 형성된 구조이다. 하지만, 상기 액정방울의 존재형태는 이것에 한정되지 않고, 예컨대 고분자 화합물이 3차원 그물 모양으로 형성되고, 이 그물 중에 액정이 유지된 상태로 분산된 구조이라도 된다. 여기에서, 액정방울의 입자 지름이나, 그물의 간격은 산란성, 즉 게인(G)과 상관관계를 가지고 있다. 상기 게인(G)은 하기의 식으로 나타낸다.

G = (패널휘도(nt)/패널조도(lx))×π

상기 액정방울의 입자 지름과 게인(G)과의 관계를 감안하면, 상기 액정방울의 입자 지름은 약 1.2㎛부근에 최적치가 존재한다. 보다 상세하게는 1.2㎛보다 크면 청색광의 산란성이 저하하고, 반대로 1.2㎛보다 작으면 적색광의 산란성이 저하한다. 즉, 양자 모두 게인이 크게 되어 콘트라스트의 저하를 초래한다. 따라서, 표시영역(201)에서의 액정방울의 입자 지름은 최적의 입자 지름인 1.2㎛부근으로 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 그물의 간격은 현미경 등으로 관찰하고, 예컨대 도 5에 나타낸 거리(a∼c)의 평균치를 구하여 산출한 값이다.

상기 액정으로서는 상온부근에서 액정상태를 나타내는 네마틱액정, 콜레스테릭(cholesteric) 액정, 스메틱(smectic) 액정 등의 각종의 액정을 채용할 수 있다. 이들의 액정은 1종류라도 되고, 또 2종류 이상을 혼합하여 사용하는 것도 가능하다. 또한, 고분자 화합물로서는 광투과성을 가지고 또 고분자 액정복합체층(104)의 형성 후에 고분자 수지 매트릭스 중에 액정을 유지하는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 예컨대 자외선 경화형수지, 열 경화형(열 상분리형) 수지 등을 사용하면 된다. 상기 자외선 경화형 수지로서는, 예컨대 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 등을 들 수 있다. 한편, 상기 열경화형 수지로서는, 예컨대 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 폴리아미드계 수지, 요소계 수지, 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다.

상기 실재(106)로서는, 특히 한정되지 않고, 열경화형 실재, 자외선 경화형 실재, 및 열경화형과 자외선 경화형과의 복합형 실재 등을 들 수 있다.

상기 절연막(109·109)으로서는, 특히 한정되지 않고, 폴리이미드타입, 폴리아믹(polyamic)산 타입의 어느 것이라도 사용 가능하다. 또, 무기화합물로 이루어지는 절연막을 사용해도 좋다. 본 실시예와 같이 절연막(109·109)을 사용하면 고분자 액정복합체층(104)의 전압유지율을 보다 향상시키는 효과가 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 관한 액정 표시소자의 특징점은, 균열(110)의 발생영역을 비표시영역(202)으로 하여, 표시영역(201)과 분할하고 있는 것에 있다. 또한, 상기 비표시영역(202)은 실재(106)의 내주면에서 폭이 적어도 1.5㎜의 프레임 모양의 영역으로 이루어진다. 이것에 의해, 표시화면에 있어서는 힘줄 모양의 표시얼룩이 발생하지 않고, 양호한 표시특성을 가지는 액정 표시소자를 얻을 수 있다.

또한, 하기판(111)과 상기판(112)의 재질이 다른 경우에는 고온시의 팽창정도가 양자가 다르기 때문에, 균열이 더욱 발생하기 쉽게 된다. 그러나, 본 실시예에 있어서는 균열의 발생영역이 표시영역(201)에 포함되지 않도록 상기 표시영역(201)을 설정하고 있기 때문에, 상기와 같이 재질이 다른 경우에도 더욱 유효하다.

또한, 본 실시예에 있어서는 TFT를 채용한 액티브 매트릭스 구동에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 단순 매트릭스 구동에도 좋다.

또한, 상기 균열(110)의 내부를 주로 액정으로 이루어지는 물질로 채우도록 해도 좋다. 이와 같이 하는 것으로 균열(110) 이외의 영역과의 굴절율 차이가 작게 되고, 상기 균열(110)이 눈에 띄지 않게 될 수 있기 때문이다. 이 결과, 균열(110)이 발생하는 영역도 표시영역에 포함시키는 것도 가능하게 되고, 표시화면의 확대가 도모된다.

상기 균열(110)의 내부를 채우는 방법으로는 특히 한정되지 않고, 예컨대 액정 표시소자(101)를 80℃·2시간의 조건으로 어닐링하는 열처리의 방법 등을 들 수 있다. 또한, 균열(110)을 액정으로 채우는 수법으로는 상기 열처리의 방법 외에, 60℃ 이상의 온도에서 어닐링을 행하여도 같은 효과가 있다. 또한, 어닐링 회수를 복수회 행하여도 된다. 어닐링을 복수회 행하면, 액정의 유동성이 증대한 상태로 일정한 시간 지속되기 때문에, 표시영역(201)의 중앙부에서 비표시영역(202)을 향하는 액정의 흐름이 발생하여 균열(110)을 채우기 쉽게 된다.

(실시예 1-1)

본 실시예 1에 관한 액정 표시소자는, 상기 제1 실시예에 대응한다. 상기 액정 표시소자는 이하에 나타내는 방법으로 제작했다. 즉, 유리로 이루어지는 하기판(111)에 진공증착과 에칭과의 수법을 사용하여 화소전극(105), 소스라인(18) 및 절연막(109) 등을 형성하여 TFT기판(102)으로 했다. 한편, 상기판(112)에 상기와 같은 방법으로서 대향전극(107), 절연막(109) 등을 형성하여 대향기판(103)으로 했다.

다음에, 상기 TFT기판(102)상에 실재(106)로서 열경화형 실재(스트럭트 본드 XN21-S, 미쓰이 도아쓰 카가구(三井東壓化學)(주)제)를, 도포형상이 액정주입구의 부분을 뺀 프레임 모양 패턴이 되는 형태로 도포했다. 또한, 상기 TFT기판(102)과 대향기판(103)을, 상기 실재(106)를 통해 패널갭이 10㎛가 되도록 맞붙게 했다.

계속해서, TFT기판(102)과 대향기판(103)과의 사이에, 액정과 자외선 경화형 고분자 분산재료 PNM201(다이닛뽕 잉키 카가구(주)제)과의 혼합물을, 진공주입법으로 도입한다. 이 때, 실재(106)로 형성되어 있는 진공주입구(111)는 밀봉(sealing)하지 않는다. 그후, 365nm를 주파장으로 하고, 또 자외선의 조사강도가 80mW/㎠(자외선 조도계 UV-M02(오쿠세이샤쿠쇼(제))에 의해 측정)의 자외선을 조사하고, 자외선 경화형 고분자 분산재료를 중합시킨다. 이것에 의해, 고분자 수지 매트릭스 중에 액정방울이 연속적으로 연결되어 분산하고 있는 폴리머 네트워크형 액정소자가 제작된다. 또한, 자외선을 조사할 때의 중합온도는 20℃가 되도록 했다. 그러나, 중합조건이나 자외선의 조사강도에 대해서는 상기에 한정되지 않고, 적당히 필요에 따라 설정하면 된다.

또한, 밀봉실재(상품명;TB3026, (주) 스리본드제)를 사용하여 밀봉처리를 행하였다. 이것에 의해, 본 실시예 1에 관한 액정 표시소자를 제작했다. 또한, 표시영역(201)은 실재(106)의 내주면에서 폭 3㎜의 프레임 모양으로 되는 비표시영역(202)의 내주측에 설치되어 있다.

다음에, 본 실시예에 관한 액정 표시소자에 대하여 주위의 온도를 변화시켜 신뢰성 시험을 실시했다. 그 전에, 상기 액정 표시소자를 현미경으로 관찰하면, 실재(106) 근방에는 균열이 발생하지 않은 것이 확인되었다. 신뢰성 시험은 액정 표시소자를 오븐에 의해 80℃에서 10시간 어닐링하고, 그후 상기 오븐에서 액정 표시소자를 꺼내어 실온에서 냉각했다. 그 액정 표시소자를 현미경으로 관찰한 바, 실재(106) 근방의 고분자 수지에 균열(110)이 발생하고 있는 것을 확인하였다. 보다 상세하게는, 상기 균열(110)은 실재(106) 근방에서의 비표시영역(202)내의 전체 주위에 발생하고 있다. 또한, 균열(110)은 실재(106)에서 중앙부를 향해 최대로 1.5㎜의 영역에까지 발생하고 있다. 이와 같이, 액정 표시소자를 주위의 온도가 고온에서 저온으로 변화하는 환경하에 놓는 것으로 균열이 발생하는 것이 명백하게 되었다. 또한, 본 실시예에 관한 액정 표시소자는 실재(106)와 표시영역(201)과 사이에 폭이 3㎜인 프레임 모양이 되도록 비표시영역(202)을 설치하고 있기 때문에, 표시영역(201)에서의 고분자 수지 매트릭스에는 균열이 발생하지 않고 양호한 표시가 얻어지고 있다.

이상의 것으로부터, 주위의 온도변화에 의해, 실재(106) 근방의 고분자 수지 매트릭스에 균열이 발생하는 액정 표시소자에서는 균열이 발생하는 영역 이외의 영역을 표시영역(201)으로 하는 것으로 표시화면상에 표시얼룩이 발생하지 않고, 높은 신뢰성과 양호한 표시특성을 가지는 액정 표시소자를 얻을 수 있다.

또한, 실재(106)와 표시영역(201)과의 간격을 변화시켜, 동일한 실험을 행하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다. 또한, 표시얼룩의 정도를 결정하기 위한 평가기준은 표시영역(201)에 균열이 발생하고 있지 않은 경우를 ◎, 표시영역(201)의 주위 수개의 화소의 일부에 균열이 발생하고 있는 경우를, 표시영역(201)의 주위 수개의 화소내의 거의 전체에 균열이 발생하고 있는 경우를 △, 표시영역(201)과 비표시영역(202)과의 경계에서 내측 수개의 화소 이상에 걸쳐 균열이 밀집하여 발생하고 있는 경우를 ×로 하고 있다.

주) ◎:화소에 균열없음,:주위 수개의 화소의 일부에 균열발생, ×:주위에서 내측 수개의 화소 이상에 걸쳐 균열이 밀집하여 발생

표 1에서 명백해진 바와 같이, 간격이 1.5㎜보다 작으면, 고분자 수지 매트릭스의 균열(110)이 표시영역내에 발생함으로써, 표시화면상에 힘줄 모양의 표시얼룩이 발생하여 있는 것이 확인되었다. 즉, 균열(110)의 발생영역은 실재(106)의 내주면에서 폭 1.5㎜의 프레임 모양의 영역내라고 말할 수 있다. 따라서, 실재(106)에서 간격이 적어도 1.5㎜가 되도록 표시영역(201)을 형성하면, 표시얼룩은 해소되고 양호한 표시가 얻어진다. 또한, 가장 우수한 효과를 달성하는 실시요건으로서는 3.0㎜이상의 간격을 확보하는 것이 보다 바람직하다. 여기에서, 열경화형의 실재(106)와 표시영역(201)과의 간격이 3.0㎜인 경우, 상기 표시영역(201)에는 균열이 존재하지 않기 때문에 표시는 양호하고, 균열(110)은 비표시영역(202)에서 시인된다. 이 균열(110)을 조사한 바, 균열(110) 내부는 진공인 것을 알았다.

이상의 결과로부터 본 실시예에 관한 액정 표시소자는 균열(110)이 발생하여도 표시화면에 있어서는 힘줄 모양의 표시얼룩이 발생하지 않고, 양호한 표시특성을 나타낸 것이 확인되었다.

(실시예 1-2)

본 실시예 1-2에 관한 액정 표시소자는 상기 제1 실시예에 대응한다.

상기 실시예 1-1에 관한 액정 표시소자와 본 실시예 1-2에 관한 액정 표시소자와의 다른 점은, 고분자 액정복합체층(104)의 전체 영역을 표시영역으로 하고, 또한 균열(110)에 액정을 주성분으로 하는 물질을 충진하고 있는 점이 다른다.

우선, 상기 실시예 1-1과 같게 하여 액정 표시소자를 제작했다. 다음에 상기 액정 표시소자에 대하여 상기 실시예 1-1과 마찬가지로 신뢰성 시험을 실시했다. 이 신뢰성 시험후, 상기 액정 표시소자를 현미경으로 관찰한 바, 실재(106) 근방의 고분자 수지 매트릭스에 균열(110)이 발생하고 있는 것이 확인되었다. 또한, 액정 표시소자(101)를 다시 80℃·2시간의 조건에서 오븐으로 어닐링한 바, 균열(110) 주위에 존재하는 주로 액정으로 이루어지는 물질이 상기 균열(110)로 유입하여 막힌다. 이 때, 균열(110) 이외의 영역과의 굴절율 차이가 작게 되어 상기 균열(110)이 눈에 띄지 않게 되었다. 따라서, 균열(110)이 발생한 경우에는 열처리 등을 행하는 것에 의해 균열(110)을 막은 상기 균열(110)을 눈에 띄지 않게 하므로 유효한 것이 확인되었다.

이상의 결과로부터, 본 실시예에 관한 액정 표시소자는 균열(110)이 발생하여도, 표시화면에 있어서는 힘줄 모양의 표시얼룩이 눈에 띄지 않고, 양호한 표시특성을 나타내는 것이 확인되었다.

[제2 실시예]

본 발명의 제2 실시예에 대해서, 도 6 및 도 7에 의거하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 상기 제1 실시예의 액정 표시소자와 동일한 기능을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예에 관한 액정 표시소자는 상기 제1 실시예에 관한 액정 표시소자의 구성과 비교하여 비표시영역에서의 고분자 액정복합체층을 액정방울이 고분자 화합물로 이루어지는 고분자 수지 매트릭스층에 각각 독립하여 분산된 구성으로 하고 있는 점이 다르다.

도 6(a)는 본 실시예에 관한 액정 표시소자의 개략을 나타내는 단면도이다. 도 6(a)에 나타낸 바와 같이, 실재(106)의 내측에 약 1.0㎜정도의 폭이 되도록 한 프레임 모양의 비표시영역(202)이 설치되어 있다. 또, 그 비표시영역(202)의 내측에는 표시영역(201)이 설치되어 있다. 상기 비표시영역(202)에서는 거의 구형 또는 회전타원체 형상의 액정방울(206)이 서로 독립한 상태로 분산 유지되어 있다(도 6(c)참조). 이것에 대하여 표시영역(201)에서는 액정방울(205)의 일부가 서로 접촉하여 연결된 상태로 존재한 구조로 형성되어 있다(도 6(b)참조). 또한, 표시영역(201)은 고분자 수지 매트릭스가 3차원 그물 모양으로 형성되고, 이 그물 중에 액정이 유지된 상태로 분산된 구조의 것이라도 된다. 상기 구성과 같이, 실재(106) 근방의 액정방울(206)이 서로 독립한 구조로 되어 있기 때문에, 상기 액정방울(206)은 온도를 상승시킬 때 내부를 향해 이동하기 어렵게 된다. 이 결과, 비표시영역(202)에서의 균열의 발생을 억제할 수 있다. 한편, 상기 제1 실시예에서도 설명한 바와 같이, 액정방울의 입자 지름이나, 그물의 간격은 산란성, 즉 게인(G)과 상관관계를 가지고 있고, 액정방울의 입자 지름은 약 1.2㎛로 하는 것이 바람직하다.

본 실시예에 관한 액정 표시소자의 주요 구성요소인 고분자 액정복합체층(200)은 이하에 설명한 방법으로 형성할 수 있다.

도 7은 상기 액정 표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다. 우선, 미리 화소전극(105) 및 대향전극(107)이 각각 설치된 TFT기판(102) 또는 대향기판(103)을, 실재(106)로 맞붙인다. 또한, 상기 TFT기판(102) 및 대향기판(103)의 사이에, 자외선 경화형 수지 등의 미경화 수지 모노머(고분자 전구체)와 액정재료를 주요 재료로 하는 액정고분자 혼합물을 주입한다. 이어서, 상기 액정고분자 혼합물에 자외선을 조사하면, 미경화수지 모노머가 중합하여 액정과 고분자 수지 매트릭스로 상분리한다.

여기에서, 상기 자외선은 표시영역(201)과 비표시영역(202)에서, 자외선의 조사강도가 다르도록 설정되어 있다. 보다 상세하게는, 비표시영역(202)에 조사되는 제2 자외선(203)의 조사강도는 표시영역(201)에 조사되는 제1 자외선(204)의 조사강도보다 크다. 상기와 같이, 제2 자외선(203)의 조사강도를 크게함으로써 상기 액정과 고분자 화합물과의 상분리가 더욱 진행하기 때문에 비표시영역(202)에서는 액정방울(206)이 각각 독립하여 분산된 구조로 할 수 있다. 한편, 제1 자외선(204)의 조사강도를 제2 자외선(203)의 조사강도보다 작게 함으로써, 액정과 고분자 화합물과의 상분리의 진행도를 억제시킬 수 있다. 따라서, 표시영역(201)에서는 액정방울(205)의 일부가 서로 접촉하여 연결된 상태로 존재하던가, 혹은 고분자 수지 매트릭스가 3차원 그물 모양으로 형성되고, 이 그물 중에 액정이 유지된 상태로 존재하는 구조로 된다. 이것에 의해, 고분자 액정복합체층(200)이 형성된다. 또한, 비표시영역(202)의 폭이 1.0㎜로 되어 있는 것은, 예컨대 제1 자외선(204)을 조사할 때 등의 이면(裏面)으로부터 돌아 들어가는 광의 영향에 의한 것이고, 1.0㎜보다 작게하는 것이 곤란하기 때문이다.

상기 자외선의 조사강도는 상술한 바와 같이 표시영역(201)에서의 액정방울(205)과 비표시영역(202)에서의 액정방울(206)의 구조가 얻어지면, 특히 한정되지 않고, 임의로 설정할 수 있다. 그러나, 자외선의 조사강도가 클수록 중합도는 진행하고, 액정방울의 입자 지름이 작게 되기 때문에, 비표시영역(202)에 조사하는 조사강도는 표시영역(201)보다 크게 할 필요가 있다.

또한, 자외선의 조사강도를 액정패널 면내에서 변화시키기 위해서는 자외선의 커트필터를 액정패널에서 부분적으로 배치하는 방법 등을 들 수 있다. 예컨대, 표시영역(201)에 370nm의 파장을 커트하는 커트필터를 배치하고, 또 비표시영역(202)에 350nm의 파장을 커트하는 커트필터를 배치한다. 여기에서, 동일한 광원으로부터 조사된 자외선은 상기 커트필터의 작용에 의해, 비표시영역(202)에 조사되는 자외선의 조사강도를 표시영역(201)보다 크게 할 수 있다. 상기의 방법에 의하면, 조사회수를 일회로 할 수 있고, 제조공정의 간략화가 도모된다.

이상과 같이, 본 실시예에 관한 액정 표시소자의 특징점은, 실재(106) 근방의 영역(비표시영역(202))에서는 액정방울(206)이 서로 독립하여 분산된 구조로 되어 있는 것에 있다. 이것에 의해, 액정방울(206)은 주위의 온도가 상승해도 내부를 향해 이동하기 어렵게 되고, 비표시영역(202)에서의 액정밀도가 저하하는 것을 방지하므로 균열의 발생을 방지할 수 있고, 따라서 상기 균열에 기인하는 표시얼룩의 발생도 방지할 수 있다. 또, 표시영역(201)에서는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상중에 액정방울(205)이 분산 유지되어 있기 때문에, 콘트라스트가 양호한 상태로 표시얼룩의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 비표시영역(202)을 폭이 적어도 1.0㎜이상의 프레임 모양의 영역으로 하고 있기 때문에 표시영역을 더욱 확대시킬 수 있다.

(실시예 2)

본 실시예 2에 관한 액정 표시소자는 상기 제2 실시예에 대응한다. 상기 액정 표시소자는 이하에 나타내는 방법으로 제작했다.

즉, 상기 실시예 1과 같게 하여, 유리로 이루어지는 하기판(111)에 진공증착 및 에칭에 의해, 화소전극(105), 소스라인(18), 절연막(109) 등을 형성하고, TFT기판(102)으로 했다. 또한, 인쇄법에 의해 오쁘토마AL5417(니혼고세이고무사제)를하기판(111)상에 인쇄한 후, 오븐으로 가열하여 경화시켜 절연막(109)을 형성했다. 한편, 상기판(112)에 상기와 같이 진공증착 및 에칭으로 대향전극(107)을 형성했다. 또한, 오쁘토마 AL5417을 상기판(112)상에 도포한 후, 상기와 마찬가지로 오븐으로 경화시키고, 절연막(109)을 형성하여, 대향기판(103)으로 했다.

이어서, 상기 TFT기판(102)상에, 실재(106)로서 열경화형 실재(스토랙토본드XN21-S, 미쓰이 도아쓰 카가구(주)제)를, 도포형상이 액정주입구의 부분을 뺀 프레임 모양 패턴이 되는 형태로 도포했다. 또한, 유리 스페이서를 산포(散布)하여 상기 TFT기판(102)과 대향기판(103)을, 상기 실재(106)를 통해 패널갭이 13㎛가 되도록 맞붙였다.

다음에, TFT기판(102)과 대향기판(103)과의 사이에, 액정과 자외선 경화형 고분자 분산재료(PNM 201)를 포함하는 액정고분자 혼합용액을, 진공주입법으로 도입했다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 실재(106) 근방에서의 비표시영역(202) 및 실재(106)를 차폐하도록 자외선 반사판(210·210)을 배치한 후, 초고압 수은램프를 광원으로 하는 자외선 발생기(상품명;UVA702-IMNSC-BB01, 우시오덴키 전기제)(211)를 사용하여 대향기판(103)측에서 제1 자외선을 60초간 조사했다. 이것에 의해, 자외선 반사판(210·210)에 의해 차폐된 영역 이외의 영역에서의 고분자를 중합시키고, 액정과 고분자 수지 매트릭스로 상분리시켰다. 여기에서, 액정패널 온도(중합온도)는 순환 항온조에 의해 패널의 표면온도가 19℃가 되도록 설정했다. 또한, 자외선의 강도를 자외선 조도계 UV-M02(오쿠세이사쿠쇼제)를 사용하여 측정하고,100mW/㎠가 되도록 설정했다.

다음에, 자외선 반사판(210·210)을 제거하고, 패널 전면(全面)에 제2 자외선을 60초간 조사했다. 상기 제2 자외선의 조사강도는 500mW/㎠이 되도록 설정했다. 이것에 의해 비표시영역(202)에서의 고분자 분산재료를 중합시키고 액정과 고분자 수지 매트릭스로 상분리시킨다. 상기와 같이, 액정고분자 혼합용액에 자외선을 조사할 때, 비표시영역(202)에 조사하는 자외선의 조사강도를 표시영역(201)보다 크게함으로써, 액정방울의 존재형태를 억제할 수 있다. 즉, 자외선의 조사강도를 크게 하면, 액정과 고분자 화합물과의 상분리는 더욱 진행하기 때문에, 비표시영역(202)에서는 액정방울(206)이 각각 독립하여 분산된 상태로 존재한다. 한편, 표시영역(201)에 있어서는, 액정방울(205)은 그 일부가 서로 접촉하여 연결된 상태로 존재한다.

또한, 상기와 같이 하여 자외선을 조사한 경우, 비표시영역(202)에 조사된 자외선의 조사강도의 총합은 600mW/㎠로 되고, 표시영역(201)에 조사된 자외선의 조사강도의 총합은 500mW/㎠로 된다. 따라서, 외관상, 표시영역(201)에 조사된 자외선의 조사량보다 비표시영역(202)에 조사된 자외선의 조사량의 쪽이 크다. 하지만, 표시영역(201)에 있어서는, 일회째의 자외선조사가 종료된 단계에서 액정과 고분자 화합물과의 상분리는 종료하여 있다. 따라서, 그 후 500mW/㎠의 자외선이 조사되어도 반응은 진행하지 않는다. 이 결과, 상분리를 행할 때 자외선의 조사량은 실질적으로는 비표시영역(202)에서의 조사량이 큰 것으로 된다.

상기 액정방울(205·206)의 구조는 하기의 방법에 의해 확인했다. 즉, 유리로 이루어지는 한쌍의 기판을 실재에 의해 맞붙이고, 상기와 동일한 조성물로 이루어지는 액정고분자 혼합용액을 주입하고, 동일한 중합조건으로 중합시켜 액정패널을 제작한다. 또한, 상기 액정패널에는 TFT 등이 형성되어 있지 않다. 제작된 액정패널의 어느 한쪽의 기판을 박리하고, 액정방울(206)의 입자 지름을 측정하였다. 보다 상세하게는 액정방울(206)을 현미경으로 관찰하고, 화상처리장치를 사용하여 입자 지름의 평균치를 구하였다. 관찰의 결과, 표시영역에서의 액정방울(206)의 평균입자 지름은 1.2㎛이고, 또 그 일부가 서로 연결된 형상으로 되어 있었다. 이 때, 표시영역에 존재하는 액정분율은 75%이었다. 한편, 비표시영역에서의 액정방울의 평균 입자 지름은 0.6㎛로 작고, 또 액정방울은 서로 거의 독립한 형상이었다. 이때의 액정분율은 68%이었다.

이상의 것으로부터, 본 실시예에 관한 액정 표시소자에 있어서도 상기 구조의 경우와 마찬가지로, 표시영역(201)에서의 액정방울(205)은 서로 일부가 연결된 구조이고, 비표시영역(202)에서의 액정방울(206)은 서로 독립한 분산구조인 것으로 추찰(推察)했다.

다음에, 제작된 액정패널을 오븐에 넣고 어닐링처리를 행했다. 처리조건은 80℃, 10시간으로 하였다. 그후, 실온까지 냉각하고, 고분자 수지 매트릭스의 균열의 발생상태를 현미경으로 관찰했다. 이 결과, 실재(106) 근방의 고분자 수지 매트릭스에 균열은 발생하지 않고, 표시영역(201)에도 표시얼룩은 발생하지 않은 것이 확인되었다.

또한, 2회째로 자외선을 조사할 때는 자외선 반사판(210)을 제거하고 전면(全面)에 조사했지만, 이것은 1회째에 조사된 표시영역(201)에 상당하는 영역을 자외선 반사판(210)으로 차폐하여 조사해도 된다. 이것에 의해, 1회째에 조사된 상기 영역을 차폐하는 것으로 자외선에 의한 표시영역(201)에서의 액정 등의 분해를 억제하는 효과가 있다.

또한, 자외선의 조사강도는 광원의 램프강도를 변화시킴으로써 억제하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 예컨대 초고압 수은램프, 고압 수은램프 등을 사용한 경우, 자외선의 파장피크가 365nm이고 가시광영역에서의 자외선의 조사강도가 작기 때문에, 액정의 분해를 억제할 수 있고, 신뢰성의 저하를 방지할 수 있다. 한편, 메탈 헬라이드램프 등을 사용한 경우, 가시광영역에서도 램프강도가 존재하기 때문에, 액정을 분해하는 등 신뢰성에 과제를 가진다.

[제3 실시예]

본 발명의 제3 실시예에 대해서, 도 9 및 도 10에 의거하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 상기 제1 실시예 또는 제2 실시예의 액정 표시소자와 동일한 기능을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.

본 제3 실시예에 관한 액정 표시소자는 상기 제1 실시예 또는 제2 실시예에 관한 액정 표시소자의 구성과 비교하여 고분자 액정복합체층의 비표시영역에서는 액정과 고분자 화합물이 상분리하지 않고 용해된 상태로 있는 점이 다르다.

보다 상세하게는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 고분자 액정복합체층(300)에서의 실재(106) 근방의 비표시영역(202)에서는 액정과 고분자 화합물이 상분리하지 않고 용해된 상태이다. 이것에 대하여 표시영역(201)에서는 액정방울(206)의 일부가 서로 접촉하여 연결된 상태로 존재한 구조로 형성되어 있다. 또한, 표시영역(201)은 고분자 수지 매트릭스가 3차원 그물모양으로 형성되고, 이 그물 중에 액정이 유지된 상태로 분산된 구조의 것이라도 된다. 이와 같은 구성으로 하는 것에 의해, 균열이 발생하기 쉬운 실재(106) 근방을 액체 또는 반고형상으로 할 수 있고, 결과로서 균열의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기 비표시영역(202)은 폭이 1㎜정도의 프레임 모양이 되도록 형성되어 있다.

본 실시예에 관한 액정 표시소자의 주요 구성요소인 고분자 액정복합체층(300)은 이하에 설명한 방법으로 형성할 수 있다.

도 10은 상기 액정 표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다. 우선, 미리 화소전극(105) 및 대향전극(107)이 각각 설치된 TFT기판(102) 또는 대향기판(103)을, 실재(106)로 맞붙인다. 또한, 상기 TFT기판(102) 및 대향기판(103)의 사이에 자외선 경화형 수지 등의 미경화수지 모노머와 액정재료를 주요 재료로 하는 액정고분자 혼합물을 주입한다. 다음에, 상기 액정고분자 혼합물의 표시영역(201)에 상당하는 영역에만 자외선으로 조사하고, 비표시영역(202)에 상당하는 영역에는 자외선을 차폐하는 차폐수단을 설치한다. 이것에 의해, 상기 표시영역(201)에서는 액정방울(206)의 일부가 서로 접촉하여 연결된 상태로 존재하고 있던가, 또는 고분자 수지 매트릭스가 3차원 그물 모양으로 형성되고, 이 그물 중에 액정이 유지된 상태로 분산된 구조로 할 수 있다. 한편, 비표시영역(202)에서는 자외선이 조사되지 않기 때문에, 액정과 고분자 화합물은 상분리하지 않고, 자외선 경화형수지와 액정재료가 용해된 상태이다. 이 결과, 비표시영역(202)에 있어서는 상기 자외선 경화형수지는 고화되어 있지 않기 때문에, 상기 비표시영역(202)에서의 균열의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기 표시영역(201)은 고분자 수지 매트릭스가 3차원 그물 모양으로 형성되고, 이 그물의 중에 액정이 유지된 상태로 분산된 구조라도 된다. 또, 콘트라스트는 저감하지만, 액정방울이 서로 독립하여 분산된 구조라도 된다.

(실시예 3)

본 실시예 3에 관한 액정 표시소자는 상기 제3 실시예에 대응한다. 상기 액정 표시소자는 상기 실시예 2와 같게 하여 액정패널을 제작했다.

또한, 상기 실시예 2와 같게 하여 실재(106) 근방에서의 비표시영역(202) 및 실재(106)를 자외선 반사판(210·210)으로 차폐하고, 액정패널의 표면온도를 19℃로 유지하여 대향기판(103)측에서 제1 자외선을 조사했다. 여기에서, 조사 조건으로서는 조사강도를 100mW/㎠으로 하고, 조사시간을 60초로 했다.

이것에 의해, 자외선 반사판(210·210)에 의해 차폐된 영역 이외의 영역에서의 고분자 전구체를 중합시켜 액정과 고분자 수지 매트릭스로 상분리시켰다. 이 결과, 표시영역(201)에서는 액정방울(206)의 일부가 서로 연결된 형상으로 되어 있다. 또한, 비표시영역(202)에서는 미경화이고, 액정과 고분자 화합물이 혼합된 액체상으로 되어 있다. 여기에서, 액정패널 온도(중합온도)는 순환 항온조에 의해 액정패널의 표면온도가 19℃가 되도록 설정했다.

다음에, 제작된 액정패널을 오븐에 넣고 어닐링처리를 행했다. 처리조건은 80℃, 10시간으로 하였다. 그후, 실온까지 냉각하고, 고분자 수지 매트릭스의 균열의 발생상태를 현미경으로 관찰하였다. 이 결과, 실재(106) 근방의 고분자 수지 매트릭스에 균열은 발생하지 않고, 표시영역(201)에도 표시얼룩은 발생하지 않고 양호한 표시화면을 얻었다.

[제4 실시예]

본 발명의 제4 실시예에 대해서, 도 11에 의거하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 상기 제1 실시예∼제3 실시예의 액정 표시소자와 동일한 기능을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예에 관한 액정 표시소자는 상기 제1 실시예, 제2 실시예 또는 제3 실시예에 관한 액정 표시소자의 구성과 비교하여 비표시영역에는 고분자 액정복합체층이 존재하지 않게 측부 간격층이 형성되어 있는 점이 다르다.

보다 상세하게는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 주로 표시영역(201)에만 고분자 액정복합체층(400)이 설치되고, 상기 측부간격층(412)은 진공상태로 되어 있다. 따라서, 균열이 발생하는 영역에 고분자 수지 매트릭스나 액정이 처음부터 존재하기 않기 때문에, 균열의 발생을 완전하게 방지하는 것이 가능하게 된다. 또한, 상기 비표시영역(202)은 진공상태인 경우에 한정되지 않고, 공기나 질소, 아르곤 등의 다른 기체나, 고분자 화합물 등이 충진되어 있는 것이라도 된다. 또한, 상기 공기를 사용하는 경우에는 상기 공기는 습도가 낮은 건조한 공기를 사용한 쪽이 액정 등으로의 오염이 적으므로 바람직하다.

또한, 상기 표시영역(201)은 고분자 수지 매트릭스가 3차원 그물 모양으로 형성되고, 이 그물 중에 액정이 유지된 상태로 분산된 구조라도 좋다. 또한, 콘트라스트는 저감하지만, 액정방울이 서로 독립하여 분산된 구조라도 된다.

또한, 제2∼제4 실시예에 있어서는, 고분자 중에 액정이 분산된 층에 있어서, 실재(106) 부근의 구조를 그 이외의 부분의 구조와 달리 닫고 있는 가름이지만, 이 구조의 경우 실재(106) 근변은 화상표시를 행하는 영역으로서 사용하는 것은 바람직하지 않고, 화상표시는 실재(106) 근변 이외의 영역을 사용하는 것이 바람직하다.

(실시예 4-1)

본 실시예 4-1에 관한 액정 표시소자는 상기 제4 실시예에 대응한다. 상기 액정 표시소자는 이하와 같이 하여 제작했다.

우선, 상기 실시예 1과 같게 하여, 유리로 이루어지는 하기판(111)에 진공증착 및 에칭에 의해 화소전극(105), 소스라인(108), 절연막(109) 등을 형성하여 TFT기판(102)으로 했다. 또, 오쁘토마AL5417을 인쇄법에 의해 하기판(111)상에 인쇄한 후, 오븐으로 가열하여 경화시켜 절연막(109)을 형성하였다. 한편, 상기판(112)에 상기와 동일한 방법으로 대향전극(107), 절연막(109) 등을 형성하고, 대향기판(103)으로 하였다. 다음에, 상기 TFT기판(102)상에 실재(106)로서 열경화형 실재를 도포형상이 액정주입구의 부분을 뺀 프레임 모양 패턴이 되는 형태로 인쇄하였다.

다음에, 표시영역(201)을 포함하는 영역에 액정과 자외선 경화형 고분자 분산재료(PNM201)를 포함하는 액정고분자 혼합용액을, 노즐을 사용하여 필요량을 적하하였다. 여기에서, 표시영역(201)에 고분자 재료를 배치하는 방법으로서는 상기외에, 비표시영역(202)을 마스크하여 스피너(spinner)로 도포해도 된다. 또한, 롤러 등, 일반적인 인쇄수법을 사용해도 된다.

또한, 유리 스페이서를 산포하고, 상기 TFT기판(102)과 대향기판(103)을 상기 실재(106)를 통해 패널갭이 10㎛가 되도록 맞붙여 액정패널을 제작하였다. 여기에서, 실재(106)의 내주면과 표시영역(201)과의 간격은 3㎜정도가 되도록 했다. 또한, TFT기판(102)과 대향기판(103)과의 맞붙이는 공정은 공기중에서 행해지므로 실재(106) 근방의 비표시영역(202)에는 공기가 충진되어 있다.

또한, 초고압 수은램프를 광원으로 하는 자외선 발생기(211)를 사용하여 대향기판(103)측으로부터 자외선을 60초간 조사했다. 이것에 의해, 표시영역(201)에서의 고분자 전구체를 중합시켜 액정과 고분자 화합물로 상분리시켰다. 여기에서, 액정패널 온도(중합온도)는 순환 항온조에 의해 20℃가 되도록 설정했다. 또한, 자외선의 조사강도는 80mW/㎠가 되도록 설정했다.

여기에서, 액정패널을 관찰한 바, 측부간격층(412)에 있어서는 공기가 충진되어 있고, 또 표시영역(201)에는 고분자 액정복합체층(400)이 형성되어 있었다.

최후에, 주입구를 밀봉 실재(TB3026, (주)스리본드제)를 사용하여 밀봉했다.

또한, 제작된 액정패널을 현미경으로 관찰한 바, 실재(106) 근방의 비표시영역(202)에서는, 균열은 확인되지 않았다. 다음에, 상기 액정패널을 오븐에 의해 80℃·10시간 어닐링하고, 실온에서 냉각하였다. 이 결과, 실재(106) 근방에 있어서는 고분자 액정복합체층은 존재하지 않기 때문에, 균열이 발생하지 않고 양호한 표시특성을 가지는 액정 표시소자를 얻었다.

(실시예 4-2)

본 실시예 4-2에 관한 액정 표시소자는 상기 제4 실시예에 대응한다.

상기 실시예 4-1에 관한 액정 표시소자와 본 실시예4-2에 관한 액정 표시소자와의 다른 점은 비표시영역(202)이 진공인 대신에 고분자 수지층이 설치되어 있는 점이 다르다(도 12참조).

상기 액정 표시소자는 이하와 같이 하여 제작했다.

우선, 상기 실시예 4-1과 같게 하여 하기판(111)에, 화소전극(105), 소스라인(108) 및 절연막(109) 등을 형성하고, TFT기판(102)으로 했다. 한편, 상기판(112)에 상기와 동일한 방법으로 대향전극(107), 절연막(109) 등을 형성하여 대향기판(103)으로 하였다. 다음에, 상기 TFT기판(102)상에 실재(106)로서 열경화형 실재를 도포형상이 액정주입구의 부분을 뺀 프레임 모양 패턴이 되는 형태로 인쇄하였다.

다음에, 중합성 모노머(2-에틸헥실아크릴레이트) 90%와, 올리고머(상품명;비스코토828, 오오사카 유키 카가구산교제) 9%와, 중합개시제(상품명;벤질메틸케탈, 니혼 케야쿠제) 1%를 혼합하고, 고분자 조성물(A)을 제작했다. 또한, 이 고분자 조성물(A) 20%에 액정재료(TL205)(메루쿠샤제) 80%를 혼합한 고분자 조성물(B)을 제작했다.

계속해서, 표시영역(201)을 포함하는 영역에 고분자 조성물(B)을 노즐에 의해 필요량 만큼 적하했다. 또한, 고분자 조성물(A)을 비표시영역(202)에 노즐에 의해 적하한 후, TFT기판(102)과 대향기판(103)을 맞붙였다.

최후에, 액정패널에 실시예 4와 동일한 수법으로 자외선을 조사하고, 본 실시예에 관한 액정 표시소자를 제작했다.

상기 액정 표시소자를 관찰한 바, 표시영역(201)은 액정방울이 수지 중에 분산유지된 고분자 분산액정이고, 비표시영역(202)은 중합한 고분자 수지만이 존재하는 구성이었다. 즉, 고분자 수지층(521)이 형성되어 있었다.

계속해서, 제작된 액정패널을 오븐에 넣고 어닐링처리를 행하였다. 처리조건은 80℃, 10시간으로 했다. 그 후, 실온까지 냉각하고, 고분자 수지 매트릭스의 균열의 발생상태를 현미경으로 관찰했다. 이 결과, 실재(106) 근방의 고분자 수지 매트릭스 균열은 발생하기 않고, 표시영역(201)에도 표시얼룩은 발생하지 않고 양호한 표시화면을 얻었다.

상기의 이유로서는, 실재(106) 근방에 고분자 수지만이 존재하기 때문에, 액정방울이 존재하는 경우와 비교하여, 하기판(111) 또는 상기판(112)의 뒤프레임림 등에 대하여 파괴강도가 증대하고 있기 때문이다.

또한, 실재(106) 근방의 고분자 수지층(521)은 고분자 액정복합체층(400)에서의 고분자 수지 매트릭스와 동일한 재질이기 때문에, 상기 고분자 액정복합체층(400)과 고분자 수지층(521)과의 경계가 눈에 띄게 된다.

상기 고분자 수지층(521)으로서는 자외선 경화형 수지라도 되고, 열경화형 수지라도 된다. 자외선 경화형수지는 중합개시제 등을 함유시킴으로써 자외선으로 경화하는 고분자 수지라면 특히 한정되지 않고, 종래 공지의 다양한 것을 채용할 수 있다. 즉, 상기 고분자 수지층(521)에 균열이 발생하지 않고 양호한 표시가 얻어진다. 또, 자외선을 조사할 때, 비표시영역(202)이 표시영역(201)보다 늦게 중합을 개시하면, 고분자 수지층(521)과 고분자 액정복합체층(400)과의 경계를 더욱 눈에 띄게 할 수 있는 효과가 있다.

[제5 실시예]

본 발명의 제5 실시예에 대해서, 도 13 내지 도 17에 의거하여 설명하면 이하와 같다. 또한, 상기 제1 실시예 ∼ 제4 실시예의 액정 표시소자와 동일한 기능을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.

본 실시예에 관한 액정 표시소자는 상기 제1 실시예 ∼ 제4 실시예에 관한 액정 표시소자의 구성과 비교하여, 고분자 액정복합체층에서의 표시영역의 액정방울의 입자 지름보다 비표시영역의 액정방울의 입자 지름이 큰 점이 다르다( 도 13 참조).

보다 상세하게는, 도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, 표시영역(201)에서의 액정방울(501)은 그 일부가 서로 연결된 상태로 존재하고 있는 한편, 비표시영역(202)에서의 액정방울(502)은 그 대부분이 서로 연결된 상태로 존재하고 있다. 따라서, 명백하게 액정방울(501)의 입자 지름은 액정방울(502)의 입자 지름과 비교하여 작다. 또한, 도 16에 나타낸 바와 같이, 액정방울(501)과 액정방울(502)을 연결하는 연결부(503)는 액정방울(501) 끼리를 연결하는 연결부(504)와 비교하여 넓게 되어 있다. 따라서, 고분자 액정복합체층(500)이 팽창 또는 수축해도 상기 연결부(503)에서는 액정이 유동하기 쉽게 되어 있기 때문에, 실재(106) 근방에서 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 비표시영역(202)은 프레임 모양의 영역이 되도록 형성되어 있지만, 그 폭은 실재(106)의 내주면에서 적어도 1.0㎜이상으로 되어 있다.

즉, 액정 표시소자를 가열함으로써 액정이 팽창해도 액정방울(502)의 입자 지름이 크고 또 연결부(503)도 넓은 구성으로 되어 있기 때문에, 상기 액정의 유동을 방해하지 않는다. 한편, 액정패널을 냉각하는 것에 의해 고분자 수지 매트릭스의 체적이 수축하여 상기 고분자 수지 매트릭스에서 액정에 가해지는 압력이 급격하게 증대해도 상기와 동일한 이유로 액정의 유동을 방해하는 일이 없다. 따라서, 고온하에 장시간 방치함으로써 액정이 내부에 모여도 그후 실온까지 냉각했을 때에는 상기 액정은 용이하게 액정방울 사이를 이동하여 비표시영역(202)으로 되돌아 갈 수 있다. 따라서, 균열의 발생을 방지하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 제1 실시예 또는 제2 실시예와 마찬가지로, 표시영역(201)의 액정방울(501)의 입자 지름은 약 1.2㎛로 하는 것이 바람직하다. 한편, 비표시영역(202)에서는 충분한 게인이 얻어지는 1.2㎛정도로 하면, 액정의 유동이 억제되고 균열이 발생하기 쉽게 된다. 그러나, 실재(106) 근방의 영역은 표시영역(201)에 포함되지 않으므로 액정방울(502)의 입자 지름은 반드시 최적의 입자 지름일 필요는 없다. 따라서, 이상의 것으로부터 감안해 보아도 실재(106) 근방의 액정방울(502)의 입자 지름, 또는 그물의 간격을 표시영역(201)보다 크게 하는 것은 콘트라스트를 확보한 채 실재(106) 근방의 균열의 발생을 방지할 수 있다는 점에서 더욱 유효하다.

본 실시예에 관한 액정 표시소자의 주요 구성요소인 고분자액정복합체층(500)은 이하에 설명한 방법으로 형성할 수 있다. 도 17은 상기 액정 표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다. 우선, 미리 화소전극(105) 및 대향전극(107)이 각각 설치된 TFT기판(102) 또는 대향기판(103)을 실재(106)로 맞붙인다. 또한, 상기 TFT기판(102) 및 대향기판(103)사이에, 자외선 경화형 수지 등의 미경화수지 모노머와 액정재료를 주요 재료로 하는 액정고분자 혼합물을 주입한다. 다음에, 표시영역(201)과 비표시영역(202)에서의 상분리의 진행도에 차이가 발생하도록 상기 액정고분자 혼합물에 자외선을 조사한다. 구체적으로는 표시영역(201)에는 제1 자외선을 조사하고, 비표시영역(202)에는 상기 제1 자외선보다 조사강도가 적은 제2 자외선을 조사한다. 이것에 의해, 상기 표시영역(201)에서는 상분리의 진행도가 크고, 따라서 액정방울(502)의 입자 지름은 작게 된다. 한편, 비표시영역(202)에서는 상분리의 진행도는 표시영역(201)과 비교하여 작고, 따라서, 액정방울(501)의 입자 지름은 크게 된다. 이상에 의해, 고분자 액정복합체층(500)이 형성된다. 또한, 비표시영역(202)의 폭이 1.0㎜로 되어 있는 것은 예컨대 자외선을 조사할 때 등 이면에서 돌아 들어가는 광의 팽창에 의한 것이고, 이것보다 비표시영역(202)의 면적을 작게하는 것이 곤란하기 때문이다.

여기에서, 상기 제2 실시예에 있어서는 제2 자외선의 조사는 자외선 반사판(210)을 제거한 후에 전면(全面)에 조사했지만, 이것은 제1 자외선을 조사한 영역(표시영역(201)에 상당)을 자외선 반사판(210)으로 차폐하여 조사해도 좋다. 이것에 의해, 표시영역(201)에서의 액정이 제2 자외선을 조사할 때, 자외선에 의한 액정 등의 분해를 억제하는 효과가 있다.

또한, 자외선을 차폐하는 수단으로서는 자외선을 반사하는 자외선 반사판을 채용했지만, 상기 외에 자외선을 차폐하는 효과를 가지는 것이라면, 특히 한정되지 않는다. 즉, 자외선을 차폐하는 수단으로서는 흡수형, 반사형을 불문한다. 다만, 흡수형인 경우는 자외선 조사시에 온도가 상승하기 때문에, 반사형의 경우보다 중합온도를 충분히 억제할 필요가 있다.

또한, 자외선 조사시의 차폐수단은 액정패널의 상하에 상대적인 위치가 일치하도록 배치해도 좋다. 또, 액정패널의 측부도 차광테이프 등으로 차광해도 좋다. 이것에 의해, 이면에서 돌아 들어가는 광을 차폐할 수 있고, 액정과 고분자 화합물과의 상분리 과정이 균등하게 진행하고, 액정방울의 입자 지름 등이 균일한 액정패널을 제작할 수 있다.

(실시예 5)

본 실시예 5에 관한 액정 표시소자는 상기 제5 실시예에 대응한다. 상기 액정 표시소자는 이하에 나타내는 방법으로 제작한다. 우선, 상기 실시예 2와 같게 하여, 하기판(111)에 화소전극(105), 소스라인(108) 및 절연막(109) 등을 형성하여 TFT기판(102)으로 했다. 한편, 상기판(112)에 상기와 동일한 방법으로 대향전극(107), 절연막(109) 등을 형성하여 대향기판(103)으로 했다. 이어서, 상기 TFT기판(102)상에 실재(106) 프레임 모양 패턴이 되는 형태로 인쇄한 후, 상기 TFT(102)와 대향기판(103)을 맞붙인다.

또한, 상기 실시예 2와 마찬가지로 실재(106) 근방에서의 비표시영역(202) 및 실재(106)를 자외선 반사판(210·210)으로 차폐하고, 액정패널의 표면온도를 19℃로 유지하고 대향기판(103)측에서 조사강도가 100mW/㎠의 제1 자외선을 60초간 조사하였다. 이것에 의해, 자외선 반사판(210·210)에 의해 차폐된 영역 이외의 영역에서의 고분자 전구체를 중합시키고, 액정과 고분자 수지 매트릭스로 상분리 시켰다. 이 결과, 표시영역(201)에서는 액정방울의 일부가 서로 연결된 형상으로 되어 있었다. 여기에서, 액정패널온도(중합온도)는 순환항온조에 의해 상기 액정패널의 표면온도가 19℃가 되도록 설정했다.

다음에, 자외선 반사판(210·210)을 제거하고, 패널 전면(全面)에 제2 자외선을 240초간 조사했다. 상기 제2 자외선의 조사강도는 10mW/㎠가 되도록 설정했다. 이와 같이, 자외선의 조사강도를 작게함으로써, 액정과 고분자 화합물과의 상분리를 억제하므로, 따라서 고분자의 중합도도 작다. 따라서, 비표시영역(202)에서의 액정방울(502)의 입자 지름은 표시영역(201)에서의 액정방울(501)의 입자 지름보다 크고, 액정방울(502)의 형상은 그 대부분이 연결된 상태로 존재하고 있다. 한편, 표시영역(201)에 있어서는, 액정방울(502)보다 작은 입자 지름의 액정방울(501)이 그 일부를 서로 접촉하여 연결된 상태로 존재하고 있다.

상기 액정방울(501·502)의 구조는 하기의 방법에 의해 확인했다. 즉, 유리로 이루어지는 한쌍의 기판을 실재에 의해 맞붙이고, 상기와 동일한 조성물로 이루어지는 액정고분자혼합용액을 주입하고, 동일한 중합조건으로 중합시켜 액정패널을 제작했다. 또한, 상기 액정패널에는 TFT 등이 형성되어 있지 않다. 제작된 액정패널중 어느 하나의 기판을 박리하고, 액정방울의 입자 지름을 측정했다. 보다 상세하게는, 액정방울을 현미경으로 관찰하고, 화상처리장치를 사용하여 입자 지름의평균치를 구하였다. 관찰의 결과, 액정방울의 입자 지름은 1.2㎛이고, 서로 일부가 연결된 형상으로 되어 있었다. 한편, 비표시영역(202)에서의 액정방울의 입자 지름은 2㎛로 크고, 대부분이 서로 연결된 형상으로 되어 있었다. 이 때 비표시영역(202)의 액정분율은 80%이었다.

이상의 것으로부터, 본 실시예에 관한 액정 표시소자에 있어서도, 상기의 구조의 경우와 마찬가지로 표시영역(201)에서의 액정방울(501)은 서로 일부가 연결된 구조이고, 비표시영역(202)에서의 액정방울(502)은 대부분이 서로 연결된 구조인 것으로 추찰했다.

다음으로, 제작된 액정패널을 오븐에 넣어 어닐링처리를 실시했다. 처리조건은 80℃, 10시간으로 하였다. 그후, 실온까지 냉각하고, 고분자 수지 매트릭스의 균열의 발생상태를 현미경으로 관찰했다. 이 결과, 실재(106) 근방의 고분자 수지 매트릭스에 균열은 발생하지 않고, 표시영역(201)에도 표시얼룩은 발생하지 않는 것이 확인되었다.

본 발명자 등은, 자외선의 조사강도가 작을수록 중합속도가 떨어지고 액정방울의 입자 지름은 크게 되는 것을 발견하였다. 따라서, 비표시영역(202)에 조사되는 제2 자외선의 조사강도가 표시영역(201)에 조사되는 제1 자외선의 조사강도보다 작으면, 실재(106) 근방의 액정방울의 입자 지름이 표시영역(201)보다 크게 되고, 이 결과 상기의 구성이 얻어진다.

여기에서, 제1 및 제2의 자외선의 조사강도를 변화시키고, 균열에 의한 표시얼룩의 정도나 표시영역(201)에서의 게인, 액정방울의 입자 지름 등을 조사하였다.결과를 하기 표 2 및 표 3에 나타낸다. 또한, 표 2에 표기되어 있는 평가기준은 콘트라스트비가 250인 경우를 ◎, 콘트라스트비가 100인 경우를, 콘트라스트비가 80인 경우를 △, 콘트라스트비가 30인 경우를 ×로 하고 있다. 또한, 표 3에 나타나 있는 결과는 제2 자외선의 조사강도의 값에 대하여 제1 자외선의 조사강도를 10, 20, 50, 70, 100, 200, 300, 400으로 변화시킨 경우를 나타내고 있다.

주) ◎:콘트라스트비 250,:콘트라스트비 100, △:콘트라스트비 80, ×:콘트라스트비 30

주) ◎:화소에 균열 없음,:주위 수개의 화소의 일부에 균열발생, △:주위 수개의 화소내의 전체에 균열발생, ×:주위에서 내측 수개의 화소 이상에 걸쳐균열이 밀집하여 발생

액정패널의 콘트라스트비를 100이상으로 하는데는 게인(G)은 2.5이하로 할 필요가 있다. 이 때문에, 표시영역(201)에 조사하는 제1 자외선의 조사강도는 게인의 관점에서 50mW/㎠ ∼ 400mW/㎠의 범위내인 것이 바람직하다. 즉, 액정방울의 입자 지름으로 치환하면, 0.8㎛ ∼ 1.4㎛의 범위내에 상당한다. 한편, 실재(106) 근방의 비표시영역(202)에서는 표시영역(201)에서의 표시얼룩을 해소하기 위해 신뢰성 시험에서의 냉각시에도 액정이 유동하기 쉬운 상태에 있는 것이 필요하다. 이 때문에, 실재(106) 근방의 액정 방울의 입자 지름은 표 3의 결과로부터 1.8㎛이상이 바람직하다. 이것은, 제2 자외선의 조사강도에서는 20mW/㎠이하에 상당한다.

발명의 상세한 설명의 사항에서 이루어진 구체적인 실시양태는, 어디까지나 본 발명의 기술내용을 명확하게 하는 것으로서, 그와 같은 구체예에만 한정하여 협의로 해석되어야 하는 것은 아니며, 본 발명의 정신과 다음에 기재하는 특허청구 사항의 범위 내에서 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있는 것이다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면, 본 발명의 각 과제를 충분히 달성할 수 있다.

즉, 주위의 온도변화에 의해 실부재 근방의 영역에 균열이 발생해도, 상기 균열이 발생하는 영역을 표시영역에 포함하지 않는 구성으로 하고 있으므로, 균열에 기인하는 힘줄 모양의 표시얼룩이 표시화면상에서 보이는 것을 방지할 수 있다.

또한, 실부재 근방의 비표시영역에서, 액정방울을 독립하여 분산한 구조가또는 표시영역에서의 액정방울의 입자 지름 보다도 크게 함으로써, 균열의 발생을 방지하고 양호한 콘트라스트를 유지한 채 힘줄 모양의 표시얼룩의 발생을 억제할 수 있다.

Claims

고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상(連續相) 중에 액정방울이 분산 유지되거나, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 고분자 액정 복합체층이, 실(seal)재에 의해 접합된 한쌍의 기판 사이에 설치된 액정표시소자로서,

상기 고분자 액정 복합체층의 외주면과 상기 실재의 내주면이 밀착하고,

상기 고분자 액정 복합체층은, 상기 실재의 주연부(周緣部)에 위치하는 프레임 모양의 비표시영역과, 상기 비표시영역의 내측에 위치하는 표시영역으로 구획되며,

상기 표시영역은, 상기 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되거나, 또는 상기 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 영역이고,

상기 표시영역에서의 액정방울의 입자지름 또는 그물의 간격과, 상기 비표시영역에서의 액정방울의 입자지름 또는 그물의 간격이 다른 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되거나, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 고분자 액정 복합체층이, 실재에 의해 접합된 한쌍의 기판 사이에 설치된 액정표시소자로서,

상기 고분자 액정 복합체층의 외주면과 상기 실재의 내주면이 밀착하고,

상기 고분자 액정 복합체층은, 상기 실재의 주연부에 위치하는 프레임 모양의 비표시영역과, 상기 비표시영역의 내측에 위치하는 표시영역으로 구획되며,

상기 표시영역은, 상기 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되거나, 또는 상기 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 영역이며,

상기 표시영역에서의 액정분율(分率)과, 상기 비표시영역에서의 액정분율이 다른 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 2 항에 있어서,

상기 표시영역에서의 액정 분율과, 상기 비표시영역에서의 액정 분율의 차이가 적어도 5% 이상인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
청구항4는 삭제 되었습니다.
각각 내측에 전극을 구비하고, 또 실(seal)재에 의해 접합된 한쌍의 기판 사이에, 고분자 액정 복합체층이 배치된 액정표시소자로서,

상기 고분자 액정 복합체층은, 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되거나, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 것이며,

상기 고분자 액정 복합체층의 외주면과 상기 실재의 내주면이 밀착하고,

상기 고분자 액정 복합체층을 고온의 환경하에서 일정시간 방치한 후 실온까지 냉각함으로써, 상기 고분자 액정 복합체층에서의 상기 실재 근방에 균열이 존재하고 있고,

상기 고분자 액정 복합체층은, 열처리에 의해, 상기 고분자 액정 복합체층에서의 액정이 상기 균열 내부로 유동하여 충전된 구조인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 5항에 있어서,

상기 한쌍의 기판에 각각 설치된 전극은, 상기 균열이 존재하는 영역까지 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되거나, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 고분자 액정 복합체층이, 실재에 의해 접합된 한쌍의 기판 사이에 설치된 액정표시소자로서,

상기 고분자 액정 복합체층의 외주면과 상기 실재의 내주면이 밀착하고,

상기 고분자 액정 복합체층은, 상기 실재의 주연부에, 폭이 적어도 1.5㎜ 이상의 프레임 모양으로 설치된 비표시영역과, 상기 비표시영역의 내측에 설치된 표시영역으로 구획되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 7 항에 있어서,

상기 프레임 모양의 영역은, 상기 실재의 내주연에서 2㎜이상, 6㎜이하의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되거나, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 고분자 액정 복합체층이, 실재에 의해 접합된 한쌍의 기판 사이에 설치된 액정표시소자로서,

상기 고분자 액정 복합체층의 외주면과 상기 실재의 내주면이 밀착하고,

상기 고분자 액정 복합체층은, 상기 실재의 주연부에 위치하는 프레임 모양의 비표시영역과, 상기 비표시영역의 내측에 위치하는 표시영역으로 구획되며,

상기 표시영역은, 상기 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되거나, 또는 상기 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 영역이며,

상기 비표시영역은, 상기 매트릭스 연속상 중에, 거의 구형 또는 회전타원체 형상의 액정방울이 서로 독립하여 분산한 상태로 유지된 액정인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 9 항에 있어서,

상기 비표시영역은, 폭이 적어도 1.0㎜ 이상의 프레임 모양의 영역인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
제 9 항에 있어서,

상기 표시영역에서의 액정 방울의 입자 지름 또는 그물의 간격이 0.8㎛ 이상, 1.4㎛ 이하의 범위내에 있고, 또 비표시영역에서의 액정 방울의 입자 지름이 0.8㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
제 9 항에 있어서,

상기 표시영역에서의 액정의 액정 분율이, 상기 비표시영역에서의 액정의 액정 분율보다도 큰 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
제 12 항에 있어서,

상기 표시영역에서의 액정 분율은 70% 이상, 80% 이하의 범위내에 있고, 또 상기 비표시영역에서의 액정 분율은 70% 미만인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되거나, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 고분자 액정 복합체층이, 실재에 의해 접합된 한쌍의 기판 사이에 설치된 액정표시소자로서,

상기 고분자 액정 복합체층의 외주면과 상기 실재의 내주면이 밀착하고,

상기 고분자 액정 복합체층은, 상기 실재의 주연부에 위치하는 프레임 모양의 비표시영역과, 상기 비표시영역의 내측에 위치하는 표시영역으로 구획되며,

상기 표시영역은, 상기 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되거나, 또는 상기 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 액정이며,

상기 비표시영역은, 액정과 상기 고분자 화합물의 전구체(前驅體)인 고분자 전구체가 서로 상용(相溶)한 영역인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 14 항에 있어서,

상기 비표시영역은, 폭이 적어도 1.0㎜ 이상의 프레임 모양의 영역인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되거나, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 고분자 액정 복합체층이, 실재에 의해 접합된 한쌍의 기판 사이에 설치된 액정표시소자로서,

상기 고분자 액정 복합체층은 적어도 표시영역에 상당하는 부분에 설치되며,

또, 상기 실재와 고분자 액정 복합체층과의 사이의 비표시영역에 상당하는 부분에는, 측부 간격층이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 16 항에 있어서,

상기 비표시영역은, 폭이 적어도 1.0㎜ 이상의 프레임 모양의 영역인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
제 17 항에 있어서,

상기 측부 간격층은, 진공으로 되는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
제 17 항에 있어서,

상기 측부 간격층에는, 기체가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
제 17 항에 있어서,

상기 측부 간격층은, 고분자 화합물이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 분산 유지되거나, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 고분자 액정 복합체층이, 실재에 의해 접합된 한쌍의 기판 사이에 설치된 액정표시소자로서,

상기 고분자 액정 복합체층의 외주면과 상기 실재의 내주면이 밀착하고,

상기 고분자 액정 복합체층은, 상기 실재의 주연부에 위치하는 프레임 모양의 비표시영역과, 상기 비표시영역의 내측에 위치하는 표시영역으로 구획되며,

상기 표시영역은, 상기 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되거나, 또는 상기 3차원 그물 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 영역이며,

상기 표시영역에서의 액정방울의 입자지름 또는 그물의 간격이, 상기 비표시영역에서의 액정방울의 입자지름 또는 그물의 간격 보다도 작은 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제 21 항에 있어서,

상기 비표시영역은, 폭이 적어도 1.0㎜ 이상의 프레임 모양의 영역인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
제 21 항에 있어서,

상기 표시영역에서의 액정의 액정 분율이, 상기 비표시영역에서의 액정의 액정 분율보다도 작은 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
제 23 항에 있어서,

상기 표시영역에서의 액정 분율은 70% 이상, 80% 이하의 범위내에 있고, 또 상기 비표시영역에서의 액정 분율은 80% 보다 큰 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
제 24 항에 있어서,

상기 표시영역에서의 액정 분율과, 상기 비표시영역에서의 액정 분율과의 차이가 적어도 5% 이상인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
제 21 항에 있어서,

상기 실재 근방의 액정 방울의 입자 지름 또는 그물의 간격이 1.8㎛ 이상이고,

또, 상기 표시영역의 액정 방울 또는 그물의 간격이 0.8㎛ 이상, 1.4㎛ 이하의 범위 내인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자.
내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판을, 실재를 통하여 접합시키는 접합공정과,

상기 한쌍의 기판 사이에, 액정과 고분자 전구체(前驅體)를 포함하는 액정 고분자 전구체 상용액(相溶液)을 배치한 후, 상기 기판의 전면에 자외선을 조사하고, 상기 고분자 전구체를 중합 경화시켜 액정과 상분리시킴으로써, 액정과 고분자 화합물을 포함하는 고분자 액정 복합체층을 형성하는 상분리 공정을 구비하는 액정표시소자의 제조방법으로서,

상기 상분리 공정은,

상기 실재 근방 주연부의 내측에, 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되거나, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 구조가 되도록, 제1 자외선을 조사하여 표시영역을 형성함과 동시에,

상기 실재 근방의 주연부가, 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 거의 구형 또는 회전타원체 형상의 액정방울이 서로 독립하여 분산 유지된 구조가 되도록, 상기 제1 자외선 보다도 조사강도가 큰 제2 자외선을 조사하여 비표시영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판을, 실재를 통하여 접합시키는 접합 공정과,

상기 한쌍의 기판 사이에, 액정과 고분자 전구체를 포함하는 액정 고분자 전구체 상용액을 배치한 후, 상기 기판의 전면에 자외선을 조사하여, 상기 고분자 전구체를 중합 경화시켜 액정과 상분리시킴으로써, 액정과 고분자 화합물을 포함하는 고분자 액정 복합체층을 형성하는 상분리 공정을 구비하는 액정표시소자의 제조방법으로서,

상기 상분리 공정은,

상기 고분자 액정 복합체층에서의 적어도 비표시영역에 자외선을 차단하는 차단수단을 설치하여, 고분자 액정 복합체층에 자외선을 조사함으로써,

상기 고분자 액정 복합체층에서의 상기 실재 근방의 주연부에, 액정과 고분자 전구체가 서로 상용한 비표시영역을 형성함과 동시에,

상기 주연부의 내측에, 상기 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태로 분산 유지되거나, 또는 상기 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 표시영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제 28 항에 있어서,

상기 차폐수단은, 자외선을 반사하는 재료로 이루어지는 반사판인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자의 제조방법.
내측면에 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판을, 실재를 통하여 접합시키는 접합공정과,

상기 한쌍의 기판 사이에, 액정과 고분자 전구체를 포함하는 액정 고분자 전구체 상용액을 배치한 후, 상기 기판의 전면에 자외선을 조사하여, 상기 고분자 전구체를 중합 경화시켜 액정과 상분리시킴으로써, 액정과 고분자 화합물을 포함하는 고분자 액정 복합체층을 형성하는 상분리 공정을 구비하는 액정표시소자의 제조방법으로서,

상기 상분리 공정은,

상기 실재 근방의 주연부 내측에, 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 액정방울이 일부 서로 연결된 상태에서 분산 유지되거나, 또는 고분자 화합물을 포함하여 구성된 3차원 그물모양 매트릭스의 그물 내에 액정이 분산 유지된 구조가 되도록, 제1 자외선을 조사하여 표시영역을 형성함과 동시에,

상기 실재 근방의 주연부가, 고분자 화합물을 포함하여 구성된 매트릭스 연속상 중에 거의 구형 또는 회전타원체 형상의 액정방울이 서로 독립하여 분산 유지된 구조가 되도록, 상기 제1 자외선 보다도 조사강도가 작은 제2 자외선을 조사하여 비표시영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
제 30 항에 있어서,

상기 제1 자외선의 조사강도가 50㎽/㎠ 이상이고, 상기 제2 자외선의 조사강도가 20㎽/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는 액정 표시소자의 제조방법.
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