KR102536609B1 - High resolution and fast switching electro-optic modulators for tft inspection - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 물이 제거된 후에 유기 용제가 제거되는 수성 용액 및 유기 용액을 사용하여 연장된 액정 액적들을 포함하는 네마틱 곡선상 정렬(nematic curvilinear aligned phase: NCAP) 액정 레이어를 마련하는 방법을 제공한다. 또한, 본 발명의 NCAP 액정 레이어를 사용하는 변조기가 제공된다.The present invention provides a method for preparing a nematic curvilinear aligned phase (NCAP) liquid crystal layer comprising elongated liquid crystal droplets using an aqueous solution and an organic solution in which the organic solvent is removed after the water is removed. do. Also provided is a modulator using the NCAP liquid crystal layer of the present invention.

Description

박막 트랜지스터의 검사를 위한 고해상도 및 고속 스위칭 전기-광학 변조기{HIGH RESOLUTION AND FAST SWITCHING ELECTRO-OPTIC MODULATORS FOR TFT INSPECTION}High Resolution and Fast Switching Electro-Optical Modulators for Inspection of Thin Film Transistors

관련 출원의 상호참조CROSS REFERENCES OF RELATED APPLICATIONS

본 출원은, 2015년 6월 18일 출원된 미국 임시 특허 출원 제62/181,694호의 우선권을 주장하며, 그 내용은 참조에 의하여 본 출원에 편입된다. This application claims priority from US Provisional Patent Application Serial No. 62/181,694, filed on June 18, 2015, the contents of which are incorporated herein by reference.

본 발명은 전기-광학 응용에 사용하기 위한 액정 물질(liquid crystal material)에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 많은 실시예들은 액정/폴리머 복합 물질(liquid crystal/polymer composite material)과, 상기 복합 물질의 제조 및 응용에 관한 것이다. The present invention relates to a liquid crystal material for use in electro-optical applications. In particular, many embodiments of the present invention relate to liquid crystal/polymer composite materials, and to the manufacture and application of such composite materials.

전압 영상 기술(voltage imaging technology)은 평판 박막 트랜지스터(이하 "TFT") 어레이(array)의 결함(defect)을 검출하고 측정하기 위하여 채용될 수 있다. 이러한 측정 기술에 의하면, 마치 TFT 어레이가 TFT 셀(cell)에 조립된 것처럼 TFT 어레이의 성능이 시뮬레이션되고, 이어서 전기-광학(이하, "EO") 광 변조기 기반 검출기(light-modulator-based detector)를 사용하여 실제 패널(panel) 상의 전압 분포를 간접적으로 측정함으로써, 즉 소위 전압 영상 기술에 의하여, TFT 어레이의 특성이 측정된다. Voltage imaging technology may be employed to detect and measure defects in flat-panel thin film transistor (“TFT”) arrays. With this measurement technique, the performance of a TFT array is simulated as if the TFT array were assembled into a TFT cell, followed by an electro-optical (hereinafter "EO") light-modulator-based detector. The characteristics of the TFT array are measured by indirectly measuring the voltage distribution on the actual panel using , that is, by so-called voltage imaging technology.

가장 기본적인 형태의 전압 영상 광학 시스템(voltage imaging optical system: 이하, "VIOS")은, EO 변조기, 영상 대물 렌즈(imaging objective lens), 전하 결합 소자(charge coupled device: CCD) 카메라 또는 다른 적합하거나 유사한 센서(sensor) 및 영상 프로세서(image processor)를 포함한다. EO 변조기의 전기-광학 센서는, 예를 들면 폴리머 매트릭스(액정/폴리머 복합, 또는 "LC/폴리머"라 함) 필름 중의 네마틱 액정 액적(nematic liquid crystal droplet)과 같은, 폴리머 매트릭스 중의 액정(이하, "LC"라 함) 액적의 광 산란(light scattering) 특성에 기초한다. 사전 동작(prior operation)에 있어서, 상기 EO 변조기는 TFT 어레이 표면으로부터 약 5-75 마이크론 위에 위치되고, 상기 EO 변조기의 표면 상의 인듐 주석 산화물(indium-tin-oxide: 이하, "ITO") 층의 투명 전극을 가로질러 바이어스 전압이 인가된다. 그 결과, 상기 EO 변조기는 상기 TFT 어레이에 용량 결합되어, 상기 TFT 어레이와 연관된 전기장이 상기 액정/폴리머 복합재료 층(liquid crystal/polymer composite layer)에 의해 감지된다. 상기 LC/폴리머 복합재료 물질 내의 LC 물질을 가로질러 일어나는 전기장 강도의 변화에 의하여 상기 LC/폴리머 층을 투과한 입사광의 강도가 변화, 즉 변조된다. 다음으로 이 광은 유전체 거울에 의해 반사되고 CCD 카메라 또는 유사한 센서에 의하여 수집된다. 예컨대 적외선 또는 가시광선일 수 있는 입사 복사원(incident radiation source)이 LC/폴리머 필름 및 유전체 거울을 조사(照射)하기 위해 제공된다.In its most basic form, a voltage imaging optical system ("VIOS") consists of an EO modulator, an imaging objective lens, a charge coupled device (CCD) camera, or other suitable or similar device. It includes a sensor and an image processor. The electro-optical sensor of the EO modulator is a liquid crystal in a polymer matrix (hereafter referred to as a liquid crystal/polymer composite, or “LC/polymer”) film, for example a nematic liquid crystal droplet in a polymer matrix (liquid crystal/polymer composite, or “LC/polymer”) film. , referred to as "LC") based on the light scattering properties of the droplets. In prior operation, the EO modulator was positioned approximately 5-75 microns above the surface of the TFT array, and the indium-tin-oxide (“ITO”) layer on the surface of the EO modulator was A bias voltage is applied across the transparent electrode. As a result, the EO modulator is capacitively coupled to the TFT array so that the electric field associated with the TFT array is sensed by the liquid crystal/polymer composite layer. The intensity of the incident light transmitted through the LC/polymer layer is changed, that is, modulated, by a change in electric field strength across the LC material in the LC/polymer composite material. This light is then reflected by a dielectric mirror and collected by a CCD camera or similar sensor. An incident radiation source, which can be, for example, infrared or visible, is provided to illuminate the LC/polymer film and dielectric mirror.

피시험 패널(panels under test: PUT)에 대한 구성요소들의 근접성 때문에, LC/폴리머 변조기 구조물은, 정상적인 동작 중에 불필요한 입자에 의하여 손상을 입을 수 있으며, 이는 유효 수명을 심각하게 단축시킬 수 있다. 따라서, 변조기의 수명 향상은 LC/폴리머 변조기 연구와 개발에 있어 중요한 목표 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제7,817,333호는 개선된 LC/폴리머 변조기 구조를 개시하며, 미국 특허 제8,801,964 호는 추가적으로 향상된 민감도를 갖는 캡슐화된 폴리머 네트워크 액정 변조기를 개시한다. Because of the proximity of the components to the panels under test (PUT), the LC/polymer modulator structure can be damaged by unwanted particles during normal operation, which can severely shorten its useful life. Therefore, improving the lifetime of modulators may be one of the important goals in research and development of LC/polymer modulators. For example, US Patent No. 7,817,333 discloses an improved LC/polymer modulator structure, and US Patent No. 8,801,964 discloses an encapsulated polymer network liquid crystal modulator with additional improved sensitivity.

변조기 스위칭 속도(modulator switching rate)는 LC 변조기 장치의 또 다른 중요한 특성이 될 수 있다. 개선된 변조기 스위칭 속도는, 특히 OLED TFT 패널과 같은 짧은 전압 유지 시간을 갖는 TFT 패널에 대하여 개선된 검출 능력으로 이어질 수 있으며, 그것은 LC 변조기 개발, 특히 LC/폴리머 매트릭스 연구 및 개발에 있어서 매우 중요한 국면일 수 있다. Modulator switching rate can be another important characteristic of LC modulator devices. Improved modulator switching speed can lead to improved detection capability, especially for TFT panels with short voltage holding times, such as OLED TFT panels, which is a very important aspect in LC modulator development, especially in LC/polymer matrix research and development. can be

LC 액적은 일반적으로 표면 장력으로 인하여 폴리머 분산 액정(polymer dispersed liquid crystal: PDLC) 시스템에서 구형(spherical)이다. PDLC에서 연장된(elongated) 또는 평탄한 LC 액적을 얻는 세가지 방법이 알려져 있다[참고문헌: S.J. K£OSOWICZ and M. ALEKSANDER, OPTO-ELECTRONICS REVIEW 12(3), 305-312 (2004)]. 즉, 1) PDLC 필름을 플라스틱 변형체 상에서 잡아늘이고, 그리하여 LC 액적이 변형되고 연장된다. 액정의 높은 비율로 인하여, PDLC 필름은 통상 ITO 코팅(전기-광학 응용을 위하여)된 단단한 기판에 의하여 지지된다. 그러므로, 이것은 균일한 제품을 만들기 위한 실용적인 프로세스가 아니다. 2) 상 분리(phase separation) 동안 전기장을 인가함. LC 탄성 변형 자유 에너지(elastic deformation free energy)에 대한 전기적 기여는, LC 유전체 이방성(dielectric anisotropy)

Figure 112016058756620-pat00001
의 부호에 따라 전기장에 평행 또는 수직의 어느 한 방향으로의 액적의 연장(elongation)을 강요한다. 전기장이 주 셀 평면(main cell plane)의 액적을 연장시키기 때문에,
Figure 112016058756620-pat00002
인 LC가 특히 관심의 대상이다. 이 방법으로 획득된 액적의 연장은 필름의 파열 가능성으로 인하여 상대적으로 작다. 이 경우 용제(solvent)가 채용될 수 없으므로, TIPS 또는 PIPS만이 PDLC를 마련하는데 사용될 수 있다. 3) 폴리머 바인더(polymer binder)를 경화(curing)하는 동안 전단 가공(shearing). 이것은 단지 광중합 유도 상 분리(photopolymerization-induced phase separation: PPIPS) PDLC 시스템에서만 사용될 수 있다. LC droplets are generally spherical in polymer dispersed liquid crystal (PDLC) systems due to surface tension. Three methods are known to obtain elongated or flat LC droplets in PDLC [Reference: S.J. K£OSOWICZ and M. ALEKSANDER, OPTO-ELECTRONICS REVIEW 12(3), 305-312 (2004)]. That is, 1) the PDLC film is stretched on the plastic deformable body, so that the LC droplet is deformed and elongated. Due to the high proportion of liquid crystal, PDLC films are usually supported by a rigid substrate coated with ITO (for electro-optical applications). Therefore, this is not a practical process for making a uniform product. 2) Applying an electric field during phase separation. The electrical contribution to the LC elastic deformation free energy is the LC dielectric anisotropy
Figure 112016058756620-pat00001
Forces an elongation of the droplet in either direction, either parallel or perpendicular to the electric field, depending on the sign of . Since the electric field elongates the droplet in the main cell plane,
Figure 112016058756620-pat00002
Phosphorus LCs are of particular interest. The extension of droplets obtained in this way is relatively small due to the possibility of rupture of the film. Since no solvent can be employed in this case, only TIPS or PIPS can be used to prepare the PDLC. 3) Shearing during curing of the polymer binder. It can only be used in photopolymerization-induced phase separation (PPIPS) PDLC systems.

상기의 세가지 방법이 소규모 또는 학문적 연구에는 적합할 수도 있다. 하지만, 엄격한 균일성 요건을 구비한 전기-광학 장치를 위해서는, 연장된 또는 평탄한 PDLC 또는 NCAP를 만드는 실용적인 프로세스가 중요하다. 폴리머 분산 액정 필름의 응답 시간은 우(Wu) 등에 의하여 이미 해결되었으며[참조: B . G . Wu , J . H . Erdmann , and J . W . Doane , Liq . Cryst . 5 : 1453 (1989)], 상승 시간(rise time)

Figure 112016058756620-pat00003
및 감쇠 시간(decay time)
Figure 112016058756620-pat00004
은 다음과 같이 주어진다: The above three methods may be suitable for small-scale or academic studies. However, for electro-optic devices with stringent uniformity requirements, a practical process for making elongated or planar PDLCs or NCAPs is important. The response time of polymer dispersed liquid crystal films has already been solved by Wu et al. [Reference: B. G. Wu, J. H. Erdmann, and J. W. Doane, Liq. Cryst. 5: 1453 (1989)], rise time
Figure 112016058756620-pat00003
and decay time
Figure 112016058756620-pat00004
is given by:

Figure 112016058756620-pat00005
Figure 112016058756620-pat00005

Figure 112016058756620-pat00006
Figure 112016058756620-pat00006

여기서

Figure 112016058756620-pat00007
은 회전 점도(rotational viscosity)이며, E는 인가 전압이고, K는 유효 탄성 계수(effective elastic constant)이며, α는 액적 크기(droplet size)이고, l은 종횡비(aspect ratio)이며,
Figure 112016058756620-pat00008
는 통상 유전 상수(ordinary dielectric constant)이며,
Figure 112016058756620-pat00009
는 유전 이방성(dielectric anisotropy)이다. 액정 액적의 종횡비가 더 클수록 개선된 스위칭 속도를 갖는 PDLC 또는 NCAP으로 귀결될 것이다.here
Figure 112016058756620-pat00007
is the rotational viscosity, E is the applied voltage, K is the effective elastic constant, α is the droplet size, l is the aspect ratio,
Figure 112016058756620-pat00008
is an ordinary dielectric constant,
Figure 112016058756620-pat00009
is dielectric anisotropy. A larger aspect ratio of the liquid crystal droplet will result in a PDLC or NCAP with improved switching speed.

본 발명과 관련된 연구에 의하면, 현재의 LC 물질과 그에 연관된 현재의 제조 시험 방법이 개선될 수 있음이 제안되고 있다. 그러므로, 본 기술 분야에서는 개선된 전기-광학 LC 물질, 특히 개선된 스위칭 속도와 해상도를 갖는 전기-광학 LC 물질과 시험 장치에 대한 요구가 있다. 놀랍게도, 본 발명은 상기 및 그 밖의 요구를 충족시킨다. Research related to the present invention suggests that current LC materials and their associated current manufacturing test methods can be improved. Therefore, there is a need in the art for improved electro-optical LC materials, particularly electro-optical LC materials with improved switching speed and resolution, and test equipment. Surprisingly, the present invention meets these and other needs.

일 실시예에서, 본 발명은 네마틱 곡선상 정렬(nematic curvilinear aligned phase: NCAP) 액정 레이어를 제조하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 제1 용액 및 제2 용액을 혼합하되, 상기 제2 용액에서 분산된 상기 제1 용액의 에멀션을 형성하기에 적합한 조건하에서 혼합하는 단계 - 상기 제1 용액은 액정 및 끓는 점이 약 100℃ 보다 높은 유기 용제를 포함하며, 상기 제2 용액은 폴리머 라텍스, 적어도 하나의 계면 활성제 및 물을 포함하되, 상기 유기 용제는 물과 실질적으로 혼합되지 않음 -; 기판에 상기 에멀션을 적층하는 단계; 혼합물을 형성하기 위하여 상기 에멀션으로부터 물을 제거하는 단계; 및 상기 혼합물로부터 상기 유기 용제를 제거하여 NCAP 액정 레이어를 마련하는 단계를 포함한다. In one embodiment, the present invention provides a method of manufacturing a nematic curvilinear aligned phase (NCAP) liquid crystal layer, the method comprising mixing a first solution and a second solution, mixing under conditions suitable to form an emulsion of the dispersed first solution, the first solution comprising a liquid crystal and an organic solvent having a boiling point greater than about 100° C., and the second solution comprising a polymer latex, at least one a surfactant and water, wherein the organic solvent is substantially immiscible with water; laminating the emulsion on a substrate; removing water from the emulsion to form a mixture; and preparing an NCAP liquid crystal layer by removing the organic solvent from the mixture.

다른 실시예에서, 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조되는 복수의 네마틱(nematic) 액정 액적을 포함하는 네마틱 곡선상 정렬(nematic curvilinear aligned phase: NCAP) 액정 레이어를 포함하는 변조기를 제공하고, 상기 변조기는 약 5밀리세컨드(ms)보다 짧은 감쇠 시간(decay time)과, 약 5% 내지 약 15%의 오프-상태 광 투과율(off-state light transmission)을 갖는다. In another embodiment, the present invention provides a modulator comprising a nematic curvilinear aligned phase (NCAP) liquid crystal layer comprising a plurality of nematic liquid crystal droplets prepared by the method of the present invention; The modulator has a decay time of less than about 5 milliseconds (ms) and an off-state light transmission of about 5% to about 15%.

다른 실시예에서, 본 발명은 본 발명의 방법으로 제조되는 복수의 네마틱 액정 액적, 폴리머 라텍스, 및 적어도 하나의 계면 활성제를 포함하는 네마틱 곡선상 정렬(nematic curvilinear aligned phase: NCAP) 액정 레이어를 제공한다. In another embodiment, the present invention provides a nematic curvilinear aligned phase (NCAP) liquid crystal layer comprising a plurality of nematic liquid crystal droplets prepared by the method of the present invention, a polymer latex, and at least one surfactant. to provide.

도 1은 세가지 서로 다른 필름에 대한 감쇠 시간을 도시한 도면으로서, 시료 1은 액정 1로 제조된 필름 두께 24.0 ㎛의 NCAP이며, 시료 2는 액정 2로 제조된 필름 두께 13.3 ㎛의 NCAP이며, 시료 3은 연장된 LC 액적의 액정 2로 제조된 필름 두께 11.8 ㎛의 NCAP이다. Y축은 광 투과(light transmission)이며, X축은 시간으로서, 단위당 0.5 ms이다. 0V - 60V - 0V의 구형파가 인가되었다. 오프 상태의 투과는 세 필름 모두에서 동등하다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 NCAP 액정 레이어(layer)를 제조하는 프로세스를 개념적으로 도시한 도면이다. 액정 및 유기 용제의 제1 용액은, 물, 계면 활성제 및 폴리머 라텍스(polymer latex)의 제2 용액과 혼합된다. 제1 및 제2 용액의 혼합물은 유화(emulsification)되고, 기판에 코팅되며 거기서 물은 증발된다. 이어서 유기 용제가 증발되어 본 발명의 NCAP 액정 레이어가 된다.
도 3은 본 발명에 의한 NCAP 액정 레이어를 사용하는 디바이스(device)와 통상적인 NCAP 액정 레이어를 사용하는 디바이스를 비교하여 도시한 도면으로서, 본 발명에 의한 NCAP 액정 레이어는 더 얇은 두께를 갖는데, 이는 통상의 디바이스에 있어서의 TFT와 인듐 주석 산화물(indium-tin-oxide: ITO) 사이의 거리(d1)에 비하여, 그 대응 거리(d2)를 더 짧게 만든다.
도 4는, 본 발명에 의한 NCAP 액정 레이어를 포함하는 전기-광학 변조기를 포함하는 전압 영상 시스템을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는, 본 발명에 의한 NCAP레이어를 포함하는 전기-광학 변조기 어셈블리를 개념적으로 도시한 도면이다.
Figure 1 shows the decay times for three different films. Sample 1 is NCAP with a film thickness of 24.0 μm made of liquid crystal 1, sample 2 is NCAP with a film thickness of 13.3 μm made of liquid crystal 2, and sample 3 is an NCAP with a film thickness of 11.8 μm made of liquid crystal 2 of elongated LC droplets. The Y-axis is light transmission, and the X-axis is time, 0.5 ms per unit. A square wave of 0V - 60V - 0V was applied. Transmission in the off state is equivalent for all three films.
2 is a diagram conceptually illustrating a process for manufacturing an NCAP liquid crystal layer according to an embodiment of the present invention. A first solution of liquid crystal and organic solvent is mixed with a second solution of water, surfactant and polymer latex. The mixture of the first and second solutions is emulsified and coated on a substrate where the water is evaporated. The organic solvent is then evaporated to form the NCAP liquid crystal layer of the present invention.
3 is a diagram showing a comparison between a device using an NCAP liquid crystal layer according to the present invention and a device using a conventional NCAP liquid crystal layer, and the NCAP liquid crystal layer according to the present invention has a smaller thickness, which is The distance (d) between the TFT and indium-tin-oxide (ITO) in a typical deviceOne), the corresponding distance (d2) to make it shorter.
4 is a diagram conceptually illustrating a voltage imaging system including an electro-optic modulator including an NCAP liquid crystal layer according to the present invention.
FIG. 5 conceptually illustrates an electro-optic modulator assembly including an NCAP layer according to the present invention.

I. 일반I. General

본 발명은, 통상의 NCAP 액정 레이어에 비하여, 주어진 두께의 NCAP 액정 레이어에 더 많은 액정 액적이 허용되는 연장된 또는 평탄한 액정 액적을 포함하는 네마틱 곡선상 정렬(nematic curvilinear aligned phase: NCAP) 액정 레이어를 제공한다. 결과적으로, 변조기에 사용될 때 NCAP 액정 레이어의 두께가 감소될 수 있으며, 이는 필적하는 오프-상태 광 투과(off-state light transmission)를 달성하면서도 더 짧은 감쇠 시간을 보인다. 연장된 또는 평탄한 액정 액적은, 물 및 옥탄(octane)과 같은 고비점 무극성 유기 용제의 이중 용제 시스템을 사용하여 마련된다. 처음에 액정은 옥탄과 같은 무극성 유기 용제에 용해되고, 이어서 이는 적어도 하나의 계면 활성제와 폴리머 매트릭스를 포함하는 수용액(water solution)과 합쳐진다. 합쳐진 용액은 마이크론 크기의 액정(유기 용제를 포함하는) 액적을 포함하도록 유화(emulsification)되어 기판상에 얹혀지며, 물은 증발된다. 이어서, 유기 용제(옥탄과 같은)가 증발되어 연장된 또는 평탄한 액정 액적을 생성한다. 두번째의 고비점 무극성 유기 용제의 증발 단계에 의하여, 두께 방향에 걸친 LC 액적의 적층(광 산란 중심)의 개수를 감소시킴으로써 더 적은 양의 액정을 사용하지 않고도 NCAP 액정 레이어의 두께가 감소될 수 있게 된다. The present invention provides a nematic curvilinear aligned phase (NCAP) liquid crystal layer comprising an elongated or flattened liquid crystal droplet allowing more liquid crystal droplets in an NCAP liquid crystal layer of a given thickness, compared to a conventional NCAP liquid crystal layer. provides As a result, the thickness of the NCAP liquid crystal layer can be reduced when used in a modulator, which achieves comparable off-state light transmission while exhibiting a shorter decay time. Elongated or flat liquid crystal droplets are prepared using a dual solvent system of water and a high-boiling non-polar organic solvent such as octane. The liquid crystal is first dissolved in a non-polar organic solvent such as octane, and then it is combined with a water solution comprising at least one surfactant and a polymer matrix. The combined solution is emulsified to contain micron-sized liquid crystal (containing an organic solvent) droplets, which are deposited on a substrate, and the water is evaporated. The organic solvent (such as octane) is then evaporated to produce elongated or flat liquid crystal droplets. The thickness of the NCAP liquid crystal layer can be reduced without using a smaller amount of liquid crystal by reducing the number of stacked (light scattering centers) of LC droplets across the thickness direction by the second evaporation step of the high boiling point non-polar organic solvent do.

포톤 다이나믹스에 양도된 몇몇 특허들이 변조기 어셈블리와 상기 재료를 사용한 액정 재료의 코팅 프로세스를 개시한다: 즉, 미국 특허 제6,151,153호(Modulator Transfer Process and Assembly); 미국 특허 제6,211,991호(Modulator Manufacturing Process and Device); 미국 특허 제6,866,887호(Method for Manufacturing PDLC-Based Electro-Optic Modulator Using Spin Coating); 미국 특허 제7,099,067호 및 제7,916,382호(Scratch and Mar Resistant PDLC Modulator); 미국 특허 제7,639,319호(Polymer Dispersed Liquid Crystal Formulations for Modulator Fabrication); 미국 특허 제7,817,333호(Modulator with Improved Sensitivity and Lifetime); 및 미국 특허 제8,801,964호(Encapsulated Polymer Network Liquid Crystal Materal, Device and Applications) 등이 그 특허들이며, 이들의 전체 내용은 참조에 의하여 본 출원의 일부로서 편입시킨다. Several patents assigned to Photon Dynamics disclose modulator assemblies and processes for coating liquid crystal materials using such materials: U.S. Pat. No. 6,151,153 (Modulator Transfer Process and Assembly); U.S. Patent No. 6,211,991 (Modulator Manufacturing Process and Device); U.S. Patent No. 6,866,887 (Method for Manufacturing PDLC-Based Electro-Optic Modulator Using Spin Coating); U.S. Patent Nos. 7,099,067 and 7,916,382 (Scratch and Mar Resistant PDLC Modulator); U.S. Patent No. 7,639,319 to Polymer Dispersed Liquid Crystal Formulations for Modulator Fabrication; U.S. Patent No. 7,817,333 (Modulator with Improved Sensitivity and Lifetime); and U.S. Patent No. 8,801,964 (Encapsulated Polymer Network Liquid Crystal Material, Device and Applications), etc. are those patents, the entire contents of which are incorporated as part of this application by reference.

본 발명과 관련된 기술 분야에서 NCAP/PDLC 액정 레이어를 마련하기 위한 통상적인 방법은 물 또는 유기 용제의 사용을 수반하지만, 두가지 모두를 사용하는 것은 아니었다. 예를 들어, 미국 특허 제7,639,319호 및 제7,099,067호는, 일반적인 비수성 용제(non-aqueous solvent)에 폴리머와 액정을 용해시키고 이어서 PDLC 액정 레이어를 생성하도록 비수용제를 증발시킴으로써 PDLC 액정 레이어를 마련하는 방법을 개시한다. 미국 특허 제7,817,333호는, 액정, 물 및 폴리머 라텍스를 혼합시켜 에멀션(emulsion)을 형성하고, 상기 에멀션은 혼합되어 기판상에 코팅되고, 물은 증발되는 과정을 수반하는 라텍스 기반 프로세스를 사용한다. 본 발명의 방법은, 이러한 서로 다른 물 기반의 방법과 유기 용제 기반의 방법을, 주어진 액정의 양에 대해 더 얇으며, 액정 입자 자체에 대해 연장된 또는 평탄한 모양을 취하며, 개선된 오프 상태 광 투과와 더 낮은 감쇠 시간을 가지며, 더 작은 차원(dimension)의 픽셀을 검출할 수 있는 NCAP 액정 레이어를 제공하는 하나의 방법으로 결합시킨다. Conventional methods for preparing NCAP/PDLC liquid crystal layers in the art related to the present invention involve the use of water or organic solvents, but not both. For example, U.S. Patent Nos. 7,639,319 and 7,099,067 disclose a process for preparing a PDLC liquid crystal layer by dissolving a polymer and liquid crystal in a common non-aqueous solvent and then evaporating the non-aqueous solvent to produce a PDLC liquid crystal layer. start the way U.S. Patent No. 7,817,333 uses a latex-based process involving mixing liquid crystal, water and a polymer latex to form an emulsion, the emulsion being mixed and coated on a substrate, and the water being evaporated. The method of the present invention differs from these different water-based and organic solvent-based methods in that they are thinner for a given amount of liquid crystal, take an elongated or flat shape for the liquid crystal particles themselves, and provide improved off-state light Combining transmission and decay times in one way provides an NCAP liquid crystal layer capable of detecting pixels of smaller dimensions.

II. 정의II. Justice

"액정"이라 함은 액체 및 고체 결정 양쪽의 성질과 거동을 갖는 물질을 말한다. 예를 들면, 액정은 액체처럼 흐를 수 있지만, 결정처럼 스스로를 정렬시켜 복굴절과 같은 다양한 광학적 성질을 제공할 수 있다. 액정은 열방성(thermotropic), 유방성(lyotropic) 및 메탈로트로픽(metallotropic) 상(phase)을 가질 수 있는데, 여기서 열방성과 유방성 상은 주로 유기 분자들이다. 열방성 액정은 온도에 민감하고, 온도가 변할 때 액정 상으로 전이(transition)된다. 유방성 액정은 온도 및 농도(concentration)에 민감하다. 메탈로트로픽 액정은 유기 및 무기 성분의 조합이고, 액정 상 전이는 온도, 농도 및 상기 유기 및 무기 성분의 비(ratio)에 민감하다. The term "liquid crystal" refers to a material having properties and behavior of both liquid and solid crystals. For example, liquid crystals can flow like liquids, but can align themselves like crystals, providing various optical properties such as birefringence. Liquid crystals can have thermotropic, lyotropic and metallotropic phases, where the thermotropic and lyotropic phases are mainly organic molecules. Thermotropic liquid crystals are sensitive to temperature and transition to a liquid crystal phase when the temperature changes. Lyotropic liquid crystals are sensitive to temperature and concentration. Metallotropic liquid crystals are a combination of organic and inorganic components, and the liquid crystal phase transition is sensitive to temperature, concentration and ratio of the organic and inorganic components.

"유기 용제"라 함은 물과 실질적으로 혼합되지 않고 100℃보다 높은 끓는 점을 갖는 용제를 말한다. 본 발명의 유기 용제는 극성 또는 무극성일 수 있다. 대표적인 무극성 유기 용제는 옥탄, 노난(nonane), 데칸(decane) 및 더 높은 차수(order)의 탄화수소와 같은 탄화수소, 및 이들의 이성질체(isomer)를 포함한다. 다른 유기 용제는 고리형 탄화수소(cyclic hydrocarbon)를 포함한다. The term “organic solvent” refers to a solvent that is substantially immiscible with water and has a boiling point higher than 100°C. The organic solvent of the present invention may be polar or non-polar. Representative non-polar organic solvents include hydrocarbons such as octane, nonane, decane and higher order hydrocarbons, and isomers thereof. Other organic solvents include cyclic hydrocarbons.

"감쇠 시간(decay time)”이라 함은 광 투과(light transmission)가 포화(saturation) 값의 10%까지 떨어지는데 소요되는 시간을 말한다. “Decay time” is the time required for the light transmission to drop to 10% of the saturation value.

"오프-상태 광 투과(Off-state light transmission)”라 함은 0의 장(field) 에서의 광 투과를 말한다. “Off-state light transmission” refers to light transmission in a zero field.

III. III. 네마틱nematic 곡선상 정렬( Align on the curve ( NCAPNCAP ) 액정 ) liquid crystal 레이어의layer of 제조 manufacturing

본 발명의 방법은 NCAP 액정 레이어를 형성하기 위해 혼합되는 두 가지 용액을 포함한다. 첫 번째 용액은 액정 및 유기 용제를 포함한다. 두 번째 용액은 폴리머 매트릭스 및 계면 활성제를 포함하는 수성(aqueous) 용액이다. 상기 두 용액은 혼합되어 폴리머 매트릭스에 의해 둘러쌓인 액정 액적의 에멀션을 형성한다. 상기 에멀션은 기판상에 얹혀지고, 여기서 먼저 물이 증발되고 다음으로 유기 용제를 제거하기 위한 제2 증발 단계가 뒤를 잇는다. 몇몇 실시예에서, 본 발명은 네마틱 곡선상 정렬(NCAP) 액정 레이어를 제조하는 방법을 제공하고, 상기 방법은 제1 용액과 제2 용액을 혼합하되, 상기 제2 용액에서 분산된 상기 제1 용액의 에멀션을 형성하기에 적합한 조건하에서 혼합하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제1 용액은 액정 및 끓는 점이 적어도 약 100℃ 보다 높은 유기 용제를 포함한다. 상기 제2 용액은, 폴리머 라텍스, 적어도 하나의 계면 활성제 및 물을 포함한다. 상기 유기 용제는 실질적으로 물과 혼합되지 않는다. 상기 방법은 또한, 기판에 상기 에멀션을 얹는 단계, 혼합물을 형성하기 위하여 상기 에멜션으로부터 물을 제거하는 단계, 및 상기 혼합물로부터 상기 유기 용제를 제거하여 NCAP 액정 레이어를 마련하는 단계를 포함한다. The method of the present invention involves two solutions being mixed to form an NCAP liquid crystal layer. The first solution contains a liquid crystal and an organic solvent. The second solution is an aqueous solution containing a polymer matrix and a surfactant. The two solutions are mixed to form an emulsion of liquid crystal droplets surrounded by a polymer matrix. The emulsion is laid on a substrate, where first the water is evaporated followed by a second evaporation step to remove the organic solvent. In some embodiments, the present invention provides a method of making a nematic curve-aligned (NCAP) liquid crystal layer, the method comprising mixing a first solution and a second solution, wherein the first dispersed in the second solution. mixing under conditions suitable to form an emulsion of the solution. Here, the first solution includes a liquid crystal and an organic solvent having a boiling point higher than at least about 100°C. The second solution includes a polymer latex, at least one surfactant and water. The organic solvent is substantially immiscible with water. The method also includes placing the emulsion on a substrate, removing water from the emulsion to form a mixture, and removing the organic solvent from the mixture to provide an NCAP liquid crystal layer.

상기 제1 용액은 본 발명의 상기 방법에 있어서 임의의 적합한 액정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 액정(LC)은 네마틱 LC, 강유전성(ferroelectric) LC, 블루 페이즈(Blue Phase) LC, LC/이색성 염료(dichroic dye) 혼합물, 또는 콜레스테릭(cholesteric) LC(ChLC) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 이색성 염료+LC 시스템에 있어서, 이색성 염료는 오프(off) 상태에서 빛을 흡수하고 온(on) 상태에서 빛을 투과시킬 수 있고, 이는 더 높은 광 강도를 사용함으로써 s-커브의 기울기에 대응하는 광 투과 전압 감도를 향상시킬 것이다. 또한, 액정은 전압이 인가되지 않을 때 광을 산란시킬 수 있다. 상기 액정은 본 발명의 상기 방법에서 사용되는 유기 용제에 용해될 수 있다. 따라서, 상기 액정은 소수성(hydrophobic)일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 액정은 네마틱(nematic) 액정일 수 있다. The first solution may include any suitable liquid crystal in the method of the present invention. For example, the liquid crystal (LC) is a nematic LC, a ferroelectric LC, a blue phase LC, a LC/dichroic dye mixture, or a cholesteric LC (ChLC) may include one or more of them. In the dichroic dye + LC system, the dichroic dye can absorb light in the off state and transmit light in the on state, which is dependent on the slope of the s-curve by using a higher light intensity. will improve the corresponding light transmission voltage sensitivity. Also, liquid crystals can scatter light when no voltage is applied. The liquid crystal may be dissolved in the organic solvent used in the method of the present invention. Accordingly, the liquid crystal may be hydrophobic. In some embodiments, the liquid crystal may be a nematic liquid crystal.

상기 제1 용액의 상기 유기 용제는 물보다 높은 끓는 점을 갖는 임의의 무극성 유기 용제일 수 있다. 대표적인 유기 용제는 옥탄, 노난(nonane), 데칸(decane), 시클로헵탄(cycloheptane), 시클로옥탄(cyclooctane) 및 이들의 이성질체와 같은 알칸(alkane) 및 시클로알칸(cycloalkane)을 포함하지만 이들로 한정되는 것은 아니다. 상기 무극성 유기 용제는 물보다 높은 임의의 적합한 끓는 점을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 무극성 유기 용제의 끓는 점은 약 100℃ 보다 높을 수 있고, 또는, 약 105℃, 110, 115, 120, 130, 140보다 높거나 약 150℃보다 높을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 유기 용제는 약 110℃ 보다 높은 끓는 점을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 유기 용제는 약 120℃ 보다 높은 끓는 점을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 유기 용제는 무극성 유기 용제일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 유기 용제는 옥탄, 노난(nonane), 데칸(decane), 시클로헵탄(cycloheptane), 시클로옥탄(cyclooctane) 또는 이들의 이성질체일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 유기 용제는 옥탄이다. The organic solvent of the first solution may be any non-polar organic solvent having a higher boiling point than water. Representative organic solvents include but are not limited to alkanes and cycloalkanes such as octane, nonane, decane, cycloheptane, cyclooctane and isomers thereof. It is not. The non-polar organic solvent may have any suitable boiling point higher than that of water. For example, the boiling point of the nonpolar organic solvent may be higher than about 100°C, higher than about 105°C, 110, 115, 120, 130, 140, or higher than about 150°C. In some embodiments, the organic solvent may have a boiling point greater than about 110°C. In some embodiments, the organic solvent may have a boiling point greater than about 120°C. In some embodiments, the organic solvent may be a non-polar organic solvent. In some embodiments, the organic solvent may be octane, nonane, decane, cycloheptane, cyclooctane or an isomer thereof. In some embodiments, the organic solvent is octane.

상기 액정 및 유기 용제는 임의의 적합한 비율로 존재할 수 있다. 예를 들어, 유기 용제에 대한 액정의 비율은 약 1:100 (w/w) 내지 약 10:1 (w/w)이거나, 약 1:50 (w/w) 내지 약 5:1 (w/w)이거나, 약 1:25 (w/w) 내지 약 5:1 (w/w)이거나, 약 1:10 (w/w) 내지 약 5:1 (w/w)이거나, 약 1:5 (w/w) 내지 약 5:1 (w/w)이거나, 또는 약 1:2 (w/w) 내지 약 2:1 (w/w)일 수 있다. 상기 유기 용제에 대한 액정의 비율은 약 1:100 (w/w), 1:50, 1:25, 1:10, 1:9, 1:8, 1:7, 1:6, 1:5, 1:4, 1:3, 1:2, 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1 또는 약 10:1 (w/w)의 비율일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 유기 용제에 대한 액정의 비율은 약 1:10 (w/w) 내지 약 5:1 (w/w)일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 유기 용제에 대한 액정의 비율은 약 1:2 (w/w) 내지 약 2:1 (w/w)일 수 있다. The liquid crystal and organic solvent may be present in any suitable ratio. For example, the ratio of liquid crystal to organic solvent is about 1:100 (w/w) to about 10:1 (w/w), or about 1:50 (w/w) to about 5:1 (w/w). w), or about 1:25 (w/w) to about 5:1 (w/w), or about 1:10 (w/w) to about 5:1 (w/w), or about 1:5 (w/w) to about 5:1 (w/w), or about 1:2 (w/w) to about 2:1 (w/w). The ratio of the liquid crystal to the organic solvent is about 1:100 (w/w), 1:50, 1:25, 1:10, 1:9, 1:8, 1:7, 1:6, 1:5 , 1:4, 1:3, 1:2, 1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1 or about It may be a ratio of 10:1 (w/w). In some embodiments, the ratio of the liquid crystal to the organic solvent may be about 1:10 (w/w) to about 5:1 (w/w). In some embodiments, the ratio of the liquid crystal to the organic solvent may be about 1:2 (w/w) to about 2:1 (w/w).

본 발명의 방법은 또한 폴리머 라텍스 및 계면 활성제를 포함하는 물 기반의 용액을 포함한다. 상기 제2 용액의 폴리머 라텍스는 임의의 적합한 물 폴리머 라텍스(water polymer latex)일 수 있다. 대표적인 폴리머 라텍스는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate) 또는 이들의 혼합물을 포함하지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 많은 유화(emulsification) 방법이 이용될 수 있다. 그 예는 기계적 교반(stirring), 블렌딩(blending), 미세유체역학(microfludics), 균질기(homogenizer) 등을 포함한다. 결과적인 에멀션의 액적 크기는 제어될 수 있고, 약 1 내지 10 마이크론(micron)일 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 폴리머 라텍스는 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄 아크릴레이트, 또는 이들의 조합일 수 있다. The method of the present invention also includes a water based solution comprising a polymer latex and a surfactant. The polymer latex of the second solution may be any suitable water polymer latex. Representative polymer latexes include, but are not limited to, polyurethane, polyacrylate, polyurethane acrylate, or mixtures thereof. A number of emulsification methods can be used. Examples include mechanical stirring, blending, microfludics, homogenizers, and the like. The droplet size of the resulting emulsion can be controlled and may be on the order of 1 to 10 microns. In some embodiments, the polymer latex can be polyurethane, polyacrylate, polyurethane acrylate, or combinations thereof.

액정에 대한 폴리머 라텍스의 비율은 임의의 적합한 비율일 수 있다. 예를 들어, 상기 액정에 대한 폴리머 라텍스의 비율은 약 10:1 (w/w), 또는 약 9:1, 8:1, 7:1, 6:1, 5:1, 5:4, 5:3, 5:2, 4:1, 4:3, 3:1, 3:2, 2:1, 1:1, 1:2, 2:3, 1:3, 3:4, 1:4, 2:5, 3:5, 4:5, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9 또는 약 1:10 (w/w)일 수 있다. 상기 액정에 대한 폴리머 라텍스의 비율은 또한 약 10:1 (w/w) 내지 약 1:10 (w/w), 약 5:1 (w/w) 내지 약 1:10 (w/w), 약 10:1 (w/w) 내지 약 1:5 (w/w), 약 5:1 (w/w) 내지 약 1:5 (w/w), 또는 약 3:2 (w/w) 내지 약 1:4 (w/w)일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기액정에 대한 폴리머 라텍스의 비율은 약 5:1 (w/w) 내지 약 1:10 (w/w)이다. 몇몇 실시예에서, 상기액정에 대한 폴리머 라텍스의 비율은 약 3:2 (w/w) 내지 약 1:4 (w/w)이다. The ratio of polymer latex to liquid crystal may be any suitable ratio. For example, the ratio of polymer latex to liquid crystal is about 10:1 (w/w), or about 9:1, 8:1, 7:1, 6:1, 5:1, 5:4, 5 :3, 5:2, 4:1, 4:3, 3:1, 3:2, 2:1, 1:1, 1:2, 2:3, 1:3, 3:4, 1:4 , 2:5, 3:5, 4:5, 1:5, 1:6, 1:7, 1:8, 1:9 or about 1:10 (w/w). The ratio of polymer latex to liquid crystal is also about 10:1 (w/w) to about 1:10 (w/w), about 5:1 (w/w) to about 1:10 (w/w), about 10:1 (w/w) to about 1:5 (w/w), about 5:1 (w/w) to about 1:5 (w/w), or about 3:2 (w/w) to about 1:4 (w/w). In some embodiments, the ratio of polymer latex to liquid crystal is from about 5:1 (w/w) to about 1:10 (w/w). In some embodiments, the ratio of polymer latex to liquid crystal is from about 3:2 (w/w) to about 1:4 (w/w).

상기 제2 용액은 또한 임의의 적합한 계면 활성제 또는 계면 활성제들의 조합을 포함한다. 상기 계면 활성제는 블록 공중합체(block co-polymer)와 같은 비이온 계면제(non-ionic interfacial agent), 및/또는 교차결합가능한 반응성 계면 활성제(cross-linkable reactive surfactant)와 같은 계면제를 포함할 수 있지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 상기 계면제가 적합한 화학적 특성을 갖는 두 부분을 포함하는 분자들을 포함하고 상기 계면제가 충분한 양으로 존재할 때, 상기 계면제는 계면층(interfacial layer)을 형성할 수 있다. 폴리머 매트릭스 내에서 계면제를 효과적으로 고정시키기 위해 상기 계면제의 적어도 일부분은 상기 폴리머 라텍스에 용해될 수 있다. 폴리머 라텍스에 대한 계면층의 고정은 물리적 결합(블록 공중합체) 또는 화학적 결합(반응성 계면 활성제의 경우와 같이 가교(cross linking)에 의함), 또는 이들의 조합일 수 있다. 계면층의 이러한 고정은, 예를 들면, 증가된 온도에서, 상기 계면층의 안정성을 향상시킬 수 있다. 상기 계면층 내의 계면제의 제2 부분은 낮은 표면 장력 및/또는 액정 분자들 및/또는 결정들에 대한 낮은 마찰을 나타내는 화학적 조성을 가질 수 있다. 액정 분자들과 폴리머 매트릭스 사이의 배향규제(anchoring) 및/또는 마찰은 계면층에 의해 감소될 수 있고, 전기장이 인가될 때 LC 분자들의 정렬 배향(alignment orientation) 및 스위칭 속도가 더 낮은 전압에서 더 빠르게 나타날 수 있다. The second solution also includes any suitable surfactant or combination of surfactants. The surfactant may include a non-ionic interfacial agent such as a block co-polymer, and/or a surfactant such as a cross-linkable reactive surfactant. It can, but is not limited to these. When the surfactant contains bipartite molecules having suitable chemical properties and the surfactant is present in a sufficient amount, the surfactant can form an interfacial layer. At least a portion of the surfactant may be dissolved in the polymer latex to effectively immobilize the surfactant within the polymer matrix. The anchoring of the interfacial layer to the polymer latex can be physical bonding (block copolymer) or chemical bonding (by cross linking, as in the case of reactive surfactants), or a combination thereof. This fixation of the interfacial layer can improve the stability of the interfacial layer, for example at elevated temperatures. The second portion of the surfactant in the interfacial layer may have a chemical composition that exhibits low surface tension and/or low friction to liquid crystal molecules and/or crystals. Anchoring and/or friction between the liquid crystal molecules and the polymer matrix can be reduced by the interfacial layer, and the alignment orientation and switching speed of the LC molecules when an electric field is applied is greater at lower voltages. can appear quickly.

계면제의 예Examples of surfactants 명칭designation 설명explanation 제조자manufacturer BYK-022BYK-022 폴리글리콜(polyglycol) 내에서 거품 제거 폴리실록산(polysiloxane)과 소수성(hydrophobic) 고체를 혼합.Blending of defoaming polysiloxane and hydrophobic solids in polyglycol. 비와이케이 케미(BYK Chemie) BYK Chemie 플루오로링크(Fluorolink) D10Fluorolink D10 A-CF2O(CF2CF2O)m(CF2O)nCF2-A, A=CH2OH, MW=1000 A-CF 2 O(CF 2 CF 2 O) m (CF 2 O) n CF 2 -A, A=CH 2 OH, MW=1000 솔베이 솔렉시스(Solvay Solexis)Solvay Solexis 플루오로링크 D Fluorolink D A-CF2O(CF2CF2O)m(CF2O)nCF2-A, A=CH2OH, MW=500 A-CF 2 O(CF 2 CF 2 O) m (CF 2 O) n CF 2 -A, A=CH 2 OH, MW=500 솔베이 솔렉시스Solvay Solexis 서피놀(Surfynol) DF-58
Surfynol DF-58
수성(aqueous) 시스템 내에서 유용한 실리콘 기반의 거품 제어제. 이 제품은 강한 거품 제어 및 탈기(de-aeration) 성능을 갖는다.A silicone-based foam control agent useful in aqueous systems. This product has strong foam control and de-aeration performance. 에어 프로덕츠(Air Products)Air Products
서피놀 DF-62Surfynol DF-62 강한 거품 제거 및 오래 지속되는 거품 억제 능력을 제공하도록 설계된 에테르-변성 폴리실록산 기반의 소포제. An ether-modified polysiloxane based antifoam designed to provide strong defoaming and long-lasting anti-foaming capabilities. 에어 프로덕츠 air products 서피놀 DF-574Surfynol DF-574 유기 및 유기 변성 실리콘 성분을 갖는 자기 유화형(self-emulsifying) 제품이며, 제조 프로세스 중에 흡수된 공기 및 생성된 거품을 효과적으로 제거한다. It is a self-emulsifying product with organic and organic modified silicone components and effectively removes air absorbed and foam generated during the manufacturing process. 에어 프로덕츠 air products 서피놀 DF-695Surfynol DF-695 실리콘 에멀션 소포제이며, 물 기반의 제법에서 초기 및 지속적인 소포 성능을 제공한다. 100% 활성 액체.It is a silicone emulsion defoamer and provides initial and sustained defoaming performance in water-based formulations. 100% active liquid. 에어 프로덕츠air products 플렉시웨트(Flexiwet_ NI-M100Flexiwet_ NI-M100 에톡시화(ethoxylated)되었던 부분적으로 플루오르화된(fluorinated) 알코올.A partially fluorinated alcohol that has been ethoxylated. 이노베이티브 케미컬 테크놀로지즈 인크(Innovative Chemical Technologies, Inc.) Innovative Chemical Technologies, Inc. 플렉시웨트 NI-55Flexiwet NI-55 반응기를 갖지 않는 비이온(플루오루화) 폴리머 계면제.Non-ionic (fluorinated) polymeric surfactants without reactive groups. 이노베이티브 케미컬 테크놀로지즈 인크Innovative Chemical Technologies Inc.

표 1은 본 발명의 실시예들에 의하여 LC 물질과 조합될 수 있는 계면제들의 목록의 일부이다. 비이온 계면제가 사용될 때, 예를 들어, 상기 에멀션에 비이온 계면제를 작은 비율로 첨가함으로써, 구동 전압이 실질적으로 감소될 수 있다. 계면제 분자들의 표면 장력이 낮은 부분은 플루오로링크(Fluorolink) D 또는 플렉시웨트(Flexiwet)와 같은 플루오르화된 화합물을 포함하거나, 또는 서피놀(Surfynol) DF-62, BYK-022와 같은 실리콘 공중합체 또는 폴리머-실록산을 포함할 수 있다. 특히, 반응성 플루오르화 화합물은 표 1에 기재된 화학 구조를 가질 수 있고, 실록산은, 예컨대, -OH, -NH2, 또는 -COOH와 같은 반응성 단말기를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 이러한 물질들은 LC와 폴리머 상 분리 과정 중에 LC와 폴리머의 계면으로 이동한다. 계면제 분자들의 다른 부분은, 폴리머 매트릭스 내에 반응기가 존재할 때, 수소 결합, 반데르발스(Van Der Waals) 힘과 화학 결합의 모두 또는 일부와 같은 메커니즘을 통해 폴리머에 물리적으로 결합될 수 있다. 약간의 가열은 화학 결합 프로세스를 가속시킬 수 있다.Table 1 is part of a list of surfactants that can be combined with LC materials according to embodiments of the present invention. When a nonionic surfactant is used, the driving voltage can be substantially reduced, for example, by adding the nonionic surfactant in a small proportion to the emulsion. The low surface tension portion of the surfactant molecules may include a fluorinated compound such as Fluorolink D or Flexiwet, or a silicone copolymer such as Surfynol DF-62, BYK-022. may include a polymeric or polymer-siloxane. In particular, the reactive fluorinated compound may have the chemical structure shown in Table 1, and the siloxane may have a reactive terminal such as -OH, -NH 2 , or -COOH. In many embodiments, these materials migrate to the interface of the LC and polymer during LC and polymer phase separation. Other portions of the surfactant molecules may be physically bonded to the polymer through mechanisms such as hydrogen bonding, all or part of van der Waals forces and chemical bonding when reactive groups are present within the polymer matrix. Slight heating can speed up the chemical bonding process.

본 발명에 유용한 계면 활성제는 또한, 플루오르화된 계면 활성제와 같은, 기판 습윤(wetting) 및 균염제(levelling agent)를 포함할 수 있다. 본 발명에 유용한 다른 계면 활성제는 상기 에멀션을 안정화시키기 위한 폴리소르베이트(polysorbate)와 같은 유화제(emulsifier)를 포함할 수 있다. Surfactants useful in the present invention may also include substrate wetting and leveling agents, such as fluorinated surfactants. Other surfactants useful in the present invention may include emulsifiers such as polysorbates to stabilize the emulsion.

다수의 실시예에서, 소포(즉, 거품 제거) 특성을 갖는 계면제를 사용하여 고유(intrinsic) 스위칭 전압 감도를 확연히 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 서피놀 DF 계열 화합물은 라텍스 기반의 NCAP의 동작 전압을 실질적으로 감소시킬 수 있다. In many embodiments, the use of surfactants with defoaming (ie, defoaming) properties can significantly improve intrinsic switching voltage sensitivity. For example, Surfynol DF-based compounds can substantially reduce the operating voltage of latex-based NCAPs.

소포제는 수성 매질에 분산될 수 있는 계면 활성제의 한 부류이고, 계면층의 계면제는 하나 또는 그 이상의 소포제를 포함할 수 있다. 다수의 실시예에서, 소포제는 수성 매질에서 매우 낮은 용해도를 갖고, 10보다 작은 HLB(hydrophile-lipophile balance; 친수-친유 균형)를 가질 수 있다. 상기 소포제는 물에서 매우 낮은 용해도를 갖기 때문에, 소포제는 작은 클러스터(cluster)들을 형성할 수 있다. 클러스터들의 각각은 제1 부분과 제2 부분을 갖는 분자들을 포함할 수 있다. 상기와 같이, 상기 클러스터의 분자들의 제1 부분은 친수 특성을 가질 수 있고, 상기 클러스터의 분자들의 제2 부분은 소수 특성을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 상기 클러스터는 상기 용액을 향해 외측을 향하는 제1 부분 및 상기 소포제 클러스터의 다른 분자들을 향해 내측을 향하는 제2 부분을 갖는 미셀(micelle) 형상을 가질 수 있다. 유화 중에, 상기 클러스터는 많은 기포를 파괴함으로써 거품의 형성을 막을 수 있다. 유화 및 가스 제거 후, 상기 클러스터는 LC 액적, 물 기반의 폴리머 및 물의 혼합물 내에서 자유롭게 이동한다. 다수의 실시예에서, 클러스터들은 LC 액적들의 표면을 향해서 이동할 수 있다. 상기 에멀션이 건조될 때, 계면층이 LC 액적과 폴리머 매트릭스 사이에 위치하도록 상기 소포제가 LC 액적 주위에 계면제 레이어를 형성할 수 있다. 다수의 실시예에서, 상기 소포제 분자의 표면 장력이 낮은 단부는 상기 LC 액적 부근에 분산되어 상기 계면층의 제2 부분을 형성하고, 상기 소포제 분자의 배향규제 단부는 상기 폴리머 매트릭스에 연결되어 상기 계면층의 제1 부분을 형성한다. Antifoams are a class of surfactants that can be dispersed in an aqueous medium, and the surfactants of the interfacial layer can include one or more antifoams. In many embodiments, the antifoam agent has very low solubility in aqueous media and can have a hydrophile-lipophile balance (HLB) of less than 10. Since the antifoam has very low solubility in water, the antifoam can form small clusters. Each of the clusters may include molecules having a first portion and a second portion. As described above, a first portion of molecules of the cluster may have hydrophilic properties, and a second portion of molecules of the cluster may have hydrophobic properties. In some embodiments, the cluster may have a micelle shape having a first portion facing outward towards the solution and a second portion facing inward toward other molecules of the antifoam cluster. During emulsification, the cluster can prevent the formation of foam by breaking up many air bubbles. After emulsification and degassing, the clusters move freely within a mixture of LC droplets, water-based polymers and water. In many embodiments, the clusters may migrate towards the surface of the LC droplets. When the emulsion dries, the antifoam may form a surfactant layer around the LC droplet such that the interfacial layer is positioned between the LC droplet and the polymer matrix. In some embodiments, the low surface tension end of the antifoam molecule is dispersed near the LC droplet to form a second portion of the interfacial layer, and the orientation-regulating end of the antifoam molecule is connected to the polymer matrix to form the interfacial layer. Forms the first part of the layer.

기판은 적합한 임의의 기판이다. 예를 들어, 기판은 투명 기판일 수 있다. 다른 기판들은, 유리, 플라스틱, 마일라(Mylar), 폴리에스터(polyester), 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 이들의 혼합을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 기판은 유리, 플라스틱, 마일라, 폴리에스터, 또는 이들의 혼합일 수 있다. The substrate is any suitable substrate. For example, the substrate may be a transparent substrate. Other substrates include, but are not limited to, glass, plastic, Mylar, polyester, indium tin oxide (ITO) or mixtures thereof. In some embodiments, the substrate may be glass, plastic, mylar, polyester, or mixtures thereof.

물과 유기 용제는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 임의의 수단에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, 물과 유기 용제가 상온에서 증발에 의해 제거된 다음, 40℃와 같은 조금 상승된 온도가 될 수 있다. 진공을 요구되지 않는다. 예를 들어, 물과 유기 용제가 상온에서 증발되고 나서, 진공없이 어느 정도의 가열(40℃와 같은)이 있을 수 있다. 에멀션이 기판에 코팅될 때, 습식 필름 두께는 수십 마이크론일 수 있다. 물과 용제는 모두 증발될 수 있다. 더 낮은 온도 및 진공을 사용하여 상기 필름 내의 에어 포켓의 형성을 피할 수 있다. Water and organic solvents can be removed by any means known to those skilled in the art. For example, water and organic solvents can be removed by evaporation at room temperature, then slightly elevated temperature, such as 40°C. A vacuum is not required. For example, water and organic solvents can be evaporated at room temperature, followed by some heating (such as 40° C.) without vacuum. When the emulsion is coated on a substrate, the wet film thickness can be tens of microns. Both water and solvent can evaporate. The formation of air pockets in the film can be avoided by using a lower temperature and vacuum.

NCAP액정 레이어는 적어도 약 1㎛의 임의의 적합한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, NCAP액정 레이어는 적어도 약 1㎛, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 및 적어도 약 50㎛의 두께를 가질 수 있다. NCAP액정 레이어는 또한, 약 1㎛내지 약 50㎛의 두께를 가질 수 있고, 약 1㎛내지 약 25㎛, 약 1㎛내지 약 20㎛, 약 1㎛내지 약 15㎛, 약 1㎛내지 약 10㎛, 약 5㎛내지 약 25㎛, 약 5㎛내지 약 20㎛, 또는 약 5㎛내지 약 15㎛일 수 있다. 몇몇 실시예에서, NCAP액정 레이어는 약 1㎛내지 약 20㎛의 두께를 갖는다. 몇몇 실시예에서, NCAP액정 레이어는 약 5㎛내지 약 15㎛의 두께를 갖는다. The NCAP liquid crystal layer can have any suitable thickness of at least about 1 μm. For example, the NCAP liquid crystal layer may be at least about 1 μm, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 35, 40 , 45, and a thickness of at least about 50 μm. The NCAP liquid crystal layer may also have a thickness of about 1 μm to about 50 μm, about 1 μm to about 25 μm, about 1 μm to about 20 μm, about 1 μm to about 15 μm, about 1 μm to about 10 μm. μm, about 5 μm to about 25 μm, about 5 μm to about 20 μm, or about 5 μm to about 15 μm. In some embodiments, the NCAP liquid crystal layer has a thickness of about 1 μm to about 20 μm. In some embodiments, the NCAP liquid crystal layer has a thickness of about 5 μm to about 15 μm.

NCAP액정 레이어의 두께는 레이어에 걸쳐서, 필메트릭스(Filmetrics)에 의해 측정되는 것과 같은, 적합한 임의의 수준의 균일성을 가질 수 있다. 예를 들어, 두께 균일성은 ±10%일 수 있다. The thickness of the NCAP liquid crystal layer may have any suitable level of uniformity across the layer, such as measured by Filmetrics. For example, thickness uniformity can be ±10%.

건조된 액정 액적들은 적합한 임의의 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 건조된 액정 액적들은 주축과 종축을 갖는 3차원 타원과 같은 연장된 형태를 가질 수 있다. 상기 주축과 종축의 비율은 약 100:1 내지 약 1.5:1일 수 있고, 약 75:1 내지 약 1.5:1의 범위 또는약 50:1 내지 약 1.5:1의 범위일 수 있다. 몇몇 실시예에서, NCAP액정 레이어는 주축과 종축을 갖는 실질적으로 건조된 복수의 액정 액적들을 포함하고, 종축에 대한 주축의 비율은 약 100:1 내지 약 1.5:1이고, 주축은 기판에 실질적으로 평행하다. 건조된 액정 액적들은 또한, 액정 액적들을 평탄하게 만들기 위해 위아래로부터 액정 액적들에 압력이 가해진 것처럼, 평탄하게 형성될 수 있다. The dried liquid crystal droplets may take any suitable form. For example, the dried liquid crystal droplets may have an elongated shape such as a three-dimensional ellipse having a major axis and a longitudinal axis. The ratio of the major axis to the longitudinal axis may be from about 100:1 to about 1.5:1, from about 75:1 to about 1.5:1, or from about 50:1 to about 1.5:1. In some embodiments, the NCAP liquid crystal layer includes a plurality of substantially dried liquid crystal droplets having a major axis and a longitudinal axis, wherein the ratio of the major axis to the longitudinal axis is from about 100:1 to about 1.5:1, and the major axis is substantially on the substrate. parallel The dried liquid crystal droplets can also be formed flat, as if pressure is applied to the liquid crystal droplets from above and below to make them flat.

몇몇 실시예에서, 본 발명은 네마틱 곡선상 정렬(NCAP) 액정 레이어를 제조하는 방법을 제공하고, 상기 방법은, 액정 액적을 형성하기 위해 제1 용액 및 제2 용액을 혼합하는 단계 - 상기 제1 용액은 네마틱 액정 및 옥탄과 같은 유기 용제를 약 1:2 (w/w) 내지 약 2:1 (w/w)의 비율로 포함하고, 상기 제2 용액은 폴리머 라텍스, 적어도 하나의 계면 활성제 및 물을 포함하고, 액정에 대한 폴리머 라텍스의 비율은 약 3:2 (w/w) 내지 약 1:4 (w/w)임 -; 기판상에 상기 액정 액적 혼합물을 적층하는 단계; 상기 혼합물로부터 물을 제거하는 단계; 및 상기 혼합물로부터 유기 용제를 제거하여 주축 및 종축을 갖는 실질적으로 건조된 복수의 액정 액적들을 포함하는 NCAP 액정 레이어를 마련하는 단계 - 상기 종축에 대한 상기 주축의 비율은 약 100:1 내지 약 1.5:1이고, 상기 주축은 상기 기판에 실질적으로 평행함 - 를 포함한다. In some embodiments, the present invention provides a method of fabricating a nematic curve-aligned (NCAP) liquid crystal layer, the method comprising mixing a first solution and a second solution to form a liquid crystal droplet - the second solution. One solution includes a nematic liquid crystal and an organic solvent such as octane in a ratio of about 1:2 (w/w) to about 2:1 (w/w), and the second solution includes a polymer latex, at least one interface an active agent and water, wherein the ratio of polymer latex to liquid crystal is from about 3:2 (w/w) to about 1:4 (w/w); depositing the mixture of liquid crystal droplets on a substrate; removing water from the mixture; and removing an organic solvent from the mixture to provide an NCAP liquid crystal layer comprising a plurality of substantially dried liquid crystal droplets having a major axis and a longitudinal axis, wherein the ratio of the major axis to the longitudinal axis is from about 100:1 to about 1.5: 1, wherein the major axis is substantially parallel to the substrate.

몇몇 실시예에서, 본 발명은 네마틱 곡선상 정렬(NCAP) 액정 레이어를 제공하고, 상기 NCAP 액정 레이어는 본 발명의 방법에 의해 마련된 복수의 액정 액적들, 폴리머 라텍스, 및 적어도 하나의 계면 활성제를 포함한다. In some embodiments, the present invention provides a nematic curve-aligned (NCAP) liquid crystal layer comprising a plurality of liquid crystal droplets prepared by a method of the present invention, a polymer latex, and at least one surfactant. include

IV. 변조기(Modulator)IV. Modulator

본 발명은 또한, 본 발명의 방법들에 의해 마련되는 NCAP 액정 레이어를 포함하는 변조기를 제공한다. 몇몇 실시예에서, 본 발명은 본 발명의 방법에 의해 마련되는 복수의 액정 액적들을 포함하는 네마틱 곡선상 정렬(NCAP) 액정 레이어를 포함하는 변조기를 제공한다. 상기 변조기는 약 5밀리세컨드(millisecond; ms) 이하의 감쇠 시간 및 약 5% 내지 약 15%의 오프-상태 광 투과율을 갖는다. The present invention also provides a modulator comprising an NCAP liquid crystal layer prepared by the methods of the present invention. In some embodiments, the present invention provides a modulator comprising a nematic curve-aligned (NCAP) liquid crystal layer comprising a plurality of liquid crystal droplets prepared by a method of the present invention. The modulator has a decay time of less than about 5 milliseconds (ms) and an off-state light transmittance of about 5% to about 15%.

본 발명의 변조기는 적합한 임의의 감쇠 시간을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 감쇠 시간은 약 100밀리세컨드보다 작거나, 약 90, 80, 75, 70, 60, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1밀리세컨드보다 작을 수 있다. 상기 감쇠 시간은 또한 약 1밀리세컨드 내지 약 100밀리세컨드, 약 1밀리세컨드 내지 약 50밀리세컨드, 약 1밀리세컨드 내지 약 25밀리세컨드, 약 1밀리세컨드 내지 약 10밀리세컨드, 또는 약 1밀리세컨드 내지 약 5밀리세컨드의 범위일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 감쇠 시간은 5밀리세컨드보다 작다. The modulator of the present invention may have any suitable decay time. For example, the decay time is less than about 100 milliseconds, or about 90, 80, 75, 70, 60, 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7 , 6, 5, 4, 3, 2 or less than 1 millisecond. The decay time may also be between about 1 millisecond and about 100 milliseconds, between about 1 millisecond and about 50 milliseconds, between about 1 millisecond and about 25 milliseconds, between about 1 millisecond and about 10 milliseconds, or about 1 millisecond. to about 5 milliseconds. In some embodiments, the decay time is less than 5 milliseconds.

본 발명의 변조기는 적합한 임의의 오프-상태 광 투과율을 가질 수 있다. 예를 들어, 오프-상태 광 투과율은 약 1% 내지 약 99%, 약 1% 내지 약 75%, 약 1% 내지 약 50%, 약 1% 내지 약 25%, 약 5% 내지 약 25%, 또는 약 5% 내지 약 15%의 범위일 수 있다. 본 발명의 변조기의 오프-상태 광 투과율은 또한 약 1%, 또는 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98, 또는 99%일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 오프-상태 광 투과율은 약 5% 내지15%의 범위일 수 있다. The modulator of the present invention may have any suitable off-state light transmittance. For example, the off-state light transmittance may be about 1% to about 99%, about 1% to about 75%, about 1% to about 50%, about 1% to about 25%, about 5% to about 25%, or from about 5% to about 15%. The off-state light transmittance of the modulator of the present invention is also about 1%, or 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 , 19, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98, or 99%. In some embodiments, the off-state light transmittance may range from about 5% to about 15%.

본 발명의 변조기는 본 발명에 적합한 다른 다양한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 변조기의 NCAP 액정 레이어는 또한 폴리머 라텍스 및 계면 활성제를 포함할 수 있고, 이들에 대해서는 위에 상세히 설명되어 있다. The modulator of the present invention may include various other components suitable for the present invention. For example, the NCAP liquid crystal layer of the modulator may also include a polymer latex and a surfactant, as detailed above.

본 발명의 변조기는 또한 NCAP 액정 레이어에 더하여 다른 레이어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 변조기는 투명한 기판, 펠리클(pellicle), 인듐 주석 산화물(ITO) 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 상기 투명한 기판은, 유리, 플라스틱, 마일라(Mylar), 폴리에스터(polyester) 등과 같은, 가시 스펙트럼(visible spectrum)의 빛에 투명한 임의의 기판일 수 있다. 펠리클, 또는 유전체 거울 펠리클은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 임의의 물질로부터 제조될 수 있다. 또한, 상기 변조기의 다양한 레이어들은 적합한 임의의 순서로 배열될 수 있다. 예를 들어, 상기 펠리클은 상기 투명한 기판의 위에 놓일 수 있는 상기 NCAP액정 레이어의 위에 놓일 수 있다. The modulator of the present invention may also include other layers in addition to the NCAP liquid crystal layer. For example, the modulator may include one or more of a transparent substrate, a pellicle, and indium tin oxide (ITO). The transparent substrate may be any substrate transparent to visible spectrum light, such as glass, plastic, Mylar, polyester, and the like. The pellicle, or dielectric mirror pellicle, can be made from any material known to those skilled in the art. Additionally, the various layers of the modulator may be arranged in any order suitable. For example, the pellicle may be placed on top of the NCAP liquid crystal layer which may be placed on top of the transparent substrate.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 TFT 검사를 위한 전압 영상 시스템 100의 구성 요소를 개념적으로 도시한 도면이다. 전압 영상 시스템의 구성 요소는, 미국 특허 제7,639,319호에 기술된 하나 또는 그 이상의 구성 요소 및/또는 상업적으로 활용 가능한 전압 영상 시스템의 구성 요소를 포함할 수 있다. 전압 영상 시스템 100은 전기-광학 변조기 어셈블리 200, 조명(illuminator) 114, 빔 스플리터(beam splitter) 116 및 카메라 118을 포함할 수 있다. 전기-광학 변조기 어셈블리 200은, 투명 전극 250(전극 A), 투명 전극 250을 지지하는 투명 기판 220, NCAP 액정 레이어 센서 물질 260, 및 예컨대 펠리클(pellicle)과 같은 플라스틱 박막에 의하여 지지되는 유전체 거울 270을 포함할 수 있다. 투명 전극 250은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide: ITO)로 만들어진 박막을 포함할 수 있으며, 가시 광선에 대해 투명하다. NCAP 액정 레이어 센서 물질 260은 전기장하에서 전기-광학 응답을 갖는다. 전극 B는, 예들 들어 TFT 플레이트(plate)와 같은 피시험 패널(panel under test: PUT)에 포함될 수 있다. 투명 전극 250(전극 A)에 전압을 인가하고, 전극 B를 접지시킴으로써, 투과-전압(transmission-voltage: T-V) 곡선을 얻을 수 있다. TFT 시험에 있어서, 응답 곡선 중간 부근의 일정한 전압이 변조기에 인가될 때, 각 픽셀에 인가된 전압은 카메라 118로부터의 빛의 강도 변화로서 검출될 수 있다. 결함이 있는 픽셀은 비정상적인 응답을 제공할 것이다. 4 is a diagram conceptually illustrating components of a voltage imaging system 100 for TFT inspection according to an embodiment of the present invention. Components of the voltage imaging system may include one or more components described in US Patent No. 7,639,319 and/or components of a commercially available voltage imaging system. The voltage imaging system 100 may include an electro-optic modulator assembly 200 , an illuminator 114 , a beam splitter 116 and a camera 118 . The electro-optic modulator assembly 200 comprises a transparent electrode 250 (electrode A), a transparent substrate 220 supporting the transparent electrode 250, an NCAP liquid crystal layer sensor material 260, and a dielectric mirror 270 supported by a thin plastic film such as, for example, a pellicle. can include The transparent electrode 250 may include a thin film made of indium tin oxide (ITO) and is transparent to visible light. The NCAP liquid crystal layer sensor material 260 has an electro-optic response under an electric field. Electrode B may be included in a panel under test (PUT) such as, for example, a TFT plate. By applying a voltage to the transparent electrode 250 (electrode A) and grounding electrode B, a transmission-voltage (T-V) curve can be obtained. In the TFT test, when a constant voltage near the middle of the response curve is applied to the modulator, the voltage applied to each pixel can be detected as a change in the intensity of light from the camera 118. A defective pixel will give an abnormal response.

전극 A와 B 사이에 인가된 전압은 다음의 수학식으로 표현될 수 있다:The voltage applied between electrodes A and B can be expressed by the following equation:

Figure 112016058756620-pat00010
Figure 112016058756620-pat00010

Figure 112016058756620-pat00011
Figure 112016058756620-pat00011

여기서,here,

Figure 112016058756620-pat00012
: 전극 A와 B 사이에 인가된 전압,
Figure 112016058756620-pat00012
: Voltage applied between electrodes A and B,

Figure 112016058756620-pat00013
: 센서 물질에 필요한 전압,
Figure 112016058756620-pat00013
: voltage required for the sensor material,

Figure 112016058756620-pat00014
Figure 112016058756620-pat00015
: 펠리클과 공기 간극 사이의 전압,
Figure 112016058756620-pat00014
and
Figure 112016058756620-pat00015
: Voltage between the pellicle and the air gap,

Figure 112016058756620-pat00016
: 각 물질의 유전 상수, 및
Figure 112016058756620-pat00016
: dielectric constant of each material, and

d : 각 물질의 두께.d: thickness of each material.

고정 전압 V Bias 하에서, 전극간 거리 dair는, 액정 센서 물질의 순정 동작 전압(intrinsic operating voltage)(V sensor )의 함수이다. 다수의 실시예에 있어서, 액정 센서 물질의 순정 스위칭 전압은, 센서 물질을 통과하는 광 투과가 센서 물질을 가로지르는 전압의 변화에 대해 최대의 민감도를 갖는 센서 물질을 가로지르는 전압에 대응한다. 다수의 실시예에 있어서, 전극간에 걸친 동작 전압은 상기 수학식을 사용함으로써 액정 물질의 순정 스위칭 전압에 관련된다. 스위칭 시간은 감소된 순정 스위칭 전압을 갖는 물질을 제공함으로써 감소시킬 수 있다.Under a fixed voltage V Bias , the inter-electrode distance d air is a function of the intrinsic operating voltage ( V sensor ) of the liquid crystal sensor material. In many embodiments, the net switching voltage of the liquid crystal sensor material corresponds to a voltage across the sensor material at which light transmission through the sensor material has a maximum sensitivity to changes in voltage across the sensor material. In many embodiments, the operating voltage across the electrodes is related to the net switching voltage of the liquid crystal material by using the equation above. Switching times can be reduced by providing materials with reduced net switching voltages.

도 5는 전기-광학 변조기 어셈블리 200의 개념도이다. 변조기 어셈블리 200은 센서 물질 260을 포함한다. 센서 물질 260은, 여기에서 기술되는 바와 같은 NCAP 액정 물질을 포함할 수 있다. 변조기 어셈블리는 반사 방지 코팅 210을 포함할 수 있다. 변조기 어셈블리는, 광학 유리 220과 같은 광학적으로 투명한 지지 기판을 포함할 수 있다. 반사 방지 코팅 210은 광학적 유리 220의 상측 표면에 증착될 수 있다. 광학적 유리 220의 하측 표면에는 광학적 접착제 230이 위치할 수 있다. 신장된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: PET)를 포함하는, 마일라와 같이 상업적으로 활용 가능한 폴리에스터 필름 240이 접착제 230으로 광학적 유리에 결합될 수 있다. ITO와 같이 광학적으로 투명한 전극 250이 폴리에스터 필름 240에 결합될 수 있다. NCAP 액정 레이어 260이 광학적으로 투명한 전극 250에 결합될 수 있다. 예컨대, 마일라와 같은, PET 박막에 증착된 유전체 거울 레이어를 포함하는 유전체 펠리클 거울 270이 액정 센서 물질의 하측 표면에 결합될 수 있다. 유기 경질 코팅 280이 유전체 펠리클 거울 250에 부착될 수 있다. 유기 경질 코팅 280은 미국 특허 제7,099,067호에 기술된 경질 코팅 성분을 포함할 수 있다. 5 is a conceptual diagram of an electro-optic modulator assembly 200. Modulator assembly 200 includes sensor material 260 . Sensor material 260 may include a NCAP liquid crystal material as described herein. The modulator assembly may include an anti-reflective coating 210 . The modulator assembly may include an optically transparent support substrate, such as optical glass 220. An antireflective coating 210 may be deposited on the top surface of the optical glass 220 . An optical adhesive 230 may be positioned on a lower surface of the optical glass 220 . A commercially available polyester film 240, such as Mylar, comprising stretched polyethylene terephthalate (PET) may be bonded to the optical glass with an adhesive 230. An optically transparent electrode 250, such as ITO, may be bonded to the polyester film 240. An NCAP liquid crystal layer 260 may be coupled to the optically transparent electrode 250 . A dielectric pellicle mirror 270 comprising a dielectric mirror layer deposited on a thin film of PET, such as Mylar, may be bonded to the lower surface of the liquid crystal sensor material. An organic hard coating 280 may be applied to the dielectric pellicle mirror 250. The organic hard coating 280 may include the hard coating components described in US Pat. No. 7,099,067.

이러한 새로운 고속 스위칭 변조기는 모든 타입의 전압 영상 응용(Voltage Imaging applications)에 적합하지만, 특히 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 디스플레이의 검사에 더 유용하다. OLED 디스플레이는, OLED가 전류 구동 소자라는 사실로 인하여, 전형적으로 더 적은 유지 용량(holding capacitance)를 필요로 한다. 이는, 이러한 디스플레이의 픽셀 전극에 인가된 전압이 빠르게 감쇠될 수 있어 최적의 전압 영상 신호 강도를 보장하기 위하여 빠르게 반응하는 변조기를 필요로 함을 암시한다.This new fast-switching modulator is suitable for all types of voltage imaging applications, but is particularly useful for testing organic light emitting diode (OLED) displays. OLED displays typically require less holding capacitance due to the fact that OLEDs are current driven devices. This implies that the voltage applied to the pixel electrodes of these displays can decay rapidly, requiring a fast-responsive modulator to ensure optimal voltage image signal strength.

유사한 이유로, 그리고 도 3과 관련하여 상기한 바와 같은 ITO와 피시험중인 TFT 패널 사이의 짧은 거리로 인하여, 이 변조기는 초미세 픽셀(픽셀이 작을수록 저장 용량(storage capacitance)도 작아짐.) 또는 초고속 리프레시 속도(이것은 전압이 매우 긴 시간동안 유지될 필요가 없다는 것을 의미하기 때문에, 저장 용량을 작게 만들 수 있음.)를 갖는 패널에 매우 적합하다. 또한, 고속 스위칭 모듈레이터는, 예를 들어 탈분극성 전류의 결과로서, 다양한 신호 드리프트 사태(signal drifts occurring)에 더 적은 영향을 받을 수 있다. For similar reasons, and because of the short distance between the ITO and the TFT panel under test, as described above with respect to FIG. 3, this modulator can be used with ultra-fine pixels (the smaller the pixel, the smaller the storage capacitance) or the ultra-high speed. It is well suited for panels with high refresh rates (which means the voltage doesn't have to be maintained for a very long time, which makes the storage capacity small). Also, the fast switching modulator may be less susceptible to various signal drifts occurring, for example as a result of depolarizing currents.

V. 사례들V. Cases

사례1Case 1 . . 네마틱nematic 곡선상 정렬( Align on the curve ( nematicnematic curvilinear aligned phase: curvilinear aligned phase: NCAPNCAP ) 액정 레이어) liquid crystal layer

투명한 용액을 형성하기 위하여 2 그램의 네마틱 액정(EMD 케미컬사의 MLC-2156)을 1 그램의 옥탄과 혼합하였다. 이 LC/유기 용제 혼합물은, 에멀션을 형성하기 위하여, 2.5 그램의 네오레즈(Neorez) R-967(DSM사 제조)와, 이하의 혼합물, 즉 1.5 그램의 물, 0.16 그램의 서피놀(Surfynol) DF-62(에어 프로덕츠사 제조), 0.04 그램의 TWEEN 60 및 0.06 그램의 FSN(듀폰(DuPont)사 제조)의 혼합물로 유화된다. 이어서, 상기 에멀션은 ITO 마일라(Mylar) 필름에 코팅되고, 물과 옥탄이 완전히 증발된 후에 다른 ITO 마일라와 적층된다. 비교를 위하여, 시료 2는, 옥탄이 사용되지 않은 점만을 제외하고 상기한 과정과 동일하게 만들어졌다. 그리고, 시료 1은, 시료 2와 동일한 과정으로 만들어졌으나, 더 낮은 광학적 비등방성을 갖는 액정을 사용하였다.2 grams of nematic liquid crystal (MLC-2156 from EMD Chemicals) was mixed with 1 gram of octane to form a clear solution. This LC/organic solvent mixture was prepared by mixing 2.5 grams of Neorez R-967 (manufactured by DSM) with the following mixtures: 1.5 grams of water, 0.16 grams of Surfynol to form an emulsion. It is emulsified with a mixture of DF-62 (manufactured by Air Products), 0.04 grams of TWEEN 60 and 0.06 grams of FSN (manufactured by DuPont). The emulsion is then coated onto an ITO Mylar film and laminated with another ITO Mylar after complete evaporation of water and octane. For comparison, Sample 2 was prepared in the same manner as described above, except that octane was not used. And, sample 1 was made in the same process as sample 2, but a liquid crystal having a lower optical anisotropy was used.

도 1은 세가지 서로 다른 필름에 대한 감쇠 시간을 도시한다: 시료 1은 액정 1로 만든 NCAP으로서 두께는 24.0 ㎛이며; 시료 2는 액정 2로 만든 NCAP으로서 두께는 13.3 ㎛이며; 시료 3은 액정 2로 만든 NCAP으로서 연장된 액정 액적을 포함하며 두께는 11.8 ㎛이다. Y 축은 광 투과이며, X 축은 시간이고, 단위당 0.5 ms로서 전체 X 축은 25 ms이다. 0V - 60V - 0V의 구형파가 인가되었다. 오프 상태 투과는 세 가지 필름 모두에서 균등하다. 이하의 표에 그 결과를 요약하였다.Figure 1 shows the decay times for three different films: sample 1 is an NCAP made of liquid crystal 1 and has a thickness of 24.0 μm; Sample 2 is an NCAP made of liquid crystal 2 and has a thickness of 13.3 μm; Sample 3 is an NCAP made of liquid crystal 2, which contains elongated liquid crystal droplets and has a thickness of 11.8 μm. The Y axis is light transmission, the X axis is time, 0.5 ms per unit and the total X axis is 25 ms. A square wave of 0V - 60V - 0V was applied. Off-state transmission is equal for all three films. The results are summarized in the table below.

시료sample 출처source 두께thickness
(㎛) (μm)
상승 시간rise time
(ms)(ms)
감쇠 시간decay time
(ms)(ms)
1One 종래conventional 24.024.0 0.800.80 12.012.0 22 종래conventional 13.313.3 0.910.91 6.36.3 33 본 발명the present invention 11.811.8 0.660.66 3.83.8

상기에서는 이해를 명확히 하기 위한 목적으로 예시를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위 이내에서 변경과 수정이 실행될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에서 제시된 각 참고 문헌들은 그 전체를 참조에 의하여 여기에 편입시키며, 이는 각 참고 문헌들이 개별적으로 참조에 의하여 편입된 것과 동일하다. 본 발명의 실시예와 본 명세서에서 제공된 참고 문헌 사이에 충돌이 있는 경우, 본 발명의 실시예가 우선한다.Although the above has been described in detail through examples for the purpose of clarifying understanding, those skilled in the art will understand that changes and modifications can be made within the scope of the following claims. In addition, each reference cited in this specification is incorporated herein by reference in its entirety, which is the same as if each reference was individually incorporated by reference. In case of a conflict between an embodiment of the present invention and a reference provided herein, the embodiment of the present invention takes precedence.

Claims (22)

네마틱 곡선상 정렬(nematic curvilinear aligned phase: NCAP) 액정 레이어를 제조하는 방법에 있어서,
제1 용액 및 제2 용액을 혼합하되, 상기 제2 용액에서 분산된 상기 제1 용액의 에멀션을 형성하기 위한 조건하에서 혼합하는 단계 - 상기 제1 용액은 액정 및 끓는 점이 100℃ 보다 높은 유기 용제를 포함하며, 상기 제2 용액은 폴리머 라텍스, 적어도 하나의 계면 활성제 및 물을 포함하되, 상기 유기 용제는 물과 실질적으로 혼합되지 않음 -;
기판에 상기 에멀션을 적층하는 단계;
혼합물을 형성하기 위하여 상기 에멀션으로부터 물을 제거하는 단계; 및
상기 혼합물로부터 상기 유기 용제를 제거하여 NCAP 액정 레이어를 마련하는 단계;
를 포함하는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
A method for producing a nematic curvilinear aligned phase (NCAP) liquid crystal layer,
Mixing a first solution and a second solution under conditions for forming an emulsion of the first solution dispersed in the second solution - the first solution is a liquid crystal and an organic solvent having a boiling point higher than 100 ° C. wherein the second solution comprises a polymer latex, at least one surfactant and water, wherein the organic solvent is substantially immiscible with water;
laminating the emulsion on a substrate;
removing water from the emulsion to form a mixture; and
preparing an NCAP liquid crystal layer by removing the organic solvent from the mixture;
NCAP liquid crystal layer manufacturing method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 액정은,
네마틱(nematic) 액정, 강유전성(ferroelectric) 액정, 블루 페이즈(blue phase) 액정, 액정/이색성 염료(Dychroic Dye) 혼합물, 콜레스테릭(cholesteric) 액정 또는 이들의 혼합물을 포함하는
NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
The liquid crystal,
Nematic liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, blue phase liquid crystal, liquid crystal / dichroic dye (Dychroic Dye) mixture, cholesteric (cholesteric) liquid crystal or a mixture thereof
NCAP liquid crystal layer manufacturing method.
제1항에 있어서,
액정은 네마틱 액정인 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
A method for manufacturing an NCAP liquid crystal layer in which the liquid crystal is a nematic liquid crystal.
제1항에 있어서,
유기 용제는 110℃ 보다 높은 끓는 점을 갖는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
The organic solvent has a boiling point higher than 110 ℃ NCAP liquid crystal layer manufacturing method.
제1항에 있어서,
유기 용제는 120℃ 보다 높은 끓는 점을 갖는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
The organic solvent has a boiling point higher than 120 ℃ NCAP liquid crystal layer manufacturing method.
제1항에 있어서,
유기 용제는 무극성 유기 용제인 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
NCAP liquid crystal layer manufacturing method in which the organic solvent is a non-polar organic solvent.
제1항에 있어서,
유기 용제는 옥탄(octane)을 포함하는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
An NCAP liquid crystal layer manufacturing method in which the organic solvent includes octane.
제1항에 있어서,
유기 용제에 대한 액정의 비율은 1:10 (w/w) 내지 5:1 (w/w)인 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
A method for manufacturing an NCAP liquid crystal layer wherein the ratio of liquid crystal to organic solvent is 1:10 (w/w) to 5:1 (w/w).
제1항에 있어서,
유기 용제에 대한 액정의 비율은 1:2 (w/w) 내지 2:1 (w/w)인 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
A method for manufacturing an NCAP liquid crystal layer wherein the ratio of liquid crystal to organic solvent is 1:2 (w/w) to 2:1 (w/w).
제1항에 있어서,
상기 폴리머 라텍스(polymer latex)는, 폴리우레탄(polyurethane), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
Wherein the polymer latex comprises polyurethane, polyacrylate, polyurethane acrylate or a mixture thereof.
제1항에 있어서,
액정에 대한 폴리머 라텍스의 비율은 5:1 (w/w) 내지 1:10 (w/w)인 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
A method for manufacturing an NCAP liquid crystal layer wherein the ratio of polymer latex to liquid crystal is 5:1 (w/w) to 1:10 (w/w).
제1항에 있어서,
액정에 대한 폴리머 라텍스의 비율은 3:2 (w/w) 내지 1:4 (w/w)인 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
A method for manufacturing an NCAP liquid crystal layer wherein the ratio of polymer latex to liquid crystal is 3:2 (w/w) to 1:4 (w/w).
제1항에 있어서,
기판은, 유리, 플라스틱, 마일라(Mylar), 폴리에스터(polyester) 또는 이들의 혼합을 포함하는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
A method of manufacturing an NCAP liquid crystal layer in which the substrate includes glass, plastic, Mylar, polyester, or a mixture thereof.
제1항에 있어서,
물은 증발에 의해 제거되는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
A method for preparing an NCAP liquid crystal layer in which water is removed by evaporation.
제1항에 있어서,
유기 용제는 증발에 의해 제거되는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
NCAP liquid crystal layer manufacturing method in which organic solvents are removed by evaporation.
제1항에 있어서,
NCAP 액정 레이어는 1 ㎛ 내지 20 ㎛의 두께를 갖는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
The NCAP liquid crystal layer has a thickness of 1 μm to 20 μm NCAP liquid crystal layer manufacturing method.
제1항에 있어서,
NCAP 액정 레이어는 5 ㎛ 내지 15 ㎛의 두께를 갖는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
NCAP liquid crystal layer manufacturing method of the NCAP liquid crystal layer having a thickness of 5 μm to 15 μm.
제1항에 있어서,
상기 제1 용액 및 상기 제2 용액을 혼합하되, 상기 제2 용액에서 분산된 상기 제1 용액의 에멀션을 형성하기 위한 조건하에서 혼합하는 단계 - 상기 제1 용액은 네마틱 액정과 옥탄을 1:2 (w/w) 내지 2:1 (w/w)의 비율로 포함하며, 상기 제2 용액은 폴리머 라텍스, 적어도 하나의 계면 활성제 및 물을 포함하되, 액정에 대한 폴리머 라텍스의 비율은 3:2 (w/w) 내지 1:4 (w/w)임 -;
기판에 상기 에멀션을 적층하는 단계;
혼합물을 형성하기 위하여 상기 에멀션으로부터 물을 제거하는 단계; 및
상기 혼합물로부터 상기 유기 용제를 제거하여, 실질적으로 건조된 복수의 액정 액적을 포함하는 상기 NCAP 액정 레이어를 마련하는 단계
를 포함하는 NCAP 액정 레이어 제조 방법.
According to claim 1,
Mixing the first solution and the second solution under conditions for forming an emulsion of the first solution dispersed in the second solution - the first solution contains nematic liquid crystal and octane in a ratio of 1:2 (w/w) to 2:1 (w/w), wherein the second solution comprises a polymer latex, at least one surfactant and water, wherein the ratio of the polymer latex to the liquid crystal is 3:2 (w/w) to 1:4 (w/w);
laminating the emulsion on a substrate;
removing water from the emulsion to form a mixture; and
preparing the NCAP liquid crystal layer including a plurality of substantially dried liquid crystal droplets by removing the organic solvent from the mixture;
NCAP liquid crystal layer manufacturing method comprising a.
변조기에 있어서,
제1항의 방법으로 제조되는 네마틱 곡선상 정렬(nematic curvilinear aligned phase: NCAP) 액정 레이어를 포함하되,
상기 변조기는 5 ms보다 짧은 감쇠 시간(decay time)과, 5% 내지 15%의 오프-상태 광 투과율(off-state light transmission)을 갖는 변조기.
In the modulator,
A nematic curvilinear aligned phase (NCAP) liquid crystal layer prepared by the method of claim 1,
The modulator has a decay time shorter than 5 ms and an off-state light transmission of 5% to 15%.
제19항에 있어서,
NCAP 액정 레이어는,
폴리머 라텍스, 및
계면 활성제를 더 포함하는,
변조기.
According to claim 19,
NCAP liquid crystal layer,
polymer latex; and
Further containing a surfactant,
modulator.
제19항에 있어서,
NCAP 액정 레이어를 지지하는 투명한 기판; 및
NCAP 액정 레이어 위에 적층된 펠리클(pellicle)
을 더 포함하는 변조기.
According to claim 19,
a transparent substrate supporting the NCAP liquid crystal layer; and
A pellicle stacked on top of the NCAP liquid crystal layer
A modulator further comprising a.
네마틱 곡선상 정렬(nematic curvilinear aligned phase: NCAP) 액정 레이어에 있어서,
제1항의 방법으로 제조되는 복수의 네마틱 액정 액적;
폴리머 라텍스; 및
적어도 하나의 계면 활성제
를 포함하는 NCAP 액정 레이어.

In a nematic curvilinear aligned phase (NCAP) liquid crystal layer,
A plurality of nematic liquid crystal droplets prepared by the method of claim 1;
polymer latex; and
at least one surfactant
NCAP liquid crystal layer comprising a.

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111176044B (en) * 2019-12-30 2021-05-07 浙江大学 Bistable PDLC film based on ellipsoidal liquid crystal microdroplets and state transition method thereof
CN111158179B (en) * 2019-12-30 2021-05-07 浙江大学 Temperature control light modulation film based on ellipsoidal cholesteric liquid crystal micro-droplets and state transition method thereof

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3577872D1 (en) * 1984-03-20 1990-06-28 Taliq Corp LIQUID CRYSTAL COMPOSITION, METHOD AND DEVICE.
JPH07502840A (en) * 1992-01-10 1995-03-23 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー Light modulation device including improved electrodes
JPH06265859A (en) * 1993-03-16 1994-09-22 Sharp Corp Liquid crystal display element and its production
CN1095090C (en) * 1994-05-31 2002-11-27 株式会社半导体能源研究所 Electro-optical device
TW387929B (en) * 1995-03-23 2000-04-21 Chisso Corp Liquid crystal compounds with branched alkyl group in the side chain and liquid crystal compositions containing which
US6211991B1 (en) * 1998-06-16 2001-04-03 Photon Dynamics, Inc. Modulator manufacturing process and device
KR100321392B1 (en) * 1998-10-28 2002-08-21 한국화학연구원 Polymer Liquid Crystal Emulsion Stabilized by Acrylamide Copolymer, Liquid Crystal Composite Film and Its Manufacturing Method
EP1304161B1 (en) * 2001-10-19 2007-02-28 Pacific Corporation Thermotropic liquid crystal polymer microcapsules, a method for preparing the same, and cosmetic compositions containing the same
JP2003156622A (en) * 2001-11-19 2003-05-30 Nippon Oil Corp Circularly polarizing plate and liquid crystal display device
CN1692397A (en) * 2002-06-13 2005-11-02 霍默·L·韦伯 A field sequential display device and methods of fabricating same
US20050077005A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-14 Photon Dynamics, Inc. Method for fabricating electro-optic light modulator
CN100513158C (en) * 2004-01-28 2009-07-15 肯特显示器公司 Liquid crystal display film
KR100831109B1 (en) * 2004-04-08 2008-05-20 포톤 다이나믹스, 인코포레이티드 Polymer dispersed liquid crystal formulations for modulator fabrication
EP1693698A1 (en) * 2005-02-16 2006-08-23 SONY DEUTSCHLAND GmbH A method for forming a polymer dispersed liquid crystal cell, a cell formed by such method and uses of such cell
US20090203148A1 (en) * 2006-01-19 2009-08-13 Vera Gorfinkel Methods and Devices For Detection and Identification of Encoded Beads and Biological Molecules
TWI546368B (en) * 2006-12-05 2016-08-21 馬克專利公司 Liquid crystalline medium and liquid crystal display
GB0625114D0 (en) * 2006-12-16 2007-01-24 Pelikon Ltd Electroluminescent displays
US7817333B2 (en) * 2007-02-06 2010-10-19 Photon Dynamics, Inc. Modulator with improved sensitivity and life time
EP2176377B1 (en) * 2007-06-25 2012-09-26 Vlyte Innovations Limited Polymer-dispersed liquid crystal structures
CN101373286B (en) * 2007-08-22 2010-12-08 比亚迪股份有限公司 Method for preparing polymer dispersed liquid-crystal film
WO2009041512A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Zeon Corporation Liquid crystal composition and its use
KR101805332B1 (en) * 2008-06-27 2017-12-06 메르크 파텐트 게엠베하 Liquid-crystalline medium
JP2010156772A (en) * 2008-12-26 2010-07-15 Fuji Xerox Co Ltd Liquid crystal-containing composition and liquid crystal display device
US8801964B2 (en) * 2010-12-22 2014-08-12 Photon Dynamics, Inc. Encapsulated polymer network liquid crystal material, device and applications
JP2013148687A (en) * 2012-01-19 2013-08-01 Konica Minolta Inc Light control film, and method of manufacturing light control film
US20150299571A1 (en) * 2012-05-23 2015-10-22 Jnc Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
CN104570492B (en) * 2012-11-26 2017-11-10 京东方科技集团股份有限公司 A kind of transparent polymer dispersed LCD display device and its manufacture method and application
KR20150064464A (en) * 2013-12-03 2015-06-11 삼성디스플레이 주식회사 Inspection apparatus having liquid crystal modulator and manufacturing mehod of liquid crystal modulator
CN104317093A (en) * 2014-11-20 2015-01-28 京东方科技集团股份有限公司 Liquid crystal display device and manufacturing method thereof

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