KR19990029886A - 액정 마이크로캡슐 및 액정표시소자 - Google Patents

액정 마이크로캡슐 및 액정표시소자 Download PDF

Info

Publication number
KR19990029886A
KR19990029886A KR1019980038399A KR19980038399A KR19990029886A KR 19990029886 A KR19990029886 A KR 19990029886A KR 1019980038399 A KR1019980038399 A KR 1019980038399A KR 19980038399 A KR19980038399 A KR 19980038399A KR 19990029886 A KR19990029886 A KR 19990029886A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid crystal
microcapsules
transparent
crystal display
display device
Prior art date
Application number
KR1019980038399A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100453091B1 (ko
Inventor
가츠유키 나이토
세이자부로 시미즈
아이라 호타
신타로 에노모토
가즈유키 스노하라
히로키 이와나가
마사오 다나카
Original Assignee
니시무로 타이죠
가부시키가이샤 도시바
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 니시무로 타이죠, 가부시키가이샤 도시바 filed Critical 니시무로 타이죠
Publication of KR19990029886A publication Critical patent/KR19990029886A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100453091B1 publication Critical patent/KR100453091B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1334—Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/13439—Electrodes characterised by their electrical, optical, physical properties; materials therefor; method of making
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명의 액정 마이크로캡슐은, 액정재료 및, 액정재료를 포함하는 표면에 凹부를 갖춘 투명피막을 구비하고, 투명피막의 투영의 윤곽과 이 투영에 외접하는 원과의 사이의, 그 원의 중심을 통과하는 직선상에서의 거리의 최대치가 그 원의 반경의 10∼35%인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시소자는, 액정재료를 투명피막에 포함하여 이루어진 액정 마이크로캡슐을 포함하는 액정층을 구비하고, 액정 마이크로캡슐의 상호 인접하는 것끼리는 접촉하고 있고, 이들 접촉하는 액정 마이크로캡슐로 에워싸여 형성되는 공극에, 그 공극에 의해 생기는 광산란을 방지하는 투명충전체 또는 투명한 유체가 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시소자는, 제1액정재료를 제1투명피막에 포함하여 이루어지고 극성용매내에서 정의 제타전위를 갖는 제1액정 마이크로캡슐과, 제2액정재료를 제2투명피막에 포함하여 이루어지고 상기 극성용매내에서 부의 제타전위를 갖는 제2액정 마이크로캡슐의 혼합물을 포함하는 액정층을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 액정표시소자는, 제1액정재료를 제1투명피막에 포함하여 이루어지는 제1액정 마이크로캡슐과, 제2액정재료를 제2투명피막에 포함하여 이루어지는 제2액정 마이크로캡슐의 혼합물을 포함하는 액정층을 구비하고, 제1액정재료와 제2액정재료는 유전률 이방성이 다르고, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐은 평균 입자직경이 다른 것을 특징으로 한다.

Description

액정 마이크로캡슐 및 액정표시소자
본 발명은 액정 마이크로캡슐 및 액정표시소자에 관한 것이다.
정보기기의 디스플레이로서 지금까지 많은 액정표시소자가 제안되어 있다. 이들 액정표시소자중에서 현재는 일본 특허공개공보 소47-11737호에 개시된 TN모드(twisted nematic mode)나 일본 특허공개공보 소60-107020호에 개시된 STN모드(super twisted nematic mode)를 대표로 하는, 네마틱 액정을 이용하는 타입이 많이 이용되고 있다.
TN모드 및 STN모드의 액정표시소자에 있어서는, 액정분자는 초기상태에 있어서 각각 90°정도 및 260°정도 비틀린 배열구조를 취한다. 따라서, 소자에 입사된 광은 액정분자의 비틀린 배열구조와 복굴절에 의해 편광상태의 변화를 받아 출사한다.
액정층에 전압을 인가하면, 액정분자는 전계방향으로 재배열되어 상기한 비틀린 구조가 소멸된다. 그 결과, 복굴절이 사라지게 되어 입사광은 편광상태를 변화시키는 일없이 출사된다. 즉, 전압의 인가/비인가에 따라 액정층의 광학적 성질이 변화하기 때문에, 소자를 2매의 직선편광자의 사이에 끼우는 구조로 함으로써, 출사광의 강도변화가 관찰되는 것이다. TN모드 및 STN모드는 이 동작원리를 기초로 명암의 콘트라스트를 얻는 표시방식이다.
이들 표시방식의 액정표시소자는, CRT 디스플레이에 비해 소비전력이 현저하게 적어 박형화가 가능하다는 이점을 갖고 있다. 그 때문에, 퍼스널 컴퓨터나 워드프로세서 등의 사무용 정보기기에 널리 이용되고 있다.
그러나, 상기 표시방식의 액정표시소자는 편광자를 사용하고 있기 때문에, 입사광을 유효하게 이용하고 있다고는 말하기 어렵다. 그 때문에, 상기 액정표시소자의 대부분에 있어서는, 충분한 출사광강도를 얻기 위해 액정표시소자의 후방에 광원(백라이트)이 설치되어 있다. 또, 칼라 필터가 설치된 액정표시소자에 있어서는, 광의 투과율이 더욱 감소하기 때문에, 보다 강력한 광원이 필요로 된다.
그러나, 이 광원의 전력은 구동회로를 포함하는 액정표시소자의 소비전력에 필적한다. 그 때문에, 상기 표시방식의 액정표시소자는 전지에 의해 전력이 공급되는 휴대용 정보기기의 디스플레이로서는 적당하지 않다.
즉, 종래의 표시방식의 액정표시소자에 있어서는, 칼라 디스플레이인가 흑백디스플레이인가에 관계없이 밝기의 향상과 저소비전력화가 이율배반의 관계에 있었다.
또, 이와 같은 액정표시소자에서는 통상 백라이트로서 형광등이 이용되고 있다. 그 때문에, 장시간 디스플레이를 계속 보는 경우 눈에 주는 피로가 커서 바람직하지 않다. 따라서, 백라이트를 필요로 하지 않는 반사형 액정표시소자에 적용가능한 광의 이용효율이 높은 표시방식의 개발이 요망되고 있다.
또, 액정표시소자를 투사형 디스플레이로서 사용하는 경우에 있어서도, 광투과율을 높게 함으로써 장치의 소형화, 장수명화 및 기기 전체의 절전 등을 도모하는 것이 가능하다. 따라서, 투사형 액정표시소자에 있어서도 광의 이용효율이 높은 표시방식의 개발이 요망되고 있다.
이러한 요망에 대해, 편광자를 사용하지 않는 다양한 표시방식이 제안되고 있다. 예컨대, 저널 오브 어플라이드 피직스, 45권, 4718∼4723페이지(1974년)에서는 화이트-테일러(White-Taylor)형 게스트·호스트 액정표시소자가 개시되어 있다. 이 액정표시소자에 있어서는, 카이랄네마틱상을 나타내는 액정화합물과 2색성 색소와의 혼합물이 액정층에 사용되고, 그들은 초기상태에 있어서 기판면에 평행으로 배열되어 있다.
이 액정층에 전압을 인가하면, 액정분자의 배열이 변화되고, 그에 따라 2색성 색소의 방향이 변화되며, 그 결과 광의 투과율이 변화된다. 또, 이 소자에 있어서는, 카이랄네마틱상에 기인하는 비틀림 구조 때문에 색소에 의한 광흡수가 효율 좋게 일어나므로, 원리적으로는 편광자없이도 높은 표시 콘트라스트를 얻을 수 있다.
그러나, 이 액정표시소자에 있어서 높은 콘트라스트를 달성하기 위해서는, 카이랄네마틱상을 나타내는 액정분자배열의 나선피치를 광의 파장 단위로 하는 것이 필요하다. 이와 같이 나선피치를 짧게 한 경우, 식별라인이 많이 발생하기 때문에 표시품질이 손상되고, 동시에 히스테리시스현상이 발생하기 때문에 전압인가에 대한 응답속도가 극단적으로 지연된다. 따라서, 상기한 TN모드 및 STN모드의 액정표시소자에 비해 실용성이 더 결여되고 있다.
편광자를 사용하지 않는 다른 표시방식으로서는 NCAP(Nematic Curvilinear Aligned Phase) 또는 PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crystal)로 불리는 방식이 알려져 있다. 이 표시방식에 있어서는, 고분자 매트릭스 중에서 정(正)의 유전이방성을 갖는 네마틱 액정재료가 직경 수㎛ 정도의 입자모양으로 분산되어 액정층이 형성된다. 또, 이 액정재료는 상광선(常光線) 굴절률이 고분자 매트릭스의 굴절률과 거의 동일하게 되고, 이상광선(異常光線) 굴절률이 고분자 매트릭스의 굴절률과 달라지도록 선택된다.
이 표시방식에 의하면, 초기상태에 있어서는 각각의 액정입자중의 액정분자는 왜곡된 배열구조를 취한다. 더욱이, 각 액정입자 사이에서 액정분자의 배열방향이 다르기 때문에, 대부분의 액정입자와 고분자 매트릭스와의 사이에서 굴절률의 차가 생긴다. 그 결과, 불투명유리와 같이 광산란을 일으킨다.
이 액정층에 충분한 전압을 인가하면, 각각의 액정입자중에서 액정분자의 재배열이 발생하여 액정입자와 고분자 매트릭스와의 사이에서 액정층에 수직으로 입사하는 광에 대한 굴절률이 동일하게 된다. 그 결과, 액정입자와 고분자 매트릭스와의 사이의 계면(界面)에서의 굴절 및 반사가 없게 되어 투과상태로 된다. 이때, 입사광은 수직광일 필요는 없다.
이 표시방식에 의하면, 상기한 동작원리에 의해 표시가 수행되기 때문에, 편광자가 불필요하여 입사광을 유효하게 활용할 수 있다. 따라서, 밝은 표시가 가능하게 된다. 또, 이 표시방식에 있어서는 액정내에 2색성 색소를 혼합시킴으로써 착색(着色)-삭색(削色)변화를 발생시키는 것도 알려져 있다.
상기한 표시방식은, 후술하는 액정 마이크로캡슐을 사용한 표시방식과는 달리, 매체중에 액정재료를 액적(液滴)모양으로 분산시키는 것이다. 이 표시방식의 액정표시소자는 상기 액정입자가 분산된 고분자 매트릭스를 일반적인 액정표시소자에 사용되는 유리셀로 봉입하는 것, 또는 기판상에 도포함으로써 용이하게 형성할 수 있다.
그러나, 콘트라스트를 높이기 위해서 액정분자의 배향방향을 연신(延伸) 등의 후처리로 일치시키는 경우, 또는 액정층상에 도전성 폴리머막을 적층하는 경우, 이 액정층은 강도가 충분하다고는 말할 수 없다. 또, 투명(透明)-백탁(白濁)변화를, 또는 흑색의 2색성 색소를 첨가함으로써 백-흑변화를 일으켜 표시를 행하는 경우에는 문제로는 되지 않지만, 칼라 표시를 행하는 경우에는 칼라 필터가 필요하기 때문에 광의 이용효율을 높일 수 없다.
높은 광의 이용효율을 갖는 칼라 액정표시소자를 얻기 위해서는, 흡수파장이 다른 게스트·호스트 액정 마이크로캡슐을 각각 제작하고, 그들을 혼합하여 액정층을 형성하는 것(일본 특허공개공보 소58-144885호)이 알려져 있다. 또, 게스트·호스트 액정 마이크로캡슐을 사용하여 3색의 액정층을 유리나 플라스틱 등의 중간기판을 사용하는 일없이 적층하는 것(일본 특허출원 평7-56086호)이 알려져 있다.
이와 같이, 액정 마이크로캡슐을 사용한 액정표시소자에 있어서는 편광자 등을 사용할 필요가 없다. 그 때문에, 광의 이용효율이 높아져서 높은 표시 콘트라스트가 기대된다. 그렇지만, 종래의 액정 마이크로캡슐을 사용한 액정표시소자에 있어서는, 액정층내의 갭슐 사이에 공극이 발생하여 거기에 기포가 잔류하고 있었기 때문에, 이 공극부와 캡슐의 계면에서의 광의 반사 및 굴절이 현저하게 커졌다.
따라서, 상기 액정표시소자에 있어서는 광산란이 커져서 높은 콘트라스트를 얻을 수 없었다. 또, 각각 흡수파장이 다른 3색의 액정층을 적층한 경우에는, 캡슐 사이의 공극부를 광이 투과하여 버리기 때문에 균일한 광흡수가 수행되지 않아 양호한 혼색성(混色性)을 얻을 수 없었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 높은 콘트라스트에서의 표시로 표시를 행하는 것이 가능한 액정표시소자를 형성할 수 있는 액정 마이크로캡슐을 제공함에 그 목적이 있다.
또 본 발명은, 양호한 혼색성을 갖는 액정표시소자를 형성하는 것이 가능한 액정 마이크로캡슐을 제공함에 그 목적이 있다.
또 본 발명은, 높은 콘트라스트로 표시를 수행하는 것이 가능한 액정표시소자를 제공함에 그 목적이 있다.
더욱이 본 발명은, 양호한 혼색성을 갖는 액정표시소자를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부를 개략적으로 나타낸 상면도 및 4B-4B선에 따른 단면도,
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부를 개략적으로 나타낸 상면도 및 5B-5B선에 따른 단면도,
도 6a 및 도 6b는 각각 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부를 개략적으로 나타낸 상면도 및 일부 사시도,
도 7a 및 도 7b는 각각 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부의 형성방법을 개략적으로 나타낸 상면도 및 사시도,
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부를 개략적으로 나타낸 사시도,
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부의 형성방법을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 10은 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 11a 내지 도 11c는 각각 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자의 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 12a 내지 도 12d는 각각 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자의 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 13a 및 도 13b는 각각 본 발명의 제2태양에 따른 액정표시소자의 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 14a 내지 도 14f는 각각 본 발명의 제2태양에 따른 액정표시소자에 있어서 사용되는 밀봉부재의 형상을 개략적으로 나타낸 평면도,
도 15a 내지 도 15c는 각각 본 발명의 제2태양에 따른 액정표시소자의 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 16은 본 발명의 제3태양에 따른 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 17은 본 발명의 제4태양에 따른 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 18a 내지 도 18c는 각각 본 발명의 제5태양에 따른 액정 마이크로캡슐을 개략적으로 나타낸 도면,
도 19는 본 발명의 제5태양에 따른 액정 마이크로캡슐을 사용한 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 20a 및 도 20b는 각각 본 발명의 예 4 및 예 9에 따른 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 사시도 및 단면도,
도 21의 (a) 내지 (h)는 각각 본 발명의 예 4 및 예 9에 따른 액정표시소자의 구동방법을 개략적으로 나타낸 도면,
도 22a 내지 도 22c는 각각 본 발명의 예 17에 따른 액정표시소자의 액정층을 나타낸 상면도,
도 23은 본 발명의 예 23에 따른 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 24는 예 25의 액정표시소자에 의해 표시되는 옐로우, 마젠타, 시안, 레드, 블루 및 그린의 색도좌표를 나타낸 그래프,
도 25는 본 발명의 예 26에 따른 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 26은 본 발명의 예 27에 따른 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 --- 액정표시소자,
2, 3 --- 기판, 4 --- 전극,
5 --- 대향전극, 6 --- 액정층,
7 --- 액정 마이크로캡슐,
8 --- 투명미립자, 9 --- 돌기부,
10 --- 상부, 11 --- 수지층,
12 --- 수지, 13 --- 용매,
15 --- 바인더제, 16 --- 피막,
20 --- 원, 30 --- TFT.
본 발명의 1측면에 의하면, 액정재료 및 이 액정재료를 포함하는 표면에 凹를 갖춘 투명피막을 구비하고, 투명피막의 투영의 윤곽과 상기 투영에 외접하는 원과의 사이의, 이 원의 중심을 통과하는 직선상에서의 거리의 최대치가 상기 원의 반경의 10∼35%인 액정 마이크로캡슐이 제공된다.
상기 액정 마이크로캡슐에 있어서, 투명피막의 외측표면은 친수기(親水基)로 수식(修飾)되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판과; 이 기판의 전극이 형성된 면에 배치되고, 액정재료를 투명피막에 포함하여 이루어진 액정 마이크로캡슐을 포함하는 액정층 및; 이 액정층상에 설치된 대향전극을 구비하고, 상기 액정 마이크로캡슐의 상호 서로 이웃하는 것끼리는 접촉하고 있고, 이들 접촉하는 복수의 액정 마이크로캡슐에 에워싸여 형성되는 공극에, 상기 공극에 의해 생기는 광산란을 방지하는 투명충전체가 배치된 액정표시소자가 제공된다.
상기 액정표시소자에 있어서, 투명충전체로서는 예컨대 액정 마이크로캡슐의 평균 입자직경보다도 작은 평균 입자직경을 갖는 투명미립자를 사용할 수 있다. 또, 이 투명충전체는 기판에 형성된 전극 및 대향전극의 적어도 한쪽의 대향면에 형성된 테이퍼모양의 돌기부이어도 좋다. 더욱이, 상기 투명충전체는 액정 마이크로캡슐의 투명피막과 일체화된 수지이어도 좋다.
상기 액정표시소자에 있어서, 투명충전체는 액정층과 대향전극과의 사이에 투명박막을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우, 대향전극상에 투명기판을 구비하고, 투명박막은 액정층의 표면을 평탄화하는 평탄화층이어도 좋다. 또, 이 경우 투명피막은 액정층을 보호하는 보호막이어도 좋다.
상기 액정표시소자에 있어서, 투명충전체의 유리전이온도는 투명피막의 유리전이온도보다도 20℃ 이상 낮은 것이 바람직하다. 또, 상기 액정표시소자에 있어서, 투명충전체의 굴절률과 투명피막의 굴절률의 차는 0.02 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 각각의 대향면에 전극이 형성된 한쌍의 기판과, 한쌍의 기판 사이에 끼워지고 액정재료를 투명피막에 포함하여 이루어진 액정 마이크로캡슐을 포함하는 액정층 및, 액정층상에 설치된 대향전극을 구비하고, 액정 마이크로캡슐의 상호 서로 이웃하는 것끼리는 접촉하고 있고, 이들 접촉하는 복수의 액정 마이크로캡슐에 에워싸여 형성되는 공극이, 상기 공극에 의해 생기는 광산란을 방지하는 투명한 유체로 충만된 액정표시소자가 제공된다.
상기 액정표시소자에 있어서, 한쌍의 기판 사이에 상기 액정층을 에워싸도록 배치된 밀봉부재를 구비하는 것이 바람직하다. 또, 상기 액정표시소자에 있어서, 유체의 굴절률과 투명피막의 굴절률의 차는 0.02 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판과; 이 기판의 전극이 형성된 면에 설치되고, 제1액정재료를 제1투명피막에 포함하여 이루어지고, 극성용매내에서 정의 제타전위를 갖는 제1액정 마이크로캡슐과, 제2액정재료를 제2투명피막에 포함하여 이루어지고, 상기 극성용매내에서 부의 제타전위를 갖는 제2액정 마이크로캡슐의 혼합물을 포함하는 액정층 및; 액정층상에 설치된 대향전극을 구비한 액정표시소자가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판과; 이 기판의 전극이 형성된 면에 배치되고, 제1액정재료를 제1투명피막에 포함하여 이루어지는 제1액정 마이크로캡슐과, 제2액정재료를 제2투명피막에 포함하여 이루어지는 제2액정 마이크로캡슐과의 혼합물을 포함하는 액정층 및; 액정층상에 설치된 대향전극을 구비하고, 제1액정재료와 제2액정재료는 유전률 이방성이 다르고, 제1액정 마이크로캡슐과 제2액정 마이크로캡슐은 평균 입자직경이 다른 액정표시소자가 제공된다.
상기 액정표시소자에 있어서, 제1액정 마이크로캡슐은 제2액정 마이크로캡슐에 비해 보다 큰 평균 입자직경을 갖고, 제1액정재료는 제2액정재료에 비해 보다 큰 유전률 이방성을 갖는 것이 바람직하다. 또, 제1액정 마이크로캡슐의 평균 입자직경(R1)은 3∼50㎛이고, 제2액정 마이크로캡슐의 평균 입자직경(R2)은 0.1∼30㎛이며, 제1 및 제2액정 마이크로캡슐의 평균 입자직경 R1 및 R2는 다음의 부등식
(R1)2- 2(R1)(R2) - (R2)2≥ 0
을 만족하는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 액정표시소자에 있어서, 제1액정 마이크로캡슐의 임계치전압과 제2액정 마이크로캡슐의 임계치전압과의 차는 0.2V 이하인 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 액정재료 및 소수성 모노머를 혼합하여 액정조성물을 조제하는 공정과, 용매에 유화제를 첨가하여 조제된 유화제에 상기 액정조성물을 입자모양으로 분산시키는 공정 및, 상기 유화액에 수용성 모노머를 첨가하는 공정을 구비한 액정 마이크로캡슐의 제조방법이 제공된다.
상기 액정 마이크로캡슐의 제조방법에 있어서, 액정조성물 및 유화액의 적어도 한쪽에 메틸메타크릴레이트를 첨가하는 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 액정재료 및 이 액정재료를 포함하는 표면에 凹를 갖춘 투명피막을 갖추고, 투명피막의 투영의 윤곽과 이 투영에 외접하는 원과의 사이의, 이 원의 중심을 통과하는 직선상에서의 거리의 최대치가 상기 원의 반경의 10∼35%인 액정 마이크로캡슐을 용매내에 분산하여 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제하는 공정과, 액정 마이크로캡슐 분산액을 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판의 전극상에 도포하여 액정층을 형성하는 공정 및, 액정층상에 대향전극을 설치하는 공정을 구비한 액정표시소자의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 액정재료를 투명피막에 포함하여 이루어진 액정 마이크로캡슐과, 액정 마이크로캡슐의 평균 입자직경보다도 작은 평균 입자직경을 갖는 투명미립자를 용매내에 분산하여 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제하는 공정과, 액정 마이크로캡슐 분산액을 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판의 전극상에 도포하여 액정층을 형성하는 공정 및, 액정층상에 대향전극을 설치하는 공정을 구비한 액정표시소자의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판의 전극 또는 이 전극과 대향하여 설치되는 대향전극의 적어도 한쪽의 대향면에 투명한 테이퍼모양의 돌기부를 형성하는 공정과, 액정재료를 투명피막에 포함하여 이루어지는 액정 마이크로캡슐을 용매내에 분산하여 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제하는 공정, 액정 마이크로캡슐 분산액을 기판의 전극상에 도포하여 액정층을 형성하는 공정 및, 액정층상에 대향전극을 배치하는 공정을 구비한 액정표시소자의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판상에 액정재료를 투명피막에 포함하여 이루어지고, 상호 서로 인접하는 것 끼리가 접촉하여 배치된 액정 마이크로캡슐과, 상기 접촉하는 복수의 액정 마이크로캡슐로 에워싸여 형성되는 공극에 배치되고, 중합함으로써 투명수지를 형성하는 프리폴리머로 구성되는 도포막을 형성하는 공정과, 도포막중의 프리폴리머를 중합하여 액정층을 형성하는 공정 및, 액정층상에 대향전극을 설치하는 공정을 구비한 액정표시소자의 제조방법이 제공된다.
상기 액정표시소자의 제조방법에 있어서, 도포막을 형성하는 공정이 액정 마이크로캡슐을 용매내에 분산하여 액정 마이크로캡슐 분산액을 형성하는 것과, 액정 마이크로캡슐 분산액을 기판의 전극상에 도포하는 것 및, 상기 도포된 액정 마이크로캡슐 분산액상에 프리폴리머를 도포하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
또, 상기 액정표시소자의 제조방법에 있어서, 도포막을 형성하는 공정이 액정 마이크로캡슐과 프리폴리머를 용매내에 분산하여 액정 마이크로캡슐 분산액을 형성하는 것 및, 액정 마이크로캡슐 분산액을 기판의 전극상에 도포하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 극성용매내에서 정의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐과, 부의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐을 상기 용매내에 분산하여 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제하는 공정과, 액정 마이크로캡슐 분산액을 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판상에 도포하여 액정층을 형성하는 공정 및, 액정층상에 대향전극을 설치하는 공정을 갖춘 액정표시소자의 제조방법이 제공된다.
(발명의 실시형태)
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 1에 본 발명의 제1태양(態樣)에 따른 액정표시소자의 단면도를 나타낸다. 이 도면에서, 참조부호 2, 3은 기판을 나타내고 있고, 기판(2,3)의 대향면에는 전극(4) 및 대향전극(5)이 각각 설치되어 있다. 기판(2,3) 사이에는 액정 마이크로캡슐(7)을 포함하는 액정층(6)이 끼워져 있고, 상호에 인접하는 액정 마이크로캡슐(7)로 에워싸여 형성되는 공극에는 광산란을 방지하는 투명충전체로서 투명미립자(8)가 배치되어 있다.
상기 액정표시소자(1)에 있어서, 기판(2,3)으로서는 유리(glass)나 플라스틱 등의 투명기판 등이 사용된다. 또, 전극(4)으로서는 ITO 등의 투명도전막이나 알루미늄 등의 금속막 등이 사용된다. 기판(3)은 반드시 설치할 필요는 없고, 대신에 투명수지 등의 보호막을 설치해도 좋다. 대향전극(5)으로서는 ITO 등의 투명도전막이 사용된다.
액정 마이크로캡슐(7)은, 액정재료와, 액정재료를 포함하는 투명피막으로 구성된다. 이 액정재료로는, 예컨대 하기 일반식 (1)∼(10)에 나타낸 액정화합물을 사용할 수 있다.
상기 일반식 (1)∼(10)에 있어서, 치환기 R 및 X는 각각 알킬기, 알콕시기, 알킬페닐기, 알콕시알킬페닐기, 알콕시페닐기, 알킬시클로헥실기, 알콕시알킬시클로헥실기, 알킬시클로헥실페닐기, 시아노페닐기, 시아노기, 할로겐원자, 플루오르메틸기, 플루오르메톡시기, 알킬페닐알킬기, 알콕시알킬페닐알킬기, 알콕시알킬시클로헥실알킬기, 알킬시클로헥실알킬기, 알콕시알콕시클로헥실알킬기, 알콕시페닐알킬기 및 알킬시클로헥실페닐알킬기로부터 선택되고, 치환기 Y는 수소원자 및 할로겐원자로부터 선택된다.
상기 치환기 R 및 X는, 알킬사슬 및 알콕시사슬이 광학 활성을 갖는 것이어도 좋고, 페닐기 또는 페녹시기를 불소원자나 염소원자 등의 할로겐원자로 치환시킨 것이어도 좋다. 또, 상기 치환기 R 및 X는, 페닐기가 수소원자를 1개 또는 2개의 불소원자나 염소원자 등의 할로겐원자로 치환된 것이어도 좋다.
본 발명의 제1태양에 있어서는, 상기 일반식 (1)∼(10)에 나타낸 액정화합물을 혼합하여 사용할 수 있다. 또, 상기 일반식 (1)∼(10)에 나타낸 액정화합물은, 모두 유전이방성이 정(正)이지만, 유전이방성이 부(負)인 액정화합물도 유전이방성이 정인 액정화합물과 혼합하여 혼합 후의 유전이방성을 정으로 함으로써 사용할 수 있다. 또, 적당한 소자구성 및 구동방식을 이용함으로써, 유전이방성이 부인 액정화합물도, 유전이방성이 정인 액정화합물과 혼합하지 않고 사용할 수 있다.
상기 액정화합물은, 2색성 색소와 혼합하여 사용할 수 있다. 2색성 색소를 사용한 액정표시소자에 있어서는, 전압 비인가시에 광흡수가 생긴 경우, 표시색이 흰 빛을 띠게 되기 때문에, 특히 광산란의 저감이 요망되고 있다.
이 2색성 색소로서는, 하기 화학식 (11)∼(19)에 나타낸 옐로우(yellow)색소, 하기 화학식 (20)∼(27)에 나타낸 마젠타(magenta)색소 및 하기 화학식 (28)∼(31)에 나타낸 시안(cyan)색소 등을 들 수 있다.
이들 2색성 색소를 액정화합물에 혼합하는 경우, 액정화합물에 대한 혼합비는 0.01∼10중량%인 것이 바람직하고, 0.1∼5중량%인 것이 보다 바람직하다. 2색성 색소의 혼합비가 하한치 미만인 경우, 충분한 콘트라스트가 얻어지지 않는 경우가 있다. 한편, 상한치를 넘는 경우, 전압인가시에 있어서도 착색이 남기 때문에 콘트라스트가 저하할 우려가 있다.
상술한 액정화합물로 이루어진 액정재료, 혹은 상술한 액정화합물과 2색성 색소의 혼합물로 구성된 액정재료를 포함하는 투명피막의 재료로서는, 멜라민수지, 에폭시수지, 요소수지, 페놀수지, 플란수지 등의 축합계(縮合系) 폴리머(polymer)나, 스틸렌디비닐벤젠공중합체, 메틸메타크릴레이트비닐아크릴레이트공중합체 등의 3차원 가교 비닐폴리머 등의 열경화성 수지를 사용할 수 있다.
또, 투명피막의 재료로서 폴리에틸렌류; 염소화폴리에틸렌류; 에틸렌·초산비닐공중합체, 에틸렌·아크릴산·무수말레인산공중합체 등의 에틸렌공중합체; 폴리부타디엔류; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르류; 폴리프로필렌류; 폴리이소부틸렌류; 폴리염화비닐류; 폴리염화비닐리덴류; 폴리초산비닐류; 폴리비닐알콜류; 폴리비닐아세탈류; 폴리비닐부티랄류; 4불화에틸렌수지류; 3불화염화에틸렌수지류; 불화에틸렌·프로필렌수지류; 불화비닐리덴수지류; 불화비닐수지류; 4불화에틸렌·퍼플루오르알콕시에틸렌공중합체, 4불화에틸렌·퍼플루오르알킬비닐에테르공중합체, 4불화에틸렌·6불화프로필렌공중합체, 4불화에틸렌·에틸렌공중합체 등의 4불화에틸렌공중합체; 불소함유 폴리벤조옥사졸 등의 불소수지류; 아크릴수지류; 폴리메타크릴산메틸 등의 메타크릴수지류; 폴리아크릴로니트릴류; 아크릴로니트릴·부타디엔·스틸렌공중합체 등의 아크릴로니트릴공중합체; 폴리스틸렌류; 할로겐화폴리스틸렌류; 스틸렌·메타크릴산공중합체, 스틸렌·아크릴로니트릴공중합체 등의 스틸렌공중합체; 폴리스틸렌술폰산나트륨, 폴리아크릴산나트륨 등의 이온성 폴리머; 아세탈수지류; 나일론66 등의 폴리아미드류; 젤라틴; 아라비아고무; 폴리카보네이트류; 폴리에스테르카보네이트류; 셀룰로오즈계 수지류; 페놀계 수지류; 요소수지류; 에폭시수지류; 불포화폴리에스테르수지류; 알키드수지류; 멜라민수지류; 폴리우레탄류; 디아릴프탈레이트수지류; 폴리페닐렌옥사이드수지류; 폴리페닐렌술피드류; 폴리술폰류; 폴리페닐술폰류; 실리콘수지류; 폴리이미드류; 비스말레이미드트리아진수지류; 폴리이미드아미드류; 폴리에테르술폰류; 폴리메틸펜텐류; 폴리에테르에테르케톤류; 폴리에테르이미드류; 폴리비닐카르바졸류; 노르볼넨계 비정질 폴리올레핀류; 폴리푸말산에스테르류 등의 열가소성 수지도 사용할 수 있다.
액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막은, 상기 열경화성 수지 및 열가소성 수지로부터 선택되는 2종류 이상의 수지를 사용하여 다층막으로서 형성해도 좋다. 이 경우, 액정 마이크로캡슐(7)의 열안정성을 향상시키기 위해, 투명피막의 최외각에는 열경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
이상과 같이 구성되는 액정 마이크로캡슐(7)은, 계면중합법(界面重合法), in situ중합법, 액중경화피복법(液中硬化被覆法), 수용액계로부터의 상분리법, 유기용액계로부터의 상분리법, 융해분산냉각법, 기중현탁법(氣中懸濁法), 및 스프레이 드라잉(spray drying)법 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또, 액정 마이크로캡슐(7)은, 예컨대 평균 입자긱경이 3㎛∼15㎛ 정도로 되도록 형성된다.
본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 있어서는, 액정 마이크로캡슐로 에워싸여 형성되는 공극(空隙)에 투명충전체가 충전된다. 이 투명충전체는 액정 마이크로캡슐의 투명피막과 공극에 잔류하는 기포 사이의 굴절률의 차에 기인하는 소망하지 않는 광산란을 저감하기 위해 설치된다. 투명충전체와 투명피막의 굴절률의 차는 작을수록 바람직하고, 0.1 이하인 경우에 광산란을 충분히 저감할 수 있고, 높은 콘트라스트를 얻을 수 있다.
이 투명충전체는 여러 가지의 형태를 취할 수 있다. 예컨대, 도 1에 나타낸 액정표시소자(1)와 같이, 투명충전체로서 투명미립자(8)를 사용할 수 있다.
이 투명미립자(8)에 사용되는 재료는, 투명하면서 전기적으로 절연성의 것이면 특별히 제한은 없다. 그렇지만, 유리 등은 투명수지에 비해 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막과의 굴절률의 차가 크다. 따라서, 투명미립자(8)에는 투명수지를 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 상기 투명피막에 사용한 열가소성 수지를 투명미립자(8)의 재료로서 사용한 경우, 투명피막과 투명미립자(8) 사이의 굴절률의 차를 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 투명피막과 투명미립자(8)의 밀착성을 높일 수 있다. 따라서, 공극을 양호하게 저감할 수 있다.
또, 공극을 양호하게 저감하기 위해, 투명미립자(8)는 액정 마이크로캡슐(7)보다도 평균 입자직경이 작을 필요가 있다. 특히, 투명미립자(8)의 평균 입자직경이 액정 마이크로캡슐(7)의 평균 입자직경의 10% 이하인 경우, 투명미립자(8)가 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극에 용이하게 파고 들어가는 것이 가능하게 되기 때문에, 공극에 잔류하는 기포를 양호하게 저감할 수 있다.
또, 투명미립자(8)의 평균 입자직경은 액정 마이크로캡슐(7)의 평균 입자직경의 1% 이하인 것이 바람직하다. 액정 마이크로캡슐(7)의 평균 입자직경이 1% 이상의 경우, 1개의 공극에 충전되는 투명미립자(8)가 적어지기 때문에, 광반사가 생기는 계면을 저감할 수 있다. 따라서, 콘트라스트를 보다 높게 할 수 있다.
이상 설명한 투명미립자(8)를 사용한 액정표시소자(1)에 있어서, 액정층(6)은 액정 마이크로캡슐(7)과 투명미립자(8)를 소정의 용매내에 분산시킨 액정 마이크로캡슐 분산액을 도포 또는 인쇄함으로써 형성된다.
일반적으로, 액정 마이크로캡슐 분산액을 도포 또는 인쇄하면, 상기 용매를 증발·건조시키기까지의 과정에서, 액정 마이크로캡슐 사이에 인력이 생겨 액정 마이크로캡슐은 상호 융착(融着)한다. 그렇지만, 종래의 액정표시소자에 있어서는, 이 융착은 완전한 것이 아니고, 액정 마이크로캡슐 사이에 공극이 생겨 거기에 기포가 잔류한다.
그에 반해, 분산액내에 상기 투명미립자(8)를 함유시키면, 투명미립자(8)가 이 공극에 충전되고, 더욱이 투명미립자(8)와 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막이 융착한다. 따라서, 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극이 저감되어 기포의 잔류를 억제할 수 있다.
이상, 투명충전체로서 투명미립자(8)를 사용한 경우에 대해 설명했지만, 투명충전체는 기판 표면에 설치되는 테이퍼모양의 돌기부이어도 좋다.
도 2에 투명충전체로서 돌기부가 이용된 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자의 단면도를 나타낸다. 이 도면에서, 투명충전체인 돌기부(9)는 기판(2)상에 설치되고, 테이퍼모양의 형상을 갖고 있다.
이 돌기부(9)는 여러 가지의 형상으로 형성될 수 있다. 도 3에 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부의 사시도를 나타낸다. 도 3에 있어서, 액정 마이크로캡슐(7)은 돌기부(9)의 측면에 접하도록 배치되어 있다. 돌기부(9)는, 기판(도시하지 않음)상에 설치되어 있고, 원추모양, 삼각추모양, 혹은 사각추모양 등의 형상을 갖고 있다. 이와 같이, 돌기부(9)는 추모양 혹은 평탄한 상면을 갖는 대지(臺地)모양의 형상으로 형성될 수 있다.
이 돌기부(9)는, 측면이 곡면으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 도 4a에 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부의 상면도를 나타내고, 도 4b에 그 4B-4B에 따른 단면도를 나타낸다. 또, 도 5a에 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부의 상면도를 나타내고, 도 5b에 그 5B-5B에 따른 단면도를 나타낸다. 도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b에 있어서, 참조부호 2는 기판을 나타내고, 참조부호 9-1 및 9-2는 돌기부를 나타낸다.
이들 도 4a 및 도 4b에서, 돌기부(9-1)는 측면이 凹모양의 곡면으로 구성된 삼각추모양의 형상을 갖고 있다. 이와 같이 돌기부(9-1)의 측면을 凹모양의 곡면으로 구성함으로써, 액정 마이크로캡슐(7)의 밀착성이 향상되어 기포의 잔류를 보다 양호하게 방지할 수 있다.
또, 도 5a 및 도 5b에 나타낸 바와 같이, 측면이 凹모양의 곡면으로 구성된 사각추모양의 돌기부(9-2)를 설치해도 좋다. 이와 같이, 돌기부(9-2)의 형상을 삼각추모양 혹은 사각추모양으로 함으로써, 액정 마이크로캡슐(7)의 배열을 제어할 수 있다.
기포의 잔류를 방지하면서 액정 마이크로캡슐(7)의 배열을 제어하기 위해, 돌기부(9)를 격자모양으로 형성해도 좋다.
도 6a 및 도 6b에 격자모양으로 형성된 돌기부의 상면도 및 그 일부의 사시도를 각각 나타낸다. 도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, 돌기부(9-3)는 전극(4)상에 형성되어 있고, 격자모양의 형상을 갖고 있다. 격자모양의 돌기부(9-3)의 상부(10)는 평탄하고, 저부에 비해 폭이 좁게 되어 있다. 또, 돌기부(9-3)의 측면은 凹모양의 곡면으로 구성되어 있다. 이와 같이 돌기부(9-3)를 격자모양으로 하고, 격자의 간격을 적절히 선택함으로써, 돌기부(9-3)로 에워싸인 공간에 배치되는 액정 마이크로캡슐의 수 및 배열을 제어할 수 있다.
이상 설명한 테이퍼모양의 돌기부(9)는, 예컨대 전극(4)상에 수지층을 형성하고, 이 수지층을 소정의 패턴으로 성형·프레스함으로써 형성할 수 있다.
또, 이 테이퍼모양의 돌기부(9)는 이하와 같이 하여 형성할 수 있다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면서, 도 6a 및 도 6b에 나타낸 돌기부(9-3)의 형성방법을 설명한다. 여기에서, 도 7a 및 도 7b는 각각 돌기부의 형성방법의 개략을 나타낸 상면도 및 사시도이다.
먼저, 테이퍼모양의 돌기부를 형성함에 있어서, 전극(4)상에 소정의 패턴으로 수지막을 형성한다. 이 수지막상에, 보다 체적팽창률이 작은 수지, 즉 경화에 의한 수축이 보다 큰 수지막을 형성한다. 이와 같이 하여 복수의 수지막을, 아래쪽에 있어서 체적팽창률이 크고, 위쪽에 있어서 작아지도록 적층함으로써, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 격자모양의 수지층(11-1)을 형성한다. 이때, 수지층(11-1)의 측면은 전극(4)의 표면에 대해 수직한 평면이다.
다음에, 수지층(11-1)을 경화한다. 수지층(11-1)은 위쪽 및 아래쪽에서 체적팽창률이 다르기 때문에, 체적의 차가 생긴다. 그 결과, 도 6a 및 도 6b에 나타낸 테이퍼모양의 돌기부(9-3)가 형성된다.
상술한 돌기부(9)는 기판(2,3)의 어느 것에 설치해도 좋지만, 액정 마이크로캡슐 분산액이 도포되는 기판상에 설치하는 것이 바람직하다. 또, 기판(2,3)의 양쪽에 설치해도 좋다. 또, 돌기부(9)의 높이는 액정 마이크로캡슐(7)의 평균 입자직경에 비해 5∼50% 정도인 것이 바람직하다. 이와 같이 돌기부(9)를 형성함으로써, 액정 마이크로캡슐(7)의 충전밀도를 저감하는 일없이 공극을 저감할 수 있다.
돌기부(9)에 사용되는 재료로서는, 상술한 투명미립자(8)에 사용되는 것과 마찬가지의 투명수지를 들 수 있다. 돌기부(9)는, 예컨대 감광성 수지를 사용하여 형성하는 경우, 전극(4)상에 복수 종류의 감광성 수지를 사용하여 수지층을 적층하고, 소망하는 패턴으로 패터닝함으로써 형성할 수 있다. 이때, 경화 후에서의 체적이 최상층에 있어서 가장 작고, 최하층에 있어서 가장 커지도록 감광성 수지를 각각 선택함으로써, 테이퍼모양으로 형성할 수 있다.
이상 설명한 돌기부(9)는, 중앙이 움푹 들어간 주상체(柱狀體)이어도 좋다.
도 8a 및 도 8b에 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 돌기부의 사시도를 나타낸다. 도 8a에 나타낸 돌기부(9-4)는 중앙부가 움푹 들어간 삼각기둥이고, 도 8b에 나타낸 돌기부(9-5)는 중앙부가 움푹 들어간 사각기둥이다. 이러한 중앙부가 움푹 들어간 기둥모양의 돌기부(9-4,9-5)를 이용하면, 액정 마이크로캡슐 사이의 공극을 보다 저감할 수 있다.
이 돌기부(9-4,9-5)는 이하와 같이 하여 형성한다. 먼저, 삼각기둥모양 혹은 사각기둥모양으로 수지층(11-2,11-3)을 형성한다. 이때, 수지층(11-2,11-3)은 단부를 체적팽창률이 큰 수지로 구성하고, 중앙부를 체적팽창률이 작은 수지로 구성한다. 다음에, 수지층(11-2,11-3)을 경화한다. 그에 따라, 수지층(11-2,11-3)의 중앙부와 단부에서 체적에 차가 생겨 중앙부가 움푹 들어간 기둥모양의 돌기부(9-4,9-5)가 형성된다.
이와 같이, 돌기부(9)의 적어도 일부의 형상을 기판(2) 또는 기판(3)측으로부터 액정층(6)의 중앙부로 향해 테이퍼모양으로 함으로써, 액정 마이크로캡슐(7) 사이에 형성되는 공극을 저감하여 광산란을 억제할 수 있다.
이상, 투명충전체로서 돌기부(9)를 사용한 경우에 대해 설명했지만, 투명충전체는 액정 마이크로캡슐의 투명피막과 일체화된 수지이어도 좋다.
도 10에 투명충전체로서 액정 마이크로캡슐의 투명피막과 일체화된 수지가 이용된 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자의 단면도를 나타낸다. 이 도면에서, 액정층(6)은 인접하여 배치된 액정 마이크로캡슐(7)과, 액정 마이크로캡슐(7)에 의해 형성된 공극을 충전하고 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막과 일체화된 수지(12)로 구성되어 있다.
도 11a∼도 11c를 참조하면서 도 10에 나타낸 액정표시소자(1)의 제조방법에 대해 설명한다. 도 11a∼도 11c는 각각 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자의 제조방법의 개략을 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 11a에 나타낸 바와 같이, 액정 마이크로캡슐(7)과 상술한 투명미립자(8)를 소정의 용매(13)에 분산시킨 액정 마이크로캡슐 분산액을 전극(4)이 형성된 기판(2)상에 도포한다. 이때, 투명미립자(8)에는, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막에 비해 유리전이온도가 낮은 수지를 사용한다.
다음에, 도 11b에 나타낸 바와 같이, 용매(13)를 제거한다. 이 시점에서, 액정 마이크로캡슐(7) 사이 및 액정 마이크로캡슐(7)과 투명미립자(8) 사이에서 융착이 생긴다. 그 결과, 액정 마이크로캡슐(7)에 의해 형성되는 공극의 대부분은 투명미립자(8)로 충전되지만, 약간의 공극이 잔류하고 있다.
다음에, 도 11c에 나타낸 바와 같이, 액정층(6)을 투명미립자(8)의 유리전이온도보다도 높으면서 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 유리전이온도보다 낮은 온도로 가열한다. 이에 따라, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막이 파괴되는 일없이 투명미립자(8)가 유리화되어 수지(12)를 형성한다. 이 수지(12)는 자유로운 형상을 취할 수 있기 때문에, 액정 마이크로캡슐(7) 사이에 잔류된 약간의 공극에도 침입하여 잔류하는 약간의 공극도 거의 완전히 충전한다. 또, 투명미립자(8)가 유리화됨으로써, 액정 마이크로캡슐(7)은 변형가능으로 되기 때문에, 보다 높은 밀도로 충전된다.
더욱이, 수지(12)를 냉각하여 경화시킨다. 이와 같이 하여, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막과 수지(12)를 일체화시킨다.
상술한 방법에 있어서는, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막과 수지(12)를 일체화시키기 위해, 투명피막과 투명미립자(8) 사이의 유리전이온도차를 이용하고 있다. 그 때문에, 이 유리전이온도차가 작으면, 투명미립자(8)가 충분히 유리화되지 않거나, 혹은 투명피막까지 유리화되어 액정 마이크로캡슐(7)이 파괴될 우려가 있다. 따라서, 상기 유리전이온도차가 충분히 커지도록, 투명피막 및 투명미립자(8)의 재료를 선정하는 것이 바람직하다. 이 유리전이온도차는 클수록 바람직하지만, 20℃ 이상이면 충분하다.
또, 상술한 방법에 있어서, 투명미립자(8)는 유리화된다. 그 때문에, 투명미립자(8)로서 직경이 작은 것을 사용해도 광산란이 증대할 우려가 없다. 또, 투명미립자(8)의 직경을 작게 함으로써, 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극으로 균일하게 분포시킬 수 있고, 또한 용이하게 유리화할 수 있다. 따라서, 투명미립자(8)의 평균 입자직경은 작을수록 바람직하다. 특히, 투명미립자(8)의 평균 입자직경은 액정 마이크로캡슐(7)의 평균 입자직경 이하인 것이 바람직하고, 액정 마이크로캡슐(7)의 평균 입자직경의 10% 이하인 것이 바람직하다.
이상, 투명피막과 수지(12)를 일체화시키기 위해 투명미립자(8)를 사용하는 경우에 대해 설명했지만, 투명미립자(8) 대신에 상술한 돌기부(9)를 사용할 수도 있다. 즉, 돌기부(9)에 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막에 비해 유리전이온도가 낮은 수지를 사용하고, 투명미립자(8)를 사용한 경우와 마찬가지로 하여 돌기부(9)를 유리화하여 수지(12)를 형성함으로써, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막과 수지(12)를 일체화할 수 있다. 한편, 이 경우, 돌기부(9)는 유리화함으로써 자유로운 형상을 취할 수 있기 때문에, 반드시 테이퍼모양으로 형성할 필요는 없고, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 바와 같은 격자모양이나, 도 9a 및 도 9b에 나타낸 바와 같은 기둥모양으로 형성할 수 있다.
또, 도 10에 나타낸 액정표시소자(1)는 이하와 같이 하여 제조해도 좋다.
도 12a∼도 12d를 참조하면서 도 10에 나타낸 액정표시소자(1)의 다른 제조방법을 설명한다. 도 12a∼도 12d는 각각 본 발명의 제1태양에 따른 액정표시소자의 다른 제조방법의 개략을 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 12a에 나타낸 바와 같이, 액정 마이크로캡슐(7)을 적당한 용매내에 분산시킨 액정 마이크로캡슐 분산액을 전극(4)이 형성된 기판(2)상에 도포하고, 용매를 제거한다. 이 시점에서, 액정 마이크로캡슐(7) 사이에서 융착이 생긴다. 그렇지만, 이 융착은 근소하고, 액정 마이크로캡슐(7) 사이에는 많은 공극이 형성된다.
다음에, 도 12b에 나타낸 바와 같이, 가열하여 액정 마이크로캡슐(7) 사이에서의 투명피막의 융착을 촉진한다. 그 결과, 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극은 약간 저감되지만, 많은 공극은 잔류한 채이다.
더욱이, 도 12c에 나타낸 바와 같이, 액정 마이크로캡슐(7)상에 바인더제(15)를 도포한다. 이때, 이 바인더제(15)는 소정의 처리에 의해 경화되어 수지(12)를 형성하는 중합성 물질을 함유한 액체이다. 바인더제(15)는 용매를 함유한 것이어도 좋고, 함유하지 않아도 좋다.
다음에, 도 12d에 나타낸 바와 같이, 바인더제(15)를 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극에 침투시켜 공극을 충전한다. 공극에 충전된 바인더제(15)에 가열 혹은 광조사와 같은 소정의 처리를 실시함으로써, 바인더제(15)내의 중합성 물질을 중합시켜 경화시킨다. 이와 같이 하여, 바인더제(15)내의 중합성 물질을 중합시킴으로써 수지(12)가 형성되고, 수지(12)는 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막과 일체화된다.
상술한 바와 같이, 바인더제(15)는 수지(12)를 형성하는 중합성 물질을 함유하고 있다. 또, 바인더제(15)는 임의로 용매를 함유한다. 일반적으로, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막은 내유기용제성이 낮다. 즉, 용매로서 극성(極性)이 낮은 유기용매를 사용한 경우, 액정 마이크로캡슐(7)로부터 용매내로 액정재료가 용출할 우려가 있다. 따라서, 용매를 사용하는 경우, 물 등의 극성이 높은 것을 사용하는 것이 바람직하다.
또, 바인더제(15)에 함유되는 수지(15)를 형성하는 중합성 물질은, 상기 극성이 높은 용매에 양호하게 용해 혹은 분해할 필요가 있다. 따라서, 수지(12)를 형성하는 중합성 물질로서는, 수용성 수지나 친수성의 수지미립자를 사용할 수 있다.
바인더제(15)에 함유되는 수용성 수지로서는, 상기 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막에 사용되는 재료의 프리폴리머; 메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트, 아크릴로니트릴 등의 수용성 모노머(monomer); 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 히드록시메틸에틸셀룰로오즈, 카르복시메틸셀룰로오즈, 에틸셀룰로오즈, 니트로셀룰로오즈, 폴리에틸렌글리콜 등을 들 수 있다.
또, 바인더제(15)에 함유되는 친수성의 수지미립자로서는, 카르복실기, 술폰산기, 수산기 등의 친수성 치환기로 표면 수식된 수지미립자를 들 수 있다. 이 수지미립자는, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 터셔리부틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 아크릴레이트, 이소프렌, 이소부틸렌, 아크릴로니트릴, 에스테르, 멜라민, 우레탄, 에폭시, 디비닐벤젠, TMPTA 등을 사용하여 형성할 수 있다.
이 수지미립자는, 표면을 상기 친수성 치환기 외에, 메티롤기, 에폭시기, 이소시아네이트기 등으로 수식하고 있어도 좋다. 또, 이 수지미립자는 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극에 용이하게 침입할 필요가 있기 때문에, 입자직경이 수십㎛∼수백㎛ 정도인 것이 바람직하다.
바인더제(15)로서는, 유성(油性)의 폴리머도 사용할 수 있지만, 이 경우에는 용매를 포함하지 않는, 예컨대 에폭시프리폴리머나 우레탄프리폴리머 등의 액상(液狀)의 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 바인더제(15)는 액정 마이크로캡슐(7)을 적층한 후에 도포된다. 그 때문에, 바인더제(15)는 도포시에는 액정 마이크로캡슐(7)을 형성하는 공극에 침투하기 쉽고, 경화시에는 공극을 효율적으로 충전하는 것이 바람직하다. 즉, 바인더제(15)의 점성이 작은 것이 바람직하고, 점성이 500센티포이즈 이하의 것을 사용함으로써, 도포시의 공극으로의 침투를 용이하게 하고, 경화시의 공극의 충전을 보다 효율적으로 행할 수 있다.
바인더제(15)는 액정 마이크로캡슐(7)의 입자직경이나 사용하는 바인더제(15)의 종류 등에 따라 다르지만, 적어도 공극을 충전할 수 있는 정도로 충분한 양을 도포한다. 또, 바인더제(15)를 과잉으로 도포해도 좋다. 이 경우, 과잉의 바인더제(15)는 액정층(6)의 상부에서 경화되어 피막(16)을 형성한다. 이 피막(16)은 액정층(6)을 보호하는 보호막으로서 사용할 수 있기 때문에, 공정수를 증가시키는 일없이 액정표시소자(1)의 수명특성이나 내구성을 높일 수 있다.
더욱이, 이 피막(16)은 평탄화층으로서도 사용할 수 있다. 통상, 액정 마이크로캡슐(7)을 포함하는 액정층의 표면에는 요철(凹凸)이 형성된다. 그 때문에, 이 액정층상에 대향기판 등을 배치한 경우, 액정층과 대향기판과의 사이에는 무수한 공극이 생겨 버린다. 그에 반해, 상기 피막(16)을 형성한 경우, 액정층의 표면을 평탄화하는 것이 가능하게 된다. 그 때문에, 대향기판과 액정층과의 사이에 공극이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 광산란을 보다 양호하게 방지할 수 있다.
피막(16)을 평탄화층으로서 사용하는 경우, 대향기판은 바인더제(15)내의 중합성 물질이 완전히 중합되기 전에 액정층상에 배치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 대향기판과 액정층과의 사이에 공극이 형성되는 일이 거의 없다.
또, 피막(16)을 평탄화층으로서 사용하는 경우, 피막(16)에 접착성을 부여해도 좋다. 이에 따라, 대향기판과 액정층을 접착시키는 것이 가능하게 되고, 그 결과 액정표시소자의 강도를 향상시킬 수 있다.
한편, 바인더제(15)내의 중합성 물질이 완전히 중합되기 전에 액정층상에 대향기판을 배치하는 경우, 바인더제(15)는 용매를 함유하지 않은 액상의 중합성 물질인 것이 바람직하다. 이 경우, 피막(16)내에 용매가 잔류할 우려가 없다.
상기 바인더제(15)가 저점도인 경우, 바인더제(15)의 누출을 방지할 수 있고, 또한 피막(16)을 소망하는 두께로 제어할 수 있다. 또, 밀봉부재에 접착성을 부여함으로써, 기판(2)과 대향기판의 접합을 행하는 것이 가능하게 된다. 이 밀봉부재에 대해서는, 제2태양에 있어서 상세히 설명하기로 한다.
이상 설명한 제1태양에 있어서, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 굴절률과 투명충전체의 굴절률의 차는 0.1 이하인 것이 바람직하다. 또, 투명피막과 투명충전체를 일체화하는 경우, 일체화된 투명피막 및 투명충전체의 굴절률과, 액정 마이크로캡슐(7)내의 액정재료의 상광선(常光線) 굴절률의 차가, 0.1 이하인 것이 바람직하다. 굴절률의 차가 상기 범위에 있는 경우, 광산란을 보다 효과적으로 저감할 수 있다.
다음에는 본 발명의 제2태양에 대해 설명한다. 상기 제1태양에 있어서는 광산란을 저감하기 위해 투명충전체를 사용하는 것에 대해 설명했지만, 액정 마이크로캡슐 사이의 공극을 투명한 유체로 채우는 것에 의해서도 광산란을 저감할 수 있다. 도 13a 및 도 13b를 참조하면서 설명한다.
도 13a 및 도 13b는 각각 본 발명의 제2태양에 따른 액정표시소자의 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 12a 및 도 12b에 관해 설명한 것과 마찬가지의 공정을 실시한다. 즉, 기판(2)상에 액정 마이크로캡슐(7)을 배치하여 액정층(6-1)을 형성한다. 칼라표시를 행하는 경우에는, 액정층(6-1)상에 투명전극(5-1), 액정층(6-2), 투명전극(5-2) 및 액정층(6-3)을 순차 적층한다. 이때, 액정층(6-1∼6-3)에서는 액정 마이크로캡슐(7)의 흡수파장이 각각 다르다.
다음에, 기판(2)상에 액정층(6-1∼6-3)의 주위를 에워싸도록 밀봉부재(17)를 형성한다. 이 밀봉부재(17)에 사용되는 재료로서는, 예컨대 접착성을 갖는 재료를 들 수 있다.
다음에, 도 13a에 나타낸 바와 같이, 액정 마이크로캡슐(7) 사이에 형성된 공극을 투명한 유체(18)로 채운다. 유체(18)는, 액정 마이크로캡슐(7) 사이에 형성된 공극을 완전히 채우고, 액정층(6-1∼6-3)을 덮도록 공급한다. 기판(2)상에는 밀봉부재(17)가 형성되어 있기 때문에, 기판(2)상으로부터의 유체의 유출이 방지된다. 이 경우, 통상 투명전극(5-1,5-2)은 패터닝되기 때문에, 유체(18)는 액정층(6-3)내의 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극뿐만 아니라, 액정층(6-1,6-2)내의 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극내에도 용이하게 공급된다.
더욱이, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 액정층(6-3)상에 대향기판(3)을 배치한다. 대향기판(3)의 한쪽의 주면에는 투명전극(5-3)이 형성되어 있다. 대향기판(3)을 기판(2)으로 향하여 압압(押壓)함으로써, 여분의 유체(18)는 배출되고, 액정 마이크로캡슐(7) 사이 및 액정층(6-3)과 대향기판(3) 사이에는 적량의 유체(18)가 잔류한다. 이때, 밀봉부재(17)와 대향기판(3)의 접착을 행함으로써, 기판(2,3) 사이의 공극을 유체(18)로 완전히 채우는 것이 가능하게 된다.
따라서, 유체(18)로서 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막과 거의 같은 굴절률을 갖는 재료를 사용함으로써, 제1태양에 있어서 설명한 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 더욱이, 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극을 유체(18)로 채운 경우, 이하에 나타낸 효과를 얻을 수 있다.
도 13b에 나타낸 액정표시소자(1-1)를 가열하면, 액정 마이크로캡슐(7)의 팽창을 일으킨다. 유체(18)를 사용하고 있지 않은 경우, 액정 마이크로캡슐(7)이 팽창함으로써, 대향기판(3)의 밀봉부재(17)와의 접착부 근방에 국소적으로 높은 압력이 가해진다. 그 때문에, 대향기판(3)이 밀봉부재(17)로부터 박리할 우려가 있다. 그에 반해, 유체(18)를 사용한 경우, 유체(18)는 액정층(6)내에서 이동가능하므로, 대향기판은 凸모양으로 만곡할 수 있다. 따라서, 액정 마이크로캡슐(7)의 팽창에 의해 생기는 압력이 분산되어 상기 박리가 방지된다.
밀봉부재(17)는 탄력성을 갖는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 경우, 상술한 압력의 집중을 완화하여 상기 박리를 보다 양호하게 방지할 수 있다.
액정층(6-3)과 대향기판(3)과의 거리는 2㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 광투과율을 90% 이상으로 하는 것이 가능하게 된다. 또, 액정층(6-3)과 대향기판(3)과의 사이의 거리는 1㎛ 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 가열시에 충분한 양의 유체(18)를 액정층(6)내로 이동시킬 수 있기 때문에, 상기 박리를 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
상기 유체(18)로서는, 예컨대 실리콘오일 및 머신유 등의 오일류; 폴리에스테르올리고머, 에틸렌계 올리고머, 폴리에테르올리고머, 폴리아미드계 올리고머 등의 액상의 올리고머; 아세트초산에틸, 디부틸케톤, 디메틸옥탄, 데카린, 데칸, 트리데칸, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜 등의 고비점(高沸點) 액체; 폴리머용액; 및 이들의 혼합물 등과 같은 투명한 액체를 들 수 있다.
상기 유체(18)의 굴절률과 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 굴절률과의 차는, 0.1 이하인 것이 바람직하다. 굴절률의 차가 상기 범위에 있는 경우, 광산란을 보다 효과적으로 저감할 수 있다.
또, 통상 상기 액정표시소자(1-1)의 제조공정에 있어서는 열공정이 존재하 기 때문에, 상기 유체(18)는 150℃ 이상의 비점(沸點)을 갖는 것이 바람직하다.
밀봉부재(17)의 재료로서는, 예컨대 에폭시, 불포화폴리에스테르, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리에테르, 폴리우레탄, 폴리이미드, 디엔계 수지, 아크릴수지 및 이들의 전구체(前驅體) 등을 들 수 있다. 또, 밀봉부재(17)의 재료로서, 상술한 재료에 실리카, 탄산칼슘, 유리섬유, 티탄산바륨, 클레이(clay) 등의 무기충전체를 혼합한 혼합물; 혹은 이들에 감광성 혹은 열경화성을 부여한 물질 등도 사용할 수 있다.
밀봉부재(17)는 도 14a∼도 14f에 나타낸 바와 같이 여러 가지의 형상으로 형성될 수 있다. 도 14a∼도 14f는 각각 본 발명의 제2태양에 따른 액정표시소자에 있어서 사용되는 밀봉부재를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 14a∼도 14f에 있어서, 기판(2)상에는 액정층(6)이 형성되고, 더욱이 이것을 에워싸도록 밀봉부재(17)가 형성되어 있다.
도 14a에 있어서는, 밀봉부재(17)는 액정 마이크로캡슐로 이루어진 층을 완전히 에워싸고 있다. 따라서, 유체(18)로서 저점도의 액체를 사용한 경우에 있어서도, 유체(18)가 밀봉부재로 에워싸인 공간의 외부로 유출할 우려가 없다.
도 14b∼도 14f에 있어서는, 밀봉부재(17)는 액정 마이크로캡슐로 이루어진 층을 완전히는 에워싸고 있지 않다. 밀봉부재(17)를 이러한 형상으로 형성한 경우, 예컨대 이하에 나타내는 방법에 의해 액정표시소자를 제조할 수 있다.
도 15a∼도 15c는 각각 본 발명의 제2태양에 따른 액정표시소자의 제조방법을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
먼저, 도 15a에 나타낸 바와 같이, 기판(2)상에 액정 마이크로캡슐(7)을 배치하여 액정층(6-1)을 형성한다. 칼라표시를 행하는 경우에는, 액정층(6-1)상에 투명전극(5-1), 액정층(6-2), 투명전극(5-2) 및 액정층(6-3)을 순차 적층한다. 이때, 액정층(6-1∼6-3)에서는 액정 마이크로캡슐(7)의 흡수파장이 각각 다르다. 기판(2)상에는 예컨대 도 14b에 나타낸 패턴으로 밀봉부재(17)를 형성한다.
다음에, 기판(2)을 약간 경사지게 하고, 액정층(6-1∼6-3)을 유체(18)로 덮는다. 더욱이, 대향기판(3)과 기판(2)을 맞붙인다. 기판(2,3)의 맞붙임은 밀봉부재(17)의 개구부로 향하여 행한다. 이때, 예컨대 롤러 등을 이용하여 기판(2)을 기판(3)에 대해 압압함으로써, 도 15b에 나타낸 바와 같이 상기 개구부로부터 여분의 유체(18)를 배출할 수 있다.
여분의 유체(18)를 제거한 후, 도 15c에 나타낸 바와 같이 접착제(19)를 이용하여 개구부를 밀봉한다. 이상과 같이 하여 액정표시소자(1-1)를 얻는다.
다음에는 본 발명의 제3태양에 대해 설명한다. 본 태양에 있어서는, 광산란을 저감하기 위해 액정재료의 유전률 이방성 및 입자직경이 각각 다른 액정 마이크로캡슐이 사용된다.
도 16에 본 발명의 제3태양에 따른 액정표시소자의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 도 16에 나타낸 액정표시소자(1)에 있어서, 액정층(6)은 보다 큰 입자직경을 갖는 액정 마이크로캡슐(7-4)과, 보다 작은 입자직경을 갖는 액정 마이크로캡슐(7-5)로 구성되어 있다. 이와 같이, 입자직경이 다른 액정 마이크로캡슐(7-4, 7-5)을 사용한 경우, 액정 마이크로캡슐(7-4) 사이에 형성되는 간극을, 액정 마이크로캡슐(7-5)로 충전할 수 있다. 여기서, 액정 마이크로캡슐(7-4)과 액정 마이크로캡슐(7-5)에서 투명피막의 굴절률이 거의 같은 경우, 액정 마이크로캡슐(7-4)과 액정 마이크로캡슐(7-5)의 계면에서의 광산란이 방지된다. 따라서, 제3태양에 의하면, 제1태양에 있어서 설명한 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.
또, 제3태양에 의하면, 제1태양과는 달리 액정 마이크로캡슐(7-4) 사이에 형성되는 간극은 액정 마이크로캡슐(7-5)로 충전된다. 즉, 액정층(6)내에서 액정재료가 차지하는 체적비를 보다 높일 수 있다. 따라서, 광투과율의 제어를 보다 효과적으로 행하는 것이 가능하게 된다.
액정 마이크로캡슐(7-4)의 평균 입자직경은 3∼50㎛인 것이 바람직하다. 액정 마이크로캡슐(7-5)의 평균 입자직경은 0.1∼30㎛인 것이 바람직하다. 또, 액정 마이크로캡슐(7-4)의 평균 입자직경(R1)과 액정 마이크로캡슐(7-5)의 평균 입자직경(R2)은 하기 부등식을 만족하는 것이 바람직하다.
(R1)2- 2(R1)(R2) - (R2)2≥ 0
평균 입자직경(R1,R2)이 상기 범위내에 있고, 또한 상기 부등식으로 나타낸 관계를 만족하는 경우, 광산란을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.
즉, 커다란 마이크로캡슐(액정 마이크로캡슐(7-4))의 간극(커다란 마이크로캡슐과 다른 커다란 마이크로캡슐과의 사이의 간극)에는, 작은 마이크로캡슐(액정 마이크로캡슐(7-5))이 존재하는 구조이다. 여기서, 작은 마이크로캡슐의 입자직경의 크기는, 상기 간극에 알맞게 들어가는 편이 보다 착색효율이 좋아진다. 또, 보다 바람직하게는, 상술한 식을 만족하고, 또한 그 범위내에서는 큰 편이 바람직하다. 한편, 작은 마이크로캡슐의 입자직경의 크기가 너무 작으면 착색효율은 커지지만 산란계수가 커져서, 적층형 액정표시소자의 착색층으로서는 혼색(混色)상의 문제로부터 적합하지 않게 된다.
상술한 바와 같이 제3태양에 의하면, 각각 입자직경이 다른 액정 마이크로캡슐 7-4 및 7-5가 사용된다. 액정 마이크로캡슐(7-4)과 액정 마이크로캡슐(7-5)에서 입자직경만이 다른 것으로 하면, 이들 액정 마이크로캡슐(7-4,7-5) 사이에서는 임계치전압 및 포화전압에 차이를 발생시킨다. 그 때문에, 전기광학특성의 저하를 일으켜 양호한 표시특성을 얻지 못하는 경우가 있다.
이러한 경우, 액정 마이크로캡슐(7-4)과 액정 마이크로캡슐(7-5)에서, 유전률 이방성이 다른 액정재료를 사용하는 것이 바람직하다. 보다 큰 입자직경을 갖는 액정 마이크로캡슐(7-4)에 있어서 보다 큰 유전률 이방성을 갖는 액정재료를 사용하고, 보다 작은 액정 마이크로캡슐(7-5)에 있어서 보다 작은 유전률 이방성을 갖는 액정재료를 사용함으로써, 임계치전압 등을 거의 일치시킬 수 있다. 따라서, 보다 양호한 표시특성을 얻을 수 있다.
액정 마이크로캡슐(7-4,7-5) 사이에서의 임계치전압의 차는 0.2V 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 양호한 표시특성을 얻을 수 있다. 또, 액정 마이크로캡슐(7-4,7-5) 사이에서의 유전률 이방성의 차는, 1.0∼5.0 정도인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 임계치전압의 차를 0.2V 이하로 할 수 있다.
다음에는 본 발명의 제4태양에 대해 설명한다. 상술한 바와 같이, 제1∼제3태양에 있어서는 액정 마이크로캡슐(7) 사이에 형성되는 공극을 투명충전체, 투명한 유체, 혹은 보다 입자직경이 작은 액정 마이크로캡슐로 충전하는 것에 대해 설명했다. 제4태양에 있어서는, 소정의 용매내에 있어서 정(正)의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐과, 부(負)의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐을 혼합하여 액정층을 형성함으로써 보다 광산란을 저감한다.
도 17에 본 발명의 제4태양에 따른 액정표시소자의 개략을 나타낸다. 이 도면에서, 액정표시소자(1)의 액정층(6)은 소정의 용매내에서 정의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐(7-1)과, 부의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐(7-2)로 구성되어 있다.
도 17에 나타낸 액정표시소자(1)는, 예컨대 이하와 같이 해서 제조된다. 먼저, 액정 마이크로캡슐(7-1)과 액정 마이크로캡슐(7-2)을 각각 따로 따로 제작한다. 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)은 소정의 용매, 예컨대 물 등의 극성 용매내에서 각각 정의 제타전위 및 부의 제타전위를 갖도록 제작한다. 이때, 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)의 제타전위는 각각의 투명피막에 사용하는 재료의 종류를 적절히 선택함으로써 제어할 수 있다.
다음에, 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)을 상기 용매내에 분산시켜 혼합하여 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제한다. 이 액정 마이크로캡슐 분산액을 전극(4)이 형성된 기판(2)상에 도포한다. 이때, 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)은 각각 역부호의 제타전위를 갖고 있기 때문에, 한쪽이 다른쪽을 에워싸도록 배치된 경우에 가장 안정하게 된다.
다음에, 기판(2)상에 도포된 액정 마이크로캡슐 분산액으로부터 용매를 제거한다. 한쪽이 다른쪽을 에워싸도록 배치된 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)은, 각각의 사이에 개재하는 용매를 제거함으로써 접촉면적의 증가를 일으킨다.
이러한 현상은, 1종류의 액정 마이크로캡슐을 사용한 경우에 있어서도 일어난다. 그렇지만, 각각 역부호의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)을 사용한 경우, 1종류의 액정 마이크로캡슐을 사용한 경우에 비해, 상기 용매내에서 상호에 접촉함으로써 안정성이 보다 높아지기 때문에, 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2) 사이에서의 접촉면적의 증가가 보다 촉진된다. 그 결과, 1종류의 액정 마이크로캡슐을 사용한 경우에 비해 잔류하는 공극이 저감되는 것이다.
이와 같이, 도 17에 나타낸 액정표시소자(1)에 있어서, 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)은 상호 밀착하고, 액정층(6)에 형성되는 공극은 1종류의 액정 마이크로캡슐로 구성되는 통상의 액정층에 비해 작아지고 있다. 따라서, 액정표시소자(1)를 도 17에 나타낸 구성으로 함으로써, 액정층(6)의 광산란을 저감할 수 있다.
액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)의 투명피막은, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막에 관해 설명한 재료를 사용하여 형성할 수 있다. 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)의 제타전위를 제어하기 위해 어느 재료를 사용해야 할 것인가는 사용하는 용매 등에 따라 다르다. 그렇지만, 이들 재료중, 일반적으로 극성치환기가 없고 탄화수소만으로 이루어진 것, 혹은 알루미기, 4급암모늄기 등을 갖는 것을 사용함으로써, 정의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐(7-1)을 제작할 수 있다. 또, 일반적으로 카르복실기, 카르보닐기, 아미드기, 술폰산기, 혹은 수산기 등을 갖는 것을 사용함으로써, 부의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐(7-2)을 제작할 수 있다.
액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)의 제타전위의 차는, 100mV 이상인 것이 바람직하다. 제타전위의 차를 100mV 이상으로 함으로써, 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2) 사이에서의 밀착성이 높아져 공극을 보다 저감할 수 있다.
또, 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)의 제타전위의 차는 300mV 이하인 것이 바람직하다. 제타전위의 차가 300mV를 넘으면, 액정 마이크로캡슐 분산액내에서 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)의 응집이 생겨 액정층(6)을 균일하게 형성할 수 없는 경우가 있다. 그렇지만, 제타전위의 차를 300mV 이하로 함으로써, 소망하지 않는 응집을 방지할 수 있다.
다음에는 본 발명의 제5태양에 대해 설명한다. 상기 제4태양에 있어서는, 광산란을 저감하기 위해 정의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐과 부의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐을 사용하는 경우에 대해 설명했다. 제5태양에 있어서는, 액정 마이크로캡슐의 표면적을 증가시킴으로써 광산란을 저감한다.
도 18a∼도 18c에 본 발명의 제5태양에 따른 액정표시소자에 사용되는 액정 마이크로캡슐의 개략을 나타낸다. 도 18a 및 도 18c는 액정 마이크로캡슐의 정면도, 도 18b는 도 18a에 나타낸 액정 마이크로캡슐의 측면도이다.
이들 도 18a∼도 18c에 있어서, 액정 마이크로캡슐(7-3)은 비구상(非球狀)의 투명피막과, 투명피막에 포함된 액정재료로 구성되어 있다. 도 18a 및 도 18b에 나타낸 액정 마이크로캡슐(7-3)의 표면에는 凹부가 형성되어 있고, 도 18c에 나타낸 액정 마이크로캡슐(7-3)의 표면에는 큰 凹부가 도랑모양으로 형성되어 있다.
또, 도 19에 상기 액정 마이크로캡슐(7-3)을 사용한 액정표시소자의 단면도를 나타낸다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 액정층(6)내에서 액정 마이크로캡슐(7-3) 사이에는 거의 공극이 생기고 있지 않다.
일반적으로, 액정 마이크로캡슐은 구상(球狀)으로 형성되고, 이러한 액정 마이크로캡슐을 사용하여 액정층을 형성하는 경우, 제4태양에서 설명한 바와 같이 인접하는 액정 마이크로캡슐 사이의 접촉면적을 증가시킴으로써, 공극을 저감할 수 있다.
그렇지만, 인접하는 액정 마이크로캡슐 사이의 접촉면적을 증가시키기 위해서는, 액정 마이크로캡슐을 크게 변형시키지 않으면 안된다. 여기서, 일정의 체적을 고려한 경우, 구는 가장 표면적이 작은 형상이다. 또, 액정 마이크로캡슐내의 액정재료의 체적은 일정하고, 수축하는 일이 없다. 따라서, 액정 마이크로캡슐을 변형시키기 위해서는, 투명피막이 팽창하지 않으면 안된다.
액정 마이크로캡슐의 투명피막은 투명수지로 구성되기 때문에, 어느 정도의 변형은 가능하다. 그렇지만, 그 변형은 불충분하다. 또, 충분히 변형시키기 위해 과잉의 압력 등을 인가한 경우는, 투명피막이 파괴될 우려가 있다.
그에 반해, 도 18a∼도 18c에 나타낸 액정 마이크로캡슐(7-3)은, 비구상의 형상을 갖고 있기 때문에, 동일 체적을 갖는 구에 비해 표면적이 크다. 따라서, 액정 마이크로캡슐(7-3)은 투명피막의 팽창을 수반하는 일없이 도 19에 나타낸 바와 같이 여러 가지의 형상을 취할 수 있다.
본 발명자들은, 액정 마이크로캡슐(7-3)의 형상과 형성되는 공극의 관계를 조사한 바, 도 18b에 나타낸 바와 같이 액정 마이크로캡슐(7-3)의 투영과, 그 투영에 외접(外接)하는 원(20)과의 거리의 최대치(D)가, 외접하는 원(20)의 반경(R)의 10% 이상의 경우에, 투명피막을 파괴하는 일없이 액정 마이크로캡슐(7-3)을 충분히 변형시켜 공극을 저감할 수 있음을 알아냈다.
또, 액정 마이크로캡슐(7-3)의 투영과, 그 투영에 외접하는 원(20)과의 거리의 최대치(D)가, 외접하는 원(20)의 반경(R)의 35%를 넘으면, 투명피막의 표면적이 과잉으로 되어 액정층 형성 후에도 투명피막에 잔금이 그어진 형상의 凹부가 잔류하기 때문에, 광산란이 증가하는 것이 분명해졌다.
따라서, 액정 마이크로캡슐(7-3)의 투영과, 그 투영에 외접하는 원(20)과의 거리의 최대치(D)가, 외접하는 원(20)의 반경(R)의 10∼35%의 범위내에 있는 경우에, 투명피막을 파괴하는 일없이 광산란을 저감할 수 있다. 이 범위는 20∼30%인 것이 바람직하다.
이 비구상의 액정 마이크로캡슐(7-3)은, 종래의 구상의 액정 마이크로캡슐과 혼합하여 사용할 수 있다. 그 경우, 종래의 구상의 액정 마이크로캡슐은, 혼합물중에서 30중량%까지 함유될 수 있다. 함유율이 30중량%이내인 경우, 상기 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 비구상의 액정 마이크로캡슐(7-3)은 in situ중합법이나 현탁중합법 등에 의해 제조된다.
본 발명의 비구상 마이크로캡슐의 제법으로서는, 제1로 수용성의 모노머를 캡슐벽의 원료로 하는 방법과, 가교제의 양을 전 모노머에 대해 2∼20%로 하는 방법의 2가지가 있다. 또, 이들 방법을 조합시켜도 좋다. 수용성의 모노머를 사용하면 초기 캡슐벽이 생성된 후에도 주위의 수용액으로부터 수용성 모노머가 공급되어, 그 결과 비구상으로 된다. 또, 가교제의 양이 전 모노머에 대해 5∼20%이면, 열을 가하여 열중합시키면, 반응시의 열로 액정이 팽창하여 마이크로캡슐은 구상으로 되지만, 실온으로 되돌리면 액정의 체적이 줄어들어 마이크로캡슐은 비구상으로 된다. 가교제의 양이 5% 이하에서는, 마이크로캡슐벽이 약해진다. 한편, 20%를 넘으면, 마이크로캡슐은 쭈글쭈글해져서 광산란이 강해진다.
또, 이 액정 마이크로캡슐(7-3)은 투명피막의 표면이 친수성인 것이 바람직하다. 일반적으로, 액정 마이크로캡슐 분산액을 도포하고, 물 등의 용매를 제거하면, 인접하는 액정 마이크로캡슐 사이에서 투명피막이 융착한다. 이것은, 용매가 증발할 때에 생기는 모관(毛管)현상, 및 물 등의 용매와 액정 마이크로캡슐의 투명피막과의 사이의 수소결합이 관계하고 있다고 생각된다.
따라서, 투명피막의 표면에 수소결합할 수 있는 친수성 치환기를 배치함으로써, 투명피막의 융착이 촉진되어 액정 마이크로캡슐(7-3) 사이의 공극을 보다 저감할 수 있다. 이러한 친수성은, 예컨대 이하와 같이 하여 부여할 수 있다.
표면에 친수성 치환기가 배치된 액정 마이크로캡슐(7-3)을 제조함에 있어서는, 먼저 한쪽에서 액정재료, 소수성 모노머 및 메틸메타크릴레이트 등을 혼합하여 액정조성물을 조제한다. 또, 다른쪽에서 소정의 용매에 유화제를 첨가하여 유화액을 형성한다. 이 경우, 액정조성물에는 필요에 따라 가교제 및 개시제를 혼합한다.
다음에, 상기 유화액내에 액정조성물을 입자[액적(液滴)]모양으로 분산시켜 교반(攪拌)한다. 더욱이, 이 유화액에 수용성 모노머를 첨가한다. 그 결과, 입자모양으로 분산된 액정조성물중의 소수성 모노머와 수용성 모노머가 중합되어 입자모양의 액정조성물의 표면에 투명피막이 형성되고, 비구상의 액정 마이크로캡슐(7-3)이 제조된다.
이와 같이 하여 제조되는 액정 마이크로캡슐(7-3)은, 상술한 바와 같이 수용성 모노머를 유화액내에 첨가시켜 제조된다. 그 때문에, 수용성 모노머와 소수성 모노머의 반응시에 입자모양의 액정조성물의 표면에서, 수용성 모노머는 그 친수기가 유화액측으로 향하도록 배향한다. 그 결과, 투명피막의 외측 표면에 친수기가 배치되어 액정 마이크로캡슐(7-3)에 높은 친수성이 부여되는 것이다.
이상 설명한 방법에서는, 유화액에 액정조성물을 분산시킨 후에 수용성 모노머를 첨가했지만, 유화액에 미리 수용성 모노머를 첨가한 후에 액정조성물을 분산시켜 액정 마이크로캡슐(7-3)을 제조해도 좋다.
친수성의 액정 마이크로캡슐(7-3)을 제조하는데 사용되는 소수성 모노머로서는, 소수성의 아크릴산에스테르; 소수성의 메타크릴산에스테르; 소수성의 푸말산에스테르; 및 이소프렌, 클로로프렌, 부타디엔, 플루오르프렌 등의 디엔유도체를 들 수 있다.
상기 소수성의 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르, 푸말산에스테르로서는, 카르복실기에 결합하는 산소원자에 -CnH2n+1로 나타내어지는 직쇄상(直鎖狀: 직선의 사슬모양)의 포화탄화수소기; -CnH2n+1기 등으로 나타내어지는 환상(環狀) 혹은 불포화결합을 갖는 직쇄상의 탄화수소기; -CnH2n-mFm+1로 나타내어지는 적어도 1개의 수소원자가 불소원자로 치환된 직쇄상의 탄화수소기; -CnH2n-mFm-1로 나타내어지는 적어도 1개의 수소원자가 불소원자로 치환된 환상의 탄화수소기; 페닐기, 알킬페닐기 및 이들의 수소원자의 적어도 1개를 불소원자로 치환한 치환기 등을 갖는 화합물을 사용할 수 있다. 여기서, 식중 n은 2 이상의 정수를 나타내고, m은 2 이상이면서 2n 이하의 정수를 나타낸다.
또, 친수성의 액정 마이크로캡슐(7-3)을 제조하는데 사용되는 수용성 모노머로서는, 수용성의 아크릴산에스테르; 수용성의 메타크릴산에스테르; 아크릴로니트릴; 메타크릴로니트릴유도체 및 그 유도체; 복소고리를 갖는 비닐모노머 등을 들 수 있다.
상기 수용성의 아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르로서는, 카르복실기에 결합하는 산소원자에, 아미노기, 아미드기, 이미드기 등의 아민류의 치환기; 수산기; 및 글리시딜에테르기 등의 친수기를 에스테르부분에 갖는 화합물이나 메틸메타크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
이들 화합물을 액정재료에 혼합하는 경우, 사용하는 재료에 따라 다르지만, 일반적으로 액정재료에 대해 5∼30중량%까지 함유시킬 수 있다. 또, 유화액내에 함유시키는 경우, 유화액에 대해 0.05∼10중량%까지 함유시킬 수 있다.
이상 설명한 제1∼제5태양에 있어서, 액정층(6)에는 가열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 액정층(6)을 액정 마이크로캡슐의 투명피막의 유리전이온도 이하의 온도로 가열함으로써, 공극을 저감할 수 있다.
또, 액정 마이크로캡슐 분산액을 전극(4) 등에 도포한 후, 진공하에서 탈포(脫泡)처리하는 것이 바람직하다. 이러한 탈포처리를 실시함으로써, 액정층(6)에 잔류하는 기포를 제거하여 공극을 보다 저감할 수 있다.
이상 설명한 제1∼제5태양에 있어서, 특별히 기재가 없는 한, 동일의 부호가 붙여진 부재에는 마찬가지의 재료를 사용할 수 있다. 또, 동일의 참조번호가 붙여진 부재에 대해 중복하는 설명은 생략되어 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
예 1
이하에 나타내는 방법에 의해, 도 1에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
액정재료로서는, 정의 유전이방성을 갖는 네마틱액정인 메르크사제의 ZLI- 1840을 사용했다. 이 액정재료 80중량부, 수용성 모노머인 메틸메타크릴레이트 7중량부, 소수성의 모노머인 이소부틸메타크릴레이트 7중량부, 가교제인 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합·용해했다. 이 혼합액을 3중량부의 폴리비닐알콜과 더불어 300중량부의 순수내에 투입하고, 호모디나이저로 유화했다.
이것을 85℃의 온도, 500rpm의 교반속도로 1시간 교반하여 상기 모노머성분을 중합시켰다. 1시간 경과 후, 1㎛의 구멍직경의 필터를 이용하여 상기 혼합액을 여과하고, 순수로 3회 세정함으로써, 액정재료가 투명피막에 포함된 액정 마이크로캡슐(7)을 얻었다. 이때, 이 액정 마이크로캡슐(7)은 평균 입자직경이 6㎛이었다.
다음에, 이 액정 마이크로캡슐(7)과 스틸렌부타디엔공중합체로 이루어지고 평균 입자직경이 0.3㎛의 투명미립자(8)를 10:1의 중량비로 혼합하고, 이 혼합물을 10중량%의 이소프로필알콜수용액내에 10중량%의 농도로 분산시켜 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제했다.
이 액정 마이크로캡슐 분산액을 투명전극(4)이 형성된 유리기판(2)상에 도포·건조함으로써 액정층(6)을 형성했다. 액정층(6)상에 투명전극(5)이 형성된 유리기판(3)을 배치하고, 더욱이 전체를 폴리아미드제의 대(袋)에 넣었다. 이 폴리아미드제의 대의 내부를 감압하고, 120℃의 온도로 가열·밀착함으로써, 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 백색으로부터 투명상태로 변화했다. 투과흡광도로부터 구한 콘트라스트비는 30이었다.
비교예 1
투명미립자(8)를 사용하지 않은 것 이외는, 예 1과 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자에 대해, 현미경으로 관찰한 바, 눈에 띠는 공극은 발견되지 않았지만, 동 조건에서의 콘트라스트비는 23으로 감소했다. 이것은, 투과광강도가 감소했기 때문이고, 액정층내에 미소한 공극이 보다 많이 존재하는 것을 나타내고 있다.
예 2
도 1에 나타낸 액정표시소자(1)를, 2색성 색소를 사용하여 이하에 나타내는 방법에 의해 제작했다.
먼저, 칫소사제의 불소계 액정 LIXON-5065XX에 미츠이 토아츠(三井東壓)사제의 흑색 2색성 색소 S-435를 1중량% 용해하여 액정재료를 조제했다. 이 액정재료 80중량부, 수용성 모노머인 아크릴로니트릴 7중량부, 소수성의 모노머인 2,2,3,3-테트라플루오르프로필메타크릴레이트 7중량부, 가교제인 디비닐벤젠 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합·용해했다. 이 혼합액을 3중량부의 폴리비닐알콜과 더불어 300중량부의 순수내에 투입하고, 호모디나이저로 유화했다.
이것을 85℃의 온도, 500rpm의 교반속도로 1시간 교반하여 상기 모노머성분을 중합시켰다. 1시간 경과 후, 1㎛의 구멍직경의 필터를 이용하여 상기 혼합액을 여과하고, 순수로 3회 세정함으로써, 액정재료가 투명피막에 포함된 액정 마이크로캡슐(7)을 얻었다. 이때, 이 액정 마이크로캡슐(7)은 평균 입자직경이 7㎛이었다.
다음에, 이 액정 마이크로캡슐(7)과 폴리메틸메타크릴레이트로 이루어지고 평균 입자직경이 0.3㎛의 투명미립자(8)를 10:1의 중량비로 혼합하고, 이 혼합물을 10중량%의 이소프로필알콜수용액내에 10중량%의 농도로 분산시켜 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제했다.
이 액정 마이크로캡슐 분산액을 알루미늄 반사전극(4)이 형성된 유리기판(2)상에 도포·건조함으로써 액정층(6)을 형성했다. 액정층(6)상에 투명전극(5)이 형성된 고분자막(3)을 가열롤러(heat roller)로 적층함으로써, 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 흑색으로부터 투명상태로 변화했다. 반사농도계로부터 구한 콘트라스트비는 4.2이었다.
비교예 2
투명미립자(8)를 사용하지 않은 것 이외는, 예 2와 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자에 대해, 현미경으로 관찰한 바, 눈에 띠는 공극은 발견되지 않았지만, 동 조건에서의 콘트라스트비는 3.2로 감소했다. 이것은, 흑색의 색농도가 감소했기 때문이고, 액정층내에 미소한 공극이 보다 많이 존재하는 것을 나타내고 있다.
예 3
도 1에 나타낸 액정표시소자(1)를, 부의 유전이방성을 갖는 액정화합물을 액정재료로서 사용하여 이하에 나타내는 방법에 의해 제작했다.
액정재료로서는, 부의 유전이방성을 갖는 네마틱액정인 메르크사제의 ZLI- 2659를 사용했다. 이 액정재료 80중량부, 수용성 모노머인 메틸메타크릴레이트 3중량부, 소수성 모노머인 옥타데실메타크릴레이트 11중량부, 가교제인 디비닐벤젠 1중량부 및 가교제인 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합·용해했다. 이 혼합액을 3중량부의 계면활성제와 더불어 300중량부의 순수내에 투입하고, 호모디나이저로 유화했다.
이것을 85℃의 온도, 500rpm의 교반속도로 1시간 교반하여 상기 모노머성분을 중합시켰다. 1시간 경과 후, 1㎛의 구멍직경의 필터를 이용하여 상기 혼합액을 여과하고, 순수로 3회 세정함으로써, 액정재료가 투명피막에 포함된 액정 마이크로캡슐(7)을 얻었다. 이때, 이 액정 마이크로캡슐(7)은 평균 입자직경이 6㎛이었다.
다음에, 이 액정 마이크로캡슐(7)과 폴리염화비닐로 이루어지며 평균 입자직경이 0.5㎛의 투명미립자(8)를 10:1의 중량비로 혼합하고, 이 혼합물을 10중량%의 이소프로필알콜수용액내에 10중량%의 농도로 분산시켜 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제했다.
이 액정 마이크로캡슐 분산액을 투명전극(4)이 형성된 유리기판(2)상에 도포·건조함으로써 액정층(6)을 형성했다. 액정층(6)상에 투명전극(5)이 형성된 유리기판(3)을 배치하고, 더욱이 전체를 폴리아미드제의 대에 넣었다. 폴리아미드제의 대의 내부를 감압하고, 100℃의 온도로 가열·밀착함으로써, 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 10V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 투명상태로부터 백색으로 변화했다. 투과흡광도로부터 구한 콘트라스트비는 30이었다.
비교예 3
투명미립자(8)를 사용하지 않은 것 이외는, 예 3과 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자에 대해, 현미경으로 관찰한 바, 눈에 띠는 공극은 발견되지 않았지만, 동 조건에서의 콘트라스트비는 23으로 감소했다. 이것은, 투과광강도가 감소했기 때문이고, 액정층내에 미소한 공극이 보다 많이 존재하는 것을 나타내고 있다.
예 4
도 20a 및 도 20b에 나타낸 3층 구조의 칼라 액정표시소자(1-1)를, 투명미립자(8)를 사용하여 이하에 나타내는 방법에 의해 제조했다. 도 20a 및 도 20b는 각각 본 발명의 예 4에 따른 액정표시소자를 개략적으로 나타낸 사시도 및 단면도이다.
3층 구조의 액정표시소자(1-1)를 제조함에 있어서는, 먼저 칫소사제의 불소계 액정 LIXON-5035XX에 상기 화학식 (11)에 나타낸 옐로우색의 안트라키논계 2색성 색소를 용해하여 액정재료(21-1)를 조제했다. 이 액정재료(21-1)를 80중량부, 불소계 메타크릴레이트를 15중량부, 벤조일퍼옥사이드를 0.2중량부의 비로 혼합하고, 3중량부의 계면활성제를 용해한 순수 300중량부에 적하(滴下)·중합했다. 이때, 이 적하·중합은 계면활성제를 함유한 순수를 65℃로 유지하고, 1000rpm의 속도로 교반하면서 행했다.
1시간 중합 후, 1㎛의 구멍직경의 필터로 여과하고, 극단적으로 입자직경이 작은 액정 마이크로캡슐을 제거한 후, 순수로 3회 세정하고 건조함으로써, 평균 입자직경 5㎛의 액정 마이크로캡슐을 얻었다.
다음에, 이 액정 마이크로캡슐 30중량부와 에폭시프리폴리머[에피코트(epi coat)] 8중량부를 혼합하고, 5중량%의 젤라틴수용액 200중량부에 적하·교반하여 미소한 방울모양으로 분산시켰다. 이 분산액의 온도를 40℃로 유지하고, 더욱이 아민계 경화제 3중량부를 순수 50중량부에 용해한 경화제 수용액을 떨어뜨리면서 1시간 교반을 계속했다.
1시간 경과 후, 구멍직경 1㎛의 필터로 여과하고, 극단적으로 입자직경이 작은 액정 마이크로캡슐을 제거한 후, 순수로 3회 세정하고 건조함으로써, 액정재료(21-1)가 불소계 폴리메타크릴레이트막과 에폭시막에 포함된 2중구조의 옐로우의 액정 마이크로캡슐을 얻었다. 이때, 이 옐로우의 마이크로캡슐의 평균 입자직경은 6㎛이었다.
다음에, 상기 화학식 (11)에 나타낸 2색성 색소 대신에, 화학식 (20)에 나타낸 마젠타색의 안트라키논계 2색성 색소를 사용하여 액정재료(21-2)를 조제한 것 이외는, 옐로우의 액정 마이크로캡슐과 마찬가지로 하여 마젠타의 액정 마이크로캡슐을 제작했다. 이때, 이 마젠타의 엑정 마이크로캡슐의 평균 입자직경은 6㎛이었다.
더욱이, 상기 화학식 (11)에 나타낸 2색성 색소 대신에, 화학식 (29)에 나타낸 시안색의 안트라키논계 2색성 색소를 사용하여 액정재료(21-3)를 조제한 것 이외는, 옐로우의 액정 마이크로캡슐과 마찬가지로 하여 시안의 액정 마이크로캡슐을 제작했다. 이때, 이 시안의 엑정 마이크로캡슐의 평균 입자직경은 6㎛이었다.
다음에, 상기 옐로우의 액정 마이크로캡슐과 폴리염화비닐로 이루어지며 평균 입자직경이 0.5㎛의 투명미립자(8)를 10:1의 중량비로 혼합하고, 이 혼합물을 10중량%의 이소프로필알콜수용액내에 10중량%의 농도로 분산시켜 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제했다.
이 액정 마이크로캡슐 분산액을 유리기판(2)상에 도포·건조하고, 테프론판을 꽉 누르고 120℃에서 3시간 가열·밀착시킴으로써, 액정 마이크로캡슐의 최외층의 에폭시막을 유리화시켰다. 실온으로까지 냉각하여 유리화한 에폭시막을 경화시킨 후, 테프론판을 떼어내어 액정층(6-1)을 형성했다. 이때, 유리기판(2)상에는 복수 계통의 TFT(30)가 형성되고, 그 위에는 절연층(도시하지 않음)을 매개로 알루미늄으로 이루어진 반사전극(4)이 형성되어 있다.
이와 같이 하여 형성한 액정층(6-1)상에 투명도전재료를 스퍼터링하고, 이것을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 패터닝하여 투명전극(5-1)을 형성했다. 이때, 투명전극(5-1)은 투명도전재료의 분말을 소정의 용매에 분산시킨 분산액을 패터닝인쇄하는 것에 의해서도 형성할 수 있다.
다음에, 상술한 방법을 이용하여 투명전극(5-1)상에 마젠타의 액정층(6-2), 투명전극(5-2), 시안의 액정층(6-3) 및 투명전극(5-3)을 순차 적층함으로써, 도 20a 및 도 20b에 나타낸 액정표시소자(1-1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1-1)에 있어서, 반사전극(4), 투명전극(5-1,5-2)은 각각 TFT(30)에 전기적으로 접속되어 있다. 투명전극(5-3)상에는 유리기판 또는 고분자막을 배치해도 좋다. 그 경우, 미리 투명전극(5-3)이 설치된 유리기판 또는 고분자막을 이용하여 액정표시소자(1-1)를 제작할 수 있다. 또, 액정층(5-1,5-2,5-3)의 적층순서에 특별히 제한은 없다.
한편, 도 20a 및 도 20b에 있어서, 액정 마이크로캡슐 및 투명미립자는 생략하여 도시되어 있고, 도 20a에 있어서는 액정 마이크로캡슐내의 액정재료(21-n)만이 도시되어 있다.
도 21의 (a)∼(h)에 이 액정표시소자(1-1)의 구동방법의 개략을 나타낸다. 도 21의 (a)∼(h)는 액정표시소자(1-1)에 인가하는 전압의 조합, 액정재료의 배향 및 표시색의 관계를 개략적으로 나타낸 도면이다. 또, 도면중 G는 기준전위인 GND를 의미하고, V는 기준전위와는 다른 소정의 전위를 의미한다. 액정층을 사이에 끼우는 1쌍의 전극의 전위를 각각 G 및 V로 함으로써, 액정층내의 액정재료의 배향이 한 방향으로 제어된다.
상기 액정표시소자(1-1)에서 칼라표시를 행하는 경우, 도 21의 (a)∼(h)에 나타낸 바와 같이, 인가하는 전압의 패턴을 연산회로로 미리 결정해 둔다. 이때, 도면중 1개의 표시색에 대해 1가지의 전압패턴이 나타내어져 있는 것은 교류전압을 인가하기 때문이다.
액정표시소자(1-1)를 도 21의 (a)∼(h)에 나타낸 전압패턴으로 구동한 바, 혼색성이 양호하고, 각각의 색을 양호하게 표시할 수 있음이 확인되었다. 또, 도 21의 (a) 및 (e)에 나타낸 바와 같이, 50Hz, 5V의 교류전압을 인가하여 백색 및 흑색표시를 행한 바, 콘트라스트비는 5.0이었다.
비교예 4
투명미립자(8)를 사용하지 않은 것 이외는, 예 4와 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자를 50Hz, 5V의 교류전압을 인가하여 구동한 바, 백흑의 콘트라스트비가 4.3으로 예 4의 액정표시소자(1-1)에 비해 낮고, 혼색성도 불충분하였다.
예 5
투명미립자(8)를 사용하지 않고, 기판(2)상에 도 8a에 나타낸 돌기부(9-4)를 형성한 것 이외는 예 1과 마찬가지로 하여, 도 2에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
즉, 투명전극(4)이 설치된 기판(2)상에 감광성 아크릴수지를 사용하여 도 8a에 나타낸 돌기부(9-4)를 형성하고, 이 기판(2)상에 투명미립자(8)를 사용하지 않은 것 이외는 예 1과 마찬가지로 하여, 액정 마이크로캡슐 분산액의 도포 등을 행하여 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 백색으로부터 투명상태로 변화했다. 투과흡광도로부터 구한 콘트라스트비는 30이었다.
예 6
투명미립자(8)를 사용하지 않고, 기판(2)상에 도 8b에 나타낸 돌기부(9-5)를 형성한 것 이외는 예 2와 마찬가지로 하여, 도 2에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
즉, 투명전극(4)이 설치된 기판(2)상에 감광성 폴리이미드를 사용하여 도 8b에 나타낸 돌기부(9-5)를 형성하고, 이 기판(2)상에 투명미립자(8)를 사용하지 않은 것 이외는 예 1과 마찬가지로 하여, 액정 마이크로캡슐 분산액의 도포 등을 행하여 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 흑색으로부터 투명상태로 변화했다. 반사농도계로부터 구한 콘트라스트비는 4.2이었다.
예 7
도 8b에 나타낸 돌기부(9-5)를 형성하는 대신에, 도 3에 나타낸 돌기부(9)를 형성한 것 이외는 예 6과 마찬가지로 하여, 도 2에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
즉, 먼저 반사전극(4)이 설치된 기판(2)상에 SiO2층을 형성한 후, 레지스트를 이용하여 패터닝함으로써, 도 3에 나타낸 바와 같이 SiO2로 이루어진 돌기부(9)를 형성했다. 다음에, 돌기부(9)가 형성된 기판(2)상에 투명미립자(8)를 사용하지 않은 것 이외는 예 1과 마찬가지로 하여, 액정 마이크로캡슐 분산액의 도포 등을 행하여 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 흑색으로부터 투명상태로 변화했다. 반사농도계도로부터 구한 콘트라스트비는 4.2이었다.
예 8
도 8b에 나타낸 돌기부(9-5)를 형성하지 않고, 도 4a 및 도 4b에 나타낸 돌기부(9-1)를 형성한 것 이외는 예 6과 마찬가지로 하여, 도 2에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
즉, 반사전극(4)상에 폴리이미드막을 형성하고, 이 폴리이미드막을 성형·프레스함으로써, 도 4a 및 도 4b에 나타낸 돌기부(9-1)를 형성했다. 다음에, 돌기부(9-1)가 형성된 기판(2)상에 투명미립자(8)를 사용하지 않은 것 이외는 예 1과 마찬가지로 하여, 액정 마이크로캡슐 분산액의 도포 등을 행하여 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 흑색으로부터 투명상태로 변화했다. 반사농도계도로부터 구한 콘트라스트비는 4.5이었다.
예 9
투명미립자(8)를 사용하지 않고, 중간기판을 사용하며, 도 6a 및 도 6b에 나타낸 돌기부(9-3)를 형성한 것 이외는 예 4와 마찬가지로 하여, 도 20a 및 도 20b에 나타낸 칼라 액정표시소자(1-1)를 제작했다.
즉, 먼저 두께 0.7㎜의 유리기판(2) 및 두께 0.5㎜의 유리로 이루어진 2매의 중간기판(도시하지 않음)의 각각에 TFT, 게이트배선 및 신호배선을 형성했다. 유리기판(2)의 TFT를 형성한 면에 두께 2㎛의 폴리이미드막(도시하지 않음)을 형성하고, 성형·프레스에 의해 표면에 딤플(dimple)가공을 실시했다. 이 폴리이미드막상에 알루미늄으로 이루어진 반사전극(4)을 1000Å의 두께로 증착하고, 기판(2)에 형성된 TFT의 소스전극에 전기적으로 접속했다.
중간기판의 각각의 양면에는 500Å의 두께로 전극(5-1,5-2)으로서 ITO막을 형성하고, TFT를 형성한 면의 ITO막을 패터닝하여 각 화소마다 TFT의 소스전극에 전기적으로 접속했다.
다음에, 기판(2) 및 2매의 중간기판의 각각에 대해, TFT를 형성한 면에 감광성 폴리이미드를 사용하여 도 6a 및 도 6b에 나타낸 돌기부(9-3)을 형성했다. 이들 기판(2) 및 2매의 중간기판의 각각의 돌기부(9-3)가 형성된 면에, 예 4와 마찬가지로 하여 각각 옐로우, 마젠타, 시안의 액정층(6-1,6-2,6-3)을 형성했다.
또, 기판(2)과는 다른 두께 0.7㎜의 유리기판(도시하지 않음)의 한쪽의 주면에 500Å의 두께로 전극(5-3)으로서 ITO막을 형성했다.
이들 기판(2) 및 2매의 중간기판을, 액정층(6-1,6-2,6-3)이 기판(2)측으로부터 옐로우, 마젠타, 시안의 순서로 배치되도록 적층하고, 더욱이 액정층(6-3)상에 상기 유리기판을 배치하며, 외주부를 주변밀봉제인 에폭시수지로 밀봉했다. 이것을 120℃, 진공하에서 2시간 가열·밀착시킴과 더불어 주변밀봉제인 에폭시수지로 경화함으로써, 액정표시소자(1-1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1-1)를 도 21의 (a)∼(h)에 나타낸 전압패턴으로 구동한 바, 혼색성이 양호하고, 각각의 색을 양호하게 표시할 수 있음이 확인되었다. 또, 도 21의 (a) 및 (e)에 나타낸 바와 같이, 50Hz, 5V의 교류전압을 인가하여 백색 및 흑색표시를 행한 바, 콘트라스트비는 5.0이고, 색조도 양호하였다.
비교예 5
돌기부(9-3)를 설치하지 않은 것 이외는, 예 9와 마찬가지로 하여 3층구조의 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자를 50Hz, 5V의 교류전압을 인가하여 구동한 바, 백흑의 콘트라스트비가 4.3으로 예 4의 액정표시소자(1-1)에 비해 낮고, 혼색성(混色性)도 불충분하였다.
예 10
도 11a 내지 도 11c에 나타낸 방법에 의해 도 10에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
액정재료로서는 정의 유전이방성을 갖는 네마틱액정인 메르크사제의 LIXON 5052를 사용했다. 이 액정재료 80중량부, 아크릴로니트릴 9중량부, 이소프렌 7중량부, 가교제인 디비닐벤젠 1중량부 및, 개시제인 벤조이소퍼옥사이드 0.2 중량부를 혼합·용해했다. 이 혼합액을 3중량부의 폴리비닐알콜과 더불어 300중량부의 순수내에 투입하고, 다공질 유리를 사용한 막유화법으로 유화했다.
이를 85℃의 온도, 500rpm의 교반속도로 1시간 교반하여 상기 모노머성분을 중합시켰다. 1시간 경과 후, 1㎛의 구멍직경의 필터를 이용하여 상기 혼합액을 여과하고, 순수로 세정함으로써 액정재료가 투명피막에 포함된 액정 마이크로캡슐(7)을 얻었다. 이때, 이 액정 마이크로캡슐(7)은 평균 입자직경이 12㎛이었다.
다음에, 이 액정 마이크로캡슐(7)과, 이소프렌고무로 이루어진 투명미립자(8)를 10:1의 중합비로 혼합하고, 이 혼합물을 2중량%의 폴리비닐피롤리돈 수용액내에 25중량%의 농도로 분산시켜 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제했다.
다음에, 도 11a에 나타낸 바와 같이, 이 액정 마이크로캡슐 분산액을 알루미늄으로 이루어진 반사전극(4)이 형성된 유리기판(2)상에 슬리트 코터(slit coater)에 의해 도포했다. 더욱이, 도 11b에 나타낸 바와 같이 건조함으로써 용매를 제거하고, 전극(4)상에서 액정 마이크로캡슐(7)과 투명미립자로 이루어진 층을 형성했다.
다음에, 투명미립자(8)의 유리전이온도 이상, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 유리전이온도 미만의 온도로 에칭하여 투명미립자(8)를 유리화했다. 이를 냉각함으로써 도 11c에 나타낸 바와 같이 유리화된 투명미립자(8)를 경화시켜 수지(12)를 형성하고, 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극이 투명피막과 일체화된 수지(12)로 충전된 액정층(6)을 형성했다.
더욱이, 액정층(6)상에 투명전극(5)이 형성된 고분자막(3)을 배치하고, 가열롤러로 적층함으로써 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 때의 광투과율은 90%이고, 콘트라스트비는 3:1로 양호하였다.
비교예 6
투명미립자(8)를 사용하지 않고 액정층(8)을 형성한 것 이외는, 예 10과 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 즉, 액정층(6)의 공극을 수지(12)로 충전시키지 않고 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자를 50Hz, 12V의 교류전압을 인가하여 구동한 바, 광투과율은 75%로, 액정층(6)의 공극을 수지(12)로 충전한 상기 예 10의 액정표시소자(1)에 비해 콘트라스트가 저하했다.
예 11
폴리비닐피롤리돈 수용액 대신에 히드록시메틸에틸셀룰로오즈 수용액을 사용한 것 이외는, 예 10과 마찬가지로 하여 도 10에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
이 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 때의 광투과율은 92%이고, 콘트라스트비는 3:1로 양호하였다.
비교예 7
투명미립자(8)를 사용하지 않고 액정층(8)을 형성한 것 이외는, 예 11과 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 즉, 액정층(6)의 공극을 수지(12)로 충전시키지 않고 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자를 50Hz, 12V의 교류전압을 인가하여 구동한 바, 광투과율은 75%로, 액정층(6)의 공극을 수지(12)로 충전한 상기 예 11의 액정표시소자(1)에 비해 콘트라스트가 저하했다.
예 12
도 12a 내지 도 12d에 나타낸 방법에 의해 도 10에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
액정재료로서는 정의 유전이방성을 갖는 네마틱액정인 메르크사제의 LIXON 5052를 사용했다. 이 액정재료 80중량부, 메틸메타크릴레이트 7중량부, 디이소부틸푸말산 7중량부 및, 가교제인 TMPTA 0.5중량부를 혼합·용해했다. 이 혼합액을 3중량부의 폴리비닐알콜과 더불어 300중량부의 순수내에 투입하여 호모디나이저로 유화했다.
이를 60℃의 온도, 500rpm의 교반속도로 1시간 교반하여 상기 모노머성분을 중합시켰다. 1시간 경과 후, 1㎛의 구멍직경의 필터를 이용하여 상기 혼합액을 여과하고, 순수로 세정함으로써, 액정재료가 투명피막에 포함된 액정 마이크로캡슐(7)을 얻었다. 이때, 이 액정 마이크로캡슐(7)은 평균 입자직경이 6㎛이었다.
다음에, 이 액정 마이크로캡슐(7)을 1중량%의 히드록시메틸셀룰로오즈 수용액내에 20중량%의 농도로 분산시켜 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제하고, 감압하(1Torr)에서 교반하여 탈포처리를 실시했다.
탈포처리 후의 액정 마이크로캡슐 분산액을 투명전극(4)이 형성된 유리기판(2)상에 디핑에 의해 도포·건조하여 도 12a에 나타낸 바와 같이 액정 마이크로캡슐(7)을 적층했다. 이를 가열하여 도 12b에 나타낸 바와 같이 각각의 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막을 융착시켰다. 이때, 액정 마이크로캡슐(7) 사이에는 공극이 잔류하고 있다.
다음에, 도 12c에 나타낸 바와 같이 적층된 액정 마이크로캡슐(7)상에 상온하에서 4중량%의 폴리비닐알콜(분자량 3000) 수용액을 슬리트 코터를 이용하여 오버코트했다. 또, 폴리비닐알콜 수용액은 0.05㎛(액정 마이크로캡슐(7)이 형성되는 층의 두께의 1% 이하 정도)의 두께로 도포했다.
더욱이, 도 12d에 나타낸 바와 같이, 이 폴리비닐알콜 수용액을 액정 마이크로캡슐(7) 사이에 침투시켜 건조함으로써, 액정 마이크로캡슐(7) 사이의 공극이 수지(12)로 충전된 액정층(6)을 형성했다.
액정층(6)상에 투명전극(5)이 형성된 유리기판(3)을 배치하고, 감압하(1 Torr)에서 밀봉함으로써 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 때의 광투과율은 92%이고, 콘트라스트비는 3:1로 양호하였다.
비교예 8
액정층(6)의 형성에 폴리비닐알콜 수용액을 사용하지 않은 것 이외는, 예 12와 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 즉, 액정층(6)의 공극을 수지(12)로 충전시키지 않고 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자를 50Hz, 12V의 교류전압을 인가하여 구동한 바, 광투과율은 81%로, 액정층(6)의 공극을 수지(12)로 충전한 상기 예 12의 액정표시소자(1)에 비해 콘트라스트가 저하했다.
예 13
디이소부틸푸말산 대신에 이소프렌을 사용하여 액정 마이크로캡슐(7)을 제작한 것 이외는, 예 12와 마찬가지로 하여 도 10에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
이 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 때의 광투과율은 92%이고, 콘트라스트비는 3:1로 양호하였다.
비교예 9
액정층(6)의 형성에 폴리비닐알콜 수용액을 사용하지 않은 것 이외는, 예 13과 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 즉, 액정층(6)의 공극을 수지(12)로 충전시키지 않고 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자(1)를 50Hz, 12V의 교류전압을 인가하여 구동한 바, 광투과율은 81%로, 액정층(6)의 공극을 수지(12)로 충전한 상기 예 13의 액정표시소자(1)에 비해 콘트라스트비가 저하했다.
예 14
이하에 나타내는 방법에 의해 도 10에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
액정재료로서는 정의 유전이방성을 갖는 네마틱액정인 메르크사제의 LIXON 5052를 사용했다. 이 액정재료 80중량부, 디이소부틸푸말산 14중량부 및, 가교제인 TMPTA 0.5중량부를 혼합·용해했다. 이 혼합액을 3중량부의 폴리비닐알콜과 더불어 300중량부의 순수내에 투입하여 호모디나이저로 유화했다.
이를 60℃의 온도, 500rpm의 교반속도로 1시간 교반하여 상기 모노머성분을 중합시켰다. 1시간 경과 후, 1㎛의 구멍직경의 필터를 이용하여 상기 혼합액을 여과하고, 순수로 3회 세정함으로써 액정재료가 투명피막에 포함된 액정 마이크로캡슐(7)을 얻었다. 이때, 이 액정 마이크로캡슐(7)은 평균 입자직경이 6㎛이었다.
다음에, 이 액정 마이크로캡슐(7)을 3중량%의 폴리에틸렌글리콜 수용액내에 20중량%의 농도로 분산시켜 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제하고, 감압하(10-2Torr)에서 교반하여 탈포처리를 실시했다. 이 탈포처리 후의 액정 마이크로캡슐 분산액에 대해 입자도분포측정을 행한 바, 서브미크론 단위의 입자는 관측되지 않았다.
더욱이, 이 액정 마이크로캡슐 분산액을 투명전극(4)이 형성된 유리기판(2)상에 슬리트 코터에 의해 도포·건조함으로써 용매를 제거하여 액정층(6)을 형성했다. 이 때, 액정 마이크로캡슐(7) 사이에는 폴리에틸렌글리콜이 충전되었지만, 공극이 잔류하고 있었다.
다음에, 액정층(6)상에 투명전극(5)이 형성된 플라스틱기판(3)을 배치하고, 감압하(10-3Torr)에서 적층함으로써 액정표시소자(1)를 제작했다. 이에 따라 액정 마이크로캡슐(7) 사이에 잔류하는 공극이 저감되었다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 때의 광투과율은 90%이고, 콘트라스트비는 3:1로 양호하였다.
예 15
플라스틱기판(3)의 적층을 감압하(10-3Torr)에서 수행하지 않은 것 이외는, 예 14와 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 즉, 액정층(6)의 공극을 수지(12)로 완전히 충전시키지 않고 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자(1)를 50Hz, 12V의 교류전압을 인가하여 구동한 바, 광투과율은 80%로, 액정층(6)의 공극을 수지(12)로 완전히 충전한 상기 예 14의 액정표시소자(1)에 비해 콘트라스트비가 저하했다.
예 16
이하에 나타내는 방법에 의해 각각 흡수 파장이 다른 3층의 액정층을 적층하여 도 17에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
먼저, 네마틱액정인 메르크사제의 ZLI-1840에 옐로우-2색성 색소 G-232를 1중량%의 농도로 용해하여 액정재료(21-1)를 조제했다. 이 액정재료(21-1)를 80중량부, 수용성 모노머인 아크릴산을 7중량부, 소수성 모노머인 이소부틸메타크릴레이트를 13중량부, 가교제인 에틸렌글리콜디메타크릴레이트를 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드를 0.2중량부의 비로 혼합·용해했다. 이 혼합액을 3중량부의 폴리비닐알콜과 더불어 300중량부의 순수내에 투입하여 호모디나이저로 유화했다.
이를 85℃의 온도, 500rpm의 교반속도로 교반하여 상기 모노머성분을 중합시켰다. 1시간 경과 후, 1㎛의 구멍직경의 필터를 이용하여 상기 혼합액을 여과하고, 순수로 3회 세정함으로써 부의 제타전위를 갖는 옐로우의 액정 마이크로캡슐(7-2)을 얻었다. 이때, 상기 부의 제타전위를 갖는 옐로우의 액정 마이크로캡슐(7-2)은 평균 입자직경이 6㎛이고, 순수내에서 제타전위는 -50mV이었다.
다음에, 수용성 모노머로서 아크릴산 대신에 아미노에틸메타크릴레이트를 사용한 것 이외는 마찬가지로 하여, 정의 제타전위를 갖는 옐로우의 액정 마이크로캡슐(7-1)을 얻었다. 이때, 상기 정의 제타전위를 갖는 옐로우의 액정 마이크로캡슐(7-1)은 평균 입자직경이 6㎛이고, 순수내에서의 제타전위는 +70mV이었다.
다음에, 옐로우-2색성 색소 G-232 대신에 미츠이 토아츠사제의 마젠타 2색성 색소 M-777를 사용하여 액정재료(21-2)를 조제한 것 이외는 마찬가지로 하여, 정 및 부의 제타전위를 갖는 마젠타의 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)을 각각 제작했다.
더욱이, 옐로우-2색성 색소 G-232 대신에 미츠이 토아츠사제의 시안2색성 색소 SI-501을 사용하여 액정재료(21-3)를 조제한 것 이외는 마찬가지로 하여, 정 및 부의 제타전위를 갖는 시안의 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)을 각각 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)을 각 색마다 등중량으로 혼합하여 각각 순수내에 분산시켜 옐로우, 마젠타, 시안의 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제했다.
이들 액정 마이크로캡슐 분산액을 확산반사전극(4)이 설치된 기판(2)상에 순차 도포·건조하여 액정층(6)을 형성했다. 이때, 액정층(6)은 기판(2)측으로부터 옐로우, 마젠타, 시안의 액정층이 순차 적층된 3층구조를 갖추고 있다.
다음에, 액정층(6)상에 투명전극(5)이 형성된 유리기판(3)을 배치하고, 더욱이 전체를 폴리아미드제의 대에 넣었다. 이 폴리아미드제의 대의 내부를 감압하고, 120℃의 온도로 가열·밀착함으로써 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 25V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 흑색으로부터 투명상태로 변화했다. 반사흡광도로부터 구한 콘트라스트비는 6이었다.
비교예 10
제타전위가 다른 액정 마이크로캡슐(7-1,7-2)을 혼합하여 사용하지 않고, 정의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐(7-1)만을 사용하여 액정층(6)을 형성한 것 이외는, 예 16과 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 또, 마찬가지로 하여 부의 제타전위를 갖는 액정 마이크로캡슐(7-2)만을 사용하여 액정표시소자를 제작했다.
이들 액정표시소자에 대해 현미경으로 관찰한 바, 어느 경우도 공극이 발견되지 않았다. 또, 동일한 조건하에서 콘트라스트비가 저하하고 있고, 색조는 시안색에 치우쳐 있었다. 즉, 혼색성이 저하하고 있었다.
예 17
이하에 나타내는 방법에 의해 도 19에 나타낸 액정표시소자(1)를 제작했다.
먼저, 유화의 경우에 유화액에 1중량부의 아크릴로니트릴을 더 첨가하고, 모노머성분의 중합을 4시간 수행한 것 이외는, 예 1과 마찬가지로 하여 도 18a 내지 도 18c에 나타낸 비구상(非球狀)의 액정 마이크로캡슐(7-3)을 제작했다. 이때, 액정 마이크로캡슐(7-3)의 평균 입자직경은 6㎛이고, 거리(D)의 평균치는 약 1.0㎛이었다.
이 액정 마이크로캡슐(7-3)을 사용하고, 투명미립자(8)를 사용하지 않은 것 이외는, 예 1과 마찬가지로 하여 액정표시소자(1)를 제작했다.
또, 이 액정층 형성공정을 보다 상세하게 설명하기 위해, 도 22a 내지 도 22c에, 표면에 凹부를 갖춘 액정 마이크로캡슐(7-3)을 사용한 액정층형성공정의 개략을 나타낸다. 도 22a 내지 도 22c는 각각 본 발명의 예 17에 따른 액정표시소자의 액정층의 상면도이다.
액정층(6)을 형성함에 있어서는, 먼저 도 22a에 나타낸 바와 같이, 기판(2)상에 상기 액정 마이크로캡슐(7-3)을 함유하는 액정 마이크로캡슐 분산액을 도포한다. 이 때, 액정 마이크로캡슐(7-3)은 서로 융착시키지 않고 분산되어 있고, 투명피막표면의 凹는 유지되어 있다.
다음에, 도 22b에 나타낸 바와 같이, 액정 마이크로캡슐 분산액으로부터 용매의 제거를 개시한다. 그 결과, 액정 마이크로캡슐(7-3)은 근소하게 융착하여 투명피막이 신장되어 표면의 凹는 잔금이 그어진 형상으로 변화한다.
더욱이, 도 22c에 나타낸 바와 같이, 용매를 완전히 제거한다. 이와 같이 하여 형성된 액정층은 액정 마이크로캡슐(7-3)이 서로 융착하기 때문에, 거의 공극이 남아 있지 않다. 또, 이 융착에 의해 액정 마이크로캡슐(7-3)의 투명피막은 신장되기 때문에, 투명피막 표면에 잔금은 잔류하지 않는다.
이상과 같은 액정층 형성공정을 거쳐 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 백색으로부터 투명상태로 변화했다. 투과흡광도로부터 구한 콘트라스트비는 30이었다.
비교예 11
아크릴로니트릴을 사용하지 않은 것 이외는, 예 17과 마찬가지로 하여 액정 마이크로캡슐을 제조했다. 이와 같이 하여 제조된 액정 마이크로캡슐은 표면에 凹부를 갖추고 있지 않고 거의 구형(球形)이었다.
다음에, 이 구상의 액정 마이크로캡슐을 사용하여 예 17과 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자에 대해 현미경으로 관찰한 바, 눈에 띠는 공극은 발견되지 않았지만, 동일한 조건에서의 콘트라스트비는 23으로 감소했다. 이는 투과광강도가 감소했기 때문이고, 액정층내에 미소한 공극이 존재하는 것을 나타내고 있다.
예 18
도 19에 나타낸 액정표시소자(1)를 2색성 색소를 사용하여 이하에 나타내는 방법에 의해 제작했다.
먼저, 칫소사제의 불소계 액정 LIXON-5065XX에 미츠이 토아츠사제의 흑색2색성 색소 S-435를 1중량% 용해하여 액정재료를 조제했다. 이 액정재료 80중량부, 소수성 모노머인 2,2,3,3-테트라플루오르프로필메타크릴레이트 13중량부, 가교제인 디비닐벤젠 1중량부 및 벤조일퍼옥사이드를 0.2중량부를 혼합·용해했다. 이 혼합액을 1중량부의 아크릴로니트릴 및 3중량부의 폴리비닐알콜과 더불어 300중량부의 순수내에 투입하여 호모디나이저로 유화했다.
이를 85℃의 온도, 500rpm의 교반속도로 4시간 교반하여 상기 모노머성분을 중합시켰다. 4시간 경과 후, 1㎛의 구멍직경의 필터를 이용하여 상기 혼합액을 여과하고, 순수로 3회 세정함으로써 도 18a 내지 도 18c에 나타낸 비구상(非球狀)의 액정 마이크로캡슐(7-3)을 얻었다. 이때, 이 액정 마이크로캡슐(7-3)은 평균 입자직경이 7㎛이고, 거리(D)의 평균치는 약 1.5㎛이었다.
이 액정 마이크로캡슐(7-3)을 사용하고, 투명미립자를 사용하지 않은 것 이외는, 예 2와 마찬가지로 하여 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7-3)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 흑색으로부터 투명상태로 변화했다. 반사농도계로부터 구한 콘트라스트비는 4.2이었다.
비교예 12
아크릴로니트릴을 사용하지 않은 것 이외는, 예 18과 마찬가지로 하여 액정 마이크로캡슐을 제조했다. 이와 같이 하여 제조된 액정 마이크로캡슐은 표면에 凹부를 갖추고 있지 않고, 거의 구형이었다.
다음에, 이 구상의 액정 마이크로캡슐을 사용하여 예 18과 마찬가지로 해서 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자에 대해 현미경으로 관찰한 바, 눈에 띠는 공극은 발견되지 않았지만, 동일한 조건에서의 콘트라스트비는 3.2로 감소했다. 이는 흑색의 색농도가 감소했기 때문이고, 액정층내에 미소한 공극이 존재하는 것을 나타내고 있다.
예 19
도 19에 나타낸 액정표시소자(1)를 부의 유전이방성을 갖는 액정화합물을 액정재료로 사용하여 이하에 나타내는 방법에 의해 제작했다.
먼저, 유화시에 유화액에 1중량부의 히드록시에틸메타크릴레이트를 더 첨가하고, 모노머성분의 중합을 4시간 수행한 것 이외는 예 3과 마찬가지로 하여, 도 18a 내지 도 18c에 나타낸 비구상(非球狀)의 액정 마이크로캡슐(7-3)을 제작했다. 이때, 액정 마이크로캡슐(7-3)의 평균 입자직경은 6㎛이고, 거리(D)의 평균치는 약 1.8㎛이었다.
이 액정 마이크로캡슐(7-3)을 사용하고, 투명미립자(8)를 사용하지 않은 것 이외는, 예 3과 마찬가지로 하여 액정표시소자(1)를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1)를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐(7-3)의 투명피막의 파괴는 확인되지 않고, 공극은 발견되지 않았다. 또, 이 액정표시소자(1)에 50Hz, 10V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 투명상태로부터 백색으로 변화했다. 투과흡광도로부터 구한 콘트라스트비는 30이었다.
비교예 13
히드록시에틸메타크릴레이트를 사용하지 않은 것 이외는, 예 19와 마찬가지로 하여 액정 마이크로캡슐을 제조했다. 이와 같이 하여 제조된 액정 마이크로캡슐은 표면에 凹부를 갖추고 있지 않고, 거의 구형(球形)이었다.
다음에, 이 구상의 액정 마이크로캡슐을 사용하여 예 19와 마찬가지로 해서 액정표시소자를 제작했다. 이 액정표시소자에 대해 현미경으로 관찰한 바, 눈에 띠는 공극은 발견되지 않았지만, 동일한 조건에서의 콘트라스트비는 23으로 감소했다. 이는 투과광강도가 감소했기 때문이고, 액정층내에 미소한 공극이 존재하는 것을 나타내고 있다.
예 20
정의 유전이방성을 갖는 네마틱액정인 메르크사제의 ZLI-I840을 80중량부, 친수성의 메틸메타크릴레이트모노머 7중량부, 소수성의 이소부틸메타크릴레이트 7중량부, 가교제로서 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 1중량부, 가교제로서 벤조일퍼옥사이드 0.2중량부를 혼합·용해하여 폴리비닐알콜 3중량부, 순수 300중량부와 더불어 호모디나이저로 유화한 후, 500rpm으로 교반하고, 상기 액정조성물을 85℃로 중합했다. 1시간 중합 후, 1㎛의 필터로 여과하고, 3회 순수로 세정함으로써, 평균 입자직경이 6㎛인 액정 마이크로캡슐을 얻었다.
이 액정 마이크로캡슐을 10중량%의 이소프로필알콜 수용액에 10중량%의 농도로 분산시키고, 투명전극부착 유리기판에 도포·건조했다. 다음에, 점도가 500센티포이즈의 에폭시프리폴리머를 상기 유리기판상에 도포·건조된 액정 마이크로캡슐상에 1㎛의 두께로 도포했다. 이를 80℃의 온도로 30분간 가열처리하고, 에폭시프리폴리머상에 투명전극부착 유리기판을 포개어 폴리아미드제의 대에 넣었다. 이 대의 내부를 감압하고, 120℃로 가열·밀착시킴으로써 액정표시소자를 제작했다.
얻어진 액정표시소자를 현미경으로 관찰한 바, 액정 마이크로캡슐의 파괴는 확인되지 않고, 기포도 발견되지 않았다.
또, 이 액정표시소자에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 백색으로부터 투명상태로 변화했다. 이때, 투과흡광도로부터 구한 콘트라스트비는 30이었다.
비교예 14
에폭시프리폴리머를 도포하지 않은 것 이외는, 예 20과 마찬가지로 하여 액정표시소자를 제조했다. 이 액정표시소자에 대해 현미경으로 관찰한 바, 기포는 발견되지 않았다. 그러나, 이 액정표시소자에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 투과흡광도로부터 구한 콘트라스트비는 20으로 감소했다. 이는 투과광강도가 감소했기 때문이고, 내부에 미소한 기포가 존재하고 있는 것을 나타내고 있다.
예 21
도 13b에 나타낸 액정표시소자(1-1)를 이하에 나타내는 방법에 의해 제작했다. 본 예에 있어서는, 액정층(6-2,6-3) 및 투명전극(5-1,5-2)은 형성하지 않았다. 이하, 도 13a 및 도 13b를 참조하면서 설명한다.
먼저, 두께 1.1mm의 유리기판(2)상에 ITO막(4)을 증착했다. 다음에, ITO막(4)상에 레지스트막을 2㎛의 두께로 형성하고, 스트라이프모양으로 패터닝했다. 이와 같이 하여 얻은 레지스트패턴을 마스크로 이용하여 ITO막(4)을 스트라이프모양으로 패터닝했다.
다음에, 두께 1.1mm의 유리기판(3)상에 ITO막(5)을 2000Å의 두께로 증착하고, 상기와 마찬가지의 방법으로 ITO막(5-3)을 스트라이프모양으로 패터닝했다.
다음에, 예 2에 있어서 제작한 것과 마찬가지의 액정 마이크로캡슐(7)을 스크린인쇄법에 의해 유리기판(2)의 ITO막(4)이 형성된 면에 도포하여 액정층(6-1)을 형성했다. 액정층(6-1)을 형성한 후, 기판(2)상에 액정층(6-1)을 에워싸도록 하여 접착제로 이루어진 밀봉부재(17)를 도 14a에 나타낸 형상으로 형성했다.
그 후, 도 13a에 나타낸 바와 같이, 액정층(6-1)상에 충분한 양의 에틸렌글리콜(18)을 공급했다.
더욱이, 도 13b에 나타낸 바와 같이, 액정층(6-1)상에 유리기판(3)을 그 ITO막(5-3)이 형성된 면이 액정층(6-1)과 대향하도록, 또한 ITO막(4) 및 ITO막(5-3)의 스트라이프모양의 패턴이 직교하도록 배치하고, 진공중에서 가열하면서 압착함으로써 액정표시소자(1-1)를 얻었다.
이상과 같이 하여 얻어진 액정표시소자(1-1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 흑색으로부터 투명상태로 변화했다. 또, 콘트라스트비는 5:1이었다.
예 22
도 15c에 나타낸 액정표시소자(1-1)를 이하에 나타내는 방법에 의해 제작했다. 본 예에 있어서는, 액정층(6-2,6-3) 및 투명전극(5-1,5-2)은 형성하지 않았다. 이하, 도 15a 및 도 15b를 참조하면서 설명한다.
먼저, 두께 1.1mm의 유리기판(2)상에 ITO막(4)을 증착했다. 다음에, ITO막(4)상에 레지스트막을 2㎛의 두께로 형성하고, 스트라이프모양으로 패터닝했다. 이와 같이 하여 얻은 레지스트패턴을 마스크로 이용하여 ITO막(4)을 스트라이프모양으로 패터닝했다.
다음에, 두께 1.1mm의 유리기판(3)상에 ITO막(5)을 2000Å의 두께로 증착하고, 상기와 마찬가지의 방법으로 ITO막(5-3)을 스트라이프모양으로 패터닝했다.
다음에, 예 2에 있어서 제작한 것과 마찬가지의 액정 마이크로캡슐(7)을 스크린인쇄법에 의해 유리기판(2)의 ITO막(4)이 형성된 면에 도포하여 액정층(6-1)을 형성했다. 액정층(6-1)을 형성한 후, 기판(2)상에 액정층(6-1)을 에워싸도록 하여 접착제로 이루어진 밀봉부재(17)를 도 14b에 나타낸 형상으로 형성했다.
그 후, 도 15a에 나타낸 바와 같이, 유리기판(2)을 약간 경사지게 하여 액정층(6-1)상에 충분한 양의 에틸렌글리콜(18)을 공급했다.
더욱이, 도 15b에 나타낸 바와 같이, 액정층(6-1)상에 유리기판(3)을 그 ITO막(5-3)이 형성된 면이 액정층(6-1)과 대향하도록, 또한 ITO막(4) 및 ITO막(5-3)의 스트라이프상의 패턴이 직교하도록 배치했다. 유리기판(2,3)의 접합은 밀봉부재(17)가 형성된 일단으로부터 밀봉부재(17)의 개구부를 향해 롤러로 가압하면서 행했다. 이상과 같이 하여 도 15b에 나타낸 바와 같이 유리기판(2,3)을 접합한 후, 여분의 에틸렌글리콜(18)을 제거했다.
다음에, 도 15c에 나타낸 바와 같이, 밀봉부재(17)의 개구부에 접착제(19)를 공급하고, 진공하에서 가열하면서 압착함으로써 액정표시소자(1-1)를 얻었다.
이상과 같이 하여 얻어진 액정표시소자(1-1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 흑색으로부터 투명상태로 변화했다. 또, 콘트라스트비는 5:1이었다.
예 23
유리기판(2)상에 TFT, 게이트배선 및, 신호배선을 형성하고, ITO막(4)을 TFT의 소스전극에 전기적으로 접속한 것 이외는, 예 21에 나타낸 것과 마찬가지로 하여 도 13b에 나타낸 액정표시소자(1-1)를 제작했다.
이와 같이 하여 얻어진 액정표시소자(1-1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 흑색으로부터 투명상태로 변화했다. 또, 콘트라스트비는 5:1이었다.
예 24
유리기판(2)상에 TFT, 게이트배선 및, 신호배선을 형성하고, ITO막(4)을 TFT의 소스전극에 전기적으로 접속한 것 이외는, 예 22에 나타낸 것과 마찬가지로 하여 도 13b에 나타낸 액정표시소자(1-1)를 제작했다.
이와 같이 하여 얻어진 액정표시소자(1-1)에 50Hz, 12V의 교류전압을 인가한 바, 비인가시의 흑색으로부터 투명상태로 변화했다. 또, 콘트라스트비는 5:1이었다.
예 25
도 23에 본 발명의 예 23에 따른 액정표시소자의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 도 23에 나타낸 액정표시소자(1-1)를 이하에 나타내는 방법에 의해 제작했다.
먼저, 칫소석유공업사제의 액정인 LIXON5052에 BDH사제의 옐로우의 2색성 색소 D80을 가하고, 가열하면서 용해함으로써 액정재료를 조제했다. 냉각 후, 상기 액정재료, 디t-푸말레이트, 가교제인 TMPTA 및, 중합개시제인 BRO를 혼합·용해했다.
다음에, 상기 혼합액을 유화막을 이용하여 폴리비닐알콜 수용액내에 압출했다. 이 경우, 상기 혼합액의 압출은, 폴리비닐알콜 수용액을 자기교반자(磁氣攪拌子)를 이용하여 항상 일정한 속도로 교반하면서 수행했다. 이상과 같이 하여 유화액을 조제했다.
더욱이, 유화액을 일정 속도로 교반하면서 80℃의 온도로 6시간 가열하여 중합반응을 발생시켰다. 이상과 같이 하여 평균 입자직경이 10㎛인 옐로우의 액정 마이크로캡슐(7-4)을 생성했다.
다음에, 칫소석유공업사제의 액정인 LIXON5052 대신에 칫소석유공업사제의 액정인 LIXON4033을 사용하여 중합시의 교반속도를 1.6배로 한 것 이외는, 상기한 것과 마찬가지의 방법에 의해 액정 마이크로캡슐(7-5)을 생성했다. 이 옐로우의 액정 마이크로캡슐(7-5)의 평균 입자직경을 조사한 바, 4㎛이었다.
다음에, 예로로우의 2색성 색소 대신에 미쓰이 가가쿠(三井化學)사제의 마젠타의 2색성 색소 G-176를 사용한 것 이외는, 상기와 마찬가지의 방법에 의해 마젠타의 액정 마이크로캡슐(7-4,7-5)을 생성했다. 더욱이, 옐로우의 2색성 색소 대신 미쓰이 가가쿠사제의 시안의 2색성 색소 SI-497을 사용한 것 이외는, 상기한 것과 마찬가지의 방법에 의해 시안의 액정 마이크로캡슐(7-4,7-5)을 생성했다. 이때, 마젠타 및 시안의 액정 마이크로캡슐(7-4)의 평균 입자직경은 모두 10㎛이고, 마젠타 및 시안의 액정 마이크로캡슐(7-5)의 평균 입자직경은 모두 4㎛이었다.
다음에, 상기 옐로우의 액정 마이크로캡슐(7-4,7-5)을 1:1의 중량비로 혼합하고, 이 혼합물을 순수내에 분산시켜 옐로우의 액정 마이크로캡슐 분산액을 조제했다. 이 액정 마이크로캡슐 분산액을 유리기판(2)상에 형성된 ITO로 이루어진 투명전극(4)상에 도포·건조함으로써, 옐로우의 액정층(6-1)을 형성했다.
이와 같이 하여 형성한 액정층(6-1)상에 ITO 미립자를 소정의 용매에 분산시킨 분산액을 패터닝 인쇄함으로써, 투명전극(5-1)을 형성했다.
다음에, 상기 방법을 이용하여 투명전극(5-1)상에 마젠타의 액정층(6-2), 투명전극(5-2) 및, 시안의 액정층(6-3)을 순차 적층했다. 더욱이, 액정층(6-3)상에 유리기판(3)을 그 ITO막(5-3)이 형성된 면이 액정층(6-3)과 대향하도록 배치하고, 진공중에서 가열하면서 압착함으로써 액정표시소자(1-1)를 얻었다. 이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1-1)에 있어서, 투명전극(4,5-1,5-2)은 유리기판(2)상에 형성된 TFT(도시되지 않았음)에 전기적으로 접속되어 있다.
비교예 15
평균 입자직경이 10㎛인 액정 마이크로캡슐(7-4)을 사용한 것 이외는, 예 25에 나타낸 것과 마찬가지의 방법에 의해 액정표시소자를 제작했다.
도 24에 이상과 같이 하여 제작한 예 25의 액정표시소자(1-1) 및 비교예 15의 액정표시소자에 의해 표시되는 옐로우, 마젠타, 시안, 레드, 블루 및 그린의 색도좌표를 나타낸다. 도면중, 종축과 횡축의 교차부는 흑색 및 백색을 나타내고 있다. 이 도면으로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 예 25의 액정표시소자(1-1)에 있어서는 감법혼색(減法混色)이 효율 좋게 수행되었다. 그에 반해, 비교예 15의 액정표시소자에 있어서는, 감법혼색이 효율 좋게 수행되지 않고, 액정층(6-1)의 표시색이 강조되었다.
예 26
도 25에 본 발명의 예 26에 따른 액정표시소자의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 도 25에 나타낸 액정표시소자(1-2)를 이하에 나타내는 방법에 의해 제작했다.
먼저, 예 25에 나타낸 것과 마찬가지의 방법에 의해 옐로우, 마젠타 및 시안의 액정 마이크로캡슐(7-4)을 각각 제작했다. 또, 예 25에 나타낸 것과 마찬가지의 방법에 의해 옐로우, 마젠타 및 시안의 액정 마이크로캡슐(7-5)을 각각 제작했다.
다음에, 옐로우의 액정 마이크로캡슐(7-4,7-5)을 1:1의 중합비로 혼합했다. 이를 옐로우의 혼합물로 한다. 마찬가지로 하여 마젠타의 혼합물 및 시안의 혼합물을 조제했다.
더욱이, 옐로우의 혼합물과 마젠타의 혼합물을 혼합하여 레드의 혼합물을 조제했다. 또, 마젠타의 혼합물과 시안의 혼합물을 혼합하여 블루의 혼합물을 조제하고, 시안의 혼합물과 옐로우의 혼합물을 혼합하여 그린의 혼합물을 조제했다.
다음에, 유리기판(2)상에 ITO막을 증착하고, 각 화소마다 패터닝했다. 이에 따라, 투명전극(4-1∼4-3)을 형성했다. 또, 유리기판(3)상에 ITO막을 2000Å의 두께로 증착하고, 각 화소마다 패터닝함으로써 투명전극(5-2∼5-4)을 형성했다.
투명전극(4-1,4-2,4-3)상에 각각 레드의 혼합물, 그린의 혼합물, 블루의 혼합물을 스크린인쇄법에 의해 도포했다. 더욱이, 이를 건조함으로써 액정층(6-1)을 형성했다. 또, 투명전극(5-2,5-3,5-4)상에 각각 시안의 혼합물, 마젠타의 혼합물, 옐로우의 혼합물을 스크린 인쇄법에 의해 도포하고, 건조함으로써 액정층(6-2)을 형성했다.
다음에, 액정층(6-1)상에 ITO 미립자를 소정의 용매에 분산시킨 분산액을 도포·건조함으로써, 투명전극(5-1)을 형성했다.
더욱이, 유리기판(2,3)을 액정층(6-1,6-2)이 대향하도록 배치하고, 진공중에서 가열하면서 압착함으로써 액정표시소자(1-2)를 얻었다. 이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1-2)에 있어서, 투명전극(4-1∼4-3), 투명전극(5-2∼5-4)은 도시하지 않은 TFT에 각각 전기적으로 접속되어 있다.
비교예 16
평균 입자직경이 10㎛인 액정 마이크로캡슐(7-4)을 사용한 것 이외는, 예 26에 나타낸 것과 마찬가지의 방법에 의해 액정표시소자를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 예 26의 액정표시소자(1-2) 및 비교예 16의 액정표시소자에 의해 표시되는 표시색의 색상을 현미분광계로 측정했다. 그 결과, 예 26의 액정표시소자(1-2)에 있어서는 감법혼색(減法混色)이 효율 좋게 수행되었다. 그에 반해, 비교예 16의 액정표시소자에 있어서는 감법혼색이 효율 좋게 수행되지 않고, 액정층(6-1)의 표시색이 강조되었다.
예 27
도 26에 본 발명의 예 27에 따른 액정표시소자의 단면도를 개략적으로 나타낸다. 도 26에 나타낸 액정표시소자(1-3)를 이하에 나타내는 방법에 의해 제작했다.
먼저, 증착법에 의해 유리기판(2)상에 ITO막을 형성하고, 각 화소마다 패터닝했다. 이에 따라, 투명전극(4-1∼4-3)을 형성했다. 또, 유리기판(3)상에 증착법에 의해 두께 2000Å의 ITO막(5)을 형성했다.
다음에, 투명전극(4-1,4-2,4-3)상에 각각 예 27에서 사용한 것과 마찬가지의 레드의 혼합물, 그린의 혼합물, 블루의 혼합물을 스크린인쇄법에 의해 도포했다. 더욱이, 이를 건조함으로써 액정층(6)을 형성했다.
다음에, 액정층(6)상에 유리기판(3)을 그 ITO막(5)이 형성된 면이 액정층(6)과 접하도록 배치하고, 진공중에서 가열하면서 압착함으로써 액정표시소자(1-3)를 얻었다. 이상과 같이 하여 제작한 액정표시소자(1-3)에 있어서, 투명전극(4-1∼4-3)은 도시하지 않은 TFT에 각각 전기적으로 접속되어 있다.
비교예 17
평균 입자직경이 10㎛인 액정 마이크로캡슐(7-4)을 사용한 것 이외는, 예 27에 나타낸 것과 마찬가지의 방법에 의해 액정표시소자를 제작했다.
이상과 같이 하여 제작한 예 27의 액정표시소자(1-3) 및 비교예 17의 액정표시소자에 대해 전압인가시에 있어서의 분광투과율을 측정했다. 그 결과, 예 27의 액정표시소자(1-3)에 있어서는, 비교예 17의 액정표시소자에 비해, 극소 투과파장에 있어서 투과율이 10% 정도 작음을 알았다. 이는 예 27의 액정표시소자(1-3)에 있어서는 산란광이 억제되는 것 및, 액정층중의 액정재료의 체적비가 보다 높기 때문에 광흡수율이 높게 되어 있는 것에 의한 것이라고 생각된다.
또, 예 27의 액정표시소자(1-3) 및 비교예 17의 액정표시소자에 있어서, 콘트라스트비를 측정했다. 그 결과, 비교예 17의 액정표시소자의 콘트라스트비는 예 27의 액정표시소자(1-3)에 관하여 얻은 값보다도 15% 정도 낮았다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 액정 마이크로캡슐 사이에 형성되는 공극이 액정 마이크로캡슐의 투명피막과 거의 동일한 굴절률을 갖는 투명충전체로 충전되었다. 그 결과, 액정 마이크로캡슐 사이의 공극에 있어서 광산란성이 저감되기 때문에, 높은 표시 콘트라스트를 갖고, 혼색성이 양호한 액정표시소자가 제공된다.
또, 본 발명에 의하면, 액정 마이크로캡슐 사이에 형성되는 공극이 액정 마이크로캡슐의 투명피막과 거의 동일한 굴절률을 갖는 유체로 충전된다. 그 결과, 액정 마이크로캡슐 사이의 공극이 저감되기 때문에, 광산란성이 낮고, 높은 표시콘트라스트를 가지며, 혼색성이 양호한 액정표시소자가 제공된다. 또, 이 유체는 액정층중을 자유롭게 이동하는 것이 가능하기 때문에, 기판과 대향기판의 접합부에 가해지는 압력을 분산하는 것이 가능하다. 즉, 대향기판의 박리를 방지하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명에 의하면, 높은 강도를 갖는 액정표시소자가 제공된다.
더욱이, 본 발명에 의하면, 액정재료의 유전률 이방성 및 입자직경이 각각 다른 액정 마이크로캡슐이 사용된다. 입자직경이 각각 다른 액정 마이크로캡슐을 사용한 경우, 입자직경이 보다 큰 액정 마이크로캡슐 사이에 형성되는 공극을 입자직경이 보다 작은 액정 마이크로캡슐로 충전하는 것이 가능하다. 그 결과, 액정 마이크로캡슐 사이의 공극이 저감된다. 따라서, 본 발명에 의하면, 광산란성이 낮고, 높은 표시콘트라스트를 가지며, 혼색성이 양호한 액정표시소자가 제공된다. 또, 입자직경이 보다 큰 액정 마이크로캡슐 사이에 형성되는 공극은 입자직경이 보다 작은 액정 마이크로캡슐로 충전되기 때문에, 액정층중에서 액정재료가 점유하는 체적비를 보다 높이는 것이 가능하다. 따라서, 광투과율의 제어를 보다 효율적으로 수행하는 것이 가능하게 된다. 더욱이, 입자직경이 보다 큰 액정 마이크로캡슐과 입자직경이 보다 작은 액정 마이크로캡슐에 유전률 이방성이 다른 액정재료를 사용함으로써, 임계치전압 등을 거의 일치시키는 것이 가능하다. 따라서, 보다 양호한 표시특성을 얻을 수 있다.
또, 본 발명에 의하면, 액정층의 형성에, 액정 마이크로캡슐 분산액내에서 각각 역부호의 제타전위를 갖는 복수 종류의 액정 마이크로캡슐이 사용되어, 액정 마이크로캡슐끼리의 밀착성이 높아지게 된다. 그 결과, 액정 마이크로캡슐 사이의 공극이 저감되기 때문에, 광산란성이 낮고, 높은 표시콘트라스트를 가지며, 혼색성이 양호한 액정표시소자가 제공된다.
더욱이, 본 발명에 의하면, 액정 마이크로캡슐의 형상을 비구상(非球狀)으로 함으로써, 액정 마이크로캡슐의 투명피막의 표면적이 증가한다. 그 때문에, 이 액정 마이크로캡슐은 파괴되는 일없이 자유롭게 변형될 수 있다. 따라서, 이와 같은 액정 마이크로캡슐을 사용하여 액정층을 형성함으로써, 액정 마이크로캡슐 사이의 공극이 저감되기 때문에, 광산란성이 낮고, 높은 표시콘트라스트를 가지며, 혼색성이 양호한 액정표시소자가 제공된다.

Claims (19)

  1. 액정재료 및 상기 액정재료를 포함하는 표면에 凹를 갖춘 투명피막을 구비하고,
    상기 투명피막의 투영의 윤곽과 상기 투영에 외접하는 원과의 사이의, 상기 원의 중심을 통과하는 직선상에서의 거리의 최대치가 상기 원의 반경의 10∼35%인 것을 특징으로 하는 액정 마이크로캡슐.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명피막의 외측표면이 친수기(親水基)로 수식(修飾)된 것을 특징으로 하는 액정 마이크로캡슐.
  3. 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판과,
    이 기판의 전극이 형성된 면에 배치되고, 액정재료를 투명피막에 포함하여 이루어진 액정 마이크로캡슐을 포함하는 액정층 및,
    이 액정층상에 설치된 대향전극을 구비하고,
    상기 액정 마이크로캡슐의 상호에 서로 이웃하는 것끼리는 접촉하고 있고, 이들 접촉하는 복수의 액정 마이크로캡슐에 에워싸여 형성되는 공극에, 상기 공극에 의해 생기는 광산란을 방지하는 투명충전체가 배치된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 투명충전체가 상기 액정 마이크로캡슐의 평균 입자직경보다도 작은 평균 입자직경을 갖는 투명미립자인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제3항에 있어서, 상기 투명충전체가 상기 기판에 형성된 전극 및 상기 대향전극의 적어도 한쪽의 대향면에 형성된 테이퍼모양의 돌기부인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제3항에 있어서, 상기 투명충전체가 상기 액정 마이크로캡슐의 투명피막과 일체화된 수지인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 투명충전체는 상기 액정층과 상기 대향전극과의 사이에 투명박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  8. 제7항에 있어서, 상기 대향전극상에 투명기판을 구비하고, 상기 투명박막은 상기 액정층의 표면을 평탄화하는 평탄화층인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  9. 제7항에 있어서, 상기 투명피막은 상기 액정층을 보호하는 보호막인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  10. 제6항에 있어서, 상기 투명충전체의 유리전이온도는 상기 투명피막의 유리전이온도보다도 20℃ 이상 낮은 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  11. 제3항에 있어서, 상기 투명충전체의 굴절률과 상기 투명피막의 굴절률의 차가 0.02 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  12. 각각의 대향면에 전극이 형성된 한쌍의 기판과,
    상기 한쌍의 기판 사이에 끼워지고, 액정재료를 투명피막에 포함하여 이루어진 액정 마이크로캡슐을 포함하는 액정층 및,
    이 액정층상에 설치된 대향전극을 구비하고,
    상기 액정 마이크로캡슐의 상호에 서로 이웃하는 것끼리는 접촉하고 있고, 이들 접촉하는 복수의 액정 마이크로캡슐에 에워싸여 형성되는 공극이, 상기 공극에 의해 생기는 광산란을 방지하는 투명한 유체로 충만된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  13. 제12항에 있어서, 상기 한쌍의 기판 사이에 상기 액정층을 에워싸도록 배치된 밀봉부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  14. 제12항에 있어서, 상기 유체의 굴절률과 상기 투명피막의 굴절률의 차가 0.02 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  15. 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판과;
    이 기판의 전극이 형성된 면에 설치되고,
    제1액정재료를 제1투명피막에 포함하여 이루어지고, 극성용매내에서 정의 제타전위를 갖는 제1액정 마이크로캡슐과,
    제2액정재료를 제2투명피막에 포함하여 이루어지고, 상기 극성용매내에서 부의 제타전위를 갖는 제2액정 마이크로캡슐의 혼합물을 포함하는 액정층 및;
    상기 액정층상에 설치된 대향전극을 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  16. 적어도 한쪽의 주면에 전극이 형성된 기판과;
    이 기판의 전극이 형성된 면에 배치되고,
    제1액정재료를 제1투명피막에 함유하여 이루어지는 제1액정 마이크로캡슐과,
    제2액정재료를 제2투명피막에 포함하여 이루어지는 제2액정 마이크로캡슐의 혼합물을 포함하는 액정층 및;
    이 액정층상에 설치된 대향전극을 구비하고,
    상기 제1액정재료와 상기 제2액정재료는 유전률 이방성이 다르고, 상기 제1액정 마이크로캡슐과 상기 제2액정 마이크로캡슐은 평균 입자직경이 다른 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1액정 마이크로캡슐은 상기 제2액정 마이크로캡슐에 비해 보다 큰 평균 입자직경을 갖고, 상기 제1액정재료는 상기 제2액정재료에 비해 보다 큰 유전률 이방성을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1액정 마이크로캡슐의 평균 입자직경(R1)은 3∼50㎛이고, 상기 제2액정 마이크로캡슐의 평균 입자직경(R2)은 0.1∼30㎛이며, 상기 제1 및 제2액정 마이크로캡슐의 평균 입자직경 R1 및 R2는 다음의 부등식
    (R1)2- 2(R1)(R2) - (R2)2≥ 0
    을 만족하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제1액정 마이크로캡슐의 임계치전압과 상기 제2액정 마이크로캡슐의 임계치전압의 차가 0.2V 이하인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
KR10-1998-0038399A 1997-09-17 1998-09-17 액정마이크로캡슐및액정표시소자 KR100453091B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25245097 1997-09-17
JP97-252450 1997-09-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990029886A true KR19990029886A (ko) 1999-04-26
KR100453091B1 KR100453091B1 (ko) 2005-09-15

Family

ID=65895714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-1998-0038399A KR100453091B1 (ko) 1997-09-17 1998-09-17 액정마이크로캡슐및액정표시소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100453091B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429470B1 (ko) * 2000-10-31 2004-05-03 학교법인 한양학원 팽윤/상분리법을 이용한 고분자-액정 마이크로캡슐의 제조
US8610851B2 (en) 2010-11-01 2013-12-17 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display devices and methods of manufacturing liquid crystal display devices
US8988642B2 (en) 2010-11-09 2015-03-24 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display devices and methods of manufacturing liquid crystal display devices
KR20160096783A (ko) * 2015-02-05 2016-08-17 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 디스플레이 장치
CN115373171A (zh) * 2022-08-24 2022-11-22 业成科技（成都）有限公司 封装结构、显示屏及显示装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102010800B1 (ko) * 2015-09-24 2019-08-14 주식회사 엘지화학 액정 캡슐, 및 그 제조방법
KR102422031B1 (ko) * 2016-04-05 2022-07-20 한국전자통신연구원 색가변 광결정 소자

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06222340A (ja) * 1993-01-21 1994-08-12 Alps Electric Co Ltd 液晶素子
JPH0736030A (ja) * 1993-07-23 1995-02-07 Sharp Corp 反射型液晶表示装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100429470B1 (ko) * 2000-10-31 2004-05-03 학교법인 한양학원 팽윤/상분리법을 이용한 고분자-액정 마이크로캡슐의 제조
US8610851B2 (en) 2010-11-01 2013-12-17 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display devices and methods of manufacturing liquid crystal display devices
US8988642B2 (en) 2010-11-09 2015-03-24 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display devices and methods of manufacturing liquid crystal display devices
KR20160096783A (ko) * 2015-02-05 2016-08-17 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 디스플레이 장치
CN115373171A (zh) * 2022-08-24 2022-11-22 业成科技（成都）有限公司 封装结构、显示屏及显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR100453091B1 (ko) 2005-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100218986B1 (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
US6181393B1 (en) Liquid crystal display device and method of manufacturing the same
US6621548B2 (en) Electrooptical displays constructed with polymer-coated elements positioned between substrates
US6833885B2 (en) Two layer liquid crystal display apparatus
US5872609A (en) Light control element method of manufacturing the same
KR100247640B1 (ko) 액정 표시 소자 및 그 제조방법
KR100453091B1 (ko) 액정마이크로캡슐및액정표시소자
EP0746795A1 (en) Electro-optic colour devices
JP3795598B2 (ja) 液晶表示装置
US20020109807A1 (en) Electrooptical displays with multilayer structure achieved by varying rates of polymerization and/or phase separation
JP3746157B2 (ja) 液晶マイクロカプセル分散液及び液晶表示素子の製造方法
JP3406855B2 (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
JP3231087B2 (ja) 液晶光学素子の製造方法、マイクロカプセル化液晶及びその製造方法
JP3727728B2 (ja) 液晶表示素子
JP2002333610A (ja) 反射型表示装置およびその製造方法
JPH0786621B2 (ja) 液晶表示装置
JP3455091B2 (ja) 液晶表示素子及びその製造方法
JP3195942B2 (ja) 液晶デバイス
US6416826B1 (en) Liquid crystal display element
JPH11258578A (ja) 液晶表示素子
JP3322501B2 (ja) 液晶表示媒体およびその駆動方法
JPH05273576A (ja) 光散乱形液晶２層パネル
JP2930169B2 (ja) 液晶表示装置
JP3087322B2 (ja) 液晶光学素子およびその駆動方法
JP2004317830A (ja) 表示素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20011024

Effective date: 20030929

S901 Examination by remand of revocation
E902 Notification of reason for refusal
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee