KR940008179B1 - 액정 전기광학장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

액정 전기광학장치의 제조방법
제1도는 본 발명의 액정 전기 광학장치의 단면도.
제2도는 본 실시예에 이용한 액정 마이크로캅셀의 일부 절개도.
제3도는 본 발명에 의한 액정 전기광학장치의 투과율ㆍ전압특성을 나타내는 그래프.
제4도는 비교예의 단면도.
제5도는 본 실시예에 의한 조립도.
제6도는 본 실시예에 이용한 상보구조의 액티브 매트릭스 기판.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 제1의 기판 21 : 제2의 기판
13 : 마이크로 캅셀 14 : 액정
15 : 색소 16 : 수지
본 발명은, 대면적까지 확대가 용이한 액정 전기광학장치에 관한 것으로, 특히 건물이 창이나 쇼윈도우에서의 시야차단의 스크린, 채광제어의 커텐으로의 응용이나, 문자, 도형 및 기호등을 표시해 전기적으로 그것을 바꿔쓰는 액정 표시장치로 이용될 수 있는 액정 전기광학장치에 관한 것이다.
종래의 액정 표시장치는 네마틱 액정(Nematic Liquid Crystals)을 사용한 TN형이나 STN형의 것이 폭넓게 실용화되어 있다. 또한, 최근에는 강유전성(强誘電性) 액정을 사용한 것도 알려져 있다.
이들 장치는 모두 편광판을 요하고 또한 액정을 장치내에서 일정방향으로 규칙적으로 배향시킬 필요가 있었다.
한편, 이들의 평광판이나 배향을 필요로 하지않고, 화면이 밝은 콘트라스트(Contrast)가 좋은 분산형 액정이 알려져 있다. 이 분산형 액정이라는 것은 투광성의 고상(固相) 폴리머(Polymer)가 네마틱 콜레스테릭(Cholesteric) 또는 스메틱 액정을 입상(粒狀) 또는 해면상(海綿狀) 으로 지니고 있는 것이다.
이 액정장치의 제조방법으로서는 액정의 캅셀화에 의해 폴리머 중에 액정을 분산시켜, 그 폴리머를 필름 또는 기판상에 박막으로 형성되어 있는 것이 알려져 있다. 여기에서, 캅셀화 물질로서는 젤라틴(Gelatin), 아라비아 고무, 폴리비닐 알콜등이 제안되고 있다.
이들 기술에서는 폴리비닐 알콜로 갑셀화 된 액정분자는 그것들이 박막중에서 정확한 유전방이성을 갖는 것이라면, 전계(電界)의 존재하에서 그 액정분자가 전계의 방향으로 배열하고, 액정의 굴절율과 폴리머의 굴절율이 같은 경우에는 투명성이 발현된다.
일반전계(一方電界)가 없는 경우에는 액정은 특정방향으로 배열되지 않고 여러 방향을 향하고 있기 때문에, 액정의 굴절율이 폴리머의 굴절율과 어긋나게 되어, 빛은 산란되어 빛의 투과를 방해해 뿌옇게 흐려진 상태가 된다.
이와 같이 캅셀화 된 액정을 분산해서 내부에 것는 폴리머를 필름 또는 박막화 한 것으로는 상기 예 이외에, 몇가지인가 알려져 있다. 예를 들어 액정재료가 에폭시 수지중에 분산된 것, 또한 액정과 광경화물질과의 상분리(相分離)를 이용한 것, 3차원으로 연결된 폴리머중에 액정을 투입한 것등이 알려져 있다.
본 발명의 있어서는 이들 액정 전기광학장치를 총칭해서 분산형 액정이라고 한다.
분산형 액정 디바이스의 특성을 결정하는 요인의 한가지로서, 액정의 존재영역, 예를들면 캅셀형이면 캅셀의 분산정도, 폴리머를 이용하는 형태에서는 공간부분의 분산정도이다. 균일한 분사정도의 확립이 이들의 과제가 되고 있다. 상기 분산의 정도가 불균일할 경우, 표시면상에서 빛의 투과모양이 흐트러져, 불균일한 표시나 콘트라스트의 불균일 요인이 되고 있다.
본 발명에서는 최소한 액정재료는 내부에 함유한 구성의 캅셀 주위를 고분자 형성성, 열 또는 광경화성의 수지로 덮고 그것을 알콜 또는 플론(Flon) 등의 용매로 녹이고, 목적하는 기판위에 공중산포 한다. 또는 용매를 이용하지 않고 직접건조 상태에서 산포, 혹은 유기용매에 상기 캅셀을 분산해서, 인쇄 또는 스핀코트(Spin Coat)해서, 기판상의 분산 액정층을 형성한 다음에 이들 고분자 형성성 수지를 고분자화 함과 동시에 압력을 가해 기판간격을 소정의 간격으로, 기판상이에서 액정재료의 위치를 고정하고, 캅셀 상이의 평균거리의 편차를 작게하는 것이다.
공중산포를 한 경우 산포입자 사이의 공간에 공기 또는 용매 용액이 잔류하기 때문에 본 발명에서는 감압하는 것으로 그것들을 제거할 수 있다. 부가해서, 감압하에서 다른쪽의 가판을 겹쳐 감압을 행하고, 동시에 혼합한 스페이서(Spacer)에 의해 기판사이의 간격을 일정하게 했다.
[실시예 1]
본 실시예에서는, 제1기판(20)으로서 기판상의 화소전극(素電極)(1)에 대해 n채널형 박막 트랜지스터(2)와 P채널형 박막트랜지스터(3)와를 상보구성(相補構成)으로 설치해, 상기 P채널형 박막 트랜지스터의 소스(Source)부 (드레인)(6)를 한쌍의 신호선내의 제2의 신호선(7)에 접속하고, 상기 N채널형 박막 트랜지스터와 P채널형 박막트랜지스터의 게이트 전극(8)(9)은 공통으로 제3의 신호선(10)에 접속하여, 상기 N채널형 박막 트랜지스터 및 P채널형 박막트랜지스터의 드레인(소스)부 (11)(12)를 화소전극(1)과 접속하고 있는 전기회로를 설치한 것으로 하였다.
그 제1기판의 모양을 제6도에 나타내었다.
본 실시예에서는 그 제1기판을 수평면에 설치후, 위쪽에서부터 이소프로필 알콜에 분산시킨 네마틱계 액정의 마이크로 캅셀을 산포했다. 본 실시예에 이용한 액정 마이크로 캅셀은 외경 2㎛, 내경1㎛의 폴리비닐 알콜의 플라스틱 캅셀(13)중에 네마틱 액정 조성물(14)와 흑색계 색소(15)를 봉입한 것으로, 캅셀의 주위에 2㎛ 두께의 에폭시수지(16)를 코팅하고 여기에 액중의 분산의 정밀도를 높이기 위해, 에폭시수지 주변에 100~200Å의 지름을 가지는 실리카입자(17)를 바르고 있다.
그 외관도를 제2도에 나타낸다.
산포는 그 직후의 퇴적두께로 10~20㎛ 정도로 했다. 산포후, 감압챔버(Chamber)내에서 제2기판(21)의 위치를 맞춘 후에 프레스를 행했다. 그때의 조건은 기압 100Pa, 예열온도 80℃, 인가압력 2kg/cm2이었다.
그후, 겹쳐진 기판을 떼어내어 10세트를 1조로 해서 가압하면서 180℃에서 1시간 가열해서 에폭시 수지의 경화를 행했다.
그후, 각 기판의 리드부분에 구동용 IC를 가진 태브(TAB)를 접속하고 구동시켰다. 그때의 액정투과율ㆍ전압특성을 제3도에 나타낸다.
이와 같이 종래의 분산형 액정에서는 얻을 수 없는 명확한 역치(한계값)가 얻어진다.
본 실시예에서는, 액티브 소자를 사용해서 그 분산형 액정을 구동했는데, 이와 같이 명확한 역치가 얻어지고 있기 때문에 단순 매트릭스의 액정 전기광학장치에서도 충분히 실용화 할 수 있는 수준에 있다.
본 실시예에 대한 비교예로서, 산포후의 부착을 행한 경우, 프레스후의 보이드(Void)(18)의 발생이 현저하고 기체 또는 용매인 알콜이 남을 가능성이 높고, 장치의 광학적 특성에 지장을 초래했다.
(비교예 1)
그 비교예의 액정장치의 단면도를 제4도에 나타낸다. 또한 본 실시예의 액정장치의 단면도를 제1도에 나타낸다. 이 제1도에 의해 명확하게 나타난 바와 같이, 본 발명의 경우 기판(20),(21)의 사이에서 액정(14) 및 그 외측의 캅셀(13)이 거의 균일적으로 분산되어 있는 것을 알 수 있다.
또한, 감압하에서 부착했기 때문에 제4도와 같이 보이드도 인정되지 않는다. 또한, 본 실시에의 경우 액정재료에 혼합해서, 색소재료를 넣기 때문에 표시의 온(ON), 오프(OFF)의 차가 명확하게 되었다.
[실시예 2]
본 실시예에서는, 단순 매트릭스의 액정 전기광학장치를 제조했다.
제1기판으로서, 전극에 스퍼터(Sputter)법으로 막을 형성하며 산화 인듐, 산화석(OTO)을 이용했다.
두께는 1000Å으로 했다. 주사측 전극으로서 폭 300㎛, 피치 30㎛의 전극을 400개 포트린 법을 이용해서 제조하고 제1기판으로 했다.
본 실시예에서는 그 제1기판을 수편면에 설치한 후, 위쪽에서부터 네마틱계 액정의 마이크로 캅셀을 산포했다. 본 실시예에서는 용매는 이용하지 않고 기압차를 이용한 산포로 했다.
본 실시예에 이용한 액정 마이크로 캅셀은 외경 4㎛, 내경2㎛의 폴리비닐 알콜의 플라스틱 캅셀중에 콜레스테릭 액정조성물을 봉입한 것으로서, 캅셀의 주위에 2㎛두께의 변성 아크릴 수지를 코팅하고, 더욱이 본 실시예에서는 드라이 산포때문에 액정 마이크로 캅셀이 응집해서, 균일하게 산포되지 않는 것을 방지하기 위해 에폭시 수지의 주위에 100~200Å의 지름을 가진 실리카 입자를 바르고 있다.
산포는 그 직후 집적 두께에서 10~20㎛ 정도로 했다.
산포후, 감압챔버내에서 제2기판의 위치를 맞춘 수 프레스를 행한다. 제2기판은 제1기판과 마찬가지로 스피터로 ITO를 성막하고 640개의 전극을 포트린 법으로 제조했다.
프레스의 조건은, 기압 100Pa, 예열온도 80℃, 인가압력 2kg/cm2그리고 UV조사는 100mJ였다.
그후, 각 기판의 리드부분에 구동용 IC를 가진 태브(TAB)를 접속하여 구동시켰다.
그 조립도를 제5도에 나타낸다.
이와 같이된 본 발명은 액정을 봉입한 마이크로 캅셀의 표면에 바인더효과가 있는 수지를 미리 형성하고, 그 캅셀을 산포, 기판의 부착, 가압, 경화를 행했기 때문에 액정캅셀의 분산편차가 적게 생겼다. 그 결과, 종래의 고분자 수지의 액정조성물로 이루어진 폴리머 네트워크형 액정 전기광학장치에 비해서 역치가 명확하게 되어 구동마지의 상승이 확인되었다.

Claims (2)

  1. 표면에 전극 및 리드를 갖는 제1기판상에 내경이 0.2~50㎛의 지름을 갖는 플라스틱 구상물(球狀物)내에, 액정재료를 봉입하고, 동시에 그 표면을 열경화 또는 광경화성수지로 피복한 미이크로캅셀과, 1~50㎛의 지름을 갖는 스페이서와의 혼합물을 산포해서, 1~500㎛의 두께로, 상기 기판상에 입힌 후, 감압 분위기하에서 표면에 전극 및 리드를 갖는 제2기판을 겹쳐, 상기 기판에 대해서 가압 및 가열 또는, 가압 및 UV조사조사(照射)하는 것을 특징으로 하는 액정 전기광학장치의 제조방법.
  2. 표면에 전극 및 리드를 갖는 제1가판상에 내경이 0.2~50㎛의 지름을 갖는 플라스틱 구상물내에, 액정재료와 색소재료를 봉입하고, 동시에 그 표면을 열경화 또는 광경화성 수지로 피복한 마이크로 캅셀과 1~50㎛의 지름을 갖는 스페이서와의 혼합물을 산포해서 1~500㎛의 두께로, 상기 기판상에 입힌후 감압 분위기 하에서 표면에 전극 및 리드를 갖는 제2기판을 겹쳐, 상기 한쌍의 기판에 대해서, 강압 및 가열 또는, 가압 및 UV조사하는 것을 특징으로 하는 액정 전기광학장치의 제조방법.
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