KR940009145B1

KR940009145B1 - Polymer dispersed liquid crystal display

Info

Publication number: KR940009145B1
Application number: KR1019920007407A
Authority: KR
Inventors: 이종천
Original assignee: 삼성전관 주식회사; 박경팔
Priority date: 1992-04-30
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1994-10-01
Also published as: KR930022121A

Abstract

The display applies to the T.V display, the computer monitor, and the HDTV. The display includes transparent electrodes (30)(40) which are laminated in front and reverse panels (60)(70), and a polymer layer (10) in which the liquid crystal (20) is distributed, a polarizer (80) adhering to a front panel (60), an analizer (90) adhering to a reverse panel (70), The front (60) and reverse (70) panels are made from the polymer film or glass. The inner of front (60) and reverse (70) panels form the transparent conductive electrode. The pattern of electrode is matrix or 7 segment type. The rubbing process is processed by the nylon or celluloid.

Description

Direct View Polymer Dispersed Liquid Crystal Display

제1도, 제2도는 종래 폴리머 분산 액정표시소자의 부분 단면도.1 and 2 are partial cross-sectional views of a conventional polymer dispersed liquid crystal display device.

제3도 내지 제4도는 본 발명에 따른 직시형 폴리머 분산 액정 표시 소자의 개략적 단면도.3 to 4 are schematic cross-sectional views of a direct-type polymer dispersed liquid crystal display device according to the present invention.

본 발명은 폴리머 액정 표시 분자(Polymer Dispersed Liquid Crystal Display)에 관한 것으로서, 특히, 정면에서의 직시가 가능한 투과형 폴리머 분산 액정 표시 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to polymer liquid crystal display molecules, and more particularly, to a transmissive polymer dispersed liquid crystal display device capable of facing directly from the front side.

일반적으로 폴리머 액정 표시 소자는 폴리머상의 액정 분산 형태로 따라 두가지 유형으로 분류되는데, 하나는 제1도에 도시된 바와 같이 폴리머층(1)중에 액정 방울이 미세 셀(2)상태로 불연속적으로 분산되어 있는 형태의 것이며(이하 PDLCD라 약칭한다.), 또 하나는 제2도에 도시된 바와 같이, 폴리머층(1)에 분산되어 있는 액정 방울(2)이 그 인근 다른 액정 방울과 연계되어 있거나 폴리머와 액정이 연속적으로 섞여 겔(Gel)상태를 이루고 있는 즉, 셀간에 네트워크를 형성하여 연속적으로 형성되거나 또는 액정이 폴리머와 상분리되지 않고 연속적으로 형성되어 있는 형태의 것(이하 PNLCD( ; Polymer Network Liquid Crystal Display)라 약칭한다.)이다.Generally, the polymer liquid crystal display device is classified into two types according to the form of liquid crystal dispersion in the polymer phase, and one of them is discontinuously dispersed in the fine cell 2 state in the polymer layer 1 as shown in FIG. (Hereinafter abbreviated as PDLCD), and as shown in FIG. 2, the liquid crystal droplets 2 dispersed in the polymer layer 1 are associated with other nearby liquid crystal droplets or polymer And liquid crystals are continuously mixed to form a gel state, that is, they are continuously formed by forming a network between cells or liquid crystals are continuously formed without phase separation from a polymer (hereinafter PNLCD (; Polymer Network Liquid Or abbreviated as Crystal Display).

이러한 폴리머 분산 액정 표시 소자는 상기 폴리머층(1)의 전후의 전극(3)(4)에 인가되는 전압에 의해 동작하게 되는데, 종래 액상 액정을 이용한 디스플레이 장치에 비해 제조 가공이 용이할 뿐아니라 그 동작상 응답성이 매우 뛰어나기 때문에 고밀도의 화상 표시용으로 적합하다. 상기 PDLCD의 기초 기술에 관하여는 미국특허 4,435,047호, 4,685,771호, 그리고 1,688,900호에 비교적 상세히 나타나 있고, 상기 PNLCD에 관하여는 네덜란드의 필립 연구소에서 발표한 논문을 통하여 공개되었다. 상기 PNLCD는 상기 PDLCD보다 개선된 광산란 효과를 가지는 것으로서, 상기 PDLCD와 마찬가지로 액정이 분산된 모노머(Momomer) 즉, 프리-폴리머(Pre-Polymer) 상태의 겔(Gel)에 열 또는 자외선등을 조사하는 방법에 의해 하나의 필름형태로 제조되는 것이다.The polymer dispersed liquid crystal display device is operated by a voltage applied to the electrodes 3 and 4 before and after the polymer layer 1, and is easier to manufacture and manufacture than a display device using a liquid crystal. The excellent responsiveness in operation makes it suitable for high density image display. The basic technology of the PDLCD is shown in US Patent Nos. 4,435,047, 4,685,771, and 1,688,900 in detail, and the PNLCD has been published in a paper published by Philip Institute in the Netherlands. The PNLCD has an improved light scattering effect than the PDLCD. Like the PDLCD, the PNLCD emits heat or ultraviolet rays to a monomer in which a liquid crystal is dispersed, that is, a gel in a pre-polymer state. It is produced in the form of one film by the method.

이러한 PDLCD나 PNLCD는 폴리머나 액정분자의 배열이 불균일하게 되어 있는데, 이의 제법은 다음과 같다. 먼저 ITO와 같은 도전성 필름(전극)이 코팅된 투명한 폴리머 필름이나 유리를 마련하다. 그리고 상기 두개의 폴리머 필름이나 유리판을 대향 배치하여 소정간격을 고정한다. 그리고 두개의 폴리머 필름이나 유리의 사이에 액정이 혼합된 모노머를 주입한 후 이를 열이나 자외선으로 경화시켜 상기 모노머가 폴리머로 변화되게 한다. 이와 같은 고정을 통하여 PDLCD, PNLCD 또는 등방성 폴리머 겔이 형성되게 한다.PDLCD and PNLCD are non-uniform arrangement of polymers or liquid crystal molecules, the preparation method of which is as follows. First, a transparent polymer film or glass coated with a conductive film (electrode) such as ITO is prepared. Then, the two polymer films or glass plates are disposed to face each other to fix a predetermined interval. After injecting a monomer mixed with a liquid crystal between two polymer films or glass, the monomer is cured with heat or ultraviolet rays to change the monomer into a polymer. This fixation results in the formation of PDLCD, PNLCD or isotropic polymer gel.

이러한 디스플레이 장치에 있어서 상기 폴리머층에 전기장이 가해지지 않았을때 액정의 굴절률과 폴리머의 굴절율이 일치하면 빛의 산란은 일어나지 않으며 그 양전극에 의해 전기장이 가해지면 액정의 배열이 변화되어 액정의 굴절율이 변화되게 되고 이로 인해 액정의 굴절률과 폴리머의 굴절율이 불일치되게 됨으로서 입사광이 산란되게 된다.In such a display device, when the refractive index of the liquid crystal coincides with the refractive index of the polymer when no electric field is applied to the polymer layer, light scattering does not occur. When the electric field is applied by the positive electrode, the arrangement of the liquid crystals is changed and the refractive index of the liquid crystal is changed. This causes the incident light to be scattered because the refractive index of the liquid crystal and the refractive index of the polymer are inconsistent.

이와 같이 PDLCD,PNLCD나 등방성 폴리머 겔은 다같이 액정의 복굴절 효과에 의한 광의 산란현상을 이용한 것이기 때문에 직시할 경우 화상의 선명도와 콘트라스트비가 산란광에 의해 극히 불량하다. 따라서 종래에는 한정된 용도, 예를 들어 화면을 직접 바라볼 수 있는 직시형이 아닌 간접 화상 생성장치로서 주로 프로젝터에 적용되어 왔다.As described above, since PDLCD, PNLCD and isotropic polymer gel use light scattering due to the birefringence effect of the liquid crystal, the sharpness and contrast ratio of the image are extremely poor due to the scattered light. Therefore, conventionally, it has been mainly applied to a projector as a limited use, for example, an indirect image generating device which is not a direct view type which can directly look at the screen.

본 발명은 산란형 액정에 복굴절 효과를 가지게 함으로써 화상을 직접 바라볼 수 있도록 창안되어 그 적용범위가 크게 확장된 복굴절을 이용한 폴리머 분산 액정 표시소자를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polymer dispersed liquid crystal display device using birefringence, which is designed to directly view an image by having a birefringent effect on a scattering liquid crystal.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 액정 표시 소자는, 폴리머에 액정이 분산되어 있는 산란형 광제어층과,상기 광제어층의 전후에 액정의 여기를 위한 전극을 구비하여된 폴리머 분산 액정 표시 소자에 있어서, 상기 광제어층의 전후에 산란광을 제어하는 편광 제어 수단이 마련된 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the liquid crystal display device of the present invention is a polymer dispersed liquid crystal display device comprising a scattering light control layer in which a liquid crystal is dispersed in a polymer, and an electrode for excitation of liquid crystals before and after the light control layer. WHEREIN: It has the characteristic that the polarization control means which controls scattered light before and behind the said light control layer was provided.

상기 편광제어 수단은 전방의 폴라라이져와 이에 대해 그 소정의 각을 유지하는광축을 가지는 상기 후방의 아날라이져로 이루어진다.The polarization control means comprises a rear polarizer having a front polarizer and an optical axis maintaining a predetermined angle thereto.

이상과 같은 구조에 있어서, 상기 편광제어층은 일측방으로의 편광만을 통과시키는 편광필터로 이루어진다.In the above structure, the polarization control layer is made of a polarization filter that passes only the polarization toward one side.

이때에 양 편광제어층은 구동방식에 따라 서로 직교되거나 평행하게 또는 소정각도를 유지하도록 마련될 수 있는데, 이는 입사광의 파장 및/또는 광제어층에서의 위상차에 의해 결정된다.In this case, both polarization control layers may be provided to maintain or be orthogonal to each other or parallel to each other according to a driving method, which is determined by the wavelength of incident light and / or the phase difference in the light control layer.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

제3,4도를 참조하면, 본 발명에 따른 화상 표시 장치는, 두매의 전면판(60)과 배면판(70)의 각 내면에서 투명전극(30)(40)이 적층형성되고,이들의 사이에는 액정 방울(20)이 분산되어 있는 폴리머층(10)이 개재되는 기본 구조를 가진다. 이때에 상기 액정을 도시된 바와 같이 인근 다른 액정 방울과 연속되게 형성되어 하나의 네트워크를형성하거나 상분리가 되지 않은 상태로 액정과 폴리머가 연속적으로 섞여서 겔(Gel) 상태를 이룰 수도 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, in the image display device according to the present invention, transparent electrodes 30 and 40 are laminated on each inner surface of two front plates 60 and a back plate 70. It has a basic structure in which the polymer layer 10 in which the liquid crystal droplet 20 is dispersed is interposed. In this case, as shown in the figure, the liquid crystal may be continuously formed with other adjacent liquid crystal droplets to form one network, or the liquid crystal and the polymer may be continuously mixed without phase separation to form a gel state.

한편 상기 전면판과 배면판의 각 외측 표면에는 편광제어수단으로서의 편광 소자가 부착되게 되는데, 전면기판(60)에는 폴라라이져(80)가 그리고 배면판(70)에는 아날라이져(90)가 부착된다. 이때 이들의 축은 평행하거나 아니면 직교되게 또 아니면 소정각도를 유지하게 되는데, 이러한 각도는 상기 액정 분산 폴리머층(10)에서의 광위상차에 의거하여 변경되는데 이것은 통상의 설계 기준에 의거 결정한다.On the other hand, a polarization element as a polarization control means is attached to each outer surface of the front plate and the back plate, the polarizer 80 is attached to the front substrate 60, and the analyzer 90 is attached to the back plate 70. . At this time, their axes are parallel or orthogonal or otherwise maintain a predetermined angle, which angle is changed based on the optical phase difference in the liquid crystal dispersion polymer layer 10, which is determined according to conventional design criteria.

이상과 같은 본 발명의 제2실시예의 제조방법은 다음과 같다.The manufacturing method of the second embodiment of the present invention as described above is as follows.

먼저 투명한 폴리머 필름이나 유리로 전면판(60)과 배면판(70)을 제조한다. 그리고 상기 전면판(60)과 배면판(70)의 내면에 ITO등과 같은 투명 도전성 소재로 전극을 형성한다. 이때의 패턴은 매트릭스형 또는 단순 7세그먼트형 등과 같이 표시 형태에 대응되게 설계된다. 그리고, 상기 전극의 상부에 폴리이마이드등과 같은 폴리머를 배향층으로서 피착한 후 이를 헝겊, 나이론이나 셀룰로이드등과 같은 소재로 러빙처리한다. 이때의 양 배향층의 러빙방향은 같은 방향으로 나란하게 되도록 한다. 이와 같이 전극과 배향막이 형성된 상기 전면판과 배면판을 소정간격으로 고정하여 그 사이에 광제어층을 위한 공간을 형성한다. 전면판과 배면판과의 고정이 완료된 후 상기 공간에 포지티브형 니마틱(Nematic) 액정이 혼합된 모노머를 주입한 후 이를 얼마나 자외선으로 경화시켜 상기 모노머가 폴리머로 변화되게 한다. 상기 액정과 모노머의 혼합비는 PNLC의 경우 77-19 : 1-30정도이며, 필요에 따라서는 전면판과 배면판과의 간격 즉 셀갭 유지를 위하여 미세한 투명볼 스페이서를 상기 액정과 같이 혼합한다. 그리고 끝으로 상기 전면판과 배면판의 표면에 폴라라이져와 아날라이져를 상호 직교되게 부착하여 제품을 완성한다.First, the front plate 60 and the back plate 70 are made of a transparent polymer film or glass. An electrode is formed on the inner surfaces of the front plate 60 and the back plate 70 using a transparent conductive material such as ITO. The pattern at this time is designed to correspond to the display form, such as a matrix type or a simple seven segment type. Then, a polymer such as polyimide or the like is deposited on the electrode as an alignment layer and then rubbed with a material such as cloth, nylon or celluloid. The rubbing direction of both alignment layers at this time is to be parallel to the same direction. In this way, the front plate and the back plate on which the electrodes and the alignment layer are formed are fixed at a predetermined interval to form a space for the light control layer therebetween. After the fixing of the front plate and the back plate is completed, a monomer in which a positive type Nematic liquid crystal is mixed is injected into the space and then cured with ultraviolet rays to change the monomer into a polymer. In the case of PNLC, the mixing ratio of the liquid crystal and the monomer is about 77-19: 1-30, and if necessary, fine transparent ball spacers are mixed with the liquid crystal to maintain the gap between the front plate and the back plate, that is, the cell gap. Finally, the polarizer and the analyzer are orthogonally attached to the surfaces of the front plate and the back plate to complete the product.

이상에서 설명된 본 발명은 궁극적으로 직시가 불가능한 산란형 디스플레이 장치를 복굴절 효과가 나타나도록 그 구조를 개선함으로써 화상을 직시할 수 있는 액정 표시 소자를 제공하는 것인데, 이것은 통상의 프로젝터에도 적용될 수 있을 뿐아니라 통상적인 디스플레이 장치와 마찬가지로 재현된 화상을 직시하는 예를 들어 텔레비젼용 디스플레이 장치, 컴퓨터용 모니터등에의 적용도 가능하다. 이러한 본 발명의 액정 표시소자는 결과적으로 통상의 액상의 액정을 이용한 디스플레이 장치보다도 월등한 특성을 가지는 폴리머 분산 액정 표시 소자의 사용영역을 넓혀 차세대 디스플레이 장치로 개발되고 있는 고선명 텔레비젼에의 이용도 가능한 장점을 가진다.The present invention described above is to provide a liquid crystal display device that can directly look at the image by improving the structure of the scattering display device that is ultimately impossible to see the birefringent effect, which can be applied to a conventional projector as well It is also possible to apply to a display device for a television, a computer monitor, etc., for example, to face the reproduced image similarly to a normal display device. As a result, the liquid crystal display device of the present invention expands the use area of the polymer dispersed liquid crystal display device having superior characteristics than the display device using the liquid crystal in general, and can be used for high-definition televisions that are being developed as next generation display devices. Has

Claims

A polymer dispersed liquid crystal display device comprising a light control layer in which liquid crystal droplets are dispersed in a polymer and an electrode for excitation of liquid crystals before and after the light control layer, wherein the polarization control controls the scattered light before and after the light control layer. Means were provided, The direct view polymer dispersed liquid crystal display element.

The direct-view polymer dispersed liquid crystal display device of claim 1, wherein the polarization control layer comprises a polarizer and an analyzer for passing only polarization toward one side.

The direct-view polymer dispersed liquid crystal display device according to claim 2, wherein the polarizer and the analyzer have an angle between optical axes of 0 ° to 90 °.

The direct-type polymer dispersed liquid crystal display device according to claim 1, wherein a plurality of the liquid crystal droplets are formed in a single dispersion in the polymer layer.

The direct-type polymer dispersed liquid crystal display of claim 1, wherein a plurality of the liquid crystals are dispersed in the polymer layer alone, and a network is formed in association with other liquid crystal droplets nearby.

The direct-flow polymer dispersed liquid crystal display device according to claim 5, wherein the rubbing direction of the polymer is orthogonal to the optical axis of the polarizer.