KR0159050B1 - 고분자 액정재료로 이루어진 복합막 및 이 복합막을 사용한 고분자 분산액정 표시장치 및 그들의 제조방법 - Google Patents

Abstract

전극을 각각 설치한 1쌍의 기판이 대향배치되어서 시일제에 의하여 접합되고, 그 내부에 액정재료/고분자 복합막이 설치되어있고, 한쪽의 기판에는 적,녹,청의 칼러필터가 각각 설치되어있다. 이 액정재료/고분자 복합막은 상기 각색의 칼러필터에 대응하는 부분마다에 이들 칼러필터의 투과파장대역의 광에 대한 광학적 효과가 상호 실질적으로 동등하게 되도록 액정부와 광경화성의 고분자재료를 중합하여 얻어진 고분자로 되었다.

상기와 같은 고분자 분산 액정표시장치를, 각 칼러필터에 대한 광학적 효과를 가진 액정재료/고분자 복합막을 형성하도록 각 칼러필터마다에 대응하는 액정재료와 고분자재료와의 혼합용액에 고분자 재료를 중합하는 광의 강도를 조정하여 조사한다.

Description

고분자와 액정재료로 이루어진 복합막 및 이 복합막을 사용한 고분자 분산 액정표시장치 및 그들의 제조방법

제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 고분자와 액정재료로 이루어진 복합막의 단면도.

제2도는 제1도의 일부에 대한 확대 단면도.

제3도는 복합막을 사용한 고분자 분산 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.

제4도는 본 발명의 제2실시예에 관한 고분자 분산 액정표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.

제5a도는 투명기판 S와 시일재를 조합하여 형성한 셀의 일부 절결 평면도.

제5b도는 혼합용액의 주입공정을 실시하는 장치를 개략적으로 나타내는 일부 절결단면도.

제5c도는 혼합용액이 주입된 후의 셀을 나타내는 일부 절결단면도.

제6도는 제2실시예의 표시장치를 제조하기 위해 혼합용액의 고분자를 중합반응시키는 다른 공정을 보여주는 도면.

제7도는 제2실시예의 표시장치를 제조하기 위해 혼합용액의 고분자를 중합반응시키는 다른 공정을 보여주는 도면.

[산업상의 이용분야]

본 발명은 고분자와 액정재료를 혼재시킨 복합막 및 이 복합막을 사용한 고분자 분산 액정표시장치 및 이들 복합막과 고분자 분산 액정표시장치를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

[종래의 기술]

고분자와 액정재료를 혼재시킨 복합막은 고분자 분산 액정표시장치에 사용되고 있다.

고분자 분산 액정표시장치는 투명전극을 설치한 한쌍의 투명기판 사이에 고분자와 액정재료를 분산시킨 액정재료/고분자 복합막을 설치한 것이다. 상기 복합막은 스폰지와 같은 단면을 갖도록 고분자화 한 고분자의 각 극간부(틈사이)에 각각 액정재료가 갇힌 구조 혹은 캡슐화한 액정재료를 고분자중에 분산시킨 구조를 갖고 있다.

이 고분자 분산 액정표시장치는 양 기판의 전극 사이에 전압을 인가하여 표시구동 되는 것으로, 상기 고분자중에 분산해 있는 각 액정부(액정재료가 집합해 있는 부분)의 액정분자는 전압이 인가되어 있지 않은 상태에서는 여러가지 방향으로 향하고 있다. 이 상태에서는 복합막에 입사한 광이 상기 액정부와 고분자와의 경계면 및 액정부의 광산란 작용에 의해 산란된다. 또한, 상기 전극사이에 고분자중에 분산된 액정재료의 역치 전압이상의 전압이 복합막에 인가되면, 상기 각 액정부의 액정분자가 기판면에 대해서 거의 수직이 되도록 같은 모양으로 배열하고, 입사광은 광산란 작용을 거의 받지 않고 복합막을 투과한다.

즉, 상기 고분자 분산 액정표시장치는 장치에 입사되는 광의 투과와 산란을 이용하여 표시하는 것으로, 편광판이 불필요하기 때문에 일반적으로 사용되는 TV형 액정표시장치에 비해 표시화면이 밝다는 장점을 갖고 있다.

상기 고분자 액정표시장치의 한 종류는, 종래 한쌍의 투명기판을 틀상의 시일재를 개재시켜 접합하고, 이 양 기판간의 상기 시일재로 둘러싸인 영역에, 액정재료와 광에 의해 중합반응하는 고분자 재료와의 혼합용액을 봉입한후, 이 혼합용액의 봉입영역 전체에 한쪽 기판의 외면측으로 부터 균등하게 광(자외선)을 조사하여, 상기 고분자재료를 광중합시키는 방법으로 제조되고 있다.

이와 같이, 기판사이에 봉입한 상기 혼합용액에 광을 조사하면, 단량체 혹은 올리고머(oligomer)의 상태에 있는 고분자 재료의 이중결합이 풀려 래디칼화하고, 이웃해 있는 래디칼(radical)이 서로 결합하여 만나는 래디칼중합반응에 의해 고분자가 되고, 이 고분자의 중합에 의해 액정재료와 고분자가 상분리한다.

이 때문에 고분자 재료는 스폰지같은 단면을 갖도록 중합하여 고분자 미소부분이 형성되고, 이 고분자 미소부분의 각 극간부에 각각 액정재료가 갇혀, 상기 복합막이 형성된다. 또한 이 복합막의 형성방법은 광중합 상분리법이라고 호칭된다.

그런데, 상기 고분자 분산 액정표시장치는, 종래 일반적으로 흑백표시로 불리는 단색의 농담표시에 사용되었지만, 최근에는, 고분자분산 액정표시 장치의 한쪽의 기판에 복수개 색의 컬러필터를 설치하여 다색 컬러표시를 행하게 하는 것이 고려되고 있다.

그러나 종래의 액정재료와 고분자로된 복합막을 구비한 고분자 분산 액정 표시장치에 있어, 단색의 농담표시를 행하는 경우에는 화면전체의 밝기가 거의 균일한 좋은 품질의 표시가 얻어지지만, 복수개 색의 컬러필터를 설치한 다색 컬러표시를 행하는 장치로서는, 표시의 밝기가 색마다 달라지고 만다는 문제를 갖고 있다.

종래의 제조방법으로 제조된 다색컬러 표시를 행하는 고분자 분산액정표시장치는 적, 녹, 청의 3색의 컬러필터를 갖추고 있다.

종래의 고분자 분산 액정표시장치는, 그 복합막의 구조는 균일하지만, 컬러필터를 투과하는 적, 녹, 청 각각의 광에 대한 광학적 특성, 예컨데 산란의 정도나 투과율은 각각 다르다.

이것은, 액정재료/고분자 복합막의 광투과 특성에 파장의존성이 있고, 가시광 대역의 각 파장광 가운데 장파장역의 광에 대한 투과율이 높으나 단파장역의 광에 대한 투과율은 낮기 때문이다. 적색필터를 투과한 적색광은 장파장역광, 녹색필터를 투과한 녹색광은 중간파장역광, 청색필터를 투과한 청색광은 단파장역광이기 때문에, 이들 각 색광의 투과율이 복합막의 파장의존성에 의해 달라지고 만다.

이 때문에, 종래부터 각 색 컬러필터의 두께를 변경시켜 이들 컬러필터의 투과광량을 조정하거나, 혹은 인가전압을 각 색의 컬러필터가 대응하는 부분마다에 변경시켜 전압인가시의 액정분자의 배열상태를 조정함에 의해 상기 복합막의 파장의존성을 보상하여 각 색의 표시의 밝기를 균일화시키는 것이 고려되고 있다.

그러나 상기와 같이 각색의 컬러필터의 두께를 변경시키는 것으로는, 컬러필터의 형성이 어려워질뿐 아니라 컬러필터의 색에 따라서는 그 두께를 극히 두껍게 한다던지 얇게 한다던지 하지 않으면 안되기 때문에, 컬러필터를 투과한 광의 명도, 색상, 채도의 조정이 곤란하게 되고 깨끗한 색으로 되지 않아 표시품질이 저하해 버리고, 또한 인가전압을 각 색의 컬러필터가 대응하는 부분마다에 변경시키는 것으로는, 액정표시장치의 구동방법이 복잡해지고 만다.

[발명의 개요]

본 발명의 한 목적은, 파장대역이 다른 복수개의 광에 대해 각각 광학적 특성을 조정하는 것이 가능한 복합막을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 복합막은 액정재료와 고분자를 포함하고 입사되는 광의 파장대역이 서로 다른 복수개의 영역을갖고, 이들의 영역은 하나의 특정한 파장대역의 광에 대해서 광학적특성이 서로 상이하다.

상기와 같이 복합막은 각각의 영역이 하나의 파장대역의 광에 대해 서로 다른 광학적 특성을 갖고 있으므로 각각의 영역 마다에 각 파장대역의 광에 대한 광학적 특성을 적정화 시킬 수 있다.

즉 이 복합막은 각 파장대역 마다의 광에 대한 파장의존성을 보정할 수 있다.

상기 복합막은, 그 복수개의 영역 각각을 액정재료가 집합한 미소한 액정부와 고분자로 이루어지는 미소부분을 각각 복수개 갖고 있다.

이 액정부는, 외주가 고분자에 의해 둘러싸인 캡슐형이고 더욱이 다면체이어도 좋다. 또한 이 복합막은 3차원 망목구조의 고분자의 사이에 액정부가 형성된 고분자 망목형(polymer network type)이어도 좋다.

본 발명의 다른 관점에 기초를 둔 복합막은, 입사되는 광의 파장대역이 각각 다른 복수개의 영역을 갖고, 이 입사광의 파장대역이 다른 복수개의 영역은 그들의 각 영역마다는 각 파장대역의 광에 대한 광학적 효과가 서로 실질적으로 같게 되어 있다.

이 복합막에 의하면, 상이한 복수개의 영역에 각각 입사되는 상이한 파장대역의 광에 대해, 산란효과, 투과효과 등의 광학적 효과가 각각 최적의 상태로 조정되어 있으므로, 이 복합막의 복수개의 영역 각각의 산란광 또는 투과광 강도를 균일하게 할 수 있다.

상기 복수개의 영역은, 각 영역 마다에 각 파장대역의 광에 대한 산란효과 혹은 투과효과가 실질적으로 같다. 또한 각각의 영역은 액정과 여기에 접촉하는 중합체와의 경계면의 면적, 상기 복합막 두께방향의 길이, 혹은 그 구체적 형상이 다른 액정부를 갖고 있다.

본 발명의 다른 목적은, 컬러필터의 두께나 구동전압을 각 색의 컬러필터가 대응하는 부분마다 변경함 없이 각 색의 표시의 밝기를 적당히 하여 고품질의 다색 컬러표시를 행하게 할 수 있는 고분자 분산 액정표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 관점에 기초를 두는 고분자 분산 액정표시장치는 제1전극이 형성된 전극과, 이 전극 위에 배치되고 상이한 파장대역의 광이 각각 입사되는 복수개의 영역을 갖고 이들 복수개의 영역마다의 각 파장대역의 광에 대한 광학적 효과가 서로 실질적으로 같아지도록 액정재료와 고분자가 혼재하는 복합막과, 상기 제1전극과 대향하고 상기 복합막을 상기 제1전극과 함께 이루도록 배치된 제2전극을 갖추고 있다.

상기의 고분자 분산 액정표시장치는, 상이한 파장대역의 광이 각각 입사되는 복수개의 영역마다의 각 파장대역의 광에 대한 광학적 효과가 서로 실질적으로 같으므로 상이한 광에 대해 각 영역마다의 산란 또는 투과강도를 균일히 할 수 있고 선명한 색을 가진 복수색의 표시가 가능해진다.

상기 표시장치는 액정재료가 집합한 미소한 액정부와 상기 고분자로 이루어지는 미소부분을 갖는 복합막이 사용되고 있다. 복합막의 각각의 영역은, 3차원의 망목구조로 형성된 고분자와 이 망목구조 고분자의 사이에 액정재료가 집합한 미소한 복수개의 액정부를 갖고 있다.

상기 표시장치의 복합막은, 입사되는 광의 파장대역이 각각 다른 복수개의 영역마다의 산란효과가 실질적으로 같아지도록 고분자와 액정재료가 혼합되어 있다.

이 경우 상기 복수개의 영역마다에, 액정부와 고분자 미소부분과의 경계면의 면적이 서로 상이해도 좋고, 또한 하나의 액정부당의 복합막의 두께 방향의 길이가 서로 상이해도 좋고, 다시 한 액정부당의 체적이 달라도 좋다.

또한, 상기 표시장치는 복합막의 외측에 배치되고, 상기 영역마다에 다른 파장대역의 광을 선택적으로 투과시키기 위한 광학수단을 구비하고 있다. 이 광학수단은 복수색의 필터로 예컨데 적, 녹, 청의 3원색의 컬러필터인 것이 바람직하고, 3원색 컬러필터를 구비한 표시장치에서는 적, 녹, 청 각각의 컬러필터에 대응하는 상기 복합막 각각의 영역은, 하나의 액정부당의 복합막의 두께방향의 길이의 평균치, 혹은 한 액정부당의 액정부와 고분자와의 경계면의 면적의 평균치, 혹은 한 액정부당의 체적의 평균치가 적, 녹, 청의 순서로 작은 액정부를 갖고 있다.

그 위에 본 발명의 다른 관점에 기초를 둔 또 하나의 고분자 분산 액정표시장치는, 복수개의 파장대역의 광을 각각 선택적으로 투과하는 복수개의 영역이 형성된 필터와, 이 필터의 상방에 배치되고 상기 필터의 한 영역마다에 적어도 하나가 대응하도록 배치된 제1전극이 형성된 제1기판과, 상기 제1전극과 대항하는 적어도 하나의 제2전극이 형성되고, 상기 제1기판과 소정의 간격 이격하여 배치된 제2기판과, 상기 제1전극과 상기 제2전극사이에 끼워지도록 배치되고, 상기 필터의 한 파장대역을 선택적으로 투과하는 영역마다에, 각 파장대역의 광에 대한 산란효과가 실질적으로 같아지도록, 액졍재료와 고분자가 복합된 고분자 분산 액정막을 구비하고 있다.

상기 고분자 분산 액정표시장치는, 상기 필터에 의해 제1기판측으로 부터 입사된 광 가운데서 각 필터를 투과 파장대역의 광이 선택적으로 투과하고, 이 선택적으로 투과한 복수개의 파장대역 마다의 광이 이들 광에 대응한 복수개의 영역을 갖는 고분자 분산 액정막을 조사한다.

이 구성에 의하면, 상기 막의 상기 파장대역이 다른 광이 조사되는 각 영역마다에, 각 광에 대한 산란효과가 서로 실질적으로 같으므로, 필터를 조정함 없이 각 색 표시의 밝기를 용이하게 적정화 할 수 있고 색 발란스가 좋은 고품질의 다색 컬러표시가 가능하다.

본 발명의 또 다른 목적은, 입사되는 광의 파장대역이 다른 복수개의 영역마다에 광학적 특성이 다른 복합막을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 복합막 제조방법은, 액정재료와 고분자 재료가 혼재된 혼합용액의 층을 기판의 한쪽면의 상방에 형성하는 제1공정과, 선택된 다른 파장대역의 광이 각각 입사되는 복수개의 영역마다에, 특정 파장대역의 광에 대한 광학적 성질이 서로 다르도록, 상기 고분자 재료의 중합을 촉진시키는 에너지는 각 영역 마다에 변경하여 상기 고분자 재료를 중합시키는 제2공정을 구비하고 있다.

상기와 같은 방법에 의하면, 액정재료와 중합함에 의해 고분자가 되는 고분자 재료와의 혼합용액에 의해 형성된 층에 있어, 상이한 파장대역의 광이 각각 입사되는 복수개의 영역은, 각각 상기 고분자 재료의 중합을 촉진시키는 에너지가 다르기 때문에 고분자와 액정의 혼합상태가 각 영역마다에 상이하도록 상기 고분자 액체재료가 중합한다. 따라서 각 영역의 각각의 파장대역에 대한 광학적 특성을 적정화 할 수 있다.

여기서, 고분자 재료의 중합을 촉진시키는 에너지는, 광에너지 또는 열에너지라도 좋다. 또한 광에너지를 이용하는 경우는, 그 강도를 바꾸어 순차 영역상을 주사해도 좋고, 혹은 상이한 광의 파장대역의 광이 각각 입사되는 각 영역마다에 광의 강도를 조정하는 광 조정수단, 예컨데 각 영역에 대응시켜 투과강 강도를 다르게 한 광학마스크를 개재하여, 각 영역에 광을 조사해도 좋다.

본 발명의 또 다른 목적은, 각 파장대역의 광이 입사되는 각각의 영역의 표시의 밝기를 적정하게 한 색 발란스가 좋은 고 품질의 다색 컬러표시를 행하게 할 수 있는 고분자 분산 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 고분자 분산 액정표시장치의 제조방법은, 다른 파장대역의 광을 투과시키는 영역을 형성하는 광학필터와, 제1전극이 설치된 제1기판과, 이 제1전극과 대향하는 제2전극이 설치되고 제1기판에 소정의 간격 이격하여 대향 배치된 제2기판과의 사이에, 액정재료와 고분자 재료의 혼합용액을 충전하여 상기 혼합용액의 층을 형성하는 제1공정과, 상기 혼합용액층에 있어, 상기 광학필터에 의해 선택된 상이한 파장대역의 광을 투과하는 각각의 영역마다에, 소정의 파장대역의 광에 대한 광학적 특성이 서로 다르도록, 상기 고분자 재료의 중합을 촉진시키는 에너지를 각 영역마다 변경하여 공급하고, 상기 고분자 재료를 중합시켜서 고분자 분산 액정을 형성하는 제2공정을 구비하고 있다.

상술한 바와 같은 방법에 의하면, 각각 전극을 갖는 제1기판 및 제2기판 사이에, 이 고분자와 액정재료의 층을 균일한 두께로 형성할 수 있고 고품질의 다색표시를 행하는 고분자 분산 액정장치를 단순한 공정으로 형성할 수 있다.

제1공정에서는 제1기판과 제2기판을 소정의 간격으로 띄어서 대향배치시킨뒤, 이들 제1기판과 제2기판과의 사이에 혼합용액을 주입해도 좋고, 혹은 제1기판과 제2기판중 적어도 한쪽의 위에 혼합용액을 도포하고, 그 후 다른쪽 기판을 첨부하도록 해도 좋다.

또한, 이 장치의 제조방법은 적, 녹, 청의 3원색 컬러필터를 형성하는 공정을 포함하고, 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터, 청색 컬러필터에 대응하는 영역의 순으로 조사하는 광 에너지가 강한 광을 조사하는 공정을 포함하고 있다.

이러한 제조에 의하면, 3원색 컬러필터를 구비하고, 3원색의 색발란스가 좋은 고품질의 고분자 분산 액정표시장치를 제조할 수가 있다.

[실시예의 설명]

이하에 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

[제 1 실시예]

본 발명의 제1실시예에 관한 고분자 분산 액정표시장치에 사용되는 액정재료와 고분자를 가진 복합막에 대해서, 제1도 및 제2도를 참조하여 설명한다. 제1도는 복합막의 단면도이고, 제2도는 액정재료/고분자 복합막의 일부분의 확대도이다.

이 복합막(12)은, 기판(15)상에 형성되고, 고분자(13)와 액정재료를 서로 혼재시킨 박막이고, 이 복합막(12)은, 액정재료가 집합한 미소한 액정부(14)와, 이 액정부(14)의 둘레에 존재하는 고분자로 구성되어 있다. 각 액정부(14)의 사이에 존재하는 이 고분자(13)의 고분자 미소부분(13a)은, 복합막(12)의 두께방향으로 복수개의 고분자 미소부분(13a)이 겹침을 갖도록 3차원의 망목상으로 형성되어 있다.

이 복합막(12)은, 이의 면방향에 따라, 소정 파장대역의 광에 대해 광학적 특성이 서로 다른 복수개의, 하나의 예로서는 3개의 영역(A, B, C)을 갖추고 있다. 즉, 액정부(14)와 고분자(13)의 혼재상태의 상이에 의해 광학적 특성이 각 영역마다 상이하다. 예컨데 가시광대역중 한 파장대역의 광에 대해 복합막(12)의 산란성 및/또는 투과율이 영역마다 서로 다르도록 되어 있다.

또한, 이 복합막(12)은, 장 파장대역의 광, 중간 파장대역의 광, 단 파장대역의 광이 각각 입사된다. 각 영역(A, B, C)마다에서는 각 파장대역의 광에 대한 광학적 효과가 서로 실질적으로 같아지도록 상기 액정부(14)와 고분자(13)가 서로 혼재되어 있다.

이 복합막(12)에 있어서, 광이 입사하는 방향인 복합막(12)의 두께방향의 액정부(14a,14b,14c)의 직경(두께방향의 극대 길이)이, 가시광 대역중 장파장대역의 광이 입사하는 제1영역(A), 중간 파장대역의 광이 입사하는 제2영역(B), 단파장대역의 광이 입사하는 제3영역(C)에 있어서 각각 상이하다.

제1도에 나타낸 것 같이 액정부(14a,14b,14c)는, 이 순서로 그 치수가 크게 되어 있다. 여기서는 액정부를 원형으로 나타내고 영역마다 그 치수가 거의 같다. 액정부는 그 외주가 고분자(13)로 포위된 캡슐형, 혹은 제2도에 나타낸 것 같은 3차원 망목구조의 고분자(13)의 사이에 액정재료가 집합한 불규칙한 형상의 고분자 망목구조형 이어도 좋다.

개개의 액정부(14a,14b,14c) 각각에 대해서, 복합막(1)의 두께방향으로 분산(변동)이 있는 경우 상술한 액정부(14)의 막(12) 두께방향의 치수는, 같은 파장대역의 광이 입사되는 영역마다에 막(12) 두께방향의 치수를 평균한 값이 각 영역마다에 다르면 충분하다.

또한 제2도에 있어서, 액정부(14)의 치수(직경)는, 막(12)의 두께방향의 길이(h)이고, 이 길이(h)는, 각 영역에 대응하는 파장대역의 광에 대한 광학적 효과가 서로 거의 같아지도록, 각 색의 파장대역의 광이 입사되는 영역마다에 따라 다르게 하고 있다.

이 각 파장대역의 광이 각각 입사되는 각 영역의 광학적 특성은 막(12)의 두께방향의 액정부(14)의 길이(h)의 평균치에 의해 변화하고, 이 길이(h)가 작으면 산란성이 높고 투과율이 낮아지고, 길이(h)의 평균치가 크면 산란성이 낮아지고 투과율이 높아진다.

이 때문에, 상기 복합막(12)의 장파장 대역의 광이 입사되는 영역의 액정부(14a)의 막(12)의 두께방향에 대한 길이(h)를 작게 하고, 중간 파장대역의 광이 입사되는 영역의 액정부(14b) 막(12)의 두께방향에 대한 길이(h)를 중정도로 하고, 단파장역의 광이 입사되는 영역의 액정부(14c)의 막(12)의 두께방향에 대한 길이(h)를 크게함에 의해, 막(12)의 각 영역마다의 투과율의 파장의존성이 보상되어, 장파장대역의 광, 중간 파장대역의 광, 단 파장대역의 광이 각각 제1영역(A), 제2영역(B), 제3영역(C)을 거의 같은 투과율로 투과한다.

여기서 장파장대역의 광, 중간파장 대역의 광, 단파장대역의 광으로서는 각각 적색, 녹색, 청색의 파장대역의 광을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 복합막(12)의 상이한 파장대역의 광이 각각 입사되는 영역은, 각 영역마다 각 파장대역의 광에 대한 산란효과가 같아지도록, 액정부(14)와 이 액정부(14)에 접촉하는 고분자 미소부분층(13a)과의 경계면의 면적의 평균치, 또는 총화를 각 영역마다 다르게 한 구조를 이루고 있다.

즉, 한 영역에 존재하는 액정부(14)가 그 크기가 작고 또한 그 존재수가 많으면 상기 한 영역의 면적의 평균치가 작고 또한 이들의 면적의 총화가 크게 되고 산란성이 크게 된다. 역으로 액정부의 크기가 크고 또한 존재수가 작으면 상기 면적의 평균치는 크고 면적의 총화는 작아지고 산란이 저하한다.

따라서, 상기 복합막(12)은, 각각의 영역이, 복수개의 액정부(14a,14b,14c)와 이 액정부(14a,14b,14c)에 접촉하는 고분자 미소부분(13a)과의 경계면의 액정부 하나당의 평균면적을 서로 다르게 하거나, 혹은 상기 경계면의 면적의 총합이 다른 구조를 갖고 있다.

또한, 상기 복합막(12)은, 그 복수개의 영역에 각각 입사되는 파장대역의 광에 대한 산란효과가 각각 실질적으로 같아지도록, 각 영역마다의 액정부의 체적을 다르게 해도 좋다. 이것은, 하나당의 액정부의 체적의 평균치를 영역마다 다르게해도 좋고, 영역마다에 액정부의 체적의 총합을 다르게 해도 좋다.

상술한 복합막(12)의 액정부는, 그 형상이 다면체로, 복합막(12)의 두께 방향의 단면이 6각형을 나타내는 벌집상의 입체형상 이어도 좋고, 또한 액정부는 구형상이어도 좋다.

또한, 복합막(12)은 상이한 영역마다에 액정부의 형상을 다르게한 구조이어도 좋다.

다음에 상기 구성의 복합막을 사용한 고분자 분산 액정표시장치에 대하여 제3도를 참조하여 설명한다.

제3도는 고분자 분산 액정표시장치의 단면도이다.

이 고분자 분산 액정표시장치(11)에서는, 유리 등으로 이루어지는 1매의 투명기판(15)상에 적, 녹, 청 3색의 컬러필터(16R,16G,16B)와 절연막(17)과 복수개의 투명전극(18)이 형성되고, 그들의 위에 액정재료/고분자 복합막(12)을 설치하고, 이 복합막(12)의 위에 투명전극(18)에 대응하여 복수개의 투명전극(19)이 형성되어 있다.

이 실시예의 액정표시장치는 단수 매트릭스형의 것이고, 기판(15)에 형성한 투명전극(18)은 주사전극, 복합막(12)위에 형성한 투명전극(19)은 신호전극이다.

상기 컬러필터(16R,16G,16B)는, 적색필터(16R)와 녹색필터(16G)와 청색필터(16B)를 교대로 나란히하여 형성되어 있고, 상기 주사전극(18)은, 컬러필터(16R,16G,16B)를 덮는 투명한 보호절연막(17)위에 형성되어 있다.

또한, 컬러필터(16R,16G,16B)는, 주사전극(18)과 신호전극(19)이 서로 교차 대향하는 각 화소부에 각각 대응하는 화소패턴으로 형성되어 모자이크상으로 배열(종방향과 횡방향으로 교대로 배열)되던지, 혹은 각 화소열에 각각 대응시켜 스트라이프상으로 형성되어 있다.

이 액정표시장치에서는, 상기 복합막(12)에 있어서, 고분자 미소부분(13a)의 사이에 분산해 있는 액정부(14)의 복합막 두께방향의 치수를, 적, 녹, 청 3색의 컬러필터(16R,16G,16B)가 대응하는 영역마다에, 이들 컬러필터(16R,16G,16B)의 투과파장역에 응하여 다르게 한 구조로 하고 있다.

즉, 이 액정표시장치에 있어서는, 상기 복합막(12)의 각 액정부(14)의 복합적 두께방향의 치수를, 가시광대역중 장파장역의 광을 투과시키는 적색필터(16R)가 대응하는 제1영역, 중간 파장역의 광을 투과시키는 녹색필터(16G)가 대응하는 제2영역, 단파장역의 광을 투과시키는 청색필터(16B)가 대응하는 제 3영역의 순으로 순차 크게 하고 있다.

또한 제3도에서는, 복합막(12)의 각 액정부(14)를 원형으로 나타내고, 또한 같은색의 컬러필터가 대응하는 부분의 액정부(14)는 그 전체를 거의 같은 크기로 나타내었지만, 이 캡슐형에서는, 실제의 액정영역(14)은 불규칙한 형상을 하고 있고 또한 같은 색의 컬러필터가 대응하는 부분의 액정부(14)의 크기에도 편차가 있다.

그 때문에 상술한 액정부(14)의 복합막 두께방향의 치수는 같은색의 컬러필터가 대응하는 부분에 존재하는 모든 액정부(14)의 복합막 두께방향의 치수를 평균한 값인 것이 바람직하다.

이 실시예의 고분자 분산 액정표시장치에 있어서는, 그 액정재료/고분자 복합막(12)의 각 액정부(14)의 두께방향 치수(복합막(12)의 두께방향의 평균적 치수)를, 각각의 컬러필터(16R,16G,16B)가 대응하는 부분마다에 이들 컬러필터(16R,16G,16B)의 투과 파장역에 응해 서로 다르게 하고 있기 때문에, 상기 복합막(12)의 투과율의 파장의존성을 보정하여 각 영역에 대응하는 파장영역의 광에 대한 광학적 효과가 서로 거의 비슷해진다.

즉, 상기 복합막(12)은, 그 각 파장대역의 광의 투과율이 액정부(14) 두께방향의 길이(h)에 따라 변화하고, 액정부(14)의 두께방향의 길이가 작으면 액정부(14)가 조밀해지기 때문에 투과율이 낮아지고, 액정부(14)의 두께방향의 길이가 크면 액정부(14)가 성기기 때문에 투과율이 높아진다. 이 때문에, 상기 복합막(12)의 장파장역의 광을 투과시키는 컬러필터가 대향하는 부분의 액정부(14)의 두께방향 치수를 작게 하고, 단파장역의 광을 투과시키는 컬러필터가 대항하는 부분의 액정부(14)의 두께방향치수를 크게 함에 의해 복합막(12)의 투과율은 파장의존성이 보상되고, 각 색의 컬러필터(16R,16G,16B)를 투과한 상이한 파장역의 광(적, 톡, 청의 광)이, 거의 같은 투과율로 복합막(12)을 투과하고 또한 거의 같은 산란 특성을 나타낸다.

따라서, 이 막(12)의 상이한 파장대역의 광이 입사되는 각 필터에 대응하는 영역은, 각각의 영역에 입사되는 파장대역의 광에 대해서 산란효과를 같게 함에 의해 각 파장대역의 표시의 밝기를 적정히 할수 있기 때문에, 종래의 컬러필터의 두께나 구동전압을 각 색의 컬러필터가 대응하는 부분마다에 변경함이 없이 각 색의 표시의 밝기가 균일한 고품질의 다색컬러 표시를 실현 할 수가 있다.

이러한 고분자 분산 액정표시장치(11)는, 제1 및 제2전극 사이의 고분자 분산 액정막에, 고분자 미소부분(13a)에 둘러싸인 그 액정재료의 역치 이상의 전압이 인가되고, 상기 액정재료가 전계의 강도에 응하여 소정의 방향으로 배열하고 상기 액정분자의 배열에 수반하여 산란성이 저하하고 컬러필터를 투과한 광에 의해 컬러표시가 실현될 수 있다.

또한 막(12)은, 그 컬러필터(16R,16G,16B)에 의해 선택된 각 파장대역의 광이, 입사되는 막(12)의 각 영역마다에 그 산란의 정도를 실질적으로 같게 함으로써, 컬러표시 특성을 향상 할 수 있다.

이 경우 막(12)의 복수개의 액정부(14a,14b,14c)는 상이한 복수개의 파장대역의 광, 결국 3종류의 컬러필터(16R,16G,16B)를 각각 투과하는 광이, 입사되는 3종류의 영역 A, B, C마다에, 한 액정부(14)당, 상기와 같이 산란효과를 실질적으로 같게 하도록, 각 경계면의 면적을 서로 상이하게 하는 것 또는 경게면의 총화면적을 상이하게 해도 좋다.

또한, 다시 상술한 막(12)의 두께방향에 대한 각 영역의 액정부(14)의 길이(h)나, 액정부(14)와 이들의 액정부(14)가 접촉하는 복수개의 고분자 미소부분(13a)과의 경계면의 면적이 조정되도록, 각 영역마다에 액정부(14)의 체적을 상이하게 해도 좋다.

이것은, 하나당의 액정부의 체적의 평균치를 영역마다에 상이하게 해도 좋고, 영역마다에 액정부의 체적의 총화를 상이하게 해도 좋다.

막(12)은 각 영역마다 액정부(14)의 형상을 다르게 한 구조이어도 좋다. 또한, 상기 실시예의 고분자 분산 액정표시장치는, 적, 녹, 청의 컬러필터(16R,16G,16B)를 갖춘 것이나, 본 발명은, 다른색의 컬러필터를 설치한 고분자 분산 액정표시장치에도 적용 될 수 있는 것이고, 예컨데 황, 마젠타, 시안의 3색의 컬러필터를 설치한 고분자 분산 액정표시장치에 적용하는 경우는, 액정재료/고분자 복합막(12)의 액정부(14)의 복합막 두께방향의 평균적인 치수를, 적과 녹의 합성색인 황색필터가 대응하는 부분, 적과청의 합성색인 마젠타 필터가 대응하는 부분, 녹과 청의 합성색인 시안색 필터가 대응하는 부분의 순으로 순차 크게하면 좋다.

[제 2 실시예]

또한 고분자 분산 액정은, 상술한 바와 같은 구성에 한정되는 것은 아니고, 이하와 같은 구성이어도 좋다.

이 고분자 분산 액정표시장치는, 제4도에 나타낸 것 처럼 유리 등으로 이루어진 한쌍의 투명기판(25,26)을 틀상의 시일재(31)를 개재하여 접합하고, 이 양 기판(25,26)사이의 상기 시일재(31)로 둘러싸인 영역에, 제1실시예에서 서술한 복합막을 고분자 분산 액정층(22)으로 하여 설치한 것으로, 그 양 기판(25,26)중 제1기판(도면에 있어 아랫 기판)(25)의 내측에는, 적, 녹, 청 3색의 컬러필터(27R,27G,27B)와 투명전극(29)으로 형성되고 제2기판(도면에 있어 윗 기판)(26)의 내측에는 투명전극(30)만이 형성되어 있다.

또한, 이 실시예의 액정표시장치는 단순 매트릭스형의 것이고, 제1기판(25)에 형성한 투명전극(29)은 주사전극, 제2기판(26)에 형성한 투명전극(30)은 신호전극이다.

또한, 상기 컬러필터 어셈블리는, 적색필터(27R)와 녹색필터(27G)와 청색필터(27B)를 교대로 나란히하여 형성되어 있고, 상기 주사전극(29)은, 컬러필터(27R,27G,27B)를 덮는 투명한 보호절연막(28)의 위에 형성되어 있다. 또한 상기 컬러필터(27R,27G,27B)는, 주사전극(29)과 신호전극(30)이 서로 교차 대향하는 각 화소부에 각각 대응하는 화소패턴으로 형성되어 모자이크상으로 배열(종방향과 횡방향으로 교대로 배열)되던가, 혹은 각 화소열에 각각 대응시켜 스트라이프상으로 형성되어 있다.

또한, 상기 액정재료/고분자 복합층(22)은, 고분자(23)와, 액정재료를 상호 분산시킨 액정재료/고분자 복합막을 설치한 것이고, 이 복합층(22)은 스폰지와 같은 단면을 갖도록 중합한 고분자 미소부분(23a)의 각 극간부에 각각 액정재료가 갇힌 구조를 하고 있다.

그리고 이 액정표시장치에서는, 상기 복합막(22)에 있어, 고분자 미소부분(23a)의 사이에 분산되어 있는 각 액정부(24a,24b,24c)의 두께(복합막의 두께방향의 치수)(h)를 적, 녹, 청 3색 컬러필터(27R,27G,27B)가 대응하는 부분마다에 이들 컬러필터(27R,27G,27B)의 투과파장역에 응해 다르게 한 구조로 하고 있다.

즉, 이 액정표시장치에 있어서는, 상기 복합막(22)의 각 액정부(24)의 두께를, 가시광 대역중 장파장역의 광을 투과시키는 적색필터(27R)가 대응하는 부분, 중간 파장역의 광을 투과시키는 녹색필터(27R)가 대응하는 부분, 단파장역의 광을 투과시키는 청색필터(27B)가 대응하는 부분의 순서로 순차 크게 하고 있다. 또한 제4도에서는, 복합층(22)의 각 액정부(24)를 원형으로 나타내고, 또한 같은색의 컬러필터가 대응하는 부분의 액정부(24)는 그 전체를 거의 같은 크기로 나타냈으나, 액정부(24)는 불규칙적인 형상이어도 규칙적인 형상이어도 상관 없다.

또한, 이 제2실시예에 있어서도 상기한 제1실시예와 마찬가지로, 층(22)은, 고분자중에 액정재료가 캡슐화된 액정부를 가진 구조, 혹은 3차원의 망목구조로 형성된 고분자(23)와 이 망목구조의 고분자(23)의 고분자 미소부분(23a)의 사이에 액정재료가 접합한 미소한 복수개의 액정부(24a,24b,24c)가 충전된 구조이어도 좋다.

또한, 층(22)은 그 컬러필터(27R,27G,27B)에 의해 선택된 각 파장대역의 광이 입사되는 층(22)의 각 영역마다에 그 산란의 정도를 실질적으로 같게 함에 의해 컬러표시 특성을 향상 할 수 있다.

이 경우, 층(22)의 복수개의 액정부(24)는 상이한 복수개의 파장대역의 광, 결국, 컬러필터(27R,27G,27B)를 각각 투과하는 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부(24)당의 고분자 미소부분(23a)과의 경계면의 면적의 평균치를 서로 다르게 함에 의해, 그 복수개의 영역에 각각 입사되는 파장대역의 광에 대한 산란효과가 실질적으로 같게 할 수 있다.

또한 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부의 상기한 경계면의 면적을 서로 다르게 해도 좋고, 혹은 경계면의 총화를 서로 다르게 해도 좋다.

더욱이, 마이크로 캡슐형의 액정부(24)를 가진 층(22)을 이용하는 경우는 액정부(24)의 직경을 각 영역마다에 다르게 해도 좋다.

또한 다시 상술한 층(22)의 두께방향에 대한 각 영역의 액정부(24)의 길이(h)나, 액정부(24)와 이들 액정부(24)가 접촉하는 복수개의 고분자 미소부분(23a)과의 경계면의 면적이 조정되도록 각 영역마다에 액정부(24)의 체적을 다르게 해도 좋다.

이것은, 하나당의 액정부의 체적의 평균치를 영역마다 다르게 해도 좋고, 영역마다 액정부의 체적의 총화(총합)를 다르게 해도 좋다.

상술한 층(22)의 액정부(24)는 그 형상이 다면체로 막(22)의 두께방향의 단면이 6각형이어도 좋고, 또한 액정부는 구형상이어도 좋다.

또한 층(22)은 각 영역마다에 액정부(24)의 형상을 다르게한 구조이어도 좋다.

[제 3 실시예]

다음에는, 이 고분자 분산 액정표시장치의 제조방법에 관한 제3실시예에 관한 제5a내지 제6도를 참조하여 설명한다.

제5a도내지 제5c도는, 각각 고분자 분산 액정표시장치의 액정부와 고분자의 혼합액 주입 공정도, 제6도는 이 실시예의 제조방법을 나타내는 고분자 재료의 광중합을 행하는 상태의 투시도이고, 상기한 제3실시예의 고분자 분산 액정표시장치는 다음과 같은 공정으로 제조한다.

먼저, 제5a도에 나타낸 것처럼 한쌍의 투명기판(25,26)을 시일재(31)를 개재하여 접합하여 셀(40)을 조립한다. 또한 이 셀(40)의 일측부에는 상기 시일재(31)의 일부를 절결시켜 형성한 용액주입구(31a)을 설치해 둔다.

다음에 제5b도에 나타낸 것처럼 상기 셀(40)내에 진공주입법에 의해 액정재료와 광경화성 고분자 재료의 혼합용액(S)을 주입한다.

이 혼합용액(S)은, 광경화성 고분자 재료에 대해 액정재료를 상온 상압하에서의 용해도 이상의 율로 배합하고 이들 양 재료가 그 분위기하에서 용해하는 하한온도인 용해한계 온도 이상으로 가열하여 양 재료를 서로 용해시킨 혼합용액이다. 또한 이 혼합용액(S)에는 경화성 고분자 재료의 래디칼화를 촉진시키기 위한 래디칼 개시제를 첨가해준다.

혼합용액의 주입은, 종래의 진공주입법과 같이, 표시되지 않은 진공조내에 셀(40)을 세트하여 조내를 진공상태로 감압한 뒤, 셀(40)의 주입구(31a)를 용기(41)내의 혼합용액(S)에 침지하고, 이런 뒤 조내를 대기압(상압) 또는 그보다 약간 높은 기압으로 승압시킴에 의해 행한다. 주입 후, 제5c도에 나타낸 것처럼 봉입재(42)로 주입구(31a)를 밀봉한다.

이후는, 상기 혼합용액(S)의 고분자 재료에 중합반응을 촉진시키기 위한 에너지를 공급하여 광중합시켜 고분자와 액정재료를 상분리시켜 액정재료/고분자 복합막(23)(제4도 참조)을 형성하여 고분자 분산 액정표시장치를 완성한다.

상기 고분자 재료의 광중합은, 혼합용액의 봉입영역 전체를, 컬러필터(27R,27G,27B)가 설치되어 있지 않은 제2기판(26)의 외면측으로부터 광 비임으로 주사하여 행한다.

또한 이 실시예에서는 광 비임에 자외선 레이저광을 사용하고 있다. 이 레이저 광에 의한 혼합용액 봉입 영역의 주사는, 제6도에 나타낸 것처럼, 레이저 광원(51)으로부터 레이저 광(L)의 방향을, X축방향 경동미러(53a)와 Y축방향 경동미러(53b)을 구비한 X-Y 주사기구(52)에 의해 제어한다.

그리고, 이 제조방법에서는, 혼합용액 봉입영역을 레이저광(L)으로 주사하면서, 이 레이저광(L)의 강도를, 각색의 컬러필터(27R,27G,27B)가 대응하는 부분마다에, 이들 컬러필터(27R,27G,27B)의 투과파장역에 응해서 제어하고, 상기 혼합용액의 고분자 재료를, 각색의 컬러필터(27R,27G,27B)가 대응하는 부분마다에 다른 광 강도로 중합반응시킨다.

상기 레이저광(L)의 강도는, 장파장역의 광을 투과시키는 적색필터(27R)가 대응하는 부분, 중간파장역의 광을 투과시키는 녹색필터(27G)가 대응하는 부분, 단파장역의 광을 투과시키는 청색필터(27B)가 대응하는 부분의 순서로 순차 약하게 한다.

즉, 이 실시예의 제조방법은, 양 기판(25,26)사이에 봉입한 혼합용액의 고분자 재료를, 이 혼합용액의 봉입영역 전체를 레이저광(L)으로 주사하여 광중합시킴과 동시에, 그때에 상기 레이저광(L)의 강도를 각색의 컬러필터(27R,27G,27B)가 대응하는 부분마다에, 이들 컬러필터의 투과 파장역에 응해 제어함에 의해, 각색의 컬러필터(27R,27G,27B)가 대응하는 부분의 고분자 재료의 중합반응을 조정하는 것으로, 상기 레이저광(L)의 강도를 상승시키면, 고분자 재료의 중합반응이 촉진되어 고분자와의 상분리에 의해 형성되는 액정부(24)의 크기가 작아지고, 레이저광(L)의 강도를 저하시키면, 고분자 재료의 중합반응이 느려져 큰 액정부(24)가 형성된다.

이 때문에, 이 제조방법에 의하면, 각 액정부(24)의 두께방향 치수(h)를 각색의 컬러필터(27R,27G,27B)가 대응하는 부분마다에 다르게 한 액정재료/고분자 복합층(22)이 얻어지기 때문에, 상기한 고분자 분산 액정표시장치를 제조할 수 있다.

또한, 상기한 고분자 액정표시장치의 제조방법은, 다른색의 컬러필터, 예컨데 황, 마젠타, 시안 3색의 컬러필터에도 적용될 수 있고, 이 경우 레이저광(L)의 강도를 적과 녹의 합성색인 황색 필터가 대응하는 부분, 적과 청의 합성색인 마젠타색 필터가 대응하는 부분, 녹과 청의 합성색인 시안색 필터에 대응하는 순으로 순차 약하게 하면 좋다.

[제 4 실시예]

고분자 분산 액정표시장치의 다른 제조방법을 제7도를 참고하여 설명한다. 제7도는 고분자의 광중합을 행하는 상태에 있어서의 액정표시장치의 단면도이고, 상기 제2실시예의 고분자 분산 액정표시장치는 다음과 같은 공정으로 제조된다.

먼저, 상술한 제1기판(25)과 제2기판(26)을 시일재(31)를 개재시켜 접합하고, 이 양 기판(25,26)사이의 상기 시일재(31)로 둘러싸인 영역에, 액정재료와 광에 의해 중합반응하는 고분자 재료의 혼합용액(S)을 제3실시예와 같이 진공주입법에 의해 봉입한다.

이후는, 상기 혼합용액(S)의 고분자 재료를 광중합시켜 고분자와 액정재료를 상분리시켜, 액정재료/고분자 복합층(22)을 형성하여, 고분자 분산 액정표시장치를 완성한다.

상기 고분자 재료의 광 중합은, 혼합용액(S)의 용입영역 전체에, 컬러필터(27R,27G,27B)가 설치되어 있지 않은 제2기판(26)의 외면측으로 부터 광(자외선)(L)을 조사하여 행하는데, 이 경우 상기광(L)은 각 색의 컬러 필터(27R,27G,27B)에 대응하는 부분의 투과율을 이들 컬러필터(27R,27G,27B)의 투과 파장역에 따라 다르게 한 광량조정 마스크(61)를 개재시켜 혼합용액(S)에 조사한다.

상기 광량 조정 마스크(61)는, 각 색의 컬러필터(27R,27G,27B)에 각각 대응하는 부분(61a,61b,61c)의 투과율을, 적색필터 대응부분(61a), 녹색필터 대응부분(61c), 청색필터 대응부분(61c)의 순으로 순차 작게 한 것이고, 같은 휘도의 광(L)을 이 광량조정마스크(61)를 통해서 혼합용액(S)에 조사하면, 이 혼합용액(S)의 각색의 컬러필터(27R,27G,27B)가 대응해 있는 부분에 각각 다른 광량의 광이 조사되고, 혼합용액(S)의 고분자 재료가 조사광량에 응해 광중합 반응한다.

즉, 이 제조방법은, 양 기판(25,26)사이에 봉입한 혼합용액(S)의 고분자 재료의 광중합에 있어서, 상기 혼합용액(S)의 봉입영역에, 각 색의 컬러필터(27R,27G,27B)에 대응하는 부분(61a,61b,61c)의 투과율을 서로 다르게 한 광량조정마스크(61)를 개재시켜 광을 조사함에 의해, 상기 복합용액(S)의 고분자 재료를, 각 색의 컬러필터(27R,27G,27B)가 대응해 있는 부분마다에 다른 광량으로 광중합시키는 것이고, 혼합용액(S)에의 조사광량을 많게 하면 고분자 재료의 중합반응이 촉진되어 고분자와의 상분리에 의해 형성되는 액정부의 크기가 작아지고, 조사광량을 적게 하면 고분자 재료의 중합반응이 느려져 큰 액정부가 형성되기 때문에, 제4도에 나타낸 것처럼 각 액정부 (24)의 크기가 각색의 컬러필터(27R,27G,27B)가 대응하는 부분마다에 상이한 액정재료/고분자 복합층(22)이 형성된다.

한편, 액정재료/고분자 복합층(22)의 투과율은, 상기 액정부(24)의 두께(h) (제3도 참조)에 의해 변화하고, 액정부(24)의 두께(h)가 작으면 두께방향의 액정부(24)가 조밀해지기 때문에 투과율이 낮아지고, 액정부(24)의 두께(h)가 크면 두께방향의 액정부(24)가 성기기 때문에 투과율이 높아진다.

이 때문에, 상기 복합층(22)의 각 액정부(24)의 크기를 각 색필터(27R,27G,27B)가 대응하는 부분마다에 다르게 하고 있으므로 이들 컬러필터(27R,27G,27B)에 대응하는 각 부의 복합층(22)의 투과율은 거의 같아진다.

또한, 실제로 형성되는 액정부(24)는, 불규칙적 형상을 하고 있고, 또한 같은색의 컬러필터가 대응하는 부분의 액정부(24)의 크기에도 편차가 있으나, 같은색의 컬러필터가 대응하는 부분에 존재하는 모든 액정부(24)의 두께(h)를 평균한 값이 각 색의 컬러필터(27R,27G.27B)가 대응해 있는 부분마다에 다르면, 복합막(22)의 투과율의 파장의존성이 보정된다.

그리고, 상기와 같이 혼합용액(S)에의 조사광량을 제어하여 장파장역의 광을 투과시키는 적색필터(27R)가 대향하는 부분의 액정부(24)의 두께가 작고, 중간파장역의 광을 투과 시키는 녹색필터(27G)가 대향하는 부분의 액정부(24)의 두께가 중간의 크기이고, 단파장역의 광을 투과시키는 청색필터(27B)가 대향하는 부분의 액정부(24)의 두께가 큰 액정재료/고분자 복합층(22)을 형성하면, 각색의 컬러필터(27R,27G,27B)를 투과한 상이한 파장역의 광(적, 녹, 청의 광)이 어느것이나 거의 같은 투과율로 복합층(22)을 투과하게 된다.

따라서, 상기 제조방법에 의해 고분자 분산 액정표시장치를 제조하면, 컬러필터의 두께나 구동전압을 각색의 컬러필터가 대응하는 부분마다에 바꾸지 않고, 적, 녹, 청 각색의 표시의 밝기를 균일히하여 액정표시장치에 고품질의 다색표시를 행하게 할 수 있다.

또한, 상기 고분자 분산 액정표시장치의 제조방법에서는 적, 녹, 청의 컬러필터(27R,27G.27B)를 설치한 고분자 분산 액정표시장치의 제조에 대해 설명했으나, 본 발명은 다른색의 컬러필터를 설치한 고분자 분산 액정표시장치의 제조에도 적용될 수 있는 것으로, 예컨대 황, 마젠타, 시안 3색의 컬러필터를 설치한 고분자 분산 액정표시장치를 제조하는 경우는, 광량조정마스크(61)로서, 각 색의 컬러필터에 대응하는 부분(61a,61b,61c)의 투과율을, 적과 녹의 합성적인 황색필터에 대응하는 부분, 적과 청의 합성색인 마젠타색 필터에 대응하는 부분, 녹과 청의 합성색인 시안색 필터에 대응하는 부분의 순으로 순차 크게 한 것을 사용하면 좋다.

또한, 상기 제3 및 제4실시예에 나타낸 제조방법에서는, 고분자 분산 액정층을 셀내에 봉입할 때에 진공주입법을 사용했지만 여기에 한정되지 않고 양 기판(25,26)의 적어도 어느 한쪽에 액정재료와 고분자 재료의 혼합 용액(S)을 인쇄 등에 의해 도포하여 광중합을 행해도 좋다.

즉, 제1실시예에서 사용한 복합막은, 기판(15)의 위에 상기 혼합액(S)을 도포하고 그후 제3실시예의 제6도에 나타낸 광중합 공정, 또는 제4실시예의 제7도에 나타낸 광중합 공정과 같은 광중합 공정을 실행함에 의해, 입사되는 광의 파장대역의 다른 영역마다에 광학적특성이 다른 복합막을 제조할 수 있다.

또한 제1실시예에 나타낸 고분자 분산 액정표시장치는, 컬러필터 및 전극이 형성된 기판위에, 상기 혼합액(S)을 도포하고 상기 제6도 또는 제7도의 광중합 공정을 실행함에 의해, 각 컬러필터에 대응한 영역마다에 광학적 특성이 다른 고분자 분산 액정층을 형성하고, 그런뒤 이 고분자 분산 액정층의 위에, 상기 기판위에 형성된 전극과 대향하는 다른쪽 전극을 형성함에 의해 제조된다.

그위에, 제4도에 나타낸 제2실시예의 장치는, 상기한 제3도의 장치와 같이, 한쪽의 기판위에 고분자 분산 액정층을 형성한 후에, 대향전극이 형성된 다른쪽 기판에 접합시키는 공정에 의해 제조할 수 있다. 혹은, 컬러필터와 한쪽의 전극이 형성된 기판위에 혼합용액을 도포하고, 이 상태에서 대향전극이 형성된 다른쪽 기판을 접합하고, 그후에 제6도, 제7도에 나타낸 광중합 공정을 실행함에 의해 제조된다.

그위에, 상기한 실시예에서는 혼합용액의 중합반응을 광에 의해 촉진시키는 제조방법에 대해 서술했지만, 이 혼합용액을 중합반응을 시키는 에너지로서 열에너지를 사용해도 좋다. 이 경우 고분자 재료로서 열중합형의 재료를 사용하고, 적외선광을 사용하여 제6도 또는 제7도에 나타낸 중합공정을 실행함에 의해 제조할 수가 있다.

Claims (39)

1. 제 1전극이 형성된 기판과; 이 전극위에 형성되어 가시광 대역이 서로 다른 색의 파장대역의 광이 각각 입사되는 복수의 영역을 갖고, 이 상기 복수의 영역이, 다른 복수의 색의 파장대역중의 1개의 색의 파장대역의 광에 대하여 산란특성 및 투과 특성이 상기 다른 영역과 서로 다르고, 또한 이들 복수의 영역마다 입사되는 다른 색의 파장대역의 빛에 대한 산란 및 투과효과가 실질적으로 동등해지도록 액정재료가 집합한 미소 액정부와 고분자 재료로 이루어지는 수지에 의해 형성된 미소 고분자부분을 혼재시킨 복합막과; 상기 제1전극과 대향하여 상기 복합막을 상기 제1전극으로 끼우도록 배치된 제2전극을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 복합막은, 상기 액정재료가 집합한 미소 액정부와, 상기 고분자로 이루어진 미소 고분자부분을 각각 복수개 구비하고 있는 것을 특징으로하는 고분자 분산형 액정표시소자.
3. 제2항에 있어서, 상기 액정부는, 그 외주가 상기 고분자에 의해 포위되어 있는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
4. 제1항에 있어서, 상기 각각의 영역은, 3차원의 망목구조로 형성된 고분자와, 이 망목구조의 고분자 사이에 액정재료가 집합한 복수개의 미소 액정부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
5. 제1항에 있어서, 상기 각각의 영역은, 각 영역마다에 각 파장대역의 광에 대한 산란효과가 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
6. 제1항에 있어서, 상기 복합막에는, 액정재료가 집합한 미소한 복수개의 액정부와, 고분자로 이루어진 복수개의 고분자 미소부분이, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에 산란효과가 실질적으로 같아지도록 혼재해 있는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
7. 제6항에 있어서, 복수개의 액정부에 있어서는, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부의 고분자 미소부분과의 경계면의 면적이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
8. 제6항에 있어서, 복수개의 액정부에 있어서는, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부당의 고분자 미소부분과의 경계면의 면적의 평균치가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
9. 제6항에 있어서, 복수개의 액정부에 있어서는, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 복수개의 액정부의 고분자 미소부분과의 경계면의 면적의 총화가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
10. 제6항에 있어서, 복수개의 액정부에 있어서는, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부당의 상기 복합막 두께 방향의 길이의 평균치가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
11. 제6항에 있어서, 복수개의 액정부에 있어서는, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부당의 상기 복합막 두께 방향의 길이가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
12. 제6항에 있어서, 복수개의 액정부에 있어서는, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부당의 체적의 평균치가 서로 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
13. 제6항에 있어서, 각각의 영역에 있어서는, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부당의 액정부와 고분자 미소부분과의 경계면의 면적의 평균치, 상기 복합막의 두께방향 길이의 평균치 및 체적의 평균치중 적어도 두 개의 평균치가 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
14. 제13항에 있어서, 복수개의 액정부에 있어서는, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부당의 액정부와 고분자 미소부분과의 경계면의 면적의 평균치 및 상기 복합막 두께방향의 길이의 평균치가 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
15. 제13항에 있어서, 복수개의 액정부에 있어서는, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부당의 액정부와 고분자 미소부분과의 경계면의 면적의 평균치 및 상기 체적의 평균치가 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
16. 제13항에 있어서, 복수개의 액정부에 있어서는, 상이한 파장대역의 광이 입사되는 복수개의 영역마다에, 한 액정부당의 상기 두께방향의 길이의 평균치 및 상기 체적의 평균치가 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
17. 제1항에 있어서, 복수개의 액정부는, 복합막의 외측에 배치되고, 상기 영역마다에 상이한 파장대역의 광을 선택적으로 투과시키기 위한 광학수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
18. 제17항에 있어서, 상기 광학수단은, 상기 복수개의 영역마다에 상이한 착색광을 투과시키는 필터로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
19. 제17항에 있어서, 상기 광학수단은, 상기 복수개의 영역마다에 배치되고 상이한 착색광을 투과시키는 복수개의 컬러필터로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
20. 제18항에 있어서, 상기 복수개의 필터는 적, 녹, 청 3원색 컬러필터로 이루어져 있는것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
21. 제20항에 있어서, 상기 3원색 컬러필터의 적, 녹, 청 각각의 컬러필터에 대응하는 각각의 영역은, 한 액정부당의 상기 복합막의 두께방향 길이의 평균치가 적, 녹, 청의 순서로 작은 액정부를 갖는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
22. 제20항에 있어서, 상기 3원색 컬러필터의 적, 녹, 청 각각의 컬러필터에 대응하는 각각의 영역은, 한 액정부당의 액정부와 고분자 미소부분과의 경계면의 면적의 평균치가 적, 녹, 청의 순서로 작은 액정부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
23. 제20항에 있어서, 상기 3원색 컬러필터의 적, 녹, 청 각각의 컬러필터에 대응하는 각각의 영역은, 한 액정부당의 체적의 평균치가 적, 녹, 청의 순서로 작은 액정부를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
24. 가시광대역의 빛중 서로 다른 복수의 색의 파장대역의 광을 각각 투과시키는 복수의 영역이 형성된 광학필터와; 이 필터의 윗쪽에 배치되어 상기 광학필터의 각 영역에 대응시켜서 배치된 제1전극이 설치된 제1기판과; 상기 제1전극과 대향하는 적어도 하나의 제2전극이 형성되고 상기 제1기판과 소정의 간격을 두고 대향 배치된 제2기판과; 상기 제1전극과 상기 제2전극간에 끼워지도록 배치되고 상기 광학필터의 영역의 1개를 투과하는 색의 파장대역의 빛에 대하여 산란특성 및 투과특성이 서로 다르고, 또한 이들 복수의 영역마다 입사되는 다른 색의 파장대역의 빛에 대한 각각의 영역의 산란 및 투과효과가 실질적으로 동등해지도록 미소 액정부와 미소 고분자부분이 혼재된 고분자 분산 액정층을 구비한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
25. 제24항에 있어서, 상기 고분자 분산 액정층은, 상기 각 영역마다에 상기 한 액정부와 이 액정부에 접촉하는 고분자 미소부분과의 경계면의 면적의 총화가 각 영역마다에 상이한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자.
26. 액정재료와 고분자 재료의 혼합용액의 층을 기판의 한쪽면의 위쪽에 형성하는 제1공정과; 가시광대역의 빛중의 서로 다른 복수의 색의 파장대역 중에서 각각 선택된 1개의 색의 파장대역의 빛이 각각 입사되는 복수의 영역마다 상기 고분자 재료를 중합시키기 위한 빛을 그 에너지의 세기를 바꾸어 상기 혼합액의 층에 조사하는 제2공정과; 상기 고분자재료를 중합시키는 빛의 조사에 의해 상기 혼합액층의 고분자 재료를 중합시켜서 상기 1개의 색의 파장대역의 빛에 대하여 상기 각각의 영역의 산란특성 및 투과특성이 서로 다르고, 또한 이들 복수의 영역마다 입사되는 다른 색의 파장대역의 빛 마다의 산란 및 투과효과가 실질적으로 동등해지도록 액정재료가 집합한 미소 액정부와 수지에 의해 형성된 미소 고분자부분을 혼합시킨 복합막을 형성하는 제3공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자에 이용되는 복합막의 제조방법.
27. 제26항에 있어서, 상기 제1공정은, 액정재료와 광에 의해 반응하여 경화하는 고분자재료와의 혼합용액의 층을 기판의 한쪽면의 위에 형성하는 공정이고, 상기 제2공정은, 상기 고분자 재료를 중합시키는 광에너지를 각 영역마다 변경시켜 조사하는 중합공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자에 이용되는 복합막의 제조방법.
28. 제26항에 있어서, 상기 제2공정은, 각 영역마다 상기 고분자재료를 중합시키는 광의 강도를 변경시켜 순차 주사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자에 이용되는 복합막의 제조방법.
29. 제26항에 있어서, 상기 제2공정은, 다른 파장대역의 광이 각각 입사되는 상기 각 영역마다 광의 강도를 조정하는 광조정수단을 개재하여 상기 각 영역에 광을 조사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자에 이용되는 복합막의 제조방법.
30. 제29항에 있어서, 상기 제2공정은, 다른 파장대역의 광이 각각 입사되는 상기 각 영역에 대응시켜 투과광의 강도를 다르게한 광학마스크를 개재하여 상기 각 영역에 광을 조사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자에 이용되는 복합막의 제조방법.
31. 제26항에 있어서, 상기 제2공정은, 다른 파장대역의 광이 각각 입사되는 상기 각 영역에 대응시켜 투과광 강도를 다르게한 광마스크를 개재하여 상기 각 영역에 광을 순차 주사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자에 이용되는 복합막의 제조방법.
32. 가시광대역의 빛 중의 서로 다른 복수의 색의 파장대역의 빛을 투과시키는 복수의 영역을 형성하는 광학필터와 제1전극을 설치한 제1기판을 형성하는 제1공정과; 이 제1전극과 대향하는 제2전극이 설치되고 상기 제1기판에 소정의 간격을 두고 대향 배치된 제2기판을 형성하는 제2공정과; 상기 제1 및 제2 기판간에 액정재료와 고분자 재료가 혼재된 혼합액을 충전하여 상기 혼합액의 층을 형성하는 제3공정과; 상기 혼합용액의 층의 상기 광학필터에 의해 형성된 상기 복수의 영역마다 상기 고분자재료를 중합시키기 위한 에너지의 세기를 바꾸어 상기 혼합액의 층에 조사하는 제4공정과; 상기 고분자재료를 중합시키는 빛의 조사에 의해 각 영역의 상기 혼합액층의 고분자재료를 중합시키고 상기1개의 영역을 투과하는 색의 파장대역의 빛에 대하여 산란특성 및 투과특성이 서로 다르고, 또한 이들 복수의 영역마다 입사되는 다른 색의 파장대역의 빛에 대한 산란 및 투과효과가 실질적으로 동등해지도록 미소 액정부와 미소 고분자부분이 혼합된 복합막을 상기 각 영역마다 형성하는 제5공정을 구비한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자의 제조방법.
33. 제32항에 있어서, 상기 제3공정은 상기 제1기판 및 제2기판의 적어도 한쪽의 위에 상기 혼합용액을 도포하여 상기 혼합용액의 층을 형성하는 제1서브단계와; 상기 제1기판과 상기 제2기판을 서로 소정의 간격을 두고 대향 배치시키는 제2서브단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자의 제조방법.
34. 제32항에 있어서, 상기 제4공정은, 상기 고분자 재료를 중합시키는 광에너지를 제2기판측으로 부터 각 영역에 그 강도를 변경시켜 조사하는 중합공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자의 제조방법.
35. 제34항에 있어서, 상기 중합공정은 각 영역마다에 상기 고분자재료를 중합시키는 광의 강도를 변경하여 순차 주사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자의 제조방법.
36. 제34항에 있어서, 상기 중합공정은, 다른 파장대역의 광이 각각 입사되는 상기 각 영역마다에 광 강도를 조정하는 광조정수단을 개재하여 상기 각 영역마다에 광을 조사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자의 제조방법.
37. 제36항에 있어서, 상기 중합공정은 상이한 파장대역의 광이 각각 입사되는 상기 각 영역에 대응시켜서 투과광 강도를 상이하게한 광마스크를 개재하여, 상기 각 영역에 광을 조사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자의 제조방법.
38. 제34항에 있어서, 상기 중합공정은 상이한 파장대역의 광을 투과하는 필터에 대응하는 상기 혼합용액층의 상기 영역중 파장이 짧은 대역의 광을 투과시키는 영역쪽이 파장이 긴 대역의 광을 투과시키는 영역에 비교하여 광에너지가 강한 광을 조사하는 광조사 공정을 구비함을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자의 제조방법.
39. 제32항에 있어서, 상기 제1공정은 제1기판상에 적, 녹, 청의 3원색 컬러필터를 형성하는 필터 형성공정을 포함하고; 상기 제4공정은 적, 녹, 청의 3원색 컬러필터에 대응하는 상기 혼합용 액층의 영역에 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터, 청색 컬러필터에 대응하는 영역의 순으로 조사하는 광에너지의 강한 빛을 조사하는 광조사 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정표시소자의 제조방법.