特許 6039173 液晶カプセル製造装置、液晶カプセルの製造方法、および液晶カプセルを含む液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6039173

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年12月7日

(54)【発明の名称】液晶カプセル製造装置、液晶カプセルの製造方法、および液晶カプセルを含む液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1333 20060101AFI20161128BHJP

【ＦＩ】

   G02F1/1333

【請求項の数】24

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2011-240452(P2011-240452)

(22)【出願日】2011年11月1日

(65)【公開番号】特開2012-133326(P2012-133326A)

(43)【公開日】2012年7月12日

【審査請求日】2014年10月29日

(31)【優先権主張番号】10-2010-0132661

(32)【優先日】2010年12月22日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】512187343

【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(73)【特許権者】

【識別番号】507393621

【氏名又は名称】湖西大學校産學協力團

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】八田国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】白 種 仁

(72)【発明者】

【氏名】魚 基 漢

(72)【発明者】

【氏名】金 宰 賢

(72)【発明者】

【氏名】田 哲 圭

(72)【発明者】

【氏名】朴 源 祥

(72)【発明者】

【氏名】林 載 翊

【審査官】 廣田 かおり

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−０９５０８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０９０３２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２６５０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２２１０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０５９８０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５８６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５７８４１３６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｇ０２Ｆ １／１３

Ｂ０１Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液晶が流れる少なくとも１つの第１流管、
シリコン系ＵＶ硬化型界面活性剤、フッ素系ＵＶ硬化型界面活性剤、他の種類の硬化可能な界面活性剤、脱イオン化ゼラチン、およびラテックスからなる群より選択される少なくとも１種であるカプセル膜材料が流れる少なくとも１つの第２流管、
前記第１流管の流出部および前記第２流管の流出部に流入部が連結されていて、前記液晶および前記カプセル膜材料が混合された液晶液滴が流れる第３流管、ならびに
前記液晶液滴に紫外線を照射し、前記液晶液滴の前記液晶を囲む前記カプセル膜材料を硬化させることで、前記液晶液滴を硬化させて液晶カプセルを製造する硬化器、
を含むことを特徴とする、液晶表示装置用の液晶カプセル製造装置。

【請求項2】

前記第１流管の流出部、前記第２流管の流出部、および前記第３流管の流入部が同時に交わる液晶液滴生成部において前記液晶および前記カプセル膜材料は混合されて液晶液滴を生成することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置用の液晶カプセル製造装置。

【請求項3】

前記第１流管に前記液晶を流入させる第１流入器、および前記第２流管に前記カプセル膜材料を流入させる第２流入器をさらに含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶表示装置用の液晶カプセル製造装置。

【請求項4】

前記第１流入器の圧力を調節して前記第１流管を流れる前記液晶の流量および流速度を調節し、
前記第２流入器の圧力を調節して前記第２流管を流れる前記カプセル膜材料の流量および流速を調節することを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置用の液晶カプセル製造装置。

【請求項5】

前記硬化器は、前記第３流管の内部を流れる前記液晶液滴に紫外線を照射することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の液晶表示装置用の液晶カプセル製造装置。

【請求項6】

前記第１流管、前記第２流管、および第３流管の直径は、マイクロメートル（μｍ）単位の大きさであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の液晶表示装置用の液晶カプセル製造装置。

【請求項7】

前記第２流管および前記第３流管は同一直線上に位置し、前記第１流管は前記第２流管および第３流管と前記液晶液滴生成部で直交することを特徴とする、請求項２〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置用の液晶カプセル製造装置。

【請求項8】

前記第１流管および前記第３流管は同一直線上に位置し、前記第２流管は前記第１流管および第３流管と前記液晶液滴生成部で直交することを特徴とする、請求項２〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置用の液晶カプセル製造装置。

【請求項9】

前記第２流管は前記液晶液滴生成部において交わる上部第２流管および下部第２流管を含むことを特徴とする、請求項８に記載の液晶表示装置用の液晶カプセル製造装置。

【請求項10】

第１流入器を利用して第１流管に液晶を流入させる段階、
第２流入器を利用して第２流管に、シリコン系ＵＶ硬化型界面活性剤、フッ素系ＵＶ硬化型界面活性剤、他の種類の硬化可能な界面活性剤、脱イオン化ゼラチン、およびラテックスからなる群より選択される少なくとも１種であるカプセル膜材料を流入させる段階、
前記第１流管の流出部、前記第２流管の流出部、および第３流管の流入部が同時に交わる液晶液滴生成部において前記液晶および前記カプセル膜材料が混合された液晶液滴を形成する段階、ならびに
前記液晶液滴に紫外線を照射し、前記液晶液滴の前記液晶を囲む前記カプセル膜材料を硬化させることで、前記液晶液滴を硬化させて液晶カプセルを製造する段階を含むことを特徴とする、液晶表示装置用の液晶カプセルの製造方法。

【請求項11】

前記第３流管の内部を流れる前記液晶液滴を硬化させて前記液晶カプセルを製造することを特徴とする、請求項１０に記載の液晶表示装置用の液晶カプセルの製造方法。

【請求項12】

前記第３流管から流出した前記液晶液滴を硬化させて前記液晶カプセルを製造することを特徴とする、請求項１０に記載の液晶表示装置用の液晶カプセルの製造方法。

【請求項13】

前記第１流入器の圧力を調節して前記第１流管を流れる前記液晶の流量および流速を調節し、
前記第２流入器の圧力を調節して前記第２流管を流れる前記カプセル膜材料の流量および流速を調節することを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置用の液晶カプセルの製造方法。

【請求項14】

第１基板、
前記第１基板上に形成されている第１電極、
前記第１基板と対向している第２基板、
前記第２基板上に形成されている第２電極、ならびに
請求項１０〜１３のいずれか１項により製造された複数の液晶カプセルであって、前記第１電極と前記第２電極との間に形成されていて、液晶および前記液晶を囲んでいるカプセル膜を含む前記複数の液晶カプセルを有する液晶層、
を含み、
前記複数の液晶カプセルの直径の偏差は±６．５％であることを特徴とする、液晶表示装置。

【請求項15】

前記液晶カプセルは、コレステリック液晶および前記コレステリック液晶を囲んでいるコレステリックカプセル膜を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の液晶表示装置。

【請求項16】

前記液晶カプセルは、
左旋性コレステリック液晶および前記左旋性コレステリック液晶を囲む左旋性コレステリクカプセル膜を含む左旋性コレステリック液晶カプセル、ならびに、
右旋性コレステリック液晶及び前記右旋性コレステリック液晶を囲む右旋性コレステリクカプセル膜を含む右旋性コレステリック液晶カプセルを含むことを特徴とする、請求項１４または１５に記載の液晶表示装置。

【請求項17】

複数の前記左旋性コレステリック液晶カプセルは左旋性コレステリック液晶カプセル層を構成し、
複数の前記右旋性コレステリック液晶カプセルは右旋性コレステリック液晶カプセル層を構成することを特徴とする、請求項１６に記載の液晶表示装置。

【請求項18】

前記液晶カプセルは、ネマチック液晶および前記ネマチック液晶を囲んでいるネマチックカプセル膜を含むネマチック液晶カプセルであることを特徴とする、請求項１４に記載の液晶表示装置。

【請求項19】

前記液晶カプセルが分散していることを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項20】

前記液晶カプセルが少なくとも１つの層を形成していることを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項21】

前記液晶カプセルの間に分散しているナノ粒子をさらに含むことを特徴とする、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項22】

前記ナノ粒子は、前記カプセル膜と誘電率が異なることを特徴とする、請求項２１に記載の液晶表示装置。

【請求項23】

前記液晶カプセルの直径は１０ｎｍ〜１００μｍであることを特徴とする、請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。

【請求項24】

前記カプセル膜の厚さは１ｎｍ〜１０μｍであることを特徴とする、請求項２３に記載の液晶表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶カプセル製造装置、液晶カプセルの製造方法、および液晶カプセルを含む液晶表示装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）は、現在最も幅広く使用されている平板表示装置（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）のうちの一つであって、電極が形成されている二枚の基板およびその間に挿入されている液晶層からなり、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることによって、透過する光の量を調節する表示装置である。

【0003】

液晶表示装置の液晶層が複数の液晶カプセルから形成された場合には、液晶表示装置が曲げられるか、または液晶表示装置の表面に圧力が加えられる時に発生する画面の歪現象を最小化することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】韓国登録特許第０６６３７１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような液晶カプセルは、一般に、撹拌機を用いて液晶およびカプセル膜材料を攪拌して製造する。しかし、この場合、液晶カプセルの大きさを均一に実現し難い。不均一な大きさの液晶カプセルを利用した液晶表示装置は、液晶カプセルの大きさにより電気光学的特性が変わり、また、液晶カプセルを構成する液晶とカプセル膜との間の屈折率の差によって散乱が発生して、光特性が低下するという問題があった。

【0006】

本発明は、上記問題を解決するためのものであって、その目的は、略均一な大きさの液晶カプセルを製造することができる液晶カプセル製造装置、液晶カプセルの製造方法、および液晶カプセルを含む液晶表示装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明者らは、鋭意研究を積み重ねた。その結果、液晶が流れる流管、カプセル膜材料が流れる流管、前記液晶および前記カプセル膜材料が混合された液晶液滴が流れる流管、および前記液晶液滴を硬化させて液晶カプセルを製造する硬化器を含む、液晶カプセル製造装置により上記課題が解決しうることを見出した。

【0008】

すなわち、本発明は、液晶が流れる少なくとも１つの第１流管、カプセル膜材料が流れる少なくとも１つの第２流管、前記第１流管の流出部および前記第２流管の流出部に流入部が連結されていて、前記液晶および前記カプセル膜材料が混合された液晶液滴が流れる第３流管、ならびに前記液晶液滴を硬化させて液晶カプセルを製造する硬化器を含む、液晶カプセル製造装置である。

【0009】

また、本発明は、第１流入器を利用して第１流管に液晶を流入させる段階、第２流入器を利用して第２流管にカプセル膜材料を流入させる段階、前記第１流管の流出部、前記第２流管の流出部、および第３流管の流入部が同時に交わる液晶液滴生成部において前記液晶および前記カプセル膜材料が混合された液晶液滴を形成する段階、ならびに前記液晶液滴を硬化させて液晶カプセルを製造する段階を含む、液晶カプセルの製造方法である。

【0010】

さらに、本発明は、第１基板、前記第１基板上に形成されている第１電極、前記第１基板と対向している第２基板、前記第２基板上に形成されている第２電極、ならびに前記第１電極と第２電極との間に形成されていて、液晶および前記液晶を囲んでいるカプセル膜を含む複数の液晶カプセルを有する液晶層を含み、前記複数の液晶カプセルの直径の偏差は±６．５％である、液晶表示装置である。

【発明の効果】

【0011】

本発明により、第１流管および第２流管に各々液晶およびカプセル膜材料を流入させて、液晶およびカプセル膜材料の流量、流速などを調節することによって、略均一な大きさの液晶カプセルを製造することができる。

【0012】

また、略均一な大きさを有する液晶カプセルを含む液晶層を形成することによって、電気光学的特性が一定で光特性に優れた液晶表示装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態による液晶カプセル製造装置の概略図である。

【図2】図１のＩ部分の拡大図である。

【図3】本発明の一実施形態による液晶カプセル製造装置を利用した液晶カプセルの製造方法を順に示した概略図である。

【図4】本発明の一実施形態による液晶カプセル製造装置を利用した液晶カプセルの製造方法を順に示した概略図である。

【図5】本発明の他の実施形態による液晶カプセル製造装置の概略図である

【図6】本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【図7】本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【図8】本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【図9】本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【図10】本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【図11】本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照して、本発明の多様な実施形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。本発明は多様な形態に具現され、ここで説明する実施形態に限られない。

【0015】

本発明を明確に説明するために、説明に不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似した構成要素については、同一参照符号を付けた。

【0016】

また、図面に示した各構成の大きさおよび厚さは、説明の便宜のために任意に示したものであるため、本発明が必ずしも示されたとおりであるとは限らない。

【0017】

まず、図１および２を参照して、本発明の一実施形態による液晶カプセル製造装置について詳細に説明する。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態による液晶カプセル製造装置の概略図であり、図２は図１のＩ部分の拡大図である。

【0019】

図１および図２に示すように、本発明の一実施形態による液晶カプセル製造装置は、液晶１３が流れる第１流管１、カプセル膜材料１４が流れる第２流管２、第１流管１の流出部および第２流管２の流出部に流入部が連結されている第３流管３を含む。

【0020】

液晶１３は、コレステリック液晶またはネマチック液晶であることが好ましい。また、カプセル膜材料１４は、シリコン系光硬化型界面活性剤、フッ素系光硬化型界面活性剤、他の種類の光硬化型界面活性剤、脱イオン化ゼラチン（ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｇｅｌａｔｉｎ）、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、およびラテックス（ｌａｔｅｘ）からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

【0021】

第１流管１、第２流管２、および第３流管３は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ、ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）、シリコン、ガラスなどから形成される枠（図１中のＴ）の中に形成された管パターンであってもよい。このような第１流管１、第２流管２、および第３流管３の直径はマイクロメートル（μｍ）単位の大きさであることが好ましい。

【0022】

さらに、第１流管１に液晶１３を流入させる第１流入器５が第１流管１の流入部に連結されており、第２流管２にカプセル膜材料１４を流入させる第２流入器６が第２流管２の流入部に連結されている。第１流入器５は、その圧力を調節して第１流管１を流れる液晶１３の流量および流速を調節し、第２流入器６は、その圧力を調節して第２流管２を流れるカプセル膜材料１４の流量および流速を調節する。

【0023】

第１流管１の流出部、第２流管２の流出部、および第３流管３の流入部が同時に交わる部分に液晶液滴生成部４が形成されている。図１では、第２流管２および第３流管３は同一直線上に位置し、第１流管１は、第２流管２および第３流管３と液晶液滴生成部４で直交するが、第１流管１および第２流管２の位置が変わってもよい。このような液晶液滴生成部４で、液晶１３およびカプセル膜材料１４は混合されて液晶液滴１０を形成する。

【0024】

マイクロメートル単位の大きさの第１流管１および第２流管２に、各々液晶１３およびカプセル膜材料１４を注入すると、第１流管１および第２流管２が交わる液晶液滴生成部４において、流体力学的不安定性（ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ）によって液晶１３およびカプセル膜材料１４が混合されて液晶液滴１０が形成される。カプセル膜材料１４は、自己集合（ｓｅｌｆ ａｓｓｅｍｂｌｙ）効果によって液晶の周囲を囲んでいる。

【0025】

さらに、液晶液滴１０を硬化させる硬化器８が、第１流管１、第２流管２、および第３流管３と所定の間隔で離隔して設置されている。硬化器８は、液晶液滴１０に紫外線（ＵＶ）を照射して液晶液滴１０のカプセル膜材料１４をカプセル膜１５に硬化させ、液晶カプセル３０を製造する。

【0026】

この時、液晶１３およびカプセル膜材料１４の表面張力、粘性、流量、および流速（または流動圧力）を調節して、液晶液滴１０または液晶カプセル３０の大きさを調節することができる。

【0027】

第１流管１、第２流管２、および第３流管３の直径はマイクロメートル（μｍ）単位の大きさであるため、第３流管３を流れる液晶カプセル３０の直径もマイクロメートル（μｍ）単位の大きさであることが好ましい。具体的には、液晶カプセル３０の直径は、１０ｎｍ〜１００μｍであることが好ましい。

【0028】

また、このような液晶カプセル製造装置によって製造された複数の液晶カプセル３０の大きさは互いに略均一であり、液晶カプセル３０の大きさは、直径の偏差が±６．５％である。

【0029】

従来の撹拌機を利用した液晶カプセル製造装置を使用して液晶カプセルを製造する際、液晶が１ｍｌであり、カプセル膜材料が１００ｍｌであり、撹拌機を５００ｒｐｍで１時間回転させた場合、製造される液晶カプセルのうち、直径が最大の液晶カプセルは直径が４．６２μｍとなり、直径が最小の液晶カプセルは直径が１．６８μｍとなり、液晶カプセルの直径の平均値は２．６７μｍとなる。したがって、このような液晶カプセルは、液晶カプセルの平均直径を基準にして偏差が±５０％以上と大きい。よって、このような不均一な大きさの液晶カプセルを利用した液晶表示装置は、液晶カプセルの大きさによって電気光学的特性が変わり、さらに、液晶カプセルを構成する液晶とカプセル膜との間の屈折率の差によって散乱が発生して、光特性が低下する。

【0030】

なお、本願において、液晶カプセルの直径および偏差は粒度分析器（ＰＳＡ：Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｉｚｅ Ａｎａｌｙｚｅｒ）、ＳＥＭ、ＴＥＭなどで測定可能である。

【0031】

しかし、図１に示す本発明の液晶カプセル製造装置を使用して液晶カプセルを製造する際、液晶１３の流速は３７μｌ／ｍｉｎであり、カプセル膜材料１４の流速が５０００μｌ／ｍｉｎである場合、製造される液晶カプセル３０のうち、直径が最大の液晶カプセル３０は直径が５６．１μｍとなり、直径が最小の液晶カプセル３０は直径が４９．４μｍとなり、液晶カプセル３０の直径の平均値は５２．９μｍとなる。したがって、このような液晶カプセル３０は、液晶カプセル３０の平均直径を基準にして、偏差が±６．５％と大きさが略均一であることが分かる。

【0032】

このように略均一な大きさを有する液晶カプセル３０を含む液晶層を有する液晶表示装置を製造することにより、ブルージング（Ｂｒｕｉｓｉｎｇ）、プーリング（Ｐｏｏｌｉｎｇ）などの外部圧力による画面の歪現象を防止することができる。

【0033】

次に、図１および図２に示す本発明の液晶カプセル製造装置を利用して液晶カプセルを製造する方法について、図２〜４を参照して詳細に説明する。

【0034】

図３および図４は、図１に示す本発明の液晶カプセル製造装置を利用して液晶カプセルを製造する方法を順に示す概略図である。

【0035】

まず、図３に示すように、第１流入器５（図示せず）で第１流管１に液晶１３を注入し、第２流入器６（図示せず）で第２流管２にカプセル膜材料１４を注入する。この時、液晶液滴生成部４で液晶１３と接触するカプセル膜材料１４は、液晶１３の表面に付着する。

【0036】

次に、図４に示すように、液晶液滴生成部４に流入した液晶１３およびカプセル膜材料１４が混合される。すなわち、液晶液滴生成部４で液晶１３と接触するカプセル膜材料１４は、液晶１３の表面に付着して液晶１３を囲むようになる。この時、カプセル膜材料１４の流動圧力によって、液晶１３が液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）状に分離される。

【0037】

次に、図４に示すように、カプセル膜材料１４が自己集合効果によって液滴状の液晶１３を囲むようになって、液晶液滴１０を形成する。

【0038】

この時、液晶液滴１０に紫外線（ＵＶ）を照射して液晶液滴１０のカプセル膜材料１４をカプセル膜１５に硬化させて、液晶カプセル３０を製造する。このような液晶カプセル３０は、第３流管３に沿って流れる。

【0039】

また、カプセル膜材料１４が液滴状の液晶１３を囲んでいる液晶液滴１０が第３流管３から流出した後、紫外線を照射して液晶液滴１０を硬化し液晶カプセル３０を製造してもよい。この際、液晶１３およびカプセル膜材料１４の表面張力、粘性、流量、および流速（または流動圧力）を調節して、液晶カプセル３０の大きさを調節することができる。

【0040】

このような製造工程を繰り返して、複数の液晶カプセル３０を製造することができ、このような液晶カプセル３０は、略均一な大きさに製造されうる。液晶カプセル３０の大きさは、直径の偏差が±６．５％である。

【0041】

このように略均一な大きさを有する液晶カプセル３０を含む液晶層を有する液晶表示装置を製造することにより、外部圧力による画面の歪現象を防止することができる。

【0042】

図１に示す実施形態においては、カプセル膜材料１４が流れる第２流管２および液晶カプセル３０が流れる第３流管３は同一直線上に位置し、液晶１３が流れる第１流管１は第２流管２および第３流管３と液晶液滴生成部４で直交する構造を有するが、液晶カプセル３０の大きさおよび製造条件を最適化するために、第１流管１、第２流管２、および第３流管３を多様な位置に配置することができる。

【0043】

以下、図５を参照して、本発明の他の実施形態による液晶カプセル製造装置について詳細に説明する。

【0044】

図５は、本発明の他の実施形態による液晶カプセル製造装置の概略図である。

【0045】

図５に示すように、本発明の他の実施形態による液晶カプセル製造装置は、液晶１３が流れる第１流管１、カプセル膜材料１４が流れる第２流管２、第１流管１の流出部および第２流管２の流出部に流入部が連結されている第３流管３を含む。第１流管１および第３流管３は同一直線上に位置し、第２流管２は液晶液滴生成部４で交わる上部第２流管２１および下部第２流管２２を含む。上部第２流管２１および下部第２流管２２は、第１流管１および第３流管３と液晶液滴生成部４で直交する。

【0046】

また、第１流管１に液晶１３を流入させる第１流入器５が第１流管１の流入部に連結され、上部第２流管２１にカプセル膜材料１４を流入させる上部第２流入器６１が上部第２流管２１の流入部に連結され、下部第２流管２２にカプセル膜材料１４を流入させる下部第２流入器６２が下部第２流管２２の流入部に連結されている。

【0047】

第１流管１を流れる液晶１３は、上部第２流管２１および下部第２流管２２を流れるカプセル膜材料１４と液晶液滴生成部４で混合される。この時、上部および下部から各々液晶液滴生成部４に向かうカプセル膜材料１４の流動圧力によって、液晶１３は液滴状に分離される。また、カプセル膜材料１４が、自己集合効果によって液滴状の液晶１３を囲んで液晶液滴１０を形成する。この時、液晶液滴１０に硬化器８から紫外線（ＵＶ）を照射して、液晶液滴１０のカプセル膜材料１４をカプセル膜１５に硬化させて、液晶カプセル３０を製造する。このような液晶カプセル３０は、第３流管３に沿って流れる。

【0048】

また、カプセル膜材料１４が、液滴状の液晶１３を囲んでいる液晶液滴１０が第３流管３から流出した後、硬化器８から紫外線を照射して、液晶液滴１０を硬化し、液晶カプセル３０を製造してもよい。

【0049】

このような製造工程を繰り返して、略均一な大きさを有する複数の液晶カプセルを製造することができる。

【0050】

次に、本発明の一実施形態による液晶カプセル製造装置および液晶カプセルの製造方法によって製造された液晶カプセルを含む液晶表示装置について、図６を参照して以下で詳細に説明する。

【0051】

図６は、本発明の一実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【0052】

図６に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する第１基板１１０および第２基板２１０、ならびにこれら両基板１１０、２１０の間に挿入されているコレステリック液晶層３１０を含む。第１基板１１０上には第１電極１９０が形成され、第２基板２１０上には第２電極２７０が形成されていて、第１電極１９０と第２電極２７０との間に電界を形成することができる。第１基板１１０と第２基板２１０との間にはスペーサが位置して、コレステリック液晶層３１０の厚さを調節することができる。

【0053】

第１基板１１０および第２基板２１０は、透明なガラスまたはプラスチックなどの絶縁基板で形成される。

【0054】

コレステリック液晶層３１０には、複数の略均一な大きさを有するコレステリック液晶カプセル３１が分散しており、コレステリック液晶カプセル３１は、コレステリックカプセル膜３１ａの内部にコレステリック液晶３１ｂを含む。コレステリック液晶３１ｂは、可視光線である３８０ｎｍ〜７７０ｎｍの波長の光を反射する螺旋ピッチを有し、コレステリックカプセル膜３１ａの厚さは、好ましくは１ｎｍ〜１０μｍである。コレステリックカプセル膜３１ａの厚さが薄すぎる場合には、コレステリック液晶カプセル３１が割れ易くなる場合があり、コレステリックカプセル膜３１ａの厚さが厚すぎる場合には、コレステリック液晶カプセル３１の弾性力が低下して、外部圧力が発生する時に画面の歪現象が発生する場合がある。このようなコレステリックカプセル膜３１ａの厚さは、コレステリックカプセル膜の材料の物性により変わりうる。

【0055】

複数のコレステリック液晶カプセル３１の大きさは、好ましくは１０ｎｍ〜１００μｍであり、互いに略均一であり、直径の偏差は±６．５％である。

【0056】

コレステリック液晶層３１０は、プレーナ状態（ｐｌａｎａｒ ｓｔａｔｅ）およびフォーカルコニック状態（ｆｏｃａｌ ｃｏｎｉｃ ｓｔａｔｅ）の二つの安定した状態を有し、外部から一定の電圧を印加しなくても二つの安定した状態を維持することができる。プレーナ状態では、コレステリック液晶３１ｂは螺旋構造（ｈｅｌｉｃａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有して、螺旋ピッチ（ｈｅｌｉｃａｌ ｐｉｔｃｈ）によって特定の波長の光を反射し、フォーカルコニック状態では、螺旋軸（ｈｅｌｉｃａｌ ａｘｉｓ）が第１電極１９０および第２電極２７０に水平方向に配列されて、光を透過させる。

【0057】

このように、コレステリック液晶カプセル３１を含むコレステリック液晶層３１０を形成することによって、視野角による色ズレ（ｃｏｌｏｒ ｓｈｉｆｔ）を最小化することができ、液晶表示装置が曲げられる場合や、液晶表示装置の表面に圧力が加えられる場合に発生する画面の歪現象を最小化することができて、コレステリック液晶層３１０の双安定性を維持することができる。

【0058】

また、略均一な大きさを有するコレステリック液晶カプセル３１を含むコレステリック液晶層３１０を形成することによって、外部圧力による画面の歪現象を防止することができ、電気光学的特性が一定で光特性に優れた液晶表示装置を製造することができる。

【0059】

上記では、垂直電界を印加するために第１基板１１０上に第１電極１９０を、大２基板２１０上に第２電極２７０をそれぞれ形成したが、水平電界を印加するために第１電極１９０および第２電極２７０を第１基板１１０上に全て形成してもよく、垂直電界および水平電界を全て印加するために３つ以上の電極を形成してもよい。

【0060】

また、赤色、緑色、および青色の光を各々反射する赤色反射コレステリック液晶、緑色反射コレステリック液晶、および青色反射コレステリック液晶を略均一な大きさのコレステリック液晶カプセル３１に形成することによって、外部圧力による画面の歪現象を防止して、カラーを実現することができる。

【0061】

上記では、コレステリック液晶層３１０のコレステリック液晶カプセル３１が左旋性および右旋性のうちのいずれか一つの場合であったが、左旋性コレステリック液晶カプセルおよび右旋性コレステリック液晶カプセル３１２が混合されたコレステリック液晶層３１０であってもよい。

【0062】

以下、図７を参照して、本発明の他の実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。

【0063】

図７は、本発明の他の実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【0064】

図７に示す実施形態は、図６に示す実施形態と比較して、コレステリック液晶層３１０が左旋性コレステリック液晶カプセルおよび右旋性コレステリック液晶カプセルを全て含むことを除いては実質的に同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0065】

図７に示すように、コレステリック液晶層３１０には、複数の略均一な大きさを有する左旋性コレステリック液晶カプセル３１１および右旋性コレステリック液晶カプセル３１２が分散している。左旋性コレステリック液晶カプセル３１１および右旋性コレステリック液晶カプセル３１２は、大きさが略均一で、直径の偏差は±６．５％である。したがって、外部圧力による画面の歪現象を防止することができて、電気光学的特性が一定で、光特性に優れた液晶表示装置を製造することができる。

【0066】

左旋性コレステリック液晶カプセル３１１は、左旋性コレステリックカプセル膜３１１ａの内部に左旋性コレステリック液晶３１１ｂを含み、右旋性コレステリック液晶カプセル３１２は右旋性コレステリックカプセル膜３１２ａの内部に右旋性コレステリック液晶３１２ｂを含む。左旋性コレステリック液晶３１１ｂは左円偏光（Ｌ）を反射し、右旋性コレステリック液晶３１２ｂは右円偏光（Ｒ）を反射する。

【0067】

図６に示す液晶表示装置の場合、左旋性コレステリック液晶カプセル３１１および右旋性コレステリック液晶カプセル３１２のうちのいずれか一つだけがコレステリック液晶層３１０に含まれるため、コレステリック液晶層３１０の反射率が最大５０％を超えることができない。しかし、図７に示す実施形態による液晶表示装置は、左旋性コレステリック液晶カプセル３１１および右旋性コレステリック液晶カプセル３１２がコレステリック液晶層３１０に混在しているため、反射率を最大化することができる。

【0068】

また、図７に示す実施形態においては、左旋性コレステリック液晶カプセル３１１および右旋性コレステリック液晶カプセル３１２をランダムに混在させてコレステリック液晶層３１０を形成したが、図８に示すように左旋性コレステリック液晶カプセル３１１および右旋性コレステリック液晶カプセル３１２を層状構造に形成してもよい。

【0069】

以下、図８を参照して、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。

【0070】

図８は、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【0071】

図８に示す実施形態は、図７に示す実施形態と比較して、コレステリック液晶層３１０の左旋性コレステリック液晶カプセル３１１および右旋性コレステリック液晶カプセル３１２が層状構造であることを除いては実質的に同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0072】

図８に示すように、コレステリック液晶層３１０は、左旋性コレステリック液晶カプセル層３１３およびその上に配置されている右旋性コレステリック液晶カプセル層３１４を含む。

【0073】

左旋性コレステリック液晶カプセル層３１３は、複数の略均一な大きさを有する左旋性コレステリック液晶カプセル３１１から構成され、右旋性コレステリック液晶カプセル層３１４は、複数の略均一な大きさを有する右旋性コレステリック液晶カプセル３１２から構成される。左旋性コレステリック液晶カプセル３１１および右旋性コレステリック液晶カプセル３１２は、大きさが略均一で、直径の偏差が±６．５％である。したがって、外部圧力による画面の歪現象を防止することができて、電気光学的特性が一定で光特性に優れた液晶表示装置を製造することができる。

【0074】

また、左円偏光を反射させる左旋性コレステリック液晶カプセル層３１３および右円偏光を反射させる右旋性コレステリック液晶カプセル層３１４でコレステリック液晶層３１０が形成されていて、左円偏光（Ｌ）および右円偏光（Ｒ）を全て反射することができるため、反射率を最大化することができる。

【0075】

本発明の液晶表示装置は、コレステリック液晶カプセルを含むコレステリック液晶層３１０を形成したり、ネマチック液晶カプセルを含むネマチック液晶層を形成してもよい。

【0076】

以下、図９を参照して、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。

【0077】

図９は、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【0078】

図９に示すように、本発明のさらに他の実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する第１基板１１０および第２基板２１０、ならびにこれら両基板１１０、２１０の間に注入されているネマチック液晶層３２０を含む。第１基板１１０上には第１電極１９０が形成され、第２基板２１０上には第２電極２７０が形成されていて、第１電極１９０と第２電極２７０との間に電界を形成することができる。第１基板１１０の下部および第２基板２１０の上部に各々第１偏光板１１１および第２偏光板２１１が形成されている。第１偏光板１１１および第２偏光板２１１の透過軸は、互いに垂直または水平であり、所定の角を成して配置される。第１偏光板１１１および第２偏光板２１１には位相遅延フィルムが追加的に形成されて、視野角を向上させることができる。

【0079】

ネマチック液晶層３２０には、複数の略均一な大きさを有するネマチック液晶カプセル３２が分散しており、ネマチック液晶カプセル３２は、ネマチックカプセル膜３２ａの内部にネマチック液晶３２ｂを含む。ネマチック液晶カプセル３２の大きさは、直径の偏差が±６．５％である。したがって、外部圧力による画面の歪現象を防止することができて、電気光学的特性が一定で光特性に優れた液晶表示装置を製造することができる。

【0080】

ネマチック液晶３２ｂは、ねじれネマチック（ｔｗｉｓｔｅｄ ｎｅｍａｔｉｃ、ＴＮ）液晶、水平配列ネマチック液晶、軸対称配列ネマチック液晶などを含むことができ、正の誘電率異方性液晶または負の誘電率異方性液晶でありうる。図９にはＴＮ液晶が示されている。

【0081】

上記では、垂直電界を印加するために第１基板１１０上に第１電極１９０を、第２基板２１０上に第２電極２７０をそれぞれ形成したが、水平電界を印加するために第１電極１９０および第２電極２７０を第１基板上に全て形成してもよく、垂直電界および水平電界を全て印加するために３つ以上の電極を形成してもよい。

【0082】

また、第１電極または第２電極に開口パターンを形成して、マルチドメインを形成することによって、視野角による色ズレを最小化することができる。

【0083】

さらに、図９に示す実施形態による液晶表示装置のネマチック液晶層にナノ粒子を追加することによって、カプセル膜による駆動電圧の上昇を最少化することができる。

【0084】

以下、図１０を参照して、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。

【0085】

図１０は、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【0086】

図１０に示す実施形態は、図９に示す実施形態と比較して、ネマチック液晶層にナノ粒子が追加されたことを除いては実質的に同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0087】

図１０に示したように、本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する第１基板１１０および第２基板２１０、およびこれら両基板１１０、２１０の間に注入されているネマチック液晶層３２０を含む。

【0088】

ネマチック液晶層３２０には複数の略均一な大きさを有するネマチック液晶カプセル３２が分散しており、ネマチック液晶カプセル３２の間には複数のナノ粒子４０が分散している。

【0089】

ナノ粒子４０の直径は１０ｎｍ〜１μｍであることが好ましく、ナノ粒子４０は金、銀、カーボンナノチューブ、および強誘電性材料からなる群より選択される少なくとも１種の材料から形成される粒子であることが好ましい。

【0090】

ネマチック液晶カプセル３２は、カプセル膜３２ａの内部にネマチック液晶３２ｂを含む。図１０には水平配向ネマチック液晶が示されている。複数のネマチック液晶カプセル３２は、大きさが略均一で、直径の偏差が±６．５％である。したがって、外部圧力による画面の歪現象を防止することができて、電気光学的特性が一定で光特性に優れた液晶表示装置を製造することができる。

【0091】

さらに、ナノ粒子４０をネマチック液晶層３２０に分散させることによって、ネマチックカプセル膜３２ａの誘電率を上昇させることができる。下記の数式１は、ネマチックカプセル膜３２ａおよびナノ粒子４０の混合物の誘電率に関する式が表されている。

【0092】

【数1】

【0093】

ここで、ε_ｍはネマチックカプセル膜３２ａおよびナノ粒子４０の混合物の誘電率、ε_１はカプセル膜３２ａの誘電率、ε_２はナノ粒子４０の誘電率、Ｂ_１はネマチックカプセル膜３２ａの体積、Ｂ_２はナノ粒子４０の体積である。

【0094】

数式１に示すように、所定の体積を有し、かつカプセル膜とは異なる誘電率を有するナノ粒子４０をネマチック液晶層３２０に追加することによって、ネマチックカプセル膜３２ａおよびナノ粒子４０の混合物の誘電率（ε_ｍ）を上昇させることができる。

【0095】

したがって、ネマチックカプセル膜３２ａによって電圧の減少が発生するのを防止して、駆動電圧の上昇を防止することができる。また、図１０に示す実施形態による液晶表示装置は、ナノ粒子４０がネマチック液晶層３２０に分散しているが、ナノ粒子４０がコレステリック液晶層３１０に分散していてもよい。

【0096】

また、図１０に示す実施形態による液晶表示装置は、ネマチック液晶カプセル３２およびナノ粒子４０が互いに分離されてネマチック液晶層３２０に分散しているが、複数のネマチック液晶カプセル３２が一つの層に形成される場合、図１１に示すようにナノ粒子４０がネマチック液晶層３２０と接触してもよい。

【0097】

以下、図１１を参照して、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置について説明する。

【0098】

図１１は、本発明のさらに他の実施形態による液晶表示装置の断面概略図である。

【0099】

図１１に示す実施形態は、図１０に示す実施形態と比較して、複数のネマチック液晶カプセルが一つの層に形成されてナノ粒子４０がネマチック液晶層と接触する構造であることを除いては実質的に同様であるため、詳細な説明は省略する。

【0100】

図１１に示すように、本発明の第６実施形態による液晶表示装置は、互いに対向する第１基板１１０および第２基板２１０、ならびにこれら両基板１１０、２１０の間に注入されているネマチック液晶層３２０を含む。

【0101】

ネマチック液晶層３２０には、複数の略均一な大きさを有するネマチック液晶カプセル３２が互いに接触しており、ネマチック液晶カプセル３２の間には複数のナノ粒子４０が付着している。

【0102】

ネマチック液晶カプセル３２は、ネマチックカプセル膜３２ａの内部にネマチック液晶３２ｂを含む。図１１にはＴＮ液晶が示されている。複数のネマチック液晶カプセル３２は、大きさが略均一で、直径の偏差は±６．５％である。したがって、外部圧力による画面の歪現象を防止することができて、電気光学的特性が一定で光特性に優れた液晶表示装置を製造することができる。

【0103】

また、所定の体積および誘電率を有するナノ粒子４０をネマチック液晶層３２０に添加することによって、ネマチックカプセル膜３２ａおよびナノ粒子４０の混合物の誘電率（εｍ）を上昇させることができる。したがって、ネマチックカプセル膜３２ａによって電圧の減少が発生するのを防止して、駆動電圧の上昇を防止することができる。

【0104】

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲の概念および範囲を逸脱しない限り多様な修正および変形が可能であることを、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者は簡単に理解することができる。

【符号の説明】

【0105】

１ 第１流管、
２ 第２流管、
３ 第３流管、
４ 液晶液滴生成部、
５ 第１流入器、
６ 第２流入器、
８ 硬化器、
１０ 液晶液滴、
１３ 液晶、
１４ カプセル膜材料、
１５ カプセル膜、
２１ 上部第２流管、
２２ 下部第２流管、
３０ 液晶カプセル、
３１ コレステリック液晶カプセル、
３１ａ コレステリック液晶カプセル膜、
３１ｂ コレステリック液晶、
３２ ネマチック液晶カプセル、
３２ａ ネマチック液晶カプセル膜、
３２ｂ ネマチック液晶、
４０ ナノ粒子、
６１ 上部第２流入器、
６２ 下部第２流入器、
１１０ 第１基板、
１１１ 第１偏光板、
１９０ 第１電極、
２１０ 第２基板、
２１１ 第２偏光板、
２７０ 第２電極、
３１０ コレステリック液晶層、
３１１ 左旋性コレステリック液晶カプセル、
３１１ａ 左旋性コレステリック液晶カプセル膜、
３１１ｂ 左旋性コレステリック液晶、
３１２ 右旋性コレステリック液晶カプセル、
３１２ａ 右旋性コレステリック液晶カプセル膜
３１２ｂ 右旋性コレステリック液晶、
３１３ 左旋性コレステリック液晶カプセル層、
３１４ 右旋性コレステリック液晶カプセル層、
３２０ ネマチック液晶層。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】