KR19980014986A - 반사형 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 반사형 LCD에서 하측기판에 돌출부를 형성하여 스페이서를 대신하게 하여 셀갭을 일정하게 유지하고, 콜레스테릭 액정을 광경화성 폴리머와 혼합하여 셀갭을 메우고 LCD에서 R.G.B로 예정되어 있는 부분 각각에 대하여 노광 에너지가 다르게 노광하여 각 부분에서의 액정의 나선 구조가 R.G.B에 대응되는 파장의 빛을 반사시키는 피치를 갖도록 하였으므로, 반사판이나 위상차판, 편광판 및 칼라필터등이 불필요하므로 제조 공정이 간단하고 제조 단가를 절감할 수 있으며, 셀갭이 일정하게 유지되므로 화질이 향상되어 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

반사형 액정표시장치 및 그 제조 방법

본 발명은 백라이트가 필요 없는 반사형 액정표시장치(Liquid Crystal Display;이하 LCD라 칭함) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 콜레스테릭 액정의 노광 에너지에 따른 반사광의 파장이 달라지는 성질을 이용하여 칼라 필터나 편광판, 위상차판 및 반사판이 불필요하여 제조 단가를 절감할 수 있고, 유리 기판을 식각하여 돌출부를 형성하여 스페이서로 대체하여 제조 공정이 간단하고 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반사형 LCD 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

평판표시장치(flat panel display)의 일종인 LCD는 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 장치로서, 종래 음극선관(Cathode Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고, 부피가 작으며, 대형화 및 고정세화가 가능하여 널리 사용되고 있다.

종래 반사형 LCD에 관하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 투명 상. 하측기판 상에 투명전극 패턴들을 형성하고, 상기 구조의 상, 하측기판 상에 액정을 일정한 방향으로 배향시키기 위한 폴리이미드 재질의 배향막을 도포하고, 러빙하여 방향성을 갖도록 한다.

그다음 상기 상측 또는 하측기판 상에 실패턴을 형성하여 두 기판을 접합하고, 상기 상, 하측기판 사이의 셀갭에 액정을 채워 밀봉한 후, 상기 상측기판에 위상차판 및 편광판을 부착하고, 하측기판에는 편광판과 반사판을 부착하여 LCD를 완성한다.

여기서 상기 하측기판에는 LCD의 칼라화를 위한 칼라 필터가 형성되는데, 상기의 칼라 필터는 하측기판 상에 크롬등과 같은 광 차단 물질로된 블랙 매트릭스를 일정 간격으로 형성하고, 상기 블랙 매트릭스 사이의 기판에 감광성 염료난 안료 등을 사용하여 R.G.B 화소를 실 프린트나 전면 도포후 사진 식각 등의 방법으로 형성한 후, 상기 구조의 전표면에 폴리 이미드 등의 재질로된 보호막을 형성하여 완성한다.

상기와 같은 종래 기술에 따른 반사형 칼라 LCD는 칼라 필터의 제조가 어렵고, 칼라 필터에 의한 단차로 인하여 투명전극패턴의 단선이 발생하여 전체 LCD가 불량 처리되는 경우가 많아 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성이 떨어지는 등의 문제점이 있다.

또한 셀갭을 유지하기 위하여 원통형이나 구형의 스페이서를 산포시켜야 하고, 위상차판이나 편광판 등을 부착하여야 하는 등 공정이 복잡하여 제조 단가가 높고 공정수율이 떨어지는 다른 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 하측 기판에 스페이서를 대신하는 돌출부를 구비하고, 반사광의 파장이 위치에 따라 R.G.B를 갖는 콜레스테릭 액정을 구비하여 편광판이나 위상차판 및 칼라필터 등이 불필요하여 부착물이 작아 제조 단가를 절감할 수 있으며, 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반사형 LCD를 제공함에 있다.

본 발명의 다른목적은 하측기판을 사진 식각하여 돌출부를 형성하여 스페이서를 대신하고, 콜레스테릭 액정이 노광되는 에너지에 따라 피치가 정해지고 그에 따라 반사시키는 광의 파장이 달라지는 특성을 이용하여 R.G.B를 각각 다른 에너지로 노광하여 액정 자체적으로 칼라 필터의 역할까지 동시에 수행하도록 하여 제조 공정이 간단하고, 편광판이나 위상차판 및 칼라필터등이 불필요하여 부착물이 작아 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반사형 LCD의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치의 제조 공정도.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

10:상측기판11:투명전극

12:보호막13:하측기판

14:돌출부15:실패턴

16:액정20:노광마스크

21:노광영역

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 LCD의 특징은, 투명전극 패턴이 형성되어 있는 상측기판과, 상기 상측기판의 전표면에 형성되어 있는 보호막과, 상기 하측기판에서 화소가 아닌 부분에 형성되어 있는 돌출부와, 상기 하측기판 상에 형성되어 있는 투명전극과, 상기 하측기판의 전표면에 형성되어 있는 보호막과, 상기 상. 하측기판을 접합시키는 실패턴과, 상기 상.하측기판 사이의 셀갭을 메우되, R.G.B 화소에 대응되는 부분에 각각 R.G.B의 광을 반사시키도록 노광에 의해 피치가 정해져 있는 콜레스테릭 액정을 구비함에 있다.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반사형 LCD 제조 방법의 특징은, 하측기판에서 화소 이외의 부분으로 예정되어 있는 부분에 돌출부를 형성하는 공정과, 상기 하측기판 상에 투명전극과 보호막을 형성하는 공정과, 상기 하측 기판 상에 투명전극과 보호막을 구비하는 상측기판을 실패턴을 이용하여 접합시키는 공정과, 상기 상. 하측기판 사이의 셀갭에 광경화성 폴리머와 혼합된 콜레스테릭 액정을 주입하여 밀봉하는 공정과, 상기 상.하측기판에서 R.G.B 화소로 예정되어 있는 부분을 노출시키는 R.G.B용 노광마스크를 사용하여 노광 하되 콜레스테릭 액정의 피치가 각각 R.G.B의 반사광을 갖도록 노광 에너지를 E_RE_GE_B에 대응하여 노광하는 공정을 구비함에 있다.

이하, 본 발명에 따른 반사형 LCD 및 그 제조방법에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 반사형 LCD의 제조 공정도로서, 도6은 최종 완성된 단계의 단면도이므로 구조와 함께 설명한다.

먼저, 투명 재질, 예를들어 석영이나 유리 또는 플라스틱판 등의 재질로 된 하측기판(13)에서 화소로 예정된 부분을 소정두께, 예를들어 셀갭 정도의 깊이인 2~10㎛ 정도 사진 식각하여 스페이서의 역할을 수행하는 돌출부(14)를 형성하고, (도1 참조), 투명도전재질, 예를들어 ITO나 SnO₂로 된 투명전극(11) 패턴을 형성한 후, (도2 참조), 상기 구조의 전표면에 절연재질의 보호막(12)을 형성하여 하측기판(13)을 완성한다. 이 때 별도의 배향막을 보호막의 상부나 그 하부에 형성할 수도 있다.(도3 참조).

그다음 상기 하측기판(13)상에 투명전극(11)과 보호막(12)을 구비하는 상측기판(10)을 실패턴(15)으로 봉합하고, 광경화성 폴리머와 혼합된 콜레스테릭 액정(16)을 셀갭에 채워 밀봉한다. 이 때 상기 폴리머는 콜레스테릭 액정(16)에 비해 무게비로 0~30% 정도가 되도록 하여 액정의 배향 안정성을 높이고, 액정(16)의 위치가 바뀌는 것을 방지한다(도4 참조).

그 후, 상기 상. 하측기판(10), (13)에서 R 화소로 예정되어 있는 부분을 노출시키는 노광영역(21)이 형성되어 있는 노광마스크(20)를 사용하여 자외선으로 액정(16)을 노광하되, 노광 에너지(E_R)는 액정(16)이 가시광선의 R 영역 파장을 반사시키는 정도의 피치를 갖는 나선 구조가 되도록 한다(도5 참조).

그 다음 G 및 B 화소에 대해서도 각각 E_G, E_B의 에너지로 노광을 진행하여 R.G.B 색상을 갖도록 하는데, 이 때 상기 노광 에너지가 증가되면, 액정(16)의 나선 피치가 감소되어 반사되는 빛의 파장이 감소된다. 따라서 노광 에너지는 E_RE_GE_B가 되도록 하면 각각의 화소에서 반사되는 광은 각각 R.G.B의 색상을 갖게 되므로 편광판이나 위상차판, 반사판 및 칼라필터 등이 없이도 칼라 LCD를 실현할 수 있다.(도6 참조).

본 발명에 따른 반사형 LCD는 투명전극(11)과 보호막(12)을 구비하는 상측기판(10)과, 돌출부(14)와 투명전극(11) 및 보호막(12)을 구비하는 하측기판(13)이 실패턴(15)으로 봉합되어 있으며, 셀갭에는 광경화성 폴리머와 혼합된 콜레스테릭 액정(16)이 R.G.B 화소에 대응되는 파장의 빛을 반사시키는 정도의 피치를 갖고 밀봉되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형 LCD 및 그 제조방법은 반사형 LCD에서 하측기판에 돌출부를 형성하여 스페이서를 대신하게 하여 셀갭을 일정하게 유지하고, 콜레스테릭 액정을 광경화성 폴리머와 혼합하여 셀갭을 메우고 LCD에서 R.G.B로 예정되어 있는 부분 각가에 대하여 노광 에너지가 다르게 노광하여 각 부분에서의 액정의 나선 구조가 R.G.B에 대응되는 파장의 빛을 반사시키는 피치를 갖도록 하였으므로, 반사판이나 위상차판, 편광판 및 칼라필터 등이 불필요하므로 제조 공정이 간단하고 제조 단가를 절감할 수 있으며, 셀갭이 일정하게 유지되므로 화질이 형상되어 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (8)

1. 투명전극 패턴이 형성되어 있는 상측기판과,

   상기 상측기판의 전표면에 형성되어 있는 보호막과,

   상기 하측기판에서 화소가 아닌 부분에 형성되어 있는 돌출부와,

   상기 하측기판 상에 형성되어 있는 투명전극과,

   상기 하측기판의 전표면에 형성되어 있는 보호막과,

   상기 상. 하측기판을 접합시키는 실패턴과,

   상기 상. 하측기판 사이의 셀갭을 메우되, R.G.B 화소에 대응되는 부분에 각각 R.G.B의 광을 반사시키도록 노광에 의해 피치가 정해져 있는 콜레스테릭 액정을 구비하는 반사형 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 상.하측기판이 석영, 유리 또는 프라스틱판 중의 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 액정 표시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 투명전극이 ITO나 SnO₂로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 돌출부가 2~10㎛ 높이로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 콜레스테릭 액정이 광경화성 폴리머와 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 광경화성 폴리머가 콜레스테릭 액정에 비해 무게비로 0~30% 혼합되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
7. 하측기판에서 화소 이외의 부분으로 에정되어 있는 부분에 돌출부를 형성하는 공정과,

   상기 하측기판 상에 투명전극과 보호막을 형성하는 공정과,

   상기 하측기판 상에 투명전극과 보호막을 구비하는 상측기판을 실패턴을 이용하여 접합시키는 공정과,

   상기 상, 하측기판 사이의 셀갭에 광경화성 폴리머와 혼합된 콜레스테릭 액정을 주입하여 밀동하는 공정과,

   상기 상,하측기판에서 R.G.B 화소로 예정되어 있는 부분을 노출시키는 R.G.B용 노광마스크를 사용하여 노광하되 콜레스테릭 액정의 피치가 각각 R.G.B의 반사광을 갖도록 노광 에너지를 E_RE_GE_B에 대응하여 노광하는 공정을 구비하는 반사형 액정표시장치의 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 돌출부를 형성하는 공정을 사진 식각 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치의 제조방법.