KR20020022010A - 반사형 액정표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 금속반사막에 요철 형상을 제공하기 위하여 형성되는 유기막의 열화나 박리를 방지하여, 높은 신뢰성과 양호한 표시를 갖춘 반사형 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 기판 (10, 20) 과, 상기 한 쌍의 기판 (10, 20) 의 테두리부에 형성된 밀봉재 (40) 에 의하여 형성되는 공간내에 액정층 (30) 을 사이에 형성하고 있으며, 상기 기판 (10) 의 액정층 (30) 측에는 유기막 (11) 과, 금속반사막 (12) 과, 컬러필터 (13) 와, 오버코트막 (14) 과, 전극바탕막 (15a) 과, 전극층 (15) 과, 배향막 (16) 이 순서대로 적층되어 있으며,
상기 유기막 (11) 이 상기 기판 (10) 의 테두리부에 형성된 밀봉재 (40) 의 단부 (40A) 의 근방 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치를 채용한다.

Description

반사형 액정표시장치{REFLECTIVE LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
본 발명은 신뢰성이 우수한 반사형 액정표시장치에 관한 것이다.
최근, 개인휴대정보단말기나 휴대형 퍼스널컴퓨터 등의 표시부로서, 소비전력이나 두께를 작게 할 수 있는 점에서 유리한 반사형 액정표시장치가 널리 이용되고 있다.
이 반사형 액정표시장치로서, 종래, 액정층을 사이에 형성하여 대향하는 한 쌍의 기판중, 한쪽 기판의 외측에 반사판을 형성한 반사판 외장 타입의 것이 알려져 있다. 그러나, 이 반사판 외장 타입의 반사형 액정표시장치에서는, 외부로부터 입사 입사한 광이 2 장의 기판을 통과하여 반사판에 도달하기 때문에, 표시가 어두워지기 쉽다는 문제가 있다.
따라서, 외부로부터 입사한 광이 반사판에 도달할 때까지 통과하는 기판의 장수를 줄이기 위하여, 상기 한 쌍의 기판중 한쪽 기판의 한쪽 면에 반사막을 막형성하고, 이 반사막이 상기 한 쌍의 기판 사이에 내장되도록 한 반사형 액정표시장치가 알려져 있다.
그러나, 상기 반사막을 내장하는 타입의 반사형 액정표시장치에서는 반사막의 면이 경면(鏡面)인 경우에, 특정한 각도에서 강하게 발생하는 반사광에 의한 콘트라스트의 저하가 문제가 되었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 도 6 에 도시된 바와 같이, 상기 반사형 액정표시장치에 금속반사막을 내장하고 그 표면을 요철이 있는 형상으로 한 것이 제안되어 있다.
도 6 은 상기 반사형 액정표시장치의 단부의 부분단면구조를 나타내는 도이다.
도 6 에 있어서, 반사형 액정표시장치 (100) 는 제 1 기판 (110) 과, 제 2 기판 (120) 을 대향시켜, 그 사이에 액정층 (130) 을 밀봉재 (140) 에 의하여 밀봉한 구성이다.
제 1 기판 (110) 의 액정층 (130) 측에는 다수의 요철을 형성한 유기막 (111) 과, 금속반사막 (112) 과, 오버코트막 (114) 과, 제 1 전극층 (115) 과, 제 1 배향막 (116) 이 순서대로 적층형성되어 있으며, 제 2 기판 (120) 의 액정층측에는 제 2 전극층 (125) 과, 오버코트막 (126) 과, 제 2 배향막 (127) 이 순서대로 적층형성되어 있다.
또한, 제 2 기판 (120) 의 액정층 (130) 측과 반대측 면에는 위상차판 (128) 과 편광판 (129) 이 형성되어 있다.
상기 반사형 액정표시장치 (100) 에 있어서는, 제 1 기판 (110) 과 제 2 기판 (120) 사이에 금속반사막 (112) 이 내장되어 있으므로, 제 2 기판 (120) 측으로부터 입사한 광이 금속반사막 (112) 에 도달할 때까지 통과하는 기판은 제 2 기판(120) 뿐이며, 반사광이 제 2 기판 (120) 의 외측으로 되돌아 올 때까지 통과하는 기판도 마찬가지이다. 그로 인하여, 기판을 통과할 때의 광의 손실을 저감할 수 있어, 밝은 표시를 얻을 수 있게 되어 있다.
또한, 금속반사막 (112) 은 요철이 있는 형상의 유기막 (111) 상에 형성되어 있으므로, 금속반사막 (112) 으로부터의 반사광이 산란되어 콘트라스트와 시야각 특성이 개선되어 있다.
따라서, 상기와 같은 구성을 갖춘 반사형 액정표시장치 (100) 에 있어서는 밝은 표시와 넓은 시야각을 얻을 수 있다.
그러나, 상기 구성의 종래의 반사형 액정표시장치 (100) 에 있어서는, 도 6 에 도시된 바와 같이, 유기막 (111) 이 기판 (110) 의 외단부(外端部)에까지 형성되어 있으므로, 유기막 (111) 의 외단면 (111a) 이 외기와 접촉하는 구조로 되어 있다.
이 유기막 (111) 은 아크릴계 자외선경화 수지 등으로 구성되어 있으며, 습기를 흡수하여 열화되는 특성을 가지고 있으므로, 상기 본 예의 반사형 액정표시장치 (100) 와 같이, 유기막 (111) 의 외단면 (111a) 이 외기와 접촉하는 구조이면, 외단면 (111a) 으로부터의 흡습에 의한 유기막 (111) 의 열화나, 유기막 (111) 과 제 1 기판 (110) 과의 접합단 (110a), 또는 유기막 (111) 과 오버코트막 (114) 과의 접합단 (114a) 으로부터 습기가 침입하여, 경우에 따라서는 유기막 (111) 과 기판 (110) 또는 오버코트막 (114) 이 박리될 가능성이 있었다.
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 흡습에 의한 유기막의 열화를 방지하여 높은 신뢰성을 갖춘 반사형 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 반사형 액정표시장치의 부분단면구조를 나타내는 도.
도 2 는 유기막과 금속반사막의 표면을 포함하는 부분을 확대하여 나타낸 사시도.
도 3 은 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치에 있어서의 유기막의 제조공정의 일 예를 나타내는 단면구성도.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 반사형 액정표시장치의 부분단면구조를 나타내는 도.
도 5 는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 반사형 액정표시장치의 부분단면구조를 나타내는 도.
도 6 은 종래의 반사형 액정표시장치의 부분단면구조의 일 예를 나타내는 도.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 액정표시장치 10, 20 : 기판
11 : 유기막 12 : 금속반사막
13 : 컬러필터 14, 26 : 오버코트막
15, 25 : 전극층 16, 27 : 배향막
30 : 액정층 40 : 밀봉재
41 : 경사부 50 : 스페이서
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 반사형 액정표시장치는, 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재에 의하여 액정층이 사이에 형성되어 있으며, 상기 한 쌍의 기판중, 한쪽 기판의 액정층측에는 적어도 유기막과, 금속반사막과, 오버코트막과, 전극층과, 배향막이 적층되고, 상기 유기막이 상기 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재 단부의 근방 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 한쪽 기판의 액정층측에 형성된 유기막의 외단부와 외부와의 거리를 크게 할 수 있으며, 이로 인하여 외기로부터의 습기 침입에 의한 유기막의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 반사형 액정표시장치는, 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재에 의하여 액정층이 사이에 형성되어 있으며, 상기 한 쌍의 기판중, 한쪽 기판의 액정층측에는 적어도 유기막과, 금속반사막과, 오버코트막과, 전극층과, 배향막이 적층되고, 상기 유기막이 상기 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재의 내주측 단부보다 내측 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 한쪽 기판의 액정층측에 형성된 유기막의 외단부가 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재보다 내측이 되도록 배치되므로, 유기막과 외부와의 거리를 크게 할 수 있으며, 이로 인하여 외기로부터의 습기 침입에 의한 유기막의 열화를 억제할 수 있다.
상기 반사형 액정표시장치에 있어서는, 상기 유기막이 상기 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재의 내주측 단부보다 0 mm ~ 5 mm 내측 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 외기로부터의 습기가 유기막에 도달하여 유기막이 열화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 액정표시장치의 표시영역을 크게 할 수 있으므로, 효율적인 액정표시장치의 설계가 가능하다.
상기 액정표시장치에 있어서는, 상기 밀봉재의 내주측 단부가, 상기 유기막과 기판이 형성하는 단차(段差)를 오버코트막이 덮음으로써 전극층 표면에 형성된 경사부로부터 외측으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 밀봉재가 상기 경사부로부터 외측으로 배치되므로 유기막과 외기 사이에 밀봉재가 배치되어, 밀봉재에 의해서도 유기막으로의 습기 침입을 방지할 수 있다.
상기 반사형 액정표시장치에 있어서는, 컬러필터가 상기 금속반사막상에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 색차이나 시각차를 감소시킬 수 있으므로, 표시품질이 우수한 액정표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재에 의하여 액정층이 사이에 형성되어 있으며, 상기 한 쌍의 기판중 한쪽 기판의 액정층측에 적어도 유기막과, 금속반사막과, 오버코트막과, 전극층과, 배향막이 적층되어 있으며, 상기 유기막의 외주측 단부가 상기 기판 테두리부에 형성된 밀봉재의 외주측 단부보다 외측에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 상기 밀봉재를 평탄한 면상에 형성할 수 있으므로, 밀봉재에 둘러싸인 영역에 있어서 상기 한 쌍의 기판을 일정한 간격으로 유지할 수 있어, 표시 불균일이 없는 양호한 표시를 얻을 수 있다.
또한, 상기 반사형 액정표시장치에 있어서는, 상기 유기막의 외단은 상기 테두리부에 형성된 밀봉재의 외주측 단부보다 0.5 ~ 3 mm 외측에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
유기막과 밀봉재의 배치를 상기의 범위로 함으로써, 외기의 습기를 충분히 차단하여 유기막을 보호할 수 있으며, 또한, 기판에 대한 표시영역을 크게 확보할 수 있다.
또한, 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재에 의하여 액정층이 사이에 형성되어 있으며, 상기 한 쌍의 기판중, 한쪽 기판의 액정층측에 적어도 유기막과, 금속반사막과, 오버코트막과, 전극층과, 배향막이 순서대로 적층되어 있으며, 상기 유기막의 외주측 단부가 상기 기판 테두리부에 형성된 밀봉재의 외주측 단부보다 내측이며, 또한, 상기 밀봉재의 내주측 단부보다 외측인 범위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치를 상기 과제의 해결수단으로 한다.
다음으로, 상기 기판 테두리부에 형성된 밀봉재의 내주측 단부가 상기 기판상의 오버코트막에 의하여 평탄화된 평탄부에 배치되며, 또한, 상기 밀봉재의 외주측 단부가 상기 기판상의 상기 유기막의 단부를 오버코트막이 덮은 부분에 형성되는 경사부상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치를 상기 과제의 해결수단으로 한다.
다음으로, 유기막의 외단부의 위치가 밀봉재의 외주측 단부보다 0.3 mm ~ 0.8 mm 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치를 상기 과제의 해결수단으로 한다.
다음으로, 상기 오버코트막이 상기 금속반사막의 단면을 덮어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치를 상기 과제의 해결수단으로 한다.
다음으로, 컬러필터가 상기 금속반사막상에 직접 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치를 상기 과제의 해결수단으로 한다.
발명의 실시형태
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태인 반사형 액정표시장치 (1) 의 부분단면구조를 나타내는 도이다.
도 1 에 도시된 반사형 액정표시장치 (1) 는 제 1 기판 (10) 과, 제 2 기판 (20) 을 서로 대향시켜, 이들 2 장의 기판 (10, 20) 과, 기판 (10, 20) 의 서로 대향하는 면의 테두리부에 형성된 밀봉재 (40) 에 의하여 액정층 (30) 을 사이에 형성한 구성이며, 상기 제 1 기판 (10) 의 액정층 (30) 측 면에는 유기막 (11), 금속반사막 (12), 컬러필터 (13), 오버코트막 (14), 전극바탕막 (15a), 전극층 (15), 배향막 (16) 이 순서대로 적층형성되어 있다.
한편, 제 2 기판 (20) 의 액정층 (30) 측 면에는 전극층 (25), 오버코트막 (26), 배향막 (27) 이 순서대로 적층형성되어 있으며, 반대측 면 (즉, 제 2 기판 (20) 의 외측 면) 에는 제 1 위상차판 (28a), 제 2 위상차판 (28b), 편광판 (29) 이 순서대로 적층형성되어 있다.
이상의 구성에 있어서, 전극층 (15) 과, 전극층 (25) 에 의하여 사이에 형성된 영역이 액정표시장치 (1) 로서의 표시영역이 되며, 그 외측의 영역이 비표시영역이 된다.
상기 제 1 기판 (10) 및 제 2 기판 (20) 에는 투명한 유리기판이 바람직하게 이용되는데, 유리기판에 포함되는 알칼리가 액정층 (30) 으로 용출하면, 액정층 (30) 이 열화되어 색얼룩, 표시불량 등의 원인이 되므로, 석영유리, 무알칼리유리 등의 알칼리가 용출하지 않는 유리를 이용하는 것이 바람직하다.
유기막 (11) 에는 감광성 수지, 열경화 수지 등이 이용되며, 아크릴계 레지스트, 폴리스틸렌계 레지스트, 아지드고무계 레지스트, 이미드계 레지스트 등의 감광성 수지가 적합하게 이용된다.
또한, 유기막 (11) 의 표면 (11A) 에는 다수의 요철이 형성되어 있으므로, 제 2 기판 (20) 측으로부터 입사한 광이 금속반사막 (12) 에서 반사되는 동시에 산란되어, 본 반사형 액정표시장치 (1) 는 양호한 시야각 특성이 얻어지도록 되어 있다.
유기막 (11) 의 막두께는 1 ㎛ ~ 5 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 막두께를 1 ㎛ 미만으로 한 경우, 유기막 (11) 에 원하는 요철형상을 형성하기 어렵고, 5 ㎛ 를 초과하는 두께이면 막두께 편차가 발생하기 쉬워지기 때문이다. 또한, 유기막 (11) 을 두껍게 하면 유기막 (11) 과 제 1 기판 (10) 과의 밀착성이 저하되므로, 밀착성을 확보하여 더욱 박리되기 어려운 구조로 하려면 유기막 (11) 의 막두께는 1 ㎛ ~ 3 ㎛ 인 것이 더 바람직하다.
도 2 는 유기막 (11) 과 금속반사막 (12) 을 포함하는 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다. 이 도에 도시된 바와 같이, 유기막 (11) 의 표면은 그 내면이 구면의 일부를 이루는 다수의 오목부 (12A) 가 중첩되어 합쳐지도록 연속해서 형성되어 있으며, 그 면상에 금속반사막 (12) 이 적층되어 있다.
상기 오목부 (12A) 의 깊이를 0.1 ㎛ ~ 3 ㎛ 의 범위에서 랜덤하게 형성하고, 인접하는 오목부 (12A) 의 피치를 5 ㎛ ~ 100 ㎛ 의 범위에서 랜덤하게 배치하고, 상기 오목부 (12A) 내면의 경사각을 -18 도 ~ +18 도의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
특히, 오목부 (12A) 내면의 경사각 분포를 -18 도 ~ +18 도의 범위로 설정하는 점, 인접하는 오목부 (12A) 의 피치를 평면 전방향에 대하여 랜덤하게 배치하는 점이 특히 중요하다. 왜냐하면, 만일 인접하는 오목부 (12A) 의 피치에 규칙성이 있으면, 광의 간섭색이 나와 반사광이 물들어 버린다는 단점이 있기 때문이다. 또한, 오목부 (12A) 내면의 경사각 분포가 -18 도 ~ +18 도의 범위를 초과하면, 반사광의 확산각이 너무 넓어져 반사강도가 저하되어 밝은 표시를 얻을 수 없기 때문이다(반사광의 확산각이 공기중에서 36 도 이상이 되고, 액정표시장치 내부의 반사강도 피크가 저하되어, 전반사 로스가 커지기 때문이다).
또한, 오목부 (12A) 의 깊이가 3 ㎛ 를 초과하면, 후공정에서 오목부 (12A) 를 평탄화할 경우에 볼록부의 정상이 평탄화막 (오버코트막 (14)) 으로 완전히 메울 수 없어, 원하는 평탄성을 얻을 수 없게 된다.
인접하는 오목부 (12A) 의 피치가 5 ㎛ 미만인 경우, 유기막 (11) 을 형성하기 위하여 이용하는 전사형의 제작상 제약이 있어, 가공시간이 매우 길어지고, 원하는 반사특성이 얻어질 만큼의 형상을 형성할 수 없으며, 간섭광이 발생하는 등의 문제가 생긴다. 또한, 실용상, 상기 전사형의 제작에 사용할 수 있는 30 ㎛ ~ 200 ㎛ 직경의 다이아몬드 압자를 이용할 경우, 인접하는 오목부 (12A) 의 피치를 5 ㎛ ~ 100 ㎛ 로 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 이 유기막 (11) 의 형성방법의 일 예를 도 3 을 참조하여 이하에 간단히 설명한다.
도 3 은 도 1 에 나타내는 본 실시형태의 반사형 액정표시장치의 유기막 (11) 을 형성하는 공정을 모식적으로 나타낸 단면공정도로, 부호 A ~ D 는 공정순을 나타낸다.
먼저, 도 3 의 A 에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 (10) 상에 스핀코트법 등에 의하여 아크릴계 레지스트 등의 감광성 수지액을 도포한 후, 프리베이크하여 감광성 수지층 (11a) 을 형성한다.
다음으로, 도 3 의 B 에 나타내는 바와 같이, 요철형상을 가지는 요철면 (19a) 과, 그 테두리의 평탄면 (19b) 으로 이루어지는 면을 구비하는 전사형 (19) 을 상기 감광성 수지층 (11a) 의 표면에 눌러, 전사형 (19) 의 요철면 (19a) 의 형상을 감광성 수지층 (11a) 의 표면에 전사한다.
다음으로, 도 3 의 C 에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 (10) 의 감광성 수지층 (11a) 이 형성된 측의 뒷면 (10a) 측에서 전사형 (19) 의 테두리의 평탄면 (19b) 에 상당하는 부분을 포토마스크 (18) 로 덮는다. 계속해서, 제 1 기판의 뒷면 (10a) 측으로부터 자외선 (g, h, i 선) 등의 광선 (17) 을 조사하여, 감광성 수지층 (11a) 을 경화시킨다.
다음으로, 도 3 의 D 에 도시된 바와 같이, 포토마스크 (18) 를 제 1 기판 (10) 에서 제거하고, 전사형 (19) 을 감광성 수지층 (11a) 에서 떼어낸다. 이 때, 감광성 수지층 (11a) 에 있어서 전사형 (19) 의 평탄부 (19b) 에 대응하는 부분은 상기 포토마스크 (18) 에 의하여 마스크되어 있기 때문에 경화되지 않고, 전사형 (19) 을 떼어낼 때에 전사형 (19) 과 함께 제거된다.
그 후, 현상, 순수 린스를 행하고, 가열로, 보온기 등의 가열수단에 의하여 소성한다.
이상의 작업에 의하여, 표면에 요철 형상을 가지는 유기막 (11) 이 제 1 기판 (10) 상의 소정 영역에 형성된다.
이와 같이, 유기막 (11) 을 기판 (10) 의 테두리부를 제외한 영역에 형성함으로써, 나중에 형성하는 오버코트막 (14) 에 의하여 유기막 (11) 의 단부까지 덮을 수 있게 된다. 이로 인하여 유기막 (11) 이 외기와 접촉하는 일이 없어, 습기에 의한 유기막 (11) 의 열화를 억제할 수 있다.
금속반사막 (12) 은 액정층 (30) 에 입사하는 광을 반사·산란시켜 밝은 표시를 얻을 수 있도록 하기 위하여 형성되어 있는 것으로, 유기막 (11) 의 요철 형상을 가지는 면상에 형성되어 있는 것이다.
이 금속반사막 (12) 에는 Al, Ag 등의 반사율이 높은 금속재료를 이용하는 것이 바람직하며, 이들 금속재료를 스퍼터링, 진공증착 등의 막형성법에 의하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 Al, Ag 등의 금속재료는 반드시 유리제 기판 (10) 과의 밀착성이 양호하지는 않으므로, 오버코트막 (14) 과 기판 (10) 사이에 이 금속반사막 (12) 의 일부가 형성되어 있으면 막 박리의 원인이 되는 경우가 있다.
그로 인하여 금속반사막 (12) 을 막형성할 때에는, 유기막 (11) 이 형성되어 있지 않은 기판 (10) 의 테두리부를 마스크재로 덮어 두고, 막형성후에 그 마스크재를 제거하는 처리를 행하여, 제 1 기판 (10) 상에 상기 금속재료의 막이 막형성되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
금속반사막 (12) 의 막두께는 너무 얇으면 유기막 (11) 표면의 피복율이 나빠지기 때문에 반사율이 저하되어 표시가 어두워지며, 너무 두꺼우면 금속반사막 (12) 자체의 응력으로 박리되기 쉬워진다. 또한, 금속반사막 (12) 의 막형성시간이 길어져 생산성이 저하되므로, 바람직하게는 200 ~ 2000 Å 이며, 더욱 바람직하게는 500 ~ 1500 Å 이다.
상기 금속반사막 (12) 상에는 10 ㎛ 정도의 간격으로 빨강, 초록, 파랑의 각 색을 표시하기 위한 컬러필터 (13) 가 형성되어 있다. 이 컬러필터 (13) 는 예를 들면 안료를 분산한 수지를 금속반사막 (12) 상에 도포하고, 노광, 현상하는 공정을 각 색마다 반복함으로써 형성된다.
이와 같이 컬러필터 (13) 를 금속반사막 (12) 바로 위에 형성함으로써, 액정표시장치의 색차이나 시각차를 억제할 수 있으므로 고품질의 표시가 가능하게 된다.
또한, 컬러필터 (13) 의 막두께는 0.3 ㎛ ~ 1.5 ㎛ 인 것이 바람직하다. 막두께가 0.3 ㎛ 보다 얇은 경우에는 색순도가 저하되어 색재현성이 저하되어 버리며, 1.5 ㎛ 보다 두꺼운 경우에는 컬러필터 (13) 의 투과율이 저하되어 표시가 어두워지기 때문이다.
상기 컬러필터 (13) 상에는 기판 (10) 상에 형성된 유기막 (11) 이나 컬러필터 (13) 등의 요철을 평탄화하기 위한 오버코트막 (14) 이 컬러필터 (13) 와, 유기막 (11) 과, 기판 (10) 을 덮도록 형성되어 있다.
이 오버코트막 (14) 은 막형성면을 평탄화하여 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 의 간격을 일정하게 유지하여 표시 불균일을 방지하는 동시에, 유기막 (11) 과 외기를 차단하여 유기막 (11) 으로의 습기 침입을 방지하여 액정표시장치의 신뢰성을 높이기 위하여 형성되어 있다.
오버코트막 (14) 은 적어도 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 를 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써 상기 유기막 (11) 이직접 외기와 닿지 않도록 할 수 있으므로, 유기막 (11) 의 열화를 방지할 수 있기 때문이다.
오버코트막 (14) 에는 아크릴계 열경화 수지 등이 사용되며, 특히 흡습성, 투습성이 낮은 것이 적합하게 사용된다.
이 오버코트막 (14) 의 막두께는 1.5 ~ 5 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 이것은 막두께가 1.5 ㎛ 보다 얇은 경우에는 상기 금속반사막 (12) 이나 컬러필터 (13) 에 의한 표면의 요철을 충분히 평탄화할 수 없기 때문에 표시 불균일이 발생하기 쉬우며, 5 ㎛ 보다 두꺼운 경우에는 오버코트막 (14) 의 막두께 편차나 박리가 발생하기 쉬워지기 때문이다.
또한, 표시불량이나, 인접하여 형성된 막과의 밀착성 불량 등에 의한 불량율을 충분히 낮게 억제하려면, 오버코트막 (14) 의 막두께는 2 ~ 3 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.
전극층 (15) 은 ITO (Indium Tin Oxide) 등의 투명도전막으로 이루어지는 직사각형 평면형상의 것을 다수 정렬형성한 것으로, 오버코트막 (14) 상에 형성된 SiO2등으로 이루어지는 전극바탕막 (15a) 상에 형성되어 있다. 이들 전극층 (15) 은 외부의 구동회로 (미도시) 에 접속되어, 액정층 (30) 을 구동하기 위한 전극으로서 형성되어 있다.
또한, 전극층 (25) 도 전극층 (15) 과 마찬가지로 직사각형 평면형상의 투명도전막이 다수 정렬형성되어 있어, 전극층 (15) 의 경우와 마찬가지로 외부의 구동회로에 개개로 접속되어 있다. 또한, 전극층 (15) 과 전극층 (25) 은 평면에서 보아 서로 직각으로 향하도록 배치되어 반사형 액정표시장치가 패시브 매트릭스형으로 되어 있다.
상기 제 2 기판 (20) 의 전극층 (25) 상에는 막형성면을 평탄화하여 액정표시장치 (1) 를 구성하는 기판 (10, 20) 의 간격을 일정하게 유지하기 위하여, 전극층 (25) 을 덮는 오버코트막 (26) 이 형성되어 있다.
이 오버코트막 (26) 을 구성하는 재료에는 실리콘계 수지 등을 사용하는 것이 바람직하다.
제 1 기판 (10) 의 전극층 (15) 과 제 2 기판 (20) 의 오버코트막 (26) 의 액정층 (30) 측에는 각각 배향막 (16, 27) 이 형성되어 있다.
이 배향막 (16, 27) 은 액정층 (30) 을 구성하는 액정분자의 배향을 제어하기 위하여 형성되어 있으며, 폴리이미드 수지 등으로 이루어지는 유기막을 막형성후, 표면에 러빙처리를 한 것 등이 이용된다.
배향막 (16, 27) 의 막두께는 너무 얇은 경우에는 러빙처리시의 부하에 견디지 못하게 되며, 너무 두꺼운 경우에는 광의 전달손실이 커져 표시가 어두워지므로, 바람직하게는 100 ~ 1000 Å 이며, 더욱 바람직하게는 500 ~ 800 Å 이다.
또한, 배향막 (16, 27) 은 액정층 (30) 에 접촉하는 것이므로, 액정층 (30) 으로의 이온용출 등이 없는 것이 바람직하다.
제 2 기판 (20) 의 액정층 (30) 측과 반대측, 즉 기판 (20) 의 외면측에는 제 1 위상차판 (28a) 과 제 2 위상차판 (28b) 이 순서대로 형성되어 있다. 이위상차판 (28a, 28b) 은 일반적으로는 폴리카보네이트 등의 고분자재료를 연신한 것이 이용되는데, 2 장의 위상차판 (28a, 28b) 의 재료, 막두께 등의 조합은 액정표시장치의 전기광학특성에 가장 바람직한 것이 선택된다.
본 발명의 반사형 액정표시장치 (1) 와 같이, 위상차판을 2 장 또는 그 이상 적층할 경우에는 어느 정도의 자유도를 갖고 파장분산성을 제어할 수 있으므로, 시야각의 확대나 콘트라스트의 개선면에서 효율적인 설계가 가능하다.
또한, 상기 제 2 위상차판 (28b) 상에는 편광판 (29) 이 형성되어 있어, 액정층 (30) 에 입사하는 광, 또는 금속반사막 (12) 에 의하여 반사되어 되돌아오는 광의 편광을 제어하는 역할을 담당하고 있다. 이 편광판 (29) 은 반사형 액정표시장치 (1) 에 있어서 가장 표면에 위치하기 때문에, 표면의 반사에 의한 콘트라스트의 저하를 막기 위하여 방현(防眩)처리나 무반사처리 등이 된 것을 이용하는 것이 바람직하다.
밀봉재 (40) 는 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 사이에 액정층 (30) 을 형성하기 위하여, 양 기판의 테두리부에 평면에서 보아 환상으로 형성되어 양 기판을 접착하는 것이다. 이 밀봉재 (40) 는 열경화성 수지나 자외선 경화성 수지의 용액을 기판 (10) 또는 기판 (20) 의 테두리부에 도포하고, 양 기판을 소정 위치에서 압착한 후, 가열처리나 자외선 조사처리를 함으로써 경화형성된다. 또한, 밀봉재 (40) 는 액정층 (30) 에 직접 접촉하는 것이므로, 액정층 (30) 으로의 이온용출 등이 없는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성의 반사형 액정표시장치 (1) 에 있어서, 본 발명의 특징인 밀봉재 (40) 와 유기막 (11) 의 위치관계는 밀봉재 (40) 의 내주측 단부 (40A) 에 대하여, 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 가 근방의 영역, 예를 들면 도 1 에 도시된 거리 (d) 만큼 내측으로 배치된 관계로 되어 있다. 밀봉재 (40) 가 이와 같이 배치되어 있는 것은 이하의 이유에 의한 것이다.
유기막 (11) 은 습기를 흡수하면 열화되거나 박리되기 때문에, 상기 오버코트막 (14) 이 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 를 덮도록 형성되어, 오버코트막 (14) 의 재질도 습기를 흡수, 투과하기 어렵게 하는 것이 사용된다.
그러나, 오버코트막 (14) 의 재질도 아크릴계 수지이므로, 어느 정도의 습기의 흡수, 투과는 피할 수 없으며, 그로 인하여 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 의 위치가 외기와 가까운 경우 (즉, 기판 (10) 의 단부와 가까운 경우), 오버코트막 (14) 을 흡수, 투과한 습기가 유기막 (11) 에 도달하여 박리의 원인이 될 가능성이 있다.
그래서, 도 1 에 도시된 본 발명의 반사형 액정표시장치 (1) 와 같이 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 가 밀봉재 (40) 의 내주측 단부 (40A) 보다 내측이 되도록 배치함으로써, 도 1 에 도시된 유기막 (11) 의 상방에 오버코트막 (14) 과 액정층 (30) 과 밀봉재 (40) 를 적층한 구성이 된다.
그로 인하여 유기막 (11) 상방측으로부터는 습기가 침입할 우려가 없어져, 오버코트막 (14) 의 외단부 (14A) 만이 외기로부터의 습기 침입구가 된다. 이에 대해서도, 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 로부터 오버코트막 (14) 의 단부 (14A) 까지의 사이에 밀봉재 (40) 가 형성되는 영역이 확보되어 있으므로, 유기막 (11)까지의 거리가 길며, 오버코트막 (14) 의 외단부 (14A) 로부터 침입한 습기가 유기막 (11) 까지 도달하는 일이 없게 된다.
이와 같이, 본 발명의 반사형 액정표시장치 (1) 는 유기막 (11) 과 외기를 차단하여, 유기막 (11) 으로의 습기 침입을 막고 유기막 (11) 의 박리를 방지함으로써 신뢰성의 향상을 실현하고 있다.
또한, 상기 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 와 밀봉재 (40) 의 내주측 단부 (40A) 와의 거리 (d) 는 너무 작으면 유기막 (11) 으로 습기가 침입하여 유기막 (11) 이 기판 (10) 에서 박리되기 쉬워지며, 너무 크면 기판의 크기에 대하여 표시영역이 작아지므로, 0 ~ 5 mm 의 범위인 것이 바람직하고, 표시영역을 더 크게 확보하려면 0 ~ 1.5 mm 의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 전극층 (15) 의 외단부 근방에 위치하는 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 에 상당하는 위치에서 전극층 (15) 의 외단까지의 영역은, 기판 (10) 의 테두리부를 제외하고 형성되어 있는 유기막 (11) 과 기판 (10) 에 의한 단차로 인하여, 기판 (10) 의 외단측을 향하여 경사진 형상으로 되어 있다. 이 경사부 (41) 는 내측으로부터 가장 경사각도가 큰 제 1 경사부 (41A) 와, 제 1 경사부 (41A) 보다 경사각도가 작은 제 2 경사부 (41B) 와, 기판 (10) 의 표면에 대략 평행한 평탄부 (41C) 3 개의 영역으로 분할할 수 있다.
상기와 같은 경사부 (41) 에 있어서, 밀봉재 (40) 는 그 내주측의 단부 (40A) 가 적어도 제 1 경사부 (41A) 로부터 외측이 되도록 형성되어 있는 것이 바람직하며, 제 1 경사부 (41A) 보다 외측에 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
즉, 밀봉재 (40) 의 내주측 단부 (40A) 는 제 2 경사부 (41B) 상, 또는 평탄부 (41C) 상에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이것은 경사각도가 큰 제 1 경사부 (41A) 상에 밀봉재 (40) 의 내주측이 위치할 경우에는, 밀봉재 (40) 의 높이가 부위에 따라 고르지 않게 되기 때문에 기판 (10) 과 기판 (20) 의 간격이 일정치 않게 되어 표시 불균일이 생기기 쉬워지기 때문이다.
또한, 도 1 에 도시된 상기 밀봉재 (40) 의 외주측 단부 (40B) 가 경사각도가 작은 면에 형성되어 있으면 밀봉재 (40) 의 높이의 불규칙함을 없앨 수 있으므로, 적어도 경사각도가 작은 제 2 경사부 (41B) 로부터 외측의 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하며, 표시영역을 크게 하려면 밀봉재 (40) 는 가능한 한 외측에 배치되어 있는 것이 바람직하므로, 밀봉재 (40) 의 외주측 단부 (40B) 는 기판 (10) 의 표면에 대략 평행한 평탄부 (41C) 상에 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 제 1 기판의 유기막을 기판 테두리부에 형성된 밀봉재의 내주측 단부보다 내측에 형성하는 구성으로 하였으므로, 외부로부터의 습기 침입을 막아 유기막의 열화나 박리를 방지할 수 있기 때문에, 대폭적인 신뢰성의 향상을 실현한 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.
특히, 유기막의 외주측 단부와 밀봉재의 내주측 단부와의 거리를 0 mm ~ 5 mm 로 한다면, 표시영역의 넓이를 확보한 상태에서 유기막과 외기의 습기를 차단하여 유기막의 박리나 열화를 방지할 수 있다.
또한, 오버코트막을 유기막의 외단부를 덮도록 형성한다면, 유기막이 외기와접촉하는 일이 없게 되므로, 유기막의 박리나 열화를 더욱 효과적으로 방지할 수 있어, 양호한 표시와 높은 신뢰성을 갖춘 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 반사형 액정표시장치는 컬러필터를 금속반사막상에 형성한 구성이므로, 색차이나 시각차를 감소할 수 있어 고품질의 표시를 실현하고 있다.
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시형태에 의하면 높은 신뢰성과 높은 표시품질을 갖춘 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 제 2 실시형태인 반사형 액정표시장치 (1) 의 부분단면구조를 나타내는 도이다. 도 4 에 있어서, 도 1 과 대응하는 부분은 동일한 도면부호를 부여한다.
도 4 에 도시된 반사형 액정표시장치 (1) 는 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 을 서로 대향시켜, 이들 2 장의 기판 (10, 20) 과, 기판 (10, 20) 의 서로 대향하는 면의 테두리부에 형성된 밀봉재 (40) 에 의하여 액정층 (30) 을 사이에 형성한 구성이며, 상기 제 1 기판 (10) 의 액정층 (30) 측의 면에는 유기막 (11), 금속반사막 (12), 컬러필터 (13), 오버코트막 (14), 전극바탕막 (15a), 전극층 (15), 배향막 (16) 이 순서대로 적층형성되어 있다.
한편, 제 2 기판 (20) 의 다른쪽과 대향하는 액정층 (30) 측의 면에는 전극층 (25), 오버코트막 (26), 배향막 (27) 이 순서대로 적층형성되어 있으며, 그 반대측 면 (즉, 제 2 기판 (20) 의 외면측) 에는 제 1 위상차판 (28a), 제 2 위상차판 (28b), 편광판 (29) 이 순서대로 적층형성되어 있다.
또한, 도 4 에 도시된 스페이서 (50) 는 기판 (10) 과 기판 (20) 과의 간격(더 정확하게는 배향막 (16) 과 배향막 (27) 의 간격) 을 형성하고, 또한, 일정한 간격으로 유지하기 위하여, 상기 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 사이에 형성된액정층 (30) 내에 복수개 분산되어 배치되어 있다.
이상의 구조에 있어서, 전극층 (15) 과, 전극층 (25) 에 의하여 사이에 형성된 영역이 액정표시장치 (1) 로서의 표시영역이 되며, 그 외측의 영역이 비표시영역이 된다.
상기 제 1 기판 (10) 및 제 2 기판 (20) 에는 투명한 유리기판이 바람직하게 이용되는데, 유리기판에 포함되는 알칼리가 액정층 (30) 에 용출하면 액정층 (30) 이 열화되어, 색차이, 표시불량 등의 원인이 되므로, 석영유리, 무알칼리유리 등의 알칼리가 용출하지 않는 유리를 이용하는 것이 바람직하다.
유기막 (11) 에는 감광성 수지, 열경화 수지 등이 이용되며, 아크릴계 레지스트, 폴리스틸렌계 레지스트, 아지드고무계 레지스트, 이미드계 레지스트 등의 감광성 수지가 적합하게 이용된다.
또한, 유기막 (11) 의 표면 (11A) 에는 다수의 요철이 형성되어 있기 때문에, 제 2 기판 (20) 측으로부터 입사한 광이 금속반사막 (12) 에서 반사되는 동시에 산란되므로, 본 반사형 액정표시장치 (1) 는 양호한 시야각특성이 얻어지도록 되어 있다.
유기막 (11) 의 막두께는 1 ㎛ ~ 5 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 막두께를 1 ㎛ 미만으로 한 경우 유기막 (11) 에 원하는 요철형상을 형성하기 어려우며, 5 ㎛ 를 초과하는 두께이면 유기막 (11) 의 막두께 편차가 발생하기 쉬워지기때문이다. 또한, 유기막 (11) 을 두껍게 하면 유기막 (11) 과 제 1 기판 (10) 과의 밀착성이 저하되므로, 밀착성을 확보하여 보다 박리되기 어려운 구조로 하려면 유기막 (11) 의 막두께는 1 ~ 3 ㎛ 가 되는 것이 더욱 바람직하다.
도 2 는 유기막 (11) 과 금속반사막 (12) 을 포함하는 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다. 이 도에 도시된 바와 같이, 유기막 (11) 의 표면은 그 내면이 구면의 일부를 이루는 다수의 오목부 (12A) 가 중첩되어 합쳐지도록 연속하여 형성되어 있으며, 그 면상에 금속반사막 (12) 이 적층되어 있다.
상기 오목부 (12A) 의 깊이를 0.1 ㎛ ~ 3 ㎛ 의 범위에서 랜덤하게 형성하고, 인접하는 오목부 (12A) 의 피치를 5 ㎛ ~ 100 ㎛ 의 범위에서 랜덤하게 배치하고, 상기 오목부 (12A) 내면의 경사각을 -18 도 ~ 18 도의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
특히, 오목부 (12A) 내면의 경사각 분포를 -18 도 ~ 18 도의 범위로 설정하는 점, 인접하는 오목부 (12A) 의 피치를 평면전방향에 대하여 랜덤하게 배치하는 점이 특히 중요하다. 왜냐하면, 만일 인접하는 오목부 (12A) 의 피치에 규칙성이 있으면, 광의 간섭색이 나와 반사광이 물들어 버리는 단점이 있기 때문이다. 또한, 오목부 (12A) 내면의 경사각 분포가 -18 도 ~ 18 도의 범위를 초과하면, 반사광의 확산각이 너무 넓어져 반사강도가 저하되어 밝은 표시를 얻을 수 없기 (반사광의 확산각이 공기중에서 36 도 이상이 되고, 액정표시장치 내부의 반사강도 피크가 저하되어, 전반사 로스가 커지기 때문이다.) 때문이다.
또한, 오목부 (12A) 의 깊이가 3 ㎛ 를 초과하면, 후공정에서 오목부 (12A)를 평탄화할 경우에 볼록부의 정상이 평탄화막 (오버코트막 (14)) 으로 완전히 메울 수 없어, 원하는 평탄성을 얻을 수 없게 된다.
인접하는 오목부 (12A) 의 피치가 5 ㎛ 미만인 경우, 유기막 (11) 을 형성하기 위하여 이용하는 전사형의 제작상 제약이 있어, 가공시간이 매우 길어지고, 원하는 반사특성이 얻어질 만큼의 형상을 형성할 수 없으며, 간섭광이 발생하는 등의 문제가 생긴다. 또한, 실용상, 상기 전사형의 제작에 사용할 수 있는 30 ㎛ ~ 200 ㎛ 직경의 다이아몬드 압자를 이용할 경우, 인접하는 오목부 (12A) 의 피치를 5 ㎛ ~ 100 ㎛ 로 하는 것이 바람직하다.
이 유기막 (11) 의 형성방법의 일 예를 도 3 을 참조하여 이하에 간단히 설명한다.
도 3 은 도 4 에 도시된 본 실시형태의 반사형 액정표시장치의 유기막 (11) 을 형성하는 공정을 모식적으로 나타낸 단면공정도이며, 부호 A ~ D 는 공정순을 나타낸다.
먼저, 도 3 의 A 에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 (10) 상에 스핀코트법 등에 의하여 아크릴계 레지스트 등의 감광성 수지액을 도포한 후, 프리베이크하여 감광성 수지층 (11a) 을 형성한다.
다음으로, 도 3 의 B 에 도시된 바와 같이, 요철형상을 가지는 요철면 (19a) 과, 그 테두리의 평탄면 (19b) 으로 이루어지는 면을 구비하는 전사형 (19) 을 상기 감광성 수지층 (11a) 의 표면에 눌러, 전사형 (19) 의 요철면 (19a) 형상을 감광성 수지층 (11a) 의 표면에 전사한다.
다음으로, 도 3 의 C 에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 (10) 의 감광성 수지층 (11a) 이 형성된 측의 뒷면 (10a) 측에서 전사형 (19) 의 테두리의 평탄면 (19b) 에 상당하는 부분을 포토마스크 (18) 로 덮는다. 계속해서, 제 1 기판 (10) 의 뒷면 (10a) 측으로부터 자외선 (g, h, i 선) 등의 광선 (17) 을 조사하여, 감광성 수지층 (11a) 을 경화시킨다.
다음으로, 도 3 의 D 에 도시된 바와 같이, 포토마스크 (18) 를 제 1 기판 (10) 에서 제거하고 전사형 (19) 을 감광성 수지층 (11a) 에서 떼어낸다. 이 때, 감광성 수지층 (11a) 에 있어서, 전사형 (19) 의 평탄부 (19b) 에 대응하는 부분은 상기 포토마스크 (18) 에 의하여 마스크되어 있기 때문에 경화되지 않고, 전사형 (19) 을 떼어낼 때에 전사형 (19) 과 함께 제거된다.
그 후, 현상, 순수 린스를 행하고, 가열로, 보온기 등의 가열수단에 의하여 소성한다.
이상의 작업에 의하여 표면에 요철 형상을 가지는 유기막 (11) 이 제 1 기판 (10) 상의 소정 영역에 형성된다.
이와 같이, 유기막 (11) 을 기판 (10) 의 테두리부를 제외한 영역에 형성함으로써, 후에 형성하는 오버코트막 (14) 에 의하여 유기막 (11) 의 단부까지 덮을 수 있게 된다. 이로 인하여 유기막 (11) 이 외기와 접촉하는 일이 없어 습기에 의한 열화를 억제할 수 있다.
금속반사막 (12) 은 액정층 (30) 에 입사하는 광을 반사·산란시켜 밝은 표시를 얻을 수 있도록 하기 위하여 형성되어 있는 것으로, 유기막 (11) 의 요철 형상을 가지는 면 (11A) 상에 형성되어 있는 것이다.
이 금속반사막 (12) 에는 Al, Ag 등의 반사율이 높은 금속재료를 이용하는 것이 바람직하며, 이들 금속재료를 스퍼터링, 진공증착 등의 막형성법에 의하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 Al, Ag 등의 금속재료는 반드시 유리제 기판 (10) 과의 밀착성이 양호하지는 않으므로, 오버코트막 (14) 과 기판 (10) 사이에 이 금속반사막 (12) 의 일부가 형성되어 있으면 막 박리의 원인이 될 우려가 있다.
그로 인하여, 금속반사막 (12) 을 막형성할 때에는 유기막 (11) 이 형성되어 있지 않은 기판 (10) 의 테두리부를 마스크재로 덮어 두고, 막형성후에 그 마스크재를 제거하는 처리를 하여, 제 1 기판 (10) 상에 상기 금속재료의 막이 막형성되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
금속반사막 (12) 의 막두께는 너무 얇으면 유기막 (11) 표면의 피복율이 나빠지므로 반사율이 저하되어 표시가 어두워지고, 너무 두꺼우면 금속반사막 (12) 자체의 응력으로 박리되기 쉬워진다. 또한, 금속박막의 막형성에 걸리는 시간이 길어져 생산성이 저하되므로, 바람직하게는 200 Å ~ 2000 Å 이며, 더욱 바람직하게는 500 Å ~ 1500 Å 이다.
상기 금속반사막 (12) 상에는 10 ㎛ 정도의 간격으로 빨강, 초록, 파랑의 각 색을 표시하기 위한 컬러필터 (13) 가 형성되어 있다. 이 컬러필터 (13) 는 예를 들면 안료를 분산한 수지를 금속반사막 (12) 상에 도포하고, 노광, 현상하는 공정을 각 색마다 반복함으로써 형성된다. 본 발명의 반사형 액정표시장치 (1)에 있어서는 도 1 에 도시된 바와 같이, 컬러필터 (13) 를 금속반사막 (12) 바로 위에 형성함으로써 색차이나 시각차를 억제할 수 있으므로 양호한 표시를 얻을 수 있다.
또한, 컬러필터 (13) 의 막두께는 0.3 ㎛ 보다 얇은 경우에는 색순도가 저하되기 때문에 색재현성이 저하되며, 또한, 1.5 ㎛ 보다 두꺼운 경우에는 컬러필터 (13) 의 투과율이 저하되어 표시가 어두워지므로, 0.3 ㎛ ~ 1.5 ㎛ 인 것이 바람직하다.
상기 컬러필터 (13) 상에는 기판 (10) 상에 형성된 유기막 (11) 이나 컬러필터 (13) 등에 의한 막형성면의 요철을 평탄화하기 위한 오버코트막 (14) 이 컬러필터 (13) 와 유기막 (11) 과 기판 (10) 을 덮도록 형성되어 있다.
이 오버코트막 (14) 은 유기막 (11) 의 표면 (11A) 의 형상 및 간격을 두고 형성된 컬러필터 (13) 에 의하여 요철 형상이 된 막형성면을 평탄화하여, 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 의 간격을 일정하게 유지하여 표시 불균일을 방지하는 동시에, 유기막 (11) 과 외기를 차단하여 외기로부터의 습기 침입을 막아 유기막 (11) 의 박리를 방지함으로써, 액정표시장치의 신뢰성을 높이기 위하여 형성되어 있다.
오버코트막 (14) 은 적어도 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 를 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써 상기 유기막 (11) 이 직접 외기에 닿지 않도록 할 수 있으므로, 유기막의 열화를 방지할 수 있기 때문이다.
오버코트막 (14) 에는 아크릴계 열경화 수지 등을 사용할 수 있으며, 특히 흡습성, 투습성이 낮은 것이 바람직하게 사용된다.
이 오버코트막 (14) 의 막두께는 1.5 ㎛ ~ 5 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 이것은 막두께가 1.5 ㎛ 보다 얇은 경우에는 상기 금속반사막 (12) 이나 컬러필터 (13) 에 의한 표면의 요철을 충분히 평탄화할 수 없기 때문에 표시 불균일이 발생하기 쉬워지며, 5 ㎛ 보다 두꺼운 경우에는 오버코트막 (14) 의 막두께 편차나 박리가 발생하기 쉬워지기 때문이다.
또한, 표시불량이나, 인접하여 형성된 막과의 밀착성 불량 등에 의한 불량율을 충분히 낮게 억제하려면, 오버코트막 (14) 의 막두께는 2 ~ 3 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.
전극층 (15) 은 ITO (Indium Tin Oxide) 등의 투명도전막으로 이루어지는 직사각형 평면형상의 것을 다수 정렬형성한 것으로, 오버코트막 (14) 상에 형성된 SiO2등으로 이루어지는 전극바탕막 (15a) 상에 형성되어 있다. 이들 전극층 (15) 은 외부의 구동회로 (미도시) 에 접속되어, 액정층 (30) 을 구동하기 위한 전극으로서 형성되어 있다.
또한, 전극층 (25) 도 전극층 (15) 과 마찬가지로, 직사각형 평면형상의 투명도전막이 다수 정렬형성되어 있어, 전극층 (15) 의 경우와 마찬가지로 외부의 구동회로에 개개로 접속되어 있다. 또한, 전극층 (15) 과 전극층 (25) 은 평면에서 보아 서로 직각으로 향하도록 배치되어 반사형 액정표시장치 (1) 가 패시브 매트릭스형이 되어 있다.
상기 제 2 기판 (20) 의 전극층 (25) 상에는 막형성면을 평탄화하여 액정표시장치 (1) 를 구성하는 기판 (10, 20) 의 간격을 일정하게 유지하기 위하여, 전극층 (25) 을 덮는 오버코트막 (26) 이 형성되어 있다.
이 오버코트막 (26) 을 구성하는 재료에는, 실리콘계 수지 등이 적합하게 이용된다.
제 1 기판 (10) 의 전극층 (15) 과 제 2 기판 (20) 의 오버코트막 (26) 상에는 각각 배향막 (16, 27) 이 형성되어 있다. 이 배향막 (16, 27) 은 액정층 (30) 을 구성하는 액정분자의 배향을 제어하는 역할을 맡고 있다.
배향막 (16, 27) 은 폴리이미드 수지 등으로 이루어지는 유기막을 형성한 후, 표면에 러빙처리를 하여 형성된다. 배향막 (16, 27) 의 막두께는 너무 얇은 경우에는 러빙처리시의 부하에 견디지 못하게 되며, 너무 두꺼운 경우에는 광의 전달손실이 커져 표시가 어두워지므로, 바람직하게는 100 ~ 1000 Å 이며, 더욱 바람직하게는 500 ~ 800 Å 이다. 또한, 배향막 (16, 27) 은 액정층 (30) 에 접촉하는 것이므로, 액정층 (30) 으로의 이온용출 등이 없는 것이 바람직하다.
제 2 기판 (20) 의 액정층 (30) 측과 반대측, 즉 기판 (20) 의 외면측에는 제 1 위상차판 (28a) 과 제 2 위상차판 (28b) 이 순서대로 형성되어 있다. 이 위상차판 (28a, 28b) 은 일반적으로는 폴리카보네이트 등의 고분자재료를 연신한 필름이 이용되는데, 2 장의 위상차판 (28a, 28b) 의 재료, 막두께 등의 조합은 액정표시장치의 전기광학특성에 가장 적합한 것을 선택하면 된다.
본 발명의 반사형 액정표시장치 (1) 와 같이, 위상차판을 2 장 또는 3 장 이상 적층할 경우에는 어느 정도의 자유도를 갖고 파장분산성을 제어할 수 있으므로, 시야각의 확대나 콘트라스트의 개선면에서 효율적인 설계가 가능하다.
또한, 상기 제 2 위상차판 (28b) 상에는 편광판 (29) 이 형성되어 있으며, 액정층 (30) 에 입사하는 광, 또는 금속반사막 (12) 에 의하여 반사되어 되돌아오는 광의 편광을 제어하는 역할을 담당하고 있다. 이 편광판 (29) 은 반사형 액정표시장치 (1) 의 가장 표면에 위치하기 때문에, 표면의 반사에 의한 콘트라스트의 저하를 막기 위하여 방현처리나 무반사처리 등이 된 것을 이용하는 것이 바람직하다.
밀봉재 (40) 는 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 사이에 액정층 (30) 을 형성하기 위하여, 기판 (10, 20) 의 테두리부에 평면에서 보아 환상으로 형성되어 기판 (10) 과 기판 (20) 을 접착하는 것이다. 이 밀봉재 (40) 는 열경화성 수지나 자외선 경화성 수지의 용액을 기판 (10) 또는 기판 (20) 의 테두리부에 도포하고, 양 기판을 소정 위치에서 압착한 후, 가열처리나 자외선 조사처리를 함으로써 경화되어 형성된다. 또한, 밀봉재 (40) 는 액정층 (30) 에 직접 접촉하는 것이므로, 액정층 (30) 으로의 이온용출 등이 없는 것이 바람직하다.
스페이서 (50) 는 제 1 기판 (10) 의 배향막 (16) 과 제 2 기판 (20) 의 배향막 (27) 사이에 형성되어 액정층 (30) 의 두께를 일정하게 유지하여, 표시 불균일을 억제하기 위하여 형성되어 있다. 이 스페이서 (50) 의 재질이나 치수는 셀갭 (배향막 (16) 과 배향막 (27) 의 간격) 의 설계치수나 액정표시장치 (1) 의치수에 따라 적절히 최적의 것을 사용할 수 있는데, 액정층 (30) 내에 분산되어 사용되는 것이므로, 이온용출, 액정재료와의 상호작용 등이 없는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성의 반사형 액정표시장치 (1) 에 있어서, 본 실시형태의 특징인 밀봉재 (40) 와 유기막 (11) 의 위치관계는 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 가 밀봉재 (40) 의 외단부 (40B) 보다 도 4 에 도시된 거리 (d) 만큼 외측이 되는 배치로 되어 있다.
본 실시형태의 반사형 액정표시장치 (1) 에 있어서 상기의 구성이 채용되어 있는 것은, 이하에 설명하는 이유에 의한 것이다.
유기막 (11) 은 습기를 흡수하면 열화되거나 박리되므로, 이를 방지하기 위하여 상기 오버코트막 (14) 이 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 를 덮도록 형성되어 있다. 그러나 유기막 (11) 은 기판 (10) 의 테두리부를 제외하고 형성되어 있으므로 유기막 (11) 과 기판 (10) 에 의한 단차가 기판 (10) 테두리부에 발생한다. 그리고, 도 4 에 도시된 바와 같이, 오버코트막 (14) 이 이 단차를 덮어 형성되어 있기 때문에 전극층 (15) 표면에 있어서, 상기 단차의 위치에 상당하는 부분에 경사부 (41) 가 형성된다.
상기 경사부 (41) 를 포함하는 기판 (10) 테두리부에 있어서는, 예를 들어, 밀봉재 (40) 가 도 4 에 도시된 경사부 (41) 보다 외측에 배치되어 있다면, 배향막 (16) 과 배향막 (27) 의 간격은 스페이서 (50) 에 의하여 일정하게 유지할 수 있으나, 경사부 (41) 와 제 2 기판 (20) 과의 간격이 상기 배향막 (16, 27) 의 간격보다 커진다.
그로 인하여, 밀봉재 (40) 를 가열경화하는 공정에 있어서, 제 2 기판 (20) 의 상방으로부터 가압될 때에, 기판 (10, 20) 테두리부의 경사부 (41) 에서는 스페이서 (50) 에 의한 갭의 형성이 정상적으로 이루어지지 않고, 가압에 의하여 제 2 기판 (20) 이 뒤틀려 표시 불균일의 원인이 된다.
상기에 대하여, 본 실시형태의 반사형 액정표시장치 (1) 에 있어서는, 도 4 에 도시된 바와 같이, 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 가 밀봉재 (40) 의 외주측 단부 (40B) 보다 외측에 배치되어 있으므로, 밀봉재 (40) 는 상기 경사부 (41) 보다 내측의 평탄한 면상에 배치되어 있다. 그로 인하여 도 1 에 도시된 스페이서 (50) 에 의하여 형성된 셀갭을 밀봉재 (40) 로 둘러싸인 공간내에서 일정하게 유지할 수 있으므로, 표시 불균일이 없는 고품질의 표시를 얻을 수 있다.
또한, 유기막 (11) 이 제 1 기판 (10) 의 테두리부를 제외한 영역에 형성되어, 이 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 를 덮도록 오버코트막 (14) 이 형성되어 있으므로, 외기의 습기를 오버코트막 (14) 이 차단하여 유기막 (11) 의 열화나 박리를 방지할 수 있다. 이로 인하여 높은 신뢰성을 실현할 수 있다.
이 밀봉재 (40) 의 외주측 단부 (40B) 와 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 는 도 4 에 도시된 거리 (d) 만큼 떨어져 형성되어 있는데, 이 거리 (d) 는 너무 작으면 밀봉재 (40) 가 형성되는 면의 평탄성이 저하되고, 너무 크면 기판에 대하여 표시영역이 작아지므로, 0.5 ~ 3 mm 의 범위인 것이 바람직하며, 표시영역을 더 크게 확보하려면 0.5 ~ 1.5 mm 의 범위인 것이 더 바람직하다.
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시형태의 반사형 액정표시장치는, 유기막의 외단부를 밀봉재의 외주측 단부보다 외측에 위치하는 구성으로 하였으므로, 밀봉재를 유기막 상방의 평탄한 면상에 형성할 수 있다. 그로 인하여 밀봉재에 둘러싸인 액정층의 두께인 셀갭을 일정한 간격으로 형성 유지할 수 있으므로, 표시 불균일이 없는 고품질의 표시를 얻을 수 있다.
또한, 상기 반사형 액정표시장치에 있어서, 유기막을 기판 테두리부를 제외한 영역에 형성하고 이 유기막의 외단부를 덮도록 오버코트막을 형성한다면, 유기막과 외기를 오버코트막에 의하여 차단할 수 있으므로 외기의 습기에 의한 유기막의 열화나 박리를 방지하여, 높은 신뢰성을 갖춘 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.
특히, 유기막의 외단부와 밀봉재의 내주측 단부와의 거리를 0.5 ~ 3 mm 의 범위로 한다면, 외기로부터의 습기를 충분히 차단하는 동시에 밀봉재 (40) 보다 외측의 영역을 작게 할 수 있으므로, 높은 신뢰성과 넓은 표시영역을 갖춘 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 반사형 액정표시장치에 있어서, 컬러필터가 금속반사막의 표면에 형성된 구성으로 한다면, 색차이나 시각차를 억제할 수 있으므로, 표시품질이 우수한 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.
도 5 는 본 발명의 제 3 실시형태인 반사형 액정표시장치 (1) 의 부분단면구성을 나타내는 도이다. 도 5 에 있어서, 도 1 에 대응하는 부분은 도 1 과 동일한 도면부호를 부여한다. 이 도에 나타나는 반사형 액정표시장치 (1) 는 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 을 서로 대향시켜, 이들 2 장의 기판 (10, 20) 과,기판 (10, 20) 의 서로 대향하는 면의 테두리부에 형성된 밀봉재 (40) 에 의하여 액정층 (30) 을 사이에 형성한 구성으로, 상기 제 1 기판 (10) 의 다른쪽과 대향하는 액정층 (30) 측의 면에는 유기막 (11), 금속반사막 (12), 컬러필터 (13), 오버코트막 (14), 전극바탕막 (15a), 전극층 (15), 배향막 (16) 이 순서대로 적층형성되어 있다.
한편, 제 2 기판 (20) 의 다른쪽과 대향하는 액정층 (30) 측의 면에는 전극층 (25), 오버코트막 (26), 배향막 (27) 이 순서대로 적층형성되어 있으며, 그 반대측 면 (즉, 제 2 기판 (20) 의 외면측) 에는 제 1 위상차판 (28a), 제 2 위상차판 (28b), 편광판 (29) 이 순서대로 적층형성되어 있다.
상기 제 1 기판 (10) 및 제 2 기판 (20) 에는 투명한 유리기판이 바람직하게 이용되는데, 유리기판에 함유되는 알칼리가 액정층에 용출하면 액정층이 열화되어, 색얼룩, 표시불량 등의 원인이 되므로, 석영유리, 무알칼리유리 등의 알칼리가 용출되지 않는 유리를 이용하는 것이 바람직하다.
유기막 (11) 에는 감광성 수지, 열경화 수지 등이 이용되며, 아크릴계 레지스트, 폴리스틸렌계 레지스트, 아지드고무계 레지스트, 이미드계 레지스트 등의 감광성 수지가 적합하게 이용된다.
또한, 유기막 (11) 의 표면 (11A) 에는 다수의 요철이 형성되어 있기 때문에, 제 2 기판 (20) 측으로부터 입사한 광이 금속반사막 (12) 에서 반사되는 동시에 산란되므로, 반사형 액정표시장치 (1) 는 양호한 시야각특성이 얻어지도록 되어 있다.
유기막 (11) 의 막두께는 1 ㎛ ~ 5 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 막두께를 1 ㎛ 미만으로 한 경우 유기막 (11) 에 원하는 요철형상을 형성하기 어려위지며, 5 ㎛ 를 초과하는 두께이면 유기막 (11) 의 막두께 편차가 발생하기 쉬워지기 때문이다. 또한, 유기막 (11) 을 두껍게 하면 유기막 (11) 과 제 1 기판 (10) 과의 밀착성이 저하되므로, 밀착성을 확보하여 더 박리되기 어려운 구조로 하려면 유기막 (11) 의 막두께는 1 ~ 3 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 는 기판 (10) 의 외단으로부터 0.5 mm ~ 1.8 mm 내측의 범위에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 0.5 mm 보다 외측에 배치되어 있으면 외기로부터의 습기를 충분히 차단할 수 없기 때문이며, 1.8 mm 보다 내측인 경우에는 기판 (10) 의 테두리부를 효율적으로 사용할 수 없기 때문이다.
도 2 는 유기막 (11) 과 금속반사막 (12) 을 포함하는 부분을 확대하여 나타낸 사시도이다. 이 도에 도시된 바와 같이, 유기막 (11) 의 표면은 그 내면이 구면의 일부를 이루는 다수의 오목부 (12A) 가 중첩되어 합쳐지도록 연속하여 형성되어 있으며, 그 면상에 금속반사막 (12) 이 적층되어 있다.
상기 오목부 (12A) 의 깊이를 0.1 ㎛ ~ 3 ㎛ 의 범위에서 랜덤하게 형성하고, 인접하는 오목부 (12A) 의 피치를 5 ㎛ ~ 100 ㎛ 의 범위에서 랜덤하게 배치하고, 상기 오목부 (12A) 내면의 경사각을 -18 도 ~ 18 도의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
특히, 오목부 (12A) 내면의 경사각 분포를 -18 도 ~ 18 도의 범위로 설정하는 점, 인접하는 오목부 (12A) 의 피치를 평면전방향에 대하여 랜덤하게 배치하는점이 특히 중요하다. 왜냐하면, 만일 인접하는 오목부 (12A) 의 피치에 규칙성이 있으면 광의 간섭색이 나와 반사광이 물들어 버린다는 단점이 있기 때문이다. 또한, 오목부 (12A) 내면의 경사각 분포가 -18 도 ~ 18 도의 범위를 초과하면, 반사광의 확산각이 너무 넓어져 반사강도가 저하되어 밝은 표시를 얻을 수 없기 (반사광의 확산각이 공기중에서 36 도 이상이 되고, 액정표시장치 내부의 반사강도 피크가 저하되어, 전반사 로스가 커지기 때문이다.) 때문이다.
또한, 오목부 (12A) 의 깊이가 3 ㎛ 를 초과하면, 후공정에서 오목부 (12A) 를 평탄화할 경우에 볼록부의 정상이 평면화막 (오버코트막 (14)) 으로 완전히 메울 수 없어 원하는 평탄성을 얻을 수 없게 된다.
인접하는 오목부 (12A) 의 피치가 5 ㎛ 미만인 경우, 유기막 (11) 을 형성하기 위하여 이용하는 전사형의 제작상 제약이 있어, 가공시간이 매우 길어지고, 원하는 반사특성이 얻어질 만큼의 형상을 형성할 수 없으며, 간섭광이 발생하는 등의 문제가 생긴다. 또한, 실용상, 상기 전사형의 제작에 사용할 수 있는 30 ㎛ ~ 200 ㎛ 직경의 다이아몬드 압자를 이용할 경우, 인접하는 오목부 (12A) 의 피치를 5 ㎛ ~ 100 ㎛ 로 하는 것이 바람직하다.
이 유기막 (11) 의 형성방법의 일 예를 도 3 을 참조하여 이하에 간단히 설명한다.
도 3 은 도 1 에 도시된 본 실시형태의 반사형 액정표시장치의 유기막 (11) 을 형성하는 공정을 모식적으로 나타낸 단면공정도이며, 부호 A ~ D 는 공정순을 나타낸다.
먼저, 도 3 의 A 에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 (10) 상에 스핀코트법 등에 의하여 아크릴계 레지스트 등의 감광성 수지액을 도포한 후, 프리베이크하여 감광성 수지층 (11a) 을 형성한다.
다음으로, 도 3 의 B 에 도시된 바와 같이, 요철형상을 가지는 요철면 (19a) 과, 그 테두리의 평탄면 (19b) 으로 이루어지는 면을 가지는 전사형 (19) 을 상기 감광성 수지층 (11a) 의 표면에 눌러, 전사형 (19) 의 요철면 (19a) 의 형상을 감광성 수지층 (11a) 의 표면에 전사한다.
다음으로, 도 3 의 C 에 도시된 바와 같이, 제 1 기판 (10) 의 감광성 수지층 (11a) 이 형성된 측의 뒷면 (10a) 측에서 전사형 (19) 의 테두리의 평탄면 (19b) 에 상당하는 부분을 포토마스크 (18) 로 덮는다. 계속해서, 제 1 기판 (10) 의 뒷면 (10a) 측으로부터 자외선 (g, h, i 선) 등의 광선 (17) 을 조사하여, 감광성 수지층 (11a) 을 경화시킨다.
다음으로, 도 3 의 D 에 도시된 바와 같이, 포토마스크 (18) 를 제 1 기판 (10) 에서 제거하고 전사형 (19) 을 감광성 수지층 (11a) 에서 떼어낸다. 이 때, 감광성 수지층 (11a) 에 있어서, 전사형 (19) 의 평탄부 (19b) 에 대응하는 부분은 상기 포토마스크 (18) 에 의하여 마스크되어 있기 때문에 경화되지 않고, 전사형 (19) 을 떼어낼 때에 전사형 (19) 과 함께 제거된다.
그 후, 현상, 순수 린스를 행하고, 가열로, 보온기 등의 가열수단에 의하여 소성한다.
이상의 작업에 의하여 표면에 요철 형상을 가지는 유기막 (11) 이 제 1 기판(10) 상의 소정 영역에 형성된다.
이렇게 하여, 유기막 (11) 을 기판 (10) 의 테두리부를 제외한 영역에 형성함으로써, 후에 형성하는 오버코트막 (14) 에 의하여 유기막 (11) 의 단부까지 덮는 것이 가능하게 된다. 이로 인하여 유기막 (11) 이 외기에 접촉하는 일이 없어 습기에 의한 열화를 억제할 수 있다.
금속반사막 (12) 은 액정층 (30) 에 입사하는 광을 반사·산란시켜 밝은 표시를 얻을 수 있도록 하기 위하여 형성되어 있는 것으로, 유기막 (11) 의 요철 형상을 가지는 면 (11A) 상에 형성되어 있는 것이다.
이 금속반사막 (12) 에는 Al, Ag 등의 반사율이 높은 금속재료를 이용하는 것이 바람직하며, 이들 금속재료를 스퍼터링, 진공증착 등의 막형성법에 의하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 Al, Ag 등의 금속재료는 반드시 유리제 기판 (10) 과의 밀착성이 양호하지는 않으므로, 오버코트막 (14) 과 기판 (10) 사이에 이 금속반사막 (12) 의 일부가 형성되어 있으면 막 박리의 원인이 될 우려가 있다.
그로 인하여, 금속반사막 (12) 을 막형성할 때에는 유기막 (11) 이 형성되어 있지 않은 기판 (10) 의 테두리부를 마스크재로 덮어 두고, 막형성후에 상기 마스크재를 제거하는 처리를 행하여 제 1 기판 (10) 상에 상기 금속재료의 막이 막형성되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
금속반사막 (12) 의 막두께는 너무 얇으면 유기막 (11) 표면의 피복율이 나빠지므로 반사율이 저하되어 표시가 어두워지고, 너무 두꺼우면 금속반사막 (12)자체의 응력으로 박리되기 쉬워진다. 또한, 금속박막의 막형성에 걸리는 시간이 길어져 생산성이 저하되므로, 바람직하게는 200 Å ~ 2000 Å 정도이며, 더욱 바람직하게는 500 Å ~ 1500 Å 정도이다.
상기 금속반사막 (12) 상에는 10 ㎛ 정도의 간격으로 빨강, 초록, 파랑의 각 색을 표시하기 위한 컬러필터 (13) 가 형성되어 있다. 이 컬러필터 (13) 는 예를 들면 안료를 분산한 수지를 금속반사막 (12) 상에 도포하고, 노광, 현상하는 공정을 각 색마다 반복함으로써 형성된다. 본 실시형태의 반사형 액정표시장치 (1) 에 있어서는 도 5 에 도시된 바와 같이, 컬러필터 (13) 를 금속반사막 (12) 바로 위에 형성함으로써 색차이나 시각차를 억제할 수 있으므로 고품질의 표시가 가능하게 된다.
또한, 컬러필터 (13) 의 막두께는 0.3 ㎛ ~ 1.5 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 막두께가 0.3 ㎛ 보다 얇은 경우에는 색순도가 저하되어 색재현성이 저하되며, 1.5 ㎛ 보다 두꺼운 경우에는 컬러필터 (13) 의 투과율이 저하되어 표시가 어두워지기 때문이다.
상기 컬러필터 (13) 상에는 기판 (10) 상에 형성된 유기막 (11) 이나 컬러필터 (13) 등에 의한 막형성면의 요철을 평탄화하기 위한 오버코트막 (14) 이 컬러필터 (13) 와 유기막 (11) 과 기판 (10) 을 덮도록 형성되어 있다. 이 오버코트막 (14) 은 유기막 (11) 의 표면 (11A) 및 간격을 두고 형성된 컬러필터 (13) 에 의하여 요철 형상이 된 막형성면을 평탄화하여, 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 의 간격을 일정하게 유지하여 표시 불균일을 방지하는 동시에, 유기막 (11) 과 외기를 차단하여 외기로부터의 습기 침입을 막아 유기막 (11) 의 박리를 방지하여 신뢰성을 높이기 위하여 형성되어 있다.
오버코트막 (14) 은 적어도 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 를 덮도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성으로 함으로써 상기 유기막 (11) 이 직접 외기에 닿지 않도록 할 수 있으므로, 유기막의 열화를 방지할 수 있기 때문이다. 오버코트막 (14) 에는 아크릴계 열경화 수지 등을 사용할 수 있으며, 특히 흡습성, 투습성이 낮은 것이 적합하게 사용된다.
이 오버코트막 (14) 의 막두께는 1.5 ㎛ ~ 5 ㎛ 의 범위인 것이 바람직하다. 이것은 막두께가 1.5 ㎛ 보다 얇은 경우에는 상기 금속반사막 (12) 이나 컬러필터 (13) 에 의한 표면의 요철을 충분히 평탄화할 수 없기 때문에 표시 불균일이 발생하기 쉬워지며, 5 ㎛ 보다 두꺼운 경우에는 오버코트막 (14) 의 막두께 편차나 박리가 발생하기 쉬워지기 때문이다.
또한, 표시불량이나, 인접하여 형성된 막과의 밀착성 불량 등에 의한 불량율을 충분히 낮게 억제하려면, 오버코트막 (14) 의 막두께는 2 ~ 3 ㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.
전극층 (15) 은 ITO (Indium Tin Oxide) 등의 투명도전막으로 이루어지는 직사각형 평면형상의 것을 다수 정렬형성한 것으로, 오버코트막 (14) 상에 형성된 SiO2등으로 이루어지는 전극바탕막 (15a) 상에 형성되어 있다. 이들 전극층 (15) 은 외부의 구동회로 (미도시) 에 접속되어, 액정층 (30) 을 구동하기 위한 전극으로서 형성되어 있다.
또한, 제 2 전극층 (25) 도 전극층 (15) 과 마찬가지로, 직사각형 평면형상의 투명도전막이 다수 정렬형성되어 있어, 전극층 (15) 의 경우와 마찬가지로 외부의 구동회로에 개개로 접속되어 있다. 또한, 전극층 (15) 과 전극층 (25) 은 평면에서 보아 서로 직각으로 향하도록 배치되어 반사형 액정표시장치 (1) 가 패시브 매트릭스형이 되어 있다.
또한, 제 2 기판 (20) 의 전극층 (25) 상에는 막형성면을 평탄화하여 액정표시장치 (1) 를 구성하는 기판 (10, 20) 의 간격을 일정하게 유지하기 위하여, 전극층 (25) 을 덮는 오버코트막 (26) 이 형성되어 있다.
이 오버코트막 (26) 을 구성하는 재료에는, 실리콘계 수지 등이 적합하게 이용된다.
제 1 기판 (10) 의 전극층 (15) 과 제 2 기판 (20) 의 오버코트막 (26) 상에는 각각 배향막 (16, 27) 이 형성되어 있다. 이 배향막 (16, 27) 은 전극층 (15, 25) 에 인가되는 전압에 따라 액정층 (30) 을 구성하는 액정분자의 배향을 제어하는 역할을 맡고 있다.
배향막 (16, 27) 은 폴리이미드 수지 등으로 이루어지는 유기막을 막형성한 후, 표면에 러빙처리를 하여 형성된다. 배향막 (16, 27) 의 막두께는 너무 얇은 경우에는 러빙처리시의 부하에 견디지 못하게 되며, 너무 두꺼운 경우에는 광의 전달손실이 커져 표시가 어두워지므로, 바람직하게는 100 ~ 1000 Å 이며, 더욱 바람직하게는 500 ~ 800 Å 이다. 또한, 배향막 (16, 27) 은 액정층 (30) 에 직접 접촉하는 것이므로, 액정층 (30) 으로의 이온용출 등이 없는 것이 바람직하다.
제 2 기판 (20) 의 액정층 (30) 측과 반대측, 즉 기판 (20) 의 외면측에는 제 1 위상차판 (28a) 과 제 2 위상차판 (28b) 이 순서대로 형성되어 있다. 이 위상차판 (28a, 28b) 은 일반적으로는 폴리카보네이트 등의 고분자재료를 연신한 필름이 이용되는데, 2 장의 위상차판 (28a, 28b) 의 재료, 막두께 등의 조합은 액정표시장치의 전기광학특성에 가장 적합한 것을 선택하면 된다.
본 실시형태의 반사형 액정표시장치 (1) 와 같이, 위상차판을 2 장 또는 3 장 이상 적층할 경우에는 어느 정도의 자유도를 갖고 파장분산성을 제어할 수 있으므로, 시야각의 확대나 콘트라스트의 개선면에서 효율적인 설계가 가능하다.
또한, 상기 제 2 위상차판 (28b) 상에는 편광판 (29) 이 형성되어 있으며, 액정층 (30) 에 입사하는 광, 또는 금속반사막 (12) 에 의하여 반사되어 되돌아오는 광의 편광을 제어하는 역할을 담당하고 있다. 이 편광판 (29) 은 반사형 액정표시장치 (1) 의 가장 표면에 위치하기 때문에, 방현처리나 무반사처리 등이 된 것이 이용된다.
밀봉재 (40) 는 제 1 기판 (10) 과 제 2 기판 (20) 사이에 액정층 (30) 을 형성하기 위하여, 양 기판의 테두리부에 평면에서 보아 환상으로 형성되어 기판 (10) 과 기판 (20) 을 접착하는 것이다. 이 밀봉재 (40) 는 열경화성 수지나 자외선 경화성 수지의 용액을 기판 (10) 또는 기판 (20) 의 테두리부에 도포하고, 양 기판을 소정 위치에서 압착한 후, 가열이나 자외선 조사에 의하여 경화되어 형성된다. 또한, 밀봉재 (40) 는 액정층 (30) 에 직접 접촉하는 것이므로, 액정층 (30) 으로의 이온용출 등이 없는 것이 바람직하다.
이 밀봉재 (40) 의 내주측 단부 (40A) 는 기판 (10) 의 외단부 (10A) 로부터 1.2 mm ~ 2.0 mm 내측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 기판 (10) 의 외단부 (10A) 와 밀봉재 (40) 의 내주측 단부 (40A) 와의 거리가 1.2 mm 보다 작은 경우에는 밀봉재 (40) 를 형성하기 위한 영역을 충분히 확보할 수 없게 되어 액정층 (30) 의 시일이 불충분해지기 때문이며, 2.0 mm 보다 큰 경우에는 밀봉재 (40) 보다 외측의 기판 (10) 의 영역이 커져 낭비가 많아지기 때문이다.
또한, 유기막 (11) 이 기판 (10) 의 테두리부를 제외한 영역에 형성되어 있으므로, 유기막 (11) 의 막두께에 상당하는 높이의 단차부분이 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 에 형성되어 있다. 추가로, 오버코트막 (14) 은 기판 (10) 의 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 를 덮어 형성되어 있으므로, 오버코트막 (14) 의 표면에는 상기 단차부분에 의한 경사부가 형성되어 있다.
이와 같이 경사부를 가지는 오버코트막 (14) 의 표면에, 전극바탕막 (15a), 전극층 (15) 이 순서대로 형성되어 있으므로, 밀봉재 (40) 가 접합되는 전극층 (15) 의 표면에도 도 5 에 도시된 바와 같이, 동일하게 경사부 (41) 가 형성되어 있다.
이 경사부 (41) 의 양측의 영역은 기판 (10) 의 면에 대략 평행하며, 도 5 에 도시된 바와 같이, 경사부 (41) 내측의 평탄부 (41A) 는 유기막 (11) 이 형성되어 있는 영역의 상방에 위치하고 있으며, 외측의 평탄부 (41B) 는 유기막 (11) 이 형성되어 있지 않은 기판 (10) 의 테두리부 상방에 위치하고 있다.
도 5 에 도시된 본 실시형태의 반사형 액정표시장치 (1) 에 있어서는, 밀봉재 (40) 는 그 내주측 단부 (40A) 가 적어도 경사부 (41) 보다 내측의 평탄부 (41A) 에 배치되어 있으며, 밀봉재 (40) 의 외주측 단부 (40B) 는 경사부 (41) 상, 또는 경사부 (41) 보다 외측의 평탄부 (41B) 상에 배치되어 있다. 즉, 상기 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 가 밀봉재 (40) 의 내주측 단면 (40A) 과 외주측 단면 (40B) 사이에 위치하도록 배치되어 있다.
밀봉재 (40) 와 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 가 상기와 같은 배치로 되어 있는 본 실시형태의 반사형 액정표시장치 (1) 에 있어서는, 밀봉재 (40) 의 내주측 단부 (40A) 가 평탄부 (41A) 상에 배치된다. 이와 같은 구조이면 밀봉재 (40) 로 둘러싸이는 영역에 경사부 (41) 가 포함되지 않으므로, 기판 (10) 과 기판 (20) 과의 간격이 경사부 (41) 의 영향을 받는 일 없이 일정한 간격으로 형성된다. 그로 인하여, 배향막 (16) 과 배향막 (27) 의 간격을 일정하게 유지할 수 있으므로 표시 불균일이 생기기 어렵게 된다.
또한, 동시에 밀봉재 (40) 의 외주측 단부 (40B) 가 경사부 (41) 또는 평탄부 (41B) 상에 위치하므로, 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 보다 외측에 밀봉재 (40) 가 배치되는 구조가 된다. 즉, 유기막 (11) 과 외기 사이에 밀봉재 (40) 가 배치되므로, 유기막 (11) 으로의 외기로부터의 습기 침입을 오버코트막 (14) 과 함께 밀봉재 (40) 가 차단하여 효과적으로 유기막 (11) 의 열화나 박리를 방지할 수 있다. 따라서 본 실시형태의 반사형 액정표시장치 (1) 는 고온다습한 환경 (예를 들면, 온도 60 ℃ 이상, 습도 90 % 이상의 환경) 에서 시간이 경과하여 사용되어도표시에 악영향을 미칠 우려가 없다.
또한, 밀봉재 (40) 의 외주측 단부 (40B) 와 유기막 (11) 의 외단부 (11B) 는 도 5 에 도시된 바와 같이, 거리 (d) 만큼 떨어져 배치되어 있으며, 이 거리 (d) 는 0.3 mm ~ 0.8 mm 의 범위인 것이 바람직하다.
이것은 거리 (d) 가 0.3 mm 보다 작은 경우에는, 밀봉재 (40) 에 의한 습기를 차단하는 효과가 충분해지지 않으므로 유기막 (11) 이 열화, 박리되어 버릴 가능성이 있기 때문이며, 0.8 mm 보다 큰 경우에는, 유기막 (11) 과 기판 (10) 의 단차부분에 의하여 형성된 경사부 (41) 에 밀봉재 (40) 의 내주측 단부 (40A) 가 걸려버리기 때문에 밀봉재 (40) 의 높이가 불규칙해지며, 기판 (10) 과 기판 (20) 의 간격 (셀갭) 에 편차가 발생하여, 표시 불균일의 원인이 되기 때문이다.
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시형태의 반사형 액정표시장치는, 상기 기판의 테두리부를 제외하고 형성된 유기막의 외주측 단부를 상기 기판 테두리부에 형성된 밀봉재의 외주측 단부보다 내측이며, 또한, 상기 밀봉재의 내주측 단부보다 외측의 범위에 배치함으로써, 밀봉재의 내주측에 의하여 안정된 셀갭을 형성하고, 또한, 밀봉재의 외주측에 의하여 상기 유기막과 외기의 습기를 효과적으로 차단할 수 있다.
그로 인하여, 표시 불균일이 없는 우수한 표시품질과, 유기막의 열화, 박리가 없는 높은 신뢰성을 갖춘 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 오버코트막이 상기 금속반사막의 단면을 덮어 형성되어 있는 구성으로 함으로써, 효과적으로 외기와 상기 유기막을 차단할 수 있으므로, 더욱 신뢰성이 높은 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 반사형 액정표시장치에 있어서, 상기 컬러필터가 상기 금속반사막상에 직접 형성되어 있는 구성으로 한다면, 색차이나 시각차를 억제할 수 있으므로, 표시품질이 우수한 액정표시장치를 제공할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 높은 신뢰성과 높은 표시품질을 갖춘 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 외기와 유기막을 차단할 수 있으므로, 더욱 신뢰성이 높은 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 색차이나 시각차를 억제할 수 있으므로, 표시품질이 우수한 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (16)

  1. 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재에 의하여 액정층이 사이에 형성되어 있으며,
    상기 한 쌍의 기판중, 한쪽 기판의 액정층측에 적어도 유기막과, 금속반사막과, 오버코트막과, 전극층과, 배향막이 적층되고,
    상기 유기막이 상기 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재 단부의 근방 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  2. 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재에 의하여 액정층이 사이에 형성되어 있으며,
    상기 한 쌍의 기판중, 한쪽 기판의 액정층측에 적어도 유기막과, 금속반사막과, 오버코트막과, 전극층과, 배향막이 적층되고,
    상기 유기막은 상기 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재의 내주측 단부보다 내측 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기막은 상기 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재의 내주측 단부보다 0 mm ~ 5 mm 내측 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 밀봉재의 내주측 단부는, 상기 유기막과 기판이 형성하는 단차를 오버코트막이 덮음으로써 전극층 표면에 형성된 경사부로부터 외측으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 오버코트막은 상기 유기막의 단부를 덮어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    컬러필터는 상기 금속반사막상에 직접 형성되어 이루어지는 것임을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  7. 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재에 의하여 액정층이 사이에 형성되어 있으며,
    상기 한 쌍의 기판중, 한쪽 기판의 액정층측에 적어도 유기막과, 금속반사막과, 오버코트막과, 전극층과, 배향막이 적층되어 있으며,
    상기 유기막의 외주측 단부는 상기 기판 테두리부에 형성된 밀봉재의 외주측 단부보다 외측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유기막은 상기 테두리부에 형성된 밀봉재의 외주측 단부보다 0.5 mm ~ 3 mm 외측 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 밀봉재는 상기 유기막과 기판이 형성하는 단차를 오버코트막이 덮음으로써 전극층 표면에 형성된 경사부보다 내측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 오버코트막은 상기 금속반사막의 단면을 덮어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    컬러필터는 상기 금속반사막상에 직접 형성되어 이루어지는 것임을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  12. 서로 대향하여 배치된 한 쌍의 기판과, 상기 한 쌍의 기판의 테두리부에 형성된 밀봉재에 의하여 액정층이 사이에 형성되어 있으며,
    상기 한 쌍의 기판중, 한쪽 기판의 액정층측에 적어도 유기막과, 금속반사막과, 오버코트막과, 전극층과, 배향막이 적층되어 있으며,
    유기막의 외주측 단부는, 상기 기판 테두리부에 형성된 밀봉재의 외주측 단부보다 내측이며, 상기 밀봉재의 내주측 단부보다 외측인 범위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기판 테두리부에 형성된 밀봉재의 내주측 단부는 상기 기판상의 오버코트막에 의하여 평탄화된 평탄부에 배치되고, 상기 밀봉재의 외주측 단부는 상기 기판상의 상기 유기막 단부를 오버코트막이 덮은 부분에 형성되는 경사부상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기막의 외단부는 상기 밀봉재의 외주측 단부보다 0.3 mm ~ 0.8 mm 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 오버코트막은 상기 금속반사막의 단면을 덮어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  16. 제 12 항에 있어서,
    컬러필터는 상기 금속반사막상에 직접 형성되어 이루어지는 것임을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
KR10-2001-0057131A 2000-09-18 2001-09-17 반사형 액정표시장치 KR100442006B1 (ko)

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