KR20120058364A - 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 투명전극이 코팅된 하부기판 위에 복수개의 홈을 형성하는 단계와, 상기 홈의 내부에 컬러 다이와 액정이 섞여 넣어진 캡슐과 고분자 단량체의 혼합물을 충진하는 단계와, 상기 혼합물이 충진된 홈의 위에 투명전극이 코팅된 상부기판을 덮어 합착시키는 단계와, 상기 고분자 단량체를 중합시키는 단계를 구비한다. 본 발명에 의하면 공정을 단순화하고 제조비용을 절감할 수 있다.

Description

컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법{FABRICATING METHOD FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE WITH COLOR IMAGE}
본 발명은 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 화소에 액정 혼합물을 주입하여 투명 상태와 컬러 이미지를 구현할 수 있는 액정표시소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
현재 스마트 윈도우(smart window)로 PDLC(Polymer Dispersed Liqiud Crystal) 또는 PNLC(Polymer NetworkLiqiud Crystal)가 개발되고 있으며, 특히 컬러 이미지 구현에 관한 연구가 주로 진행되고 있다. 컬러 이미지 구현이 가능한 PDLC 또는 PNLC의 일반적인 방법으로는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 컬러필터를 이용한 가색법, 액정에 이색성 색소를 첨가하는 게스트-호스트 모드가 있다. 하지만 두 방법 모두 투명디스플레이에 적용하기에는 문제점이 있다. 컬러필터를 사용하게 되면 컬러필터가 투과되는 빛의 1/3을 흡수하여 투명디스플레이의 화질이 저하되는 문제점이 있다. 게스트-호스트 모드를 사용하게 되면 완전하게 배열되지 못한 다이로 인해서 정면에서 완벽한 투명 상태를 구현하기 어렵고 또한 시야 각 방향에서 다이에 의해서 빛이 흡수되어 투과율이 낮아지는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 제조공정이 쉽고 휘도 특성이 우수한 액정표시소자의 제조 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한 본 발명은 투명도가 우수하고 명암 대비비가 높은 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법으로서, 투명전극이 코팅된 하부기판 위에 복수개의 홈을 형성하는 단계와, 상기 홈의 내부에 컬러 다이와 액정이 섞여 넣어진 캡슐과 고분자 단량체의 혼합물을 충진하는 단계와, 상기 혼합물이 채워진 홈의 위에 투명전극이 코팅된 상부기판을 덮어 합착시키는 단계와, 상기 고분자 단량체를 중합시키는 단계를 구비하는 것을 일 특징으로 한다. 홈에 캡슐과 고분자 단량체의 혼합물을 충진하는 단계는 잉크젯 방식을 통하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법으로서, 투명전극이 코팅된 하부기판을 준비하는 단계와, 망사 중에서 필요한 영역 이외의 부분을 막는 단계와, 상기 망사 위에서 소정 화소 영역에 해당 컬러 다이와 액정이 섞여 넣어진 캡슐 및 고분자 단량체의 혼합물을 제공하는 단계와, 상기 캡슐 및 고분자 단량체의 혼합물을 가압하면서 스퀴지를 상기 망사 위에서 움직이는 단계와, 상기 혼합물이 제공된 하부기판의 위에 투명전극이 코팅된 상부기판을 덮어 합착시키는 단계와, 상기 고분자 단량체를 중합시키는 단계를 구비하는 것을 다른 특징으로 한다.
바람직하게는, 캡슐과 고분자 단량체의 혼합물은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)에 대해 동시에 제공된다. 중합 단계는 합착된 기판에 자외선을 조사하는 것에 이루어진다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 제조공정이 쉽고 제조비용이 적은 고분자 분산형 액정표시장치를 제공할 수 있다. 또한 투명도가 우수하고 명암 대비비가 높은 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 잉크젯 방법을 이용하여 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 구성도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예 2에 따라 실크스크린 인쇄 방법을 이용하여 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법을 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법을 상세히 설명한다.
실시예 1
도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따라 잉크젯 방법을 이용하여 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법을 도시한다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 빛을 투과시키는 투명한 전도체인 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium zinc Oxide)을 하부기판(100)에 코팅하고(도식화 하지 않음), 그 위에 유기막 같은 버퍼층을 도포한 후에 사진 식각(Photo lithography) 공정, 실크 스크린(Silk screen) 방법, 잉크젯(ink jet) 방법 등을 통하여 홈(300)을 형성하므로써, 격벽(200)을 형성한다.
홈(300)의 높이(h)는 20um 내지 100um이고, 홈(300)의 폭(d1)은 3mm 이내이며, 홈(300)들 사이의 간격(d2)은 단위 화소 크기이다. 이렇게 형성된 홈(300)은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 단위 화소를 나누어 주는 역할을 한다. 상부기판(110)과 하부기판(100)은 투명한 플라스틱 재질, 유리 등이 될 수 있다.
다음에는 도 2에 도시한 바와 같이, 혼합물이 분사되어 나오는 R, G, B 잉크젯 장치의 분사노즐(400a~400c)을 통하여 홈(300)의 내부에 캡슐(4)과 고분자 단량체(3)의 혼합물을 충진시킨다. 캡슐(4)의 내부에는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러 다이(2a~2c)와 액정(1)이 넣어진다. 본 실시예에서, 충진은 잉크젯 방식을 이용하며, 잉크젯 장치(도시되지 않음)는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)으로 구분된 혼합물 공급부와, 혼합물을 분사시키는 노즐과, 각각의 혼합물 공급부와 노즐 사이에 구성되며 혼합물이 이동되는 통로인 채널 등을 포함하고 있다. 잉크젯 장치는 잉크 공급부에 압력을 가하여 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 컬러의 혼합물을 동시에 홈(300)의 내부에 충진하므로 잉크 충진 시간을 단축할 수 있다.
다음에는 도 3에 도시한 바와 같이, 캡슐(4)과 고분자 단량체(3)의 혼합물이 충진된 홈(300)의 위에 투명전극이 코팅된 상부기판(110)을 덮어 합착시킨 후, 자외선(ultraviolet rays)을 조사한다. 자외선을 조사하게 되면 고분자 단량체 사이에 중합(polymerization) 반응이 일어남으로써 겔(gel) 형태로 안정화된다.
고분자 분산형 액정층(5) 대신에 PNLC, PSLC(Polymer Stabilized Liquid Crystal), PSFLC(Polymer Stabilized Ferroelectric Liquid Crystal) 등이 사용될 수도 있다. 고분자 분산형 액정층(5)의 두께는 2um 내지 100um 가 바람직하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 구성을 보여주는 단면도이다. 총 천연색 고분자 분산형 액정표시 소자는 투명전극이 코팅된 한 쌍의 상부기판(110)과 하부기판(100) 사이에 고분자 분산형 액정층(5)이 형성되며, 고분자 분산형 액정층(5)의 안에는 각각 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러 다이(2a~2c)와 액정(1)이 섞여 넣어진 캡슐(4)이 고분자 매트릭스 중에 분산되어 있고, 상부기판(110)과 하부기판(100) 사이에는 일정한 간격으로 형성되어진 격벽(200)이 위치한다.
실시예 2
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예 2에 따라 실크스크린 인쇄 방법을 이용하여 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법을 도시한다.
먼저, 도 5a 내지 도 5c에 도시한 바와 같이, 빛을 투과시키는 투명한 전도체인 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium zinc Oxide)가 코팅된(도시되지 않음) 하부기판(100)을 준비하는 단계와, 플라스틱이나 스테인레스 스틸 등으로 짜여진 망사(mesh)를 프레임(9)에 고정시키는 단계와, 망사 중에서 필요한 화상 이외의 부분을 막는 단계와, 망사 위에서 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 화소 영역에 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러 다이(2a~2c)와 액정(1)이 섞여 넣어진 캡슐(4) 및 고분자 단량체(3)의 혼합물을 제공하는 단계와, 스퀴지(squeegee) 등의 압착 수단을 이용하여 캡슐 및 고분자 단량체의 혼합물을 가압하면서 상기 스퀴지를 상기 망사 위에서 인쇄 방향으로 움직이는 단계를 수행한다. 하부기판(100)의 상부에는 실시예 1과 같이 홈(300)을 형성할 수 있다.
본 실시예에서 각각의 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러 다이(2a~2c)와 액정(1)이 섞여 넣어진 캡슐(4) 및 고분자 단량체(3)의 혼합물은 동시에 각각의 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 화소 영역에 부어질 수 있으므로 제조 시간을 단축할 수 있다.
다음에는 도 6에 도시한 바와 같이, 캡슐(4) 및 고분자 단량체(3)의 혼합물이 스크린 프린팅 된 하부기판(100)의 위에 투명전극이 코팅된 상부기판(110)을 덮어 합착시킨다. 다음에는 도 7에 도시한 바와 같이 자외선(ultraviolet rays)을 조사하여 고분자 단량체 사이에 중합(polymerization) 반응이 일어나도록 하여 겔(gel) 형태로 안정화되도록 한다. 자외선 조사 단계는 상부기판(110)을 덮기 전에 진행될 수 있다.
전술한 실시예는 당업자들이 본 발명을 용이하게 이해하고 실시할 수 있도록 하기 위함이며, 본 발명의 권리범위를 한정하려는 것은 아니다. 당연히 본 발명의 범위 안에서 전술한 실시예에 대해 다양한 변형이나 변경이 가능함을 당업자들은 주목하여야 한다.
1: 액정 2a~2c: R, G, B 컬러 다이
3: 고분자 단량체
4a~4c: R, G, B 컬러 다이와 액정이 넣어진 캡슐
5: 고분자 분산형 액정층 6a~6c: R, G, B 혼합물
7: 망사 8: 스퀴지
9: 프레임 110: 상부기판
200: 격벽 300: 홈
400a~400c: 잉크젯 장치의 분사노즐

Claims (5)

  1. 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법에 있어서,
    투명전극이 코팅된 하부기판 위에 복수개의 홈을 형성하는 단계와,
    상기 홈의 내부에 컬러 다이와 액정이 섞여 넣어진 캡슐과 고분자 단량체의 혼합물을 충진하는 단계와,
    상기 혼합물이 충진된 홈의 위에 투명전극이 코팅된 상부기판을 덮어 합착시키는 단계와,
    상기 고분자 단량체를 중합시키는 단계를
    구비하는 것을 특징으로 하는 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈에 캡슐과 고분자 단량체의 혼합물을 충진하는 단계는 잉크젯 방식을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법.
  3. 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법에 있어서,
    투명전극이 코팅된 하부기판을 준비하는 단계와,
    망사 중에서 필요한 영역 이외의 부분을 막는 단계와,
    상기 망사 위에서 소정 화소 영역에 해당 컬러 다이와 액정이 섞여 넣어진 캡슐 및 고분자 단량체의 혼합물을 제공하는 단계와,
    상기 캡슐 및 고분자 단량체의 혼합물을 가압하면서 스퀴지를 상기 망사 위에서 움직이는 단계와,
    상기 혼합물이 제공된 하부기판의 위에 투명전극이 코팅된 상부기판을 덮어 합착시키는 단계와,
    상기 고분자 단량체를 중합시키는 단계를
    구비하는 것을 특징으로 하는 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 캡슐과 고분자 단량체의 혼합물은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)에 대해 동시에 제공되는 것을 특징으로 하는 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 중합 단계는 상기 합착된 기판에 자외선을 조사하는 것에 이루어지는 것을 특징으로 하는 컬러 이미지 구현이 가능한 액정표시소자의 제조 방법.
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