KR100234958B1 - Palc device and manufacturing method thereof - Google Patents

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구본준, 론 위라하디락사
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Abstract

본 발명은 플라즈마 어드레스 액정표시소자(PALC) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 콜레스테릭 액정막 및 반사판을 구비하는 고휘도의 PALC 소자가 개시된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma address liquid crystal display device (PALC) and a method of manufacturing the same. A high brightness PALC device including a cholesteric liquid crystal film and a reflector is disclosed.

Description

플라즈마 어드레스 액정표시소자 및 그 제조방법Plasma address liquid crystal display device and manufacturing method thereof

본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서 특히, 플라즈마 어드레스 액정(Plasma Addressed Liquid Crystal: PALC)소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a plasma addressed liquid crystal (PALC) device and a method for manufacturing the same.

도 1은 이러한 종래의 플라즈마 어드레스 액정(Plasma Addressed Liquid Crystal: PALC)소자로서, 제1기판(10) 상에는 금속 페이스트로 형성된 플라즈마 방전 양 전극(12) 및 플라즈마 방전 음전극(14)이 형성되어 있으며, 상기 제1기판(10)의 상부에는 배리어 리브(16)에 의해 일정 거리 이격되어 유전박막(18)이 형성되어 있다. 이때, 참조 번호 60은 상기 배리어 리브(16)에 의해 형성된 플라즈마 공간으로서, 저압의 불활성 기체가 채워져 있다.1 is a conventional plasma addressed liquid crystal (PALC) device, in which a plasma discharge positive electrode 12 and a plasma discharge negative electrode 14 formed of a metal paste are formed on a first substrate 10. The dielectric thin film 18 is formed on the first substrate 10 by being spaced apart from the barrier rib 16 by a predetermined distance. At this time, reference numeral 60 denotes a plasma space formed by the barrier rib 16, and is filled with a low pressure inert gas.

제2기판(20)의 상부에는 컬러필터(22) 및 칼럼 전극(24)이 차례로 형성되어 있다.The color filter 22 and the column electrode 24 are sequentially formed on the second substrate 20.

상기 제1 및 제2기판(10, 20)은 일정 거리 이격된 채 마주보도록 형성되며, 그 사이에는 액정층(30)이 형성된다.The first and second substrates 10 and 20 are formed to face each other with a predetermined distance therebetween, and the liquid crystal layer 30 is formed therebetween.

또, 상기 제1 및 제2기판(10, 20)의 외부에는 각각 편광판(40) 및 검광판(42)이 부착되어 있으며, 상기 편광판(40)의 외부에는 도광판(51) 및 백라이트(50)가 형성되어 있다.In addition, the polarizing plate 40 and the detector plate 42 are attached to the outside of the first and second substrates 10 and 20, respectively, and the light guide plate 51 and the backlight 50 are outside of the polarizing plate 40. Is formed.

전자와 양 이온으로 이루어진 플라즈마는 액정을 교류 구동하기 위한 양(+)·음(-) 양 방향의 캐리어를 충분히 공급할 수 있으므로, PALC 소자는 높은 정전 용량을 가진다. 또, 한 개의 주사선을 수천개의 트랜지스터로 제어하는 TFT-LCD와 달리, PALC 소자는 2개의 전극 및 가스로 이루어지는 한 개의 긴 플라즈마 채널만으로 구동되므로 생산 단가가 낮아지는 장점이 있다.The plasma composed of electrons and positive ions can sufficiently supply carriers in positive (+) and negative (-) directions for alternatingly driving the liquid crystal, so that the PALC element has a high capacitance. In addition, unlike a TFT-LCD which controls one scan line with thousands of transistors, the PALC element is driven by only one long plasma channel composed of two electrodes and a gas, thereby lowering the production cost.

그러나, 종래의 PALC 소자는 입사광중 절반 이상이 반사 또는 흡수되어 광효율이 낮아지는 단점이 있었다.However, the conventional PALC device has a disadvantage in that light efficiency is lowered because more than half of incident light is reflected or absorbed.

또한, 2색성 편광판의 편광도를 증가시켜 높은 콘트라스트비를 얻기 위해서는 광흡수율을 증가시켜야 하므로, 광투과율이 더욱 저하된다. 이러한 경향은 컬러표시소자에 있어서 더욱 현저하다. 따라서, 색의 채도를 증가시키기 위해서 부득이 광투과율이 낮은 편광판을 사용하고 있는 실정이다.In addition, in order to increase the polarization degree of the dichroic polarizing plate and to obtain a high contrast ratio, the light absorption rate must be increased, so that the light transmittance is further lowered. This tendency is more prominent in color display devices. Therefore, in order to increase the saturation of the color, the situation is inevitably using a polarizing plate having a low light transmittance.

본 발명의 기술적 과제는 휘도가 향상된 PALC 소자를 제공하는 것이다.The technical problem of the present invention is to provide a PALC device having improved luminance.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 휘도가 향상된 PALC 소자의 제조방법을 제공하는 것이다.Another technical problem of the present invention is to provide a method for manufacturing a PALC device having improved luminance.

도 1은 종래의 플라즈마 어드레스 액정소자를 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional plasma address liquid crystal device.

도 2는 콜레스테릭 액정의 광특성을 도시하는 도면이다.2 is a diagram showing optical characteristics of cholesteric liquid crystals.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정소자를 도시하는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a plasma address liquid crystal device according to the present invention.

도 4a 내지 도 4h는 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정소자의 제조방법을 도시하는 단면도들이다.4A to 4H are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a plasma address liquid crystal device according to the present invention.

본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위해서, 콜레스테릭 액정막과 반사판을 구비하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자가 제공된다.In order to achieve the technical problem of the present invention, a plasma address liquid crystal display device having a cholesteric liquid crystal film and a reflecting plate is provided.

본 발명의 또 다른 기술적 과제를 달성하기 위해서, 기판 상에 콜레스테릭 액정을 도포한 후, 그 상부에 반사판을 형성하는 단계를 포함하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자의 제조방법이 제공된다.In order to achieve another technical problem of the present invention, there is provided a method of manufacturing a plasma address liquid crystal display device comprising applying a cholesteric liquid crystal on a substrate, and then forming a reflective plate thereon.

콜레스테릭막(이하, CLC막)은 CLC막과 동일한 나선 방향을 갖는 원편광 성분은 반사하고, 반대방향의 원편광 성분만을 투과시키는 성질이 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 광폴리머와 특정 나선 구조를 갖는 콜레스테릭 액정의 혼합액으로 콜레스테릭 액정막(CLC막)을 형성하고 UV를 조사하면, 광폴리머의 광반응에 의해 콜레스테릭 액정의 광특성이 일정한 상태로 고정된다. 이로 인해, 좌(-)원편광과 우(+)원편광이 혼재된 비편광이 상기 CLC막에 조사되면, CLC막과 동일한 나선 방향을 갖는 원편광 성분은 반사되고, 반대방향의 원편광 성분만이 투과된다.The cholesteric film (hereinafter referred to as CLC film) has a property of reflecting circularly polarized light components having the same spiral direction as the CLC film and transmitting only circularly polarized light components in the opposite direction. In more detail, when a cholesteric liquid crystal film (CLC film) is formed from a mixture of an optical polymer and a cholesteric liquid crystal having a specific spiral structure and irradiated with UV, the cholesteric liquid crystal may be reacted by a photoreaction of the photopolymer. The optical characteristic is fixed in a constant state. For this reason, when non-polarization in which left (-) circular polarization and right (+) circular polarization are mixed is irradiated to the CLC film, the circularly polarized light component having the same spiral direction as the CLC film is reflected, and the circularly polarized light component in the opposite direction is reflected. Only is transmitted.

예를 들어, 도 2에서와 같이, 우(+)선성 나선 구조를 갖는 콜레스테릭 액정막(이하, CLC막이라 한다)에 좌(-)원편광과 우(+)원편광 성분이 절반씩 혼재되어 있는 비편광이 입사되면, 우(+)원편광 성분은 반사되고 좌(-)원편광 성분만 투과하게 된다.For example, as shown in FIG. 2, the left (-) circularly polarized light and the right (+) circularly polarized light component are halved in a cholesteric liquid crystal film (hereinafter referred to as CLC film) having a right (+) linear spiral structure. When mixed non-polarization is incident, the right circular polarization component is reflected and only the left circular polarization component is transmitted.

한편, 반사판을 사용하면, 상기 CLC막으로부터 반사된 원편광 성분은 반사판에 의해 재반사되면서 편광방향이 반전되어 상기 CLC막을 투과할 수 있게 된다. 즉, CLC막으로부터 반사된 우(+)원편광 성분은 반사판에 의해 반사되면서 좌(-)원편광이 되어 우(+)선성 나선구조를 갖는 상기 CLC막을 투과할 수 있게 된다. 따라서, 원리적으로 빛의 손실이 없기 때문에 높은 광효율을 얻을 수 있다.On the other hand, when the reflecting plate is used, the circularly polarized light component reflected from the CLC film is re-reflected by the reflecting plate, and the polarization direction is inverted so that the light can pass through the CLC film. That is, the right circular polarized light component reflected from the CLC film becomes left circular polarized light while being reflected by the reflecting plate, and thus can pass through the CLC film having the right linear spiral structure. Therefore, high light efficiency can be obtained since there is no loss of light in principle.

본 발명에서는 이러한 CLC막의 편광 특성 및 반사판의 성질을 이용하여 고휘도의 PALC를 제조한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.In the present invention, high brightness PALC is manufactured using the polarization characteristics of the CLC film and the properties of the reflecting plate. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.

도 3은 본 발명에 따른 PALC 소자를 도시하는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a PALC device according to the present invention.

제1기판(100) 상에는 플라즈마 방전 양 전극(102) 및 플라즈마 방전 음전극(104)이 형성되어 있으며, 상기 결과물 상에는 배리어 리브(106)에 의해 일정 거리 이격되어 유전박막(108)이 형성되어 있다. 여기서, 참조 번호 105는 플라즈마 공간으로서 저압의 불활성 기체가 채워져 있다.The plasma discharge positive electrode 102 and the plasma discharge negative electrode 104 are formed on the first substrate 100, and the dielectric thin film 108 is formed on the resultant by being separated by a predetermined distance by the barrier rib 106. Here, reference numeral 105 denotes a plasma space filled with a low pressure inert gas.

한편, 제2기판(200)의 상부에는 컬러필터(202) 및 칼럼 전극(204)이 차례로 형성되어 있다.Meanwhile, the color filter 202 and the column electrode 204 are sequentially formed on the second substrate 200.

상기 제1 및 제2기판(100, 200)은 일정 거리 이격된 채 마주보도록 형성되며, 그 사이에는 액정층(300)이 형성된다.The first and second substrates 100 and 200 are formed to face each other with a predetermined distance therebetween, and the liquid crystal layer 300 is formed therebetween.

또, 상기 제1기판(100)의 외면에는 편광판(101), 원편광을 선편광으로 바꾸는 변환장치(400) 및 콜레스테릭 액정막(402)(이하, CLC막이라 함)이 차례로 형성되어 있다. 상기 변환장치로는, 편광도에 따라 위상차(phase shift)를 줄 수 있는 λ/2, λ/4 또는 λ/8 위상차판이 사용될 수 있다. 이때, λ는 조사광의 파장을 나타낸다.On the outer surface of the first substrate 100, a polarizing plate 101, a converter 400 for converting circularly polarized light into linearly polarized light, and a cholesteric liquid crystal film 402 (hereinafter referred to as CLC film) are formed in this order. . As the converter, a λ / 2, λ / 4 or λ / 8 phase difference plate may be used, which may give a phase shift according to the degree of polarization. Λ represents the wavelength of the irradiation light.

상기 CLC막(402) 상부에는 도광판(404) 및 반사판(406)이 차례로 형성되어 있으며, 상기 도광판(404)의 일단부에는 램프(408)가 위치하고 있다. 또, 상기 제2기판(200)의 외면에는 검광판(500)이 형성되어 있다.A light guide plate 404 and a reflective plate 406 are sequentially formed on the CLC film 402, and a lamp 408 is positioned at one end of the light guide plate 404. In addition, an analyzer 500 is formed on an outer surface of the second substrate 200.

상기 램프(408)로부터 조사된 광은 상기 도광판(404)을 거치면서 일부는 반사되고 나머지는 투과하여 상기 CLC막(402)으로 입사된다. 이때, 반사된 광은 상기 반사판(406)에 의해 재반사되면서 다시 상기 CLC막(402)으로 입사된다.The light irradiated from the lamp 408 passes through the light guide plate 404, partially reflects the light, and transmits the remaining light to the CLC film 402. At this time, the reflected light is reflected back by the reflector 406 and is incident to the CLC film 402 again.

한편, 상기 CLC막(402)을 투과한 광 중에서 상기 CLC막(402)과 동일한 나선 구조를 갖는 원편광 성분은 반사되고, 반대의 나선 구조를 갖는 성분은 상기 CLC막(402)을 투과한다. 예를 들어, 상기 CLC막(402)이 좌(-)선성 나선 구조를 갖는 경우에는, 좌(-)원편광 성분은 반사되며, 우(+)원편광 성분만이 통과된다.On the other hand, in the light transmitted through the CLC film 402, the circularly polarized light component having the same spiral structure as the CLC film 402 is reflected, and the component having the opposite spiral structure is transmitted through the CLC film 402. For example, when the CLC film 402 has a left (-) linear spiral structure, the left (-) circularly polarized component is reflected, and only the right (+) circularly polarized component is passed.

상기 CLC막(402)에 의해 반사된 성분 즉, 좌(-)원편광 성분은 상기 반사판(406)에 의해 재반사된다. 이때, 반사광은 편광 방향이 반전되어 우(+)원편광이 되므로 상기 CLC막(402)을 통과할 수 있게 되어 높은 광효율을 얻을 수 있다.The component reflected by the CLC film 402, that is, the left (-) circularly polarized light component, is reflected back by the reflector 406. In this case, since the reflected light is reversed in polarization direction to become right (+) circularly polarized light, the reflected light can pass through the CLC film 402 to obtain high light efficiency.

상기 CLC막(402)을 통과한 원편광은 상기 위상차판(400)을 통과한 후, 선편광으로 바뀐다.The circularly polarized light that has passed through the CLC film 402 passes through the retardation plate 400 and then changes into linearly polarized light.

흑색 바탕 모드의 경우, 전원이 인가되지 않으면, 상기 위상차판(400)을 통과한 빛은 상기 액정층(300)을 통과하면서 상기 검광판(500)의 편광 방향과 상이한 편광 방향을 갖게 된다.In the black background mode, when power is not applied, light passing through the retardation plate 400 passes through the liquid crystal layer 300 and has a polarization direction different from that of the analyzer 500.

반면에, 전원이 인가되면 상기 플라즈마 방전 전원(102, 104) 및 상기 칼럼 전극(204)이 구동되면서 액정층(300)의 배향 방향이 변화되고, 따라서 상기 위상차판(400)을 통과한 선편광은 상기 액정층(300)을 통과하면서 상기 검광판(500)과 동일한 편광 방향을 갖게 되어 특정 색상을 띠게 된다.On the other hand, when power is applied, the plasma discharge power sources 102 and 104 and the column electrode 204 are driven to change the alignment direction of the liquid crystal layer 300, and thus the linearly polarized light passing through the phase difference plate 400 is While passing through the liquid crystal layer 300 to have the same polarization direction as the detector plate 500 has a specific color.

이하에서는 도 4a 내지 도 4h를 참조하여 본 발명에 따른 PALC 소자의 제조방법을 설명한다. 이때, 도 3과 동일한 참조 번호는 동일 요소를 나타낸다.Hereinafter, a method of manufacturing a PALC device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 4H. In this case, the same reference numerals as in FIG. 3 denote the same elements.

도 4a를 참조하면, 제1기판(100)의 일측면에 스크린 프린팅 공정(screen printing technology)에 의해 금속 페이스트를 증착하여 플라즈마 방전 양(+)전극(102) 및 플라즈마 방전 음(-)전극(104)을 형성한다.Referring to FIG. 4A, a metal paste is deposited on one side of the first substrate 100 by a screen printing technology to form a plasma discharge positive electrode 102 and a plasma discharge negative electrode ( 104).

도 4b를 참조하면, 상기 제1기판(100)의 소정 영역에 배리어 리브(106)를 프린팅(print)한 후, 열처리를 수행한다.Referring to FIG. 4B, the barrier rib 106 is printed on a predetermined region of the first substrate 100 and then heat treated.

도 4c를 참조하면, 상기 결과물 상에 유전박막(108)을 형성한 후, 플라즈마 공간(105)을 형성하기 위해 봉합 공정을 수행한다. 이어서, 상기 플라즈마 공간(105)을 진공상태로 만든 후, 불활성 기체를 주입한다.Referring to FIG. 4C, after forming the dielectric thin film 108 on the resultant, a sealing process is performed to form the plasma space 105. Subsequently, the plasma space 105 is vacuumed and then an inert gas is injected.

도 4d를 참조하면, 상기 제1기판의 다른 측면에 편광판(101) 및 λ/4 위상차판(400)을 부착한다.Referring to FIG. 4D, a polarizer 101 and a λ / 4 retardation plate 400 are attached to the other side of the first substrate.

이어서, 도 4e에서 보여지듯이, 상기 λ/4 위상차판(400)의 상부에 콜레스테릭 액정 및 광폴리머의 혼합액을 도포하여 CLC막(402)을 형성한다. 이때, 좌(-)선성 콜레스테릭 액정 또는 우(+)선성 콜레스테릭 액정 중 어느 하나를 사용할 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 4E, a mixture of cholesteric liquid crystal and photopolymer is coated on the λ / 4 retardation plate 400 to form a CLC film 402. At this time, either the left (-) linear cholesteric liquid crystal or the right (+) linear cholesteric liquid crystal can be used.

도 4f를 참고하면, 상기 CLC막(402) 상에 도광판(404) 및 반사판(406)을 차례로 형성한다.Referring to FIG. 4F, the light guide plate 404 and the reflective plate 406 are sequentially formed on the CLC film 402.

도 4g에서와 같이, 상기 제2기판(200) 상에 컬러필터(202) 및 칼럼 전극(204)을 각각 형성한다. 또, 상기 제2기판(200)의 하부에는 편광판(500)을 부착한다.As shown in FIG. 4G, the color filter 202 and the column electrode 204 are formed on the second substrate 200, respectively. In addition, a polarizer 500 is attached to the lower portion of the second substrate 200.

도 4h를 참고하면, 상기 제1 및 제2기판(100, 200)을 일정 거리 이격되어 마주 보도록 위치시킨 후 양자를 봉합하고, 그 사이에 액정을 주입하여 액정층(300)을 형성한다. 또, 상기 도광판(404)의 일단부에 램프(408)를 설치하여, 조사광이 도광판(404)을 통해 균일하게 PALC 소자 내부로 입사되도록 한다.Referring to FIG. 4H, the first and second substrates 100 and 200 are positioned to face each other at a predetermined distance, and then, both of them are sealed and liquid crystal is injected therebetween to form the liquid crystal layer 300. In addition, a lamp 408 is disposed at one end of the light guide plate 404 so that the irradiation light is uniformly incident into the PALC element through the light guide plate 404.

이와 같이, CLC막(402)과 반사판(406)을 구비함으로써, 높은 광효율을 갖는 PALC 소자를 얻을 수 있다.Thus, by providing the CLC film 402 and the reflecting plate 406, a PALC element having high light efficiency can be obtained.

Claims (6)

상부에 플라즈마 공간이 형성된 제1기판, 상기 제1기판과 일정 거리 이격되어 대향 배치된 제2기판 및 상기 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층을 포함하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자에 있어서, 상기 제1기판의 하부에 형성된 콜레스테릭 액정막 및 상기 콜레스테릭 액정막 하부에 형성된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자.A plasma address liquid crystal display device comprising a first substrate having a plasma space formed thereon, a second substrate spaced apart from the first substrate by a predetermined distance, and a liquid crystal layer formed between the first substrate and the second substrate. And a reflective plate formed under the cholesteric liquid crystal film and a cholesteric liquid crystal film formed under the first substrate. 제 1항에 있어서, 상기 콜레스테릭 액정막을 통과한 광경로 상에 위치되어 있으며, 원편광을 선편광으로 변환시키기 위한 변환 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자.2. The plasma address liquid crystal display device according to claim 1, further comprising conversion means for converting circularly polarized light into linearly polarized light, which is located on an optical path passing through the cholesteric liquid crystal film. 제 2항에 있어서, 상기 변환 수단은 λ/2, λ/4 또는 λ/8 위상차판으로서, 상기 λ는 조사광의 파장임을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자.3. A plasma address liquid crystal display device as claimed in claim 2, wherein said converting means is a lambda / 2, lambda / 4 or lambda / 8 retardation plate, wherein lambda is a wavelength of irradiated light. 상부에 플라즈마 공간이 형성된 제1기판을 준비하는 단계, 상기 제1기판의 하부에 콜레스테릭 액정막을 형성하는 단계, 상기 콜레스테릭 액정막의 하부에 반사판을 형성하는 단계, 상기 제1기판에 일정거리 이격되어 대향배치되도록 제2기판을 형성하는 단계 및 상기 제1기판 및 상기 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자의 제조방법.Preparing a first substrate having a plasma space formed thereon; forming a cholesteric liquid crystal film under the first substrate; forming a reflector under the cholesteric liquid crystal film; Forming a second substrate so as to face each other at a distance and forming a liquid crystal layer between the first substrate and the second substrate. 제 4항에 있어서, 상기 콜레스테릭 액정막을 통과한 광경로 상에 원편광을 선편광으로 변환하는 변환 수단을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자의 제조방법.5. The method according to claim 4, further comprising the step of forming conversion means for converting circularly polarized light into linearly polarized light on the optical path passing through the cholesteric liquid crystal film. 제 5항에 있어서, 상기 변환 수단은 λ/2, λ/4 또는 λ/8 위상차판이며, 상기 λ는 조사광의 파장임을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자의 제조방법.The method of manufacturing a plasma address liquid crystal display device according to claim 5, wherein the conversion means is a lambda / 2, lambda / 4 or lambda / 8 retardation plate, and lambda is a wavelength of the irradiation light.
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