KR100268006B1 - 액정표시소자용반사판의제조방법 - Google Patents

Abstract

시야각 및 밝기가 한층 증가된 저가의 액정표시소자를 제공한다.

액정표시소자는 빛이 입사하는 쪽의 반대쪽 기판 위에 구모양의 미세한 구슬들과 중합체가 혼합된 박막과, 상기 박막 위에 요철형상의 표면을 갖고 형성된 표시전극으로 이루어진다.

Description

액정표시소자용 반사판의 제조방법{REFLECTIVE-TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING A REFLECTIVE FILM OF THAT}

본 발명은 반사형 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 구모양의 미세한 구슬(이하, 스페이서)을 도포하는 것에 의해 표면이 요철로 형성된 반사판의 제조방법에 관한 것이다.

액정표시소자는 수광형 소자이므로, 별도의 광원을 필요로 하는 투과형과 외부로부터의 빛을 이용하는 반사형의 두 종류로 분류할 수 있는데, 근래에는 백라이트(back light)를 광원으로 사용하는 투과형 액정표시소자가 널리 상용되고 있다.

그러나, 백라이트의 사용은 액정표시소자의 소형화에 장애가 될 뿐만 아니라 소비전력이 높고, 또한 전원이 없는 곳에서는 백라이트를 사용할 수 없으므로 액정표시소자의 사용 자체가 불가능하다는 단점을 갖고 있었다. 이와 같은 백라이트가 내장된 액정표시소자의 단점들을 극복하고자 최근에는 백라이트를 사용하지 않고, 외부로부터의 빛을 이용하는 반사형 액정표시소자 및 그것에 사용되는 반사판에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

상기한 반사형 액정표시소자에서 우수한 시야각 특성을 얻기 위해서는 반사판의 표면이 요철형상으로 형성된 반사판을 이용하는데, 도 1은 이러한 거친 반사판을 이용한 GH동작모드의 액정표시소자를 나타내는 도면으로서, 도면에 나타내듯이, 한쌍의 기판(11, 12) 사이에 액정층(13), 칼라필터층(14)이 형성되고 하판(12) 위에는 감광성 수지로 이루어진 볼록부(15)가 형성되어 있으며, 그 위에 반사판의 역할을 하는 화소전극(16)이 형성되어 있고, 이에 상응하는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 물질로 이루어진 대향전극(미도시)이 액정층(13)과 상판(11) 사이에 형성되어 있다.

도 2a∼2f는 상기한 액정표시소자에 사용되는 반사판의 제조방법을 나타내는 도면으로서, 먼저, 도 2a에 나타내듯이 기판(12) 위에 스핀코팅법에 의해 감광성수지로 포토레지스트막(17)을 형성하고, 도 2b에 나타내듯이 복수의 홀(A, B),을 갖는 마스크(18)로 상기 레지스트막(17)을 블로킹한 후, 윗쪽으로부터 자외선(도면의 화살표)을 조사한다. 그 결과 도 2c에 타나내듯이, 기판(12) 위에는 서로 상이한 형태를 갖는 복수의 볼록부가 형성된다. 계속해서 도 2d에 나타내듯이, 열처리로 볼록부를 연화하여 각 볼록부가 서로 다른 높이를 갖도록 한다. 그 후, 도 2e에 나타내듯이 스핀코팅법에 의해 중합체 수지 등으로 오버코트층(19)을 형성한 후, 도 2f에 나타내듯이 스퍼터법에 의해 알루미늄 또는 은과 같은 물질로 화소전극(16)을 형성한다.

이하, 상기한 거친 반사판을 이용하는 GH동작모드의 액정표시소자의 동작을 도 1을 참조하여 설명한다.

액정표시소자에 전압이 인가되지 않으면(도면의 (가)) 외부로부터의 빛은 액정층(13)에 첨가되는 2색성 색소(도면의 검은색 타원)에 의해 차단되어 화소전극(16)까지 도달하지 못하게 되고 결과적으로 장치는 어둡게 된다. 이와는 반대로 액정표시소자에 전압이 인가되면(도면의 (나)) 상판(11)을 통하여 입사된 빛은 칼라 필터층(14) 및 액정층(13)을 통과한 후, 상기한 화소전극(16)에서 반사된다. 이때, 반사되는 빛은 기하학적으로 미세 구조를 갖는 요철형상의 거친 반사판에 의해 산란되고, 이러한 빛의 산란에 의해 최초의 입사광보다 밝은 반사광이 액정층(13), 칼라필터층(14) 및 상판(11)을 순서대로 통과하여 출사되므로 시야각과 밝기의 증가를 가져온다. 그러나 이러한 액정표시소자는 볼록부를 만들기 위한 사진식각공정이 볼록부의 크기나 두께에 따라서 1회 또는 2회 이상이 될 수 있어 공정이 복잡하고, 결과도 불안정하게 될 뿐만 아니라 반사판의 표면이 균일하지 않으므로, 전압인가시 화소전극과 대향전극 사이에 형성되는 전기장이 왜곡되어, 결과적으로 균일한 액정배향이 이루어지지 않아, 시야각과 밝기가 증가한다는 장점에도 불구하고 올바른 상을 얻을 수 없다는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 미세한 스페이서(spacer)를 균일하게 산포하여 요철형상의 화소전극을 형성하므로써 우수한 산란특성륵 자는 반사판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 상기한 반사판을 이용하여 전기장의 왜곡에 의한 액정배향의 왜곡 및 과다한 산란에 의한 색번짐 등을 방지하므로써 시야각 및 밝기가 한층 증가된 액정표시소자를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시소자용 반사판의 제조방법은 먼저, 기판 표면에 스페이서와 중합체가 혼합된 용액을 롤코팅 또는 스핀코팅에 의해 도포한 후, 양생하여 거친 표면을 형성하고, 계속해서 증착법이나 스퍼터법에 의해 알루미늄 또는 은 등의 반사율이 우수한 금속으로 화소전극을 형성한다. 또 다른 제조방법으로는 기판 표면에 스페이서를 산포하고 중합체용액을 도포한 후, 양생하여 거친 표면을 형성하고, 계속해서 증착법이나 스퍼터법에 의해 알루미늄 또는 은 등의 반사율이 우수한 금속으로 화소전극을 형성한다.

상기한 반사판으로 이루어진 본 발명을 따르는 액정표시소자는, 기판에 균일한 크기의 스페이서를 산포한 후, 교차결합된 중합체 물질로 오버코트층을 형성하여 상기 스페이서를 완전히 덮은 후 화소전극을 형성한다는 점에서 종래 기술과 구별된다.

상기한 액정표시소자에 의하면, 반사판의 역할을 하는 화소전극을 균일한 크기의 스페이서를 이용하여 형성하므로 종래의 사진식각공정이 필요하지 않고, 시야각 및 밝기가 한층 증가된 저가의 액정표시소자을 간단한 공정으로 제공할 수 있다.

도 1은, 종래 거친 반사판을 갖는 GH(Guest-Host)동작모드의 반사형 액정표시소자의 개략적인 단면도.

도 2a∼2f는, 도1의 액정표시소자에 사용되는 반사판의 제조방법을 나타내는 도면.

도 3a∼3c는, 본 발명의 일실시예를 나타내는 도면.

도 4a∼4c는, 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 도면.

도 5는, 본 발명에 따른 반사판을 구비한 액정표시소자의 개략적인 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

20 : 기판 21 : 스페이서

22 : 오버코트층 24 : 화소전극

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3a∼3c는 본 발명을 따르는 액정표시소자용 반사판의 제조방법을 나타내는 도면으로서, 먼저 도 3a에 나타내듯이, 스페이서(21), 특히 점착식 스페이서와 중합체용액(22)?? 젓개(stirrer)(23)를 이용하여 충분하게 혼합한다. 그 후, 도 3b에 나타내듯이 기판(20) 위에 상기 스페이서(21)와 중합체 용액(22)을 도포하고 롤코팅 또는 스핀코팅에 의해 박막을 형성하고, 양생하여 스페이서(21)의 형태를 따라서 거친 표면이 형성되도록 한다. 계속해서 도 3c에 나타내듯이, 상기 스페이서(21)를 덮고 있는 교차결합된 중합체막(22') 위에 알루미늄 또는 은과 같은 물질을 증착법 또는 스퍼터법을 이용하여 화소전극(24)을 형성한다.

도 4a∼4c는 본 발명을 따르는 액정표시소자용 반사판의 다른 제조방법을 나타내는 도면으로서, 먼저 도 4a에 나타내듯이, 기판(20) 위에 충분한 양의 스페이서(21)(특히, 점착식 스페이서)를 고르게 산포한다. 그 후, 도 4b에 나타내듯이 상기 스페이서(21) 위에 중합체 용액(22)을 도포하고 롤코팅 또는 스핀코팅에 의해 박막을 형성하고, 양생하여 스페이서(21)의 형태를 따라서 거친 표면이 형성되도록 한다. 계속해서 도 4c에 나타내듯이, 상기 스페이서(21)를 덮고 있는 교차결합된 중합체막(22') 위에 알루미늄 또는 은과 같은 물질을 증착법 또는 스퍼터법을 이용하여 화소전극(24)을 형성한다.

상기한 방법으로 제조되는 반사판에서 스페이서의 크기는 바람직하게 0.1∼3㎛이내아며, 산란특성에 영향을 미치는 인자를 적절하게 조절하면(스페이서의 직경 0.1∼3㎛, 화소내 스페이서의 밀도 : 0.6d∼1.2d, 오버코트층 두께 : 1∼2.5㎛)간섭상쇄효과를 얻을 수 있다.

또한 도면에는 나타내지 않았지만, 인접하는 스페이서의 크기를 서로 다르게 하여 반사판에서 반사되는 빛에 의해 간섭상쇄효과를 얻을 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따른 반사판을 구비한 액정표시소자을 나타내는 도면으로서, 투명한 상판(31) 및 하판(32) 사이에 액정층(33)이 형성되어 있고, 상기 하판(32) 위에는 복수의 균일한 스페이서(35)에 의해 굴곡을 갖고 형성된, 알루미늄 또는 은 등으로 이루어진 반사판(36)의 구조를 갖는다.

본 발명을 따르는 액정표시소자용 반사판은 스페이서를 이용하여 형성하므로써, 값비싼 감광성 수지로 복잡한 공정에 의해 반사판을 제조하는 종래 기술에 비해 간단한 공정으로 광효율이 증대된 반사판을 제공하는 것이 가능하다.

또한, 상기한 반사판을 이용하는 본 발명을 따르는 액정표시소자의 반사판의 역할을 하는 표시전극이 균일한 크기의 스페이서에 의해 요철형상으로 형성되므로, 종래 기술에서 나타날 수 있었던 전기장의 왜곡에 의한 액정배향의 왜곡을 방지할 수 있고, 시야각 및 밝기가 한층 증가된 저가의 액정표시소자를 간단한 공정으로 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 기판을 준비하는 단계와,

   상기 기판 위에 복수의 구슬을 산포하는 단계와,

   상기 복수의 구슬이 산포된 기판 위에 중합체용액을 도포하는 단계와,

   상기 복수의 구슬과 중합체의 혼합용액으로 이루어진 박막을 형성하는 단계와,

   상기 박막 위에 화소전극을 형성하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 구슬은 크기가 0.1∼3㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 구슬은 인접하는 각 구슬의 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 박막은 롤코팅 또는 스핀코팅에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 표시전극은 알루미늄 또는 은 등의 고반사율의 금속박막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합용액으로 이루어진 박막을 형성하는 단계는,

   상기 혼합용액을 양생하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.

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