KR101130173B1 - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

기판, 상기 기판 위에 위치하는 제1 전극, 상기 제1 전극 위에 위치하며 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소에서 각각 다른 피치를 가지는 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정층, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 그리고 상기 기판의 하부에 위치하는 광 흡수 필름을 포함하는 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 현재 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(flat panel display) 중 하나이다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극 및 액정층을 포함하며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절한다.
액정 표시 장치는 색을 구현하기 위하여 색 필터를 포함한다. 색 필터는 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터 등을 포함할 수 있으며, 각 화소에 형성되어 각 화소를 통과하는 빛의 양을 제어하여 색을 구현하며, 각 색을 조합하여 풀 컬러를 구현할 수 있다.
이러한 색 필터는 도포, 노광, 현상 및 식각 공정을 포함하는 사진 식각 공정 또는 격벽에 의해 구획되어 있는 소정 영역에 액체 잉크를 분사하는 잉크젯 인쇄 방법 등에 의해 형성될 수 있다.
그러나 색 필터를 형성하는 공정은 비용이 높을 뿐 아니라 광 투과율을 떨어뜨릴 수 있다.
근래 색 필터 없이 색을 구현하는 방법에 대하여 연구되고 있다. 그러한 방법 중의 하나가 콜레스테릭 액정을 사용하는 방법이 있다. 콜레스테릭 액정은 액정 분자들이 나선형 구조로 정렬되어 있으며, 이러한 나선형 구조의 피치(pitch) 값에 따라 특정 파장의 빛을 반사하는 특성을 가지므로, 피치를 조절함으로써 색을 구현할 수 있다.
이와 같이 콜레스테릭 액정을 사용하여 색을 구현하는 경우, 각 화소마다 콜레스테릭 액정의 피치를 제어하는 것이 중요하다.
본 발명의 일 측면은 각 화소 별로 콜레스테릭 액정의 피치를 제어하여 색을 구현할 수 있는 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 위치하는 제1 전극, 상기 제1 전극 위에 위치하며 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소에서 각각 다른 피치를 가지는 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정층, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 그리고 상기 기판의 하부에 위치하는 광 흡수 필름을 포함한다.
상기 광 흡수 필름은 자외선 흡수 필름을 포함할 수 있다.
상기 광 흡수 필름은 약 10 내지 200㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정은 비감광성 액정 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제1 화소의 콜레스테릭 액정은 상기 제2 화소의 콜레스테릭 액정보다 피치가 길고, 상기 제2 화소의 콜레스테릭 액정은 상기 제3 화소의 콜레스테릭 액정보다 피치가 길을 수 있다.
상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 각각 적색, 녹색 및 청색을 표시할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하고, 기판의 일측에 광 흡수 필름을 형성하는 단계, 상기 기판의 다른 일측에 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 위에 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정층을 형성하는 단계, 상기 제1 화소에 위치한 액정층, 상기 제2 화소에 위치한 액정층 및 상기 제3 화소에 위치한 액정층에 서로 다른 양의 빛을 조사하는 단계, 그리고 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 액정층을 형성하는 단계는 비중합성 액정 화합물과 감광성 카이럴 첨가제를 혼합한 콜레스테릭 액정 혼합물을 제조하는 단계, 그리고 상기 콜레스테릭 액정 혼합물을 캡슐화하는 단계를 포함한다.
상기 감광성 카이럴 첨가제는 광 이성질화 카이럴 첨가제, 광 중합성 카이럴 첨가제, 광 분해성 카이럴 첨가제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계는 상기 비중합성 액정 화합물 및 감광성 카이럴 첨가제를 용매에 분산하는 단계, 그리고 상기 용액에 경화제를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제조방법은 상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계 후에 캡슐화된 콜레스테릭 액정을 바인더와 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정 혼합물을 캡슐화하는 단계는 에멀션화(emulsification) 방법, 코아세르베이션(coacervation) 방법 또는 막 분리(membrane separation) 방법을 사용할 수 있다.
상기 제1 화소는 적색, 상기 제2 화소는 녹색, 상기 제3 화소는 청색을 표시할 수 있고, 상기 제1 화소에 위치한 액정층, 상기 제2 화소에 위치한 액정층 및 상기 제3 화소에 위치한 액정층에 서로 다른 양의 빛을 조사하는 단계는 투광 영역 및 차광 영역을 가지는 마스크를 사용하여 수행할 수 있으며, 상기 제1 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제1 광량의 빛을 조사하는 단계, 상기 제2 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제2 광량의 빛을 조사하는 단계, 상기 제3 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제3 광량의 빛을 조사하는 단계를 포함하며, 상기 제1 광량은 상기 제2 광량보다 많고 상기 제2 광량은 상기 제3 광량보다 많을 수 있다.
공정 중 사용되는 빛 또는 공정 후 외부 광이 반사 및 산란에 의해 콜레스테릭 액정층으로 불필요하게 유입되는 것을 방지함으로써 각 화소마다 세밀하게 콜레스테릭 액정의 피치를 조절할 수 있다. 이에 따라 액정 표시 장치의 색 순도 및 색 재현율이 떨어지는 것을 방지하고 색 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 액정의 피치에 따라 빛을 반사하는 특성을 보여주는 개략도이고,
도 3 내지 도 7은 도 1의 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 차례로 도시한 단면도이고,
도 8은 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 표시된 색을 보여주는 사진이고,
도 9는 비교예에 따른 액정 표시 장치에서 표시된 색을 보여주는 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저 도 1을 참고하여 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
액정 표시 장치는 서로 다른 색을 표시하는 복수의 화소를 포함할 수 있으며, 예컨대 적색을 표시하는 적색 화소(R), 녹색을 표시하는 녹색 화소(G) 및 청색을 표시하는 청색 화소(B)가 교대로 배치되어 있을 수 있다. 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)는 풀 컬러(full color)를 표현하기 위한 기본 화소이며, 이들은 하나의 군(group)을 이루어 행 및/또는 열을 따라 반복될 수 있다. 그러나 화소의 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치는 하나의 기판(10) 위에 복수 층이 적층되어 있는 단일 패널(single panel)로 형성되어 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 두 개의 기판에 각각 복수 층이 적층되고 이들을 마주하게 배치하는 패널에 또한 동일하게 적용할 수 있다.
기판(10)은 유리, 고분자 또는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 기판(10)이 고분자로 만들어진 경우 플렉서블 표시 장치를 구현할 수 있으며, 이 때 고분자는 예컨대 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰 및 폴리이미드 등에서 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
기판(10) 위에 복수의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)가 형성되어 있다. 여기서는 박막 트랜지스터(TFT)를 각 화소에 하나씩만 도시하였지만 이에 한정되지 않고 각 화소에 두 개 이상의 박막 트랜지스터가 배치되어 있을 수 있다. 여기서 박막 트랜지스터는 스위칭(switching) 소자일 수 있다. 또한 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 스위칭 소자를 포함하지 않는 수동형 소자일 수도 있고 시그먼트(segment) 형태일 수도 있다.
박막 트랜지스터(TFT) 위에는 절연층(20)이 형성되어 있으며, 절연층(20)에는 박막 트랜지스터(TFT)를 노출하는 복수의 접촉 구멍이 형성되어 있다.
절연막(20) 위에는 복수의 화소 전극(30)이 형성되어 있으며, 각 화소 전극(30)은 접촉 구멍을 통해서 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결되어 있다. 화소 전극(30) 위에는 하부 배향막(40)이 형성되어 있다. 하부 배향막(40)은 액정의 초기 배향을 제어할 수 있으며, 경우에 따라 생략할 수도 있다.
하부 배향막(40) 위에는 액정층(50)이 형성되어 있다.
액정층(50)은 콜레스테릭 액정(cholesteric liquid crystal)을 포함한다.
콜레스테릭 액정은 네마틱 액정 화합물과 감광성 카이럴 첨가제(photo-sensitive chiral additive)를 혼합하여 캡슐화되어 있을 수 있다.
네마틱 액정 화합물은 빛에 의해 중합되거나 분해되지 않는 비감광성(non-photo sensitive) 액정 화합물이다. 따라서 후술하는 바와 같이 빛이 조사되는 경우에도 네마틱 액정 화합물은 중합되거나 분해되지 않고 모노머 형태를 유지하면서 전압 인가 등에 의해 일정 방향으로 배향될 수 있다.
감광성 카이럴 첨가제는 빛에 의해 반응하여 카이럴 특성을 나타내는 화합물로, 빛에 의해 중합될 수 있는 광 중합성 카이럴 첨가제, 빛에 의해 분해될 수 있는 광 분해성 카이럴 첨가제, 빛에 의해 이성질화될 수 있는 광 이성질화 카이럴 첨가제 또는 이들의 조합일 수 있다.
감광성 카이럴 첨가제는 빛을 흡수하면 분자의 나선형 비틀림력(helical twisting power, HTP)이 바뀔 수 있다. 예컨대 광 이성질화 카이럴 첨가제의 경우, 빛을 흡수하면서 구조 중에 트랜스(trans-) 형태가 시스(cis) 형태로 또는 이와 반대로 이성질화되면서 나선형 비틀림력이 감소 또는 증가할 수 있다.
이러한 광 이성질화 카이럴 첨가제로는 예컨대 하기 화학식 (1) 내지 (4)의 화합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112010010376956-pat00001
(1)
Figure 112010010376956-pat00002
(2)
Figure 112010010376956-pat00003
(3)
Figure 112010010376956-pat00004
(4)
이러한 나선형 비틀림력의 감소 또는 증가는 빛의 조사량에 따라 그 정도가 조절될 수 있으며, 일반적으로 빛의 조사량이 늘어날수록 나선형 비틀림력이 더욱 감소한다. 따라서 나선형 비틀림력은 광량을 조절함으로써 제어할 수 있다.
네마틱 액정 화합물과 감광성 카이럴 첨가제는 혼합되어 콜레스테릭 액정을 이루며, 콜레스테릭 액정은 방향자가 나선 모양으로 회전하는 나선형 구조로 정렬될 수 있다. 이 때 나선 모양의 주기를 피치(pitch)라고 할 때, 나선형 비틀림력에 의해 액정의 피치가 조절될 수 있다.
콜레스테릭 액정에 빛을 조사하는 경우 상기 피치에 따라 반사되는 빛의 파장 영역이 조절될 수 있다. 피치와 반사되는 빛의 파장 영역과의 관계는 하기 관계식으로 표현될 수 있다.
[관계식]
nop<λ<nep
여기서 n0는 액정의 정상 굴절률이고 ne는 액정의 비정상 굴절률이다.
상기 관계식에 따라, 피치(p)가 커지는 경우 반사하는 빛의 파장 영역 또한 길어지고 피치(p)가 작아지는 경우 반사하는 빛의 파장 영역 또한 짧아진다.
이에 대하여 도 2를 참고하여 설명한다.
도 2는 액정의 피치에 따라 빛을 반사하는 특성을 보여주는 개략도이다.
도 2를 참고하면, 액정의 피치에 따라 반사하는 빛의 파장이 다르다.
액정의 피치가 P1인 경우 제1 파장 영역(CL1)의 빛을 반사할 수 있고 액정의 피치가 P2인 경우 제2 파장 영역(CL2)의 빛을 반사할 수 있으며 액정의 피치가 P3인 경우 제3 파장 영역(CL3)의 빛을 반사할 수 있는데, 상기 관계식에 따라 제1 파장 영역(CL1)이 단파장 영역이고 제3 파장 영역(CL3)이 장파장 영역이며, 제2 파장 영역(CL2)은 제1 파장 영역과 제2 파장 영역 사이의 파장 영역일 수 있다. 예컨대 제1 파장 영역은 청색 파장 영역, 제2 파장 영역은 녹색 파장 영역, 제3 파장 영역은 적색 파장 영역일 수 있다.
따라서 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)를 포함하는 액정 표시 장치에서, 적색 화소(R)의 액정층(50)에 위치하는 콜레스테릭 액정의 피치를 가장 길게 조절하고 청색 화소(B)의 액정층(50)에 위치하는 콜레스테릭 액정의 피치를 가장 짧게 조절하고 녹색 화소(G)의 액정층(50)에 위치하는 콜레스테릭 액정의 피치를 중간 정도로 조절함으로써 액정층(50)에서 반사되는 빛의 파장 영역을 선택적으로 제어할 수 있다.
캡슐화된 네마틱 액정 화합물과 감광성 카이럴 첨가제의 혼합물은 바인더(binder)에 의해 기판 위에 고착될 수 있다. 바인더는 예컨대 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol, PVA) 또는 젤라틴(gelatin) 등을 사용할 수 있다.
액정층(50) 위에는 상부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 상부 배향막 위에는 흡광층(60)이 형성되어 있다. 흡광층(60)은 외부에서 입사되는 광을 흡수할 수 있다.
흡광층(60) 위에는 공통 전극(70)이 형성되어 있다. 공통 전극(70)은 투명 도전체 또는 불투명 도전체로 만들어질 수 있으며 기판 전면에 형성될 수 있다.
기판(10)의 다른 일측면에는 광 흡수 필름(80)이 형성되어 있다.
광 흡수 필름(80)은 예컨대 자외선을 흡수할 수 있다.
광 흡수 필름(80)은 빛을 흡수시킬 수 있는 물질을 포함하면 특히 한정되지 않는다. 광 흡수 필름(80)은 예컨대 약 10 내지 200㎛의 두께를 가질 수 있다.
광 흡수 필름(80)은 공정 중에 조사되는 빛 또는 제조 후 외부에서 유입되는 빛 등을 흡수할 수 있다.
후술하는 바와 같이, 본 발명의 구현예에서는 각 화소마다 피치를 다르게 조절하기 위하여 공정 중에 각 화소마다 각각 광을 조사하는 단계가 수행된다. 이 때 조사된 광의 일부는 액정층(50)을 통과한 후 액정층(50)과 화소 전극(30)의 경계, 화소 전극(30)과 절연막(20)의 경계, 절연막(20)과 기판(10)의 경계 및/또는 기판(10)과 외부 공기 층의 경계에서 반사 및 산란이 일어날 수 있다. 이와 같이 반사 및 산란된 빛은 이웃하는 화소의 액정층(50)으로 유입될 수 있고 이 경우 이웃하는 액정층(50)의 콜레스테릭 액정의 피치를 변형시킬 수 있다.
본 구현예에서는 기판(10)의 일측면, 구체적으로는 액정층(50)을 중심으로 공정 중 자외선이 조사되는 방향의 반대쪽에 광 흡수 필름(80)을 형성함으로써 액정층(50)을 통과하는 자외선을 거의 흡수함으로써 빛의 반사 및 산란을 줄일 수 있다. 이에 따라 이웃하는 화소로 반사 및 산란된 빛이 유입되는 것을 방지하여 각 화소마다 세밀하게 콜레스테릭 액정의 피치를 조절할 수 있다.
또한 제조 후에도 기판(10) 측으로부터 유입되는 외광을 흡수함으로써 콜레스테릭 액정이 외광에 의해 피치가 변형되는 것을 방지하여 액정 표시 장치의 색 순도 및 색 재현율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
그러면 도 1에 도시한 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도 3 내지 도 7을 도 1과 함께 참고하여 설명한다.
도 3 내지 도 7은 도 1의 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 차례로 도시한 단면도이다.
도 3을 참고하면, 기판(10)의 일 측면에 광 흡수 필름(80)을 형성한다. 광 흡수 필름(80)은 기판(10)의 일면에 광 흡수 용액을 도포하고 건조하여 필름 형태로 형성될 수도 있고, 시트(sheet) 형태로 제작된 광 흡수 필름(80)을 기판(10)에 직접 부착할 수도 있다.
이어서 기판(10)의 다른 일 측면에 박막 트랜지스터(TFT), 절연막(20), 화소 전극(30) 및 하부 배향막(40)을 차례로 형성한다.
다음 도 4를 참고하면, 하부 배향막(40) 위에 액정 캡슐층(50a)을 도포한다.
액정 캡슐층(50a)은 네마틱 액정과 감광성 카이럴 첨가제를 포함하는 액정 캡슐(50aa)이 분산되어 있는 분산액을 용액 공정으로 도포할 수 있다. 용액 공정은 예컨대 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 인쇄, 나이프 코팅(knife coating), 롤 인쇄법(roll printing), 오프셋 인쇄법(offset printing), 그라비어 인쇄법(gravure printing)일 수 있다.
액정 캡슐(50aa)은 예컨대 에멀션화(emulsification) 방법, 코아세르베이션(coacervation) 방법 또는 막 분리(membrane separation) 방법을 사용하여 형성될 수 있다.
다음 도 5를 참고하면, 액정 캡슐층(50a) 위에 마스크(100)를 배치한다. 이 때 마스크(100)는 투광 영역(100a) 및 차광 영역(100b)을 가지며, 투광 영역(100a)이 적색 화소(R) 위에 위치하도록 배치한다.
이어서 마스크(100) 위에서 제1 광량의 빛을 조사한다. 이에 따라 투광 영역(100a)이 위치하는 적색 화소(R)에만 빛이 조사되고 적색 화소(R)의 액정 캡슐층(50a)만 빛을 흡수하여 콜레스테릭 액정의 피치가 적색 파장 영역의 빛을 반사하도록 조절된다.
다음 도 6을 참고하면, 액정 캡슐층(50a) 위에 마스크(100)의 투광 영역(100a)이 녹색 화소(G) 위에 위치하도록 배치한다.
이어서 마스크(100) 위에서 제1 광량보다 적은 제2 광량의 빛을 조사한다. 이에 따라 투광 영역(100a)이 위치하는 녹색 화소(G)에만 빛이 조사되고 녹색 화소(G)의 액정 캡슐층(50a)만 빛을 흡수하여 콜레스테릭 액정의 피치가 녹색 파장 영역의 빛을 반사하도록 조절된다.
다음 도 7을 참고하면, 액정 캡슐층(50a) 위에 마스크(100)의 투광 영역(100a)이 청색 화소(B) 위에 위치하도록 배치한다.
이어서 마스크(100) 위에서 제2 광량보다 적은 제3 광량의 빛을 조사한다. 이에 따라 투광 영역(100a)이 위치하는 청색 화소(B)에만 빛이 조사되고 청색 화소(B)의 액정 캡슐층(50a)만 빛을 흡수하여 콜레스테릭 액정의 피치가 청색 파장 영역의 빛을 반사하도록 조절된다.
이에 따라 액정층(50)은 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)에서 각각 피치가 다른 콜레스테릭 액정을 포함할 수 있다. 따라서 별도의 색 필터 없이도 각 화소에서 적색 파장 영역, 녹색 파장 영역 및 청색 파장 영역의 빛을 반사하여 색을 표시할 수 있다.
또한 상술한 바와 같이, 광 흡수 필름(80)은, 조사된 빛이 액정층(50)을 통과하면서 액정층(50)과 화소 전극(30)의 경계, 화소 전극(30)과 절연막(20)의 경계, 절연막(20)과 기판(10)의 경계 및/또는 기판(10)과 외부 공기층의 경계에서 반사 및 산란되어 이웃하는 화소로 유입하는 것을 방지하여 콜레스테릭 액정의 피치가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
다음 도 1을 참고하면, 액정층(50) 위에 흡광층(60)을 형성하고, 그 위에 공통 전극(70)을 형성한다.
이하 실시예를 통해서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
액정 표시 장치의 제조
실시예 1
폴리카보네이트로 만들어진 고분자 기판의 일면에 ITO 전극을 형성하고 다른 일면에 광 흡수 필름으로서 CLS-200-XSR (Madico 제조)을 부착하였다.
네마틱 액정 E7(Merck Ltd. 제조)에 감광성 카이럴 첨가제 L-멘틸-4-(4-데실옥시페닐아조)벤조에이트(L-menthyl-4-(4-decyloxyphenylazo)benzoate)를 8중량%로 혼합한 다음, 막 분리 장치를 사용하여 젤라틴 수용액에 분산하였다. 이후 경화제 글루타르알데히드(glutaraldehyde) 50% 수용액에 혼합한 후 시트르산(citric acid) 1% 수용액을 적정하여 pH를 4.5로 조절하여 액정 캡슐의 표면을 경화하였다.
경화된 액정 캡슐을 폴리비닐알코올 10% 수용액에 혼합하여 액정 캡슐 용액을 제조한다.
상기 액정 캡슐 용액을 화소 전극 위에 10㎛ 두께로 도포한 후 건조하여 액정 캡슐 층을 형성하였다.
이어서 액정 캡슐 층을 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역으로 나누었을 때, 제1 영역에만 빛을 통과하도록 제작된 마스크를 배치하고 365nm의 자외선을 100mJ 조사하여 제1 영역의 액정 캡슐 층의 피치를 조절하였다. 동일한 방법으로 제2 영역에만 빛을 통과하도록 마스크를 배치하고 365nm의 자외선을 120mJ 조사하여 제2 영역의 액정 캡슐 층의 피치를 조절하였다. 동일한 방법으로 제3 영역에만 빛을 통과하도록 마스크를 배치하고 365nm의 자외선을 220mJ 조사하여 제3 영역의 액정 캡슐 층의 피치를 조절하였다.
액정 캡슐 층 위에 흡광층과 공통 전극을 차례로 형성하였다.
비교예
고분자 기판의 일면에 광 흡수 필름을 부착하지 않은 것을 제외하고는, 실시예와 동일하게 액정 표시 장치를 제조하였다.
평가
실시예 및 비교예에 따른 액정 표시 장치에 전압을 인가하고 표시되는 색을 확인하였다.
도 8은 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 표시된 색을 보여주는 사진이고, 도 9는 비교예에 따른 액정 표시 장치에서 표시된 색을 보여주는 사진이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 실시예에 따른 액정 표시 장치는 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역에서 혼색 없이 각 화소에서 청색, 녹색 및 적색이 명확하게 구분되는 반면, 비교예에 따른 액정 표시 장치는 이웃하는 화소 사이에 혼색이 나타나 색 특성이 안좋아지는 것을 알 수 있다.
이로부터 기판의 일면에 광 흡수 필름이 공정 중에 사용되는 빛이 반사 및 산란되어 다시 액정층으로 유입되는 것을 방지하는 한편 공정 후에는 외부에서 유입되는 광을 흡수함으로써 액정층으로 외광이 유입되는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 콜레스테릭 액정이 원하지 않는 빛의 유입에 의해 피치가 변형되는 것을 방지하여 각 화소마다 원하는 색 특성을 나타낼 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
10: 기판 20: 절연막
30: 화소 전극 40: 배향막
50: 액정층 60: 흡광층
70: 공통 전극 80: 광 흡수 필름

Claims (13)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 제1 전극,
    상기 제1 전극 위에 위치하며 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소에서 각각 다른 피치를 가지는 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정층,
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 그리고
    상기 기판의 하부에 위치하는 자외선 흡수 필름
    을 포함하고,
    상기 콜레스테릭 액정은 비감광성 액정 화합물을 포함하는
    액정 표시 장치.


  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 자외선 흡수 필름은 10 내지 200㎛의 두께를 가지는 액정 표시 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 제1 화소의 콜레스테릭 액정은 상기 제2 화소의 콜레스테릭 액정보다 피치가 길고,
    상기 제2 화소의 콜레스테릭 액정은 상기 제3 화소의 콜레스테릭 액정보다 피치가 길은
    액정 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 각각 적색, 녹색 및 청색을 표시하는 액정 표시 장치.
  7. 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법에서,
    기판의 일측에 자외선 흡수 필름을 형성하는 단계,
    상기 기판의 다른 일측에 제1 전극을 형성하는 단계,
    상기 제1 전극 위에 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정층을 형성하는 단계,
    상기 제1 화소에 위치한 액정층, 상기 제2 화소에 위치한 액정층 및 상기 제3 화소에 위치한 액정층에 서로 다른 양의 빛을 조사하는 단계, 그리고
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 액정층을 형성하는 단계는
    비중합성 액정 화합물과 감광성 카이럴 첨가제를 혼합한 콜레스테릭 액정 혼합물을 제조하는 단계, 그리고
    상기 콜레스테릭 액정 혼합물을 캡슐화하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.

  8. 삭제
  9. 제7항에서,
    상기 감광성 카이럴 첨가제는 광 이성질화 카이럴 첨가제, 광 중합성 카이럴 첨가제, 광 분해성 카이럴 첨가제 또는 이들의 조합을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제7항에서,
    상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계는
    상기 비중합성 액정 화합물 및 감광성 카이럴 첨가제를 용매에 분산한 분산액을 제조하는 단계, 그리고
    상기 분산액에 경화제를 첨가하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제7항에서,
    상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계 후에 캡슐화된 콜레스테릭 액정을 바인더와 혼합하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제7항에서,
    상기 콜레스테릭 액정 혼합물을 캡슐화하는 단계는 에멀션화(emulsification) 방법, 코아세르베이션(coacervation) 방법 또는 막 분리(membrane separation) 방법을 사용하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제7항에서,
    상기 제1 화소는 적색, 상기 제2 화소는 녹색, 상기 제3 화소는 청색을 표시하고,
    상기 제1 화소에 위치한 액정층, 상기 제2 화소에 위치한 액정층 및 상기 제3 화소에 위치한 액정층에 서로 다른 양의 빛을 조사하는 단계는 투광 영역 및 차광 영역을 가지는 마스크를 사용하여 수행하고,
    상기 제1 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제1 광량의 빛을 조사하는 단계,
    상기 제2 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제2 광량의 빛을 조사하는 단계,
    상기 제3 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제3 광량의 빛을 조사하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 광량은 상기 제2 광량보다 많고 상기 제2 광량은 상기 제3 광량보다 많은 액정 표시 장치의 제조 방법.

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