KR101327330B1

KR101327330B1 - 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR101327330B1
Application number: KR1020100107638A
Authority: KR
Inventors: 임재익; 김재현; 김기범
Original assignee: 삼성디스플레이 주식회사
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2013-11-11
Also published as: KR20120045820A; US8610851B2; TWI475287B; TW201219907A; CN102466916A; US20120105772A1

Abstract

부루징, 풀링 현상 등을 해결할 수 있는 액정 표시 장치가 제공된다. 액정 표시 장치는, 반사 영역과 투과 영역을 갖는 제1 기판, 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 그리고 제1 및 제2 기판 사이에 배치되고, 반사 영역에 위치하는 제1 액정층 및 투과 영역에 위치하는 제2 액정층을 구비하는 액정 구조물을 포함한다. 제1 액정층 및/또는 제2 액정층의 유동이 제한되거나 방지되고, 액정 분자들의 배향 회복 속도를 개선할 수 있으며, 반사 영역에서 광의 반사 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING A LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 액정층의 유동을 제한할 수 있는 액정 표시 장치 및 이러한 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 투명한 기판들 사이에 액정층을 배치하고, 두 기판 사이에서 발생되는 전계에 따라 변화하는 액정층의 배향에 의해 화소별로 광의 투과율을 조절함으로써, 원하는 화상을 표시할 수 있는 표시 장치이다. 상기 액정층 내의 액정 분자들은 초기에 두 기판들 사이에 수직한 방향 또는 수평한 방향으로 배열된다. 상기 기판들 상에는 투명한 전극들이 배치되며, 이와 같은 전극들을 통해 화소별로 전계가 생성될 경우에 액정 분자들의 배향이 변화되며, 전극들 사이에 전계가 형성되지 않을 때에는 액정 분자들은 초기의 배향 상태로 회복된다.

종래의 반투과형 액정 표시 장치는 반사판이 배치되는 반사 영역과 광이 투과되는 투과 영역을 구비하며, 상기 반사 영역과 투과 영역 사이에는 액정층이 도메인(domain) 구분 없이 연속적으로 배열되어 있다. 종래의 반투과형 액정 표시 장치에 있어서, 사용자의 터치에 의해 기판에 압력이 가해질 경우, 액정층의 액정 분자들이 전계가 생성되지 않아도 기판의 가압 부위를 따라 검은 마크와 같은 얼룩이 형성되거나, 액정 분자들의 초기 배향으로의 회복 속도가 느려지는 브루징(bruising) 현상이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 상기 액정층의 액정 분자들이 기판이 가압되는 방향을 따라 생성되는 스트레스(stress)에 의해 연속적으로 출렁거리는 풀링(pooling) 현상도 야기되는 문제가 있다.

본 발명의 일 목적은 액정층의 유동을 제한하여 브루징 현상, 풀링 현상 등을 방지할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 액정층의 유동 제한을 통해 브루징 현상, 풀링 현상 등을 방지할 수 있는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치는, 투과 영역과 상기 투과 영역을 둘러싸는 반사 영역을 갖는 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되는 액정 구조물을 포함한다. 상기 액정 구조물은 상기 반사 영역에 위치하는 제1 액정층 및 상기 투과 영역에 위치하는 제2 액정층을 구비한다. 여기서, 상기 제1 액정층이 상기 제2 액정층을 감싸도록 배치되어, 상기 제1 액정층에 의해 상기 제2 액정층의 유동이 제한되거나 방지될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 액정층은 폴리머 네트워크 및 상기 폴리머 네트워크에 분산된 제1 액정 분자들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 액정층은 소정의 방향으로 배향된 제2 액정 분자들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제1 액정층은 폴리머 액적 및 상기 폴리머 액적에 분산되는 제1 액정 분자들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 상기 반사 영역과 상기 투과 영역 사이에 배치되는 격벽을 추가적으로 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 액정층은 상기 격벽 내에 수용되는 제1 액정 분자들을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 액정 표시 장치는 상기 제1 기판의 제1 면상에 배치되는 제1 전극, 상기 제2 기판의 제1 면상에 배치되는 컬러 필터, 그리고 상기 컬러 필터 상에 배치되는 제2 전극을 추가적으로 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 상기 반사 영역에 위치하는 상기 제1 전극 상에 배치되는 반사층을 추가적으로 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 액정표시 장치는 상기 제1 기판의 제2 면상에 배치되는 제1 편광판, 그리고 상기 제2 기판의 제2 면상에 배치되는 제2 편광판을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 컬러 필터는 상기 투과 영역에 위치할 수 있고, 상기 제2 전극은 상기 반사 영역에서 상기 제2 기판의 제1 면에 접촉될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 액정 표시 장치는 상기 반사 영역에서 상기 컬러 필터 및 상기 제2 전극을 관통하여 상기 제1 액정층을 노출시키는 광 개구를 추가적으로 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 액정 표시 장치는, 상기 제1 기판의 제2 면상에 배치되는 제1 편광판, 그리고 상기 투과 영역에서 상기 제2 기판의 제1 면과 상기 컬러 필터 사이에 배치되는 제2 편광판을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 액정 표시 장치는, 상기 제1 기판의 제2 면상에 배치되는 제1 편광판, 그리고 상기 투과 영역에서 상기 컬러 필터와 상기 제2 전극 사이에 배치되는 제2 편광판을 포함할 수 있다.

전술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 투과 영역과 상기 투과 영역을 둘러싸는 반사 영역을 갖는 제1 기판의 제1 면상에 제1 전극을 형성한 후, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판의 제1 면상에 제2 전극을 형성한다. 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합한 다음, 상기 제1 및 제2 기판 사이에 상기 반사 영역에 위치하는 제1 액정층 및 상기 투과 영역에 위치하는 제2 액정층을 구비하는 액정 구조물을 형성한다. 여기서, 상기 제1 액정층이 상기 제2 액정층을 감싸도록 배치되어, 상기 제1 액정층에 의해 상기 제2 액정층의 유동이 제한되거나 방지될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 반사 영역의 상기 제1 전극 상에는 반사층이 추가적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 기판의 제1 면과 상기 제2 전극 사이에는 컬러 필터가 형성될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따른 액정 구조물을 형성하는 과정에 있어서, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 예비 액정 구조물을 형성한 후, 상기 투과 영역을 커버하는 제1 마스크를 배치한다. 제1 노광 공정을 통해 상기 반사 영역의 상기 예비 액정 구조물을 노광시켜 상기 액정 구조물을 수득한다. 예를 들면, 상기 예비 액정 구조물은 액정 분자들에 혼합된 단량체, 광개시제, 반응성 메소겐 등을 포함할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 반사 영역을 커버하는 제2 마스크를 배치한 다음, 제2 노광 공정을 통해 상기 제1 및 제2 기판 사이에 전계를 형성하면서 상기 투과 영역의 제2 액정층을 노광시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1 노광 공정 및 상기 제2 노광 공정은 각기 자외선 노광 공정을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 폴리머 네트워크, 폴리머 액적 등에 분산된 제1 액정 분자들을 포함하는 제1 액정층을 갖는 반사 영역이 투과 영역을 둘러싸는 구조로 배치되고, 투과 영역에서는 제2 액정층이 도메인의 구분 없이 배열되므로, 단일 액정 구조물을 통해 반사 영역과 투과 영역을 동시에 구비할 수 있으며, 종래의 액정 표시 장치에서 발생되었던 풀링 현상, 부루징 현상 등을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 상기 투과 영역의 제2 액정층의 유동을 효율적으로 방지할 수 있는 동시에 상기 반사 영역에서도 제1 액정층의 유동을 제한하여 광의 반사율을 향상시킬 수 있으며, 반사층의 반사율을 개선하기 위한 엠보싱(embossing) 공정과 같은 별도의 공정이 요구되지 않기 때문에 상기 액정 표시 장치의 제조 과정을 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 구동 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.

이하, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 액정 표시 장치 및 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예들에 의해 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.

본 명세서에 있어서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이며, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접촉되어"있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접촉되어 있을 수도 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접촉되어"있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지는 않는다.

제1, 제2 및 제3 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 벗어나지 않고, 제1 구성 요소가 제2 또는 제3 구성 요소 등으로 명명될 수 있으며, 유사하게 제2 또는 제3 구성 요소도 교호적으로 명명될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 액정 표시 장치는, 제1 기판(10), 제1 기판(10)에 대향하는 제2 기판(30), 그리고 제1 및 제2 기판(10, 30) 사이에 배치되는 액정 구조물(liquid crystal structure)을 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 액정 표시 장치는 반사 영역(I)과 투과 영역(II)을 포함하는 반투과형 액정 표시 장치에 해당될 수 있다. 이 경우, 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(30)도 반사 영역(I)과 투과 영역(II)으로 구분되며, 상기 액정 구조물은 반사 영역(I)에 위치하는 제1 액정층(50)과 투과 영역(II)에 위치하는 제2 액정층(55)을 포함한다.

제1 기판(10)과 제2 기판(30)은 각기 유리나 투명 플라스틱과 같은 투명 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 기판(10)의 제1 면과 제2 기판(30)의 제1 면은 서로 대향할 수 있으며, 제1 기판(10)의 제2 면과 제2 기판(30)의 제2 면은 각기 제1 기판(10)의 제1 면 및 제2 기판(30)의 제2 면의 반대 면(opposite face)에 해당될 수 있다. 또한, 상기 액정 표시 장치는 제1 및 제2 기판(10, 30)이 수평하게 배열되는 구성을 가질 수도 있으며, 제1 및 제2 기판(10, 30)이 수직하게 배열되는 구조를 가질 수도 있다.

제1 기판(10)의 제1 면상에는 제1 전극(15)과 반사층(20)이 위치한다. 제1 기판(10)과 제1 전극(15) 사이에는 게이트 라인, 데이터 라인 등의 배선, 박막 트랜지스터와 같은 스위칭 소자, 그리고 게이트 절연막, 층간 절연막 등을 포함하는 스위칭 구조물이 배치될 수 있다. 반사층(20)은 상기 액정 표시 장치의 반사 영역(I)에 배치된다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 전극(15)은 데이터 라인 등의 배선으로부터 제공되는 데이터 신호가 인가되는 화소 전극에 해당될 수 있다. 제1 전극(15)은 반사 영역(I)에 배치되는 제1 부분과 투과 영역(II)에 위치하는 제2 부분으로 구분될 수 있다. 이때, 반사층(20)은 제1 전극(15)의 제1 부분 상에 배치된다. 예시적인 실시예들에 있어서, 반사층(20)은 제1 전극(15)에 직접 접촉되고, 제1 전극(15)은 콘택(contact), 패드(pad) 등을 통해 상기 스위칭 구조물의 스위칭 소자에 전기적으로 연결된다. 따라서, 반사층(20)은 제1 전극(15)을 개재하여 상기 스위칭 소자에 전기적으로 연결된 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 제1 전극(15)이 반사 영역(I)에 형성되지 않고, 반사층(20)이 제1 전극(15)과 일체로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 제1 전극(15)은 제1 기판(10)의 투과 영역(II)에만 배치되고, 이러한 제1 전극(15)으로부터 반사층(20)이 반사 영역(I)으로 연장될 수 있다. 이에 따라, 상기 액정 표시 장치가 반사 영역(I)과 투과 영역(II)에서 실질적으로 동일한 셀 갭을 가질 수 있다.

반사층(20)은 상대적으로 높은 반사율을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 예를 들면, 반사층(20)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr), 백금(Pt), 은(Ag), 이들의 합금 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 혼합되어 사용될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 반사층(20)은 평탄한 표면을 가질 수 있지만, 복수의 마이크로 렌즈(lens)의 형상의 돌출부가 반사층(20)의 표면상에 형성될 수도 있다. 또한, 반사층(20)은 제1 전극(15) 상에서 고립된 입자들(particles)과 같은 구조를 가질 수도 있다.

제1 전극(15)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(15)은, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 산화물(InOx), 아연 산화물(ZnOx), 주석 산화물(SnOx), 티타늄 산화물(TiOx) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 혼합되어 사용될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 액정층(50)의 제1 액정 분자(52)들이 반사 영역(I)에 입사되는 광을 반사층(20)과 함께 반사시킬 수 있기 때문에, 엠보싱 공정 등과 같은 반사층(20)의 반사율을 개선하기 위한 별도의 추가 공정을 수행하지 않아도 상기 액정 표시 장치가 향상된 반사 효율을 가질 수 있다.

제1 기판(10)의 제2 면상에는 제1 편광판(25)이 배치된다. 제1 편광판(25)은 상기 액정 구조물에 대하여 실질적으로 수직하거나 실질적으로 수평한 제1 광축을 포함할 수 있다.

제2 기판(30)의 제1 면상에는 컬러 필터(35)와 제2 전극(40)이 배치된다. 컬러 필터(35)는 상기 액정 표시 장치의 투과 영역(II)에 위치하며, 제2 전극(40)은 반사 영역(I)에 위치하는 제1 부분과 투과 영역(II)에 형성되는 제2 부분을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제2 전극(40)은 복수의 화소 영역들에 공유되는 공통 전극에 해당될 수 있다. 여기서, 제2 전극(40)의 제1 부분은 제2 기판(30)의 제1 면에 직접 접촉될 수 있고, 제2 전극(40)의 제2 부분은 컬러 필터(35)를 커버할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 액정 표시 장치의 투과 영역(II)에는 복수의 컬러 필터(35)들이 제2 기판(30)의 제1 면상에 배치되어 제2 액정층(55)을 통과한 광을 각 색광들로 필터링할 수 있다. 예를 들면, 컬러 필터(35)들은 적색(R)광을 구현하기 위한 적색 컬러 필터, 녹색(G)광을 구현하기 위한 녹색 컬러 필터, 청색(B)광을 구현하기 위한 청색 컬러 필터 등을 포함할 수 있다.

제2 전극(40)은 투명 도전성 물질로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(40)은, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 인듐 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 티타늄 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 혼합되어 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 컬러 필터(35)의 설치로 인하여 상기 액정 표시 장치의 반사 영역(I)의 셀 갭이 투과 영역(II)의 셀 갭 보다 실질적으로 커질 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 컬러 필터(35)가 반사 영역(I)으로 연장되거나 반사층(20) 및/또는 제1 전극(15)의 조절을 통해 상기 액정 표시 장치의 셀 갭을 반사 영역(I) 및 투과 영역(II)에서 실질적으로 동일하게 유지할 수도 있다.

제2 기판(30)의 제2 면상에는 제2 편광판(45)이 위치한다. 제2 편광판(45)은 제1 편광판(25)의 제1 광축에 대하여 실질적으로 직교하거나 실질적으로 평행한 제2 광축을 포함할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 액정 구조물은 반사 영역(I) 및 투과 영역(II)에 각기 위치하는 제1 액정층(50) 및 제2 액정층(55)을 포함한다. 제1 액정층(50)은 폴리머 네트워크(polymer network)(51) 내에 분산된 복수의 제1 액정 분자(52)들을 포함하며, 제2 액정층(55)은 제1 및 제2 전극(15, 40) 사이에서 소정의 방향으로 배향된 복수의 제2 액정 분자(57)들을 포함한다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 액정 구조물은 반사 영역(I)에서는 제1 액정 분자(52)들이 사슬(chain) 구조로 형성된 폴리머 네트워크(51) 내에 분산되는 구성을 가질 수 있다. 한편, 상기 액정 구조물은 투과 영역(II)에서는 복수의 제2 액정 분자(57)들이 도메인 구분없이 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(30)에 대해 실질적으로 수직하게 또는 수평하게 배향되는 구성을 가질 수 있다. 즉, 상기 액정 표시 장치는 단일 액정 구조물이 반사 영역(I)과 투과 영역(II)에 배치되는 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 반사 영역(I)의 제1 액정 분자(52)들의 밀도가 투과 영역(II)의 제2 액정 분자(57)들의 밀도보다 실질적으로 작을 수 있다. 즉, 투과 영역(II)에 배치되는 제2 액정 분자(57)들의 수가 반사 영역(I)에 배치되는 제1 액정 분자(52)들의 수 보다 실질적으로 클 수 있다.

제1 액정층(50)의 폴리머 네트워크(51)는 반응성 메소겐(reactive mesogen; RM), 광중합 단량체(monomer), 광개시제(photoinitiator) 등으로부터 형성될 수 있다. 예를 들면, 폴리머 네트워크(51)는 단량체 반응성 메소겐(RM), 올리고머(ologomer)성 반응성 메소겐, 중합체 반응성 메소겐 등으로부터 생성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 액정층(50) 내의 폴리머 네트워크(51)의 함량은 제1 액정층(50)의 전체 중량을 기준으로 약 5중량% 내지 약 50중량% 정도가 될 수 있다. 이러한 폴리머 네트워크(51) 내에 제1 액정 분자(52)들이 분산될 수 있다. 폴리머 네트워크(51)에 의해 반사 영역(I)에서 제1 액정 분자(52)들의 유동이 제한될 수 있으며, 반사 영역(I)에서 제1 액정 분자(52)들이 연속적으로 유동하여 출렁거리는 풀링 현상이 방지될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 구동 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 예를 들면, 도 2에 도시한 액정 표시 장치가 화이트(white) 모드를 나타내는 경우, 도 1에 도시한 액정 표시 장치는 블랙(black) 모드를 나타낼 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 상기 액정 표시 장치가 수직 배향(VA) 액정 모드를 가질 경우, 제1 및 제2 전극(15, 40) 사이에 전계(electric field)가 형성되지 않을 때에는 제2 편광판(45)을 통과하는 광이 제2 편광판(45)의 제2 광축과 실질적으로 직교하는 제1 광축을 갖는 제1 편광판(25)을 통과하지 못하기 때문에, 상기 액정 표시 장치는 블랙 모드 상태에 있게 된다. 즉, 제1 및 제2 전극(15, 40)에 전압이 인가되지 않을 경우에는, 반사 영역(I)과 투과 영역(II)에서 제1 및 제2 액정 분자(52, 57)들이 모두 수직 배열을 하게 됨으로써, 제1 및 제2 액정층(50, 50)으로 인한 광의 위상차가 존재하지 않기 때문에 상기 액정 표시 장치는 블랙 모드를 구현할 수 있다.

도 2를 참조하면, 제1 및 제2 전극(10, 30)에 소정의 전압이 인가되어 제1 및 제2 전극(10, 30) 사이에 전계가 형성된 경우, 제1 및 제2 액정층(50, 55) 내의 제1 및 제2 액정 분자(52, 57)들이 일정한 방향으로 배향되어 상기 액정 표시 장치가 화이트 모드를 구현하게 된다. 이 때, 상기 액정 표시 장치의 반사 영역(I)에서는 광이 반사층(20)에 의해 반사되는 한편, 폴리머 네트워크(51)에 분산된 제1 액정 분자(52)들에 의해서도 산란되기 때문에 상기 액정 표시 장치의 반사 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 전극(15, 40) 사이에 전계가 발생된 경우에는, 제1 및 제2 액정 분자(52, 57)들이 제1 및 제2 전극(15, 40)에 대해 수평한 방향으로 배열된다. 여기서, 투과 영역(II)에서는 제2 액정 분자(57)들이 수평한 배열 형태로 정렬되지만, 반사 영역(I)에서는 폴리머 네트워크(51) 내에 랜덤(random)한 네트워크의 형태로 제1 액정 분자(52)들이 배열된다. 따라서, 반사 영역(I)에서는 폴리머 네트워크(51)와 제1 액정 분자(52)들 사이의 굴절률 차이에 기인하는 광의 산란(scattering) 효과와 제1 액정 분자(52)들로 인한 광의 위상차 변화 효과가 동시에 존재하게 되고, 이로 인하여 상기 액정 표시 장치가 화이트 모드를 구현할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치에 있어서, 폴리머 네트워크(51)와 제1 액정 분자(52)들을 포함하는 제1 액정층(50)에 배치된 반사 영역(I)이 투과 영역(II)을 감싸는 구조로 배치되기 때문에, 반사 영역(I)이 인접하는 투과 영역(II)들 사이에서 격벽 등의 분리 부재와 같은 역할을 수행할 수 있다. 상기 액정 표시 장치의 사용 중에 제1 기판(10) 및 또는 제2 기판(30)을 누를 경우, 투과 영역(II)의 제2 액정 분자(57)들의 유동이 반사 영역(I)에 의해 제한되고 투과 영역(II) 내에서만 제2 액정 분자(57)들이 부분적으로 유동하게 된다. 따라서, 상기 액정 표시 장치에 대한 외부 압력의 존재 시에, 투과 영역(II)을 둘러싸는 반사 영역(I)으로 인하여 투과 영역(II)에서 제2 액정층(55)의 연속적인 유동을 방지할 수 있기 때문에, 종래의 액정 표시 장치의 단점인 풀링 현상을 방지할 수 있으며, 제2 액정 분자(57)들의 초기 상태로의 회복 속도도 빨라지면서 브루징 현상도 효과적으로 해결할 수 있다.

도 1 및 도 2에 있어서, 수직 배향 액정 모드를 갖는 액정 표시 장치의 구동 동작에 대하여 설명하였지만, 전술한 본 발명의 특징들은 상기 액정 표시 장치가 IPS(in plane switching) 모드, FFS(fringe field switching) 모드, TN(twisted nematic) 모드, ECB(electrically controlled brieffringence) 모드 등의 다양한 모드들로 구동하는 경우에도 적용 가능하다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 3에 도시한 액정 표시 장치에 있어서, 제1 편광판(65)의 위치와 반사층을 구비하지 않는 점을 제외하면 도 1을 참조하여 설명한 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 액정 표시 장치는, 제1 기판(60), 제1 편광판(65), 제1 전극(70), 액정 구조물, 제2 기판(75), 컬러 필터(80), 제2 전극(85) 그리고 제2 편광판(87)을 포함한다.

제1 편광판(65)은 제1 기판(65)의 제1 면상에 배치되며, 제1 전극(70)은 제1 편광판(65) 상에 위치한다. 상기 액정 표시 장치의 액정 배향 모드에 따라 제1 편광판(65)은 제1 기판(60)에 대해 실질적으로 수직하거나 실질적으로 수평한 제1 광축을 가질 수 있다. 제1 전극(70)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 상기 액정 표시 장치의 반사 영역(I) 및 투과 영역(II)에 배치될 수 있다.

컬러 필터(80)는 제1 기판(60)의 제1 면에 대향하는 제2 기판(75)의 제1 면상에 배치된다. 컬러 필터(80)는 제2 기판(75)의 투과 영역(II)에 위치한다. 전술한 바와 같이, 상기 액정 표시 장치는 투과 영역(II)에 적색광, 청색광, 녹색광 등을 각기 선택적으로 투과시키기 위한 복수의 컬러 필터(80)들을 포함할 수 있다. 제2 전극(85)은 투과 영역(II)에서는 컬러 필터(80)를 커버하며, 반사 영역(I)에서는 제2 기판(75)에 접촉되도록 배치된다. 제2 전극(85)은 투명 도전성 물질로 구성될 수 있다.

제2 편광판(87)은 제2 기판(75)의 제1 면의 상대 면인 제2 기판(75)의 제2 면상에 배치된다. 제2 편광판(87)은 제1 편광판(65)의 제1 광축에 실질적으로 직교하거나 실질적으로 평행한 제2 광축을 가질 수 있다.

상기 액정 구조물은 반사 영역(I)에 위치하는 제1 액정층(90)과 투과 영역(II)에 배치되는 제2 액정층(95)을 구비한다. 제1 액정층(90)은 폴리머 네트워크(91)와 분산된 제1 액정 분자(92)들을 포함하며, 제2 액정층(95)은 소정의 방향을 따라 배향된 제2 액정 분자(97)들을 포함한다. 여기서, 폴리머 네트워크(91) 및 제1 액정 분자(92)들은 도 1을 참조하여 설명한 폴리머 네트워크(51) 및 제1 액정 분자(52)들과 실질적으로 동일하다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 폴리머 네트워크(91)에 분산된 제1 액정 분자(92)들이 입사되는 광을 산란시킬 수 있기 때문에, 반사 영역(I)에 별도의 반사층이 설치되지 않더라도 반사 기능을 구현할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 폴리머 네트워크(91)에 분산된 제1 액정 분자(92)들 이외에도 상기 액정 구조물에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리(도시되지 않음)의 ESR(enhanced specular reflector)막 등과 같은 반사성을 갖는 막들로부터 입사광이 반사될 수 있기 때문에, 이러한 제1 액정층(90)과 반사성을 갖는 막들의 조합으로부터 상기 액정 표시 장치의 반사 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 4에 예시적으로 도시한 액정 표시 장치에 있어서, 컬러 필터(125)와 제2 전극(130)의 구조를 제외하면 도 1을 참조하여 설명한 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 액정 표시 장치는, 반사 영역(I) 및 투과 영역(II)을 갖는 제1 기판(100), 제1 기판(100)에 대항하는 제2 기판(120) 그리고 제1 및 제2 기판(100, 120) 사이에 배치되는 액정 구조물을 구비한다. 상기 액정 구조물은 반사 영역(I)에 위치하는 제1 액정층(140)과 투과 영역(II)에 배치되는 제2 액정층(145)을 포함한다.

제1 액정층(140)은 폴리머 네트워크(141)와 폴리머 네트워크(141)에 분산된 제1 액정 분자(142)들을 포함하며, 제2 액정층(145)은 소정의 방향으로 배열된 제2 액정 분자(147)들을 포함한다.

제1 기판(100)의 제1 면상에는 제1 전극(105)이 형성되며, 제1 전극(105) 상에는 반사층(110)이 배치된다. 제1 전극(105)은 반사 및 투과 영역(I, II)에 모두 형성될 수 있으며, 반사층(110)은 반사 영역(I)에만 위치할 수 있다. 제1 기판(100)의 제1 면의 반대 면인 제2 면상에는 제1 편광판(115)이 배치된다.

제1 기판(100)의 제1 면에 대향하는 제2 기판(120)의 제1 면상에는 컬러 필터(125)가 배치되며, 컬러 필터(120) 상에는 제2 전극(130)이 형성된다. 제2 기판(120)의 제1 면의 상대 면인 제2 기판(120)의 제2 면상에는 제2 편광판(135)이 배치된다.

도 4에 도시한 바와 같이, 컬러 필터(125)와 제2 전극(130)은 반사 영역(I)과 투과 영역(II) 모두에 배치될 수 있다. 이 경우, 반사 영역(I)에 위치하는 컬러 필터(125) 및 제2 전극(130)을 관통하여 제1 액정층(140)을 노출시키는 광 홀(light hole) 또는 광 개구(light opening)(133)가 형성된다. 따라서, 외부로부터 반사 영역(I)으로 입사되는 광은 상기 광 홀 또는 광 개구(133)를 통해 반사될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 반투과형 액정 표시 장치는 제1 및 제2 액정 분자(142, 147)들의 유동을 제한할 수 있는 액정 구조물을 구비함으로써, 상기 반투과형 액정 표시 장치의 동작을 위한 터치 압력에 의해 제1 액정 분자(142)들 및/또는 제2 액정 분자(147)들이 출렁거리거나, 제2 액정 분자(147)들의 배향 회복이 지연되는 현상을 효율적으로 개선할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 5에 도시한 액정 표시 장치는, 제2 편광판(175)의 위치를 제외하면 도 1을 참조하여 설명한 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있다.

도 5를 참조하면, 상기 액정 표시 장치는, 제1 기판(150), 제1 전극(155), 반사층(160), 제1 편광판(165), 액정 구조물, 제2 기판(170), 제2 편광판(175), 컬러 필터(180) 그리고 제2 전극(185)을 구비한다.

상기 액정 표시 장치가 단일 액정 구조물이 배치된 반사 영역(I) 및 투과 영역(II)으로 구분될 수 있기 때문에, 제1 및 제2 기판(150, 170)도 반사 및 투과 영역(I, II)을 포함할 수 있다.

제1 전극(155)과 반사층(160)은 제1 기판(150)의 제1 상에 위치하며, 제1 편광판(165)은 제1 기판(150)의 제2 면 바로 아래에 배치된다. 제1 전극(155)과 제1 편광판(165)은 반사 및 투과 영역(I, II) 모두에 형성되며, 반사층(160)은 반사 영역(I)에만 배치된다.

상기 액정 구조물은 반사 및 투과 영역(I, II)에 각기 배치되는 제1 및 제2 액정층(190, 195)로 이루어진다. 제1 액정층(190)은 폴리머 네트워크(191)와 제1 액정 분자(192)들을 포함하며, 제2 액정층(195)은 제2 액정 분자(197)들을 포함한다.

제2 편광판(175), 컬러 필터(180) 및 제2 전극(185)은 제2 기판(170)의 제1 면 아래에 순차적으로 배치된다. 제2 편광판(175)과 컬러 필터(180)는 투과 영역(II)에 설치되며, 제2 전극(185)은 투과 영역(II)과 반사 영역(I)에 형성된다. 즉, 제2 편광판(175)은 제2 기판(170)의 제2 면에 직접 접촉될 수 있고, 컬러 필터(180)는 제2 편광판(175)에 접촉될 수 있다. 제2 전극(185)의 제1 부분은 반사 영역(I)에서 제2 기판(170)의 제1 면에 접촉되고, 제2 전극(185)의 제2 부분은 투과 영역(II)에서 컬러 필터(180)에 접촉된다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 반사 영역(I)에는 제1 편광판(175)이 배치되지 않고, 투과 영역(II)에만 제2 편광판(175)이 제2 기판(170)과 컬러 필터(180) 사이에 위치함에 따라, 반사 영역(I)에서 상기 액정 표시 장치의 광의 반사 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다. 도 6에 도시한 액정 표시 장치에 있어서, 제2 편광판(230)의 위치를 제외하면 도 1을 참조하여 설명한 액정 표시 장치 또는 도 5를 참조하여 설명한 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있다.

도 6을 참조하면, 상기 액정 표시 장치는, 제1 기판(200), 제1 편광판(215), 제1 전극(205), 반사층(210), 액정 구조물, 제2 기판(220), 컬러 필터(225), 제2 편광판(230), 그리고 제2 전극(235)을 구비한다.

상기 액정 구조물은 반사 영역(I)에 위치하는 제1 액정층(240)과 투과 영역(II)에 배치되는 제2 액정층(245)으로 이루어진다. 제1 액정층(240)은 폴리머 네트워크(241)에 분산된 제1 액정 분자(242)들을 포함하며, 제2 액정층(245)은 소정의 방향으로 배향된 제2 액정 분자(247)들을 포함한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 컬러 필터(225)와 제2 편광판(230)은 상기 액정 표시 장치의 투과 영역(II)에만 배치된다. 이 때, 컬러 필터(225)는 제2 기판(220)에 접촉되며, 제2 편광판(230)은 컬러 필터(225)와 제2 전극(235) 사이에 설치된다. 이에 비하여, 반사층(210)은 반사 영역(I)에만 위치하고, 제1 편광판(215)은 반사 및 투과 영역(I, II) 모두에 배치된다. 그러나, 전술한 바와 같이, 폴리머 네트워크(241)에 분산된 제1 액정 분자(242)들의 존재로 인하여 반사층(210)은 생략될 수 있다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 7에 도시한 액정 표시 장치에 있어서, 컬러 필터(275)와 제2 편광판(65)의 구조를 제외하면 도 1, 도 4 또는 도 6을 참조하여 설명한 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 액정 표시 장치는, 제1 기판(250), 제1 편광판(265), 제1 전극(255), 반사층(260), 액정 구조물, 제2 기판(270), 컬러 필터(275), 제2 편광판(280), 그리고 제2 전극(285)을 포함한다. 상기 액정 구조물은 반사 영역(I) 및 투과 영역(II)에 각기 위치하는 제1 액정층(290) 및 제2 액정층(295)으로 구성된다. 제1 액정층(290)은 폴리머 네트워크(291)에 분산된 제1 액정 분자(292)들을 포함하며, 제2 액정층(295)은 소정의 방향으로 배향된 제2 액정 분자(297)들을 포함한다.

컬러 필터(275)는 제2 기판(270)의 제1 면 전체에 배치된다. 즉, 컬러 필터(275)는 반사 및 투과 영역(I, II) 모두에 설치되며, 제2 편광판(280)은 투과 영역(II)에만 설치된다. 또한, 제2 전극(285)은 투과 영역(II)에서는 제2 편광판(280)을 커버하며, 반사 영역(I)에서는 컬러 필터(275)를 커버한다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 액정 표시 장치의 반사 영역(I)에서 컬러 필터(275)와 제2 전극(285)을 관통하는 광 홀 또는 광 개구(288)가 제공되어, 반사 영역(I)에 입사되는 광을 반사시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 8에 도시한 액정 표시 장치에 있어서, 제2 편광판(65)의 위치를 제외하면 도 7을 참조하여 설명한 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 상기 액정 표시 장치는, 제1 기판(300), 제2 기판(320) 그리고 제1 및 제2 기판(300, 320) 사이에 개재되는 액정 구조물을 포함한다.

상기 액정 구조물은 제1 액정층(340)과 제2 액정층(345)을 포함하며, 제 및 제2 액정층(340, 345)은 각기 반사 및 투과 영역(I, II)에 배치된다. 제1 액정층(340)은 폴리머 네트워크(341)와 폴리머 네트워크(341)에 분산된 제1 액정 분자(341)들을 포함하며, 제2 액정층(345)은 후술하는 바와 같이 전계 노광 공정에 의해 소정의 방향으로 배향된 제2 액정 분자(347)들을 포함한다.

제1 기판(300)의 제1 면상에는 제1 전극(305)과 반사층(310)이 구비되고, 제1 기판(300)의 제2 면 아래에는 제1 편광판(315)이 설치된다. 반사층(310)은 반사 영역(I)에 위치하지만, 제1 액정 분자(342)들로 인하여 구비되지 않을 수도 있다.

제2 기판(320)의 제1 면 아래에는 제2 편광판(325), 컬러 필터(330) 및 제2 전극(335)이 순차적으로 배치된다. 제2 편광판(325)은 투과 영역(II)에만 설치되며, 컬러 필터(330)와 제2 전극(335)은 반사 및 투과 영역(I, II)에 모두 위치한다. 투과 영역(II)에 있어서, 제2 편광판(325)은 컬러 필터(330)에 의해 커버되며, 제2 전극(335)은 컬러 필터(330)에 직접 접촉된다. 반사 영역(I)에 있어서, 컬러 필터(330)와 제2 전극(335)을 관통하여 제1 액정층(340)을 노출시키는 광 홀 또는 광 개구(338)가 형성되어, 반사 영역(I)으로 입사되는 광을 반사시키는 통로의 역할을 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 있어서, 컬러 필터(330)와 제2 전극(335)이 반사 및 투과 영역(I, II)에 모두 형성되기 때문에, 추가적인 부재를 형성하지 않고 반사 영역(I)에서의 셀 갭과 투과 영역(II)에서의 셀 갭이 실질적으로 동일하거나 유사하게 유지될 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 9에 도시한 액정 표시 장치에 있어서, 액정 구조물의 구성을 제외하면 도 1을 참조하여 설명한 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있다.

도 9에 도시한 바와 같이, 상기 액정 표시 장치는, 제1 기판(350), 제1 편광판(365), 제1 전극(355), 반사층(360), 액정 구조물, 제2 전극(370), 제2 편광판(375), 컬러 필터(380), 제2 전극(385), 그리고 격벽(388)을 구비한다.

상기 액정 구조물은 반사 영역(I)에 배치되는 제1 액정층(390)과 투과 영역(II)에 위치하는 제2 액정층(395)으로 이루어진다. 제1 액정층(390)은 제1 액정 분자(392)들을 포함하고, 제2 액정층(395)은 제2 액정 분자(397)들을 포함한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 액정 분자(392, 397)들은 전계 노광 공정 등을 통하여 모두 소정의 방향으로 배향될 수 있다. 이 경우, 반사 영역(I)의 제1 액정 분자(392)들의 밀도가 투과 영역(II)의 제2 액정 분자(397)들의 밀도에 비하여 실질적으로 작을 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에 있어서, 제1 액정층(390)은 제1 액정 분자(392)들 이외에도 전술한 바와 같이 폴리머 네트워크를 추가적으로 포함할 수도 있다.

격벽(388)은 투명한 플라스틱 등으로 이루어질 수 있으며, 투과 영역(II)을 둘러싸는 반사 영역(I)의 주변부 상에 배치된다. 즉, 격벽(388)은 빈사 영역(I)과 투과 영역(II) 사이에 개재되어, 투과 영역(II)의 제2 액정 분자(397)들의 유동을 제한할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 격벽(388)은 스페이서, 셀 갭 유지 부재 등과 같은 액정 표시 장치의 셀 갭을 확보할 수 있는 부재의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 액정 표시 장치가 격벽(388)을 포함하는 경우, 별도의 셀 갭 유지 부재가 구비되지 않을 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 단면도이다. 도 10에 도시한 액정 표시 장치에 있어서, 액정 구조물의 구성을 제외하면 도 1을 참조하여 설명한 액정 표시 장치와 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있다.

도 10을 참조하면, 상기 액정 표시 장치는, 제1 기판(400), 제1 기판(420), 그리고 제1 기판(400)과 제2 기판(420) 사이에 배치되는 액정 구조물을 구비한다. 상기 액정 구조물은 반사 영역(I)과 투과 영역(II)에 각기 위치하는 제1 액정층(440)과 제2 액정층(445)을 포함한다.

제1 기판(400)의 제1 면상에는 제1 전극(405)과 반사층(410)이 형성되며, 제1 기판(400)의 제2 면상에는 제1 편광판(415)이 설치된다. 컬러 필터(430)는 투과 영역(II)에서 제2 기판(420)의 제1 면상에 배치되고, 제2 전극(435)은 컬러 필터(420)를 덮으면서 제2 기판(420)의 제1 면상에 형성된다. 제2 기판(420)의 제2 면상에는 제2 편광판(425)이 배치된다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 액정층(340)은 폴리머 액적(polymer droplet)(441)들과 제1 액정 분자(442)들을 포함한다. 제1 액정 분자(442)들은 폴리머 액적(441)들로 둘러싸이거나 폴리머 액적(441)들에 분산될 수 있다. 이러한 폴리머 액적(441)들은 도 1을 참조하여 설명한 폴리머 네트워크(51)와 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 조성을 가질 수 있다. 폴리머 액적(441)들에 의하여 반사 영역(I)에서 제1 액정 분자(442)들의 유동이 제한될 수 있으며, 투과 영역(II)의 제2 액정층(445)을 감싸는 제1 액정층(440)으로 인하여 제2 액정 분자(447)들의 유동을 방지할 수 있다. 또한, 폴리머 액적(441)들로 둘러싸인 제1 액정 분자(342)들에 의하여 반사 영역(I)에서 입사 광의 반사 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

도 11a 내지 도 11c는 본 발명의 실시예들에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 11a 내지 도 11c에 있어서, 도 1을 참조하여 설명한 액정 표시 장치의 제조 방법을 예시적으로 설명하지만, 도 2 내지 도 10을 참조하여 설명한 액정 표시 장치들도 구성 요소들을 형성하기 위한 공정들의 순서의 변경을 통하여 적절하게 수득될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 11a를 참조하면, 반사 영역(I) 및 투과 영역(II)을 포함하는 제1 기판(10)의 제1 면상에 제1 전극(15)을 형성한다. 제1 기판(10)은 유리, 투명 플라스틱 등의 투명 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 제1 전극(15)은 투명 도전성 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(15)은 스퍼터링(sputtering) 공정, 프린팅(printing) 공정, 스프레이(spray) 공정 등을 통해 제1 기판(10) 상에 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 기판(10)과 제1 전극(15) 사이에는 배선, 스위칭 소자, 절연층 등을 구비하는 스위칭 구조물이 형성될 수 있다. 제1 전극(15)은 제1 기판(10) 상에 제1 도전층을 형성한 다음, 상기 제1 도전층을 소정의 형상으로 패터닝하여 제1 기판(10) 상에 형성될 수 있다.

반사 영역(I)에 위치하는 제1 전극(15)의 제1 부분 상에 반사층(20)을 형성한다. 반사층(20)은 상대적으로 높은 반사율을 갖는 금속 및/또는 합금으로 구성될 수 있으며, 스퍼터링 공정, 프린팅 공정, 스프레이 공정 등을 통해 제1 전극(15) 상에 형성될 수 있다. 반사층(20)은 제1 전극(15) 상에 제2 도전층을 형성한 후 사진 식각 공정 등으로 상기 제2 도전층을 패터닝하여 반사 영역(I)에 형성될 수 있다.

반사 영역(I) 및 투과 영역(II)을 갖는 제2 기판(30)의 제1 면상에 컬러 필터(35)를 형성한 후, 컬러 필터(35)를 덮으면서 제2 기판(30)의 제1 면상에 제2 전극(40)을 형성한다. 제2 기판(30)은 투명 절연성 물질로 이루어질 수 있다. 제2 기판(30)의 투과 영역(II)에는 적색광, 녹색광, 청색광 등을 선택적으로 투과시키기 위하여 각 화소 별로 복수의 컬러 필터(35)들이 형성될 수 있다. 제2 전극(40)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 스퍼터링 공정, 프린팅 공정, 스프레이 공정 등을 이용하여 컬러 필터(35)와 제2 기판(30) 상에 형성될 수 있다. 이 때, 제2 전극(40)의 제1 부분은 반사 영역(I)에서 제2 기판(30)의 제1 면상에 직접 형성될 수 있으며, 제2 전극(40)의 제2 면은 투과 영역(II)에서 컬러 필터(35) 상에 형성될 수 있다. 또한, 제2 전극(40)은 투과 영역(II)에서 다양한 형상을 가지도록 패터닝될 수 있다.

도시하지는 않았지만, 제1 기판(10)과 제2 기판(30) 사이에 스페이서, 셀 갭 유지 부재, 밀봉 부재 등을 형성한 후, 제1 및 제2 기판(10, 30) 사이에 소정의 공간을 유지하면서 제1 기판(10)과 제2 기판(30)을 서로 결합시킨다.

다시 도 11a를 참조하면, 제1 및 제2 기판(10, 30) 사이의 공간에 예비 액정 구조물(48)을 형성한다. 예비 액정 구조물(48)은 액정 분자들에 혼합된 단량체, 광개시제, 반응성 메소겐 등을 포함할 수 있으며, 프린팅 공정, 스프레이 공정 등을 통해 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(30) 상에 형성되거나, 제1 및 제2 기판(10, 30) 사이의 공간에 주입될 수 있다. 예비 액정 구조물(48)은 반사 영역(I)과 투과 영역(II) 모두에 형성된다.

도 11b를 참조하면, 제2 기판(30)의 투과 영역(II) 상부에 반사 영역(I)을 노출시키는 제1 마스크(58)를 형성한 후, 노출된 반사 영역(I)의 예비 액정 구조물(48)에 대해 제1 노광 공정을 수행한다. 이러한 제1 노광 공정은 자외선(UV) 노광 공정을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 제1 노광 공정에 있어서, 자외선 등의 광이 반사 영역(I)에 위치하는 예비 액정 구조물(48)에 조사되면, 자외선에 의해 폴리머 시드(polymer seed)가 형성되며, 이러한 폴리머 시드에 단량체들이 중합하여 반사 영역(I)에 폴리머 네트워크(52)가 형성되면서 제1 액정 분자(52)들이 폴리머 네트워크(51)에 분산된다. 또한, 투과 영역(II)에 위치하는 단량체들도 반사 영역(I)에서의 폴리머 네트워크(51) 형성에 참여하게 된다. 이에 따라, 반사 영역(I)에는 폴리머 네트워크(51)와 제1 액정 분자(52)들을 포함하는 제1 액정층(50)이 형성된다. 한편, 반사 영역(I)에서 제1 액정층(50)이 형성되면서, 투과 영역(II)에서는 예비 액정 구조물(48)로부터 제2 액정 분자(57)들을 포함하는 제2 액정층(55)이 형성된다.

도 11c를 참조하면, 제2 기판(30)의 반사 영역(I) 상부에 투과 영역(II)을 노출시키는 제2 마스크를 형성한 다음, 노출된 투과 영역(II)의 제2 액정층(55)에 대하여 제2 노광 공정을 진행한다. 여기서, 이러한 제2 노광 공정을 수행하는 동안 제1 및 제2 전극(15, 40)에 전압을 인가하여 제1 및 제2 기판(10, 30) 사이에 소정의 전계를 형성시킨다. 즉, 상기 제2 노광 공정은 제1 기판(10)과 제2 기판(30) 사이에 전계가 형성된 상태에서 수행될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 제2 노광 공정은 자외선 노광 공정을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 제2 노광 공정에 있어서, 제1 및 제2 기판(10, 30) 사이에 전계가 형성된 상태에서 제1 마스크(59)에 의해 자외선 등의 광이 투과 영역(II)에 형성된 제2 액정층(55)에 조사되면, 제2 액정층(55)에 잔류하는 미량의 단량체가 제거될 수 있으며, 제2 액정 분자(57)들을 소정의 방향으로 배향시킬 수 있다. 이에 따라, 제1 액정층(55)의 제2 액정 분자(57)들이 액정 표시 장치의 배향 모드에 따라 일정한 방향으로 배향되기 때문에, 제2 액정층(55)을 포함하는 액정 구조물의 응답 시간을 단축할 수 있고, 브루징 현상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

제1 기판(10)의 제2 면과 제2 기판(30)의 제2 면상에 각기 제1 편광판(도시되지 않음)과 제2 편광판(도시되지 않음)을 형성하여 도 1을 참조하여 설명한 바와 같은 실질적으로 동일하거나 유사한 구성을 가지는 액정 표시 장치를 수득한다.

상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 특허 청구 범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 종래의 액정 표시 장치의 풀링 현상, 부루징 현상 등을 효과적으로 방지할 수 있으며, 반사 영역에서 광의 반사 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 액정 표시 장치로부터 표시되는 화상의 품질과 화상의 처리 속도를 향상시킬 수 있다. 또한, 반사층의 반사율을 개선하기 위한 추가적인 공정이 요구되지 않기 때문에 액정 표시 장치의 제조 과정을 간략화할 수 있다.

10, 60, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400: 제1 기판
15, 70, 105, 155, 205, 255, 305, 355, 405: 제1 전극
20, 110, 160, 210, 260, 310, 360, 410: 반사층
25, 65, 115, 165, 215, 265, 315, 365, 415: 제1 편광판
30. 75, 120, 170, 220, 270, 320, 370, 420: 제2 기판
35, 80, 125, 180, 225, 275, 325, 380, 430: 컬러 필터
40, 85, 130, 185, 235, 285, 335, 385, 435: 제2 전극
45, 87, 135, 175, 230, 280, 325, 375, 425: 제2 편광판
50, 90, 140, 190, 240, 290, 340, 390, 440: 제1 액정층
51, 91, 141, 191, 241, 291, 341: 폴리머 네트워크
52, 92, 142, 192, 242, 292, 342, 392, 442: 제1 액정 분자들
57, 97, 147, 197, 247, 297, 347, 397, 447: 제2 액정 분자들
55, 95, 145, 195. 245, 295, 345, 395, 445: 제2 액정층
58: 제1 마스크 59: 제2 마스크
388: 격벽 441: 폴리머 액적

Claims

투과 영역과 상기 투과 영역을 둘러싸는 반사 영역을 갖는 제1 기판;
상기 제1 기판의 제1 면상에 배치되는 제1 전극;
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판;
상기 제2 기판의 제1 면상에 배치되는 컬러 필터;
상기 컬러 필터 상에 배치되는 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 상기 반사 영역에 위치하는 제1 액정층 및 상기 투과 영역에 위치하는 제2 액정층을 구비하며, 상기 제1 액정층이 상기 제2 액정층을 감싸도록 배치되어, 상기 제1 액정층에 의해 상기 제2 액정층의 유동이 제한되는 액정 구조물을 포함하며,
상기 컬러 필터는 상기 투과 영역에 위치하고, 상기 제2 전극은 상기 반사 영역에서 상기 제2 기판의 제1 면에 접촉되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 액정층은 폴리머 네트워크 및 상기 폴리머 네트워크에 분산된 제1 액정 분자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제2 액정층은 소정의 방향으로 배향된 제2 액정 분자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제1 액정층은 폴리머 액적 및 상기 폴리머 액적에 분산된 제1 액정 분자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반사 영역과 상기 투과 영역 사이에 배치되는 격벽을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 5 항에 있어서, 상기 제1 액정층은 상기 격벽 내에 수용되는 제1 액정 분자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 반사 영역에 위치하는 상기 제1 전극 상에 배치되는 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 기판의 제2 면상에 배치되는 제1 편광판; 및
상기 제2 기판의 제2 면상에 배치되는 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
삭제
투과 영역과 상기 투과 영역을 둘러싸는 반사 영역을 갖는 제1 기판;
상기 제1 기판의 제1 면상에 배치되는 제1 전극;
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판;
상기 제2 기판의 제1 면상에 배치되는 컬러 필터;
상기 컬러 필터 상에 배치되는 제2 전극;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되고, 상기 반사 영역에 위치하는 제1 액정층 및 상기 투과 영역에 위치하는 제2 액정층을 구비하며, 상기 제1 액정층이 상기 제2 액정층을 감싸도록 배치되어, 상기 제1 액정층에 의해 상기 제2 액정층의 유동이 제한되는 액정 구조물; 및,
상기 반사 영역에서 상기 컬러 필터 및 상기 제2 전극을 관통하여 상기 제1 액정층을 노출시키는 광 개구를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 기판의 제2 면상에 배치되는 제1 편광판; 및
상기 투과 영역에서 상기 제2 기판의 제1 면과 상기 컬러 필터 사이에 배치되는 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 기판의 제2 면상에 배치되는 제1 편광판; 및
상기 투과 영역에서 상기 컬러 필터와 상기 제2 전극 사이에 배치되는 제2 편광판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
투과 영역과 상기 투과 영역을 둘러싸는 반사 영역을 갖는 제1 기판의 제1 면상에 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판의 제1 면의 상기 투과 영역에 컬러 필터를 형성하는 단계;
상기 컬러 필터 상에, 상기 반사 영역에서 상기 제2 기판의 제1 면에 접촉되는 제2 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 결합하는 단계; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에, 상기 반사 영역에 위치하는 제1 액정층 및 상기 투과 영역에 위치하는 제2 액정층을 구비하며, 상기 제1 액정층이 상기 제2 액정층을 감싸도록 배치되어, 상기 제1 액정층에 의해 상기 제2 액정층의 유동이 제한되는 액정 구조물을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 반사 영역의 상기 제1 전극 상에 반사층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
삭제
제 14 항에 있어서, 상기 액정 구조물을 형성하는 단계는,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 예비 액정 구조물을 형성하는 단계;
상기 투과 영역을 커버하는 제1 마스크를 배치하는 단계; 및
제1 노광 공정을 통해 상기 반사 영역의 상기 예비 액정 구조물을 노광시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 예비 액정 구조물은 액정 분자들에 혼합된 단량체, 광개시제 및 반응성 메소겐을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 액정 구조물을 형성하는 단계는,
상기 반사 영역을 커버하는 제2 마스크를 배치하는 단계; 및
제2 노광 공정을 통해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 전계를 형성하면서 상기 투과 영역의 제2 액정층을 노광시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 제1 노광 공정 및 상기 제2 노광 공정은 각기 자외선 노광 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치의 제조 방법.