KR19980077672A

KR19980077672A - 플라즈마 어드레스 액정표시소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR19980077672A
Application number: KR1019970014874A
Authority: KR
Inventors: 최영석; 권순범; 박규창
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1997-04-22
Filing date: 1997-04-22
Publication date: 1998-11-16
Also published as: KR100234958B1

Abstract

본 발명은 플라즈마 어드레스 액정표시소자(PALC) 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 콜레스테릭 액정막 및 반사판을 구비하는 고휘도의 PALC 소자가 개시된다.

Description

플라즈마 어드레스 액정표시소자 및 그 제조방법

본 발명은 액정표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서 특히, 플라즈마 어드레스 액정(Plasma Addressed Liquid Crystal: PALC)소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

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.

제2기판(20)의 상부에는 컬러필터(22) 및 칼럼 전극(24)이 차례로 형성되어 있다.

상기 제1 및 제2기판(10, 20)은 일정 거리 이격된 채 마주보도록 형성되며, 그 사이에는 액정층(30)이 형성된다.

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.

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.

그러나, 종래의 PALC 소자는 입사광중 절반 이상이 반사 또는 흡수되어 광효율이 낮아지는 단점이 있었다.

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.

본 발명의 기술적 과제는 휘도가 향상된 PALC 소자를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 휘도가 향상된 PALC 소자의 제조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 플라즈마 어드레스 액정소자를 도시하는 단면도이다.

도 2는 콜레스테릭 액정의 광특성을 도시하는 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정소자를 도시하는 단면도이다.

도 4a 내지 도 4h는 본 발명에 따른 플라즈마 어드레스 액정소자의 제조방법을 도시하는 단면도들이다.

본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위해서, 콜레스테릭 액정막과 반사판을 구비하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자가 제공된다.

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.

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.

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.

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.

본 발명에서는 이러한 CLC막의 편광 특성 및 반사판의 성질을 이용하여 고휘도의 PALC를 제조한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 PALC 소자를 도시하는 단면도이다.

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.

한편, 제2기판(200)의 상부에는 컬러필터(202) 및 칼럼 전극(204)이 차례로 형성되어 있다.

상기 제1 및 제2기판(100, 200)은 일정 거리 이격된 채 마주보도록 형성되며, 그 사이에는 액정층(300)이 형성된다.

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.

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.

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.

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.

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.

상기 CLC막(402)을 통과한 원편광은 상기 위상차판(400)을 통과한 후, 선편광으로 바뀐다.

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.

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.

이하에서는 도 4a 내지 도 4h를 참조하여 본 발명에 따른 PALC 소자의 제조방법을 설명한다. 이때, 도 3과 동일한 참조 번호는 동일 요소를 나타낸다.

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.

도 4b를 참조하면, 상기 제1기판(100)의 소정 영역에 배리어 리브(106)를 프린팅(print)한 후, 열처리를 수행한다.

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.

도 4d를 참조하면, 상기 제1기판의 다른 측면에 편광판(101) 및 λ/4 위상차판(400)을 부착한다.

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.

도 4f를 참고하면, 상기 CLC막(402) 상에 도광판(404) 및 반사판(406)을 차례로 형성한다.

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.

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.

이와 같이, CLC막(402)과 반사판(406)을 구비함으로써, 높은 광효율을 갖는 PALC 소자를 얻을 수 있다.

Claims

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.
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.
제 2항에 있어서, 상기 변환 수단은 λ/2, λ/4 또는 λ/8 위상차판으로서, 상기 λ는 조사광의 파장임을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자.
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.
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.
제 5항에 있어서, 상기 변환 수단은 λ/2, λ/4 또는 λ/8 위상차판이며, 상기 λ는 조사광의 파장임을 특징으로 하는 플라즈마 어드레스 액정표시소자의 제조방법.