KR19990003237A - 반사형 액정표시소자의 반사판 및 그 반사판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

높은 광효율 및 집광도를 갖는 액정표시소자의 반사판을 제공한다.

액정표시소자의 반사판 제조방법은, 기판 위에 감광성수지로 포토레지스트막을 형성하는 단계와, 서로 다른 길이의 장축 및 단축을 갖는 복수의 불규칙 홀이 형성된 마스크로 상기 포토레지스트막을 블로킹한 후, 자외선을 조사하여 볼록부를 형성하는 단계와, 상기 볼록부의 측면을 완만하게 하는 열처리 단계와, 상기 열처리된 볼록부 위에 오버코트층을 형성하는 단계와, 상기 오버코트층 위에 반사판의 기능을 갖는 표시전극을 형성하는 단계로 이루어진다.

Description

반사형 액정표시소자의 반사판 및 그 반사판의 제조방법

본 발명은 반사형 액정표시소자에 관한 것으로, 특히 표면이 불규칙 요철로 형성된 반사형 액정표시소자의 반사판 및 그 반사판의 제조방법에 관한 것이다.

근래 반사형 액정표시소자의 최대 과제는 사용자에게 높은 광효율과 일정범위 내의 시야각 특성을 제공하는 것이며, 이러한 점을 감안하여, 요철형상의 반사판을 이용하는 액정표시소자가 실용화 단계에 있다. 상기 요철형상의 반사판을 이용하는 액정표시소자는 빛의 산란특성을 이용하여 광효율을 높이는 것에 주안점을 두고 있으나, 특정한 주시야각, 예를 들면, -30°경사 입사시, 약 +30°정도에서 액정표시소자 외부기판의 표면반사로 인해 사용자는 별다른 효과를 기대할 수 없다.

도 1a∼도 1f는, 상기한 액정표시소자에 사용되는 반사판의 제조방법을 나타내는 도면으로서, 먼저, 도 1a에 나타내듯이 기판(10) 위에 스핀코팅법 또는 롤코팅법에 의해 감광성수지로 포토레지스트막(11)을 형성하고, 도 1b에 나타내듯이 서로 다른 크기를 갖는 복수의 홀(A, B)을 갖는 마스크(12)로 상기 레지스트막(11)을 블로킹한 후, 윗쪽으로부터 자외선(도면의 화살표)을 조사한다. 그 결과 도 1c에 나타내듯이, 기판(10) 위에는 서로 상이한 형태를 갖는 복수의 볼록부가 형성된다. 계속해서 도 1d에 나타내듯이, 열처리로 볼록부를 연화하여 각 볼록부가 서로 다른 높이를 갖도록 한다. 그 후, 도 1e에 나타내듯이 스핀코팅법에 의해 중합체수지 등으로 오버코트층(13)을 형성한 후, 도 1f에 나타내듯이 스퍼터법에 의해 알루미늄 또는 은과 같은 물질로 반사판의 기능을 갖는 화소전극(14)을 형성한다.

도 2는 상기한 종래 액정표시소자의 반사판 제작에 사용되는 마스크의 평면도를 나타내는 것으로서, 평판상에 서로 크기가 다른 홀 A, B가 형성된 구조를 갖는다. 이러한 마스크 구조에 의해 형성된 반사판의 표면은 사용자에게 동일한 상/하 및 좌/우 시야각 특성을 제공한다.

도 3a는 -θ로 입사한 빛이 +θ로 반사되는 상태를 나타내는 도면으로서, 이상적인 경우 기준선(일점쇄선)을 기준으로 -θ와 +θ는 동일한 값이다.

도 3b는 상기 반사판의 반사휘도와 반사각과의 관계를 나타내는 것으로서, 도면에 나타내듯이, 반사각이 +30°일 경우 반사휘도는 최대를 나타내며, +30°를 기준으로 좌우에 미세한 소정의 반사휘도가 나타나게 된다. 이것은 사용자에게 넓은 영역에 걸쳐 소정의 밝기를 제공하는 데에는 유리하나, 사용자가 특정방향으로 입사하는 주광원을 이용하는 데에는 효과적이지 못하다. 즉, 집광도가 현저히 떨어진다.

이상과 같이, 종래 액정표시소자의 반사판은 단위홀이 상/하 및 좌/우 대칭으로 형성된 마스크를 이용하여 제작되므로, 어느 곳에서나 상/하 및 좌/우 대칭적인 확산효과를 나타내기 때문에 특정 시야각 방향에서 반사휘도의 극대화가 곤란하다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 불규칙한 형상의 홀을 갖는 마스크에 의해, 반사판의 표면을 불규칙한 요철로 형성하므로써 광효율이 우수하고 집광도를 높일 수 있는 반사형 액정표시소자의 반사판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 상기한 반사판을 이용하여 간단한 공정으로 특정 주시야각 방향에서 반사휘도를 최대로 할 수 있는 액정표시소자를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시소자의 반사판은 복수의 불규칙 형상을 갖는 요철로 이루어진다. 이러한 반사판의 제조방법은 먼저, 기판 위에 스핀코팅법 또는 롤코팅법에 의해 감광성수지로 포토레지스트막을 형성하는 단계와, 불규칙한 형상의 홀을 갖는 마스크로 상기 레지스트막을 블로킹한 후, 윗쪽으로부터 자외선을 조사하는 단계와, 스핀코팅법 등에 의해 중합체수지 등으로 오버코트층을 형성하는 단계와, 스퍼터법 등에 의해 알루미늄 또는 은과 같은 물질로 반사판의 기능을 갖는 화소전극을 형성하는 단계로 이루어진다.

상기한 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정표시소자는 한쌍의 절연성 기판 사이에 형성된 액정층과, 상기 한쪽 기판과 상기 액정층 사이에 본 발명을 따라 형성된 반사판으로 이루어지고, 이것에 의해 높은 광효율과 집광도를 갖게 되므로 액정표시소자의 특정 주시야각 방향에서 시야각 특성을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

도 1a∼도 1f는, 종래 액정표시소자에 사용되는 반사판의 제조방법을 나타내는 도면.

도 2는, 종래 반사판 제작에 사용되는 마스크의 개략적인 평면도.

도 3a는, -30°경사 입사시 종래 반사판에서의 반사 상태를 나타내는 도면.

도 3b는, 도 3a의 반사휘도와 반사각과의 관계를 나타내는 그래프.

도 4a∼도 4f는, 본 발명에 따른 액정표시소자에 사용되는 반사판의 제조방법을 나타내는 도면.

도 5는, 본 발명의 반사판 제작에 사용되는 마스크의 개략적인 평면도.

도 6은, 본 발명에 따른 반사판의 개략적인 평면도.

도 7은, 도 6의 반사판의 단위볼록부를 나타내는 도면.

도 8a는, 도 7의 평면도.

도 8b는 도 7의 정면도.

도 8c는 도 7의 측면도.

도 9는, 도 6의 개략적인 사시도.

도 10a는, 도 9의 S-S'선 단면도.

도 10b는, 도 10a의 단면에서 반사휘도와 반사각과의 관계를 나타내는 그래프.

도 11a는, 도 9의 T-T'선 단면도.

도 11b는, 도 11a의 단면에서 반사휘도와 반사각과의 관계를 나타내는 그래프.

- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -

110 : 기판 111 : 포토레지스트막

112 : 마스크 113 : 오버코트층

114 : 화소전극

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 4a∼도 4f는 상기한 액정표시소자에 사용되는 반사판의 제조방법을 나타내는 도면으로서, 먼저, 도 4a에 나타내듯이 기판(110) 위에 스핀코팅법 또는 롤코팅법에 의해 감광성수지로 포토레지스트막(111)을 형성하고, 도 4b에 나타내듯이 서로 다른 크기의 복수의 홀(A', B')을 갖는 마스크(112)로 상기 레지스트막(111)을 블로킹한 후, 윗쪽으로부터 자외선(도면의 화살표)을 조사한다. 그 결과 도 4C에 나타내듯이, 기판(110) 위에는 불규칙한 형태를 갖는 복수의 볼록부(111')가 형성된다. 계속해서 도 4d에 나타내듯이, 열처리로 볼록부를 연화하여 각 볼록부의 측면을 완만하게 형성한 후, 도 4e에 나타내듯이 스핀코팅법에 의해 중합체수지 등으로 오버코트층(113)을 형성하고, 도 4f에 나타내듯이 스퍼터법에 의해 알루미늄 또는 은과 같은 물질로 반사판의 기능을 갖는 화소전극(114)을 형성한다.

상기한 공정에서 오버코트층은 필요한 경우 생략할 수 있고, 화소전극을 볼록부상에 직접 형성할 수도 있다.

도 5는 상기한 본 발명을 따르는 액정표시소자의 반사판 제작에 사용되는 마스크의 개략적인 평면도를 나타내는 것으로서, 상기 마스크는 평판상에 서로 다른 형태를 갖는 복수의 불규칙한 홀 A' 및 B'가 형성된 구조를 갖는다. 이러한 마스크 구조에 의해 형성된 반사판의 표면은 사용자에게 상하방향, 좌우방향 및 45°방향에서 우수한 산란특성을 작게 되므로 휘도의 증가를 제공한다.

도 6은 상기 방법에 의해 제조된 본 발명을 따르는 반사판의 평면도를 나타내는 것으로서, 도면의 U부분은 상하방향으로 입사하는 빛을 산란시키는 역할을, I, I'부분은 ±45°방향으로 입사하는 빛을, R부분은 좌우방향으로 입사하는 빛을 산란시키는 역할을 한다. 이러한 구조는 필요할 경우 요구되는 조건에 맞게 다른 패턴으로 형성될 수 있다.

도 7은 도 6의 산란 패턴을 형성하는 단위 볼록부의 한 형태를 나타내고 있고, 도 8의 (a)는 상기 단위 볼록부의 평면도, (b)는 정면도, (C)는 측면도를 나타낸다. 여기서, W/L≠1인데, 이것은 장축(-L∼L)방향으로 입사하는 빛을 균일하게 산란시키는 역할을 한다.

도 9는 상기 반사판의 개략적인 사시도로서, 이러한 구조는 각각의 볼록부에서 반사되는 빛의 간섭을 상쇄하기 위하여 볼록부의 배열을 불규칙하게 하거나, 볼록부의 길이, 또는 그것의 주기를 다르게 할 수 있다.

도 10a는 도 9의 S-S'선 단면도이고, 도 10b는 이러한 단면에서 빛이 30°경사 입사시에 반사휘도와 반사각과의 관계를 나타내고 있다. 중앙의 0°에서 최대의 반사휘도가 나타나고 그 주변으로 소정의 반사휘도가 존재하고 있다.

도 11a는 도 9의 T-T'선 단면도이고, 도 11b는 이러한 단면에서 빛이 30°경사 입사시에 반사휘도와 반사각과의 관계를 나타내고 있다. 중앙의 0°에서 최소의 반사휘도가 나타나고 그 주변으로 소정의 반사휘도가 존재하고 있다.

상기한 도 10b와 도 11b를 비교하여 볼 때, 모든 평면(x-z평면, y-z평면과 같이 z축을 포함하고 있는 모든 평면)에 동일한 광량으로 빛이 입사한다면 볼록부는 도 11a와 같은 단면을 갖는 것이 유리하다. 그러나, 실제로 입사하는 빛은 한 방향의 주광과 주변광으로 나뉘어져 있으므로, 즉, 동일한 광량으로 입사하지 않으므로 바람직한 볼록부의 구조는 주광의 입사방향으로 도 11a와 같은 단면을 많이 갖도록 하여야 한다. 더불어 주변광을 효율적으로 이용하기 위해서는 W/L을 적절하게 조절하여 도 10a 및 도 11a와 같은 단면의 비를 적절히 형성시켜야 한다. 또한, 여기서 균일한 반사특성을 얻기 위해 상기 볼록부는 사인곡선의 형태를 취한다.

또한, 도면에는 나타내지 않았지만, 한쌍의 절연성 기판 사이에 액정층을 형성하고, 한쪽 기판과 상기 액정층 사이에 본 발명을 따르는 반사판을 형성하면, 특정 주시야각 방향에서 광휘도가 우수한 액정표시소자를 얻을 수 있다.

본 발명을 따르는 액정표시소자는 그것 의 반사판을 복수의 불규칙한 볼록부로 형성하고, 그것에 의해 좌우방향, 상하방향 및 45°방향으로 입사하는 빛을 골고루 산란시키도록 하므로써, 높은 광효율 및 특정 시야각 방향에서 반사휘도의 극대화를 동시에 이루는 것이 가능하다.

Claims (15)

1. 각각이 장축 및 단축을 갖는 복수의 불규칙 볼록부로 이루어진 액정표시소자의 반사판.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 불규칙 볼록부는 장축 및 단축을 갖는 복수의 불규칙 홀이 형성된 마스크에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판.
3. 제1항에 있어서, 상기 장축대 단축의 비가 1이 아닌 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판.
4. 기판을 준비하는 단계와,

   상기 기판 위에 감광성수지로 포토레지스트막을 형성하는 단계와,

   장축 및 단축을 갖는 복수의 불규칙 홀이 형성된 마스크로 상기 포토레지스트막을 블로킹한 후, 자외선을 조사하여 볼록부를 형성하는 단계와,

   상기 볼록부의 측면을 완만하게 하는 열처리 단계와,

   상기 열처리된 볼록부 위에 오버코트층을 형성하는 단계와,

   상기 오버코트층 위에 반사판의 기능을 갖는 표시전극을 형성하는 단계로 이루어진 액정표시소자의 반사판 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 마스크의 장축대 단축의 비가 1이 아닌 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 포토레지스트막은 롤코팅 또는 스핀코팅에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
7. 제4항에 있어서, 상기 오버코트층은 중합체수지인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
8. 제4항에 있어서, 상기 오버코트층은 롤코팅 또는 스핀코팅에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
9. 제4항에 있어서, 상기 표시전극이 고반사율의 금속박막인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 금속박막이 알루미늄 또는 은인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 반사판 제조방법.
11. 한쌍의 절연성기판과,

    상기 한쌍의 절연성기판 사이에 형성된 액정층과,

    상기 한쌍의 절연성기판과 액정층 사이에 장축 및 단축을 갖는 복수의 불규칙 볼록부로 형성된 반사판으로 이루어진 액정표시소자.
12. 제11항에 있어서, 상기 볼록부를 형성하는 물질은 감광성수지인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
13. 제11항에 있어서, 상기 장축대 단축의 비가 1이 아닌 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
14. 제11항에 있어서, 상기 표시전극이 고반사율의 금속박막인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
15. 제11항에 있어서, 상기 금속박막이 알루미늄 또는 은인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.