KR20000029250A

KR20000029250A - 반사형 컬러 액정표시장치

Info

Publication number: KR20000029250A
Application number: KR1019990045960A
Authority: KR
Inventors: 후나하타가츠유키; 고무라신이치; 구와바라가즈히로; 이토오사무; 곤도가츠미; 요네야마고토; 아베마고토
Original assignee: 가나이 쓰도무; 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2000-05-25
Also published as: KR100708926B1; US6803980B2; US6476890B1; US20020191134A1; TW538279B

Abstract

본 발명은 어느 방향에서 보더라도 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 얻을 수 있는 저비용의 반사형 컬러액정표시장치에 관한 것이다.

내장반사막을 갖는 반사형 컬러액정표시장치는, 차광층에 대응하는 부분의 반사막을 제거하는 동시에, 상기 반사막 아래의 요철을 갖는 수지층에 차광기능을 부여하고, 상기 반사막 위에 차광층을 형성하지 않고 컬러필터만을 형성하는 소자구조로 함으로써, 비개구부로부터의 불필요한 반사광을 저감할 수 있고, 또한 반사막 간극과 투명전극 사이간극만으로 개구율을 대략 결정할 수 있기 때문에, 밝고 콘트라스트가 높게 만들어진다.

Description

반사형 컬러액정표시장치{A REFLECTIVE COLOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 특히 반사형 컬러표시에 유효한 기능을 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

일본국 특개평4-243226호(1992) 공보에는, 수지로 형성한 다수의 미소돌기 위에 제공된 반사막을 구비하는 종래의 반사형 컬러액정표시장치가 개시되어 있다. 일본국 특개평6-230364호(1994) 공보 등에는, 반사형 컬러액정표시장치용 컬러필터가 개시되어 있다. 이 컬러필터는, 광반사막을 컬러필터의 형상과 대략 동일한 형상으로 패터닝(patterning)함으로써, 컬러필터의 결함으로 인해 반사막을 구성하는 광반사막과 투명전극이 전기적으로 단락하더라도, 액정구동에는 아무런 지장이 생기지 않는다.

또한, 상기 종래 기술에서는 빛의 간섭을 발생시키지 않도록 원형상의 볼록부 또는 오목부를 불규칙하게 배치시킨 다수의 미세한 요철반사면을 갖는 반사막이 개시되어 있다.

또한, 일본국 특개평10-177106호(1998) 공보에 나타난 바와 같이, 원형상으로 단면형상에서 경사각분포가 비대칭인 원형상의 볼록부 또는 오목부를 형성함으로써, 입사광을 특정 방향에 집광시키도록 한 반사막을 구비하는 액정소자를 특징으로 하는 액정표시장치도 제안되어 있다.

상기 종래 기술에 의하면, 광반사막을 컬러필터의 형상과 대략 동일한 형상으로 패터닝함으로써, 컬러필터의 결함으로 인해 반사막을 구성하는 광반사막과 투명전극이 전기적으로 단락하더라도 액정구동에 어떠한 지장을 초래하지 않으며 비개구부로부터의 불필요한 반사광을 막을 수 있으므로, 블랙매트릭스(black matrix)가 필요없게 된다. 그러나, 반사형 컬러액정표시장치용 컬러필터는 원래 차광해야 할 일정한 파장영역의 빛을 적극적으로 이용하는 분광특성을 반드시 가지고 있어야 하므로, 표시모드(예를 들어, 통상적으로 오픈모드)에 따라서는 차광층(black matrix layer)이 없는 소자구조에서는 콘트라스트(contrast)가 저하한다는 문제를 갖고 있었다.

상기 종래 기술에 있어서의 조면화(粗面化) 반사막 위에 컬러필터층을 형성하였을 뿐인 구성에서는 균일한 두께의 액정층을 형성할 수 없으므로, 상기 컬러필터는 화질(밝기 및 콘트라스트)이 저하하는 등의 문제도 갖고 있었다.

또한, 상기 종래 기술에 있어서 균일한 두께의 액정층을 형성하기 위하여 컬러필터층 위에 평탄화층을 설치하면 밝기가 저하하는 등의 문제가 발생한다.

또한, 상기 종래 기술은, 화소전극부(pixel electrode portion)에 대응하는 영역 내에 원형상의 볼록부 또는 오목부를 불규칙하게 배치함으로써 빛의 간섭에 의하여 색채를 띄는 것을 방지하고자 할 때, 원형상의 볼록부 또는 오목부를 최밀(最密)충전배치하였을 때보다 입사광을 제어하기 위한 반사요소인 볼록부 또는 오목부의 수가 대폭 감소하여, 표시가 어둡다는 문제를 갖고 있었다.

상기 종래 기술은, 원형상의 볼록부 또는 오목부의 경사각분포를 비대칭으로 함으로써 반사광을 특정 방향에 집광시키기 때문에, 제작프로세스가 복잡해지고, 미세한 볼록부 또는 오목부의 형상을 제어하기가 어렵다는 문제도 있었다.

또한, 상기 종래 기술은 미세한 원형상의 볼록부 또는 오목부를 포토리소그래피법(photolithography method)으로 형성하기 때문에, 제작프로세스가 복잡하고 그 공정도 많아져서, 고비용이 된다는 문제도 갖고 있었다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하여 보다 양호한 반사특성을 갖는 반사막을 구비한 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 실시예 1의 반사형 컬러액정표시소자의 제작공정을 나타낸 개략적인 단면 세트도,

도 2는 실시예 1의 반사형 컬러액정표시소자의 구성을 나타낸 개략단면도,

도 3은 본 발명의 반사형 컬러액정표시장치의 구성을 나타낸 개략단면도,

도 4는 실시예 1의 반사형 컬러액정표시소자에 있어서의 화소부의 상세를 나타낸 개략평면도,

도 5는 실시예 2의 반사형 컬러액정표시소자의 구성을 나타낸 개략단면도,

도 6은 실시예 3의 반사형 컬러액정표시소자의 구성을 나타낸 개략단면도,

도 7은 실시예 4의 반사형 컬러액정표시소자의 구성을 나타낸 개략단면도,

도 8은 실시예 5의 반사형 컬러액정표시소자의 구성을 나타내는 개략단면도,

도 9는 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부로 이루어지는 요철을 형성하기 위한 포토마스크 패턴 및 확산반사막을 나타낸 도,

도 10은 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부로 이루어지는 확산반사막의 단면구조를 나타낸 도,

도 11은 실시예 6의 반사형 컬러액정표시소자의 구성을 나타낸 개략단면도,

도 12는 본 발명의 반사형 컬러액정표시장치의 구성을 나타낸 개략단면도,

도 13은 실시예 7의 반사형 컬러액정표시소자의 구성을 나타낸 개략단면도,

도 14는 실시예 8의 반사형 컬러액정표시소자의 구성을 나타낸 개략단면도,

도 15는 실시예 9의 반사형 컬러액정표시소자의 구성을 나타낸 개략단면도,

도 16은 실시예 6의 반사형 컬러액정표시소자의 제조방법을 나타낸 개략단면 세트도,

도 17은 실시예 7의 반사형 컬러액정표시소자의 제조방법을 나타낸 개략단면 세트도.

이 목적을 달성하기 위하여 제 1 수단으로서, 본 발명의 반사형 컬러액정표시장치는 다음과 같은 액정표시소자를 사용하며, 이 액정표시소자는: 개구부에 대응하는 유리기판 위에, 차광기능을 갖는 검정색 안료가 분산된 수지로 이루어지는 다수의 미세요철 위에, 알루미늄이나 은 등의 금속으로 이루어지는 반사막을 형성하고; 상기 반사막 위에 평탄화기능을 갖는 빨강, 초록 및 파랑의 컬러필터를 형성하고; 또한 상기 컬러필터 위에 투명전극 및 배향제어막을 형성한 한쪽의 전극기판과: 유리기판 위에 투명전극 및 배향제어막을 형성한 다른쪽의 전극기판으로 이루어지며, 상기 액정표시소자는 각 배향제어막이 서로 대향하도록 전극기판을 액정두께를 규정하기 위한 스페이서재(spacing material)를 개재하여 조합한 후, 상기 전극기판 간극부에 진공봉입(封入)법 등에 의하여 액정을 봉입하고, 상기 간극을 밀봉함으로써 제조된다.

이 목적을 달성하기 위한 제 2 수단으로서, 본 발명의 반사형 컬러액정표시장치는, 유리기판 위에 요철을 갖는 수지층과 반사층이 적층된 구성의 반사막을 구비하는 반사형 컬러액정표시장치로서, 상기 목적을 달성하기 위하여 미세한 요철면은 다음과 같은 방법 등에 의해 형성된다:

1) 매끄러운 곡선을 갖는 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부를 연속으로 번갈아 배치한다.

2) 매끄러운 곡선을 갖는 끈형상의 볼록부를 연속적으로 배치한다.

3) 매끄러운 곡선을 갖는 끈형상의 오목부를 연속적으로 배치한다.

본 발명의 반사형 액정표시장치의 반사막은, 길이방향에 대하여 직각방향의 볼록부 및 오목부의 단면형상의 경사각분포가 대략 좌우대칭이고, 또한 각 방향에 있어서 상기 각 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부의 총 길이가 대략 같아지도록 끈형상의 볼록부 또는 끈형상 오목부를 배치함으로써 수지층에 미세한 요철면을 형성하고 있다.

본 발명의 반사형 액정표시장치의 반사막은 길이방향에 대하여 직각방향의 볼록부 및 오목부의 단면형상의 경사각분포가 대략 좌우대칭이고, 또한 각 방향에 있어서 상기 각 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부의 총 길이가 서로 다르도록 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부를 배치함으로써 수지층에 미세한 요철면을 형성하고 있다.

본 발명의 반사형 액정표시장치는, 유리기판 위에 상기 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부로 이루어지는 미세한 요철면을 갖는 수지층, 반사층, 절연층, 투명전극, 및 배향제어막이 적층되어 이루어지는 한쪽의 전극기판과; 유리기판 위에 차광층, 컬러필터, 평탄화층, 투명전극, 배향제어막이 적층되어 이루어지는 다른쪽의 전극기판은 상기 각 전극기판의 투명전극이 액정을 거쳐 서로 대향하도록 배치된 소자구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반사형 액정표시장치는, 유리기판 위에 상기 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부로 이루어지는 미세한 요철면을 갖는 검정색 안료 등이 분산된 수지층, 화소에 대응하는 부분에만 배치된 직사각형 형상의 반사층, 컬러필터, 평탄화층, 투명전극, 배향제어막이 적층되어 이루어지는 한쪽의 전극기판과; 유리기판 위에 투명전극, 배향제어막이 적층되어 이루어지는 다른쪽의 전극기판은 상기 각 전극기판의 투명전극이 액정을 거쳐 서로 대향하도록 배치된 소자구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 반사형 액정표시장치는 상기 볼록부 또는 오목부로 이루어지는 요철패턴을 스피노달분해(spinodal decomposition)에 의한 상분리패턴 생성의 시뮬레이션수법에 의하여 형성하는 것을 특징으로 하는 것이며, 상기 요철패턴은 상기 수지층을 형성할 때에 사용하는 포토마스크(photo mask)의 차광패턴 또는 전사용 금형(transcription die)에 형성되는 요철패턴의 마스터패턴 등에 사용된다.

본 발명의 반사형 액정표시장치에서, 스피노달분해에 의한 패턴생성의 시뮬레이션수법은:

1) Cahn-Hilliard-Cook 방정식,

2) 시간 의존 Ginzburg-Landau 방정식,

3) Cel1-Dyamical-System 방정식 등을 사용한 수치시뮬레이션이다.

본 발명의 반사형 액정표시장치에서, 반사막형성에 사용하는 포토마스크용 차광부패턴 또는 투명부패턴은 스피노달분해의 시뮬레이션에 의하여 생성된 패턴이거나 또는 상기 패턴을 컴퓨터 등에 끌어들여 화상처리하여 얻어진 패턴 중 어느 하나이다.

본 발명의 반사형 액정표시장치는 상기 시뮬레이션수법에 의하여 생성되는 패턴이 모든 방향에 대하여 똑같은 반사특성을 나타내는 것이나, 또는 입사광을 특정 방향에 집광시키는 등의 반사특성을 나타내는 것 중 어느 하나이다.

본 발명의 반사형 액정표시장치에서는 다음의 액정표시소자가 사용되며, 상기 액정표시소자는: 유리기판의 한쪽 면에, 최밀충전배치가 가능한 상기 끈형상 패턴으로 이루어지는 매끄러운 요철면을 갖는 수지층 위에 형성되는 반사막, 절연층, 복수의 투명전극, 및 배향제어막이 적층되어 이루어지는 반사전극기판과; 다른쪽의 유리기판의 한쪽면에 차광층, 컬러필터, 평탄화층, 복수의 투명전극 및 배향제어막이 적층되어 이루어지는 컬러필터기판과; 상기 반사전극기판과 컬러필터기판 사이의 간극부에 봉입된 액정을 포함하여 이루어진다.

본 발명의 반사형 액정표시장치의 제조방법은: 유리기판 위에 감광성 수지를 도포하고, 상기 조건을 만족시키는 볼록부 또는 오목부를 갖는 전사용 형틀 롤(transcription casting roll) 또는 형틀 플레이트 등을 사용하여 끈형상의 볼록부 및 오목부로 이루어지는 매끄러운 요철면을 갖는 수지층을 형성하는 공정과; 상기 수지층 위에 반사막을 형성하고, 상기 반사막 위에 절연층을 형성하고, 상기 절연층 위에 투명전극을 형성하고, 상기 투명전극 위에 배향제어막을 형성하는 공정으로 이루어지는 반사전극기판 형성방법과: 다른 유리기판의 한쪽면에 차광층을 형성하는 공정, 상기 차광층 위에 컬러필터를 형성하는 공정, 상기 컬러필터 위에 평탄화층을 형성하는 공정, 상기 평탄화층 위에 투명전극을 형성하는 공정, 상기 투명전극 위에 배향제어막을 형성하는 공정으로 이루어지는 컬러필터기판 형성방법과: 상기 반사전극기판과 상기 컬러필터기판 사이의 간극부에 액정을 봉입하고 상기 간극을 밀봉하는 공정을 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 반사형 액정표시장치의 제조방법은 유리기판 위에 형성된 반사막을 갖는 반사형 액정표시장치의 제조방법으로서, 여기서 매끄러운 요철면을 가지는 수지층은 다음의 조건을 만족시키도록 형성된다;

1) 매끄러운 곡선을 갖는 끈형상의 패턴,

2) 끈형상의 볼록부 및 오목부는 볼록부와 오목부가 연속적으로 배치, 또는 볼록부 또는 오목부가 연속적으로 배치된 패턴,

3) 각 방향에 있어서의 볼록부 및 오목부의 길이성분의 총합이 대략 같은 패턴 또는 각 방향에 있어서의 볼록부 및 오목부의 길이성분의 총합이 서로 다른 패턴.

반사형 액정표시장치의 제조방법은 액정표시소자의 제조방법을 포함하며, 상기 액정표시소자의 제조방법은: 상기 반사막을 구성하는 유리기판의 한쪽면에 감광성 수지를 도포하고, 상기 조건을 만족시키도록 패턴이 형성된 전사용 형틀 롤 또는 형틀 플레이트를 사용하여 상기 수지층을 패턴화함으로써 매끄러운 요철면을 갖는 수지층을 형성하는 공정; 기판에 광조사나 열처리를 함으로써 요철면이 매끄럽게 되도록 요철면을 갖는 상기 수지층을 정형하는 공정; 매끄러운 요철면을 갖는 상기 수지층 위에 반사막을 형성하는 공정; 상기 반사막 위에 평탄화층을 형성하고, 상기 평탄화층 위에 복수의 투명전극을 형성하고, 상기 투명전극 위에 배향제어막을 형성하는 공정으로 이루어지는 반사전극기판을 형성하는 방법과: 다른쪽의 유리기판 위에 차광층을 형성하는 공정, 상기 차광막 위에 컬러필터를 형성하는 공정, 상기 컬러필터 위에 평탄화층을 형성하는 공정, 상기 평탄화층 위에 복수의 투명전극을 형성하는 공정, 상기 투명전극 위에 배향제어막을 형성하는 공정으로 이루어지는 컬러필터 제조방법과: 서로의 각각의 배향제어막이 대향하도록 조합하는 공정, 상기 반사전극기판과 상기 컬러필터기판 사이의 간극부에 액정을 봉입하여 상기 간극을 밀봉하는 공정으로 이루어지는 방법을 포함하여 이루어진다. 반사형 액정표시장치의 제조방법은, 상기 액정표시소자의 컬러필터가 형성된 유리기판의 다른쪽면에 소정의 위상판과 편광판을 맞붙이는 공정과, 상기 액정표시소자에 액정구동용 IC가 탑재된 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package)(이하, TCP라 함) 및 구동용 외부회로를 접속하는 공정, 및 상기 액정표시소자를 프레임, 케이스 등에 조립시키는 공정을 더 포함한다.

본 발명의 반사형 액정표시장치의 다른 제조방법은 다수의 미세한 볼록부 또는 오목부가 형성된 유리기판 위에 반사막을 형성한 반사막을 갖는 반사형 액정표시장치의 제조방법으로서, 상기 방법은 액정표시소자를 제조하는 방법을 포함하며, 상기 액정표시소자의 제조방법은: 상기 반사막을 구성하는 유리기판의 한쪽면에 감광성 수지를 도포한 후, 차광영역 또는 투과영역이 대략 똑같은 폭과 소정의 길이를 갖는 매끄러운 곡선을 갖는 끈형상 패턴이고 또한 각 방향에 있어서의 상기 차광영역 또는 투과영역의 길이성분의 총합이 대략 같아지도록 스피노달분해에 의한 시뮬레이션을 사용하여 패턴이 형성되게, 차광수단을 통해 상기 감광성 수지를 노광, 현상한 후에 상기 수지층을 열처리하여 패턴화함으로써, 끈형상의 볼록부 및 오목부가 연속되게 번갈아 배치된 매끄러운 요철면을 갖는 수지층을 형성하는 공정; 요철면을 갖는 상기 수지층 위에 반사막을 형성하고, 상기 반사막 위에 평탄화층을 형성하고, 상기 평탄화막 위에 복수의 투명전극을 형성하는 공정으로 이루어지는 반사전극기판의 제조방법과: 다른쪽의 유리기판 위에 차광층을 형성하는 공정, 상기 차광막 위에 컬러필터를 형성하는 공정, 상기 컬러필터 위에 평탄화층을 형성하는 공정, 상기 평탄화층 위에 복수의 투명전극을 형성하는 공정으로 이루어지는 컬러필터기판의 제조방법과: 각 투명전극이 서로 대향하도록 조합하는 공정과, 상기 반사전극기판과 상기 컬러필터기판의 간극부에 액정을 봉입하여 상기 간극을 밀봉하는 공정을 포함하는 방법을 포함하여 이루어진다.

반사형 액정표시장치의 제조방법은 상기 액정표시소자의 컬러필터가 형성된 유리기판의 다른쪽면에 소정의 위상판과 편광판을 맞붙이는 공정, 상기 액정표시소자에 액정구동용 IC가 탑재된 TCP 및 구동용 외부회로를 접속하는 공정, 상기 액정표시소자를 프레임, 케이스 등에 조립시킨 공정을 추가함으로써 완성되는 것이다.

본 발명의 차광기능을 갖는 요철수지층 위에 화소전극마다 패터닝된 반사막이 적층된 내장확산반사막 위에, 평탄화기능을 갖는 착색필터(빨강, 초록, 파랑 또는 시안, 마젠타, 노랑)를 배치하여 이루어지는 반사형 컬러액정표시장치의 구체적인 소자구성의 일례는 다음과 같다.

(1) 다수의 미세한 요철부(피치 : 10∼30㎛, 높이 또는 깊이 : 0.5∼2.0㎛)가 임의로 설치된 고분자베이스필름 위에 감광성 수지 또는 열경화성 수지를 도포, 건조시킨 전사필름을 사용하고, 지지체인 고분자베이스필름의 상부표면으로부터 라미네이터 등에 의하여 열(50∼150℃)과 압력(1∼12kg/cm²)을 가하여 상기 감광성 수지 또는 열경화성 수지의 박막을 유리기판에 맞붙이는 공정,

(2) 지지체인 고분자베이스필름을 박리하는 공정,

(3) 상기 요철을 갖는 검정색 안료가 분산된 수지박막 위에 반사막(알루미늄, 은 등의 박막, 막두께 : 100∼300nm)을 형성하는 공정,

(4) 상기 반사막을 화소전극마다 대응하도록 패터닝(비개구에 대응하는 부분을 제거)하는 공정,

(5) 상기 반사막 위에 평탄화기능을 갖는 컬러필터(빨강, 초록, 파랑 또는 시안, 마젠타, 노랑, 막두께 : 1.0∼5.0㎛)를 형성하는 공정,

(6) 상기 컬러필터 위에 투명전극(ITO(Indium Tin 0xide), 막두께 : 100∼300nm)를 형성하는 공정,

(7) 한쪽의 전극기판을 구성하기 위하여 상기 투명전극 위에 배향제어막(폴리이미드, 막두께 : 50∼150nm)를 형성하는 공정,

(8) 다른 전극기판을 구성하기 위하여 유리기판 위에 투명전극을 형성하는 공정,

(9) 상기 공정(8)의 투명전극 위에 배향제어막(폴리이미드, 막두께 : 50∼150nm)을 형성하는 공정으로 이루어지는 또 한쪽의 전극기판,

(1O) 상기 투명전극 위에 배향제어막(폴리이미드, 막두께 : 50∼150nm)을 형성하는 공정(7)으로 이루어지는 또 한쪽의 전극기판,

(11) 서로의 배향제어막면이 대향하도록 스페이서재(폴리머비즈, 실리카비즈, 유리섬유, 입자직경 : 6㎛)을 개재하여 조합하고, 양 전극기판 주변을 밀봉재(에폭시수지 중에 상기 스페이서재를 분산한 것)로 접착, 밀봉하는 공정,

(12) 양 전극기판간에 액정을 봉입, 밀봉하는 공정에 의하여 액정표시소자를 제작하는 공정.

그리고,

(13) 상기 액정표시소자의 투명전극만을 형성한 유리기판 표면에 소정의 위상판과 편광판을 맞붙이는 공정,

(14) 상기 액정표시소자에 액정구동용 IC가 탑재된 TCP 및 구동용 외부회로를 접속하는 공정,

(15) 상기 액정표시소자를 프레임, 케이스 등에 편입시킨 공정

에 의하여 본 발명의 액정표시장치가 완성된다.

본 발명에 의하면,

(1) 검정색 안료 등을 분산시켜 확산베이스층(下地層)(요철수지층)에 차광기능을 부여하고, 또한 상기 확산베이스층 위에 적층되는 반사막을 개구부에 대응하는 부분에만 배치함으로써, 비개구부로부터의 반사광을 대폭 저감할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

(2) 확산베이스층(요철수지층)에의 차광기능 부여와 반사막의 개구부배치에 의하여 블랙매트릭스를 제거할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상 표시가 가능한 저가의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

(3) 인쇄법 또는 전사법 등에 의하여 컬러필터층을 형성함으로써, 컬러필터층에 확산반사막이 갖는 단차를 해소하기 위한 평탄화기능을 부여함으로써 평탄화층을 제거할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있는 저가의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

(4) 확산베이스층에 차광기능, 컬러필터층에 평탄화기능을 각각 부여함으로써 소자구성재료수를 저감할 수가 있으므로, 저비용의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 확산베이스층(요철수지층)에 사용하는 수지재의 채용은 용도에 따라 감광성 또는 비감광성 수지를 적절하게 선택해도 된다.

다음으로, 본 발명의 실시에 적합한 반사형 액정표시소자에 대하여 설명한다. 본 발명에서는 표시규모 640 ×240도트(화소피치 : 0.3mm ×0.3mm, 화소사이즈 : 0.288mm ×0.288mm, 화면대각사이즈 : 8.1인치)의 1/2 VGA에 대응하는 핸드헬드타입 퍼스널컴퓨터나 옥외용도에 사용되는 반사형 슈퍼 트위스티드 네마틱 모드 컬러액정표시장치(이하, 반사형 STN 컬러액정표시장치라 함)를 주로 설명한다.

단, 본 발명은 액정의 구동방식에는 의존하지 않으므로, 액티브어드레싱방식, 패시브방식 모두 적응할 수 있고, STN 모드 액정표시방식으로 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

(실시예 1)

본 발명의 반사형 컬러액정표시소자 제법의 일례를 도 1의 모식단면도에 의거하여 설명한다.

공정 (a) : 다수의 오목부가 표면에 형성된 지지체가 되는 고분자필름(15)(폴리에틸렌텔레프탈레이트, 막두께 : 50㎛, 오목부피치 : 약 15㎛, 오목부깊이 : 1.2㎛) 위에 검정색 안료를 분산시킨 아크릴수지로 이루어지는 수지층(2)(에폭시계 수지 또는 이미드계 수지이더라도 가능, 또 검정색 수지층(2)은 감광성 또는 비감광성 수지 모두 가능)을 도포(막두께 : 1.5㎛), 건조후, 검정색 수지층(2) 위에 보호필름(도시생략, 폴리에틸렌, 막두께 : 6㎛)를 설치한 전사필름을 준비한다.

상기 전사필름을 유리기판(1)(소다유리, 판두께 : 0.7mm)에 라미네이터(18)(기판온도 : 100℃, 롤 압력 : 6kg/cm², 이송속도 : 0.5m/분)을 사용하여 전사하고, 이어서 본 경화(100℃/30분)를 행하고 고분자필름을 벗겨 다수의 오목부를 갖는 검정색 수지층(2)을 형성한다.

공정 (b) : 다수의 오목부를 갖는 검정색 수지층(2) 위에 알루미늄의 반사막층(3)(은이더라도 가능, 막두께 : 1OOnm)을 형성한다.

공정 (c) : 상기 반사막층(3) 위에 감광성 수지층(4)(막두께 : 1.5㎛)을 형성한 후, 상기 감광성 수지층(4)에 포토마스크(16)를 거쳐 자외선(17)을 노광한다.

공정 (d) : 상기 감광성 수지층(4)을 소정의 현상조건으로 현상하여 전극간 간극부 또는 차광층에 해당하는 부분의 반사막층(3)을 제거하고, 개구부에 해당하는 부분(직사각형형상)에만 반사막층(3)(사이즈 : 288㎛ ×88㎛, 간극 : 12㎛)을 형성한다.

공정 (e) : 상기 직사각형형상으로 패터닝한 반사막층(3) 위에 상기 반사막층(3) 표면의 요철을 해소하도록 비감광성 착색필터(5a, 5b, 5c)(막두께 : 2.0㎛)을 오목판인쇄법에 의하여 형성한다.

공정 (f) : 상기 비감광성 착색필터(5a, 5b, 5c)를 소정의 경화조건으로 경화하여 빨강, 초록 및 파랑(노랑, 시안 및 마젠타이더라도 가능)의 컬러 필터(5a, 5b, 5c)를 형성한다.

공정 (g) : 상기 컬러 필터(5a, 5b, 5c) 위에 투명전극(6)(ITO, 막두께 : 260nm, 전극수 : 240개, 전극피치: 300㎛, 전극폭 : 292㎛, 전극간 간극 : 8㎛의 주사전극) 및 배향제어막(폴리이미드계, 막두께 : 70nm)을 형성한다.

공정 (h) : 상기 (a)∼(g)에 의하여 형성한 한쪽의 전극기판과, 유리기판(10)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 투명전극(11)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 1920개, 전극피치 : 100㎛, 전극폭 : 92㎛, 전극간 간극 : 8㎛의 신호전극), 배향제어막(12)(폴리이미드계, 막두께 : 700nm)을 형성한 또 한쪽의 전극기판을, 전극기판의 투명전극(6, 11)이 서로 대향하도록 배치하고, 액정층(14)의 두께에 해당하는 폴리머비즈의 스페이서(13)(입자직경 : 6㎛)를 개재하여 조합한다.

이어서, 기판주변에 형성된 에폭시수지에 폴리머비즈(실리카비즈 등도 사용가능)가 배합된 밀봉재로 양 전극기판을 밀봉하고, 상기 전극기판 간극에 액정(14)(시아노 PCH 및 전송 유도체로 이루어지는 액정조성물, 굴절율이방성 △n : 0.133, 트위스트각 : 250°) 봉입하고 그 간극을 밀봉(감광성 아크릴수지 또는 감광성 에폭시수지로써)함으로써 반사형 컬러액정표시소자를 제작하였다.

또한, 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 반사형 컬러액정표시소자의 유리기판(10) 상에 소정의 위상판(20, 21), 편광판(22)을 배치하여 반사형 컬러액정표시소자를 제작하였다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 반사형 컬러액정표시소자(30)에 액정구동용 IC를 탑재한 테이프 캐리어 패키지(31)나 전원회로 및 제어회로 등을 구비한 프린터기판을 설치하여 반사형 컬러액정표시장치를 제작하였다.

다음으로, 본 발명의 반사형 컬러액정표시소자에 있어서의 반사막층(3), 컬러 필터(5a, 5b, 5c) 및 투명전극(6, 11)의 관계를 도 4에 나타낸다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 투명전극(6, 11)의 전극간 간극부에 해당하는 부분의 반사막층을 제거하고, 상기 반사막층을 제거한 부분에 컬러 필터를 적층한다. 따라서, 확산반사막의 베이스층인 검정색 수지층(2) 뿐아니라 컬러필터로 불필요한 입사광을 흡수하기 때문에, 차광층이 없는 구조이더라도 비개구부로부터의 불필요한 입사광을 없앨 수 있으므로 콘트라스트가 높은 표시가 가능하게 되는 이점이 있다.

반사막층과 투명전극의 관계는, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 투명전극의 전극간 간극보다 반사막의 간극을 약간 크게 설정하는 편이 밝기, 콘트라스트 등 화질에 대하여 유리하다.

또한, 본 실시예에서는 확산반사막의 베이스층이 되는 검정색 수지층으로서 직경 15㎛, 높이 1.2㎛ 정도의 다수의 미소한 볼록형상(반구형상)수지를 빛의 간섭이 발생하지 않도록 배치한 것에, 반사막으로서 막두께가 1OOnm의 알루미늄막을 형성하였으나, 볼록형상수지의 재료, 형상 및 크기 등은 목적에 따라 선택할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 확산반사막의 베이스층인 검정색 수지층 위의 반사막을 개구부에만 형성할 뿐 아니라, 비개구부에 입사하는 빛은 확산반사막의 베이스층인 검정색 수지층으로 흡수하여 버리므로 비개구부로부터의 불필요한 반사광이 없어져, 어느 방향에서라도 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 얻을 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

특히, 밝기를 좌우하는 개구율이 비교적 패터닝하기 쉬운 반사막과 투명전극만의 패터닝정밀도로 대략 결정하는 소자구성이므로, 어떤 방향에서라도 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 용이하게 달성할 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또, 반사막과 컬러필터를 동일한 유리기판에 형성함으로써, 다른쪽의 전극기판에 컬러필터에 대응하는 세밀도가 높은 신호전극을 유리기판에 직접 형성할 수 있으므로, 상기 투명전극형성 수율을 향상하는 효과도 있다.

특히, 본 실시예에 있어서 요철이 큰 확산반사막 위에 형성하는 컬러 필터(5a, 5b, 5c)를 인쇄법 또는 전사법으로 형성하면, 표면이 평탄한 컬러 필터(5a, 5b, 5c)를 형성할 수 있으므로 평탄화층이 불필요하게 될 뿐만 아니라, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 얻을 수 있는 저가의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 전극폭이 좁고 전극피치가 작은 상기 신호전극을 유리기판에 직접 형성하기 때문에, 액정구동용 IC를 탑재한 TCP의 설치 및 수정이 용이하고, 액정소자의 제작 수율이 향상하는 효과도 있다.

또한, 미세한 요철부를 갖는 고분자베이스필름 위에 반사막층, 수지층이 순차적으로 적층된 전사필름을 사용하면 제작공정을 대폭 저감할 수 있다.

특히, 상기 컬러 필터 형성에 빨강, 초록 및 파랑의 삼색을 동일공정으로 인쇄할 수 있는 방법을 사용함으로써, 평탄화층의 기능을 갖는 표면이 평탄한 컬러 필터를 형성할 수 있으므로, 표시면 전체가 균일하고 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 얻을 수 있는 저가의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 도시생략하였으나, 상기 반사막(3)과 상기 컬러 필터(5a, 5b, 5c) 사이 또는 상기 컬러 필터(5a, 5b, 5c)와 상기 투명전극(6) 사이에 평탄화층을 설치해도 좋다.

또, 본 실시예에서는 동일기판 위에 확산반사막과 컬러필터를 형성하였으나, 확산반사막과 컬러필터를 각각의 기판에 형성하였을 경우이더라도 밝기는 약간 저하하기는 하나 실시예와 동일한 특성을 얻을 수 있다.

(실시예 2)

다음으로, 본 발명의 다른 반사형 액정표시소자의 일례를 도 5의 모식단면도에 의거하여 설명한다.

동 도면에 나타낸 바와 같이 유리기판(1)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 다수의 볼록부를 갖는 수지층(2)(수지 : 아크릴계, 볼록부 피치 : 약 15㎛, 높이 : 1.2㎛), 반사막(3)(은, 막두께 : 100nm), 차광막층(24)(은, 막두께 : 100nm, 흑화(黑化)처리 : 황화처리, 피치 : 300㎛ ×100㎛, 폭 : 12㎛), 컬러 필터(5a, 5b, 5c)(안료타입, 막두께 : 3.0㎛, 폭 : 100㎛), 투명전극(6)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극폭 : 292㎛, 전극간극 : 8㎛), 배향제어막(7)(폴리이미드, 막두께 : 100nm)이 적층된 한쪽의 전극기판과,

유리기판(10)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 투명전극(11)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극폭 : 92㎛, 전극간극 : 8㎛), 배향제어막(12)(폴리이미드, 막두께 : 1OOnm)가 적층된 다른쪽의 전극기판을, 폴리머비즈의 스페이서재(13)(입자직경: 8㎛)를 개재하여 배치하고, 상기 두 전극기판 사이의 간극부에 액정(14)(시아노 PCH 및 전송유도체로 이루어지는 액정조성물, 액정두께 : 6㎛, 트위스트뿔 : 250°)이 봉입된 반사형 컬러액정표시소자의 한쪽의 유리기판(10) 위에 소정의 광산란판(23), 위상판(20, 21) 및 편광판(22)을 구비한 반사형 컬러액정표시장치이다.

특히, 본 실시예에 의하면 반사막 표면에 불필요한 단차가 생기지 않도록 차광층에 대응하는 부분의 반사막을 황화처리로 흑화하여 비개구부에 차광기능을 부여한 것이고, 컬러 필터(5a, 5b, 5c)의 표면평탄화에 유리하며, 밝고 콘트라스트가 높게 표시할 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면 한쪽의 유리기판쪽에 확산반사막용 베이스층이 되는 수지층, 반사막 및 컬러 필터를 집약시킴으로써, 다른쪽의 유리기판에는 세밀도가 높은 신호전극을 유리기판 위에 직접 형성할 수 있으므로, 액정소자의 제작 수율을 향상하는 효과가 있다.

또한, 액정구동용 IC를 탑재한 TCP의 설치 및 수정도 용이하고, 액정소자의 제작 수율을 향상하는 효과도 있다.

또한, 본 실시예에서는 반사막으로서 막두께가 1OOnm인 은을 사용하고, 차광층에 해당하는 부분을 황화처리로 흑화하여 차광기능을 부여하였으나, 반사막의 재료 및 흑화처리법 등은 목적에 따라 선택할 수 있다.

또, 도시생략하였으나, 반사막(3)과 컬러 필터(5a, 5b, 5c) 사이 또는 컬러 필터(5a, 5b, 5c)와 투명전극(6) 사이에 대한 평탄화층이 제공된다.

단, 본 실시예에서는 동일기판 위에 확산반사막과 컬러필터를 형성하였으나, 확산반사막과 컬러필터를 각각의 기판에 형성하였을 경우이더라도 밝기는 약간 저하하기는 하나 실시예와 동일한 특성을 얻을 수 있다.

(실시예 3)

다음에, 본 발명의 다른 반사형 액정표시소자의 일례를 도 6의 모식단면도에 의거하여 설명한다.

공정 (a) : 다수의 오목부가 표면에 형성된 지지체가 되는 고분자필름(15)(폴리에틸렌텔레프탈레이트, 막두께 : 50㎛, 오목부 피치 : 약 15㎛, 오목부 깊이 : 1.2㎛) 위에 검정색 안료 또는 카본 등을 분산시킨 아크릴수지로 이루어지는 검정색 수지층(2)(에폭시계 수지 또는 이미드계 수지이더라도 가능, 또 검정색 수지층 2는 감광성 또는 비감광성 모두 가능)을 도포(막두께 : 1.5㎛), 건조후, 검정색 수지층(2) 위에 보호필름(도시생략, 폴리에틸렌, 막두께 : 6㎛)을 설치한 전사필름을 준비한다.

상기 전사필름을 유리기판(1)(소다유리, 판두께 : 0.7mm)에 라미네이터(18)(기판온도 : 100℃, 롤 온도 : 100℃, 롤 압력 : 6kg/cm², 이송속도 : 0.5m/분)을 사용하여 전사하고, 이어서 본경화(240℃/30분)를 행하고, 고분자필름을 벗겨 다수의 오목부를 갖는 검정색 수지층(2)을 형성한다.

공정 (b) : 다수의 오목부를 갖는 검정색 수지층(2) 위에 알루미늄의 반사막층(3)(은이더라도 가능, 막두께 : 1OOnm)를 형성한다.

공정 (d) : 상기 감광성 수지층(4)을 소정의 현상조건으로 현상하여 컬러 필터에 대응하는 전극 겸 반사막층(25)(전극 겸 반사막 피치 : 100㎛, 전극 겸 반사막폭 : 88㎛, 전극 겸 반사막 간극 : 12㎛)을 형성한다.

공정 (e) : 상기 전극 겸 반사막층(25) 위에 상기 전극 겸 반사막층(25) 표면의 요철을 해소하도록 평탄화기능을 갖는 배향제어(7)(폴리이미드, 막두께 : 70nm)를 형성한다.

공정 (f) : 상기 (a)∼(e)에 의하여 형성한 한쪽의 전극기판과, 유리기판(10)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 감광성 컬러필터(5a)을 소정의 현상조건으로 현상하여, 빨강, 초록 및 파랑(노랑, 시안 및 마젠타이더라도 가능) 중 어느 하나의 컬러 필터(5a)(막두께 : 1.2㎛)를 형성한다.

공정 (g) : 상기 컬러 필터(5a)와 동일한 공정을 반복함으로써 컬러 필터(5b)(막두께 : 1.2㎛) 및 컬러 필터(5c)(막두께 : 1.2㎛m)를 형성한다.

공정 (h) : 상기 컬러 필터(5a, 5b, 5c) 위에 투명전극(6)(ITO, 막두께 : 260nm, 전극수 : 240개, 전극피치 : 300㎛, 전극폭 : 288㎛, 전극간 간극 : 12㎛의 주사전극) 및 배향제어막(12)(폴리이미드, 막두께 : 70nm)을 형성한 또한쪽의 전극기판을 각각의 투명전극(6, 11)이 서로 대향하도록 배치하고, 액정층(14)의 두께에 해당하는 폴리머비즈의 스페이서재(13)(입자직경 : 6㎛)를 개재하여 조합한다.

이어서, 기판주변에 형성된 에폭시수지에 폴리머비즈(실리카비즈 등도 사용가능)가 배합된 밀봉재로 양 전극기판을 밀봉하고, 상기 전극기판 간극에 액정(14)(시아노 PCH 및 전송유도체로 이루어지는 액정조성물, 굴절율이방성 △n : 0.133, 트위스트각 : 250°) 봉입, 밀봉(감광성 아크릴수지 또는 감광성 에폭시수지)함으로써 반사형 컬러액정표시소자를 제작하였다.

또한, 동 도면에 나타낸 바와 같이, 상기 반사형 컬러액정표시소자의 유리기판(10) 위에 소정의 위상판(20, 21), 편광판(22)을 배치하여 반사형 컬러액정표시소자를 제작하였다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 반사형 컬러액정표시소자에 액정구동용 IC를 탑재한 테이프 캐리어 패키지나 전원회로 및 제어회로 등을 구비한 인쇄기판을 설치하여 반사형 컬러액정표시장치를 제작하였다.

본 실시예에 의하면, 반사막을 패터닝하여 전극과 반사막을 겸용시키는 동시에, 확산반사막의 베이스층이 되는 수지층에 차광기능을 갖게 함으로써 차광막을 불필요하게 하였으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 표시가 가능한 저가의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

특히, 밝기를 좌우하는 개구율이 비교적 패터닝하기 쉬운 투명전극과 전극 겸 반사막만의 패터닝정밀도로 대략 결정하는 소자구조이므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상표시를 용이하게 달성할 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 상기 컬러 필터(5a, 5b, 5c)와 투명전극(6) 사이 또는 전극 겸 반사막(25)과 배향제어막(7) 사이에 평탄화층을 형성하였으나, 평탄화층의 채용은 표시방식이나 목적에 맞추어 임의이다.

또, 컬러 필터를 스핀코팅법에 의하지 않고, 전사필름 또는 인쇄법을 사용하여 형성하면, 제조공정수를 대폭 저감할 수 있을 뿐만 아니라 컬러 필터 표면을 보다 평탄히 형성할 수 있으므로, 저비용, 고콘트라스트화에 유리해진다.

단, 본 실시예에서는 확산반사막과 컬러필터를 다른 기판에 형성하였으나, 확산반사막과 컬러필터를 동일기판에 형성하였을 경우이더라도 실시예와 동일한 특성을 얻을 수 있다.

(실시예 4)

다음으로, 본 발명의 다른 반사형 액정표시소자의 일례를 도 7의 모식단면도에 의거하여 설명한다.

도 7에 나타낸 바와 같이 유리기판(1)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 반사막(3)(은, 막두께 : 100nm, 사이즈 : 288㎛ ×88㎛, 간극 : 12㎛), 차광층(24)(은황화처리부, 막두께 : 100nm, 폭 : 12㎛), 컬러 필터(5a, 5b, 5c)(안료타입, 막두께 : 1.2㎛, 폭 : 100㎛), 투명전극(6)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극폭 : 292㎛, 전극간극 : 8㎛), 배향제어막(7)(폴리이미드, 막두께 : 100nm)이 적층된 한쪽의 전극기판과, 유리기판(10)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 투명전극(11)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극폭 : 92㎛, 전극간극 : 8㎛), 배향제어막(12)(폴리이미드, 막두께 : 1OOnm)가 적층된 다른쪽의 전극기판을, 폴리머비즈의 스페이서재(13)(입자직경 : 6㎛)를 개재하여 배치하고, 상기 두 전극기판 간극부에 액정(14)(시아노 PCH 및 전송유도체로 이루어지는 액정조성물, 액정두께 : 6㎛, 트위스트각 : 250°)이 봉입된 반사형 컬러액정표시소자의 한쪽의 유리기판(10) 위에 소정의 광산란판(23), 위상판(20, 21) 및 편광판(22)을 구비한 반사형 컬러액정표시장치이다.

특히, 포토리소그래피수법을 사용하여 황화수소용액으로 비개구부에 해당하는 부분의 반사막(3)을 흑화처리함으로써 차광층(24)을 형성하므로, 반사막 표면에 단차가 생기지 않고, 반사막(3) 위에 형성되는 컬러 필터(5a, 5b, 5c)의 표면이 평탄 해져, 평탄화층을 제거한 소자구조이더 높은 콘트라스트로 균일표시의 화상을 얻을 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면, 한쪽의 유리기판쪽에 수지층, 즉 확산 반사막의 베이스층, 반사막 및 컬러 필터를 집약시킴으로써, 다른쪽의 유리기판에는 세밀도가 높은 신호전극을 유리기판 위에 직접 형성할 수 있으므로, 액정소자의 제작 수율을 향상하는 효과가 있다.

또한, 액정구동용 IC를 탑재한 TCP의 설치 및 수정도 용이하여, 액정소자의 제작 수율을 향상하는 효과도 있다.

또한, 본 실시예에서는 반사막으로서 막두께가 1OOnm인 은, 흑화처리재로서 황화수소용액을 사용하였으나, 반사막재 및 처리재 등은 목적에 따라 선택할 수 있다.

상기 컬러 필터(5a, 5b, 5c)와 투명전극(6) 사이에 형성되는 평탄화층의 채용에 대해서는 목적에 맞추어 임의이다.

단, 본 실시예에서는 동일기판 위에 확산반사막과 컬러필터를 형성하였으나, 확산반사막과 컬러필터를 각각의 기판에 형성하였을 경우이더라도 실시예와 동일한 특성을 얻을 수 있다.

(실시예 5)

다음으로, 본 발명의 다른 반사형 액정표시소자의 일례를 도 8의 모식단면도에 의거하여 설명한다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 유리기판(1)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 전극 겸 반사막(25)(알루미늄, 막두께 : 100nm, 전극수 : 1920개, 전극폭 : 92㎛, 전극간극 : 8㎛), 차광층(24)(안료블랙, 막두께 : 100nm, 선폭 : 12㎛), 배향제어막(7)(폴리이미드계, 막두께 : 100nm)이 적층된 한쪽의 전극기판과,

유리기판(10)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 컬러 필터(5a, 5b, 5c)(안료타입, 막두께 : 1.2㎛, 폭 : 100㎛), 투명전극(6)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 480개, 전극폭 : 292㎛, 전극간극 : 8㎛), 배향제어막(12)(폴리이미드계, 막두께 : 100nm)이 적층된 다른쪽의 전극기판을, 폴리머비즈의 스페이서재(13)(입자직경 : 6㎛)를 개재하여 배치하고, 상기 두 전극기판 간극부에 액정(14)(시아노 PCH 및 전송유도체로 이루어지는 액정조성물, 액정두께 : 6㎛, 트위스트각 : 250°)이 봉입된 반사형 컬러액정표시소자의 한쪽의 유리기판(10) 위에 소정의 광산란판(23), 위상판(20, 21) 및 편광판(22)을 구비한 반사형 컬러액정표시장치이다.

특히, 본 실시예에서는 금속전극으로 반사막을 겸용시킨 구조로 함으로써, 밝기를 좌우하는 개구율이 금속전극 겸 반사막(25)과 투명전극(6)의 패터닝정밀도만으로 결정되므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 얻을 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면, 금속전극 겸 반사막(25)의 간극부에 설치하는 차광층(24)의 형성에 금속전극 겸 반사막(25)을 포토마스크로서 사용하여 유리기판(1)쪽으로부터 자외선을 노광하는, 소위 배면노광법을 사용함으로써 배향제어막(7) 표면을 평탄하게 할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 얻을 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 한쪽의 유리기판쪽에 컬러 필터와 전극수가 적은 주사전극을 형성하고, 다른쪽의 유리기판에는 세밀도가 높고 전극수가 많은 신호전극을 유리기판 위에 직접 형성할 수 있으므로, 액정소자의 제작 수율을 향상하는 효과가 있다.

또, 액정구동용 IC를 탑재한 TCP의 설치 및 수정도 용이하여, 액정소자의 제작 수율을 향상하는 효과도 있다.

또한, 본 실시예에서는 전극 겸 반사막(25)으로서 막두께가 100nm의 알루미늄, 차광층으로서 검정색 안료가 분산된 감광성 수지를 사용하였으나, 전극 겸 반사막 및 차광층의 재료 등은 목적에 따라 선택할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 도시생략하였으나, 전극 겸 반사막(25)과 배향제어막(7) 사이 또는 컬러 필터(5a, 5b, 5c)와 투명전극(6) 사이에 대한 평탄화층의 채용은 목적에 맞추어 임의이다.

본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

본 발명의 신규패턴을 갖는 내장확산반사막을 구비한 반사형 컬러액정표시장치의 구체적인 소자구성의 일례는 다음과 같다.

(1) 스피노달분해의 시뮬레이션에 의하여 끈형상의 볼록부와, 끈형상의 오목부의 패턴을 생성하는 공정. 여기서, 스피노달분해의 시뮬레이션을 행하기 위한 스피노달분해의 모델방정식이란 수학식 1에서 부여되는 Cahn-Hilliard(-Cook) 방정식, 수학식 2에서 부여되는 시간의존 Ginzburg-Landau 방정식 등이 있다.

또, 수학식 3에 표시되는 Cell-Dynamical-System(CDS)에 의한 스피노달분해모델(확대무어 근방)의 수치시뮬레이션에 의하여 스피노달분해를 모의한 패턴을 생성할 수 있다.

이들 중 어느 하나를 사용함으로써 1) 대략 똑같은 선폭을 가지며, 또한 매끄러운 곡선을 갖는 끈형상의 볼록 및 오목형상 패턴으로 이루어지고, 2) 끈형상의 볼록부 또는 오목부가 연속 또는 번갈아 배치되며, 3) 끈형상의 볼록부 및 오목부의 길이방향에 직각인 방향으로 끈형상이 볼록부 및 오목부의 단면형상의 경사각분포가 대략 좌우대칭이고, 4) 각 방향에 있어서 볼록부 및 오목부의 길이의 총합이 대략 같거나 또는 5) 각 방향에 있어서 볼록부 및 오목부의 길이의 총합이 서로 다른 등의 조건을 만족시키는 다수의 매끄러운 요철패턴을 형성할 수 있다.

이러한 끈형상의 볼록부 또는 오목부로 구성된 패턴을 전사용 롤 또는 플레이트 등을 사용하여, 유리기판 위에 도포된 감광성 수지에 상기 전사용 롤(롤속도 : 0.1∼3m/분) 또는 플레이트 등에 의하여 형성된 수지패턴에 빛(파장 : 365nm, 광량 : 50∼500mj/cm²), 열(50∼150℃) 및 압력(1∼12kg/cm²)을 가하여, 상기 감광성 수지를 패턴화하는 공정.

또는 유리기판 위에 도포된 감광성 수지(막두께 : 0.5∼2.5㎛)에 스피노달분해에 의한 패턴생성의 시뮬레이션수법을 사용하여 제작한 끈형상 패턴을 차광패턴 또는 투과패턴으로 한 포토마스크를 거쳐 노광(파장 : 365nm, 광량 : 50∼500mj/cm²)하여, 소정의 현상, 경화하여 상기 감광성 수지를 패턴화(폭 : 5∼20㎛, 높이 또는 깊이 : 0.5∼2.0㎛)하는 공정,

(2) 패턴화된 상기 수지층 위에 반사막(알루미늄, 알루미늄합금, 은, 은합금 등의 박막, 막두께 : 100∼300nm)을 형성하는 공정,

(3) 상기 반사막 위에 절연층(아크릴계 감광성 수지 또는 비감광성 수지, 막두께 : 1.0∼3.0㎛)을 형성하는 공정,

(4) 상기 절연층 위에 투명전극을 막부착(ITO(Indium Tin 0xide), 막두께 : 100∼300nm), 및 패터닝(전극수 : 1920개, 피치 : 100㎛, 전극간 간극 : 8∼20㎛)하는 공정,

(5) 상기 투명전극 위에 배향제어막(폴리이미드, 막두께 : 50∼100nm, 온도 : 230∼250℃)을 형성하는 공정으로 한쪽의 전극기판을 제작한다.

유리기판 위에

(6) 차광층(검정색 안료 분산형 감광성 수지, 3층 크롬 등의 저표면 반사차광막, 막두께 : 0.1∼1.2㎛, 피치 : 100㎛, 폭 : 10∼25㎛)을 형성하는 공정,

(7) 상기 차광층 위에 컬러 필터(빨강, 초록, 파랑 또는 시안, 마젠타, 노랑, 안료분산형 아크릴계 감광성 수지, 막두께 : 0.5∼1.5㎛, 피치 : 100㎛, 폭 : 75∼90㎛)를 형성하는 공정,

(8) 상기 컬러 필터 위에 평탄화막(아크릴계 감광성 수지, 막두께 : 1.0∼3.0㎛, 경화온도 : 230∼250℃/1hour)을 형성하는 공정,

(9) 상기 평탄화막 위에 투명전극을 막부착(ITO(Indium Tin 0xide), 막두께 : 100∼300nm), 및 패터닝(전극수 : 240개, 피치 : 300㎛, 전극간 간극 : 8∼20㎛)하는 공정,

(10) 상기 투명전극 위에 배향제어막(폴리이미드, 막두께 : 50∼150nm, 경화온도 : 230∼250℃)을형성하는 공정으로 또 한쪽의 전극기판을 제작한다.

(11) 양 전극기판의 각각의 배향제어막면이 서로 대향하도록 스페이서재(폴리머비즈, 실리카비즈, 유리섬유, 입자직경 : 6㎛)를 개재하여 상기 두 전극기판을 조합하고, 양 전극기판 주변을 밀봉재(에폭시수지 중에 상기 스페이서재를 분산한 것)로 접착, 밀봉하는 공정,

(12) 양 전극기판 사이에 액정을 봉입, 밀봉하는 공정에 의하여 액정표시소자를 제작한다.

그리고,

(13) 상기 액정표시소자의 반사막이 형성되어 있지 않은 쪽의 유리기판에 소정의 위상판과 편광판을 맞붙이는 공정,

(14) 상기 액정표시소자에 액정구동용 IC가 탑재된 테이프 캐리어 패키지(이하, TCP라 함) 및 구동용 외부회로를 접속하는 공정,

에 의하여 본 발명의 액정표시장치가 완성된다.

본 발명에 의하면, 모든 방향에서 입사되는 빛 또는 특정한 방향에서 입사되는 빛을, 가능한한 많이 관찰자쪽에 반사시키기 위한 끈형상의 볼록부 및 오목부가 화소전극에 대응하는 부분에, 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부가 가장 조밀해지도록 배치된 매끄러운 요철면을 갖는 반사막을 내장하고 있으므로, 밝은 표시의 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.

또, 본 발명에 의하면, 끈형상의 요철패턴을 형성하는 전사용 롤, 플레이트 또는 포토마스크 등의 원(原)패턴으로서, 고분자블록중합체 등의 상분리현상으로 알려져 있는 스피노달분해를 해석하기 위한 컴퓨터시뮬레이션수법에 의하여 얻어지는 상분리생성패턴을 사용하기 때문에, 불규칙한 배열패턴이고, 또한 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부를 가장 조밀하게 배치할 수 있는 패턴을 갖는 밝은 화상 표시를 얻을 수 있는 저가의 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 컴퓨터시뮬레이션에 의하여 임의로 제어할 수 있는 끈형상 패턴을 상기 전사 롤이나 플레이트의 금형 또는 포토마스크패턴으로서 사용하기 위하여, 볼록부 및 오목부의 단면형상을 바꾸지 않고 각 방향에 있어서의 끈형상 볼록부 또는 오목부의 길이성분의 배치비율을 제어함으로써, 반사광을 특정 방향에 집광시키는 등의 반사특성제어를 용이하게 행할 수 있어, 원하는 반사특성을 갖는 반사형 액정표시장치 및 반사막을 제공할 수 있다.

또한, 컴퓨터시뮬레이션에 의하여 얻은 상분리생성패턴을 컴퓨터에 끌어들이고 화상처리를 실시하여 패턴보정함으로써, 전사법 또는 포트리소그래피 등의 형성법에 가장 적합한 포토마스크나 전사금형을 용이하게 형성할 수 있기 때문에, 모든 방향으로부터의 입사광을 보다 관찰자쪽에 집광시킬 수 있을 뿐만 아니라, 화상을 열화시키는 정(正)반사광성분(평탄한 영역으로부터 반사되는 광성분)이 적어, 보다 밝은 표시를 얻을 수 있는 반사형 액정표시장치 및 반사막을 제공할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 실시에 가장 적합한 반사형 컬러액정표시장치에 대하여 설명한다.

본 발명에서는, 표시규모 640 ×240도트(화소피치 : 0.3mm × 0.3mm, 화소사이즈 : 0.288mm ×0.288mm, 화면대각사이즈 : 8.1인치)의 1/2 VGA에 대응하는 핸드헬드타입 퍼스널컴퓨터(이하, 핸드헬드 PC라 함)나 옥외용도에 사용되는 반사형 슈퍼 트위스티드 네마틱 모드 컬러액정표시장치(이하, 반사형 STN 모드 컬러액정표시장치라 함)를 주로 설명한다.

그러나, 본 발명은 액정의 구동방식에는 의존하는 것이 아니므로, 액티브어드레싱방식, 패시브방식 모두에 적응할 수 있고, STN 모드 액정표시방식으로 한정되는 것은 아니다.

(실시예 6)

본 발명의 반사형 액정표시장치는, 확산반사막의 베이스층이 되는 수지층에 끈형상의 요철패턴을 형성함으로써, 빛의 간섭에 의하여 물들지 않는 밝은 화상을 얻을 수 있도록 한 것이다.

도 9(a)는 확산반사막의 베이스층이 되는 수지층에 끈형상의 요철패턴을 형성하기 위한 포토마스크패턴을 나타내며, 검정 부분(차광부)이 볼록부 또는 오목부가 되는 부분이다. 단, 사용하는 재료에 따라서는 상기 패턴에 있어서 검정 부분과 흰색 부분을 반전시킬 필요가 있다. 도 9(b)는 도 9(a)의 포토마스크패턴으로 생성한 수지층을 나타낸 것이다.

도 10은 도 9(b)에 나타낸 끈형상의 요철패턴이 형성된 수지층을 a1-a2로 절단하여 그 단면의 일부를 나타낸 것이다.

도 10(a)는 끈형상의 볼록부와 끈형상의 오목부가 번갈아 연속하여 배치된 패턴을 나타낸다.

도 10(b)는 끈형상의 볼록부가 연속적으로 배치된 패턴을 나타낸다.

도 10(c)는 끈형상 오목부가 연속적으로 배치된 패턴을 나타낸 것이다.

여기서, d0, d1, d2는 볼록부 또는 오목부의 길이이며, h는 볼록부의 높이 또는 오목부의 깊이를 나타내고 있다. d1은 볼록부 또는 오목부의 패턴과 a1-a2이 직각으로 교차하고 있는 부분의 길이를 나타낸 것이며, 이것은 끈형상의 볼록부, 오목부의 폭에 해당한다. 결국, 도 10(b)는 높이(h)의 포물선을 그리는 볼록형상 또는 오목형상의 것이 연속하여 배치된 패턴임을 의미하고 있다. 또한, 재질에 따라서는 모든 폭을 완전히 일정하게 할 수 없는 경우가 있으나, 대략 일정하면 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 수지층에 형성되는 끈형상의 볼록패턴, 오목패턴 또는 요철패턴의 특징에 대하여 설명한다.

입사광은 끈형상 패턴의 볼록부 또는 오목부의 형상을 반영하므로, 경사각분포가 대략 좌우대칭인 포물선을 그리는 경우에는, 반사광의 강도분포는 기판 법선에 대하여 좌우대칭이 된다. 따라서, 좌우비대칭으로 하면, 반사광의 강도분포를 좌우비대칭으로 할 수 있어 반사광의 강도분포에 방향성을 갖게 할 수 있다.

또, 도 9(b)에서 나타낸 빛의 강도분포의 총합은, 도 10에서 나타낸 볼록부 또는 오목부의 길이, d0, d1, d2에 의존한다. 따라서, 도 9(b)에서 나타낸 가로방향(b1 방향)의 볼록부 또는 오목부의 길이의 총합과, 세로방향(b2 방향)의 볼록부 또는 오목부의 길이의 총합이 동일한 경우, 가로방향과 세로방향의 빛의 강도분포의 총합이 똑같아진다. 결국, 세로방향과 가로방향에서의 밝기가 똑같아진다. 또, 가로방향(b1 방향)의 볼록부 또는 오목부의 길이의 총합보다 세로방향(b2 방향)의 볼록부 또는 오목부의 길이의 총합이 길 경우에는, 가로방향의 빛의 강도분포의 총합이 세로방향의 빛의 강도분포의 총합보다 커진다. 결국, 가로방향이 세로방향보다 밝아진다. 이것은 경사방향(b3, b4 방향)에 대해서도 마찬가지로 볼록부 또는 오목부의 길이에 따라 밝기를 동일하게 하거나 바꿀 수 있다. 또, 도 10에 나타낸 수직선은 오목부와 오목부, 볼록부와 볼록부, 오목부와 볼록부의 경계이다. 따라서 이 경계의 수의 세로와 가로의 비율이 동일하면 세로방향과 가로방향에서의 밝기가 똑같아진다.

또, 끈형상의 패턴의 볼록부, 오목부가 동일한 방향으로 직선적(평행)으로 신장하면 빛의 간섭에 의하여 밝기가 저감한다. 그래서, 도 9(b)에 나타낸 끈형상의 패턴의 볼록부, 오목부는 곡선을 그리면서 신장하도록 구성되어 있다. 결국, 볼록부, 오목부의 평행하는 직선 부분을 적게 함으로써 빛의 간섭을 저감하고 있다. 가장 바람직한 것은 각각의 볼록부, 오목부가 곡선을 그리고, 임의의 방향(무질서)으로 신장하고 있는 구성이다. 이 경우, 빛의 간섭이 가장 적어진다.

또, 도 10(a), (b), (c)에 나타낸 바와 같이 볼록부, 오목부가 연속하여 계속되도록 볼록부, 오목부를 서로 이웃하도록 형성함으로써, 볼록부와 오목부 사이, 볼록부와 볼록부 사이, 오목부와 오목부 사이의 평탄한 부분을 없앨 수 있다. 이에 따라, 불필요한 광성분인 정반사광이 되는 평탄한 부분을 없앨 수 있을 뿐만 아니라, 입사광을 관찰자방향으로 효율적으로 집광할 수 있으므로, 밝은 반사막으로 할 수 있다. 또한, 평탄부분이 없도록 볼록부 또는 오목부를 연속하여 구성하였을 경우, 볼록부 또는 오목부가 가장 조밀하게 배치되어 있게 되므로, 이하에 이러한 상태를 최밀충전배치라고 한다.

본 실시예에서는, 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부의 폭에 해당하는 길이(d)를 5∼20㎛의 범위, 보다 바람직하게는 8∼15㎛의 범위와, 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부의 높이 및 깊이(h)를 0.5∼2.0㎛의 범위, 보다 바람직하게는 0.8∼1.5㎛의 범위로 하였다.

다음으로, 본 발명의 반사형 액정표시장치에 사용한 액정표시소자 및 액정표시장치의 실시예의 단면구조를 도 11, 도 12에 나타낸다. 도 11은 액정표시소자의 단면구조이며, 도 12는 액정표시장치의 단면구조를 나타낸 것이다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 액정표시소자의 한쪽의 전극기판은 유리기판(40)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부로 이루어지는 다수의 요철면을 갖는 수지층(43)(아크릴계, 막두께 : 1.5㎛, 볼록부 또는 오목부의 폭 : 13㎛, 볼록부 또는 오목부의 높이 : 1.0㎛), 반사막(14)(알루미늄, 막두께 : 100nm), 절연층(45)(아크릴계, 막두께 : 2.0㎛), 투명전극(46)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 1920개, 전극피치 : 100㎛, 전극폭 : 88㎛, 전극 간극 : 12㎛), 배향제어막(17)(폴리이미드, 막두께 : 100nm)을 적층하여 구성하고 있다. 또, 다른쪽의 전극기판은 유리기판(50)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 차광층(51)(3층 크롬, 막두께 : 0.1㎛, 폭 : 12㎛, 안료 블랙, 막두께 : 0.6㎛, 폭 : 12㎛), 컬러 필터(52, 53, 54)(안료타입, 막두께 : 1.2㎛, 폭 : 100㎛), 평탄화막(55)(아크릴계, 막두께 : 2.0㎛), 투명전극(56)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 240개, 전극피치 : 300㎛, 전극폭 : 288㎛, 전극 간극 : 12㎛), 배향제어막(57)(폴리이미드계, 막두께 : 100nm)을 적층하여 구성하고 있다. 그리고 이들 유리기판을 폴리머비즈의 스페이서재(60)(입자직경 : 6㎛)를 개재하여 배치하고, 유리기판(40, 50) 사이에 액정(61)(시아노 PCH 및 전송유도체로 이루어지는 액정조성물, 액정두께 : 6㎛, 트위스트각 : 250°)을 봉입하고 있다. 또, 한쪽의 유리기판(20) 위에 소정의 위상판(63, 64) 및 편광판(62)을 배치하여 반사형 컬러액정표시소자를 구성하고 있다. 상기 도 12에 나타낸 바와 같이, 액정표시소자(70)에 액정구동용 IC를 탑재한 테이프 캐리어 패키지(71) 및 구동용 외부회로(72)를 배치하여 반사형 컬러액정표시장치를 구성하고 있다.

본 실시예에 의하면, 모든 방향으로부터 입사하는 빛을 관찰자방향에 집광시키기 위한 반사요소를 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부로 함으로써, 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부가 화소부에 대응하는 영역에 무질서하고 또한 최밀충전배치된 반사막을 내장하는 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 빛의 간섭이 없어, 밝은 화상 표시를 얻을 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또, 본 실시예에 의하면, 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부로 이루어지는 미소한 요철패턴을 형성하기 위한 포토마스크패턴 또는 전사패턴을 고분자블록공중합체 등의 상분리현상으로 알려진 스피노달분해를 해석하기 위한 컴퓨터시뮬레이션수법으로 제작함으로써, 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부의 배열을 임의로 제어할 수 있으므로 조명환경에 적합한 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있고, 빛의 간섭이 없어, 보다 밝은 화상표시를 얻을 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시예에 의하면, 전사 롤, 전사 플레이트 또는 베이스필름 위에 끈형상의 오목부로 이루어지는 미소한 요철면을 갖는 수지층이 적층된 전사필름 등의 전사법으로, 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부로 이루어지는 미소한 요철면을 갖는 수지층을 형성함으로써, 저비용으로 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 저가의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 이하의 실시예에서 공통하는 것인데, 본 발명에서는 스피노달분해를 해석하기 위한 컴퓨터시뮬레이션수법을 사용하여 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부 패턴을 제작하였으나, 고분자, 액정 및 콜로이드 등의 온도나 압력 등의 환경조건을 제어하고, 상전이 또는 상분리 등의 현상을 유발시킴으로써 직접 패턴을 제작해도 좋다.

또, 본 실시예에서는 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부의 폭을 13㎛로 하였으나, 본 발명은 이 폭으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예에서는 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부의 폭을 13㎛ 한 종류로 하였으나, 본 발명은 다른 폭을 갖는 복수의 끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부로 구성해도 좋다. 이것도 이하의 실시예에 있어서도 공통하는 것으로서, 이와 같이 다른 폭으로 구성함으로써 각도에 대한 강도분포를 바꿀 수 있어, 광범위하고 밝게 화상을 표시할 수 있다.

(실시예 7)

본 발명의 별도의 액정표시소자의 단면구조를 도 13에 나타낸다.

도 13에 나타낸 바와 같이 액정표시소자의 한쪽의 전극기판은 유리기판(40)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 끈형상의 볼록부와 오목부로 이루어지는 다수의 요철면을 갖는 수지층(43)(광흡수재 : 검정색 안료, 모재 : 감광성 아크릴수지, 막두께 : 0.6㎛, 볼록부 또는 오목부의 폭 : 13㎛, 볼록부 또는 오목부의 높이 : 1.0㎛), 화소부에 대응하는 부분에만 배치된 반사막(44)(알루미늄, 막두께 : 100nm, 사이즈 : 88㎛ ×288㎛), 절연층(45)(아크릴계, 막두께 : 2.0㎛), 투명전극(46)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 1920개, 전극피치 : 100㎛, 전극폭 : 92㎛, 전극 간극 : 8㎛), 배향제어막(47)(폴리이미드계, 막두께 : 1OOnm)를 적층하여 구성하고 있다.

또, 다른쪽의 전극기판은 유리기판(50)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 빨강, 초록 및 파랑(시안, 마젠타 및 노랑이더라도 가능)으로 이루어지는 컬러 필터(52, 53, 54)(안료, 막두께 : 1.2㎛, 폭 : 100㎛), 평탄화막(55)(아크릴계, 막두께 : 2.0㎛), 투명전극(56)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 240개, 전극피치 : 300㎛, 전극폭 : 292㎛, 전극 간극 : 8㎛), 배향제어막(57)(폴리이미드계, 막두께 : 100nm)을 적층하여 구성하고 있다. 이들 유리기판을 폴리머비즈의 스페이서재(60)(입자직경 : 6㎛)를 개재하여 배치하고, 유리기판(40, 50) 사이에 액정(61)(시아노 PCH 및 전송유도체로 이루어지는 액정조성물, 액정두께 : 6㎛, 트위스트각 : 250°)을 봉입하고 있다. 또, 한쪽의 전극기판의 유리기판(20) 위에 소정의 위상판(63, 64) 및 편광판(62)을 배치하여 반사형 컬러액정표시소자를 구성하고 있다.

도 12는 이와 같이 구성한 액정표시소자(70)에 액정구동용 IC를 탑재한 테이프 캐리어 패키지(71) 및 구동용 외부회로(72)를 배치한 반사형 컬러액정표시장치를 나타내고 있다.

본 실시예에 의하면, 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부로 이루어지는 미세한 요철면을 갖는 수지층(41)에 검정색 안료를 분산시키고, 또한 반사막(44)을 직사각형형상으로 패터닝(patterning)하여 화소전극에 대응하는 부분에만 배치함으로써 반사전극기판에 차광기능을 부여시킴으로써, 대향기판에는 컬러필터(53, 54, 55)만을 배치한 구조의 액정두께가 균일한 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 개구율을 좌우하는 패터닝처리를 패터닝성이 좋은 금속반사막(44)과 투명전극(46, 56)만으로 함으로써, 높은 개구율의 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 컬러필터(52, 53, 54)을 삼색동시인쇄법을 이용하여 형성함으로써, 저비용으로 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있는 저비용의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

[실시예 8]

본 발명의 또다른 액정표시소자의 단면구조를 도 14에 나타낸다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 액정표시소자의 한쪽의 전극기판은 유리기판(40)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 끈형상의 볼록부 또는 오목부로 이루어지는 다수의 요철면을 갖는 수지층(43)(광흡수재 : 검정색 안료, 모재(base material) : 감광성 아크릴수지, 막두께 : 0.6㎛, 볼록부 또는 오목부의 폭 : 13㎛, 볼록부 또는 오목부의 높이 : 1.0㎛), 빨강, 초록 및 파랑(시안(cyan), 마젠타(magenta) 및 노랑이더라도 가능)으로 이루어지는 컬러필터(52, 53, 54)(안료, 막두께 : 1.2㎛, 폭 : 100㎛), 평탄화막(55)(아크릴계, 막두께 : 2.0㎛), 투명전극(46)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 240개, 전극피치 : 300㎛, 전극폭 : 292㎛, 전극 간극 : 8㎛), 배향제어막(47)(폴리이미드, 막두께 : 100nm)를 적층하여 구성하고 있다.

액정표시소자의 다른쪽의 전극기판은 유리기판(50)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 투명전극(46)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 1920개, 전극피치 : 100㎛, 전극폭 : 92㎛, 전극 간극 : 8㎛), 배향제어막(47)(폴리이미드, 막두께 : 100nm)을 적층하여 구성하고 있다.

이들 두개의 유리기판을 폴리머비즈(polymer beads)의 스페이서재(60)(입자직경 : 6㎛)를 개재하여 배치하고, 이 두개의 유리기판(40, 50) 사이에 액정(61)(시아노(cyano) PCH 및 트란유도체(transfer derivative)로 이루어지는 액정조성물, 액정두께 : 6㎛, 트위스트각 : 250°)을 봉입한다. 또, 액정표시소자의 한쪽의 유리기판(50) 위에 소정의 위상판(63, 64) 및 편광판(62)을 배치하여 반사형 컬러액정표시소자를 구성한다. 그리고, 도 12에 나타낸 바와 같이 액정표시소자(70)에 액정구동용 IC를 탑재한 테이프 캐리어 패키지(71) 및 구동용 외부회로(72)를 배치하여 반사형 컬러액정표시장치를 구성한다.

본 실시예에 의하면, 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부로 이루어지는 미세한 요철면을 갖는 수지층(43)에 검정색 안료 등을 분산하고, 또한 반사막(44)을 직사각형형상으로 패터닝하여 화소전극에 대응하는 부분에만 배치함으로써 수지층(43)에 차광층의 기능을 부여하고, 또한 상기 반사막(44) 위에 컬러필터(53, 54, 55)을 적층함으로써, 반사막(44)과 투명전극(46) 사이에 배치되야만 하는 절연층 및 차광층을 제거함으로써, 높은 개구율의 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 한쪽의 유리기판에 수지층(43), 반사막(44) 및 컬러필터(52, 53, 54)을 집약시킴으로써, 다른쪽의 유리기판에는 세밀도가 높은 신호전극을 유리기판 위에 직접 형성할 수 있으므로, 액정표시소자의 제작 수율을 향상하는 효과가 있다.

또한, 구동용 IC가 탑재된 TCP의 설치 및 수정도 용이하여, 액정소자의 제작 수율을 향상하는 효과도 있다.

본 실시예에 의하면, 컬러필터(52, 53, 54) 위에 평탄화층을 배치한다. 그러나, 상기한 삼색동시인쇄법 등을 이용하여 중합인쇄를 함으로써, 컬러필터에 평탄화기능을 부여할 수 있으므로, 평탄화막(55)이 없는 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있고, 밝고 콘트라스트가 높은 표시를 얻을 수 있는 저가의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

[실시예 9]

본 발명의 또다른 액정표시소자의 단면구조를 도 15에 나타낸다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 액정표시소자의 한쪽 전극기판은 유리기판(40)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 끈형상의 볼록부 또는 오목부로 이루어지는 다수의 요철면을 갖는 수지층(43)(광흡수재 : 검정색 안료, 모재 : 감광성 아크릴수지, 막두께 : 0.6㎛, 볼록부 또는 오목부의 폭 : 13㎛, 볼록부 또는 오목부의 높이 : 1.0㎛), 화소부에 대응하는 부분에만 배치된 반사막(44)(은, 막두께 : 100nm), 차광층(65)(황화처리에 의하여 흑화, 피치 : 100㎛ ×300㎛, 폭 : 12㎛), 빨강, 초록 및 파랑(시안, 마젠타 및 노랑이더라도 가능)으로 이루어지는 컬러필터(52, 53, 54)(안료, 막두께 : 1.2㎛, 폭 : 100㎛), 투명전극(46)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 240개, 전극피치 : 300㎛, 전극폭 : 292㎛, 전극 간극 : 8㎛), 배향제어막(57)(폴리이미드, 막두께 : 100nm)를 적층하여 구성한다.

액정표시소자의 다른쪽 전극기판은 유리기판(50)(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 투명전극(46)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 1920개, 전극피치 : 100㎛, 전극폭 : 92㎛, 전극 간극 : 8㎛), 배향제어막(47)(폴리이미드, 막두께 : 100nm)을 적층하여 구성한다.

이 두개의 유리기판을 폴리머비즈의 스페이서재(60)(입자직경 : 6㎛)를 개재하여 배치하고, 이 두개의 유리기판 사이의 간극부에 액정(61)(시아노 PCH 및 트란유도체로 이루어지는 액정조성물, 액정두께 : 6㎛, 트위스트각 : 250°)을 봉입한다. 한쪽 유리기판(50) 위에 소정의 위상판(63, 64) 및 편광판(62)을 배치하여 반사형 컬러액정표시소자를 구성한다. 도 12에 나타낸 바와 같이 액정표시소자(70)에 액정구동용 IC를 탑재한 테이프 캐리어 패키지(71) 및 구동용 외부회로(72)를 배치하여 반사형 컬러액정표시장치를 구성한다.

본 실시예에 의하면, 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부로 이루어지는 미세한 요철면을 갖는 수지층(43) 위에 형성되는 반사막(44)을 패터닝하지 않고, 황화처리 등에 의하여 차광부(블랙매트릭스부)에 대응하는 반사막부(65)만을 흑화함으로써, 반사막에 단차를 발생시키지 않고 차광기능을 부여할 수 있으므로, 컬러필터(52, 53, 54) 표면이 평탄한 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 반사막을 패터닝하지 않고, 반사막(44)의 일부분을 흑화처리에 의하여 매트릭스형상 차광층(65)을 형성하기 때문에, 높은 개구율의 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있어, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

본 실시예에 의하면, 한쪽의 유리기판에 수지층(43), 반사막(44) 및 컬러필터(52, 53, 54)을 집약시킴으로써, 다른쪽의 유리기판에는 세밀도가 높은 투명전극(46)을 직접 형성할 수 있으므로, 액정표시소자의 제작 수율을 향상하는 효과가 있다.

본 실시예에 의하면, 컬러필터(52, 53)을 전술한 삼색동시인쇄법을 이용하여 중합인쇄를 함으로써 컬러필터 표면의 단차를 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 저비용으로 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 표시할 수 있는 저가의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

[실시예 10]

다음으로, 본 발명의 반사형 액정표시소자 및 반사형 액정표시장치의 제법을 도 16의 개략단면 세트도에 의거하여 설명한다.

공정 (a) : 끈형상의 요철부가 표면에 형성된 지지체가 되는 고분자의 베이스필름(42)(폴리에틸렌텔레프탈레이트, 막두께 : 50㎛, 오목부피치 : 약 13㎛, 오목부깊이 : 1.0㎛) 위에 검정색 안료가 분산된 아크릴수지로 이루어지는 수지층(43)(에폭시계 수지 또는 아미도계 수지이더라도 가능, 수지층은 감광성 또는 비감광성 모두 가능)을 도포(막두께 : 1.5㎛)하고, 건조후, 수지층(43) 위에 보호필름(도시생략, 폴리에틸렌, 막두께 : 6㎛)을 제공하여 전사필름을 준비한다.

상기 전사필름(41)을 유리기판(40)(소다유리, 판두께 : 0.7mm)에 라미네이터(laminator)(48)(기판온도 : 100℃, 롤온도 : 100℃, 롤압력 : 6kg/cm², 이송속도 : 0.5m/분)를 이용하여 전사하고, 이어서 본경화(main curing)(240℃/30분)를 행하고, 고분자의 베이스필름(42)을 벗겨 다수의 요철부를 갖는 수지층(43)을 형성한다.

공정 (b) : 다수의 요철부를 갖는 수지층(43) 위에 알루미늄의 반사막(44)(은이라도 가능, 막두께 : 1OOnm)을 형성한다.

공정 (c) : 상기 반사막(44) 위에 감광성 수지(49)(비감광성 수지이더라도 가능, 막두께 : 1.5㎛)를 도포후, 포토마스크(58)를 이용하여 상기 감광성 수지(49)에 자외선(59)을 노광한다.

공정 (d) : 상기 감광성 수지(49) 및 상기 반사막(44)을 소정의 현상조건으로 현상하여, 직사각형형상의 반사막(44)(알루미늄, 막두께 : 100nm, 사이즈 : 288㎛ ×88㎛, 간극 : 12㎛)을 형성하고, 절연층(45)(아크릴계 수지), 투명전극(46)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 640개, 전극피치 : 100㎛, 전극폭 : 88㎛, 전극간 간극 : 12㎛의 신호전극), 배향제어막(47)(폴리이미드, 막두께 : 700nm)을 한쪽의 전극기판상에 형성한다.

공정 (e) : 다른쪽의 유리기판(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 감광성 수지의 착색층(52)을 도포한 후, 감광성 수지의 착색층(52)에 컬러필터용 포토마스크(58)를 거쳐 자외선(59)을 노광한다.

공정 (f) : 상기 감광성 컬러필터(51)를 소정의 현상조건으로 현상하여, 빨강, 초록 및 파랑(노랑, 시안 및 마젠타이더라도 가능) 중 어느 하나의 컬러필터(52)를 형성한다.

공정 (g) : 상기 컬러필터(52)와 동일한 공정을 반복함으로써 컬러필터(53) 및 컬러필터(54)를 형성한다.

공정 (h) : 상기 컬러필터(52, 53, 54) 위에 평탄화막(55)(감광성 수지 또는 비감광성수지중 어느하나이더라도 가능, 막두께 : 2.5㎛)을 형성한 후, 그 위에 투명전극(56)(ITO, 막두께 : 260nm, 전극수 : 240개, 전극피치 : 300㎛, 전극폭 : 288㎛, 전극간 간극 : 12㎛의 주사전극) 및 배향제어막(42)(폴리이미드그룹, 막두께 : 70nm)을 형성한다.

공정 (i) : 상기 두개의 전극기판중 상기 (a)∼(d)의 제법공정에 의하여 형성한 한쪽의 전극기판과, 상기 (e)∼(i)의 제법공정에 의하여 형성한 다른쪽의 전극기판을, 서로의 투명전극(46, 56)이 대향하도록 배치하고, 액정(61)의 두께와 동일한 입자크기를 가지는 폴리머비즈의 스페이서재(60)(입자직경 : 6㎛)를 개재하여 조합한다.

이어서, 기판 주변에 형성된 상기 스페이서재가 분산되어 있는 에폭시수지로 만들어진 밀봉재로 양 전극기판을 밀봉하고, 상기 두개의 전극기판 간극에 액정(61)(시아노 PCH 및 트란유도체로 이루어지는 액정조성물, 굴절율이방성 △n : 0.133, 트위스트각 : 250°) 봉입하고, 상기 간극을 밀봉(감광성 아크릴수지 또는 감광성 에폭시수지)함으로써 반사형 컬러액정표시소자를 제작하였다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 반사형 컬러액정표시소자의 유리기판(50) 위에 소정의 위상판(63, 64), 편광판(62)을 배치하여 반사형 컬러액정표시소자를 제작하였다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 반사형 컬러액정표시소자(70)에 액정구동용 IC를 탑재한 테이프 캐리어 패키지(71)와 구동용 외부회로(72)를 설치하여 반사형 컬러액정표시장치를 제작하였다.

[실시예 11]

다음으로, 본 발명의 다른 반사형 액정표시소자 및 반사형 액정표시장치의 제법을 도 17의 개략단면 세트도에 의거하여 설명한다.

공정 (a) : 끈형상의 요철부가 표면에 형성된 지지체가 되는 고분자의 레지스트필름(resist film)(42)(폴리에틸렌텔레프탈레이트, 막두께 : 50㎛, 오목부피치 : 약 13㎛, 오목부깊이 : 1.0㎛) 위에 검정색 안료가 분산된 아크릴수지로 이루어지는 수지층(43)(에폭시계 수지 또는 아미도계 수지이더라도 가능, 수지층은 감광성 또는 비감광성 모두 가능)을 도포(막두께 : 1.5㎛)하고, 상기 수지를 건조후, 상기 수지층(43) 위에 보호필름(도시생략, 폴리에틸렌, 막두께 : 6㎛)을 제공하여 전사필름을 준비한다.

상기 전사필름(41)을 유리기판(40)(소다유리, 판두께 : 0.7mm)에 라미네이터(48)(기판온도 : 100℃, 롤온도 : 100℃, 롤압력 : 6kg/cm², 이송속도 : 0.5m/분)을 이용하여 전사하고, 이어서 본경화(240℃/30분)를 행하고, 고분자의 레지스트필름(42)을 벗겨 다수의 요철부를 갖는 수지층(43)을 형성한다.

공정 (b) : 다수의 요철부를 갖는 수지층(43) 표면위에 알루미늄의 반사막(44)(은이더라도 가능, 막두께 : 1OOnm)을 형성한다.

공정 (c) : 상기 반사막(44) 위에 감광성 수지(49)(비감광성 수지이더라도 가능, 막두께 : 1.5㎛)를 도포한후, 포토마스크(58)를 이용하여 상기 감광성 수지(49)에 자외선(59)을 노광한다.

공정 (d) : 상기 감광성 수지(49) 및 상기 반사막(44)을 소정의 현상조건으로 현상하여, 직사각형형상의 반사막(44)(알루미늄, 막두께 : 100nm, 사이즈 : 288㎛ ×88㎛, 간극 : 12㎛)을 형성하고, 절연층(45)(아크릴계 수지), 투명전극(46)(ITO막, 막두께 : 260nm, 전극수 : 640개, 전극피치 : 100㎛, 전극폭 : 88㎛, 전극간 간극 : 12㎛의 신호전극), 배향제어막(17)(폴리이미드, 막두께 : 700nm)을 한쪽의 전극기판상에 형성한다.

공정 (e) : 다른쪽의 유리기판(소다유리, 판두께 : 0.7mm) 위에 감광성 수지의 착색층(52)을 도포한 후, 감광성 수지의 착색층(52)에 컬러필터용 포토마스크(58)를 통해 자외선(59)을 노광한다.

공정 (f) : 상기 감광성 수지의 컬러필터(51)를 소정의 현상조건으로 현상하여, 빨강, 초록 및 파랑(노랑, 시안 및 마젠타이더라도 가능) 중 어느 하나의 컬러필터(52)을 형성한다.

공정 (g) : 상기 컬러필터(52)와 동일한 공정을 반복함으로써 컬러필터(53) 및 컬러필터(54)을 형성한다.

공정 (h) : 상기 컬러필터(52, 53, 54) 위에 평탄화막(55)(감광성 수지 또는 비감광성 수지중 어느하나이더라도 가능, 막두께 : 2.5㎛)을 형성한후, 그 위에 투명전극(56)(ITO, 막두께 : 260nm, 전극수 : 240개, 전극피치 : 300㎛, 전극폭 : 288㎛, 전극간 간극 : 12㎛의 주사전극) 및 배향제어막(57)(폴리이미드그룹, 막두께 : 70nm)을 형성한다.

공정 (i) : 상기 두개의 전극기판중 상기 (a)∼(d)의 제법공정에 의하여 형성한 한쪽의 전극기판과, 상기 (e)∼(i)의 제법공정에 의하여 형성한 다른쪽의 전극기판을 서로의 투명전극(46, 56)이 대향하도록 배치하고, 액정(61)의 두께와 동일한 입자크기를 가지는 폴리머비즈의 스페이서재(60)(입자직경 : 6㎛)를 개재하여 조합한다.

이어서, 기판 주변에 형성된 상기 스페이서재가 분산되어 있는 에폭시수지로 만들어진 밀봉재로 양 전극기판을 밀봉하고 상기 두개의 전극기판 간극에 액정(61)(시아노 PCH 및 트란유도체로 이루어지는 액정조성물, 굴절율이방성 △n : 0.133, 트위스트각 : 250°) 봉입하고, 상기 간극을 밀봉(감광성 아크릴수지 또는 감광성 에폭시수지)함으로써 반사형 컬러액정표시소자를 제작하였다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 상기 반사형 컬러액정표시소자(70)에 액정구동용 IC를 탑재한 테이프 캐리어 패키지(71)나 구동용 외부회로(72)를 설치하여 반사형 컬러액정표시장치를 제작하였다.

본 실시예에서는 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부에 의한 미세한 요철면을 갖는 수지층을 저비용화에 유리한 전사법에 의하여 형성하였으나, 인쇄법이나 포토리소그래피법 등으로 형성하더라도 동일한 수지층을 얻을 수 있다. 본 발명은 끈형상의 패턴으로 미세한 요철면을 형성하는 것이 특징이며, 본 발명은 상기 요철면의 제법으로 한정되지는 않는다.

본 실시예에서는 반사막으로서 막두께가 100nm인 알루미늄막, 차광막으로서 막두께가 100nm인 크롬막을 형성하였으나, 반사막 및 차광막의 재료 등은 목적에 따라 선택할 수 있다.

상기 평탄화막(55)의 채용은 목적에 맞추어 임의적이다. 예를 들어, 상기 평탄화막을 유효표시영역에만 형성한다면, 액정구동용 IC가 탑재된 TCP를 설치하는것이 보다 유리해진다.

전술한 바와 같이, 끈형상의 볼록부 및 오목부로 이루어지는 무질서하게 배치된 매끄러운 요철반사면을 갖는 반사판을 내장함으로써, 입사하는 빛을 관찰자쪽에 집광시키기 위한 볼록부 및 오목부를 소정의 영역 내에 가장 조밀해지도록 배치할 수 있으므로, 빛의 간섭에 의하여 착색되지 않는 밝은 화상을 얻을 수 있는 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 끈형상의 볼록부 또는 오목부가 연속되고 무질서하게 배치되거나, 또는 끈형상의 볼록부와 오목부가 번갈아 무질서하게 배치된 매끄러운 요철반사면을 갖는 반사판을 내장함으로써, 모든 방향으로부터 입사하는 빛을 관찰자방향으로 집광시킬 수 있을 뿐만 아니라, 정반사광성분을 발생시키는 평탄한 부분을 적게 할 수 있는 구조로 이루어지므로, 빛의 간섭에 의하여 착색되지 않는 밝은 화상을 얻을 수 있는 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.

평탄화를 생각하였을 경우에는, 끈형상의 볼록부 또는 오목부가 연속되고 무질서하게 배치된 경우쪽이, 볼록부 또는 오목부의 어느 한쪽의 높이만을 생각하면 되므로, 끈형상의 볼록부와 오목부가 번갈아 무질서하게 배치된 경우보다 바람직하다.

끈형상의 볼록부 또는 오목부가 연속되고 무질서하게 배치되었을 경우보다, 끈형상의 볼록부와 오목부가 번갈아 무질서하게 배치된 경우쪽이 정반사광성분을 발생시키는 평탄한 부분을 감소시킬 능력이 있다.

각 방향에 있어서의 끈형상의 볼록부와 오목부의 길이성분이 대략 같아지도록 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부의 패턴을 제어함으로써, 모든 방향으로부터 입사하는 빛을 관찰자방향으로 집광시킬 수 있는 반사막을 형성할 수 있으므로, 밝은 화상을 얻을 수 있는 저가의 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.

각 방향에 있어서의 끈형상의 볼록부와 오목부의 길이성분이 서로 다르도록 끈형상의 볼록부 또는 끈형상의 오목부의 패턴을 제어함으로써, 특정 방향으로부터 입사하는 빛을 관찰자방향으로 효율적으로 집광시킬 수 있는 반사막을 형성할 수 있으므로, 밝은 화상을 얻을 수 있는 저가의 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.

단면형상의 경사각분포가 대략 좌우대칭인 끈형상 볼록부 및 끈형상 오목부를 갖는 반사판을 내장함으로써 끈형상 볼록부 및 오목부의 패턴형성이 용이해지므로, 밝은 화상을 얻을 수 있는 반사형 액정표시장치를 저비용으로 제공할 수 있다.

끈형상 볼록부 또는 끈형상 오목부로 이루어지는 매끄러운 요철면을 갖는 수지층을 검정색 안료 등에 의하여 착색하고, 반사층을 착색층의 도트사이즈(dot size)에 대응하도록 직사각형형상으로 패터닝하는 구조로 함으로써 높은 개구율의 반사형 액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 밝은 화상을 얻을 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

반사막과 컬러필터를 동일기판 위에 형성하고, 다른쪽의 유리기판에 세밀도가 높은 신호전극을 유리기판 위에 직접 형성함으로써, 전극형성 및 액정구동용 IC가 탑재된 TCP의 설치 및 수정을 높은 제조 수율로 행할 수 있는 액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 콘트라스트가 높고 밝은 화상을 얻을 수 있는 저비용의 반사형 액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 차광층에 대응하는 부분의 반사막에 흑화 처리 등의 수법으로 차광기능을 부여함으로써, 비개구부로부터의 불필요한 반사광을 대폭 저감할 수 있으므로, 콘트라스트가 높고 밝은 화상을 얻을 수 있는 반사형 액정표시장치를 저비용으로 달성할 수 있다.

본 실시예에서는 폴리머비즈의 스페이서를 사용하나, 기둥형상의 스페이서를 사용해도 된다.

본 발명에 의하면,

(1) 컬러필터의 도트사이즈에 대응하도록 확산반사막의 반사층을 패터닝할 뿐만 아니라, 반사층 아래의 요철을 갖는 수지층을 검정색으로 함으로써 비개구부에 대한 입사광을 흡수하여 비개구부로부터의 불필요한 반사광을 제거할 수 있으므로, 콘트라스트가 높은 화상을 얻을 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

(2) 컬러필터의 도트사이즈에 대응하도록 확산반사막의 반사층을 패터닝할 뿐만 아니라, 반사층 아래의 요철을 갖는 수지층에 차광기능을 부여함으로써 상기 반사층 위에 형성되는 차광층이 불필요한 높은 개구율의 반사형 컬러액정표시소자를 제작할 수 있으므로, 밝고 콘트라스트가 높은 화상을 얻을 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

(3) 확산반사막과 컬러필터를 동일기판에 형성함으로써 다른쪽의 유리기판에 세밀도가 높은 신호전극을 유리기판 위에 직접 형성할 수 있으므로, 전극형성 및 액정구동용 IC가 탑재된 TCP의 설치 및 수정이 높은 수율로 액정표시소자를 제작할 수 있고, 콘트라스트가 높고 밝은 화상을 얻을 수 있는 저비용의 반사형 컬러액정표시장치를 제공할 수 있다.

(4) 컬러필터의 도트사이즈에 대응하도록 확산반사막의 반사층을 패터닝하여 개구부에 대응하는 부분에만 직사각형형상의 반사층을 형성하는 동시에, 반사층 간극부에 반사막과 대략 동일한 두께의 차광막을 구비함으로써, 비개구부로부터의 불필요한 반사광을 대폭 저감할 수 있으므로, 콘트라스트가 높고 밝은 화상을 얻을 수 있는 반사형 컬러액정표시장치를 저비용으로 달성할 수 있다.

Claims

유리기판 위에 복수의 볼록부 또는 오목부가 임의로 배치된 수지층이 형성되어 있고, 상기 수지층상에 반사층, 컬러필터, 투명전극 및 배향제어막이 순차적으로 적층형성된 한쪽의 전극기판과;

유리기판 위에 투명전극과 배향제어막이 적층형성되고, 상기 배향제어막이 또 한쪽의 전극기판의 배향제어막과 대향하도록 배치되어 있는 또 한쪽의 전극기판; 및

상기 양 전극기판 간극부에 액정성분을 채움으로써 형성되는 액정층으로 이루어지는 반사형 액정표시장치에 있어서,

상기 수지층이 착색되고 개구부에 대응하는 부분에만 형성되는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러액정표시장치.
제 1항에 있어서,

상기 수지층이 검정색으로 착색된 것을 특징으로 하는 반사형 컬러액정표시장치.
제 2항에 있어서,

상기 검정색수지층의 광학농도가 3 이하인 것을 특징으로 하는 반사형 컬러액정표시장치.
유리기판 위에 복수의 볼록부 또는 오목부가 임의로 배치된 수지층이 형성되어 있고, 상기 수지층 위에 전극 겸 반사층 및 평탄화층 겸 배향제어막이 순차적으로 적층형성된 한쪽의 전극기판과;

유리기판위에 컬러필터, 투명전극 및 배향제어막이 순차적으로 적층형성되고, 상기 배향제어막이 또 한쪽의 전극기판상의 배향제어막과 대향하도록 배치되어 있는 또 한쪽의 전극기판과;

상기 양 전극기판 간극부에 액정성분을 채움으로써 형성되는 액정층을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반사형 컬러액정표시장치.
제 4항에 있어서,

상기 수지층이 검정색으로 착색된 것을 특징으로 하는 반사형 컬러액정표시장치.
제 5항에 있어서,

상기 검정색수지층의 광학농도가 3 이하인 것을 특징으로 하는 반사형 컬러액정표시장치.
유리기판 위에 수지층, 반사층, 절연층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 1 기판과;

유리기판 위에 차광층, 컬러필터, 평탄화층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 2 기판과;

상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재되는 액정을 포함하여 이루어지는 반사형 액정표시장치에 있어서,

상기 수지층은 곡선으로 형성된 볼록형상 또는 오목형상의 패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
유리기판 위에 반사층, 절연층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 1 기판과;

유리기판 위에 차광층, 컬러필터, 평탄화층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 2 기판과;

상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재된 액정을 포함하여 이루어지는 반사형 액정표시장치에 있어서,

상기 제 1 기판은 상기 유리기판과 상기 반사층 사이에 형성된 수지층을 가지고, 상기 수지층은 곡선으로 형성된 볼록형상 및 오목형상의 패턴을 가지며, 상기 볼록형상의 패턴과 오목형상의 패턴이 번갈아 배치된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
유리기판 위에 수지층, 반사층, 절연층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 1 기판과;

유리기판 위에 차광층, 컬러필터, 평탄화층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 2 기판과;

상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재된 액정을 포함하여 이루어지는 반사형 액정표시장치에 있어서,

상기 수지층은 볼록형상 또는 오목형상의 패턴을 가지고, 상기 수지층의 각 방향에 있어서의 상기 볼록부 또는 오목부의 길이의 총합이 대략 서로 같은 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
유리기판 위에 수지층, 반사층, 절연층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 1 기판과;

유리기판 위에 차광층, 컬러필터, 평탄화층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 2 기판과;

상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재된 액정을 포함하여 이루어지는 반사형 액정표시장치에 있어서,

상기 수지층은 볼록형상 또는 오목형상의 패턴을 가지고, 상기 수지층의 각 방향에 있어서의 상기 볼록부 또는 오목부의 길이의 총합이 서로 다른 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
유리기판 위에 수지층, 반사층, 절연층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 1 기판과;

유리기판 위에 차광층, 컬러필터, 평탄화층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 2 기판과;

상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재된 액정을 포함하는 반사형 액정표시장치에 있어서,

상기 수지층은 대략 일정한 폭을 갖는 곡선으로 형성된 볼록형상 또는 오목형상의 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
유리기판 위에 수지층, 반사층, 절연층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한 제 1 기판과;

유리기판 위에 차광층, 컬러필터, 평탄화층, 투명전극 및 배향제어막을 형성한제 2 기판과;

상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재된 액정을 포함하는 반사형 액정표시장치에 있어서,

상기 수지층은 상기 볼록부 또는 오목부의 단면형상의 경사각분포가 대략 좌우대칭이 되도록 곡선으로 형성된 볼록형상 또는 오목형상의 패턴을 갖는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
제 7 항 내지 제 12 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 곡선으로 형성된 볼록형상 또는 오목형상의 패턴은 스피노달분해의 해석시뮬레이션에 의하여 생성된 패턴 또는 스피노달분해에 의하여 직접 생성된 패턴인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.