KR20060079241A - 액정 패널, 그 제조 방법, 및 그 액정 패널을 사용한 전자디바이스 - Google Patents

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KR20060079241A
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이치로 후지에다
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노보루 오시마
요시키 마츠오카
도시마사 에구치
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요시유키 오노
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모토유키 스즈키
아키미츠 츠쿠다
노리마사 세키네
야스오 츠루오카
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다이니폰 인사츠 가부시키가이샤
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스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
코니카 미놀타 홀딩스 가부시키가이샤
스미또모 베이크라이트 가부시키가이샤
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Abstract

반투과형 액정 패널은 어두운 장소와 밝은 장소 모두에서 선명한 이미지를 제공할 수 있는 유용한 휴대용 디스플레이 디바이스이다. 그러나, 단일의 투과형/반사형 액정 패널의 이점을 추구하면서, 저전력 소모의 경량, 고내구성의 디스플레이 디바이스가 필요하였다.
본 발명에 따르면, 적어도 서로 대향하는 투명 제 1 전극과 투명 제 2 전극 사이에 액정층이 샌드위치된 제 1 기판 상에 형성된 액정 디바이스와 적어도 서로 대향하는 광학적으로 불투명한 제 3 전극과 투명한 제 4 전극 사이에 박막 평면 발광 디바이스가 샌드위치된 제 2 기판 상에 형성된 액정 디바이스의 배면 발광원을 구비하고, 여기서, 제 3 전극은 제 2 기판의 측면에 배치된 반사막이고, 이는 상기 액정층을 통해 액정층으로 입사하는 외광을 반사하고; 제 4 전극은 제 2 전극과 대향하도록 배치되고, 제 4 전극과 제 2 전극 사이에 샌드위치된 절연막은 제 4 전극 상에 연속적으로 형성된 막인, 배면 발광원을 구비한 액정 패널이 제공된다.
액정 패널, 액정 디바이스,

Description

액정 패널, 그 제조 방법, 및 그 액정 패널을 사용한 전자 디바이스{LIQUID CRYSTAL PANEL, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC DEVICE USING THE LIQUID CRYSTAL PANEL}
기술분야
본 발명은 액정 패널, 그 제조 방법 및 액정 패널을 장착한 전자 디바이스에 관한 것이다.
배경기술
최근 정보화 사회의 발달에 따라, 정보 디바이스에서 이미지 장치로 통상 사용되던 종래의 CRT (음극선 튜브 ; Cathode Ray Tube) 디스플레이는 그 큰 사이즈로 인해 평면 디스플레이로 대체되었다.
정보 디바이스의 애플리케이션은 실내 거치형에서 휴대형으로 그 용도가 확대되었다. 거치형에 비해 휴대형 정보 디바이스는 다양한 상황에서 사용된다.
공지의 평면 디스플레이는 플라즈마 디스플레이, 액정 디스플레이 및 유기 EL 디스플레이 (Organic Light Emitted Display) 를 포함한다. 플라즈마 디스플레이는 그 동작 원리로부터 높은 전압을 요구하기 때문에 휴대형 디바이스에 적합하지 않은 반면, 저전력 소모로 동작하는 액정 디스플레이와 유기 EL 디스플레이는 이동 디바이스에 적합하다. 현재 액정 디스플레이가 주류이지만, 그 선명한 영상으로 인해 유기 EL 디스플레이가 증가할 것으로 예상된다.
유기 EL 디스플레이와 액정 디스플레이는 각각의 픽셀이 구동을 위한 능동 디바이스를 장착한 "액티브구동형 (active driving types)" 과 "픽셀이 두 그룹의 직교 전극에 의해 구동되는 "단순매트릭스형 (simple matrix types)" 으로 분류된다. 액티브구동형은 단순매트릭스형에 비해 응답 시간을 비약적으로 감소시킬 수 있고, 다수 픽셀의 동화상 표시를 가능하게 한다. 또한, 콘트래스트와 그라데이션과 같은 이미지-품질 요소를 더욱 정밀하게 제어할 수 있다. 그 결과로서, 액티브구동형은 현재 주류의 구동 시스템이다.
액정 디스플레이는 세 그룹, 즉 투과형, 반사형 및 반투과형으로 분류될 수 있고, 여기서 픽셀전극은 광을 각각 투과, 반사 또는 부분적으로 투과 및 부분적으로 반사시킨다.
디바이스가 거치형으로서 실내용으로만 사용되는 경우, 이미지는 투과형 액정 디스플레이 또는 유기 EL 디스플레이에서 선명하다. 그러나, 자발광 (自發光) 강도보다 더 밝은 옥외에서는 화상 콘트래스트가 열화되어, 이미지가 희미해지는 결점이 있다. 옥외에서의 콘트래스트 열화를 방지하기 위해 광원을 강화하면, 실내에서 대즐링 (dazzling) 이 발생하고, 전력 소모가 증대된다.
반면, 반사형 액정 디스플레이는 외광 (outside light) 을 반사시켜 이미지를 디스플레이하기 때문에 더 높은 옥외 가시성의 장점을 구비하지만, 어두운 장소에서는 이미지가 희미해지는 결점이 있다. 프론트 라이트 (front light) 를 도입함으로써 문제가 개선될 수 있지만, 프론트 라이트는 전체 디스플레이를 고르게 조사할 수 없다는 결점이 있다.
투과형과 반사형의 이점을 구비한 액정 디스플레이로서 반투과형 액정 디스플레이가 있다. 반투과형 액정 디스플레이는 외광과 백라이트 (backlight) 를 모두 이용하여 표시하기 때문에, 픽셀전극을 반투과성으로 하거나 개구를 형성함으로써, 옥외 및 실내 장소에서 가시성을 확보할수 있다. 현재 대부분의 휴대용 정보 단말기에서 반투과성 액정 패널이 사용된다.
그러나, 반투과형 액정 디스플레이에서의 이미지는 어두운 장소에서 투과성 액정 디스플레이 또는 유기 EL 디스플레이에서의 이미지보다 열악하고, 밝은 장소에서는 반사형 액정 디스플레이보다 열악하다. 따라서, 그것을 휴대용 정보 단말기에 사용하기 위해서는 이미지 품질을 더 향상시킬 필요가 있다.
또한, 예를 들면 다양한 장소에서 사용되는 셀 폰 및 PDA (Personal Digital Assistant), 디지털 카메라 및 디지털 비디오 카메라 등과 같은 정보 단말기를 포함하는 개인용 및 상업용 애플리케이션에서 디스플레이가 사용된다. 따라서, 그러한 디스플레이 장치는 견고할 필요가 있다.
휴대용 디바이스에 사용되는 디스플레이 패널에 필요한 특성에는 상기 설명된 이미지 품질 이외에 화면 사이즈, 패널 두께, 및 전력 소모 등을 포함한다.
견고함은 더 얇은 패널을 초래한다. 내충격성의 기판을 사용할 필요가 있다. 패널의 두께 면에서, 유기 EL 디스플레이는 원리적으로 하나의 기판의 두께만큼 얇아질 수 있다. 반면, 액정 디스플레이 패널에서는, 반사형 액정 디스플레이는 두 개의 기판 두께까지 얇게 될 수 있고, 투과형/반투과형 액정 디스플레이는 백라이트를 필요로 하므로 불가피하게 이보다 더 두꺼울 수밖에 없다.
다른 한편으로는, 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터 (poly-Si TFT) 기술을 이용하여, 종래 외부 디바이스로서 제공되는 구동회로 및 픽셀용 트랜지스터를 유리 기판 상에 형성함으로써, 소형화, 견고성, 소비전력의 향상이 시도되었다.
도 8 에서는 종래 반투과성 액정 디스플레이 패널의 단면도를 도시한다. 액정 패널은 도 8 의 상반부에 도시된 바와 같이, 액정이 두 개의 기판 사이에 샌드위치된 구성을 하고 있다. 하나의 기판 (312) 의 일측면 상에 TFT (311) 및 픽셀 전극 (310) 을 구비하는 픽셀이 규칙적으로 배열되고, TFT (311) 구동 신호를 전송하기 위한 배선이 형성된다. 픽셀 전극 (310) 은 반투과성 소재로 만들어진다.
픽셀 전극 (310) 은 30~70% 의 투과율 (통상적으로는 70%의 투과율) 을 구비하도록 설계된다.
다른 기판 (304) 의 일측면 상에는, 컬러 필터 (305) 가 배치된다. 컬러 필터 (305) 는 적, 녹 및 청의 컬러 필터 유닛과 차광을 위한 블랙 매트릭스 (black matrix) 로 구성된다. 블랙 매트릭스 (BM) 가 픽셀 전극 사이의 경계를 향하도록 배치되는 반면, 적, 녹 및 청의 컬러 필터 유닛은 픽셀 전극 (310) 을 향하도록 배치된다. 투명 전극은 컬러 필터 (305) 를 커버하도록 형성된다. 두 유리 기판 (304, 312) 의 표면 상에 액정이 원하는 방향으로 배향 (配向) 하도록 배향막 (配向膜 ; 307, 309) 이 각각 형성된다. 이 두 개의 기판은 기판의 주변부에 배치되는 실링재 (sealing material ; B) 로 고정된다. 액정은 이들 두 개의 기판 사이의 간격을 채운다.
액정을 샌드위치시키는 이들 두 개의 유리 기판 (304, 312) 의 각각의 외측 표면에는, 다양한 광학 기능을 갖는 필름 기판이 접착된다. 도 8 에서, 두 개의 필름 기판, 즉 편광판 (직선 편광판) (302, 314) 및 위상차막 (1/4 파장판) (303, 313) 이 입사광을 원형-편광으로 변환하기 위해 적층된다. 또한, 외광의 반사를 방지하기 위해 반사방지판 (301) 이 제공된다.
실링재 (B) 를 도포할 때, 나중의 액정 주입을 위해 개구부가 남겨진다. 이들 두 유리 기판 (304, 312) 사이에 일정 간격을 유지하기 위해 소정의 공간 거리 (예를 들어, 3 μm ~ 6μm) 에 대응되는 스페이서 (spacer) 가 분포된다. 스페이서는 픽셀 전극보다 상당히 더 작다. 이것을 일정 하중 하에 소성시킨 후에, 실링재의 개구부 (미도시) 로부터 액정 (308) 이 주입된다. 마지막으로, 실링재 (B) 의 개구부는 UV-경화재로 봉해지고, 액정 패널이 완성된다.
도 8 의 하반부는 백라이트의 구성을 도시한다. 백라이트는 램프 및 발광 다이오드 (light-emitting diode ; LED) 와 같은 백색광을 방출하는 광원 (C), 도광체 (導光體 ; 317), 반사판 (318), 확산시트 (diffusion sheet ; 316) 및 시야각 조정시트 (315) 로 이루어진다.
이들 구성요소의 구성은 백라이트가 가능한 한 일평면 발광체로서 동작하도록, 그리고 광원 (C) 으로부터의 광을 가능한 한 효율적으로 액정 패널 방향으로 유도하도록 최적화된다. 통상적으로, 도광체 (317) 는, 예를 들면, 1.0 mm 의 두께로 폴리메틸 메타크릴레이트 (polymethyl methacrylate ; PMMA) 로 만들어지는 투명 플라스틱 기판이다. 반사판 (318), 확산시트 (316) 및 시야각 조정시트 (315) 는 각각의 광학 기능을 다하기 위해 가공된다. 따라서, 도 8 의 백라이트 구성요소의 전체 두께는 2.0 mm 정도이다.
도 8 을 참조하여 반투과형 액정 디스플레이의, 투과형 액정 디스플레이로서의 동작이 설명될 것이다.
광원 (C) 으로부터의 백색광은 도광체 (317) 로 입사되고, 반사판 (318) 에 의해 그 경로를 변경한 다음, 확산시트 (316) 에 의해 확산된다. 확산된 광은 시야각 조정시트 (315) 에 의해 조절되어 원하는 지향성을 가지게 되며, 그 다음 액정 패널에 도달하게 된다.
이 광은 무편광 상태이지만, 오직 일 직선편광만이 액정 패널의 직선 편광판 (312) 을 투과한다. 이 직선 편광된 광은 위상차막 (1/4 파장판) (311) 에 의해 원형 편광으로 변환되고, 기판 (303), 반투명 재료로 이루어진 픽셀 전극 (310), 마지막으로 액정층으로 순차적으로 투과된다.
액정 분자의 배향상태는 픽셀 전극 (310) 과 대향 투명 전극 (대향 전극) (306) 사이의 전위차의 존재에 의존하여 제어된다. 즉, 극단적인 배향상태에서, 도 8 의 하반부로부터 입사되는 원형 편광은 그 상태대로 액정층 (308), 그 다음 투명 전극 (306) 을 투과한다. 그 다음, 특정 파장을 갖는 광은 컬러 필터를 투과하여 위상차막 (1/4 파장판) (303) 에 도달한다. 따라서, 그것은 실질적으로 편광판 (직선 편광판) (302) 을 완전히 통과한다. 따라서, 그 픽셀은 컬러 필터에 의해 결정된 색을 가장 선명하게 표시한다.
반면, 또 다른 극단적인 배향상태에서, 액정층을 통과하는 광의 편광상태는 변화되고, 컬러 필터를 통과하는 광은 위상차막 (1/4 파장판) (303) 과 편광판 (직선 편광판) (302) 에 의해 실질적으로 완전히 흡수된다. 따라서 픽셀은 흑색을 표시한다. 이들 두 상태 사이의 중간의 배향상태에서는, 광은 부분적으로 투과되고, 픽셀은 중간색을 표시한다.
다음으로, 반투과형 액정 디스플레이의 반사형 액정 디스플레이로서의 동작이 설명될 것이다.
외광이 도 8 의 상반부로부터 액정 패널에 입사할 때, 편광판 (직선 편광판) (302) 및 위상차막 (1/4 파장판) (303) 을 투과한 원형 편광은 액정층을 통과한다. 그 다음, 그 광 에너지의 30% 가 픽셀 전극에 의해 반사되어 표시에 이용된다. 따라서, 디스플레이는 반사형 액정 디스플레이처럼 동작한다.
종래의 투과형/반투과형 액정 디스플레이는 백라이트를 사용하기 때문에 두껍고 무거웠다. 이 문제를 해결하기 위해, 유기 EL 을 사용한 구성이 제안되었다.
일본 특허출원 제 2000-29034 호 및 제 2002-98957 호는 백라이트로서 유기 EL 을 사용하는 구성을 개시하였고, 이는 도 9 를 참조하여 이하 설명될 것이다.
일본 특허출원 제 2000-29034 호는, 종래의 소성 공정에 의해 배향막 (oriented film) 을 형성하는 동안 유기 EL 의 열화방지를 위해 미리 배향처리된 배향막 (323) 이 표시구동기판 (321) 및 대향 기판 (322) 으로 적층된다는 것을 설명하고 있다. 그러한 적층은, 종래의 소성 공정에 의해 배향막을 형성하는 동안 고온에 노출됨으로써 유기 EL 이 열화되는 것을 방지할 수 있다.
도 9a 의 액정 디스플레이는 다음과 같이 제조된다. 우선, 별개의 공정으로 제조된 TFT 어레이 기판 (621) 과 면발광체를 구비한 대향 기판 (622) 이 적층된다. 그 다음, 폴리머 필름에 액정 조성물 (624) 에 대한 배향기능을 제공하기 위해, 제품은 통상의 러빙 (rubbing) 처리에 투입되고, 배향막 (623) 을 형성하게 된다. 그 다음, 대향 기판 (622) 에 대한 배향막 (623) 과 TFT 어레이 기판 (621) 은 서로 대향하도록 배치된다. 그 다음, 그들 사이의 공간은 액정 조성물 (624) 로 채워진다.
도 9a 의 구조에서, 유기 필름은 도 8 에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따라 배향막으로 적층되고, 백라이트는 유기 EL 로 대체된다. 유기 EL 을 형성하기 위한 기판이 필요하지만, 종래의 도광판이 수 mm 의 두께인 반면, 유기 EL 을 구성하는 발광부는 얇다. 따라서, 0.4 mm 정도의 유리 기판 두께로 박막화될 수 있다.
일본 특허출원 제 2000-98957 호는 투광형 액정 패널에서, 막 두께와 중량을 감소시키기 위해 백라이트로 종래의 형광관 방식 대신 유기 EL 발광 디바이스가 사용되었다. 도 9b 는 그 구조를 도시한다.
액정 디스플레이 패널은 제 1 전극기판 (350), 제 2 전극기판 (360) 및 이들 기판 사이의 액정층 (380) 을 구비한다.
제 1 전극기판 (350) 은 투명 유리 기판 (351) 으로 구성되며, 액정층 (380) 에 접하는 표면은 주사선 (352), 신호선 (353 ; 미도시), 픽셀 전극 (354), TFT (355), 보조용량 (356 ; 미도시) 및 보조용량선 (357) 을 구비한다.
제 2 전극기판 (380) 에서, 투명 유리기판 (381) 은 액정 디바이스의 대향전극이 되는 투명전극 (382) 이 형성되는 액정과 접하는 표면을 구비하고, 유리기판 (381) 에 기판투명전극 (382) 을 구비하는 표면에 대향하는 표면은 유기 EL 에서 발광부분 (383, 385, 387, 389) 및 발광부분 (383, 385, 387, 389) 사이의 간극이 되는 비발광 부분 (384, 386, 388) 을 구비한다.
도 9b 는, 액정 패널에서 대향전극이 형성되는 기판의 배면 상에 유기 EL 로 이루어지는 박막 평면 발광 디바이스를 형성함으로써, 종래 기술에서 요구되던 백라이트를 위한 도광체를 제거하여 막 두께가 감소될 수 있다는 것을 도시한다. 따라서, 종래의 구성은 도 9a 에 도시한 바와 같이 세 개의 기판을 요하는 반면, 이러한 구성은 기판의 수를 두 개로 감소시킬 수 있고, 액정 패널의 박막화가 가능하게 된다.
그러나, 이들 액정 패널은 투과형이고, 예를 들어, 어두운 장소에서 밝은 장소로 이동하는 동안 사용될 수도 있는 셀 폰과 같은 다양한 조도 환경을 고려하여 제조되지 않았다.
따라서, 본 발명의 목적은 전천후형의, 어두운 장소와 밝은 장소 모두에서 사용 가능하고, 어두운 장소와 밝은 장소 모두에서 종래의 반투과형 액정 패널보다 더욱 쉽게 볼 수 있으며, 저전력 소모로 사용될 수 있는 액정 패널을 제공하는 것이다.
특허문헌 1 : JP-2000-29034-A
특허문헌 2 : JP-2002-98957-A
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
전술한 바와 같이, 종래의 반투과형 액정 디스플레이는 반사방지, 편광 및 위상차 등의 기능을 구비한 광학 필름을 기판 상에 적층한 구성을 갖고, 백라이트가 배면에 배치된다.
반투과형 액정 디바이스에서 백라이트를 위한 일본 특허출원 제 2002-9857 호에 설명된 구조를 채용함으로써, 기판의 수가 두 개로 감소될 수 있고, 액정 패널의 박막화가 가능하게 된다.
그러나, 백라이트로서 유기 EL을 사용할 때에도, 픽셀 전극은 반투과형 액정 디바이스에서 30 내지 70% 의 투과율을 갖도록 설계될 필요가 있다. 통상적으로 그 투과율은 30% 이다.
여기서, 밝은 장소에서는, 액정에 입사되는 외광의 70% 만이 사용된다. 또한, 백라이트로부터 발광된 광의 70% 가 사용되지 않기 때문에, 백라이트는 필요한 조도의 세 배 이상의 조도로 발광해야만 하고, 불필요한 전력 소비를 야기하게 된다.
반사율과 투과율이 100% 라면, 디바이스는 어두운 장소에서 사용될 수 있고, 필요한 백라이트의 조도가 감소된다. 투과율이 100% 이기 때문에, 백라이트는 단지 필요한 조도에서 발광하고, 소비전력의 감소를 가능하게 한다.
고정 전원으로부터 전력이 공급되는 것이 아니고, 배터리에 의해 전력이 공급되는 셀 폰과 같은 휴대용 디바이스에서는, 디스플레이의 가시성뿐만 아니라 전 력 소모의 저감 또한 중요한 문제이다.
따라서, 본 발명의 목적은 어둔운 장소와 밝은 장소 모두에서 종래의 반투과형 액정 패널보다 더 쉽게 볼 수 있고 전력 소모가 적은 액정 패널을 제공함에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명에 따르면, 배면 발광 광원과 액정은 기판을 개재함이 없이 일체화되고, 액정의 외광의 반사막은 배면 발광 광원의 액정에 인접하는 표면에 대향하는 표면 상에 형성된다.
본 발명의 배면 발광 광원을 구비하는 액정 패널에서, 기판은 액정과 배면 발광 광원 사이에 개재하지 않고, 또한, 도광체가 사용되지 않는다. 그 결과로서, 배면 발광 광원의 전극, 또는 배면 발광 광원이 형성된 기판에도 반사막이 형성될 수 있어, 반사막과 액정의 외광이 입사하는 화소전극과의 간격을 감소시킬 수 있다. 따라서, 외광의 효율이 감소되지 않는다. 따라서, 종래의 반투과형 액정에서처럼 픽셀 전극을 반사형으로 만들 필요가 없다.
액정의 외광이 입사하는 측면의 전극과 반사막 사이의 간격은 픽셀 전극 사이의 간격과 같거나 작은 것이 바람직하다. 액정의 외광이 입사하는 측면의 전극과 반사막 사이의 간격이 픽셀 전극 사이의 간격과 같을 때, 광효율은 픽셀 전극의 반사율이 30% 인 종래 반투과형 액정 패널에 비해 향상될 수 있다. 간격이 작을수록, 효율은 증가한다.
더 높은 광효율은 반사형 액정을 백라이트를 점등하지 않고 어두운 장소에서 사용할 수도 있게 하여, 전력 소모의 저감에 기여한다.
배면 발광 광원을 구비하는 액정 디스플레이 패널로서,
적어도 서로 대향하는 투명 제 1 전극과 투명 제 2 전극 사이에 액정층이 샌드위치된 제 1 기판 상에 형성된 액정 디바이스와,
적어도 서로 대향하는 광학적으로 불투명한 제 3 전극과 투명한 제 4 전극 사이에 박막 평면 발광 디바이스가 샌드위치된 제 2 기판 상에 형성된 액정 디바이스용의 배면 발광 광원으로서,
제 3 전극은 액정층을 통하여 입사하는 외광을 그 액정층으로 반사시키는 제 2 기판의 측면에 배치된 반사막이고;
제 4 전극은 제 2 전극과 대향하도록 배치되고, 제 4 전극과 제 2 전극 사이에 샌드위치된 절연막은 제 4 전극 상에 연속적으로 형성된 막인 배면 발광 광원을 구비하는 것을 특징으로 하는 배면 발광 광원을 구비하는 액정 디스플레이 패널이 제공된다.
또한 본 발명은,
액정 디스플레이 패널로서,
배면 발광 광원이 기판과 박막 평면 발광 디바이스의 일 표면 사이에 형성된 반사막과, 박막 평면 발광 디바이스의 다른 표면 상에 형성된 투명 전극을 구비하고;
액정 디바이스로부터의 외광이 투명 전극을 통해 반사막에 입사하며;
반사막에 의해 반사된 외광은 투명 전극을 통해 액정 디바이스로 입사하고;
액정 디바이스는 적어도 투명 전극 상에 연속적으로 형성된 막을 통해 배면 발광 광원에 인접한, 액정 디스플레이 패널을 제공한다.
발명의 효과
본 발명은, 종래의 반투과성 액정 패널과는 달리, 외광의 반사 또는 백라이트 빔의 투과에 대한 어떠한 제한도 없이, 외광은 완전하게 반사될 수 있고, 백라이트는 완전하게 투과될 수 있다. 현실적으로, 예를 들면 반사막의 반사효율 및 막투과율 등의 면에서 문제가 존재하지만, 이론적으로는 밝은 장소에서 외광은 100% 반사될 수 있어 디바이스가 반사형 액정 패널로서 동작하는 것을 가능하게 하고, 어두운 장소에서 백라이트는 100% 투과되어 디바이스가 투과형 액정 패널로서 동작하는 것을 가능하게 한다.
그 결과로서, 종래의 반투과성 액정 패널과 비교하여, 광효율은 증가하고, 밝은 장소에서 표시가 선명하다. 따라서, 종래 디바이스에 비해 더 어두운 장소에서도 디바이스는 반사형 액정 패널로서 동작 가능하고, 어두운 장소에서 백라이트의 강도는 감소될 수 있다.
본 발명에 의하면, 백라이트는 더 넓은 조건 하에서 OFF 될 수 있다. 따라서, 백라이트가 OFF 인 기간은 감소될 수 있고, 백라이트의 조도는 저감될 수 있으며, 따라서, 전력 소모는 감소될 수 있고, 배터리에 의해 구동되는 휴대용 디바이스에서, 배터리의 수명은 연장된다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 액정 패널을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2 는 유기 EL 층을 보호하는 보호막의 단면도이다.
도 3 은 기판 상에 박막 트랜지스터를 제조하는 방법을 도시하는 공정 단면도이다.
도 4 는 유기 EL 소자를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 변형예를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 박막 트랜지스터를 또다른 기판으로 이동시키는 제조 방법을 도시하는 공정 단면도이다.
도 7 은 본 발명의 또 다른 변형예를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 8 은 종래의 반투과성 액정 패널을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 9 는 배면 발광 광원으로서 유기 EL 소자를 구비하는 투과형 액정 패널의 개략적인 단면도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 편광막 101 : 유리 기판
104 : 컬러 필터 102 : 박막 트랜지스터, 배선
103 : 픽셀 전극 105 : 배향막
106 : 액정 107 : 배향막
108 : 대향 전극 109 : 위상차막
110 : 편광막 111 : 투명 전극
112 : 유기 EL 층 113 : 반사 전극
114 : 유리 기판 A : 스페이서
115 : 보호막 122 : 양극
123 : 음극 124 : 정공 수송층
125 : 발광층 126 : 반사막
127 : ITO 막 128 : 유리 기판
129 : 트랜지스터 어레이층 130 : 보호막
131 : 유리 에천트 132 : 컬러 필터를 구비한 기판
133 : 접착제 301 : 반사방지판
302 : 편광판 303 : 위상차막
304 : 유리 기판 305 : 컬러 필터
306 : 투명 전극 307 : 배향막
308 : 액정 309 : 배향막
310 : 픽셀 전극 311 : 배선, 박막 트랜지스터
312 : 유리 기판 313 : 위상차막
314 : 편광판 315 : 시야각 조정 시트
316 : 확산 시트 317 : 도광체
318 : 반사판 321 : 표시구동 기판
323 : 배향막 322 : 대향 기판
324 : 액정 조성물
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 제 1 실시형태는 도 1 의 개략도를 참조하여 설명될 것이다. 도 1 은 제 1 실시형태의 백라이트를 구비한 액정 디스플레이 패널의 단면도이다.
공지의 방법에 의해, 제 1 유리 기판 (101) 상에 형성된 실리콘막 상에 박막 트랜지스터, 배선 (102), 컬러 필터 (104) 가 형성되고, 그 다음, 투명 전극으로서 픽셀 전극 (103) 을 형성한 후, 마지막으로 배향막 (105) 이 형성된다.
제 2 유리 기판 (114) 상에는, 반사 전극 (113), 박막 발광 디바이스에서 발광층이 되는 유기 EL 층 (112), 투명 전극 (111), 편광막 (110), 위상차막 (109), 액정을 위한 투명 전극으로서 대향 전극 (108), 및 배향판 (107) 이 형성된다. 액정 (106) 은 배향판막 (105) 과 배향막 (107) 사이에 샌드위치된다. 스페이서 (A) 는 배향막 (105) 과 배향막 (108) 사이에 간격을 확보하기 위한 것이다.
픽셀 전극의 피치 (pitch) 는 액티브 구동형 액정 디스플레이 패널의 해상도에 의존한다. 예를 들어, 200 ppi (픽셀 × 전극 (EL) / 인치) 해상도로 R (red), G (green) 및 B (blue) 의 세 가지 컬러를 구비한 액티브 구동형 액정 패널의 경우, 픽셀 전극의 피치는 25400 μm / 200 / 3 = 42.3 μm 가 된다.
픽셀 전극을 구비하는 제 1 유리 기판의 표면과 반사 전극의 표면 사이의 간격이 픽셀 전극 피치로서 42.3 μm 보다 충분히 작을 때, 반사 전극에 의해 반사된 외광이 인접한 픽셀로 입사함으로 인해 외광의 효율이 감소되지 않는다.
도 1 의 구조에서, 발광 디바이스와 액정 디바이스 사이에 기판이 개재되지 않아서, 픽셀 전극을 구비하는 제 1 유리 기판의 표면과 반사 전극의 표면 사이의 간격이 감소된다. 여기서, 픽셀 전극을 구성하는 투명 전극이 기판보다 더 높은 굴절률을 가질 때, 외광 효율은 증가한다.
유기 EL 디바이스는 무기 EL 디바이스와 같은 박막평면 발광 디바이스로 대체될 수도 있지만, 유기 EL 디바이스가 발광 효율의 면에서 가장 적합한 발광 디바이스로 여겨진다. 유기 EL 디바이스의 발광부가 유기 화합물이기 때문에, 발광부는 외부 분위기 (예를 들어, 수분, 산소 등) 로부터 보호되어야 한다. 따라서, SiO2, SiN, Al2O3, 또는 AlN 으로 이루어지는 보호막을 형성하는 것이 바람직하다. 발광부는 비록 그것이 유기 화합물로 이루어지지 않는다 하더라도, 보호막으로 보호되는 것이 바람직하다.
보호막은, 도 2 에 도시된 바와 같이 박막 발광 디바이스의 발광층으로서 유기 EL 층 (112) 의 가장자리를 커버하고, 유기 EL 층(112) 의 상부 표면은 투명 전극 (111) 에 의해 커버되지 않는 것이 바람직하다. 막은 발광 디바이스를 외부 분위기로부터 보호할 수 있는 어떤 재료로도 만들어질 수 있지만, SiO2, SiN, Al2O3, 및 AlN 등과 같은 무기 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 두께는 그 특정한 상한은 없지만, 예를 들어 제조 효율의 면에서 보면, 1000 nm 이하인 것이 바람직하다.
유기 수지로 이루어진 기판을 사용할 때, 외부 분위기 (수분, 산소 등) 로부터 디바이스 유닛 (발광 디바이스 / 액정 디바이스) 을 보호하기 위한 기판의 적어도 일측면 상에 배리어막 (barrier film) 이 형성되는 것이 바람직하다. 배리어막은 기판의 액정층 또는 박막 평판 발광 디바이스가 형성되는 표면 상에 형성되는 것이 바람직하고, 기판의 양면에 형성되는 것이 더욱 바람직하다. 배리어막 은 폴리비닐 알콜 (polyvinyl alcohol) 과 같은 유기 재료를 포함하는 재료로 이루어진다; 점토 광물 (Al2O3-2SiO2·5H2O 및 Al2O3·SiO2·2-3H2O 등의 비정질 점토광물, 또는 (Si,Al)O4 사면체 시트 및 (Al,Mg)(O,OH)6 팔면체 시트 등의 결정질 점토광물) 을 포함하는 무기 재료와 유기 재료의 유기-무기 조성 재료; 및 SiO2, SiN, Al2O3 및 AlN 등의 무기 재료가 있다. 가스 배리어의 두께는, 유기재료 또는 유기-무기 조성 재료로 이루어지는 경우에는 1 내지 10 μm 가 바람직하고, 무기재료로 이루어지는 경우에는 10 nm 내지 1 μm 가 바람직하다. 유기 재료 또는 유기-무기 조성 재료로 이루어지는 경우, 1 μm 이상의 두께는 산소 및 수분 등의 통상의 공기 성분이 액정층 또는 유기 EL 층으로 침입하는 것을 충분히 방지할 수 있다.
10 μm 이하의 두께로는, 막은 팽창 계수에 의해 영향을 받지 않는다. 무기재료로 이루어지는 경우, 10 nm 이상의 두께는 산소 및 수분 등의 통상의 공기 성분이 액정층 또는 유기 EL 층으로 침입하는 것을 충분히 방지할 수 있고, 1 μm 이하의 두께는 어떤 제조상의 문제도 야기하지 않는다.
본 실시예에서 박막 평면 발광 디바이스의 구동 전극은 외광에 대한 반사막으로서 사용되지만, 구동 전극 외에 별개의 반사막이 사용될 수도 있다. 반사막이 알루미늄, 금 및 은 등과 같은 반사율이 높은 도전성의 재료로 이루어지는 경우, 구동 전극은 절연막을 개재하여 배치될 필요가 있다.
반사막은 1 μm 정도 높이의 울퉁불퉁한 형상을 가질 수도 있다. 울퉁불 퉁함에 의해, 반사막은 광을 확산시킬 수 있고, 외부 이미지에 의한 간섭은 방지될 수 있다. 울퉁불퉁함의 크기 분포는 랜덤할 수도 있어, 외부 이미지에 의한 간섭을 더욱 감소시킬 수 있다.
실시예에서 상세히 설명하였듯이, 도 1 에 도시된 액정 패널의 개별 층들은 다음과 같다, 즉, 투명 전극 (111), 대향 전극 (108), 및 픽셀 전극 (103) 은 0.1 μm 내지 0.2 μm 의 두께를 구비한 ITO 막이고; 박막 트랜지스터 및 배선은 0.1 μm 내지 0.2 μm 의 두께를 구비한 다결정 실리콘 또는 금속막 (일반적으로, 알루미늄 또는 알루미늄 합금) 이며; 박막 발광 디바이스의 발광층이 되는 유기 EL 층 (112) 은 수십 나노미터 내지 수백 나노미터 (10-2 내지 10-1 μm 의 오더 (order)) 두께의 유기 조성물로 이루어지고; 액정부 (106) 는 2 μm 내지 6 μm 의 두께를 구비하며; 위상차막 (109) 은 0.5 μm 내지 10 μm 의 두께를 구비하고; 편광막 (110) 은 5 μm 내지 50 μm 의 두께를 구비하고; 배향막 (105, 107) 은 0.1 μm 내지 0.2 μm 의 두께를 구비하고; 컬러 필터 (104) 는 수 마이크로미터의 두께를 구비한다.
컬러 필터 (104) 와 반사 전극 (113) 사이의 간격은 20 μm 정도이므로 42.3 μm 즉, 픽셀 전극 피치보다 충분히 작아서 반사 전극에 의해 반사된 외광이 인접 픽셀로 입사함으로 인해 외광 효율이 감소되지 않는다.
액티브 구동형 액정 패널의 단면도인 도 1 을 참조하여 본 발명의 제 1 실시예가 더욱 상세하게 설명될 것이다.
본 실시예의 액티브 구동형 액정 패널에서, 지지 기판으로서의 제 1 유리 기판 (101) 의 일 표면 상에는, 박막 트랜지스터 (102) 로 이루어지는 박막 트랜지스터 회로, 픽셀 전극 (103), 박막 트랜지스터 (102), 픽셀 전극을 보호하기 위한 보호막 (미도시) 을 통한 (적 (R), 녹 (G), 청 (B) 및 블랙 매트릭스로 이루어지는) 컬러 필터 (104), 스페이서 (A) 및 배향막 (105) 이 형성된다.
스페이서 (A) 는 박막 평면 발광 디바이스 (백라이트 광원) 가 형성되는 기판의 측면에 형성될 수도 있다.
백라이트 광원 (본 실시예에서는 유기 EL 디바이스를 사용하는 것으로 설명되었다) 이 되는 박막 평면 발광 디바이스에서, 제 1 유리 기판 (101) 을 대향하는 제 2 유리 기판 (114) 상에, 반사 전극 (113), 발광층이 되는 유기 EL 층 (112), 투명 전극 (111), 편광막 (110), 위상차막 (119), 픽셀 전극 (103) 에 대향 전극이 되는 대향 전극 (108) 및 배향막 (107) 이 형성되고, 액정 (106) 은 제 1 유리 전극 상의 배향막 (105) 과 제 2 전극 상의 배향막 (107) 사이에 샌드위치된다.
도 3 을 참조하여, 액정 디바이스 (액정을 구동하는 픽셀 전극 및 주변 회로) 의 제조 공정과 그 구조가 설명될 것이다.
도 3a 에 도시한 바와 같이, 유리 기판 (101) 상에 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘막이 배치된다. 이 실시예에서, 비정질 실리콘막 (116a) 이 100 nm 로 성막된다.
비정질 실리콘막 또는 다결정 실리콘막을 성막하기 전에, 산화 실리콘막이 유리 기판 (101) 상에 형성될 수도 있다.
이들 박막은 플라즈마 CVD 또는 스퍼터링 (sputtering) 에 의해 성막될 수도 있다. 그 다음, 도 3b 에 도시된 바와 같이, 비정질 실리콘막은 엑시머 레이저 (excimer laser) 로 조사 (照射) 되어 다결정 실리콘막 (116b) 으로 변화된다.
도 3c 에 도시된 바와 같이, 다결정 실리콘막 (116b) 은 원하는 형태로 패터닝되고, 그 위에 산화막으로서 게이트 절연막 (117) 이, 예를 들면, 플라즈마 CVD 또는 스퍼터링에 의해 100 nm 로 성막된다. 그 다음, 도 3d 에 도시된 바와 같이, 게이트 전극 (118) 이 형성되고, n-채널 트랜지스터가 형성되는 영역은 포토레지스트 (119) 로 커버되고, 그 다음 보론 (boron) 이 이온 도핑 (ion doping) 에 의해 주입되어 p-형 영역을 형성한다. 이어서, 도 3e 에 도시된 바와 같이, p-채널 트랜지스터가 형성되는 영역은 포토레지스트 (119) 에 의해 커버되고, 인 (phosphorus) 이 이온 도핑에 의해 주입되어 n-형 영역을 형성한다. 그 다음, 도 3f 에 도시된 바와 같이, 알루미늄으로 이루어진 소스 및 드레인 전극이 형성된다. 그 다음, 산화막으로서 층간 절연막 (120) 이 200 nm 로 형성되고, 알루미늄 금속 전극 (121) 이 주변 회로를 구성하는 트랜지스터를 제공하기 위해 150 nm 의 두께로 형성된다. 또한, 액정 패널의 픽셀을 구동하기 위한 픽셀-구동 트랜지스터 유닛은 n-MOS 또는 p-MOS 트랜지스터만으로 구성될 수도 있다. 그러한 트랜지스터 어레이는 유리 기판 상에 원하는 회로를 형성하기 위해 적절하게 배열될 수 있다. 픽셀-구동 트랜지스터에서, 원하는 픽셀 전극을 형성하기 위해 ITO (Indium Tin Oxide) 로 이루어진 투명 도전성 필름이 성막된다. 마지막으로, 200 nm 두께의 산화막이 전극을 보호하기 위한 전극 보호막으로서 형성된다. 따라서, 액정 디스플레이 패널을 위한 TFT 유리 기판이 제공된다.
전술한 바와 같이, 액정 디스플레이 유닛의 구동 유닛을 구성하는 트랜지스터가 형성되는 층은 600 내지 1000 nm (0.6 내지 1 μm) 의 두께를 구비하여야만 한다.
본 실시예의 박막 평면 발광 디바이스의 예로서 유기 EL 디바이스가 설명될 것이다.
유기 EL 디바이스는 유기 EL 재료로 이루어진 발광층이 광을 반사시키는 반사 전극과 광이 투과하는 투명 전극에 의해 샌드위치되는 구성을 구비한다.
유기 EL 의 구조는 도면을 참조하여 설명될 것이다. 유기 EL 로 이루어지는 발광 디바이스의 개념이 도 4a 를 참조하여 설명될 것이다. 유기 EL 로 이루어지는 발광 디바이스는, 투명 ITO (Indium Tin Oxide) 로 이루어지는 양극 (122) 상에 유기 EL 층 (121) 과 양극층 (122) 보다 더 작은 일함수 (work function) 를 가지는 음극층 (123) 이 배치되는 구조를 가진다. 그러한 구성을 구비하는 유기 EL 디바이스의 한 쌍의 전극 (122 및 123) 사이에, 전극 (122 와 123) 사이에 샌드위치된 유기 EL 층 (112) 으로부터 발광을 개시하기 위해 미도시된 전력 공급장치로부터 원하는 전력이 인가된다.
양극층 (122) 은, 니켈, 금, 백금 및 팔라듐 (palladium) 및 그들의 합금; 또는 산화주석 (SnO2) 과 요오드화 구리 (copper iodide) 등의 금속 화합물; 또는 폴리피롤 (polypyrrol) 등의 도전성 폴리머 등 큰 일함수를 갖는 금속으로 이루어 질 수도 있다. ITO 로 이루어진 투명 전극이 통상적으로 사용된다.
음극층 (123) 은 전자 주입성이 우수한 금속으로 만들어지는 것이 바람직하다. 특히, 전자 주입 효율이 향상될 수 있는 작은 일함수를 갖는 금속 재료 (낮은 일함수의 금속 재료) 가 사용된다; 일반적으로, 알루미늄과 마그네슘-은 (magnesium-silver) 및 알루미늄-리튬 (aluminum-lithium) 등의 합금이 사용된다. 유기 EL 층 (112) 은 예를 들어, 양극층 (122) 의 측면으로부터 순차적으로 정공 수송층 (124) 과 유기 발광층 (125) 이 배치되는 2-층 구조를 가질 수도 있다. 정공 수송층은 N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)1,1'-바이페닐-4,4'-디아민(triphenyldiamine; 이하, "TPD" 라 한다) 으로 이루어지고, 유기 발광층은 트리스(8-히드록시퀴놀리나토)알루미늄 (Tris(8-hydroxyquinolinato)Aluminium, "Alq" 라 약칭된다) 으로 이루어진다.
유기 EL 층 (112) 은, 상기의 구조 외에도, 양극 전극 (양극) 과 접하여 있는 정공을 효율적으로 수송하는 정공-수송층, 발광 재료를 함유하는 발광층 및 음극 전극 (음극) 과 접하여 있는 전자를 효율적으로 수송하는 전자-수송층을 구비하는 3-층 구조를 가질 수도 있다. 또한, 불화 리튬층, 무기 금속염층 및/또는 그것을 함유하는 층이 적절하게 배치될 수도 있다.
발광층 (125) 에서, 발광된 광은 투명 전극으로서의 양극으로부터 방사된다.
도 4b 는 본 실시예의 또다른 백라이트 광원으로서의 유기 EL 디바이스의 개략적인 구조를 도시한다. 기판 (114) 상에는 음극이 되는 알루미늄이 100 nm 의 두께로 통상적인 스퍼터링 방법으로 성막된다. 이어서, 유기 EL 층 (112) 이 되는 발광층 (125) 과 정공 수송층 (124) 이 각각 100 nm 의 두께가 되도록 하는 도포법으로 성막되고, 그 다음, 양극 (122) 이 되는 ITO 막을 100 nm 의 두께로 스퍼터링에 의해 성막한다. 따라서, 유기 EL 층 (112) 으로부터 발광되는 광 (발광된 광 B) 은 양극 측면으로부터 방사된다.
도 4c 는 백라이트 광원의 변형예로서, 기판 상에는 유기 EL 디바이스가, 양극 (122), 정공 수송층 (124), 발광층 (125) 및 음극 (3) 의 순서로 성막된다. 유기 EL 층의 성막방법 및 각 막의 두께는 도 4b 에 설명된 바와 같으므로, 생략하였다.
양극 (122) 은 ITO 막, 즉 투명 필름이기 때문에, 양극은 투명 전극과 반사막 (125) 으로서의 알루미늄막의 적층막이 된다. 알루미늄막은 도 4b 의 음극에 대해 설명하였듯이 스퍼터링에 의해 100 nm 의 두께로 성막될 수도 있다.
ITO 막을 도 4c 에 도시된 양극 (122) 로서 사용할 때, 양극 (122) 은 반사막 (미도시) 위에 형성될 수도 있다. 반사막이 광-반사 편광 필름과 같은 절연막인 경우, 양극 (122) 은 광-반사 편광막 상에 직접 형성될 수도 있다. 반사막이 알루미늄과 같은 도전성 재료로 이루어질 때, 양극 (122) 은, 예를 들면, 두께가 100 nm 정도의 무기 절연막 또는 유기 수지막 (베이스 필름일 수도 있다) 과 같은 투명 절연막을 개재하여 형성될 수도 있다.
음극 (123) 의 측면에 광을 방사하기 위해, 알루미늄막은 투명성의 열화를 방지하기 위해 충분히 얇을 필요가 있고, 따라서, ITO 막으로 적층된 막을 형성하는 것이 좋다. 알루미늄막을 1 내지 10 nm 로 형성한 후, ITO 막 등의 투명 전 극막이 성막된다. 본 실시예에서, 알루미늄 및 ITO 막은 각각 5 nm 및 95 nm 로 성막된다. 알루미늄막의 두께가 1 nm 이상인 경우, 전자 주입 성능이 열화되고, 반면 10 nm 이하일 경우, 투명성이 열화된다.
발광층은 백라이트 광원으로 사용되기 때문에 백색이어야만 한다. 단독으로 백색광을 방사할 수 있는 재료는 없다. 따라서, 백색광은 복수의 발광 재료로부터 복수 색깔의 광을 생성하여, 혼합시킴으로써, 발광된다. 복수 색깔의 광의 조합은 삼원색 즉, 적색, 녹색 및 청색의 생성 또는 청색과 황색 및 청-녹색과 오렌지색과 같은 보색 관계를 이용하는 것을 포함한다.
유기 EL 을 사용하여 백색광을 발광시키는 다양한 방법이 있다. 이들 방법에 의해 어떠한 문제도 없이 광은 발광될 수도 있다.
유기 EL 디바이스의 발광부가 유기 화합물이기 때문에 발광부는 외부 분위기 (예를 들어, 수분, 산소) 로부터 보호되어져야만 한다. 따라서, 유기 EL 층 (112) 을 형성한 후, SiO2, SiN, Al2O3 또는 AlN 등으로 이루어진 보호막을 형성하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도시하지 않았지만, 보호막으로서의 SiO2 는 스퍼터링에 의해 200 nm 의 두께로 성막된다. 보호막은, 0.1 μm 이상의 두께가 유기 EL 디바이스를 보호하기에 적합하다. 두께의 상한은 특별한 제한이 없지만, 1 μm 이하가 실질적인 제조에 적합하다.
유기 EL 디바이스를 사용할 때에도, 백라이트부는 액정 디바이스의 대향 전극을 포함하여 600 nm 내지 1.2 μm 의 두께를 필요로 하고, 액정부는 3 내지 6 μ m 의 두께를 필요로 한다. 0.6 내지 1 μm, 즉 액정 디바이스의 상기 구동 회로부의 막 두께에 부가하여, 편광막, 위상차막, 배향막 (X2) 및 컬러 필터막의 총 두께 수치는 픽셀 전극과 반사막 사이의 간격이 픽셀 전극 피치보다 작게 하기 위해 적어도 35 μm 정도까지여야 한다.
다음으로, 본 실시예에서, 종래의 디바이스 필름에서 사용되는 편광막, 위상차막과 컬러 필터를 사용할 때, 픽셀 전극과 위상차막 사이의 간격을 픽셀 전극 피치보다 더 작게 하는 것은 어렵다. 따라서, 편광막, 위상차막, 배향막 및 컬러 필터막은 얇아야만 한다.
이하, 편광막, 위상차막 및 컬러 필터막이 설명될 것이다.
<편광막>
본 실시예의 편광막은 요오드 (iodine) 및/또는 이색성 염료와 같은 이색성 색소가 흡수되어 배향되는 폴리비닐 알콜로 만들어지는 편광막일 수도 있다.
편광막은, 폴리비닐 알콜, 부분 포름화 폴리비닐 알콜 (partially formated polyvinyl alcohol) 또는 부분 비누화 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 (partially saponified ethylene-vinyl acetate copolymer) 로 만들어진 폴리비닐 알콜막에 의해 이색성 염료와 같은 이색성 색소 및/또는 요오드의 흡수, 신장시킨 다음, 붕산 (boric acid) 처리를 하여 제조될 수 있다. 편광자 (polarizer) 의 두께는 5 내지 50 μm 정도이고, 이에 한정되는 것은 아니다.
폴리비닐 알콜 박막을 가열하여 신장시키고, 요오드를 다량 함유한 용액 (일반적으로, H 잉크라 부른다) 에 담금으로써 제조되는 소위 말하는 H 막, 즉 요오드 가 흡수된 폴리비닐 부티랄 막 (polyvinyl butyral film) 이 사용될 수 있다. H 막은 18 μm 두께의 막을 제공할 수 있다.
폴리비닐 알콜막에 의한 이색성 염료와 같은 이색성 색소 및/또는 요오드의 흡수에 이어 2-축 신장시키는 것 외에, 요오드 및/또는 이색성 염료를 함유하는 수지 펠렛 (pellet) 을, 예를 들어, 용융 압출 또는 용액 캐스팅 (solution casting) 등의 방법으로 필름으로 형성하고, 그 필름을 잡아당겨 요오드 및/또는 이색성 염료가 일축 방향으로 강하게 배향된 편광막을 형성함으로써 제조될 수 있다. 편광막의 두께는 5 내지 50 μm 정도이지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 10 μm 내지 15 μm 의 두께를 구비한 편광막이 제조될 수 있다.
유기 EL 디바이스의 발광 및 발광 다이오드는 자외선을 포함하지 않는다. 액정 디스플레이의 백라이트를 위해 유기 EL 디바이스 또는 발광 다이오드를 사용하면, 편광막은 자외선 [UV] 방사는 고려하지 않는다. 또한, 보호막은 유기 EL 디바이스의 발광층에 형성되고, 보호막은 SiO2, SiN, Al2O3 및 AlN 등의 광학적으로 투명한 무기 재료 필름으로 이루어진다.
백라이트에 대한 편광판은 유기 EL 의 보호막 위에 배치되는 경우가 많다. 그러한 경우, 편광막의 일 측면 상의 보호막은 생략될 수 있다. 따라서, 종래의 기술처럼 편광막을 위해 보호막을 형성할 필요가 없다.
보호막은 셀룰로오스, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 아크릴 화합물, 폴리에테르 술폰 (polyether sulfones), 폴리아미드, 폴리이미드 (polyimides) 및 폴리 올레핀 (polyolefins) 을 포함하는 재료로 이루어진다. 이들 가운데, 트리아세틸셀룰로오스와 같은 셀룰로오스; 폴리카보네이트와 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate) 와 같은 폴리에스테르; 및 아크릴 화합물 등이 바람직하다.
보호막은 살리실산 (salicylate) 화합물, 벤조페놀 (benzophenol) 화합물, 벤조트리아졸 (benzotriazole) 화합물, 시아노아크릴레이트 (cyanoacrylate) 화합물 및 니켈 착염 (nickel complex salt) 화합물 등의 UV-선 흡수제를 포함할 수도 있다. 보호막의 각 표면은 다양한 방법에 의해 처리되어 예를 들면, 하드 코트층 (hard coat layer), 안티리플렉션층 (antireflection layer) 및 안티글레어층 (antiglare layer) 등을 가질 수도 있다.
예를 들면, 중량 감소, 보호 기능, 취급의 용이성 및 박막의 절단시 내크랙성 (crack resistance) 등의 관점에서, 보호층의 두께는 일반적으로 80 μm 이하, 바람직하게는 40 μm 이하이다. 10 μm 이상의 두께는 운송시에 손상이나 금이 가는 것을 방지하기에 적합하다.
<위상차막>
도포형 위상차 필름은, 중합성 그룹을 구비하는 액정 화합물을 함유하는 중합성 액정조성물을 통상적인 도포법에 따라 지지체 상에 도포하여 액정박막을 형성한다. 액정 박막의 기판과 접촉하지 않는 표면은, 바람직하게는 먼지가 제거된 건조 공기 또는 질소 등의 불활성 기체, 더욱 바람직하게는, 질소 등의 불활성 기체에 접촉한다. 그 후, 중합성 액정 조성물은 액정상 (liquid crystal phase) 이 형성되는 범위 내의 온도에서 배향되고, 그 다음 중합되어 고체 박막이 된다. 위상차막의 막두께와 복굴절은 액정 디스플레이 패널에 요구되는 위상 제어 특성에 의존하여 선택된다.
중합성 액정 조성물이 직접 지지체에 도포되기 때문에, 도포형 위상차막은 적층형 위상차막에 비해 현저히 감소된 막 두께를 구비할 수도 있고; 특히, 0.5 내지 10 μm 의 두께를 구비한 위상차막이 얻어질 수 있다. 복굴절은 중합성 액정 조성물이 변함에 따라, 0.0 내지 0.5 의 범위 내에서 통상 변할 수도 있다. 막 두께와 복굴절은 1/2 파장판 또는 1/4 파장판의 필요로 하는 위상차 (retardation) 량과 용이한 제조 조건에 의존하여 결정될 수 있다.
다음으로, 도포형 위상차 필름에 사용되는 재료가 설명될 것이다.
본 실시예에서 사용된 중합성 액정 화합물은 플라스틱 시트에 도포될 수 있고, 그 액정 상태를 이용하여 배향될 수 있는 임의의 화합물일 수도 있지만, 중합성 그룹의 열중합이 시작되지 않는 온도 범위가 화합물이 액정 상태인 온도 범위에 적어도 일부 포함되는 화합물이어야만 한다. 또한, 당해 온도 범위 내에서 도포되고 배향 처리가 가능하여야만 한다. 본 발명의 위상차 제어 기능을 구비하는 막은 가능한 한 작은 두께를 구비한다. 다르게 표현하면, 더 높은 복굴절을 구비하는 막이 바람직하다. 구체적으로는, 하기 화합물을 함유하는 조성물을 예로 들 수 있다.
단기능 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트가 식 (1) 에 의하여 표현되는 중합성 액정 조성물:
Figure 112006023085794-PCT00001
여기서, X 는 수소 또는 메틸을 나타내고; 6-원환 (員環) A, B 및 C 는 독립적으로
Figure 112006023085794-PCT00002
를 나타내고, 여기서, n 은 0 또는 1 의 정수를 나타내고; m 은 1 내지 4 의 정수를 나타내며; Y1 및 Y2 는 독립적으로 단결합, -CH2CH2-, -CH2O-, -OCH2, -COO-, -OCO-, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -(CH2)4-, -CH2CH2CH2O-, -OCH2CH2CH2-, -CH=CHCH2CH2-, 또는, -CH2CH2CH=CH- 를 나타내고; Y3 는 수소, 할로겐, 시아노기, 탄소 원자수 1 내지 20 을 구비하는 알킬기, 알콕시기, 알케닐기 또는 알케닐록시기를 나타낸다.
다음으로, 도포형 위상차막의 제조 방법이 더욱 구체적으로 설명될 것이다.
도포형 위상차막은, 투명 지지체 상에 배향막을 형성, 필요에 따라 러빙, 막 상에 중합성 액정을 함유한 층을 도포, 불필요한 솔벤트를 제거함으로써 그것을 건 조, 액정을 배향 및 미리 첨가된 광-중합 또는 액정의 중합을 개시하기 위해 UV 조사 또는 가열을 통해 열-중합 개시제를 분해함으로써 제조된다. 필요하다면 보호층이 막 상에 도포될 수도 있다.
중합성 액정은 도포 전에 적당한 솔벤트에서 용해되는 것이 바람직하다. 액정이 그 구조에 따라 다른 특성을 구비하기 때문에 솔벤트의 유형 또는 농도는 일반적으로 결정될 수는 없지만, 더 높은 용해성에서 액정이 용해된 솔벤트는 박막의 균일성이라는 관점에서 바람직하고, 디클로로메탄 (dichloromethane) 및 클로로포름과 같은 할로겐 화합물; 아세틴 및 메틸 에틸 케톤과 같은 케톤류; 에틸 아세테이트와 같은 에스테르류; 디메틸아세트아미드 (dimethylacetamide), 디메틸포름아미드 (dimethylformamide) 및 N-메틸-피롤리돈 (N-methyl-pyrrolidone) 과 같은 아미드류; 및 이소프로판올 및 퍼플루오르프로판올 (perfluoropropanol) 과 같은 알콜류 등을 포함하는 것이 바람직하다.
액정에서, 배향막은 액정 위상 형성시 분자 배향에 심각한 영향을 종종 줄 수도 있고, 무기 또는 유기 배향막이 사용된다는 것이 잘 알려져 있다. 단지 지지체 표면을 러빙한 후, 그 위에 화합물을 도포함으로써 효율적인 배향을 얻을 수도 있는 지지체와 액정의 조합이 있을 수도 있지만, 가장 범용적인 방법은 배향막을 사용하는 것을 포함한다.
지지체 상에 형성된 배향막의 전형적인 예에는, 무기 재료 사방 (rhombic) 증착막의 SiO 증착막과 유기 중합체막이 러빙된 폴리이미드막을 포함한다.
유기 배향막의 전형적인 예로는 폴리이미드막을 들 수 있다. 이 막에서, 폴리아믹산 (예를 들어, AL-1254 (JSR 주식회사), SE-7210 (Nissan 화학 주식회사)) 을 지지체 표면 상에 도포하여, 100℃ 내지 300℃ 의 온도에서 소성한 후, 러빙하면 액정을 배향할 수 있다. 알킬-체인 (alkyl-chain) 변형 계열의 포발 (Poval) (예를 들어, MP203, R1130 (양자 모두 ,Kuraray 주식회사 제품)) 은 소성 없이 러빙만으로 배향성을 부여할 수 있다. 또한, 폴리비닐부티랄 및 폴리메틸 메타크릴레이트 등의 소수성 표면을 형성하는 유기 고분자막의 대부분은 표면을 러빙하는 것만으로 액정 배향성을 부여할 수 있다.
전형적인 무기 사방 증착막은 SiO 사방 증착막이다. 배향막으로서 20 내지 200 nm 정도의 두께를 구비한 경사진 증착막을 형성하기 위해 진공 챔버에서 경사방향으로부터 지지체 표면 상에 SiO 증착입자를 충돌시킴으로써 얻어질 수 있다. 증착막으로, 액정이 배향될 때, 액정층의 광축은 SiO 증착 입자의 궤적을 포함하는 지지체 표면에 수직한 평면 상의 특정 방향으로 향한다.
상기 방법 외에, 지지체 상에 도포된 중합성 액정은 자장 (magnetic-field) 또는 전장 (electric-field) 배향에 의해서도 배향될 수도 있다. 이 방법에서, 지지체 상에 도포한 후, 액정 화합물은 원하는 각도의 자장 또는 전장을 이용하여 경사진 방향으로 배향될 수도 있다.
위상차막을 제조하는 방법에 있어서, 일반적인 도포 방법이 채용될 수도 있다. 구체적으로는, 플렉소그래픽 프린팅 (flexographic printing), 그라비어 프린팅 (gravure printing), 딥 코팅 (dip coating), 커튼 코팅 (curtain coating) 및 익스트루젼 코팅 (extrusion coating) 등의 적당한 방법을 사용하여 도포하는 단계 다음, 건조 단계를 실행함으로써 지지체 상에 액정 박막이 형성될 수도 있다.
플렉소 인쇄기를 사용하여, 산화 실리콘으로 표면 처리된 폴리에테르 술폰으로 이루어진 베이스 필름 롤 상에 배향막으로서 폴리이미드 배향제 "AL-1254" (JSR 주식회사)가 도포된 후, 180℃ 에서 건조되고, 레이온 직물로 러빙된다.
그 외에, 알킬-체인 변형 계열 포발 (예를 들어, Kuraray 주식회사 제품의 MP203 또는 R1130) 의 코팅 필름이 소성 없이 러빙으로 그러한 배향성이 부여될 수도 있다. 또한, 폴리비닐 부티랄 및 폴리메틸 메타크릴레이트 등의 소수성 표면을 형성하는 대부분의 유기 고분자막은 그 표면을 러빙함으로써 액정 배향성이 부여될 수도 있다.
중합성 액정 화합물 (A) 은 식 (2) 로 표현되는 화합물의 중량에 의한 50 중량부:
Figure 112006023085794-PCT00003
및 식 (3) 으로 표현되는 화합물의 중량에 의한 50 중량부:
Figure 112006023085794-PCT00004
로 제조된다.
따라서, 제조된 조성물은 실온에서 네마틱 위상 (nematic phase) 을 보이고, 네마틱 위상으로부터 등방 위상으로 전이하는 온도는 47℃ 이다. 25℃ 에서의 ne (이상-광 굴절률) 및 no (상-광 굴절률) 는 각각 1.65 및 1.52 이다. 메틸 에틸 케톤에, 중합성 액정 조성물 (A) 의 중량에 의한 100 중량부 및 광중합 개시제 "IRG-651" (Ciba-Geigy 사 제품) 의 중량에 의한 1 중량부로 이루어지는 중합성 액정 조성물 (C) 가 용해된다. 용액이 그라비어 코팅기를 사용하여 미리 준비된 베이스 필름 롤 상에 도포된 후, 중합성 액정 조성물의 경화를 개시하기 위해 실온에서 365 nm 의 UV 선을 160 mJ/cm2 로 조사되어 1.6 μm 두께의 위상차막이 형성된다. 위상차막은 550 nm 파장의 빙에 대해 138 nm 의 위상차를 가지고, 1/4 파장판으로서 기능한다는 것이 확인되었다.
<컬러 필터>
착색 조성물은 잉크-제트법 (ink-jet process) 에 의해 도포될 수도 있다. 여기서, 직접 기판에 도포할 수도 있지만, 컬러 필터는 잉크-제트법에 의해 중간의 지지체 상에 형성된 후 전사될 수도 있다. 본 실시예에서, 기판상에 직접 그려지는 경우가 설명되었지만, 중간의 지지 필름 상에 그린 뒤 기판상으로 전사될 수도 있다. 기판이 가요성 (可堯性) 인 경우, 실제 제작에 있어서 전사 전에 중간 필름 상에 그리는 것이 바람직하지만, 직접 그리는 것도 만족스럽게 수행될 수도 있다.
중간 지지체는 폴리이미드 수지, PVA 유도체 수지, 아크릴 수지 및 에폭시 수지 조성물로부터 선택되어지는 재료로 이루어지는 필름일 수도 있다.
컬러 필터층을 형성하는 데 사용되는 수지 재료의 예에는, 폴리이미드 수지, PVA 유도체 수지 및 아크릴 수지 등을 포함하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 아크릴 수지는, 아크릴산, 메타크릴산, 메틸 아크릴레이트 및 메틸 메타크릴레이트; 환형의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트; 및 히드록시에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 등의 알킬 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트로부터 선택되어지는 3 내지 5 정도의 모노머 (monomer) 를 사용하여 제조되는 5×103 내지 100×103 의 분자량을 가진 수지가 적합하다.
컬러 필터층의 경화성 및 점도 등의 특성을 조정하기 위해 필요하다면 희석 모노머가 첨가될 수도 있다. 희석 모노머의 예에는 1, 6-헥산디올 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트 및 트리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 등의 2 기능 모노머; 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트 (trimethylolpropane triacrylate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 (pentaerythritol triacrylate) 및 트리스(2-히드록시에틸)이소시아네이트 등의 3 기능 모노머; 디(트리메틸롤프로판) 테트라마크릴레이트 및 디(펜타에리스리톨) 펜타- 및 헥사-아크릴레이트 등의 다기능 모노머 등이 있다. 희석 모노머의 적합한 첨가량은 아크릴 수지 100 중량부에 대해 20 내지 150 중량부 정도이다.
착색 조성물 제조에 사용되는 안료의 예로는, 유기색소, 즉, C. I. Nos. 9, 19, 81, 97, 122, 123, 144, 146, 149, 168, 169, 177, 180, 192 및 215 등의 적색 안료, C. I. Nos. 7 및 36 등의 녹색 안료, C. I. Nos. 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 22, 60 및 64 등의 청색 안료, C. I. Nos. 23 51319 및 39 42555:2 등의 자 색 안료, C. I. Nos. 83, 138, 139, 101, 3, 74, 13 및 34 등의 황색 안료, 카본 등의 흑색 안료, 바륨 설페이트, 바륨 카보네이트, 알루미나 화이트 및 티타늄 등의 체질 (體質) 안료 등이 있다.
착색 조성물의 제조에 사용되는 분산제로는 계면활성제, 안료의 중간체, 염료의 중간체 또는 솔스퍼스 (Solsperse) 등일 수도 있다. 유기 염료의 유도체의 적합한 예로는 아조 (azo), 프탈로시아닌 (phthalocyanine), 퀴나크리돈 (quinacridone), 안트라퀴논 (anthraquinone), 페릴렌 (perylene), 시오인디고 (thioindigo), 디옥산 및 금속 복합염 유도체 등이 있다. 유기 염료 유도체는 양호한 분산성을 보이는 히드록시기, 카르복실기, 술폰기, 카르복사미드기 및 술포나미드기 등의 치환기를 가지는 것들로부터 적절하게 선택되어진다.
안료의 조성은 아크릴 수지의 100 중량부에 대해 50 중량부 내지 150 중량부 정도이다. 분산제의 조성은 안료의 1 중량부 내지 10 중량부 정도이다. 컬러 필터의 분광 특성을 조정하기 위해, 적절한 안료가 적절히 첨가된다.
착색 조성물을 제조하기 위해 사용되는 착색 가교제 (架橋劑) 는 멜라민 수지 또는 에폭시 수지 등일 수도 있다. 멜라민 수지의 예로는 메틸화 멜라민 수지 및 부틸화 멜라민 수지 및 혼합 에테르화 멜라민 수지 등의 알킬화 멜라민 수지가 있고, 이는 고축합형과 저축합형이 있을 수도 있다.
상기 에폭시 수지의 예로는, 글리세린, 폴리글리시딜 에테르, 트리메틸롤프로펜 폴리글리시딜 에테르, 레소시놀 디글리시딜 에테르, 네오펜틸글리콜 디글리실 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르 및 에틸렌글리콜(폴리에틸렌글리콜) 디글 리시딜 에테르 등이 있다.
열 가교제의 조성은 아크릴 수지 100 중량부에 대해 10 내지 50 중량부가 적합하다. 착색 화합물 제조에 사용되는 솔벤트의 적합한 예로는, 톨루엔, 크실렌, 에틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브 아세테이트, 디글라임 (diglyme), 시클로헥사논, 에틸 락테이트 및 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 등이 있고, 모노머 조성, 특정한 열가교제 및 희석 모노머 등에 따라 단독으로 또는 둘 이상의 조합으로 사용될 수도 있다.
컬러 필터층을 형성하는 데 사용되는 착색 조성물은 상기 설명한 바와 같이 수지, 안료, 분산제, 열가교제 및 솔벤트 등을 포함한다. 착색 조성물은 다음과 같이 제조된다. 우선, 아크릴 수지와 안료는 세 개의 롤을 사용하여 반죽되어 칩으로 되고, 분산제와 용제를 첨가하여 페이스트 (paste) 를 제조한다. 그 페이스트에 열가교제 및 희석 모노머가 첨가되어 착색 조성물의 도포 용액이 제조된다.
지지체 기판 상에는, 흑색 (블랙 매트릭스), 적색, 녹색 및 청색의 도포 용액이 잉크-제트법에 의해 미리 정해진 패턴에 도포된다. 잉크-제트 장치는 잉크의 토출 시스템의 차이에 기초하여 피조 (piezo) 변환 시스템 또는 열 변환 시스템으로 분류될 수도 있다. 특히, 피조 변환 시스템이 적합하다. 5 내지 100 KHz 의 잉크 입자화 주파수 및 1μm 내지 80μm 정도의 노즐 직경을 구비하고, 4 개의 헤드를 구비하며, 그 각각은 1 내지 1,000 노즐을 구비하는 장치가 적합하다.
헤드의 수는 도포되는 컬러의 수에 따라 변할 수도 있다. 적, 녹, 청의 삼색인 경우, 세 개의 헤드가 사용된다. 헤드의 수는, 도포되는 색의 수와 적어도 동일하고, 각각의 헤드는 각각의 색에 할당되는 것이 바람직하다.
잉크-제트법에 의해 지지 기판 상에 용액을 도포하기 전에, 도포 용액의 솔벤트 및/또는 수지에 매칭되는 밑의 층이 수용성 및 습윤성을 조정하기 위해 미리 형성될 수도 있다. 밑의 층은 폴리이미드 수지, PVA 유도성 수지, 아크릴 수지 및/또는 에폭시 수지 조성물 등으로 이루어질 수도 있고, 산화 실리콘 또는 알루미나 등의 다공질 입자가 첨가될 수도 있다. 매트릭스 차광층은 포토리소그래픽법 또는 상기의 전사법에 의해 형성될 수도 있고, 이는 잉크-제트법에 의해 컬러 필터층을 형성하기 전, 또는 후에 수행될 수도 있다.
필요에 따라, 컬러 필터 위에 오버코트층이 형성될 수도 있고, 이는 컬러 필터층의 외관면의 평탄성, 내습성 및 내약품성에 의해 나타내질 수 있는 내구성을 향상시키기 위해, 그리고, 컬러 필터층으로부터의 용출물을 저지하기 위한 배리어성 (barrierhood) 를 확보하기 위해 사용될 수도 있다. 적합하게 사용되는 재료의 예로는, 말레이미드 (maleimide) 및 에폭시 수지 조성물을 함유하는 열경화성 아크릴계 공중합체와 같은 투명 수지가 있다. 지지 기판 상에 형성된 컬러 필터는 필름형 컬러 필터에 대해 설명한 것처럼 기능성 필름으로 전사될 수 있다.
상기의 구성에 의하여, 1 μm 내지 5 μm 두께의 컬러 필터 필름이 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 1.5 μm 두께의 컬러 필터 필름이 형성될 수 있다.
본 실시예에 제한됨이 없이, 컬러 필터 필름의 두께가 수 마이크로미터인 한 어떤 재료 및 어떤 제조 방법에 의해서도 컬러 필터는 물론 제조될 수도 있다.
<액정 패널>
전술한 컬러 필터 필름과 스페이서가 액정 패널용 TFT 유리 기판 상에 순차적으로 적층된 제 1 기판과, 편광막과 위상차막이 유기 EL 디바이스를 구비하는 기판 상에 순차적으로 적층되고 액정 디바이스의 대향 전극이 되는 ITO 로 만들어진 투명 전극이 스퍼터링에 의해 200 nm 로 성막된 제 2 기판 상에, 롤 코팅법, 스피너 코팅법, 인쇄법, 잉크-제트법과 같은 적절한 방법으로 액정 배향제가 도포된다. 그 다음, 도포된 표면은 코팅막을 형성하기 위해 가열된다. 액정 배향제를 도포함에 있어, 기판 표면의 코팅막에 대한 접착성을 더욱 향상시키기 위해, 기능성 실란 (silane) 함유 화합물 또는 기능성 티타늄 함유 화합물이 기판의 표면에 미리 도포될 수 있다. 액정 배향제를 도포한 후, 막은 기능성 필름 (A 와 B) 의 각각에 대한 온도 상한 이하의 온도, 바람직하게는 80 내지 230℃, 더욱 바람직하게는 100 내지 200℃ 로 가열된다.
형성된 코팅막은 바람직하게는 0.001 내지 1 μm, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 0.5 μm 의 두께를 구비한다. 본 실시예에서, 0.1 μm 의 두께를 구비한 배향막이 형성된다.
형성된 코팅막의 표면은 나일론, 레이온 및 면 등의 섬유로 만들어진 직물로 감싼 롤로 일정 방향으로 러빙된다. 따라서, 코팅막은 액정 분자 배향성이 부여되어 액정 배향막이 된다.
그 다음, 액정은 서로 대향하는 제 1 기판과 제 2 기판의 배향막 사이의 간 격으로 주입되고, 그 다음, 실링재 (미도시) 를 가함으로써 봉해져서 본 실시예의 백라이트로서 유기 EL 디바이스를 구비하는 액정 패널이 형성된다.
본 실시예에서, 편광막은 폴리비닐 알콜 박막을 가열하면서 신장시키고, 그 다음, 그것을 필름에 요오드가 흡수되도록 하기 위해 다량의 요오드를 함유한 용액 (일반적으로 H 잉크라 부른다) 에 담금으로써 제조되는 12 μm 두께의 소위 말하는 H 필름이다.
도 1 의 픽셀 전극의 피치는 액티브 구동형 액정 디스플레이 패널의 해상도에 의존한다. 예를 들어, 200 ppi (픽셀 / 인치) 해상도의 R (적), G (녹) 및 B (청) 의 세 개의 컬러 필터를 구비하는 액티브 구동형 액정 디스플레이 패널에 대해, 픽셀 전극의 피치는 25400 μm/200/3=42.3 μm 이다. 액정층의 두께는 일반적으로 2 내지 6 μm 이다.
본 실시예에서, 픽셀 전극과 반사막 사이의 간격은 약 20 내지 24 μm; 구체적으로, 도 1 에 도시된 구조에서는 22 μm 이다. 그것은 픽셀 전극 피치 (42 μm 정도) 의 반 정도이다. 따라서, 픽셀 전극과 반사막 사이의 간격은 픽셀 전극 피치보다는 충분히 작다.
본 실시예의 액정 패널의 동작이 설명될 것이다.
첫 번째로, 투과형 액정 디스플레이 패널로서의 동작이 설명된다. 발광층으로서의 유기 EL 층 (112) 으로부터 방출되어 보호층 (미도시) 을 투과하는 백색광은 편광되지 않지만, 오직 하나의 직선-편광된 광만이 편광층 (110) 을 투과하여 액정층 (106) 에 도달한다. 여기서, 액정 분자의 배향 상태는 픽셀의 투명 전극에 인가되는 전압의 유무에 따라 제어된다. 즉, 극단적인 배향 상태에서, 도 1 의 하방으로부터 입사되는 직선-편광된 광은 그대로 액정층 (106) 을 투과한다. 특정 파장 범위 내의 광은 컬러 필터로 이루어지는 픽셀 전극 (403) 과 픽셀의 투명 전극으로서의 픽셀 전극 (103) 을 투과하고, 그 다음 편광층 (100) 에 의해 실질적으로 완전히 흡수된다. 따라서, 픽셀은 흑색을 표시한다.
반면, 또 다른 극단적인 배향 상태에서, 액정층 (106) 을 투과하는 광의 편광 상태는 변화하고, 컬러 필터 (104) 를 투과하는 광은 실질적으로 완전히 편광층 (100) 을 투과한다. 따라서, 이 픽셀은 컬러 필터에 의해 결정된 색을 가장 강하게 표시한다. 이들 극단 사이의 배향 상태에서, 광은 부분적으로 그 층을 투과하여, 픽셀은 중간색을 표시하게 된다.
두 번째로, 반사 액정 패널로서의 동작이 설명될 것이다. 여기서, 백라이트에서 전압은 유기 EL 디바이스에 인가되지 않는다. 도 1 의 상방으로부터 액티브 구동형 액정 패널을 입사하는 외광은 편광층 (100) 을 투과하여 직선-편광이 되고, 그 다음, 픽셀의 투명 픽셀 전극 (103) 을 투과하고, 따라서, 특정 범위의 파장을 구비한 광은 컬러 필터를 투과하여 액정층 (106) 에 도달한다. 여기서, 액정 분자의 배향 상태는 투명 픽셀 전극 (103) 에 인가되는 전위의 유무에 따라 제어된다.
즉, 극단적인 배향 상태에서, 도 1 의 상부로부터 액정층 (106) 을 입사하는 직선-편광된 광은 액정층 (106) 을 투과하는 동안 그 편광상태가 변화하고, 실질적으로 완전히 편광층 (110) 을 투과한다. 이 직선-편광된 광은 보호막 (미도시 ), 유기 EL 디바이스의 투명 전극 (111) 및 발광층이 되는 유기 EL 층 (112) 을 순차적으로 투과하고, 그리고 마지막으로 반사 전극 (113) 에 의해 반사된다. 따라서, 백라이트의 반사 전극 (113) 은 반사막으로서 기능한다.
다음에는, 반사된 직선-편광된 광은 발광층이 되는 유기 EL 층 (112), 투명 전극 (111), 보호막 (미도시), 편광층 (110) 및 위상차막 (109) 을 순차적으로 투과하고, 그 다음, 액정층 (106) 에 도달한다. 광은 액정층 (106) 을 투과하는 동안 그 편광상태를 변화시키고, 컬러 필터 (104) 에 의해 거의 흡수되지 않으면서 투과된다. 이어서, 이 광은 픽셀의 픽셀 전극 (103) 및 유리 기판 (101) 을 순차적으로 투과하고, 그 다음, 편광층 (100), 위상차막 또는 반사 방지막 (미도시) 에 의해 거의 흡수되지 않고 외부로 방사된다. 따라서, 이 픽셀은 컬러 필터 (104) 에 의해 결정된 색을 가장 강하게 표시한다.
반면, 또 다른 극단적인 배향 상태에서, 컬러 필터 (104) 를 투과하는 광은, 액정층 (106) 을 투과하는 광은 편광 상태를 변화시키지 않으면서, 위상차막, 편광층 및 반사 방지막 (미도시) 에 의해 실질적으로 완전히 흡수된다. 따라서, 이 픽셀은 흑색을 표시한다. 이들 두 상태 사이의 중간 배향 상태에서, 광은 부분적으로 투과되어, 픽셀은 중간색을 표시한다.
위상차막 (109) 은 시야각의 확대라는 면에서 필요하지만, 동작을 위해서 필수적인 것은 아니다.
전술한 반사 액정 패널로서의 동작은 2 편광판 시스템으로 일반적으로 알려진 반사 액정 패널의 동작과 같다. 그러나, 본 발명은 백라이트로서의 유기 EL 디바이스의 전극이 반사판으로서도 사용되는 점과, 반사판과 컬러 필터 사이의 간격이 픽셀 전극 피치보다 작다는 점에서 특징이 있다. 즉, 패널에 백라이트가 제공되기 때문에, 그것은 또한 투과형 액정 패널로서 동작하여, 어두운 장소에서의 가시성이 확보될 수 있다. 또한, 반사판과 픽셀 전극 사이의 간격이 픽셀 전극 피치 이하라면, 컬러 필터로부터 입사되는 광이 인접한 컬러 필터로 확산되지 않기 때문에, 픽셀 전극을 비스듬하게 입사하는 외광의 효율은 감소되지 않는다.
또한, 본 실시예의 구성의 컬러 필터에 광을 전방 확산시키는 기능을 지닌 재료를 첨가함으로써, 반사 전극에서 광의 정반사로 인한 외부 이미지에 의한 간섭은, 패널이 반사 액정 패널로서 기능할 때 최소화될 수 있다. 컬러 필터 외에도, 광을 확산시킬 수 있는 재료라면, 전용의 확산층을 형성하는 데 사용될 수 있으며, 이는 상부 기판과 반사 전극 사이에 삽입될 수 있다.
다르게는, 광을 전방 확산시킬 수 있는 재료를 첨가하는 대신에, 백라이트로서의 유기 EL 디바이스의 반사 전극은 1 μm 정도의 높이로 울퉁불퉁한 형태를 구비한다. 그 울퉁불퉁한 부분의 크기 분포는 랜덤할 수도 있다. 여기서, 유기 EL 디바이스의 반사 전극은 광을 확산시킬 수 있기 때문에, 외부 이미지에 의한 간섭의 상기 문제는 해결될 수 있다.
컬러 필터 재료가 도전성일 경우, 소정의 전압을 액정에 인가하기 위한 픽셀의 투명 전극에 인가되는 전압은 감소될 수 있다. 따라서, 컬러 필터 재료는 도전성인 것이 바람직하다.
본 실시예에서 사용된 컬러 필터, 편광막, 위상차막 및 배향막은 여기에서 설명된 것들에 한정되지 않고, 물론, 특성 조건을 만족하고 막두께가 작은 임의의 구성을 구비할 수도 있다.
제 1 실시예에서, 액정 디바이스 유닛에서 외광이 입사하는 측면의 전극 (유리 기판 (101) 상에 형성된 전극) 은 막박 트랜지스터 및 배선을 구비하지만, 유사한 구성과 동작은 대향 전극을 형성함으로써 달성될 수도 있다. 또한, 제조 방법은 전술한 바처럼 수행될 수 있다는 것은 명백하다.
다음으로, 실시예의 변형예 1 이 도면을 참조하여 설명될 것이다. 제 1 실시예에서는 컬러 필터 필름이 픽셀 전극 상에 형성된 반면, 도 5 에 도시된 변형예 1 에서는 컬러 필터 필름이 기판 상에 형성된다.
도 5 에서, 컬러 필터 필름 (104), 박막 트랜지스터, 배선 (103) 및 픽셀 전극 (103) 이 제 1 기판 (101) 상에 형성되는 액정 패널을 위한 TFT 유리 기판이 형성된다.
변형예 1 에서, 기판의 재료는 유리가 아닌, 후술하는 제조 방법을 채용한 유기 수지일 수도 있다.
반사 전극 (113), 유기 EL 층 (112), 투명 전극 (111), 편광막 (110), 위상차막 (109) 및 대향전극 (108) 이 기판 (114) 상에 형성되는 유기 EL 디바이스를 구비하는 기판이 형성된다.
실시예 1 에서처럼, 배향막 (105, 107) 은, 스페이서가 액정 패널용 TFT 기판 상에 배치되는 제 1 기판 상과, 유기 EL 디바이스를 구비하는 기판 상에 편광막 (110) 과 위상차막 (109) 이 순차적으로 적층되고 액정 디바이스의 대향 전극이 되 는 ITO 로 이루어진 투명 전극이 스퍼터링법에 의해 200 nm 로 성막된 제 2 기판 상에 형성된다. 그 다음, 서로 대향하는 배향막 사이의 간격은 액정으로 채워지고 밀봉되어 액정 패널이 형성된다. 그 동작은 실시예 1 에서 설명된 것과 같고, 따라서, 설명되지 않을 것이다.
액정 패널의 박막 트랜지스터와는 달리, 유기 EL 로 이루어진 박막 평명 발광 디바이스 유닛은 고온에 노출되지 않기 때문에, 제조된 기판이 200℃ 내지 250℃ 의 온도에 견딜수 있는 한, 유리 대신에 유기 수지를 포함하는 임의의 재료가 사용될 수도 있다. 또한, 이는 본 발명의 실시예 1 과 다른 변형예에도 적용될 수 있다. 실시예 1 의 구조에서도, 유리 이외의 재료로 이루어진 기판이 하기 설명되는 제조 방법을 채용함으로써 사용될 수도 있다.
변형예 1 은 컬러 필터 상의 박막 트랜지스터의 형성에 관한 것이며, 도 6 에 도시된 방법에 의해 제조될 수 있다.
전극 보호막의 형성과 이전의 공정에 대한 제조 방법은 도 3 에 도시된 바와 같다. 그 다음, 도 6a 에서 도시하는 바와 같이, 접착제를 통해 트랜지스터 어레이층 (129) 을 구비하는 지지 기판 (유리 기판, 수정 기판, 실리콘 기판 또는 유기 수지 기판; 128) 의 트랜지스터-형성 표면 상에 보호막 (130) 이 적층된다. 본 실시예에서, 유리 기판이 사용되는 경우가 설명될 것이다. 그 다음, 도 6b 에 도시된 것처럼, 보호막에 의해 커버된 기판을 유리 에천트 (24) 로서의 플루오르화수소산에 담궈서 유리 기판을 그 배면으로부터 에칭한다. 플루오르화수소산 이외에, 완충된 플루오르화수소산 등이 유리 에천트로서 적합할 수도 있다. 유리 기판의 에칭을 완료한 후에, 표면에 컬러 필터층을 구비한 기판 (131) 이 도 6c 에 도시된 것처럼 접착제를 통해 적층된다. 마지막으로, 도 6d 에 도시된 것처럼, 보호필름 (130) 과 접착제가 제거되어 전사가 완료된다. 따라서, 디바이스층이 베이스 필름 상에 형성된다.
지지 기판 (128) 은, 에칭 대신에, (기계적 연마 또는 화학-기계적 연마 중의 하나로) 연마될 수도 있고, 유기 수지 기판에 대해서는 박리 (peeling) 가 채용될 수도 있다.
보호필름 (130) 과 기판의 또는 기판과 트랜지스터 어레이층의 적층은 접착제를 사용하는 대신에 보호필름 그 자체를 접착성으로 함으로써, 또는 열압법 (熱壓法) 에 의해 수행될 수도 있다.
기판 (131) 은 지지 기판과 동일하게 유리 기판, 수정 기판, 또는 유기 수지 기판일 수도 있다.
변형예 1 의 구성에서, 컬러 필터는 액정 픽셀의 외부에 배치되어 두께에 제한이 없게 된다. 따라서, 실시예 1 에서와 달리, 컬러 필터 필름의 필름 두께에 아무런 제한이 없기 때문에, 어떤 종류의 컬러 필터도 아무런 문제 없이 사용될 수도 있다. 그러나, 액정 패널의 중량 감소 및 두께 감소라는 면에서, 박막형 컬러 필터 필름을 사용하는 것이 바람직하다.
외광이 입사하는 액정 디바이스의 측면의 전극이 실시예 1 과 변형예 1의 박막 트랜지스터를 구비하고 있지만, 박막 트랜지스터는 전술한 바와 같이 배면 발광원 (미도시) 을 구비하는 기판 상에 형성될 수도 있다. 그러한 경우, 외광이 입사하는 측면은 대향 전극을 구비한다.
액정에 대한 픽셀 전극과 대향 전극의 위치 관계가 변화할 때에도, 액정 디바이스 유닛은 동일한 특성과 동작을 보인다.
제 1 실시예의 변형예 2 로서의 컬러 필터를 구비하는 기판 상에 컬러 필터의 형성이 도 7 을 참조하여 설명될 것이다.
변형예 2 에서, 컬러 필터층 (104) 은 대향 전극 (108) 의 액정 (106) 측면에 배치된다. 제 1 실시예와 변형예 1 과 동일한 부분의 설명은 생략될 것이지만, 변형예 2 에서, 대향전극 (108), 컬러 필터 (104), 배향막 (105) 및 액정 (106) 이 순차적으로 형성된다.
도시하지는 않았지만, 컬러 필터 (104) 는, 발광층이 되는 유기 EL 층 (112) 보다 액정 (106) 에 더 가까운, 그리고, 반사 전극 (113) 보다 액정 (106) 에 더 가까운 임의의 장소에 배치될 수도 있다.
위상차막 (109) 과 편광막 (110) 은 발광층이 되는 유기 EL 층 (112) 과 액정 (106) 사이의 임의의 장소에 배치될 수도 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 변형이, 반사막과 외광이 입사하는 액정의 픽셀 전극 사이의 간격이 액정 디바이스의 픽셀 전극 피치보다 더 작다는 본 발명의 사상의 범위 내인 한, 액정 디바이스, 백라이트 및/또는 구조를 다양하게 변형함으로써, 본 발명의 다양한 실시형태가 구현될 수도 있다. 물론, 이들 변형예들은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 액정 패널은 디스플레이 디바이스로서 전자 디바이스에 탑재된다. 특히, 본 패널은 실내와 실외에서 모두 사용되는 휴대용 전자 디바이스 (셀 폰, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 노트북형 퍼스널 컴퓨터 및 PDA 등의 휴대용 정보 단말) 를 위한 디스플레이 디바이스로서 사용될 때 효과적이다.

Claims (58)

  1. 배면 발광원을 구비한 액정 패널로서,
    적어도 서로 대향하는 투명 제 1 전극과 투명 제 2 전극 사이에 액정층이 샌드위치된 제 1 기판 상에 형성된 액정 디바이스와,
    적어도 서로 대향하는 광학적으로 불투명한 제 3 전극과 투명한 제 4 전극 사이에 박막 평면 발광 디바이스가 샌드위치된 제 2 기판 상에 형성된 상기 액정 디바이스용의 배면 발광원을 구비하고,
    상기 제 3 전극은 상기 액정층을 통하여 입사하는 외광을 상기 액정층으로 반사시키는 제 2 기판의 측면에 배치된 반사막이고;
    상기 제 4 전극은 상기 제 2 전극과 대향하도록 배치되고, 상기 제 4 전극과 상기 제 2 전극 사이에 샌드위치된 절연막은 상기 제 4 전극 상에 연속적으로 형성된 막인, 액정 패널.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 전극과 상기 픽셀 전극 사이의 간격이 상기 액정 디바이스의 픽셀 전극 피치보다 작은, 액정 패널.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판은 유리, 수정 또는 유기 수지로 이루어지 는, 액정 패널.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은 상기 박막 평면 발광 디바이스의 발광용의 반사막인, 액정 패널.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 전극은 투명 전극과 불투명 전극의 적층 구조인, 액정 패널.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 전극의 최상층은 투명 전극인, 액정 패널.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 전극의 상기 최상층은 불투명 전극인, 액정 패널.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 평면 발광 디바이스는 유기 EL 디바이스인, 액정 패널.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 유기 EL 디바이스를 보호하기 위한 보호막은 상기 제 4 전극 상에 형성 되는, 액정 패널.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 보호막은 적어도 상기 투명 전극에 의해 커버되지 않는 상기 유기 EL 디바이스의 에지와 상면을 커버하는, 액정 패널.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 보호막은 SiO2, SiN, Al2O3 또는 AlN 으로 이루어지는, 액정 패널.
  12. 제 1 항에 있어서,
    적어도 유기 수지로 이루어지는 상기 기판은 적어도 일 측면에 배리어막을 구비한, 액정 패널.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 배리어막은 적어도 상기 기판의 상기 액정층 또는 상기 박막 평면 발광 디바이스가 형성되는 표면에 형성되는, 액정 패널.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 배리어막은 상기 기판의 상기 액정층, 상기 박막 평면 발광 디바이스가 형성되는 표면, 또는 상기 표면에 대향하는 표면에 형성되는, 액정 패널.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 배리어막은 폴리비닐 알콜로 이루어지는 유기 재료로 이루어지는, 액정 패널.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 배리어막은 폴리비닐 알콜로 이루어지는 유기 재료 및 유기 재료와 점토 광물로 이루어지는 유기-무기 조성 재료로 이루어지는, 액정 패널.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 배리어막은 결정질 점토 광물로 이루어지는, 액정 패널.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 디바이스는 상기 제 1 기판 상에 컬러 필터막; 적어도 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극을 구동시키는 트랜지스터로 이루어지는 상기 제 1 전극; 제 1 배향막; 액정; 제 2 배향막; 및 상기 제 2 전극이 순차적으로 배치되는 구성을 구비한, 액정 패널.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 디바이스는 상기 제 1 기판 상에 적어도 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극을 구동하는 트랜지스터로 이루어지는 상기 제 1 전극; 컬러 필터막; 제 1 배향막; 액정; 제 2 배향막; 및 상기 제 2 전극이 순차적으로 배치되는 구성을 구비한, 액정 패널.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 디바이스는 상기 제 1 기판 상에 적어도 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극을 구동하는 트랜지스터로 이루어지는 상기 제 1 전극; 제 1 배향막; 액정; 제 2 배향막; 상기 제 2 전극; 컬러 필터막이 순차적으로 배치되는 구성을 구비한, 액정 패널.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정 디바이스는 상기 제 1 기판 상에 적어도 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극을 구동하는 트랜지스터로 이루어지는 상기 제 1 전극; 제 1 배향막; 액정; 제 2 배향막; 컬러 필터막; 및 상기 제 2 전극이 순차적으로 배치되는 구성을 구비한, 액정 패널.
  22. 배면 발광원이 기판과 박막 평면 발광 디바이스의 일 표면 사이에 형성된 반사막과 상기 박막 평면 발광 디바이스의 다른 표면 상에 형성된 투명 전극을 구비하고; 액정 디바이스로부터의 외광이 상기 투명 전극을 통해 상기 반사막에 입사하 며; 상기 반사막에 의해 반사된 상기 외광은 상기 투명 전극을 통해 상기 액정 디바이스로 입사하고;
    상기 액정 디바이스는 적어도 상기 투명 전극 상에 연속적으로 형성된 막을 통해 상기 배면 발광원에 인접한, 액정 패널.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 액정 디바이스에서, 액정은 적어도 서로 대향하는 픽셀 전극과 대향 전극 사이에 샌드위치된, 액정 패널.
  24. 제 22 항에 있어서,
    외광이 입사하는 상기 액정 디바이스의 측면의 전극과 반사막 사이의 간격이 상기 픽셀 전극 피치보다 작은, 액정 패널.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 반사막은 상기 배면 발광원용의 구동 전극인, 액정 패널.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 구동 전극은 투명 전극과 불투명한 전극으로 이루어지는 적층막인, 액정 패널.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 적층막에서, 최상층의 막은 투명 전극인, 액정 패널.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 적층막에서, 최상층의 막은 불투명 전극인, 액정 패널.
  29. 제 22 항에 있어서,
    상기 배면 발광원을 구동하기 위한 구동 전극이 상기 반사막에 형성되는, 액정 패널.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 반사막은 도전성인, 액정 패널.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 반사막과 상기 구동 전극은 절연막을 통해 분리된, 액정 패널.
  32. 제 22 항에 있어서,
    상기 반사막은 울퉁불퉁한 형상을 구비한, 액정 패널.
  33. 제 22 항에 있어서,
    상기 박막 평면 발광 디바이스는 유기 EL 디바이스인, 액정 패널.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 유기 EL 디바이스를 보호하기 위한 보호막은 상기 투명 전극 상에 형성되는, 액정 패널.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 보호막은 적어도 상기 투명 전극에 의해 커버되지 않는 상기 유기 EL 디바이스의 상면과 에지를 커버하는, 액정 패널.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 보호막은 SiO2, SiN, Al2O3 또는 AlN 으로 이루어지는, 액정 패널.
  37. 제 22 항에 있어서,
    상기 기판은 유기 수지로 이루어지고, 배리어막이 적어도 상기 기판의 일 측면 상에 형성되는, 액정 패널.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 배리어막은 적어도 상기 유기 EL 디바이스가 형성되는 상기 기판의 표 면에 형성되는, 액정 패널.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 배리어막은 상기 유기 EL 디바이스가 형성되는 상기 기판의 표면, 또는 상기 표면에 대향하는 표면에 형성되는, 액정 패널.
  40. 제 37 항에 있어서,
    상기 배리어막은 폴리비닐 알콜로 이루어지는 유기 재료로 이루어지는, 액정 패널.
  41. 제 37 항에 있어서,
    상기 배향막은 폴리비닐 알콜로 이루어지는 유기 재료와, 유기 재료와 점토 광물로 이루어지는 유기-무기 조성 재료로 이루어지는, 액정 패널.
  42. 제 37 항에 있어서,
    상기 배리어막은 결정질 점토 광물로 이루어지는, 액정 패널.
  43. 제 22 항에 있어서,
    상기 연속적으로 형성된 막은 적어도 절연막, 상기 액정 디바이스의 절연막 상에 형성된 대향 전극 및 배향막을 포함하는, 액정 패널.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 절연막은 적어도 편광막을 구비하는 적층막인, 액정 패널.
  45. 제 43 항에 있어서,
    상기 절연막은 적어도 편광막과 위상차막을 구비하는, 액정 패널.
  46. 제 43 항에 있어서,
    상기 절연막은 적어도 편광막, 위상차막 및 컬러 필터막을 포함하는, 액정 패널.
  47. 제 22 항에 있어서,
    상기 액정 디바이스는 적어도 컬러 필터막; 적어도 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극을 구동하는 트랜지스터로 이루어진 제 1 전극; 제 1 배향막; 액정; 제 2 배향막; 및 대향 전극으로 이루어지는, 액정 패널.
  48. 제 22 항에 있어서,
    상기 액정 디바이스는 적어도 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극을 구동하는 트랜지스터로 이루어지는 제 1 전극; 컬러 필터막; 제 1 배향막; 액정; 제 2 배향막; 및
    대향 전극으로 이루어지는, 액정 패널.
  49. 제 22 항에 있어서,
    상기 액정 디바이스는 적어도 픽셀 전극 및 상기 픽셀 전극을 구동하는 트랜지스터로 이루어지는 제 1 전극; 제 1 배향막; 액정; 제 2 배향막; 대향 전극; 및 컬러 필터막으로 이루어지는, 액정 패널.
  50. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 22 항 중 어느 한 항에 기재된 액정 패널을 구비하는, 액정 디바이스.
  51. 제 50 항에 기재된 액정 디바이스를 구비하는, 전자 디바이스.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 전자 디바이스는 휴대용 디바이스인, 전자 디바이스.
  53. 제 1 기판 상에 액정의 대향 전극, 픽셀 전극 또는 구동 회로로서 트랜지스터 어레이층 중 하나를 형성하는 공정;
    제 2 기판 상에 반사막을 형성하는 공정;
    그 다음 박막 평면 발광 디바이스를 형성하는 공정;
    그 다음 광학 기능막을 형성하는 공정;
    그 다음 상기 제 1 기판 상에 형성된 전극과 대향하는 전극을 형성하는 공정;
    상기 제 1 기판 상의 전극 상에 제 1 배향막을 형성하는 공정;
    상기 제 1 기판 상의 전극에 대향하는 상기 제 2 기판 상의 전극 상에 제 2 배향막을 형성하는 공정; 및
    상기 제 1 배향막과 상기 제 2 배향막을 서로 대향하도록 배치하고, 상기 제 1 배향막과 상기 제 2 배향막 사이의 간격에 액정을 충전하는 공정을 포함하는, 액정 패널 제조 방법.
  54. 제 53 항에 있어서,
    상기 광학 기능 디바이스를 형성하는 공정은 편광막을 형성하는 공정과 위상차막을 형성하는 공정을 포함하는, 액정 패널 제조 방법.
  55. 제 53 항에 있어서,
    상기 박막 평면 발광 디바이스를 형성하는 공정은 유기 발광층을 형성하는 공정과 상기 유기 발광층의 전극을 형성하는 공정으로 이루어지는, 액정 패널 제조 방법.
  56. 제 53 항에 있어서,
    상기 박막 발광 디바이스를 형성한 후 상기 박막 발광 디바이스를 보호하기 위한 보호막을 형성하는 공정을 더 포함하는, 액정 패널 제조 방법.
  57. 제 53 항에 있어서,
    상기 트랜지스터 어레이층을 형성한 후 컬러 필터를 형성하는 공정을 더 포함하는, 액정 패널 제조 방법.
  58. 제 53 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에 컬러 필터를 형성한 후 상기 트랜지스터 어레이층을 형성하는, 액정 패널 제조 방법.
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