KR20110071654A - 액정 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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권순범
박서규
조희석
이지훈
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Abstract

서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법에서, 기판 위에 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 위에 비중합성 액정 화합물 및 감광성 카이럴 첨가제를 혼합한 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정층을 형성하는 단계, 상기 제1 화소에 위치한 액정층, 상기 제2 화소에 위치한 액정층 및 상기 제3 화소에 위치한 액정층에 서로 다른 양의 빛을 조사하는 단계, 그리고 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치, 콜레스테릭 액정, 피치, 카이럴 첨가제

Description

액정 표시 장치 및 그 제조 방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)는 현재 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(flat panel display) 중 하나이다. 액정 표시 장치는 전기장 생성 전극 및 액정층을 포함하며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절한다.
액정 표시 장치는 색을 구현하기 위하여 색 필터를 포함한다. 색 필터는 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터 등을 포함할 수 있으며, 각 화소에 형성되어 각 화소를 통과하는 빛의 양을 제어하여 색을 구현하며, 각 색을 조합하여 풀 컬러를 구현할 수 있다.
이러한 색 필터는 도포, 노광 및 현상 공정을 포함하는 사진 공정 또는 격벽 에 의해 구획되어 있는 소정 영역에 액체 잉크를 분사하는 잉크젯 인쇄 방법 등에 의해 형성될 수 있다.
그러나 색 필터를 형성하는 공정은 비용이 높을 뿐 아니라 광 투과율을 떨어뜨릴 수 있다.
근래 색 필터 없이 색을 구현하는 방법에 대하여 연구되고 있다. 그러한 방법 중의 하나가 콜레스테릭 액정을 사용하는 방법이 있다. 콜레스테릭 액정은 액정 분자들이 나선형 구조로 정렬되어 있으며, 이러한 나선형 구조의 피치(pitch) 값에 따라 특정 파장의 빛을 반사하는 특성을 가지므로, 피치를 조절함으로써 색을 구현할 수 있다.
그러나 콜레스테릭 액정은 유동성이 있는 상(phase)으로 존재하므로, 각 화소 별로 다른 피치를 가지는 콜레스테릭 액정을 형성하기 위해서는 적색 패널, 녹색 패널 및 청색 패널을 독립적으로 제작하여 적층하거나 상기 콜레스테릭 액정을 분리 수용할 수 있는 별도의 구조물이 필요하다. 이 경우 공정이 복잡하고 제조 단가가 높아질 뿐만 아니라 패널의 해상도에 제한이 있을 수 있다.
본 발명의 일 측면은 각 화소 별로 피치가 다른 콜레스테릭 액정을 형성하여 색 필터 없이 색을 구현할 수 있는 액정 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 상기 방법으로 제조된 액정 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치의 제조 방법은 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하는 액정 표시 장치에서, 기판 위에 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 제1 전극 위에 비중합성 액정 화합물 및 감광성 카이럴 첨가제를 혼합한 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정층을 형성하는 단계, 상기 제1 화소에 위치한 액정층, 상기 제2 화소에 위치한 액정층 및 상기 제3 화소에 위치한 액정층에 서로 다른 양의 빛을 조사하는 단계, 그리고 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제조 방법은 상기 액정층을 형성하는 단계 전에 상기 콜레스테릭 액정 을 캡슐화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계는 에멀션화(emulsification) 방법, 코아세르베이션(coacervation) 방법 또는 막 분리(membrane separation) 방법을 사용할 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계는 상기 비중합성 액정 화합물 및 감광성 카이럴 첨가제를 용매에 분산하는 단계, 그리고 상기 용액에 경화제를 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제조 방법은 상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계 후에 캡슐화된 콜레스테릭 액정을 바인더와 혼합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 화소는 상기 제2 화소보다 긴 파장 영역의 색을 표시할 수 있고, 상기 제2 화소는 상기 제3 화소보다 긴 파장 영역의 색을 표시할 수 있다.
상기 제1 화소에 위치한 액정층, 상기 제2 화소에 위치한 액정층 및 상기 제3 화소에 위치한 액정층에 서로 다른 양의 빛을 조사하는 단계는 투광 영역 및 차광 영역을 가지는 마스크를 사용하여 수행할 수 있다.
상기 제조 방법은 상기 제1 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제1 광량의 빛을 조사하는 단계, 상기 제2 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제2 광량의 빛을 조사하는 단계, 그리고 상기 제3 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제3 광량의 빛을 조사하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제1 광량은 상기 제2 광량보다 많고 상기 제2 광량은 상기 제3 광량보다 많을 수 있다.
상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 각각 적색, 녹색 및 청색을 표시할 수 있다.
상기 감광성 카이럴 첨가제는 광 이성질화 카이럴 첨가제, 광 중합성 카이럴 첨가제, 광 분해성 카이럴 첨가제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제조 방법은 상기 액정층의 일면에 광 흡수층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치는 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하고, 서로 마주하는 한 쌍의 전기장 생성 전극, 상기 한 쌍의 전기장 생성 전극 사이에 위치하는 액정층, 그리고 상기 액정층의 일면에 위치하는 광 흡수층을 포함하며, 상기 액정층은 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소에서 각각 다른 피치를 가지는 콜레스테릭 액정을 포함한다.
상기 콜레스테릭 액정은 비감광성 액정 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제1 화소의 콜레스테릭 액정은 상기 제2 화소의 콜레스테릭 액정보다 피치가 길 수 있고, 상기 제2 화소의 콜레스테릭 액정은 상기 제3 화소의 콜레스테릭 액정보다 피치가 길 수 있다.
상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 각각 적색, 녹색 및 청색을 표시할 수 있다.
공정을 단순화하면서 색 필터 없이 색을 표시할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저 도 1을 참고하여 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
액정 표시 장치는 서로 다른 색을 표시하는 복수의 화소를 포함할 수 있으며, 예컨대 적색을 표시하는 적색 화소(R), 녹색을 표시하는 녹색 화소(G) 및 청색을 표시하는 청색 화소(B)가 교대로 배치되어 있을 수 있다. 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)는 풀 컬러(full color)를 표현하기 위한 기본 화소이며, 이들은 하나의 군(group)을 이루어 행 및/또는 열을 따라 반복될 수 있다. 그러나 화소의 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치(100)는 기판(10) 위에 복수 층이 적층되어 있는 단일 패널(single panel)로 형성되어 있다.
기판(10)은 유리, 고분자 또는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 기판(10)이 고분자로 만들어진 경우 플렉서블 표시 장치를 구현할 수 있으며, 이 때 고분자는 예컨대 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰 및 폴리이미드 등에서 선택된 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
기판(10) 위에 복수의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)가 형성되어 있다. 여기서는 박막 트랜지스터(TFT)를 각 화소에 하나씩만 도시하였지만 이에 한정되지 않고 각 화소에 두 개 이상의 박막 트랜지스터가 배치되어 있을 수 있다. 여기서 박막 트랜지스터는 스위칭 소자(switching)일 수 있다. 또한 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 스위칭 소자를 포함하지 않는 수동형 소자일 수도 있고 시그먼트(segment) 형태일 수도 있다.
박막 트랜지스터(TFT) 위에는 절연층(20)이 형성되어 있으며, 절연층(20)에는 박막 트랜지스터(TFT)를 노출하는 복수의 접촉 구멍이 형성되어 있다.
절연막(20) 위에는 복수의 화소 전극(30)이 형성되어 있으며, 각 화소 전극(30)은 접촉 구멍을 통해서 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결되어 있다. 화소 전극(30) 위에는 하부 배향막(40)이 형성되어 있다. 하부 배향막(40) 은 액정의 초기 배향을 제어할 수 있으며, 경우에 따라 생략할 수도 있다.
하부 배향막(40) 위에는 액정층(50)이 형성되어 있다.
액정층(50)은 콜레스테릭(cholesteric) 액정을 포함한다.
콜레스테릭 액정은 네마틱 액정 화합물과 감광성 카이럴 첨가제(photo-sensitive chiral additive)를 혼합하여 캡슐화되어 있을 수 있다.
네마틱 액정 화합물은 빛에 의해 중합되거나 분해되지 않는 비감광성(non-photo sensitive) 액정 화합물이다. 따라서 후술하는 바와 같이 빛이 조사되는 경우에도 네마틱 액정 화합물은 중합되거나 분해되지 않고 모노머 형태를 유지하면서 전압 인가 등에 의해 일정 방향으로 배향될 수 있다.
감광성 카이럴 첨가제는 빛에 의해 반응하여 카이럴 특성을 나타내는 화합물로, 빛에 의해 중합될 수 있는 광 중합성 카이럴 첨가제, 빛에 의해 분해될 수 있는 광 분해성 카이럴 첨가제, 빛에 의해 이성질화될 수 있는 광 이성질화 카이럴 첨가제 또는 이들의 조합일 수 있다.
감광성 카이럴 첨가제는 빛을 흡수하면 분자의 나선형 비틀림력(helical twisting power, HTP)이 바뀔 수 있다. 예컨대 광 이성질화 카이럴 첨가제의 경우, 빛을 흡수하면서 구조 중에 트랜스(trans-) 형태가 시스(cis) 형태로 또는 이와 반대로 이성질화되면서 나선형 비틀림력이 감소 또는 증가할 수 있다.
이러한 광 이성질화 카이럴 첨가제로는 예컨대 하기 화학식 (1) 내지 (4)의 화합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112009079067428-PAT00001
Figure 112009079067428-PAT00002
Figure 112009079067428-PAT00003
Figure 112009079067428-PAT00004
이러한 나선형 비틀림력의 감소 또는 증가는 빛의 조사량에 따라 그 정도가 조절될 수 있으며, 일반적으로 빛의 조사량이 늘어날수록 나선형 비틀림력이 더욱 감소한다. 따라서 나선형 비틀림력은 광량을 조절함으로써 제어할 수 있다.
네마틱 액정 화합물과 감광성 카이럴 첨가제는 혼합되어 콜레스테릭 액정을 이루며, 콜레스테릭 액정은 방향자가 나선 모양으로 회전하는 나선형 구조로 정렬될 수 있다. 이 때 나선 모양의 주기를 피치(pitch)라고 할 때, 나선형 비틀림력에 의해 액정의 피치가 조절될 수 있다.
콜레스테릭 액정에 빛을 조사하는 경우 상기 피치에 따라 반사되는 빛의 파장 영역이 조절될 수 있다. 피치와 반사되는 빛의 파장 영역과의 관계는 하기 관 계식으로 표현될 수 있다.
[관계식]
nop<λ<nep
여기서 n0는 액정의 정상 굴절률이고 ne는 액정의 비정상 굴절률이다.
상기 관계식에 따라, 피치(p)가 커지는 경우 반사하는 빛의 파장 영역 또한 길어지고 피치(p)가 작아지는 경우 반사하는 빛의 파장 영역 또한 짧아진다.
이에 대하여 도 2를 참고하여 설명한다.
도 2는 액정의 피치에 따라 빛을 반사하는 특성을 보여주는 개략도이다.
도 2를 참고하면, 액정의 피치에 따라 반사하는 빛의 파장이 다르다.
액정의 피치가 P1인 경우 제1 파장 영역(CL1)의 빛을 반사할 수 있고 액정의 피치가 P2인 경우 제2 파장 영역(CL2)의 빛을 반사할 수 있으며 액정의 피치가 P3인 경우 제3 파장 영역(CL3)의 빛을 반사할 수 있는데, 상기 관계식에 따라 제1 파장 영역(CL1)이 단파장 영역이고 제3 파장 영역(CL3)이 장파장 영역이며, 제2 파장 영역(CL2)은 제1 파장 영역과 제2 파장 영역 사이의 파장 영역일 수 있다. 예컨대 제1 파장 영역은 청색 파장 영역, 제2 파장 영역은 녹색 파장 영역, 제3 파장 영역은 적색 파장 영역일 수 있다.
따라서 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)를 포함하는 액정 표시 장치에서, 적색 화소(R)의 액정층(50)에 위치하는 콜레스테릭 액정의 피치를 가장 길게 조절하고 청색 화소(B)의 액정층(50)에 위치하는 콜레스테릭 액정의 피치를 가장 짧게 조절하고 녹색 화소(G)의 액정층(50)에 위치하는 콜레스테릭 액정의 피치를 중간 정도로 조절함으로써 액정층(50)에서 반사되는 빛의 파장 영역을 선택적으로 제어할 수 있다.
캡슐화된 네마틱 액정 화합물과 감광성 카이럴 첨가제의 혼합물은 바인더(binder)에 의해 기판 위에 고착될 수 있다. 바인더는 예컨대 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol, PVA) 또는 젤라틴(gelatin) 등을 사용할 수 있다.
액정층(50) 위에는 상부 배향막(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 상부 배향막 위에는 광 흡수층(60)이 형성되어 있다. 광 흡수층(60)은 외부에서 입사되는 광을 흡수할 수 있다.
광 흡수층(60) 위에는 공통 전극(70)이 형성되어 있다. 공통 전극(70)은 투명 도전체 또는 불투명 도전체로 만들어질 수 있으며 기판 전면에 형성될 수 있다.
그러면 도 1에 도시한 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도 3 내지 도 8을 도 1과 함께 참고하여 설명한다.
도 3 내지 도 8은 도 1의 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 차례로 도시한 단면도이다.
도 3을 참고하면, 기판(10) 위에 박막 트랜지스터(TFT), 절연막(20), 화소 전극(30) 및 하부 배향막(40)을 차례로 형성한다.
다음 도 4를 참고하면, 하부 배향막(40) 위에 액정 캡슐층(50a)을 도포한다.
액정 캡슐층(50a)은 네마틱 액정과 감광성 카이럴 첨가제를 포함하는 액정 캡슐(50aa)이 분산되어 있는 분산액을 용액 공정으로 도포할 수 있다.
액정 캡슐(50aa)은 예컨대 에멀션화(emulsification) 방법, 코아세르베이션(coacervation) 방법 또는 막 분리(membrane separation) 방법을 사용하여 형성될 수 있다.
액정 캡슐(50aa)을 막 분리 방법으로 형성하는 경우에 대하여 도 5를 참고하여 설명한다.
도 5의 (a)를 참고하면, 소정의 용기(400)에 네마틱 액정 화합물(51aa)과 감광성 카이럴 첨가제(52aa)를 준비하다.
이어서 도 5의 (b)를 참고하면, 네마틱 액정 화합물(51aa)과 감광성 카이럴 첨가제(52aa)의 혼합물(50aa)을 수용성 고분자가 포함된 수용액(60)에 분산한다. 여기서 수용성 고분자는 예컨대 젤라틴(gelatin) 또는 아라비아 검(gum Arabic) 일 수 있다.
이어서 막 분리 장치를 사용하여 네마틱 액정 화합물(51aa)과 감광성 카이럴 첨가제(52aa)의 혼합물(50aa)을 분산한 후, pH 조절제를 첨가하여 수용성 고분자가 분산된 액정 화합물(51aa)과 감광성 카이럴 첨가제(52aa)의 혼합물(50aa) 방울들의 외곽에 응집되어 달라붙게 한다.
이어서 경화제를 첨가하여 네마틱 액정 화합물(51aa)과 감광성 카이럴 첨가제(52aa)의 혼합물(50aa)의 표면을 경화시켜 액정 캡슐(50aa)을 형성한다. 여기서 경화제는 예컨대 글루테르알데하이드(gluteraldehyde)를 사용할 수 있다.
이어서 상기 액정 캡슐(50aa)을 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 인쇄, 나이프 코팅(knife coating), 롤 인쇄법(roll printing), 오프셋 인쇄법(offset printing), 그라비어 인쇄법(gravure printing)과 같은 방법으로 기판 위에 도포한다. 이 때 바인더를 사용하여 기판 위에 고착시킬 수 있다.
다음 도 6을 참고하면, 액정 캡슐층(50a) 위에 마스크(100)를 배치한다. 이 때 마스크(100)는 투광 영역(100a) 및 차광 영역(100b)을 가지며, 투광 영역(100a)이 적색 화소(R) 위에 위치하도록 배치한다.
이어서 마스크(100) 위에서 제1 광량의 빛을 조사한다. 이에 따라 투광 영역(100a)이 위치하는 적색 화소(R)에만 빛이 조사되고 적색 화소(R)의 액정 캡슐층(50a)만 빛을 흡수하여 콜레스테릭 액정의 피치가 적색 파장 영역의 빛을 반사하도록 조절된다.
다음 도 7을 참고하면, 액정 캡슐층(50a) 위에 마스크(100)의 투광 영역(100a)이 녹색 화소(G) 위에 위치하도록 배치한다.
이어서 마스크(100) 위에서 제1 광량보다 적은 제2 광량의 빛을 조사한다. 이에 따라 투광 영역(100a)이 위치하는 녹색 화소(G)에만 빛이 조사되고 녹색 화소(G)의 액정 캡슐층(50a)만 빛을 흡수하여 콜레스테릭 액정의 피치가 녹색 파장 영역의 빛을 반사하도록 조절된다.
다음 도 8을 참고하면, 액정 캡슐층(50a) 위에 마스크(100)의 투광 영역(100a)이 청색 화소(B) 위에 위치하도록 배치한다.
이어서 마스크(100) 위에서 제2 광량보다 적은 제3 광량의 빛을 조사한다. 이에 따라 투광 영역(100a)이 위치하는 청색 화소(B)에만 빛이 조사되고 청색 화소(B)의 액정 캡슐층(50a)만 빛을 흡수하여 콜레스테릭 액정의 피치가 청색 파장 영역의 빛을 반사하도록 조절된다.
이에 따라 액정층(50)은 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)에서 각각 피치가 다른 콜레스테릭 액정을 포함할 수 있다. 따라서 별도의 색 필터 없이도 각 화소에서 적색 파장 영역, 녹색 파장 영역 및 청색 파장 영역의 빛을 반사하여 색을 표시할 수 있다.
다음 도 1을 참고하면, 액정층(50) 위에 광 흡수층(60)을 형성하고, 그 위에 공통 전극(70)을 형성한다.
이하 실시예를 통해서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
액정 표시 장치의 제조
[ 실시예 1]
네마틱 액정 E7(Merck Ltd. 제조)에 감광성 카이럴 첨가제 다이안하이드로-디-글루시톨 비스-(4-메톡시)시나메이트(dianhydro-D-glucitol bis-(4-methoxy)cinnamate) 8중량%로 혼합한 다음, 막 분리 장치를 사용하여 젤라틴 수용액에 분산하였다. 이후 경화제 글루타르알데히드(glutaraldehyde) 50% 수용액에 혼합한 후 시트르산(citric acid) 1% 수용액을 적정하여 pH를 4.5로 조절하여 액정 캡슐의 표면을 경화하였다.
경화된 액정 캡슐을 폴리비닐알코올 10% 수용액에 혼합하여 액정 캡슐 용액을 제조한다.
상기 액정 캡슐 용액을 화소 전극이 형성되어 있는 기판 위에 10㎛ 두께로 도포한 후 건조하여 액정 캡슐 층을 형성하였다. 이어서 액정 캡슐 층을 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역으로 나누었을 때, 제1 영역에만 빛을 통과하도록 제작된 마스크를 배치하고 365nm의 자외선을 100mJ 조사하여 제1 영역의 액정 캡슐 층의 피치를 조절하였다. 동일한 방법으로 제2 영역에만 빛을 통과하도록 마스크를 배치하고 365nm의 자외선을 120mJ 조사하여 제2 영역의 액정 캡슐 층의 피치를 조절하였다. 동일한 방법으로 제3 영역에만 빛을 통과하도록 마스크를 배치하고 365nm의 자외선을 220mJ 조사하여 제3 영역의 액정 캡슐 층의 피치를 조절하였다.
액정 캡슐 층 위에 흡수층과 전극층을 차례로 형성하였다.
[ 실시예 2]
감광성 카이럴 첨가제를 25중량%로 혼합하고, 액정 캡슐 층 위에서 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역에 각각 2000mJ, 2600mJ 및 4000mJ의 자외선을 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시 장치를 제조하였다.
[ 실시예 3]
750nm 파장을 반사하는 콜레스테릭 네마틱 액정 CH100-750 (Slichem Ltd. 제조)(Δn=0.158)에 감광성 카이럴 첨가물 다이안하이드로-디-글루시톨 비스-(4-메톡시)시나메이트 3.3중량%를 첨가하여 액정 캡슐을 제조하였다.
상기 액정 캡슐을 코팅한 액정 캡슐 층 위에서 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역에 각각 67.5mJ, 405mJ 및 2430mJ을 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시 장치를 제조하였다.
[ 실시예 4]
750nm 파장을 반사하는 콜레스테릭 네마틱 액정 C16-008(Slichem Ltd. 제조)(Δn=0.235)에 감광성 카이럴 첨가물 다이안하이드로-디-글루시톨 비스-(4-메톡시)시나메이트 3.3중량%를 첨가하여 액정 캡슐을 제조하였다
상기 액정 캡슐을 코팅한 액정 캡슐 층 위에서 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역에 각각 67.5mJ, 405mJ 및 2430mJ을 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시 장치를 제조하였다.
[ 실시예 5]
플라스틱 기판 위에 복수의 박막 트랜지스터를 형성한 후 실시예 1의 방법에 따라 액정 표시 장치를 제조하였다.
평가
실시예 1에 따라 제조된 액정 표시 장치에 전압을 인가하고 표시되는 색을 확인하였다.
도 9는 실시예 1에 따른 액정 표시 장치에서 표시된 색을 보여주는 사진이다.
도 9를 참고하면, 색 필터 없이도 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역에 각각 청색, 녹색 및 적색의 표시가 가능함을 확인할 수 있다.
도 10 및 도 11은 실시예 1 및 실시예 2에 따른 액정 표시 장치에서 광 조사량에 따라 반사하는 빛의 파장 영역을 보여주는 그래프이다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 실시예 1 및 2에 따른 액정 표시 장치에서 광 조사량이 커질수록 장파장 쪽의 색을 표시함을 알 수 있다.
도 12 및 도 13은 실시예 3 및 실시예 4에 따른 액정 표시 장치에서 표시된 색을 보여주는 사진이다.
도 12 및 도 13을 참고하면, 실시예 3 및 실시예 4에 따른 액정 표시 장치 또한 실시예 1과 마찬가지로 색 필터 없이도 제1 영역, 제2 영역 및 제3 영역에 각각 청색, 녹색 및 적색의 표시가 가능함을 확인할 수 있다.
한편 도 12 및 도 13을 비교하면, 굴절률이 더 높은 네마틱 액정을 사용한 실시예 4에 따른 액정 표시 장치가 넓은 영역대의 파장을 반사하여 반사율이 더 높음을 확인할 수 있다.
도 14는 실시예 4에 따라 제작된 액정 표시 장치의 전압 대비 반사도를 보여주는 그래프이다.
도 14를 참고하면, 실시예 4에 따라 제작된 액정 표시 장치는 인가하는 전 압의 크기를 조절함으로써 흡수상태부터 반사상태까지 청색, 녹색 및 적색 화소 각각의 반사율을 조절할 수 있음을 알 수 있다.
도 15는 실시예 5에 따라 제작된 액정 표시 장치를 보여주는 사진이다.
도 15를 참고하면, 실시예 5에 따라 제작된 액정 표시 장치의 경우 구부림에도 이미지 변형 없이 색 및 글자를 안정적으로 표현할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 액정의 피치에 따라 빛을 반사하는 특성을 보여주는 개략도이고,
도 3 내지 도 8은 도 1의 액정 표시 장치를 제조하는 방법을 차례로 도시한 단면도이고,
도 9는 실시예 1에 따른 액정 표시 장치에서 표시된 색을 보여주는 사진이고,
도 10 및 도 11은 각각 실시예 1 및 실시예 2에 따른 액정 표시 장치에서 광 조사량에 따라 반사하는 빛의 파장 영역을 보여주는 그래프이고,
도 12 및 도 13은 각각 실시예 3 및 실시예 4에 따른 액정 표시 장치에서 표시된 색을 보여주는 사진이고,
도 14는 실시예 4에 따라 제작된 액정 표시 장치의 전압 대비 반사도를 보여주는 그래프이고,
도 15는 실시예 5에 따라 제작된 액정 표시 장치를 보여주는 사진이다.

Claims (14)

  1. 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법에서,
    기판 위에 제1 전극을 형성하는 단계,
    상기 제1 전극 위에 비중합성 액정 화합물 및 감광성 카이럴 첨가제를 혼합한 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정층을 형성하는 단계,
    상기 제1 화소에 위치한 액정층, 상기 제2 화소에 위치한 액정층 및 상기 제3 화소에 위치한 액정층에 서로 다른 양의 빛을 조사하는 단계, 그리고
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 액정층을 형성하는 단계 전에
    상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제2항에서,
    상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계는 에멀션화(emulsification) 방법, 코아세르베이션(coacervation) 방법 또는 막 분리(membrane separation) 방법을 사용하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제2항에서,
    상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계는
    상기 비중합성 액정 화합물 및 감광성 카이럴 첨가제를 용매에 분산하는 단계, 그리고
    상기 용액에 경화제를 첨가하는 단계
    를 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제2항에서,
    상기 콜레스테릭 액정을 캡슐화하는 단계 후에 캡슐화된 콜레스테릭 액정을 바인더와 혼합하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 제1 화소는 상기 제2 화소보다 긴 파장 영역의 색을 표시하고,
    상기 제2 화소는 상기 제3 화소보다 긴 파장 영역의 색을 표시하는
    액정 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 화소에 위치한 액정층, 상기 제2 화소에 위치한 액정층 및 상기 제3 화소에 위치한 액정층에 서로 다른 양의 빛을 조사하는 단계는 투광 영역 및 차광 영역을 가지는 마스크를 사용하여 수행하고,
    상기 제1 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제1 광량의 빛을 조사하는 단계,
    상기 제2 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제2 광량의 빛을 조사하는 단계,
    상기 제3 화소의 상부에 상기 마스크의 상기 투광 영역을 배치하고 제3 광량의 빛을 조사하는 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 광량은 상기 제2 광량보다 많고 상기 제2 광량은 상기 제3 광량보다 많은 액정 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제6항에서,
    상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 각각 적색, 녹색 및 청색을 표시하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 감광성 카이럴 첨가제는 광 이성질화 카이럴 첨가제, 광 중합성 카이럴 첨가제, 광 분해성 카이럴 첨가제 또는 이들의 조합을 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 액정층의 일면에 광 흡수층을 형성하는 단계를 더 포함하는 액정 표시 장치의 제조 방법.
  11. 서로 다른 색을 표시하는 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소를 포함하는 액정 표시 장치에서,
    상기 액정 표시 장치는
    서로 마주하는 한 쌍의 전기장 생성 전극,
    상기 한 쌍의 전기장 생성 전극 사이에 위치하는 액정층, 그리고
    상기 액정층의 일면에 위치하는 광 흡수층
    을 포함하고,
    상기 액정층은 상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소에서 각각 다른 피치를 가지는 콜레스테릭 액정을 포함하는 액정 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 콜레스테릭 액정은 비감광성 액정 화합물을 포함하는 액정 표시 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 제1 화소의 콜레스테릭 액정은 상기 제2 화소의 콜레스테릭 액정보다 피치가 길고,
    상기 제2 화소의 콜레스테릭 액정은 상기 제3 화소의 콜레스테릭 액정보다 피치가 길은
    액정 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 화소, 상기 제2 화소 및 상기 제3 화소는 각각 적색, 녹색 및 청색 을 표시하는 액정 표시 장치.
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