KR20150066136A - 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 응답속도가 향상된 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입의 액정표시장치를 제공함으로써, 이를 통해, 응답시간이 향상되며, 외력이 가해지더라도 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 배향막 공정, 러빙공정, 갭 형성공정, 실패턴 형성공정을 생략할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 특히, 배선을 형성하는 어레이공정부터 구동회로를 부착하는 모듈공정까지 롤투롤(roll to roll) 방식을 통해 연속적으로 진행할 수 있어, 공정의 효율성을 보다 향상시킬 수 있다. 그리고 본 발명의 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치를 터치형 표시장치, 곡면형 표시장치, 그리고 플렉서블한 표시장치에도 적용가능한 효과를 갖는다. 또한, 별도의 기판을 더욱 구비하지 않아도 됨으로써, 경량 및 박형의 패시브 매트릭스 타입의 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Description

나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치 및 이의 제조방법{Passive matrix type liquid crystal display device including nano capsule liquid crystal and method of fabricating the same}
본 발명은 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 빛샘강화 및 공정의 효율성이 향상된 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device : FPD)로서 동화상 표시에 우수하고 높은 콘트라스트비(contrast ratio)로 인해 노트북, 모니터, TV 등의 분야에서 가장 활발하게 사용되고 있는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)가 기존의 브라운관(cathode ray tube : CRT)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.
여기서, 액정표시장치는 크게 패시브 매트릭스 타입(passive matrix type)과 액티브 매트릭스 타입(active matrix type)으로 나뉘어 지는데, 패시브 매트릭스 타입은 신호선을 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하는 반면, 액티브 매트릭스 타입은 화소를 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터가 화소 별로 위치하도록 한다.
액티브 매트릭스 타입은 각 화소 별로 스위칭 소자를 위치시켜야 하므로, 필요한 공정수가 너무 많으며 비용이 높은 단점이 있는 반면, 패시브 매트릭스 타입은 액티브 매트릭스 타입에 비해 구조가 매우 단순하므로 공정이 단순화되며, 비용 또한 액티브 매트릭스 타입에 비해 저렴한 장점을 갖는다.
따라서 최근에는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 연구가 활발히 진행되고 있는데, 특히 빛샘에 강한 특성을 갖는 동시에 공정의 효율성이 보다 향상된 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공정의 효율성이 향상되며, 외력에 의해서도 광학특성이 변화되지 않는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치를 제공하고자 하는 것을목적으로 한다.
전술한 바와 같이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 스캔배선과 상기 스캔배선과 절연막을 사이에 두고 수직하게 데이터배선이 형성된 제 1 기판 상부로 나노캡슐 액정층이 위치하는 액정패널을 포함하며, 상기 나노캡슐 액정층은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압에 따라 광학적 이방성을 가지며, 전압 무 인가시 광학적 등방성을 갖는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치를 제공한다.
이때, 상기 스캔배선은 제 1 방향을 따라 형성되며, 상기 스캔배선으로부터 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 제 1 스캔분기배선이 분기하여 형성되며, 상기 제 1 스캔분기배선으로부터 상기 제 1 방향으로 제 2 스캔분기배선이 다수개 분기하여 형성되며, 상기 데이터배선은 상기 제 2 방향을 따라 형성되며, 상기 데이터배선으로부터 상기 제 2 방향으로 제 1 데이터분기배선이 분기하여 형성되며, 상기 제 1 데이터분기배선으로부터 상기 제 1 방향으로 제 2 데이터분기배선이 상기 제 2 스캔분기배선과 교대로 분기하여 형성된다.
그리고, 상기 나노캡슐 액정층은 액정분자가 채워져 있는 나노사이즈의 캡슐이 버퍼층에 분산되어 형성되며, 상기 나노사이즈의 캡슐의 직경은 1nm ~ 320nm이다.
이때, 상기 나노사이즈의 캡슐은 상기 나노캡슐 액정층에서 25% ~ 65% 의 부피를 차지하며, 상기 나노캡슐 액정층의 두께는 2 ~ 5㎛이다.
그리고, 상기 액정분자와 상기 나노사이즈의 캡슐의 굴절율 차이는 ±0.1 를 갖는다.
또한, 본 발명은 기판 상에 스캔배선을 형성하는 제 1 단계와; 상기 스캔배선이 형성된 상기 기판 상에 절연막을 형성하는 제 2 단계와; 상기 절연막 상부로 상기 스캔배선에 수직하게 데이터배선을 형성하는 제 3 단계와; 상기 데이터배선이 형성된 기판 상에 나노캡슐 액정층을 형성하는 제 4 단계와; 상기 기판과 상기 나노캡슐 액정층의 각 외면으로 제 1 및 제 2 편광판을 부착하는 제 5 단계를 포함하며, 상기 제 1 내지 제 5 단계는 롤투롤(roll to roll)방식을 통해 이루어지는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치용 제조공정을 제공한다.
이때, 상기 제 4 단계에서, 상기 나노캡슐 액정층은 노즐을 통해 프린팅방법, 코팅법, 또는 적하법으로 상기 기판 상에 형성되며, 상기 제 4 단계에서, 상기 나노캡슐 액정층은 라미네이팅(laminating) 공정을 통해 형성한다.
그리고, 상기 제 5 단계에서, 상기 제 1 및 제 2 편광판은 라미네이팅(laminating) 공정을 통해 부착한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입의 액정표시장치를 제공함으로써, 이를 통해, 응답시간이 향상되는 효과가 있으며, 외력이 가해지더라도 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배향막 공정, 러빙공정, 갭 형성공정, 실패턴 형성공정을 생략할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 특히, 배선을 형성하는 어레이공정부터 구동회로를 부착하는 모듈공정까지 롤투롤(roll to roll) 방식을 통해 연속적으로 진행할 수 있어, 공정의 효율성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명의 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치를 터치형 표시장치, 곡면형 표시장치, 그리고 플렉서블한 표시장치에도 적용가능한 효과를 갖는다.
또한, 별도의 기판을 더욱 구비하지 않아도 됨으로써, 경량 및 박형의 패시브 매트릭스 타입의 액정표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1a ~ 1b는 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 화상구현 원리를 개략적으로 살펴보기 위한 모식도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 전극 구조를 개략적으로 도시한 평면도.
도 3a 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 파형도.
도 3b는 도 3a의 파형도에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 형성과정을 개략적으로 나타난 공정모식도.
도 5는 도 4의 액정층 형성단계를 개략적으로 도시한 도면.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1a ~ 1b는 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 화상구현 원리를 개략적으로 살펴보기 위한 모식도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 전극 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도시한 바와 같이, 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(100)는 기판(112) 상에 나노캡슐 액정층(200)이 형성된 액정패널(110)을 필수 요소로 한다.
이중 어레이기판(array substrate)이라 불리는 기판(112)의 일면에는 복수개의 스캔배선(114)과 데이터배선(116)이 절연층(118)을 사이에 두고 종횡 교차하여 화소영역(P)을 정의한다.
이때, 스캔배선(114)은 제 1 방향으로 연장되어 형성되며, 데이터배선(116)은 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 연장되어 형성되는데, 스캔배선(114)에는 제 2 방향으로 분기하여 데이터배선(116)과 서로 평행하게 이격된 제 1 스캔분기배선(114a)이 형성되어 있으며, 데이터배선(116)에는 제 2 방향으로 분기하여 데이터배선(116)과 서로 평행하게 이격된 제 1 데이터분기배선(116a)이 형성되어 있다.
그리고, 제 1 스캔분기배선(114a) 및 제 1 데이터분기배선(116a)에는 각각 제 1 방향으로 분기되는 다수개의 제 2 스캔분기배선(114b)과 제 2 데이터분기배선(116b)들이 형성되는데, 이때 다수개의 제 2 스캔분기배선(114b)과 제 2 데이터분기배선(116b)들은 서로 교대로 엇갈려 형성된다.
이러한 구조에서, 화소영역(P)에 대응하여 다수개의 제 2 스캔분기배선(114b)과 제 2 데이터분기배선(116b)들 사이에서 수평전계가 발생하게 된다.
따라서, 스캔배선(114)과 데이터배선(116)으로 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 인가되면, 제 2스캔분기배선(114b) 및 제 2 데이터분기배선(116b) 사이의 수평전계에 의해 그 사이의 나노캡슐 액정층(200)의 액정분자(220)가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다.
그리고, 액정패널(110)의 각 외면으로는 특정 빛만을 선택적으로 투과시키는 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)이 부착되는데, 제 1 편광판(120)은 제 1 방향의 편광축을 가지며, 제 2 편광판(130)은 제 1 방향에 수직한 제 2 방향의 편광축을 갖는다.
아울러 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트(140)가 구비된다.
백라이트(140)는 빛을 발하는 광원(미도시)의 위치에 따라 측광형(side type)과 직하형(direct type)으로 구분되는데, 측광형은 액정패널(110)에 대해 이의 후방의 일측면으로부터 출사된 광원(미도시)의 빛을 별도의 도광판(미도시)으로 굴절시켜 액정패널(110)로 입사시키며, 직하형은 액정패널(110) 배면으로 복수개의 광원(미도시)을 직접 배치시켜 빛을 입사시킨다.
본 발명은 이 둘 중 어느 것이나 이용가능하다.
이때, 광원(미도시)은 음극전극형광램프(cold cathode fluorescent lamp)나 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamp)와 같은 형광램프가 이용될 수 있다. 또는, 이러한 형광램프 이외에 발광다이오드 램프(light emitting diode lamp)가 램프로 이용될 수도 있다.
여기서, 본 발명에 따른 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(100)의 가장 특징적인 것은 기판(112) 상에 나노캡슐 액정층(200)을 형성한 것이다.
나노캡슐 액정층(200)은 액정분자(220)가 내부에 채워진 나노캡슐(230)이 버퍼층(210)에 분산되어, 나노캡슐 액정층(200)의 광투과량을 변경하여 화상을 표시하게 된다.
이러한, 나노캡슐 액정층(200)은 등방성(isotropic) 액정으로, 등방성 액정은 전압 무인가 시에는 3차원 또는 2차원에 있어서 광학적으로 등방성을 갖지만, 전계를 인가하면 스캔배선(114)과 데이터배선(116)으로 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압의 전계방향에 수직하거나 수평한 방향으로 복굴절이 생기는 성질을 갖는다.
즉, 나노캡슐(230) 내부에 채워진 액정분자(220)가 유전율 이방성이 음(-)인 네가티브형 네마틱(nematic) 액정분자로 이루어질 경우, 액정분자(220)는 전계방향에 수직한 방향으로 배열하게 되어 복굴절이 발생되나, 나노캡슐(230) 내부에 채워진 액정분자(220)가 유전율 이방성이 양(+)인 포지티브형 네마틱(nematic) 액정분자로 이루어질 경우, 액정분자(220)는 전계방향에 평행한 방향으로 배열하게 되어 복굴절이 발생하게 된다.
따라서, 이러한 나노캡슐 액정층(200)은 전압 인가시에는 광학적으로 일축성을 나타내게 된다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 본 발명의 나노캡슐 액정층(200)은 액정분자(220)를 나노사이즈의 캡슐(230)로 캡슐화하게 되는데, 액정분자(220)는 나노캡슐(230) 내에서 불규칙하게 배열되게 된다.
이때, 나노캡슐 액정층(200) 내에서 나노캡슐(230)이 차지하는 부피는 5% ~ 95%로 형성될 수 있으며, 바람직하게는 나노캡슐(230)이 나노캡슐 액정층(200) 내에서 25% ~ 65%의 부피를 차지하도록 형성하고, 나머지는 버퍼층(210)으로 형성된다.
이때, 버퍼층(210)은 투명, 반투명한 재질로 수용성, 지용성 또는 혼합된 성질로 이루어질 수 있으며, 온도 또는 자외선 등에 의해 경화될 수 있다.
이러한 버퍼층(210)은 강도를 높이고 경화시간을 단축하기 위하여, 첨가물이 포함될 수도 있다.
그리고, 나노캡슐(230)의 직경은 1nm ~ 320nm로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 30nm ~ 100nm로 형성한다.
이때, 나노캡슐(230)을 포함하는 나노캡슐 액정층(200)의 두께 즉 셀갭은 1 ~ 10㎛로 이루어질 수 있는데, 바람직하게는 2 ~ 5㎛로 형성한다.
나노캡슐 액정층(200)의 셀갭이 2㎛ 이하일 경우에는 액정층의 역할로써, 빛의 투과율의 차이가 외부로 발현되기 어려우며, 5㎛이상일 경우에는 전극(124, 136) 사이 간격이 넓어짐에 따라 높은 소비전력을 요하게 되며, 또한 액정패널(110)의 전체적인 두께가 두꺼워져 최근 요구되고 있는 경향 및 박형의 반사형 액정표시장치를 구현하기 어려워지는 문제점을 야기할 수 있다.
여기서, 나노캡슐(230)을 가시광선의 파장(320nm) 이하의 크기로 형성함으로써, 굴절율에 의한 광학적 변화가 발생하지 않으며 광학적으로 등방한 특성을 가질 수 있게 된다. 또한, 가시광선에 의해 산란의 영향을 최소화할 수 있다.
특히, 나노캡슐(230)을 100nm 이하로 형성할 경우에는 높은 콘트라스트비 특성을 가질 수 있다.
따라서, 도 1a와 같은 전압이 오프(off) 상태일 때에는 백라이트(140)로부터 출사된 산란광은 제 1 편광판(120)에 의해 이의 편광축과 나란한 선형편광만이 투과된다.
그러나, 나노캡슐 액정층(200)은 전압의 오프(off) 상태에서는 액정분자(220)가 임의의 방향으로 불규칙하게 배열되어 있고, 액정분자(220)와 이를 캡슐화하는 나노캡슐(230)이 서로 다른 굴절율 이방성을 갖게 됨에 따라, 광학적으로 등방성 성질을 갖게 된다.
따라서, 제 1 편광판(120)을 투과한 선형편광은 나노캡슐 액정층(200)을 그대로 통과하게 되고, 제 1 편광판(120)의 편광축과 수직한 제 2 편광판(130)을 통과하지 못하고 차단되어 블랙(Black)을 표시하게 된다.
그리고, 도 1b와 같이 스캔배선(114)과 데이터배선(116)으로 전압을 인가하여, 수평전계가 형성되면, 나노캡슐 액정층(200)의 액정분자(220)들은 전기장 방향으로 균일하게 정렬하게 되고, 이에 백라이트(140)로부터 출사된 산란광은 제 1 편광판(120)에 의해 이의 편광축과 나란한 선형편광만이 투과되고 나머지는 흡수되며, 제 1 편광판(120)을 투과한 선형편광 중 액정분자(220)와 나란한 선형편광이 나노캡슐 액정층(200)을 통과하게 된다.
그리고, 나노캡슐 액정층(200)의 액정분자(220)와 나란하여, 나노캡슐 액정층(200)을 투과한 선형편광 중 제 2 편광판(130)의 편광축과 나란한 선형편광이 제 2 편광판(130)을 투과해서 화이트(White)를 표시하게 된다.
이때, 나노캡슐(230)의 굴절율은 액정분자(220)의 굴절율과의 차이가 ±0.1 이내인 것이 바람직하다. 이때, 액정분자(220)의 평균 굴절율(n)은 [(ne(액정분자의 장축 방향 굴절율) + 2 no(액정분자의 단축 방향 굴절율)) / 3]으로 정의할 수 있다.
따라서, 나노캡슐 액정층(200)을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(100)는 전압의 온/오프(on/off)에 따라 투과량이 변화하는 디스플레이용 소자로 적용될 수 있는 것이다.
이러한 나노캡슐 액정층(200)은 나노캡슐(230)이 액정물질로 이루어지는 버퍼층(210) 내에 분산되어 위치하도록 하거나, 나노캡슐(230)이 필름형태의 폴리머로 이루어진 버퍼층(210) 내에 분산되어 위치하도록 함으로써, 나노캡슐 액정층(200)을 가둬서 형성하지 않아도 됨으로써, 기판(112) 상부로 별도의 기판을 더욱 구비하거나 액정층(200)의 액정이 새지 않도록 하기 위한 실패턴 등을 생략할 수 있다.
이때, 도시하지는 않았지만 기판(112) 상의 각 화소영역(P) 별로 컬러필터를 형성할 수도 있으며, 이때 각 화소영역(P)의 가장자리를 두르는 매트릭스 형태의 블랙매트릭스를 형성할 수도 있다.
도 3a 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 구동방법을 설명하기 위한 파형도이며, 도 3b는 도 3a의 파형도에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
여기서, 설명의 편의를 위하여 도 3b의 열방향에 위치하는 화소영역들을 각각 열 단위로 제 1 내지 제 5 스캔영역이라 정의하도록 하겠다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층(도 1b의 200)을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(도 1b의 100)는 1프레임을 6개의 스캔구간으로 분할하여 제 1 스캔구간 동안에는 제 1 스캔배선에 로우레벨의 선택전압이 인가되어 제 1 스캔배선을 구동하고, 나머지 제 2 내지 제 5 스캔배선에는 하이레벨의 비선택전압이 인가되어 제 2 내지 제 5 스캔배선은 구동되지 않는다.
이때, 제 1 스캔배선에 연결되는 화소영역에 제 1, 제 3, 제 6 데이터배선으로부터 데이터신호가 제공되면, 도 3b와 같이 열방향항의 제 1 스캔영역의 제 1 화소영역과, 제 3 화소영역 그리고 제 6 화소영역은 화상을 구현하게 된다.
그리고, 제 2 스캔구간 동안에는 제 2 스캔배선에 로우레벨의 선택전압이 인가되어 제 2 스캔배선이 구동하고, 이때 제 2 스캔배선에 연결되는 화소영역에 제 2, 제 5 데이터배선으로부터 데이터신호가 제공되면 도 3b와 같이 제 2 스캔영역의 제 2 화소영역과 제 5 화소영역이 화상을 구현하게 된다.
이와 같은 방법을 통해 제 3 스캔영역의 제 2 화소영역과 제 3 화소영역의 화상을 구현하며, 제 4 스캔영역의 제 1 화소영역과 제 4 화소영역 그리고 제 5 스캔영역의 제 2 화소영역과 제 5 내지 제 6 화소영역의 화상을 구현하게 된다.
이와 같은 동작을 각 스캔구간 동안 반복하여 1프레임 동안 원하는 화상을 표시하게 된다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층(도 1b의 200)을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(도 1b의 100)는 전계 인가시 나노캡슐 액정층(도 1b의 200)의 액정분자(도 1b의 220)가 일반적인 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 액정층에 비해 다이나믹하게 회전됨으로써 응답시간이 빨라지는 효과를 갖게 된다.
또한, 이러한 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(도 1b의 100)는 외력이 가해지더라도 액정분자(도 1b의 220)가 나노캡슐(도 1b의 230) 내부에 위치하여, 가시광선 영역보다 작은 사이즈로 형성됨으로써, 가시광선에 영향을 받지 않아 외력으로 인한 빛샘이 발생하지 않게 된다. 이는, 본 발명의 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(도 1b의 100)가 플렉서블 표시장치에 적용되어, 휨이 가해지더라도 가시광 영역보다 작은 나노사이즈의 나노캡슐(도 1b의 230)은 가시광에 영향을 받지 않아 휨에 의한 빛샘 또한 방지할 수 있다.
그리고, 나노캡슐 액정층(도 1b의 200)은 광학적 이방성(optical anisotropic)이 있는 초기 배향이 존재하지 않기 때문에, 배향할 필요가 없으므로, 표시장치에 배향막을 구비할 필요가 없으며, 러빙공정 등 배향막 공정을 진행할 필요가 없으며, 또한, 나노캡슐 액정층(도 1b의 200)을 나노캡슐(도 1b의 230)이 액정물질로 이루어지는 버퍼층(도 1b의 210) 내에 분산되어 위치할 경우에는 프린팅방법, 코팅법, 적하법을 통해 형성하거나, 나노캡슐(도 1b의 230)이 필름형태의 폴리머로 이루어진 버퍼층(도 1b의 210) 내에 분산되어 위치할 경우에는 라미네이팅(laminating) 공정을 통해 형성함으로써, 나노캡슐 액정층을 가둬서 형성하지 않아도 됨으로써, 기판(도 1b의 112) 상부로 별도의 기판을 더욱 구비하거나 액정층(도 1b의 200)의 액정이 새지 않도록 하기 위한 실패턴 등을 생략할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
그리고 본 발명의 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치를 터치형 표시장치, 곡면형 표시장치, 그리고 플렉서블한 표시장치에도 적용가능한 효과를 갖는다.
또한, 별도의 기판을 더욱 구비하지 않아도 됨으로써, 경량 및 박형의 패시브 매트릭스 타입의 액정표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
특히, 본 발명의 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(도 1b의 100)는 배선(도 1b의 114, 116)을 형성하는 어레이공정부터 구동회로를 부착하는 모듈공정까지 액정패널(도 1b의 110)의 형성공정을 롤투롤(roll to roll) 방식을 통해 연속적으로 진행할 수 있어, 공정의 효율성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치의 형성과정을 개략적으로 나타난 공정모식도이며, 도 5는 도 4의 액정층 형성단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층(도 1b의 200)을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(도 1b의 100)의 형성과정은 크게 셀공정(310)과 모듈공정(320)을 나뉘어질 수 있는데, 셀공정(310)은 다시 기판도입부(300), 어레이공정부(330), 액정층형성부(340), 편광판부착부(350), 절단부(360)로 나뉘게 된다.
먼저, 기판도입부(300)를 통해 기판(112)을 어레이공정부(330)으로 전달하게 되는데, 어레이공정부(330)는 스캔배선형성부(333)와 절연막형성부(335) 그리고 데이터배선형성부(337)로 이루어진다.
즉, 기판도입부(300)를 통해 기판(112)은 먼저 스캔배선형성부(333)로 전달되어져 기판(112) 상에 인쇄방식을 통해 스캔배선(114)을 형성한다.
이때, 스캔배선(114)은 제 1 방향으로 형성되는 스캔배선(114)과 스캔배선(114)으로부터 제 2 방향으로 분기하는 제 1 스캔분기배선(도 2의 114a) 그리고 제 1 스캔분기배선(도 2의 114a)으로부터 분기하는 다수개의 제 2 스캔분기배선(도 2의 114b)으로 기판(112) 상에 형성된다.
기판(112) 상에 스캔배선(114)이 형성된 기판(112)은 롤투롤방식으로 절연막형성부(335)로 전달되어져, 기판(112) 상의 스캔배선(114) 상부로 절연막(118)을 형성한 후, 다시 롤투롤방식으로 데이터배선형성부(337)로 전달되어지게 된다.
데이터배선형성부(337)로 전달된 기판(112)은 절연막(118) 상부로 데이터배선(116)을 형성하게 되는데, 데이터배선(116)은 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 형성되는 데이터배선(116)과 데이터배선(116)으로부터 제 2 방향으로 분기하는 제 1 데이터분기배선(도 2의 116a) 그리고 제 1 데이터분기배선(도 2의 116a)으로부터 분기하는 다수개의 제 2 데이터분기배선(도 2의 116b)으로 기판(112) 상에 형성된다.
이와 같이, 데이터배선(116)까지 형성된 기판(112)은 액정층형성부(340)로 전달되어지게 된다.
액정층형성부(340)로 전달된 기판(112) 상에는 도 5에 도시한 바와 같이 액정분자(220)를 나노캡슐(230)로 만들어 버퍼층(210)과 함께 혼합된 코팅액을 노즐 형태를 가진 적하장치(400)를 이용하여 나노캡슐 액정층(200)을 도포하여 기판(112) 상에 나노캡슐 액정층(200)을 형성한다.
이와 같이, 나노캡슐(230)이 액정물질로 이루어지는 버퍼층(210) 내에 분산되어 위치할 경우에는 프린팅방법, 코팅법, 적하법을 통해 형성할 수 있다.
또한 도시하지는 않았지만 나노캡슐(230)이 필름형태의 폴리머로 이루어진 버퍼층(210) 내에 분산되어 위치할 경우에는 라미네이팅(laminating) 공정을 통해 형성할 수도 있다.
다음으로 나노캡슐 액정층(200)이 형성된 기판(112)은 롤투롤방식으로 편광판부착부(350)로 전달되어져, 기판(112)과 나노캡슐 액정층(200)의 각 외측으로 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)을 부착하게 되는데, 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)은 기판(112)과 나노캡슐 액정층(200)의 각 외측으로 라미네이팅(laminating)방식으로 부착되게 된다.
이때, 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)은 서로 수직한 편광축을 갖도록 기판(112)과 나노캡슐 액정층(200)의 각 외면에 부착되게 된다.
다음으로, 제 1 및 제 2 편광판(120, 130)이 부착된 기판(112)은 롤투롤방식으로 절단부(360)로 전달되어져, 커팅공정을 진행함으로써 사용하고자 하는 사이즈로 절단함으로써, 액정패널(110)을 완성하게 된다.
셀공정이 완료된 액정패널(110)은 모듈공정(320)으로 전달되어져, 구동회로를 부착하거나 백라이트 유닛을 일체화시킴으로써, 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층(200)을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(도 1b의 100)를 완성하게 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 나노캡슐 액정층(200)을 포함하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치(도 1b의 100)는 어레이공정부터 모듈공정까지 롤투롤(roll to roll) 방식으로 연속적으로 공정을 진행할 수 있어, 공정의 생산성이 향상되며, 이를 통해 공정의 효율성이 향상되게 된다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100 : 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치
110 : 액정패널(112 : 제 1 기판, 114 : 스캔배선, 116 : 데이터배선, 118 : 절연막)
120, 130 : 제 1 및 제 2 편광판
200 : 나노캡슐 액정층(210 : 버퍼층, 220 : 액정분자, 230 : 나노캡슐)

Claims (12)

  1. 스캔배선과 상기 스캔배선과 절연막을 사이에 두고 수직하게 데이터배선이 형성된 제 1 기판 상부로 나노캡슐 액정층이 위치하는 액정패널
    을 포함하며, 상기 나노캡슐 액정층은 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에 인가되는 전압 차이에 비례하는 픽셀 전압에 따라 광학적 이방성을 가지며, 전압 무 인가시 광학적 등방성을 갖는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스캔배선은 제 1 방향을 따라 형성되며, 상기 스캔배선으로부터 상기 제 1 방향에 수직한 제 2 방향으로 제 1 스캔분기배선이 분기하여 형성되며, 상기 제 1 스캔분기배선으로부터 상기 제 1 방향으로 제 2 스캔분기배선이 다수개 분기하여 형성되는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 데이터배선은 상기 제 2 방향을 따라 형성되며, 상기 데이터배선으로부터 상기 제 2 방향으로 제 1 데이터분기배선이 분기하여 형성되며, 상기 제 1 데이터분기배선으로부터 상기 제 1 방향으로 제 2 데이터분기배선이 상기 제 2 스캔분기배선과 교대로 분기하여 형성되는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노캡슐 액정층은 액정분자가 채워져 있는 나노사이즈의 캡슐이 버퍼층에 분산되어 형성되는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노사이즈의 캡슐의 직경은 1nm ~ 320nm인 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노사이즈의 캡슐은 상기 나노캡슐 액정층에서 25% ~ 65% 의 부피를 차지하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노캡슐 액정층의 두께는 2 ~ 5㎛인 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 액정분자와 상기 나노사이즈의 캡슐의 굴절율 차이는 ±0.1 인 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치.
  9. 기판 상에 스캔배선을 형성하는 제 1 단계와;
    상기 스캔배선이 형성된 상기 기판 상에 절연막을 형성하는 제 2 단계와;
    상기 절연막 상부로 상기 스캔배선에 수직하게 데이터배선을 형성하는 제 3 단계와;
    상기 데이터배선이 형성된 기판 상에 나노캡슐 액정층을 형성하는 제 4 단계와;
    상기 기판과 상기 나노캡슐 액정층의 각 외면으로 제 1 및 제 2 편광판을 부착하는 제 5 단계
    를 포함하며, 상기 제 1 내지 제 5 단계는 롤투롤(roll to roll)방식을 통해 이루어지는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치용 제조공정.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 4 단계에서, 상기 나노캡슐 액정층은 노즐을 통해 프린팅방법, 코팅법, 또는 적하법으로 상기 기판 상에 형성되는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치용 제조공정.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 4 단계에서, 상기 나노캡슐 액정층은 라미네이팅(laminating) 공정을 통해 형성하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치용 제조공정.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 5 단계에서, 상기 제 1 및 제 2 편광판은 라미네이팅(laminating) 공정을 통해 부착하는 패시브 매트릭스 타입 액정표시장치용 제조공정.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060057166A (ko) * 2004-11-23 2006-05-26 현대엘씨디주식회사 패시브 매트릭스형 ｏｌｅｄ 패널
KR20080105549A (ko) * 2007-05-31 2008-12-04 엘지디스플레이 주식회사 영상표시장치 및 그의 구동 방법
KR20110095634A (ko) * 2010-02-19 2011-08-25 엘지디스플레이 주식회사 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치 및 이의 제조방법
JP2012103685A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Samsung Mobile Display Co Ltd 液晶表示装置及びその製造方法
KR20130102996A (ko) * 2012-03-09 2013-09-23 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 이의 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060057166A (ko) * 2004-11-23 2006-05-26 현대엘씨디주식회사 패시브 매트릭스형 ｏｌｅｄ 패널
KR20080105549A (ko) * 2007-05-31 2008-12-04 엘지디스플레이 주식회사 영상표시장치 및 그의 구동 방법
KR20110095634A (ko) * 2010-02-19 2011-08-25 엘지디스플레이 주식회사 나노캡슐 액정층을 포함하는 액정표시장치 및 이의 제조방법
JP2012103685A (ja) * 2010-11-09 2012-05-31 Samsung Mobile Display Co Ltd 液晶表示装置及びその製造方法
KR20130102996A (ko) * 2012-03-09 2013-09-23 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 이의 제조방법

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