KR20170007946A - 반사형 액정표시장치 - Google Patents

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KR20170007946A
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임정구
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Abstract

본 발명은 반사형 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제1전극이 형성된 제1기판, 상기 제1전극에 대향하는 제2전극이 형성된 제2기판; 및 상기 제1전극과 제2전극 사이의 액정층을 구비하며, 이때 상기 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나 이상의 일면에 유전체층이 형성된 반사형 액정표시장치에 관한 것이다.
상기 구조를 갖는 반사형 액정표시장치는 제조공정 중 유입된 이물로 인한 누설 전류, 단락 현상이 발생하지 않아 구동 안정성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

반사형 액정표시장치{REFLECTION TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 전기적 특성 저하 문제가 발생하지 않아 구동 신뢰도가 향상된 반사형 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치(liquid crystal display, LCD)는 동작 전압이 낮아 소비 전력이 적고 휴대용으로 쓰일 수 있는 등의 이점으로 노트북 컴퓨터, 모니터, 우주선, 항공기 등에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.
액정표시장치는 백라이트를 광원으로 이용하는 투과형 액정표시장치와 백라이트를 사용하지 않고, 외부의 자연광 또는 인조광을 광원으로 이용하는 반사형 액정표시장치로 구분할 수 있다.
투과형 액정표시장치의 경우, 백라이트를 광원으로 사용하기 때문에 어두운 외부 환경에서도 밝은 화상을 구현할 수 있다는 장점이 있으나, 밝은 곳에서는 화면이 잘 인식되지 않고, 전력소비가 많다는 문제점이 있다. 이에 비해 반사형 액정표시장치는 외부 자연광 또는 인조광을 광원으로 사용하기 때문에, 전력 사용량이 적고, 백라이트를 탑재하고 있지 않기 때문에, 얇고 가볍다는 장점이 있다. 이러한 장점으로 인해 최근 반사형 액정표시장치의 채용이 늘어나고 있는 추세이다.
액정표시장치는 전기장 생성 전극 및 액정층을 포함하며, 전기장 생성 전극에 전압을 인가하여 액정층에 전기장을 생성함으로써 액정층의 액정 분자들의 방향을 결정하고 액정층을 통과하는 빛의 투과율을 조절하여 화상이 표시되는 장치이다.
액정표시장치는 색을 구현하기 위하여 컬러 필터를 포함한다. 컬러 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 컬러 필터는 도포, 노광, 현상 및 식각 공정을 포함하는 사진 식각 공정 또는 격벽에 의해 구획되어 있는 소정 영역에 액체 잉크를 분사하는 잉크젯 인쇄 방법 등에 의해 형성될 수 있다.
그러나 컬러 필터를 형성하는 공정은 비용이 높을 뿐 아니라 광 투과율을 떨어뜨릴 수 있다.
최근 컬러 필터 없이 색을 구현하는 방법에 대하여 연구되고 있다. 여러 방법 중 반사형 액정표시장치에 대해서는 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.
액정표시장치의 제조 공정을 살펴보면, 전극이 형성된 한 쌍의 기판을 핫프레스(hot press) 공법 등을 통해 흡착한 후에, 두 기판 사이의 공간인 셀갭(cell gap)에 액정을 주입하고 개구부분(주입구)를 자외선경화수지 등의 봉합재(sealant)로 봉합하는 엔드 씰(end seal)을 거치게 된다.
이때 셀갭을 액정재료로 채우는 단계에서 이물이 함께 주입되는 경우가 발생한다. 이러한 이물은 셀갭보다 크기 때문에 균등한 셀갭 유지에 영향을 줄 뿐만 아니라 이물 근처로 전류가 쏠려 단락 및 누설 전류 현상을 일으킨다.
이러한 단락 및 누설 전류 현상은 액정표시장치가 능동 매트릭스(active matrix) 방식인 경우 하나의 화소에 영향을 주지만 반사형 액정표시장치에 주로 사용되는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식인 경우 전극 라인 전체에 영향을 주어서 전체 장치가 구동할 수 없게 된다.
대한민국 특허공개 제10-2012-0035424호는 하부기판인 제1기판과 상부기판인 제2기판이 서로 이격되게 배치되어 있으며, 상기 제1 및 제2기판 사이에는 적색 액정층, 녹색 액정층 및 청색 액정층을 구비하고 있는 콜레스테릭 액정 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제시하고 있다.
또한, 대한민국 특허등록 제10-1012941호는 서로 대향 배치된 한 쌍의 대향 기판 및 화소 전극 기판과, 이들의 기판 사이에 주입된 수직배향 액정을 구비하며 상기 화소 전극의 액정을 향하는 면 상에 배향막이 형성된 반사형 액정표시장치가 개시되어 있다.
이들 특허들은 제조공정에 있어 이물 침투로 인한 소자의 누설 전류 발생 및 전기적 특성 저하에 대해 전혀 고려하고 않으며 전극 상에 형성된 배향막의 경우는 그 목적이 상이하며 배향 성능을 얻기 위해서는 러빙 공정 등이 추가되어야 하기 때문에 상기 문제점 해결에는 전혀 효과가 없다.
대한민국 특허공개 제10-2012-0035424호 대한민국 특허등록 제10-1012941호
이에 누설 전류, 단락 현상이 발생하지 않아 안정적으로 구동될 수 있는 반사형 액정표시장치에 관해 다각적으로 연구한 결과, 본 출원인은 전극의 주위에 유전체층을 구비함으로써 상기 문제점을 해결할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 기판에 형성된 전극의 주위에 유전체층을 형성함을 통해 제조 과정 중 유입될 수 있는 이물로부터 전극을 보호하며 구동 안정성 및 신뢰성이 개선된 반사형 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제1전극이 형성된 제1기판, 상기 제1전극에 대향하는 제2전극이 형성된 제2기판, 상기 제1전극과 제2전극 사이의 액정층을 구비하며, 상기 제1전극 또는 제2전극 중 어느 하나 이상의 일면에 유전체층이 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치를 제공한다.
상기 유전체층은 폴리아미드(polyamide), 폴리이미드(polyimide), 폴리에스테르(polyester), 폴리실라잔(polysilazane), 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 유전체층의 두께는 0.1 내지 2.0 ㎛ 범위인 것을 특징으로 한다.
상기 액정층은 캡슐화된 액정 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반사형 액정표시장치는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반사형 액정표시장치는 이물로 인해 발생되는 기적 특성 저하를 방지하기 위해 전극의 주위에 유전체층을 형성하여 전극을 보호함으로써 해결할 수 있다.
이에 반사형 액정표시장치는 누설 전류, 단락 현상이 발생하지 않아 안정적으로 구동되기에 전자종이, 핸드폰, 휴대용 표시소자를 비롯하여 대형 광고 게시판, 상품 가격 표시장치 등 다양한 화면 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 1은 반사형 액정표시장치에 이물이 유입된 경우를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반사형 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 반사형 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 반사형 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
본 발명은 제조시 유입되는 이물로 인해 야기되는 전기적 특성 저하 문제를 해소한 반사형 액정표시장치를 제시한다.
액정표시장치의 액정셀은 한 쌍의 기판을 액정 주입구를 제외하여 실링한 후, 상기 액정 주입구로 액정 물질을 주입 후 봉합하여 제작한다.
그러나 이러한 액정표시장치의 제조방법에서 액정 주입 공정은 진공 상태에서 진행되어야 하는데 이때 액정 주입구를 통하여 이물이 함께 유입되는 경우가 종종 발생한다. 유입된 이물은 보통 4 ㎛인 셀갭에 비하여 훨씬 크기 때문에 두 기판에 형성된 전극과 접촉되어 전류 쏠림을 일으켜 단락 및 누설 전류 현상을 발생시킨다(도 1 참조). 이러한 전기적 문제는 능동 매트릭스 방식인 경우 개개의 화소에 해당하는 문제이기 때문에 전체 장치에 큰 영향을 주지 않지만, 반사형 액정표시장치에 많이 사용되는 수동 매트릭스 방식인 경우 일부가 단락되는 경우에 전극 라인 전체에 영향을 주기 때문에 치명적이다. 또한, 셀 간격 및 액정 주입구 역시 매우 좁기 때문에 수리가 불가능하다는 문제가 발생한다.
이에 본 발명은 두 기판 상에 형성된 전극 중 어느 하나 이상의 일면에 유전체층을 구비하는 것으로 상기한 문제를 해결한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 첨부된 도면들은 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 설명상의 편의를 위해 일부 구성요소들은 도면 상에서 과장되게 표현되거나, 축소 또는 생략되어 있을 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반사형 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 반사형 액정표시장치(100)는 상부 기판인제1기판(101), 상기 제1기판(100)에 형성된 제1전극(103), 하부 기판인 제2기판(111), 상기 제2기판(111)에 형성된 제2전극(109)을 포함하며, 상기 제1전극(103)과 제2전극(109)이 서로 대향하도록 배치하고, 이들 사이에 액정층(107)을 구비한 구조를 갖는다.
특히, 본 발명의 반사형 액정표시장치(100)는 상기한 구조에서 상기 제1전극(103)의 주위에 유전체층(105a)를 구비한다. 상기 유전체층(105a)는 제1전극(103)을 이물로부터 보호하기 위한 것으로 전기적으로 중성을 나타내기 때문에 구동을 위한 전기장에는 전혀 영향을 주지 않는다. 또한, 상기 유전체층(105a)은 제1전극을 포함하여 기판의 전면에 걸쳐 형성한다. 만약 전극의 일부만을 둘러싸는 경우 원하는 전극 보호 효과를 얻기 어렵다.
상기 유전체층(105a)는 전술한 전극 보호 역할을 수행할 수 있는 것으로 전압 구동에 영향을 주지 않는 재질이라면 특별히 제한되지 않는다. 일반적으로 유전체는 전기적으로 부도체의 특성을 가지므로 전기 전도도가 낮거나 비저항이 크며 전기 전도도는 106 S/m 이하이거나, 비저항이 1010 Ωm 이상인 재료가 이에 해당한다. 구체적으로, 폴리아미드(polyamide), 폴리이미드(polyimide), 폴리에스테르(polyester), 폴리실라잔(polysilazane), 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 사용할 수 있다. 바람직하기로 폴리이미드를 사용한다. 언급한 재질 종류는 종래 액정표시장치의 전극에 형성되는 배향막과 유사할 수 있으나, 본 발명에서는 제조공정 중 유입되는 이물로부터 전극을 보호하기 위한 목적으로 사용된다. 특히, 종래의 배향막은 액정 배향을 위한 막으로 전기적 힘을 가지며 이를 위해 도막 후 러빙 공정을 필요로 하나, 본 발명의 유전체층(105a)는 배향막으로 사용하지 않기 때문에 종래 폴리이미드를 배향막으로 사용할 경우 수행하는 러빙 공정을 수행할 필요가 없다. 이에 더해서, 상기 재질은 유전체층 형성시 도포성, 균일성 등이 우수하여 양호한 공정성을 갖는다.
상기 유전체층(105a)의 두께는 0.1 내지 2.0 ㎛ 범위이며, 바람직하기로는 0.3 내지 1.5 ㎛, 보다 바람직하기로는 0.5 내지 1.0 ㎛ 범위이다. 만약 두께가 상기 범위 미만이면 충분한 보호 기능을 가질 수 없으며 반대로 상기 범위를 초과하면 셀갭에 영향을 주어 액정표시장치 구동에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 제1기판(101)은 반사형 액정표시장치(100)의 상부에 위치하며, 광을 투과할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 제1기판(101)은 유리, 고분자 또는 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 상기 제1기판(101)이 고분자인 경우, 제1기판(101)은 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리이미드 등에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 발명의 제2기판(111)은 제1기판(101)에서 소정간격 이격되어 배치되며, 반사형 액정표시장치(100)의 하부에 위치할 수 있다. 예컨대, 상기 제2기판(111)은 제1기판(101)과 대략 평행하게 이격되어 배치될 수 있다. 그리고 상기 제1기판(101)과 제2기판(111) 사이에 컬러를 구현하는 구성들이 구비될 수 있다. 상기 제2기판(111)으로 사용가능한 재질은 제1기판(101)에서 언급한 바를 따른다.
상기 제2기판(111)은 복수의 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된 기판일 수 있다. 여기서, 박막 트랜지스터는 반사형 액정표시장치(100)의 각 화소 또는 부화소에 적어도 하나씩 배치될 수 있다. 여기서 제2기판(111)의 박막 트랜지스터는 스위칭 소자일 수 있다. 또한, 제2기판(111)의 박막 트랜지스터는 스위칭 소자를 포함하지 않는 수동형 소자일 수도 있고 시그먼트(segmemt) 형태일 수도 있다.
본 발명의 제1전극(103)은 상기 제1기판(101)의 하면에 형성되어 있으며, 제2전극(109)은 제2기판(111)의 상면에 형성되어 있다. 상기 제1전극(103)과 제2전극(109)은 서로 대향하도록 배치된다. 상기 제1전극(103) 및 제2전극(109)은 광이 투과하는 투명 전도성 산화물(TCO:Transparent Conductive Oxide)을 사용할 수 있다. 이러한 투명 전도성 산화물(TCO)로는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), AZO(Al-doped ZnO), GZO (Ga-doped ZnO), SnO2(Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide) 등을 사용(100)가 능동 매트릭스 방식인 경우에는 상기 제2전극(109)들은 개개의 부화소에 대응하는 형상으로 형성되며, 상기 제1전극(103)은 일체로 형성되어 공통 전극을 구성할 수 있다. 여기서, 상기 제2전극(109) 각각에는 박막 트랜지스터가 연결될 수 있다.
한편, 상기 반사형 액정표시장치(100)가 수동 매트릭스 방식인 경우에는 상기 제1전극(103)들은 스트라이프(stripe) 형태로 서로 나란하게 형성될 수 있으며, 상기 제2전극(109)들은 제1전극(103)과 교차하도록 서로 나란하게 형성될 수 있다.
본 발명의 액정층(107)은 제1전극(103)과 제2전극(109) 사이에 배치될 수 있다. 그리고 액정층(107)은 투과광이 상이한 파장의 광이 되도록 하는 제1반사영역(미도시), 제2반사영역(미도시), 제3반사영역(미도시)를 가질 수 있다.
상기 액정층(107)은 캡슐화된 액정 화합물을 포함하며, 이때 상기 액정 화합물은 액정디스플레이 장치에 통상적으로 사용되는 액정이면 특별히 한정하지 않으며, 특별히 한정하지 않는다. 예를 들면, 네마틱(nematic) 액정, 스멕틱(smetic) 액정, 콜레스테릭(cholesteric) 액정 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함할 수 있다. 바람직하기로 콜레스테릭 액정을 포함할 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정은 네마틱 액정의 액정 분자들이 나선상으로 비틀어지게 배향된 액정으로 본 발명에서는 네마틱 액정과 감광성 카이럴 첨가제(photo-sensitive chiral additive)를 혼합하여 캡슐화되어 있을 수 있다.
네마틱 액정은 빛에 의해 중합되거나 분해되지 않는 비감광성(non-photo sensitive) 액정 화합물이다. 따라서 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. 상기 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.
예컨대 사용가능한 광 이성질화 카이럴 첨가제로는 하기 화학식 1 내지 4의 화합물을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure 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.
따라서, 본 발명의 콜레스테릭 액정은 액정 분자들이 나선 형태로 꼬이면서 정렬해 있으며, 나선 구조는 피치(pitch, p) 값에 따라 광을 선택적으로 반사할 수 있다. 반사하는 빛의 파장은 하기 수학식 1에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00005
(상기 수학식 1에서, η0는 액정의 정상 굴절률이고, ηe는 액정의 비정상 굴절률이며, p는 콜레스테릭 액정의 피치이며, λ는 반사하는 광의 파장이다)
본 발명에서 콜레스테릭 액정은 이용하여 풀 컬러를 표현하기 위해서는 반사 영역 별로 적색 파장, 녹색 파장 및 청색 파장의 광을 반사하는 피치를 갖도록 해야 한다. 이를 위해 자외선을 콜레스테릭 액정에 조사하여 콜레스테릭 액정이 반사영역에 따라 사전설정된 피치를 갖도록 할 수 있다.
구체적으로 콜레스테릭 액정의 피치에 따라 광을 반사하는 특성은 액정의 피치가 p1인 경우 제1파장 영역의 빛을 반사할 수 있고, 액정의 피치가 p2인 경우 제2파장 영역의 빛을 반사할 수 있으며, 액정의 피치가 p3인 경우 제3파장 영역의 빛을 반사할 수 있는데, 상기 수학식 1에 따라 제1파장 영역이 장파장 영역이고 제3파장 영역이 단파장 영역이며, 제2파장 영역은 제1파장 영역과 제3파장 영역 사이의 파장 영역일 수 있다. 예컨대 제1파장 영역은 적색 파장영역으로 제1반사 영역에, 제2파장 영역은 녹색 파장 영역으로 제2반사 영역에, 제3파장 영역은 청색 파장 영역으로 제3반사 영역에 대응할 수 있다.
즉, 액정층(107)의 반사영역들(미도시)은 부화소에 해당할 수 있다. 보다 상세히 설명하면, 액정층(107)의 제1반사영역(미도시), 제2반사영역(미도시) 및 제3반사영역(미도시)은 각각 적색광, 청색광 및 녹색광을 반사하는 부화소에 해당할 수 있다.
상기 콜레스테릭 액정의 캡슐화 방법은 에멀전화 방법, 코아세르베이션 방법 또는 막 분리 방법을 사용할 수 있다. 일례로, 우선 네마틱 액정과 감광성 카이럴 첨가제를 혼합하여 혼합물을 준비하고, 이 혼합물을 수용성 고분자가 포함된 수용액에 분산할 수 있다. 이때 수용성 고분자는 젤라틴 또는 아라비아 검(gum Arabic) 등일 수 있다. 다음으로, 막 분리 장치를 사용하여 네마틱 액정과 감광성 카이럴 첨가제의 혼합물을 분산한 후, pH 조절제를 첨가하여 수용성 고분자가 분산된 위 혼합물 방울들의 외곽에 응집되어 달라붙게 한다. 이어서 경화제를 첨가하여 네마틱 액정과 감광성 카이럴 첨가제의 표면을 경화시켜 캡슐을 형성할 수 있다. 이때 경화제는 글루테르알데하이드(gluteraldehyde)를 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 반사형 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 3의 반사형 액정표시장치(100)가 도 2의 반사형 액정표시장치(100)와 상이한 점은 제2전극(109)의 주위에 유전체층(105b)를 구비한 점이다. 이때 제1기판(101), 제1전극(103), 액정층(107), 제2전극(109), 제2기판(111)은 상기 제1실시예에서 언급한 바를 따른다. 또한, 상기 유전체층(105b)의 역할, 재질, 두께 역시 전술한 제1실시예와 동일하다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 반사형 액정표시장치를 도시한 단면도이다.
도 4의 반사형 액정표시장치(100)가 도 2의 반사형 액정표시장치(100)와 상이한 점은 제1전극(103) 및 제2전극(109) 주위에 유전체층(105a, 105b)을 구비한 점이다. 이때 제1기판(101), 제1전극(103), 액정층(107), 제2전극(109), 제2기판(111)은 상기 제1실시예에서 언급한 바를 따른다. 또한, 상기 유전체층(105a, 105b)의 역할, 재질, 두께 역시 전술한 제1실시예와 동일하다.
이하, 전술한 반사형 액정표시장치를 제조하는 방법에 대해서 설명한다.
상기 반사형 액정표시장치의 제조방법은 상부 기판인 제1기판 준비단계, 하부 기판인 제2기판 준비단계, 유전체층 형성단계, 액정층 형성단계, 제1기판과 제2기판을 합지하는 단계를 포함할 수 있다. 이하에서는 상부 기판 준비단계를 먼저 설명하나, 각 단계는 선후의 구별 없이 어느 것을 먼저 수행하거나 동시에 병렬적으로 수행하여도 무방하기에 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 한 특별히 한정되지 않는다.
일례로 상부 기판 준비단계를 설명한다. 상부 기판 준비단계는 제1기판을 준비하고, 제1기판 상에 제1전극을 배치할 수 있다. 이때, 제1전극은 스크린 인쇄, 옵셋인쇄, 그라비아 인쇄 또는 롤프린팅 인쇄 중 어느 한 방법에 의해 제1기판에 배치될 수 있다. 배치 방법은 역시 이에 한정되는 것은 아니고 공지의 다른 방법이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 제1전극의 주위에 유전체층을 형성한다. 유전체층은 전술한 재질을 함유하는 조성물을 도포하여 형성한다. 도포 방법은 당 분야에서 통상적인 방법일 수 있으며 예를 들면, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비아 코팅법, 리버스 그라비아 코팅법, CAP 코팅법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 바 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법 등을 들 수 있다.
다음으로, 액정층(130)을 형성한다. 예컨대, 앞서 설명한 바와 같이 액정층은 액정 물질 또는 캡슐화된 액정 화합물을 포함할 수 있으며 이에 따라 형성방법이 달라질 수 있다. 액정 물질을 사용하는 경우 주입 방식을 사용하며 캡슐화된 액정 화합물을 사용하는 경우 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 인쇄, 나이프 코팅, 롤 인쇄법, 옵셋 인쇄, 그라비아 인쇄 등의 방법을 사용할 수 있다. 이때, 액정 물질은 폴리비닐알코올(poly vinyl alcohol, PVA) 또는 젤라틴(gelatin)과 같은 바인더를 사용하여 고착될 수 있다.
한편, 액정층에 캡슐화된 액정 화합물을 사용하는 경우 이를 준비하는 공정이 별도로 선행될 수 있으며 전술한 바를 따른다. 또한, 캡슐화된 액정 화합물의 경우 액정층을 투과한 광이 액정층의 반사영역에 따라 상이한 파장의 광이 되도록 액정층에 자외선을 조사할 수 있다. 이 단계는 투광 영역과 차광 영역을 갖는 마스크를 액정층 위에 배치하고, 자외선을 조사하여, 액정층의 피치를 설정할 수 있다. 이때 조사하는 자외선의 에너지를 달리함으로써 상이한 파장의 광을 반사시키는 반사영역들을 액정층에 형성할 수 있다. 구체적으로 마스크의 투광 영역이 액정층의 제1반사영역에 대응되도록 배치하고, 제1광량의 광을 액정층에 조사할 수 있다. 여기서, 액정층의 제1반사 영역(131)이 적색 파장의 광을 반사하는 피치가 되도록 조사량을 조절할 수 있다. 예컨대, 365 nm의 자외선을 대략 2520 mJ 만큼 제1반사영역에 조사할 수 있다. 이어서 마스크의 투광 영역이 액정층의 제2반사영역에 대응되도록 배치하고, 제2광량의 광을 액정층에 조사할 수 있다. 여기서, 액정층의 제2반사 영역이 녹색 파장의 광을 반사하는 피치가 되도록 조사량을 조절할 수 있다. 이때, 제2광량은 제1광량보다 적을 수 있다. 예컨대, 365 nm의 자외선을 대략 150 mJ 만큼 제2반사영역에 조사할 수 있다. 다음으로 마스크의 투광 영역이 액정층의 제3반사영역에 대응되도록 배치하고, 제3광량의 광을 액정층에 조사할 수 있다. 여기서, 액정층의 제3반사영역이 청색 파장의 광을 반사하는 피치가 되도록 조사량을 조절할 수 있다. 이때, 제3광량은 제2광량보다 적을 수 있다. 예컨대, 365 nm의 자외선을 대략 100 mJ 만큼 제3반사 영역에 조사할 수 있다. 이와 같은 과정을 통해 색 파장, 녹색 파장 및 청색 파장을 반사하는 제1반사 영역, 제2반사 영역 및 제3반사 영역을 포함하는 액정층을 제조할 수 있다.
다음으로, 제1전극과 제2전극이 서로 대향하도록 제1기판과 제2기판을 접합한다. 이때 두 기판을 접합하는 방법은 압력을 가하여 두 기판을 결합할 수 있으며 가압 작업이 진공 상태에서 시작하여 대기압 상태에서 완료되는 것이 바람직하며, 가압 작업은 대기압보다 작은 크기를 가지는 압력을 사용하여 진행하는 것이 바람직하다. 여기서, 봉합재를 도포 및 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 반사형 액정표시장치는 전극의 주위에 유전체층을 구비하여 제조공정 중 유입될 수 있는 이물로부터 전극을 보호한다. 구체적으로 상기 반사형 액정표시장치는 유전체층을 도입함에 따라 제작 도중에 유입된 이물이 일으키는 누설 전류 및 단락을 방지할 뿐 아니라 이로 인해 발생할 수 있는 구동 상의 문제를 예방할 수 있다. 특히 이러한 이물로 인한 문제는 반사형 액정표시장치에 많이 채용되는 수동 매트릭스 방식일 경우 전극 라인 전체에 영향을 주기 때문에 매우 치명적인데 본 발명에 따른 유전체층을 구비하는 경우 전극의 단락, 누설 전류 현상 등의 전기적 특성 저하 문제가 발생하지 않기 때문에 이로 인한 구동 불가능 문제를 해소할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 반사형 액정표시장치는 누설 전류, 단락이 발생하지 않아 높은 구동 안정성 및 신뢰성을 나타내며 전자종이, 핸드폰, 휴대용 표시소자를 비롯하여 대형 광고 게시판, 상품 가격 표시장치 등 다양한 형태의 화면 표시 장치에서 고품위의 화질 구현이 가능하다.
100: 반사형 액정표시장치
101: 제1기판 103: 제1전극
105a, 105b: 유전체층 107: 액정층
109: 제2전극 111: 제2기판
113: 이물

Claims (6)

  1. 제1전극이 형성된 제1기판;
    상기 제1전극에 대향하는 제2전극이 형성된 제2기판; 및
    상기 제1전극과 제2전극 사이의 액정층을 구비하며,
    상기 제1전극 및 제2전극 중 어느 하나 이상의 일면에 유전체층이 형성된 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유전체층은 폴리아미드(polyamide), 폴리이미드(polyimide), 폴리에스테르(polyester), 폴리실라잔(polysilazane), 아크릴 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유전체층의 두께는 0.1 내지 2.0 ㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 액정층은 캡슐화된 액정 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 액정 화합물은 네마틱(nematic) 액정, 스멕틱(smetic) 액정, 콜레스테릭(cholesteric) 액정 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 반사형 액정표시장치는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식인 것을 특징으로 하는 반사형 액정표시장치.
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