WO2012148133A2 - 반사형 액정 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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    • G02F2201/52—RGB geometrical arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a reflective liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a reflective liquid crystal display device and a manufacturing method capable of color display.
  • the cholesteric liquid crystal display device has one of a planar texture for reflecting external light and a focal conic texture for absorbing external light according to the applied state of the electric field. In addition, even if an electric field is not maintained in a specific state, the state can be maintained, thereby having bistable stability. Based on such bi-stability, the cholesteric liquid crystal display device is utilized as an e-paper display.
  • the cholesteric liquid crystal display device may display a color according to the pitch of molecules included in the liquid crystal layer and the wavelength of incident light.
  • a prior art document using a structure in which three or four liquid crystal layers stacking different colors are stacked (US 6,654,080, "Stacked color liquid crystal display device” ") Is known.
  • US 7,864,285 "Color cholesteric liquid crystal display device comprising a unitary structures having a multiple of stripe wall structures, a straight seal line, and a solid bulk region made of a same material ".
  • the method described in the first document reflects light because each of the laminated layers reflects light, which has the advantage of having a higher reflectance of light than the method described in the second document.
  • a plurality of electrodes and a driving IC are required to drive the same.
  • the manufacturing process is complicated because three or more liquid crystal panels must be manufactured and stacked according to each pixel. Since the method described in the second document displays three colors in the same plane, there is a problem in that the area allocated to each color is narrowed so that the reflectance and the aperture ratio are reduced.
  • the present invention seeks to provide a reflective liquid crystal display device that can solve such problems and improve color display performance.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a reflective liquid crystal display device capable of displaying color through a simple structure.
  • the reflective liquid crystal display device comprising a first liquid crystal material for reflecting light of the first color, the second color A second liquid crystal material reflecting light of the second liquid crystal material and a third liquid crystal material reflecting light of a third color, wherein the second liquid crystal panel and the second liquid crystal panel having the second and third liquid crystal materials disposed separately from each other; And a light absorbing layer coupled to a lower portion, wherein the second liquid crystal panel is coupled to a lower portion of the first liquid crystal panel, and the first to third liquid crystal materials reflect light when in a planar state, and a focal conic state. When light passes through.
  • the reflective liquid crystal display device includes a first liquid crystal panel including a first liquid crystal material reflecting light of a first color, and a second liquid crystal material reflecting light of a second color; Including a third liquid crystal material for reflecting light of a third color, including a second liquid crystal panel and a light absorbing layer coupled to the lower portion of the first liquid crystal panel and the second liquid crystal material disposed separately from each other,
  • the first liquid crystal panel is coupled to a lower portion of the second liquid crystal panel, and the first to third liquid crystal materials reflect light when in a planar state and pass light when in a focal conic state.
  • a first liquid crystal material reflecting light of a first color into a first liquid crystal panel is divided by a plurality of partitions.
  • injecting a second liquid crystal material reflecting light of a second color and a third liquid crystal material reflecting light of a third color into the second liquid crystal panel and placing the second liquid crystal panel under the first liquid crystal panel.
  • a method of manufacturing a reflective liquid crystal display device includes a first liquid crystal material and a second color that reflect light of a first color to a first liquid crystal panel in which spaces are divided by a plurality of partitions. Injecting a second liquid crystal material to reflect light of the second liquid crystal material; injecting a third liquid crystal material to reflect light of a third color into the second liquid crystal panel; and placing the second liquid crystal panel on a lower portion of the first liquid crystal panel. Combining.
  • the problem solving means of the present invention it is possible to provide a reflective liquid crystal display device having a simple structure while being capable of color display.
  • the manufacturing process can be simplified.
  • the area of the cell assigned to each color can be widened, thereby improving the reflectance and the aperture ratio.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a reflective liquid crystal display structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 illustrates a structure of an electrode included in a liquid crystal panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a reflective liquid crystal display structure according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view illustrating a method of manufacturing a reflective liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
  • 5A to 5D illustrate a liquid crystal injection method for a liquid crystal panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6A and 6B illustrate a liquid crystal injection method for a liquid crystal panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a reflective liquid crystal display structure according to an embodiment of the present invention.
  • the illustrated reflective liquid crystal display device 10 includes a first liquid crystal panel 110 including a liquid crystal material 118 reflecting light of a first color, a liquid crystal material 160 reflecting light of a second color, and a second liquid crystal material 160.
  • the second liquid crystal panel 150 including the liquid crystal material 162 reflecting light of three colors, the adhesive layer 130 and the second liquid crystal panel coupling the first liquid crystal panel 110 and the second liquid crystal panel 150.
  • the light absorbing layer 170 is coupled to the lower portion of the light absorbing layer 170 to absorb light.
  • the first liquid crystal panel 110 includes an upper substrate 112, a lower substrate 122, an upper electrode 114 coupled to the upper substrate 112, a lower electrode 120 coupled to the lower substrate 122, and each electrode.
  • the liquid crystal material 118 has a planar state or a focal conic state depending on an electric field applied by the upper electrode 114 and the lower electrode 120.
  • the adhesive layer 130 combines the first liquid crystal panel 110 and the second liquid crystal panel 150.
  • the adhesive layer 130 may be made of a transparent material such as an optical clear adhesive (OCA) to transmit light.
  • OCA optical clear adhesive
  • the second liquid crystal panel 150 includes an upper substrate 152, a lower substrate 166, an upper electrode 154 coupled to the upper substrate 152, a lower electrode 164 coupled to the lower substrate 166, and each electrode. And liquid crystal materials 160 and 162 filled therebetween, a partition wall 156 for sealing the liquid crystal material, and a partition wall 158 for separating the liquid crystal material.
  • each substrate and each electrode included in the first liquid crystal panel 110 and the second liquid crystal panel 150 are formed of a transparent material so that light can pass therethrough.
  • the upper electrode and the lower electrode is configured in the form of an array.
  • FIG. 2 illustrates a structure of an electrode included in a liquid crystal panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the upper electrode 210 and the lower electrode 220 include a plurality of separate electrode lines.
  • the upper electrode 210 and the lower electrode 220 are spaced apart by a predetermined distance or more and disposed to face each other.
  • the direction in which the upper electrode 210 extends and the direction in which the lower electrode 220 extends cross each other.
  • Such an electrode structure may be commonly used for the first liquid crystal panel 110 and the second liquid crystal panel 150.
  • each of the liquid crystal materials 160 and 162 reflect light of different colors with respect to the incident light.
  • each of the liquid crystal materials 160 and 162 may have a planar state or a focal conic state depending on an electric field applied by the upper electrode 114 and the lower electrode 120.
  • the light absorbing layer 170 absorbs light passing through the first liquid crystal panel 110 and the second liquid crystal panel 150. As the light absorbing layer 170 absorbs light, black is displayed.
  • Color display of such a reflective liquid crystal display device is implemented according to the following method.
  • the first liquid crystal material 118 reflects green
  • the second liquid crystal material 160 reflects blue
  • the third liquid crystal material 162 reflects red. Let's assume that it is a substance.
  • the first liquid crystal material 118 of the pixel applies an electric field to have a planar state, and the second liquid crystal material 160 and the third liquid crystal material 162 are focal. Apply an electric field to have a conic state. In this case, only light having a wavelength indicating green of the incident visible light is reflected to the outside, and light having the remaining wavelength is absorbed by the light absorbing layer 170.
  • the second liquid crystal material 160 applies an electric field to have a planar state
  • the other liquid crystal material applies an electric field to have a focal conic state
  • the third liquid crystal material 162 applies an electric field to have a planar state
  • the remaining liquid crystal material applies an electric field to have a focal conic state.
  • first liquid crystal material 118 and the second liquid crystal material 160 may have a flan state, or the first liquid crystal material 118 and the third liquid crystal material 162 may have a flan state, such that both liquid crystals The light reflected by the material may be displayed on the outside.
  • first liquid crystal material 118 has a focal conic state
  • second liquid crystal material 160 and the third liquid crystal material 162 have a planar state, such that light reflected by both liquid crystal materials is external. Can be displayed on the
  • the aperture ratio and the reflectance can be improved as compared with the case where three liquid crystal materials are arranged and displayed on the same plane. This is because the area occupied by each liquid crystal material becomes wider when the liquid crystal material is disposed in a stacked structure as compared with the case of disposing three types of liquid crystal materials within a limited area. In particular, since the area occupied by a particular liquid crystal material is twice as large as the area occupied by another liquid crystal material, the aperture ratio and reflectance characteristics related to the color reflected by the liquid crystal material may be further improved.
  • FIG 3 is a cross-sectional view showing a reflective liquid crystal display structure according to another embodiment of the present invention.
  • This embodiment changes the vertical position of the liquid crystal panel in the embodiment of FIG.
  • the reflective liquid crystal display device 30 shown in FIG. 3 includes a first liquid crystal panel including a liquid crystal material 320 reflecting light of a first color and a liquid crystal material 322 reflecting light of a second color.
  • a light absorbing layer 370 coupled to a lower portion of the second liquid crystal panel 350 to absorb light.
  • the configuration of the first liquid crystal panel 310 corresponds to the configuration of the second liquid crystal panel 150 shown in FIG. 1, and the configuration of the second liquid crystal panel 350 is the first liquid crystal panel 110 shown in FIG. 1. Since it corresponds to the configuration of, the description of the detailed configuration is omitted.
  • FIG. 4 is a view illustrating a method of manufacturing a reflective liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
  • a first liquid crystal material 118 reflecting light of a first color is injected into the first liquid crystal panel 110 (S410).
  • the first liquid crystal panel 110 includes the upper substrate 112, the lower substrate 122, the upper electrode 114 coupled to the upper substrate 112, and the lower electrode 120 coupled to the lower substrate 122. Include.
  • the forming process and the bonding process between the upper substrate 112 and the lower substrate 122 may be performed first.
  • the second liquid crystal material 160 reflecting the light of the second color and the third liquid crystal material 162 reflecting the light of the third color are injected into the second liquid crystal panel 150 (S420).
  • the second liquid crystal panel 150 includes the upper substrate 152, the lower substrate 166, the upper electrode 154 coupled to the upper substrate 152, the lower electrode 164 coupled to the lower substrate 166,
  • the partition 158 may include a partition 158 that separates the second liquid crystal material 160 from the third liquid crystal material 162.
  • the process of stacking the upper electrode 154 on the upper substrate 152, the process of laminating the lower electrode 164 on the lower substrate 166, the partition wall 158 on any one of the substrate is formed
  • the forming process and the bonding process between the upper substrate 152 and the lower substrate 166 may be performed first.
  • the injection hole for injecting each of the liquid crystal materials (160, 162) in the open state, after the injection of the liquid crystal material (160, 162) additionally proceeds to seal the opening.
  • a specific method of injecting two different liquid crystal materials will be described later.
  • the adhesive layer 130 for bonding the panels 110 and 150 uses a transparent material such as OCA so that light can pass therethrough.
  • a process of bonding the light absorbing layer 170 to the lower portion of the second liquid crystal panel 150 may be added.
  • a process of bonding the light absorbing layer 170 to the second liquid crystal panel 150 may be performed before the bonding process of the first liquid crystal panel 110 and the second liquid crystal panel 150.
  • the illustrated manufacturing method relates to the embodiment of FIG. 1 and is also applicable to the embodiment of FIG. 3.
  • the following process may be performed to improve an injection process of the liquid crystal panels 150 and 310 into which two different liquid crystal materials are injected.
  • 5A to 5C illustrate a liquid crystal injection method for a liquid crystal panel according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the second liquid crystal panel 500 includes spaces 510 and 512 into which respective liquid crystal materials are to be injected, and each of the spaces 510 and 512 is divided by the partition wall 514.
  • a second liquid crystal material is injected into the injection hole 516 of the space 510.
  • the second liquid crystal material may be injected only into the space 510.
  • each injection hole 516 is sealed using the sealing member 518 to seal the second liquid crystal material.
  • a portion of the second liquid crystal panel is cut to open the injection hole 520 of the space 512 into which the third liquid crystal material is to be injected.
  • the sealing member 518 may be cut together according to the cutting process.
  • the injection hole 520 of the space 512 into which the third liquid crystal material is injected is sealed using the sealing member 522 to seal the third liquid crystal material. According to this process, liquid crystal materials of different colors may be injected.
  • FIGS. 6A and 6B illustrate a liquid crystal injection method for a liquid crystal panel according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • the injection hole for each of the liquid crystal material is located on the same side of the liquid crystal panel, it is necessary to perform a cutting process additionally.
  • the injection holes into which the liquid crystal material is injected are disposed to face each other to simplify the process.
  • the illustrated second liquid crystal panel 600 includes spaces 610 and 612 into which respective liquid crystal materials are to be injected, and each of the spaces 610 and 612 is separated by a partition 614.
  • the injection hole 616 of the space 610 is disposed on one side of the second liquid crystal panel 600
  • the injection hole 618 of the space 612 is disposed on the other side of the second liquid crystal panel 600, Try to face each other.
  • the injection hole 616 of the space 610 and the injection hole 618 of the space 612 may be disposed so as not to be adjacent to each other.
  • the sealing process using the sealing members 620 and 622 may be directly performed after the injection process for each liquid crystal material without a separate cutting process. That is, the sealing process using the sealing member 620 may be performed after the liquid crystal material is injected into the space 610, and the sealing process using the sealing member 622 may be performed after the liquid crystal material is injected into the space 612. At this time, the liquid crystal injection process for each space may be performed at the same time, or the sealing process for each space may be performed at the same time.
  • liquid crystal materials displaying different colors may be injected into the liquid crystal panel.

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Abstract

본 발명에 따른 반사형 액정 디스플레이 장치는, 제 1 색상의 광을 반사시키는 제 1 액정물질을 포함하는 제 1 액정 패널, 제 2 색상의 광을 반사시키는 제 2 액정물질과 제 3 색상의 광을 반사시키는 제 3 액정물질을 포함하되, 제 2 및 제 3 액정물질을 서로 구분되게 배치시킨 제 2 액정 패널 및 상기 제 2 액정 패널의 하부에 결합된 광 흡수층을 포함하되, 상기 제 2 액정 패널은 상기 제 1 액정 패널의 하부에 결합된 것이고, 상기 제 1 내지 제 3 액정 물질은 플래나 상태일 때 광을 반사시키고, 포컬 코닉 상태일 때 광을 통과시킨다.

Description

반사형 액정 디스플레이 장치 및 그 제조방법
본 발명은 반사형 액정 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬러 표시가 가능한 반사형 액정 디스플레이 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.
콜레스테릭 액정 디스플레이 장치는 전계의 인가 상태에 따라, 외부 빛을 반사시키는 플래나 상태(planar texture)와 외부 빛을 흡수하는 포컬 코닉 상태(focal conic texture) 중 어느 하나의 상태를 갖게 된다. 또한, 특정 상태에서 전계가 유지되지 않더라도 해당 상태를 유지할 수 있어, 쌍안정성(bistability)을 가진다. 이와 같은 쌍안정성에 기반하여, 콜레스테릭 액정 디스플레이 장치는 전자 종이(e-paper) 디스플레이로서 활용되고 있다.
이러한 콜레스테릭 액정 디스플레이 장치는 액정 층에 포함된 분자의 피치와 입사되는 빛의 파장에 따라 색상을 표시할 수 있다. 콜레스테릭 액정 디스플레이 장치에서의 색상 표시를 위해, 각각 서로 다른 색상을 표시하는 3개 또는 4개의 액정층을 적층(stack) 시키는 구조를 사용하는 선행문헌(US 6,654,080,"Stacked color liquid crystal display device")이 알려져 있다. 또한, 동일 평면상에 R, G, B 패턴을 형성하여 컬러를 표시하는 선행문헌(US7,864,285, "Color cholesteric liquid crystal display device comprising a unitary structures having a plurality of stripe wall structures, a straight seal line, and a solid bulk region made of a same material")도 알려져 있다.
첫 번째 문헌에 기술된 방법은 적층된 각각의 층이 빛을 반사하므로, 두 번째 문헌에 기술된 방법에 비하여 빛의 반사율의 높다는 장점이 있다. 그러나, 이를 구동하기 위하여 다수의 전극과 구동 IC가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 3개 이상의 액정 패널을 각각 제조한 후 이를 각 화소에 맞게 정렬하여 적층해야 하기 때문에 제조 공정이 복잡하다는 단점이 있다. 두 번째 문헌에 기술된 방법은 동일 평면에서 3가지 색상을 표시하므로, 각 색상에 할당되는 면적이 좁아져 반사율 및 개구율이 감소되는 문제점이 있다.
본원 발명은 이러한 문제점을 해소하여 컬러 표시 성능을 개선할 수 있는 반사형 액정 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 단순한 구조를 통해 색상을 표시할 수 있는 반사형 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기의 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 반사형 액정 디스플레이 장치는, 제 1 색상의 광을 반사시키는 제 1 액정물질을 포함하는 제 1 액정 패널, 제 2 색상의 광을 반사시키는 제 2 액정물질과 제 3 색상의 광을 반사시키는 제 3 액정물질을 포함하되, 제 2 및 제 3 액정물질을 서로 구분되게 배치시킨 제 2 액정 패널 및 상기 제 2 액정 패널의 하부에 결합된 광 흡수층을 포함하되, 상기 제 2 액정 패널은 상기 제 1 액정 패널의 하부에 결합된 것이고, 상기 제 1 내지 제 3 액정 물질은 플래나 상태일 때 광을 반사시키고, 포컬 코닉 상태일 때 광을 통과시킨다.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 반사형 액정 디스플레이 장치는, 제 1 색상의 광을 반사시키는 제 1 액정물질을 포함하는 제 1 액정 패널, 제 2 색상의 광을 반사시키는 제 2 액정물질과 제 3 색상의 광을 반사시키는 제 3 액정물질을 포함하되, 제 2 및 제 3 액정물질을 서로 구분되게 배치시킨 제 2 액정 패널 및 상기 제 1 액정 패널의 하부에 결합된 광 흡수층을 포함하되, 상기 제 1 액정 패널은 상기 제 2 액정 패널의 하부에 결합된 것이고, 상기 제 1 내지 제 3 액정 물질은 플래나 상태일 때 광을 반사시키고, 포컬 코닉 상태일 때 광을 통과시킨다.
또한, 본 발명의 제 3 측면에 따른 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법은, 제 1 액정 패널에 제 1 색상의 광을 반사시키는 제 1 액정물질을 주입하는 단계, 복수의 격벽에 의하여 공간이 구분된 제 2 액정 패널에 제 2 색상의 광을 반사시키는 제 2 액정물질과 제 3 색상의 광을 반사시키는 제 3 액정물질을 주입하는 단계 및 상기 제 1 액정 패널의 하부에 상기 제 2 액정 패널을 결합시키는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제 4 측면에 따른 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법은, 복수의 격벽에 의하여 공간이 구분된 제 1 액정 패널에 제 1 색상의 광을 반사시키는 제 1 액정물질과 제 2 색상의 광을 반사시키는 제 2 액정물질을 주입하는 단계, 제 2 액정 패널에 제 3 색상의 광을 반사시키는 제 3 액정물질을 주입하는 단계 및 상기 제 1 액정 패널의 하부에 상기 제 2 액정 패널을 결합시키는 단계를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 컬러 표시가 가능하면서도 단순한 구조를 갖는 반사형 액정 표시장치를 제공할 수 있다. 특히, 2개의 액정 패널만을 결합시키는 단순한 구조를 가지므로, 제조 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 적층되는 층의 개수를 감소시킴으로써 전체 구조물의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 동일 평면에 3가지 색상을 표시하는 기술과 비교할 때, 각각의 색상에 할당되는 셀의 면적을 넓게 할 수 있으므로 반사율 및 개구율이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 반사형 액정 디스플레이 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 본원 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널에 포함되는 전극의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본원 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 액정 디스플레이 구조를 도시한 단면도이다.
도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본원 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널에 대한 액정 주입 방법을 도시한 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 본원 발명의 다른 실시예에 따른 액정 패널에 대한 액정 주입 방법을 도시한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본원 발명의 일 실시예에 따른 반사형 액정 디스플레이 구조를 도시한 단면도이다.
도시된 반사형 액정 디스플레이 장치(10)는 제 1 색상의 광을 반사시키는 액정물질(118)을 포함하는 제 1 액정 패널(110), 제 2 색상의 광을 반사시키는 액정물질(160)과 제 3 색상의 광을 반사시키는 액정물질(162)을 포함하는 제 2 액정 패널(150), 제 1 액정 패널(110)과 제 2 액정 패널(150)을 결합시키는 접착층(130) 및 제 2 액정 패널(150)의 하부에 결합되어 광을 흡수하는 광 흡수층(170)을 포함한다.
제 1 액정 패널(110)은 상부 기판(112), 하부 기판(122), 상부 기판(112)에 결합된 상부 전극(114), 하부 기판(122)에 결합된 하부 전극(120), 각 전극 사이에 충진된 액정 물질(118), 액정 물질을 밀봉시키는 격벽(116)을 포함한다.
액정 물질(118)은 상부 전극(114) 및 하부 전극(120)에 의하여 인가되는 전계에 따라 플래나 상태 또는 포컬 코닉 상태를 갖게 된다.
*접착층(130)은 제 1 액정 패널(110)과 제 2 액정 패널(150)을 결합시킨다. 이때, 접착층(130)은 빛이 투과할 수 있도록, OCA(Optical Clear Adhesive)와 같은 투명 소재로 이루어질 수 있다.
제 2 액정 패널(150)은 상부 기판(152), 하부 기판(166), 상부 기판(152)에 결합된 상부 전극(154), 하부 기판(166)에 결합된 하부 전극(164), 각 전극 사이에 충진된 액정 물질(160, 162), 액정 물질을 밀봉시키는 격벽(156) 및 액정 물질을 분리시키는 격벽(158)을 포함한다.
이때, 제 1 액정 패널(110)과 제 2액정 패널(150)에 포함되는 각 기판과 각 전극은 빛이 투과할 수 있도록 투명 소재로 형성된다.
또한, 상부 전극과 하부 전극은 어레이 형태로 구성된다.
도 2는 본원 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널에 포함되는 전극의 구조를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 상부 전극(210)과 하부 전극(220)은 복수의 구분된 전극 라인을 포함한다. 그리고, 상부 전극(210)과 하부 전극(220)은 소정 거리 이상으로 이격되고, 서로 대향하도록 배치된다. 또한, 상부 전극(210)이 연장되는 방향과 하부 전극(220)이 연장되는 방향은 서로 교차되도록 한다.
이러한 전극 구조는 제 1 액정 패널(110) 과 제 2 액정 패널(150)에 공통적으로 사용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 액정 물질(160)과 액정 물질(162)은 입사된 광에 대하여 서로 다른 색상의 광을 반사시킨다. 또한, 각 액정 물질(160, 162)은 상부 전극(114) 및 하부 전극(120)에 의하여 인가되는 전계에 따라 플래나 상태 또는 포컬 코닉 상태를 갖게 된다.
광 흡수층(170)은 제 1 액정 패널(110) 및 제 2 액정 패널(150)을 통과한 빛을 흡수한다. 광 흡수층(170)이 빛을 흡수함에 따라 검은색이 표시된다.
이와 같은 반사형 액정 디스플레이 장치의 컬러 표시는 다음과 같은 방법에 따라 구현된다.
예를 들어, 제 1 액정물질(118)이 녹색(Green)을 반사시키고, 제 2 액정물질(160)이 청색(Blue)을 반사시키고, 제 3 액정물질(162)이 적색(Red)를 반사시키는 물질이라고 가정한다.
먼저, 녹색을 표시시키고자 하는 경우에는, 해당 화소의 제 1 액정물질(118)은 플래나 상태를 갖도록 하는 전계를 인가하고, 제 2 액정물질(160) 및 제 3 액정물질(162)은 포컬 코닉 상태를 갖도록 하는 전계를 인가한다. 이렇게 하면, 입사된 가시광선 중 녹색을 표시시키는 파장의 빛만 외부로 반사되고, 나머지 파장의 빛은 광 흡수층(170)으로 흡수된다.
마찬가지로, 청색을 표시시키고자 하는 경우에는, 제 2 액정물질(160)은 플래나 상태를 갖도록 하는 전계를 인가하고, 나머지 액정 물질은 포컬 코닉 상태를 갖도록 하는 전계를 인가한다. 적색을 표시시키고자 하는 경우에는, 제 3 액정물질(162)은 플래나 상태를 갖도록 하는 전계를 인가하고, 나머지 액정 물질은 포컬 코닉 상태를 갖도록 하는 전계를 인가한다. 백색을 표시시키고자 하는 경우에는 전체 액정 물질이 플래나 상태를 갖도록 하고, 흑색을 표시시키고자 하는 경우에는 전체 액정 물질이 포컬 코닉 상태를 갖도록 한다.
또한, 제 1 액정 물질(118) 및 제 2 액정 물질(160)이 플래나 상태를 갖도록 하거나, 제 1 액정 물질(118) 및 제 3 액정 물질(162)이 플래나 상태를 갖도록 하여, 양 액정 물질에 의하여 반사된 광이 외부에 표시되도록 할 수 있다.
또한, 제 1 액정 물질(118)은 포컬 코닉 상태를 갖도록 하고, 제 2 액정 물질(160) 및 제 3 액정 물질(162)이 플래나 상태를 갖도록 하여, 양 액정 물질에 의하여 반사된 광이 외부에 표시되도록 할 수 있다.
이와 같은 구조에 따르면, 동일 평면상에 3개의 액정물질을 배치시켜 표시하는 경우에 비하여 개구율 및 반사율을 향상시킬 수 있다. 이는, 제한된 면적 내에서 3 종류의 액정 물질을 배치하는 경우에 비하여, 적층 구조로 배치하는 경우 각 액정 물질이 차지하는 면적이 더욱 넓어지기 때문이다. 특히, 특정 액정 물질이 차지 하는 면적은 다른 액정 물질이 차지하는 면적의 2배가 되므로, 해당 액정 물질이 반사시키는 색상과 관련한 개구율 및 반사율 특성은 더욱 향상될 수 있다.
도 3은 본원 발명의 다른 실시예에 따른 반사형 액정 디스플레이 구조를 도시한 단면도이다.
본 실시예는 도 1의 실시예에서의 액정 패널의 상하 위치를 변경한 것이다.
즉, 도 3에 도시된 반사형 액정 디스플레이 장치(30)는 제 1 색상의 광을 반사시키는 액정물질(320)과 제 2 색상의 광을 반사시키는 액정물질(322)을 포함하는 제 1 액정패널(310)과 제 3 색상의 광을 반사시키는 액정물질(358)을 포함하는 제 2 액정 패널(350), 제 1 액정 패널(310)과 제 2 액정 패널(350)을 결합시키는 접착층(330) 및 제 2 액정 패널(350)의 하부에 결합되어 광을 흡수하는 광 흡수층(370)을 포함한다.
제 1 액정 패널(310)의 구성은 도 1에 도시된 제 2 액정 패널(150)의 구성에 대응하며, 제 2 액정 패널(350)의 구성은 도 1에 도시된 제 1 액정 패널(110)의 구성에 대응하므로, 상세 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법을 도시한 도면이다.
먼저, 제 1 액정 패널(110)에 제 1 색상의 광을 반사시키는 제 1 액정물질(118)을 주입한다(S410). 이때, 제 1 액정 패널(110)은 상부 기판(112), 하부 기판(122), 상부 기판(112)에 결합된 상부 전극(114), 하부 기판(122)에 결합된 하부 전극(120)을 포함한다.
예를 들어, 상부 기판(112)에 상부 전극(114)을 적층하는 공정, 하부 기판(122)에 하부 전극(120)을 적층하는 공정, 상기 전극이 형성된 기판 중 어느 하나에 격벽(116)을 형성시키는 공정, 상부 기판(112)과 하부 기판(122)과의 사이를 결합시키는 공정 등을 먼저 수행할 수 있다. 또한, 액정물질의 주입을 위하여 제 1 액정패널(110)을 주입하기 위한 주입구를 제외한 나머지 간격은 밀봉부재(sealant) 등을 통해 밀봉시킨 후, 액정물질(118)의 주입 후에 주입구를 밀봉시키는 공정을 추가적으로 진행한다.
다음으로, 제 2 액정 패널(150)에 제 2 색상의 광을 반사시키는 제 2 액정물질(160) 및 제3 색상의 광을 반사시키는 제 3액정물질(162)을 주입한다(S420). 이때, 제 2 액정 패널(150)은 상부 기판(152), 하부 기판(166), 상부 기판(152)에 결합된 상부 전극(154), 하부 기판(166)에 결합된 하부 전극(164), 제 2 액정물질(160)과 제 3 액정물질(162)을 구분시키는 격벽(158)을 포함한다.
예를 들어, 상부 기판(152)에 상부 전극(154)을 적층하는 공정, 하부 기판(166)에 하부 전극(164)을 적층하는 공정, 상기 전극이 형성된 기판 중 어느 하나에 격벽(158)을 형성시키는 공정, 상부 기판(152)과 하부 기판(166)과의 사이를 결합시키는 공정 등을 먼저 수행할 수 있다. 이때, 각 액정물질(160, 162)을 주입하기 위한 주입구는 개방시킨 상태에서, 액정물질(160, 162)의 주입 후에 개방된 주입구를 밀봉시키는 공정을 추가적으로 진행한다. 이때, 서로 다른 두 가지 액정 물질을 주입하는 구체적인 방법에 대해서는 추후 설명하기로 한다.
다음으로, 제 1 액정 패널(110)과 제 2 액정 패널(150)을 결합한다(S430). 이때, 각 패널(110, 150)을 결합시키는 접착층(130)은 빛이 투과할 수 있도록, OCA와 같은 투명 소재를 이용한다.
이때, 제 2 액정 패널(150)의 하부에 광 흡수층(170)을 결합하는 공정을 추가할 수 있다. 또는, 제 1 액정 패널(110)과 제 2 액정 패널(150)의 결합 공정 전에, 제 2 액정 패널(150)에 광 흡수층(170)을 결합하는 공정을 수행할 수 있다.
도시된 제조 방법은 도 1의 실시예에 관한 것으로, 도 3의 실시예에 대해서도 적용가능하다.
한편, 서로 다른 2가지 액정 물질이 주입되는 액정 패널(150, 310)의 주입 공정을 개선하기 위하여 다음과 같은 공정을 수행할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 본원 발명의 일 실시예에 따른 액정 패널에 대한 액정 주입 방법을 도시한 도면이다.
제 2 액정 패널(500)은 각각의 액정 물질이 주입될 공간(510, 512)을 포함하며, 각 공간(510, 512)은 격벽(514)에 의하여 구분된다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이 제 2 액정 물질을 공간(510)의 주입구(516)에 주입한다. 이때, 공간(510)의 길이는 공간(512)의 길이보다 길도록 격벽(514)을 형성한 상태이므로, 제 2 액정 물질이 공간(510)에만 주입될 수 있다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 밀봉부재(518)를 이용하여 각 주입구(516)를 밀봉하여, 제 2 액정 물질이 밀봉되도록 한다. 그리고, 제 2 액정 패널의 일부를 절삭하여 제 3 액정 물질이 주입될 공간(512)의 주입구(520)를 개방한다. 이때, 절삭 공정에 따라 밀봉부재(518)가 함께 절삭될 수 있다.
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 밀봉부재(522)를 이용하여 제 3 액정 물질이 주입된 공간(512)의 주입구(520)를 밀봉하여, 제 3 액정 물질이 밀봉되도록 한다. 이와 같은 공정에 따라, 서로 다른 색상의 액정 물질을 주입할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본원 발명의 다른 실시예에 따른 액정 패널에 대한 액정 주입 방법을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 실시예의 경우, 각 액정 물질의 주입되는 주입구가 액정 패널의 동일 측면에 위치하여, 절삭 공정을 추가적으로 수행해야 한다. 이를 해소하기 위하여, 본 실시예에서는 액정 물질이 주입되는 주입구를 서로 마주 보도록 배치하여 공정을 간소화한다.
도시된 제 2 액정 패널(600)은 각각의 액정 물질이 주입될 공간(610, 612)을 포함하며, 각 공간(610, 612)은 격벽(614)에 의하여 구분된다. 이때, 공간(610)의 주입구(616)는 제 2 액정 패널(600)의 일측면에 배치시키고, 공간(612)의 주입구(618)는 제 2 액정 패널(600)의 타측면에 배치시켜, 서로 마주보도록 한다. 이와 같은 구성에 따라, 공간(610)의 주입구(616)와 공간(612)의 주입구(618)가 서로 인접하지 않도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 도 6b에 도시된 바와 같이, 각 액정 물질에 대한 주입 공정 후에 별도의 절삭 공정 없이, 밀봉부재(620, 622)를 이용한 밀봉 공정을 곧바로 수행할 수 있다. 즉, 공간(610)에 대한 액정 물질 주입 후 밀봉부재(620)를 이용한 밀봉 공정을 수행하고, 공간(612)에 대한 액정 물질 주입 후 밀봉부재(622)를 이용한 밀봉 공정을 수행할 수 있다. 이때, 각 공간에 대한 액정 주입 공정을 동시에 수행하거나, 각 공간에 대한 밀봉 공정을 동시에 수행할 수 있다.
이와 같이, 액정 패널에 대하여 서로 다른 색상을 표시시키는 액정 물질을 각각 주입할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (18)

  1. 반사형 액정 디스플레이 장치에 있어서,
    제 1 색상의 광을 반사시키는 제 1 액정물질을 포함하는 제 1 액정 패널,
    제 2 색상의 광을 반사시키는 제 2 액정물질과 제 3 색상의 광을 반사시키는 제 3 액정물질을 포함하되, 제 2 및 제 3 액정물질을 서로 구분되게 배치시킨 제 2 액정 패널 및
    상기 제 2 액정 패널의 하부에 결합된 광 흡수층을 포함하되,
    상기 제 2 액정 패널은 상기 제 1 액정 패널의 하부에 결합된 것이고,
    상기 제 1 내지 제 3 액정 물질은 플래나(planar) 상태일 때 광을 반사시키고, 포컬 코닉(focal conic) 상태일 때 광을 통과시키는 것인 반사형 액정 디스플레이 장치.
  2. 반사형 액정 디스플레이 장치에 있어서,
    제 1 색상의 광을 반사시키는 제 1 액정물질을 포함하는 제 1 액정 패널,
    제 2 색상의 광을 반사시키는 제 2 액정물질과 제 3 색상의 광을 반사시키는 제 3 액정물질을 포함하되, 제 2 및 제 3 액정물질을 서로 구분되게 배치시킨 제 2 액정 패널 및
    상기 제 1 액정 패널의 하부에 결합된 광 흡수층을 포함하되,
    상기 제 1 액정 패널은 상기 제 2 액정 패널의 하부에 결합된 것이고,
    상기 제 1 내지 제 3 액정 물질은 플래나(planar) 상태일 때 광을 반사시키고, 포컬 코닉(focal conic) 상태일 때 광을 통과시키는 것인 반사형 액정 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1액정 패널은,
    제 1 기판,
    상기 제 1 기판의 하부에 결합되고, 서로 대향하도록 배치된 제 1 전극 및 제 2 전극 및
    상기 제 2 전극의 하부에 결합된 제 2 기판을 포함하되
    상기 기판과 전극은 각각 투명하고,
    상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 상기 제 1 액정물질이 충진된 것인
    반사형 액정 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 액정 패널은,
    제 1 기판,
    상기 제 1 기판의 하부에 결합되고, 서로 대향하도록 배치된 제 1 전극 및 제 2 전극,
    상기 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 배치되고, 상기 제2 및 제3 액정물질을 분리시키는 하나 이상의 격벽 및
    상기 제 2 전극의 하부에 결합된 제 2 기판을 포함하되,
    상기 기판 및 전극은 각각 투명하고,
    상기 격벽에 의하여 분리된 공간들 중 서로 인접한 공간에는 서로 상이한 색상의 광을 반사시키는 액정물질이 충진된 것인 반사형 액정 디스플레이 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 제 2 전극에 인가되는 전압에 따라, 상기 액정물질이 플래나 상태 또는 포컬 코닉 상태로 전환되는 것인 반사형 액정 디스플레이 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 전극과 제 2 전극에 인가되는 전압에 따라, 상기 액정물질이 플래나 상태 또는 포컬 코닉 상태로 전환되는 것인 반사형 액정 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 색상 내지 제 3 색상은 R(Red), G(Green) 및 B(Blue) 중 어느 하나이되, 각각의 색상은 서로 상이한 것인 반사형 액정 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 색상 내지 제 3 색상은 C(Cyan), M(Magenta) 및 Y(Yellow) 중 어느 하나이되, 각각의 색상은 서로 상이한 것인 반사형 액정 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 액정 물질 내지 제 3 액정 물질은 콜레스테릭(Cholesteric) 액정 물질인 것인 반사형 액정 디스플레이 장치.
  10. 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서,
    (a) 제 1 액정 패널에 제 1 색상의 광을 반사시키는 제 1 액정물질을 주입하는 단계,
    (b) 복수의 격벽에 의하여 공간이 구분된 제 2 액정 패널에 제 2 색상의 광을 반사시키는 제 2 액정물질과 제 3 색상의 광을 반사시키는 제 3 액정물질을 주입하는 단계 및
    (c) 상기 제 1 액정 패널의 하부에 상기 제 2 액정 패널을 결합시키는 단계
    를 포함하는 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 액정 패널의 하부에 광 흡수층을 결합시키는 단계
    를 더 포함하는 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법에 있어서,
    (a) 제 1 액정 패널에 제 1 색상의 광을 반사시키는 제 1 액정물질을 주입하는 단계,
    (b) 복수의 격벽에 의하여 공간이 구분된 제 2 액정 패널에 제 2 색상의 광을 반사시키는 제 2 액정물질과 제 3 색상의 광을 반사시키는 제 3 액정물질을 주입하는 단계 및
    (c) 상기 제 1 액정 패널의 상부에 상기 제 2 액정 패널을 결합시키는 단계
    를 포함하는 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 액정 패널의 하부에 광 흡수층을 결합시키는 단계
    를 더 포함하는 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  14. 제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 제 2 액정 패널의 격벽에 의하여 구분된 제 1 공간의 주입구에 상기 제 2 액정물질을 주입하는 단계,
    (b2) 상기 제 1 공간의 주입구를 실링하는 단계,
    (b3) 상기 제 2 액정 패널의 격벽에 의하여 구분된 제 2 공간의 주입구에 상기 제 3 액정물질을 주입하는 단계 및
    (b4) 상기 제 2 공간의 주입구를 실링하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 공간과 제 2 공간은 상기 격벽을 기준으로 서로 인접한 상태로 나란하게 연장되고,
    상기 제 1 공간의 주입구는 상기 제 2 액정 패널의 일측면에 위치하고, 상기 제 2 공간의 주입구 상기 제 2 액정 패널의 일측면과 마주보는 타측면에 위치한 것인 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  15. 제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 제 2 액정 패널의 격벽에 의하여 구분된 제 1 공간의 주입구에 상기 제 2 액정물질을 주입하는 단계,
    (b2) 상기 제 1 공간의 주입구를 실링하는 단계,
    (b3) 상기 제 2 액정 패널의 일부를 절삭하여 상기 제 2 공간의 주입구를 개방하는 단계,
    (b4) 상기 개방된 제 2 공간의 주입구에 상기 제 3 액정물질을 주입하는 단계 및
    (b5) 상기 제 2 공간의 주입구를 실링하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 공간과 제 2 공간은 상기 격벽을 기준으로 서로 인접한 상태로 나란하게 연장되고,
    상기 (b3) 단계는 상기 제 1 공간의 실링 영역의 일부를 절삭하는 것인 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  16. 제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 색상 내지 제 3 색상은 R(Red), G(Green) 및 B(Blue) 중 어느 하나이되, 각각의 색상은 서로 상이한 것인 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  17. 제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 색상 내지 제 3 색상은 C(Cyan), M(Magenta) 및 Y(Yellow) 중 어느 하나이되, 각각의 색상은 서로 상이한 것인 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
  18. 제 10 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 액정 물질 내지 제 3 액정 물질은 콜레스테릭(Cholesteric) 액정 물질인 것인 반사형 액정 디스플레이 장치의 제조 방법.
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