KR100227974B1 - 액정층 두께가 균일한 액정표시장치 - Google Patents

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나시모토 류조
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가나이 쓰도무
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Abstract

본 발명의 액정표시장치는 액정표시패널을 구비하고 있고, 상기 액정표시패널은, 소정의 순서로 배열된 컬러필터와, 상기 컬러필터사이에 패턴형상으로 형성된 차광막과, 상기 컬러필터상에 형성된 제1투명전극군을 구비한 제1투명기판; 상기 제1투명전극군과 교차하도록 배열된 제2투명전극군을 구비한 제2투명기판; 상기 제1 및 제2투명전극군이 대향하도록 배치된 상기 제1 및 제2투명기판사이에 삽입된 액정층; 및 상기 제1 및 제2투명기판사이에 분산된 스페이서를 구비한다. 상기 컬러필터와 상기 차광막은 액정표시패널상의 전계의 인가에 의해 점등 가능한 점등영역의 외주영역에도, 점등영역내와 실질적으로 마찬가지의 기하학적 패턴으로 연장되어 있다.
또, 제1 및 제2기판의 적어도 한쪽의 기판상의 외주영역에 대향하는 기판과 투명전극군이 대향하도록 복수의 더미전극을 형성할 수도 있다. 1개의 액정표시패널에 있어서, 상기 외주영역으로의 상기 컬러필터와 상기 차광막의 연장 및 상기 더미전극군의 배치를 단독 또는 조합으로 적용할 수 있다.

Description

액정층 두께가 균일한 액정표시장치
제1도는 단순매트릭스형 컬러액정표시장치에 사용된 컬러액정표시패널을 도시한 평면도.
제2도는 제1도의 컬러액정표시패널을 100-100'선으로 절단한 단면도.
제3도는 종래예의 STN방식의 액정표시패널에 사용된 제1기판인 컬러필터유지기판의 주요부분을 도시한 평면도.
제4도는 제3도에 도시한 종래예의 액정표시패널에 사용된 제1기판인 컬러필터유지기판의 주요부분을 도시한 단면도.
제5(a)도는 제2도에 도시한 컬러액정표시패널의 세그먼트전극, 공통전극 및 더미전극의 구성을 도시한 평면도.
제5(b)도는 제2도에 도시한 컬러액정표시패널을 도시한 분해도.
제6도는 제5(a)도에 도시한 컬러액정표시패널의 인접한 더미전극의 단락회로를 도시한 평면도.
제7도는 본 발명에 의한 일실시예를 설명하는 STN방식의 액정표시장치에 사용된 제1기판인 컬러필터유지기판의 주요부분의 평면도.
제8도는 본 발명의 액정표시패널의 주요부분을 도시한 단면도.
제9(a)도제9(i)도는 본 발명의 액정표시패널의 일실시예를 제작하는 공정을 설명하는 액정표시패널의 단면도.
제10도는 본 발명의 다른 실시예의 컬러액정표시패널의 세그먼트전극, 공통전극 및 더미전극의 구성을 도시한 평면도.
제11도는 제10도의 컬러액정표시패널의 분해사시도.
제12도는 본 발명의 일실시예의 액정표시장치의 전체구성을 도시한 분해사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 세그먼트전극기판(제2기판) 2 : 공통전극기판(제1기판)
3, 33 : 차광막 4,5,6 : 적, 녹, 청색의 컬러필터
7 : 보호층(오버코트층) 8 : 공통전극
8D18D4 : 더미소전극 9 : 세그먼트전극
9D19D3 : 더미소전극 10 : 절연막
11 : 배향막 12 : 스페이서
13 : 액정층 14 : 밀봉재
34,35,36 : 더미컬러필터 38 : 공통전극용단자
39 : 세그먼트전극용단자 41 : 점등영역
42 : 비점등영역(더미부) 43 : 컬러필터
44 : 차광패턴(BM)
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히, 컬러필터를 내장한 액정표시장치에 관한 것이다.
근년, 화상표시장치로서 액정표시장치가 여러분야에서 사용되어 왔다.
액정표시장치는 표시창을 지닌 상프레임, 구동회로가 일체로 탑재된 액정표시패널, 광확산판과 도광판으로 조립된 도광체조립체, 적어도 한번에 선형백라이트 광원을 지닌 중간프레임 및 하프레임을 적어도 구비하고 이들 성분을 상기 손으로 적층하여 상프레임과 하프레임을 연결고정한 것이 일반적이다.
제1도는 단순매트릭스형 컬러액정표시장치에 사용된 컬러액정표시패널을 도시한 평면도이다.
제2도는 제1도에 컬러액정표시패널을 100-100'선으로 절단한 단면도이다.
제2도에는, 세그먼트전극(열전극)(9)을 유지하는 기판(1)(이후, 세그먼트전극기판이라 칭함), 공통전극(행전극)(8)을 유지하는 기판(2)(이후, 공통전극기판이라 칭함), 차광막(3)(33), 컬러필터R(적)(4), G(녹)(5), B(청)(6), 보호층(7), 공통전극(8), 세그먼트전극(9), 더미전극(9d), 절연막(10), 배향막(11), 스페이서(12), 액정층(13), 밀봉재(14) 및 더미컬러필터(34),(35),(36)등이 도시되어 있다.
공통전극기판(2)은 유리등으로 이루어져 있고, 그위에는 컬러필터(4),(5),(6) 및 차광막(3)이 형성되어 있으며, 상기 컬러필터(4),(5),(6) 및 차광막(3)상에는 보호층(7)이 형성되어 있다.
또, 상기 보호층(7)상에는 투명도전재료(ITO)의 복수의 띠형상 공통전극(8)이 형성되어 있다.
세그먼트전극기판(1)은 유리 등으로 이루어져 있고, 그위에는 투명도전재료(ITO)의 띠형상 세그먼트전극(9)이 형성되어 있다.
상기 세그먼트전극(9)과 공통전극(8)상에는 각각 절연막(10과 배향막(11)이 형성되어 있다.
제2도에 도시한 컬러액정표시패널은 먼저 세그먼트전극기판(1)과 공통전극기판(2)을 그 사이에 삽입된 스페이서(12)와 함께 기판의 주변부를 따라 밀봉재(14)로 밀봉한 다음, 밀봉재(14)의 개구부(도시되어 있지 않음)를 통해 기판사이에 액정재료(13)를 주입하고, 개구부를 에폭시수지등으로 밀봉하는 것에 의해 조립된다.
제2도에 도시한 바와 같이, 공통전극(8)과 세그먼트전극(9)은 서로 직교하여 배치되고, 세그먼트전극(9)의 각 군은 각각 적(R), 녹(G), 청(B)색용의 세그먼트전극(9a),(9b),(9c)으로 구성되어 있다.
공통전극(8)과 각 군의 R,G,B세그먼트전극(9a),(9b),(9c)과의 교점이 1화소를 형성한다.
제1도에 도시한 바와 같이, 컬러액정표시패널의 정면기판은, 표시화상으로의 적절한 전계의 인가에 의해 광학적으로 점등가능한 영역(이후, 점등영역이라 함)(41)과, 상기 점등영역(41)의 외주에 형성되고 표시된 화상이 없는 비점등영역(42)으로 분할된다.
제1도에 있어서, 일점쇄선영역(46)은 표시패널을 케이싱하는 프레임(커버)의 개구부를 통해 사용자가 관찰가능한 표시영역이다.
상기 2개의 전극유지기판을 대향시킨 공간에 실리카 또는 플라스틱의 대략 구형상의 미소스페이서(일반적으로는 폴리머비드, 이후, 비드라 칭함)를 분산시키는 것에 의해 2개의 전극유지기판을 소정의 간격으로 유지하고 있다.
하지만, 상기 스페이서는 이하의 문제점을 내포하고 있다. 스페이서는 일반적으로 투광성이 있으므로, 표시영역에 분산된 비드를 통해 조명광 또는 반사광이 광누출로서 투과하여 화면이 백색점으로 얼룩지게 되어 화질을 열화시킨다.
상기 얼룩을 방지하기 위해서, 스페이서를 농도짙은 색으로 착색하여 광투과성을 저감시킨 방법이 일본국 특개평3-118518호 공보에 제안되어 있고, 또는 스페이서를 차광막상에 배치하여 광누출을 방지한 방법이 일본국 특개평3-94230호 공보에 제안되어 있다.
컬러액정표시장치에서는 액정표시패널의 한쪽기판상에 복수색의 컬러필터를 내장하고 있다.
컬러액정표시패널은, 투명유리기판상의 점등영역상에 소정의 배열로 형성된 복수의 컬러필터와, 상기 복수의 컬러필터사이 및 점등영역의 외주에 형성된 차광막과, 상기 점등영역외주의 상기 차광막으로 도포된 영역상에 형성된 더미컬러필터와, 상기 복수의 컬러필터상에 형성된 제1투명전극군을 적어도 구비한 제1투명유리기판; 투명유리기판상에 상기 제1투명전극군과 교차하는 방향으로 배치된 제2투명전극군을 적어도 구비한 제2투명유리기판; 상기 제1 및 제2투명유리기판의 제1 및 제2투명전극군을 대향시켜 배치한 그 사이에 밀봉된 액정; 및 제1 및 제2투명유리기판사이에 분산된 스페이서를 구비하고 있다.
이런 종류의 컬러액정표시장치의 화질은 점등영역의 외주 또는 표시영역의 주변영역의 광누출을 억제하는 것에 의해 향상시킬 수 있다.
점등영역의 외주의 광누출의 억제 또는 차광은 이하의 2가지 공지의 방법으로 행할 수 있다. 하나는, 더미컬러필터부에 대응하는 액정층으로 화소에 대한 비점등전압을 인가하는 것으로, 즉, 더미컬러필터부상의 전극으로 소전압의 비선택 파형을 인가하여 액정층의 리타데이션 △n×α를 변화시켜서 위상보정판을 포함한 평광판과의 조합으로 광누출을 억제하는 것이고, 다른 하나는, 컬러필터유지기판(제1기판)의 유효점등영역외에 차광막(블랙매트릭스 또는 간단히 BM)의 연속패턴을 형성하여 그위에, 더미컬러필터의 각각은 점등영역의 컬러필터보다도 작지만 단위면적당 컬러필터의 누적면적이 단위면적당 점등영역의 컬러필터의 면적과 실제로 동등하도록 복수의 컬러필터(더미컬러필터)를 형성하는 것이다.
하지만, 액정표시패널의 외형치수를 일정하게 하여 유효점등영역(이하, 간단히 점등영역이라 함)을 확대하면, 점등영역외주의 면적이 축소되어 해당 주변더미컬러필터부상의 전극으로 상기 비선택파형을 인가하기 위한 회로를 탑재하는 것이 불가능하게 되므로, 종래는 연속적인 프레임형상의 차광패턴을 사용하는 것으로 광누출을 억제해왔다.
제3도는 종래예의 STN(수퍼트위스티드네마틱)방식의 액정표시패널에 사용된 제1기판(공통전극기판)인 컬러필터유지기판의 주요부분을 도시한 평면도이다.
종래의 기판은 점등영역(41), 비점등영역(42)(이후, 더미부라고도 칭함), 컬러필터(43) 및 차광패턴(44)(소위, BM)을 포함한다.
도면에 도시한 바와 같이, 점등영역(41)은 비점등영역(42)으로 둘러싸여 있다.
점등영역(41)에 있어서, 차광패턴(BM)(44)은 복수종의 컬러, 즉, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 필터(43)를 둘러싸고 광학적으로 구획하여 해상도를 확보한다.
제4도는 제3도에 도시한 종래예의 액정표시패널의 주요부분을 도시한 단면도이다. 제2도 및 제3도와 동일한 구성 및 부분은 동일한 부호로 나타낸다. 동도에는 일반적으로 투명유리의 제1기판(공통전극기판이라고도 함)(2), 일반적으로 투명유리의 제2기판(세그먼트전극기판이라고도 함)(1) 오버코트층(7), 공통전극(8), 점등용세그먼트전극(9), 더미세그먼트전극(45), 절연막(10), 배향막(11), 액정층(13), 밀봉재(14) 및 스페이서로서의 폴리머비드(12)등이 있다.
이런 종류의 컬러액정표시패널에서는 점등영역(41)의 대응하는 컬러의 각 점등화소에 상기 R, G, B의 3색의 컬러필터가 배치된다. 각 컬러필터사이에 블랙매트릭스(BM)(44)를 배치하여 컬러필터를 통한 백라이트의 광을 차단하는 것에 의해 인접컬러의 혼색을 방지하고 화소간의 선명도를 확보하여 고해상도 표시를 얻는 것이 가능하다.
한편, 점등영역(41)외주에 배치된 비점등영역(42)또는 더미부는 백라이트의 누출을 방지하여 선명한 화상표시에 기여한다.
컬러필터를 형성하는 제1기판(공통전극기판)(2)의 비점등영역(42)에 설치된 BM은 해당 영역에 연속패턴으로 형성되어 있다. 상기 BM은 차광능력이 우수한 크롬막등의 금속박막, 또는 흑색안료 또는 염료를 함유한 유기수지막으로 형성되어 있다.
BM막용 크롬막은 얇게 하는 것이 가능하지만, 그 반사광이 화질을 열화시킨다는 문제가 있다. 또, 막두께가 두껍다는 난점이 있지만, 저가라는 이유로 흑색으로 착색한 유기수지막을 이용한다.
제1도 및 제2도를 되돌아가면, 상기 비점등영역(42)은 점등영역(41)에 있어서 액정층(13)의 두께를 균일하게 설치한 영역이고, 상기 비점등영역(42)에는, 더미컬러필터(34), (35), (36), 차광막(33) 및 더미전극(8d)(도시되어 있지 않음), (9d) 이 있다.
제5(a)도 및 제5(b)도는 제2도에 도시한 컬러액정표시패널의 공통전극(8), 세그먼트전극(9) 및 더미전극(8d), (9d)의 구성을 도시한 평면도 및 사시도이다.
동도는, 제1도의 A영역의 공통전극(8), 세그먼트전극(9) 및 더미전극(8d),(8d)을 도시한 것이다.
동도에는, 공통전극(8) 및 세그먼트전극(9)용 단자(38) 및 (39)가 각각 도시되어 있다.
동도에 도시한 바와 같이, 세그먼트전극기판(1)에는 더미전극(9d)이, 또, 공통 전극기판(2)에는 더미전극(8d)이 형성되어 있다.
상기 더미전극(9d) 및 (8d)을 점등표시영역(41)의 외주부에서 상기 액정층(13)을 삽입한 각 공통전극(8) 및 세그먼트전극(9)과 대향한 위치에 형성되어 있다.
컬러필터를 구비한 제1기판은, 투명화소전극(제2전극 또는 세그먼트전극)과 배향막이 형성된 제2기판과 소정의 간격(셀갭)으로 접합되어 있다. 이 소정의 간격은 소정폭의 스페이서에 의해 유지되고 있다.
제3도 및 제4도에 의해 설명한 종래예에서는, 더미부(42)가 BM(44)만으로 형성된다. 점등영역(41)의 컬러필터(43)의 막두께가 BM(44)과 다르므로, 점등영역(41)의 셀갭보다는 더미부(42)의 셀갭이 커서 점등영역(41)과 비점등영역(42)간에 갭의 단차가 발생한다.
제1기판(공통전극기판)(2)과 제2기판(1)을 접합하기 위해서는, 밀봉재(14)로 고정시키기 전에 스페이서(12)를 삽입해서 양기판을 가압한다.
제1기판(공통전극기판)(2)과 제2기판(1)간에 간격을 유지하는 스페이서(12)는 이상적으로 해당 기판간에 일정한 밀도로 분산배치되어야 한다. 양기판의 대향면이 평탄하지 않고 단차를 갖는 경우, 균일한 직경의 스페이서와 함께 양기판을 가압하면 상기 단차부분에서 간격의 불균일이 발생하여, 액정채널의 역치전압에서 국부적인 변동이 생기거나 화면상에 국부적인 휘도변동이 나타나 화질의 열화를 일으키는 문제가 있다.
또, 종래예에는 제2도, 제5(a)도 및 제5(b)도에 도시한 컬러액정표시패널에 있어서, 액정층두께의 균일성을 향상시키기 위해 설치된 인접한 더미전극(8d) 또는 (9d)이 단락된 경우에는, 더미전극(8d) 또는 (9d)과 접촉하는 액정층(13)이 점등되어 컬러액정 표시패널의 화질을 저하시키는 문제점이 있다.
제6도는 제2도, 제5(a)도 및 제5(b)도에 도시한 컬러액정표시패널의 인접한 더미전극(8d) 또는 (9d)간의 단락회로를 도시한 평면도이다. 이하에 동도를 참조하여 상기 문제점에 대해서 보다 상세히 설명한다.
동도에는, 단락부분(8e)이 도시되어 있다. 동도에 도시한 예에서는, 공통전극기판(2)상에 형성된 더미전극(8d)중에서 각 세그먼트전극(9a), (9b)에 대향하는 더미전극이 단락되어 있다. 동도에 도시한 바와 같이, 단락회로는 세그먼트전극(9a)-액정층(13)-더미전극(8d)-단락부분(8e)-더미전극(8d)-액정층(13)-세그먼트전극(9b)순으로 된 전류경로(30)를 형성한다.
세그먼트전극(9a),(9b)에 인가된 점등표시전압에 의하면, 상기 전류경로(30)를 통해 전류가 흘렀고, 더미전극(8d)이 접촉한 액정층(13)이 점등되는 때가 있었다.
액정층의 이상 점등은 컬러액정표시패널의 화질을 열화시키는 원인중 하나이므로, 이를 방지하기 위해서, 종래예의 컬러액정표시패널은 더미전극간의 단락회로의 검사를 행할 필요가 있었다.
종래예의 상기 문제점을 해소하는 관점에 있어서, 본 발명의 목적은, 점등영역과 비점등영역(더미부)간의 액정층의 두께의 단차로 인한 화상열화를 방지하여 고품질의 화상표시가 가능한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1형태에 의하면, 액정표시장치는 적어도 소정의 순서로 배열된 복수색을 지닌 복수종의 필터와, 상기 복수종의 필터사이에 패턴형상으로 형성된 차광막과, 상기 복수종의 필터상에 형성된 제1투명전극군을 구비한 제1투명기판; 적어도 상기 제1투명전극군과 교차하도록 배열된 제2투명전극군을 구비한 제2투명기판; 상기 제1 및 제2투명전극군이 서로 대향하도록 배치된 상기 제1 및 제2투명기판사이에 삽입된 액정층; 및 상기 제1 및 제2투명기판사이에 분산된 스페이서를 지닌 액정표시패널을 구비하고, 상기 복수종의 컬러필터와 상기 차광막은, 적절한 전계를 인가하는 것에 의해 점등가능한 점등영역의 외주영역에도 해당 점등영역내와 실질적으로 마찬가지의 기하학적 패턴으로 연장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 제1 및 제2기판사이의 간격(셀갭)에는 전체 간격면적에 대해 대략 일정한 밀도로 대략 일정한 직경의 스페이서가 분산되어 일정한 간격을 유지하고 있다.
본 발명의 구조에 있어서, 유효점등영역회주의 더미부를, 유효점등영역과 동일 패턴의 BM층으로소 BM층 내부의 개구부를 구획하여 컬러필터를 배치하도록 구성하는 것에 의해, 더미부와 유효점등영역에 대해 셀갭이 균일하게 되어 표시패널의 역치 전압에서의 상기 국부적변동이 방지되고 고품질의 화상이 표시된다.
또, 더미부에 배치된 컬러필터의 구조는 점등영역에 배치된 복수의 색, 예를 들면, 3색 및 이들 색의 배열순서의 컬러필터와 전부 동일하지만 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 점등영역의 컬러필터 또는 컬러필터군의 형성시 점등영역의 복수의 컬러필터중에서 선택한 1종 또는 2종의 컬러필터로 더미부의 컬러필터를 형성하는 것으로, 더미부의 형성작업을 단순화하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 목적은, 액정표시패널의 액정층두께의 균일성을 향상시키기 위해 설치한 더미전극간의 단락의 발생을 저하시키고, 액정표시장치의 프레임에 의해 정한 표시영역내의 비점등영역의 이상점등을 방지하는 것에 의해 더미전극의 단락검사를 할 필요가 없는 동시에, 고품질의 화상을 표시할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 형태에 의한 액정표시장치는, 적어도 제1전극군을 구비한 제1기판; 상기 제1전극군과 직교하도록 배열된 제2전극군을 구비한 제2기판; 상기 제1 및 제2전극군이 서로 대향하도록 배치된 상기 제1 및 제2기판사이에 삽입된 액정층; 및 상기 제1 및 제2기판의 적어도 한쪽의 기판상의 적절한 전계를 인가하는 것에 의해 점등가능한 점등영역외주에 형성된 더미전극을 지닌 액정표시패널을 구비하고, 상기 적어도 한쪽의 기판에 대향하는 상기 제1 및 제2기판상에는 대향하는 제1 및 제2전극군이 형성되어 있고, 상기 제1 또는 제2전극군의 각 전극에 대향하는 각 더미전극은 복수의 소전극으로 분할된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 의하면 액정표시패널의 전극유지기판상에 형성된 더미전극은 복수의 소전극으로 분할형성되므로, 표시영역내의 인접한 더미전극의 단락불량의 발생확률을 감소시키는 것이 가능하고, 이것에 의해 표시영역내의 비점등 영역의 이상점등을 방지하여 액정표시패널의 표시품질을 향상시키고 더미전극의 단락검사를 필요로 하지 않는 것이 가능하다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명한다.
본 명세서에서 컬러필터와 더미컬러필터는 착색패턴을 의미한다.
도면에 있어서, 동일 기능을 갖는 수단에는 모두 동일부호를 붙여 명세서에서의 반복된 설명을 생략한다.
제7도는 본 발명에 의한 일실시예의 STN방식의 액정표시장치에 사용된 제1기판인 컬러필터유지기판의 주요부분을 도시한 평면도이다. 동도에는 점등영역(41), 비점등영역(더미부)(42), 컬러필터(43) 및 차광패턴(BM)(44)이 도시되어 있다.
동도에 도시한 바와 같이, 점등영역(41)은 비점등영역(42)으로 둘러싸여 있다.
점등영역(41) 및 비점등영역(42)에 있어서, 복수종의 컬러필터 적(R), 녹(G), 청(B)은 각각 차광패턴(44)으로 둘러싸여 각 컬러필터사이를 광학적으로 구획하고 해상도를 확보한다.
본 실시예에서는, 더미부(42)의 BM(44)패턴과 컬러필터(43)의 구성이 점등영역에서와 동일하고, 양영역을 동일방식으로 형성된다.
제8도는 본 발명의 액정표시패널의 주요부분을 도시한 단면도이다. 제4도 및 제7도와 동일한 구성 및 부분은 동일한 부호로 나타낸다. 동도에는 제1기판(공통전극기판)(2), 제2기판(1), 오버코트층(7), 공통전극(8), 점등용세그먼트전극(9), 더미세그먼트전극(45), 제2기판(1)에만 형성된 절연막(10), 배향막(11), 액정층(13), 밀봉재(14) 및 스페이서로서의 폴리머비드(12)등이 있다.
컬러필터(43)는 각 색의 안료를 함유한 수지로 형성되어, 소정의 순서, 예를 들면, 도면중 R, G, B의 가로 방향순으로 배열되어 있다. 컬러필터(43)의 막두께는, 예를 들면, 약 2㎛이다.
BM(44)은 흑색안료를 함유한 수지로 형성되고, 막두께는, 예를 들면, 약 1㎛이다.
오버코트층(7)은 투명수지로 형성되고, 막두께는, 예를들면, 약 5㎛이다.
도면에 도시한 바와같이, 컬러필터(43)와 BM(44)은 더미부(42)의 셀갭이 점등영역(41)의 것과 동등하도록 더미부(42)에 점등영역(41)에서와 동일한 패턴으로 형성되어 있다.
이 구조에 의해, 제1기판과 제2기판을 가압하여 접합하는 경우에도, 양 점등영역(41)과 더미부(42)의 셀갭의 균일성을 유지하는 것이 가능하며, 역치전압에서 국부적인 변동을 발생시키지 않고 고품질의 화상을 얻을 수 있다.
또, 상기 구조는 비점등영역인 더미부와 점등영역과의 경계에서 단차를 작게할 수 있으므로, 종래예와 같은 휘도의 국부적인 변동과 화질의 열화를 방지한다.
상기 종래예에서는, 더미부에 배치된 컬러필터의 구조가 점등영역에 배치된 복수색, 예를 들면, 3색 및 이들 색의 배열순서의 컬러필터와 동일하지만, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 점등영역의 컬러필터 또는 컬러필터군의 형성시 점등영역의 복수의 컬러필터중에서 선택한 1종 또는 2종의 컬러필터로 더미부의 컬러필터를 형성하는 것으로 더미부의 형성작업을 단순화하여 상기 효과를 얻는 것이 가능하다.
제1기판(공통전극기판)(2)의 아래측에는 제1편광막이 접합되어있고 제1기판(1)의 상면에는 위상보정막과 제2편광막이 접합되어 소위 STN(수퍼트위스티드네마틱)방식의 액정표시장치를 형성한다. 하지만, 동도에는 편광막과 위상보정막이 도시되어 있지 않다.
이하, 본 발명의 액정표시장치의 제조방법에 대해서 설명한다.
제9(a)도제9(i)도는 본 발명의 액정표시패널의 일실시예를 제작하는 공정을 설명하는 액정표시패널의 단면도이다. 제9(a)제9(i)도의 공정은 일련의 공정을 형성한다. 제9(a)도에 의하면, 제8도의 제1기판(공통전극기판)(2)에 상당하는 투명유리기판SUBI상에, 흑색안료를 분산시킨 네가티브형감광성수지막 CK-2000(상품명; 후지헌트 일렉트로닉테크날로지 주식회사제품)을 스핀코트 등의 방법으로 도포한다. 제9(b)도에서는, 상기 기판을 조성의 개구패턴을 지닌 포토마스크MASK-1을 이용하여 자외선에 노광시키고, 제9(c)도에서는, 패턴을 현상한다. 이들 공정에 의해 공지의 포토리소그래피기술을 이용한 약 1.0㎛두께의 블랙매트릭스(BM)가 형성된다.
노광공정[제9(b)도]에서 사용된 BM형성용 포토마스크 MASK-1은 기판의 점등영역 외주의 영역에 상당하는 영역의 개구패턴과 점등영역에 상당하는 영역의 개구패턴이 동일하다.
제9(d)도에 의하면, 적색안료를 분산시킨 적색의 감광성수지막CR-2000(상품명; 후지헌트일렉트로닉스 테크날로지 주식회사제품)을 상기 BM형성공정과 동일한 방식으로 BM에 도포하여 제1컬러필터층으로서 적색컬러필터를 형성한다.
제9(e)도에서는, 제1컬러필터층을 소정의 개구패턴을 지닌 포토마스크MASK-2에 의해 자외선에 노광시켜 현상한다. 제9(f)도에서 도시한 바와 같이, 포토리소그래피기술에 의해 적색컬러필터FIL(R)를 완성한다.
다음에, 녹색안료를 분산시킨 녹색의 감광성수지막 CG-2000(상품명; 후지헌트일렉트로닉스테크날로지 주식회사제품)을 상기 BM 형성공정과 동일한 방식으로 제9(f)도의 기판에 도포하고, 소정의 개구패턴을 지닌 포토마스크를 이용하여 자외선에 노광시킨 다음 현상하여 녹색의 컬러필터 FIL(G)을 형성한다. 그후, 청색안료를 분산시킨 청색의 감광성수지막CB-2000(상품명: 후지헌트일렉트로닉스테크날로지 주식회시제품)을 기판에 도포하여 제9(g)도에 도시한 바와 같이 청색컬러필터FIL(B)를 형성한다.
제9(h)도에서는, 3색의 컬러필터를 형성한 기판에 해당 컬러필터를 보호하기 위한 보호층(오버코트)OC를 도포하고, 제9(i)도에서는, 스퍼터링등에 의해 ITO의 투명막을 또 도포한다.
그후, 상기 투명막을 에칭에 의해 패턴처리하여, 배향막 ORI을 형성한다.
상기 처리된 투명유리기판SUBI과, 투명화소전극 및 배향막이 형성된 다른 투명유리기판[제8도의 제2기판(1)]을 집합시키고, 양기판사이의 간격에 액정재료를 충전한다.
상기 액정표시장치의 동작을 평가한 결과, 종래장치에서와는 달리 점등영역과 그 외주근방의 영역사이에서 휘도차가 발생하지 않았고, 표시콘트라스트의 불균일성도 제거되었음이 확인되었다.
본 발명의 액정표시패널의 제조방법은, 네가티브형 감광성수지를 이용하여 포토리소그래피기술에 의해 블랙매트릭스 BM, 적색컬러필터(R), 녹색컬러필터(G) 및 청색컬러필터(B)를 형성하는 상기 방법에 한정되는 것은 아니고, 기타 바람직한 재료, 성막방법 및 패널제조방법을 이용해도 된다.
이하, 본 발명의 컬러액정표시패널의 다른 실시예를 제1도, 제2도, 제5(a)도 및 제5(b)도와 다른 부분만을 참조하여 설명한다.
제10도는 다른 실시예의 컬러액정표시패널의 세그먼트전극, 공통전극 및 더미전극의 구성을 도시한 평면도이다.
제11도는 제10도의 컬러액정표시패널을 도시한 분해사시도이다.
제10도 및 제11도에는, 세그먼트전극기판(1), 공통전극기판(2), 공통전극(8), 세그먼트전극(9), 더미소전극(8D1)(8D4) 및 (9D1)(9D3), 공통전극(8) 및 세그먼트전극(9)용 단자(38),(39)가 각각 도시되어 있다.
본 실시예는 제2도의 종래예와 마찬가지로, 공통전극기판(2)은 유리등으로 이루어져 있고, 공통전극기판(2)상에 컬러필터, 차광막, 보호층, 및 공통전극(8)이 형성되어 있다.
또 세그먼트전극기판(1)도 제2도의 종래예와 같이, 유리등으로 이루어져 있고, 그 위에는 공통전극(8)과 직교하는 띠형상의 투명전극(ITO)의 세그먼트전극(9)이 형성되어 있다.
세그먼트전극(9)은 각각 적(R), 녹(G), 청(B)색용 세그먼트전극(9a),(9b),(9c)을 포함한다.
본 실시예의 컬러액정표시패널은 제2도의 종래예와 마찬가지로, 세그먼트전극기판(1)과 공통전극기판(2)을 밀봉재에 의해 접합한다. 그리고 밀봉재의 개구부(도시되어 있지 않음)를 통해 STN방식의 액정재료를 주입한 다음, 에폭시수지 등으로 개구부를 밀봉한다.
제10도 및 제11도에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 컬러액정표시패널에 있어서 제5(a)도 및 제5(b)도에 도시한 더미전극(8d),(9d)은 각각 복수의 더미소전극(8D1)(8D4), (9D1)(9D3)으로 분할된다. 더미소전극(8D1),(9D1)은 액정표시장치의 프레임으로 정해진 표시영역(46)내에 있고, 더미소전극(8D2)(8D4), (9D2),(9D3)은 표시영역(46)외에 있다.
복수의 더미소전극(8D1)(8D4), (9D1)(9D3)의 폭은 각 대향하는 공통전극(8) 및 세그먼트전극(9)과 동등하거나 약간 좁다.
보통 인접한 더미전극의 단락의 확률은 인접한 더미전극의 길이에 비례하고, 일반적으로 표시영역내의 인접한 더미전극의 길이는 표시영역외의 더미전극보다도 짧다.
그러므로, 본 실시예에 있어서, 표시영역내의 각 인접한 더미소전극(8D1) 또는 (9D1)의 단락의 확률은, 표시영역외의 인접한 더미소전극(8D2)(8D4) 또는 (9D2) 및 (9D3)보다도 작다.
이것에 의해, 본 실시예의 컬러액정표시패널은 표시영역내의 인접한 더미소전극(8D1) 또는 (9D1)의 단락불량의 발생확률을 감소시킬 수 있으므로, 비점등영역의 이상점등을 방지하고, 액정표시패널의 화상품질을 향상시키는 것이 가능하다.
또, 본 실시예의 컬러액정표시패널은 더미전극의 단락검사를 생략하며 검사시간을 단축시키는 것이 가능하다.
표시영역외의 더미소전극(8D2)(8D4) 또는 (9D2),(9D3)이 단락된 경우에도, 표시영역외의 영역은 직사각형창을 지닌 프레임으로 피복된 영역이므로 단락이 컬러액정표시패널의 화질에 영향을 미치지 않는다.
제10도 및 제11도에 있어서, 표시영역내의 각 더미소전극(8D1),(9D1)은 1개의 더미소전극으로 형성되나, 2개이상의 더미소전극으로 형성해도 됨은 말할 필요도 없다.
하지만, 상술한 바와같이, 표시영역내의 인접한 더미소전극의 단락불량의 확률을 감소시키고, 표시영역내의 비점등영역에서의 이상점등을 방지하기 위해서는 더미소전극이 표시영역과 표시영역외와의 경계를 교차하지 않도록 더미소전극을 형성하는 것이 바람직하다.
또, 한쪽의 전극기판, 예를 들면, 공통전극기판(2)의 더미전극만을 복수의 더미소전극으로 형성해도 된다.
본 실시예에서는, 세그먼트전극기판(1)과 공통전극기판(2)의 양쪽상에 복수의 더미소전극으로 더미전극을 형성한다. 본 발명은 그러한 구성에 한정되는 것은 아니며, 한쪽의 전극기판, 예를 들면, 공통전극기판(2)에만 복수의 더미소전극으로 더미전극을 형성해도 된다.
또, 본 발명은 공통전극(8)또는 세그먼트전극(9)을 2개의 군으로 분할한 예를 들면, 상하, 좌우방향의 2개의 군으로 분할한 컬러액정표시패널에도 적용하는 것이 가능하다.
게다가, 본 발명은 단순 매트릭스형의 단색액정표시패널에도 적용가능하다.
이상, 본 발명의 실시예는 그 정신과 범위를 벗어남이 없이 광범위하게 변형해도 되므로, 본 발명은 첨부된 특허청구에서 규정한 것이외의 구체적인 실시예에 한정되는 것은 아님을 이해한다.
이하에 본 발명의 전형적인 실시예에 의해 얻어진 효과를 요약한다.
상술한 바와 같이, 액정표시패널의 전극유지기판상에 형성된 더미전극은 복수의 더미소전극으로 형성되므로, 표시영역내의 인접한 더미소전극의 단락불량의 발생확률을 감소시키는 것이 가능하다. 이것에 의해, 표시영역내의 비점등영역에서의 이상점등을 방지할 수 있고, 액정표시패널의 화질을 향상시키는 것이 가능하다.
또, 본 발명에 의하면, 더미전극의 단락검사가 불필요하므로 검사시간을 단축할 수 있다.
제10도 및 제11도에 도시한 실시예를 제7도 및 제8도에 도시한 실시예와 조합할 수 있음은 말할 필요도 없다.
제12도는 (6)으로 표시된 본 발명의 액정표시장치의 전체 구성을 도시한 분해사시도이다. 도면에는, 상프레임(61), 하프레임(62), 표시영역을 한정하는 표시창(63), 상기 실시예에서 설명한 액정표시패널(65)과 편광막 등의 광학부재로 형성한 액정표시패널조립체(64), 구동회로기판(66), 스페이서(68), 광학산판과 도광판과 반사판으로 형성한 도광체조립체(67), 선형백라이트광원을 탑재하는 중간프레임(70), 냉음극관으로 형성된 선형백라이트광원(램프)(76), 및 램프커버(77)등이 도시되어 있다.
또, 도면에는 구동회로기판(65)상에 형성된 접지패드(71), 상기 접지패드와 접촉되는 상프레임과 일체로 가압형성된 돌출부(72), 하프레임(62)상에 형성된 오목부(74)에 핀치되는 클로부(73), 액정표시패널조립체(64)와 상프레임(61)을 고정하는 접착테이프(75), 백라이트광원의 중앙부와 직교하는 선에 대칭인 지점에 설치된 개구부(80),(81), 백라이트광원(76)의 세로방향으로 설치된 개구부(82),(83) 및 백라이트광원(76)의 양단부의 아래쪽에 형성된 도려낸 부분(78),(79)도 도시되어 있다. 상플레임(61)은 예를 들면, 0.8mm두께의 강판으로 형성되어 있고, 하프레임(62)은 강판 또는 예를 들면, 0.5mm두께의 알루미늄시트로 형성되어 있다.
액정표시패널조립체(64)는 도면에 도시한 순서로 상프레임(61)과 하프레임(62)사이에 삽입고정된다. 중단프레임(70)의 일단에는 냉음극선관의 선형광원(백라이트램프)(76)이 유지된다. 램프커버(77)는 액정표시패널조립체(64)방향으로의 직접광을 차단하여 그 발광광을 광확산판과 도광판으로 이루어진 도광체조립체(67)쪽으로 지향시킨다.
스페이서(68)는 중간프레임(70)에 형성된 오목부에 설치된 도광체조립체(67)과 액정표시패널조립체(64)사이에 삽입되어 표시영역을 확정한다. 하프레임(62)의 상기 백라이트광원(76)과 직교하는 방향으로 적어도 액정표시패널조립체(64)의 영역에 걸쳐서 상기 백라이트 광원의 중앙부에 직교하는 선에 대칭인 지점에는 적어도 한쌍의 개구부(80),(81)가 형성되어 있고, 상기 백라이트 광원(76)의 바로 아래에는 해당 백라이트광원(76)의 세로방향으로 형성된 적어도 2개의 개구부(82),(83)와, 상기 백라이트광원(76)의 양단부아래쪽에 형성된 도려낸 부분(78)(79)이 형성되어 있다.
상프레임(61)을 스테인레스박판으로, 하프레임(62)을 알루미늄박판으로 형성하는 것으로 액정표시장치의 강성을 저하시키지 않고 박형, 경량화를 달성함과 동시에, 백라이트광원(76)과 직교하는 방향으로 적어도 액정표시패널조립체(64)의 영역에 걸쳐서 상기 백라이트광원의 중앙부에 직교하는 선에 대칭인 지점에 형성된 개구부(80),(81), 백라이트광원(76)의 세로방향으로 바로 그 아래쪽에 형성된 2개의 개구부(82),(83), 및 상기 백라이트광원(76)의 양단부 아래쪽에 형성된 도려낸 부분(78),(79)에 의해 표시장치의 발열효과를 향상시킬 수 있고, 액정표시패널조립체(64)의 전면에 대해 균일한 온도분포를 형성할 수 있다. 이러한 효과에 의해 표시콘트라스트의 불균일성을 방지하는 것이 가능하다.
또, 백라이트광원(76)이 고주파에서 통전되므로, 하프레임(62)과 백라이트광원(76)과의 사이의 부유용량을 통해 백라이트광원(76)으로부터 하프레임(62)으로 전류가 흐른다. 누출전류라 하는 이 전류는 백라이트광원(76)을 통전시키는 전류를 역으로 감소시켜서 휘도의 저하를 초래한다. 또, 백라이트광원(76)은 동작시간에 따라 발열하여, 주위의 온도에 비해 그 근방의 온도를 상승시킨다. 어떠한 대책도 취하지 않으면, 백라이트광원(76)근방의 열이 액정표시패널조립체(64)에 직접적으로 영향을 미치므로, 액정표시패널의 온도가 표시영역에 대해 균일하도록 할 수 없다. 이를 피하기 위해, 본 실시예에서는 개구부(82),(83)를 형성하여 누출전류에 의한 휘도의 저하를 방지하고, 액정표시패널의 온도분포를 균일하게 함으로써 표시콘트라스트의 불균일성을 방지한다. 또, 개구부(82),(83)는 백라이트광원(76)의 열확산에 의한 휘도의 저하를 방지할 수도 있다.
백라이트광원(76)의 양단부는 온도가 낮아서 휘도의 저하를 초래하는 부분이므로 액정표시패널의 온도분포를 균일하게 할 수 있는 범위에서 고온을 유지할 필요가 있다. 이를 위해서, 도려낸부분(78),(79)을 형성하여 액정표시패널의 온도분포의 균일화를 도모하고 휘도의 저하를 방지하고 있다. 도려낸부분(78),(79)은 상기 개구부(82),(83)와 동일한 효과를 제공하도록 기능한다.
액정표시패널조립체(64)의 영역에 걸쳐서 상기 백라이트광원의 중앙부에 직교하는 선에 대칭인 지점에 형성된 개구부(80),(81)는 하프레임(62)의 중량을 감소시키는 작용을 하며 액정표시패널의 온도분포의 균일화를 도모한다.
본 발명의 실시예에 의해, 점등영역과 비점등영역간의 액정층두께의 차로 인한 화질의 열화를 방지함으로써 고품질의 화상표시를 얻을 수 있다. 이상 상술한 바와같이, 본 발명의 액정표시장치는, 점등영역과 점등영역외주의 차광막간의 단차에 의해 야기된 점등영역외주의 갭불균일의 문제를 해소함으로써 표시화면의 점등영역외주의 표시콘트라스트의 불균일성을 억제하고, 충분한 차광능력을 유지하여 화질의 열화를 제거할 수 있다는 특징이 있다. 또, 백라이트로부터의 광누출을 방지하여 고품질의 화상을 얻는 것이 가능하다.
또, 본 발명의 액정표시장치에 있어서, 전극유지기판상에 형성된 더미전극은 복수의 더미소전극으로 분할됨으로써 액정표시장치는 표시영역내의 인접한 더미전극의 단락불량의 발생확률을 감소시키는 것이 가능하다. 이것에 의해, 표시영역내의 비점등영역에서의 이성점등을 방지하여 액정표시패널의 화질을 향상시키는 것이 가능하다.

Claims (1)

  1. 액정표시패널을 포함하는 액정표시장치에 있어서, (a) 1종의 각 필터는 상기 1종의 다른 필터와는 다른 색을 가지며, 상기 필터는 소정의 순서로 배열된 복수 종류의 필터, (b) 상기 복수 종류의 필터의 일부와 상기 차광막이, 상기 액정표시패널에 전계를 인가하는 것에 의해 점등가능한 유효점등영역의 외주영역에 배치되도록 상기 1종의 필터사이에 그리고 상기 복수종의 필터사이에 배열된 패턴형상으로 형성된 차광막, (c) 상기 복수 종류의 필터에 배치된 제1복수의 투명전극을 가진 제1기판과, 상기 제1복수의 투명전극과 가로 질러 뻗어서 배열된 제2복수의 투명전극을 가진 제2기판과, 상기 제1 및 제2복수의 투명전극이 서로 대향하도록 상기 제1 및 제2기판사이에 협지된 액정층과, 상기 제1 및 제2기판사이에 분산된 스페이서와, 상기 제1 및 제2기판중 적어도 하나위의 상기 제1 또는 제2복수의 전극에 수직방향으로 뻗고, 상기 제1 및 제2기판중 상기 적어도 하나와 대향하는 상기 제1 또는 제2기판상의 상기 제1 또는 제2복수의 전극에 수직방향으로 배열된 복수의 소전극으로 소분할하도록, 상기 제1 및 제2기판의 적어도 하나위의 상기 외주영역에 형성된 복수의 더미전극으로 이루어지고, 상기 소전극은 상기 액정표시장치의 프레임으로 규정된 표시영역내의 상기 외주영역에 배치된 대면적소전극과 상기 표시영역외의 상기 외주영역에 배치된 복수의 소면적 소전극을 포함하고, 상기 제1 및 제2기판상의 적어도 하나 위의 상기 각 더미전극의 폭은 상기 제1 및 제2기판의 상기 적어도 하나와 대향하는 상기 제1또는 제2기판상의 상기 제1 및 제2복수의 전극의 각각의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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