KR100309766B1

KR100309766B1 - 필름형보상셀을구비한액정디스플레이및그의제조방법

Info

Publication number: KR100309766B1
Application number: KR1019940001220A
Authority: KR
Inventors: 김시환; 곽진오
Original assignee: 김순택; 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1994-01-24
Filing date: 1994-01-24
Publication date: 2001-12-15
Also published as: US5552908A; JPH07225376A; KR950024004A; JP3555092B2

Abstract

STN 액정디스플레이 패널의 유색 발생을 효과적으로 보상함과 아울러, 액정디스플레이의 박막화를 달성하기 위하여; 일측면에 배향 홈이 형성된 2매의 보상 필름의 사이에 액정을 주입하여 보상 셀을 형성하고, 상기 보상 셀을 구동 셀의 일측면에 적층하여 이루어지는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이를 제안함과 아울러; 상기 액정디스플레이를 실현하기 위하여, 보상 필름의 일측 표면에 고온, 고압의 에어를 일정 방향으로 분사하여 액정의 유전이방성을 한정하는 배향홈을 형성하고, 상기 보상 필름의 사이에 액정을 도포 및 코팅하고, 이어서 상기 보상 필름을 열 전단장치를 개재하여 원하는 크기로 절단 및 밀봉하여 보상 셀을 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이의 제조방법을 제안한다.

Description

필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이 및 그의 제조방법

제1도는 본 발명에 의한 필름형 보상 셀을 구비한 LCD를 도시한 단면도.

제2도 및 제3도는 본 발명에 의한 필름형 보상 셀을 구비한 LCD의 제조 공정을 나타내는 개략적인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 구동 셀 20 : 보상 셀

21, 22 : 보상 필름 23 : 액정

31 : 롤러 코팅장치 32 : 노즐

33 : 디스펜서 34 : 절단장치

35 : 블레이드 36 : 압착기

[산업상의 이용분야]

본 발명은 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이 및 그의 제조방법(이하 LCD로 약칭함)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 더블 STN(Sper Twist Nematic) LCD의 구조와 보상 효과를 가지면서도 박막화를 실현할 수 있도록 한 필름형 보상 셀을 구비한 LCD 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

[종래의 기술]

주지된 바와 같이 평판 디스플레이의 일정인 LCD는, 통상 2매의 도전성 판재를 평행하게 배치하고 그 사이에 유전이방성을 갖는 액정을 주입하여, 외부로부터 인가되는 전압 변화에 의해 상기 액정의 광반사성질이 달라지는 것을 이용해 문자나 숫자 혹은 기타 임의의 화상을 표시하는 것이다.

이러한 형태의 LCD는 2매의 그라스기판을 서로 대향시키고 그 사이에 일정간격을 유지하도록 스페이서를 삽입하여 내부에 공간을 형성하고, 이를 밀봉재로 둘러 쌓아 액정셀을 형성한 후, 이 공간에 상기 액정을 주입하는 구조로 이루어진다.

여기서, 상기 LCD는 2매의 그라스기판의 사이에 대향 배치된 투명전극 및 배향막의 작용에 의해 소정의 전계가 형성될 경우에, 내부에 수용되어 있는 액정이 유전이방성에 따라 배향막이 설정된 방향으로 트위스트되어, 외부에서 입사된 빛을 분자 배열방향으로 굴절 및 통과시키게 된다.

이러한 LCD는 칼라화를 실현하기 위하여 기본적으로 B/W(Black and White)의 액정 셀 자체의 색을 구비하여 이루어져야만 되는데, 공지된 STN LCD에 있어서는 액정의 트위스트 각이 주로 240°로 이루어지기 때문에, 상기 액정 셀을 통과하는 빛은 타원 편광되어 Yellow, Green 혹은 Blue 등의 유색을 나타내게 된다.

이러한 STN LCD의 색 보상을 위하여 종래에는 더블 STN LCD가 제안되어지는바, 이는 구동 셀에 수용되는 액정 분자의 트위스트 각이 +240°로 될 경우에, -240°로 되는 트위스트 각을 갖는 보상 셀을 적층 형성함으로써, 구동 셀의 색을 보상하도록 구성되어 있다.

여기서, 상기 구동 셀은 커먼 및 세그먼트 전극을 구비하여 구동되어 지는 반면, 보상 셀은 전극이 없이 단지 액정의 트위스트 각을 한정하는 배향막만이 형성되어 있다.

[발명이 해결하려고 하는 문제점]

그러나, 상기한 STN LCD는 박막화를 실현하지 못하는 문제점을 구반하게 된다. 즉, 상기 STN LCD는 액정 셀을 2개 형성하여 이를 일체로 결합하게 되므로서, 생산비가 많이 소요될 뿐아니라, 평판 디스플레이의 기본 취지인 박막화에도 역행하고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 감안한 것으로서, 광학적 이방성을 갖는 보상 필름을 이용하여 색을 보상하는 방법이 제안되어 있다. 즉, LCD의 구동 셀 상·하측에 보상 필름을 적층 형성하여, STN LCD의 유색을 B/W로 보상하고 있다.

그러나, 이러한 보상 필름에 의한 LCD는 박막화를 실현할 수 있는 반면, 더블 STN LCD에 비해 보상 효과가 미약하다는 문제점을 수반하게 된다.

또, 상기한 STN LCD 즉, 구동 셀은 온도의 변화에 따라 광학적 특성이 변화되는데 반하여, 상기 보상 필름은 온도 변화에 대한 광학적 특성의 변화가 없기 때문에, 효과적인 색 보상을 달성하지 못하고 있는 실정이며, 이는 곧 LCD의 온도 변화에 따른 콘트라스트를 저하시키데 되는 문제점을 안고 있다.

이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 더블 STN LCD 즉, 보상 셀의 색 보상 효과와 아울러, 보상 필름의 박막화를 동시에 만족할 수 있는 필름형 보상 셀을 구비한 LCD를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 필름형 보상 셀을 구비한 LCD를 실현하기 위한 제조방법을 제공하는데 있다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 구비하여 이루어진다.

즉, 본 발명은 투명전극과 배향막이 형성된 2매의 그라스기판의 사이 공간에 유전이방성의 액정을 주입하고, 이를 밀봉재로 실링하여 형성되는 구동 셀을 구비한 LCD에 있어서, 상기 구동 셀의 일측면에, 배향 홈을 스크래치 형성한 2매의 보상 필름을 대향 배치함과 아울러, 상기 보상 필름의 사이에 액정을 주입한 보상 셀을 적층 형성하되, 상기 구동 셀의 액정 분자 트위스트 각에 대하여 반대 방향으로 트위스트 되는 보상셀을 구비하여 이루어지는 필름형 보상 셀을 구비한 LCD를 제안한다.

한편, 본 발명은 보상 필름의 일측 표면에 고온, 고압의 에어를 일정방향으로 분사하여 액정의 유전이방성을 한정하는 배향 홈을 형성하고, 대향 배치된 상기 보상 필름의 사이에 디스펜서를 개재하여 액정을 도포한 다음, 롤러 코팅장치를 개재하여 보상 필름을 코팅하고, 이어서 상기 보상 필름을 열 전단장치를 개재하여 원하는 크기로 절단 및 밀봉하여 보상 셀을 형성함과 아울러; 상기 보상 셀을 구동 셀의 트위스트 각에 대하여 반대 방향으로 배치 및 적층하여 이루어지는 필름형 보상 셀을 구비한 LCD의 제조방법을 제안한다.

[작 용]

이와 같은 수단에 의해 달성된 본 발명의 필름형 보상 셀을 구비한 LCD는, 더블 STN LCD의 보상 효과를 구현하기 위하여 보상 셀을 마련하되, 상기 보상 셀을 종래의 그라스 기판과 달리 2매의 보상 필름을 마련하고, 그 사이에 액정을 주입하여 형성함으로써, LCD의 박막화를 동시에 만족할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 본 발명에 의한 보상 셀은 스크래치 형성된 배향 홈을 구비한 보상 필름의 사이에 액정을 주입 형성하여, 종래의 더블 STN LCD과 동일한 구조를 형성하게 됨으로써, 구동 셀에서 나타나게 되는 셀 자체의 유색 현상을 효과적으로 보상할 수 있다.

아울러, 상기한 보상 셀은 종래의 보상 필름과 달리, 온도에 따라 광학적 특성이 변하는 구동 셀과 동일하게 그 특성이 변화되어 지므로서, 종래 기술에 의한 콘트라스트 저하를 실질적으로 방지하게 된다.

게다가, 본 발명에 의한 보상 셀은 박막의 보상 필름을 채용하여 보상 셀을 구성하게 되므로서, LCD의 박막화에도 기여하게 된다.

[실시예]

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 일 실시예를 제1도 내지 제3도에 의거하여 설명한다.

제1도는 본 발명의 필름형 보상 셀을 구비한 LCD를 도시한 단면도로서, 도면 부호 1은 통상의 LCD를 구성하는 구동 셀을 나타내고 있다.

상기 구동 셀(10)은 통상 2매의 투명한 상·하부기판(1, 1a)과, 상기 상·하부기판(1, 1a)의 내측 대향면에 형성되는 ITO 투명전극(2, 2a)과, 상기 ITO 투명전극(2, 2a)의 상측에 배치되어 그 내측에 주입되는 액정(4)의 유전이방성을 한정하는 배항막(6, 6a)을 포함하여 이루어진다.

이러한 구동 셀(10)은 2매의 그라스기판(1, 1a)의 사이에 대향 배치된 투명전극(2, 2a)의 내부에 수용되어 있는 액정이 배향막(6, 6a)이 설정된 방향으로 트위스트 되고, 전계가 형성될 경우 전계 방향으로 액정 분자가 움직여, 외부에서 입사된 빛을 굴절 및 통과시키게 됨으로써, 화상을 구현하게 된다.

여기서, 본 발명에 의한 필름형 보상 셀은 구비한 LCD는, 상기한 구동셀(10)의 일측면에 보상 셀(20)이 적층 형성되고, 상기 하부기판(1)과 보상셀(20)의 외측면에 편광판(5,5a)을 부착 형성함으로써, 이루어지게 된다.

상기한 보상 셀(20)은 구동 셀(10)과 달리 전계를 형성하는 투명 전극을 구비하지 않고, 단순히 액정의 유전이방성을 한정하는 배향 홈을 구비하여 이루어지는 바, 상기한 배향 홈은 구동 셀(10)에 주입된 액정 분자의 트위스트 각에 대하여 반대방향으로 액정을 배열하도록 구성되어진다.

이러한 보상 셀(20)은, 상기 배향 홈이 스크래치 형성된 2매의 보상 필름(21, 22)을 서로 대향되도록 배치함과 아울러, 상기 보상 필름(21, 22)의 사이에 액정(23)을 주입하여 이루어지는 바, 이는 상기 구동 셀(10)의 일측면에 적층 형성되어 있다.

한편, 제2도 및 제3도는 본 발명에 의한 필름형 보상 셀을 구비한 LCD의 제조 공정을 나타내는 것으로서, 도면에 의거하여 본 발명의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명에 의한 보상 셀을 제조하는 공정을 나타내고 있다. 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 롤상으로 권선된 보상 필름(21A, 22A)은 롤러 코팅장치(31)에 의해 코팅됨과 동시에 전진 이송되어진다.

여기서, 상기한 보상 필름(21A, 22A)은 롤러 코팅장치(31)로 공급되기 전에 배향 처리가 행하여지는 바, 이는 대략 일렬로 배치된 불특정 다수개의 분사구를 갖는 노즐(32)을 통해 고온, 고압의 에어를 분사하여, 상기 보상 필름(21A, 22A)의 표면을 스크래치함으로써, 배향 홈을 형성하게 된다. 또, 상기한 노즐(32)은 도시된 바와 같이 일정한 경사각(θ)으로 기울어져 있는 바, 이는 액정의 유전 이방성에 따라 정하여진다.

아울러, 상기한 노즐(32)을 통해 분사되는 에어의 온도는 보상 필름(21A, 22A)의 전이 온도 즉, 열에 의해 유동성을 갖게 되는 온도로 이루어지는 바, 이는 예를 들어 상기 보상 필름이 열가소성 수지 필름으로 될 경우에, 200℃로 에어를 가열하여 분사하게 된다.

상기와 같이 배향 홈이 형성된 보상 필름(21A)의 상측에 디스펜서(33)를 개재하여 액정(23)을 도포하고, 이어서 상기한 보상 필름(21A, 22A)은 롤러 코팅장치(31)로 공급되어 상기 액정을 균일하게 분포시킴과 동시에 코팅되어, 보상 셀(20)을 구성하게 된다.

이와 같이 코팅된 보상 셀(20)은 이후 소정의 크기로 절단되어 구동셀(10)과 결합되어지는 바, 이는 제3도에 도시된 절단장치에 의해 이루어진다.

상기한 보상 셀(20)은 절단장치(34)의 블레이드(35)에 의해 의해 절단되어지는 바, 상기 블레이드(35)는 전술한 바와 마찬가지로 보상 필름의 전이 온도로 가열되어 진다.

한편, 상기한 블레이드(35)의 양 옆에는 압착기(36)가 배치되어지는 바, 이는 상기 블레이드(35)에 의해 절단된 보상 셀(20)을 열 압착하여 밀봉하게 된다.

이와 같이 형성된 보상 셀(20)은 구동 셀(10)의 일측면에 상기 구동셀(10)에 배치된 액정의 트위스트 각에 대하여 반대 방향으로 배치되도록 적층 형성하고, 그 외측면에 편광판(5, 5a)을 부착함으로써, 더블 셀 구조를 갖는 STN LCD를 구성하게 된다.

[발명의 효과]

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 필름형 보상 셀을 구비한 LCD는, 더블 STN LCD의 보상 효과를 구비함과 동시에 보상 필름의 박막에 따른 LCD의 박막화를 동시에 만족할 수 있도록 구성되는 것으로서, 이는 종래 기술에 의한 문제점을 효과적으로 극복할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명에 의한 LCD는 종래의 더블 STN LCD과 동일한 더블 셀 구조를 갖게 됨으로써, 구동 셀에서 나타나게 되는 셀 자체의 유색 현상을 효과적으로 보상할 수 있다.

아울러, 본 발명에 의한 LCD는 종래의 보상 필름이 부착된 LCD에 있어서, 보상 필름과 구동 셀간의 온도 변화에 따른 광학적인 특성 오차를, 보상 셀을 개재하여 극복하게 되므로서 LCD의 콘트라스트 저하를 실질적으로 제거할 수 있다.

Claims

투명전극과 배향막이 형성된 2매의 그라스기판의 사이 공간에 유전이방성의 액정을 주입하고, 이를 밀봉재로 실링하여 형성되는 구동 셀을 구비한 액정디스플레이에 있어서, 일측 표면에 배향 홈을 스크래치 형성한 2매의 보상 필름을 대향 배치하고, 상기 보상 필름의 사이에 액정을 주입하여 구성되는 보상 셀을 마련하고, 상기 보상 셀의 액정을 구동 셀의 액정 분자 트위스트 각에 대하여 반대 방향으로 트위스트 되게 배치하여, 상기 구동 셀의 일측면에 적층 형성함을 특징으로 하는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이.
제1항에 있어서, 보상 필름은 고분자의 폴리머 수지로 이루어짐을 특징으로하는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이.
보상 필름의 일측 표면에 고온, 고압의 에어를 일정 방향으로 분사하여 액정의 유전이방성을 한정하는 배향 홈을 형성하고, 대향 배치된 상기 보상 필름의 사이에 디스펜서를 개재하여 액정을 도포한 다음, 롤러 코팅장치를 개재하여 보상 필름을 코팅하고, 이어서 상기 보상 필름을 열 절단장치를 개재하여 원하는 크기로 절단 및 밀봉하여 보상 셀을 형성하며, 투명전극과 배향막이 형성된 2매의 그라스 기판의 사이 공간에 유전이방성의 액정을 주입하고 이를 밀봉재로 실링하여 형성되는 구동 셀의 일측면에 상기 보상 셀을 적층하되, 보상 셀의 액정이 구동 셀의 액정 분자 트위스트 각에 대하여 반대 방향으로 배치되도록 상기 보상 셀을 적층하는 공정을 포함하는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이의 제조방법.
제3항에 있어서, 배향 홈은 일정하게 배열된 분사구를 갖는 노즐을 일정각으로 경사 배치하여, 보상 필름의 표면을 전이 온도로서 스크래치 형성함을 특징으로 하는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이의 제조방법.
제4항에 있어서, 전이 온도는 200℃로 이루어짐을 특징으로 하는 필름형 보상셀을 구비한 액정디스플레이의 제조방법.