KR100326440B1 - 필름형보상셀을구비한액정디스플레이및그의제조방법 - Google Patents

Abstract

투명전극과 배향막이 형성된 2매의 그라스기판의 사이 공간에 유전이방성의 액정을 주입하고, 이를 밀봉재료 실링하여 형성된 구동 셀을 보유하는 LCD에 있어서, STN LCD의 유색 발생을 효과적으로 보상함과 아울러, 디스플레이의 박막화를 달성하기 위하여,

일측면에 배향 홈이 형성된 2매의 수지 필름의 사이에 상온에서 고체상태로 되는 액정을 형성하여 보상 셀을 구성하고, 이 보상 셀을 구동 셀의 일측면에 적층하여 이루어지는 필름형 보상 셀을 구비한 LCD를 제안함과 아울러;

상기 LCD를 실현하기 위하여, 수지 필름을 한 플레이트상에서 전이온도전까지 가열한 후, 그 일측 표면을 러빙하여 배향 홈을 형성하고; 상온에서 고체 상태를 유지하는 액정을 용매로 녹여 상기 배향 홈의 상측에 도포한 다음 용매를 증발시켜 액정층을 형성하며; 상기 액정층의 상측에 배향홈이 형성된 다른 수지 필름을 배치하여 열 압착한 다음, 이를 다시 가열하여 상기 고체상의 액정을 액정화하여 액정 분자를 배향 홈에 맞도록 배열한 다음 냉각시켜 보상 셀을 형성하게 되는 필름형 보상 셀을 구비한 LCD의 제조방법을 제안한다.

Description

필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이 및 그의 제조방법

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 색보상 효과를 가지면서도 박막화를 실현할 수 있도록 한 필름형 보상 셀을 구비한 LCD 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

종래기술

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

여기서, 상기 LCD는 2매의 그라스기판의 사이에 대향 배치된 투명전극 및 배향막의 작용에 의해 소정의 전계가 형성될 경우에, 내부에 수용되어 있는 액정이유전이방성에 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 Y(Yellow), G(Green) 혹은 B(Blue) 등의 유색을 나타내게 된다.

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

여기서, 상기 구동 셀은 커먼 및 세그먼트 전극을 구비하여 동작되어지는 반면, 보상 셀은 전극이 없이 단지 액정의 트위스트 각을 한정하는 배향막 만이 형성되어 있다.

발명이 해결하려고 하는 문제점

그러나, 상기한 더블 STN LCD는 박막화를 달성하는 것이 어렵다는 문제점을 수반하게 된다. 즉, 상기 더블 STN LCD는 2개의 액정 셀을 형성하여 이를 일체로 결합시키게 되므로서, 생산비가 많이 소요될 뿐아니라, 평판 디스플레이의 기본 취지인 박막화에도 역행하고 있는 실정이다.

이러한 문제점을 감안한 것으로서, 종래에는 광학적 이방성을 갖는 보상필름을 이용하여 색을 보상하는 방법이 제안되어 있는데, 이는 LCD의 구동셀 상·하측에 보상 필름을 적층 형성하여, STN LCD의 유색을 B/W로 보상하는 것이다.

그러나, 이러한 보상 필름에 의한 LCD는 박막화를 실현할 수 있는 반면, 더블 STN LCD에 비해 보상 효과가 미약하다는 문제점이 있다.

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 콘트라스트를 저하시키는 문제점을 안고 있다.

이와 같은 종래 기술의 문제점을 감안한 것으로서, 본 발명의 목적은 더블 STN LCD 즉, 보상 셀의 색 보상 효과와 더불어 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 발명의 LCD는 투명전극과 배향막이 형성된 2매의 그라스기판의 사이 공간에 유전이방성의 액정을 주입하고, 이를 밀봉재로 실링한 구동 셀을 포함하고 있다.

아울러, 본 발명은 상기 구동 셀의 일측면에, 표면이 러빙되어 배향 홈이 형성된 2매의 수지 필름 사이에 상온에서 고체 상태로 되는 액정층을 형성한 보상 셀을 적층하되, 상기 구동 셀의 액정 분자 트위스트 각에 대하여 반대방향으로 트위스트되는 보상 셀을 구비하여 이루어진다.

여기서, 상기 수지 필름은 고체 상태의 액정이 액정 상태로 액화되는 온도 보다 높은 전이 온도를 갖는 열가소성 수지로 이루어진다.

한편, 본 발명은 수지 필름을 핫 플레이트(Hot Plate)에 올려 놓고 전이온도전까지 가열한 후, 그 표면을 러빙하여 액정의 유전이방성을 한정하는 배향 홈을 형성하며; 상온에서 고체 상태로 되는 액정과 용매를 1:3의 중량비로 섞어 상기 배향 홈의 상측에 도포한 다음 용매를 증발시켜 액정층을 형성하고; 상기 액정층의 상측에 배향 홈이 형성된 다른 수지 필름을 배치한후 열 압착하며, 이를 다시 가열하여 액정 분자를 배향 홈에 맞도록 배열한 다음 냉각하여 보상 셀을 형성함과 아울러; 상기 보상 셀을 구동 셀의 트위스트 각에 대하여 반대 방향으로 배치 및 적중하여 이루어지는 필름형 보상 셀을 구비한 LCD의 제조방법을 제안한다.

실 시 예

이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 일 실시예를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도면은 본 발명의 필름형 보상 셀을 구비한 LCD를 도시한 단면도로서, 도면 부호 10은 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)에 전계가 형성될 경우에, 내부에 수용되어 있는 액정이 배향막(6, 6a)이 설정된 방향으로 트위스트 되고, 외부에서 입사된 빛을 분자 배열방향으로 굴절 및 통과시키게 됨으로써, 화상을 구현하게 된다.

여기서, 본 발명에 의한 필름형 보상 셀을 구비한 LCD는 상기한 구동 셀(10)의 일측면에 보상 셀(20)이 적층 형성되고, 상기 하부기판(1)과 보상 셀(20)의 외측면에 편광판(5, 5a)을 부착함으로써 이루어진다.

상기한 보상 셀(20)은 구동 셀(10)과 달리 전계를 형성하는 투명 전극을 구비하지 않고, 단순히 액정의 유전이방성을 한정하는 배향 홈(24)을 구비하여 이루어지는 바, 상기한 배향 홈(24)은 구동 셀(10)에 주입된 액정 분자의 트위스트 각에 대하여 반대 방향으로 액정을 배열하도록 구성되어 있다.

이러한 보상 셀(20)은 상기 배향 홈(24)이 러빙 형성된 2매의 수지필름(21, 22)을 서로 대향되도록 배치함과 아울러, 상기 수지 필름(21, 22)의 사이에 상온에서 고체 상태로 되는 액정층(23)을 형성하여 이루어진다.

따라서, 본 발명은 종래와 달리 보상 셀(20)에 의한 더블 STN LCD의 색 보상 효과와 함께 디스플레이의 박막화를 실현할 수 있다.

한편, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 LCD는 이하 설명되는 제조방법에 의해 달성되어 진다.

여기서, 상기 수지 필름(21, 22)은 고체 상태의 액정층(23)이 액정 상태로 액화되는 온도 보다 높은 전이 온도를 갖는 열가소성 수지, 보다 상세하게는 폴리에틸렌 타레프타이트(PET)로 이루어지는 바, 예를 들어 상기 열가소성수지는 150°의 전이 온도를 갖는다.

이에 따라, 본 발명은 상기 수지 필름(21, 22)을 테이블상으로 형성된 핫 플레이트에 올려 놓고, 전이 온도 전까지 보다 상세하게는 대략 140℃-145℃까지 가열하여 폴리머(Polymer) 분자의 유동을 용이하게 한 후, 그 표면을 러빙 처리하여 액정의 유전이방성을 한정하는 배향 홈(24)을 형성하게 된다.

반면, 상기 액정층(23)은 100℃-130℃ 범위에서 액정 상태로 변화되는 4-Cyclobutylcarbonyloxy-4'-ethoxy-azobenzen을 채용하게 되는 바, 본 발명의 기술 내용이 그 액정 물질에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 상기한 액정은 용매에 의해 젤상으로 형성되어 지는 바, 이는 액정과 용매를 1:3의 중량비로 섞어 고체상의 액정을 녹인 다음, 이를 상기한 수지 필름(21)의 배향 홈(24) 상측에 도포하고, 다시 상기 용매를 증발시켜 액정층(24)을 형성하게 된다.

상기한 용매는 공지의 아세톤을 사용하고 있으며, 이는 상온에서 쉽게 증발되어 진다.

이어서, 상기와 같이 액정층(23)이 형성된 상측에는 수지 필름(22)이 배치되어 지는 바, 이는 열 압착에 의해 임의의 형태로 실링됨으로써 보상 셀(20)을 형성하게 된다.

한편, 상기와 같이 형성된 보상 셀(20)은 다시 액정층(23)의 액정화온도까지 가열된 후 다시 냉각되어 지는데, 이는 고체상으로 굳어진 액정층(23)의 분자 배열을 수지 필름(21, 22)의 배향 홈(24) 방향으로 배열시키기 위한 것이다.

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

발명의 효과

이상에서 설명한 실시예를 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 필름형 보상 셀을 구비한 LCD는 더블 STN LCD의 색 보상 효과를 구비함과 동시에 수지 필름의 박막에 따른 LCD의 박막화를 동시에 만족할 수 있는것이다.

즉, 본 발명에 의한 LCD는 종래의 더블 STN LCD와 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 됨으로써, LCD의 콘트라스트 저하를 실질적으로 방지할 수 있다.

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

Claims (6)

1. 투명전극과 배향막이 형성된 2매의 그라스기판의 사이 공간에 유전이방성의 액정을 주입하고, 이를 밀봉재로 실링하여 형성된 구동 셀을 보유하는 액정디스플레이에 있어서,

   일측 표면에 형성된 배향 홈이 서로 대향 배치된 2매의 수지 필름사이에, 상온에서 고체 상태로 되는 액정층을 형성하여 보상 셀을 구성하고; 이러한 보상 셀을 구동 셀을 구동 셀의 일측면에 적층하여 이루어짐을 특징으로 하는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이.
2. 수지 필름을 한 플레이트상에서 전이 온도전까지 가열한 후, 그 일측표면을 러빙하여 배향 홈을 형성하고; 상온에서 고체 상태를 유지하는 액정을 용매로 녹여 상기 배향 홈의 상측에 도포한 다음 용매를 증발시켜 액정층을 형성하며; 상기 액정층의 상측에 배향 홈이 형성된 다른 수지 필름을 배치하여 열 압착한 다음, 이를 다시 가열하여 상기 고체상의 액정을 액정화하여 액정 분자를 배향 홈에 맞도록 배열한 다음 냉각시켜 보상 셀을 형성함과 아울러; 상기 보상 셀을 구동 셀의 트위스트 각에 대하여 반대방향으로 배치 및 부착하여 이루어짐을 특징으로 하는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 수지 필름은 전이 온도가 150℃ 이상으로 되는 열가소성 수지로 됨을 특징으로 하는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이의 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상온에서 고체 상태를 유지하는 액정은 100℃-130℃에서 액정화되는 4-Cyclobutylcarbonyloxy-4'-ethoxy-azobenzen을 이루어짐을 특징으로 하는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이의 제조방법.
5. 제2항에 있어서, 용매는 아세톤을 사용하는 것을 특징으로 하는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이의 제조방법.
6. 제2항 또는 제5항에 있어서, 상온에서 고체 상태를 유지하는 액정과 용매는 1:3의 중량비로 혼합됨을 특징으로 하는 필름형 보상 셀을 구비한 액정디스플레이의 제조방법.