KR100574540B1 - 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

편광판(偏光板)을 사용하지 않고 밝은 표시가 얻어지며, 게다가 비용을 절감할 수 있는 액정표시소자를 제공한다.

각각 전극패턴(3),(4)가 형성된 후면측 및 전면측의 절연성기판(1),(2)가 일정한 간극을 갖고 둘레에서 밀봉제(7)에 의해서 점착되며, 그 일정한 간극부에 2색성의 액정재료가 주입되어 액정층(8)이 설치된다.

그리고, 전면측 기판(2)의 전극패턴(4)가 설치되어 있지 않은 부분에 컬러필터막(16)이 설치되며, 후면측 기판(1)의 적어도 전극패턴(3)이 설치된 부분에 컬러필터막(15)가 설치되는 것으로 구성되어 있다.

Description

액정표시소자 {LIQUID CRYSTAL DISPLAY ELEMENT}

도 1은, 본 발명의 액정표시소자의 일실시 형태의 단면설명도.

도 2는, 액정표시소자의 동작의 설명도.

도 3은, 도 1의 액정표시소자의 변형예를 나타내는 단면설명도.

도 4는, 도 1의 액정표시소자의 또 다른 변형예를 나타내는 단면설명도.

도 5는, 도 1의 액정표시소자의 또 다른 변형예를 나타내는 단면설명도.

도 6은, 종래의 액정표시소자의 단면설명도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1. 후면측 절연성기판

2. 전면측 절연성기판

3. 전극패턴

4. 전극패턴

8. 액정층

11. 액정패널

15. 컬러필터

16. 컬러필터

본 발명은, 편광판을 사용하지 않고 밝은 표시가 얻어지는 액정표시소자에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 기판에 도포한 컬러필터막과 2색성 염료를 첨가한 액정재료의 콘트라스트(contrast)에 의해 소망하는 표시를 하는 액정표시소자에 관한 것이다.

액정표시소자는, 예를들면 투과형의 액정표시패널의 일반구조가 도 6에 나타낸 바와 같은 구조로 되어 있다.

즉, 도 6에 있어서, 절연성기판(1),(2)의 표면에 전극패턴(3),(4)가 형성됨과 동시에, 액정분자를 일정한 방향으로 배향시키는 배향막(5),(6)이 설치되어 있다.

2매의 절연성기판(1),(2)는 도시하지 않은 스페이서에 의하여 일정한 간극을 유지하면서, 그 둘레에서 밀봉제(7)에 의해 점착되고, 그 간극에 액정재료가 주입되므로서 액정층(8)이 형성되어 있다.

또한, 절연성기판(1),(2)의 바깥측에는 각각 편광판(9),(10)이 설치되며, 이들에 의해 액정패널(11)이 형성되어 있다.

그리고, 관찰자의 반대측인 후면측에는, 광 확산판(12)를 끼고 전구, 형광등 등의 백라이트(13)이 설치되어 있다.

백라이트(13)으로부터의 광은, 후면측의 편광판(9)에 의해서 자연광의 일정 한 진동방향만의 직선편광이 투과하고, 그 진동방향이 액정층의 전압의 인가 또는 무인가에 따라서, 굴절되거나, 굴절되지 않고 그대로 직진하므로서, 관찰자측인 전면측의 편광판(10)의 흡수축에 의해 그 투과 및 불투과가 제어되어, 소망하는 표시를 할 수 있는 구성으로 되어 있다.

상기한 바와같이, 종래의 액정표시소자는, 편광판을 사용하며, 자연광의 일정한 방향으로 진동하는 광만을 사용하고 있다.

그 때문에, 광의 대부분이 편광판에 의해 차단되어, 밝은 백라이트를 사용하지 않으면 밝은 표시를 할 수가 없다.

백라이트에 밝은 광원을 사용하게 되면, 특히 휴대기기 등 전지로 구동하는 액정표시소자에서는 전지의 소모가 심하게 되어 바람직하지 못하다.

이는, 관찰자측으로부터 광이 입사하여 그 반사광을 사용하는 반사형 액정표시소자에 있어서도 밝은 곳이 아니면 선명한 화상이 얻어지지 않는다는 문제가 있다.

또한, 편광판은 특히 고가이며, 액정표시소자의 가격을 상승시켜, 휴대기기 등 값싼 전자기기에 사용하는 액정표시소자의 가격을 내리게 하는데 한계를 초래하고 있다.

본 발명은, 이와같은 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 편광판을 사용하지 않고 밝은 표시가 얻어지며, 게다가 비용을 저감시킬수 있는 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 액정표시소자는, 각각 전극패턴이 형성된 2매의 기판이 일정한 간극을 갖고 둘레에서 점착되고, 그 일정한 간극부에 2색성 염료를 첨가한 액정재료가 주입되며, 상기 2매의 기판중 전면측으로 하는 제1의 기판의 전극패턴이 설치되지 않은 부분에 일정한 색의 컬러필터막이 설치되며, 후면측으로 하는 제2의 기판의 적어도 전극패턴이 설치된 부분에 상기 일정한 색과 동일한 색의 컬러필터막이 설치되어 있다.

여기서, 전면측 기판이란 액정표시소자를 관찰자가 볼 때에 관찰자측의 기판을 의미하며, 후면측 기판이란 관찰자측으로부터 먼(배면)측의 기판을 의미한다.

또, 일정한 색의 컬러필터란, 액정표시소자의 배경색으로 하는 것으로서, 예를들면 백색잉크, 황색잉크 등의 인쇄 등에 의해 투과광을 백색 등의 백색계의 배경으로 할 수 있는 것 등을 의미한다.

또, 컬러필터막이 설치되는 면은, 기판의 액정층 측에만 한정되지 않고, 액정층과 반대측의 면도 포함한다.

이와같은 구조로 하므로서, 전면측 기판의 전극이 없는 부분은 전면측의 컬러필터막의 색, 예를들면 백색으로 관찰되며, 전극패턴이 설치되어 있는 부분에 있어서, 대향전극과의 사이에 전압이 인가되어 있는 부분은 액정분자가 일어나서 후면측 기판의 전극패턴의 표면에 도포된 컬러필터의 색으로 보이며, 전압이 인가되지 않은 부분은 액정재료에 첨가된 2색성 염료의, 예를들면 흑색으로 되어, 전압의 인가를 제어하므로서, 예를들면 백색의 배경에 흑색으로 소망하는 표시를 할 수가 있게 된다.

(실시예)

다음에 도면을 참조하면서 본 발명의 액정표시소자에 대하여 설명한다.

본 발명에 의한 액정소자는, 그 실시형태의 단면설명도가 도 1에 나타내고 있는 바와 같이, 각각 전극패턴(3),(4)가 형성된 후면측 및 전면측의 절연성기판(1),(2)가 일정한 간극부를 갖고 둘레에서 밀봉제(7)에 의해 점착되며, 그 일정한 간극부에 2색성 염료를 첨가한 액정재료가 주입되어 액정층(8)이 설치되어 있다.

그리고, 전면측 기판(2)인 제1의 기판의 전극패턴(4)가 설치되지 않은 부분에, 예를들면 백색의 컬러필터막(16)이 설치되며, 후면측 기판(1)인 제2의 기판의 적어도 전극패턴(3)이 설치된 부분에, 예를들면 백색의 컬러필터막(15)가 설치되는 구성으로 되어 있는 것에 그 특징이 있다.

액정패널(11)은, 유리, 플라스틱 등으로 되는 절연성기판(1),(2)에, ITO 등으로 이루어진 투명한 도전막에 의해 전극패턴(3),(4)가 각각 형성되며, 그 위에 폴리이미드 등으로 되는 배향막(5),(6)이 설치되고, 도시하지 않은 스페이서 등을 끼워서 일정한 간극부를 갖도록 2매의 기판(1),(2)가 둘레에서 밀봉제(7)에 의해 점착되며, 그 간극부에 액정재료가 주입되어 액정층(8)을 형성하는 구성은 종래의 액정표시소자와 동일한 구성이다.

본 발명에서는, 전면측 기판(2)의 전극패턴(4)가 형성되어 있지 않은 부분의 내면(액정층측)에, 예를들면 백색잉크가 오프셋인쇄 또는 스크린인쇄 등에 의해 설 치되어 있으며, 백색의 컬러필터막(16)이 설치되어 있다.

또, 후면측 기판(1)의 전극패턴(3) 위에 동일하게 백색잉크가 오프셋인쇄 또는 스크린인쇄 등에 의해서 설치되어 있으며, 백색의 컬러필터막(15)가 설치되어 있다.

백색의 컬러필터막(15),(16)은, 백색잉크가 아니라도, 황색잉크 등의 백색계의 도료를 사용할 수 있다.

또, 백색계가 아니라도, 예를들면 네거티브형 표시로 하는 경우는 흑색계의 컬러필터를 사용하여, 액정재료에 밝은색의 2색성 염료를 첨가할 수가 있다.

또, 다른색의 배경색으로 할 수도 있다.

본 발명에서는, 또한 액정재료로서, 예를들면 분자의 장축방향과 단축방향에서 가시광의 흡수에 이방성을 갖는 2색성 염료(guest)를 일정한 배열의 액정(host)에 용해한 2색성 염료를 첨가한 액정재료가 사용되고 있다.

즉, 예를들면 액정층에 전압이 인가되지 않은 상태에서 액정분자가 가로로 된 상태에서 광이 입사하게 되면, 2색성 염료도 액정분자와 같은 가로방향으로서 그 흡수축과 자연광의 전계방향(電界方向)이 일치하기 때문에 흡수하여 착색한 광으로 진행하고, 전압이 인가되는 상태에서는 액정분자와 함께 2색성 염료도 일어서서 광을 흡수하지 않은 백색인채로 진행한다.

이 성질을 갖는 2색성 염료로서, 예를들면 백색광이 입사한 경우에 흑색을 띄는 2색성 염료를 액정재료에 용해한 2색성 염료를 함유하는 액정재료가 2매의 절연성기판(1),(2) 사이에 주입되어 있다.

또한, 염료의 색은, 흑색에 한정되지 않으며, 상기한 바와 같이 배경으로 하는 컬러필터막의 색에 따라서 선호하는 표시색에 맞게한 다른 색의 염료를 사용할 수 있다.

본 발명에서는, 절연성기판(1),(2)의 어느 외면에도 편광판은 설치되어 있지 않다.

즉, 통상의 2색성 염료를 사용한 게스트호스트셀은 컬러표시를 위해 사용되며, 선명한 색의 콘트라스트를 얻기 위해, 2색성 염료의 광흡수축의 방향과 백색광의 진동방향을 일치시키도록 편광판을 통해 일정방향의 직선편광만이 입사하는 구성으로 되어 있다.

그러나, 본 발명에서는, 표시부를 예를들어 흑색으로 하고, 예를들어 백색의 배경에 흑색의 표시를 하는 것이 목적이기 때문에, 완전한 흑색이 아니고 회색으로 되어도 좋고, 전압의 무인가시와 인가시의 흡광도의 차를 최대로 할 필요가 없다.

그 때문에, 편광판을 사용하지 않고, 모든 광을 끌어 넣어서 밝은 표시화면으로 하는 구성으로 되어 있다.

본 발명의 액정표시소자에 의하면, 전면측 기판의 전극패턴이 설치되어 있지 않은 부분은 액정분자의 상태에 관계없이, 전면기판에 설치된 컬러필터를 통과하여 나오기 때문에, 그 컬러필터막의 색의 광이 되며, 액정패널의 배경이 예를들어 백색으로 된다.

또, 전면측 기판에 전극패턴이 형성되어 있는 부분은, 그 전극패턴과 후면측 기판에 설치되어 있는 전극패턴 사이에 전압이 인가되지 않으면, 도 2(a)에 나타내 는 바와 같이, 액정분자와 함께 2색성 염료가 광의 진동방향과 일치하여 흡수하기 때문에, 2색성 염료의 예를들어 흑색으로 착색한 광으로서 나온다.

또, 양 전극패턴 사이에 전압이 인가되어 있으면, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 액정분자와 함께 2색성 염료가 일어서서, 광을 흡수하지 않기 때문에, 후면측 기판의 전극패턴위에 설치된, 예를들면 백색의 컬러필터막을 투과한 백색광으로 된다.

그 결과, 표시하고자 하는 화소(畵素)에만 전압이 무인가로 되도록 각 화소의 전압제어를 하므로서 소망하는 표시를 할 수 있다.

이때에, 액정측에 입사하는 광이 편광판을 거치지 않고 입사하고 있기 때문에, 진동방향이 일정한 방향의 직선편광으로는 되지 않고, 전압이 무인가의 상태에 있어서도 2색성 염료에 의해 완전히는 흡수되지 않은 광도 존재하지만, 그 만큼 흑색이 엷어져서 회색에 가까운 색으로 되는바, 표시 자체에는 아무런 문제가 생기지 않는다.

그 결과, 편광판에 의해 일정한 방향으로 진동하는 광 뿐만 아니라, 입사하는 모든 광이 전면측으로 출사(出射)되어, 대단히 밝은 화면으로 표시할 수가 있으며, 상대적으로 백라이트를 휘도가 낮은 것으로 구성하거나, 반사형 액정표시소자로 하는 경우에도, 어둑어둑한 장소에서 소망하는 표시를 할 수가 있다.

도 3은, 도 1의 액정표시소자의 변형예를 나타내는 도 1과 동일한 단면설명도이다.

이 예는, 후면측 절연성기판(1)에 설치하는 백색필터(15)를, 전극패턴(3)의 위뿐만 아니라 전극패턴이 없는 부분에도 설치하여, 전체면에 컬러필터막(15)가 설치되어 있는 것이다.

전극패턴이 없는 부분은, 전면측에 설치된 컬러필터막(16)에 의해 착색되기 때문에, 후면측 절연성기판(1)을 투과하는 광의 색은 어느것이라도 좋은바, 굳이 패턴을 형성한 마스크를 통해서 잉크의 도포 등을 하지 않아도 된다는 이점이 있다.

또한, 도 1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.

도 4∼5는, 도 1의 액정표시소자의 또 다른 변형예를 나타내는 도면이다.

즉, 상기의 각 예에서는, 컬러필터막(15),(16)이 절연성기판(1),(2)의 액정층측에 설치된 예인바, 도 4∼5에 나타내는 예에서는, 컬러필터막(15),(16)이 절연성기판(1),(2)의 외면측에 설치된 예이다.

상기한 예와 같이 컬러필터(15),(16)이 내면측에 설치되므로서, 표시화소와의 시차(視差)가 없기 때문에 화소의 흐려짐이 없어 바람직하지만, 전극패턴(3),(4)는 그 두께가 0.1μm 정도인데 대하여, 컬러필터막(15),(16)의 두께는 1μm정도로 되기 때문에, 내면에 큰 요철(凹凸)이 생겨, 표시특성에 악영향을 미치게 한다.

그러나, 외면에 컬러필터막이 설치되므로서, 내면에서의 요철이 거의 없어져 표시특성이 좋아진다.

게다가, 외면에는 편광판이 설치되지 않기 때문에, 아무런 지장이 없다.

또한, 도 4가 도 1에 대응하며, 후면측 절연성기판(1)의 전극패턴(3)의 부분 에만 컬러필터막(15)가 설치된 예이며, 도 5가 도 3에 대응하며, 후면측 절연성기판(1)의 전체면에 컬러필터막(15)가 설치된 예이다.

이들 도면에 있어서도, 도 1과 동일한 부분에는 동일한 부호를 붙여서 그 설명을 생략한다.

상기한 각 예에서는, 투과형의 액정표시소자로서의 예 였으나, 후면측 기판의 외면에 반사판을 설치하므로서, 동일한 구성의 반사형의 액정표시소자를 얻을 수가 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 편광판을 사용하는 일 없이 전압제어에 의해 소망하는 표시를 할 수가 있으므로, 대단히 밝은 표시화면이 얻어지며, 특히 휴대기기 등의 전지 구동의 투과형 액정표시소자나 어둑어둑한 장소에서도 사용할 수 있는 반사형의 액정표시소자에 적용할 수가 있다.

더욱이, 편광판을 사용하지 않아도 되기 때문에, 비용절감을 달성할 수 있어, 액정표시소자를 사용한 전자기기의 비용절감에 크게 기여한다.

Claims (1)

1. 각각 전극패턴이 형성된 2매의 기판이 일정한 간극부를 갖고 둘레에서 점착되고, 상기 일정한 간극부에 2색성 염료를 첨가한 액정재료가 주입되며, 상기 2매의 기판중 전면측으로 하는 제1의 기판의 전극패턴이 설치되지 않은 부분에 일정한 색의 컬러필터막이 설치되고, 후면측으로 하는 제2의 기판의 적어도 전극패턴이 설치된 부분에 상기 일정한 색과 동일한 색의 컬러필터막이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.

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