KR100637115B1

KR100637115B1 - 액정표시소자

Info

Publication number: KR100637115B1
Application number: KR1019990041051A
Authority: KR
Inventors: 한관영
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2006-10-20
Also published as: US6493058B1; JP2001133793A; KR20010028670A

Abstract

본 발명은 서로 대향되게 마련되어 있는 상, 하 기판, 상기 두 기판 상부에 각각 순차적으로 형성된 전극과 배향막, 상기 두 기판상에 형성된 배향막 사이에 삽입되어 있는 액정층 및 상기 두 기판간의 간격을 제어하는 스페이서를 포함하는 액정표시소자를 개시한다. 이 때 상기 스페이서의 표면에 이온 흡수 물질로 된 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 액정셀내에서의 이온 발생에 따른 부정적인 결과를 미연에 방지할 수 있게 되어 신뢰성이 향상된다. 즉, 액정의 배향 특성이 변화되어 화상 표시에 얼룩이 생기는 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 액정의 비저항 감소를 막을 수 있어서 누화 현상이 발생되는 것과 콘트라스트가 저하되는 것을 예방할 수 있게 된다.

Description

액정표시소자{Liquid crystal display}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액정표시소자의 구조를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11, 11'... 기판 12... 칼라필터층

13, 13'... ITO 전극층 14, 14'... 배향막

15... 액정층 16... 스페이서

17... 이온흡수물질로 된 코팅막

18... 실링부재

본 발명은 액정표시소자에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 경시 변화에 무관하게 콘트라스트 특성이 우수하고 화상 표시의 품질이 우수할 뿐만 아니라 누화(crosstalk) 현상이 없어서 신뢰성이 향상된 액정표시소자에 관한 것이다.

액정표시소자는 외부로부터 광을 받아 눈에 보이게 되는 수광소자로서, 소비전력이 다른 디바이스(device)에 비하여 그 소비전력이 매우 작고 초소형에서 대형 까지 각종 크기의 생산이 가능하며 표시 패턴을 다양화할 수 있다는 이점이 있어 표시장치 분야에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다.

통상적인 액정표시소자는, 상호 대향되도록 설치된 상, 하부 기판과 이 가판상에 상, 하부 전극과, 배향막이 순차적으로 형성되고 이 배향막 사이에는 액정층이 형성된다.

상술한 바와 같은 액정표시소자에 있어서, 액정의 배열은 외부의 전압인가 여부에 따라 변화되며, 이러한 액정의 배열변화에 따라 액정표시소자에 유입되는 외부의 광이 차단 및 투과된다. 즉, 상기 전극에 전압이 인가되면 액정층에 전계가 형성된다. 그 결과, 액정은 일정방향으로 배향되며, 액정의 배향여부에 따라 표시소자의 액정 내부로 유입되는 광이 차단 또는 투과되어 디스플레이 스크린막에 이미지가 구현되게 된다.

그런데, 이러한 액정표시소자는 작동시간이 경과됨에 따라 배향막이나 실링부재로부터 먼지 등과 같은 오염물질, 이온들이 발생하여 액정표시소자의 콘트라스트 특성이 저하되고 누화현상이 발생된다. 이밖에도 액정의 배향 특성이 변화되어 화상에 얼룩이 생기는 문제점이 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하자면, 액정으로서 유전율이 높은 극성 액정을 사용하는 경우, 이 극성 액정 물질이 실링 부재를 일부 용해하여 액정층과 실링부재의 경계면에서 이온이 발생되고 이로써 액정 물질의 순도가 저하된다.

또한, 상기 배향막으로는 기판상에 폴리이미드 등과 같은 유기 고분자 물질로 된 박막을 형성하고 경화한 후, 상기 결과물을 특수 형태의 천으로 러빙하여 액 정 분자의 배향방향을 제어하는 러빙(rubbing)법에 의해 형성된 배향막이 주로 이용되었다. 그런데 러빙시 사용된 특수 형태의 천으로부터 미세입자 또는 섬유소가 이탈되어 오염물질이 발생되고, 러빙시 발생하는 정전기에 의하여 박막 트랜지스터가 손상됨으로써 결국 액정표시소자의 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 경시 변화에 무관하게 콘트라스트 특성이 우수할 뿐만 아니라 화상 표시에 얼룩이 생기지 않고 누화현상이 발생되지 않아서 신뢰성이 개선된 액정표시소자를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 서로 대향되게 마련되어 있는 상, 하 기판, 상기 두 기판 상부에 각각 순차적으로 형성된 전극과 배향막, 상기 두 기판상에 형성된 배향막 사이에 삽입되어 있는 액정층 및 상기 두 기판간의 간격을 제어하는 스페이서를 포함하는 액정표시소자에 있어서,

상기 스페이서의 표면에 이온 흡수 물질로 된 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자를 제공한다.

액정 표시 소자에서 응답속도, 콘트라스트, 시야각 등과 같은 특성은 액정층의 두께와 밀접한 관련이 있다. 따라서 사용하는 액정 물질의 광학 특성에 맞게 그 액정층의 두께를 정확하게 설정하는 것은 매우 중요하며, 만약 액정층의 두께를 일정하게 제어하지 못하면 표시에 얼룩이 생겨 표시품질이 상당히 저하된다. 이러한 액정층의 두께, 즉 셀 갭(cell gap)을 적절하게 제어하는 역할을 하는 것은 스페이 서이다. 본원발명에서는 이러한 스페이서의 표면에 이온 흡수 물질층을 형성하여 배향막이나 실링 부재로부터 비롯된 이온이나 먼지 등의 오염물질들을 흡수, 제거하고자 한 데 그 특징이 있다.

또한, 본 발명의 액정표시소자는 배향막이 이온 흡수 물질을 함유하기도 한다. 여기에서 이온 흡수 물질은 액정셀내에서 발생되는 이온을 흡수, 제거할 수 있는 물질이라면 모두 다 사용가능하다. 이온 흡수 물질의 구체적인 예로서, 이온교환수지(상품명: 앰버라이트 수지(amberite resin), 세파덱스 수지(sephadex resin), 판매회사: Aldrich), 클로로메틸레이티드(chloromethylated) 스티렌과 디비닐벤젠이 중합된 코폴리머 (상품명: 메리필드 펩타이드 수지(merrifield's peptide resin), 판매회사: Aldrich) 및 실리카겔(silicagel)중에서 선택된 하나 이상이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 액정표시소자의 일예를 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 액정표시소자는 상, 하 기판 (11, 11')이 서로 대향되게 설치되고, 상부 기판 (11) 상부에는 칼라필터층 (12)이 형성된다. 그리고 상부 기판 (11)상의 칼라필터층 (12) 상부와 하부 기판 (11') 상부에는 ITO 전극 (13, 13')이 각각 형성되어 있고, 이 ITO 전극 (13, 13') 상부에는 액정의 배향을 위한 배향막 (13, 13')이 각각 형성되어 있다. 그리고 상기 ITO 전극 (11, 11')상의 배향막 (13, 13')사이에는 액정층 (16)이 형성되어 있고, 상, 하 기판 (11, 11')간의 간격을 유지하여 액정층 (15)의 두께를 소정 범위내로 조절하는 스페이서 (16)가 있다. 이 때 상, 하 기판 (11, 11')은 실링 부재 (18)에 의하여 접합되어 있다.

이러한 구성을 갖는 액정표시소자에서 상기 스페이서 (16)의 표면에는 이온 흡수 물질층 (17)이 코팅되어 있다. 이온 흡수 물질층의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 500 내지 1500Å인 것이 바람직하다. 그리고, 배향막 (14, 14')에는 이온 흡수 물질이 함유되기도 한다. 이와 같이 스페이서 표면에 이온 흡수 물질층을 형성하고 이온 흡수 물질이 함유된 배향막을 형성하면, 배향막 (14, 14')과 상, 하 기판 (11, 11')을 접합하여 밀봉하는 실링 부재 (18)에서 기인한 이온 물질, 기타 오염물질들이 효율적으로 흡수, 제거가능하다.

스페이서 (16) 주위에 형성된 이온 흡수 물질로 된 코팅막 (17)은, 이온 흡수 물질 0.5 내지 5중량%를 용매에 분산시킨 조성물을 코팅 및 건조하여 형성된다. 여기에서 용매는 이온 흡수 물질을 용해 및/또는 분산시킬 수 있는 것이라면 모두 다 사용가능한다.

이온 흡수 물질이 함유된 배향막은, 배향막 형성용 고분자인 폴리이미드, 용매 및 이온 흡수 물질을 혼합한 조성물을 코팅 및 건조한 다음, 이를 배향함으로써 형성된다. 이 때 배향막의 배향방법은 특별히 한정되는 않으나 러빙처리법을 사용하는 것이 통상적이다. 그리고 조성물내에서의 이온 흡수 물질의 함량은 0.5 내지 5중량% 정도로 조절하는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정표시장치에서는 통상적인 스페이서를 모두 다 사용할 수 있다. 예를 무기질 스페이서, 플라스틱 스페이서를 모두 다 사용할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 액정 셀내에 삽입하는 스페이서 표면에 이온 흡수 물질층을 코팅하거나 및/또는 배향막에 이온 흡수 물질을 함유시키면 작동 시간 이 점차 경과됨에 따라 액정의 배향 특성이 변화되는 것을 최소화시킬 수 있게 된다. 그 결과, 화상 표시의 품질, 콘트라스트 특성 및 누화 프리 특성이 경시 변화(經時變化)에 의하여 영향을 받지 않기 때문에 액정표시소자의 신뢰성이 향상된다.

본 발명에 따르면, 액정셀내에서의 이온이나 오염물질 발생에 따른 부정적인 결과를 미연에 방지할 수 있게 되어 신뢰성이 향상된다. 즉, 액정의 배향 특성이 변화되어 화상 표시에 얼룩이 생기는 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 액정의 비저항 감소를 막을 수 있어서 누화 현상이 발생되는 것과 콘트라스트가 저하되는 것을 예방할 수 있게 된다.

Claims

서로 대향되게 마련되어 있는 상, 하 기판, 상기 두 기판 상부에 각각 순차적으로 형성된 전극과 배향막, 상기 두 기판상에 형성된 배향막 사이에 삽입되어 있는 액정층 및 상기 두 기판간의 간격을 제어하는 스페이서를 포함하는 액정표시소자에 있어서,

상기 스페이서의 표면에 이온교환수지, 클로로메틸레이티드(chloromethylated) 스티렌과 디비닐벤젠이 중합된 코폴리머 및 실리카겔(silicagel)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이온 흡수 물질로 된 코팅막이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 배향막이 이온교환수지, 클로로메틸레이티드(chloromethylated) 스티렌과 디비닐벤젠이 중합된 코폴리머 및 실리카겔(silicagel)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 이온 흡수 물질을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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