KR101136177B1 - Method for manufacturing optical filter and liquid crystal display device - Google Patents
Method for manufacturing optical filter and liquid crystal display device Download PDFInfo
- Publication number
- KR101136177B1 KR101136177B1 KR1020040118518A KR20040118518A KR101136177B1 KR 101136177 B1 KR101136177 B1 KR 101136177B1 KR 1020040118518 A KR1020040118518 A KR 1020040118518A KR 20040118518 A KR20040118518 A KR 20040118518A KR 101136177 B1 KR101136177 B1 KR 101136177B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- optical filter
- liquid crystal
- electric field
- color filter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
- G02F1/133516—Methods for their manufacture, e.g. printing, electro-deposition or photolithography
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
- G03F7/0007—Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
Abstract
본 발명은 액정표시장치에서 콘트라스트 비(contrast ratio)를 조절하여 선명한 영상을 디스플레이 할 수 있는 광학 필터 제조방법 및 액정표시장치를 개시한다. 개시된 본 발명의 광학필터 제조방법은, 웨이퍼 상에 감광막을 형성하는 단계; 상기 감광막 상에 마스크를 사용하여 노광한 후, 상기 웨이퍼 상에 마스터가 형성된 몰드를 제조하는 단계; 상기 몰드 상에 몰딩물을 형성하여, 광학필터의 제 1 기판을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판에 광학필터의 제 2 기판을 합착시키며, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 전계에 의해 이동이 제어되는 도전성 액적을 주입하고, 상기 도전성 액적에 전계를 인가하는 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses an optical filter manufacturing method and a liquid crystal display device capable of displaying a clear image by adjusting the contrast ratio in the liquid crystal display device. The disclosed optical filter manufacturing method includes the steps of forming a photosensitive film on a wafer; Manufacturing a mold on which the master is formed on the wafer after exposing using a mask on the photosensitive film; Forming a molding on the mold to form a first substrate of the optical filter; Bonding a second substrate of the optical filter to the first substrate, injecting conductive droplets whose movement is controlled by an electric field between the first substrate and the second substrate, and forming an electrode to apply an electric field to the conductive droplets; step; Characterized in that it comprises a.
본 발명은 콘트라스트 비를 각 화소 단위로 조절할 수 있도록 한 효과가 있다.The present invention has the effect of allowing the contrast ratio to be adjusted for each pixel unit.
액정표시장치, 콘트라스트, 액적, 투과율, PMDSLCD, Contrast, Droplet, Transmittance, PMDS
Description
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing the structure of a liquid crystal display according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따라 액정표시장치의 콘트라스트 비를 조절하는 연산과정을 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the operation of adjusting the contrast ratio of the liquid crystal display according to the prior art.
도 3은 본 발명의 광학 필터에 사용되는 액체 금속이 전계로 발생되는 표면 장력에 의해 두께가 변하는 모습을 도시한 도면.3 is a view showing a state in which the thickness of the liquid metal used in the optical filter of the present invention is changed by the surface tension generated by the electric field.
도 4a는 액체 금속이 전계의 조절에 따라 접촉각이 변하는 모습을 설명하기 위한 도면.Figure 4a is a view for explaining how the liquid metal changes the contact angle in accordance with the adjustment of the electric field.
도 4b는 액체 금속이 전계의 조절에 따라 두께가 변함에 따라 광투과율이 달라지는 모습을 도시한 도면.Figure 4b is a view showing how the light transmittance is changed as the thickness of the liquid metal in accordance with the control of the electric field.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러필터에 부착되는 광학필터의 구조를 도시한 도면.5 is a view showing a structure of an optical filter attached to a color filter of a liquid crystal display according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 광학 필터의 각화소 단위별 구조와 동작 원리를 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining the structure and operation principle of each pixel unit of the optical filter according to the present invention.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명에 따른 광학필터의 제조공정을 도시한 도면.7A to 7F illustrate a manufacturing process of an optical filter according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* * Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100: 액적 110a: 음전극100:
110b: 양전극 200: 광학필터110b: positive electrode 200: optical filter
200a: 제 1 기판 200b: 제 2 기판200a:
본 발명은 액정표시장치에서 콘트라스트 비(contrast ratio)를 조절하여 선명한 영상을 디스플레이 할 수 있는 광학 필터 제조방법 및 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical filter manufacturing method and a liquid crystal display device that can display a clear image by adjusting the contrast ratio (contrast ratio) in the liquid crystal display device.
최근 들어 급속한 발전을 거듭하고 있는 액정표시장치는 소형, 경량화 되면서 성능은 더욱 강력해진 제품들이 생산되고 있다. 지금까지 정보 디스플레이 장치에 널리 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)가 성능이나 가격 측면에서 많은 장점을 갖고 있지만, 소형화 또는 휴대성의 측면에서는 많은 단점을 갖고 있었다.Recently, liquid crystal display devices, which are rapidly developing, are being manufactured with smaller, lighter weight and more powerful products. Cathode ray tube (CRT), which is widely used in information display devices, has many advantages in terms of performance and price, but has many disadvantages in terms of miniaturization or portability.
이에 반하여, 액정표시장치는 소형화, 경량화, 저 전력 소비화 등의 장점을 갖고 있어 CRT의 단점을 극복할 수 있는 대체 수단으로 점차 주목받아 왔고, 현재는 디스플레이 장치를 필요로 하는 거의 모든 정보 처리 기기에 장착되고 있는 실정이다.On the other hand, liquid crystal displays have been attracting attention as an alternative means of overcoming the shortcomings of CRTs because they have advantages such as miniaturization, light weight, and low power consumption. Currently, almost all information processing devices that require display devices are required. The situation is attached to.
상기 액정표시장치는 화소 단위를 이루는 액정 셀의 형성 공정을 동반하는 컬러필터기판 및 어레이기판의 제조공정과, 액정 배향을 위한 배향막의 형성 및 러빙(Rubbing) 공정과, 상기 컬러필터기판 및 어레이기판의 합착 공정과, 합착된 컬 러필터기판 및 어레이기판 사이에 액정을 주입하고 봉지하는 공정 등의 여러 과정을 거쳐 완성되게 된다.The liquid crystal display device includes a manufacturing process of a color filter substrate and an array substrate, including a process of forming a liquid crystal cell forming a pixel unit, a formation and rubbing process of an alignment layer for liquid crystal alignment, and a color filter substrate and an array substrate. It is completed through a number of processes, such as the bonding process of, and the process of injecting and encapsulating the liquid crystal between the bonded color filter substrate and the array substrate.
도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the structure of a liquid crystal display according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 액정표시장치의 구조는 크게 컬러필터기판과 어레이기판 및 액정층(17)으로 구분되는데, 상기 컬러필터기판은 투명성 절연기판으로된 제 1 기판(20) 상에 크롬을 이용하여 블랙 매트릭스(13)가 형성되어 있고, 상기 블랙 매트릭스(13)가 형성된 내부 공간에 R, G, B 컬러 필터층(15)이 형성되어 있으며, 상기 R, G, B 컬러 필터층(15) 상에 공통 전압을 인가하기 위한 공통전극(11)이 배치되어 있다.As shown in FIG. 1, the structure of a conventional liquid crystal display device is largely divided into a color filter substrate, an array substrate, and a
그리고, 상기 컬러필터기판과 대응하는 상기 어레이기판은 투명성 절연기판으로된 제 2 기판(10) 상에 다수개의 게이트 배선(1)과 데이터 배선(3)을 수직으로 교차시켜 단위 화소 영역을 정의하고, 상기 단위 화소 영역 상에 스위칭 동작을 하는 TFT(5)와 화소 전극(9)이 배치되어 있다.The array substrate corresponding to the color filter substrate defines a unit pixel region by vertically crossing a plurality of
상기와 같은 구조를 갖는 액정표시장치는 상기 어레이기판의 화소 전극(9)으로부터 발생되는 전계에 의하여 액정층(17)의 액정 분자들을 회전시켜 상기 컬러필터기판의 R, G, B 컬러 필터층(15)을 투과하는 광의 투과율을 조절한다.In the liquid crystal display having the structure described above, the liquid crystal molecules of the
이렇게 상기 액정층(17)에서 투과율이 조절된 광은 R, G, B 컬러 필터층(15)을 통과하면서 화상을 디스플레이 하게 된다.Thus, the light whose transmittance is controlled in the
이와 같이 투과형 액정표시장치의 경우에는 내부에 광원을 발생시키는 백라 이트(Back Light) 유닛을 배치하는데, 광원을 발생시키는 방식은 액정표시장치의 크기에 따라 에지방식과 직하방식으로 나뉜다.As described above, in the case of a transmissive liquid crystal display device, a back light unit for generating a light source is disposed in the transmissive liquid crystal display device. The light source is divided into an edge method and a direct method according to the size of the liquid crystal display device.
상기 에지방식은 빛을 안내하는 도광판의 측면에 CCFL 램프를 배치하여 측면으로부터 광을 유도하여 평면광을 발생시키는 방식이다. 이 방식은 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용되는 것으로, 빛의 균일성이 좋고, 내구 수명이 길며, 액정표시장치 박형화에 유리하다.In the edge method, a CCFL lamp is disposed on a side of a light guide plate for guiding light to induce light from the side to generate plane light. This method is applied to a liquid crystal display device having a relatively small size, and has good light uniformity, a long durability life, and is advantageous for thinning the liquid crystal display device.
한편, 직하방식은 액정표시장치의 크기가 20인치 이상에 사용되는 방식으로써, 복수개의 램프를 일렬로 배열시켜 LCD 패널의 전면으로 빛을 직접 조광하는 방식이다.On the other hand, the direct method is a method in which the size of the liquid crystal display device is used for 20 inches or more, a method of directing the light directly to the front of the LCD panel by arranging a plurality of lamps in a row.
이러한 직하방식은 에지방식에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.Such a direct type is mainly used in a large screen liquid crystal display device requiring high luminance because the light utilization efficiency is higher than that of the edge type.
도 2는 종래 기술에 따라 액정표시장치의 콘트라스트비를 조절하는 연산과정을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a calculation process for adjusting the contrast ratio of a liquid crystal display according to the prior art.
도 2의 (a)에서와 같이, 액정표시장치에서 디스플레이 되는 영상이 선명하지 않다고 판단되는 경우, 즉 콘트라스트 비(Contrast Ratio: C/R)가 좋지 않다고 판단되는 경우에는 이를 개선하기 위하여 휘도 조절을 위한 분석을 한다.As shown in (a) of FIG. 2, when it is determined that the image displayed on the liquid crystal display is not clear, that is, when it is determined that the contrast ratio (C / R) is not good, brightness adjustment is performed to improve this. Analyze for
여기서, 콘트라스트 비(C/R)는 모든 화소들의 화이트 휘도 값을 모든 화소들의 블랙 휘도 값으로 나눈 값으로 정의한다.Here, the contrast ratio C / R is defined as a value obtained by dividing the white luminance values of all pixels by the black luminance values of all pixels.
상기 콘트라스트 비를 조절하여 선명한 영상을 얻기 위해서는 화이트 휘도는 더욱 높은 휘도 값을 갖도록 하고, 블랙 휘도는 더욱 낮은 휘도 값을 갖도록 해야 한다.In order to obtain a clear image by adjusting the contrast ratio, the white luminance should have a higher luminance value and the black luminance should have a lower luminance value.
특히, 블랙 상태에서의 휘도 값은 화이트 상태에서의 휘도 값보다 작은 값을 갖기 때문에 콘트라스트 비 값은 대체적으로 블랙 휘도 값에 큰 영향을 받음을 알 수 있다.In particular, since the luminance value in the black state has a smaller value than the luminance value in the white state, it can be seen that the contrast ratio value is largely affected by the black luminance value.
따라서, 콘트라스트가 좋지 않은 영상이 액정표시장치에서 디스플레이 되면, 램프에 전원을 인가하는 인버터(inverter)를 조절하기 위해 (b)와 같이 각 화소들의 휘도 계조 값들을 계산한다.Therefore, when an image with poor contrast is displayed on the liquid crystal display, luminance gray values of each pixel are calculated as shown in (b) to adjust an inverter for supplying power to the lamp.
보통 하나의 프레임(frame)에 해당하는 휘도 계조 값들의 평균값을 계산하여 히스토그램(histogram)으로 나타낸다.Usually, the average value of luminance gray scale values corresponding to one frame is calculated and displayed as a histogram.
상기와 같이 각각의 화소들에 대한 히스토그램 값이 구해지면, (c)에서와 같이 휘도 계조 히스토그램의 분포에 비례하는 계조 데이터 스트레치(data stretch) 그래프를 구한다.When the histogram value for each pixel is obtained as described above, a grayscale data stretch graph proportional to the distribution of the luminance grayscale histogram is obtained as shown in (c).
그런 다음, (d)에 도시된 바와 같이, 분석된 히스토그램 값을 통하여 가장 낮의 휘도의 값 또는 가장 높은 휘도값으로 인버터의 전류 값을 제어한다.Then, as shown in (d), the current value of the inverter is controlled to the lowest luminance value or the highest luminance value through the analyzed histogram value.
즉, 어두운 영상의 경우에는 더욱 어두운 휘도 값을 갖도록 램프에 인가되는 전류 값을 낮게 하고, 밝은 영상의 경우에는 더욱 밝은 휘도 값을 갖도록 램프에 인가되는 전류 값을 높게 컨트롤한다.That is, in the dark image, the current value applied to the lamp is lowered to have a darker brightness value, and in the bright image, the current value applied to the lamp is controlled to have a higher brightness value.
그러면, (e)에 도시된 바와 같이, 디스플레이 되는 영상에서 어두운 부분은 더욱 어두운 휘도값을 갖게되고, 밝은 부분에서는 더욱 밝은 휘도값을 갖게 되어 선명한 영상을 얻을 수 있다. Then, as shown in (e), the dark portion of the displayed image has a darker luminance value, and the bright portion has a brighter luminance value, thereby obtaining a clear image.
그러나, 종래 기술과 같은 액정표시장치에서는 선명한 영상을 얻기 위해서 각각의 화소에 대응되는 휘도 계조 값을 구해서 램프에 인가되는 전류 값을 조절하는 방식이므로 각각의 화소 단위로 휘도 조절이 어려운 문제가 있다.However, in the liquid crystal display device as in the related art, it is difficult to control luminance in each pixel unit because a method of adjusting a current value applied to a lamp by obtaining a luminance gray value corresponding to each pixel in order to obtain a clear image.
즉, 각각의 화소에 대한 휘도값을 조절하지 못하고 램프가 배열된 상하 단위로만 휘도값을 조절할 수 있는 문제가 있다.That is, there is a problem that the luminance value can be adjusted only in the vertical unit where the lamps are arranged without adjusting the luminance value for each pixel.
또한, 휘도 조절을 위하여 인버터로부터 램프에 인가되는 전류 값을 조절하는 방식은 램프의 수명을 단축시키는 원인이 된다. 왜냐하면, 높은 휘도를 구현하기 위해서 높은 전류를 램프에 인가하도록 하면, 램프의 수명은 그만큼 짧아지게 되기 때문이다.In addition, the method of adjusting the current value applied from the inverter to the lamp to adjust the brightness causes a shortening of the lamp life. This is because, if high current is applied to the lamp in order to realize high brightness, the lamp life becomes shorter.
아울러, 램프에 인가될 정격 전류 값들이 정해져 있기 때문에 전류 조절에 따라 휘도를 조절하는 방식에는 한계가 있다.In addition, since the rated current values to be applied to the lamp are determined, there is a limit to the method of adjusting the luminance according to the current control.
본 발명은, 각 화소 단위로 투과율을 조절할 수 있는 광학 필터에 의하여 콘트라스트 비 조절을 원하는 화소 단위로 다양하게 할 수 있어 보다 선명한 영상을 구현할 수 있는 광학필터 제조방법 및 액정표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention provides an optical filter manufacturing method and a liquid crystal display device that can implement a sharper image by varying the contrast ratio in a desired pixel unit by an optical filter that can control the transmittance in each pixel unit. There is this.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 광학필터 제조방법은, 웨이퍼 상에 감광막을 형성하는 단계; 상기 감광막 상에 마스크를 사용하여 노광한 후, 상기 웨이퍼 상에 마스터가 형성된 몰드를 제조하는 단계; 상기 몰드 상에 몰딩물을 형성하여, 광학필터의 제 1 기판을 형성하는 단계; 상기 제 1 기판에 광학필터의 제 2 기판을 합착시키며, 상기 제 1 기판 및 제 2 기판 사이에 전계에 의해 이동이 제어되는 도전성 액적을 주입하고, 상기 도전성 액적에 전계를 인가하는 전극을 형성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an optical filter manufacturing method according to the present invention, forming a photosensitive film on the wafer; Manufacturing a mold on which the master is formed on the wafer after exposing using a mask on the photosensitive film; Forming a molding on the mold to form a first substrate of the optical filter; Bonding a second substrate of the optical filter to the first substrate, injecting conductive droplets whose movement is controlled by an electric field between the first substrate and the second substrate, and forming an electrode to apply an electric field to the conductive droplets; step; Characterized in that it comprises a.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 액정표시장치는, 컬러필터들이 형성되어 있는 컬러필터기판; 화소전극들이 형성되어 있는 어레이기판; 상기 컬러필터기판과 어레이기판 사이에 삽입된 액정층; 및 상기 컬러필터기판 또는 어레이기판에 부착되어, 단위픽셀당 광량을 조절하는 광학필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, to achieve the above object, the liquid crystal display device according to the present invention, the color filter substrate is formed; An array substrate on which pixel electrodes are formed; A liquid crystal layer interposed between the color filter substrate and the array substrate; And an optical filter attached to the color filter substrate or the array substrate to adjust the amount of light per unit pixel.
여기서, 상기 광학필터에는 상기 컬러필터기판의 단위 픽셀에 대응되는 다수개의 필터들이 격자형태로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.Here, the optical filter is characterized in that a plurality of filters corresponding to the unit pixels of the color filter substrate is formed in a grid form.
본 발명에 의하면, 각각의 화소 단위로 투과율을 조절할 수 있는 광학 필터를 컬러필터기판에 부착함으로써, 액정표시장치에서 콘트라스트 비를 각 화소 단위로 조절할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, by attaching an optical filter that can control the transmittance in each pixel unit to the color filter substrate, there is an advantage that the contrast ratio can be adjusted in each pixel unit in the liquid crystal display device.
또한, 각 화소 단위로 투과율을 조절할 수 있는 광학 필터에 의하여 콘트라스트 비 조절을 원하는 화소 단위로 다양하게 할 수 있어 보다 선명한 영상을 구현할 수 있다.In addition, the optical filter that can adjust the transmittance in each pixel unit can be used to vary the contrast ratio in the desired pixel unit to implement a clearer image.
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 실시 예를 자세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 광학 필터에 사용되는 도전성 액적이 전계로 발생되는 표면 장력에 의해 두께가 변하는 모습을 도시한 도면으로서, 도시한 바와 같이, 전계 에 따라 일측에 존재하는 액적이 얇게 퍼지는 것을 볼 수 있다.3 is a view showing the thickness of the conductive droplets used in the optical filter of the present invention is changed by the surface tension generated by the electric field, as shown, the droplets present on one side according to the electric field is seen to spread thinly Can be.
즉, 음의 전극(cathode)과 양의 전극(anode) 사이에는 전계가 형성되고, 상기 음의 전극에 존재하던 액적이 전계 형성방향으로 표면 장력이 형성되면서 얇은 두께로 퍼지고 있음을 볼 수 있다.That is, it can be seen that an electric field is formed between the negative electrode and the positive electrode, and the droplet existing in the negative electrode is spreading in a thin thickness as the surface tension is formed in the electric field formation direction.
상기 도 3의 자세한 원리는 "SCIENCE Vol 283, 1999 p41"에 상세히 서술되어 있으므로, 여기서의 자세한 설명은 생략한다.Since the detailed principle of FIG. 3 is described in detail in "SCIENCE Vol 283, 1999 p41", a detailed description thereof will be omitted.
도 4a는 도전성 액적이 전계의 조절에 따라 접촉각이 변하는 모습을 설명하기 위한 도면이다.4A is a view for explaining a state in which the contact angle changes according to the adjustment of the electric field of the conductive droplets.
도 4a의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 도전성 액적에 전계가 인가될 경우에 액적(liquid crystal)과 액적이 위치하는 표면(surface)의 접촉각이 전계에 따라 변하고 있음을 볼 수 있다.As shown in (a) and (b) of FIG. 4A, when an electric field is applied to the conductive droplet, it can be seen that the contact angle between the liquid crystal and the surface where the droplet is located changes with the electric field. have.
(a)에서와 같이, 도전성 액적에 전계가 인가되지 않은 경우에는 물방울 모양과 같이 액적과 접촉면의 접촉각이 다소 크지만, (b)에서와 같이, 도전성 액적에 전계가 인가되는 경우에는 액적이 전계에 의해서 옆으로 퍼지면서 액적과 접촉면의 접촉각이 작아진다.As in (a), when the electric field is not applied to the conductive droplets, the contact angle between the droplets and the contact surface is somewhat large as in the shape of water droplets, but as in (b), when the electric field is applied to the conductive droplets, the droplets are electric fields. By spreading sideways, the contact angle between the droplet and the contact surface becomes small.
따라서, 액적의 두께는 (a)와 같이 전계가 인가되지 않을 경우보다 (b)에서와 같이 전계가 인가될 경우에 얇아진다.Therefore, the thickness of the droplet becomes thinner when an electric field is applied as in (b) than when an electric field is not applied as in (a).
상기에서 사용되는 도전성 액적은 투명성 금속인 ITO를 사용할 수도 있고, 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)과 같은 불투명 금속을 사용하더라도 마이크로(micro) 단위의 얇은 두께를 갖는 경우에는 투과성을 띄기 때문에 일반적인 도전성 금속을 사 용할 수 있다.The conductive droplets used above may use ITO, which is a transparent metal, and even when an opaque metal such as aluminum (Al) or silver (Ag) is used, the conductive droplets are transparent in the case of having a micro thickness. Metals can be used.
도 4b는 금속 액적이 전계의 조절에 따라 두께가 변함에 따라 광투과율이 달라지는 모습을 도시한 도면으로서, (a)에 도시된 바와 같이, 도전성 액적에 전계가 인가되지 않은 경우에는 광투과율이 작음을 볼 수 있다.FIG. 4B is a view showing a state in which the light transmittance is changed as the thickness of the metal droplet is changed according to the adjustment of the electric field. As shown in (a), when the electric field is not applied to the conductive droplet, the light transmittance is small. Can be seen.
그리고 (b)와 (c)처럼 전계가 인가되어 액적과 접촉면과의 접촉각이 작아지는 경우에는 광투과율이 점차적으로 커지고 있음을 볼 수 있다.And when the electric field is applied (b) and (c) as the contact angle between the droplet and the contact surface is small it can be seen that the light transmittance gradually increases.
이와 같이 도전성 액적에 전계를 인가함으로써, 액적을 투과하는 광량을 조절할 수 있는 원리로 광학 필터를 제조하고, 이것을 본 발명의 액정표시장치에 적용함으로써, R, G, B 컬러필터들을 투과하는 광량을 조절할 수 있다.By applying an electric field to the conductive droplets as described above, an optical filter is manufactured on the principle of controlling the amount of light penetrating the droplets, and applied to the liquid crystal display device of the present invention, thereby reducing the amount of light passing through the R, G, and B color filters. I can regulate it.
도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러필터에 부착되는 광학필터의 구조를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a structure of an optical filter attached to a color filter of a liquid crystal display according to the present invention.
도 5에 도시한 바와 같이, R, G, B 컬러필터들과 블랙매트릭스(BM)가 형성된 컬러필터기판 상에 본 발명에 따른 광학필터(200)를 부착하여 하나의 단위픽셀 (RGB컬러필터)로부터 투과되는 광량을 조절할 수 있도록 하였다.As shown in FIG. 5, one unit pixel (RGB color filter) is formed by attaching the
하지만, 여기서는 자세히 설명하지 않았지만, 컬러필터기판과 대응하는 어레이기판에 상기 광학필터(200)를 부착함으로써, 백라이트로부터 진행하는 광의 투과율을 조절할 수도 있을 것이다.However, although not described in detail herein, the
즉, 컬러필터기판 상에 광학필터(200)를 부착하는 것은 어레이기판과 액정층 및 컬러필터층을 투과한 RGB 혼합광원의 투과율을 조절하는 것이고, 상기 어레이기판 상에 광학필터(200)를 부착하는 것은 백라이트 광원의 백색광의 투과율을 조절 한 다음, 조절된 광을 액정층, 컬러필터층을 투과시키는 것이다.That is, to attach the
따라서, 광학필터(200)가 컬러필터기판에 부착되든, 어레이기판에 부착되든 그 원리는 동일하다.Therefore, the principle is the same whether the
그러므로 상기 본 발명에 따른 광학필터(200)를 컬러필터기판 상에 부착하거나, 어레이기판 상에 부착하더라고 각각의 단위픽셀당 휘도 조절은 동일하게 할 수 있다.Therefore, even if the
여기서, 상기 광학필터(200)는 상기 컬러필터기판에 형성된 다수개의 단위 픽셀(RGB컬러필터)에 대응되는 다수개의 단위필터 영역으로 구분되어 있고, 각각의 필터 영역에는 도전성 액적(100)들이 배치되어 있다.Here, the
그리고 상기 광학필터(200)에 배치되어 있는 도전성 액적(100)들에 전계를 인가함으로써, RGB 컬러필터를 투과하는 광량을 조절할 수 있도록 하였다.In addition, an electric field is applied to the
즉, 본 발명에서는 액정층을 사이에 두고 컬러필터기판과 어레이기판이 합착된 액정표시장치에 전계에 의해서 투과율을 조절할 수 있는 광학필터(200)를 부착함으로써, 단위픽셀 단위(단위 RGB컬러필터)로 휘도를 조절할 수 있는 효과가 있다.That is, in the present invention, by attaching the
그래서, 종래 기술에서는 영상의 선명도를 높이기 위해 백라이트에 배치되어 있는 램프의 휘도를 조절하였지만, 본 발명에서는 각각의 픽셀에 대하여 휘도량을 조절할 수 있으므로, 보다 정밀한 영상의 콘트라스트 비를 조절할 수 있게 된다.Thus, in the prior art, although the brightness of the lamp disposed in the backlight is adjusted to increase the sharpness of the image, in the present invention, the amount of brightness can be adjusted for each pixel, so that the contrast ratio of the more precise image can be adjusted.
도 6은 본 발명에 따른 광학 필터의 각화소 단위별 구조와 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다. 6 is a view for explaining the structure and operation principle of each pixel unit of the optical filter according to the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, (a)에서는 컬러필터기판 상에 형성된 단위픽셀(RGB컬러필터)에 대응되는 광학필터(200)가 도시되어 있고, (b)에서는 광학필터(200)의 구조를 알 수 있도록 단면도가 도시되어 있다.As shown in FIG. 6, (a) shows an
먼저, (a)에서는 광학필터(200)의 단위필터는 컬러필터기판의 단위픽셀(RGB)과 대응되는 구조로 되어 있고, 상기 광학필터(200)가 컬러필터기판에 부착되기 때문에 (a)의 단위필터 구조는 컬러필터기판의 단위 픽셀(RGB 컬러필터)과 1:1 매칭이된다.First, in (a), the unit filter of the
상기 광학필터(200)의 단위필터에서는 도전성 액적(100)이 B 컬러필터 하측에 삽입되어 있는데, 왜냐하면 액정 패널이 세워진 상태로 사용할 경우 중력에 의해 B컬러필터 하측에 도전성 액적(100)이 위치하기 때문이다.In the unit filter of the
상기와 같이, 광학필터(200)에 도전성 액적(100)이 주입된 상태에서 전계를 걸어주게 되면 상기 도 5b에서 처럼, 도전성 액적(100)이 전계 방향으로 표면 장력을 받아 넓게 늘어나게 된다.As described above, when the electric field is applied in the state in which the
이때, 임계 전압을 가해주어 상기 도전성 액적(100)이 상기 광학필터(200)의 전영역상에 퍼지도록 한다음, 인가되는 전압 세기를 조절함으로써, 도전성 액적(100)의 투과율을 조절한다. At this time, the
즉, 상기와 같이 전계를 가해주는 경우에 도전성 액적의 이동이 발생되며, 전계를 높이게 되면 이에 따라 이동되는 도전성 액적의 양이 많아지게 됨으로써, 광학필터(200)에 퍼지는 도전성 액적(100)의 두께가 증가하게 된다. 이에 따라, 전계의 조절을 통하여 상기 도전성 액적(100)의 두께를 조절할 수 있게 됨으로써, 투 과되는 광량을 조절할 수 있게 되는 것이다.That is, when the electric field is applied as described above, the movement of the conductive droplets is generated, and when the electric field is increased, the amount of the conductive droplets moved accordingly increases, so that the thickness of the
이와 같이, 상기 도전성 액적(100)에 인가되는 전계에 의해서 액적(100)의 두께를 조절하고, 이렇게 조절된 두께에 의해서 광투과량을 조절하면, 각각의 단위 픽셀 단위로 휘도를 조절할 수 있게 된다.As such, if the thickness of the
따라서, 본 발명에 따른 광학필터(200)를 액정표시장치에 사용할 경우에는 컬러필터기판의 단위 픽셀들에 대한 광투과율을 조절할 수 있어, 디스플레이 되는 영상의 콘트라스트를 개선할 수 있다.Therefore, when the
(b)는 본 발명에 따른 광학필터(200)의 구조를 도시하였는데, 투명성 제 1 기판(200a)과 제 2 기판(200b)이 액적(100)을 사이에 두고 합착되어 있는 구조를 하고 있다.(b) illustrates the structure of the
그리고 상기 액적(100)이 위치하는 영역과 상기 제 1 기판(200a) 및 제 2 기판(200b) 사이에는 소정의 갭(gap)이 형성되어 있어, 전계에 의해서 상기 액적(100)이 이동할 수 있도록 되어 있다.In addition, a predetermined gap is formed between a region where the
상기 제 1 기판(200a)과 제 2 기판(200b)은 유리기판으로 제작할 수도 있고, PDMS(Polydimethylsiloxane)로된 투명성 재질을 사용하여 제작할 수도 있다.The
상기 PDMS는 나노기술에서 사용되는 물질인데, 이물질은 경화제와 혼합한 후 특정한 형상을 지닌 양각의 주형틀에서 소결시키게 되면 음각의 형태를 지닌 몰드(mold) 형태로 제작할 수 있다.(도 7a내지 도 7f참조)The PDMS is a material used in nanotechnology, and the foreign material may be manufactured in the form of a mold having a negative shape when mixed with a hardener and sintered in an embossed mold having a specific shape. (FIG. 7A to FIG. 7A). See 7f)
상기 PDMS는 투명성, 침투성, 표면에너지, 비활성, 유연성, 윤활성, 소수성 및 이형성과 같은 특성을 가지고 있다. The PDMS has properties such as transparency, permeability, surface energy, inertness, flexibility, lubricity, hydrophobicity and release property.
이와 같은 특성 때문에 최근 나노기술에서 실리콘과 같이 마이크로 단위의 패턴을 형성하여, 기판으로 사용하고 있다.Due to such characteristics, in recent years, nano-patterns, like silicon, form micro-patterns and use them as substrates.
또한, 상기 제 1 기판(200a) 또는 제 2 기판(200b)중 어느 하나의 기판은 유리기판을 쓰고, 다른 하나의 기판은 PDMS를 사용할 수 있다.In addition, any one of the
상기 광학필터(200)의 제 1 기판(200a)과 제 2 기판(200b) 사이에는 음전극(cathode: 110a)과 양전극(anode: 110b)이 형성되어 있고, 상기 액적(100)은 상기 음전극(110a)과 양전극(110b)에 각각 접촉되어 있다.A
상기 음전극(110a)과 양전극(110b)에는 전원(250)이 연결되어 있어, 상기 음전극(110a)과 양전극(110b) 사이에 전계가 발생되면, 상기 음전극(110a)의 위치에 있던 액적(100)이 전계의 세기에 따라 상기 제 1 기판(200a)과 제 2 기판(200b) 사이로 이동하게 된다.The
상기 광학필터(200)의 제 1 기판(200a)과 제 2 기판(200b) 사이에 배치되어 있는 액적(100)이 이동하는 모습은 상기 도 3에 도시된 그림과 유사하다.The
이와 같이, 전계에 의해서 액적(100)의 두께를 조절하면, 상기 광학필터(200)를 통과하는 광투과율을 조절할 수 있다.In this way, by adjusting the thickness of the
상기의 같이 투명성 재질을 이용하여 광학필터(200)를 제조하는 방법은 다음과 같다.The method of manufacturing the
도 7a 내지 도 7f는 본 발명에 따른 광학필터의 제조공정을 도시한 도면이다.7A to 7F are views illustrating a manufacturing process of the optical filter according to the present invention.
투명성 재질로된 기판들이 합착된 광학필터를 제작하기 위해서는 먼저, 몰드 를 제작해야 하는데, 그 방식은 캐스팅(casting), 주입(injection), 엠보싱(hot-embossing) 등의 다양한 방법이 있다.In order to fabricate an optical filter in which substrates made of transparent materials are bonded, first, a mold must be manufactured. There are various methods of casting, injection, and embossing.
도 7a에 도시한 바와 같이, 먼저, 몰드를 제작하기 위해서 실리콘 웨이퍼(300) 상에 SU-8이라는 감광막(310)을 형성한다.As shown in FIG. 7A, first, a
상기 SU-8은 포토아크릴과 같이 마스크를 사용하여 노광을 선택적으로 조사하여 원하는 패턴을 형성할 수 있는 감광성 물질이기 때문에 노광후 추가적으로 현상 및 식각 공정을 진행할 필요가 없다.Since SU-8 is a photosensitive material capable of selectively irradiating exposure using a mask to form a desired pattern, such as photoacryl, there is no need to further develop and etch after exposure.
상기와 같이 실리콘 웨이퍼(300) 상에 감광막(310)이 형성되면, 도 7b에 도시한 바와 같이, 포토마스크(400)를 사용하여 노광 공정을 진행한다.When the
이와 같이, 상기 포토마스크(400)에 의해 감광막(310)을 패터닝하면, 주형 패턴(310a)이 형성되어 도 7c에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(300)와 주형 패턴(310a)으로 구성된 몰드, 즉 마스터(master)가 형성된다.As such, when the
상기와 같이 실리콘 웨이퍼(300) 상에 주형패턴(310a)이 형성된 몰드가 완성되면, 도 7d 및 도 7e에 도시한 바와 같이, 상기 실리콘 웨이퍼(300) 상에 광학필터의 기판 재질로된 몰드물을 형성하여 제 1 기판(320)을 캐스팅(casting)한다.When the mold in which the
상기 제 1 기판(320)이 투명 재질인 몰드물은 PDMS 재질 또는 유리 재질 등의 투명성 절연물질을 사용할 수 있다.The mold material of which the
이와 같이, 광학필터의 기판을 형성하기 위해서, 마스터(310a)와 실리콘 웨이퍼(300)로된 몰드에 기판 재질을 캐스팅 함으로써, 원하는 패턴을 갖는 광학필터의 제 1 기판(320)을 제조한다.
As described above, in order to form the substrate of the optical filter, the
상기와 같이 제 1 기판(320)이 완성되면 도 7f에 도시한 바와 같이, 투명성 절연물질로된 제 2 기판(340)을 몰딩하여 광학필터를 완성한다.When the
상기 제 2 기판(340)과 제 1 기판(320)을 몰딩하는 방법은 microcontact printing, replica molding, microtransfer molding, capillaries를 이용한 마이크로 몰딩(micromolding) 등이 있다.The method of molding the
상기와 같이 몰딩과정에서 도 6에 도시된 바와 같이, 액적, 전계를 형성하기 위한 전극 형성 공정을 함께 진행한다.As shown in FIG. 6 in the molding process as described above, an electrode forming process for forming droplets and an electric field is performed together.
따라서, 본 발명에서는 투명한 광학필터를 나노기술에서 사용되는 제조 공정으로 광학필터 기판을 제작한 다음, 액적에 전계를 인가하여 광투과율을 조절함으로써, 액정표시장치를 화소단위(RGB)로 휘도 조절할 수 있는 이점이 있다.Therefore, in the present invention, the transparent optical filter is manufactured in the manufacturing process used in nanotechnology, and then, by applying an electric field to the droplet to adjust the light transmittance, the liquid crystal display device can adjust the luminance in pixel units (RGB) There is an advantage to that.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명은 각각의 화소 단위로 투과율을 조절할 수 있는 광학 필터를 컬러필터기판에 부착함으로써, 콘트라스트 비 조절시 각 화소 단위로 조절할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the present invention has an effect that can be adjusted in each pixel unit when the contrast ratio is adjusted by attaching an optical filter that can control the transmittance in each pixel unit to the color filter substrate.
또한, 각 화소 단위로 투과율을 조절할 수 있는 광학 필터에 의하여 콘트라스트 비 조절을 다양하게 할 수 있도록 하여 보다 선명한 영상을 구현할 수 있는 장점이 있다.In addition, there is an advantage that a sharper image can be realized by varying the contrast ratio by an optical filter that can control the transmittance in each pixel unit.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made by those skilled in the art without departing from the gist of the present invention as claimed in the following claims.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040118518A KR101136177B1 (en) | 2004-12-31 | 2004-12-31 | Method for manufacturing optical filter and liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040118518A KR101136177B1 (en) | 2004-12-31 | 2004-12-31 | Method for manufacturing optical filter and liquid crystal display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060078550A KR20060078550A (en) | 2006-07-05 |
KR101136177B1 true KR101136177B1 (en) | 2012-04-17 |
Family
ID=37170433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040118518A KR101136177B1 (en) | 2004-12-31 | 2004-12-31 | Method for manufacturing optical filter and liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101136177B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0743699A (en) * | 1993-08-02 | 1995-02-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | Transmitted light control type display device |
JPH0997017A (en) * | 1995-09-28 | 1997-04-08 | Toppan Printing Co Ltd | White light source and color display device formed by using the light source |
-
2004
- 2004-12-31 KR KR1020040118518A patent/KR101136177B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0743699A (en) * | 1993-08-02 | 1995-02-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | Transmitted light control type display device |
JPH0997017A (en) * | 1995-09-28 | 1997-04-08 | Toppan Printing Co Ltd | White light source and color display device formed by using the light source |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20060078550A (en) | 2006-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10330972B2 (en) | Transmissive liquid crystal panel and 3D printer | |
US9285629B2 (en) | Color-converting substrate and liquid crystal display device | |
US8111356B2 (en) | Liquid crystal display panel provided with microlens array, method for manufacturing the liquid crystal display panel, and liquid crystal display device | |
US20120140148A1 (en) | Liquid crystal display panel, method for manufacturing liquid crystal display panel, and liquid crystal display device | |
US20100020263A1 (en) | Liquid crystal display panel provided with microlens array, method for manufacturing the liquid crystal display panel, and liquid crystal display device | |
TW200428085A (en) | Liquid crystal display apparatus and manufacturing method therefor | |
US20060087603A1 (en) | Liquid crystal display device and substrate therefor | |
CN107608121B (en) | Substrate and manufacturing method thereof, array substrate, reflective display panel and device | |
JP2004085986A (en) | Liquid crystal display device | |
US20100007815A1 (en) | Liquid crystal display panel with microlens array, its manufacturing method, and liquid crystal display device | |
CN110045539A (en) | The manufacturing method and display device of display panel, display panel | |
CN107632448B (en) | Display panel | |
US8830151B2 (en) | Backlight unit and liquid crystal display including the same | |
CN107589583B (en) | Display panel and manufacturing method thereof | |
CN101688990B (en) | Reflective display panel and method for manufacturing such a display panel | |
KR20110074351A (en) | Sealant curing method for liquid crystal display device | |
KR20100062916A (en) | Electro-phoretic display and fabricating method thereof | |
CN102749802A (en) | Mask for black matrix | |
WO2020155452A1 (en) | Special-shaped display device | |
CN110161752A (en) | A kind of backlight module and display device | |
CN110806662B (en) | Display panel and manufacturing method thereof | |
JP4083271B2 (en) | Liquid crystal display | |
EP2722709B1 (en) | Color filter substrate, liquid crystal panel, and liquid crystal display device | |
KR100869288B1 (en) | Optical Device Capable of Reducing Brightness Non-uniformity | |
CN108983510A (en) | Display panel and 3D printing system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
J201 | Request for trial against refusal decision | ||
B701 | Decision to grant | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160329 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170320 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190318 Year of fee payment: 8 |