KR101746653B1 - 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컬러 필터가 형성된 상부기판과 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판 및 상부기판과 하부기판 사이에 구비된 액정을 포함하는 액정 디스플레이 패널에서 편광판을 제거하는 편광판 제거단계, 상기 편광판 제거단계를 거쳐 편광판이 제거된 액정 디스플레이 패널을 상부기판과 하부기판으로 분리하는 분리단계, 상기 분리단계를 거쳐 분리된 하부기판에 존재하는 액정을 세정한 후 고분자 분산형 액정을 도포하는 도포단계, 상기 도포단계를 거쳐 고분자 분산형 액정이 도포된 하부기판에 상부기판을 적층 후 자외선을 조사하여 상부기판과 하부기판을 합착시키는 합착단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 기존의 LCD 패널을 상부기판 및 하부기판으로 분리 후 편광판을 제거하고, 하부기판에 고분자 분산형 액정을 도포하여 상부기판을 합착한 후 고분자 분산형 액정의 경화를 위한 특정 파장의 자외선을 조사하여 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이를 제조함으로써, 기존의 TFT-LCD를 제조하는 공정 라인의 변경 없이 편광판이 없는 컬러 고분자 분산형 액정을 간단하게 제조할 수 있으므로, 편광판에 의한 투과율 저하 및 제품의 제조 원가 상승을 제거할 수 있으며, 이로 인한 가격 경쟁력 및 제품 특성 향상에 큰 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 기존의 LCD 패널을 상부기판 및 하부기판으로 분리 후 편광판을 제거하고, 하부기판에 고분자 분산형 액정을 도포하여 상부기판을 합착한 후 고분자 분산형 액정의 경화를 위한 특정 파장의 자외선을 조사하여 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이를 제조함으로써, 기존의 TFT-LCD를 제조하는 공정 라인의 변경 없이 편광판이 없는 컬러 고분자 분산형 액정을 간단하게 제조할 수 있으므로, 편광판에 의한 투과율 저하 및 제품의 제조 원가 상승을 제거할 수 있으며, 이로 인한 가격 경쟁력 및 제품 특성 향상에 큰 도움을 줄 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 LCD 패널을 분리 후 하부 기판에 고분자 분산형 액정을 도포하고, 상부 기판을 합착한 후 고분자 분산형 액정의 경화를 위해 특정 파장의 자외선을 조사함으로써 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적인 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)의 액정 패널(liquid
crystal panel)은 두 기판과 그 사이에 들어 있는 유전율 이방성(dielectric anisotropy)을 갖는 액정층을 포함한다.
이러한 액정층에 전계를 인가하고, 이 전계의 세기를 조절하여 액정층을 통
과하는 빛의 투과율을 조절함으로써 원하는 화상을 얻는다.
이러한 액정 표시 장치는 휴대가 간편한 평판 표시 장치(flat panel display, FPD) 중에서 대표적인 것으로서, 이 중에서도 박막 트랜지스터(thin film
transistor, TFT)를 스위칭 소자로 이용한 TFT-LCD 가 주로 이용되고 있다.
액정 패널의 서로 마주하도록 배치되는 두 기판 중 하부의 기판에는 복수의 표시 신호선, 즉 게이트선과 데이터선, 다수의 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되며, 두 기판 중 상부의 기판에는 색 필터(color filter)와 공통 전극이 형성된다.
그리고 일반적인 TFT-LCD 패널의 경우 두 장 이상의 편광판(Polarizer)을 사용하여 액정에 전기장 인가를 통해 디스플레이를 나타낸다.
이러한 TFT-LCD는 디스플레이되는 화면을 픽셀 단위로 제어할 수 있으므로, 화면을 분할하여 부분적으로 디스플레이할 수 있는 장점이 있지만, 액정의 빛 편광을 이용하기 때문에 필수적으로 편광판이 필요하게 되며, 이런 편광판에 의해 빛 투과율이 약 60% 이상 감소하는 문제점이 있었고, 고가의 편광판 때문에 발생하는 제품가격이 상승하는 문제점이 있었다.
최근에는 고분자 분산형 액정 디스플레이가 개발되어 편광 필름을 사용하지 않는 장점이 있지만, 고분자 분산형 액정 디스플레이는 전체적으로 온/오프 제어만 할 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 기존의 LCD 패널을 상부기판 및 하부기판으로 분리 후 편광판을 제거하고, 하부기판에 고분자 분산형 액정을 도포하여 상부기판을 합착한 후 고분자 분산형 액정의 경화를 위한 특정 파장의 자외선을 조사하여 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이를 제조함으로써, 편광판에 의한 투과율 저하 및 제품의 제조 원가 상승을 제거할 수 있으며, 박막 트랜지스터를 통하여 픽셀 단위로 제어할 수 있으므로, 일부 면을 부분디스플레이로 활용하여 영상이 디스플레이되도록 하고, 나머지 면은 투명한 디스플레이로 활용할 수 있는 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 제조방법은 컬러 필터가 형성된 상부기판과 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판 및 상부기판과 하부기판 사이에 구비된 액정을 포함하여 제조된 액정 디스플레이 패널에 있어서, (a) 상기 액정 디스플레이 패널에서 편광판을 제거하는 편광판 제거단계, (b) 상기 편광판 제거단계를 거쳐 편광판이 제거된 액정 디스플레이 패널을 상부기판과 하부기판으로 분리하는 분리단계, (c) 상기 분리단계를 거쳐 분리된 하부기판에 존재하는 액정을 세정한 후 고분자 분산형 액정을 도포하는 도포단계, (d) 상기 도포단계를 거쳐 고분자 분산형 액정이 도포된 하부기판에 상부기판을 적층 후 자외선을 조사하여 상부기판과 하부기판을 합착시키는 합착단계를 포함한다.
상기 도포단계에서는 액정을 세정 후 하부기판을 건조시키는 건조단계를 포함할 수 있다.
상기 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이는 픽셀 단위로 박막 트랜지스터를 제어하여 일부 영역이 부분영상 디스플레이로 활용되고, 나머지 영역은 투명한 상태로 유지되도록 하는 특징을 포함할 수 있다.
그리고, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이는 컬러 필터가 형성된 상부기판과 박막 트랜지스터가 형성된 하부기판 및 상부기판과 하부기판 사이에 구비된 액정을 포함하여 제조된 액정 디스플레이 패널에 있어서, 상기 액정 디스플레이 패널에서 편광판 및 액정을 제거한 후, 고분자 분산형 액정을 도포하여 제조될 수 있다.
상기 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이는 픽셀 단위로 박막 트랜지스터를 제어하여 일부 영역을 부분영상 디스플레이로 활용되고, 나머지 영역은 투명한 상태로 유지되도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 및 그 제조방법에 따르면, 기존의 LCD 패널을 상부기판 및 하부기판으로 분리 후 편광판을 제거하고, 하부기판에 고분자 분산형 액정을 도포하여 상부기판을 합착한 후 고분자 분산형 액정의 경화를 위한 특정 파장의 자외선을 조사하여 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이를 제조함으로써, 편광판에 의한 투과율 저하 및 제품의 제조 원가 상승을 제거할 수 있으며, 박막 트랜지스터를 통하여 픽셀 단위로 제어할 수 있으므로, 일부 면을 부분디스플레이로 활용하여 영상이 디스플레이되도록 하고, 나머지 면은 투명한 디스플레이로 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이를 도시한 단면도이며,
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이며;
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이의 사용 예시를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 제조방법을 설명하기 위하여 도시한 도면이며;
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이의 사용 예시를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이(Color Polymer Dispersed Liquid Crystal Display; Color PDLCD)는 도 1에 도시한 바와 같이, 박막 트랜지스터와 액정 구동 전극인 화소 전극이 구비된 하부기판(100)과, 컬러 필터와 공통 전극을 구비한 상부기판(300) 및 하부기판(100)과 상부기판(300) 사이에 형성된 고분자 분산형 액정층(500)이 포함되어 합착 된 구조를 갖는다.
상기 하부기판(100) 및 상부기판(300)은 유리기판 또는 플라스틱 필름 형태로 구비될 수 있으며, 특히 상부기판(300)은 유기 막으로 대체 가능하다.
상기 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이의 구동방식은 기존의 TFT-LCD와 동일하게 진행되므로 구동방식에 대한 상세한 설명은 생략하며, 일반적인 LCD 구동 방법인 Active Matrix 구동 및 Passive Matrix 구동 방식 모두 적용 가능하도록 구성된다.
이와 같은 본 발명에 따른 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이는 다음과 같은 공정 순으로 제조된다.
먼저, 완성된 일반적인 TFT-LCD 패널 즉, 도 2에 도시한 바와 같이 박막 트랜지스터와 액정 구동 전극인 화소 전극이 구비된 하부기판(100)과, 컬러 필터와 공통 전극을 구비한 상부기판(300) 및 하부기판(100)과 상부기판(300) 사이에 액정층이 구비되고, 상부기판(300)에 편광판(Polarizer; 200)을 포함하는 완성된 액정 디스플레이 패널을 구비한다.
이어서, 도 3에 도시한 바와 같이 상부기판(300)에 구비된 편광판(200)을 제거한다.
이어서, 도 4에 도시한 바와 같이 편광판(200)이 제거된 상부기판(300)을 하부기판(100)으로부터 분리하여, 액정 디스플레이 패널을 하부기판(100)과 상부기판(300)으로 분리한다.
이때, 칼 형태의 납작하면서 날카로운 도구를 하부기판(100)과 상부기판(300) 사이에 삽입하여 하부기판(100)과 상부기판(300)을 분리시킬 수 있다.
이어서, 도 5에 도시한 바와 같이 서로 분리된 하부기판(100) 및 상부기판(300)에 존재하는 액정을 세정한다.
세정액은 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH) 등의 약알칼리성 성분의 액체를 사용할 수 있다.
이어서, 세정 과정을 통하여 액정이 제거된 하부기판(100) 및 상부기판(300)을 건조용 오븐에 삽입하여 에어 나이프(Air Knife) 등으로 건조시킨다.
이어서, 도 6에 도시한 바와 같이 하부기판(100)에 고분자 분산형 액정(510)을 도포한다.
고분자 분산형 액정(510)의 도포는 bar coater, spin coater 등을 사용하여 진행할 수 있으며, 슬릿 코팅 방법으로 도포를 할 수 있다.
이어서, 도 7에 도시한 바와 같이 고분자 분산형 액정(510)이 도포된 하부기판(100)에 상부기판(300)을 적층 후 고분자 분산형 액정(510)을 경화시키기 위해 자외선 경화부(700)를 이용하여 특정 파장의 자외선을 조사하여 상부기판(300)과 하부기판(100)을 합착시킨다.
이때, 하부기판(100)과 상부기판(300)의 합착은 상부기판(300)에서 하부기판(100) 방향으로 자외선을 조사하면 고분자 분산형 액정(510) 내의 폴리머가 광경화 반응을 일으켜 합착함으로써, 하부기판(100)과 상부기판(300) 사이에 별도의 실링(Sealing)은 할 필요가 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이는 편광판이 없이 제조되므로, 백라이트의 빛을 적용하면 기존의 TFT-LCD가 가지는 투과 차단이 아닌 투과 산란 모드를 가지게 된다.
이렇게 구성되면 기존의 TFT-LCD가 가지는 편광판에 의한 투과율 저하를 제거하여 기존의 TFT-LCD 대비 약 40% 이상의 투과율 확보를 통한 소비전력이 감소 되며, 이에 따른 제품 원가 상승을 제거함으로써 가격 경쟁력 및 제품 특성 향상에 큰 도움을 준다.
그리고 본 발명에 따른 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이는 박막 트랜지스터를 통하여 픽셀(Pixel) 단위로 제어할 수 있으므로 도 8에 도시한 바와 같이, 일부 면을 부분디스플레이(P)로 활용하여 영상이 디스플레이되도록 하고, 나머지 면은 투명한 디스플레이로 활용할 수 있다.
상기 부분디스플레이(P)의 크기는 자유롭게 변경할 수 있다.
상기 부분디스플레이(P)의 영상을 오프 상태로 하면, 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 전체를 투명한 상태로 유지되도록 할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이는 기존의 TFT-LCD 패널의 특징인 픽셀 단위 제어 기능과, 고분자 분산형 액정 디스플레이의 투명 기능을 복합적으로 사용하여 기능성 디스플레이를 구현할 수 있다.
참고로, 기존의 일반 고분자 분산형 액정에 컬러 필터를 적용한다고 하여도, 픽셀 단위로 구동이 안되고, 고분자 분산형 액정 전면이 온/오프만 되기 때문에 컬러 구현이 불가능하여 단순하게 화이트/블랙처럼 디스플레이될 것이다.
향후, 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이가 가지는 플렉시블한 특성을 이용하면 휘어지는 디스플레이 구현에도 적용할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 제시하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
100: 하부기판 200: 편광판
300: 상부기판 500: PDLC층
510: PDLC
300: 상부기판 500: PDLC층
510: PDLC
Claims (5)
- 개별 화소를 제어하는 TFT와 액정 구동 전극인 화소 전극이 구비된 하부기판과, 컬러 필터와 공통 전극을 구비한 상부기판 및 하부기판과 상부기판 사이에 액정층이 구비되고, 상부기판에 편광판을 포함하는 기존의 완성된 TFT 액정 디스플레이 패널에 있어서,
(a) 상기 TFT 액정 디스플레이 패널에서 상부기판에 구비된 편광판을 제거하여 광투과율을 향상시키는 편광판 제거단계;
(b) 상기 편광판 제거단계를 거쳐 편광판이 제거된 상부기판을 하부기판으로부터 분리하여, 액정 디스플레이 패널을 상부기판과 하부기판으로 분리하는 분리단계;
(c) 상기 분리단계를 거쳐 분리된 하부기판 및 상부기판에 존재하는 액정을 수산화나트륨, 수산화칼륨을 포함하여 약알칼리성 성분의 액체를 사용 세정하고, 액정이 제거된 하부기판 및 상부기판을 건조용 오븐에 삽입하여 에어 나이프로 건조시킨 후, 하부기판에 고분자 분산형 액정을 도포하는 도포단계;
(d) 상기 도포단계를 거쳐 고분자 분산형 액정이 도포된 하부기판에 상부기판을 적층 후 고분자 분산형 액정을 경화시키기 위해 자외선 경화부를 이용하여 특정 파장의 자외선을 상부기판에서 하부기판 방향으로 조사하여 상부기판과 하부기판을 합착시키는 합착단계를 포함하며;
(e) 상기 기존의 완성된 TFT 액정 디스플레이 패널에서 액정을 제거한 후 고분자 분산형 액정을 도포하여, 상기 고분자 분산형 액정을 상기 개별 화소를 제어하는 TFT가 제어하는 TFT 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 패널을 완성하며;
(f) 상기 고분자 분산형 액정을 상기 개별 화소를 제어하는 TFT가 제어하는 TFT 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 패널을 상기 TFT의 화소 제어에 의해 디스플레이 영역 중 일부 영역이 컬러 영상으로 디스플레이되도록 작동함과 동시에 나머지 영역은 외부가 조망되도록 투명한 상태로 되며, 상기 일부 영역의 컬러 영상의 디스플레이 크기는 자유롭게 변경될 수 있고, 상기 일부 영역의 컬러 영상을 오프 상태로 하면, 상기 디스플레이 영역 전체가 투명한 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 컬러 고분자 분산형 액정 디스플레이 제조방법. - 삭제
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