KR19980023048A - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 전기장에 수직하게 배열되는 음의 비등방성 유전율(-Δε)을 갖는 액정을 사용하고, 배향막을 러빙이 필요 없는 수직 배향막으로 형성하며, 하측기판에 형성된 화소전극을 상기 상측기판에 형성된 블랙 매트릭스와 대응되는 부분에도 전기장을 인가할 수 있도록 여유 폭을 갖도록 형성하였으므로, 배향막 형성을 위한 러빙 공정이 제거되어 정전기에 의한 투명전극 패턴의 단락 등의 불량이 방지되고, 블랙 매트릭스 부분의 광도 화소 부분으로 방출되도록 하여 휘도가 향상되어 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

액정표시장치

본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 LCD라 칭함)에 관한 것으로서, 특히 인가되는 전기장에 수직한 방향으로 배열되는 비등방성 유전율이 음의 값을 갖는 액정과 수직 배향막을 사용하여 초기에는 액정들이 기판에 수직하게 배향되도록하고 전압 인가시 액정이 기판들에 수평하게 배향되도록 하며, 상측기판에 형성되어 있는 블랙 매트릭스와 대응되는 부분의 하측기판에도 화소전극을 형성하여 전압 인가시 블랙 매트릭스 부분의 광도 화소 부분으로 방사되도록 하여 휘도를 향상시킴과 동시에 배향에 필요한 러빙 공정을 제거하여 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 LCD에 관한 것이다.

평판표시장치(flat panel display)의 일종인 LCD는 액체의 유동성과 결정의 광학적 성격을 겸비하는 액정(Liquid Crystal)에 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 장치로서, 종래 음극선관에 비해 소비전력이 낮고,경박단소화가 용이하며 대형화 및 고정세화가 가능하여 널리 사용되고 있다.

일반적으로 LCD는 석영기판상에 화소전극 등의 투명전극 패턴과 상기 화소전극을 구동시키는 스위칭 소자와 연결되는 하측 액정기판과, 공통전극이 형성되어 있는 상측 액정기판의 사이에 액정이 밀봉되어 있는 형태로 형성된다.

상기의 LCD는 독립적으로 화면을 나타내지 못하므로 반사형 LCD를 제외한 LCD는 발광 소자, 예를들어 이.엘(electro-luminescene; EL) 소자나 발광 다이오드(light emitting diode) 판넬 또는 냉음극선관(Cold Cathode Fluorescence Lamp) 등의 광원을 구비하는 모듈의 형태로 사용되며, 바탕색과 액정 구동 시의 색으로 화면을 구성한다.

종래 기술에 따른 LCD는 상·하측 액정기판의 내측 - 표면에 투명전극 패턴들간의 단락을 방지하기 위한 절연막과 액정을 일정한 방향으로 배향시키기 위한 폴리이미드 계열의 막으로된 배향막을 형성하고, 상기 상·하측 액정기판을 일정한 간격을 갖도록 실패턴과 스페이서를 사용하여 봉합하고, 그 사이에 공간에 액정을 주입하여 밀봉한다.

상기에서 LCD의 동작 및 공정수율에 중요한 영향을 미치는 배향막을 부드런운 천이감겨 있는 롤러를 고속 회전시켜 배향막의 표면을 문질러 일정 방향으로 배열되어 있는 골들을 형성하는 러빙 방법으로 형성한다.

상기 러빙 법은 러빙천과 배향막을 마찰시키는 공정이므로 마찰에 의한 정전기가 발생하여 정전기 방전에 의해 투명전극 패턴에 단선이 발생되거나 배향 불량이 발생되어 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있으며, 화소 사이에 형성되는 블랙 매트릭스 부분에서는 광이 통과하지 못하여 휘도가 떨어지는 다른 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전기장에 수직하게 배열되는 음의 비등방성 유전율(-Δε)을 갖는 액정을 사용하되, 배향막을 수직 배향되도록 형성하고, 상측기판에는 블랙 매트릭스를 구비하며, 하측기판에 형성되는 화소전극은 상기 블랙 매트릭스와 대응되는 부분에도 전기장을 인가할 수 있도록 오프셋(off-set)을 형성하여 블랙 매트릭스 부분의 빛이 화소 부분으로 방출되도록 하여 배향막 형성을 위한 러빙 공정이 제거되어 투명전극 패턴의 단락 등의 불량이 방지되고, 휘도를 향상시킬 수 있는 LCD를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 따른 액정표시장치를 설명하기 위한 개략도.

도 2A 및 도 2B는 수직 배향막과 -Δε 액정을 사용한 액정표시장치의 전압 인가시의 액정 동작 상태를 설명하기 위한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 상측기판, 12 : 하측기판, 14 : 투명전극 패턴, 16 : 액정, 18 : 수직 배향막, 20 : 블랙 매트릭스

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LCD의 특징은, 투명전극 패턴이 형성되어 있는 상·하측기판이 실패턴에 의해 접합되어 있으며, 셀갭에 액정이 밀봉되어 있는 LCD에 있어서, 상기 상측기판의 화소 사이에 형성되어 있는 블랙 매트릭스와, 상기 하측기판에 형성되어 있으며, 상기 블랙 매트릭스 부분과 대응되는 부분까지 연장되어 있는 화소전극과, 상기 상·하측기판에 형성되어 있는 수직 배향막과, 상기 셀갭을 메우는 음의 비등방성 유전율을 갖는 액정을 구비함에 있다. 이하, 본 발명에 따른 LCD에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 액정의 구동 상태를 설명하기 위한 개략도들로서, 서로 연과시켜 설명한다.

먼저, ITO나 SnO₂등으로된 투명전극 패턴(14)이 형성되어 있는 투명재질, 예를들어 석영이나 유리 또는 플라스틱 재질의 상·하측기판(10), (12)이 실패턴(도시되지 않음)에 의해 접합되어 있으며, 상기 상·하측기판(10), (12) 사이의 셀갭에는 인가되는 전기장에 수직하게 배열되는 액정인 음의 비등방성 유전율(-Δε)을 갖는 액정(16)이 채워져 밀봉되어 있고, 상·하측기판(10), (12)에는 각각 수직하게 액정(16)을 배향시키는 수직 배향막(18)이 형성되어 있다. 여기서 상기 액정(16)의 비등방성 유전율(-Δε)은 -3 ∼ -20 정도의 값을 가지며, 그 값이 작을 수록 작은 전기장에도 민감하게 수직 방향으로 배향되고, 상기의 수직 배향막(18)은 별도의 러빙 공정없이 수직 배향 특성을 가지는 폴리아미드 재질의 막을 도포함으로서 형성된다.

또한 상기 상측기판(10)에는 투명전극 패턴(14A)과, 화소 사이의 공간을 분리시켜 화소간의 간섭을 방지하는 블랙 매트릭스(20)가 형성되어 있고, 상기 하측기판(12)에 형성되어 있는 화소전극이 되는 투명전극 패턴(14B)은 상기 블랙 매트릭스(20)와 대응되는 부분까지 형성되어 있다.

상기의 LCD는 음의 비등방성 유전율(-Δε)을 갖는 액정(16)과 수직 배향막(18)이형성되어 있는 도 2A에 도시되어 있는 바와 같이, 투명전극 패턴(14)에 전압이 인가되어 있지 않은 경우 액정(16)들이 기판(10), (12)에 수직하게 배향되고, 전압이 인가되면 도 2B에 도시되어 있는 바와 같이, 전압이 증가할 수록 기판(10), (12)과 평행하게 즉, 전기장에 수직하게 배향된다.

또한 하측기판(12)의 화소전극인 투명전극 패턴(14B)이 블랙 매트릭스(18) 부분에 인가하는 전기장에 의해 블랙 매트릭스(18) 하부에 위치하는 액정(16)들도 전기장에 수직하게 배향되어 그 부분에서의 광이 화소 부분으로 방출된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 LCD는 전기장에 수직하게 배열되는 음의 비등방성 유전율(-Δε)을 갖는 액정을 사용하고, 배향막을 러빙이 필요 없는 수직 배향막으로 형성하며, 하측기판에 형성된 화소전극을 상기 상측기판에 형성된 블랙 매트릭스와 대응되는 부분에도 전기장을 인가할 수 있도록 여유 폭을 갖도록 형성하였으므로, 배향막 형성을 위한 러빙 공정이 제거되어 정전기에 의한 투명전극 패턴의 단락 등의 불량이 방지되고, 블랙 매트릭스 부분의 광도 화소 부분으로 방출되도록 하여 휘도가 향상되어 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 투명전극 패턴이 형성되어 있는 상·하측기판이 실패턴에 의해 접합되어 있으며, 셀갭에 액정이 밀봉되어 있는 LCD에 있어서, 상기 상측기판의 화소 사이에 형성되어 있는 블랙 매트릭스와, 상기 하측기판에 형성되어 있으며, 상기 블랙 매트릭스 부분과 대응되는 부분까지 연장되어 있는 화소전극과, 상기 상·하측기판에 형성되어 있는 수직 배향막과, 상기 셀갭을 메우는 음의 비등방성 유전율을 갖는 액정을 구비하는 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 상·하측기판이 석영이나 유리 또는 플라스틱 재질로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 투명전극이 ITO 또는 SnO₂로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 액정의 비등방성 유전율이 -3 ∼ -20의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 수직 배향막이 수직 배향 특성을 가지는 폴리이미드를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.