KR19980028933A - 액정 표시 소자 - Google Patents

Abstract

액정 표시 소자를 개시한다. 본 발명은 액정이 주입되는 폐쇄공간을 형성하며 투명한 재질로 이루어진 전면판 및 배면판과, 상기 전면판과 배면판의 상호 대향되는 면에 각각 소정의 패턴으로 형성된 제1전극층 및 제2전극층과, 제1전극층과 제2전극층이 형성된 상기 전면판 및 배면판의 상면에 액정분자를 소정의 방향으로 배향시키기 위해 각각 형성된 배향막;을 구비하여 된 액정 표시 소자에 관한 것으로, 상기 제1전극층 및 제2전극층이 도전성 컬러필터인 것을 그 특징으로 한다. 본 발명을 채용함으로써, 제조공정이 단순해지고 투과율이 좋은 효과가 있다.

Description

액정 표시 소자

본 발명은 액정 표시 소자에 관한 것으로, 특히, 부품을 감소시켜 공정이 단순해진 액정 표시 소자에 관한 것이다.

액정 표시 소자는 브라운관, 발광 다이오드 및 발광표시관 처럼 스스로 발광하는 소자가 아니고, 인쇄물처럼 외부로부터 광을 받아서 눈에 보이게 되는 수광형소자이다. 이러한, 액정 표시 소자는 극도로 경량으로 박형, 저가, 저소비전력 구동으로 집적회로와의 정합성이 좋은 특징을 가져 랩탑 컴퓨터(lap top computer), 포켓 컴퓨터(pocket computer)와 표시 외에 차량 적재용, 컬러텔레비젼 화상용으로서 그 용도를 급속하게 확대하고 있다.

이와 같이, 액정 표시 소자가 중형화 및 대형화가 됨으로써, 표시장치분야에서 매우 중요한 위치를 차지하게 되었고 반면에 그만큼 정밀한 내부구조를 가짐으로써 제조과정중의 엄밀한 관리가 요구되고 있다.

도 1은 종래의 액정 표시 소자의 구성을 대략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 종래의 액정 표시 소자의 전극 제조 공정을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 통상적으로 수광형 액정 표시 소자(10)는 서로 나란하게 배치되는 전면판(17)과 배면판(18)을 가지며, 상기 전면판(17)과 배면판(18) 내면에는 상호 직교되게 설치되는 X-Y 매트릭스상의 제1전극(14)과 제2전극(15)이 설치되는 구조를 가진다. 이때 상기 배면판(18)과 제2전극사이에는 컬러필터(20)가 설치된다.

그리고, 상기 전면판(17)과 배면판(18)은 실링재(30)에 의해 봉착되어 액정(13)이 주입되는 패쇄공간이 형성되고 상기 패쇄공간에 채워진 액정(13)을 소정의 방향으로 배향시키기위한 배향막(19)이 형성되고 상기 배향막(19) 위로 스페이서(12)가 위치하여 상기 전면판(17)과 배면판(18)을 소정의 간격으로 유지시켜 준다.

상기 전면판(17)과 배면판(18)은 유리로 만들어지며, 그 외표면에는 편광판(11)이 부착된다.

상기 배면판(18)의 외표면에는 편광판(11)이 있고 상기 편광판(11)의 외표면에는 반사판(16)이 위치하고 있다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 액정 표시 소자(10)는 상기 전면판(17) 및 배면판(18)의 상호 대향되는 X-Y 매트릭스상으로 형성된 제1전극(14)과 제2전극(15)에 선택적으로 전위가 인가되게 되면, 상기 전위가 인가되는 제1전극(14)과 제2전극(15)사이의 액정(13)이 소정의 방향으로 배향됨으로서 화상이 형성되게 된다.

그 제조방법은 다음과 같다.

먼저 선택된 유리 기판(1)위에 나트륨 성분의 용출을 방지하기 위하여 이산화규소를 코팅하는 제1단계, 상기 기판위에 염료법, 염료분산법, 안료분산법, 전착범 등의 방법으로, 컬러필터(5)를 만드는 제2단계, 상기 유리 기판(1)위에 놓여진 컬러필터(5)의 전면에 전극부분을 형성하기 위하여 ITO막(2) 입히는 제3단계(이때 전장용은 15오옴 정도의 표면저항을 그리고 구동용은 10오옴 정도의 표면저항을 갖도록 ITO막(2)을 코팅),상기 ITO막(2)에 포토 레지스터(3)를 도포하고, 소정의 패턴을 가지고 있는 마스크(4)를 씌운 후, 노광에 의해 감광된 포토 레지스터(3) 부분이 경화되고, 현상에 의해 감광되지 아니한 포토 레지스터(3)는 씻겨내며, 패턴이 되지 아니한 부분의 ITO막(2)은 제거 시키고, 고압의 세정수로 포토 레지스터(3)를 씻겨내어 소정의 패턴형상대로 전극이 형성되는 제4단계, 상기 전극이 형성된 유리 기판위에 배향제를 도포하여 액정분자가 ITO막 유리기판 사이에서 일정한 방향을 갖도록 하는 제5단계(제5단계에서의 배향제 도포방법은 패턴부만 배향제 코팅하는 방법과 전면에 배향제 코팅하는 방법이 있는데 후자의 전면 코팅방법이 전자의 부분 코팅방법에 비해 전극단자에의 배향제를 삭제해야 하는 공정이 첨가된다.), 상기 배향제가 도포된 유리기판위에 일정하게 흠집을 내어 전위를 높일 수 있도록 함으로써 액정 표시 소자의 배열이 잘 일어나도록 러빙하는 제6단계(이때 러빙은 어떠한 전기 광학 효과를 이용하는가에 따라 결정된다. 이 방법에 따라 액정분자는 여러 가지의 배열을 하게 되는 것이다.), 상기 패턴 부분이외의 부분에 액정이 흘러나가지 않도록 실런트를 프린팅하는 제7단계, 전극을 형성하고 있는 상기 유리 기판 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위하여 스페이서를 도포하는 제8단계, 상기 유리 기판을 결합하고, 액정을 주입하며, 주입구를 에폭시로 막는 제9단계, 상기 유리 기판의 외표면에 편광판을 부착하는 제10단계,로 이루어져 원하는 액정 표시 소자가 만들어진다.

그러나, 상술한 바와 같이, 제조공정을 거쳐 만들어진 종래의 액정 표시 소자(10)는 제2전극(15)과 컬러필터(20)가 각각 다른층으로 되어 있기 때문에 공정이 복잡하였다. 배면판(18)위에 컬러필터(20)를 형성하고 그 위에 전극(15)을 형성해야하기 때문이다. 뿐만 아니라, 전면판(17)과 배면판(18)에 대향되게 설치된 제1전극(14) 및 제2전극(15)과 컬러필터(20)의 3개층을 정렬시키는데 어려움이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 공정이 단순화되어 만들어지며, 투과효율이 좋은 액정 표시 소자를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 액정 표시 소자의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2는 종래의 액정 표시 소자의 전극 제조 공정을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호 설명

20...액정 표시 소자 21...편광판

22...전면판 23...배면판

24...제1전극 25...제2전극

26...배향막 27...스페이서

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 액정이 주입되는 폐쇄공간을 형성하며 투명한 재질로 이루어진 전면판 및 배면판과, 상기 전면판과 배면판의 상호 대향되는 면에 각각 소정의 패턴으로 형성된 제1전극층 및 제2전극층과, 제1전극층과 제2전극층이 형성된 상기 전면판 및 배면판의 상면에 액정분자를 소정의 방향으로 배향시키기 위해 각각 형성된 배향막;을 구비하여 된 액정 표시 소자에 있어서,상기 제1전극층 및 제2전극층이 도전성 컬러필터인 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 일 실시예를 상세히 설명한다. 도 3는 본 발명에 따른 액정 표시 소자의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.

본 발명에 따른 액정 표시 소자(120)는 액정이 주입되는 패쇄공간을 형성하는 전면판(127)과 배면판(128)을 구비한다. 이 전면판(127)과 배면판(128)의 상호 대향되는 면에 각각 소정의 패턴으로 제1전극(124)과 제2전극(125)을 형성한다. 상기 제2전극(125)은 기판위에 패터닝된 안료를 도포하고, 이 컬러안료위에 도전성 입자를 분산시켜 만들어진다. 이 제2전극(125)은 도전성이 컬러필터이므로 전극과 컬러필터의 기능을 동시에 수행할 수 있다. 상기 제1전극(124)과 제2전극(125)이 형성된 상기 전면판(127) 및 배면판(128)의 상면에 배향막(129)을 형성하여 액정분자를 소정의 방향으로 배향시킨다.

상기 전면판(127)과 배면판(128)이 소정의 간격을 유지하도록 상기 전면판(127)과 배면판(128)사이에 시일제(130)를 도포하고, 이 전면판(127)과 배면판(128)의 가장자리에 열경화성수지인 에폭시에 의해 고정 설치되어 상기 제1전극(124)과 제2전극(125)에 다수의 리드핀을 설치하여 각각 소정의 전압을 인가하게 된다.

상술한 바와 같이 구성된 액정 표시 소자의 작용은 다음과 같다.

액정이 주입된 전면판과 배면판의 사이에 액정 분자 배열 상태가 상호 직교가 되도록 분자 배향을 함에 따라 액정분자의 장축이 전면판과 배면판사이에 연속적으로 직각으로 뒤틀린 배열이 형성된다. 전계를 인가하지 않은 경우에는 전면판의 외표면에 설치된 편광판을 통과한 빛은 액정분자의 뒤틀린 각도와 일치하여 직각으로 회전한다. 이 빛은 전면판의 외표면에 부착된 편광판과 직교하고 있는 배면판의 외표면에 설치된 편광판을 통과하게 되어 상이 밝게 보인다. 이에 반하여 두 전극 사이에 액정분자가 여기할 수 있는 일정 전압이상을 인가하면 액정분자는 분자 자체가 가지는 성질에 의해 전계방향으로 배열하게 된다. 따라서, 전면판에 부착된 편광판을 통과한 빛은 직교 상태에 있는 타편광판을 통과하지 못해 상이 어둡게 보인다. 이러한 현상에 의해 전압인가의 유무에 따라 명암의 상태를 나타낼 수 있기 때문에 원하는 영상을 표시할 수 있다.

상기한 액정 표시 소자에서 컬러화의 방법은 여러 가지가 있으나 본 발명에서는 그 중의 하나인 컬러필터를 사용하여 컬러화를 재현한다. 컬러필터의 제조방법은 안료로 착색한 기재를 기재상에 도포하여 패턴화하는 안료분산범, 인쇄법, 기판에 염색기재를 도포하고 포토마스크를 이용하여 노광하고 현상으로써 패턴을 얻는 염색범, 기판상의 도전막을 증착후 패너닝하여 이 도전막위에 전기영동적으로 착색층을 설치하는 전착법등 여러 가지가 있으나, 재료의 측면에서 크게 분류하여 보면 안료를 사용하는 것과 염료를 사용하는 것으로 대별된다. 이중 안료를 사용하는 컬러필터는 안료에 도전성입자 즉, 금속 분말 또는 도전성 유기물 등을 재료에 도전성입자를 분산시켜 칼라층을 형성시키는 방법이 있다.

도전성 입자를 선정할 때, 컬러를 잘 고려하면, 컬러필터의 컬러에 영향을 주지 않으면서 도전성을 얻을 수 있다. 이렇게하여 전극 겸용 컬러필터를 형성하면 전극재료를 코팅하고 패턴닝하는 이미지 공정이 줄어들어 포토레지스트공정, 노광공정, 현상공정, 에칭공정, 포토레지스트 스트립공정등이 필요없게 된다.

평탄성이 우수한 전사법 컬러필터 형성법에 있어서는 전사할 안료 필터쉬트(filter sheet)에 도전성물질을 분산시켜 놓으면 컬러안료와 더불어 도전성입자가 동시에 전사되어 동일한 결과를 얻을 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 액정 표시 소자는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 전극을 형성하는 공정이 필요없다.

상기한 액정 표시 소자는 컬러필터를 제작함에 있어서, 안료를 기판에 패턴닝하게 되는데, 컬러안료에 도전성 입자를 분산시켜 도전성이 있는 컬러필터를 도포하여 전극과 컬러필터의 기능을 동시에 수행할 수 있게 만들어져 전극을 형성하는 공정이 필요없게 되는 이점이 있다.

둘째, 제조단가가 낮아진다.

전극 재료를 코팅하는 스퍼터링(sputtering)공정, 패턴닝하는 이미지(image)공정이 줄어들어 포토레지스트(photo resist)공정, 노광공정, 현상공정, 에칭공정, 포토레지스트 스트립공정등이 필요없게 되어 제조단가를 줄일 수 있다.

셋째, 정렬(alignment)공정이 단순해진다.

상하면의 제1전극 및 제2전극과 컬러필터의 3개층의 정렬(alignment)이 한면의 전극과 한면의 전극겸 컬러필터만으로 정렬이 가능하므로 정렬하는 공정이 단순해진다.

넷째, 투과율이 향상된다.

전극층이 없어지고 컬러필터만으로 전극의 기능까지 하게 되므로, 투과율이 향상된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.

Claims (1)

1. 액정이 주입되는 폐쇄공간을 형성하며 투명한 재질로 이루어진 전면판 및 배면판과, 상기 전면판과 배면판의 상호 대향되는 면에 각각 소정의 패턴으로 형성된 제1전극층 및 제2전극층과, 제1전극층과 제2전극층이 형성된 상기 전면판 및 배면판의 상면에 액정분자를 소정의 방향으로 배향시키기 위해 각각 형성된 배향막;을 구비하여 된 액정 표시 소자에 있어서,

   상기 제1전극층 또는 제2전극층이 도전성 컬러필터인 것을 특징으로 하는 액정 표시 소자.