KR19980041082A - 콘트라스트가 개선된 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘트라스트가 향상된 LCD에 관한 것으로서, 화소에 인가되는 전압에 따라 투과율이 LCD가 나타내는 최저 투과율(Voff)에서 최대 투과율(Von)까지 변화되므로, 전압이 인가되지 않아 0V일때의 투과율(T0)을 가지는 블랙 메트릭스를 최소 투과율을 가지도록 굴절률 이방성(Δn_B)을 갖는 물질로 형성하되, 상기의 값은 LCD화소의 투과율이 10%가 되는 전압(Vth)에서의 d·Δn_L값을 가지도록 하여 블랙 메트릭스 부분에서의 투과율이 최소치가 되도록 하였으므로, 화소에 대한 블랙 메트릭스의 투과율 차가 증가되어 휘도나 콘트라스트가 향상되고 칼라 LCD의 경우에는 색순도도 향상된다.

Description

콘트라스트가 개선된 액정표시장치

본 발명은 콘트라스트가 개선된 액정표시장치(Liquid Crytal Display; 이하 LCD라 칭함)에 관한 것으로서, 특히 화소 사이의 전압이 인가되지 않는 블랙 메트릭스 부분을 굴절률 이방성(Δn)을 갖는 물질로 형성하여 그 부분에서의 투과율을 화소 부분의 오프 전압(Voff)시에 나타나는 최소 투과율을 갖도록 하여 화소와의 콘트라스트 차를 증가시켜 화질이 향상되는 LCD에 관한 것이다.

평판표시장치(flat panel display)의 일종인 LCD는 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정의 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 장치로서, 종래 음극선관(Cathode Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고, 부피가 작으며, 대형화 및 고정세화가 가능하여 널리 사용되고 있다.

종래 반사형 LCD에 관하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 투명 상·하측기판 상에 투명 전극 패턴들을 형성하고, 상기 구조의 상·하 측기판상에 액정을 일정한 방향으로 배향시키기 위한 폴리이미드 재질의 배향막을 도포하고, 러빙하여 방향성을 갖도록 한다.

그 다음 상기 상측 또는 하측 기판 상에 실패턴을 형성하여 두 기판을 접합하고, 상기 상·하측 기판 사이의 셀갭에 액정을 채워 밀봉한 후, 상기 상측 기판에 위상차판 및 편광판을 부착하고, 하측 기판에는 편광판을 부착하여 LCD를 완성한다.

여기서 상기 하측기판에는 LCD의 칼라화를 위한 칼라 필터가 형성되는데, 상기의 칼라 필터는 하측기판 상에 일정 간격으로 블랙 메트릭스를 형성하고, 상기 블랙 매트릭스 사이의 기판에 감광성 염료나 안료 등을 사용하여 R,G, B 화소를 실프린트나 전면 도포후 사진 식각 등의 방법으로 형성한 후, 상기 구조의 전표면에 폴리이미드등의 재질로된 보호막을 형성하여 완성한다.

상기와 같은 종래 기술에 따른 LCD는 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 전압에 따른 투과율의 변화를 보이는데, 전압이 인가되는 화소 부분에서는 Voff일 때 최소 투과율 Toff을 보이고, Von전압일 때 작동 최대 투과율 Ton을 나타낸다. 그러나 전압이 인가되지 않는 블랙 메트릭스 부분은 광차단 물질, 예를 들어 크롬이나 에폭시 수지 또는 아크릴 수지 등으로 형성되는데, 이 부분에서는 0V일 때의 투과율 T0(Toff)을 나타내므로 화소의 투과율차(Ton-Toff)에 비해 동작 화소와의 투과율 차가 적어 휘도가 떨어지는 문제점이있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 블랙 매트릭스를 Δn을 갖는 물질로 형성하여 화소와의 투과율 차를 증가시켜 휘도를 향상시킬 수 있는 LCD를 제공함에 있다.

도 1은 일반적인 LCD의 인가 전압에 따른 투과율의 그래프.

도 2는 본 발명에 따른 LCD을 설명하기 위한 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10:기판12:화소

14;블랙 메트릭스

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LCD의 특징은, 투명 전극 패턴을 구비하는 상·하측 기판의 사이에 액정이 밀봉되어 있으며, 화소들의 사이에 블랙 메트릭스가 형성되어 있는 LCD에 있어서, 상기 상측 또는 하측 기판에서 화소가 아닌 부분에 형성되어 있는 블랙 메트릭스를 굴절률 이방성을 갖는 물질로 형성하되, 블랙 매트릭스에서의 광투과율을 화소 부분의 Voff시의 투과율이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 콘트라스트가 향상된 LCD에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 LCD를 설명하기 위한 개략도로서, 블랙 메트릭스가 형성되어 있는 기판을 도시한 예이다.

본 발명에 따른 LCD는 투명 재질, 예를 들어 석영이나 유리 또는 플라스틱 등의 재질로된 상측 또는 하측 기판(10)에서 화소(12)로 예정되지 않은 부분에 블랙 메트릭스(14)가 형성되어 있는데, 상기 블랙 매트릭스(14)는 굴절률 이방성(Δn_B)을 갖는 물질, 예를 들어 폴리이미드나 고분자막등으로 형성된다.

여기서 상기 LCD의 전압에 따른 투과율은 도 1에 도시되어 있듯이 전압이 인가되지 않을 때(V=0)에는 일정 값(T0)을 갖고서 전압이 증가함에 따라 Voff 전압에서의 투과율 Toff까지 감소하였다가 동작 전압(Von)에서 Ton의 투과율을 갖고 그후 일정값을 갖게 되도록 셀갭 d와 액정의 굴절률 이방성(Δn_L)의 곱 d·Δn_L이 조절된다.

따라서 화소(12)에서는 최저 투과율(Voff)에서 최대 투과율(Von)까지 변화되므로, 전극에 없어 전압이 인가되지 않는 상기 블랙 메트릭스(14)는 Δn_B을 조절하여 Voff정도의 투과율을 갖도록 할 수 있으며, 이때의 Δn_B값은 LCD화소(12)의 투과율이 10%사가 되는 전압(Vth)에서의 d·Δn_L값을 가지도록 Δn_B값을 조정하고, 오차는 ±10% 이하로 하면, 블랙 메트릭스(14)의 투과율이 최소치가 되어 휘도나 콘트라스트가 향상된다.

상기에서는 흑백 LCD를 예로 들었으나, 칼라 LC의 경우에는 색순도도 향상된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 LCD는 화소에 인가되는 전압에 따라 투과율이 LCD가 나타내는 최저 투과율(Voff)에서 최대 투과율(Von)까지 변화되므로, 전압이 인가되지 않아 0V일 때의 투과율(T0)을 가지는 블랙 메트릭스를 최소 투과율을 가지도록 굴절률 이방성(Δn_B)을 갖는 물질로 형성하되, 상기의 값은 LCD화소의 투과율이 10%가 되는 전압(Vth)에서의 d·Δn_L값을 가지도록 하여 블랙 메트릭스 부분에서의 투과율이 최소치가 되도록 하였으므로, 화소에 대한 블랙 메트릭스의 투과율 차가 증가되어 휘도나 콘트라스트가 향상되고, 칼라 LCD의 경우에는 색순도도 향상되는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 투명 전극 패턴을 구비하는 상·하측 기판의 사이에 액정이 밀봉되어 있으며, 화소들의 사이에 블랙 메트릭스가 형성되어 있는 LCD에 있어서,

   상기 상측 또는 하측 기판에서 화소가 아닌 부분에 형성되어 있는 블랙 메트릭스를 굴절률 이방성을 갖는 물질로 형성하되, 블랙 매트릭스에서의 광투과율을 화소 부분의 Voff시의 투과율이 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LCD.
2. 제1항에 있어서, 상기 블랙 메트릭스를 폴리이미드나 고분자막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 LCD.
3. 제1항에 있어서, 상기 블랙 메트릭스의 굴절율 이방성(Δn_B)을 LCD 화소의 투과율이 10%가 되는 전압(Vth)에서의 d·Δn_L값을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 LCD.
4. 제3항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스의 굴절률 이방성(Δn_B)의 오차가 ±10% 이하인 것을 특징으로 하는 LCD.