KR19980041099A - Color STN liquid crystal display with color filter removed - Google Patents

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KR19980041099A
KR19980041099A KR1019960060368A KR19960060368A KR19980041099A KR 19980041099 A KR19980041099 A KR 19980041099A KR 1019960060368 A KR1019960060368 A KR 1019960060368A KR 19960060368 A KR19960060368 A KR 19960060368A KR 19980041099 A KR19980041099 A KR 19980041099A
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신용환
김종영
문석준
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엄길용
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Abstract

본 발명은 칼라필터가 제거된 칼라 STN LCD에 관한 것으로서, 칼라 필터를 사용하지 않고, 셀갭(d)과 굴절율 이상성(Δn)을 R,G,B화소에 대응되는 부분에서 변화시키는 방법으로서, 홈을 형성하거나 균일한 분광특성을 가지는 적층막을 형성하여 d를 변화시키거나, 굴절율 이방성을 가지는 물질을 적층하여 Δn을 변화시키는 방법으로 칼라화를 실현하였으므로, R,G,B의 화소 색상이 변질되지 않아 색순도가 향상되고, 별도의 위상차판이 불필요하므로 제조 단가가 절감되며, 칼라필터의 형성에 따른 불량 발생이 방지되어 공정수율이 향상된다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color STN LCD from which a color filter has been removed, and is a method of changing a cell gap (d) and refractive index abnormality (Δn) at portions corresponding to R, G, and B pixels without using a color filter. Color is realized by changing d by forming a film having a uniform spectral characteristic or by forming a laminated film having uniform spectral characteristics, or by changing a Δn by stacking a material having refractive index anisotropy, so that the pixel colors of R, G, and B are not changed. As a result, color purity is improved, and a separate retardation plate is unnecessary, thereby reducing manufacturing cost, and preventing occurrence of defects due to the formation of a color filter, thereby improving process yield.

Description

칼라 필터가 제거된 칼라 STN 액정표시장치Color STN liquid crystal display with color filter removed

본 발명은 칼라필터가 제거된 칼라 STN 액정표시장치(Super Twisted Nematic Liquid Crystal Display; 이하 STN LCD라 칭함)에 관한 것으로서, 특히 칼라 LCD에서 별도의 칼라필터를 사용하지 않고 액정의 이방성 굴절율(Δn)과 셀갭(d)과의 관계식으로 LCD의 투과 파장(λ=d·Δn)이 표시되는 것을 이용하여 R.G.B 각각 화소에 대응되는 부분의 셀갭을 변화시켜 R.G.B 파장을 실현시켜 색순도를 향상시키고, 칼라필터를 사용하지 않아 제조단가를 절감할 수 있고, 칼라필터 형성에 따른 불량을 감소시킬 수 있는 칼라 LCD에 관한 것이다.The present invention relates to a color STN liquid crystal display (Super Twisted Nematic Liquid Crystal Display) (hereinafter referred to as STN LCD) in which a color filter has been removed. By using the relationship between the transmission wavelength (λ = d · Δn) of the LCD in relation to the cell gap d, the cell gap of each pixel corresponding to the RGB is changed to realize the RGB wavelength, thereby improving color purity, and color filter. The present invention relates to a color LCD which can reduce manufacturing cost by not using and reduce defects due to color filter formation.

평판표시장치(Flat Pannel Display)의 일종인 LCD는 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정(Liquid Crystal)에 전계를 인가하여 광학적 이방성을 변화시켜 얻어지는 명암의 차이로 화상을 얻는 장치로서, TN(Twisted Nematic), STN(Super TN), FLCD(Ferroelectric LCD), TFT LCD 등이 사용되고 있다.LCD, a type of flat panel display, is an apparatus that obtains an image with a difference in contrast obtained by changing an optical anisotropy by applying an electric field to a liquid crystal having both liquidity and optical properties of a crystal. Twisted Nematic (TN), Super TN (STN), Ferroelectric LCD (FLCD), and TFT LCD are used.

이러한 LCD는 종래 음극선관(Cathode Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고, 경박단소화가 용이하며 칼라화, 대형화 및 고정세화가 가능하여 차츰 사용 범위가 넓어지고 있다.Such LCDs have lower power consumption, easier thin and shorter sizes, and can be colored, larger, and more refined than conventional cathode ray tubes.

일반적으로 LCD는 투명한 상.하측 기판에 대향전극인 투명전극 패턴들을 형성하고, 상기 상.하측 기판을 일정간격을 갖도록 봉합하고, 그 사이의 셀갭에 액정을 밀봉한 형태로 형성된다.In general, LCDs are formed in a form in which transparent electrode patterns, which are opposite electrodes, are formed on transparent upper and lower substrates, the upper and lower substrates are sealed to have a predetermined interval, and a liquid crystal is sealed in a cell gap therebetween.

상기의 LCD는 액정구동시 바탕색과 액정 구동시의 화소색의 두가지 색상만으로 동작하며, LCD를 칼라화하기 위해서는 한쪽의 기판에 칼라필터를 형성하여야 한다.The LCD operates with only two colors, a background color when driving the liquid crystal and a pixel color when driving the liquid crystal. In order to colorize the LCD, a color filter must be formed on one substrate.

도 1은 종래 기술에 따른 칼라 LCD의 단면도로서, STN-LCD의 예이다.1 is a cross-sectional view of a color LCD according to the prior art, which is an example of an STN-LCD.

먼저, 하측 기판(10)상에 소정크기의 R,G,B 세화소가 규칙적으로 반복배열된 칼라필터(12)와 보호막(14)이 형성되어 있고, 상기 보호막(14)상에 투명전극패턴(16)과 배향막(18)이 순차적으로 형성되어 있다. 여기서 상기 칼라 필터(12)는 염료나 안료등을 사용하여 스크린 프린팅이나, 사진 식각 또는 염색법등의 방법으로 형성한다.First, a color filter 12 and a protective film 14 having a predetermined size of R, G, and B pixels regularly arranged on the lower substrate 10 are formed, and the transparent electrode pattern is formed on the protective film 14. (16) and the alignment film 18 are formed sequentially. Here, the color filter 12 is formed by a method such as screen printing, photolithography or dyeing using a dye or a pigment.

또한 상측 기판(20)상에도 투명전극 패턴(26)이 형성되어 있고, 상기 상.하측 기판(10),(20)이 실패턴(30)에 의해 일정간격 즉 셀갭을 유지하며 접합되어 있으며, 상기 셀갭에 액정(32)이 밀봉되어 있고, 상기 상.하측 기판(10),(20)에는 각각 편광판(34)과 위상차판(36)이 부착되어 있다. 여기서 상기 위상차판(36)은 상기 LCD의 바탕색을 제거하기 위한 것이다.In addition, a transparent electrode pattern 26 is formed on the upper substrate 20, and the upper and lower substrates 10 and 20 are joined by maintaining a predetermined interval, that is, a cell gap, by the failure turn 30. The liquid crystal 32 is sealed in the cell gap, and polarizing plates 34 and retardation plates 36 are attached to the upper and lower substrates 10 and 20, respectively. Here, the retardation plate 36 is for removing the background color of the LCD.

상기의 STN-LCD의 R.G.B 각화소별 파장에 대한 투과율은 도 2에 도시되어 있는 바와 같다.The transmittance of the STN-LCD with respect to the wavelength of each R.G.B pixel is as shown in FIG. 2.

상기와 같은 종래의 LCD는 칼라필터의 제조 공정이 복잡하여 수율이 떨어지고, LCD의 단가가 상승하며, 장시간 동작시 염료나 안료의 색이 변질되어 색순도가 떨어지는 문제점이 있다.The conventional LCD as described above has a problem in that the manufacturing process of the color filter is complicated, the yield is lowered, the unit cost of the LCD is increased, and the color of the dye or the pigment is deteriorated during a long time operation, thereby degrading the color purity.

또한 LCD를 통과한 광의 위상차를 보상하여 주는 위상차판을 별도로 부착하여야 하므로 제조단가가 상승하는 문제점이 있다.In addition, since the retardation plate for compensating the retardation of the light passing through the LCD must be separately attached, manufacturing cost increases.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 액정의 굴절율 이방성과 셀갭에 의해 투과 파장이 표시되는 성질을 이용하여 R.G.B 각각의 화소와 대응되는 부분의 셀갭을 변화시켜 칼라필터를 제거하고, LCD의 배경색을 없애기 위한 위상차판도 제거하였으므로, 칼리필터 형성에 따른 수율저하나 단가 상승 및 칼라필터의 변색에 의한 색순도 저하를 방지할 수 있는 칼라 LCD를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to change the cell gap of a portion corresponding to each pixel of RGB by using the refractive index anisotropy of the liquid crystal and the property of displaying the transmission wavelength by the cell gap. The present invention also provides a color LCD which can prevent a decrease in yield due to the formation of a kali filter and a decrease in color purity due to discoloration of the color filter since the phase difference plate for removing the background color of the LCD is also removed.

도 1은 종래 기술에 따른 칼라 STN 액정표시장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of a color STN liquid crystal display device according to the prior art.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 칼라 STN 액정표시장치의 단면도.2 is a cross-sectional view of a color STN liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;

도 3은 도 2에서 R.G.B에 대한 투과율의 그래프.3 is a graph of transmittance for R.G.B in FIG.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 칼라 STN 액정표시장치의 단면도.4 is a cross-sectional view of a color STN liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 칼라 STN 액정표시장치의 단면도.5 is a cross-sectional view of a color STN liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 칼라 STN 액정표시장치의 단면도.6 is a cross-sectional view of a color STN liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 칼라 STN 액정표시장치의 단면도.7 is a cross-sectional view of a color STN liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention;

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10:하측기판12:칼라필터10: lower substrate 12: color filter

14:보호막16,26:투명전극패턴14: protective film 16, 26: transparent electrode pattern

18,28:배향막20:상측기판18, 28: alignment film 20: upper substrate

30:실패턴32:액정30: real pattern 32: liquid crystal

34:편광판36:위상차판34: polarizing plate 36: phase difference plate

40:투명막42:투명막의 홈40: transparent film 42: groove of the transparent film

44:상측기판의 제1홈46:하측기판의 제2홈44: first groove of the upper substrate 46: second groove of the lower substrate

52:제1적층막 패턴54:제2적층막 패턴52: first laminated film pattern 54: second laminated film pattern

62,64,66:굴절율 이방성 적층막 패턴Refractive anisotropic laminated film pattern

λ123:R.G.B에 대응되는 파장 d:셀 갭λ 1 , λ 2 , λ 3 : wavelength d: cell gap corresponding to RGB

ΔN:액정의 굴절율 이방성ΔN: refractive index anisotropy of the liquid crystal

Δn1,Δn2,Δn3:굴절율 이방성 적층막 패턴의 굴절율 이방성Δn1, Δn2, Δn3: refractive index anisotropy in refractive index of the laminated film pattern

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 칼라 LCD의 특징은, 상.하측 기판의 사이에 액정이 밀봉되어 있는 칼라 LCD에 있어서, 상기 상.하측 기판의 R.G.B 각 화소에 대응되는 부분의 셀갭이 각각 d1,d2,d3가 되도록 상.하측 기판에 홈에 형성회되, 상측 기판에서 R.G 화소에 대응되는 부분에 형성되어 있는 제1홈과, 상기 하측기판에서 R화소와 대응되는 부분에 형성되어 있는 제2홈을 구비함에 있다.A feature of the color LCD according to the present invention for achieving the above object is, in the color LCD in which the liquid crystal is sealed between the upper and lower substrates, the cell gap of the portion corresponding to the RGB pixels of the upper and lower substrates Are formed in the grooves on the upper and lower substrates so as to be d1, d2, and d3, respectively, and are formed in the first grooves formed in the portion corresponding to the RG pixel in the upper substrate, and in the portions corresponding to the R pixels in the lower substrate. In the second groove.

본 발명에 따른 칼라 LCD의 다른 특징은, 상.하측 기판의 사이에 액정이 밀봉되어 있는 칼라 LCD에 있어서, 상기 상.하측 기판의 R.G.B 각화소에 대응되는 부분의 셀갭이 각각 d1,d2,d3가 되도록 상.하측 기판에 단차가 형성되되, 상기 상측기판에서 G.B화소와 대응되는 부분에 형성되어 있는 제1절연막 패턴과, 상기 하측 기판에서 B화소와 대응되는 부분에 형성되어 있는 제2절연막 패턴을 구비함에 있다.Another feature of the color LCD according to the present invention is a color LCD in which liquid crystal is sealed between upper and lower substrates, wherein cell gaps of portions corresponding to RGB pixels of the upper and lower substrates are respectively d1, d2, and d3. A step is formed in the upper and lower substrates so that the first insulating film pattern is formed in the portion corresponding to the GB pixel on the upper substrate, and the second insulating film pattern is formed in the portion corresponding to the B pixel in the lower substrate. In the provision.

이하, 본 발명에 따른 칼라필터가 제거된 칼라 STN LCD에 관하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a color STN LCD having a color filter removed according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 칼라 STN LCD의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a color STN LCD according to a first embodiment of the present invention.

먼저, 투명재질, 예를 들어 석영이나 유리 또는 플라스틱 재질의 상측 기판(20)상에 투명전극 패턴(26)과 배향막(28)이 형성되어 있고, 상기 상측기판(20)의 하부에는 실패턴(30)에 의해 하측기판(10)이 접합되어 있으며, 셀갭에는 굴절율 이방성이 Δn인 STN액정(32)이 밀봉되어 있고, 상기 상.하측 기판(10),(20)에는 각각 편광판((34)이 부착되어 있다. 이때 바탕색을 위한 위상차판은 설치되지 않을 수도 있다.First, a transparent electrode pattern 26 and an alignment layer 28 are formed on an upper substrate 20 made of a transparent material, for example, quartz, glass, or plastic, and a failure turn is formed on the lower side of the upper substrate 20. The lower substrate 10 is bonded to each other by 30. The STN liquid crystal 32 having refractive index anisotropy Δn is sealed in the cell gap, and the upper and lower substrates 10 and 20 are polarized plates 34, respectively. In this case, the phase difference plate for the background color may not be installed.

여기서 상기 하측기판(10)에는 칼라필터의 역할을 수행하는 투명막(40)패턴과 투명전극 패턴(16)과 배향막(18)이 형성되어 있는데, 상기 투명막(40)에는 각각 R.G.B와 대응되는 부분에서의 셀갭이 d1,d2,d3가 되는 홈(42)들이 형성되어 있으며, 상기 투명막(40)은 400∼700nm 정도 파장의 가시영역에서 되도록 투과율이 높아 휘도 저하가 적고, 분광투과 특성이 균일한 재료로서, 예를 들어 산화규소나 질화규소, 폴리이미드등으로서 유기 또는 무기중 어느 것이나 사용할 수 있고, 종류에 따라 스피너도포나 인쇄, 증착 또는 스퍼터링 등의 방법으로 형성한 후에 필요한 부분을 선택 제거하는 공정을 반복하여 형성하며, 투명전극으로 형성하면 별도의 절연막을 형성하여야 한다. 또한 각 홈(42)들 사이의 측벽에 블랙메트릭스가 되는 별도의 층을 형성할 수도 있다.Here, the lower substrate 10 has a transparent film 40 pattern, a transparent electrode pattern 16 and an alignment film 18 serving as a color filter. The transparent film 40 corresponds to RGB, respectively. Grooves 42 having cell gaps of d1, d2, and d3 in the portion are formed, and the transparent film 40 has a high transmittance so that the luminance is reduced so as to be in a visible region of about 400 to 700 nm, and the spectral transmission characteristics are low. As a uniform material, for example, silicon oxide, silicon nitride, polyimide, or the like can be used, either organic or inorganic, and depending on the type, after forming by spinner coating, printing, evaporation or sputtering, etc. Repeatedly formed process, if formed with a transparent electrode to form a separate insulating film. It is also possible to form a separate layer of black matrix on the sidewalls between the grooves 42.

상기에서 셀갭이 d1,d2,d3인 투명막(40)에 의해 R,G,B 각화소와 대응되는 파장 λ12및 λ3를 고려하여 다음의 식(Ⅰ),(Ⅱ),(Ⅲ)들로 결정된다.Considering the wavelengths λ 1 , λ 2 and λ 3 corresponding to the R, G, and B pixels by the transparent film 40 having the cell gap d1, d2, d3, the following equations (I), (II), Are determined by (III).

즉 λ1=d1·Δn ………(Ⅰ)Λ 1 = d 1 · Δ n. … … (Ⅰ)

λ2=d2·Δn ………(Ⅱ)λ 2 = d 2 Δn... … … (Ⅱ)

λ3=d3·Δn ………(Ⅲ)λ 3 = d 3 Δn... … … (Ⅲ)

로 결정되어 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 파장을 가진다. 따라서 별도의 칼라필터를 사용하지 않아도 되며, 색어긋남을 방지하기 위하여 종래에는 칼라필터를 하측기판에만 형성하였는데, 상기 투명막(40)은 상부 기판에 형성할 수도 있다.Has a wavelength as shown in FIG. Therefore, it is not necessary to use a separate color filter, and in order to prevent color shift, the color filter is conventionally formed only on the lower substrate, and the transparent film 40 may be formed on the upper substrate.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 칼라 STN LCN의 단면도로서, 상.하측 기판에 홈을 형성하여 셀갭을 조절한 경우의 예로서, 셀갭 이외의 다른 부분은 생략하였다.4 is a cross-sectional view of the color STN LCN according to the second embodiment of the present invention, in which grooves are formed in upper and lower substrates to adjust cell gaps, and portions other than the cell gaps are omitted.

먼저, R.G.B 각각에 대응되는 부분에서의 셀갭을 각각 d1,d2,d3라 할때, 셀갭 d3를 갖도록 상.하측 기판(10),(20)을 접합시키며, 상기 상.하측 기판(10),(20)에서 서로 중첩되는 제1 및 제2홈(44),(46)을 형성한다.First, when the cell gaps in the portions corresponding to the respective RGB are d1, d2 and d3, the upper and lower substrates 10 and 20 are bonded to have the cell gap d3, and the upper and lower substrates 10, At 20, first and second grooves 44 and 46 overlapping each other are formed.

여기서 상기 상측기판(10)에는 R와 G화소에 대응되는 부분에만 소정 깊이 d4가The upper substrate 10 has a predetermined depth d4 only at portions corresponding to the R and G pixels.

d3-d2=d4d3-d2 = d4

로 정의되는 제1홈(44)을 형성하고, 상기 하측기판(20)에는 R화소에 대응되는 부분에만 소정깊이 d5가A first groove 44 is defined, and the lower substrate 20 has a predetermined depth d5 only at a portion corresponding to the R pixel.

d5=d1-d3-d4d5 = d1-d3-d4

으로 정의되는 제2홈(46)을 형성하여, 상기 제1 및 제2홈(44),(46)들이 중첩되는 부분에서는 칼라필터의 R화소와 대응된다.A second groove 46 is defined as a portion, and the first and second grooves 44 and 46 correspond to the R pixel of the color filter at the overlapped portion.

상기의 칼라 STN LCD도 별도의 칼라필터 없이 칼라 STN LCD를 실현할 수 있다.The color STN LCD may also realize a color STN LCD without a separate color filter.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 칼라 STN LCD의 단면도로서, 상.하측 기판에 적층막을 형성하여 셀갭을 조절한 경우의 예로서, 셀갭 이외의 다른 부분은 생략하였다.FIG. 5 is a cross-sectional view of a color STN LCD according to a third embodiment of the present invention, in which a layer gap is formed on upper and lower substrates to adjust a cell gap, and other portions except for the cell gap are omitted.

먼저, R.G.B 각각에 대응되는 부분에서의 셀갭을 따라 d1,d2,d3라 할때, 셀갭 d1를 갖도록 상.하측 기판(10),(20)을 접합시키며, 상기 상.하측 기판(10),(20)에 서로 일부가 중첩되는 제1 및 제2적층막 패턴(52),(54)을 산화규소나 질화규소 또는 폴리이미드 등으로서 분광투과특성이 균일한 물질로 형성한다.First, when d1, d2, and d3 along cell gaps in respective portions corresponding to RGB, upper and lower substrates 10 and 20 are bonded to have a cell gap d1, and the upper and lower substrates 10, The first and second laminated film patterns 52 and 54 partially overlapping each other are formed of a material having uniform spectral transmission characteristics, such as silicon oxide, silicon nitride, polyimide, or the like, at (20).

여기서 상기 상측기판(10)에는 G와 B화소에 대응되는 부분에만 소정 두께 d6가The upper substrate 10 has a predetermined thickness d6 only at portions corresponding to G and B pixels.

d6=d1-d2d6 = d1-d2

로 정의되는 제1적층막 패턴(52)을 형성하고, 상기 하측기판(20)에는 B화소에 대응되는 부분에만 소정 두께 d7가A first laminated film pattern 52 is defined, and the lower substrate 20 has a predetermined thickness d7 only at a portion corresponding to the B pixel.

d7=d1-d3-d6으로 정의되는 제2적층막 패턴(54)을 형성하여, 상기 제1 및 제2적층막 패턴(52),(54)들이 중첩되는 부분에서는 칼라 필터의 B화소와 대응되며, 상기 제1 및 제2적층막 패턴(52),(54)은 앞에서의 투명막 재질로 형성한다.A second stacked film pattern 54 defined by d7 = d1-d3-d6 is formed to correspond to the B pixel of the color filter at the portion where the first and second stacked film patterns 52 and 54 overlap. The first and second laminated film patterns 52 and 54 are formed of the transparent film material described above.

상기의 칼라 STN LCD도 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 투과 특성을 얻을 수 있어, 별도의 칼라필터 없이 칼라 STN LCD를 실현할 수 있다.The above-mentioned color STN LCD can also obtain a transmission characteristic as shown in FIG. 2, and can realize a color STN LCD without a separate color filter.

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 칼라 STN LCD의 단면도로서, 상측 기판에 동일한 두께의 굴절율 이방성이 다른 물질로 적층막을 형성하여 파장을 조절한 경우의 예로서, 적층막 이외의 다른 부분은 생략하였다.6 is a cross-sectional view of a color STN LCD according to a fourth embodiment of the present invention, in which a wavelength is controlled by forming a laminated film of a material having different refractive index anisotropy of the same thickness on an upper substrate. Is omitted.

먼저, 셀갭 d8을 갖도록 상.하측 기판(10),(20)을 접합시키고, 셀갭에 Δn의 굴절율 이방성을 갖는 액정을 밀봉하벼, 상기 상측 기판(20)에 각각 R.G.B화소에 대응되는 부분에 두께 d9를 갖고 굴절율 이방성이 Δn1, Δn2,Δn3인 굴절율 이방성 적층막 패턴(62),(64),(66)을 형성하였다.First, upper and lower substrates 10 and 20 are bonded to each other to have a cell gap d8, and a liquid crystal having refractive index anisotropy of Δn is sealed in the cell gap, and the upper substrate 20 has a thickness corresponding to RGB pixels, respectively. The refractive index anisotropic laminated film patterns 62, 64, 66 were formed with d9 and refractive index anisotropy Δn1, Δn2, Δn3.

따라서 상기의 굴절율 이방성 적층막 패턴(62),(64),(66) 각각이 R,G,B에 대응되는 파장 λ123을 가지는 조건으로는Accordingly, the refractive index anisotropic laminated film patterns 62, 64, and 66 each have wavelengths λ 1 , λ 2 , λ 3 corresponding to R, G, B.

즉 λ1=d8·Δn+d9·Δn1 ………(Ⅳ)Λ 1 = d 8 DELTA n + d 9 DELTA n 1. … … (Ⅳ)

λ2=d8·Δn+d9·Δn2 ………(Ⅴ)λ 2 = d 8 Δn + d 9 Δn 2 . … … (Ⅴ)

λ3=d8·Δn+d9·Δn3 ………(Ⅵ)λ 3 = d 8 Δn + d 9 Δn 3 . … … (Ⅵ)

의 조건을 만족하면, 칼라 STN LCD를 실현할 수 있다.If the condition is satisfied, a color STN LCD can be realized.

도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 칼라 STN LCD의 단면도로서, 굴절율 이방성이 다르고 두께도 다른 적층막 패턴을 형성한 예로서, 적층막 이외의 다른 부분은 생략하였다.7 is a cross-sectional view of a color STN LCD according to a fifth embodiment of the present invention, in which a laminated film pattern having a different refractive index anisotropy and a different thickness is formed, and portions other than the laminated film are omitted.

먼저, R,G,B화소에 대한 두께와 굴절율 이방성이 다르게 형성된 칼라 필터를 상측 기판(20)에 형성하고, 그 상부에 하측 기판(10)을 접합시킨 후, 셀갭에 Δn의 굴절율 이방성을 갖는 액정을 밀봉한다. 여기서 상기 상측 기판(20)에 형성된 칼라 필터는 R.G.B 화소에 대응되는 부분에 대하여 두께 및 셀갭이 각각 d1과 d1,d2와 dm,d3와 dn을 갖고 굴절율 이방성이 Δn1, Δn2, Δn3인 굴절율 이방성 적층막 패턴(62),(64),(66)을 폴리이미드등과 같은 굴절이방성을 가지는 재질을 선택 사용하여 스크린 프린팅, 사진 식각 또는 염색법등의 방법으로 형성하였다.First, a color filter having a different thickness and refractive index anisotropy for R, G, and B pixels is formed on the upper substrate 20, and the lower substrate 10 is bonded to the upper substrate 20. Then, the cell gap has a refractive index anisotropy of Δn in the cell gap. Seal the liquid crystal. The color filter formed on the upper substrate 20 has a thickness and a cell gap of d1, d 1 , d 2 , dm, d 3, and dn, respectively, and have refractive index anisotropy of Δn 1, Δn 2, and Δn 3 with respect to a portion corresponding to an RGB pixel. The refractive index anisotropic laminated film patterns 62, 64 and 66 were formed by screen printing, photolithography or dyeing using a material having refractive anisotropy such as polyimide or the like.

따라서 상기의 굴절율 이방성 적층막 패턴(62),(64),(66) 각각이 R.G.B에 대응되는 파장 λ123을 가지는 조건으로는Therefore, as long as each of the refractive index anisotropic laminated film patterns 62, 64, and 66 has wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 corresponding to RGB,

즉 λ1=d1·Δn+d1·Δn1 ………(Ⅳ)Λ 1 = d 1 Δn + d 1 Δn 1 . … … (Ⅳ)

λ2=dm·Δn+d2·Δn2 ………(Ⅴ)λ 2 = dm Δn + d 2 Δn 2 . … … (Ⅴ)

λ3=dn·Δn+d3·Δn3 ………(Ⅵ)λ 3 = dn · Δn + d 3 · Δn 3 . … … (Ⅵ)

의 조건을 만족하면, 칼라 STN LCD를 별도의 위상차판 없이 실현할 수 있다.If the condition is satisfied, the color STN LCD can be realized without a separate phase difference plate.

또한 도시되어 있지는 않으나, 상기에서는 상측기판에만 칼라필터를 형성한 예를 들었으나, 이 경우에도 색 어긋남은 일어나지 않고, 하측기판에도 칼라필터를 형성할 수 있음은 물론이다.In addition, although not shown, the above example is a case in which the color filter is formed only on the upper substrate. In this case, color shift does not occur, and the color filter may be formed on the lower substrate.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 칼라필터가 제거된 칼라 STN LCD는 칼라필터를 사용하지 않고, 셀갭(d)과 굴절율 이방성(Δn)을 R,G,B화소와 대응되는 부분에서 변화시키는 방법으로서, 홈을 형성하거나 균일한 분광특성을 가지는 적층막을 형성하여 d를 변화시키거나, 굴절율 이방성을 가지는 물질을 적층하여 Δn을 변화시키는 방법으로 칼라화를 실현하였으므로, R,G,B의 화소 색상이 변질되지 않아 색순도가 향상되고, 별도의 위상차판이 불필요하므로 제조단가가 절감되며, 칼라필터의 형성에 따른 불량 발생이 방지되어 공정수율이 향상되는 이점이 있다.As described above, the color STN LCD from which the color filter is removed according to the present invention changes the cell gap d and the refractive index anisotropy Δn at portions corresponding to the R, G, and B pixels without using the color filter. As a method, colorization is realized by forming grooves or forming a laminated film having uniform spectral characteristics to change d or laminating a material having refractive index anisotropy to change Δn. Since color is not altered and color purity is improved, a separate retardation plate is unnecessary, manufacturing cost is reduced, and defects caused by the formation of a color filter are prevented, thereby improving process yield.

Claims (9)

상.하측 기판의 사이 굴절율 이방성이 Δn인 STN액정이 밀봉되어 있는 칼라 STN LCD에 있어서,In a color STN LCD in which an STN liquid crystal having refractive index anisotropy Δn is sealed between upper and lower substrates, 상기 상측 또는 하측 기판상에 적층되어 있으며, 균일한 분광특성을 가지며 R.G.B 화소와 대응되는 부분에서의 셀갭이 d1,d2,d3가 하기의 식에 의해 파장 λ12및 λ3이 정의되는 투명막을 구비하는 칼라 STN LCD.Stacked on the upper or lower substrate and having uniform spectral characteristics, the cell gaps at portions corresponding to the RGB pixels are d1, d2, d3 and the wavelengths λ 1 , λ 2 and λ 3 are defined by the following equation. Color STN LCD with a transparent film. 제1항에 있어서, 상기 상.하측 기판이 석영이나 유리 또는 플라스틱 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 STN LCD.The color STN LCD of claim 1, wherein the upper and lower substrates are formed of quartz, glass, or plastic. 제1항에 있어서, 상기 투명막이 산화규소, 질화규소, 폴리이미드 및 투명전극 물질 중 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 STN LCD.The color STN LCD of claim 1, wherein the transparent film is formed of one of silicon oxide, silicon nitride, polyimide, and a transparent electrode material. 제1항에 있어서, 상기 투명막을 스피너도포, 인쇄, 증착 또는 스퍼터링중 어느 하나의 방법으로 형성하고, 불필요한 부분을 선택 제거하는 공정을 반복하여 형성하는 것을 특징으로 하는 칼라 STN LCD.The color STN LCD according to claim 1, wherein the transparent film is formed by any one of spinner coating, printing, vapor deposition, or sputtering, and the process of selectively removing unnecessary portions is repeated. 상.하측 기판의 사이에 굴절율 이방성이 Δn인 STN 액정이 밀봉되어 있는 칼라 STN LCD에 있어서,In a color STN LCD in which an STN liquid crystal having refractive index anisotropy Δn is sealed between upper and lower substrates, 상기 상.하측 기판의 R.G.B 각 화소와 대응되는 부분의 셀갭이 각각 d1,d2,d3가 되도록 상.하측 기판에 홈에 형성되되, 상측기판에서 R.G 화소에 대응되는 부분에 깊이 d4로 형성되어 있는 제1홈과,Grooves are formed in the upper and lower substrates so that the cell gaps of the respective RGB pixels of the upper and lower substrates are d1, d2, and d3, respectively, and are formed at a depth d4 in the portions corresponding to the RG pixels on the upper substrate. The first groove, 상기 하측기판에서 R화소와 대응되는 부분에 형성되어 있는 깊이 d5의 제2홈을 구비하여 하기의 식에 의해 R.G.B에 대응되는 파장 λ12및 λ3이 결정되는 것을 특징으로 하는 칼라 STN LCD.A color STN having wavelengths λ 1 , λ 2, and λ 3 corresponding to RGB are determined by the following equation with a second groove having a depth d5 formed in a portion corresponding to the R pixel in the lower substrate. LCD. d4=d3-d2d4 = d3-d2 d5=d1-d3-d4d5 = d1-d3-d4 λ1=d1·Δnλ 1 = d 1 Δn λ2=d2·Δnλ 2 = d 2 Δn λ3=d3·Δnλ 3 = d 3 · Δn 상.하측 기판의 사이에 굴절율 이방성이 Δn인 STN 액정이 밀봉되어 있는 칼라 STN LCD에 있어서,In a color STN LCD in which an STN liquid crystal having refractive index anisotropy Δn is sealed between upper and lower substrates, 상기 상.하측 기판의 R.G.B 각 화소에 대응되는 부분의 셀갭이 각각 d1,d2,d3가 되도록 상.하측 기판에 단차가 형성되되, 상기 상측기판에서 G.B 화소에 대응되는 부분에 형성되어 있는 d4 두께의 제1적층막 패턴과,Steps are formed in the upper and lower substrates so that the cell gaps of the respective RGB pixels of the upper and lower substrates are d1, d2, and d3, respectively, and the d4 thickness is formed in the portions corresponding to the GB pixels on the upper substrate. The first laminated film pattern of, 상기 하측 기판에서 B화소와 대응되는 부분에 형성되어 있는 d5두께의 제2적층막 패턴을 구비하여 하기의 식에 의해 R.G.B에 대응되는 파장 λ12및 λ3이 결정되는 것을 특징으로 하는 칼라 STN LCD.And having a second stacked film pattern having a thickness of d5 formed in a portion corresponding to the B pixel in the lower substrate, wavelengths λ 1 , λ 2 and λ 3 corresponding to RGB are determined by the following equation. Color STN LCD. d4=d1-d2d4 = d1-d2 d5=d1-d3-d4d5 = d1-d3-d4 λ1=d1·Δnλ 1 = d 1 Δn λ2=d2·Δnλ 2 = d 2 Δn λ3=d3·Δnλ 3 = d 3 · Δn 상.하측 기판의 사이에 굴절율 이방성이 Δn이고 STN 액정이 셀갭이 d에 밀봉되어 있는 칼라 STN LCD에 있어서,In a color STN LCD in which the refractive index anisotropy is Δn between the upper and lower substrates, and the STN liquid crystal is sealed in the cell gap d, 상기 상측 또는 하측 기판에서 R,G,B 각화소에 대응되는 부분에 굴절율 이방성이 Δn1, Δn2, Δn3이고 두께가 dm인 굴절율 이방성 적층막 패턴을 구비하여 하기의 식에 의해 R.G.B에 대응되는 파장 λ12및 λ3이 결정되는 것을 특징으로 하는 칼라 STN LCDA wavelength λ corresponding to RGB in accordance with the following formula is provided with a refractive index anisotropic laminated film pattern having a refractive index anisotropy of Δn1, Δn2, Δn3 and a thickness of dm at a portion corresponding to each of the R, G, and B pixels on the upper or lower substrate. Color STN LCD characterized in that 1 , λ 2 and λ 3 are determined λ1=d·Δn+dm·Δn1λ 1 = dΔn + dmΔn1 λ2=d·Δn+dm·Δn2λ 2 = dΔn + dmΔn2 λ3=d·Δn+dm·Δn3λ 3 = dΔn + dmΔn3 제1항에 있어서, 상기 굴절율 이방성 적층막 패턴이 폴리이미드막인 것을 특징으로 하는 칼라 STN LCD.The color STN LCD according to claim 1, wherein the refractive anisotropic laminated film pattern is a polyimide film. 상.하측 기판의 사이에 굴절율 이방성이 Δn인 STN 액정이 밀봉되어 있는 칼라 STN LCD에 있어서,In a color STN LCD in which an STN liquid crystal having refractive index anisotropy Δn is sealed between upper and lower substrates, 상기 상측 또는 하측 기판에서 R.G.B 각 화소에 대응되는 부분에 두께 및 셀갭이 각각 d1과 dl, d2와 dm, d3와 dn을 갖고 굴절율 이방성이 Δn1, Δn2, Δn3인 굴절율 이방성 적층막 패턴을 구비하여 하기의 식에 의해 R.G.B 에 대응되는 파장 λ12및 λ3이 결정되는 것을 특징으로 하는 칼라 STN LCDRefractive anisotropic laminated film patterns having a thickness and a cell gap of d 1 and dl, d 2 and dm, d 3 and dn and refractive index anisotropy of Δn1, Δn2, and Δn3 on portions of the upper or lower substrate corresponding to each pixel of RGB A color STN LCD, characterized in that the wavelengths λ 1 , λ 2 and λ 3 corresponding to RGB are determined by the following equation. λ1=dl·Δn+d1·Δn1λ 1 = dl · Δn + d 1 · Δn1 λ2=dm·Δn+d2·Δn2λ 2 = dm.Δn + d 2 .Δn2 λ3=dn·Δn+d3·Δn3λ 3 = dn · Δn + d 3 · Δn3
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