KR20000075332A - 액정표시장치용 플라스틱 기판과 이를 포함하는 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

내열성을 향상시킨 액정표시장치용 플라스틱 기판과 이를 포함하는 액정표시장치로서, 플라스틱 기판은 기재 필름과, 상기한 기재 필름의 적어도 일면에 형성되는 내열성 향상 고분자막과, 상기한 내열성 향상 고분자막의 적어도 일면에 형성되는 보호막으로 이루어진다. 상기한 기재 필름은 일반적인 플라스틱 기판에 사용되는 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 폴리에테르 설폰(PES) 등으로 이루어지며, 상기한 내열성 향상 고분자막은 폴리아마이드-이미드(PAI)를 포함하는 이미드 계열 물질과, 폴리에테르-에테르-케톤(PEEK)를 포함하는 에테르케톤 계열 물질과, 퍼플루오로알콕시(PFA) 및 폴리페닐렌 설파이드(PPS) 등과 같이 상기한 기재 필름보다 내열성이 우수한 물질로 이루어진다.

이러한 내열성 향상 고분자막에 의해 플라스틱 기판의 내열 온도가 상승되어, 글래스 기판 공정에 용이하게 적용될 수 있으며, 배향제로 사용되는 폴리이미드의 이미드화율을 높여 액정표시장치의 표시 품위를 향상시킨다.

Description

액정표시장치용 플라스틱 기판과 이를 포함하는 액정표시장치{Plastic panel for liquid crystal display and the liquid crystal display having the same}

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 글래스 기판 공정에 용이하게 적용될 수 있도록 플라스틱 기판의 내열성을 효과적으로 향상시킨 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적인 액정표시장치는 투명한 한쌍의 기판에 도전막과, 절연막 및 배향막을 각각 형성하고, 상기한 도전막이 교차하도록 한쌍의 기판을 접합시킨 후, 이들 기판 사이의 내부 공간으로 액정을 주입하는 것으로 이루어진다.

상기한 기판은 주로 글래스 기판으로 이루어졌으나, 글래스 기판은 깨지기 쉬우며 무게가 많이 나가는 등, 포터블 표시장치에 불리한 단점이 있으므로, 글래스 기판 대용으로 플라스틱 기판이 도입되고 있다.

도 3은 일반적인 플라스틱 기판의 단면도로서, 플라스틱 기판(1)은 기재 필름(3)과, 상기한 기재 필름(3)의 양면 또는 일면에 형성되는 솔벤트 베리어(5) 및 가스 베리어(7)로 이루어진다. 그리고 이후 가스 베리어(7)의 표면으로 도전막과 절연막 및 배향막 등을 형성하여 액정표시장치의 최종 기판으로 사용된다.

상기한 기재 필름(3)은 주로 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 폴리에테르 설폰(PES) 등으로 이루어진다.

그리고 상기한 솔벤트 베리어(5)와 가스 베리어(7)는 유기 물질 또는 무기 물질로 이루어지며, 코팅 또는 스퍼터링의 방법으로 기재 필름(3)에 형성되는데, 솔벤트 베리어(5)는 습기 또는 유기용제로부터 기재 필름(3)을 보호하는 역할을 하며, 가스 베리어(7)는 산소와 공기를 포함하는 각종 가스 물질로부터 기재 필름(3)을 보호하는 역할을 한다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 일반적인 플라스틱 기판의 내열 온도는 PET의 경우 120℃, PC의 경우 150℃, PES의 경우 180℃ 이하이다. 따라서 일반적인 글래스 기판을 사용하는 액정표시장치의 공정 온도인 200℃ 이상의 고온에서는 플라스틱 기판이 변형되므로, 플라스틱 기판은 글래스 기판 공정에 적용되기 어려우며, 글래스 기판 공정에서 상용화된 여러 재료들, 특히 높은 경화 온도가 요구되는 배향제를 사용할 수 없게 된다.

따라서 일반적인 플라스틱 기판에 상기한 배향제를 사용하는 경우, 내열 온도가 낮은 플라스틱 기판을 보호하기 위한 저온 재료가 요구된다.

그러나 현수준에서는 저온 재료의 종류가 적고, 만족할만한 성능을 나타내지 않으며, 가격 또한 비싸다는 단점이 있다.

그리고 상기 배향제를 플라스틱 기판의 내열 온도에 맞게 낮은 온도에서 경화시키는 경우, 통상 폴리이미드로 이루어지는 배향제의 이미드화율이 떨어져 액정의 배향 상태를 나쁘게 하며, 이는 액정표시장치의 표시 품위를 저하시키는 주요한 원인으로 작용한다.

또한 내열성이 우수한 폴리이미드(PI) 등의 내열성 향상 고분자 물질을 기재 필름으로 사용하는 경우, 플라스틱 기판의 내열성을 효과적으로 향상시킬 수 있지만, 상기한 폴리이미드는 상기한 PC, PET, 또는 PES 등에 비해 대체적으로 고가이므로, 제조 비용을 상승시키게 된다.

특히, 플라스틱 기판을 글래스 기판 공정에 적용하려면 플라스틱 기판의 두께가 최소한 0.2 ㎜ 이상이어야 하므로, 기재 필름을 두껍게 할수록 원가 측면에서 더욱 불리해지는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 통상적인 플라스틱 기판에 사용되는 기재 필름을 사용하면서도 큰 원가 부담 없이 플라스틱 기판의 내열성을 효과적으로 향상시켜, 글래스 기판 공정에 용이하게 적용되며, 글래스 기판 공정에서 상용화된 재료를 사용할 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 의한 액정표시장치의 단면도.

도 2는 본 발명에 의한 플라스틱 기판의 단면도.

도 3은 종래 기술에 의한 플라스틱 기판의 단면도.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

기재 필름과, 상기한 기재 필름의 적어도 일면에 형성되는 내열성 향상 고분자막과, 상기한 내열성 향상 고분자막의 적어도 일면에 형성되는 보호막을 포함하는 액정표시장치용 플라스틱 기판을 제공한다.

또한 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

일정한 간격을 두고 대향 배치되는 한쌍의 플라스틱 기판과, 상기한 플라스틱 기판의 마주하는 안쪽 표면에 각각 형성되는 도전막과, 상기한 도전막의 표면에 형성되는 절연막과, 상기한 절연막의 표면에 형성되는 배향막과, 상기한 한쌍의 플라스틱 기판 사이의 내부 공간에 주입되는 액정을 포함하며,

상기한 플라스틱 기판은 기재 필름과, 상기한 기재 필름의 적어도 일면에 형성되는 내열성 향상 고분자막과, 상기한 내열성 향상 고분자막의 적어도 일면에 형성되는 보호막으로 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.

상기한 내열성 향상 고분자막은 폴리이미드와 폴리아마이드-이미드를 포함하는 이미드 계열 물질과, 폴리에테르-에테르-케톤을 포함하는 에테르케톤 계열 물질과, 퍼플루오로알콕시 및 폴리페닐렌 설파이드 등, 상기한 기재 필름보다 내열성이 우수한 물질로 이루어질 수 있다.

이와 같이 기존의 기재 필름 위에 내열성 향상 고분자막을 추가함으로써 플라스틱 기판의 내열성을 효과적으로 향상시켜, 글래스 기판 공정에 용이하게 적용될 수 있으며, 배향 성능을 향상시켜 액정표시장치의 표시 품위를 높일 수 있는 장점을 갖는다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 액정표시장치의 단면도이다.

도 1에서 도시하는 바와 같이, 액정표시장치는 투명한 한쌍의 플라스틱 기판(2)과, 이들 플라스틱 기판(2)의 마주하는 안쪽 표면에 각각 형성되는 도전막(4)과, 도전막(4)의 표면에 순차적으로 형성되는 절연막(6) 및 배향막(8)과, 이들 플라스틱 기판(2)을 일체로 밀봉시키는 시일재(10)와, 한쌍의 플라스틱 기판(2) 사이의 내부 공간에 주입되는 액정(12)을 포함한다.

상기한 도전막(4)은 일례로 스트라이프 패턴으로 형성되며, 한쌍의 플라스틱 기판(2)의 표면에서 서로 수직으로 교차하도록 배치되어 교차하는 부분이 각각의 화소를 형성하게 된다.

그리고 상기한 절연막(6)은 상, 하 도전막(4)을 절연시켜 표시장치 내부에서 쇼트가 일어나는 것을 방지하며, 상기한 배향막(8)은 도포 후 러빙 처리되어 액정(12)을 일정한 방향과 프리틸트각으로 배향시키는 역할을 한다.

이와 같은 구성의 액정표시장치는, 상기 도전막(4)에 각각의 펄스 신호를 인가하여 화소별로 액정(12)을 구동시킴으로써 소정의 영상을 표현하게 된다.

이 때, 액정(12)을 수납하며 영상 표현에 필요한 각종 막이 형성되는 플라스틱 기판(2)은 글래스 기판에 비해 가볍고, 깨지지 않으며, 충격에 강한 성질을 지니므로 포터블 표시장치에 더욱 적합한 장점을 갖는다.

또한 본 실시예에 의한 플라스틱 기판(2)은 내열성이 효과적으로 향상되어 액정(12)의 배향 성능을 높이며, 일반 글래스 기판을 사용하는 공정에 용이하게 적용될 수 있는 장점을 갖는데, 다음의 도 2를 참고하여 본 실시예에 의한 플라스틱 기판을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 플라스틱 기판의 단면도로서, 도시하는 바와 같이 플라스틱 기판(2)은 기재 필름(14)과, 상기한 기재 필름(14)의 양쪽 표면에 형성되는 내열성 향상 고분자막(16)과, 상기한 내열성 향상 고분자막(16)의 표면에 형성되는 보호막으로 이루어진다.

상기 기재 필름(14)은 일반적인 플라스틱 기판에 사용되는 것으로서, 일례로 PC, PET 또는 PES 등으로 이루어진다. 이러한 기재 필름(14)은 내열 온도가 통상적으로 각각 120℃, 150℃, 180℃ 이하이기 때문에, 본 실시예에 의한 플라스틱 기판(2)은 내열성 향상 고분자막(16)을 더욱 포함하여 플라스틱 기판(2)의 내열 온도를 효과적으로 향상시키게 된다.

보다 상세하게, 상기 내열성 향상 고분자막(16)은 내열 성능이 우수한 폴리이미드(PI;polyimide)와 폴리아마이드-이미드(PAI;polyamide-imide)를 포함하는 이미드 계열 물질로 이루어질 수 있다.

그리고 다른 실시예로서 폴리에테르-에테르-케톤(PEEK;poly ether-ether-ketone)을 포함하는 에테르케톤 계열 물질로 이루어질 수 있으며, 또한 내열 성능이 우수한 퍼플루오로알콕시(PFA;perfluoroalkoxy) 또는 폴리페닐렌 설파이드(PPS;polyphenylene sulfide) 등으로 이루어질 수 있다.

이러한 내열성 향상 고분자막(16)은 도시하는 바와 같이 기재 필름(14)의 양쪽 표면 모두에 형성되거나, 필요에 따라 기재 필름(14)의 한쪽 표면에만 형성될 수 있다.

그리고 상기 보호막은 기재 필름(14)과 내열성 향상 고분자막(16)을 습기로부터 보호하는 솔벤트 베리어(18) 및 산소나 공기 등의 가스 물질로부터 보호하는 가스 베리어(20) 등으로 이루어진다.

이와 같은 구성의 플라스틱 기판(2)은 다음과 같은 공정에 의해 제조될 수 있다.

먼저, 기재 필름(14)의 표면에 내열 성능이 좋으며 저온에서 경화될 수 있거나 자외선에서 경화될 수 있는 물질, 즉 폴리이미드와 같은 물질을 코팅하고, 이를 저온에서 경화시키거나 자외선에서 경화시켜 내열성 향상 고분자막(16)을 형성한다.

다른 실시예로서, 이미 경화된 내열성 향상 고분자막(16)을 접착제 등을 이용하여 기재 필름(14)의 표면에 접착시킬 수 있다.

그리고 상기한 내열성 향상 고분자막(16)의 표면에 코팅 또는 스퍼터링의 방법으로 공지의 솔벤트 베리어(18)와 가스 베리어(20)를 형성한다.

이와 같은 과정으로 제조되는 플라스틱 기판(2)은 이후 도전막(4)과 절연막(6) 및 배향막(8) 등이 순차적으로 형성되어 액정표시장치의 상, 하부 기판으로 완성된다.

여기서, 본 실시예에 의한 플라스틱 기판(2)은 상기한 내열성 향상 고분자막(16)에 의해 다음과 같은 장점을 갖는다.

첫째, 내열성 향상 고분자막은 자체의 뛰어난 내열 성능에 의해 플라스틱 기판의 내열 온도를 대략 200℃ 이상으로 상승시킨다.

이는 기재 필름으로 PET를 사용한 일반적인 플라스틱 기판의 경우, 내열 온도가 120℃ 부근인 반면, PET로 이루어지는 기재 필름 위에 폴리이미드로 이루어지는 내열성 향상 고분자막을 더욱 포함한 본 실시예에서는 플라스틱 기판의 내열 온도가 대략 200℃ 이상을 나타낸다.

둘째, 플라스틱 기판의 내열 온도 상승으로 인해, 기존 글래스 기판을 사용하는 액정표시장치의 제조 공정에 용이하게 적용될 수 있다.

따라서 플라스틱 기판을 위한 별도의 설비 없이도, 기존에 있는 제조 공정에 적용될 수 있으므로, 생산 설비 투자에 따른 원가 상승을 유발하지 않는다.

셋째, 기존 글래스 기판에서 상용화된 재료를 사용할 수 있으므로, 재료의 선택 범위가 보다 넓어진다.

특히, 액정배향제로 사용되는 폴리이미드의 경우, 플라스틱 기판의 높은 내열성으로 인하여 글래스 기판에서와 같이 높은 온도로 배향제를 경화시킬 수 있으며, 이에 따라 배향제의 이미화율을 높여 액정 배향성을 안정화시킬 수 있으므로, 액정표시장치의 표시 품위를 더욱 향상시킬 수 있다.

넷째, 큰 원가 상승을 유발하지 않는다.

이는 본 실시예에 의한 플라스틱 기판이 가격이 비교적 저렴한 기존의 기재 필름 위에 내열성 향상 고분자막을 형성하는 구조이므로, 기재 필름으로 폴리이미드와 같은 물질을 사용하는 경우에 비하여, 원가 상승을 유발하지 않으므로 원가 측면에서 더욱 유리하다.

이하의 실시예와 비교예에 의하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

폴리에틸렌테레프탈레이트는 100㎛ 두께의 일반 그레이드를 사용하였으며, 폴리에틸렌테레프탈레이트의 양면에 폴리이미드를 3㎛ 두께로 코팅하여 각 어닐링 온도에서 1시간씩 N₂가스 흐름하에서 실험을 하였다.

		실시예	비교예
어닐링온도(℃)	100℃	변화없음	변화없음
	120℃	변화없음	변화없음
	140℃	변화없음	뿌옇게 변화 시작
	160℃	변화없음	불투명한 정도 심화
	180℃	변화없음	더욱 불투명해짐깨지기 시작
	200℃	변화없음	더욱 불투명해짐깨짐 심화
	220℃	변화없음	깨짐 심화부서짐 시작
	240℃	깨짐	매우 불투명함매우 잘 부서짐

상기한 비교예는 폴리이미드 코팅이 안된 폴리에틸렌테레프탈레이트를 실험한 것으로서, 상기한 표 1에서와 같이, 비교예는 어닐링 온도 140℃ 부터 뿌옇게 변화하는 것을 시작으로 180℃ 부터 깨지기 시작하는 반면, 실시예는 어닐링 온도 220℃ 까지 상태에 변화가 없는 것으로 나타났다. 이로서 본 실시예가 비교예보다 우수한 내열성을 갖는 것으로 나타났다.

이 때, 플라스틱 기판은 폴리이미드를 더욱 두껍게 형성하거나 내열 온도가 높은 기재 필름을 사용하면 내열 온도를 대략 250∼350℃ 부근까지 향상시킬 수 있을 것으로 여겨진다.

이와 같이 본 발명에 의한 액정표시장치는 내열성 향상 고분자막에 의해 플라스틱 기판의 내열성을 효과적으로 향상시킬 수 있다. 이로서 플라스틱 기판은 기존 글래스 기판을 사용하는 액정표시장치의 제조 공정에 용이하게 적용되며, 글래스 기판 공정에서 상용화된 재료를 사용할 수 있고, 내열성이 좋으면서 가격적인 측면에서도 유리한 장점을 갖는다.

Claims (7)

1. 기재 필름과;

   상기한 기재 필름의 적어도 일면에 형성되는 내열성 향상 고분자막과;

   상기한 내열성 향상 고분자막의 적어도 일면에 형성되는 보호막을 포함하는 액정표시장치용 플라스틱 기판.
2. 제 1항에 있어서, 상기한 내열성 향상 고분자막의 재질은 폴리이미드(PI), 폴리아마이드-이미드(PAI), 폴리에테르-에테르-케톤(PEEK), 퍼플루오로알콕시(PFA), 폴리페닐렌 설파이드(PPS)로 이루어진 군에서 선택되는 액정표시장치용 플라스틱 기판.
3. 제 1항에 있어서, 상기한 내열성 향상 고분자막은 기재 필름에 코팅된 후 경화되는 것으로 이루어지는 액정표시장치용 플라스틱 기판.
4. 제 1항에 있어서, 상기한 내열성 향상 고분자막은 기재 필름에 접착되는 것으로 이루어지는 액정표시장치용 플라스틱 기판.
5. 제 1항에 있어서, 상기한 보호막은 솔벤트 베리어 및/또는 가스 베리어로 이루어지는 액정표시장치용 플라스틱 기판.
6. 일정한 간격을 두고 대향 배치되는 한쌍의 플라스틱 기판과;

   상기한 플라스틱 기판의 마주하는 안쪽 표면에 각각 형성되는 도전막과;

   상기한 도전막의 표면에 형성되는 절연막과;

   상기한 절연막의 표면에 형성되는 배향막과;

   상기한 한쌍의 플라스틱 기판 사이의 내부 공간에 주입되는 액정을 포함하며,

   상기한 플라스틱 기판은 기재 필름과;

   상기한 기재 필름의 적어도 일면에 형성되는 내열성 향상 고분자막과;

   상기한 내열성 향상 고분자막의 적어도 일면에 형성되는 보호막으로 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기한 플라스틱 기판의 내열성 향상 고분자막의 재질은 폴리이미드(PI), 폴리아마이드-이미드(PAI), 폴리에테르-에테르-케톤(PEEK), 퍼플루오로알콕시(PFA), 폴리페닐렌 설파이드(PPS)로 이루어진 군에서 선택되는 액정표시장치.