KR20010085445A - 액정표시소자 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 휨 및 왜곡 등의 변형이 거의 일어나지 않는 플라스틱 기판을 이용한 액정표시소자를 제공하는 데에 있다. 반사형 액정표시소자는 투광성 플라스틱 기판 및 반사층 부착 플라스틱 기판을 포함한다. 기판들은 스페이서 등에 의해 소정의 간격을 두고 일정하게 유지된다. 그 기판들 사이에 밀봉제에 의해 밀봉되는 액정층이 형성된다. 투광성 플라스틱 기판의 외측 표면에는 접착제를 갖는 편광판이 부착되고, 반사판 부착 플라스틱 기판의 외면에는 접착제를 갖는 폴리카보네이트 기판이 부착된다.
Description
본 발명은 플라스틱 기판을 이용한 액정표시소자에 관한 것이다.
액정 패널을 포함하는 액정표시소자의 대부분은 시계, 전자계산기, 텔레비젼, 개인 컴퓨터, 워드프로세서, 항공 장치, 계측기, 그 밖의 정보 기기 또는 이들의 단말 기기의 표시체로서 사용된다. 액정패널은 주로 유리기판으로 구성되어 있다. 또한, 액정패널의 배면 유리기판의 내측 표면에 반사층 및 칼라 필터 층이 형성되고, 정면 유리기판의 외측 표면에 1매의 편광판이 형성되는 방식의 반사형 액정표시소자가 실제 사용되고 있다.
최근에는, 박형화 및 경량화를 위해 유리기판 대신에 플라스틱 기판을 사용하여 상기 반사형 액정표시소자를 구성하는 것이 제안되었다. 이러한 플라스틱 기판을 사용한 표시장치는 액정패널의 정면에 1매의 편광판을 포함한다.
상술한 바와 같은 플라스틱 기판을 사용한 액정표시소자에서는 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 액정패널의 정면에 형성된 편광판이 온도 또는 습도의 변화에 의해 신축된다. 이는 액정표시소자에 휨 및 왜곡 등의 변형을 야기하고, 장치 전체가 프로펠러형 또는 불규칙한 형으로 변형된다. 따라서, 표시체로서 액정 표시소자의 성능에 지장이 생겨 장기적으로 안정한 플라스틱 표시체를 제공할 수 없다. 또, 편광판의 신축의 원인으로서는, 온도 및 습도의 변화에 의해서 연신된 필름인 편광필름이 연신축 방향으로 신축하는 것을 들 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 일본 공개특허공보 제8-54620호(1996) 공보에 개시된 종래 기술에서는, 한 쌍의 플라스틱 기판을 갖는 액정패널의 정면 또는 배면에 설치된 편광판의 표면에, 광학적 투명성이 높은 플라스틱 기판을 적층하여 일체화하는 방법이 제안되었다. 일본 공개특허공보 제11-305040호(1999) 공보에 개시된 종래 기술에서는 편광판에 자외선 경화 수지층을 형성하는 방법이 제안되었다.
그러나, 이들 일본 공개특허공보 제8-54620호 및 동 공개특허공보제11-305040호 공보에 개시된 방법이 적용되는 상기 반사형 액정표시소자는, 정면에만 편광판이 설치되는 비대칭 구조이기 때문에, 편광판의 휘어짐이 충분히 억제되지 않으므로 액정표시소자에 휨 및 왜곡이 생기는 문제를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태인 액정표시소자의 단면도.
도 2는 폴리카보네이트 기판이나 접착제를 포함하지 않는 액정표시소자의 단면도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태인 액정표시소자의 단면도.
[도면 부호의 설명]
1: 제1 플라스틱 기판 2: 제2 플라스틱 기판
3,13: 편광판 4: 반사층
5: 접착제 6: 밀봉제
7: 폴리카보네이트 기판 8: 액정층
9,10,11: 액정표시소자
본 발명의 목적은 휨 및 왜곡 등의 변형이 쉽게 일어나지 않는, 플라스틱 기판을 이용한 액정표시소자를 제공하는 데에 있다.
본 발명은, 투광성을 갖는 제1 플라스틱 기판, 반사층을 갖는 제2 플라스틱 기판, 제1 및 제2 플라스틱 기판 사이에 있는 액정층, 제1 투광성 플라스틱 기판의 외측표면에 형성된 편광판을 포함하고, 액정표시소자가 제2 플라스틱 기판의 외측표면에 형성된 제3 플라스틱 기판을 더 포함하는 액정표시소자를 제공한다.
액정표시소자의 일측, 특히 제1 플라스틱 기판의 외측표면에만 편광판이 제공되는 구조에서는, 이 편광판이 온도 및 습도의 변화에 의해서 신축함에 따라 액정표시소자가 변형될 우려가 있다. 그러나, 본 발명에서는, 이 편광판과 반대측의 표면, 요컨대 제2 플라스틱 기판의 외측표면에, 온도 및 습도의 변화에 의해서 신축하는 제3 플라스틱 기판이 제공되기 때문에, 온도 및 습도의 변화에 의해서 편광판이 신축될 때, 제2 플라스틱 기판 상의 제3 플라스틱 기판이 동일한 방식으로 신축되어 액정표시소자의 변형을 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의한 액정표시소자는 프로펠러 형으로 휘거나, 불규칙한형으로 왜곡되는 등의 변형이 일어나지 않고, 장기적으로 안심하고 조립하여 사용할 수 있다. 또, 온도 및 습도의 변화에 의해서 신축되는 제3 플라스틱 기판으로서는, 예를 들면 폴리카보네이트로 이루어진 연신된 플라스틱 기판, 또는 에폭시 수지로 이루어진 비연신된 플라스틱 기판 등이 이용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 온도 및 습도의 변화에 의해서 신축되는 제3 플라스틱 기판이 상기 반사층을 갖는 플라스틱 기판의 외측 표면에 제공된다. 편광판이 온도 및 습도 변화에 의해서 신축될 때, 제3 플라스틱 기판도 또한 신축된다. 이는 액정 표시소자의 변형을 억제한다. 그러므로, 본 발명의 액정표시소자는 온도 및 습도 변화에 의해 발생되는 휨 및 왜곡과 같은 변형을 크게 줄일 수 있고, 도 장기간 안정한 품질을 유지할 수 있는 구조를 갖는다.
또한 본 발명에서는 제3 플라스틱 기판이 연신된 필름을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 제2 플라스틱 기판에 형성된 제3플라스틱 기판은 연신된 필름을 포함한다. 그러므로, 제3 플라스틱 기판은 온도 및 습도의 변화에 의해서 연신축 방향으로 신축되므로, 액정표시소자의 변형을 억제할 수 있다. 또, 연신된 필름을 포함하는 플라스틱 기판의 예로는, 필름 단일체가 연신될 수 있는，이를 테면 폴리카보네이트(PC)로 이루어지는 플라스틱 기판, 및 연신된 필름, 예를 들면 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름을 적층한 기판 등이 있다.
본 발명에 따르면, 상제2 플라스틱 기판의 외측 표면에 형성된 제3 플라스틱 기판이 연신된 필름을 포함하기 때문에, 제3 플라스틱 기판은 온도 및 습도 변화에의해 쉽게 신축된다. 이는 액정표시소자의 변형을 억제한다.
본 발명에서는, 연신된 필름을 포함하는 제3 플라스틱 기판이 편광 필름을 포함하는 편광판인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 제3 플라스틱 기판은 편광 필름을 포함하는 편광판이다. 그러므로, 편광판은 제1 플라스틱 기판 상에 형성된 편광판이 신축됨에 따라 온도 및 습도의 변화에 의해 신축된다. 이는 액정표시소자의 변형을 억제한다.
또한 본 발명에서는, 연신된 필름의 연신축 방향이 제1 플라스틱 기판의 외측 표면에 형성된 편광판의 연신축 방향과 평행한 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서는, 연신된 필름의 연신축 방향이 제1 플라스틱 기판의 외측 표면에 형성된 편광판의 편광 필름의 연신축 방향과 평행한 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 상기 연신된 필름을 포함하는 제3 플라스틱 기판의 연신축 방향은 제1 플라스틱 기판에 형성된 편광판의 연신축 방향과 평행하다. 따라서, 제3 기판이 편광판과 동일한 방향으로 신축하므로 액정표시소자의 변형이 억제된다.
본 발명에 의하면, 편광판으로서 제3 플라스틱 기판의 연신축 방향은 제1 플라스틱 기판에 형성된 편광판의 연신축 방향과 평행하다. 따라서, 제3 기판이 온도 및 습도 변화에 의해서 제1 기판 상에 형성된 편광판과 동일한 방향으로 신축하므로 액정표시소자의 변형이 억제된다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 또다른 목적, 특성 및 장점을 상세히 설명한다.
[발명의 실시의 형태]
도1은 본 발명의 일 실시형태인 액정표시소자(9)를 나타내는 단면도이다. 액정표시소자(9)는, 투광성의 제1 플라스틱 기판(1) 및 반사층(4)을 갖는 제2 플라스틱 기판(2)을 포함한다. 기판(1,2)은 스페이서 등에 의해서 소정의 기판 간격을 두고 일정하게 유지되도록 서로 대향하고 있다. 액정층(8)이 그 기판(1,2) 사이에서 밀봉제(6)에 의해서 밀봉되어 있다. 그러므로, 액정표시소자(9)는 반사형이다.
액정표시소자(9)의 크기는 종횡의 길이가 82mm ×63mm, 즉 약 3.8 인치이다. 투광성 플라스틱 기판(1)은, 두께가 0.4 mm인 광학적으로 투명한 에폭시 기판으로 이루어진다. 반사층 부착 플라스틱 기판(2)은 두께가 0.4 mm인 광학적으로 투명한 에폭시 기판으로 이루어져 있다. 그 반사층 부착 플라스틱 기판(2)의 한쪽 표면에는 다음과 같은 방법으로 확산 반사층(4)이 부착된다. 수지층이 에폭시 기판의 한 면에 형성되고, 그 수지층의 표면에 요철을 형성한다. 그 위에, 알루미늄과 같은 반사성 금속을 증착함으로써 확산 반사층(4)을 완성시킨다. 반사층(4)은 반드시 확산 반사층일 필요는 없다. 투광성 플라스틱 기판으로서는 두계가 약 O.lmm∼1mm 인 폴리에테르술폰(PES)으로 보통 이루어지는 광학적 투명 기판이 사용된다.
투광성 플라스틱 기판(1)과 반사층 부착 플라스틱 기판(2)은, 반사층(4)이 투광성 플리스틱 기판(1)을 향한 내측에 위치하도록, 소정의 간격을 두고 밀봉제(6)에 의해 접합된다. 투광성 플라스틱 기판(1)의 외측 표면에는 접착제(5) 부착 편광판(3)이 부착되어 그 편광축이 액정표시소자(9)의 측면과 45°의 각도를이룬다. 이러한 편광판의 예로는 닛토오덴코주식회사제 EG1425DU가 있다. 반사층 부착 플라스틱 기판(2)의 외측 표면에는, 제3 플라스틱 기판으로서 접착제(5) 첨부 폴리카보네이트(PC) 기판(7)이 부착된다.
편광판(3)은 다음 방식으로 형성된다. 예를 들면, 폴리비닐알코올(PVA)과 같은 고분자 재료에 요오드 등을 흡착시켜 일정 방향으로 연신하여 편광필름을 형성한다. 이 편광필름의 양면에 셀룰로오즈 트리아세테이트 등의 광학적 투명기판을 접합시켜 일체화한 구조를 갖는다. 이와 같이, 편광판(3)은 연신된 필름을 갖기 때문에, 온도 또는 습도의 변화에 의해서 연신축 방향으로 신축되기 쉽다. 또한, 열가소성 재료인 폴리카보네이트로 이루어진 기판(7)은 온도 또는 습도의 변화에 의해서 신축되기 쉽다.
이와 같이 구성된 액정표시소자(9)의 내구시험에 관해서 설명한다. 그 과정은 다음과 같다. 우선, 액정표시소자(9)를 유리 평판 테이블에, 반사층 부착 플라스틱 기판(2)측의 폴리카보네이트 기판(7)을 밑에 두고, 좌우의 변형 및 커얼이 없고 평활한 것을 확인한다. 그 후, 온도 25 ℃ 및 습도 60%의 항온조에 액정표시소자(9)를 넣는다. 48시간 경과 후, 액정표시소자(9)를 항온조로부터 꺼내어, 다시 유리 평판 테디블에 폴리카보네이트 기판(7)이 밑으로 오도록 하고, 유리 평판으로부터 폴리카보네이트 기판(7)까지의 높이를 커얼의 양단에서 계측한다.
그 결과, 유리 평판의 테이블로부터 폴리카보네이트 기판(7)의 높이에 대한 실측치가 0.6 mm∼1 mm인데, 이는 커얼의 상태가 작다는 것을 나타낸다. 그러므로, 이 구조는 커얼 등의 변형이 일어나기 어렵다는 것이 실증되었다.
도2는 폴리카보네이트 기판(7)을 갖지 않는 액정표시소자(11)의 단면도이다. 액정표시소자(11)를 이용하여 상기와 동일한 내구시험을 하였다. 도2에 나타내는 액정표시소자(11)는, 폴리카보네이트 기판(7) 및 접착제(5)가 제공되지 않은 이외는, 도1에 나타내는 액정표시소자(9)와 동일한 구조를 갖는다. 그러므로, 일반 요소들은 동일한 부호를 나타내기 때문에, 그 설명을 생략한다.
액정표시소자(11)에 대하여, 동일한 내구시험을 한다. 우선, 액정표시소자(11)를 유리 평판 테이블에 반사층 부착 플라스틱 기판(2)이 밑에 오도록 하고, 좌우의 변형 및 커얼이 없고 평활한 것을 확인한다. 그 후, 온도 25 ℃ 및 습도 60%의 항온조에 액정표시소자(11)를 넣는다. 48시간 경과 후, 항온조로부터 액정표시소자(11)를 꺼내어 다시 상기 유리 평판 테이블에 반사층 부착 플라스틱 기판(2)이 밑에 오도록 한다. 유리 평판 테이블로부터 반사층 부착 플라스틱 기판(2)까지의 높이를 커얼의 양단에서 계측하였다.
그 결과, 유리 평판 테이블로부터 반사층 부착 플라스틱 기판(2)까지의 높이가 1 mm∼2 mm 이었는 데, 이는 액정표시소자가 크게 커얼되어 있다는 것을 나타낸다. 이는 온도 및 습도의 변화에 의해서, 편광판(3)의 편광필름이 신축하기 때문이다.
또한, 액정표시소자(9) 및 액정표시소자(11)의 시험결과를 비교하면, 반사층 부착 플라스틱 기판(2)의 외측 표면에 폴리카보네이트 기판(7)이 제공됨에 따라, 액정표시소자 전체의 변형을 억제할 수 있다는 것이 확인되었다. 또, 반사층 부착 플라스틱 기판(2)의 외측 표면에 형성된 제3 플라스틱 기판은 폴리카보네이트기판(7)에 한정되지 않고, 예를 들면 에폭시 기판이 사용될 수도 있다.
도3은 본 발명의 또 다른 실시형태인 액정표시소자(10)의 구조를 나타내는 단면도이다. 도1에 나타낸 액정표시소자(9)의 폴리카보네이트 기판(7) 대신에, 도3에 나타낸 액정표시소자(10)에서는 반사층 부착 플라스틱 기판(2)의 외측 표면에 편광판(13)이 첨부된다. 도3에서, 도1에 나타낸 액정표시소자(9)와 동일한 부분에에 대해서는 동일한 부호를 의미하므로 그 설명을 생략한다.
투광성 플라스틱 기판(1)의 외측 표면에는, 접착제(5) 첨부 편광판(3), 예를 들면 닛토오덴코 주식회사제 EG1425DU가, 그 편광축과 액정표시소자(10)의 측면과 45°의 각도를 이루도록 첨부된다.
또한, 반사층 부착 플라스틱 기판(2)의 외측 표면에는, 투광성 플라스틱 기판(1)의 외측에 부착된 접착제(5)를 갖는 편광판(3)과 동일한 구조를 갖는 접착제(5)첨부 편광판(13), 예를 들면 닛토오덴코 주식회사제 EG1425DU가 그 편광축이 편광판(3)의 편광축과 평행하게 되도록 첨부된다. 또, 편광판(13)은 편광을 목적으로 제공되는 것은 아니고, 편광판(3)에 의한 액정표시소자(10)의 변형을 억제하기 위해서 제공된다.
상기와 같이 구성되는 액정표시소자(10)에 대하여 내구성 시험을 한다. 우선, 유리 평판 테이블에 액정표시소자(10)를 반사층 부착 플라스틱 기판(2)의 편광판(13)을 밑으로 오게 하여 커얼 및 좌우의 변형이 없고 평활하다는 것을 확인한다. 그 후, 액정표시소자(10)를 온도 25℃ 및 습도 60%로 유지되는 항온조에 넣고, 48시간 경과 후, 액정표시소자(10)를 항온조에서 꺼내어 다시 유리 평판 테이블에반사층 부착 플라스틱 기판(2)의 편광판(13)이 밑으로 오도록 하고, 유리 평판으로부터 편광판(13)까지의 높이를 커얼의 양단에서 계측하였다.
그 결과, 유리평판 테이블로부터 편광판(13)까지의 높이의 실측치가 0.1 mm∼0.3 mm로 커얼의 상태가 적었다. 또한, 폴리카보네이트 기판(7)을 갖는 액정표시소자(9)의 실측치 및 폴리카보네이트 기판을 갖지 않는 액정표시소자(11)의 실측치를 액정표시소자(10)의 실측치와 비교하면, 액정표시소자(10)는 커얼의 상태가 지극히 작은 것으로 확인되었다.
이와 같이, 반사층 부착 플라스틱 기판(2) 상의 편광판(13)은 투광성 플라스틱 기판(1) 상의 편광판(3)과 동일한 구성을 갖고, 또한 연신축 방향이 편광판(3) 방향과 평행하도록 배열된다. 따라서, 온도 및 습도의 변화에 의해서 편광판(3)과 동일한 각도 및 동일한 방향으로 신축된다. 그러므로, 편광판(13)을 반사층 부착 플라스틱 기판(2)에 제공함으로써, 편광판(3)으로부터 액정표시소자(10)에 작용하는 응력이 없어지고, 그 결과 액정표시소자(10)의 변형을 억제할 수 있다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 특성을 벗어나지 않고 기타 특정 형태로 실시될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시예는 예증적으로만 주어지는 것이며 그에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 상기 설명보다는 첨부된 청구범위에 의해 나타내며, 청구범위의 균등 범위는 그에 포함된다.
본 발명에 의하면, 상기 연신된 필름을 포함하는 제3 플라스틱 기판의 연신축 방향은 투광성의 제1 플라스틱 기판에 제공되는 편광판의 연신축 방향과 평행하기 때문에, 온도 및 습도의 변화에 의해서 연신된 필름을 포함하는 플라스틱 기판은, 투광성 플라스틱 기판에 제공되는 편광판과 동일 방향으로 신축하므로 액정표시소자의 변형이 억제된다.
Claims (5)
- 투광성을 갖는 제1 플라스틱 기판, 반사층을 갖는 제2 플라스틱 기판, 제1 및 제2 플라스틱 기판 사이에 있는 액정층, 및 제1 플라스틱 기판의 외측 표면에 형성된 편광판을 포함하고, 제2 플라스틱 기판의 외측 표면에 형성된 제3 플라스틱 기판을 더 포함하는 액정표시소자.
- 제 1항에 있어서, 제3 플라스틱 기판이 연신된 필름을 포함하는 액정표시소자.
- 제 2항에 있어서, 연신된 필름을 포함하는 제3 플라스틱 기판이 편광필름을 포함하는 편광판인 액정표시소자.
- 제 2항에 있어서, 연신된 필름의 연신축 방향이 제1 플라스틱 기판의 외측 표면에 형성된 편광판의 연신축 방향과 평행인 액정표시소자.
- 제 3항에 있어서, 연신된 필름의 연신축 방향이 제1 플라스틱 기판의 외측 표면에 형성된 편광판의 편광 필름의 연신축 방향과 평행인 액정표시소자.
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