KR20020002515A - 고분자 분산형 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 콘트라스트비를 개선할 수 있는 고분자 분산형 액정 표시 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은, 일정 간격을 두고 대향되며, 각각 구동 전극을 구비하는 상,하부 기판; 상기 상하부 기판 사이에 개재되는 고분자 매트릭스층; 상기 고분자 매트릭스층내에 분산되며, 내부에 액정 분자들이 배열되어 있는 마이크로 액정 방울을 포함하며, 상기 액정 분자들이 배열되어 있는 마이크로 액정 방울내에 빛의 진행 방향에 따라 선택적으로 빛을 흡수 또는 통과하는 염색제가 배열되는 것을 특징으로 한다.

Description

고분자 분산형 액정 표시 장치{POLYMER DISPERSED LCD}
본 발명은 고분자 분산형 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 콘트라스트비가 개선된 고분자 분산형 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 고분자 분산형 액정 표시 장치는 한쌍의 투명한 기판 사이에, 투명한 액정 고분자 물질속에 네마틱(nematic) 액정이 마이크론 크기의 작은 물방울 형태로 둘러싸여 있는 고분자 매트릭스층이 개재되어 구성된다. 이러한 PDLC 소자는 편광판이 요구되지 않고, 유연성을 지니고 있어 제조가 용이하고, 휘도 특성이 우수하여 대형 표시 소자나 조광창 프로젝션 TV에 이용 가능하다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 고분자 분산형 액정 표시 장치를 나타낸 단면도로서, 이를 참조하여 종래의 고분자 분산형 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1a를 참조하여, 하부 기판(1)과 상부 기판(10)은 소정 거리를 두고 이격된다. 하부 기판(1)의 내측면에는 제 1 구동 전극(2)이 배치되고, 상부 기판(10)의 내측면에는 제 2 구동 전극(8)이 배치된다. 하부 기판(1)과 상부 기판(10) 사이에는 마이크로 액정 방울(microdroplet:5a)내에 네마틱 액정 분자(5b)들이 배열된 고분자 매트릭스층(5)이 개재된다.
이러한 구성을 갖는 고분자 분산형 액정 표시 장치는 다음과 같이 동작된다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 구동 전극(2,8) 사이에 전계가 형성되기 전에는 마이크로 액정 방울(5a)내의 액정 분자(5b)들은 배향막의 부재(不在)로 인하여, 랜덤하게 배열된다. 이에따라, 입사되는 빛이 고분자 매트릭스층(15)을 통과하면서 산란되어, 화면은 뿌연 우유빛을 띠게 된다.
한편, 도 1b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 구동 전극(2,8) 사이에 전계(E)가 형성되면, 마이크로 액정 방울(5a)내의 액정 분자(5b)들은 전계(E)와 그들의 장축이 평행해지도록 배열된다. 액정 분자(5b)들이 전계와 평행하도록 일률적으로 배열됨에 따라, 화면은 투명해진다.
그러나, 이러한 고분자 분산형 액정 표시 장치는 편광판과 같은 광학 수단이 구비되지 않음으로 인하여, 빛의 이용 효율 및 높은 응답 속도를 갖는 반면, 오프 상태 즉, 전계 인가전에 빛의 누설이 심하게 발생된다.
이로 인하여, 콘트라스트비가 매우 낮다는 고질적인 문제점을 갖는다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 콘트라스트비를 개선할 수 있는 고분자 분산형 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 고분자 분산형 액정 표시 장치의 단면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 고분자 분산형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도.
도 3은 본 발명의 염색제를 나타낸 도면.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
11 - 하부 기판 12 - 제 2 구동 전극
15 - 고분자 매트릭스층 15a - 마이크로 액정 방울
15b - 액정 분자 15c - 염색제
18 - 제 2 구동 전극 20 - 상부 전극
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 일정 간격을 두고 대향되며, 각각 구동 전극을 구비하는 상,하부 기판; 상기 상하부 기판 사이에 개재되는 고분자 매트릭스층; 상기 고분자 매트릭스층내에 분산되며, 내부에 액정 분자들이 배열되어 있는 마이크로 액정 방울을 포함하며, 상기 액정 분자들이 배열되어 있는 마이크로 액정 방울내에 빛의 진행 방향에 따라 선택적으로 빛을 흡수 또는 통과하는 염색제가 배열되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 염색제는 R,G,B를 표현하는 염료가 포함된 블랙 염색제인 것을 특징으로 한다.
(실시예)
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예를 설명하도록 한다.
첨부한 도면 도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 고분자 분산형 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 염색제를 나타낸 도면이다.
도 2a를 참조하여, 하부 기판(11)과 상부 기판(20)은 소정 거리를 두고 대향된다. 하부 기판(11)의 내측면에는 제 1 구동 전극(12)이 배치되고, 상부 기판(20)의 내측면에는 제 2 구동 전극(18)이 배치된다. 이때, 제 1 구동 전극(12) 및 제 2 구동 전극(18)은 액티브 매트릭스 형태 또는 패시브 형태(각 전극이 스트라이프 형태로 배열되면서 서로 교차되도록 배열되는 형태)로 배치할 수 있다. 하부 기판(11)과 상부 기판(20) 사이에는 마이크로 액정 방울(15a)내에 네마틱 액정 분자(5b) 및 염색제(15c)들이 배열된 고분자 매트릭스층(15)이 개재된다. 이러한 마이크로 액정 방울(15a)이 구비된 고분자 매트릭스층(15)은 광학적으로 등방성을 갖는 고분자 매트릭스에 네마틱 액정 분자(15b)와 염색제(15c)의 혼합물을 분산시킨후, 자외선등에 의하여 경화시켜서 형성된다. 이때, 염색제(15c)는 R(red), G(green) ,B(blue) 염료를 혼합하여 얻어진 블랙 염료로서, 네마틱 액정 분자(15b)와 마찬가지로 전계에 따라 배열되는 특성을 갖는다. 이러한 염색제(15c)는 빛을 흡수하는 축에 따라, P형과 N형으로 나뉜다. 즉, 염색제(15c)의 장축에서 빛이 흡수되면 P형이고, 단축에서 빛이 흡수되면 N형이다. 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 염색제(15c)의 장축 방향으로 진행하는 빛을 흡수하는 P형의 염색제가 사용된다.
이러한 구성을 갖는 고분자 분산형 액정 표시 장치는 다음과 같이 동작된다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 구동 전극(12,18) 사이에 전계가 형성되기 전에는 마이크로 액정 방울(15a)내의 액새 분자(15b) 및 염색제(15c)들은 각 액정 방울(15a)별로 랜덤하게 배열된다. 이에따라, 입사되는 빛은 고분자 매트릭스층(15)을 통과하면서 산란됨과 더불어, 염색제(15c)에 의하여 일부 흡수된다. 따라서, 화면은 빛이 염색제(15c)에 의하여 흡수되므로, 종래보다 훨씬 어두워진다.
그후, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 구동 전극(12,18) 사이에 전계(E)가 형성되면, 마이크로 액정 방울(15a)내의 액정 분자(15b)들 및 염색제(15c)는 전계(E)와 그들의 장축이 평행하도록 배열된다. 그러면, 입사되는 빛은 액정 분자(15b) 및 염색제(15c)들의 단축을 모두 통과하게 되어, 화면은 투명해진다.
이와같이, 고분자 분산형 액정 표시 장치에 있어서, 고분자 매트릭스층(15)에, 입사되는 빛의 진행 방향에 따라, 빛을 흡수 또는 통과시키는 염색제(15c)를 첨가시킨다. 이에따라, 전계 오프시, 입사되는 빛의 일부가 염색제(15c)에 의하여 흡수되어, 화면이 한층더 어두어진다. 따라서, 콘트라스트비가 개선된다.
아울러, 본 실시예의 고분자 분산형 액정 표시 장치는 반사판의 배치에 의하여 반사형 형태로 구성할 수 있다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 같이, 고분자 분산형 액정 표시 장치의 고분자 매트릭스층에, 네마틱 액정 분자 뿐만 아니라. 입사되는 빛의 진행 방향에 따라, 빛을 흡수 또는 통과시키는 염색제를 첨가시킨다. 이에따라, 전계 오프시, 입사되는 빛이 첨가된 염색제 의하여 흡수되어, 화면이 한층더 어두어진다. 따라서, 콘트라스트비가 개선된다.

Claims (5)

  1. 일정 간격을 두고 대향되며, 각각 구동 전극을 구비하는 상,하부 기판;
    상기 상하부 기판 사이에 개재되는 고분자 매트릭스층;
    상기 고분자 매트릭스층내에 분산되며, 내부에 액정 분자들이 배열되어 있는 마이크로 액정 방울을 포함하며,
    상기 액정 분자들이 배열되어 있는 마이크로 액정 방울내에 빛의 진행 방향에 따라 선택적으로 빛을 흡수 또는 통과하는 염색제가 배열되는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 염색제는 R,G,B를 표현하는 염료가 포함된 블랙 염색제인 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 염색제는 빛이 장축 방향으로 진행할때 흡수하는 P타입인 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 상하부 기판에 구비된 전극은 액티브 매트릭스 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 상하부 기판에 구비된 전극은 패시브 형태로 배열되는 것을 특징으로 하는 고분자 분산형 액정 표시 장치.
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