KR200353775Y1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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KR200353775Y1
KR200353775Y1 KR20-2004-0008484U KR20040008484U KR200353775Y1 KR 200353775 Y1 KR200353775 Y1 KR 200353775Y1 KR 20040008484 U KR20040008484 U KR 20040008484U KR 200353775 Y1 KR200353775 Y1 KR 200353775Y1
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최원희
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Abstract

본 고안은 액정 표시 장치를 개시한다. 개시된 본 고안의 액정 표시 장치는 서로 마주 보며 형성된 상부 및 하부 절연 기판과, 상기 상부 및 하부 절연 기판의 안쪽면에 형성되는 한개 이상의 투명전극과, 상기 투명 전극이 형성된 절연 기판의 안쪽에 형성되는 한개 이상의 배향막과, 상기 투명 전극 및 배향막이 형성된 상부 및 하부 절연기판의 안쪽에 형성되는 액정층과, 상기 투명 전극과 배향막 및 액정층이 형성된 상부 및 하부 절연 기판 내부에 형성되며, 상기 투명 전극과 배향막 및 액정층의 사이의 어느 한 영역에 형성되는 PDLC막을 포함한다. 본 고안에 따르면, PDLC막이 전압의 인가 유무에 따라 빛을 투과 및 산란 시키는 특성을 이용하여 콘트라스트 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

액정 표시 장치{Liquid Crystal Display}
본 고안은 액정 표시 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
PDLC(Polymer Dispered Liquid Crystal)막은 투명한 고분자 버블 속에 캡슐 혹은 비캡슐화된 액정을 사용하는데, 이들은 다시 투명한 전도체(conducting) 필름이 놓여진 플라스틱 층들로 둘러싸여 있다. 스위치 오프 상태가 되면 캡슐들은 액정 분자의 배향을 변화하지 않으며 화면은 불투명해지며, 전계를 인가하면 분자가배향되고 화면이 투명해진다.
고분자는 통상적으로 분자량이 큰 분자를 지칭하지만 보통의 분자와 명확한 경계가 있는 것이 아니라 물성이 급격히 변하는 분자량이 10,000(g/mol) 이상의 것을 말한다. 우리 주변에는 흔히 합성섬유나 플라스틱으로 불리는 많은 종류의 고분자 제품이 사용되고 있으며, 고분자 물질인 플라스틱이 가공하기 쉽고, 가볍고, 값이 싸기 때문이다. 그런데, 일반적으로 플라스틱은 강도가 약하고 전기 전도도와 열전도도가 낮은 부도체이다. 그러나, 많은 연구의 결과로 전기가 통하는 플라스틱, 투명한 전도체, 이차전지, 레이저 등으로 사용될 수 잇는 고분자가 개발되었다.
전기 전도성 고분자는 전자의 불포화된 결합(electron unsaturated bond)에 의해 그 전자학적 구조가 결정된다. 즉, 탄소의 결합에 관여하는 4개의 전자들중 3개만 분자결합에 관여하고 나머지 1개의 전자가 불포화 되어 파이(л) 에너지 띠를 형성하는 sp2 분자궤도를 갖는 것이 특징이다. 전기 전도성 고분자의 전기 전도성은 도핑 물질에 따라 절연체(insulator)에서 금속까지 전기 전도도의 범위가 매우 넓다.
액정 표시 장치(LCD, liquid crystal display)는 공통 전극과 색 필터 등이 형성되어 있는 상부 기판의 배향막과 박막 트랜지스터와 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 기판의 배향막 사이에 액정 물질을 주입하여 화소 전극과 공통 전극에 전압을 인가하여 전계를 형성함으로써 액정 분자들의 배열을 변경하고, 이를 통해 빛의 투과율을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1을 보면, 유리나 석영 등으로 만들어진 두 절연 기판(10, 20)이 서로 마주보고 있으며, 두 기판(10, 20)의 안쪽 면에는 도전 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 등의 투명 도전 물질로 이루어진 전극(11, 21) 및 수직 배향막(12, 22)이 차례로 형성되어 있다. 두 배향막(12, 22) 사이에는 음의 유전율 이방성을 가지는 액정 물질로 이루어진 액정층(100)이 끼어 있다. 여기서, 상기 액정층(100)은 배향막 처리 등을 통하여 전계가 인가되면 비틀리게 할 수도 있다. 각각의 기판(10, 20) 바깥면에는 액정층(100)을 통과하여 나오는 빛 및 액정층(100)으로 입사하는 빛을 편광시키는 편광판(13, 23)이 각각 부착되어 있다.
그러나, 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치는 콘트라스트 개선을 위해 편광판(Polarizer:POL) 및 리타데이션 필름(retardation film)을 사용하거나, 액정의 특성을 제조 사양에 따라 일부 수정 또는 다이(dye)를 섞음으로써 특성 개선을 수행하고 있지만 투과 및 차단시 착색제에 의한 광손실이 생겨 투과율이 떨어지는 트레이드 오프(trade off) 관계에 있다. 또한, 개선 범위가 극히 제한적이며 액정의 안정성에도 문제가 있을 수 있다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 콘트라스트 특성을 향상시킬 수 있는 액정 표시 소자를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1 은 종래의 기술에 따른 액정 표시 장치를 도시한 사시도.
도 2a 내지 도 2c는 본 고안의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
30, 40: 절연 기판 52, 54, 60: 투명전극
56: 배향막 58: 액정층
200: PDLC막
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은, 서로 마주 보며 형성된 상부 및 하부 절연 기판; 상기 상부 및 하부 절연 기판의 안쪽면에 형성되는 한개 이상의 투명전극; 상기 투명 전극이 형성된 절연 기판의 안쪽에 형성되는 한개 이상의 배향막; 상기 투명 전극 및 배향막이 형성된 상부 및 하부 절연기판의 안쪽에 형성되는 액정층; 상기 투명 전극과 배향막 및 액정층이 형성된 상부 및 하부 절연 기판 내부에 형성되며, 상기 투명 전극과 배향막 및 액정층의 사이의 어느 한 영역에 형성되는 PDLC막을 포함하는 액정 표시 장치를 제공한다.
여기서, 상기 PDLC막은 인가된 전압의 크기로 빛의 투과도를 조절한다. 또한, 상기 PDLC막은 전도성 고분자 화합물 중에서 폴리 이소 티아나프틴 (Polyisotheanaphthene) 또는 폴리 디 헥소시 이소 티아나프틴(poly(5,6-dihexoxyisothianaphthene): PDHITN)을 사용한다.
(실시예)
이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 고안에서 사용되는 고분자막에 대하여 자세히 설명하고자 한다. 상기 고분자막은 고분자 물질의 모체안에 미세한 액정방울들이 형성되어 외부에서 인가되는 전압에 반응하여 산란 또는 흡수의 형태로 정보를 표시할 수 있다.
상기 고분자막은 자외선이나 열에 의해서 경화되는 고분자 물질이 액정과 혼합되어 액정시편에 주입된다. 다음으로, 상기 액정시편에 열을 가하거나 자외선을 이용한 노광을 실시하면, 고분자 망에는 작은 액정방울들이 형성된다.
여기서, 상기 고분자막은 외부 전압이 가해지지 않은 상태에서 액정방울 내의 액정들이 임의의 방향으로 배열되고 빛은 불규칙하게 산란된다. 상기 산란은 액정의 실효 굴절률과 고분자의 굴절률이 서로 다르기 때문이다. 또한, 외부에서 전압이 인가되면 방울 내의 액정은 전압의 방향에 따라 배향한다. 그러므로 이러한 상태에서는 액정 분자들이 한 방향으로 정렬해서 빛이 투과되며 액정시편은 투명한 상태가 된다. 전술한 바와 같이, 고분자막은 빛이 산란되는 상태와 투과되는 두 가지 상태에서 구동되며, 본 고안은 상기 고분자막이 빛을 투과 및 산란 시키는 두 가지 모드를 이용한다.
도 2a 내지 도 2c는 본 고안의 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 유리나 석영 등으로 만들어진 상부 및 하부 절연 기판(30, 40)이 서로 마주보고 있으며, 두 기판(30, 40)의 안쪽 면에는 하부 기판 상으로 투명전극(52), PDLC막(200), 투명전극(54), 배향막(56), 액정층(58) 및 투명전극(60)이 차례로 형성된다.
여기서, 상기 투명 전극(52, 54, 60)은 도전 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 등의 투명 도전 물질로 이루어진다. 상기 액정층(58)은 유전율 이방성을 가지는 액정 물질로 이루어진다.
또한, 상기 PDLC막(200)은 고분자막으로써 전도성 고분자 화합물 중에서 폴리 이소 티아나프틴(Polyisotheanaphthene) 혹은 폴리 디헥소시이소 티아나프틴(poly(5,6-dihexoxyisothianaphthene): PDHITN) 등을 사용함이 바람직하다.
도 2b를 참조하면, 도 2a와 같이 상부 및 하부 절연 기판이 서로 마주보고 있으며, 두 기판의 안쪽 면에는 하부 기판 상으로 투명전극, 배향막, 액정층, 투명전극, PDLC막 및 투명전극이 차례로 적층된다.
도 2c를 참조하면, 상기 도 2a 및 도 2b와 같이 형성된 액정 표시 장치에서 PDLC막의 두가지 모드(mode), 즉, 산란 및 투과를 도시하였다.
A 영역에서와 같이, 전압을 인가하지 않은 오프(Off) 상황에서 PDLC막은 산란으로 인해 빛이 투과시키지 않으며, B 영역에서와 같이 전압을 인가하여 전계를 형성시키면 액정은 전계의 방향에 따라 배향한다. 이에 따라, 액정 분자들이 한 방향으로 정렬해서 빛이 투과된다. 여기서, 상기 상부 및 하부 기판(30, 40) 내부 면에 형성되는 배향막, 투명전극 및 액정층은 도시하지 않았다.
전술한 바와 같이, 본 고안의 액정 표시 장치는 상부 및 하부 절연기판이 마주보고 있으며, 상기 상부 및 하부 절연 기판의 내부에 적어도 하나이상의 투명전극, 적어도 하나이상의 배향막, 액정층 및 PDLC막이 형성된다. 여기서, 상기 투명전극, 배향막, 액정층 및 PDLC막은 필요에 따라 위치를 변경할 수 있으며, 특히 PDLC막은 투명전극과 쌍을 이루어 형성되거나 단독으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 PDLC막은 전압의 인가 유무에 따라 빛을 투과 및 산란시켜 콘트라스트 특성을 향상시키며, 통상의 액정 표시 소자에서 사용하는 편광판의 역할을 대신할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 고안에 따르면, PDLC막이 전압의 인가 유무에 따라 빛을 투과 및 산란 시키는 특성을 이용하여 콘트라스트 특성을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 고안을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 실용신안등록청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.

Claims (3)

  1. 서로 마주 보며 형성된 상부 및 하부 절연 기판;
    상기 상부 및 하부 절연 기판의 안쪽면에 형성되는 한개 이상의 투명전극;
    상기 투명 전극이 형성된 절연 기판의 안쪽에 형성되는 한개 이상의 배향막;
    상기 투명 전극 및 배향막이 형성된 상부 및 하부 절연기판의 안쪽에 형성되는 액정층;
    상기 투명 전극과 배향막 및 액정층이 형성된 상부 및 하부 절연 기판 내부에 형성되며, 상기 투명 전극과 배향막 및 액정층의 사이의 어느 한 영역에 형성되는 PDLC막을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  2. 제 1 항에 의하여, 상기 PDLC막은 인가된 전압의 크기로 빛의 투과도를 조절하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  3. 제 1 항에 의하여, 상기 PDLC막은 전도성 고분자 화합물 중에서 폴리 이소 티아나프틴(Polyisotheanaphthene) 또는 폴리 디헥소시이소 티아나프틴(poly(5,6-dihexoxyisothianaphthene): PDHITN)을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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