KR20040074496A - 고분자분산형 액정패널 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고분자분산형 액정패널 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 상하 한 쌍의 투명한 기판, 상기 상하 기판사이에 협지되는 고분자 액정층, 상기 기판과 고분자 액정층 사이의 투명 전극을 포함하는 고분자 분산형 액정 패널에 있어서, 상기 기판면에 대해 경사를 갖는 전계를 상기 고분자 액정층에 인가하기 위한 전압인가 수단을 구비함을 특징으로 한다.
따라서, 상기 전압인가 수단에 전계를 인가하면 상기 고분자 액정층이 전계를 따라 기판면에 경사지게 배열되어 폴링 타임(Falling time)을 줄일 수 있어 응답 속도가 향상되는 효과가 있다.

Description

고분자분산형 액정패널 및 그의 제조방법{Polymer Dispersed Liquid Crystal Panel and Method for the Same}
본 발명은 고분자분산형 액정패널 및 그의 제조방법에 관한 것으로 특히, 응답 속도를 향상시키기에 적합한 고분자분산형 액정패널 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
근래 고분자화합물(Polymer)과 액정조성물을 비상용(非常用) 상태로 분산시킨 고분자분산형 액정패널(Polymer Dispersed Liquid Crystal Panel : 이하, PDLC 패널이라 한다)이 주목되고 있다.
PDLC 패널을 산란모드를 표시에 이용하므로 편광판이 불필요하고 고휘도의 표시를 용이하게 얻을 수 있다는 장점이 있다. 또한, PDLC 패널은 액정과 고분자화합물(Polymer)의 굴절률 매칭을 이용하여 표시하는 것을 특징으로 한다.
PDLC 패널의 표시모드는 크게 2가지로 구분할 수 있는데, 하나는 전압무인가로 산란표시, 전압인가로 투명표시를 하는 노멀 모드(Normal Mode)이고, 다른 하나는 전압무인가로 투명표시, 전압인가로 산란표시를 하는 리버스 모드(Reverse Mode)이다.
그리고, 다이 도핑된(Dye Doped) PDLC 패널은 PDLC 패널의 일종으로, 통상의 PDLC 패널에 사용되는 액정이 액정분자로 이루어진 반면, 다이 도핑된 PDLC 패널에 사용되는 액정은 액정분자와 다이(Dye) 분자로 이루어진다.
다음에 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 PDLC 패널을 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 다이 도핑된 PDLC 패널을 나타낸 도면으로, 상하 한 쌍의 투명한 기판(10)(11)과, 기판(10)(11) 사이에 협지되는 고분자 액정층(12)과, 상기 기판(10)(11)과 고분자 액정층(12) 사이의 투명 전극(13)을 갖는다. 상기판(10) 및 하기판(11)으로는 예를 들어 유리기판을 이용한다.
상기 고분자 액정층(12)은 고분자 화합물(Polymer)(12a)과 액정(12b)으로 이루어지는 네트워크형 고분자분산형 액정층이다. 그리고, 상기 액정(12b)내에는 액정 분자(A)와 다이(Dye) 분자(B)가 분포한다.
도면에서는 배향 상태의 이해를 도모하기 위하여 편의상 액정(12b) 사이에서 공간이 존재하도록 나타내고 있지만, 실제로는 고분자 화합물(12a)을 제외한 공간 부분에는 모두 액정(12b)이 충전된 상태로 되어 있다.
다음에 상기 구성의 PDLC 패널 표시동작에 대하여 설명한다.
먼저, 상기 투명 전극(13) 사이에 전계를 가해지지 않을 때는 도 1에 도시된 바와 같이, 액정(12b)내에 분산되어 있는 액정 분자(A)와 다이 분자(B)에 의해 빛이 산란되거나 흡수되어 빛이 투과하지 못하여 산란표시 상태가 된다.
그러나, 상기 투명 전극(13) 사이에 전계가 가해지면 도 2에 도시된 바와 같이, 액정(12b)내의 액정 분자(A)와 다이 분자(B)들이 전계 방향으로 배열되기 때문에 빛의 산란 및 흡수가 일어나지 않고 액정패널에 입사된 빛이 대부분 투과되어 투명 표시상태가 된다.
이러한 특성을 갖는 PDLC 혹은 다이 도핑된 PDLC는 광 셔터(Shutter)로서 역할을 할 수 있기 때문에 디스플레이(Display)에 응용되고 있으며, PDP(Plasma Display Panel)와 같은 대형 디스플레이의 특성을 향상시키기 위해 사용되고 있다.
따라서, PDLC에 있어서는 응답 속도를 향상시키는 것이 무엇보다도 중요한 과제이다.
도 3은 종래 기술에 따른 PDLC 패널의 응답 속도 특성 그래프로, 외부에서 가해주는 전계의 세기에 따라서 응답 특성이 달라짐을 나타낸다.
즉, 라이징 타임(Rising Time)은 전계가 증가되면 감소되는 반면, 폴링 타임(Falling Time)은 전계가 증가함에 따라 증가되는 특성을 갖는다.
상기한 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 외부인가 전계를 증가시키면 라이징 타임(Rising Time)을 줄일 수 있지만, 폴링 타임(Falling Time)이 증가되므로 응답 속도를 향상시키기 어렵다.
둘째, 응답 속도 향상에 한계가 있으므로 동화상을 구현하는 디스플레이로의 사용이 어려울 뿐만 아니라 PDP등의 다른 디스플레이로의 응용도 불가능하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 응답 속도를 향상시킬 수 있는 고분자분산형 액정패널 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고분자분산형 액정패널은 상하 한 쌍의 투명한 기판, 상기 상하 기판 사이에 협지되는 고분자 액정층, 상기기판과 고분자 액정층 사이의 투명 전극을 포함하는 고분자 분산형 액정 패널에 있어서, 상기 기판면에 대해 경사를 갖는 전계를 상기 고분자 액정층에 인가하기 위한 전압인가 수단을 구비함을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 전압인가 수단은 상기 고분자 액정층이 협지된 상하 기판의 양표면에 위치하는 다수의 투명 전도막으로, 상기판에 결합된 부분과 하기판에 결합된 부분이 서로 오버랩되지 않도록 구성됨을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 전압인가 수단은 상기 상하 기판 사이에서 상기 투명 전극과는 절연막을 통해 절연되는 다수의 투명 전도막으로, 상기판에 결합된 부분과 하기판에 결합된 부분이 서로 오버랩되지 않도록 구성됨을 특징으로 한다.
보다 구체적으로, 상기 전압인가 수단에는 상기 투명 전극에 인가되었던 전원이 제거됨과 동시에 전원이 인가되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고분자분산형 액정패널의 제조방법은 상하 기판상에 각각 투명 전극을 형성하는 단계와, 상기 기판 사이에 상기 고분자 액정층을 협지시키는 단계와, 상기 기판의 양표면에 투명 전도막을 형성하는 단계와, 상기 상기판면과 하기판면에 잔류하는 부분이 서로 오버랩되지 않도록 상기 투명 전도막을 패터닝하여 전압인가 수단을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 고분자분산형 액정패널의 제조방법은 상하 기판상에 각각 제 1 투명 전극, 절연막, 투명 전도막을 차례로 형성하는 단계와, 상기 상기판과 하기판상에 잔류되는 부분이 서로 오버랩되지 않도록 상기 투명 전도막을 패터닝하여 전압인가 수단을 형성하는 단계와, 상기 상하 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 전압 무인가시 종래의 고분자 분산형 액정패널을 나타낸 도면이고,
도 2는 전압 인가시 종래의 고분자분산형 액정패널을 나타낸 도면이고,
도 3은 종래 기술에 따른 고분자분산형 액정패널의 응답 속도 특성 그래프이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고분자분산형 액정패널을 나타낸 도면이고,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 고분자분산형 액정패널 제조공정 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고분자분산형 액정패널을 나타낸 도면이고,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 고분자분산형 액정패널 제조공정 단면도이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호 설명**
40, 41 : 기판 42 : 고분자 액정층
43 : 제 1 투명 전극 44 : 제 2 투명 전극
45 : 절연막
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다이 도핑된 PDLC 패널을 나타낸 도면으로, 상하 한 쌍의 투명한 기판(40)(41), 기판(40)(41) 사이에 협지되는 고분자 액정층(42), 상기 기판(40)(41)과 고분자 액정층(42) 사이의 제 1 투명 전극(43), 상기 고분자 액정층(42)이 협지된 기판(40)(41) 표면상에 형성되며 상기판(40)상에 형성된 부분과 하기판(41)상에 형성된 부분이 서로 오버랩(Overlap)되지 않게 어긋나있는 제 2 투명 전극(44)으로 구성된다.
상기판(40) 및 하기판(41)으로는 예를 들어 유리기판을 이용한다.
상기 고분자 액정층(42)은 고분자 화합물(Polymer)(42a)과 액정(42b)으로 이루어지는 네트워크형 고분자분산형 액정층이며, 상기 액정(42b)내에는 액정 분자(A)와 다이(Dye) 분자(B)가 분포한다.
다음에 상기한 PDLC 패널 제조방법을 설명한다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 PDLC 패널의 제조공정 단면도로, 도 5a에 도시된 바와 같이 상기판(40)과 하기판(41)상에 각각 제 1 투명 전극(43)을 형성한 다음, 도 5b에 도시된 바와 같이 고분자 화합물(42a)과 액정(42b)이 혼합된 고분자 액정층(42)을 상기 두 기판(40)(41) 사이에 충전시키고 경화시킨다.
이어, 도 5c에 도시된 바와 같이 상기 고분자 액정층(42)이 협지된상기판(40)과 하기판(41)의 양표면에 투명 전도막(44a)을 형성하고 도 5d에 도시된 바와 같이 포토 및 식각 공정으로 상기 투명 전도막(44a)을 패터닝하여 상기 상기판(40) 표면에 남는 투명 전도막과 하기판(41) 표면에 남는 투명 전도막이 서로 오버랩되지 않도록 제 2 투명 전극(44)을 형성한다.
본 발명에서는 폴링(Falling)시에 상기 제 2 투명 전극(44)에 전계를 인가한다. 상기 제 2 투명 전극(44)에 전계가 인가되면 고분자 액정층(42)을 가로지르는 전기장(E-field)은 기판(40)(41)면에 대하여 비스듬하게 형성되게 된다.
따라서, 액정(42b)내의 액정 분자(A)와 다이 분자(B)가 전계 방향으로 비스듬하게 배열되기 때문에 폴링 타임(Falling Time)을 줄일 수 있게 된다.
다음에 본 발명의 제 2 실시예에 따른 PDLC 패널을 설명한다.
제 2 실시예에서는 상기 제 1 실시예에서보다 제 2 투명 전극(44)간 거리를 줄이어 폴링(Falling)시 상기 제 2 투명 전극(44)에 인가해야 하는 전압 크기를 줄일 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 PDLC 패널을 나타낸 도면으로, 상하 한 쌍의 투명한 기판(40)(41), 기판(40)(41) 사이에 협지되는 고분자 액정층(42), 기판(40)(41)과 고분자 액정층(42) 사이의 제 1 투명 전극(43), 상기 제 1 투명 전극(43)과 고분자 액정층(42) 사이의 절연막(45), 상기 고분자 액정층(42)에 접하는 절연막(45) 표면의 소정 부분에 형성되며 상기 상기판(40)에 결합된 부분과 하기판(41)에 결합된 부분이 서로 오버랩되지 않고 어긋나 있는 제 2 투명 전극(44)으로 구성된다.
그리고, 도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 PDLC 패널 제조방법을 나타낸 공정 단면도를 나타낸다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 상판(40)과 하판(41)상에 각각 제 1 투명 전극(43), 절연막(45), 투명 전도막(44a)을 차례로 형성한 다음, 도 7b에 도시된 바와 같이 포토 및 식각 공정으로 상기 투명 전도막(44a)을 선택적으로 패터닝하여 제 2 투명 전극(44)을 형성한다. 이때, 상기 패터닝 공정은 이후 상하 기판 합착 후 상기판(40)에 결합된 제 2 투명 전극(44)과 하기판(41)에 결합된 제 2 투명 전극(44)이 서로 오버랩되지 않고 어긋나게 될 수 있도록 실시한다.
이어, 도 7c에 도시된 바와 같이 고분자 화합물(42a)과 액정(42b)이 혼합된 고분자 액정층(42)을 상기 두 기판(40)(41) 사이에 충전시키고 경화시켜 본 발명의 제 2 실시예에 따른 PDLC 패널을 완성한다.
상기 제 1 실시예에서와 마찬가지 원리에 의하여 제 2 실시예에서도 폴링(Falling)시에 상기 제 2 투명 전극(44)에 전계를 인가함으로써 폴링 타임을 줄일 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 고분자분산형 액정패널 및 그의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 폴링 타임을 줄이어 응답 속도를 향상시킬 수 있다.
둘째, 응답 속도를 향상시킬 수 있으므로 동화상을 구현하는 디스플레이뿐만 아니라 PDP등 다른 디스플레이 디바이스 특성을 향상시키기 위한 광 셔터로의 사용이 가능해 진다.
셋째, 폴링시 제 2 투명 전극에 인가하는 전압 크기를 조절하면 응답 속도 조절이 가능하므로 PDLC 응용 범위를 확대할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (6)

  1. 상하 한 쌍의 투명한 기판, 상기 상하 기판 사이에 협지되는 고분자 액정층, 상기 기판과 고분자 액정층 사이의 투명 전극을 포함하는 고분자 분산형 액정 패널에 있어서,
    상기 기판면에 대해 경사를 갖는 전계를 상기 고분자 액정층에 인가하기 위한 전압인가 수단을 구비함을 특징으로 하는 고분자분산형 액정패널.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전압인가 수단은
    상기 고분자 액정층이 협지된 상하 기판의 양표면에 위치하는 다수의 투명 전도막으로, 상기판에 결합된 부분과 하기판에 결합된 부분이 서로 오버랩되지 않도록 구성됨을 특징으로 하는 고분자분산형 액정 패널.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전압인가 수단은
    상기 상하 기판 사이에서 상기 투명 전극과는 절연막을 통해 절연되는 다수의 투명 전도막으로, 상기판에 결합된 부분과 하기판에 결합된 부분이 서로 오버랩되지 않도록 구성됨을 특징으로 하는 고분자분산형 액정 패널
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전압인가 수단에는
    상기 투명 전극에 인가되었던 전원이 제거됨과 동시에 전원이 인가되는 것을 특징으로 하는 고분자분산형 액정패널.
  5. 상하 기판상에 각각 투명 전극을 형성하는 단계;
    상기 기판 사이에 상기 고분자 액정층을 협지시키는 단계;
    상기 기판의 양표면에 투명 전도막을 형성하는 단계;
    상기 상기판면과 하기판면에 잔류하는 부분이 서로 오버랩되지 않도록 상기 투명 전도막을 패터닝하여 전압인가 수단을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자분산형 액정패널의 제조방법.
  6. 상하 기판상에 각각 제 1 투명 전극, 절연막, 투명 전도막을 차례로 형성하는 단계;
    상기 상기판과 하기판상에 잔류되는 부분이 서로 오버랩되지 않도록 상기 투명 전도막을 패터닝하여 전압인가 수단을 형성하는 단계;
    상기 상하 기판을 합착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자분산형 액정패널의 제조방법.
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KR100880463B1 (ko) 2003-11-03 2009-01-28 엘지전자 주식회사 공기조화기의 전면 패널
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