KR100296873B1 - 액정표시장치와그제조방법 - Google Patents

Abstract

액정표시장치(LCD:Liquid Cristal Display)에 관한 것으로서, 액정의 복굴절성으로 인하여 LCD의 시야각이 좁고 시인성이 타 평판 디스플레이에 비해 뒤떨어지는 문제점을, 평행하게 배치 대향된 상·하면 그라스기판의 내부로 적층 형성되는 각각의 ITO전극 및 배향막과, 상기 그라스기판 내부 사이에 배치되는 스페이서와, 이러한 액정셀에 주입되는 액정과, 상기 그라스기판 외부면으로 부착 마련되는 편광판 및 위상차 필름을 포함하여 이루어지는 액정표시장치에 있어서, 상기 상면 그라스기판과 이에 대응하는 편광판 사이에, 상기 액정표시장치의 시야각 확대와 더불어 시인성을 향상시킬 수 있는 시야각 확대층을 마련하여, 표시 화상에 대한 시야각을 확대하고 LCD의 시인성을 향상시켜, 표시 품질이 우수한 제품을 생산할 수 있는 LCD 제조장치와 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

액정표시장치와 그 제조방법

제1도는 본 발명에 의한 시야각 확대층이 마련된 액정표시장치의 일실시예를 나타내는 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 시야각 확대층을 도시한 평면도.

제3도는 본 발명의 일실시예 의한 액정표시장치의 제조방법을 도시한 측단면도.

제4도는 본 발명에 의한 일실시예의 시야각 확대층 작용상태를 도시한 단면도.

제5도는 본 발명에 의한 다른 실시예의 시야각 확대층 작용상태를 도시한 단면도.

제6도는 종래의 액정표시장치 일례를 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 상면 그라스기판 20 : 시야각 확대층

40 : 금속막

[산업상의 이용 분야]

본 발명은 액정표시장치(LCD:Liquid Cristal Display, 이하 LCD라 칭함)와 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LCD의 상면 그라스기판사에 금속막으로 이루어지는 시야각 확대층을 마련함으로써, 액정의 복굴절성으로 인한 LCD의 좁은 시야각을 확대할 뿐만 아니라 시인성을 향상시켜 제품의 표시 품질을 높일 수 있는 LCD 제조장치와 그 제조방법에 관한 것이다.

[종래의 기술]

일반적으로, 평판 디스플레이 종류의 하나인 LCD라 함은, 통상 2매의 도전성 판재를 평행하게 배치하고, 그 사이에 유전이방성을 갖는 액정을 주입하여, 외부로부터 인가되는 전압변화에 의해 상기한 액정의 광반사 성질이 달라지는 것을 이용, 소정의 문자나 숫자 또는 기타 임의의 화상을 표시하는 것을 알려져 있다.

그리고, 상기 LCD는 그 특성면에서 저소비전력·저전압구동·박형·경량등의 점을 가져, 랩 톱 컴퓨터(Lap Top Computer)나 포켓 컴퓨터(Pocket Computer)의 표시외에 차량 적재용, 칼라 TV 화상용으로서 그 사용도가 급속하게 확대되고 있는 실정이다.

이러한, 상기 LCD의 개략적인 구조는, 2매의 그라스기판을 서로 대향시키고, 그 사이에 일정 간격을 유지하도록 스페이서를 삽입하여 내부공간을 형성한 후, 이 공간에 상기한 액정이 주입되는 구조로 이루어지게 되는 바, 이를 첨부한 도면을 참고로 해서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제6도는 공지된 LCD의 구조를 나타내는 단면도로서, 도시된 바와 같이 평행하게 배치된 투명한 2매의 상·하부 그라스기판(30, 31)의 내측 대향면에는 커먼전극 또는 세그먼트 전극을 형성하는 각각의 ITO(Induim Tin Oxide) 투명도전막(32, 33)이 형성됨과 아울러, 액정의 유전이방성을 한정하는 배향막(34)이 적충되어 있다.

한편, 상기한 2매의 그라스기판(30, 31)은, 통상의 실링재인 실란트(35)가 액정의 주입구(미도시)를 제외한 주변부에 도포 및 소결되어 액정셀이 형성된다.

이 액정셀의 내측에는 상기 상·하부 그라스기판(30, 31) 사이의 셀 갭을 일정하게 유지하기 위하여 스페이서(36)가 내재된다.

이에, 액정이 상기 주입구를 통해 상기 액정셀의 내부로 주입된 다음, 상기 액정 주입구가 밀봉되고, 상기 상·하부 그라스기판(30, 31)의 외측면에는 편광판(37)이 부착된다.

더불어, 상기 상부 그라스기판(30)과 상기 편광판(37) 사이에는 상기 LCD에서 발생하는 표시색 착색문제를 보상하기 위해 위상차 필름(38)이 개재된다.

이와 같이 이루어지는 종래의 LCD의 작용은, 먼저, 상기 상·하부 그라스기판(30, 31)의 내측 대향면에 형성된 상기 투명도전막(32, 33)에 전류가 인가되어 그 사이에 전계가 형성되면, 그 내부에 수용된 액정이 유전이방성에 의해 상기 배향막(34)이 설정된 방향으로 뒤틀려서 외부의 빛을 분자배열 방향으로 굴절시키게 된다.

그 결과, 액정의 디스플레이 영역에서 뒤틀린 액정이 존재하는 부분, 즉, 커먼전극과 세그먼트전극이 교차하여 이루는 셀이 타 셀에 대하여 빛을 투과하게 됨으로써, 소정의 화상을 표시하게 된다.

이러한, 상기 LCD의 제조방법을 각 공정을 통해 간략적으로 알아보면 다음과 같다.

우선, 그라스기판에 감광제를 도포 및 노광시켜, 그라스기판에 원하는 투명도전막을 형성하는 이미지(Image)공정과, 이 이미지 공정을 통해 투명전도막이 형성된 그라스기판 위에 배향막을 도포하고 액정을 배열할 수 있도록 막을 처리하는 배향막 처리공정을 거친다.

그 다음으로, 가스킷을 형성하여 액정을 주입할 수 있도록 에폭시(Epoxy) 계통의 접착제를 프린트하는 프린트공정과, 상·하부 그라스기판 사이의 셀갭을 일정하게 유지하기 위하여 스페이서를 형성하는 스페이서 코팅공정을 실행한다.

다음에는, 프린트된 2매의 그라스기판을 패턴이 어긋나지 않도록 접합시켜주는 어셈블리공정과, 이 어셈블리가 끝난 그라스기판을 절단하여 다수개의 액정셀로 분리해 내는 절단공정과, 절단되어 분리된 액정셀내에 액정을 주입한 후, 주입구를 봉합시켜 주는 액정주입공정과, 봉압이 완료된 제품의 특성을 검사하기 위하여 육안 검사 및 전기적 특성 검사를 실시하는 검사공정과, 검사가 끝난 제품의 전후면에 편광판 및 위상차 필름을 부착하고 전극 패드(pad)부에 인쇄회로기판(PCB)을 부착하는 모듈 공정으로 제품이 완성된다.

[발명이 해결하려고 하는 문제점]

이처럼, 상기한 구성과 방법을 통해 이루어지는 LCD는, 다른 평판 디스플레이들의 소자 자체 특성이 발광형임에 비해, 일정한 광원을 통하여 빛을 받음으로써 표시가 가능한 수광형으로 이루어진다.

그렇기 때문에, 상기 LCD는, 사용자가 정면에서 보게 되면 표시 인식이 비교적 용이하나, 좌·우측면이나 소정의 각으로 기울여 보게 되면, 상기 액정의 자체 특성인 복굴절성 때문에 시야각이 좁아져, 타 평판 디스플레이보다 시인성이 뒤떨어지는 고질적인 난점을 지니고 있다.

이를 개선하기 위하여, 액정의 복굴절성에 따른 LCD의 지속적인 연구 검토와 함께, 시야각 확대용 평광판을 LCD에 마련하는 방안이 제시되고는 있으나, 이에 따른 가격이 너무 높고 그 효과 또한 그다지 크지 않아, 상기한 문제점을 해결하기는 근본적으로 어려움이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같이 종래의 LCD가 안고 있는 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 액정의 복굴절성에 의한 LCD의 좁은 시야각을 확대하고 시인성을 높힘으로써, 표시 품질을 향상시킬 수 있는 액정표시장치와 그 제조방법을 제공하는데 그 목적을 둔다.

[문제점을 해결하기 위한 수단]

이에, 본 발명은 상기 목적을 실현하기 위하여, 평행하게 대향 배치된 상·하면 그라스기판의 내부에 적층 형성되는 각각의 ITO전극 및 배향막과, 상기 그라스기판 내부 사이에 배치되는 스페이서와, 이러한 액정셀에 주입되는 액정과, 상기그라스기판 외부면으로 부착 마련되는 편광판 및 위상차 필름을 포함하여 이루어지는 액정 표시장치에 있어서, 상기 상면 그라스기판과 이에 대응하는 편광판 사이에, 상기 액정 표시장치의 시야각 확대와 더불어, 시인성을 향상시킬 수 있는 시야각 확대층이 형성된 액정 표시장치를 제공한다.

이 때, 시야각 확대층은 점 배치되어 형성된 금속막으로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 시야각 확대층은 상이한 크기로 이루어지는 상·하면과, 이 상·하면 둘레로 이어지는 경사측면부가 마련된 사다리꼴 형상의 사각기둥으로 형성됨을 특징으로 한다.

다른 한편으로, 시야각 확대층은 상기와 바와 같이 이루어짐에 있어서, 상기 경사측면부에 톱니 모양이 이루어져 형성됨을 특징으로 한다.

상기한 금속막을, Cr 혹은 Ni 혹은 Al중의 하나로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 ITO전극이 형성된 글라스기판의 외면으로 금속막을 코팅하는 공정과; 상기 금속막위로 감광제를 도포하고 소정의 마스크를 개재하여 노광시키는 공정과; 상기 감광제를 현상하여 소정의 패턴을 형성하고 경화하는 공정과; 상기 금속막을 에칭하고 상기 감광제를 벗겨내는 스트립공정을 포함하여 이루어지는 액정 표시장치의 제조방법을 제공한다.

이때, 상기 감광제를 코팅하고 노광 공정을 2회 실시함을 특징으로 한다.

상기한 금속막의 코팅은, 600~2,000Å 두께로 이루어짐을 특징으로 한다.

[작용]

이와 같이 이루어지는 본 발명의 LCD는, 시야각 확대층이 백 라이트(Back Light)등의 광원으로 부터 투여된 입사광의 반사 및 산란을, 보다 잘되게 하여 고품질의 화상을 재현하게 한다.

즉, 상면 그라스기판을 통과한 후, 위상차 필름에서 반사되어 편광판으로 통과하지 못하는 일부 입사광이, 시야각 확대층의 측면부에서 재반사되어 편광판으로 투입됨으로써, 종래에 비해 시야각이 넓게 된다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면과 함께 본 발명에 의한 액정표시장치와 그 제조방법의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 LCD로서, 본 발명에 따른 시야각 확대층이 마련된 상태를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 LCD는, 평행하게 배치 형성된 상·하면 그라스기판(1, 2) 내측으로 각각의 ITO 투명전극(3, 4)과 배향막(5, 6)이 적층되고, 그 내부 사이에는 상기 상·하면 그라스기판(1, 2) 사이의 간격을 일정하게 유지시키도록 스페이서(7)가 산포되며, 상기 상·하면 그라스기판(1, 2)의 테두리에는 실링재(8)가 도포 및 소결되어서 액정셀을 형성한다.

또한, 상기 상·하면 그라스기판(1, 2) 사이의 공간에는 액정이 주입되고, 상기 상·하면 그라스기판(1, 2)의 외측면에는 각각의 편광판(9, 10)이 부착되며, 상기 상면 그라스기판(1)과 상기 상측 편광판(10) 사이에는 위상차 필름(11)이 마련된다.

여기에, 상기 상면 그라스기판(1)의 상단으로 LCD의 시야각의 확대가 가능하도록 시야각 확대층(20)이 형성되는 바, 이 시야각 확대층(20)은 도면을 통해 알 수 있듯이 그 단면이 사다리꼴형으로 이루어지는 금속막으로 마련된다.

다시 말해, 상기 시야각 확대층(20)은 상이한 크기로 이루어지는 상·하측면(201, 202)과 이 상·하측면(201, 202) 둘레로 이어지는 경사측면부(203)를 구비한다.

한편, 본 발명에 따른 시야각 확대층(20)은 다른 실시예로, 제5도에 도시된 바와 같이 상기 경사측면부(203)를 톱니 모양으로 이루어지는 형상으로도 마련될 수 있다.

이러한, 상기 시야각 확대층(20)은, Cr, Ni, Al등으로 준비되어 상기 상면 그라스기판(1) 상에 격자 형식으로 이뤄진 상태로 보이게 되나, 실상은 상기한 시야각 확대층(20)의 하측면(202)이, 상기 ITO투명전극(3, 4) 즉, 세그먼트 전극과 커먼 전극이 교차되어 패턴이 없는 부분에 해당하는, 상기 상면 그라스기판(1)에 부착되어 점 배치된 상태를 이룬다.(제2도 참조)

이와 같이 이루어지는 본 발명의 LCD 제조방법을 첨부한 도면 제3도(a)내지 (e)를 따라 설명하면 다음과 같다.

우선, 제3도 (a)에 도시된 바와 같이, ITO 투명전극(3, 4)이 소정의 패턴으로 형성된 그라스기판(1, 2)상에, 본 발명의 시야각 확대층(20) 설치를 위한 금속막(40)(예를 들어 Cr, Ni, Al등)이 코팅된다.

이때, 상기한 금속막(40)은 공지된 스퍼터링(Sputterring)법이나, 이비임 이베퍼레이터(E-beam evaporating)법 등으로 600~2,000Å 두께로 코팅된다.

그 다음 공정은, 상기 ITO 투명전극(3, 4)을 사진식각법으로 패턴닝하는 방법과 같은 방법으로 상기 금속막(40)을 패턴닝하게 되는데, 그 과정을 더욱 자세히 알아보면 다음과 같다.

상기한 금속막(40)을 코팅한 상태에서 그 상면에 포토 레지스트(Photo resist)(P)가 도포된다음, 소정의 마스크(미도시)가 개재되어 노광 및 현상되어 소정의 패턴이 형성되며, 그 이후 경화공정이 진행된다. (제3도 (b), (c)참조)

계속해서, 제3도 (d)와 같이, 상기 포토 레지스트(P)가 제거된 부분에 해당하는 상기 금속막(40)의 부분이 선택 에칭(Etching)되어, 상기한 바와 같은 형상의 시야각 확대층(20)이 패턴닝된다.

그 다음으로 상기 포토 레지스트(P)의 잔여 부분을 벗겨내는 스트립공정과 린스 및 크린링공정을 거쳐, 상기 시야각 확대층(20)이 제3도 (e)에 도시된 바와 같이 형성된다.

이후, 본 발명의 LCD를 제조하는 나머지 공정, 즉, 어셈블리공정, 액정주입 공정, 편광판 및 위상차 필름 부착공정등은 종전과 동일하게 이루어진다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 시야각 확대층(20)의 형성은, 상기한 제조방법 있어서, 다른 부분은 동일하고 다면, 상기 포토 레지스터(P)를 코팅한 후, 노광시 노출 에너지를 30mJ/㎠이하에서 노광을 2회 실시하게 되면, 제5도에 도시된 바와 같은 선택 패턴닝이 가능하게 된다.

이상과 같이 제조 형성된 본 발명의 LCD는, 그 작용면에 있어서 화상재현시, 제4도에 도시된 바와 같이, 일정 광원으로 부터 출사되어 편광된 빛이 상기 상면 그라스기판(1)을 거쳐 상기 위상차 필름(11)를 지나 상기 상측 편광판(9)을 통과하게 되나, 일부 빛은 상기 위상차 필름(11)에 부딪쳐 반사된다.

이처럼 반사되어 나오는 빛은, 상기 시야각 확대층(20)의 경사측면부(203)에서 다시 반사되어 상기 LCD의 상면으로 재투입하게 된다.

따라서, 화상을 표시하는 각각의 구동셀에 대해, 보다 많은 빛이 투과됨으로써 전체 화상에 대한 시야각이 넓어질 수 있게 된다.

더불어, 제5도에 도시된 톱니 모양의 경사 측면부(203)가 구비된 시야각 확대층(20)을 형성하여 본 발명의 LCD에 사용시에는, 반사되는 빛을 보다 넓게 보낼 수 있어 시야각 확대를 한층 효과적으로 수행하게 된다.

[발명의 효과]

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 LCD는, LCD의 구동시, 구동셀로 편광되어 화상을 재현하게 되느 빛중, 편광판에 통과되지 못하고 반사되는 일부의 빛을 재반사시켜 투입할 수 있는 시야각 확대층을 상기 LCD에 마련함으로써, 각 구동셀에 대한 투과율을 상승시켜 보다 선명한 화상을 구현할 수 있다.

이로 인해, 표시 화상에 대한 시야각이 확대되고 LCD의 시인성이 향상되어, 표시 품질이 우수한 제품 생산이 가능하다.

Claims (6)

1. 평행하게 배치 대향된 상·하면 그라스기판의 내부로 적층 형성되는 각각의 ITO 전극 및 배향막과; 상기 그라스기판 내부 사이에 배치되는 스페이서와; 이러한 액정셀에 주입되는 액정과; 상기 그라스기판 외부면으로 부착 마련되는 편광판 및 위상차 필름을 포함하여 이루어지는 액정 표시장치에 있어서, 상기 상면 그라스기판과 이에 대응하는 편광판 사이에, 상기 액정 표시장치의 시야각 확대와 더불어 시인성을 향상시킬 수 있는 시야각 확대층이 제공되며, 상기 시야각 확대층은 상이한 크기로 이루어지는 상하면과, 이 상하면 둘레로 이어지는 경사측면부를 구비하는 점 배치되는 금속막으로 이루어지는 액정표시장치.
2. 제1항에 있어서, 상기한 시야각 확대층의 경사측면부는 톱니모양으로 이루어지는 액정표시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 금속막은 Cr 혹은 Ni 혹은 Al중의 하나로 이루어지는 액정표시장치.
4. ITO 전극이 형성된 글라스기판의 외면으로 금속막을 코팅하는 공정과; 상기금속막위로 감광제를 도포하고 소정의 마스크를 개재하여 노광시키는 공정과; 상기 감광제를 현상하여 소정의 패턴을 형성하고 경화하는 공정과; 상기 금속막을 에칭하고 상기 감광제를 벗겨내는 스트립 공정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 노광 공정을 2회 실시함을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 금속막의 코팅은 600~2,000Å 두께로 이루어짐을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.