KR0157674B1

KR0157674B1 - 액정표시소자 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR0157674B1
Application number: KR1019950005764A
Authority: KR
Inventors: 노부아끼 야마다; 와따루 호리에; 도시유끼 히라이; 슈이찌 고자끼
Original assignee: 쯔지 하루오; 샤프 가부시끼가이샤
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 1998-11-16
Also published as: CN1073241C; CN1117142A; US5668651A

Abstract

본 발명의 액정표시소자는, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소들과 각각의 전극기판 표면에 형성된 전극을 포함하고, 적어도 일방의 표면에 러빙처리를 한 1쌍의 전극기판들; 상기 1쌍의 전극기판들 사이에 형성되고, 상기 복수의 화소들 각각에 대응하는 단위벽을 갖는 벽구조에; 및 상기 벽구조체에 의해 적어도 부분적으로 구획되고, 상기 1쌍의 전극기판들 사이에 상기 복수의 화소들 각각에 대응되는 액정영역들이 있으며, 액정영역의 액정분자들이 상기 전극기판에 평행하게 그 중심면에 대해 면대칭 배향되고 또 벤드 배향되어 있는 액정층을 포함한다.

Description

액정표시소자 및 그 제조방법

제1a도는 본 발명에 따른 액정표시소자의 단면도.

제1b도는 본 발명에 따른 액정표시소자의 단면도.

제2도는 본 발명의 광학적 구성의 설명도.

제3도는 본 발명의 액정표시소자의 제조공정도.

제4도는 본 발명의 실시예 1의 포토마스크의 부분 평면도.

제5도는 본 발명의 실시예 1의 액정영역과 고분자벽의 평면도.

제6도는 본 발명의 실시예 1의 액정표시소자의 전기광학적 특성을 보이는 그래프.

제7도는 본 발명의 실시예 1의 액정표시소자용으로 1축성광학보상막을 사용한 경우의 시각특성을 그린 그래프.

제8도는 비교예 1의 액정표시소자의 전기광학특성을 그린 그래프.

제9도는 본 발명의 실시예 4에서 사용된 플라스틱 기판의 흡수곡선 그래프.

제10도는 본 발명의 실시예 5에서 사용된 컬러필터의 평면도.

제11도는 본 발명의 실시예 5에서 사용되고 블랙마스크가 제공된 TFT 기판의 평면도.

제12도는 본 발명의 실시예 7에 따라 제작된 셀의 전기광학특성을 그린 그래프.

제13도는 비교예 6에 따라 제작된 셀의 전기광학특성을 그린 그래프.

제14a도는 종래의 π셀의 전압인가 전의 액정분자들의 배향을 보여주는 단면도.

제14b도는 π셀의 전압인가 후의 액정분자들의 배향을 보여주는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 액정셀 12,13 : 기판

14,16 : 투명전극 15,17 : 배향막

18 : 고분자벽 19 : 액정영역

20 : 액정분자 21 : 화소

24,25 : 편광판 27 : 고분자막

본 발명은 화소에 대응하도록 고분자벽으로 적어도 부분적으로 둘러싸이고 벤드(bend) 배향을 갖는 액정분자를 포함한 액정표시소자(이후, π셀이라 함) 및 그 제조방법에 관한 것이다.

먼저, 종래 기술에 대해 설명한다.

(π셀 관련)

제14a, 14b도는 일본국 특개소 61-116329호 공보에 개시된 π셀(1)의 개략도이다. 제14a도에서 알 수 있듯이, π셀(1)에는 한쌍의 유리기판(2,3)과 이들 기판(2,3) 사이에 배치된 액정층(4)이 있다. 액정층(4)의 액정분자들(5)은 전압무인가시 스프레이 배향으로 된다. 이 상태에서, 액정분자들(5)은 열적 안정상태에 있다. π셀(1)에 전원(6)을 이용해 소정 조건하에 전압을 인가하면, 제14b도와 같이 액정분자(5)가 벤드 배향상태로 된다. 액정분자들(5)은 벤드 배향상태에서 역 프리틸트각과 하이 프리틸트각을 가지므로, 액정분자들(5)이 외부전압에 의해 높은 응답속도로 쉽게 구동될 수 있고, 낮은 구동전압만이 필요하다. 또 벤드 배향상태에서, 액정분자들(5)은 기판(2,3) 사이의 중심면에 대해 평행하게 면대칭 배치된다. 따라서, π셀(1)은 액정분자들(5)이 서로 보상하는 기능을 하는 소위 '자기보상 셀을 구성한다. 그러므로, π셀(1)에 대해 좌우대칭인 시각특성이 생긴다.

또, 일본국 특개평 1-209424, 2-306217호 공보에는, 1쌍의 투명기판 사이에 액정층이 배치된 구성의 액정셀에, 1축연신고분자 재료로 된 1축성 광학보상판을 액정분자의 장축방향에 수직으로 배치하고, 또 액정셀의 실효적인 리타데이션 d.Δn과 1축성 광학보상판의 리타데이션 d.Δn의 값을 거의 같게할 경우, 시각특성이 전방위적으로 된다.

그러나, 상기 액정셀에서는 기판 사이에 액정재료와 스페이서가 부분적으로 혼입되어 있는 구성이기 때문에, 액정셀 표면에 투명위치 검출 필름을 배치하고 위치검출 필름의 소요 개소를 누르는 펜형 입력수단을 이용해 펜 입력조작을 할 때, 펜 입력등의 외력에 의해 셀 두께가 변화하고 표시 불균일등의 표시 품위의 저하가 생긴다. 또 π셀의 배향상태(벤드 상태)가 열적으로 안정되지 않으므로, 전압의 인가를 중단하면 배향상태가 천천히 열적으로 안정된 스프레이 배향상태로 복귀할 수 있다. 따라서, π셀을 채택할때는, 벤드 배향상태를 유지하기 위한 전장이 필요하므로, 소비전력이 높고 구동방법이 복잡해진다.

액정분자의 벤드 배향을 실현하기 위해 전압에 의한 초기 배향이 불필요한 π셀 로이 일본국 응용물리학회 춘기대회예고집 1-R-8, p122(1980)에 보고되어 있다. 이 액정셀은 CeO₂의 사방증착에 의해 액정분자의 프리틸트각의 방향이 서로 평행하지 않은 비평행 조합으로 배치한다. 그러나, 상기 보고서의 증착기술에 의하면, 신뢰성 높게 대형 기판에 증착막을 균일하게 형성하기가 어려워, 대형의 고품의 액정표시장치를 높은 생산성으로 대량 생산하는데는 부적당하다.

(고분자벽을 갖는 액정셀)

액정셀내에 각 기판을 연결하는 고분자벽을 포함시키면서 편광판이나 배향처리를 요하지 않는 방법이 제안되었다. 이 방법에서는 액정의 복굴절을 이용해 투명상태와 백색상태를 전기적으로 제어한다. 이 방법은 다음과 같다. 액정분자들의 상광굴절률과 지지매체인 고분자의 굴절률을 일치시킨다. 즉, 액정분자들이 같은 방향으로 배향되기 때문에, 전압 인가시 투명상태가 표시된다. 액정분자들의 배향이 랜덤하여 액정과 고분자 계면에 광산란이 일어나기 때문에 전압 무인가시에는 백색상태가 표시된다. 이런 종래 기술의 예로는, 일본국 특표소 61-502128호 공보에 개시된 방법이 이 방법에 의하면, 액정을 광경화성 수지나 열경화성 수지에 혼합하여 기판사이로 주입한다. 그후, 이 수지를 경화시켜 기판 사이에 액정을 배치한다. 그 결과, 수지내에 액정적이 형성되어, 고분자벽을 얻는다.

일본국 특개평 5-27242호 공보에는, 비산란형 모드로 액정셀의 시각 특성을 개선한 방법이 있다. 이 액정셀과 함께 편광판을 사용한다. 이 방법에 의하면, 액정과 광경화성 수지의 혼합물에서 고분자 수지와 액정을 분리하는 상분리에 의해 액정과 고분자 재료의 혼합재료를 제작한다. 구체적으로는, 제작된 고분자체에 의해 액정도메인의 배향상태가 랜덤상태에 있어, 전압인가시 각각의 액정 도메인내에서 액정분자들이 서로 다른 방향으로 일어선다. 그 결과, 액정분자들의 겉보기 굴절률은 액정셀이 보이는 방향인 시각 방향과 거의 같아진다. 따라서, 중간조를 표시할때의 시각 특성이 크게 개선된다. 최근, 본 발명자들은 다음 원리를 기본으로 시각 특성이 현저히 개선된 액정소자를 일본국 특원평 4-286487로 출원하였다. 액정과 광경화성 수지의 혼합물에 광을 조사하는 광중합시에, 포토마스크등을 이용해 광조사를 제어하여, 액정 도메인이 화소 영역내에서 전방향적인 배향상태를 갖는다. 또, 전압의 인가나 차단에 의해 액정셀을 제어하여, 액정 도메인내의 액정분자들이 우산을 접거나 펴는 것 같이 동작함으로써, 시각 특성이 현저히 개선되었다.

또, 액정분자들에 대한 기판 표면의 배향 제어 효과를 이용하여, 본 발명자들은 고분자벽내에서의 기판 표면의 배향 제어 효과를 이용하는 액정표시소자의 제작방법을 일본국 특원평 5-30996호로 출원하였다. 이들 발명은 TN 모드, STN 모드, ECB(Electrically Controlled Birefringence) 모드 또는 FLC(Ferroelectric Liquid Crystal)모드로 동작하는 액정소자에 관련된다.

(고분자 가교체에 의한 배향안정형 셀)

STN, TN 모드용으로 기판을 적당히 배향시킨 셀에 액정재료와 소량의 광경화성 수지의 혼합물을 주입한 뒤 이 셀에 자외선을 조사하여, 배향상태가 안정된 액정표시소자를 제작하는 것에 관해 일본국 특개평 6-160801, 6-160814호 공보에 개시되어 있다.

(전압-자장에 의한 액정배향제어)

액정셀내의 액정의 배향을 제어하는 방법으로서, 미소의 전압을 인가하면서 액정과 광경화성 수지의 혼합물에 자외선을 조사하여, 액정적내의 액정분자에 프리틸트각을 미소하게 부여해, 액정셀의 표시의 히스테리시스 특성을 개선하는 방법이 Japan Display 92 S18-4, p.699에 보고되어 있다.

본 발명의 액정표시소자는, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소들과 각각의 전극기판 표면에 형성된 전극을 포함하고, 적어도 일방의 표면에 러빙 처리를 한 1쌍의 전극기판들; 상기 1쌍의 전극기판들 사이에 형성되고, 상기 복수의 화소들 각각에 대응하는 단위벽을 갖는 벽구조체; 및 상기 벽구조체에 의해 적어도 부분적으로 구획되고, 상기 1쌍의 전극기판들 사이에 상기 복수의 화소들 각각에 대응되는 액정영역들이 있으며, 상기 액정영역의 액정분자들이 상기 전극기판에 평행하게 그 중심면에 대해 면대칭 배향되고 또 벤드 배향되어 있는 액정층을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 1쌍의 전극기판들과 상기 벽구조체는 밀착되어 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 벽구조체를 형성하는 재료에 고분자 액정재료가 포함된다.

본 발명의 또다른 실시예에서, 본 액정표시소자는, 상기 1쌍의 전극기판의 각 표면에 편광축이 서로 직교하는 1쌍의 편광판을 더 포함하고, 상기 1쌍의 편광판중 일방의 편광축과 상기 전극기판에 러빙처리한 방향은 45°를 이룬다.

본 발명의 다른 실시예에서, 본 액정표시소자는, 상기 액정분자의 장축방향과 직교하는 방향으로 주축을 갖고 상기 액정층의 두께 d와 유효 굴절률 이방성 Δn의 적 d.Δn과 같은 리타데이션 값을 갖는 1축성 광학보상판을 상기 액정층과 일방의 편광판 사이에 구비한다.

본 발명의 다른 실시예에서, 본 액정표시소자는, 상기 액정분자의 장축방향과 직교하는 방향으로 주축을 갖고 상기 액정층의 두께 d와 유효 굴절률 이방성 Δn의 적 d.Δn과 같은 리타데이션 값을 갖는 2축성 광학보상판을 상기 액정층과 일방의 편광판 사이에 구비한다.

본 발명의 또다른 실시예에서, 상기 1쌍의 전극기판중의 적어도 일방의 전극기판의 재료는 가시광을 적어도 일부의 파장에서 투과할 수 있는 고분자 재료로 된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 액정층을 구성하는 액정재료의 상광굴절률 n_o, 이상광굴절률 n_e및 상기 벽구조체를 형성하는 재료의 굴절률 n_p의 관계는

를 만족한다.

본 발명의 액정표시소자의 제조방법은, 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소를 갖는 1쌍의 전극기판으로, 상기 전극기판들중 적어도 하나는 투명한 전극기판; 상기 화소들 각각에 대응하는 단위벽을 갖는 고분자벽; 및 상기 고분자벽에 의해 적어도 부분적으로 구획되고, 상기 1쌍의 전극기판 사이에 복수의 화소들중 하나에 각각 대응하는 액정영역들을 포함하는 액정층으로, 이 액정층에 포함되는 액정분자가 상기 전극기판의 중심을 따라 또한 상기 전극기판에 평행한 면에 관해 면대칭 배향되며, 상기 액정분자가 벤드 배향되는 액정층; 을 구비하는 액정표시소자의 제조방법에 있어서:액정재료, 분자내에 중합성 관능기를 갖는 액정성 화합물, 중합성 화합물 및 광중합 개시제의 혼합물을, 적어도 일방의 표면을러빙처리한 한쌍의 전극기판 사이로 주입하는 공정; 및 전장과 자장중 적어도 하나를 인가하면서 상기 한쌍의 전극기판과 상기 혼합물을 포함한 액정셀에 상기 복수의 화소들에 대응하도록 규칙적이고 공간적인 강도의 강약 분포를 갖는 광을 조사하여, 광중합 반응에 의해 액정과 고분자 재료를 상분리시켜 액정과 고분자벽을 형성하는 공정을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 규칙적이고 공간적인 강도의 강약 분포를 갖는 상기 광은 포토마스크에 의해 발생된다.

본 발명의 다른 실시예에서, 상기 1쌍의 전극기판과 혼합물을 포함한 액정셀내의 상기 혼합물을 액정재료의 균일화 온도 이상의 온도에서 규칙적이고 공간적인 조사강도의 강약을 갖는 광을 이용해 중합하고, 그후 전장과 자장중의 적어도 하나를 인가하면서 냉각한다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 냉각후에 상기 액정셀에 다시 광을 조사한다.

또, 대향하는 1쌍의 전극기판, 상기 1쌍의 전극기판 사이에 배치된 액정층 및 고분자층으로 구성된 표시매체를 구비한 액정표시소자에 있어서:상기 액정층의 액정분자가 상기 전극기판 사이의 중심면에 대해 평행하게 면대칭되도록 벤드 배향을 갖고, 상기 고분자층은 상기 표시매체에 대해 0.1-5중량%의 고분자 가교체를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 고분자 가교체는 중합성 관능기를 갖는 액정성 화합물을 분자내에 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에서, 액정표시소자:상기 1쌍의 전극기판의 각 표면에 서로 편광축이 직교하는 1쌍의 편광판과 상기 액정층과 1쌍의 편광판중 일방의 편광판 사이에 주축이 상기 액정층의 액정분자 장축 방향과 직교하는 적어도 1개의 1축성 광학보상판이 더 있으며, 상기 1쌍의 편광판중 일방의 편광판의 편광축이 상기 전극기판에 러빙처리한 방향에 대해 45°이다.

본 발명의 다른 실시예의 액정표시소자는 상기 1쌍의 전극기판의 각 표면에 편광축이 서로 직교하는 1쌍의 편광판과, 상기 액정층과 1쌍의 편광판중 일방의 편광판 사이에 주축이 상기 액정층의 액정분자 장축 방향과 직교하는 적어도 1개의 2축성 광학보상판이 더 있으며, 상기 1쌍의 편광판중 하나의 편광축이 전극기판을 러빙처리한 방향에 대해 45°이다.

또, 본 발명의 액정표시소자의 제조방법은, 대향하는 1쌍의 전극기판, 상기 1쌍의 전극기판 사이에 배채된 액정층 및 고분자층으로 된 표시매체를 포함하고, 상기 액정층의 액정분자가 상기 전극기판 사이의 중심면에 평행하게 면대칭하도록 벤드 배향을 갖는 액정표시소자의 제조방법에 있어서:분자중에 관능기를 갖는 액정성 중합 화합물을 포함한 0.1-5중량%의 고분자 가교체와 액정재료의 혼합물을 적어도 일방이 투명한 상기 1쌍의 기판 사이에 주입하는 공정; 및 전장과 자장중의 적어도 하나를 인가하여 액정분자의 벤드 배향을 안정시키면서 상기 혼합물에 광에너지와 열에너지중의 적어도 하나를 인가하여 액정층과 고분자층을 상분리하는 공정을 포함한다.

본 발명의 액정표시소자에 의하면, 전압인가 상태에서, 즉 π셀 배향을 유지하면서 액정과 고분자 재료의 상분리(모노머의 중합)를 행한다. 따라서, 초기 배향을 얻기위해 종래의 π셀에 필요했던 전압인가가 불필요하여 안정된 배향이 확보된다. 또 액정표시소자내에 고분자벽이 형성되므로, 펜 입력 동작시 표시특성의 변화가 방지된다.

또, 본 발명에 의하면, 0.1-5중량%로 첨가된 광중합 재료(고분자 가교제)와 액정재료의 혼합물이 전압인가상태(π셀 배향 유지)에서 상분리되어 액정층과 고분자막을 형성한다. 그 결과, 초기 배향을 얻기위해 종래의 π셀에 필요했던 전압인가가 불필요하여, 액정분자의 안정된 벤드배향이 확보된다. 셀의 구동전압이나 콘트라스트등의 표시특성도 개선된다. 광중합 재료가 5중량% 이상이면, 화소영역에 수많은 고분자벽이 형성되어 셀의 구동정압이 증가하고, 액정과 고분자의 굴절률차로 인한 광의 산란이 현저해져, 콘트라스트가 저하된다. 한편, 광중합 재료가 0.1중량% 이하이면, 고분자막의 배향규제력에 의해 배향되는 액정재료의 양이 감소되어, 실용성이 떨어진다.

또, 1축성이나 2축성 광학보상막을 사용해 넓은 시각 특성을 얻을 수 있다.

따라서, 이상 설명한 본 발명에 의하면, (1) 외력에 의한 셀 두께 변화를 방지하여 표시품위를 향상시키고, 구동제어가 용이하며, 시각 특성이 현저히 향상된 액정표시소자를 제공하고, (2) 대형 고품위 액정표시소자를 높은 생산효율로 제조할 수 있는 액정표시소자의 제조방법을 제공할 수 있다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자들은, 외력에 대한 지지력을 셀 내에 제공하기 위해 내부를 고분자벽으로 구획하여 액정분자들이 트위스트 배향을 갖게하는 액정표시소자를 발명하였다. 본 발명자들은, 셀 제작시에 액정분자들을 벤드 배향으로 고정하면 전술한 종래의 문제점들을 해결할 수 있음을 알았다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

(액정셀 구조)

(1) 제1a도는 본 발명에 따른 액정표시소자의 단면도이다. 이 액정표시소자는 액정셀(11)을 포함한다. 제1a도와 같이, 액정셀(11)은 한쌍의 기판(12,13)을 포함하고, 적어도 일방의 기판은 소정 파장대의 가시광을 투과할 수 있다. 기판(12)상에는 복수의 투명전극들(14)이 형성된다. 이 기판(12)을 덮는 배향막(15)을 형성한다. 투명전극(14)은 기판(12,13)상에 매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소들(21; 화소영역)에 대응한다. 타방의 기판(13)에는, 기판(12)상의 투명전극들(14)에 대향하는 복수의 투명전극들(16)이 배치되어, 복수의 화소(21)를 구성한다. 이 기판(13)을 덮는 배향막(17)을 형성한다. 이 배향막(15,17)에 러빙처리(후술함)를 한다. 기판(12,13) 사이에는 벽 구조의 고분자벽(18)을 형성한다. 이 고분자벽(18)으로 인해 화소(21)에 대응하는 복수의 액정영역(19)이 생긴다. 고분자벽(18)에는 각 화소(21)에 대응하도록 액정을 부분적 또는 전면적으로 구획하는 단위벽이 있다. 기판(12,13)의 외측에는 편광판(24,25)이 각각 배치된다.

본 발명의 액정셀(11)은 각 화소(21)에 대응하는 마이크로셀 구조를 갖는다. 각 마이크로셀 구조에 있어서, 기판(12,13) 사이에 벤드 배향을 유지하면서 실질적으로 고분자벽(18)으로 포위된 액정영역(19)이 투명전극(14)과 투명전극(16) 사이에 각각 형성된다. 본 발명에 따른 고분자벽(18)은 일본국 특개평 4-323616등에 기재된 고분자벽과는 다른데, 이들은 일방의 기판에 미리 고분자벽을 만들고 시일제를 이용해 2개의 기판을 대향 고정하고 기판 사이에 액정을 주입하여 셀을 제작한 것이다. 고분자벽(18)은 기판(12,13)에 밀착 또는 접착된 것을 특징으로 한다. 이렇게 고분자벽(18)을 기판(12,13)에 접착하기 때문에, 본 발명의 액정셀(11)에서는 외력에 의한 셀 두께의 변동이 더 방지될 수 있다. 그 결과, 종래의 액정셀의 투명한 위치 검출막의 소요 부위를 누르는 펜형 입력 수단으로 펜 입력 동작을 실행할 때 생길 수 있는 액정셀의 색변화를 방지할 수 있다. 또, 액정셀(11)을 떨어뜨렸을때의 내충격성이 향상된다.

기판들과 이들 사이에 주입된 액정층으로 구성된 액정셀을 포함한 대화면 액정표시소자를 직립으로 놓을 경우에는, 액정재료의 질량 때문에 밑으로 갈수록 셀 두께가 증가하여, 상하방향으로 표시가 불균일해진다. 반면에, 본 발명에 의하면, 기판(12,13)에 고분자벽(18)이 접착되어 있기 때문에 액정셀(11)의 두께 변동이 극히 적다. 또, 액정분자들에 대한 기판(12,13)과 비슷한 배향규제력 영향을 갖는 고분자 액정재료를 고분자벽(18)내에 고정할 경우, 배향규제력이 기판 표면으로부터 기판(12,13)에 대한 수평방향과, 고분자벽(18)의 수직면으로부터 기판(12,13)에 대한 수직방향의 쌍방향으로 제공된다. 따라서, 틸트각이 높고 안정성이 낮은 액정분자들의 벤드 배향이 현저히 안정된다.

고분자벽(18)의 대부분이 화소밖에 있도록 제작하면, 고분자벽(18)을 임의의 위치로 배치한 경우에 비해, 화소에 존재하는 고분자 재료에 의해 직교-니콜 상태의 블랙 화상의 표시에 의한 콘트라스트의 저하를 방지할 수 있다. 또, 고분자벽(18)의 형성중에 각 액정영역(19)과 기판(12,13) 사이의 계면에 고분자 박막을 형성할 수도 있다. 기판(12,13)의 배향규제력을 고분자를 통해 액정분자(20)에 전달하여, 액정분자의 배향을 균일하게 할 수 있다. 또, 고분자벽(18)과 상기 고분자 박막이 액정영역(19)을 3차원적으로 감싸기 때문에, 본 발명의 액정셀은 펜-입력동작중에 받는 외력등에 대한 강도가 더 향상된다.

(2) 제1b도는 본 발명에 따른 다른 구조의 액정표시소자의 단면도이다. (1)에서 설명한 구조와 달리, 이 구조의 액정셀(11')에는 고분자벽은 없지만 배향막(15,17)을 덮는 고분자막(27)이 있다. 그의 모든 특징은 전술한 구조와 같으므로, 제1b도의 동일 부분에는 동일 부호를 병기하고, 그 설명은 생략한다. 또 본 구조에 의하면, 기판(12,13)의 배향규제력이 고분자를 통해 액정분자(20)로 전달되므로, 액정분자의 배향을 균일화할 수 있다. 그 결과, 안정된 벤드 배향을 얻을 수 있다.

(제작 방법)

본 발명의 액정표시소자의 제작방법에 의하면, 제1a 또는 1b도에 도시된 액정셀(11,11')을 제작할 때, (액정분자에 역프리틸트각을 제공하는) 액정분자에 대한 기판(12,13)의 배향규제력을 이용하고, 고분자벽(18)은 실질적으로 화소(21) 외부에 형성한다. 따라서, 액정재료와 (액정성 중합재료, 광중합 개시제를 포함한) 광중합성 재료의 혼합물을 배향처리한 기판(12,13) 사이에 주입한 뒤, 액정셀(11 또는 11')에 전장이나 자장중 하나를 인가하면서 실질적으로 화소(21)에 자외선이 조사되지 않도록 액정셀(11 또는 11')에 부분적으로 자외선을 조사한다.

본 발명의 고분자벽을 포함한 액정표시소자의 제작방법에 의하면, 혼합물중 자외선이 조사된 영역(이하, 강조사 영역이라 함)에 고분자 재료가 중합되어 형성되어, 자외선 비조사 영역(이하, 약조사 영역이라 함)으로 액정재료가 압출된다. 그 결과, 강조사 영역에는 고분자벽(18)이 형성되고, 약조사 영역에는 액정영역(19)이 형성된다. 기판(12,13)의 배향규제력을 이용하기 위해, 광중합성 재료의 일부나 전체로서 액정성을 갖는 광중합성 재료(액정성 중합재료)를 이용하여 액정재료와 광중합성 재료의 혼합물의 액정성을 해치지 않으면서 광중합을 행할 수 있다. 외부에서 인가되는 전장이나 자장중의 적어도 하나가 액정과 고분자 재료의 상분리 공정중에 인가되기 때문에, 액정영역(19)중의 액정분자(20)가 기판(12,13)의 배향규제력과 외부장의 효과에 의해 벤드 배향으로 정렬되도록 상분리된 액정영역(19)이 성장한다.

끝으로, 액정영역(19)내의 액정분자(20)가 벤드 배향 상태를 유지하면서 주변 고분자 재료가 경화되므로, 기판(12,13)에 접착된 고분자막은 액정분자(20)에 높은 프리틸트각을 주는 배향막으로 된다. 그 결과, 액정재료의 배향상태가 안정화된다.

또, 본 발명의 제조방법에 의하면, 혼합물의 균일호 온도 이상에서 한쌍의 기판(12,13)이 시일재로 고착된 구성의 셀 중에 혼합물을 주입하고, UV 조사강도에 고의로 규칙적인 (강조사영역과 약조사영역에 대응하는) 강약을 주어, 규칙적인 광중합을 일으킨다. 또, 상기 혼합물에 액정성을 주기위해, 네마틱 또는 스멕틱상에 대응하는 온도까지 셀 온도를 서서히 낮추어 광중합을 일으킴으로써, 기판(12,13) 표면에 걸쳐 액정분자(20)의 배향상태를 균일화할 수 있다. 사용하는 액정의 액정성이 상대적으로 우수한 스멕틱상에 가깝다면, 액정재료에 혼합된 광중합성 재료를 더 효과적으로 액정밖으로 배출시켜, 화소(21)내의 고분자 재료로 인한 콘트라스트 저하를 방지할 수 있다. 그 결과, 표시품위가 보다 좋은 액정셀(11)을 실현할 수 있다.

(조도의 강약이 규칙적인 UV 선을 얻는 방법)

본 발명에 의하면, 조도의 강약이 규칙적인 UV선을 얻는 방법이 중요하다. 포토마스크, 마이크로렌즈, 간섭판등(이하, 조도 분포 규제 수단이라 함)을 이용해 규칙적인 UV조사의 분포를 달성하는 것이 좋다. 포토마스크등의 위치는 UV선의 분포를 규칙적으로 할 수 있기만 하면 셀의 안팎 어디라도 좋다. 포토마스크는 액정재료와 광중합성 재료의 혼합물에 가능한한 가깝게 있어야 한다. 기판과 포토마스크의 거리가 길어지면, 포토마스크상의 상(또는 패턴)에 의한 혼합물상에 생기는 광학상이 무뎌져, 본 발명의 효과가 감소된다. 이런 포토마스크를 상기 혼합물에 접촉시키기 때문에 UV선을 차단하는 포토마스크를 셀 내부에 두는 것이 가장 바람직하다. 구체적으로, 본 발명에 따른 액정셀을 반사형 액정표시소자에 적용할 경우에는, 반사판중 화소에 대응하는 부분만이 반사기능을 하고 나머지 부분은 광을 투과하도록 하거나, 또는 일방의 기판상에 가시광을 투과하고 UV선은 차단하는 막을 강조사영역 이외의 영역중에 화소(21)에 대응하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이 방법은 셀 내의 컬러필터나 유기 고분자막을 이용해 실현될 수 있다.

여기서, 상기 혼합물에 정확한 광학상이 맺히려면 UV선이 평행광선인 것이 좋다. UV선의 평행도가 떨어질 경우에는, 약조사 영역 UV선을 비추도록 하여, 화소(21)에 대응하는 영역내에서 고분자 재료가 경화되도록 한다. 그 결과, 전술한 이유로 액정표시소자의 콘트라스트가 저하한다.

본 발명자들의 연구에 의하면, 화소(21)의 사이즈의 30% 이하의 약조사영역을 제공하는 마스크 영역이 있는 조도 분포 규제수단을 이용하면, 액정영역(19)의 사이즈 역시 화소(21) 사이즈의 30% 이하로 되어 화소(21)내의 액정과 고분자 사이에 많은 계면이 생긴다. 그 결과, 계면에서의 광산란에 의해 콘트라스트가 저하된다. 그러나, 조도 분포 규제수단의 마스크 부분은 화소(21)에 비해 충분히 커서, 화소(21)내의 액정과 고분자 사이에 적절한 수의 계면을 얻도록 해야만 한다. 즉, 액정과 고분자 사이의 계면의 수는 너무 적어서는 안된다. 화소(21) 이외의 부분만에 UV선이 조사되게 하는 포토마스크등이 바람직하다.

각각의 마스크 부분의 형상은 화소(21) 전체의 30% 이상에서 UV선 강도가 국부적으로 낮아지는 한 어떤 형상도 가능하다. 예컨대, 마스크 부분의 형상은 원형, 정방형, 사다리꼴, 장방형, 육각형, 다이아몬드형, 문자형, 곡선 및/또는 직선으로 포위된 형상 어떤 것도 가능하지만, 이것에 한정된 것도 아니다. 상기 형상들의 조합형도 이용할 수 있다. 화소(21)로 될 부분들을 약하게 조사시키는 포토마스크등은 화소(21)내의 산란광의 강도를 낮추고 액정표시소자의 표시 콘트라스트를 향상시킬 수 있기 때문에 바람직하다. 본 발명을 실시할 때는 상기 형상들중의 하나 이상을 선택한다. 액정적의 불균일성을 개선하려면, 형상을 하나로 한정하는 것이 좋다.

본 발명의 한 특징은, 액정영역들(19)을 수평 방향으로, 즉 화소(21)에 대응되게 규칙적으로 배열하는데 있다. 따라서, 마스크 부분의 배열이 중요하다. 마스크 부분들은 화소(21)와 등간격으로 배열하는 것이 좋다. 화소(21)마다 마스크 부분을 하나씩 배치하는 것이 바람직하다.

또, 1개 이상의 화소(21)에 1개의 마스크 부분을 배치할 수도 있다. 각 마스크 부분은 매트릭스로 배열된 화소(21)의 열, 또는 1화소(21) 이상의 군에 대해 제공될 수 있다. 또, 마스크 부분들은 가장 효과적으로 UV선을 차단하는 영역이 상기 형상 및/또는 배열중의 하나 이상을 갖기만 하면, 반드시 서로 독립적일 필요는 없고 말단부에서 서로 연결될 수 있다. 화소들(21)의 비교적 클 경우에는, 고분자벽(18)을 고의로 화소(21)내에 제작할 수도 있다. 이런 경우에는, 콘트라스트는 저하될 수 있지만, 외력에 대한 지지력은 향상될 수 있다.

(자장 및/또는 전장의 인가방법)

전장과 자장중 적어도 하나를 인가하면서 액정과 광중합성 재료의 혼합물에 UV선을 조사하는 것은, 본 발명에 사용된 벤드 배향 상태의 형성에 중요하다. 스프레이 배향 상태에 있던 액정층에 전장을 인가하면 벤드 배향상태로 된다. UV선 중합성 재료는 UV선에 경화되어 이 상태로 액정을 고정한다. 인가되는 전장 및/또는 자장의 강도는 셀 두께, 액정재료의 유전율 이방성이나 탄성계수등에 따라 달라진다. 본 발명에서는 전장 및/또는 자장의 강도에 특별한 제한을 두지는 않지만, 벤드 배향을 스프레이 배향보다 안정되게 하는 강도 이상으로 하는 것이 좋다.

또, 고전압을 인가한 뒤 벤드 배향상태에서 스프레이 배향 상태로 변화하기 직전까지의 전압을 이용할 수도 있다.

(표시의 거칠기)

이상의 설명과 같이, 종래의 고분자 분산형 액정표시소자에서는, 고분자 재료와 액정재료 사이의 굴절률의 상위에 의해 그 계면에서 광산란 현상이 일어난다. 큰 액정영역(19)을 갖고 편광판을 통해 액정분자의 배향상태가 도출되는 비산란형 액정표시소자의 고분자벽으로 포위된 액정소자에서도 마찬가지 산란현상이 일어난다. 이 산란현상에 의해 표시가 거칠어져 표시품위를 저하시킨다. 그러나, 본 발명에서는 고분자 재료가 광중합성 재료의 경화 전후에 일부 액정상태와 동일한 배향상태로 되어, 액정재료와 액정성 광중합재료의 굴절률이 거의 동일해진다. 그 결과, 표시가 거칠어지는 문제가 현저히 줄어든다. 또, 액정재료에 소량의 광중합성 재료만이 첨가되어, 액정내의 고분자의 비율이 작기 때문에, 전술한 광산란 현상이 저하된다.

(액정성 중합재료)

본 발명의 액정표시소자의 제조방법에 의하면, 액정재료와 (액정성 중합재료를 함유한) 중합성 재료의 균일 혼합물을 한쌍의 기판(12,13) 사이에 액정상태로 정렬되면서 중합성 재료에 의해 상분리되어 액정과 고분자 재료를 제공한다. 따라서, 고분자벽(18)과 고분자막상에 액정성 중합재료가 안정화된 구조를 얻을 수 있다. 그 결과, 액정분자들(20)은 고분자벽(18)의 수직면(23; 제1a도 참조)에서는 물론 기판(12,13)의 표면으로부터 배향규제력을 받아, 액정의 배향상태가 안정되고 고분자벽(18) 부근의 배향의 균일성도 확보된다.

반면에, 일반의 기판의 고분자벽을 형성한 뒤 타방의 기판은 안정시키는 종래의 방법에서는 고분자벽 부근에 랜덤 배향이 발생하여 표시의 균일성이 악화된다. 본 발명은 이런 불균일 표시의 문제점을 해결한다.

본 발명에 따른 벤드 배향을 안정시키려면, 액정과 광중합성 재료의 혼합물에 전압을 인가한 상태로 액정상태로 유지하면서 UV선 조사를 행하는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 효과가 확보될 것이다. 이와 관련하여, 광중합성 재료중에 액정성을 발현할 것 같은 관능기를 갖는 액정성 중합재료를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용될 분자내에서 액정성 관능기를 갖는 화합물로는 다음 화학식 1 또는 2의 화합물이 있다.

여기서, A는 중합성 관능기이고, 더 구체적으로는 CH₂=CH-, CH₂=CH-COO, CH₂=CH-COO-,-N=C=O 등의 불포화결합이나 에폭시기등의 스트레인을 갖는 헤테로환 구조의 관능기이며; B는 중합성 관능기와 액정성 화합물을 결합하는 연결기로서, 더 구체적으로는 알킬쇄(-(CH₂)-_n), 에스테르 결합(-COO-), 에테르 결합(-O-), 폴리에틸렌글리콜쇄(-CH₂CH₂O-) 및 이들 결합기를 조합한 결합기이다. 고분자벽(18)의 제작후, 고분자벽(18)에 전장에 응답해 쉽게 움직이는 것이 바람직하기 때문에, 중합성 관능기로부터 액정분자의 강직부까지 6개소 이상의 결합을 갖는 연결기가 바람직하다.

화학식 1의 LC₁은 액정성 화합물이다. 이 화합물로는 다음 화학식 3의 화합물이나, 콜레스테롤 환이나 그 유도체가 있다.

여기서, G는 액정의 유전율 이방성을 발현하는 극성기로서, 구체적으로는 -CN, -OCH₃, -F, -Cl, -OCF₃, -OCCl₃등의 관능기를 갖는 벤젠환, 시클로헥산환, 파라디페닐환, 페닐시클로헥산환, 테르페닐환, 디페닐시클로헥산환 등이고; E는 관능기 D와 극성기 G를 연결하는 관능기로서, 단결합, -CH₂-, -CH₂CH₂-, -O-, -C≡C-, -CH=CH- 등이며; D는 화학식 1,2중의 B와 결합하는 관능기로서, 액정분자의 유전율 이방성, 굴절률 이방성의 크기를 좌우하는 부분이고, 구체적으로는 파라페닐환, 1,10-디페닐환, 1,4-시클로헥산환, 1,10-페닐시클로헥산환등이다. 또 LC₂에는 파라페닐환, 1,10-디페닐환, 1,4-시클로헥산환, 1,10-페닐시클로헥산환등의 강직 분자를 포함한다. 이들 분자중의 하나는 단독으로 사용될 수도 있고, 또는 단결합, -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -C≡C, -COO-, N=CH-, -O-, N=N-, -COS- 등의 연결기에 의해 연결된 상기 분자들 여러개로 구성된 분자를 사용할 수도 있다.

본 발명의 액정표시소자에 사된 액정재료의 유전율 이방성이 정인 경우에는, 화학식3의 극성기 G는 유전율 Δε의 이방성이 포지티브로 되도록 위치하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 극성기 G의 예로들고 2치환체, 3치환체 또는 2,3치환체에서 관능기를 갖는 벤젠환이 바람직하다. 본 발명의 액정표시소자에 사용된 액정재료의 유전율 이방성이 부인 경우에는, 화학식 3의 극성기 G는 유전율 Δε의 이방성이 네가티브로 되도록 위치하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 극성기 G의 예로들고 4치환체, 3,4,5치환체, 3,4치환체에서 관능기를 갖는 벤젠환이 바람직하다.

상기 극성기의 치환체가 동일 분자내에 여러개 있을 경우에는, 치환체가 서로 동일할 필요는 없다. 상기 2 경우, 동일 종류의 액정성 화합물만을 사용할 필요는 없고, 적어도 상기 화합물중의 하나이기만 하고 여러 종류의 액정성 화합물을 사용해도 된다. 또, 상기 화합물이 단독으로 액정성을 보일 필요는 없고, 호스트 액정재료의 액정성을 크게 저하시킬 필요도없다. 본 발명에 따른액정성 중합 재료의 정의에는 단독으로 액정성을 보이지 않는 상기 화합물들이 포함된다.

(광중합성 재료)

광중합성 재료는 C₃이상의 장쇄알킬기나 벤젠환을 갖는 아크릴산 및 아크릴산에스테르가 있다. 구체적으로는, 이소부틸 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 이소아밀 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, n-라우릴 메타크릴레이트, 트리데실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-스테아릴 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트가 있다. 고분자의 물리적 강도를 향상시키기 위해, 2관능 이상의 다관능성 화합물, 에컨대 4-684(일본 화약 제품), 비소페놀 A 디메타크릴레이트, 비소페놀 A 디아크릴레이트, 1,4-부탄에디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산에디올 디메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리메타크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 테트라메틸올 메탄 테트라아크릴레이트, 네오펜틸 디아크릴레이트 등을 사용할 수도 있다. 또, 고분자-액정 계면에서의 앵커링 강도와 구동전압을 낮추기 위해, 할로겐화물, 특히 염소화 또는 불소화된 화합물을 사용할 수도 있다. 이들 화합물에는, 2,2,3,4,4,4-헥사플루오로부틸 메타크릴레이트, 2,2,3,4,4,4-헥사클로로부틸 메타크릴레이트, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필 메타크릴레이트, 2,2,3,3-테트라클로로프로필 메타크릴레이트, 퍼플루오로옥틸에틸 메타크릴레이트, 퍼클로로옥틸에틸 메타크릴레이트, 퍼플루오로옥틸에틸 아크릴레이트, 퍼클로로옥틸에틸 아크릴레이트가 있다.

(액정재료)

본 발명에 사용될 액정재료는 상온 부근에서 액정 상태를 보이는 유기물 혼합체이다. 네마틱 액정(2주파 구동용으로, △ε0의 액정을 포함), 콜레스테릭 액정 또는 키랄제를 첨가한 네마틱 액정이 특성상 바람직하다. 이 경우, 키랄 퍼치는 10μm 이상이 좋다. 키랄 피치가 10μm 이하이면, 기판(12,13)으로부터의 배향규제력이 불충분하여, 액정분자(20)의 배향이 나선형으로 되므로, 1축성 광학보상막(26)을 이용해 광학보상하기가 곤란하다(제1a도 참조). 액정표시소자(11)의 제조시 광중합 반응이 일어나므로, 내화학 반응성이 우수한 액정재료가 더 바람직하다. 이런 액정재료로는 화합물중의 불소원자 등의 관능기를 갖는 액정이 있다. 구체적으로는, ZLI-4801-000, ZLI-4801-001, ZLI-4792, ZLI-4427(머크사 생산)를 이용할 수 있다.

이런 액정재료와 분자중에 중합성 관능기를 갖는 액정성 화합물의 선택에 관해서는, 액정성을 보이는 각 부분이 그 사이의 상용성을 위해 비슷한 것이 바람직하다. 특히, 화학적 환경이 특이한 F계나 Cl계 액정재료를 선택하면, 중합성 관능기를 갖는 액정성 화합물 역시 F, Cl계이어야 한다.

액정재료의 굴절률은, 상기 액정층을 구성하는 액정재료의 굴절률 n_o(상광 굴절률), n_e(이상광 굴절률)과, 상기 벽구조체를 형성하는 고분자 재료의 굴절률 n_p의 관계가 다음 관계식 1을 만족하는 것이 바람직하다.

상기 굴절률이 식 1을 만족하지 않으면, 액정과 고분자 재료의 굴절률이 맞지 않아, 표시 거칠기가 증가하고 콘트라스트가 저하한다. n_p는 n_e와 n_o사이에 있는 것이 좋다. n_p가 이 범위에 있으면, 액정분자들(20)이 전압에 의해 구동될 때에도 고분자벽(18)과 액정재료의 굴절률의 차이가 작아, 액정재료와 고분자 재료의 계면에서 발생하는 상기 산란현상이 극단적으로 감소될 수 있다.

(재료의 혼합비)

액정성 중합재료의 첨가량은, 액정성 중합재료, 액정재료, 광중합 개시제 및 광중합성 재료의 혼합물이 액정 상태를 취할 수 있도록 첨가해야 한다. 액정성 중합재료의 적정량은 재료에 따라 다르다. 본 발명에서는 특히 한정하지는 않지만, 광중합성 재료중 액정성 중합재료의 첨가량이 30∼90wt%인 것이 좋다. 30% 이하이면, 혼합물이 액정 상태를 취하는 온도범위가 감소하여, π셀인 액정셀(11)의 기판(12,13) 사이에서 액정분자들(20)을 정렬하기가 불가능해진다. 첨가량이 90% 이상이면, 액정성 중합재료의 경화 후의 탄성률이 낮아져, 전술한 바와 같은 외력에 대한 액정셀(11)의 지지력을 충분히 얻을 수 없다.

액정재료와 중합성 재료(액정성 중합재료 포함)를 혼합하는 중량비는, 액정:중합성 화합물이 50:5∼97:3인 것이 좋지만, 70:30∼95:5가 더 좋다. 액정재료가 상기 혼합물의 중량이 50% 이하이면, 고분자벽(18)의 효과가 과대해져, 액정셀(11)에 필요한 구동전압이 현저히 상승하고, 기판(12,13)의 배향규제력에 의해 정렬되는 액정영역(19)이 감소하여, 실효성이 없어진다. 한편, 액정재료가 97%를 상회하면, 고분자벽(18)이 충분히 형성되지 않아 물리적 강도가 저하되고 안정된 성능을 얻을 수 없다.

또, 제1b도와 같이 고분자벽을 형성하지 않는 경우, 본 발명자들은 액정과 중합성 재료(액정성 중합재료 포함)를 혼합하는 중량비는 광중합성 재료가 액정과 광중합성 재료의 총량에 대해 0.1∼5wt%인 것이 좋다는 것을 발견했다. 그 이유는, 이 경우에 포토마스크를 사용하지 않아, 광중합성 재료가 5%를 상회하면 화소영역내에 다수의 고분자벽이 형성되어 셀의 굳오전압이 현저히 상승하고 액정과 고분자 사이의 굴절률 차에 의한 산란현상도 현저해져 콘트라스트를 저하시키기 때문이다. 또, 광중합성 재료의 첨가량이 0.1wt%를 하회하면, 기판상의 고분자의 배향규제력을 따라 정렬되는 액정영역수가 줄어들어, 실용성이 떨어진다.

(리타데이션:d·△n)

본 발명의 액정셀(11,11')에 의하면, 액정영역(19)이 통상의 π셀과 비슷한 배향상태로 되므로, 소자에 장치되는 액정셀(11,11')의 최적의 리타데이션 및 위상차판(광학 보상막)의 리타데이션이 통상의 π셀과 동일한 값으로 된다. 이와 관련하여, 셀 두께가 d₁과 액정의 유효 굴절률 이방성 △n₁의 적 d₁·△n₁은 녹색광(λ=550nm)에서 취한 d₁·△n₁/λ₁이 1/2 정수배로 되었을 때 가장 밝게 표시된다는 것이 밝혀졌다. 따라서, d₁·△n₁은 상기 조건을 만족해야 한다. 특히, 콘트라스트의 향상과 착색 해소의 견지에서는 d₁·△n₁이 250∼350nm인 것이 좋다. 특히, 본 발명의 액정표시소자는 리타데이션에 의한 광선투과효과를 이용하므로, 인간의 눈으로 가장 쉽게 감지되는 녹색광(λ=550nm)이 가장 효과적으로 투과되는 리타데이션 d₁·△n₁=275nm 부근이 가장 바람직하다. 그러나, 액정셀(11,11') 단독으로는 시각 특성이 액정분자축의 1방향에 대해 좌우대칭이므로, 전방위적인 시각특성은 없다.

이 문제를 해결하려면, 1축성 광보상판이나 2축성 광보상판으로 구성된 광학보상판(26)을 편광판(24)과 기판(12) 사이에 제2도와 같이 배치한다. 제2도와 같이, 액정분자(20)의 분자축인 장축방향(20)에 대해 1쌍의 편광판(24,25)의 각 편광방향(51,52)이 각각 45°를 이루면서 각 편광방향(51,52)이 서로 수직아다. 또, 광학보상판(26)의 주축방향(53)은 상기 분자축 방향(50)에 수직으로 한다. 이를 위해, 광학위상보상기능을 갖는 기판의 굴절률 이방성 △n₂와 두께 d₂의 적 d₂·△n₂의 값이 매우 중요하다. 2개 적의 차(d₁·△n₁-d₂·△n₂)은 거의 0인 것이 좋다. 또, 광학위상 보상기능을 갖는 기판의 광학축과 액정분자(20)의 기판(12,13)상에서의 배향방향이 중요하다. 제2도와 같이, 액정분자(20)의 장축과 1축성 광학보상판(26)의 광학축은 서로 거의 직각으로 위치하는 것이 바람직하다.

(광중합 개시제)

광중합 개시제(또는 촉매)로는, Irgacure 184, Irgacure 651, Irgacure 907, Darocure 1173, Darocure 1116, Darocure 2959를 사용할 수 있다. 광중합 개시제의 첨가량은 액정과 중합성 재료의 전체량에 대해 0.3∼5wt%가 바람직하다. 첨가량이 0.3wt% 이하이면, 광중합성 반응이 충분히 일어나지 않고, 5wt% 이상이면 액정과 고분자재료의 상분리 속도가 너무 빨라, 예컨대 화소(21)에 대응되게 액정영역(19)을 형성하는 것을 제어하기가 곤란하다. 그 결과, 액정적이 작아져, 구동전압이 증가한다.

액정셀(11,11')의 기판(12,13)으로 플라스틱 기판을 사용할 경우에는, UV선이 기판(12,13)에 흡수되므로 혼합물의 중합이 곤란하다. 따라서, 가시광 영역에서 흡수대역을 갖고 사기광 영역에서 중합될 수 있는 광중합 개시제를 사용하는 것이 좋다. 구체적으로는, Lucirin TOP(BASF사 제품), KYACURE DETX-S(일본화약사 제품), CGI 369(시바가이기사 제품)를 사용할 수 있다.

(구동법)

이렇게 제작된 액정셀(11)은 단순매트릭스 구동, a-Si TFT(즉, 비정질 실리콘으로 구성된 박막 트랜지스터), p-Si TFT(즉, 폴리실리콘으로 구성된 박막 트랜지스터) 또는 MIM(금속-절연막-금속 구조의 스위칭 소자)등을 화소(21) 마다 이용하는 액티브 매트릭스 구동법으로 구동될 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 구동법을 특별히 한정하지는 않는다.

(기판재료)

기판(12,13)의 재료로는 유리, 고분자막 등의 투명고체를 사용할 수 있다. 액정표시소자가 반사형일 경우에는 금속박막이 배치된 기판이나 Si 기판등에 불투명 고체를 사용할 수 있다.

플라스틱 기판의 재료로는, 가시광 영역 밖에서 흡수 영역을 갖는 재료가 바람직하다. 이런 재료로는, PET, 아크릴계 폴리머, 폴리스티렌, 폴리카보네이트가 있다.

재질이 다른 2개 기판을 서로 부착하여 셀을 형성할 수 있다. 또, 재질의 동종여부를 불문하고 두께가 다른 기판을 부착하여 셀을 형성할 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명하겠지만, 본 발명은 이들 실시예들에 한하는 것은 아니다.

[실시예 1]

본 실시예의 액정표시소자는 제1a도와 동일한 액정셀(11)을 갖는다. 제3도에 본 실시예의 액정표시소자의 제조방법을 설명하는 공정도를 도시하였다.

공정 a1에서, ITO(산화 인듐 주석)로 된 투명전극(14,16)을 각각 두께 1.1mm의 유리기판(12,13)상에 50nm 두께로 형성했다. 이 기판(12,13)에 폴리이미드를 스핀코팅하여 배향막(15,17)을 형성했다. 나일론천을 이용해 배향막(15,17)을 일방향으로 러빙처리했다. 공정 a2에서, 기판(12,13)의 배향방향이 일치하도록 접합했다. 기판(12,13)사이에는 입경 7μm의 스페이서들을 주입했다. 이후, 기판(12,13)을 시일제로 봉입하여 속이 빈 셀을 만들었다. 공정 a3에서는, 화소(21)가 마스크되도록 속빈 셀에 포토마스크(30)를 설치했다. 제4도와 같이, 포토마스크(30)에는 매트릭스 형태로 배열된 정방향 마스킹 영역(31)과 이들 마스킹 영역(31) 사이에 형성된 투광영역(32)이 있다.

공정 a4에서는, R-684(일본화약사 제품) 0.10g, 스티렌 0.05g, 화학식 4로 표현된 화합물 A 0.75g, 이소보닐 아크릴레이트 0.10g, 액정재료 E7(머크사 제품:△n=0.025, 균일화 온도 60.5℃) 4g 및 광중합 개시제(Irgacure 651) 0.025g을 40℃의 균일화 온도에서 균일하게 혼합하여 속빈 셀에 주입한 혼합물을 만들었다.

공정 a5에서는 상기 혼합물을 빈 셀에 모세관 주입했다. 그 후, 공정 a6에서는 다음과 같이 UV선을 조사했다.

투명전극(14,16) 사이에 ±4V의 전압을 인가하면서 고압수은등 하방에서 10mW/cm²로 평행 UV선을 셀에 조사했다. 이후, 셀을 100℃까지 가열한 상태에서 포토마스크(30)를 통해 10분간 UV선을 셀에 조사했다. 이때, 전술한 바와같이 약조사 영역을 규칙적으로 반복하는 패턴으로 셀에 UV선을 조사했다.

다음, 전압을 인가한 상태로, 셀을 10℃/hr로 25℃까지 서냉하였다. 이 온도에서 액정이 네마틱 상태로 천이되었다. UV선을 3분 더 계속 조사하여 중합성 재료를 중합시켰다. 서냉 공정중에, 액정분자들(20)은 기판(12,13)의 배향규제력 때문에 셀을 냉각하지 않은 경우보다 더 만족스럽게 정렬되었다. 그 결과, 표시품위를 더 향상시킬 수 있다. 그후, 공정 a7에서는 셀에서 포토마스크(30)를 벗겨내었다.

이렇게 제작된 액정셀을 편광 현미경으로 관찰했더니, 차광영역(31)과 투광영역(32)의 패턴에 따라 액정영역(19)이 형성되었음이 밝혀졌다. 제5도와 같이, 화소영역(21)은 각각 화소영역(21)과 거의 같은 사이즈로 형성되었다. 각각의 액정영역(19) 사이에는 고분자벽(18)이 형성되었다. 액정셀에서, 액정영역(19)은 비교예 1과 같은 전압을 인가한 상태에서 벤드 배향 상태인 종래의 π셀과 같은 구조를 유지했다. 또, 액정성 중합재료가 중합되어, 고분자벽(18)에 액정성 폴리머(분자내에 중합성 관능기를 갖는 액정성 화합물)가 함유되었다.

공정 a8에서는, 기판(12,13) 각각의 러빙 방향에 대해 편광 방향이 각각 45°를 이루면서 서로 90°를 이루도록 셀에 편광판(24,25)을 부착했다. 따라서, π셀형 액정표시소자가 제작되었다.

[비교예 1]

실시예 1에서 사용한 것과 같은 액정재료만을 실시예 1과 동일한 빈 셀에 주입하여 액정셀을 형성했다. 이렇게 제작된 액정셀에 실시예 1과 같은 방식으로 편광판을 부착하여 종래와 같은 π셀을 형성했다.

제6도는 실시예 1의 액정셀(11)의 인가전압과 광투과율의 관계를 보여주는 그래프이다. 표 1은 액정분자들의 배향 상태를 보여준다. 제6도와 표 6으로부터 알 수 있듯이, 실시예 1의 액정셀(11)은 전압 무인가시에도 열적으로 안정된 벤드 배향 상태에 있고 적어도 비교예 1의 액정셀과 동일한 전기광학적 특성을 갖는다. 실시예 1의 액정셀(11)을 펜으로 눌렀을 때에도 색변화는 거의 관찰되지 않았다. 구체적으로는, 고분자벽(11)이 무수히 형성되었기 때문에, 실시예 1의 액정셀(11)이 펜 압력 등의 외력을 견딜 수 있다. 고분자벽이 없는 비교예 1의 경우에는 표시가 불균일해진다.

실시예 1의 액정셀(11)의 고분자벽(18)과 기판(12,13)의 밀착성을 향상시키기 위해, 고분자벽(18)과 액정영역(19)만을 갖는 정방형 부분(사이즈:20mm)을 액정셀(11)에서 잘라냈다. 기판들(12,13)중 하나를 당겼지만, 쉽게 벗겨지지 않았다. 반면에, 비교예 1의 액정셀에는 고분자벽이 형성되지 않았기 때문에, 액정셀에서 정방형 부분(사이즈:20mm)을 잘라내는 동안 기판들이 서로 박리되었다.

제1a도에 도시된 것과 같이 위상차 655nm인 1축성 광학 보상막(26)을 그 광축이 액정분자축과 90°를 이루도록 편광판(24)과 기판(12) 사이에 배치했다. 이 셀의 시각 특성을 측정했다. 제7도는 그 측정결과, 즉 시각-광투과율과 같은 셀의 전기광학적 특성을 보여준다. 제7도로부터, 실시예 1의 액정셀의 시각특성은 보상막(26) 때문에 전방향적임을 알 수 있다.

제8도는 비교예 1의 액정셀의 인가전압과 광투과율 사이의 관계를 보여주는 그래프이다. 제8도에서 알 수 있듯이, 실시예 1의 액정셀은 어떤 전압에서 스프레이 배향 상태에서 벤드 배향 상태로 시프트되었다. 비교예 1의 액정셀이 전압인가 상태에서 무인가 상태로 바뀌면, 액정분자들은 벤드 배향 상태에서 스프레이 배향 상태로 서서히 바뀌었다. 또, 비교예 1의 액정셀을 펜으로 누르면, 누른 부분 주변에 불균일 표시가 쉽게 생겼다.

[비교예 2]

실시예 1과 동일하게 빈 셀을 제작했다. 빈 셀에 실시예 1과 같은 혼합물을 주입했다. 이후, 실시예 1과 같은 조건으로 빈 셀에 UV선을 조사하되, 포토마스크를 이용하지 않고 액정셀을 제작했다. 이렇게 제작된 액정셀의 전기광학적 특성이 표 2에 나타나 있다. 이 액정셀을 편광현미경으로 관찰했더니 화소내에 고분자벽이 형성되었음이 밝혀졌다. 이 때문에 전술한 바와 같이 콘트라스트가 저하되었다.

[실시예 2,3, 비교예 3,4,5]

실시예 1과 동일하게 빈 셀을 제작했다. 중합반응을 하면서, 이 셀에 0V(비교예 3), ±1V(비교예 4), ±3V(실시예 2), ±5V(실시예 3), ±25V(비교예 5)를 인가했다. 표 1과 같이, 각 액정셀의 액정분자들의 배향 상태를(인가전압과 광투과율 사이의 관계인) 전기광학적 특성을 기본으로 추정했다. 비교예 5에서는 전압인가에 의한 투과율의 변화가 거의 없었다. 따라서, 액정분자들이 수직으로 배향되었다고 추정했다.

[실시예 4]

표면에 실시예 1과 동일한 전극이 각각 형성된 2장의 아크릴계 플라스틱 기판(두께:400μm)을 이용해, 실시예 1과 동일한 배향처리를 했다. 상기 기판들을 서로 접합하고, 7μm의 입경을 갖는 스페이서를 상기 기판들간에 주입하여 빈 셀을 제작했다. 실시예 1과 동일한 포토마스크를 상기 빈 셀위에 위치시켰다. 제9도는 입사파장과 광투과율의 관계를 보이는 그래프이다. 제9도에서 알 수 있듯이, 이 기판은 거의 파장 350nm 이하의 광을 부분적으로 차단했다.

다음, R-684(일본화약 제품) 0.10g, 스티렌 0.01g, 화학식 4중의 화합물 A 0.75g, 이소보닐 아크릴레이트 0.14g, 액정재료 E7(머크사 제품) 4g, 광중합 개시제(Lucirin TOP, BASF 제품:광파장 400nm 부근에서 국부적 최대 광흡수율) 0.025g을 균질혼합했다. 이 혼합물을 진공 상태에서 빈 셀에 주입했다. 구체적으로, 셀 내부를 100Pa로 하고 셀과 혼합물을 30℃로 한 상태에서 혼합물의 주입을 시작했다. 주입 개시 직후, 주입할 혼합물이 들어있는 주입판과 기판을 60℃까지 가열했다.

기판상의 투명전극들 사이에 ±5V의 전압을 인가하면서, 실시예 1과 같은 UV선 강도와 조건하에 액정셀을 100℃까지 가열하고 UV선을 10분간 계속 조사했다. 이 셀을 25℃까지 서냉하면서 포토마스크를 제거하지 않고 UV선을 3분 더 조사했다. 그후, 셀을 다시 100℃까지 가열한 다음 8시간동안 25℃까지 서냉했다. 이렇게 제작한 셀의 리타데이션(△n·d)은 650nm였다.

편광 방향이 서로 직교하는 한쌍의 편광판과 광학위상보상기능을 갖는 위상차판(△n·d=650nm)을 제1a도와 같은 실시예 1과 같은 식으로 액정셀에 부착했다. 이렇게 폴리머-매트릭스 π셀을 제작했다. 이렇게 제작된 셀의 전기광학적 특성은 실시예 1과 거의 같았다. 본 실시에에서는 상기 특성을 갖는 광학보상막(26)을 기판(12)과 편광판(24) 사이에 배치했다.

[실시예 5]

본 실시예에서는 제10도의 컬러필터 기판(40)과 제11도의 TFT 기판(45)을 사용했다. 컬러필터 기판(40)에는 화소에 대응하는 컬러필터(41)와 화소 이외의 부분에 대응하는 투광영역(42)이 있다. TFT 기판(45)에는 화소영역(21)에 형성된 표시전극과 화소영역(21) 이외의 부분에 형성된 흑색수지로 된 블랙마스크(44)가 있다. 컬러필터 기판(40)과 TFT 기판(45)을 실시예 1과 같이 배향처리하고 실시예 1과 같은 조건하에 서로 부착했다. 이후, 실시예 1과 동일한 혼합물을 컬러필터 기판(40)과 TFT 기판(345) 사이에 진공 상태에서 주입했다. 실시예 1과 같은 식으로 컬러필터 기판(40)을 통해 UV선을 조사하여 TFT-폴리머-매트릭스 π셀을 제작했다. 본 실시예에서는 이 컬러필터들을 이용해 UV선 강도를 규칙적으로 분포시켰다.

본 실시예에서는, 포토마스크인 컬러필터 기판(40)에, 실시예 1과 비교해 기판(40)의 두께만큼 액정을 근접배치했다. 따라서, 포토마스크에 의한 광의 회절에 의해 화소영역(21)의 고분자가 형성되는 것을 방지했다. 특히, 본 실시예는 화소영역(21)이 작은 셀에 적용할 수 있다. 또, 본 실시예에 의하면 실시예 1∼4에 사용된 별도의 포토마스크 부착 공정이 없으므로, 부품수와 공정수를 감축하여 상당한 비용절감을 도모할 수 있다.

[실시예 6]

실시예 1과 동일하게 빈 셀을 제작했다. 이어서 R-684(일본화약 제품; 굴절률 1.5036) 0.10g, p-플루오로스티렌(굴절률 1.515) 0.10g, 화학식 4중의 화합물 A 0.30g, 이소보닐 아크릴레이트(굴절률 1.474) 0.30g, 중합성 재료로서의 퍼플루오로옥틸 아크릴레이트(굴절률 1.334) 0.20g, 액정재료 E7을 혼합한 다음 빈 셀에 주입해 실시예 1과 같은 식으로 액정셀을 형성했다.

실시예 1과 같은 식으로 액정셀에 한쌍의 편광판을 접합하고, 액정셀의 전기광학 특성을 측정했다. 본 실시예에서는, 화소영역(21)내의 액정과 고분자벽(18)의 계면의 광산란율을 평가하기 위해, 집광각이 다른 렌즈들(2.7°,27°)을 사용했다. 렌즈의 집광각이 클수록 액정셀에서 집광광이 더 쉽게 산란됨을 알 수 있었다. 흑색 상태인 포화 상태의 비(R=T°/T°)가 1에 가까워질수록, 광은 적게 산란된다(T°는 렌즈의 집광각이 27°일때의 광투과율이고 T°는 집광각이 2.7°일때의 광투과율이다). 본 실시예에서는 R=1.1이었다.

중합성 재료만이 경화되어 고분자로 되었고, 이 고분자의 굴절률을 측정했다. 고분자의 굴절률은 1.49였고 고분자의 굴절률과 액정재료의 상광굴절률 n(1.52)의 차는 0.03이었다. 본 실시예의 측정결과를 실시예 1의 측정결과와 함께 표 3에 나타내었다.

실시예 1∼6의 액정셀은 다음과 같이 종래예보다 특성이 향상되었다.

(ⅰ) 액정영역(19)을 부분적으로 또는 완전히 포위한 고분자벽(18)을 이용하면 외력에 의한 기판 간격의 변화가 방지된다. 본 발명의 액정셀에서는, 펜 등에 의한 외력에 의해서도 기판 간격이 변하지 않는다. 이 때문에 불균일한 표시문제가 억제된다. 따라서, 본 발명의 액정표시소자는 펜 입력단자와 병용하여 펜 입력소자로 사용될 수 있다. 이 경우, 각 실시예의 액정표시소자 표면에 위치 검출용 투명막을 형성하고, 위치 검출용 막의 소망 위치를 펜으로 눌러 각종 지시를 입력한다.

(ⅱ) 액정영역(19)내의 액정분자들(20)은 기판(12,13)에 평행하게 그 중심면에 대칭으로 각 화소영역(21)내에 정렬된다. 구체적으로, 액정분자들(20)이 자기보상적인 배향 상태에 있다. 따라서, 본 발명의 액정셀은 시각특성이 향상된다. 또, 본 발명의 액정분자들은 벤드 배향되기 때문에, 응답속도가 빠르다.

(ⅲ) 본 발명의 애정셀은 종래의 π셀의 초기 배향에 필요했던 전압의 인가가 불필요하다. 통상의 액정셀에 이용된 구동법도 본 발명의 액정셀에 이용할 수 있다.

상기와 같이 개선된 특성 때문에, 각 실시예의 액정셀은 펜입력을 필요로하는 휴대용 표시소자, 다인용으로 고안된 표시소자, 고정세대화면 표시소자 등에 적절히 사용할 수 있다. 또, 기존의 액정표시소자를 이용하는 분야에도 본 발명의 액정셀을 이용할 수 있다. 예컨대, PC 등의 평면 표시소자, 액정 TV, 필름 기판을 이용하는 휴대용 표시소자, 고글형 표시소자로 본 액정셀을 이용할 수 있다.

[실시예 7]

본 실시예의 액정표시소자는 제1b도와 구조가 같다.

한쌍의 유리기판(두께:1.1mm) 각각의 투명전극으로 ITO막(두께:500Å)을 형성했다. 배향막으로 쓰인 폴리이미드를 유리기판상의 각각의 ITO 막에 스핀코팅하고, 이 폴리이미드를 나일론천을 이용해 1방향으로 러빙처리했다. 각 배향 방향이 일치되도록 기판들을 서로 부착한 뒤 입경 7μm의 스페이서들을 기판사이에 주입하여 빈 셀을 형성했다.

분자내에 관능기를 갖는 액정성 중합화합물을 포함한 0.1∼5wt%의 고분자 가교체(중합성 재료)와 액정재료의 균질 혼합물을 빈 셀에 모세관 주입했다. 구체적으로, 화학식 5중의 액정성 중합재료×0.1g, p-페닐스티렌 0.02g, 액정재료 E7(머크사 제품; △n=0.225, 균질화 온도=60.5℃) 9.88g, 광중합개시제(Irgacure 651) 0.04g을 균질혼합하고 빈 셀에 모세관주입했다.

또, 기판사이에 ±4V의 전압을 인가하면서 고압수은등 밑에서 10분간 100℃, 10mW/cm²에서 UV선을 셀에 조사했다. 따라서, 혼합물이 액정과 고분자로 상분리되어 액정층과 고분자막(27)을 형성했다. 그 뒤, 이 셀을 10℃/hr로 25℃까지 서냉했고, 이 온도에서 액정이 네마틱 상태로 되었다. 이 셀에 3분 더 UV선을 조사하여 고분자막(27)중의 중합성 재료를 중합했다. 서냉 공정중에, 기판의 배향 방향으로 액정분자들이 정렬되어 화질이 향상되었다.

상기 액정영역들은 전압무인가 상태에서도 전압인가 상태에서 벤드 배향을 갖는 비교예 6의 종래의 π셀과 같은 구조를 갖는다. 또, 액정성 중합재료가 중합되었기 때문에, 고분자막(27)이 벤드 배향 상태의 액정성 고분자(분자내에 중합성 관능기를 갖는 액정성 화합물)을 함유한다.

다음, 각각의 편광판이 기판의 러빙 방향에 45°를 이루면서 편광방향이 서로 직교하도록 편광판들을 셀에 부착했다. 따라서, π셀형이 액정표시소자가 제작되었다. 구체적으로, 편광방향이 90°를 이루는 1쌍의 편광판을 셀에 부착하되, 일방의 편광축이 기판의 러빙방향에 45°로 되도록 하였다.

이렇게 제작된 셀의 전기광학 특성들을 제12도에 도시하였다. 제12도에서 알 수 있듯이, 종래의 π셀에서 필요했던 초기 배향을 위한 전압인가가 본 발명의 액정셀에는 불필요하다. 따라서, 실시예 7의 액정셀의 액정분자들은 전압무인가시에도 열적으로 안정된 벤드 배향을 갖고 비교예 6과 동일한 전기광학특성(인가전압과 광투과율 사이의 관계)을 갖는다.

편광판과 기판사이에는 광축이 액정분자축에 90°를 이루도록 위상차 655nm의 1축성 광학보상막을 배치했다. 이 액정셀은 시각특성이 넓다는 것을 확인했다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 고분자 가교체 0.1∼5wt%와 액정재료의 혼합물을 전압인가 상태(π셀 배향 상태)로 액정층과 고분자막(27)으로 상분리했다. 따라서, 종래의 π셀에 필요했던 초기 배향용 전압인가가 본 발명에서는 불필요하다. 그 결과, 액정분자들이 안정된 벤드배향 상태로 취할 수 있어, 셀의 구동전압이나 콘트라스트 등의 표시특성이 우수해진다.

본 실시예에서는, 일방의 편광판과 액정층 사이에 적어도 하나의 1축성 광학보상막을 배치하되, 액정분자들의 장축방향과 보상막의 주축이 직교하도록 하였다. 물론, 1축성이 아닌 2축성 보상막을 사용해도 된다.

[비교예 6]

실시예 7과 같은 식으로 빈 셀을 제작했다. 실시예 7과 동일한 액정재료만을 빈 셀에 주입하여 액정셀을 형성했다. 이후, 실시예 7과 같은 식으로 액정셀에 편광판을 부착하여 종래의 π셀을 제작했다.

이렇게 제작된 셀의 전기광학특성을 제13도에 도시하였다. 제13도에서 알 수 있듯이, 일정시간 일정전압을 인가하여 액정분자들이 벤드배향 상태로 되었다. 이 셀을 전압인가 상태에서 전압무인가 상태로 변화시켰더니, 벤드배향이 스프레이 배향으로 풀어졌다. 따라서, 스프레이 배향이 전압무인가 상태에서 열적으로 안정된다는 것을 알았다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, π셀 모드의 종래의 액정표시소자들은 폴리머 매트릭스내에 마이크로셀과 같이 의사 고체화된다. 따라서, 본 발명의 액정셀은 외력에 의해 두께가 변동되지 않을 것이고, 펜입력 우치와 표시 사이에 시차를 일으키는 보호막 없이도 본 셀은 펜 입력동작에 이용될 수 있다. 또, 화소에 대응하는 액정영역을 포위한 고분자벽 때문에, 외력으로 인한 불균일 표시가 방지된다. 본 액정표시소자는 펜입력단자와 병용되어 펜입력 액정표시소자로 이용될 수 있다. 또, 본 액정표시소자는 전압무인가 상태에서도 안정된 벤드배향 상태를 가지므로, 종래와 같이 전압 인가에 의한 스프레이 배향에서 벤드 스프레이 배향으로의 초기 세팅이 전혀 불필요하다. 액정표시소자가 전압 ON 상태에서 OFF 상태로 변할 때에도, 벤드 배향에서 스프레이 배향으로의 완화가 일어나지 않는다. 또, 벤드 배향으로 인해 고속 응답을 실현할 수 있다. 본 액정분자들은 1축성 또는 2축성 광학보상막을 사용해 전방향적으로 배향되므로, 우수한 시각특성을 얻을 수 있다.

이런 특성의 이점을 취하면, 본 발명의 액정표시소자를 대화면 고품위 액정표시소자나 휴대용 정보단말장치로 이용할 수 있다.

Claims

매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소들과 각각의 전극기판 표면에 형성된 전극을 포함하고, 적어도 일방의 표면에 러빙처리를 한 1쌍의 전극기판들; 상기 1쌍의 전극기판들 사이에 형성되고, 상기 복수의 화소들 각각에 대응하는 단위벽을 갖는 벽구조체; 및 상기 벽구조체에 의해 적어도 부분적으로 구획되고, 상기 1쌍의 전극기판들 사이에 상기 복수의 화소들 각각에 대응되는 액정영역들이 있으며, 액정영역의 액정분자들이 상기 전극기판에 평행하게 그 중심면에 대해 면대칭 배향되고 또 벤드 배향되어 있는 액정층을 포함하는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 1쌍의 전극기판들과 상기 벽구조체가 밀착되어 있는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 벽구조체를 형성하는 재료에 고분자 액정재료가 포함되는 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 1쌍의 전극기판의 각 표면에 편광축이 서로 직교하는 1쌍의 편광판을 더 포함하고, 상기 1쌍의 편광판중 일방의 편광축과 상기 전극기판에 러빙처리한 방향이 45°를 이루는 액정표시소자.
제4항에 있어서, 상기 액정분자의 장축방향과 직교하는 방향으로 주축을 갖고 상기 액정층의 두께 d와 유효 굴절률 이방성 △n의 적 d.△n과 같은 리타데이션 값을 갖는 1축성 광학보상판을 상기 액정층과 일방의 편광판 사이에 구비한 액정표시소자.
제4항에 있어서, 상기 액정분자의 장축방향과 직교하는 방향으로 주축을 갖고 상기 액정층의 두께 d와 유효 굴절률 이방성 △n의 적 d·△n과 같은 리타데이션 값을 갖는 2축성 광학보상판을 상기 액정층과 일방의 편광판 사이에 구비한 액정표시소자.
제1항에 있어서, 상기 1쌍의 전극기판중의 적어도 일방의 전극기판의 재료가 가시광을 적어도 일부의 파장에서 투과할 수 있는 고분자 재료로 된 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 액정층을 구성하는 액정재료의 상광굴절률 n_o, 이상광굴절률 n_e및 상기 벽구조체를 형성하는 재료의 굴절률 n_p의 관계가

를 만족시키는 액정표시소자.
매트릭스 형태로 배열된 복수의 화소를 갖는 1쌍의 전극기판으로, 상기 전극기판들중 적어도 하나는 투명한 전극기판; 상기 화소들 각각에 대응하는 단위벽을 갖는 고분자벽; 및 상기 고분자벽에 의해 적어도 부분적으로 구획되고, 상기 1쌍의 전극기판 사이에 복수의 화소들중 하나에 각각 대응하는 액정영역들을 포함하는 액정층으로, 이 액정층에 포함되는 액정분자가 상기 전극기판의 중심을 따라 또한 상기 전극기판에 평행한 면에 관해 면대칭 배향되며, 상기 액정분자가 벤드 배향되는 액정층을 구비하는 액정표시소자의 제조방법에 있어서:액정재료, 분자내에 중합성 관능기를 갖는 액정성 화합물, 중합성 화합물 및 광중합 개시제의 혼합물을, 적어도 일방의 표면을러빙처리한 한쌍의 전극기판 사이로 주입하는 공정; 및 전장과 자장중 적어도 하나를 인가하면서, 상기 한쌍의 전극기판과 상기 혼합물을 포함한 액정셀에 상기 복수의 화소들에 대응하도록 규칙적이고 공간적인 강도의 강약 분포를 갖는 광을 조사하여, 광중합 반응에 의해 액정과 고분자 재료를 상분리시켜 액정과 고분자벽을 형성하는 공정을 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 규칙적이고 공간적인 강도의 강약분포를 갖는 상기 광이 포토마스크에 의해 발생되는 방법.
제9항에 있어서, 상기 1쌍의 전극기판과 혼합물을 포함한 액정셀내의 상기 혼합물을 액정재료의 균일화 온도 이상의 온도에서 규칙적이고 공간적인 조사강도의 강약을 갖는 광을 이용해 중합하고, 그후 전장과 자장중의 적어도 하나를 인가하면서 냉각하는 제조방법.
제11항에 있어서, 상기 냉각후에 액정셀에 다시 광을 조사하는 방법.
대향하는 1쌍의 전극기판, 상기 1쌍의 전극기판 사이에 배치된 액정층 및 고분자층으로 구성된 표시매체를 구비한 액정표시소자에 있어서:상기 액정층의 액정분자가 상기 전극기판 사이의 중심면에 대해 평행하게 면대칭되도록 벤드 배향을 갖고, 상기 고분자층은 상기 표시매체에 대해 0.1∼5wt%의 고분자 가교체를 포함하는 액정표시소자.
제13항에 있어서, 상기 고분자 가교체가 중합성 관능기를 갖는 액정성 화합물을 분자내에 포함하는 액정표시소자.
제13항에 있어서, 상기 1쌍의 전극기판의 각 표면에 서로 편광축이 직교하는 1쌍의 편광판과, 상기 액정층과 1쌍의 편광판중 일방의 편광판 사이에 주축이 상기 액정층의 액정분자 장축방향과 직교하는 적어도 1개의 1축성 광학보상판이 더 있으며, 상기 1쌍의 편광판중 랸장의 편광판의 편광축이 상기 전극기판에 러빙처리한 방향에 대해 45°인 액정표시소자.
제13항에 있어서, 상기 1쌍의 전극기판의 각 표면에 편광축이 서로 직교하는 1쌍의 편광판과, 상기 액정층과 1쌍의 편광판중 일방의 편광판 사이에 주축이 상기 액정층의 액정분자 장축방향과 직교하는 적어도 1개의 2축성 광학보상판이 있으며, 상기 1쌍의 편광판중 하나의 편광축이 전극기판을 러빙처리한 방향에 대해 45°인 액정표시소자.
대향하는 1쌍의 전극기판, 상기 1쌍의 전극기판 사이에 배치된 액정층 및 고분자층으로 된 표시매체를 포함하고, 상기 액정층의 액정분자가 상기 전극기판 사이의 중심면에 평행하게 면대칭하도록 벤드 배향을 갖는 액정표시소자의 제조방법에 있어서:분자중에 관능기를 갖는 액정성 중합 화합물을 포함한 0.1∼5wt%의 고분자 가교체와 액정재료의 혼합물을 적어도 일방이 투명한 상기 1쌍의 기판 사이에 주입하는 공정; 및 정장과 자장중의 적어도 하나를 인가하여 액정분자의 벤드 배향을 안정시키면서 상기 혼합물에 광에너지와 열에너지중의 적어도 하나를 인가하여 액정층과 고분자층을 상분리하는 공정을 포함하는 방법.