KR100267156B1

KR100267156B1 - 액정표시장치

Info

Publication number: KR100267156B1
Application number: KR1019970006222A
Authority: KR
Inventors: 까쓰후미 오오무로; 요시오 꼬이께; 타까히로 사사끼; 히데아끼 쓰다; 히데오 찌다
Original assignee: 아끼구사 나오유끼; 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-27
Publication date: 2000-10-16
Also published as: JP3282986B2; US6141075A; JPH10123576A; KR970062749A; DE69738796D1; TW382074B; EP0793133A2; EP0793133A3; EP0793133B1

Abstract

본 발명은 VATN모드의 액정표시장치에 있어서, 콘트래스트, 시야각특성 및 응답 특성을 최적화한다.

VATN모드의 액정표시장치에 있어서, 액정셀의 지연치(retardation value)를 80nm 이상, 40nm 이하로 설정한다.

Description

액정표시장치

본 발명은 일반적으로 액정표시장치에 관한 것이며, 특히 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 액정을 액정표시장치의 패널면에 대해 거의 수직방향으로 배향한, 소위 VA(Vertically Aligned)모드로 동작하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 컴퓨터를 위시한 여러 가지 정보처리장치의 표시장치로서 널리 사용되고 있다. 액정표시장치는 소형이며 소비전력이 낮기 때문에, 특히 휴대용도의 정보처리장치에 사용되는 경우가 많으나, 소위 데스크톱형 등 고정형의 정보처리장치에 대해서도 응용이 검토되고 있다.

그런데 종래의 액정표시장치는 양(+)의 유전율 이방성을 갖는 p형 액정을 서로 대향하는 액정표시장치의 기판간에 수평배향한, 소위 TN(트위스트 네마틱)모드의 것이 주로 사용되어 왔다. TN모드의 액정표시장치는 한쪽의 기판에 인접한 액정분자의 배향방향이 다른 쪽 기판에 인접한 액정분자의 배향방향에 대해 90° 트위스트된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 TN모드의 액정표시장치에서는 이미 여러 가지 액정이 개발되어, 염가인 제조기술이 확립되어 있으나, 높은 콘트라스트를 실현하기가 곤란하고, 그 결과 일반적으로 이와 같은 TN모드의 액정표시장치에서는 액정패널을 구성하는 액정분자에 전계가 인가되지 않는 비구동상태에서 백색을, 또 상기 액정분자에 전계가 인가되는 구동상태에서 흑색표시를 하도록 구성되어 있다(즉, 평상시 백색모드). 이는 종래의 TN모드 액정표시장치의 경우에는 비구동상태에서 액정분자가 액정패널의 면에 평행하게 배향하고, 구동상태에서 액정분자의 배향방향이 액정패널에 거의 수직으로 변화하나, 실제로는 구동상태에서도 액정패널의 기판면에 인접한 액정분자는 수평배향을 유지하고, 이와 같은 수평배향을 한 액정분자가 형성하는 복굴절에 의해 광이 구동상태에서도 액정패널을 어느 정도통과하기 때문이다. 가령 이와 같은 TN 모드 액정표시장치에서 배경을 흑색으로 표시하고자 하여도(즉, 평상시 흑색모드) 각 파장에서의 분산(파장분산)의 결과, 배경의 흑색이 실제로는 완전한 흑색이 되지 않고, 광이 새거나 착색되어버리는 문제가 생긴다. 이 경우의 흑색표시는 평상시 백색 모드의 경우보다 더욱 나쁜 것이다. 이와 같은 사정으로 말미암아 종래의 TN모드 액정표시장치에서는 백색을 배경색으로 하고 있었다.

이에 대해 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 액정층을 액정패널을 구성하는 한쌍의 기판간에 수직배향 또는 수직경사배향하도록 봉입한 VA모드의 액정표시장치에서는 비구동상태에서 액정분자가 기판면에 대해 거의 수직의 배향을 갖기 때문에, 광은 액정층을 그 편광면을 거의 변화시키지 않고 액정층을 통과하고, 그 결과 기판의 상하에 편광판을 설치함으로써 비구동상태에서 거의 완전한 흑색표시가 가능해진다. 환언하면 이와 같은 VA모드의 액정표시장치는 TN모드의 액정표시장치에서는 불가능한 대단히 높은 콘트라스트를 용이하게 실현할 수가 있다. 또 액정분자에 구동전계를 인가한 구동상태에서는 액정분자는 액정패널내에서 패널면에 평행으로 배향하고, 입사하는 광 빔의 편광면을 회전시킨다. 단 상기의 VA모드 액정표시장치의 구동상태에서는 수평배향한 액정분자는 한쪽 기판과 다른 쪽 기판 사이에 90° 의 트위스트를 나타낸다. 이와 같이 함으로써 액정층을 통과하는 광의 편광면이 회전한다.

VA모드 자체는 오래 전부터 공지의 것이며, 예를 들어 음(-)의 유전율 이방성을 타나내는 액정의 물성에 대해서도이미 D. de Rossi 등이 보고하고 있다(J.Appl. Phys. 49(3). March 1978).

한편 종래로부터 VA모드의 액정표시장치는 TN모드의 액정표시장치에 비해 콘트라스트비는 우수하지만, 응답시간, 시각특성(視角特性)이나 전압보존율 등의 표시품질이 뒤떨어져서 실용화를 향한 진지한 연구·개발노력은 그다지 되어 있지 않았다. 특히 박막 트랜지스터(TFT)를 사용한 활성화 매트릭스방식의 액정패널의 실현은 곤란한 것으로 믿고 있었다.

한편 VA모드의 액정표시장치에서는 종래의 CRT를 넘는 콘트라스트가 얻어지기 때문에 특히 데스크톱형의 표시장치에 대한 응용이 생각되나, 이와 같은 데스크 톱형의 액정표시장치는 대면적을 요하며 응답이 고속이어야 하며, 특히 넓은 시야각을 얻을 수 있는 것이 요구된다.

VA모드 액정표시장치에서는 일본국 특개소 62-180326에 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 액정을 한쌍의 유리기판간에 구동전압을 인가하지 않는 비활성시에, 액양(+)의 분자배향이 기판면에 수직 또는 하이브리드배향을 이루도록 봉입하는 구성이 공지로 되어 있다. 이 공지의 구성에서는 구동전압을 인가한 상태에서는 액정분자는 기판면에 거의 평행으로 90° 의 트위스트각으로 배향한다. 또 이 공지의 예에서는 상기 한쌍의 기판을 끼워서 편광자 및 검광자가 그 흡수축(吸收軸)이 서로 직교하도록 배열된다.

또 일본국 특개평 3-5721은 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 액정을 한쌍의 기판간에 봉입한 VA모드 액정표시장치에서, 액정층의 지연 △n·d를 0.6μm∼0.9μm의 범위로 설정하고, 이와 같은 구성의 액정패널의 양측에 광축각이 서로 직교하도록 각각 복굴절매체를 설치하는 구성을 개시하고 있다. 이 공지의 구성에서는 이들 각각의 복굴절매체의 외측에 각각 편광자 및 검광자를 크로스니콜상태(cross nicol state)로, 그리고 상기 복굴절매체의 광축각에 대해 45° 의 각도를 이루도록 설치한다.

일본국 특개평 5-53134는 광도전층 및 액정층을 갖는 광도전형 액정백열전구를 기재하고 있으나, 이 공지의 예에서는 액정층을 구성하는 액정으로서 유전율 이방성이 음(-)의 액정을 사용하고, 액정분자의 분자배향을 비구동상태에서 전극에 대해 거의 수직이 되도록 설정한다. 또 공지의 예는 이와 같은 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 액정층의 지연 △n·d를 0.3μm 이상으로 설정하는 특징을 기재하고 있다.

또한 일본국 특개평 5-113561은 한쌍의 기판 사이에 액정분자가 기판면에 대해 수직으로 배향하도록 봉입된 VA모드 액정표시장치, 기판에 인접하여 기판면에 수직한 방향을 광축으로 하는 음(-)의 광학활성을 갖는 광학보상수단과, 기판면에 평행한 면내에 광축을 가지며 양(+)의 광학활성을 갖는 제1의 (1,4)λ 파장판과, 그 외에 상기 제1의 (1,4)λ 파장판의 광축에 평행한 광축을 가지며 음(-)의 광학활성을 갖는 제2의 (1,4)λ 파장판을 설치하고, 또한 이와 같은 구성의 양측에 크로스니콜 상태의 편광자 및 검광자를 설치한 구성을 개시하고 있다.

그러나 이들의 어느 구성에서도 종래의 TN형 또는 STN형 액정표시장치보다는 실질적으로 높은 콘트라스트를 달성할 수 있지만, 데스크 톱형 표시장치에 요구되는 응답속도, 시야각, 휘도, 저착색성을 실현할 수 있는 것은 없다.

따라서 본 발명은 상기의 과제를 해결한 신규하며 유용한 VA모드의 액정표시장치를 제공하는 것을 개괄적 목적으로 한다.

본 발명의 보다 구체적인 목적은 응답속도, 시야각 및 콘트라스트가 최적화 된 VA모드 액정표시장치를 제공하는 데 있다.

제1도는 본 발명에 의한 액정표시장치의 기본적 구성을 설명하는 도면.

제2도는 제1도의 액정표시장치의 콘트라스트비와 액정패널에 대한 편광자, 검광자의 방위간의 관계를 설명하기 위한 도면.

제3도는 제1도의 액정표시장치의 동적특성을 나타낸 도면.

제4도는 제1도의 액정표시장치에 위상차 보상판을 더 설치한 구성을 나타낸 도면.

제5도는 제4도의 액정표시장치에서 액정패널의 지연값에 대한 위상차 보상판의 합계 지연값의 비의 값을 0.45로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제6도는 제4도의 액정표시장치에서 액정패널의 지연값에 대한 위상차 보상판의 합계 지연값의 비의 값을 0.6으로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제7도는 제4도의 액정표시장치에서 액정패널의 지연값에 대한 위상차 보상판의 합계 지연값의 비의 값을 0.75로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제8도는 제4도의 액정표시장치에서 액정패널의 지연값에 대한 위상차 보상판의 합계 지연값의 비의 값을 0.82로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제9도는 제4도의 액정표시장치에서 액정패널의 지연값에 대한 위상차 보상판의 합계 지연값의 비의 값을 0.90으로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제10도는 제4도의 액정표시장치에서 액정패널의 지연값에 대한 위상차 보상판의 합계 지연값의 비의 값을 0.97로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제11도는 제4도의 액정표시장치에서 액정패널의 지연값에 대한 위상차 보상판의 합계 지연값의 비의 값을 1.05로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제12도는 제4도의 액정표시장치에서 액정패널의 지연값에 대한 위상차 보상판의 합계 지연값의 비의 값을 1.12로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제13도는 제4도의 액정표시장치에서 액정패널의 지연값에 대한 위상차 보상판의 합계 지연값의 비의 값을 1.20으로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제14도는 제4도의 액정표시장치에서 액정패널의 지연값에 대한 위상차 보상판의 합계 지연값의 비의 값을 1.34로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제15도의 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 1μm, 액정층의 지연값을 82nm으로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제16도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 2μm, 액정층의 지연값을 164nm으로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제17도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 3μm, 액정층의 지연값을 246nm으로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제18도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 4μm, 액정층의 지연값을 328nm으로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제19도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 5μm, 액정층의 지연값을 410nm으로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제20도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 6μm, 액정층의 지연값을 492nm으로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제21도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 1μm로 한 경우의 투과율 특성을 나타낸 도면.

제22도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 2μm로 한 경우의 투과율 특성을 나타낸 도면.

제23도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 3μm로 한 경우의 투과율 특성을 나타낸 도면.

제24도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 4μm로 한 경우의 투과율 특성을 나타낸 도면.

제25도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 5μm로 한 경우의 투과율 특성을 나타낸 도면.

제26도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 6μm로 한 경우의 투과율 특성을 나타낸 도면.

제27도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 1μm로 한 경우의 착색특성을 나타낸 도면.

제28도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 3μm로 한 경우의 착색특성을 나타낸 도면.

제29도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 4μm로 한 경우의 착색특성을 나타낸 도면.

제30도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 5μm로 한 경우의 착색특성을 나타낸 도면.

제31도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 6μm로 한 경우의 착색특성을 나타낸 도면.

제32도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 3μm, 트위스트각을 0° 로한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제33도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 3μm, 트위스트각을 90° 로한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제34도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층의 두께를 3μm, 트위스트각을 180° 로 한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제35 (a), (b)도는 제4도의 액정표시장치에서 카이럴재(chiral subtance)를 함유한 액정층내의 분자배향을 각각 비구동상태 및 구동상태에 대해 나타낸 도면.

제36 (a), (b)도는 제4도의 액정표시장치에서 카이럴재를 함유하지 않는 액정층내의 분자배향을 각각 비구동상태 및 구동상태에 대해 나타낸 도면.

제37도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층내에 카이럴재를 첨가한 경우의 시각 특성을 나타낸 도면.

제38도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층내에 카이럴재를 첨가한 경우의 투과 특성을 나타낸 도면.

제39도는 제4도의 액정표시장치에서 액정층내에 카이럴재를 첨가하지 않는 경우의 투과특성을 나타낸 도면.

제40도는 제4도의 액정표시장치에서 프리틸트각(pretilt angle)을 90° 로 설정한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제41도는 제4도의 액정표시장치에서 프리틸트각을 85° 로 설정한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제42도는 제4도의 액정표시장치에서 프리틸트각을 80° 로 설정한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제43도는 제4도의 액정표시장치에서 프리틸트각을 75° 로 설정한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제44도는 표준적인 TN모드 액정표시장치의 시각특성을 나타낸 도면.

제45도는 본 발명의 제1실시예에 의한 액정표시장치의 구성을 나타낸 도면.

제46도는 제45도의 액정표시장치의 시각특성을 나타낸 도면.

제47도는 제45도의 액정표시장치에서 위상차 보상판을 설치한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제48도는 제45도의 액정표시장치에서 프리틸트각을 75° 으로 하고, 액정패널의 상하에 위상차 보상판을 설치한 경우의 시각특성을 나타낸 도면.

제49도는 본 발명 제2실시예에 의한 액정표시장치의 상승특성을 나타낸 도면.

제50도는 본 발명 제2실시예에 의한 액정표시장치의 하강특성을 나타낸 도면.

제51도는 본 발명의 제3실시예에 의한 액정표시장치의 구성을 나타낸 도면.

제52도는 제51도의 액정표시장치의 흑색표시상태의 투과율을 나타낸 도면.

제53도는 제51도의 액정표시장치의 흑색표시상태의 투과율을 나타낸 다른 도면.

제54도는 제51도의 액정표시장치의 흑색표시상태의 투과율을 나타낸 다른 도면.

제55도는 제51도의 액정표시장치의 흑색표시상태의 투과율을 나타낸 다른 도면.

제56도는 제51도의 액정표시장치의 시각특성을 나타낸 도면.

제57도는 본 발명의 제4실시예에 의한 액정표시장치의 구성을 나타낸 도면.

제58도는 제57도의 액정표시장치의 시각특성을 나타낸 도면.

제59도는 본 발명의 제5실시예에 의한 액정표시장치의 구성을 나타낸 도면.

제60도는 본 발명의 제6실시예에 의한 액정표시장치의 구성을 나타낸 도면.

제61도는 제60도의 액정표시장치의 시각특성을 나타낸 도면.

제62도는 단일 도메인 구성을 갖는 본 발명에 의한 액정표시장치의 구성을 나타낸 도면.

제63도는 분할배향구성을 갖는 본 발명의 제7실시예에 의한 액정표시장치의 구성을 나타낸 도면.

제64도는 제63도의 액정표시장치의 1변형예를 나타낸 도면.

제65도는 제64도의 액정표시장치의 시각특성을 나타낸 도면.

제66도는 제64도의 액정표시장치의 시각특성의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면.

제67도는 본 발명에 의한 수직배향 액정표시장치를 사용한 직시형 액정표시장치의 구성을 나타낸 도면.

제68도는 본 발명의 제8실시예에 의한 카이럴재를 첨가한 경우의 수직배향 액정표시장치의 시각특성을 나타낸 도면.

제69도는 카이럴을 첨가한 경우의 수직배향 액정표시장치의 착색특성을 나타낸 색도도(1).

제70도는 카이럴을 첨가한 경우의 수직배향 액정표시장치의 착색특성을 나타낸 색도도(2).

제71도는 카이럴을 첨가한 경우의 수직배향 액정표시장치의 착색특성을 나타낸 색도도(3).

제72도는 카이럴을 첨가한 경우의 수직배향 액정표시장치의 착색특성을 나타낸 색도도(4).

제73도는 카이럴을 첨가한 경우의 수직배향 액정표시장치의 착색특성을 나타낸 색도도(5).

제74도는 카이럴을 첨가한 경우의 수직배향 액정표시장치의 착색특성을 나타낸 색도도(6).

제75도는 카이럴을 첨가한 경우의 수직배향 액정표시장치의 착색특성을 나타낸 색도도(7).

제76도는 카이럴을 첨가한 경우의 수직배향 액정표시장치의 착색특성을 나타낸 색도도(8).

제77도는 바람직한 트위스트각과 셀 두께의 조합을 나타낸 도면.

제78도는 제8실시예의 1변형례에 의한 액정표시장치의 시각특성을 나타낸 도면.

제79도는 제78도의 액정표시장치의 착색특성을 나타낸 색도도.

제80도는 종래의 TN형 액정표시장치의 시각특성을 나타낸 도면.

제81도는 제80도의 종래의 TN형 액정표시장치의 착색특성을 나타낸 색도도.

본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여, 서로 평행한 제1 및 제2기판과; 상기 제1 기판의 상기 제2기판에 면하는 제1의 주면상에 형성된 제1의 전극과; 상기 제2기판의 상기 제1기판에 면하는 제2의 주면상에 형성된 제2의 전극과; 상기 제1기판의 상기 제1의 주면상에서 상기 제1의 전극을 덮는 제1의 분자배향막과; 상기 제2 기판의 상기 제2의 주면상에서 상기 제2의 전극을 덮는 제2의 분자배향막과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 봉입된 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 액정분자로 된 액정층을 갖춘 액정표시장치에 있어서, 상기 액정층은 80nm 이상, 400nm 이하의 지연을 갖는 것을 일 특징으로 한다.

또한, 상기 지연값이 300nm 이하인 것을 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 지연값이 약 280nm인 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 액정분자는 액정분자의 장축이 상기 제1 및 제2기판중의 적어도 한쪽에 대하여 75° 이상, 90° 미만의 프리틸트각을 형성하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 프리틸트각은 87° 이상인 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 프리틸트각은 약 89° 인 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 액정분자는 상기 제1 및 제2기판의 쌍방에 대해 상기 프리 틸트각을 형성하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 액정층내에서 상기 액정분자는 0° 이상 180° 이하의 트위스트 각을 형성하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 액정분자는 상기 제1 및 제2의 전극에 구동전압이 인가되지 않는 비구동상태에서 상기 제1기판과 제2기판을 잇는 방향을 따라 균일하게 트위스트하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 액정분자는 상기 제1 및 제2의 전극에 구동전압이 인가되는 구동 상태에서 상기 제1기판과 제2기판을 잇는 방향을 따라 트위스트각을 불균일하게 변화시키는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 및 제2기판은 그 사이에 개재하는 상기 액정층과 함께 액정 패널을 형성하고, 상기 액정표시장치는 또한 제1의 흡수축을 갖는 제1편광판과, 제2 흡수축을 갖는 제2편광판을 각각 상기 액정패널의 제1측과 제2측의 반대측에 상기 제1의 흡수축과 상기 제2흡수축이 서로 직교하도록 포함하고, 그 때 상기 제1 및 제2편광판은 상기 제1의 흡수축이 상기 액정층내의 트위스트각을 2등분하는 트위스트 중심축에 대해 약 45° 의 각도를 이루도록 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 액정표시장치는 또한 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이의 제1의 간극 및 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이의 제2의 간극중의 적어도한쪽에 양(+)의 굴절률 이방성을 갖는 제1지연층과, 음(-)의 굴절률 이방성을 갖는 제2지연층을 설치하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 제1지연층은 상기 액정패널에 보다 가까운 위치에 설치되고, 상기 제2지연층은 상기 액정패널로부터 보다 먼 위치에 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 제1지연층은 상기 제1지연층이 상기 제1의 간극에 설치될 경우에는 상기 제1편광판의 흡수축과, 또 상기 제2지연층이 상기 제2의 간극에 설치될 경우에는 상기 제2편광판의 흡수축과, 광축이 90° 의 각도를 이루도록 설치되어 있는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 제1지연층은 약 100nm 이하의 지연값을 갖는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 제2지연층은 상기 제1 및 제2기판에 대해 실질적으로 수직한 방향으로 광축을 갖는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 제2지연층은 상기 액정층의 지연의 2배 이하의 지연을 갖는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 액정표시장치는 또한 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이의 제1의 간극 및 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이의 제2의 간극중의 적어도 한쪽에 상기 제1 및 제2기판에 수직한 방향의 굴절률이 다른 방향의 굴절률보다 적은 것이 특징인 이축성 지연층을 설치한 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 이축성 지연층은 상기 이축성 지연층의 면내에서 약 100nm 이하의 지연값을 가지며, 또 상기 이축성 지연층에 수직한 방향으로 상기 액정층의 지연값의 2배 이하의 지연값을 갖는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 이축성 지연층은 상기 이축성 지연층에 수직한 방향으로 상기 액정층의 지연값과 실질적으로 같은 지연값을 갖는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 및 제2기판의 한쪽에는 복수의 화소전극과, 각각 상기 복수의 화소전극을 구동하는 복수의 박막 트랜지스터가 설치되고, 상기 복수의 화소전극은 상기 액정층내에 각각 대응하는 복수의 화소영역을 규정하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 화소영역의 각각은 액정분자의 배향이 다른 복수의 분할 영역을 포함함을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 화소영역의 각각에서 상기 액정분자의 프리틸트각이 상기 화소영역중의 분할영역에 따라 다른 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 화소영역의 각각에서 상기 화소영역중의 분할영역에 따라 러빙방향이 다른 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 서로 평행한 제1 및 제2기판과; 상기 제1기판의 상기 제2기판에 면하는 제1의 주면상에 형성된 제1의 전극과; 상기 제2기판의 상기 제1기판에 면하는 제2의 주면상에 형성된 제2의 전극과; 상기 제1기판의 상기 제1의 주면상에서 상기 제1의 전극을 덮는 제1의 분자배향막과; 상기 제2기판의 상기 제2의 주면상에서 상기 제2의 전극을 덮는 제2의 분자배향막과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 봉입된 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 액정분자로 된 액정층과, 상기 제1기판의 제1의 주면에 대향하도록 설치된 제1편광판과, 상기 제2기판의 제2의 주면에 대향하도록 설치된 제2편광판을 갖춘 액정표시장치에 있어서, 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이의 제1의 간격 및 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이의 제2의 간극중의 적어도한쪽에 양(+)의 굴절률 이방성을 갖는 제1지연층과, 음(-)의 굴절률 이방성을 갖는 제2지연층을 상기 제1지연층이 상기 액정패널에 보다 가까운 위치에, 상기 제2지연층이 상기 액정패널로부터 보다 먼 위치에 위치하도록 순차적로 설치한 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 서로 평행한 제1기판 및 제2기판과; 상기 제1기판의 상기 제2기판에 면하는 제1의 주면상에 형성된 제1의 전극과; 상기 제2기판의 상기 제1기판에 면하는 제2의 주면상에 형성된 제2의 전극과; 상기 제1기판의 상기 제1의 주면상에서 상기 제1의 전극을 덮는 제1의 분자배향막과; 상기 제2기판의 상기 제2의 주면상에서 상기 제2의 전극을 덮는 제2의 분자배향막과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 봉입된 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 액정분자로 된 액정층으로 된 액정패널과; 상기 액정패널의 제1측에 설치되어, 상기 액정측내에서 액정분자의 트위스트각을 2등분하도록 정의된 트위스트 중심축에 대해 약 45° 의 각도를 이루는 제1의 흡수축을 갖는 제1편광판과; 상기 액정패널의 제2측에 설치되어, 상기 제1의 흡수측에 직교하는 제2흡수축을 갖는 제2편광판과; 상기 액정패널의 한쪽 측에 설치된 광원을 갖춘 직시형 액정표시장치에 있어서, 상기 액정층은 80nm 이상, 400nm 이하의 지연을 갖는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 서로 대향하는 실질적으로 평행한 제1 및 제2기판과; 상기 제1기판의 상기 제2기판에 면하는 제1의 주면상에 형성된 제1의 전극과; 상기 제2기판의 상기 제1기판에 면하는 제2의 주면상에 형성된 제2의 전극과; 상기 제1기판의 상기 제1의 주면상에서 상기 제1의 전극을 덮는 제1의 분자배향막과; 상기 제2기판의 상기 제2의 주면상에서 상기 제2의 전극을 덮는 제2의 분자배향막과; 상기 제1 및 제2기판 사이에 봉입된 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 액정분자로 된 액정층을 갖춘 액정표시장치에 있어서, 상기 액정층의 지연값 △n·d 가 상기 액정분자의 상기 액정층내의 트위스트각을 Ψ로 할 때, Ψ/549≤△n·d≤(225+Ψ),549로 표시되는 범위인 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 액정층은 카이럴재가 첨가되어 있는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 상기 카이럴재가 상기 액정층 내에서 형성하는 카이럴 피치는 상기 액정분자의 트위스트각 Ψ에 대해, d를 액정층의 두께로 할 때, │d/p│≤Ψ, 120° 의 관계를 만족하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 원리 및 본 발명에 의한 액정표시장치의 작용을 설명한다.

도1은 본 발명에 의한 액정표시장치(10)의 기본적 구성을 나타낸 도면이다.

도1을 참조하면 액정표시장치(10)는 서로 대향하는 한쌍의 유리기판(11A, 11B)과, 그 사이에 봉입되는 액정층(12)로 구성되는 액정패널을 포함하고, 상기 액정패널의 하방에는 화살표(13a)로 나타낸 방향으로 흡수축을 갖는 제1편광판(편광자)(13A)이, 또 상방에는 화살표(13b)로 나타낸 방향으로 흡수축을 갖는 제2편광판(검광자)(13B)이 설치되어 있다.

액정층(12)을 구성하는 액정은 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 n형 액정이며, 기판(11A, 11B)간에 전계를 인가하지 않는 액정패널의 비구동상태에서, 하측 기판(11A) 근방의 액정분자(12a)는 기판(11A)에 대해 거의 수직으로 배향한다. 마찬가지로 상측 기판(11B) 근방의 액정분자(12b)는 기판(11B)에 대해 거의 수직으로 배향한다. 환언하면 액정표시장치(10)는 소위 VA모드로 동작하는 액정표시장치를 구성한다.

도1의 구성예에서는 하측 기판(11A)은 그 길이 방향으로부터 반시계회전방향으로 약 22.5° 오프셋한 방향으로 러빙된 제1의 배향막(도시하지 않음)을 상부 주면에 담지(擔持)하고, 액정분자의 배향방향을 나타내는 다이렉터는 액정분자(12a)에 대해서는, 이와 같은 제1의 배향막의 러빙방향으로부터 상방으로 약 87° 의 각도로 기운 방향을 포인트한다. 마찬가지로 상측 기판(11B)는 그 길이 방향으로부터 시계회전방향으로 약 22.5° 오프셋한 방향으로 러빙된 제2의 배향막(도시하지 않음)을 하부 주면에 담지하고, 액겅분자의 배향방향을 나타내는 다이렉터는 액정분자(12b)에 대해서는, 이와 같은 제2의 배향막의 러빙방향으로부터 하방으로 약 87° 의 각도로 기운 방향을 포인트한다. 즉 액정층(12)중에서 액정분자는 상하의 기판(11A, 11B) 사이에 45° 의 트위스트각을 형성한다. 단 도1에 나타낸 바와 같이 기판(11A, 11B)으로 액정패널을 형성할 때에, 기판(11A, 11B)은 러빙방향이 서로 45° 의 각도로 대향하는 방향으로 조합된다.

기판(11A, 11B)으로 된 액정패널의 하측에는 흡수축(13a)을 갖는 편광자(13A)가 설치되어, 하방으로부터 입사하는 광을 흡수축(13a)에 직교하는 방향으로 편광시킨다. 마찬가지로 액정패널의 상측에는 흡수축(13b)을 갖는 검광자(13B)가 설치되어, 액정패널을 통과한 광을 흡수축(13b)에 직교하는 방향으로 편광시킨다. 따라서 편광자(13A) 및 검광자(13B)가 흡수축(13a, 13b)이 서로 직교하도록 배치되어 있는 경우에는, 편광자(13A)에서 편광한 광이 액정패널을 그대로 편광면의 변화없이 통과하면, 이와 같은 광은 검광자(13B)에 의해 차단되어 흑색표시가 얻어진다.

기판(13A)의 외측 및 기판(13B)의 각각의 배향막의 내측에는 투명전극(도시하지 않음)이 형성되나, 전극에 구동전압을 인가하지 않는 비구동상태에서는 액정층(12)내의 액정분자는 액정분자(12a) 또는 액정분자(12b)와 같이 기판면에 대해 거의 수직으로 배향하고, 그 결과 액정패널을 통과하는 광의 편광상태는 거의 변화하지 않는다. 즉 상기 액정표시장치(10)에서는 비구동상태에서 이상적인 흑색표시를 실현한다. 이에 대해 구동상태에서는 액정분자는 기판면에 거의 평행하게 경사(傾斜)하고, 액정패널을 통과하는 광은 이와 같이 경사한 액정분자에 의해 편광상태를 변화시킨다. 환언하면 액정표시장치(10)에서는 구동상태에서 백색표시가 얻어진다.

도2(a)는 이와 같은 액정표시장치(10)에 대해 편광자(13A) 및 검광자(13B)의 흡수축(13a, 13b)의 각도φ, θ를 여러 가지로 변화시킬 경우의 콘트라스트비를 나타낸다. 단 각도φ, θ는 도2(b)의 평면도에 나타낸 바와 같이 정의되며, 콘트라스트비는 비구동상태(구동전압 0V)와 5V의 구동전압을 인가한 상태를 비교한 것이다. 도 2(a)의 예에서는 액정층(12)을 구성하는 액정은 △n=0.0813, △ε=-4.6의 것(예를 들어, 멜크 자판사제의 상품명 MJ95785의 액정제품)을 사용하고, 편광판(13A, 13B)은 시판되는 것, 예를 들어, 니또덴꼬제의 G1220DU를 사용하였다. 또 액정셀의 두께, 즉 액정층(12)의 두께 d는 3.5μm로 설정하고 있다. 단 △n=n_c-n_o이며, n_c, n_o는 각각 액정내의 이상광(異常光) 및 정상광(正常光)의 굴절률이다. 또 △ε은 유전율 이방성을 표시한다.

우선 도2(b)를 참조하면, 이 도면은 액정표시장치(10)의 액정분자의 트위스트 각, 트위스트의 중심선에 대한 편광자 흡수축(13a)이 이루는 각도φ, 및 상기 트위스트의 중심선에 대한 검광자 흡수축(13b)이 이루는 각도θ를 나타낸다. 단 도2(b)의 평면도에서는 트위스트각 및 그 중심선을 명확히 나타내기 위하여 도1의 표시와는 달리, 상측 기판(11B)의 방향을 180° 반전시켜서 하측 기판(11A)의 방향과 같은 방향이 되도록 하여 액정표시장치(10)를 나타내고 있다.

도2(a)를 참조하면, 액정표시장치(10)의 콘트라스트비는 편광자(13A) 및 검광자(13B)가 직교 니콜상태, 즉 흡수축(13a)과 흡수축(13b)이 직교하는 상태에서 극대가 되고, 특히 φ=45° 즉, 도2(b)의 0° ∼ 180° 를 잇는 직선에 대응하는 트위스트 중심선을 기준으로 한 편광자 흡수축(13a)이 이루는 각도가 45° 의 상태에서 콘트라스트가 최대가 되는 것을 알 수가 있다. 이와 같은 직교 니콜상태에서는 마찬가지로 트위스트 중심선을 기준으로 한 검광자 흡수축(13b)이 이루는 각도는 135° 가 된다. 또한 마찬가지로 최대 콘트라스트는 도2(b)에서 각도φ 및 θ를 각각 -45° 및 -135° 로 설정하여도 얻어짐은 명백하다. 이 경우에는 도1에서 흡수축(13a)이 상기 트위스트 중심선과 이루는 각도가 135°, 또 흡수축(13b)이 상기 트위스트 중심선과 이루는 각도가 45° 가 된다.

도2(a)로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의한 액정표시장치(10)에서는 φ, θ의 어느 설정에서도 700을 넘는 콘트라스트비가 얻어지지만, 그 결과는 겨우 100 정도의 콘트라스트비밖에 얻어지지 않는 통상의 트위스트 네마틱(TN) 액정표시장치에 대한 VA 액정표시장치의 우위성을 나타내는 것이다.

도3(a)∼(d)는 도1의 액정표시장치(10)의 동작특성을 설명하기 위한 도면이다. 단 액정 및 편광판은 상술한 것을 사용하고 있다.

이중에서 도3(a)는 액정표시장치(10)에 인가되는 전압펄스의 파형을 나타낸 파형도이며, 도3(b)는 도3(a)의 전압펄스에 대응하여 생기는 액정표시장치(10)의 투과율의 변화를, 액정층(12)에 카이럴재를 첨가하지 않은 경우 및 첨가한 경우에 대해 각각 실선 및 파선으로 나타낸다. 단 도3(b)의 결과는 액정셀의 두께 d를 3.5μm로 설정한 것으로서, 액정분자의 트위스트각은 상술한 바와 같이 45° 로 하고 있다. 도시의 예에서는 카이럴재의 피치 p는 액정층(12)의 두께 d에 대한 비 d/p가 0.25가 되도록 설정하고 있다. 도3(b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 카이럴재를 첨가하지 않은 경우에는 액정표시장치(10)는 인가전압펄스에 대응하여 실질적으로 일정하고, 높은 광투과율을 나타내나, 액정층(12)에 카이럴재를 첨가한 경우에는 액정표시장치(10)의 투과율은 시간과 더불어 감소함을 알 수 있다. 환언하면 VA모드의 액정표시장치(10)에서는 TN모드의 액정표시장치에서 일반적으로 사용되고 있는 카이럴재의 첨가는 바람직하지 않는 동적 응답특성의 열화를 초래한다.

도3(c)는 액정셀의 두께 d를 3.5μm로 한 액정표시장치(10)에서 액정분자의 트위스트각을 0° ∼ 90° 의 범위로 변화시킨 경우에 대해, 동적 투과율특성의 변화를 나타낸다. 도3(c)로부터 알 수 있는 바와 같이 도3(a)의 입력펄스에 수반하는 동적 투과율특성은 액정분자의 트위스트각에 의해 거의 영향을 받지 않는다. 이와 같은 트위스트각의 제어는 기판(11A, 11B)상의 분자배향막의 러빙방향을 제어함으로써 이루어진다.

도3(d)은 액정셀의 두께 d를 4.5μm으로부터 2.5μm의 범위로 변화시킨 경우의 동적 투과율특성의 변화를 나타낸다. 도3(d)으로부터 알 수 있는 바와 같이 도3(a)의 입력펄스에 수반하는 투과율은 셀 두께 d가 감소함과 더불어 감소하나, 응답 속도를 나타내는 지표 즉, 온(ON)시에는 투과율이 0%로부터 포화치(투과율=100%)의 90%에 달하기까지의 시간 T_ON, 또 오프(OFF)시에는 투과율이 포화치로부터 10%로 내려가기까지의 시간 T_OFF가 셀 두께가 감소할수록 감소하고, 따라서 응답속도는 증대함을 알 수 있다. 특히 셀 두께 d를 2.5μm 이하로 설정하면 동적 투과율특성곡선의 상승 및 하강은 대단히 급준해진다.

도4는 도1의 액정표시장치(10)의 시각특성을 더욱 개선하기 위하여, 도1의 기판(11A, 11B) 및 그 사이에 봉입된 액정층(12)으로 된 액정패널(11)의 한쪽에 위상차보상필름(14A)을 삽입한 구성의 액정표시장치(20)를 나타낸다.

도4를 참조하면 위상차보상필름(14A)은 z방향의 음(-)의 지연 △n·d1(△n=n_y-n_z= n_x-n_z, n_x, n_y, n_z는 각각 굴절률 타원체의 주측 x, y, z방향의 굴절률, d₁은 지연 필름의 두께)을 가지며, 각각 액정패널(11)과 편광자(13A) 사이에 설치되어, 액정패널(11)을 통과하는 광의 복굴절을 보상한다.

도5 내지 도14는 이와 같은 위상차보상필름(14A)이 설치된 액정표시장치(20)의 시각특성을 필름(14A)의 지연 R'의 크기를 여러 가지로 변화시킨 경우에 대해 나타낸다. 단, 도5 내지 도11에서 원주방향의 각도값 0.0° , 90.0° , 180.0° 및 270.0° 는 각각 방위각을, 또 동심원은 패널 정면방향을 0° 로 하여 측정한 시각을, 20° 간격으로 나타낸다. 따라서 도시에서는 최외주의 동심원이 80.0° 의 시각을 표시한다. 또 각 등고선은 콘트라스트비 CR가 500.0, 200.0, 100.0, 50.0 및 10.미 등콘트라스트선을 표시한다. 도4 내지 도6의 어느 경우에서도 시각특성은 상술한 경우와 마찬가지로 도3(a)에 나타낸 0V/5V의 구동전압펄스를 액정패널에 인가한 경우의 것이다. 또한 도5 내지 도14에서는 액정패널(11)의 복굴절률 △n을 0.0804, 셀 두께 d를 3μm, 그리고 트위스트각을 45° , 프리틸트각을 89° 로 하였다. 이 경우에 액정패널(11)의 지연 △n·d는 241nm이 된다.

도5의 예에서는 지연 R'은 108mn이고, 액정패널의 지연값 241nm에 대한 비율 R'/△n·d는 0.45가 되는 데 비해, 도6의 예에서는 지연 R'은 144nm이고, 상기 비율 R'/△n·d는 0.6으로 되어 있다. 또한 도7에서는 지연 R'이 180nm이고 상기 비율 R'/△n·d는 0.75로, 도8의 예에서는 지연 R'이 198nm이고 상기 비율 R'/△n·d가 0.82로, 도9의 예에서는 지연 R'이 216nm이고 상기 비율 R'/△n·d가 0.90으로, 도10의 예에서는 지연 R'이 234nm이고 상기 비율 R'/△n·d가 0.97로, 도11의 예에서는 지연 R'이 252nm이고 상기 비율 R'/△n·d가 1.05로, 도12의 예에서는 지연 R'이 270nm이고 상기 비율 R'/△n·d가 1.12로, 도13의 예에서는 지연 R'이 288nm이고 상기 비율 R'/△n·d가 1.20으로, 또 도14의 예에서는 지연 R'이 324nm이고 상기 비율 R'/△n·d가 1.34로 되어 있다.

도5 내지 도14를 참조하면, 액정표시장치(20)는 특히 도9 또는 도10에 나타낸 비율 R'/△n·d가 1 근방(0.97∼1.05)의 범위에서 특히 우수한 시각특성을 나타냄을 알 수 있다. 환언하면 도5 내지 도14의 결과는 지연값이 액정패널의 지연값과 거의 같은 위상차보상필름(14A)을 액정패널(11)에 인접하여 설치함으로써, 액정표시장치(20)의 시각특성이 현저하게 개선됨을 나타낸다.

이상에서 설명한 결과는 도4의 구성에서, 상기 위상차보상필름(14A)과는 별도의 위상차보상필름(14B)을 액정패널(11)의 상방에 설치한 경우에도 성립한다. 단 이 경우의 상기 지연 R'은 위상차보상필름(14A)과 위상차보상필름(14B)의 합계가 된다.

도15 내지 도20은 도4의 구성에서, 위상차보상필름(14A) 및/또는 위상차보상 필름(14B)의 합계 지연 R'을 액체패널(11)의 지연 △n·d에 거의 일치시키고, 액정패널(11)내의 액정층(12)의 두께 d를 변화시킨 경우의 시각특성을 나타낸다. 단 도15∼도20에서 CR=10으로 표시한 등고선은 콘트라스트비 10이 얻어지는 시각을 나타낸다.

도15 내지 도20에서 알 수 있는 바와 같이, 두께 d가 1μm, 따라서 액정패널(11)의 지연 △n·d가 82nm, 또는 그 이하가 되면 시각특성이 분명히 열화하고, 또 두께 d가 5μm, 따라서 액정패널(11)의 지연 △n·d가 410nm 이상이 되면 시각특성이 다시 열화한다. 이것으로부터 도4의 액정표시장치(20)에서 액정패널(11)의 지연은 약 80nm 이상, 보다 바람직하기는 82nm 이상이고, 약 410nm 이하, 보다 바람직하기는 400nm 이하로 설정하는 것이 요망됨을 알 수 있다.

도21 내지 도26은 액정층(12)의 두께 d를 여러 가지로 변화시킨 경우의, 도4의 액정표시장치(20)의 정면방향의 투과율을 3원색을 구성하는 각 색(B=청색, G=녹색, R=적색)에 대해 나타낸 것이다. 단 투과율은 인가전압을 0V로부터 6V까지 변화시키면서 측정하였다.

도21 내지 도26으로부터 알 수 있는 바와 같이 액정층의 두께 d가 1μm(△n·d=82nm) 이하이면, 6V의 구동전압을 인가하여도 투과율은 어느 색에 있어서도 대단히 낮다(도21).

이에 비해 액정층의 두께 d를 1μm 이상으로 증대시키면, 상기 3원색의 각색이 모두 액정표시장치 구동시의 투과율이 크게 증대하고, 특히 도24, 도25에 나타낸 바와 같이 상기 액정층(12)의 두께 d를 4∼5μm로 할 경우에는 구동전압펄스의 크기를 약 4V로 설정함으로써, R, G, B의 각 색에 대해 거의 같은 투과율이 실현된다.

한편 액정층의 두께 d를 더욱 증대시켜서 도26에 나타낸 바와 같이 6μm 또는 그 이상으로 설정할 경우에, R, G, B의 각 색에 대해 거의 같은 투과율이 얻어지는 구동전압은 3V보다 약간 낮은 정도이지만, 이 경우에는 R, G, B의 각 색에 대한 투과율이 거의 같아지는 구동전압의 범위가 도24 또는 도25의 경우보다 좁아진다. 환언하면 도26의 구성에서는 구동전압이 약간만 변동하여도 백색표시가 착색해버리는 문제가 생긴다. 그러나 실제로 양산되는 액정표시장치에서, 엄밀한 구동전압의 제어는 곤란하다.

이와 같은 이유 때문에도 도4의 액정표시장치에서, 액정층(12)의 두께 d는 1μm 이상, 6μm 이하인 것이 바람직하다. 이에 따라 액정층(12)의 지연은 약 80nm 이상, 약 400nm 이하인 것이 바람직하다.

도27 내지 도30은 도4의 액정표시장치에서, 극각(極角)을 +80° 으로부터 80° 까지 변화시킨 경우에 관측되는 색변화를 각 방위각에 대해 나타낸다. 단 도27∼도30은 관측된 색변화를 CIE(1931) 표준표색계(標準表色界)로 플롯한 도면이다. 도27 내지 도30중의 굵은 실선은 방위각이 0° 의 경우를, 가는 실선은 방위각이 45° 의 경우를, 또 파선은 방위각이 90° 의 경우를 나타낸다.

우선 도27을 참조하면 액정층(12)의 두께 d를 1μm, 따라서 액정패널(11)의 지연 △n·d를 82nm으로 한 경우에 극각, 방위각중의 어느 것을 변화하여도 관측되는 색의 변화는 조금밖에 되지 않는다. 그러나 도28에 나타낸 바와 같이 액정층(12)의 두께 d를 3μm(△n·d=246nm)로 한 경우에는 색변화는 약간 커진다. 단 도28의 경우에는 색변화의 방위각 의존성은 아직 관측되지 않는다.

이에 비해 액정층(12)의 두께 d를 4μm(△n·d-328nm)로 한 도29의 경우에는, 액정표시장치(20)에 생기는 색변화는 더욱 커지고, 또 방위각이 90° 인 경우와, 0° 또는 45° 인 경우와는 상이한 색변화가 관측되게 된다. 또한 도30에 나타낸 바와 같이 액정층(12)의 두께 d를 5μm(△n·d-410nm)로 설정한 경우, 또는 도31에 나타낸 바와 같이 두께 d를 6μm(△n·d-492nm)로 설정한 경우에는 관측되는 색 변화가 대단히 커진다.

도27 내지 도31의 결과는 광시야각(廣視野角)이 요구되는 풀컬러 액정표시장치에 VA모드의 액정표시장치를 적용할 경우에는, 액정층(12)의 지연 △n·d를 약 300nm 이하, 예를 들어 도28과 도29의 중간의 280nm 정도로 설정하는 것이 바람직하다는 것을 나타내고 있다.

또한 본 발명의 발명자는 도4의 액정표시장치(20)에서, 액정층(12)의 상면과 하면 사이에 액정분자가 형성하는 트위스트각이 시각특성에 주는 영향을, 액정층(12)의 두께 d를 3μm로 설정하어 조사하였다.

도32 내지도34는 각각 트위스트각을 0° , 90° , 180° 로 한 경우의 시각특성을 나타낸다. 도32 내지 도34로부터 알 수 있는 바와 같이, 트위스트각에 의한 시각 특성의 실질적인 변화는 거의 볼 수 없다.

도4 이후를 참조하여 설명한 이상의 실험에서는, 액정표시장치(20)를 구성하는 액정층(12)에 대해 통상의 TN모드 액정표시장치에서는 일반적으로 실시하고 있는 카이럴재의 첨가는 일체 하지 않고 있다. 또한 본 발명의 발명자는 VA모드 액정표시장치에서 카이럴재의 첨가가 시각특성에 주는 영향을 검토하였다.

VA모드의 액정표시장치에서 구동전압을 인가하지 않은 비구동상태에서는 액정분자는 도35(a)에 개략적으로 나타낸 바와 같이 거의 수직배향하고 있기 때문에 시각특성에 대한 카이럴재의 효과는 현저히 나타나지 않으나, 도35(b)에 나타낸 액정 분자가 수평배향하는 상태에서는 카이럴재에 의한 카이럴 피치의 규제에 의한 어떠한 효과가 나타나는 것으로 생각된다. 도35(b)의 상태에서는 액정분자는 카이럴재에 의해 액정층의 두께방향으로 카이럴재의 카이럴 피치 P 및 액정층의 두께 d로 정해지는 균일한 트위스트각으로 트위스트한다. 이에 비해 카이럴재를 첨가하지 않는 경우에는 도36(a)에 나타낸 바와 같이 비구동상태의 액정분자의 배향은 카이럴재를 첨가한 도35(a)의 경우와 같더라도 구동상태에서는 카이럴재에 의한 카이럴 피치의 규제가 존재하지 않기 때문에 액정분자의 트위스트가 불균일하게 된다. 즉 도35(b)에 나타낸 바와 같이 액정분자의 트위스트는 상하 기판에 각각 담지되어 있는 분자배향막의 근방에서는 생기지만 액정층(12)의 두께방향 상부 중앙부의 영역(도36(b)중의 영역C)에서는 액정분자의 트위스트가 거의 생기지 않는다.

도37은 도4의 액정표시장치(20)에서 액정층의 두께 d를 3μm로 하고, 또 액정분자의 트위스트각을 90° 로 한 경우에 대해 카이럴재를 첨가하여 d/p비를 0.25로 한 경우의 시각특성을 나타낸다. 도37의 시각특성은 같은 구성의 액정표시장치에서 카이럴재를 첨가하지 않은 경우의 시각특성을 나타낸 도33과 비교하면 콘트라스트비가 10 이상의 영역이 감소하고 있음을 알 수 있다. 즉 VA모드의 액정표시장치에서는 시각 특성의 점에서도 카이럴재를 첨가하지 않는 것이 바람직하다는 결론이 된다.

도38, 도39는 마찬가지로 액정층(12)의 두께를 3μm, 액정분자의 트위스트각을 80° 로 한 경우의 액정표시장치(20)의 액정패널 정방향에의 R, C, B 각 색의 휘도특성을 나타낸다. 단 도38은 카이럴재를 첨가한 경우를, 또 도39는 카이럴재를 첨가하지 않은 경우를 나타낸다. 분명히 카이럴재를 첨가한 경우에는 액정표시장치의 휘도가 저하함을 알 수 있다. 이는 카이럴재를 첨가한 경우에는 구동상태에서 도35(b)에 나타낸 바와 같이 균일한 액정분자의 트위스트가 생기는 반면 카이럴재를 첨가하지 않은 경우에는 도36(b)에 나타낸 바와 같이 액정표시장치의 구동상태에서 액정분자가 트위스트하지 않는 영역 C가 형성되고, 이 영역C에서는 광빔이 편광면을 좋은 효율로 변화시키기 때문인 것으로 생각된다. 즉 VA모드의 액정표시장치에서는 휘도 특성의 점에서도 카이럴재를 첨가하지 않는 것이 바람직하다는 결론이 된다.

또한 본 발명의 발명자는 도4의 액정표시장치(20)에서 액정분자의 프리틸트각을 변화시켜서 시각특성의 변화를 조사하였다. 그 결과를 도40 내지 도43에 나타낸다. 단 도40은 프리틸트각을 89° , 99° 으로 설정한 경우를, 도41은 프리틸트각을 85° 으로 설정한 경우를, 도42는 프리틸트각을 80° 로 설정한 경우를, 도43은 프리틸트각을 75° 으로 설정한 경우를 나타낸다. 도44는 표준적인 TN모드 액정표시장치의 시각특성을 나타낸다.

도40 내지 도44를 참조하면 프리틸트각이 실질적으로 90° 가 되어 있는 도40의 경우에는 가장 넓은 시야각이 실현되고 있는 데 비해, 프리틸트각이 감소함에 따라 시야각도감소하고, 도43에 나타낸 프리틸트각이 75℃의 겅우에는 도44에 나타낸 표준적인 TN모드 액정표시장치의 시야각과 동등하게 되고 만다.

이와 같은 이유에서 VA모드의 액정표시장치에서는 액정분자의 프리틸트각을 75° 이상, 바람직하기는 87° 이상, 보다 바람직하기는 89° 이상으로 설정하는 것이 요망된다.

[실시예 1]

도45는 본 발명의 제1실시에에 의한 액정표시장치(30)의 구성을 나타낸 단면도이다.

도45를 참조하면 ITO로 된 투명전극(31a') 및 러빙처리를 한 배향막(31a)을 담지하는 유리기판(31A)과, 마찬가지로 ITO 전극(31b') 및 마찬가지로 러빙처리를 한 배향막(31b)을 담지하는 유리기판(31B)이 폴리머구(31C)를 스페이서로 하여 배향막(31a, 31b)이 서로 대향하는 방향으로 합쳐져서, 밀봉재(도시하지 않음)에 의해 밀봉되어 액정패널이 형성된다. 또한 상기 액정패널중에서 상기 배향막(31a, 31b)으로 정해진 공간내에 음(-)의 유전율 이방성을 갖는 액정, 예를 들어 멜크 자판사제 액정 MJ941296(△n=0.0804, △ ε=-4)을 진공주입법에 의해 봉입하여 액정층(32)을 형성한다. 이와 같은 구성에서는 액정층(32)의 두께 즉, 셀 두께 d는 폴리머의 스페이서구(31c)의 지름에 의해 결정된다.

또한 이와 같이 하여 형성된 액정패널의 상하 각각에 위상차보상필름(33A, 33B)이 설치되고, 또 위상차보상필름(33A)의 하측에는 편광자(34A)가, 또 위상차 보상필름(33B)의 상측에는 검광자(34B)가 상술한 도1 또는 도4에 나타낸 바와 같은 트위스트중심선을 기준으로 한 방위로 형성된다. 즉, 도45의 액정표시장치는 도4의 구성에서 제2의 위상차보상필름(14B)을 설치한 경우에 상당한다.

[표 1]

표1은 트위스트각을 45° 으로 설정한 액정표시장치(30)에서, 액정층(32)의 두께 d를 여러 가지로 변화시킨 경우의 각각의 액정표시장치의 동작특성 및 시각특성의 25℃에 있어서의 평가결과를 나타낸다. 단, 표1에는 배향막(31a, 31b)은 니산가가꾸제의 수직배향재 RN83을 사용하고, 편광판(34A, 34B)은 니또덴꼬제의 G1220DU편광판 또는 스미또모가가꾸제의 SK-1832AP7 편광판을 사용한 경우의 결과를 나타낸다.또 표 1의 액정표시장치에서는 도45에 나타낸 위상차보상필름(33A, 33B)는 생략하고 있으나, 편광판의 보호필름이 어느 정도의 지연보상작용을 한다. 예를 들어, 상기 G1220DU 편광판에 부수하는 보호필름은 크기가 44nm인 음(-)의 지연을 나타내고, 또 상기 SK-1832AP7 편광판에 부수하는 보호필름은 크기가 50nm인 음(-)의 지연을 나타낸다. 또 액정층(32)에는 카이럴재는 일체 첨가하고 있지 않는다.

표1을 참조하면 액정층(32)의 두께 d가 감소함에 따라 상승시간 T_on및 하강 시간 T_off가 감소하여, 액정표시장치의 응답속도가 개선됨을 알 수 있다. 또 상기 액정층의 두께 d가 감소함에 따라 콘트라스트비 10 이상을 부여 하는 시각범위가 증대한다. 단, 앞에서도 설명한 바와 같이 액정층의 두께가 감소하면 휘도가 저하하기 때문에, 상술한 바와 같이 액정층(32)의 두께는 지연 △n·d가 약 80∼약 400nm의 범위에 들어가도록 설정할 필요가 있다.

도46(a), 도46(b)는 도45 구성의 액정표시장치에서 셀 두께 d를 3μm, 트위스트각을 45° 으로 한 경우의 시각특성을 나타낸다. 단 도46의 예에서는 카이럴재는 첨가하고 있지 않으며, 또 액정으로는 상기 MT941296을, 편광판으로는 C1220DU를 사용하고 있다. 단 도46(a), 도46(b)의 결과는 편광판(34A, 34B)이 위상차보상필름(33B, 34B)을 겸용한 경우에 대한 것이다.

도46(a)중에서는 콘트라스트비가 10 이상의 영역을 백색으로 나타내나, 백색의 영역은 대단히 넓어서, 극히 넓은 시각특성이 얻어짐을 알 수 있다. 또 도46(b))로 부터 알 수 있는 바와 같이 이와 같은 액정표시장치에서는 정면방향에서 2000에 가까운 콘트라스트비가 얻어진다.

도47(a), 도47(b)는 도45의 액정표시장치에서, 시판의 위상차보상필름(스미또모가가꾸제 VAC0)을 위상차보상필름(33A, 33B)으로서 사용한 경우의 시각특성을 나타낸다. 단 액정패널은 241nm의 지연값 △n·d르 갖기 때문에, 편광판(34A, 34B) 및 위상차보상필름(33A, 33B)의 합계 지연값 R'의 크기를 상기 241nm에 가까운 218nm으로 설정하고 있다.

도47(a)로부터 알 수 있는 바와 같이 이 경우에는, 콘트라스트비가 10을 넘는 시각영역은 도46(a)의 경우보다 더욱 확대하고, 또 패널정면방향의 콘트라스트비도 도47(b)에 나타낸 바와 같이 4000에 달함을 알 수 있다.

앞에서 도40∼도44에 관련해서 프리틸트각이 75° 이하가 되면 VA모드 액정표시장치에서는 시각특성이 종래의 TN모드 액정표시장치 정도로 열화함을 설명하였지만, 도45와 같이 액정층(32)의 상하에 위상차보상필름(34A, 35B)을 갖는 구성에서는, 프리틸트각이 75° 에서도 도48에 나타낸 바와 같이 콘트라스트비 10(CR=10)을 부여하는 영역은 넓어져서, 액정표시장치로서 만족할 수 있는 시각특성이 얻어진다. 단 도48은 액정층(32)의 두께가 3μm, 트위스트각이 45° , 프리틸트각이 75° 의 경우에 대한 것이다.

[실시예 2]

다음에 본 발명의 제2실시예에 의한 액정표시장치에 대해 설명한다.

본 실시예에서는 도45의 구성을 갖는 액정표시장치에서, 액정은 상기한 MJ941296 대신에 같은 멜크사제의 MX95785(△n=0.0813, △ε=-4.6)를 사용한 다. 기타의 구성은 도45의 장치와 같으므로 장치의 구성에 대한 설명은 생략한다.

도49는 액정층(32)의 셀 두께 d를 3μm로 한 경우의 본 실시예에 의한 액정표시장치의 상승특성을 트위스트각을 0° , 45° 및 90° 로 한 경우에 대해 나타낸다. 이 예에서는 액정층(32)에 카이럴재는 첨가하고 있지 않다. 도49로부터 알 수 있는바와 같이 상승시간 T_on은 트위스트각이 0° 인 경우를 제외하고는 인가전압이 4∼8V의 범위에서 10ms 전후이어서, 액정표시장치는 대단히 우수한 상승특성을 가짐을 알 수 있다. 이에 비해 TN모드의 액정표시장치에서는 상승시간 T_on이 일반적으로 20ms 이상이다.

도50은 셀 두께 d를 마찬가지로 3μm로 한 경우의 본 실시예에 의한 액정표시장치의 하강특성을 트위스트각을 0° , 45° 및 90° 로 한 경우에 대해 나타낸다. 이 예에서도 액정층(32)에 카이럴재는 첨가하고 있지 않다. 도50으로부터 알 수 있는 바와 같이 하강시간 T_off는 어느 트위스트각에서도 5ms 전후이어서, 액정표시장치는 대단히 우수한 하강특성을 가짐을 알 수 있다. 이에 비해 TN모드의 액정표시장치에서는 하강시간 T_off가 일반적으로 40ms 이상이다.

[표 2]

표 2는 본 실시예에 의한 액정표시장치에서, 편광판(34A, 34B) 및 위상차보상 필름(33A,33B)이 형성하는 음(-)의 지연 R'의 합계치를 변화시킨 때의 시각특성, 특히 콘트라스트비 10을 부여한 시각범위 및 11계조 반전각도의 변화를 나타낸다. 11계조 반전각도라 함은 액정패널의 정면방향에 11계조에 의해 중간조를 실시한 경우에, 이와 같은 중간조를 구성하는 계조의 휘도가 서로 반전해서 보이는 극각방향을 나타낸다. 이와 같은 계조 반전이 생기면 표시가 찌부러져서 보기 어려워진다. 이 때문에 계조 반전 각도는 넓을수록 바람직하다. 단 본 실시예에서는 액정층(32)의 지연 △n·d는 정이며, 246nm의 값을 갖는다. 표 2는 위상차보상필름(33A, 33B) 및 편광판(34A, 34B)이 형성하는 지연 R'의 합계치를 액정층(32)의 지연 △n·d에 가깝게 설정함으로써, 90° ,-90° , 180° 의 방위각에서 시야각이 확대함을 알 수 있다.

[표 3]

표3은 본 실시예에서 트위스트각을 변화시킨 경우의 시각특성 및 11계조 반전각도의 변화를 나타낸다. 표3의 결과는 트위스트각에 의한 시각의존성은 실질적으로 존재하지 않음을 나타낸다. 단, 표3의 결과는 위상차보상필름(33A, 33B)은 설치하지 않고, 편광판(34A, 34B)의 위상차보상작용(R'=88nm)만이 존재하는 경우에 대한 것이다.

[실시예 3]

도51은 본 발명의 제3실시예에 의한 액정표시장치(40)의 구성을 나타낸다. 단 도51중에서 앞서 설명한 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

도51을 참조하면, 액정표시장치(40)는 도45에 설명한 액정표시장치(30)와 유사한 구성을 갖지만, 도45의 음(-)의 지연을 갖는 위상차보상필름(33B) 대신에 양(+)의 지연을 갖는 제1의 위상차보상필름((33B)₁)과 음(-)의 지연을 갖는 제2의 위상차보상필름((33B)₂)을, 상기 양(+)의 위상차보상필름((33B)₁)을 액정패널(31)의 근방에, 또 음(-)의 위상차보상필름((33B)₂)을 그 외측에 설치하는 점이 다르다. 위상차보상필름((33B)₂)은 액정패널(31)의 주면에 수직한 광축을 갖는 데 비해, 위상차보상필름((33B)₁)은 액정패널(31)의 주면에 평행한 광축을 갖는다.

도52는 도51의 액정표시장치(40)에서, 액정층(32)의 두께 d를 3.5μm, 트위스트각을 45° 로 한 경우의 여러가지 극각에 대한 흑색표시상태(비구동시)의 투과율을 나타낸다. 단 도52에서는 양(+)의 위상차보상필름((33B)₁)의 지연을 100nm으로 하고, 그 광축각 θ를 여러가지로 변화시킨 것이다. 광축각 θ는 도51에 나타낸 바와 같이 트위스트 중심축에 대해 위상차보상필름((33B)₁)의 광축이 이루는 각도로서 정의한다. 그 때, 음(-)의 위상차보상필름((33B)₂)의 지연값은 상기 액정패널(31)의 지연 △n·d에 거의 같도록 설정되어 있으며, 또 도시한 투과율은 90° 방위각방향에 대한 것이다.

도52를 참조하면, 어느 극각에서도 광축각 θ가 약 45° 의 경우에 흑색표시 상태의 투과율이 최소로 됨을 알 수 있다. 이와 같이 흑색표시의 투과율을 모든 시각에 대해 최소화함으로써, 시각특성의 향상을 도모할 수 있다. 도52에서는 극각이 0° 및 20° 의 경우에 약 135° 의 광축각에서도 흑색표시상태의 투과율이 최소가 되나, 이 경우에는 극각이 40° 에서 투과율이 최대가 되기 때문에 바람직한 시각특성의 개선을 할 수 없다.

도53은 도51의 액정표시장치(40)에서, 양(+)의 위상차보상필름((33B)₁)의 지연을 변화시킨 경우의 흑색표시상태의 투과율을 여러가지 극각에 대해 나타낸 것이다. 단 도53의 경우에도 방위각은 90° 로 하고 있다.

도53을 참조하면, 양(+)의 위상차보상필름((33B)₁)의 지연값을 20∼60nm의 범위로 설정함으로써, 흑색표시상태의 투과율을 모든 극각에 대해 최소화할 수가 있다. 이 경우에 투과율은 0.002를 하회한다.

도54는 도51의 액정표시장치(40)에서, 하측 편광판(34A)과 액정패널(31) 사이에 도음(-)의 지연을 갖는 다른 음(-)의 위상차보상필름을 설치하고, 상기 다른 음(-)의 위상차보상필름과 상기 위상차보상필름((33B)₂)의 합계의 지연값을 상기 액정패널(31)의 지연값에 거의 같게 설정한 경우의, 흑색표시상태의 투과율을 상기 양(+)의 위상차보상필름((33B)₁)의 지연값의 함수로서 나타낸 것이다.

도54로부터 알 수 있는 바와 같이, 이와 같은 구성에 의해 흑색표시상태의 투과율의 극각의존성은 실질적으로 소멸하고 위상차보상필름((33B)₁)의 지연이 50∼60nm의 범위에 있는 경우에 투과율이 최소가 된다. 이러한 위상차보상필름((33B)₁)이 유효하기 위해서는 위상차보상필름((33B)₁)의 지연값을 약 100nm 이하로 설정할 필요가 있다.

도55는 도51의 액정표시장치(40)에서, 상기 위상차보상필름((33B)₁)의 지연값을 30nm으로 고정하고, 위상차보상필름((33B)₂)의 지연값 R'를 변화시킨 경우의 흑색표시상태의 투과율을 나타낸다. 상기한 경우와 마찬가지로 투과율은 90° 방위각방향의 것으로서, 극각의 값을 여러가지로 변화시킨 것이다.

도55로부터 알 수 있는 바와 같이, 투과율이 최소가 되는 것은 위상차보상필름((33B)₂)이 형성하는 음(-)의 지연 R' 값이 약 250nm의 경우이지만, 이 최적치는 액정층(32)의 지연 △n·d의 값보다 다소 적다. 상술한 바와 같이 양(+)의 위상차보상필름((33B)₁)을 설치하지 않을 경우에는 위상차보상필름((33B)₂)의 최적 지연값은 액정층(32)의 지연값 △n·d와 같다. 즉 상기 음(-)의 위상차보상필름((33B)₂)과 함께 양(+)의 위상차보상필름((33B)₁)을 사용할 경우에는, 음(-)의 위상차보상필름((33B)2)의 최적치는 액정층(32)의 지연값 △n·d보다 다소 적게 설정할 필요가 있다. 어느 경우이든 간에 음(-)의 위상차보상필름의 합계 지연값 R'는 위상차보상필름((33B)₂)만을 사용하는 경우이거나, 또는 다른 음(-)의 위상차보상필름을 사용하는 경우이거나, 액정층(32)의 지연값 △n·d의 2배 이하로 설정할 필요가 있다.

도56은 도51의 액정표시장치(40)의 시각특성을 나타낸다. 음(-)의 위상차보상필름만을 사용한 경우의 대응하는 시각특성을 나타낸 도17의 결과와 비교하면, 콘트라스트비가 10 이상의 영역의 면적이 확대되어 있음을 알 수 있다.

[실시예 4]

도57은 본 발명의 제4실시예에 의한 액정표시장치(50)의 구성을 나타낸다. 단 도57중에서 앞서 설명한 부분에는 대응하는 참조부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

도57을 참조하면, 액정표시장치(50)는 도51의 액정표시장치(40)와 마찬가지 구성을 가지나, 상기 위상차보상필름((33B)₁,(33B)₂)과 마찬가지 위상차보상필름((33A)₁,(33A)₂)을 편광판(34A)과 액정패널(31) 사이에 설치한다. 그 때, 정을 지연을 갖는 위상차보상필름((33A)₁)을 액정패널(32)에 가까운 측에, 음(-)의 지연을 갖는 위상차보상필름((33A)₂)을 액정패널(32)로부터 먼 측에 설치함으로써, 액정패널(32)의 상측의 구성과 하측의 구성이 대칭적이 되어 도58에 나타낸 바와 같이 시각특성이 더욱 향상된다.

[실시예 5]

도50는 본 발명의 제5실시예에 의한 액정표시장치(60)의 구성을 나타낸다. 단 도59중에서 앞서 설명한 부분에는 대응하는 참조부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

도59를 참조하면, 본 실시예에서는 상술한 액정표시장치(40)에서 양(+)의 위상차보상필름((33B)₁)과 음(-)의 위상차보상필름((33B)₂)을 설치하는 대신에, 단일의 이축성 위상차보상필름(33B')을 액정패널(31)과 편광판(34B) 사이에 삽입한다.

위상차보상필름(33B')은 광학적 이축성을 가지며, x, y, z 의 각 방향에 대한 굴절률 n_x, n_y, n_z에 대해 n_x>n_y>n_z또는 n_y>n_x>n_z>가 성립한다. 이와 같은 이축성 위상차보상필름은 공지이며, 예를 들어 일본국 특개소 59-189325에 기재되어 있는 것을 사용하여도 좋다.

이러한 이축성 위상차보상필름이 형성하는 지연은 면내방향에 대해 식 │n_x-n_y│·d 으로 주어지고, 또 액정패널(32)에 수직한 방향(두께방향)에는 식 (n_x+n_y)2+n_z로 주어진다. 본 실시예에서는 면내의 지연값을 120nm 이하, 두께방향의 지연을 액정층(32)의 지연 △n·d와 같게 설정함으로써 최적의 결과를 얻을 수가 있다. 단 도59의 예에서는 위상차보상필름(33B')은 그 면내 지상축이 편광판(34B)의 흡수축에 거의 평행이 되도록 설치한다. 면내 지상축은 n_x>n_y>n_z의 관계가 성립하는 경우에는 x축에, 또 n_y>n_x>n_z가 성립하는 경우에는 y축에 일치한다. (실시예 6)

도60은 본 발명의 제6실시예에 의한 활성화 매트릭스 구동방식의 액정표시장치(70)의 구성을 나타낸다.

본 실시예에서는 도57의 구성에서 유리기판(31A) 또는 유리기판(31B)상에 액정패널내에 획성된 화소에 대응하여 복수의 투명화소전극(31a')_PIXEL과, 이것을 구동하는 전극(TFT(31a')_TFT)이 형성되어 있다. 즉 상기 투명화소전극(31a')_PIXEL과 전극(TFT(31a')_TFT)는 도45의 전극(31a') 또는 전극(31b')에 대응한다. 또 상기 기판(31A) 또는 기판(31B)상에는 매트릭스배열된 TFT에 구동신호를 공급하는 데이터버스 DATA와 이것을 활성화하는 ADDR가 뻗어 있다.

도61은 액정표시장치(70)의 시각특성을 액정으로서 멜크 자판사제 MT95785를 사용하고, 액정층의 두께를 3μm로 한 경우를 나타낸다. 이 경우에 액정분자의 트위스트각은 45°, 액정층(32)의 지연 △n·d는 241nm으로 하고 있으며, 분자배향막(31a, 31b)(도45 참조)은 니싼가가꾸제 RN783을 사용하고 있다. 도61로부터 알 수 있는 바와 같이 대단히 넓은 시각특성을 갖는 활성화 매트릭스구동 액정표시장치가 얻어진다.

[실시예 7]

이상에서 설명한 각 실시예에서는 도62(a) 내지 도62(c)에 나타낸 바와 같이 각각의 화소에서 액정의 분자배향이 균일한, 소위 단일 도메인 분자배향구성을 이용하였었다. 단 도62(a)는 액정표시장치의 1화소분 영역의 평면도, 도62(b)는 도62(a)중의 선 A-B를 따른 단면도, 도62(c)는 도62⑴)의 액정표시장치에 2개의 상이한 방향으로부터 입사광 X 및 Y를 입사시킨 경우의 구성을 나타내며, 도면 중에서 앞서 설명한 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고 있다. 또 도62(a)에서 실선의 화살표는 상측 기판(31B)에 담지된 분자배향막(31b)의 러빙방향을, 또 점선의 화살표는 하측 기판(31A)에 담지된 분자배향막(31a)의 러빙방향을 나타낸다. 분자배향막(31b)의 러빙방향과 분자배향막(31a)의 러빙방향은 α₁의 각도로 교차하나, 액정분자의 트위스트각을 45° 로 설정할 경우에는 상기 각도α₁는 45° 의 각도로 설정한다.

도62(c)로부터 알 수 있는 바와 같이 이러한 단일 도메인 분자배향 구성을 갖는 액정표시장치에서는, 그 구동상태에서 입사광 X의 방향으로부터 본 분자배향과 입사광 Y의 방향으로부터 본 분자배향이 다르기 때문에, 실질적인 시각특성의 저하는 피할 수 없다.

이에 대해 도63(a) 내지 도63(c)는 본 발명의 제7실시예에 의한 액정표시장치의 구성을 나타낸다. 단 앞서 설명한 부분에는 동일한 참조부호를 붙이고, 설명을 생략한다.

도63(a) 내지 도63(c)의 구성에서는 도63(b)에 나타낸 바와 같이, 각각의 화소에서 자외선개질 분자배향막(31a', 31b')을 각각 분자배향막(31a, 31b)의 일부를 덮도록 형성한다. 이러한 자외선개질 분자배향막은, 예를 들어 분자배향막(31a, 31b)의 러빙후에, 다른 분자배향막을 그 위에 퇴적하고, 이것에 자외선을 조사하여 분자배향을 변화시킨 후에, 각 화소에서 그 일부만이 남도록 패턴화하여 형성하면 된다.

그 때, 도63(b)의 단면도에 나타낸 바와 같이, 도63(a)의 평면도의 지면 하측의 영역에 상기 개질 분자배향막(31a')을 형성하고, 또 지면 상측의 영역에 상기 개질 분자배향막(31b')을 형성함으로써, 도63(c)에 나타낸 바와 같이 입사광 X 및 Y를 상이한 방향으로부터 입사시킨 경우에, 상기 어느 방향에서도 광이 감수하는 액정분자배향이 액정표시장치의 구동상태에서 동등하게 되어, 액정표시장치의 시각특성이 더욱 개선된다.

도64(a) 내지 도64(c)는 본 실시예의 1변형례를 나타낸다.

도64(a)를 참조하면, 본 실시예에서는 지면 상측의 영역과 지면 하측의 영역에서 러빙방향을 변화시키고 있으며, 그 결과 도64(b)의 단면도에 나타낸 바와 같이 분자배향이 각 화소내의 우측영역과 좌측영역(도64(a)의 상측영역과 하측영역에 대응)에서 다르다. 그 결과, 도64(c)에 나타낸 바와 같이 입사광 X 및 Y를 2개의 상이한 방향으로부터 입사시킨 경우에, 각각의 방향에서 액정분자의 배향은 도63(c)의 경우와 등가로 되어 액정표시장치의 시각특성이 향상한다.

도65는 도64 구성의 액정표시장치에서, 각도 α₁,α₂를 어느 것이나 45° , 액정층의 두께 d를 3μm로 한 경우의 시각특성을 나타낸다. 단 액정표시장치는 도65에서 액정층(32)으로서 상기 멜크 자판사의 MJ95785를 사용하고 카이럴재는 첨가하고 있지 않다. 즉, 액정층(32)은 이 경우에는 지연 △n·d가 284nm의 값을 가지며, 트위스트각은 45° 으로 설정된다. 또 도57에 나타낸 정 및 음(-)의 위상차보상필름을, 양(+)의 위상차보상필름((33A)₁, (33B)₁)의 합계 지연값 R가 25nm, 음(-)의 위상차보상필름((33A)₂, (33B)₂)의 합계 지연값 R'가 160nm가 되도록 설치하고 있다.

도65를 참조하면, 액정표시장치를 이와 같이 구성함으로써 콘트라스트비가 10을 하회하는 영역이 매우 한정되어, 극히 우수한 시각특성을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

도66은 같은 구성의 액정표시장치의 시각특성의 시뮬레이션의 결과이지만, 이에 따르면 액정표시장치는 각 부재의 최적화에 의해 더욱 우수한 시각특성을 실현할 수 있음을 알 수 있다.

도67은 상기 제1 내지 제7의 각 실시예에 기재한 액정표시장치를 사용하여 구성한 직시형 액정표시장치(100)의 구성을 나타낸다.

도67을 참조하면, 액정표시장치(100)는 상기 액정표시장치(10∼70)중의 어느 것이어도 좋은 VA모드 액정표시장치(101)와, 그 배후에 설치된 면광원(103)으로 구성된다. 액정표시장치(101)에는 복수의 화소영역(102)이 형성되고, 상기 면광원(103)으로부터 방사되는 백 라이트를 광학적으로 변조한다. 한편 면광원(103)은 형광관등의 선광원을 포함한 광원부(103)와, 상기 선광원으로부터 방사된 광을 확산시켜서 상기 액정표시장치(101)의 전면을 2차원적으로 조명하는 광확산부(104)로 된다.

상기한 각 실시예에서 설명한 본 발명에 의한 VA모드 액정표시장치는 특히 넓은 시각특성을 부여하기 때문에, 도67에 나타낸 바와 같은 구성의 직시형 액정표시장치에 특히 적합하다.

[실시예 8]

상기 도35, 도36의 본 발명에 의한 VA모드 액정표시장치에서는 액정층내에 카이럴재는 첨가하지 않는 편이 바람직함을 설명하였다. 그러나 이것은 본 발명에서는 카이럴재를 첨가할 수 없다거나, 또는 첨가해서는 안된다는 것을 뜻하는 것은 아니다. 실제로 액정층내의 액정분자의 카이럴 피치를 카이럴재에 의해 적당한 범위로 규제함으로써, 표시의 밝기, 콘트라스트비 및 응답속도를 최적으로 유지한 채로 표시의 착색을 최소화할 수 있다.

이하, 이와 같은 카이럴채를 사용한 본 발명의 제8실시예에 대해 설명한다.

도68은 도51 구성의 액정표시장치(40)에서, 액정층(32)으로서 멜크 자판사제 MX941296(△n=0.082, △ε=-4.6)을 사용하고, 편광판(34A, 34B)에는 니또덴꼬제 G1220DU를, 그리고 양(+)의 위상차보상필름((33B)₁)은 굴절률 n_x=1..501, n_y=n_z=1.5의 복굴절필름을, 또 음(-)의 위상차보상필름((33B)₂)은 굴절률 n_x=n_y=1.501, nz=1.5의 복굴절필름을 사용한 경우에, 액정층(32)에 첨가한 카이럴재의 피치 p를 여러 가지로 변화시킨 경우의 시각특성의 변화를 나타낸다. 단 액정층(32)의 두께 d는 3.25μm로 고정하고, 또 액정분자의 트위스트각은 45° 로 하고 있다. 단 도68중의 "순카이럴" 방향은 카이럴재의 트위스트방향이 액정분자의 트위스트방향에 일치하는 경우를, 또 "역카이럴" 방향은 카이럴재의 트위스트방향이 액정분자의 트위스트방향과 역방향인 경우를 나타낸다.

도68을 참조하면, 상기 d/p비의 절대치 │d/p│가 0.375(=Ψ/120° ; Ψ는 트위스트각이며, 본 경우에는 45° ) 이내이면 50° 를 넘는 시야각을 확보할 수 있음을 알 수 있다. 단 상기 절대치 표시에서 카이럴 피치 p는 순카이럴 방향을 +, 역카이럴 방향을 -로 표현하고 있다.

도69 내지 도76은 상술한 도27 내지 도31과 마찬가지 도면이며, 상기 도51의 액정표시장치(40)에서 카이럴재를 첨가하여 d/p비를 여러가지로 변화시킨 경우의 착색특성을 나타낸다. 단, 액정층의 두께 d는 3.25μm로 설정하고 있다. 이 중에서 도 69는 카이럴재를 첨가하지 않은 경우이며, 도28에 대략 대응하는 데 비해, 도70은 d/p비를 순카이럴 방향으로 0.0325로 한 경우를, 도71은 d/p비를 순카이럴 방향으로 0.13으로 한 경우를, 도72는 d/p비를 순카이럴 방향으로 0.325로 한 경우를, 그리고 도73은 d/p비를 순카이럴 방향으로 0.65로 한 경우를 나타낸다. 이에 대해 도74는 d/p비를 역카이럴 방향으로 0.0325로 한 경우를, 도75는 d/p비를 역카이럴 방향으로 0.13으로 한 경우를, 그리고 도76은 d/p비를 역카이럴 방향으로 0.325로 설정한 경우를 나타낸다.

도69 내지 도76을 참조하면, 액정표시장치의 착색은 카이럴재에 의해 카이럴 피치를 순카이럴 방향으로 규제하여 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 이에 비해 역 카리럴방향의 카이럴 피치의 규제는 착색특성을 열화시킨다. 도68의 시야각특성을 생각하면, 두께 d가 3.25μm의 액정층에서는 d/p비의 절대치 │d/p│를 Ψ/120° 이내로 설정하는 것이 바람직하다는 결론이 된다.

도77은 │d/p│ 를 약 Ψ/360° 로 고정하고, 셀 두께와 트위스트각 Ψ를 여러가지로 변화시킬 경우의 표시특성의 평가를 나타낸다.

도77을 참조하면, 평가는 4단계로 실시하고, 좋은 쪽으로부터 나쁜 쪽으로 차례로 ◎, ○, △, × 로 표시하였다. 상기 실시예에서도 설명한 바와 같이, 셀 두께 d 및 지연 △n·d가 적게 하면 응답특성은 빨라지나 투과율이 낮아진다. 이에 대해 셀 두께 d를 크게 하면 착색이 심해진다. 또 트위스트각 Ψ를 크게 하면 응답시간이 길어진다. 결론으로서 액정층의 지연 △n·d가 도77의 실선으로 나타낸 영역, 즉 식

Ψ/549≤△n·d≤(225+Ψ)/549

으로 주어지는 범위내이면, 우수한 표시특성이 얻어짐을 알 수 있다. 단 상기 식에서 트위스트각 Ψ의 단위는 도(° )로 하고 있다.

도78, 도79는 도57의 액정표시장치(50)에서 위상차보상필름((33A)1)을 제거하고, 액정분자의 트위스트각 Ψ를 45° , 액정층(32)의 셀 두께 d를 4μm, 위상차보상 필름((33A)2, (33B)2)에 의한 음(-)의 합계 지연값 R'를 300nm, 위상차보상필름((33B)1)에 의한 양(+)의 지연값 R을 25nm으로 한 경우에, d/p비가 0.125가 되도록 액정층(32)내에 카이럴재를 첨가한 경우의 시각특성과 착색특성을 각각 나타낸다.

통상의 TN형 액정표시장치의 시각특성과 착색특성을 나타낸 도80, 도81과 비교하면, 본 실시예에 의한 액정표시장치는 시야각 및 착색이 다 같이 종래의 TN형 액정표시장치의 것에 비해 크게 개선되어 있음을 알 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위에 기재한 요지내에서는 여러가지 변형·변경이 가능하다.

본 발명에 의하면, 수직배향형 액정표시장치에서 액정층의 지연을 80nm 이상, 400nm 이하로 설정함으로써, 넓은 시야각과 고속응답성을 가지며, 착색이 없고, 밝으며, 높은 콘트라스트의 액정표시장치가 얻어진다.

또한, 본 발명에 의하면, 액정층을 포함한 액정패널에 인접하여 양(+)의 굴절률 이방성을 갖는 지연층과 음(-)의 굴절률 이방성을 갖는 지연층을 차례로 설치함으로써, 수직배향형 액정표시장치에서 넓은 시야각을 실현할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 수직배향 구성의 액정표시장치에서 액정층의 지연을 80nm 이상, 400nm 이하로 설정함으로써, 대단히 넓은 시야각을 가질 것이 요구되는 직시형 액정표시장치를 실현할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 수직배향 구성의 액정표시장치에서 상기 액정층의 지연 △n·d가 상기 액정분자의 상기 액정층중의 트위스트각을 Ψ로 하면, 식

Ψ/549≤△n·d≤(225+Ψ)/549

로 표시되는 범위에 들어가도록 액정분자의 트위스트각을 카이럴재에 의해 최적으로 규제함으로써, 밝고, 응답속도가 빠르고, 또한 착색이 적은 액정표시장치를 얻을 수 있다.

Claims

액정표시장치에 있어서,

① 서로 평행하게 대향하고 있는 제1 및 제2기판과;

② 상기 제1기판의 제1주면상에(on a first principal surface) 형성된 제1전극-여기서, 상기 제1주면은 상기 제2기판에 대향함-과;

③ 상기 제2기판의 제2주면상에 형성된 제2전곡-여기서, 상기 제2주면은 상기 제1기판에 대향함-과;

④ 상기 제1전극을 덮기 위하여 상기 제1기판의 상기 제1주면상에 형성되는 제1분자배향막(a fist molecular alignment film)과;

⑤ 상기 제2전극을 덮기 위하여 상기 제2기판의 상기 제2주면상에 형성되는 제2분자배향막(a second molecular alignment film)과;

⑥ 상기 제1 및 제2기판 사이에 봉입된 액정층(a liquid crystal layer)-여기서, 상기 액정층은 그 안에 음(-)의 유전율 이방성(negative dielectric anisotropy)을 갖는 n형 액정분자를 포함함-를 포함하고,

상기 제1 및 제2기판은 그 사이에 개재(介在)하는 상기 액정층과 함께 액정패널(a liquid clystal panel)을 형성하며,

상기 액정표시장치는 상기 액정패널의 제1면(a first side) 및 제2면에 각각 제1의 광학흡수축(a first optical absorption axis)를 갖는 제1편광판 및 제2광학흡수축을 갖는 제2편광판을 더 포함하고,

상기 액정표시장치는 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이의 제1간극(a first gap) 및 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이의 제2간극중 적어도 하나에 양의 복굴절을 가지는 제1지연층(a first retardation layer)과 음(-)의 복굴절을 가지는 제2지연층을 더 포함하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 액정분자는 액정분자의 장축(長軸)이 상기 제1 및 제2기판중의 적어도 한쪽에 대하여 75° 이상, 90° 미만의 프리틸트각을 형성하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 액정층내에서 상기 액정분자는 0° 이상, 180° 이하의 트위스트각을 형성하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2편광판은, 상기 제1 및 제2광학흡수축이 서로 직교하도록 배치되며, 상기 제1 및 제2편광판은 상기 액정층내의 상기 액정분자의 트위스트각을 이등분하는 중앙선에 대하여 상기 제1광학흡수축이 대략 45° 의 각을 형성하도록 배치되는 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 제1지연층은 상기 제2지연층에 비해 상기 액정패널에 보다 가까운 위치에 설치되는 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 제1지연층이 상기 제1간극에 설치될 때 상기 제1편광판의 상기 광학흡수축에 대하여 상기 제1지연층의 광학축이 대략 90° 의 각도를 형성하고, 상기 제1 지연층이 상기 제2간극에 설치될 때 상기 제2편광판의 상기 광학흡수축에 대하여 상기 제1지연층의 광학축이 대략 90° 의 각도를 형성하는 방향으로 상기 제1지연층이 배열되는 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 제2지연층은 상기 제1 및 제2기판에 대해 실질적으로 수직의 방향으로 광축을 갖는 액정표시장치.
액정표시장치에 있어서,

① 서로 평행하게 대향하고 있는 제1 및 제2기판과;

② 상기 제1기판의 제1주면상에(on a first principal surface) 형성된 제1전극-여기서, 상기 제1주면은 상기 제2기판에 대향함-과;

③ 상기 제2기판의 제2주면상에 형성된 제2전극-여기서, 상기 제2주면은 상기 제1기판에 대향함-과;

④ 상기 제1전극을 덮기 위하여 상기 제1기판의 상기 제1주면상에 형성되는 제1분자배향막(a first molecular alignment film)과;

⑤ 상기 제2전극을 덮기 위하여 상기 제2기판의 상기 제2주면상에 형성되는 제2분자배향막(a second molecular alignment film)과;

⑥ 상기 제1 및 제2기판 사이에 봉입된 액정층(a liquid crystal layer)-여기서, 상기 액정층은 그 안에 음(-)의 유전율 이방성(negative dielectric anisotropy)을 갖는 n형 액정분자를 포함함-를 포함하고,

상기 액정층은 80nm이상, 400nm이하의 지연값을 갖으며,

상기 제1 및 제2기판은 그 사이에 개재(介在)하는 상기 액정층과 함께 액정패널(a liquid crystal panel)을 형성하고,

상기 액정표시장치는 상기 액정패널의 제1면(a first side) 및 제2면에 각각 제1광학흡수축(a first optical absorption axis)를 갖는 제1편광판 및 제2광학흡수축을 갖는 제2편광판을 더 포함하며,

상기 액정표시장치는 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이에 형성되는 제1간극(a first gap) 및 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 형성되는 제2간극중 적어도 하나에 광학적 이축성 지연층(an optically biaxial retardation layer)를 더 포함하고,

상기 광학적 이축성 지연층은 상기 제1 및 제2기판에 수직인 방향으로 가장 작은 굴절률(refractive index)을 가지는 액정표시장치.
제8항에 있어서,

상기 이축성 지연층은 상기 이축성 지연층의 면내에서 약 100nm 이하의 지연값을 가지며, 또 상기 이축성 지연층에 수직한 방향으로 상기 액정층의 지연값의 2배 이하의 지연값을 갖는 액정표시장치.
제1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9항 중의 어느 1항에 있어서,

상기 제l 및 제2기판의 한쪽에는 복수의 화소전극과, 각각 상기 복수의 화소 전극을 구동하는 복수의 박막 트랜지스터가 설치되고, 상기 복수의 화소전극은 상기 액정층내에 각각 대응하는 복수의 화소영역을 규정하는 액정표시장치.
제 10항에 있어서,

상기 복수의 화소영역의 각각은, 액정분자의 배향이 다른 복수의 분할영역을 포함하는 액정표시장치.
직시형(直視型) 액정표시장치에 있어서,

ⓐ 액정패널-여기서, 상기 액정패널은

① 서로 평행하게 대향하고 있는 제1 및 제2기판과,

② 상기 제1기판의 제1주면상에(on a first principal surface) 형성된 제1전극-여기서, 상기 제1주면은 상기 제2기판에 대향함-과;

③ 상기 제2기판의 제2주면상에 형성된 제2전극-여기서, 상기 제2주면은 상기 제1기판에 대향함-과;

④ 상기 제1전극을 덮기 위하여 상기 제1기판의 상기 제1주면상에 형성되는 제1분자배향막(a first molecular alignment film)과;

⑤ 상기 제2전극을 덮기 위하여 상기 제2기판의 상기 제2주면상에 형성되는 제2분자배향막(a second molecular alignment film)과;

⑥ 상기 제1 및 제2기판 사이에 봉입된 액정층(a liquid clystal layer)-여기서, 상기 액정층은 그 안에 음(-)의 유전율 이방성(negative dielectric anisotropy)을 갖는 n형 액정분자를 포함함-를 구비함-과;

ⓑ 상기 액정패널의 제1면에 설치되며, 상기 액정측내에서 상기 액정분자의 트위스트각을 2등분하도록 정의된 트위스트 중심축에 대해 약 45° 의 각도를 형성하는 제1흡수축을 갖는 제1편광판과;

ⓒ 상기 액정패널의 제2면에 설치되며, 상기 제1흡수측에 직교하는 제2흡수축을 갖는 제2편광판과;

ⓓ 상기 액정패널의 한쪽 면에 설치된 광원을 포함하며,

상기 액정층은 80nm 이상, 300nm 이하의 지연값을 갖는 직시형 액정표시장치.
액정표시장치에 있어서,

① 서로 평행하게 대향하고 있는 제1 및 제2기판과;

② 상기 제1기판의 제1주면상에(on a first principal surface) 형성된 제1전극-여기서, 상기 제1주면은 상기 제2기판에 대향함-과;

③ 상기 제2기판의 제2주면상에 형성된 제2전극-여기서, 상기 제2주면은 상기 제1기판에 대향함-과;

④ 상기 제1전극을 덮기 위하여 상기 제1기판의 상기 제1주면상에 형성되는 제1분자배 향막(a first molecular alignment film)과;

⑤ 상기 제2전극을 덮기 위하여 상기 제2기판의 상기 제2주면상에 형성되는 제2분자배 향막(a second molecular alignment film)과;

⑥ 상기 제1 및 제2기판 사이에 봉입된 액정층(a liquid crystal layer)-여기서, 상기 액정층은 그 안에 음(-)의 유전율 이방성(negative dielectric anisotropy)을 갖는 n형 액정분자를 포함함-를 포함하고,

상기 액정층의 지연값 △n·d은 80nm이상, 400nm이하이며, 상기 액정분자의 트위스트각을 Ψ로 할 때,

Ψ/549≤△n·d≤(225+Ψ)/549

의 관계를 만족시키는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

상기 액정층은 카이럴재(a chiral substance)를 포함하는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

상기 카이럴재가 상기 액정층내에서 형성하는 카이럴 피치 p는 상기 액정분자의 트위스트각 Ψ에 대해, d를 상기 액정층의 두께로 할 때,

│d/p│ ≤Ψ/120°

의 관계를 만족시키는 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 액정층은 80nm이상, 400nm이하의 지연값을 갖는 액정표시장치.
제8항에 있어서,

상기 액정층은 80nm이상, 400nm이하의 지연값을 갖는 액정표시장치.
제8항에 있어서,

여하한 구동전압이 상기 제1 및 제2전극 사이에 인가되지 않는, 상기 액정표시장치의 비활성상태에서 상기 액정분자의 방향자(a director)가 상기 제1 및 제2기판의 적어도 하나에 대하여 75° 이상, 90° 미만의 프리틸트각(pre-tilt angle)으로 기울어진 방향을 가리키도록, 상기 액정분자가 상기 액정층내에서 배열되는 액정표시장치.
제8항에 있어서,

상기 액정분자가 상기 액정층내에서 0° 초과, 180° 미만의 트위스크각을 형성하는 액정표시장치.
제8항에 있어서,

상기 제1 및 제2광학흡수축이 서로간에 직교하고, 상기 제1광학흡수축은 상기 액정층내에서 상기 액정분자의 트위스트각을 이등분하는 중앙선에 대하여 대략 45° 의 각을 형성하도록, 상기 제1 및 제2편광판이 배열되는 액정표시장치.
제8항에 있어서,

상기 제1 및 제2기판중 하나는 그 위에 다수의 픽셀전극과 상기 픽셀전극을 구동하기 위한 해당 박막트랜지스터를 가지며, 상기 픽셀전극은 상기 액정층내의 해당 픽셀을 규정하는 액정표시장치.
제21항에 있어서,

상기 픽셀의 각각은 다수의 서브영역을 포함하며, 각 서브영역은 다른 서브 영역의 액정분자의 분자방향(a molecular orientation)과 다른, 액정분자의 분자방향을 가지는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

여하한 구동전압이 상기 제1 및 제2전극 사이에 인가되지 않는, 상기 액정표시장치의 비활성상태에서, 상기 액정분자의 방향자(a director)가 상기 제1 및 제2기판의 적어도 하나에 관하여 75° 이상, 90° 미만의 프리틸트각(pre-tilt angle)으로 기울어진 방향을 가리키도록, 상기 액정분자가 상기 액정층내에서 배열되는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

여하한 구동전압이 상기 제1 및 제2전극 사이에 인가되지 않는, 상기 액정표시장치의 비활성상태에서, 상기 제1기판부터 상기 제2기판까지에서 균일한 트위스트각을 갖는 트위스트를 상기 액정층내에서 상기 액정분자가 일으키는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

구동전압이 상기 제1 및 제2전극 사이에 인가되는, 상기 액정표시장치의 활성상태에서, 상기 제1기판부터 상기 제2기판까지에서 균일하지 않은 트위스트각을 갖는 트위스트를 상기 액정층내에서 상기 액정분자가 일으키는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

상기 제1 및 제2광학흡수축이 서로간에 직교하고, 상기 제1광학흡수축은 상기 액정층내에서 상기 액정분자의 트위스트각을 이등분하는 중앙선에 대하여 대략 45° 의 각을 형성하도록, 상기 제1 및 제2편광판이 배열되는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

상기 액정표시장치는 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이의 제1간극(a first gap) 및 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이의 제2간극중 적어도 하나에 양의 복굴절을 가지는 제1지연층(a first retardation layer)과 음(-)의 복굴절을 가지는 제2지연층을 더 포함하는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

상기 액정표시장치는 상기 제1기판과 상기 제1편광판 사이에 형성되는 제1간극(a first gap) 및 상기 제2기판과 상기 제2편광판 사이에 형성되는 제2간극중 적어도 하나에 광학적 이축성 지연층(an optically biaxial retardation layer)를 더 포함하고, 상기 광학적 이축성 지연층은 상기 제1 및 제2기판에 수직인 방향으로 가장 작은 굴절률(a refractive index)를 가지는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

상기 제1 및 제2기판의 하나는 그 위에 다수의 픽셀전극과 상기 픽셀전극을 구동하기 위한 해당 박막트랜지스터를 가지며, 상기 픽셀전극은 상기 액정층내의 해당 픽셀을 규정하는 액정표시장치.
제29항에 있어서,

상기 픽셀의 각각은 다수의 서브영역을 포함하며, 각 서브영역은 다른 서브 영역의 액정분자의 분자방향(a molecular orientation)과 다른, 액정분자의 분자방향을 가지는 액정표시장치.