KR100294687B1 - 액정표시소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 액정표시소자는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판 및 제2기판 상에 형성된 제1배향막 및/또는 제2배향막과, 그리고 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다. 상기한 제1배향막 및/또는 제2배향막의 표면 고정 에너지는 10-7erg/㎠〈Wp〈10-2erg/㎠의 수직 고정 에너지(Wp)와 10-5〈Wa·d/k2〈104(단, k2는 액정의 트위스트 탄성 정수, d는 액정표시소자의 셀 갭)의 수평 고정 에너지(Wa)로 구성되고, 광에너지에 의해 조절된다.

Description

액정표시소자
본 발명은 액정표시소자(LCD ; Liquid Crystal Display Device)에 관한 것으로, 특히 조절 가능한 표면 고정 에너지를 가지는 배향막을 형성하여 광시야각을 구현한 액정표시소자에 관한 것이다.
일반적으로, 텔레비전이나 퍼스널컴퓨터의 표시장치에 주로 사용되고 있는 CRT(cathode ray tube)는 대면적의 화면을 만들 수 있다는 장점이 있지만, 이러한 대면적의 화면을 만들기 위해서는 전자총(electron gun)과 발광물질이 도포된 스크린의 거리가 일정 이상을 유지해야만 하기 때문에 그 부피가 커지는 문제가 있었다. 따라서, CRT는 현재 활발하게 연구되고 있는 벽걸이용 텔레비전 등에 적용할 수 없을 뿐만 아니라, 근래에 주목받고 있는 휴대용 텔레비전이나 노트북 컴퓨터 등과 같이 저전력을 필요로 하며 소형화를 요구하는 전자제품에도 적용할 수 없었다.
이러한 표시장치의 요구에 부응하여 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electroluminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등과 같은 여러 가지의 평판표시장치가 연구되고 있지만, 그 중에서도 LCD가 화질이 우수하며 저전력을 사용한다는 점에서 근래에 가장 활발하게 연구되고 있다.
LCD를 구성하는 액정은 이방성(anisotropy) 물질을 포함한 액체이다. 액정분자의 장축의 평균방향을 방향자(director)라 부르는데, 액정 내에서 방향자의 분포는 기판 위의 표면 고정 에너지(surface anchoring energy)에 의해 결정되며, 액정의 표면에너지와 기판의 표면 고정 에너지의 최소에 해당하는 방향자 축의 방향에 의해 특징 지워진다. 그리고, 외부 전계 하에서 LCD의 작동에 의해 방향자의 재배열이 이루어진다.
LCD의 기본단위는 2개의 기판과 그 사이의 액정으로 구성된다.
일반적으로 LCD에서 균일한 휘도(brightness)와 높은 콘트라스트비(contrast ratio)를 얻기 위해서는 셀 내에서 액정을 균일하게 배향하는 것이 필수적이다. 액정의 균일한 배향을 얻기 위해서, 기판 상에 고분자 물질로 배향막을 형성하는 여러 가지 기술이 제안되어 있으며, 그 중 가장 일반적인 기술이 고분자의 표면에 미세홈(microgrooves)을 형성하는 것으로, 상기한 기술을 러빙법(rubbing method)이라 한다. 러빙법은 고분자를 코팅한 기판을 천으로 문지르는 간단한 방법으로 대면적화와 고속처리가 가능하여 공업적으로 널리 이용되고 있는 방법이다.
상기한 러빙법을 이용하여 대면적, 고화질의 LCD로 주로 사용되는 TN(Twisted Nematic) LCD에 있어서, 광시야각을 얻기 위한 배향분할 방법으로 C-TN(Complementary-TN) LCD, TD-TN(Two Domain-TN) LCD, DD-TN(Domain Divided-TN) LCD와 같은 멀티도메인(multi-domain) TN LCD가 제안되어 있다.
이러한 멀티도메인 TN LCD의 제조공정은 기판 상에 폴리이미드(polyimide ; PI) 또는 폴리아미드(polyamide ; PA) 등의 물질을 코팅하여 배향막을 형성하고, 사진식각(photolithography)과 러빙(rubbing)하는 것으로 특징 지워 질 수 있다. 즉, 각 화소 내에 서로 반대방향, 혹은 서로 다른 배향방향을 갖는 도메인을 형성하기 위해 사진식각공정과 러빙 공정을 이용한다.
C-TN LCD는 상·하 기판 중 한 기판의 배향막을 두 영역으로 분할하고, 액정이 일어서는 방향 및 크기를 서로 다르게 하여 두 개의 영역이 광학적으로 서로 보상하도록 한 것으로서, 분할된 배향막에 2회의 러빙과 1회의 사진식각공정이 필요하다.
TD-TN LCD는 상·하 기판의 배향막을 각각 두 영역으로 분할하고, 액정이 일어서는 방향 및 크기를 서로 다르게 하여 두 개의 영역이 광학적으로 서로 보상하도록 한 것으로서, 각 배향막에 2회의 러빙과 2회의 사진식각공정이 필요하다.
DD-TN LCD는 각 도메인을 다른 크기와 방향의 프리틸트각을 보유하는 배향물질, 예를 들면, 유기배향층이나 무기배향층으로 형성하여 각 도메인의 평균배향각도를 반대방향으로 해서 시야각이 비대칭적으로 되는 것을 보상하도록 한 것으로서, 각 배향막은 각각 1회의 러빙과 2회의 사진식각공정이 필요하다. 한 화소에 있어서 한 도메인은, 제1 및 제2기판 중 한 기판의 배향막이 낮은 프리틸트각을 가지고, 나머지 한 기판은 높은 프리틸트각을 가지도록 형성되어 있으며, 나머지 한 도메인은 상기와 반대로 형성된다.
또한, 상기한 바와 같은 멀티도메인 LCD의 전반적인 특징을 상세하게 살펴보자면, 우선, 러빙공정은 배향막에 균일한 미세홈을 형성한다. 이 미세홈은 탄성변형에너지(elastic deformation energy)를 최소화시키도록 액정분자를 상기한 미세홈과 평행하게 배열시킨다. 그리고, PI 또는 PA로 이루어진 배향막은 러빙 강도에 따라 표면 고정 에너지가 증가하는 특성을 보인다.
그러나, LCD의 품질을 위해서 적어도 10-7erg/㎠ 이상의 표면 고정 에너지 값을 가진 배향막을 이용하고, 또한, 러빙법과 같은 물리적인 방법은 각 도메인마다 표면 고정 에너지 값을 다르게 형성하는 것이 힘드므로 배향 분할 구현이 어려운 문제가 있다. 더불어, 한쪽 도메인을 러빙하고 포토레지스트(photoresist)를 마스크(mask)로 하여 다른 도메인을 러빙한 후, 상기한 포토레지스트를 제거해야 하는 등 각 영역이 다르게 배향되도록 하기 위해서 국부적으로 선택된 영역을 배향하는 것은 그 공정이 매우 복잡하다.
또한, 상기한 러빙공정에서는 러빙포와 배향막의 러빙강도에 따라 배향막에 형성되는 미세홈의 형태가 달라지게 되고, 액정분자의 배열이 불균일하게 되어 위상왜곡(phase distortion)과 광산란(light scattering)이 발생하게 되는데, 이러한 위상왜곡과 광산란은 LCD의 성능에 중대한 영향을 끼칠 수 있다. 특히, 러빙공정시 기판에 발생하는 먼지 및 정전기(ESD, Electrostatic Discharge)는 기판을 오염 및 파손시키는 원인이 되어 LCD의 수율을 저하시키는 주요한 요인이 된다.
상기한 제조 공정의 단순화와 더불어 광시야각 구현 및 개구율 향상 또한 개선점으로 부각되고 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 광조사로 표면 고정 에너지를 조절할 수 있는 배향막을 이용함으로써 멀티도메인을 형성하여 광시야각을 구현하고, 구동전압을 감소시켜 개구율을 향상시킨 액정표시소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 액정표시소자는 제1기판 및 제2기판과, 상기한 제1기판 및 제2기판 상에 형성된 제1배향막 및/또는 제2배향막과, 그리고 상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성된다. 상기한 제1배향막 및/또는 제2배향막의 표면 고정 에너지는 10-7erg/㎠〈Wp〈10-2erg/㎠의 수직 고정 에너지(Wp)와 10-5〈Wa·d/k2〈104(단, k2는 액정의 트위스트 탄성 정수, d는 액정표시소자의 셀 갭)의 수평 고정 에너지(Wa)로 구성되고, 광에너지에 의해 조절된다.
상기한 제1배향막 및/또는 제2배향막은 적어도 두 영역으로 분할되어, 상기한 액정층의 액정분자가 각 영역 상에서 서로 상이한 배향 특성을 나타내고, 상기한 제1배향막 및/또는 제2배향막의 영역 중에서 적어도 하나의 영역이 배향 처리된다.
상기한 액정층은 양 또는 음의 유전율 이방성을 가진 액정으로 이루어진다.
도 1은 본 발명의 액정표시소자의 배향막 상에서 액정분자의 배향을 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 배향막의 수직 고정 에너지에 따른 배향막 표면에 인접한 액정분자의 배향을 나타내는 도면.
도 3은 각 기판의 배향막 상에서 수평 고정 에너지에 따른 배향막 표면에 인접한 액정분자의 배향을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 배향막의 광조사 에너지에 대한 수직 고정 에너지의 변화를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 배향막의 편광도를 달리한 광조사 에너지에 대한 수직 고정 에너지의 변화를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 배향막의 광조사 에너지에 대한 수평 고정 에너지의 변화를 나타내는 도면.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 액정표시소자의 배향막 상에서 액정분자의 배향을 나타내는 도면이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 기판(30) 상의 배향막(70) 표면을 xy평면으로 하고, 기판(30)의 한 측을 x축으로 하면, 액정분자(100)의 방향자(n)는 x축으로부터 방위각(azimuthal angle)인 배향각(alignment angle)(ψ)을 가지는 이지축 방향(easy axis direction)과, xy평면으로부터 극각(polar angle)인 프리틸트각(pretilt angle)(θ)으로 표현할 수 있다.
표면 고정 에너지(surface anchoring energy)는 수직 고정 에너지(polar anchoring energy)(Wp)와 수평 고정 에너지(azimuthal anchoring energy)(Wa)로 나타낼 수 있으며, 도 2a 및 도 2b는 도 1의 배향막의 수직 고정 에너지(Wp)에 따른 액정분자의 배향을 나타내는 도면이다.
본 발명은 액정표시소자에 표면 고정 에너지를 조절할 수 있는 배향막을 형성하여 여러 모드에 최적의 배향력을 구현하는 것으로서, 상기한 배향막을 광반응성 물질로 형성하고 광조사하여 수직 고정 에너지(Wp) 및 수평 고정 에너지(Wa)를 결정한다. 또한, 표면 고정 에너지를 조절할 수 있는 물질로 배향막을 형성하므로 다양한 모드에서 요구되는 적절한 문턱전압(Vth; threshold voltage)을 갖도록 조절할 수 있다. 상기한 배향막의 표면 고정 에너지는 광조사 시에 조사되는 광량, 즉, 광에너지의 성질(편광도), 조사 파장, 조사 시간, 및 조사 강도로서 조절한다.
본 발명의 수직 고정 에너지(Wp)는 D. Subacius 등이 제안한 방법(Yokoyama-van Sprang technique)으로 측정하였으며, Appl. Phys. Lett. 67 (2), 214 (1995)에 기재되어 있다.
도 2a는 배향막의 수직 고정 에너지(Wp)가 대략 10-2erg/㎠정도로서, 상기한 배향막에 상기한 값의 수직 고정 에너지를 가진 상태를 선택하도록 광조사하면, 상기한 배향막과 인접한 액정분자는 도면의 프리틸트각(θ)을 가지면서 배향된다. 수직 고정 에너지(Wp)는 광에너지에 비례하고(도 4 참조), 상기한 수치는 광조사로 얻을 수 있는 최대의 수직 고정 에너지 값이므로, 액정분자는 유도한 프리틸트각에 거의 대응하게 배향된다.
LCD에 Vth이상의 전압을 인가하면, 배향막 표면에 인접한 액정분자의 프리틸트각은, 양의 유전율 이방성을 가진 액정인 경우에 θ+α의 값을 가지면서 구동하고, 음의 유전율 이방성을 가진 액정인 경우에 θ-α의 값을 가지면서 구동한다. 이 값은 광조사로 얻을 수 있는 최대의 수직 고정 에너지로부터 유도된 프리틸트각의 변화량이다.
도 2b는 배향막의 수직 고정 에너지(Wp)가 대략 10-7erg/㎠정도로서, 상기한 배향막에 상기한 값의 수직 고정 에너지를 가진 상태를 선택하도록 광조사하면, 상기한 배향막과 인접한 액정분자는 도면의 프리틸트각(θ)을 가지면서 배향된다. 수직 고정 에너지(Wp)는 광에너지에 비례하고, 상기한 수치는 광조사로 얻을 수 있는 최소의 수직 고정 에너지 값이므로, 액정분자는 유도한 프리틸트각에서 다소 벗어나게 배향된다.
LCD에 Vth이상의 전압을 인가하면, 배향막 표면에 인접한 액정분자의 프리틸트각은, 양의 유전율 이방성을 가진 액정인 경우에 θ+Α의 값을 가지면서 구동하고, 음의 유전율 이방성을 가진 액정인 경우에 θ-Α의 값을 가지면서 구동한다. 이 값은 광조사로 얻을 수 있는 최소의 수직 고정 에너지로부터 유도된 프리틸트각의 변화량이다.
따라서, 본 발명은 배향막의 수직 고정 에너지(Wp)가 10-7erg/㎠에서 10-2erg/㎠ 사이의 값을 갖도록 광에너지를 조절하여, LCD의 Vth을 원하는 수치로 조절할 수 있고, 낮은 구동 전압으로도 액정배향을 용이하게 하며, 특히, LCD의 여러 모드 중 수직배향모드(Vertical Alignment mode ; VA mode)에 적용하면 좋은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 수평 고정 에너지(Wa)는 T. Uchida 등이 제안한 방법으로 측정하였으며, Jpn. J. Appl. Phys., 33, 1420 (1994)에 기재되어 있다. 상기한 방법은 배향막 표면에 인접한 액정분자의 트위스트 각을 투과 최소법(transmittance minimum method)으로 측정하고, 탄성 이론(elastic theory)에 상기한 트위스트 각을 적용하여 수평 고정 에너지(Wa)를 계산하였다.
도 3은 제1 및 제2기판의 배향막 상에서 수평 고정 에너지에 따른 배향막 표면에 인접한 액정분자의 배향을 나타내는 도면이다.
LCD의 제1 및 제2기판에 광반응성 물질로 제1 및 제2배향막을 형성하고, 원하는 액정배향, 다시 말하면, 표면 고정 에너지를 얻기 위해 상기한 각 배향막을 광조사한다. 도면에 나타낸 바와 같이, 상기한 광조사에 따라, 제1 및 제2배향막에 원하는 방향의 이지축 방향이 결정된다.
이어서, 제1 및 제2기판 사이에 액정을 주입하면, 상기한 제1 및 제2배향막 표면에 인접한 액정분자는 제1 및 제2배향막의 수직 고정 에너지(Wp)로 결정된 이지축 방향에 따라 소정의 경사배향, 수직배향 또는 수평배향을 가지며 배향된다. 이 때, 액정분자는 평행 또는 비평행(anti-parallel)인 경우를 제외하고는 배향막의 수평 고정 에너지(Wa)에 따라 이지축에서 다소 벗어나서 배향된다. 다시 말하면, 상기한 도면에서 제1기판과 인접한 액정분자의 배향방향(L1)은 상기한 제1기판의 이지축에서 ψ1만큼 벗어나고, 제2기판과 인접한 액정분자의 배향방향(L2)은 상기한 제2기판의 이지축에서 ψ2만큼 벗어나 있음을 알 수 있다.
상기한 ψ1과 ψ2는 제1 및 제2기판과 인접한 액정분자가 제1 및 제2기판에 유도한 이지축 방향으로부터 벗어난 정도를 나타내는 편각(deviation angle)이라고 할 수 있으며, 제1기판과 인접한 액정분자의 배향방향(L1)과 제2기판과 인접한 액정분자의 배향방향(L2)이 이루는 각을 트위스트 각(Φ)으로 정의한다.
상기한 LCD에서 TN 액정을 사용하면, 총 자유 에너지(total free energy)는 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있으며, p는 카이랄 도펀트의 피치(pitch of chiral dopant), k2는 액정의 트위스트 탄성 정수, d는 LCD의 셀 갭(cell gap)을 나타낸다.
상기한 수식에 탄성 이론을 적용하면 다음의 수식이 도출되며, 본 발명의 수평 고정 에너지(Wa)×d/k2가 10-5〈Wa·d/k2〈104의 범위에 있음을 밝혀냈다.
(i = 1, 2)
상기한 범위는, 각 기판의 수평 고정 에너지(Wa)가, 액정 분자의 방향자(L1, L2)를 각 기판 상에서 유도한 배향방향으로부터 0。〈ψ〈20。의 편차를 가지면서 배향시키는 값임을 나타낸다. 즉, 수평 고정 에너지(Wa)는 광에너지에 비례하므로(도 6 참조), Wa·d/k2의 값이 10-5정도이면 ψ는 20。에 가까운 각이며, 유도한 배향방향으로부터 액정분자가 벗어나서 배향되고, Wa·d/k2의 값이 104정도이면 ψ는 0。에 가까운 각이며, 유도한 배향방향과 거의 대응하게 액정분자가 배향됨을 나타낸다.
따라서, 본 발명은 배향막의 수평 고정 에너지(Wa)×d/k2가 10-5〈Wa·d/k2〈104의 값을 갖도록 광에너지를 조절하여, LCD의 Vth을 원하는 수치로 조절할 수 있고, 낮은 구동 전압으로도 액정배향을 용이하게 하며, 특히, LCD의 여러 모드 중 LTN LCD(Low-Twisted Nematic LCD) 또는 횡전계방식 LCD(IPS mode LCD ; In-Plane Switching mode LCD)에 적용하면 좋은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 광조사는, 광을 적어도 1회 조사하여 배향방향(alignment direction), 및 프리틸트각(pretilt angle), 그로 인한 액정의 배향 안정성을 확보한다. 이와 같은, 광배향에 사용되는 광은 자외선 또는 가시광선 영역의 광이 적합하며, 비편광, 선편광, 및 부분편광된 광 중에서 어떤 광을 사용하여도 무방하다.
상기한 배향막은 CelCN(cellulosecinnamate), PVCN(polyvinylcinnamate) 또는 PSCN(polysiloxanecinnamate) 등의 물질로 형성하며, 배향막을 적어도 두 영역으로 분할하여 액정층의 액정분자가 각 영역 상에서 서로 상이한 배향을 하도록 할 수 있다. 즉, 한 영역은 표면 고정 에너지가 강한 물질로 형성하고, 다른 영역은 표면 고정 에너지가 약한 물질로 형성하여 화소를 분할하고, 다른 모드로 형성하여 멀티도메인 효과를 내기도 한다.
이 때, 상판 및 하판의 배향막을 서로 같은 물질로 형성하여 광배향 하거나, 양 기판 중 어느 한 기판을 상기한 방법으로 배향처리하고 나머지 한 기판은 배향처리를 하지 않아도 된다.
다음 표는 본 발명의 여러 배향막 구성 물질의 수직 고정 에너지(Wp)를 측정한 값을 기록한 것이다. PI의 경우는 러빙한 것으로, 이는 종래기술에서 설명한 바와 같이, 러빙 강도에 따라 표면 고정 에너지가 증가하나, 러빙강도가 약하거나 강할 때는 러빙 스크래치, 배향불량이 발생하는 등 화질이 저하된다. 그러므로, 폴리이미드에 대해서는 사용가능한 러빙강도가 거의 일정하며, 수직 및 수평 고정 에너지 또한 일정한 값을 사용한다.
배향막 구성 물질 수직 고정 에너지 (Wp) (×10-4erg/㎠)
폴리이미드(PI) 5.3
광폴리머 A 7.3
광폴리머 A' 19
광폴리머 B 21
도 4는 본 발명의 배향막의 광조사 에너지에 대한 수직 고정 에너지(Wp)의 변화를 나타내는 도면이고, 배향막 구성 물질 중 PI와 광폴리머A로 측정하였다. 도면에 나타낸 바와 같이, 광폴리머A는 광조사 에너지가 증가할수록 수직 고정 에너지(Wp)가 증가하는 것을 알 수 있으며, 이는 표면 고정 에너지가 거의 일정한 PI에 비해 조절 가능한 범위가 상당히 큼을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 배향막의 편광도를 달리한 광조사 에너지에 대한 수직 고정 에너지(Wp)의 변화를 나타내는 도면이다. 편광자(polarizer)를 조절하여 조사되는 광의 편광도를 다양하게 설정하고, 여러 광의 광조사 에너지에 따른 수직 고정 에너지(Wp)를 측정하였다. 도면에 나타낸 바와 같이, 광의 편광도를 변화시켜 수직 고정 에너지를 조절할 수 있으며, 대체적으로 광의 편광도가 높을수록 광조사 에너지에 따른 수직 고정 에너지가 크다는 것을 알 수 있다. 따라서, 단순히 조사 시간과 조사강도로서 광조사 에너지를 조절할 수도 있지만, 조사되는 광의 편광도를 달리하여도 배향막의 표면 고정 에너지를 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 배향막의 광조사 에너지에 대한 수평 고정 에너지(Wa)의 변화를 나타내는 도면이다. 도 4와 비교하여, 수직 고정 에너지뿐만 아니라, 수평 고정 에너지 또한 광조사 에너지에 비례하여 증가하는 것을 알 수 있다.
지금까지 기술한 바에 의거하여, 표면 고정 에너지는 광학 이방성, 배향막의 극성, 배향막과 액정분자 간의 상호작용 등의 여러 변수에 의존하나, 표면 고정 에너지를 결정하는 가장 주된 변수는 광에너지임을 알 수 있다.
더불어, 본 발명의 액정표시소자는, 그 액정층을 구성하는 액정분자의 방향자가 상판 및 하판의 기판 면에 대해 평행하도록 배향하는 수평배향(homogeneous alignment), 또는 수직하도록 배향하는 수직배향(homeotropic alignment)을 구현하는 것이 가능하다. 또한, 상기한 상판 또는 하판의 기판 면에 대해 특정한 각을 이루며 배향하는 경사배향(tilted alignment)이나, 꼬인 형태로 배향하는 트위스트배향(twisted alignment), 상판 또는 하판 중 어느 한 기판의 기판 면에 대해서는 수평하게 배향하고 나머지 한 기판의 기판 면에 대해서는 수직하게 배향하는 하이브리드배향(hybrid alignment) 또는 횡전계방식(In-Plane Switching mode) 등 어떤 형태의 배향 및 모드에도 적용이 가능하다는 이점이 있다.
이 때, 본 발명의 액정표시소자는, 상기한 상판의 배향막 및/또는 하판의 배향막을 둘 이상의 영역으로 분할하여 2도메인 액정표시소자 또는 4도메인 액정표시소자 등의 멀티도메인 액정표시소자로 형성할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 액정표시소자는 광조사로 표면 고정 에너지를 조절할 수 있는 광반응성 폴리머를 배향막으로 사용하여 화소마다 서로 다른 표면 고정 에너지를 가지도록 배향막을 형성하므로 배향분할에 용이하며, 그로 인해 시야각이 개선되는 효과가 있다.
그리고, 횡전계방식 LCD 등의 전극 형태를 가지는 구조에서 상기한 배향막을 형성하고 표면 고정 에너지를 조절하여 전극 간격을 변화시키지 않고 구동전압을 낮추거나, 구동전압을 변화시키지 않고 전극간격을 넓혀 개구율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 배향막의 표면 고정 에너지를 변화시킴으로써 액정표시소자의 표시 품위를 손상시키지 않고, 낮은 구동전압으로 계조표시(gray scale)를 구현하는 다양한 모드에 용이하게 적용할 수 있다.

Claims (17)

  1. 제1기판 및 제2기판과,
    상기한 제1기판 상에 형성되어, 10-7erg/㎠〈Wp〈10-2erg/㎠의 수직 고정 에너지(Wp)와 10-5〈Wa·d/k2〈104(단, k2는 액정의 트위스트 탄성 정수, d는 액정표시소자의 셀 갭)의 수평 고정 에너지(Wa)로 구성되는 표면 고정 에너지를 가지는 제1배향막과, 그리고
    상기한 제1기판과 제2기판 사이에 형성된 액정층으로 구성되는 액정표시소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기한 제2기판 상에 제2배향막이, 추가로 포함된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기한 제2배향막이, 10-7erg/㎠〈Wp〈10-2erg/㎠의 수직 고정 에너지(Wp)와 10-5〈Wa·d/k2〈104(단, k2는 액정의 트위스트 탄성 정수, d는 액정표시소자의 셀 갭) 의 수평 고정 에너지(Wa)로 구성되는 표면 고정 에너지를 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기한 표면 고정 에너지가, 광에너지에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 제1배향막 또는 제2배향막을 구성하는 물질이, CelCN(cellulosecinnamate), PVCN(polyvinylcinnamate), 및 PSCN(polysiloxanecinnamate)으로 이루어진 일군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 제1배향막 또는 제2배향막이 적어도 두 영역으로 분할되어, 상기한 액정층의 액정분자가 각 영역 상에서 서로 상이한 배향 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기한 배향막의 영역 중에서 적어도 하나의 영역이, 배향처리된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  8. 제6항에 있어서, 상기한 배향막의 영역 중에서 적어도 하나의 영역이, 광배향된 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기한 광배향이, 자외선 또는 가시광선 영역의 광을 사용하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  10. 제8항에 있어서, 상기한 광배향이, 광을 적어도 1회 조사하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  11. 제1항에 있어서, 상기한 액정층을 구성하는 액정이, 양의 유전율 이방성을 가진 액정인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  12. 제1항에 있어서, 상기한 액정층을 구성하는 액정이, 음의 유전율 이방성을 가진 액정인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  13. 제1항에 있어서, 상기한 액정층을 구성하는 액정이, 상기한 제1기판 또는 제2기판의 기판 면에 대해 평행 배향되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  14. 제1항에 있어서, 상기한 액정층을 구성하는 액정이, 상기한 제1기판 또는 제2기판의 기판 면에 대해 수직 배향되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  15. 제1항에 있어서, 상기한 액정층을 구성하는 액정이, 상기한 제1기판 또는 제2기판의 기판 면에 대해 경사 배향되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  16. 제1항에 있어서, 상기한 액정층을 구성하는 액정이, 상기한 제1기판 또는 제2기판의 기판 면에 대해 트위스트 배향되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
  17. 제1항에 있어서, 상기한 액정층을 구성하는 액정이, 상기한 제1기판 또는 제2기판 중 어느 한 기판의 기판 면에 대해 수평 배향되고, 나머지 한 기판의 기판 면에 대해 수직 배향되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
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