KR100490923B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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KR100490923B1
KR100490923B1 KR10-2000-0067642A KR20000067642A KR100490923B1 KR 100490923 B1 KR100490923 B1 KR 100490923B1 KR 20000067642 A KR20000067642 A KR 20000067642A KR 100490923 B1 KR100490923 B1 KR 100490923B1
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샤프 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 크로스토크 현상에 기인하는 표시품질의 저하를 억제, 방지한 플라즈마 어드레스 액정표시장치를 제공하는 것이다.
복수의 전극과 복수의 플라즈마 채널이 교차하는 영역에 각각 형성되는 복수의 화소영역을 가지며, 복수 화소영역의 각각에 포함되는 액정층은, 전극과 플라즈마 채널 사이에 인가된 전압에 따라 배향 상태를 변화시키고, 복수의 화소영역을 통과한 광을 이용하여 표시하는 액정표시장치에 있어서, 화소영역의 플라즈마 채널의 신장방향과 교차하는 변을 포함하는 끝변영역의, 전극과 액정층과의 사이에 유전체 구조체를 추가로 갖는다. 유전체 구조체에 의하여 끝변영역의 액정층에 인가되는 전압이, 화소영역 내 다른 영역의 액정층에 인가되는 전압보다 작아진다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치에 관하며, 액정 셀과 플라즈마 셀을 서로 적층시킨 평화면(plat panel) 구조를 갖는 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 관한다.
대형이며 슬림형의 평면 디스플레이의 실현을 목표로, 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 개발이 진행되고 있다. 플라즈마 어드레스 액정표시장치는 예를 들어 일특개평 1-217396호 공보에 개시되었다.
도 20에 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)를 모식적으로 나타낸다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)는 액정 셀(201)과 플라즈마 셀(202)이 중간의 유전체 시트(203)를 개재시켜 적층된 구조를 갖는다. 그리고 액정 셀(201)과 플라즈마 셀(202)을 협지하는 한쌍의 편광판(213 및 214)을 가지며, 전형적으로는 플라즈마 셀(202)의 배면에 백 라이트(도시 생략)가 배설된다.
플라즈마 셀(202)은, 서로 평행한 복수의 스트라이프형의 홈(205)이 형성된 절연성 기판(204)과 유전체 시트(203)를 갖는다. 유전체 시트(203)는 후술하는 바와 같이, 액정 셀(201)의 일부로서도 기능한다. 기판(204) 상에 형성되는 복수의 홈(205) 각각은, 유전체 시트(203)에 의하여 밀봉된다. 이 밀봉된 공간에는, 방전에 의하여 이온화 가능한 가스가 봉입되며, 플라즈마 채널(205)을 형성한다(플라즈마 채널을 홈과 같은 참조 부호로 표시함). 각 홈(205)의 저부에는, 1쌍의 플라즈마 전극(206 및 207)이 형성된다. 한쪽을 양극(A), 다른 쪽을 음극(K)으로 하여 봉입된 가스에 전압을 인가하고 이온화함으로써 플라즈마 방전을 발생시킨다. 플라즈마 방전이 일어나서 플라즈마 채널(205) 내의 가스를 이온화하는 것을 플라즈마 채널(205)의 "활성화"라고 하기도 한다.
액정 셀(201)은, 기판(208)과 유전체 시트(203)와 이들 사이에 협지된 액정층(209)을 갖는다. 기판(208)의 액정층(209) 쪽에는, 서로 평행한 스트라이프형의 복수 전극(열전극)(210)이 형성된다. 이 전극(210)은 플라즈마 채널(205)과 교차하도록 배열된다. 기판(208)의 액정층(209) 쪽에는, 또 전극(210)에 대응하여 형성된 착색층(도시 생략)과, 각 착색층 사이에 형성된 블랙 매트릭스(212)를 구비한다. 착색층은 전형적으로는 적색층, 녹색층, 청색층이다(도 22a 참조).
전극(210)과 플라즈마 채널(205)이 교차하는 영역에 화소영역이 형성된다. 화소영역 내 액정층(209)은, 전극(210)과 플라즈마 채널(205) 사이에 인가된 전압에 따라 배향상태를 변화시켜, 화소영역을 통과하는 광의 양이 변화한다. 매트릭스 상태로 배치된 화소영역 내의 액정층(209)에 화상신호를 인가함으로써, 각각의 화소영역을 통과하는 광량을 제어하고, 화소를 표시한다. 본원 명세서에서는, 표시에 있어서의 최소 단위를 '화소'로 하고, '화소'에 대응하는 액정표시장치의 영역을 '화소영역'으로 한다. 화소영역은, 플라즈마 채널(205)과 전극(210)이 교차하는 영역에 존재한다. 블랙 매트릭스를 갖는 전형적인 종래의 액정표시장치에 있어서는, 화소영역은 블랙 매트릭스의 개구부 내에 존재한다. 즉 블랙 매트릭스의 개구부가 화소영역의 외연을 규정한다. 본래 화소및 화소영역은 자기들끼리 서로 겹치지 않는다. 그러나 후술하는 바와 같이, 플라즈마 어드레스 액정표시장치에서 크로스토크 현상이 발생한 경우 실제 표시동작에서 규정되는 화소 및 화소영역이, 인접하는 화소 및 화소영역의 적어도 일부와 겹친다. 즉 실제 표시동작 상의 화소영역이 설계상(구조상) 화소영역과 일치하지 않는다. 본원 명세서에서는 양자를 구별하기 위하여, '설계상의 화소영역' 및 '표시동작상의 화소영역'이라는 용어를 이용하는 경우가 있다.
상술한 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)는 예를 들어, 플라즈마 채널(205)이 행 주사단위가 되고, 전극(210)이 열 구동단위가 된다. 플라즈마 채널(205)을 행마다 순차 선택적으로 활성화함으로써, 선 순차 주사가 실행된다. 이에 동기하여 열 구동단위를 구성하는 각 전극(210)에 화상신호가 인가된다. 선택적으로 활성화된 플라즈마 채널(205) 내에는 이온화된 가스가 충만하므로, 활성화된 플라즈마 채널(205) 전체가 양극(anode)전위(기준전위라고도 함)로 된다. 유전체 시트(203)와 액정층(209)을 개재하고 서로 대향하는 플라즈마 채널(205)과 전극(210)에 구동전압(화상신호 전압에 대응)이 인가되면, 유전체 시트(203)의 아래면(플라즈마 채널(205)쪽 면, 이하 유전체 시트 하면(203S)으로 표기)(203S)에, 양극 전위와 구동전압의 전위 차에 대응한 양(量)의 전하가 유도, 축적된다. 다음으로 이 플라즈마 채널(205)이 비선택(플라즈마 방전이 중지)되면, 플라즈마 채널(205) 내는 절연상태로 된다. 플라즈마 채널(205)이 다시 선택되어 활성화되기까지 유전체 시트 하면(203S)에는 전하가 축적된 채로의 상태가 유지된다. 그 결과, 유전체 시트 하면(203S)과 전극(210) 간의 전위차(전압)가 유지된다. 즉 플라즈마 채널(205)이 선택되었을 때, 대향하는 전극(210)에 인가된 구동전압에 대응한 전압(양극전위가 접지전위일 경우, 구동전압 그 자체)이, 유전체 시트 하면(203S)/유전체 시트(203)/액정층(209)/ 전극(210)의 구성으로 형성되는 용량에 의하여 샘플 유지된다. 이와 같이 플라즈마 채널(205)은, 유전체 시트 하면(203S)과 양전극(207)의 전기적 접속/비접속을 제어하는 스위칭 소자로서 기능 한다. 또 유전체 시트 하면(203S)은 가상적인 전극으로서 기능 한다. 물론 행과 열을 역으로 해도 좋으며, 플라즈마 채널(205)의 양전극(207)에 구동전압을 인가하고, 전극(210)에 주사전압을 인가해도 된다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 1화소영역은, 도 21에 도시한 등가회로를 이용하여 나타낼 수 있다. 도 21에 도시한 바와 같이 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 1화소영역은, 유전체 시트 하면(203S)과 유전체 시트(203)를 포함하는 용량(ＣG)(유전체 시트 용량)과, 용량(ＣG)에 직렬로 접속된 액정층(209)과 전극(210)를 포함하는 용량(ＣLC)(액정 용량)과, 유전체 시트 하면(203S)에 스위치(S)(플라즈마 채널(205))를 통해 접속되는 양극(207)을 가지며, 전극(210)으로 외부로부터 구동전압(ＶD)이 인가되는 구성을 갖는다. 스위치(S)가 ON상태로 되면, 유전체 시트 하면(203S)과 전극(210)간에 구동전압(교류전압; 절대값을 ＶD)(ＶD)이 인가된다. 이때 화소영역의 표시상태(화소영역 내에 존재하는 액정층(209) 액정분자의 배향상태)에 직접적으로 영향을 끼치는 전압은, 액정용량(ＣLC)에 인가되는 전압(ＶLC)이고, 전압(ＶLC)은 다음의 관계식 1로 주어진다.
[관계식 1]
ＶLC＝ＶD×{ＣG(ＣLC+ＣG)}
즉, 구동전압은 직렬로 접속된 용량(ＣLC)과 용량(ＣG)에 의하여 용량 분할된다. 여기서 액정층(209)의 두께를 dLC, 유전체 시트(203)의 두께를 dG로 하고, 액정층(209)과 유전체 시트(전형적으로는 유리)(203)의 비유전율이 서로 같다고 하면, ＶLC는 다음의 관계식 2로써 주어진다.
[관계식 2]
ＶLC＝ＶD×{dLC(dLC+dG)}
전형적으로는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 액정층(209)의 두께(dLC)는 약 5㎛, 유전체 시트(유리 시트)의 두께(dG)는 약 50㎛이므로, 액정층(209)에, 예를 들어 4V의 전압을 인가하기 위해서는(ＶLC＝4V), 구동전압(ＶD)으로서 약 40V의 전압을 인가할 필요가 있음은 관계식 2에서 알 수 있다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)는 박막 트랜지스터를 이용하는 액정표시장치에 비하여 간단한 프로세스로 제조되는 등의 이유에서, 특히 대형 액정표시장치로서 기대된다.
한편, TN(Twisted Nematic)모드 액정표시장치의 시각특성을 개선하기 위하여 본원 출원인은, ASM(Axially Symmetrically aligned Microcell)모드의 액정표시장치를, 예를 들어 일특개평 6-301015호 공보나 일특개평 7-120728호 공보에 개시하였다. ASM모드 액정표시장치의 액정층은 고분자 벽에 의하여 복수의 액정영역으로 분할되고, 각각의 액정영역 내 액정분자는, 표시면(액정표시장치를 구성하는 기판의 표면)에 대하여 수직인 축(대칭축)을 중심으로 축 대칭배향한다. 액정영역은 전형적으로는 화소영역마다 형성된다. 액정분자가 축 대칭배향하므로, ASM모드의 액정표시장치에 의한 표시를 어느 방향에서 관찰하여도, 콘트라스트의 변화가 적고, 즉 광 시야각 특성을 갖는다.
액정분자를 축 대칭배향시키기 위하여 고분자 벽은, 예를 들어 중합성 재료와 액정재료의 혼합물을 중합유도 상분리(polymerization induced phase separation)시킴으로써 형성된다(상기 공보). 또는 감광성 수지를 이용한 포토리소그래픽 공정으로 기판 상에 미리 고분자 벽을 형성할 수도 있다(예를 들어 일특개평 10-186330호 공보).
그리고 ASM모드를 이용한 플라즈마 어드레스 액정표시장치가 본원 출원인에 의하여, 예를 들어 일특개평 11-167099호 공보에 개시되었다. ASM모드를 이용한 플라즈마 어드레스 액정표시장치는, 광 시야각 특성을 갖는 대화면 디스플레이로서 매우 유망시 되고있다.
그러나 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)에는 크로스토크 현상이 발생하기 쉽다는 문제가 있다. 본원 발명자는 크로스토크 현상을 억제 방지하기 위하여 그 발생 원인을 상세하게 검토한 결과, 다음과 같은 식견을 얻었다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치에서의 크로스토크 현상은, 상술한 바와 같이 큰 구동전압이 유전체 시트 및 액정층에 인가되는 것에 기인하는 것으로 생각된다. 이하에, 도 22a 및 도 22b를 참조하면서, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 크로스토크 현상을 설명하기로 한다.
도 22a 및 도 22b는, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)를 모식적으로 도시한 도면으로서, 1개의 플라즈마 채널(205)을 따른 3개의 연속된 화소영역(P)을 나타낸다. 여기서, 화소영역(P)은 설계상의 화소영역을 나타낸다. 도 22a는 단면도이며, 도 22b는 상면도이다. 여기서, 플라즈마 어드레스 액정표시장치는 행방향 및 열방향을 따라 주기적인 구조를 가지므로, 도면에 있어서는 도 22a 및 도 22b와 같이, 각각 도면의 중앙에 나타내는 화소영역(P)에 관여하지 않는 부분의 구조는 간단하므로 생략할 경우가 있다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)는, 유전 이방성이 음의 액정분자(209a)로 이루어지는 액정층(209)을 가지며, 한 쌍의 편광판(213 및 214)은 크로스니콜 상태로 배치된다. 이 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)는 NB모드(normally black mode)에서 표시를 행한다. 기판(208)의 액정층(209)쪽에 형성된 착색층(도시 생략)은 적색층, 녹색층, 청색층이고, 3개의 화소영역(P)은 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)에 대응한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 화소영역(설계상의 화소영역)(P)은 이하와 같이 규정된다. 화소영역(P) 플라즈마 채널(205)의 신장방향(전극(210)의 신장방향에 직교하는 방향)을 따른 폭은, 블랙 매트릭스(212)의 개구부 크기로 규정되며, 도시의 예에서는, 전극(210)의 폭(ＷEL)과 같다. 한편, 화소영역(P) 전극(210)의 신장방향에(플라즈마 채널(205)의 신장방향에 수직방향) 따른 폭은, 플라즈마 채널(205)의 폭(양쪽 격벽(리브) 또는 플라즈마 발생용 전극의 간격)(ＷPC)으로 규정된다.
도 22a 및 도 22b는 플라즈마 채널(205)이 활성화된 상태에서 중앙의 화소영역(P)에 대응하는 전극(210G)에 구동전압(액정층의 임계값 전압 이상의 전압; 예를 들어 40V)이 인가된 후, 이 전압이 유지되는 상태를 나타낸다(플라즈마 채널(205)은 이미 절연상태로 됨). 즉 중앙의 화소영역(녹색)(P)이 ON상태이고, 양쪽에 인접하는 화소영역(적색 및 청색)(P)이 OFF상태이다.
크로스토크 현상이 발생하면, 이 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)는 도 22b에 도시한 바와 같이 관찰된다. 도 22b에서, 해칭으로 나타낸 블랙 매트릭스(212) 및 더블 해칭으로 나타낸 영역이 검게(어둡게) 관찰된다. 도 22b의 중앙 화소영역(녹색)(P)만이 ON상태(밝은 상태)이고, 인접하는 화소영역(적색 및 청색)(P)은 OFF상태(어두운 상태)로 관찰되어야 할 것이, ON상태의 화소영역(녹색)(P)에 인접하는 적색 및 청색에 대응하는 화소영역(P)의 일부가 ON상태로 관찰된다. 즉, 플라즈마 채널(205)을 따른 방향에서, ON상태로 되는 액정층(209)의 폭(표시동작 상의 화소영역 폭에 상당)이 화소영역(P)의 폭보다 넓어졌다. 바꾸어 말하면, 표시동작 상의 화소영역이 인접하는 화소영역의 일부와 중복되었다. 이와 같이 크로스토크 현상이 발생하면 컬러표시에서는, 본래 표시될 녹색에 적색과 청색이 섞이므로 색 순도가 저하된다(허옇게 된다). 모노크롬 표시에서는, 윤곽이 불투명해진다.
도 23a 및 도 23b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)를 모식적으로 나타낸 도면이며, 1개의 플라즈마 채널(1705)에 따른 3개의 연속된 화소영역(P)을 나타낸다. 여기서, 화소영역(P)은 설계상의 화소영역을 나타낸다. 도 23a는 단면도이며, 도 23b는 상면도이다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)는, 유전체 구조체(고분자 벽)(1720a, 1720b, 1720c 및 1720d)에 의하여 분할된 복수의 액정영역(1709a)을 포함하는 액정층(1709)을 가지며, 한쌍의 편광판(1713 및 1714)은 크로스니콜 상태로 배치된다. 액정층(1709)은 유전 이방성이 음인 액정분자(1709b)를 포함하며, 액정층(1709)에 접하도록 액정층(1709)의 양쪽에 수직 배향막(도시 생략)이 형성된다. 각각 액정영역(1709a)내의 액정분자(1709b)는 기판(1708) 표면에 대하여 수직인 축(SA)을 중심으로 축 대칭배향한다. 이 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)는 NB모드로 표시를 행한다. 기판(1708)의 액정층(1709)쪽에 형성된 착색층(도시 생략)은 적색층, 녹색층, 청색층이고, 3개의 화소영역(P)은 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)에 대응한다. 각 착색층 사이에 형성된 블랙 매트릭스(1712)는 일반적으로, 인접하는 전극(1710)간에 형성되는 유전체 구조체(1720a)의 폭보다 넓은 폭을 갖도록 형성된다. 이는 유전체 구조체(1720a)의 형성공정에서 얼라인먼트 왜곡이 발생하여, 그 결과 유전체 구조체(1720a)의 위치가 어긋난 경우에도 표시품질을 유지하기 위해서이다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)의 화소영역(설계상 화소영역)(P)은 다음과 같이 규정된다. 화소영역(P) 플라즈마 채널(1705)의 신장방향(전극(1710)의 신장방향에 직교하는 방향)을 따른 폭은, 블랙 매트릭스(1712)의 개구부 크기로 규정되며, 도시의 예에서는, 전극(1710)의 폭(ＷEL)과 같다. 한편, 화소영역(P) 전극(1710)의 신장방향(플라즈마 채널(1705)의 신장방향에 수직방향)을 따른 폭은, 플라즈마 채널(1705)의 폭(양쪽 격벽(리브) 또는 플라즈마 발생용 전극의 간격)(ＷPC)으로 규정된다. 전술한 바와 같이 일반적으로, 인접하는 전극(1710)간에 형성되는 유전체 구조체(1720a) 폭은 블랙 매트릭스(1712) 폭보다 좁으므로, 유전체 구조체(1720a)가 화소영역(P) 내의, 플라즈마 채널(1705)의 신장방향과 교차하는 변(끝변)을 포함하는 영역에 형성되는 일은 없다.
도 23a 및 도 23b는 플라즈마 채널(1705)이 활성화된 상태에서 중앙의 화소영역(P)에 대응하는 전극(1710G)에 구동전압(액정층의 임계값 전압 이상의 전압; 예를 들어 40V)이 인가된 후, 이 전압이 유지되는 상태를 나타낸다(플라즈마 채널(1705)은 이미 절연상태로 됨). 즉 중앙의 화소영역(녹색)(P)이 ON상태이고, 양쪽에 인접하는 화소영역(적색 및 청색)(P)이 OFF상태이다.
크로스토크 현상이 발생하면, 이 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)는 도 23b에 도시한 바와 같이 관찰된다. 도 23b에서, 해칭으로 나타낸 블랙 매트릭스(1712) 및 더블 해칭으로 나타낸 영역이 검게(어둡게) 관찰된다. 도 23b의 중앙 화소영역(녹색)(P)만이 ON상태(밝은 상태)이고, 인접하는 화소영역(적색 및 청색)(P)은 OFF상태(어두운 상태)로 관찰되어야 할 것이, ON상태의 화소영역(녹색)(P)에 인접하는 적색 및 청색에 대응하는 화소영역(P)의 일부가 ON상태로 관찰된다. 즉, 플라즈마 채널(1705)을 따른 방향에서, ON상태로 되는 액정층(1709)의 폭(표시동작 상의 화소영역 폭에 상당)이 화소영역(P)의 폭보다 넓어졌다. 바꾸어 말하면, 표시동작 상의 화소영역이, 인접하는 화소영역의 일부와 중복되었다. 이와 같이 크로스토크 현상이 발생하면, 컬러표시에서는 본래 표시될 녹색에, 적색과 청색이 섞이므로 색 순도가 저하된다(허옇게 된다). 모노크롬 표시에서는, 윤곽이 불투명해진다.
도 22a를 참조하면서, 크로스토크 현상이 발생한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 상태를 상세하게 설명한다.
플라즈마 채널(205)이 활성화된 상태에서, 중앙의 전극(210G)에 구동전압(예를 들어 40V)이 인가되면(양쪽 전극(210R 및 210B)에는 0V가 인가), 유전체 시트 하면(203S)의 전극(210G)에 대향하는 영역에 전하가 유도되어 축적된다. 이 전하의 양은 구동전압의 크기와 용량값(ＣG 및 ＣLC가 직렬접속된 용량값)에 의하여 정해진다. 전극(210G)에 인가된 구동전압에 의하여 발생하는 전계(전기력 선)는, 약간 퍼진 상태로 유전체 시트 하면(203S)에 도달하므로, 전하가 축적되는 유전체 시트 하면(203S) 영역의 폭(ＷG)은 전극(210G)의 폭(ＷEL)보다 넓어진다. 이 축적된 전하가 전극(210G)쪽에 미치는 전계(전기력 선)(E)는, 전하가 축적된 영역의 폭(ＷG)보다 더 넓어진다. 따라서 OFF상태로 된 화소영역-즉 플라즈마 채널(205)이 활성화되었을 때에 0V가 인가된 전극(210R 및 210B)을 포함하는 화소영역-에 포함되는 액정층(209) 내의 전극(210G) 부근에 존재하는 액정분자(209a)의 배향이, 축적된 전하에 의하여 발생하는 전계(전압)의 영향을 받는다. 도 22a에 도시한 바와 같이, 음의 유전 이방성을 갖는 액정분자(209a)가 전계 방향에 대하여 수직으로 배향된 영역이, 인접하는 화소영역까지 미친다.
유전체 시트 하면(203S)에 축적된 전하에 의하여 발생하는 누설전계(전압)에 기인하는 크로스토크 현상을 본 명세서에서는, 데이터 확산 크로스토크(Data Diffusion Crosstalk: DDC) 현상으로 칭한다. 누설전계(전압)라는 것은, ON상태로 되는 화소영역(P)의 외부에 도달하는 전계(전압)를 가리킨다. 이 DDC 현상의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200) 크로스토크 현상에 대한 영향을 정량적으로 평가하기 위하여 모의실험을 한 결과를 도 24에 나타낸다.
도 24의 가로축은 전극(210)의 위치를 나타내고, 세로축은 유전체 시트 하면(203S)에서의 전하 분포(실선) 및 액정층(209) 내의 전계 분포(점선)를 각각 상대적으로 나타낸다. 모의실험 시에는, 42인치의 VGA 대응 액정표시장치를 상정하여 전극(210) 폭을 324㎛, 전극(210) 간격을 40㎛, 액정층(209) 두께를 6㎛, 유전체 시트(203) 두께를 50㎛로 하고, 액정층(209)과 유전체 시트(203)의 비유전율은 서로 같은 것으로 가정한다. 도 22a 및 도 22b에 도시한 바와 마찬가지로, 중앙의 전극(210G)에만 구동전압(여기서는 최대 계조전압: 구체적으로 80V)을 인가한 경우의 결과를 나타낸다.
도 24의 실선으로 나타낸 바와 같이, 유전체 시트 하면(203S)의 전하가 유도 축적되는 영역의 폭(도 22a 및 도 22b 중 ＷG)은, 전극(210G)의 폭(도 22a 및 도 22b 중 ＷEL)보다 넓어진다. 액정층(209)에 형성되는 전계 분포는, 도 24에 점선으로 나타낸 바와 같이, 유전체 시트 하면(203S)에서의 전하 분포보다 더욱 넓어지고, 인접하는 전극(210R 및 210B)(화소영역)의 거의 중앙 부근까지 전계가 미친다. 인접하는 전극(210R 및 210B) 각각의, 전극(210G)쪽 변의 부근에서는, 최대 전계의 거의 10%에 상당하는 전계가 생성되는 것을 알 수 있다.
이로부터, 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 크로스토크 현상은 도 22a 및 도 22b를 참조하면서 전술한 DDC가 주요인의 하나가 되었다고 생각할 수 있다. 도 23a 및 도 23b에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)의 크로스토크 현상도 같은 원인에 의한 것으로 생각된다.
또한, 크로스토크 현상의 다른 주요인으로서, 인접하는 전극간의 전위차에 기인하는 크로스토크 현상도 있다. 이 크로스토크 현상을 본 명세서에서는, 횡 인접 크로스토크(Side to Side Crosstalk: SSC)로 칭하기로 한다. SSC 현상은, 서로 인접하는 전극간의 전위차(다양한 관계가 존재함)에 기인하므로, 실제 표시에 있어서 어느 정도 영향을 끼치는지를 정량적으로 평가하기는 어렵지만, DDC와 함께 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 있어서 크로스토크 현상의 주요인이 된다고 생각된다.
도 25에 도시한 바와 같이 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)( 및 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700))의 서로 인접하는 전극(210G)과 전극(210B) 사이에 전위차가 있으면, 예를 들어 전극(210G)에서 전극(210B)으로 횡방향 전계(전기력 선)(E)가 발생한다. 이 횡 전계(E)에 의하여 전극(210B) 근방에 존재하는, 본래 OFF상태여야 할 액정분자(209a)의 배향이 ON상태로 된다. 도시한 바와 같이, 유전이방성이 음인 액정분자(209a)를 이용한 NB모드의 액정표시장치에서 SSC가 발생하면, 액정분자(209a)는 횡 전계에 대하여 수직으로 배향하려 하므로, 본래 흑색 표시상태(OFF상태)로 되어야 할 인접 화소영역의 일부 영역(끝변영역)이 백색 표시(ON상태)로 된다(도 22b에 도시한 것과 마찬가지로 관찰됨). 컬러 표시에 있어서는, 본래 흑색 표시상태로 되어야 할, 인접하는 화소영역의 끝변영역이 백색 표시상태로 되면 색 순도가 저하하므로 표시품질의 저하가 현저해진다. 모노크롬 표시에 있어서는 윤곽의 불투명을 일으킨다.
본 발명의 제 1 국면에 의한 플라즈마 어드레스 액정표시장치는, 기판과, 유전체층과, 상기 기판과 상기 유전체층과의 사이에 협지된 액정층과, 상기 기판의 상기 액정층쪽에 형성되고, 제 1 방향으로 평행하게 배설된 스트라이프형의 복수 전극과, 상기 액정층 및 상기 유전체층을 거쳐 상기 복수의 전극에 대향하도록 형성되며, 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향에 평행하게 배설된 스트라이프형의 복수 플라즈마 채널을 구비하고, 상기 복수의 전극과 상기 복수의 플라즈마 채널이 교차하는 영역에 각각이 형성되는 복수의 화소영역을 가지며, 상기 복수 화소영역의 각각에 포함되는 액정층은, 상기 전극과 상기 플라즈마 채널 사이에 인가된 전압에 따라 배향 상태를 변화시키고, 상기 복수의 화소영역을 통과한 광을 이용하여 표시를 하는 액정표시장치에 있어서, 상기 복수 화소영역 각각의 상기 제 2 방향과 교차하는 변을 포함하는 끝변영역의, 상기 전극과 상기 액정층 사이에 유전체 구조체를 추가로 가지며, 상기 복수 화소영역 각각의 상기 액정층에 인가되는 전압은, 상기 끝변영역에서 다른 영역보다 작은 구성을 갖는다.
상기 유전체 구조체는, 투명한 고분자 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 유전체 구조체는, 스트라이프형의 상기 복수 전극의 인접하는 2개의 전극간 및 상기 2개 전극의 서로 대향하는 변을 피복하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 유전체 구조체는, 상기 복수 화소영역 각각에서의 상기 액정층 두께가, 상기 끝변영역에서, 다른 영역의 9/10 이하가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 유전체 구조체는, 상기 복수 화소영역 각각에서의 상기 액정층 두께가, 상기 끝변영역에서 다른 영역의 2/3 이상이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 기판 상의 상기 복수 전극간에 블랙 매트릭스를 갖는 구성으로 하여도 된다.
상기 유전체 구조체는, 상기 액정층에 포함되는 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 구성으로 하여도 된다.
상기 복수 전극 및 상기 복수 전극간과 상기 액정층과의 사이에 고 비유전율층을 추가로 가지며, 상기 고 비유전율층은 상기 액정층에 포함되는 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 구성으로 하여도 된다.
상기 유전체 구조체는 상기 액정층에 포함되는 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 작은 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 구성으로 하여도 된다.
상기 액정층은 음의 유전 이방성을 갖는 액정재료를 포함하는 구성으로 하여도 된다.
본 발명의 제 1 국면에 의하면, 크로스토크 현상에 기인하는 표시품질의 저하를 억제 방지한 플라즈마 어드레스 액정표시장치가 제공된다.
본 발명의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 있어서, 화소영역의 끝변영역에 형성된 유전체 구조체에 의하여, 끝변영역에 인가되는 전압이 다른 영역에 인가되는 전압보다 작아지므로, 크로스토크 현상이 억제 방지된다. 그리고 유전체 구조체를 투명한 재료를 이용하여 형성하면, 끝변영역을 통과하는 광을 표시에 이용할 수 있으므로 개구율을 저하시키는 일도 없다.
또 유전체 구조체의 비유전율을 액정재료의 비유전율 이방성(Δε) 절대값보다 크게 함으로써, 횡 전계에 의한 액정분자 배향의 흐트러짐을 방지할 수 있으므로, SSC로 인한 크로스토크 현상을 더욱 효과적으로 억제 방지할 수 있다.
또한 유전체 구조체의 비유전율이 액정재료의 비유전율(ε// 및 ε⊥ 중 큰 쪽, 더 바람직하게는 비유전율의 이방성(Δε) 절대값)보다 작은 경우에도, 누설전계에 의한 액정분자 배향의 흐트러짐을 방지할 수 있으므로, 크로스토크 현상을 더욱 효과적으로 억제 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 크로스토크 현상의 억제효과는, NB모드의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 있어서 현저하며, 특히 그 중에서도 음 유전이방성을 갖는 액정재료를 이용한 플라즈마 어드레스 액정표시장치에서 현저하다.
또한 본 발명은 플라즈마 어드레스 액정표시장치 이외의 표시장치라도, DDC 및/또는 SSC와 실질적으로 같은 메커니즘으로 크로스토크 현상이 발생하는 표시장치에 적용할 수 있다.
본 발명 제 2 국면에 의한 플라즈마 어드레스 액정장치는, 기판과, 유전체 시트와, 상기 기판과 상기 유전체 시트와의 사이에 협지된 액정층과, 상기 기판의 상기 액정층쪽에 형성되고, 제 1 방향으로 평행하게 배설된 스트라이프형의 복수 전극과, 상기 액정층 및 상기 유전체 시트를 개재하고 상기 복수의 전극에 대향하도록 형성되며, 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향에 평행하게 배설된 스트라이프형의 복수 플라즈마 채널을 구비하고, 상기 복수의 전극과 상기 복수의 플라즈마 채널이 교차하는 영역에 각각이 형성되는 복수의 화소영역을 가지며, 상기 기판의 상기 액정층 쪽에 형성되고, 상기 제 1 방향에 평행하게 배설된 복수의 제 1 유전체 구조체 및 제 2 방향에 평행하게 배설된 복수의 제 2 유전체 구조체를 추가로 가지며, 상기 액정층은, 상기 복수의 제 1 및 제 2 유전체 구조체에 의하여 복수의 액정영역으로 분할되며, 상기 복수의 액정영역 내 액정분자는 상기 기판 표면에 대하여 수직인 축을 중심으로 축 대칭배향하고, 상기 복수 화소영역의 각각은 상기 복수 액정영역의 적어도 하나를 포함하며, 상기 복수 화소영역의 각각에 포함되는 상기 액정층은, 상기 전극과 상기 플라즈마 채널 사이에 인가된 전압에 따라 배향 상태를 변화시키고, 상기 복수의 화소영역을 통과한 광을 이용하여 표시를 하는 액정표시장치로서, 상기 복수의 제 1 유전체 구조체의 일부는, 상기 복수의 화소영역 각각의 상기 제 2 방향과 교차하는 변을 포함하는 끝변영역에 형성되고, 상기 복수의 화소영역 각각의 상기 액정층에 인가되는 전압은, 상기 끝변영역에서 다른 영역보다 작은 구성을 갖는다.
상기 제 1 및 제 2 유전체 구조체는, 투명한 고분자 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 끝변영역에 형성된 상기 제 1 유전체 구조체는, 스트라이프형의 상기 복수 전극의, 인접하는 2개 전극간 및 상기 2개 전극의 서로 대향하는 변을 피복하도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 화소영역의 각각은, 상기 제 2 방향을 따라 인접한 적어도 2개의 액정영역을 포함하고, 상기 복수의 제 1 유전체 구조체 중, 상기 적어도 2개의 액정영역 사이에 형성된 제 1 유전체 구조체의 폭은, 상기 끝변영역에 형성된 상기 제 1 유전체 구조체의 폭보다 좁은 것이 바람직하다. 또 상기 복수 각각의 액정영역이 상기 제 1 방향을 따라 인접한 적어도 2개의 액정영역을 포함하는 경우, 상기 적어도 2개의 액정영역 사이에 형성된 제 2 유전체 구조체의 폭은, 상기 끝변영역에 형성된 상기 제 1 유전체 구조체의 폭보다 좁은 것이 바람직하다. 물론 상기 복수 화소영역의 각각이 1개의 액정영역을 포함하도록 구성하여도 된다.
상기 끝변영역에 형성된 상기 제 1 유전체 구조체는, 상기 복수 화소영역 각각에서의 상기 액정층 두께가, 상기 끝변영역에서, 다른 영역의 9/10 이하가 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 끝변영역에 형성된 상기 제 1 유전체 구조체는, 상기 복수 화소영역 각각에서의 상기 액정층 두께가 상기 끝변영역에서, 다른 영역의 2/3 이상이 되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 기판 상의 상기 복수 전극간에 블랙 매트릭스를 추가로 갖는 구성으로 하여도 된다.
상기 2개의 전극간 상에 위치하는 상기 제 1 유전체 구조체의 폭은, 상기 2개의 전극 상에 위치하는 상기 제 1 유전체 구조체 각 부분의 폭보다 넓고, 상기 제 1 유전체 구조체 상에 상기 액정층의 액정분자가 상기 기판의 표면에 대하여 수직인 축을 중심으로 축 대칭배향하는 액정영역이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 유전체 구조체 상에 제 3 유전체 구조체를 추가로 가지며, 상기 제 1 유전체 구조체 상에 위치하는 상기 액정층의 액정분자는 제 3 유전체 구조체에 의하여 축 대칭배향하는 구성으로 하여도 된다.
상기 기판 상의 상기 복수 전극간에 블랙 매트릭스를 추가로 가지며, 상기 블랙 매트릭스의 폭은 상기 2개의 전극간 상에 위치하는 상기 제 1 유전체 폭보다 좁은 것이 바람직하다.
상기 기판 상의 상기 복수 전극간에 블랙 매트릭스를 추가로 가지며, 상기 복수의 제 1 유전체 구조체 및 상기 복수의 제 2 유전체 구조체는 상기 블랙 매트릭스 상에 복수의 개구부를 형성하는 구성으로 하여도 된다.
상기 제 1 유전체 구조체는, 상기 액정층에 포함되는 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 구성으로 하여도 된다.
상기 복수 전극 및 상기 복수 전극간과 상기 액정층과의 사이에 고 비유전율층을 추가로 가지며, 상기 고 비유전율층은 상기 액정층에 포함되는 액정재료의 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 구성으로 하여도 된다.
상기 제 1 유전체 구조체는 상기 액정층에 포함되는 액정재료의 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 작은 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 구성으로 하여도 된다.
상기 액정층은 음의 유전 이방성을 갖는 액정재료를 포함하는 구성으로 하여도 된다.
본 발명의 제 2 국면에 의하면, 크로스토크 현상에 기인하는 표시품질의 저하를 억제 방지한 광 시야각 특성을 갖는 플라즈마 어드레스 액정표시장치가 제공된다.
본 발명의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 있어서, 화소영역의 끝변영역에 형성된 유전체 구조체에 의하여, 끝변영역에 인가되는 전압이 다른 영역에 인가되는 전압보다 작아지므로, 크로스토크 현상이 억제 방지된다. 그리고 유전체 구조체를 투명한 재료를 이용하여 형성하면 끝변영역을 통과하는 광을, 표시에 이용할 수 있으므로 개구율을 저하시키는 일도 없다. 또 액정영역을 분할하기 위한 다른 유전체 구조체와 동일 재료를 이용하여 형성할 수도 있으므로 제조공정이 증가하는 일도 없다.
또한 유전체 구조체의 비유전율을 액정재료의 비유전율 이방성(Δε) 절대값보다 크게 함으로써, 횡 전계에 의한 액정분자 배향의 흐트러짐을 방지할 수 있으므로, SSC로 인한 크로스토크 현상을 더욱 효과적으로 억제 방지할 수 있다.
또 유전체 구조체의 비유전율이 액정재료의 비유전율(ε// 및 ε⊥ 중 큰 쪽, 더 바람직하게는 비유전율의 이방성(Δε) 절대값)보다 작은 경우에도, 누설전계에 의한 액정분자 배향의 흐트러짐을 방지할 수 있으므로, 크로스토크 현상을 더욱 효과적으로 억제 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 크로스토크 현상의 억제효과는, NB모드의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 있어서 현저하며, 특히 그 중에서도 음 유전이방성을 갖는 액정재료를 이용한 플라즈마 어드레스 액정표시장치에서 현저하다.
본 발명은 상술한 바와 같이, 본원 발명자가 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 크로스토크 현상의 원인을 상세하게 검토하여 얻은 식견에 기초하여 처음으로 실시된 것이다. 즉 크로스토크 현상의 주요인은, DDC 및/또는 SSC에 의한 인접하는 화소영역으로의 누설전계(전압)이며, 크로스토크 현상을 억제 방지하기 위해서는, 인접하는 화소영역의 액정층에 인가되는 누설전계(전압)의 크기를 충분히 작게 하면 된다는 생각에 근거한다.
크로스토크 현상은 플라즈마 채널의 신장방향을 따라, 인접하는 화소영역간, 즉 인접하는 전극을 각각 포함하여 서로 인접하는 화소영역간에서 발생한다. 따라서 화소영역 내의, 플라즈마 채널의 신장방향에 교차하는 변(장방형 전극의 신장방향에 평행인 변)을 포함하는 영역(이하 끝변영역이라 칭함)에 인가되는 전압이, 화소영역 내의 다른 영역보다 작아지도록, 끝변영역에 유전체 구조체를 형성함으로써 크로스토크 현상을 억제 방지할 수 있다.
플라즈마 채널의 신장방향을 따라 인접하는 화소영역간에서 발생하는 크로스토크 현상을 간단히 설명하기 위하여 본원 명세서에서, 이하 용어의 의미는 특별한 이유가 없는 한 이하의 정의에 따르는 것으로 한다. 전극, 유전체 구조체 및 화소영역 각각의 변 중, 플라즈마 채널의 신장방향에 교차하는 변을 "끝변"으로 칭한다. 전극 및 유전체 구조체는, 전형적으로는 각각이 장방형이며 스트라이프 상태로 배치된다. 축 대칭배향을 형성하기 위한 제 1 유전체 구조체 및 제 2 유전체 구조체(이들을 "유전체 벽"이라 부르기도 함)는, 서로 교차하도록 형성되며 이들 전체는 격자를 형성한다. 제 1 유전체 구조체는 전극의 신장방향에 평행하게 늘어나고, 제 2 유전체 구조체는, 플라즈마 채널의 신장방향에 평행하게 늘어나는 벽 모양의 구조체이다. 화소영역은, 전형적으로는 각각이 장방형이고 매트릭스형으로 배치된다. 각각 대향하는 한 쌍의 "끝변" 사이의 거리를 "폭"이라 칭한다. 화소영역의 끝변을 포함하는 영역을 "끝변영역"이라 칭한다. 전형적으로는 끝변영역에 유전체 구조체의 적어도 일부가 선택적으로 배설된다. 유전체 구조체(제 1 및 제 2 유전체 구조체를 포함)의 폭은, 각각의 신장방향과 직교하는 방향의 폭을 가리키는 것으로 한다.
본 발명의 플라즈마 어드레스 액정표시장치는, 끝변영역에 인가되는 전압을 다른 영역에 인가되는 전압보다 작게 하기 위하여, 끝변영역의 전극과 액정층과의 사이에 유전체 구조체를 갖는다. 유전체 구조체가 형성된 끝변영역에서는, 액정층의 두께가 화소영역 내의 다른 영역의 액정층 두께보다 작아지므로, 끝변영역의 액정층에 인가되는 전압은 다른 영역의 액정층에 인가되는 전압보다 작아진다. 끝변영역의 액정층 두께를 작게 함과 동시에, 끝변영역의 액정층에 인가되는 전압을 작게 함으로써, 크로스토크 현상을 효과적으로 억제 방지할 수 있다. 이는 다음에 설명하는 2개의 요인에 의한다.
우선, 도 26을 참조하면서, 제 1 요인을 설명한다. 도 26은 액정층의 두께가 서로 다른 액정표시장치의 전형적인 전압-투과율 곡선(L1, L2, L3)을 나타낸다. 도 26에 도시한 바와 같이 일반적으로, 액정표시장치의 액정층 두께가, d1＞d2＞d3으로 작아지면, 같은 전압(액정층에 직접 인가되는 전압)이 인가되는 경우, 액정표시장치의 투과율은 T1＞T2＞T3으로 저하된다. 이것이 제 1 요인이다. 그리고 플라즈마 어드레스 액정표시장치에서는 그 액정층의 두께가 작아지면, 같은 전압(유전체 시트 및 액정층에 인가되는 전압)이 인가되는 경우, 액정층에 인가되는 전압이 저하된다. 이것이 제 2의 요인이다. 이들 2가지 요인에 의하여 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 투과율은, 도 27의 전압-투과율 곡선(L1', L2', L3')에 도시하는 바와 같이, 액정층 두께가 d1'＞d2'＞d3'으로 작아지면, T1'＞T2'＞T3'로 저하된다. 여기서, 도 27의 가로축은 액정층에 인가되는 전압을 나타낸다.
이와 같이 플라즈마 어드레스 액정표시장치에서는 제 2 요인이 작용하므로, 끝변영역에 유전체 구조체를 형성함으로써 효과적으로 크로스토크 현상을 억제 방지할 수 있다. 즉 전극과 유전체 시트 하면 사이에 인가되는 전압이, 끝변영역에서는 유전체 시트 하면(가상전극)/유전체 시트/액정층/유전체 구조체/전극으로 구성되는 용량에 따라 분할된다. 유전체 구조체의 비유전율이 액정층이나 유전체 시트의 비유전율과 같다고 가정하면, 끝변영역의 액정층에 인가되는 전압은 유전체 시트/액정층/유전체 구조체의 각 두께에 비례하여 분배된다(상기 관계식 2 참조). 따라서 유전체 구조체의 두께를 조절함으로써 끝변영역 내의 액정층 두께를 제어하고, 끝변영역 내의 액정층에 인가되는 전압의 크기를 조정함으로써 크로스토크 현상을 억제 방지할 수 있다. 물론 엄밀하게는 상술한 바와 같이, 전극과 유전체 시트 하면 사이에 형성되는 용량에 따라서 분배되므로, 각 구성요소의 비유전율도 고려하여 유전체 구조체의 두께를 결정하면 된다.
유전체 구조체를 형성함으로써 끝변영역에 인가되는 전압을 작게 한다는 것은, 바꾸어 말하면 끝변영역의 액정층 임계전압(투과율을 변화시키기 위하여 필요한 전압)을 다른 영역의 액정층 임계전압보다 외견상 높이는 것이 된다. 따라서 유전체 구조체의 두께를 조절하여 액정층 끝변영역의 외견상 임계전압을 조정함으로써 크로스토크 현상을 억제 방지할 수 있다.
끝변영역에 형성되는 유전체 구조체를 투명한 고분자 재료를 이용하여 형성하면, 끝변영역을 통과하는 광을 표시에 이용할 수 있으므로, 개구율을 저하시키는 일도 없다.
또, 1개의 화소영역에 2개 이상의 액정영역을 형성하는 경우에, 화소영역을 횡단하도록 형성되는 유전체 구조체(제 1 및/또는 제 2 유전체 구조체)는, 개구율의 관점에서 볼 때, 투명한 고분자 재료를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 따라서 끝변영역에 형성되는 유전체 구조체를, 화소영역을 횡단하도록 형성되는 유전체 구조체와도 같은 투명한 고분자 재료를 이용함으로써, 모든 유전체 구조체를 동일 공정으로 형성할 수 있다. 또 화소영역을 횡단하도록 형성되는 유전체 구조체의 폭을 끝변영역에 형성되는 유전체 구조체의 폭보다 좁게 함으로써, 화소영역 내 표시 특성의 균일성을 높일 수 있다.
유전체 구조체의 적어도 일부는, 인접하는 화소영역으로부터의 누설전계(전압)을 저하시키도록 형성하면 되며, 적어도 화소영역의 끝변영역에 형성되면 크로스토크 현상을 억제하는 효과를 얻을 수 있다. 바꾸어 말하면, 유전체 구조체의 위치 및 두께를 제어함으로써, 표시동작 상의 화소영역 폭을 변화시킬 수 있으므로, 결과적으로 얻어지는 표시동작 상 화소영역의 끝변영역에 유전체 구조체가 위치하도록(즉 표시동작 상 화소영역의 끝변이 유전체 구조체의 폭 내에 위치하도록, 또는 표시동작 상 화소영역의 안쪽 끝변 근방에 유전체 구조체가 위치하도록) 유전체 구조체를 형성하면 크로스토크 현상을 억제할 수 있다. 유전체 구조체의 위치와 표시동작 상 화소영역과의 관계에 대해서는 실시예에서 상세하게 설명한다.
전형적으로는 유전체 구조체를, 스트라이프형 전극의 인접하는 2개의 전극 사이 및 2개 전극의 서로 대향하는 변을 피복하도록 형성하면, 구조 및 제조공정을 단순하게 할 수 있다.
크로스토크 현상의 원인이 되는 누설전계(전압)를 충분하게 저하시키기 위하여 끝변영역의 액정층 두께가, 화소영역의 끝변영역을 제외한 영역의 액정층 두께의 9/10 이하로 되도록 유전체 구조체를 형성하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 유전체 구조체의 두께는 화소영역 내의, 유전체 구조체를 형성하지 않은 영역의 액정층 두께의 1/10 이상인 것이 바람직하다. 또 유전체 구조체의 두께는 액정층 화소영역 내의, 유전체 구조체를 형성하지 않은 영역의 액정층 두께의 1/3 이하인 것이 바람직하다. 유전체 구조체가 이보다 두꺼우면, 전압 저하가 지나치게 커져서, 유전체 구조체 상에 위치하는 액정층에 충분한 전압이 인가되지 않게 된다. 그 결과, 표시휘도 또는 개구율의 저하를 초래하는 일이 있다. 더욱이 유전체 구조체 자신의 가시광에 대한 투과율이 낮으면 표시휘도의 저하로서 관찰되므로, 유전체 구조체 자신의 투과율은 95% 이상인 것이 바람직하다. 유전체 구조체의 두께가 2㎛ 이하이면 각종 투명한 고분자 재료를 이용하여 95% 이상의 투과율을 실현시킬 수 있다. 단 유전체 구조체 상의 액정층 배향상태와 유전체 구조체로 포위되는 영역 내 액정층의 배향상태가 반드시 같지는 않기 때문에, 액정층 배향상태의 차이에 따라서 표시휘도가 다른 경우가 있다. 그 결과 유전체 구조체의 투과율이 95%보다 낮아도 표시휘도의 차가 시인되지 않는 경우가 있으므로, 유전체 구조체 자신의 투과율은, 화소영역의 유전체 구조체가 형성된 영역과 다른 영역의 표시휘도 차가 시인되지 않을 정도이면 된다.
또 다음과 같이 하여 SSC를 더욱 효과적으로 억제 방지할 수 있다. 우선 적어도 전극의 끝변 및/또는 전극간을 피복하도록 형성된 유전체 구조체의 비유전율을 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 크게 함으로써, 인접하는 전극간에 발생하는 전기력 선을 액정층 내보다 많이 유전체 구조체 내로 도입할 수 있다. 즉 전위차를 갖는, 인접하는 전극간에 생성되는 횡방향의 전기력 선을 선택적으로 유전체 구조체로 도입하여, 액정층 내에 생성되는 전기력 선의 수(전계 강도)를 줄일 수 있다. 유전체 구조체의 비유전율은, 액정재료의 비유전율(ε// 및 ε⊥)의 큰 쪽보다 큰 것이 바람직하다. 유전체 구조체의 비유전율을 크게 하는 대신, 별도로 고 비유전율층(액정재료의 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 값의 비유전율을 갖는 층)을 형성해도 된다. 고 비유전율층의 비유전율은 액정재료의 비유전율(ε// 및 ε⊥)의 큰 쪽보다 큰 것이 바람직하다. 물론 비유전율이 높은 유전체 구조체와 고 비유전율층을 조합시켜 이용하여도 된다. 고 비유전율층을 형성하는 위치는 유전체 구조체의 위라도 되고 아래라도 된다.
또는 유전체 구조체를 액정재료의 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 작은 비유전율을 갖는 재료로 형성하여도, 누설전계에 의한 크로스토크(SSC를 포함)를 효과적으로 억제할 수 있다. 유전체 구조체가 형성된 끝변영역에 위치하는 전극에서 나온 전기력 선은, 저 비유전율 재료로 구성되는 유전체 구조체를 통과하는 사이에 그 강도가 약해진다. 그 결과, 인접하는 전극(화소영역) 사이에 발생하는 전기력 선의 강도가 약해져 유전체 구조체 상에 위치하는 액정층에 인가되는 전계(전압)가 약해진다. 이 경우 끝변영역에 형성되는 유전체 구조체가 액정재료의 비유전율(ε// 및 ε⊥)의 큰 쪽보다 작은 값을 가질 수 있다면 상기의 효과가 얻어진다고 생각할 수 있지만, 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 작은 비유전율을 갖는 것이 바람직하다.
SSC에 기인하는 크로스토크 현상은, 음 유전이방성을 갖는 액정재료를 이용한 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 표시품질을 크게 저하시키므로, 본 발명은 이 경우에 현저한 효과를 발휘한다.
여기서 크로스토크 현상은, 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 기본구조(전극 및 플라즈마 채널의 폭, 전극의 간격, 화소 피치, 블랙 매트릭스의 유무, 구동전압 등)에 의존하므로, 각각의 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 구조에 따라 유전체 구조체의 위치나 크기를 적절히 설정하면 된다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.
(제 1 실시예)
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 의한 실시예를 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b에, 제 1 실시예의 플라즈마 어드레스 액정장치(100)를 도시한다. 플라즈마 어드레스 액정장치(100)는, 상술한 종래의 플라즈마 어드레스 액정장치(200)와 마찬가지로, 수직 배향된 음 유전이방성을 갖는 액정재료를 이용한 NB모드로 표시를 행하는 액정표시장치이다. 도 1a 및 도 1b는 각각 도 22a 및 도 22b에 대응한다. 여기서 본 발명은, 표시모드, 액정재료의 종류나 플라즈마 셀의 구조와 상관없이 공지의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 널리 적용할 수 있다.
플라즈마 어드레스 액정장치(100)는, 액정 셀(101)과 플라즈마 셀(102)이 중간의 유전체 시트(103)를 개재시켜 적층된 구조를 갖는다. 액정 셀(101) 및 플라즈마 셀(102)을 협지하는 1쌍의 편광판(113 및 114)을 가지며, 전형적으로는 플라즈마 셀(102)의 배면에 백 라이트(도시 생략)가 배설된다. 편광판으로서는 예를 들어 일동 전공사(日東 電工社)제 NPF-G1220G를 이용할 수 있다.
플라즈마 셀(102)은, 서로 평행한 복수의 스트라이프형의 홈(105)이 형성된 절연성 기판(104)과 유전체 시트(103)를 갖는다. 기판(104) 상에 형성된 복수의 홈(105) 각각은 유전체 시트(103)에 의하여 밀봉된다. 이 밀봉된 공간에는, 방전에 의하여 이온화 가능한 가스(예를 들어 헬륨, 네온, 아르곤, 키세논 및 이들 중 어느 둘 이상을 포함하는 혼합 가스, 또는 이들 가스에 수소를 첨가한 가스)가 봉입되며, 플라즈마 채널(105)을 형성한다(플라즈마 채널을 홈과 같은 참조부호로 표시). 각 홈(105)의 저부에는 1쌍의 플라즈마 전극(도시 생략)이 형성된다.
액정 셀(101)은 기판(108)과 유전체 시트(103)와, 이들 사이에 협지된 액정층(109)을 갖는다. 액정층의 두께(특별한 이유가 없는 한 "액정층의 두께"는 화소영역 내의, 또는 유전체 구조체 등을 형성하지 않은 영역의 액정층 두께를 가리킴)는 예를 들어 6㎛이다. 액정재료로서, 예를 들어 Δε＝-4.0(ε//＝3.5 및 ε⊥＝7.5), Δn＝0.08이고, 또 키랄(chiral)제를 첨가함으로써 두께 6㎛이고 90°꼬이도록 조정한 것이 이용된다. 또 액정분자를 수직으로 배향시키기 위한 배향막(도시 생략)에, 예를 들어 일본 합성고무사(日本 合成고무社)제 JALS-204가 이용된다. 배향막은 액정층(109)에 접하도록 액정층(109) 양쪽에 형성된다.
기판(108)의 액정층(109)쪽에는, 서로 평행한 스트라이프형의 복수 전극(열전극)(110)이 형성된다. 이 전극(110)은 플라즈마 채널(105)과 교차하도록 배열된다. 전극(110)과 플라즈마 채널(105)이 교차하는 영역에 화소영역(P)이 형성된다. 전극(110)은, 예를 들어 인디움 석산화물(ITO)을 이용하여 통상적인 방법에 따라 형성된다. 전극 폭은 예를 들어 324㎛이고, 전극간격은 40㎛이다. 그리고 이 전극(110) 사이에는 블랙 매트릭스(112)가 형성된다. 블랙 매트릭스(112)는 예를 들어 크롬 등의 차광성을 갖는 금속재료를 이용하여 형성된다. 물론 전극(110)과 블랙 매트릭스(112)는 전기적으로 절연(예를 들어 도시 생략한 실리콘 산화막을 이용하여)된다. 기판(108)의 액정층(109)쪽에는 또 전극(110)에 대응하여 형성되는 착색층(도시 생략)이 형성된다. 착색층은 전형적으로는 적색, 녹색, 청색층이다. 착색층은 전극(110)의 기판(108)쪽 또는 전극(110)의 액정층(109)쪽에 형성될 수 있다.
플라즈마 어드레스 액정장치(100)의 설계상 화소영역(P)은, 상술한 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)와 마찬가지로 규정된다. 즉 화소영역(P)의 플라즈마 채널(105)의 신장방향을 따른 폭은 블랙 매트릭스(112)의 개구부로 규정되며, 도시한 예에서는 전극(110)의 폭(WEL)과 같다. 한편 화소영역(P) 전극(110)의 신장방향을 따른 폭은 플라즈마 채널(105)의 폭(WPC)으로 규정된다(도 1b 참조). 이 예에서는 설계상 화소영역(P)의, 장방형 전극(110)의 신장방향에 평행인(플라즈마 채널(105)의 신장방향과 교차하는) 끝변(PS)은, 블랙 매트릭스(112)의 변(이 예에서는 전극(110)의 변과 일치)으로 규정된다. 후술하는 바와 같이 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)는 유전체 구조체(120)를 가지므로, 크로스 토크 현상은 실질적으로 발생하지 않고 실제 표시동작 상의 화소영역은 설계상의 화소영역(P)과 일치한다. 즉 실제 표시에 있어서, 인접하는 화소영역이 겹치는 일이 없다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)는, 또한 기판(108)의 액정층(109)쪽에 유전체 구조체(120)를 갖는다. 유전체 구조체(120)는 전극(110)과 액정층(109) 사이에, 화소영역(P)의 끝변(PS)을 포함하는 끝변영역에 선택적으로 형성된다. 유전체 구조체(120)는, 화소영역(P)의 끝변(PS)을 규정하는 전극(110) 및 블랙 매트릭스(112)의 변을 피복하도록 형성된다. 또 유전체 구조체(120)는 인접하는 2개의 전극(110)(예를 들어 110R과 110G) 사이(즉 블랙 매트릭스(112) 상) 및 2개의 전극이 서로 대향하는 변을 피복하여 형성된다. 예를 들어 유전체 구조체(120)는, 180㎛ 폭, 1㎛ 높이(두께), 상기 폭 방향에 따른 단면이 거의 직사각형인 장방형 구조체이다. 유전체 구조체(120)의 폭 방향 양쪽(70㎛ 폭분)이 전극(110) 상에 형성된다. 유전체 구조체(120)는 투명한 고분자 재료(예를 들어 비유전율 3.5의 아크릴계 수지)를 이용하여 주지의 포토리소그래픽 공정으로 형성할 수 있다.
유전체 구조체(120)가 형성되는 끝변영역에서는, 전극(110)과 유전체 시트 하면(103S) 사이에 인가되는 전압이, 유전체 시트 하면(가상전극)(103S)/유전체 시트(103)/액정층(109)/유전체 구조체(120)/전극(110)으로 구성되는 용량에 따라 분할된다. 유전체 구조체(120)의 비유전율이 액정층(109)이나 유전체 시트(103)의 비유전율과 같다고 가정하면, 끝변영역의 액정층(109)에 인가되는 전압은, 유전체 시트(103)/액정층(109)/유전체 구조체(120) 각각의 두께에 비례하여 분배된다. 유전체 구조체(120)의 두께를 조절함으로써 끝변영역 내 액정층(109)의 두께를 제어하고, 끝변영역 내 액정층(109)에 인가되는 전압의 크기를 조정함으로써 크로스 토크 현상을 억제 방지할 수 있다. 물론 엄밀하게는 상술한 바와 같이, 전극(110)과 유전체 시트 하면(103S) 사이에 형성되는 용량에 따라 분배되므로, 각 구성요소의 비유전율도 고려하여 유전체 구조체(120)의 두께를 결정하면 된다.
도 1b와 도 22b를 비교하면서, 본 제 1 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)의 동작을 설명한다.
도 22b를 참조하면서 상술한 바와 같이, 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)에서는, 중앙의 화소영역(P)을 선택적으로 ON상태로 하면 구조상 화소영역(P)의 폭을 초과하여, 인접하는 화소영역(P)의 일부까지 ON상태로 되는 크로스 토크 현상이 발생하였다. 즉 표시동작 상의 화소영역이, 인접하는 화소영역의 적어도 일부에 중복되었다. 이에 반하여 본 제 1 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)에서는, 도 1b에 도시한 바와 같이 중앙의 화소영역(P)을 ON상태로 하였을 때, 실제로 ON상태로 되는 영역의 폭은 인접하는 화소영역(P)에까지 미치지 않는다. 이는 유전체 구조체(120)에 의하여 화소영역(P)의 끝변영역에 인가되는 전압이 다른 영역에 인가되는 전압보다 작아지기 때문이다.
도 1b에 도시한 바와 같이 전극(110) 사이에 블랙 매트릭스(112)가 형성되므로, 실제로 ON상태로 되는 영역의 끝변(OS)이 블랙 매트릭스(112) 상에 위치하도록 유전체 구조체(120)를 형성하면 표시동작 상의 화소영역이 구조상의 화소영역(P)과 일치한다. 즉 크로스 토크 현상의 발생을 방지할 수 있음과 동시에, 인접하는 블랙 매트릭스(112) 사이의 영역 전체를 표시에 이용할 수 있다.
유전체 구조체(120)의 작용과 효과를 더욱 상세하게 설명한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)는, 유전체 구조체(120)를 추가시키는 점 이외는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)와 실질적으로 같은 구조를 갖는다. 따라서 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)에서 유전체 구조체(120)를 생략한 구조에서, 최대 구동전압(투과율이 최대로 되는 전압: 구체적으로 80V)은 도 24에 도시한 바와 같은 전계강도 분포가 생기는 것을 모의실험을 통하여 알았다. 즉 전극(110)의 끝변으로부터 중앙 방향으로 약 110㎛의 거리까지 누설전계(전압)의 영향이 미친다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)에서는, 폭 324㎛이고 간격 40㎛에서 인접하는 양쪽 전극(110)에 폭 70㎛분이 겹치고, 두께 1㎛의 유전체 구조체(120)가 형성된다. 즉 인접하는 전극(110)으로부터의 전계가 미치는 거리 110㎛ 전체에 걸쳐지도록, 폭 180㎛(전극간 거리 40㎛＋전극 상 70㎛×2)의 유전체 구조체(120)가 형성된다. 따라서 두께 1㎛의 유전체 구조체(120)가 형성되는 끝변영역에 존재하는 액정층(109)은, 다른 영역에 존재하는 액정층(109)보다 작은 전압이 인가된다. 구체적으로는 다른 영역에 존재하는 액정층(109)의 두께가 6㎛인데 비하여 끝변영역의 액정층(109) 두께는 5㎛이므로, 유전체 시트(105)의 두께를 50㎛로 하고 비유전율은 모두 같다고 하면, 끝변영역의 액정층(109)에 인가되는 구동전압은 그 밖의 영역에 인가되는 구동전압(ＶD)의 약 85%([{5/(50+5)}/{6/(50+6)}]×100)가 된다. 이와 같이 끝변영역의 액정층(109)에 인가되는 구동전압이 작으므로 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)의 크로스 토크 현상을 억제 방지할 수 있다. 액정층의 두께와 전압-투과율 특성의 관계에 기초하여 모의실험한 결과, 예시한 구성의 경우, 끝변영역에 인가되는 전압을 다른 영역에 인가되는 전압의 90% 이하로 함으로써, 크로스 토크 현상을 실질적으로 방지할 수 있음을 알았다. 그리고 일반적인 구성에 대하여 모의실험을 실행한 결과, 끝변영역에 인가되는 전압을 다른 영역에 인가되는 전압의 85% 이하로 함으로써, 크로스 토크 현상을 충분하게 억제할 수 있음을 알았다. 여기서 유전체 구조체를 형성함에 따른 인가전압의 저하(외견상의 임계전압(상대 투과율이 10% 변화하는 전압으로 대표될 수 있는)의 상승)가 투과율에 끼치는 영향은, 액정층의 전압-투과율 특성(V-T곡선)에 의존하므로, 크로스 토크 억제 효과는 상기 범위 외에서도 얻어지는 경우가 있다.
또 예시한 투명 고분자 재료를 이용하여 형성된 유전체 구조체(120)는 가시광 투과율이 95% 이상이므로, 유전체 구조체(120)의 광 흡수에 따른 휘도의 저하도 관찰되지 않고 고품질의 표시가 실현된다. 유전체 구조체의 두께가 약 2㎛ 이하이면, 각종 투명 고분자 재료를 이용하여 유전체 구조체 자신의 가시광 투과율로서 95% 이상을 실현할 수 있다.
이와 같이 본 발명 제 1 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)는, 도 1b에 도시한 바와 같이, 크로스 토크 현상의 발생이 없고, 표시 휘도의 저하도 없는 고품질의 표시를 실현할 수 있다. 여기서, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)에서 크로스 토크 현상의 발생이 방지된 원인으로서, 후술하는 유전체 구조체(120)에 의한, 횡방향 누설전계의 유전체 구조체 내로의 폐쇄 효과가 얼마쯤 기여했을 가능성도 있다.
(제 1 실시예의 다른 실시예)
도 2a 및 도 2b에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100A)와 같이, 블랙 매트릭스를 생략할 수도 있다. 도 2a도 2a의 B는, 각각 도 1a 및 도 1b에 대응한다. 이하의 도면에서는, 도 1a 및 도 1b에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)의 구성요소와 실질적으로 같은 기능을 갖는 구성요소를 같은 참조부호로 표시하여 그 설명을 생략한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(100A)는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)의 블랙 매트릭스(112)를 생략한 것이다. NB모드의 액정표시장치에서는, 전압이 인가되지 않는(OFF상태의) 영역은 흑색 표시상태로 되므로, 화소영역(P) 사이에 위치하는 액정층(109)이 항상 OFF상태(임계전압 이상의 전압이 인가되지 않는)로 되는 구조(두께 등)를 갖는 유전체 구조체(120)를 형성함으로써, 블랙 매트릭스를 생략할 수 있다. 블랙 매트릭스(112)를 생략한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100A)의 화소영역(P)은 도 2b에 도시한 바와 같이 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)의 화소영역(P)(도 1a 참조)보다 약간 크게 할 수 있다.
블랙 매트릭스를 이용하지 않는 구성에서는, 설계상의 화소영역을 제일의적으로 정의하는 구조(블랙 매트릭스처럼)가 없으며, 표시동작 상 화소영역의 폭은 실제 인가되는 전압에 따라 변화할 수 있다. 도 2b에 도시한 화소영역(P)은 표시동작 상의 화소영역이다. 이와 같은 구성에서는, 블랙 매트릭스를 형성한 폭 내에 표시상 화소영역(P)의 끝변이 위치하도록 형성하면 되며, 표시상 화소영역(P)의 폭이 전극(110)의 폭과 같거나 또는 전극(110) 폭보다 넓으며, 또 인접하는 화소영역과 겹치지 않도록 형성하면 된다. 이 구성에서도 유전체 구조체(120)는 화소영역(P)의 끝변을 포함하는 끝변영역에 형성된다.
또는 도 3에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100B)와 같이, 도 1a에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)의 유전체 구조체(120)를 둘로 분할하여 형성하여도 된다. 도 3은 도 1a에 대응한다. 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100B)의 도 1b에 대응하는 도면은 도 1b와 아주 똑같아지므로 생략한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(100B)의 유전체 구조체(120b)는, 서로 인접하는 전극(예를 들어 110G와 110B)의 대향하는 끝변을 각각 피복하도록 개별로 형성된다. 인접하는 유전체 구조체(120b)의 틈새가, 인접하는 화소영역(P) 사이(전형적으로는 중앙 한가운데에 배치되도록)에 배치된다. 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100B)는 인접하는 전극(110) 사이에 블랙 매트릭스(112)를 가지므로, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)와 같은 표시를 실현한다. 또 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100B)의 블랙 매트릭스(112)를 생략하면, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100A)와 같은 표시를 실현한다.
그리고 도 4a 및 도 4b에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100C)와 같이 도 3에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100B)의 유전체 구조체(120b)의 폭을 좁게 하여도 된다. 도 4a 및 도 4b는, 각각 도 1a 및 도 1b에 대응한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(100C)의 유전체 구조체(120c)는, 서로 인접하는 전극(예를 들어 110G와 110B)의 대향하는 끝변 부근에 형성되지만, 끝변을 피복하지 않는다. 단, 블랙 매트릭스(112)는 인접하는 전극(110) 사이의 거리보다 넓은 폭을 가지며, 유전체 구조체(120c)는 블랙 매트릭스(112)의 끝변 상에 형성된다. 즉 블랙 매트릭스(112)의 개구부로 규정되는 설계상 화소영역(P)의 끝변을 포함하는 끝변영역에 유전체 구조체(120c)가 형성된다.
이와 같이 형성된 유전체 구조체(120c)는 화소영역(P) 사이에 발생하는 누설전계(전압)를 반드시, 충분히 저하시키지 않는다. 즉 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100C)에서, 개개의 화소영역에 대응하여 ON상태로 되는 영역은, 상술한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100, 100A, 100B)보다 넓다. 그러나 누설전계(전압)에 의하여 ON상태로 되는 영역에는 블랙 매트릭스(112)가 형성되므로, 실제 표시에는 영향을 주지 않는다(도 4b 참조). 이와 같이 유전체 구조체(120c)를 형성함으로써 적어도 종래보다 누설전계(전압)를 저하시킬 수 있고, 적절한 폭의 블랙 매트릭스(112)를 형성함으로써 크로스 토크 현상을 억제 방지할 수 있다. 여기서, 도시한 예에서는 인접하는 ON상태 영역끼리 중복되지 않는(전극간의 중앙에서 접하는) 경우를 나타내지만, 인접하는 ON상태 영역끼리 중복되는 영역이 블랙 매트릭스(112)로 가려지는 영역 내에 위치하도록 유전체 구조체(120c)를 형성하면, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100C)와 동등한 효과가 얻어진다.
비교를 위하여, 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에서의 블랙 매트릭스 폭을 넓힘으로써, 크로스 토크 현상을 억제 방지한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200A)를 도 5a 및 도 5b에 나타낸다. 도 5a 및 도 5b는 각각 도 22a 및 도 22b에 대응한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(200A)의 블랙 매트릭스(212a)의 폭은, 도 22a 및 도 22b에 도시한 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 블랙 매트릭스(212)의 폭보다 넓다. 블랙 매트릭스(212a) 이외의 구성요소는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)와 같으므로, 같은 참조부호로 도시하여 그 설명을 생략한다.
블랙 매트릭스(212a)는 누설전계(전압)에 의하여 ON상태로 되는 영역 모두를 가리도록 형성된다. 따라서 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200A)에서는 크로스 토크 현상은 발생하지 않지만, 화소영역(P)의 폭은 현저하게 좁고, 흑색 표시밖에 하지 않는다.
이에 비하여 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100C)(도 4a 및 도 4b 참조)는 전극(110)의 끝변 근방에 선택적으로 형성된 유전체 구조체(120c)를 가지므로, 크로스 토크 현상을 억제 방지하기 위하여 형성하는 블랙 매트릭스(112)의 폭을, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200A)의 블랙 매트릭스(212a)의 폭보다 좁게 할 수 있다. 따라서 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100C)는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200A)보다 높은 개구율을 가지며 밝은 표시가 가능하다.
상술한 바와 같이 유전체 구조체를 형성함으로써, 인접하는 화소영역으로의 누설전계(전압)를 주요인으로 하는 크로스 토크 현상을 억제 방지할 수 있음과 동시에, 개구율의 저하를 억제할 수 있다. 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 구조(전극구성, 화소피치, 액정층의 전압-투과율 특성 등)에 대응하여 유전체 구조체의 구조를 최적화함으로써, 크로스 토크 현상의 억제 방지 및 개구율 저하의 억제 효과를 최대한 발휘하도록 구성할 수 있다.
여기까지는 유전체 구조체를 끝변영역에 형성함으로써, 인접 화소영역으로의 누설전계(전압)로 인한 크로스 토크 현상이 억제 방지될 수 있는 것을 DDC현상에 관련시켜 설명하였다. 그러나 예시한 구성의 PALC에서 크로스 토크 현상의 억제 방지 효과가 실험적으로 확인된 것에서, 상기의 실시예에서의 끝변영역에 형성된 유전체 구조체는, DDC를 억제 방지하는 것뿐만 아니라, SSC를 억제 방지하는 효과도 갖고 있을 것으로 생각된다. 또한 상기 유전체 구조체는, 다음과 같이 하여, SSC를 더욱 효과적으로 억제 저감시킬 수 있다.
도 6은 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100A)의 액정 셀을 도시하는 부분 단면도이다. 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100A)에 있어서, 비유전율(ε)이 액정분자(109a)의 비유전율 이방성(Δε)의 절대값보다 큰 값을 갖는 재료를 이용하여 유전체 구조체(120)를 형성하면, 전극(110G)(ON상태)과 전극(110R 및 110B)(OFF상태)의 전위차에 의하여 발생하는 전기력 선을, 액정층(109) 내보다 많이 유전체 구조체(120) 내로 이끌 수 있다. 즉 전위차를 갖는, 인접하는 전극(110) 사이에 생성되는 횡방향의 전기력 선을 선택적으로 유전체 구조체(120) 내로 이끌어, 액정층(109) 내에 생성되는 전기력 선의 수(전계 강도)를 저감시킬 수 있다. 그 결과, 횡 전계에 의한 액정분자(109a) 배향의 흐트러짐을 방지할 수 있다. 특히 음의 유전이방성을 갖는 액정재료를 이용한 NB모드의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에서 SSC가 발생했을 때, 인접 화소영역의 백색표시로 관찰되어 표시품질을 크게 저하시키므로, 이 구성에 따른 SSC의 억제 방지 효과가 현저하게 나타난다.
또 도 7a 및 도 7b에 도시한 바와 같이, 유전체 구조체(120)의 비유전율을 크게 하는 대신에, 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 값의 비유전율을 갖는 고 비유전율층(130)을 형성하여도 된다. 고 비유전율층(130)의 두께는 0.5~5㎛의 범위인 것이 바람직하다. 도 7a에 도시한 바와 같이 유전체 구조체(120)와 전극(110) 사이에 고층(130)을 형성하여도 되고, 도 7b에 도시한 바와 같이 유전체 구조체(120)와 액정층(109) 사이에 고 비유전율층(130)을 형성하여도 된다. 물론 비유전율(ε)이 액정분자(109a)의 비유전율(비유전율의 이방성(Δε) 절대값)보다 큰 값을 갖는 재료를 이용하여 유전체 구조체(120)를 형성하고, 또 고 비유전율층(130)을 형성하여도 된다.
고 비유전율의 유전체 구조체(120)나 고 비유전율층(130)은 예를 들어, 촉매화성공업 주식회사(觸媒化成工業 株式會社)제의 RTZ-1(ε≒10) 등의 무기박막을 이용하여 형성할 수 있다. 이 박막은 예를 들어, 레지스트를 이용한 주지의 포토리소그래픽 공정으로 원하는 형상으로 패터닝할 수 있다. 또 액정재료로서 유전이방성 Δε＝2.7, ε//＝6.7, ε⊥＝4.0(예를 들어 메르크사(Merck&Co.Ltd)제 ZLI-4792와 ZLI-3089)을 이용하면, 유전체 구조체(120)나 고 비유전율층(130)을 예를 들어 비유전율ε＝3.5의 아크릴계 수지를 이용하여 형성할 수 있다.
또는 유전체 구조체(120)를 액정재료의 비유전율보다 작은 비유전율을 갖는 재료로 형성하여도, SSC(DDC를 포함하는 것도 생각할 수 있다)를 효과적으로 억제할 수 있다. 유전체 구조체(120)가 형성된 끝변영역에 위치하는 전극(110)으로부터 나온 전기력 선은, 저 비유전율 재료로 이루어지는 유전체 구조체(120)를 통과하는 사이에 그 강도가 약해진다. 그 결과, 인접하는 전극(110) 사이에 발생하는 전기력 선의 강도가 약해져, 유전체 구조체(120) 상에 위치하는 액정층(109)에 인가되는 전계(전압)가 약해진다. 이 경우 유전체 구조체(120)가 액정재료의 비유전율(ε// 또는 ε⊥)이 큰쪽보다 작은 값을 갖는 것이 바람직하며, 액정재료의 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 작은 비유전율을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 저 비유전율을 갖는 유전체 구조체(120)는, 예를 들어 아크릴계 수지나 에폭시계 수지를 이용하여 형성할 수 있다. 저 비유전율 재료를 이용하여 유전체 구조체(120)를 형성하는 대신에, 끝변영역의 전극(110) 상에 선택적으로, 두께 0.5~5㎛의 저 비유전율층을 별도 형성하여도 된다. 저 비유전율층은 그 안을 통과하는 전계의 강도를 저하시키므로, 전극(110) 전면을 피복하도록 형성하면 액정층(109)에 인가되는 전압이 저하(외견상의 임계전압이 상승)되므로 바람직하지 못하다.
(제 2 실시예)
도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d를 참조하면서, 제 2 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)를 설명한다. 플라즈마 어드레스 액정장치(1100)는, 상술한 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)와 마찬가지로, 수직 배향된 음 유전이방성을 갖는 액정재료를 이용한 NB모드로 표시를 행하는 액정표시장치이다. 도 8a는 본 발명 제 2 실시예에 의한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)의 플라즈마 채널의 신장방향에 평행한 방향에서의 모식적 단면도(도 23a에 대응)이고, 도 8b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)의 플라즈마 채널의 신장방향에 직교하는 방향의 모식적인 단면도이다. 도 8c는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)를 모식적으로 나타내는 상면도이다(도 23b에 대응).
플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)는, 액정 셀(1101)과 플라즈마 셀(1102)이 중간의 유전체 시트(1103)를 개재시켜 적층된 구조를 갖는다. 액정 셀(1101) 및 플라즈마 셀(1102)을 협지하는 1쌍의 편광판(1113 및 1114)을 가지며, 전형적으로는 플라즈마 셀(1102)의 배면에 백 라이트(도시 생략)가 형성된다. 편광판으로서는 예를 들어 일동 전공사(日東 電工社)제 NPF-G1220G를 이용할 수 있다.
플라즈마 셀(1102)은 서로 평행한 복수의 스트라이프형의 홈(1105)이 형성된 절연성 기판(1104)과 유전체 시트(1103)를 갖는다. 기판(1104) 상에 형성된 복수 홈(1105) 각각은 유전체 시트(1103)에 의하여 밀봉된다. 이 밀봉된 공간에는, 방전에 의하여 이온화 가능한 가스(예를 들어 헬륨, 네온, 아르곤, 키세논 및 이들 중 어느 둘 이상을 포함하는 혼합 가스, 또는 이들 가스에 수소를 첨가한 가스)가 봉입되어, 플라즈마 채널(1105)을 형성한다(플라즈마 채널을 홈과 같은 참조부호로 표시). 각 홈(1105)의 저부에는 1쌍의 플라즈마 전극(1106(K) 및 1107(A))이 형성된다.
액정 셀(1101)은 기판(1108)과 유전체 시트(1103)와, 이들 사이에 협지된 액정층(1109)을 갖는다. 액정층의 두께(특별한 이유가 없는 한 "액정층의 두께"는 화소영역 내의, 또는 유전체 구조체 등을 형성하지 않은 영역의 액정층 두께를 가리킴)는 예를 들어 6㎛이다. 액정층(1109)은 복수의 유전체 구조체(여기서는 투명 고분자벽: 예를 들어 비유전율 3.5의 아크릴계 수지)(1120)로 분할된 복수의 액정영역(1109a)을 갖는다. 도시한 예에서는 1개의 화소영역(P)에 대하여 4개의 액정영역(1109a)이 형성된다. 각 액정영역(1109a) 내의 액정분자(1109b)는, 대칭축(SA)을 중심으로 축 대칭배향된다. 액정재료로서, 예를 들어 Δε＝-4.0(ε//＝3.5 및 ε⊥＝7.5), Δn＝0.08이며, 또 키랄(chiral)제를 첨가함으로써 두께 6㎛이고 90°꼬이도록 조정한 것이 이용된다. 또 액정분자를 수직으로 배향시키기 위한 배향막(도시 생략)에, 예를 들어 일본 합성고무사(JSR사)제 JALS-204가 이용된다. 배향막은 액정층(1109)에 접하도록 액정층(1109) 양쪽에 형성된다. 수평 배향막과 양의 유전 이방성을 갖는 액정재료를 조합하여 이용하여도 된다. 이 경우, 액정분자는 적어도 전압 무인가 시에 축 대칭배향된다. 축 대칭배향이란, 동심원상(tangential)이나 방사상이며 소용돌이 모양의 배향을 포함한다. 유전체 구조체(1120)의 상세에 대해서는 도 8d를 참조하면서 뒤에 상술하기로 한다.
기판(1108)의 액정층(1109)쪽에는, 서로 평행한 스트라이프형의 복수 전극(열전극)(1110)이 형성된다. 이 전극(1110)은 플라즈마 채널(1105)과 교차하도록 배열된다. 전극(1110)과 플라즈마 채널(1105)이 교차하는 영역에 화소영역(P)이 형성된다. 전극(1110)은, 예를 들어 인디움 석산화물(ITO)을 이용하여 통상적인 방법에 따라 형성된다. 전극 폭은 예를 들어 324㎛이고, 전극간격은 40㎛이다. 그리고 이 전극(1110) 사이에는 폭 40㎛의 블랙 매트릭스(1112)가 형성된다. 블랙 매트릭스(1112)는 예를 들어 크롬 등의 차광성을 갖는 금속재료를 이용하여 형성된다. 물론 전극(1110)과 블랙 매트릭스(1112)는 전기적으로 절연(예를 들어 도시 생략한 실리콘 산화막을 이용하여)된다. 기판(1108)의 액정층(1109)쪽에는 또 전극(1110)에 대응하여 형성되는 착색층(도시 생략)이 형성된다. 착색층은 전형적으로는 적색, 녹색, 청색층이다. 착색층은 전극(1110)의 기판(1108)쪽 또는 전극(1110)의 액정층(1109)쪽에 형성될 수 있다.
플라즈마 어드레스 액정장치(1100)의 설계상 화소영역(P)은, 상술한 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)와 마찬가지로 규정된다. 즉 화소영역(P)의 플라즈마 채널(1105)의 신장방향을 따른 폭은 블랙 매트릭스(1112)의 개구부로 규정되며, 도시한 예에서는 전극(1110)의 폭(WEL)과 같다. 한편 화소영역(P) 전극(1110)의 신장방향을 따른 폭은 플라즈마 채널(1105)의 폭(WPC)으로 규정된다(도 8c 참조). 이 예에서는 설계상 화소영역(P)의, 장방형 전극(1110)의 신장방향에 평행인(플라즈마 채널(1105)의 신장방향과 교차하는) 끝변(PS)은, 블랙 매트릭스(1112)의 변(이 예에서는 전극(1110)의 변과 일치)으로 규정된다. 후술하는 바와 같이 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)는 끝변영역에 제 1 유전체 구조체(1120a)를 가지므로, 크로스 토크 현상은 실질적으로 발생하지 않고, 실제 표시동작 상의 화소영역은 설계상의 화소영역(P)과 일치한다. 즉 실제 표시에 있어서, 인접하는 화소영역이 중복되는 일이 없다.
도 8d를 참조하면서 유전체 구조체(1120)의 구성 및 기능을 설명한다. 도 8d는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100) 유전체 구조체(120)의 2차원적인 배치를 모식적으로 도시한 상면도이다.
유전체 구조체(1120)(도 8d 중 해칭으로 나타낸 부분)는 전극(1110)의 신장방향에 평행하게 배설된 제 1 유전체 구조체(1120a 및 1120b)와, 플라즈마 채널(1105)의 신장방향에 평행하게 배설된 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1120d)를 포함한다. 이들 유전체 구조체(1120)는, 투명한 고분자 재료(예를 들어 아크릴계 수지)를 이용하여 주지의 포토리소그래픽 공정으로써 하나로 형성할 수 있다. 하나로 형성된 유전체 구조체(1120)는 격자를 형성한다. 1개의 화소영역(P) 내에는 유전체 구조체(1120a, 1120b, 1120c 및 1120d)로 분할된(2차원적으로 실질적으로 포위된) 복수의 액정영역(1109a)이 형성된다. 제 1 유전체 구조체(1120a 및 1120b) 중, 화소영역(P) 내의 인접하는 액정영역(1109a)을 분할하도록 형성된 것을 1120b, 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1120d) 중, 화소영역(P) 내의 인접하는 액정영역(1109a)을 분할하도록 형성된 것을 1120d로 한다. 즉 제 1 유전체 구조체(1120b) 및 제 2 유전체 구조체(1120d)는, 각각 화소영역(P)을 횡단하도록 형성되며, 여기서는 화소영역(P) 내의 액정층(1109)을 4개의 액정영역(1109a)으로 분할한다. 1개의 화소영역(P) 내에 형성되는 액정영역(1109a)의 수는 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 사양에 따라 변경될 수 있으며, 1개의 화소영역에 1개의 액정영역(1109a)을 형성하여도 된다. 즉 제 1 유전체 구조체(1120b) 및 제 2 유전체 구조체(1120d)는 생략하여도 되고, 각각 독립시켜 2개 이상 형성하여도 된다. 단 시각특성의 관점에서 각각의 화소영역(P) 내에, 실질적으로 같은 형상의 복수 액정영역(1109a)이 대칭으로 배치되도록, 제 1 유전체 구조체(1120b) 및/또는 제 2 유전체 구조체(1120d)를 형성하는 것이 바람직하다. 또 인접하는 제 2 유전체 구조체(1120c)의 간격은 플라즈마 채널(1105)간 거리(격벽의 두께)(Wr)에 따라 변화될 수 있다.
제 1 유전체 구조체(1120a 및 1120b) 중의 제 1 유전체 구조체(1120a)(적어도 제 1 유전체 구조체의 일부)는, 전극(1110)과 액정층(1109) 사이에서 화소영역(P)의 끝변(PS)을 포함하는 끝변영역에 선택적으로 형성된다. 제 1 유전체 구조체(1120a)는, 화소영역(P)의 끝변(PS)을 규정하는 전극(1110) 및 블랙 매트릭스(1112)의 변을 피복하도록 형성된다. 또 제 1 유전체 구조체(1120a)는, 인접하는 2개의 전극(1110)(예를 들어 1110R과 1110G) 사이(즉 블랙 매트릭스(1112) 상) 및 2개의 전극이 서로 대향하는 변을 피복하여 형성된다. 예를 들어 제 1 유전체 구조체(1120a)는 150㎛의 폭, 1㎛의 높이(두께), 상기 폭 방향을 따른 단면이 거의 직사각형인 장방형 구조체이다. 제 1 유전체 구조체(1120a)의 폭 방향의 양쪽(5㎛ 폭분)이 전극(1110) 상에 형성된다. 그 밖의 유전체 구조체(1120b, 1120c, 1120d)는, 예를 들어 각각 14㎛의 폭, 1㎛의 높이를 가지며, 상기 폭 방향을 따른 단면이 거의 직사각형인 장방형 구조체이다. 모든 유전체 구조체(1120)는 하나로 형성된다.
제 1 유전체 구조체(1120a)가 형성되는 끝변영역에서는, 전극(1110)과 유전체 시트 하면(1103S) 사이에 인가되는 전압이, 유전체 시트 하면(가상전극)(1103S)/유전체 시트(1103)/액정층(1109)/제 1 유전체 구조체(1120a)/전극(1110)으로 구성되는 용량에 따라 분할된다. 제 1 유전체 구조체(1120a)의 비유전율이 액정층(1109)이나 유전체 시트(1103)의 비유전율과 같다고 가정하면, 끝변영역의 액정층(1109)에 인가되는 전압은, 유전체 시트(1103)/액정층(1109)/유전체 구조체(1120) 각각의 두께에 비례하여 분배된다. 유전체 구조체(1120)의 두께를 조절함으로써 끝변영역 내 액정층(1109)의 두께를 제어하고, 끝변영역 내 액정층(1109)에 인가되는 전압의 크기를 조정함으로써 크로스 토크 현상을 억제 방지할 수 있다. 물론 엄밀하게는 상술한 바와 같이, 전극(1110)과 유전체 시트 하면(1103S) 사이에 형성되는 용량에 따라 분배되므로, 각 구성요소의 비유전율도 고려하여 유전체 구조체(1120)의 두께를 결정하면 된다.
도 8c와 도 23b를 비교하면서, 본 제 2 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)의 동작을 설명한다.
도 23b를 참조하면서 상술한 바와 같이, 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)에서는, 중앙의 화소영역(P)을 선택적으로 ON상태로 하면 구조상의 화소영역(P)의 폭을 초과하여, 인접하는 화소영역(P)의 일부까지 ON상태로 되는 크로스 토크 현상이 발생하였다. 즉 표시동작 상의 화소영역이, 인접하는 화소영역의 적어도 일부에 중복된다. 이에 반하여 본 제 2 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)에서는, 도 8c에 도시한 바와 같이 중앙의 화소영역(P)을 ON상태로 하였을 때, 실제로 ON상태로 되는 영역의 폭은 인접하는 화소영역(P)에까지 미치지 않는다. 이는 제 1 유전체 구조체(1120a)에 의하여 화소영역(P)의 끝변영역에 인가되는 전압이 다른 영역에 인가되는 전압보다 작아지기 때문이다.
도 8c에 도시한 바와 같이 전극(1110) 사이에 블랙 매트릭스(1112)가 형성되므로, 실제로 ON상태로 되는 영역의 끝변(OS)이 블랙 매트릭스(1112) 상에 위치하도록 제 1 유전체 구조체(1120a)를 형성하면 표시동작 상의 화소영역이 설계상의 화소영역(P)과 일치한다. 즉 크로스 토크 현상의 발생을 방지할 수 있음과 동시에, 인접하는 블랙 매트릭스(1112) 사이의 영역 전체를 표시에 이용할 수 있다.
제 1 유전체 구조체(1120a)의 작용과 효과를 더욱 상세하게 설명한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)는, 끝변영역에 형성된 제 1 유전체 구조체(1120a)를 갖는 점 이외는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)와 실질적으로 같은 구조를 갖는다. 즉 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)의 제 1 유전체 구조체(1120a)는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700) 유전체 구조체(1720a)의 폭을 넓힌 것에 상당한다. 따라서 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)의 유전체 구조체(1120a)를 생략한 구조에서, 최대 구동전압(투과율이 최대로 되는 전압: 구체적으로 80V)은 도 24에 도시한 바와 같은 전계강도 분포가 생긴다. 즉 전극(1110)의 끝변으로부터 중앙 방향으로 약 110㎛의 거리까지 누설전계(전압)의 영향이 미친다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)에서는, 폭 324㎛이고 간격 40㎛에서 인접하는 양쪽 전극(1110)에 폭 55㎛분이 겹치는, 두께 1㎛의 제 1 유전체 구조체(1120a)가 형성된다. 따라서 두께 1㎛의 제 1 유전체 구조체(1120a)가 형성되는 끝변영역에 존재하는 액정층(1109)은, 다른 영역에 존재하는 액정층(1109)보다 작은 전압이 인가된다. 구체적으로는, 다른 영역의 액정층(1109) 두께가 6㎛인데 비하여 끝변영역의 액정층(1109)은 두께가 5㎛이므로, 유전체 시트(1105)의 두께를 50㎛로 하고 비유전율은 모두 같다고 하면, 끝변영역의 액정층(1109)에 인가되는 구동전압은 그 밖의 영역에 인가되는 구동전압(ＶD)의 약 85% ([{5/(50+5)}/{6/(50+6)}]×100)가 된다. 이와 같이 끝변영역의 액정층(1109)에 인가되는 구동전압이 작으므로 누설전계(전압)에 기인하는 크로스 토크 현상을 억제 방지할 수 있다. 이때 인접하는 전극(1110)으로부터의 전계가 미치는 거리가, 상술한 모의실험 결과에 의하면 110㎛인데 반해, 여기서 형성되는 제 1 유전체 구조체(1120a)가 피복하는 거리는, 전극(1110)으로부터 95㎛(전극간 40㎛＋전극상 55㎛)로 약간 짧지만 실제 관찰한 결과, 그 차이가 눈으로 확인할 수 없을 정도로 크로스 토크 현상을 억제 방지할 수 있다. 액정층의 두께와 전압-투과율 특성과의 관계에 기초하여 모의실험한 결과, 예시한 구성의 경우, 끝변영역에 인가되는 전압을 다른 영역에 인가되는 전압의 90% 이하로 함으로써, 누설전계(전압)에 기인하는 크로스 토크 현상을 실질적으로 방지할 수 있음을 알았다. 그리고 일반적인 구성에 대하여 모의실험을 실행한 결과, 끝변영역에 인가되는 전압을 다른 영역에 인가되는 전압의 85% 이하로 함으로써, 크로스 토크 현상을 충분하게 억제할 수 있음을 알았다. 여기서 유전체 구조체를 형성함에 따른 인가전압의 저하(외견상의 임계전압(상대 투과율이 10% 변화하는 전압으로 대표될 수 있는)의 상승)가 투과율에 끼치는 영향은, 액정층의 전압-투과율 특성(V-T곡선)에 의존하므로, 크로스 토크 억제 효과는 상기 범위 외에서도 얻어지는 경우가 있다.
제 1 유전체 구조체(1120a) 이외의 유전체 구조체(1120b, 1120c, 1120d) 중, 화소영역 내에서 전극(1110)과 액정층(1109) 사이에 위치하는 유전체 구조체(예를 들어 화소영역 내를 횡단하도록 형성되는 유전체 구조체(1120b 및 1120d))도 액정층(1109)에 인가되는 전압을 저하시킨다. 따라서 이들 유전체 구조체(1120b 및 1120d)는 축 대칭배향을 갖는 액정영역을 형성할 수 있는 두께 및 폭을 가지면 되고, 표시품질의 균일성의 관점에서는 되도록 폭이 좁고 얇은 쪽이 바람직하다. 단 두께에 대해서는, 상술한 제 1 유전체 구조체(1120a)에 대한 조건을 만족시킨다면, 실용적인 표시품질을 얻을 수 있다. 물론 제 1 유전체 구조체(1120a) 이외의 유전체 구조체를 제 1 유전체 구조체(1120a)보다 얇게 형성해도 좋지만, 예시한 바와 같이 모든 유전체 구조체(1120)의 두께를 같게 함으로써, 모든 유전체 구조체(1120)를 일괄 형성할 수 있는 이점이 있다. 유전체 구조체(1120a)는 다른 유전체 구조체와 동일한 재료를 이용하여 동일한 공정으로 형성될 수 있으므로, 제조공정을 늘릴 필요가 없다.
또 예시한 투명 고분자 재료를 이용하여 형성된 유전체 구조체(1120)는, 가시광 투과율이 95% 이상이므로, 유전체 구조체(1120)의 광 흡수에 따른 휘도의 저하도 관찰되지 않고 고품질의 표시가 실현된다. 유전체 구조체의 두께가 약 2㎛ 이하이면, 각종 투명 고분자 재료를 이용하여 유전체 구조체 자신의 가시광 투과율로서 95% 이상을 실현할 수 있다.
이와 같이 본 발명 제 2 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)는, 도 8c에 도시한 바와 같이, 크로스 토크 현상의 발생이 없으며 표시 휘도의 저하도 없는 고품질의 표시를 실현할 수 있다. 여기서, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)에서 크로스 토크 현상의 발생이 방지된 원인으로서, 후술하는 제 1 유전체 구조체(1120a)에 의한, 횡방향 누설전계의 유전체 구조체 내로의 폐쇄 효과가 얼마쯤 기여했을 가능성도 있다.
여기서, 본원 발명의 유전체 구조체(1120)는, 액정분자(1109b)를 축 대칭배향하는 기능을 갖는 것으로서, 그 단면형상은 액정분자(1109b)를 안정적으로 배향시키도록 적절하게 변경할 수 있다. 전형적으로는, 유전체 구조체(1120) 폭 방향의 단면형상은 사다리꼴이고, 기판(1108) 표면에 대하여 테이퍼 형상의 측면을 갖는 것이 바람직하다. 기판(1108) 표면에 대한 유전체 구조체(1120)의 측면을 이루는 각(테이퍼 각)은, 3°∼45°범위 내인 것이 바람직하다. 유전체 구조체(1120)의 테이퍼 각은, 예를 들어 감광성을 갖는 투명수지를 이용하여 포토리소그래픽 공정으로 유전체 구조체(1120)를 형성하는 경우, 노광조건 및/또는 현상조건을 제어함으로써 조정될 수 있다.
도 9a 및 도 9b에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100A)와 같이, 블랙 매트릭스를 생략할 수도 있다. 도 9a 및 도 9b는, 각각 도 8a 및 도 8c에 대응한다. 이하의 도면에서는, 도 8a 및 도 8c에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)의 구성요소와 실질적으로 같은 기능을 갖는 구성요소를 같은 참조부호로 표시하여 그 설명을 생략한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100A)는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)의 블랙 매트릭스(1112)를 생략한 것이다. NB모드의 액정표시장치에서는, 전압이 인가되지 않는(OFF상태의) 영역은 흑색 표시상태로 되므로, 화소영역(P) 사이에 위치하는 액정층(1109)이 항상 OFF상태(임계전압 이상의 전압이 인가되지 않는)로 되는 구조(두께 등)를 갖는 제 1 유전체 구조체(1120a)를 형성함으로써, 블랙 매트릭스(1112)를 생략할 수 있다. 블랙 매트릭스(1112)를 생략한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100A)의 화소영역(P)은 도 9b에 도시한 바와 같이 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)의 화소영역(P)(도 8a 참조)보다 약간 크게 할 수 있다.
블랙 매트릭스를 이용하지 않는 구성에서는, 설계상의 화소영역을 제일의적으로 정의하는 구조(블랙 매트릭스처럼)가 없으며, 표시동작 상 화소영역의 폭은 실제 인가되는 전압에 따라 변화할 수 있다. 도 9b도 9b 화소영역(P)은 표시동작 상의 화소영역이다. 이와 같은 구성에서는, 블랙 매트릭스를 형성한 폭 내에 표시상 화소영역(P)의 끝변이 위치하도록 형성하면 되며, 표시상 화소영역(P)의 폭이 전극(1110)의 폭과 같거나 또는 전극(1110) 폭보다 넓으며, 인접하는 화소영역과 겹치지 않도록 형성하면 된다. 이 구성에서도 제 1 유전체 구조체(1120a)는 화소영역(P)의 끝변을 포함하는 끝변영역에 형성된다.
또는 도 10에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100B)와 같이, 도 8a에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)의 제 1 유전체 구조체(1120a)를 둘로 분할하여 형성하여도 된다. 도 10은 도 8a에 대응한다. 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100B)의 도 8c에 대응하는 도면은 도 8c와 아주 똑같아지므로 생략한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100B)의 제 1 유전체 구조체(1120a')는, 서로 인접하는 전극(예를 들어 1110G와 1110B)의 대향하는 끝변을 각각 피복하도록 개별로 형성된다. 인접하는 제 1 유전체 구조체(1120a')의 틈새가, 인접하는 화소영역(P) 사이(전형적으로는 중앙 한가운데에 배치되도록)에 배치된다. 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100B)는 인접하는 전극(1110) 사이에 블랙 매트릭스(1112)를 가지므로, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)와 같은 표시를 실현한다. 또 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100B)의 블랙 매트릭스(1112)를 생략하면, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100A)와 같은 표시를 실현한다.
그리고 도 11a 및 도 11b에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100C)와 같이 도 10에 도시한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100B)의 제 1 유전체 구조체(1120a')의 폭을 좁게 하여도 된다. 도 11a 및 도 11b는, 각각 도 8a 및 도 8c에 대응한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100C)의 제 1 유전체 구조체(1120a")는, 서로 인접하는 전극(예를 들어 1110G와 1110B)의 대향하는 끝변 부근에 형성되지만, 끝변을 피복하지 않는다. 단, 블랙 매트릭스(1112)는 인접하는 전극(1110) 사이의 거리보다 넓은 폭을 가지며, 제 1 유전체 구조체(1120a")는 블랙 매트릭스(1112)의 끝변 상에 형성된다. 즉 블랙 매트릭스(1112)의 개구부로 규정되는 설계상 화소영역(P)의 끝변을 포함하는 끝변영역에 제 1 유전체 구조체(1120a")가 형성된다.
이와 같이 형성된 제 1 유전체 구조체(1120a")는 화소영역(P) 사이에 발생하는 누설전계(전압)를 반드시, 충분히 저하시키지는 않는다. 즉 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100C)에서, 개개의 화소영역에 대응하여 ON상태로 되는 영역은, 상술한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100, 1100A, 1100B)보다 넓다. 그러나 누설전계(전압)에 의하여 ON상태로 되는 영역에는 블랙 매트릭스(1112)가 형성되므로, 실제 표시에는 영향을 주지 않는다(도 11b 참조). 이와 같이 제 1 유전체 구조체(1120a")를 형성함으로써 적어도 종래보다 누설전계(전압)를 저하시킬 수 있으므로, 적절한 폭의 블랙 매트릭스(1112)를 형성함으로써, 크로스 토크 현상을 억제 방지할 수 있다. 여기서 도시한 예에서는, 인접하는 ON상태 영역끼리 중복되지 않는(전극간의 중앙에서 접하는) 경우를 나타내지만, 인접하는 ON상태 영역끼리 중복되는 영역이 블랙 매트릭스(1112)로 가려지는 영역 내에 위치하도록 제 1 유전체 구조체(1120a")를 형성하면, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100C)와 동등한 효과가 얻어진다.
비교를 위하여, 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에서의 블랙 매트릭스 폭을 넓힘으로써, 크로스 토크 현상을 억제 방지한 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700A)를 도 12a 및 도 12b에 나타낸다. 도 12a도 12a의 B는 각각 도 23a 및 도 23b에 대응한다.
플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700A)의 블랙 매트릭스(1712A)의 폭은, 도 23a 및 도 23b에 도시한 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)의 블랙 매트릭스(1712)의 폭보다 넓다. 블랙 매트릭스(1712A) 이외의 구성요소는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)와 같으므로, 같은 참조부호로 도시하여 그 설명을 생략한다.
블랙 매트릭스(1712A)는 누설전계(전압)에 의하여 ON상태로 되는 영역 모두를 가리도록 형성된다(폭 180㎛). 따라서 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700A)에서는 크로스 토크 현상을 발생하지 않지만, 화소영역(P)의 폭은 현저하게 좁고, 어두운 표시밖에 실행하지 않는다.
이에 비하여 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100C)(도 11a 및 도 11b 참조)는 전극(1110)의 끝변 근방에 선택적으로 형성된 제 1 유전체 구조체(1120a")를 가지므로, 크로스 토크 현상을 억제 방지하기 위하여 형성하는 블랙 매트릭스(1112)의 폭을, 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700A)의 블랙 매트릭스(1712A)의 폭보다 좁게 할 수 있다. 따라서 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100C)는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700A)보다 높은 개구율을 갖고 밝은 표시가 가능하다.
상술한 바와 같이 끝변영역에 유전체 구조체를 형성함으로써, 인접 화소영역으로의 누설전계(전압)를 주요인으로 하는 크로스 토크 현상을 억제 방지할 수 있음과 동시에, 개구율의 저하를 억제할 수 있다. 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 구조(전극 구성, 화소 피치, 액정층의 전압-투과율 특성 등)에 대응하여 끝변영역에 형성되는 유전체 구조체의 구조를 최적화 함으로써, 크로스 토크 현상의 억제 방지 및 개구율 저하의 억제 효과를 최대한 발휘하도록 구성할 수 있다.
여기까지는 유전체 구조체를 끝변영역에 형성함으로써, 인접 화소영역으로의 누설전계(전압)로 인한 크로스 토크 현상이 억제 방지될 수 있는 것을 DDC현상에 관련시켜 설명하였다. 그러나 예시한 구성의 PALC에 있어서 크로스 토크 현상의 억제 방지 효과가 실험적으로 확인된 것으로부터, 상기 실시예에서의 끝변영역에 형성된 유전체 구조체는, DDC를 억제 방지하는 것뿐만 아니라, SSC를 억제 방지하는 효과도 갖고 있을 것으로 생각된다. 여기서 상기의 유전체 구조체는, 다음과 같이 하여 SSC를 더욱 효과적으로 억제 저감시킬 수 있다.
도 13은 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100A)의 액정 셀을 도시하는 부분 단면도이다. 여기서, 도 13에서는 SSC 억제효과와 관계없는 유전체 구조체는 생략한다. 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100A)에 있어서, 비유전율(ε)이 액정분자(1109b)의 비유전율 이방성(Δε)의 절대값보다 큰 값을 갖는 재료를 이용하여 제 1 유전체 구조체(1120a)를 형성하면, 전극(1110G)(ON상태)과 전극(1110R 및 1110B)(OFF상태)의 전위차에 의하여 발생하는 전기력선을, 액정층(1109) 내보다 많이 제 1 유전체 구조체(1120a) 내로 이끌 수 있다. 즉 전위차를 갖는, 인접하는 전극(1110) 사이에 생성되는 횡방향의 전기력선을 선택적으로 제 1 유전체 구조체(1120a) 내로 이끌어, 액정층(1109) 내에 생성되는 전기력선의 수(전계 강도)를 저감시킬 수 있다. 그 결과, 횡 전계에 의한 액정분자(1109b) 배향의 흐트러짐을 방지할 수 있다. 특히 음의 유전이방성을 갖는 액정재료를 이용한 NB모드의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에서, SSC가 발생했을 때 인접 화소영역의 백색표시로 관찰되어 표시품질을 크게 저하시키므로, 이 구성에 따른 SSC의 억제 방지 효과는 현저하게 나타난다.
또 도 14a 및 도 14b에 도시한 바와 같이, 제 1 유전체 구조체(1120a)의 비유전율을 크게 하는 대신에, 액정재료의 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 값의 비유전율을 갖는 고 비유전율층(1130)을 형성하여도 된다. 또한 고 비유전율층(1130)의 두께는 0.5~5㎛의 범위인 것이 바람직하다. 도 14a에 도시한 바와 같이 제 1 유전체 구조체(1120a)와 전극(1110) 사이에 고 비유전율층(1130)을 형성하여도 되고, 도 14b도 14b 바와 같이 제 1 유전체 구조체(1120a)와 액정층(1109) 사이에 고 비유전율층(1130)을 형성하여도 된다. 물론 비유전율(ε)이 액정분자(1109b)의 비유전율(비유전율의 이방성(Δε) 절대값)보다 큰 값을 갖는 재료를 이용하여 제 1 유전체 구조체(1120a)를 형성하고, 또 고 비유전율층(1130)을 형성하여도 된다.
고 비유전율의 제 1 유전체 구조체(1120a)나 고 비유전율층(1130)은 예를 들어, 촉매화성공업 주식회사(觸媒化成工業 株式會社)제의 RTZ-1(ε≒10) 등의 무기박막을 이용하여 형성할 수 있다. 이 박막은 예를 들어 레지스트를 이용한 주지의 포토리소그래픽 공정으로, 원하는 형상으로 패터닝할 수 있다. 또 액정재료로서 유전이방성 Δε＝2.7, ε//＝6.7, ε⊥＝4.0(예를 들어 메르크사제 ZLI-4792와 ZLI-3089)을 이용하면, 제 1 유전체 구조체(1120a)나 고 비유전율층(1130)을 예를 들어 비유전율ε＝3.5의 아크릴계 수지를 이용하여 형성할 수 있다.
또는 제 1 유전체 구조체(1120a)를 액정재료의 비유전율보다 작은 비유전율을 갖는 재료로 형성하여도, SSC(DDC를 포함하는 것도 생각할 수 있다)를 효과적으로 억제할 수 있다. 제 1 유전체 구조체(1120a)가 형성된 끝변영역에 위치하는 전극(1110)으로부터 나온 전기력선은, 저 비유전율 재료로 이루어지는 제 1 유전체 구조체(1120a)를 통과하는 사이에 그 강도가 약해진다. 그 결과, 인접하는 전극(1110) 사이에 발생하는 전기력선의 강도가 약해져, 제 1 유전체 구조체(1120a) 상에 위치하는 액정층(1109)에 인가되는 전계(전압)가 약해진다. 이 경우 제 1 유전체 구조체(1120a)가 액정재료의 비유전율(ε// 또는 ε⊥)이 큰쪽보다 작은 값을 갖는 것이 바람직하며, 액정재료의 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 작은 비유전율을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 저 비유전율을 갖는 제 1 유전체 구조체(1120a)는, 예를 들어 아크릴계 수지나 에폭시계 수지를 이용하여 형성할 수 있다. 저 비유전율 재료를 이용하여 제 1 유전체 구조체(1120a)를 형성하는 대신에, 끝변영역의 전극(1110) 상에 선택적으로, 두께 0.5~5㎛의 저 비유전율층을 별도 형성하여도 된다. 저 비유전율층은 그 안을 통과하는 전계의 강도를 저하시키므로, 전극(1110) 전면을 피복하도록 형성하면 액정층(1109)에 인가되는 전압이 저하(외견상의 임계전압은 상승)되므로 바람직하지 못하다.
(제 3 실시예)
제 2 실시예의 구성을 채용함으로써 크로스 토크 현상을 억제할 수 있지만, 크로스 토크 현상이 발생하는 화소영역의 끝변영역에 형성하는 제 1 유전체 구조체의 폭이 넓어지면, 제 1 유전체 구조체 상에 위치하는 액정층 액정분자의 축 대칭배향이 형성되지 못하고, 그 결과 표시의 거칠기 차이가 발생하는 일이 있다. 이 문제는, 제 1 유전체 구조체 상에 폭이 약 100㎛ 이상의 평탄한 영역이 형성되는 경우에 일어나기 쉽다. 제 1 유전체 구조체 상의 평탄한 영역에 존재하는 액정분자에는 다른 영역으로부터의 배향 규제력이 충분하게 미치지 않으므로 배향방향이 형성되기 어렵다.
그래서 제 3 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치는, 제 1 유전체 구조체 상에 제 3 유전체 구조체를 추가로 갖고, 제 3 유전체 구조체에 의하여 제 1 유전체 구조체 상에 위치하는 액정층의 액정분자를 축 대칭배향 시킨다.
이하에 도 15a, 도 15b 및 도 15c를 참조하면서 제 3 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1200)에 대하여 설명하기로 한다. 예시하는 제 3 실시예의 액정표시장치(1200)의 제 3 유전체 구조체를 제외한 많은 구성요소는, 제 2 실시예의 액정표시장치(1100)와 같으므로 공통되는 구성요소를 같은 참조부호로 표시하여 그 설명을 생략한다.
도 15a는 액정표시장치(1200)의 플라즈마 채널(1105)에 평행한 방향에서의 모식적인 단면도이고, 도 15b는 전극(1110)의 신장방향에 평행한 방향에서의 모식적인 단면도이다. 도 15c는 액정표시장치(1200)의 액정 셀을 구성하는 기판의 모식적인 사시도를 나타낸다. 도 15a 및 도 15b 각각의 단면 방향은, 도 15c 중 15A-15A'선 및 도 15B-15B'선을 따른 방향에 대응한다.
액정표시장치(1200)는 액정표시장치(1100)와 마찬가지로, 전극(1110)의 신장방향에 평행하게 형성된 제 1 유전체 구조체(1120a 및 1120b)와, 플라즈마 채널(1105)의 신장방향에 평행하게 형성된 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1120d)를 갖는다. 하나의 화소영역(P) 내에는, 유전체 구조체(1120a, 1120b, 1120c 및 1120d(2개))로 분할된(실질적으로 2차원적으로 포위된), 6개의 액정영역(1109a)이 형성된다. 액정표시장치(1200)에서는 제 1 유전체 구조체(1120a) 상에, 추가로 제 3 유전체 구조체(1120e)가 형성된다.
제 1 유전체 구조체(1120a)는, 인접하는 2개의 전극(1110)(예를 들어 1110R과 1110G) 사이(블랙 매트릭스(1112a) 상을 포함) 및 2개의 전극(1110)이 서로 대향하는 변을 피복하여 형성된다. 여기서는 전극(1110) 간 간격보다 폭이 좁은 블랙 매트릭스(1112a)가 형성되는 예를 설명하지만, 블랙 매트릭스(1112a)를 생략하여도 된다.
전극(1110)의 폭은 324㎛, 전극(1110)간 간격은 40㎛, 이 간격의 중앙에 폭 30㎛의 블랙 매트릭스(1112a)가 형성된다. 제 1 유전체 구조체(1120a)는, 150㎛ 폭, 1㎛ 높이(두께), 폭 방향을 따른 단면이 거의 직사각형인 장방형 구조체이다. 제 1 유전체 구조체(1120a)의 폭 방향 양쪽(55㎛ 폭분)이 전극(1110) 상에 형성된다. 제 1 유전체 구조체(1120b), 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1120d)는, 예를 들어 각각 14㎛의 폭과 1㎛의 높이를 갖고 폭 방향을 따른 단면이 거의 직사각형인 장방형 구조체이다. 제 1 유전체 구조체(1120a) 상에 형성되는 제 3 유전체 구조체(1120e)의 높이(유전체 구조체(1120a)의 상면으로부터의 높이)는 1㎛, 폭은 14㎛이다. 제 3 유전체 구조체(1120e)는 제 1 유전체 구조체(1120a 및 1120b)와 평행하게 늘어나는 부분(1120e1)과, 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1120d)와 평행하게 늘어나는 부분(1120e2)을 가지며 격자를 형성한다. 제 3 유전체 구조체(1120e1)는, 제 1 유전체 구조체(1120a)의 폭 방향 중앙에 형성되며, 제 3 유전체 구조체(1120e2)는 제 2 유전체 구조체(1120c 및 2개의 1120d)의 연장선 상에 형성된다.
제 1 유전체 구조체(1120a 및 1120b)와 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1120d)에 의하여 포위되는 영역("개구부"라고도 함)은, 100㎛×100㎛의 크기를 갖는다. 한편 제 1 유전체 구조체(1120a) 상에서, 제 3 유전체 구조체(1120e1 및 1120e2)에 의하여 분할되는 영역은 60㎛×100㎛의 크기를 갖는다. 또 제 1 유전체 구조체(1120a)의 폭(150㎛)은 블랙 매트릭스(1112a)의 폭(30㎛)보다 충분히 넓고 또 제 1 유전체 구조체(1120a)의 전극(1110) 상에 위치하는 부분의 폭(55㎛)은 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1120d)의 폭(14㎛)보다 넓다.
상술한 구성을 갖는 액정표시장치(1200)를 제 2 실시예의 액정표시장치(1110)와 마찬가지로 제작한다. 액정층(1109)의 두께는 6㎛이며, 액정재료로서 Δε＝-4.0(ε//＝3.5 및 ε⊥＝7.5), Δn＝0.08이며, 또 키랄(chiral)제를 첨가함으로써 두께 6㎛이고 90°꼬이도록 조정한 것을 이용한다. 유전체 구조체(제 1, 제 2 및 제 3 유전체 구조체)(1120)는 비유전율 3.5의 투명한 아크릴계 감광성 수지를 이용하여 형성한다. 또 액정층(1109)의 두께를 규정하기 위한 스페이서(도시 생략)도 같은 감광성 수지를 이용하여 포토리소그래픽 공정으로 형성될 수 있다. 그리고 액정분자를 수직으로 배향시키기 위한 배향막(도시 생략)은, 예를 들어 일본 합성고무(JSR)사제 JALS-204를 이용하여 형성된다. 배향막은 액정층(1109)에 접하도록 액정층(1109) 양쪽에 형성된다.
얻어진 액정표시장치(1200)의 액정층(1109)에 형성되는 축 대칭배향을 안정화시키기 위하여 액정층(1109)에, 예를 들어 40V의 전압을 인가한다. 전압을 인가한 직후에는 각각의 액정영역(1109a 및 1109e) 내에 복수의 중심축이 형성되는데, 전압인가를 계속하면 각각의 액정영역(1109a 및 1109e)의 거의 중심에 하나의 중심축(축 대칭배향의 축)만이 형성된다.
이와 같이 하여 얻어진 액정표시장치(1200)의 전압인가 시의 표시상태 양상을 도 16에 모식적으로 나타낸다. 또 비교를 위하여 액정표시장치(1200)의 제 3 유전체 구조체(1120e)를 생략한 구성을 갖는 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 전압인가 시의 표시상태 양상을 도 17에 모식적으로 나타낸다.
도 16에 도시한 바와 같이 제 3 실시예의 액정표시장치(1200)에서는, 제 1 유전체 구조체(1120a 및 1120b)와 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1120d)에 의하여 포위되는 영역에, 액정분자가 축 대칭배향된 액정영역(1109a)이 형성되며, 또 제 1 유전체 구조체(1120a) 상의 제 3 유전체 구조체(1120e1 및 1120e2)에 의하여 분할되는 영역에도, 액정분자가 축 대칭배향된 액정영역(1109e)이 형성된다. 이와 같이 제 1 유전체 구조체(1120a)의 평탄한 윗면 상에 격자형의 제 3 유전체 구조체(1120e)를 형성함으로써, 제 1 유전체 구조체(1120a) 상에도 액정영역(1109e)을 형성할 수 있다. 장방형(60㎛×100㎛)의 액정영역(1109e) 한 변에는 제 3 유전체 구조체(1120e)는 존재하지 않지만 충분히 안정된 축 대칭배향을 실현시킬 수 있다.
이에 비하여, 도 17에 도시한 바와 같이 제 3 유전체 구조체(1120e)를 갖지 않으면, 제 1 유전체 구조체(1120a) 상의 액정층(1109)은 주변으로부터 배향 규제력을 받지 않으므로, 일정한 배향상태를 취하지 못하며, 또 위치에 따라 다른 배향상태를 취한다. 그 결과 표시의 불균일성으로 시인되어 표시품질을 저하시킨다.
물론 어느 액정표시장치(1200 및 1700A)도 화소영역의 끝변영역에 제 1 유전체 구조체(1120a)를 가지므로, 제 2 실시예의 액정표시장치(1100)와 마찬가지로 크로스 토크 발생이 억제 방지된다. 또 블랙 매트릭스(1112a)의 폭을 본래의 폭보다 넓게 할 필요가 없으므로(즉 크로스 토크의 발생 장소를 감추기 위하여 폭을 넓게 할 필요가 없으므로), 표시의 휘도를 희생시키는 일도 없다. 바꾸어 말하면 제 1 유전체 구조체(1120a)는 투명한 수지로 형성되므로, 그 위에 형성되는 액정영역(1109e)도 표시에 기여한다. 따라서 크로스 토크를 억제하기에 충분한 폭의 제 1 유전체 구조체(1120a)를 형성하여도 표시 휘도가 별로 저하되지 않고, 오히려 블랙 매트릭스(1112a)의 폭을 좁게 할 수 있으므로 표시 휘도를 향상시킬 수 있다.
더욱이 제 3 실시예의 액정표시장치(1200)는, 제 1 유전체 구조체(1120a) 상에도 액정분자가 축 대칭배향된 액정영역(1109e)이 형성되므로, 넓은 시야각 특성을 가짐과 동시에 표시의 불균일성이 없는 고품질의 표시를 실현할 수 있다. 여기서 수평 배향막과 양의 유전 이방성을 갖는 액정재료를 이용하면, 전압 무인가 상태에 있어서도 축 대칭배향이 얻어진다. 적어도 전압이 인가된 상태에서 축 대칭배향이 얻어지는 구성이라면, 광 시야각 특성을 실현할 수 있다.
그리고 제 3 유전체 구조체(1120e)를 형성한 구성은, 제 2 실시예에서 설명한 액정표시장치(1100)뿐만 아니라 다른 액정표시장치와 조합시킬 수 있음은 물론이다.
(제 4 실시예)
제 4 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치는 제 3 실시예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치와 달리, 제 3 유전체벽(1120e)을 형성하지 않고, 제 1 유전체 구조체(1120a) 상에 위치하는 액정층(1109)의 액정분자를 축 대칭배향 시킨다.
이하, 도 18a 및 도 18b를 참조하면서 제 4 실시예의 플라즈마 어드레스 표시장치(1300)를 설명한다. 예시하는 제 4 실시예의 액정표시장치(1300)의 많은 구성요소는, 제 2 실시예의 액정표시장치(1100B)(도 10 참조)와 같으므로 공통되는 구성요소를 같은 참조부호로 표시하고 그 설명을 생략한다.
도 18a는 액정표시장치(1300)의 플라즈마 채널(1105)에 평행한 방향에서의 모식적인 단면도이고, 도 18b는 액정표시장치(1300)의 액정 셀을 구성하는 기판의 모식적인 사시도이다. 도 18a의 단면 방향은 도 18b중의 18A-18A'선에 따른 방향에 대응한다.
액정표시장치(1300)에 있어서, 제 1 유전체 구조체(1120a')는 전극(1110)의 끝변 상에 블랙 매트릭스(1112)가 끼이도록 형성되며, 제 1 유전체 구조체(1120a')와 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1120d)로 블랙 매트릭스(1112) 상에 복수의 개구부를 형성한다. 이 개구부에 대응하여 블랙 매트릭스(1112) 상에 액정영역(1119d)이 형성된다.
전극(1110)의 폭은 324㎛이고, 전극(1110)의 끝변 상에 형성되는 제 1 유전체 구조체(1120a')의 폭은 55㎛이며, 블랙 매트릭스(1112)의 폭은 40㎛이다. 제 1 유전체 구조체(1120b), 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1120d)의 폭은 모두 14㎛이다. 따라서 전극(1110) 상에 형성되는 액정영역(1109a)은 100㎛×100㎛의 크기를 갖는다. 한편, 블랙 매트릭스(1112) 상에 형성되는 액정영역(1109d)은 40㎛×100㎛의 크기를 갖는다.
이하 제 3 실시예의 액정표시장치(1200)와 마찬가지로 제작한 액정표시장치(1300)의 전압인가 시의 표시상태 양상을 도 19에 모식적으로 나타낸다.
도 19에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 유전체 구조체(1120a')와 제 2 유전체 구조체(1120c 및 1형성d)에 의하여 블랙 매트릭스(1112) 상에 형성되는 개구부에, 액정분자가 축 대칭배향된 액정영역(1109d)이 형성된다. 이 액정영역(1109d)에는, 크로스 토크를 억제 방지하기 위한 제 1 유전체 구조체(1형성a')의 작용에 의하여 충분한 전압이 인가되지 않지만, 제 1 유전체 구조체(1형성a')와 제 2 유전체 구조체(1형성c 및 1120d)의 배향 규제력에 의하여 축 대칭배향을 취한다.
이 액정영역(1109d)은 블랙 매트릭스(1112) 상에 존재하므로, 표시에는 기여하지 않지만, 액정영역(1109d)과 액정영역(1109a) 사이에 존재하는, 제 1 유전체 구조체(1120a') 상의 액정영역(1109c)이 이들 양쪽 액정영역(1109d 및 1109a)의 축 대칭배향된 액정분자의 영향을 받아 도 19에 나타내는 바와 같이 축 대칭배향된다.
이와 같이 액정표시장치(1300)에 있어서도, 제 1 유전체 구조체(1120a') 상의 액정층(1109) 액정분자를 축 대칭배향 시킬 수 있다. 따라서, 액정표시장치(1300)는 액정표시장치(1200)와 마찬가지로 넓은 시야각 특성을 가짐과 동시에 표시의 불균일성이 없는 고품질의 표시를 실현할 수 있다.
본 발명에 의하면, 크로스 토크 현상에 기인하는 표시품질의 저하를 억제 방지한 플라즈마 어드레스 액정표시장치가 제공된다.
본 발명의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 있어서, 화소영역의 끝변영역에 형성된 유전체 구조체에 의하여, 끝변영역에 인가되는 전압이 다른 영역에 인가되는 전압보다 작아지므로, 크로스 토크 현상이 억제 방지된다. 또한 유전체 구조체를 투명한 재료를 이용하여 형성하면, 끝변영역을 통과하는 광을 표시에 이용할 수 있으므로 개구율을 저하시키는 일도 없다.
본 발명을, 유전체 구조체로 분할된 축 대칭배향 영역을 갖는 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 적용함으로써, 크로스 토크 현상에 기인하는 표시품질의 저하를 억제 방지한 광 시야각 특성을 갖는 플라즈마 어드레스 액정표시장치가 제공된다. 이 구성에서 유전체 구조체를 투명한 재료를 이용하여 형성하면, 끝변영역을 통과하는 광을 표시에 이용할 수 있으므로 개구율을 저하시키는 일이 없고, 또 액정영역으로 분할하기 위한 다른 유전체 구조체와 동일재료를 이용하여 형성할 수도 있으므로, 제조공정이 증가하는 일도 없다.
또 유전체 구조체의 비유전율을 액정재료의 비유전율 이방성(Δε) 절대값보다 크게 함으로써, 횡 전계에 의한 액정분자 배향의 흐트러짐을 방지할 수 있으므로, SSC로 인한 크로스토크 현상을 더욱 효과적으로 억제 방지할 수 있다.
또한 유전체 구조체의 비유전율이 액정재료의 비유전율(ε// 및 ε⊥ 중 큰 쪽, 더 바람직하게는 비유전율의 이방성(Δε) 절대값)보다 작은 경우에도, 누설전계에 의한 액정분자 배향의 흐트러짐을 방지할 수 있으므로, 크로스토크 현상을 더욱 효과적으로 억제 방지할 수 있다.
본 발명에 의한 크로스토크 현상의 억제효과는, NB모드의 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 있어서 현저하며, 특히 그 중에서도 음 유전이방성을 갖는 액정재료를 이용한 플라즈마 어드레스 액정표시장치에서 현저하다.
또한 본 발명은 플라즈마 어드레스 액정표시장치 이외의 표시장치라도, DDC 및/또는 SSC와 실질적으로 같은 메커니즘으로 크로스토크 현상이 발생하는 표시장치에 적용할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)를 모식적으로 나타낸 단면도.
도 1b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100)를 모식적으로 나타낸 상면도.
도 2a는 본 발명 제 1 실시예의 다른 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100A)를 모식적으로 나타낸 단면도.
도 2b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100A)를 모식적으로 나타낸 상면도.
도 3은 본 발명 제 1 실시예의 다른 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100B)를 모식적으로 나타낸 단면도.
도 4a는 본 발명 제 1 실시예의 다른 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100C)를 모식적으로 나타낸 단면도.
도 4b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100C)를 모식적으로 나타낸 상면도.
도 5a는 제 1 실시예의 비교예에 있어서의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200A)를 모식적으로 나타낸 단면도.
도 5b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200A)를 모식적으로 나타낸 상면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(100A)의 액정 셀을 모식적으로 나타낸 부분 단면도.
도 7a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 이용되는 다른 액정 셀을 모식적으로 나타낸 단면도.
도 7b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 이용되는 또 다른 액정 셀을 모식적으로 나타낸 단면도.
도 8a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)를 모식적으로 나타내는 단면도(플라즈마 채널의 신장방향에 평행).
도 8b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)를 모식적으로 나타내는 단면도(플라즈마 채널의 신장방향에 직교).
도 8c는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)를 모식적으로 나타내는 상면도.
도 8d는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100)의 유전체 구조체(1120)의 2차원적인 배치를 모식적으로 나타내는 상면도.
도 9a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100A)를 모식적으로 나타내는 단면도.
도 9b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100A)를 모식적으로 나타내는 상면도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100B)를 모식적으로 나타내는 단면도.
도 11a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100C)를 모식적으로 나타내는 단면도.
도 11b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100C)를 모식적으로 나타내는 상면도.
도 12a는 본 발명 제 2 실시예의 비교예의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700A)를 모식적으로 나타내는 단면도.
도 12b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700A)를 모식적으로 나타내는 상면도.
도 13은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1100A)의 액정 셀을 모식적으로 나타낸 부분 단면도.
도 14a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 이용되는 다른 액정 셀을 모식적으로 나타낸 단면도.
도 14b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치에 이용되는 또 다른 액정 셀을 모식적으로 나타낸 단면도.
도 15a는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1200)의 플라즈마 채널(1105)에 평행한 방향에서의 모식적인 단면도.
도 15b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1200)의 전극(1110) 신장방향에 평행한 방향에서의 모식적인 단면도.
도 15c는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1200)의 액정 셀을 구성하는 기판의 모식적인 사시도.
도 16은 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1200)의 전압 인가시 표시상태의 양상을 모식적으로 나타낸 도면.
도 17은 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1200)의 제 3 유전체 구조체(1120e)를 생략한 구성을 갖는, 비교를 위한 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 전압 인가시 표시상태의 양상을 모식적으로 나타낸 도면.
도 18a는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1300)의 플라즈마 채널(1105)에 평행한 방향에서의 모식적인 단면도.
도 18b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1300)의 액정 셀을 구성하는 기판의 모식적인 사시도.
도 19는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1300)의 전압 인가시 표시상태의 양상을 모식적으로 나타낸 도면.
도 20은 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)를 모식적으로 나타낸 도면.
도 21은 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 1화소영역의 등가회로를 나타낸 도면.
도 22a는 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)를 모식적으로 나타낸 단면도.
도 22b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)를 모식적으로 나타낸 상면도.
도 23a는 종래의 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)를 모식적으로 나타낸 단면도.
도 23b는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(1700)를 모식적으로 나타낸 상면도.
도 24는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 데이터 확산 크로스토크(DDC)를 설명하기 위한 모의실험 결과를 나타내는 그래프.
도 25는 플라즈마 어드레스 액정표시장치(200)의 횡 인접 크로스토크(SSC)를 설명하기 위한 모식도.
도 26은 액정층의 두께가 다른 액정표시장치의 전형적인 전압-투과율 곡선을 나타내는 그래프.
도 27은 액정층의 두께가 다른 플라즈마 어드레스 액정표시장치의 전형적인 전압-투과율 곡선을 나타내는 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100, 100A, 100B, 100C, 200, 200A, 1100, 1100A, 1100B, 1100C, 1700, 1700A : 플라즈마 어드레스 액정표시장치
101, 201, 1101, 1701 : 액정 셀
102, 202, 1102, 1702 : 플라즈마 셀
103, 203, 1103, 1703 : 유전체 시트
103S, 203S, 1103S, 1703S : 유전체 시트 하면(가상전극)
104, 108, 204, 208, 1104, 1108, 1704, 1708 : 기판
105, 205, 1105, 1705 : 홈(플라즈마 채널)
109, 209, 1109, 1709 : 액정층
109(a), 209(a), 1109(b), 1709(b) : 액정분자
110, 110R, 110G, 110B, 210, 210R, 210G, 210B, 1110, 1110R, 1110G, 1110B, 1710, 1710R, 1710G, 1710B : 전극(열전극)
112, 212, 1112, 1712 : 블랙 매트릭스
113, 114, 213, 214, 1113, 1114, 1713, 1714 : 편광판
120, 120b, 120c : 유전체 구조체
130, 1130 : 고 비유전율층
1109a, 1709a : 액정영역(축 대칭배향영역)
1120, 1720 : 유전체 구조체(고분자 벽)
1120a, 1120b, 1120a', 1120a" : 제 1 유전체 구조체
1120c, 1120d : 제 2 유전체 구조체

Claims (25)

  1. 기판과, 유전체층과, 상기 기판과 상기 유전체층과의 사이에 협지된 액정층과, 상기 기판의 상기 액정층쪽에 형성되고, 제 1 방향으로 평행하게 배설된 스트라이프형의 복수 전극과, 상기 액정층 및 상기 유전체층을 거쳐 상기 복수의 전극에 대향하도록 형성되며, 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향에 평행하게 배설된 스트라이프형의 복수 플라즈마 채널을 구비하고, 상기 복수의 전극과 상기 복수의 플라즈마 채널이 교차하는 각 영역에 각각이 형성되는 복수의 화소영역을 가지며, 상기 복수 화소영역의 각각에 포함되는 액정층은, 상기 전극과 상기 플라즈마 채널 사이에 인가된 전압에 따라 배향 상태를 변화시키고, 상기 복수의 화소영역을 통과한 광을 이용하여 표시를 하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 복수 화소영역은, 상기 플라즈마 채널의 신장방향에 교차하는 상기 화소영역의 끝변을 포함하는 영역인 끝변영역을 가지며,
    상기 끝변영역에는, 상기 전극과 상기 액정층 사이에 유전체 구조체가 형성되며, 상기 복수 화소영역 각각의, 상기 끝변영역에서 상기 액정층에 인가되는 전압이 다른 영역보다 작은 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체 구조체는, 투명한 고분자 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 유전체 구조체는, 스트라이프형의 상기 복수 전극의 인접하는 2개 전극간 및 상기 2개 전극의 서로 대향하는 변을 피복하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 유전체 구조체는, 상기 복수 화소영역 각각에서의 상기 액정층 두께가, 상기 끝변영역에서, 다른 영역의 9/10 이하가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유전체 구조체는, 상기 복수 화소영역 각각에서의 상기 액정층 두께가, 상기 끝변영역에서, 다른 영역의 2/3 이상이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 복수 전극간에 블랙 매트릭스를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 유전체 구조체는, 상기 액정층에 포함되는 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 복수 전극 및 상기 복수 전극간과 상기 액정층과의 사이에 고 비유전율층을 추가로 구비하며, 상기 고 비유전율층은 상기 액정층에 포함되는 액정재료의 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 유전체 구조체는, 상기 액정층에 포함되는 액정재료의 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 작은 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 액정층은 음의 유전 이방성을 갖는 액정재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  11. 기판과, 유전체 시트와, 상기 기판과 상기 유전체 시트와의 사이에 협지된 액정층과, 상기 기판의 상기 액정층쪽에 형성되고, 제 1 방향에 평행하게 배설된 스트라이프형의 복수 전극과, 상기 액정층 및 상기 유전체 시트를 개재하고 상기 복수의 전극에 대향하도록 형성되며, 상기 제 1 방향과 다른 제 2 방향에 평행하게 배설된 스트라이프형의 복수 플라즈마 채널을 구비하고, 상기 복수의 전극과 상기 복수의 플라즈마 채널이 교차하는 각 영역에 각각이 형성되는 복수의 화소영역을 가지며, 상기 기판의 상기 액정층 쪽에 형성되고, 상기 제 1 방향에 평행하게 배설된 복수의 제 1 유전체 구조체 및 제 2 방향에 평행하게 배설된 복수의 제 2 유전체 구조체를 추가로 가지며,
    상기 액정층은, 상기 복수의 제 1 및 제 2 유전체 구조체에 의하여 복수의 액정영역으로 분할되며, 상기 복수의 액정영역 내 액정분자는 상기 기판 표면에 대하여 수직인 축을 중심으로 축 대칭배향하고,
    상기 복수 화소영역의 각각은, 상기 복수 액정영역의 적어도 하나를 포함하며, 상기 복수 화소영역의 각각에 포함되는 상기 액정층은, 상기 전극과 상기 플라즈마 채널 사이에 인가된 전압에 따라 배향 상태를 변화시키고, 상기 복수의 화소영역을 통과한 광을 이용하여 표시를 하는 액정표시장치에 있어서,
    상기 복수의 화소영역은, 상기 플라즈마 채널의 신장방향에 교차하는 상기 화소영역의 끝변을 포함하는 영역인 끝변영역을 가지며,
    상기 끝변영역에는, 상기 복수의 제 1 유전체 구조체의 일부가 형성되고, 상기 복수 화소영역 각각의 상기 액정층에 인가되는 전압은, 상기 끝변영역에 있어서 다른 영역보다 작은 액정표시장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 유전체 구조체는, 투명한 고분자 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 끝변영역에 형성된 상기 제 1 유전체 구조체는, 스트라이프형의 상기 복수 전극의 인접하는 2개 전극간 및 상기 2개 전극의 서로 대향하는 변을 피복하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 복수 화소영역의 각각은, 상기 제 2 방향을 따라 인접한 적어도 2개의 액정영역을 포함하고, 상기 복수의 제 1 유전체 구조체 중 상기 적어도 2개의 액정영역 사이에 형성된 제 1 유전체 구조체의 폭은, 상기 끝변영역에 형성된 상기 제 1 유전체 구조체의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 끝변영역에 형성된 상기 제 1 유전체 구조체는 상기 끝변영역에서, 상기 복수 화소영역 각각에서의 상기 액정층 두께가, 다른 영역의 9/10 이하가 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  16. 제 11항에 있어서,
    상기 끝변영역에 형성된 상기 제 1 유전체 구조체는 상기 끝변영역에서, 상기 복수 화소영역 각각에서의 상기 액정층 두께가, 다른 영역의 2/3 이상이 되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 복수 전극간에 블랙 매트릭스를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 제 13항에 있어서,
    상기 2개의 전극간 상에 위치하는 상기 제 1 유전체 구조체의 폭은, 상기 2개의 전극 상에 위치하는 상기 제 1 유전체 구조체 각각의 부분 폭보다 넓고,
    상기 제 1 유전체 구조체 상에 상기 액정층의 액정분자가 상기 기판의 표면에 대하여 수직인 축을 중심으로 축 대칭배향하는 액정영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 제 1 유전체 구조체 상에 제 3 유전체 구조체를 추가로 가지며, 상기 제 1 유전체 구조체 상에 위치하는 상기 액정층의 액정분자는 제 3 유전체 구조체에 의하여 축 대칭배향하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 복수 전극간에 블랙 매트릭스를 추가로 가지며, 상기 블랙 매트릭스의 폭은 상기 2개의 전극간 상에 위치하는 상기 제 1 유전체 구조체의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  21. 제 11항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 복수 전극간에 블랙 매트릭스를 추가로 가지며, 상기 복수의 제 1 유전체 구조체 및 상기 복수의 제 2 유전체 구조체는, 상기 블랙 매트릭스 상에 복수의 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  22. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 유전체 구조체는, 상기 액정층에 포함되는 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  23. 제 11항에 있어서,
    상기 복수 전극 및 상기 복수 전극간과 상기 액정층과의 사이에 고 비유전율층을 추가로 가지며, 상기 고 비유전율층은 상기 액정층에 포함되는 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 큰 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  24. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1 유전체 구조체는 상기 액정층에 포함되는 액정재료 비유전율의 이방성(Δε) 절대값보다 작은 비유전율을 갖는 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  25. 제 11항에 있어서,
    상기 액정층은 음의 유전 이방성을 갖는 액정재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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