KR102036620B1 - 액정소자, 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개의 배향상태 사이의 천이를 이용하는 액정소자 및 이것을 이용하는 액정표시장치의 고온환경 하에서의 메모리성을 향상시키는 것을 과제로 한다.
액정소자는, 각각의 일면에 배향처리가 실시되어 있고, 대향배치된 제 1 기판 및 제 2 기판, 제 1 기판의 일면과 제 2 기판의 일면 사이에 설치된 액정층, 및 제 1 기판의 일면과 제 2 기판의 일면 사이에 설치된 복수의 기둥 형상 스페이서를 구비한다. 제 1 기판 및 제 2 기판은, 액정층의 액정분자가 제 1 방향으로 비틀어진 제 1 배향상태를 발생시키도록 배향처리의 방향을 설정하고, 또한 각각이 액정층과의 경계면에 있어서 그 액정층의 액정분자에 부여하는 프리틸트각이 20°이상이다. 액정층은, 액정분자가 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 비틀어진 제 2 배향상태를 발생시키는 성질의 키랄재를 함유한다.

Description

액정소자, 액정표시장치{Liquid crystal device and liquid crystal display}

본 발명은 액정소자 및 액정표시장치에서의 전기광학 특성의 개량 기술에 관한 것이다.

일본공개특허공보 2011-203547호(특허문헌 1)에는, 2개의 배향 상태 사이의 천이를 이용하는 신규 액정표시소자(리버스 TN형 액정소자)가 개시되어 있다. 이 선행예에 따른 액정표시소자는, 배향처리된 제 1 기판 및 제 2 기판과 이들 사이에 배치되어 트위스트 배향하는 액정층을 가지고 있고, 액정층에는 키랄재가 포함된다. 그리고, 액정층에 있어서, 키랄재를 포함하지 않은 경우에 액정분자가 비틀어지는 선회방향을 제 1 선회방향으로 할 때, 키랄재는 액정분자에 제 1 선회방향과는 반대인 제 2 선회방향으로의 선회성을 부여한다. 또한, 제 1 기판과 제 2 기판은, 각각 20°이상 45°이하의 프리틸트각이 발현하도록 배향처리되어 있다. 제 1 기판과 제 2 기판에는, 액정층의 층두께 방향 및 이에 직교하는 방향의 각각에 전계를 발생시킬 수 있는 전극이 설치되어 있다. 이러한 구성에 따르면, 표시상태를 유지할 수 있는 메모리성을 가지면서, 높은 콘트라스트비가 얻어지는 표시품질에 뛰어난 액정표시소자를 얻을 수 있다.

하지만, 상기한 선행예의 액정표시소자는, 실온에서의 메모리성은 높지만, 주변온도가 높아지면(예를 들어, 60℃ 이상), 메모리성이 저하하여 부분적으로 표시상태가 유지되지 않게 되는 경우가 있다. 이 때문에, 예를 들어 차재용, 항공기용, 옥외용 등 비교적 주변온도의 변화가 큰 사용조건에 있어서는 메모리성이 불충분하게 된다. 또한, 선행예의 액정표시소자에서는, 기판 사이에 산포한 갭재 사이에 발생하는 디스크리네이션(discrenation) 줄무늬에 의하여, 상기한 제 2 선회방향으로 비틀어진 스프레이 트위스트 배향 영역에서의 투과율이 저하하는 경우가 있다는 점에서 개량의 여지가 있다. 더욱이, 상기한 제 1 선회방향으로 비틀어진 리버스 트위스트 배향의 영역과 스프레이 트위스트 배향의 영역의 경계선이 디스크리네이션 줄무늬의 형상을 반영함으로써 경계선이 요철 형상으로 되어, 표시품질이 저하되는 경우가 있다는 점에서도 개량의 여지가 있다.

(특허문헌)

특허문헌 1: 일본공개특허공보 2011-203547호

본 발명에 따른 구체적인 실시형태는, 2개의 배향상태 사이의 천이를 이용하는 액정소자 및 이것을 이용하는 액정표시장치의 고온환경 하에서의 메모리성을 향상할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.

본 발명에 따른 구체적인 실시형태는, 2개의 배향상태 사이의 천이를 이용하는 액정소자 및 이것을 이용하는 액정표시소자에서의 디스크리네이션 줄무늬에 기인하는 표시품질의 저하를 방지할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.

본 발명에 따른 일 실시형태의 액정소자는, (a) 각각의 일면에 배향처리가 실시되어 있고, 대향배치된 제 1 기판 및 제 2 기판과, (b) 제 1 기판의 일면과 제 2 기판의 일면 사이에 설치된 액정층과, (c) 제 1 기판의 일면과 제 2 기판의 일면 사이에 설치된 복수의 기둥 형상의 스페이서를 포함하고, (d) 제 1 기판 및 제 2 기판은, 액정층의 액정분자가 제 1 방향으로 비틀어진 제 1 배향상태를 발생시키도록 배향처리 방향을 설정하며, 각각이 액정층과의 경계면에 있어서 그 액정층의 액정분자에 부여하는 프리틸트각이 20°이상이고, (e) 액정층은 액정분자가 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 비틀어진 제 2 배향상태를 발생시키는 성질의 키랄재를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정소자이다.

상기의 액정소자는, 복수의 기둥 형상의 스페이서를 이용하여 제 1 기판과 제 2 기판의 간격을 유지하도록 구성함으로써, 제 1 배향상태의 영역과 제 2 배향상태의 경계 부근에 배치된 기둥 형상 스페이서가 격벽과 같이 작용하여 2개의 배향상태의 불연속적인 상태로 할 수 있다. 그에 따라, 배향상태의 천이를 쌍방향으로 차단할 수 있어, 메모리성을 향상시킬 수 있으므로, 고온상태에서도 각각의 배향상태를 안정적으로 유지할 수 있게 된다. 따라서, 차재용, 항공기용, 옥외용 등 높은 신뢰성이 요구되는 용도에도 적용할 수 있게 된다. 또한, 구형상의 스페이서를 갭재로서 이용하는 경우에 비하여, 갭재 사이의 디스크리네이션 줄무늬가 없어지므로, 디스크리네이션 줄무늬 형상에서 기인하는 표시품질의 저하를 회피할 수 있다. 더욱이, 디스크리네이션 줄무늬에서 기인하는 약한 산란이 없어지므로, 제 2 배향상태(스프레이 트위스트 상태) 영역에서의 투과율이 증가하여, 제 1 배향상태와 제 2 배향상태의 각 영역 사이에서의 콘트라스트비가 향상된다.

상기 액정소자에 있어서, 복수의 기둥 형상 스페이서의 각각은, 예를 들어 평면에서 볼 때 라인 형상 또는 도트 형성의 외형을 가진다.

상기 액정소자는, 액정층에 전계를 발생시키기 위하여 전압인가수단을 더 포함하고, 전압인가수단에 의하여 제 1 기판 및 제 2 기판의 각 일면에 거의 수직인 방향으로 전계가 발생됨으로써 액정층이 제 1 배향상태로 천이하며, 제 1 기판 및 제 2 기판의 각 일면에 거의 평행인 방향으로 전계가 발생됨으로써 액정층이 제 2 배향상태로 천이한다.

본 발명에 따른 일 실시형태의 액정표시장치는, 복수의 화소부를 구비하고, 그 복수의 화소부의 각각이 상기한 본 발명에 따른 액정소자를 이용하여 구성된 액정표시장치이다.

상기의 구성에 따르면, 액정소자의 2개의 배향상태의 쌍안정성(메모리성)을 이용함으로써 표시 전환시 이외에는 기본적으로 전력을 필요로 하지 않으며, 고온 하에 있어서도 메모리성이 저하되지 않고, 표시품질에도 뛰어난 액정표시장치를 얻을 수 있다.

도 1은 리버스 TN형 액정소자의 동작을 개략적으로 나타내는 모식도이다.
도 2는 리버스 트위스트 상태에서 스프레이 트위스트 상태로 천이시킬 때의 액정층의 배향상태와 전계방향의 관계에 대하여 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 리버스 TN형 액정소자의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 기둥 형상 스페이서를 평면에서 볼 때의 형상을 나타내는 모식도이다.
도 5는 액정층에 대하여 각 전극을 이용하여 얻어지는 전계에 대하여 설명하는 모식적인 단면도이다.
도 6은 액정표시장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 실시예 1의 액정소자의 현미경 관찰상을 나타내는 도면이다.
도 8은 실시예 2의 액정소자의 현미경 관찰상을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 리버스 TN(RTN)형 액정소자의 동작을 개념적으로 나타내는 모식도이다. 리버스 TN형 액정소자는, 대향배치된 상측기판(1) 및 하측기판(2)과, 그들 사이에 설치된 액정층(3)을 기본적인 구성으로 구비한다. 상측기판(1)과 하측기판(2)의 각각의 표면에는 러빙처리 등의 배향처리가 실시된다. 이들 배향처리 방향(도면 중에는 화살표로 나타냄)이 90°전후의 각도로 서로 교차하도록 하여 상측기판(1)과 하측기판(2)이 상대적으로 배치된다. 액정층(3)은 네마틱 액정재료를 상측기판(1)과 하측기판(2) 사이의 주입에 의하여 형성된다. 이러한 액정층(3)에는, 액정분자를 그 방위각 방향에 있어서 특정 방향(도 1의 예에서는 오른쪽 선회방향)으로 비트는 작용을 발생하는 키랄재가 첨가된 액정재료가 이용된다. 이와 같은 리버스 TN형 액정소자는, 키랄재의 작용에 의하여, 최초 상태에 있어서는 액정층(3)이 스프레이 배향하면서 비틀어지는 스프레이 트위스트 상태가 된다. 이러한 스프레이 트위스트 상태의 액정층(3)에 대하여 그 층두께 방향으로 포화전압을 넘는 전압을 인가하면, 액정분자가 왼쪽 선회방향으로 비틀어지는 리버스 트위스트 상태(유니폼 트위스트 상태)로 천이한다. 이와 같은 리버스 트위스트 상태의 액정층(3)에 있어서는 벌크 중의 액정분자가 기울어져 있으므로, 액정소자의 구동전압을 저감하는 효과가 나타난다.

도 2는 리버스 트위스트 상태에서 스프레이 트위스트 상태로 천이시킬 때의 액정층의 배향상태와 전계방향의 관계에 대하여 설명하기 위한 개념도이다. 도 2의 (A)에 나타내는 바와 같이, 기판면에 수평방향의 전계(Electric field)에 대하여, 리버스 트위스트 상태에서의 액정층의 층두께 방향의 대략 중앙의 액정분자(도면 중, 모양을 부여한 액정분자)의 긴 축방향이 가급적 평행하지 않고, 직교 또는 그에 가까운 상태가 되도록 전계의 인가방향을 설정한다. 이에 따라, 액정층의 층두께 방향의 대략 중앙의 액정분자가 전계방향을 따라서 재배향하므로, 도 2의 (B)에 나타내는 바와 같이 액정층의 배향상태는 리버스 트위스트 상태에서 스프레이 트위스트 상태로 천이한다. 한편, 리버스 트위스트 상태의 액정층에 대하여, 그 층두께 방향의 대략 중앙의 액정분자의 긴 축방향과 평행하거나 그에 가까운 상태가 되도록 하여 전계를 인가한 경우에는, 리버스 트위스트 상태에서 스프레이 트위스트 상태로의 천이는 발생하기 어렵다. 이것은, 액정층의 층두께 방향의 대략 중앙에 있어서 전계에 의한 액정분자의 재배향이 거의 발생하지 않기 때문이다. 이상으로부터, 리버스 TN형 액정소자에 있어서 2개의 배향상태 사이를 자유롭게 천이시키기 위해서는, 액정층의 층두께 방향에 대한 전계(세로전계)와 이것에 직교하는 방향의 전계(가로전계)를 발생시킬 필요가 있으며, 가로전계에 대해서는 리버스 트위스트 상태의 액정층의 층두께 방향의 대략 중앙의 액정분자의 긴 축방향과 대략 직교하거나 그에 가까운 방향이 되도록 할 필요가 있다. 이들의 세로전계와 가로전계를 자유롭게 부여하기 위한 소자 구조에 대하여, 이하에 구체예를 들어 설명한다.

도 3은 리버스 TN형 액정소자의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 3에 나타내는 액정소자는, 제 1 기판(상측기판)(51)과 제 2 기판(하측기판)(54) 사이에 액정층(60)을 개재시킨 기본 구성을 가진다. 이하, 더욱 상세하게 액정소자의 구조를 설명한다. 한편, 액정층(60)의 주위를 밀봉하는 씰재 등의 부재에 대해서는 도시 및 설명을 생략한다.

제 1 기판(51) 및 제 2 기판(54)은 각각, 예를 들어 글라스 기판, 플라스틱 기판 등의 투명기판이다. 도시와 같이, 제 1 기판(51)과 제 2 기판(54)은, 서로의 일면이 대항하도록 하고, 소정의 간극(예를 들어, 수㎛)을 설치하여 접합되어 있다. 한편, 특단의 도시를 생략하지만, 어떤 기판 상에 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자가 형성되어 있어도 좋다.

제 1 전극(52)은 제 1 기판(51)의 일면측에 설치되어 있다. 또한, 제 2 전극(55)은 제 2 기판(54)의 일면측에 설치되어 있다. 제 1 전극(52) 및 제 2 전극(55)은 각각, 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO) 등의 투명도전막을 적절히 패터닝함으로써 구성되어 있다.

절연막(절연층)(56)은 제 2 기판(54) 상에 제 2 전극(55)을 덮도록 하여 설치되어 있다. 이러한 절연막(56)은, 예를 들어 산화규소막, 질화규소막, 산화질화규소막 또는 이들의 적층막 등의 무기절연막, 또는 유기절연막(예를 들어 아크릴계 유기절연막)이다.

제 3 전극(58), 제 4 전극(59)은 각각, 제 2 기판(54) 상의 상술한 절연막(56) 상에 설치되어 있다. 본 실시형태에서의 제 3 전극(58) 및 제 4 전극(59)은, 각각 복수의 전극 가지를 가지는 빗살 형상 전극이고, 서로의 전극 가지가 교대로 늘어서도록 하여 배치되어 있다(후술하는 도 4를 참조). 제 3 전극(58) 및 제 4 전극(59)은 각각, 예를 들어 인듐 주석 산화물(ITO) 등의 투명도전막을 적절히 패터닝함으로써 구성되어 있다. 제 3 전극(58), 제 4 전극(59)의 각각의 전극 가지는, 예를 들어 20㎛ 폭이고, 전극 간격을 20㎛로 설정하여 배치된다.

배향막(53)은 제 1 기판(51)의 일면측에, 제 1 전극(52)을 덮도록 하여 설치되어 있다. 또한, 배향막(57)은 제 2 기판(54)의 일면측에, 제 3 전극(58) 및 제 4 전극(59)을 덮도록 하여 설치되어 있다. 각 배향막(53, 57)에는 소정의 배향처리(예를 들어, 러빙처리)가 실시되어 있다.

액정층(60)은 제 1 기판(51)과 제 2 기판(54)의 상호 간에 설치되어 있다. 액정층(60)을 구성하는 액정재료의 유전율 이방성(△ε)은 양(△ε＞0)이다. 이러한 액정재료에는 액정분자를 트위스트 배향시키기 위한 키랄재가 첨가되어 잇다.

기둥 형상 스페이서(61)는 제 1 기판(51)과 제 2 기판(54) 사이에 배치되어 있고, 양자 간의 간극을 소정의 셀 두께(예를 들어, 수㎛)로 유지한다. 이들의 기둥 형상 스페이서(61)는, 예를 들어 감광성 수지재료를 사용하여 형성된다. 본 실시형태에서는, 각 기둥 형상 스페이서(61)는 미리 제 1 기판(51) 상에 형성된다.

도 4의 (A) 및 (B)는, 각각 기둥 형상 스페이서를 평면에서 볼 때의 형상을 나타내는 모식도이다. 각 기둥 형상 스페이서(61)는, 예를 들어 도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이 각각이 제 1 방향으로 연장되는 라인 형상(도시의 예에서는 장척의 직사각형상)으로 형성되고, 제 2 방향에 있어서 등간격으로 배치된다. 한편, 기둥 형상 스페이서(61)의 배치간격은 등간격이 아니어도 좋다. 또한, 각 기둥 형상 스페이서(61)는, 예를 들어 도 4의 (B)에 나타내는 바와 같이 각각이 도트 형상(도시의 예에서는 정사각형상)으로 형성되고, 등간격 매트릭스 형상으로 배치할 수 있다. 한편, 각 기둥 형상 스페이서(61)의 형상은 정사각형상으로 한정되지 않고, 배치간격도 등간격이 아니어도 좋다. 어떤 형상의 기둥 형상 스페이서(61)를 이용하는 경우에도, 표시 등의 광변조에 사용하는 영역 내에서의 각 기둥 형상 스페이서(61)를 평면에서 볼 때의 합계 면적이 영역의 전체 면적에 대하여 3.8% 이상인 것이 셀 두께를 보다 안정시키는 관점에서 바람직하다.

도 5는 액정층에 대하여 각 전극을 사용하여 얻어지는 전계에 대하여 설명하는 모식적인 단면도이다. 도 5의 (A)는 제 1 내지 제 4 전극의 배치를 평면에서 볼 때 나타낸 모식도이다. 도 5의 (B) 내지 (D)는 제 1 내지 제 4 전극의 배치를 단면으로 나타낸 모식도이다. 제 1 전극(52)과 제 2 전극(55)은 서로 대향배치되어 있고, 양자의 중첩하는 영역 내에, 제 3 전극(58)과 제 4 전극(59)이 배치되어 있다. 또한, 제 3 전극(58)의 복수의 전극 가지와 제 4 전극(59)의 복수의 전극 가지는 1개씩 교대로 반복하도록 배치되어 있다.

도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 제 1 전극(52)과 제 2 전극(55) 사이에 전압을 인가함으로써, 양 전극 간에 전계를 발생시킬 수 있다. 이러한 경우의 전계는, 도시와 같이 제 1 기판(51) 및 제 2 기판(54)의 두께 방향(셀 두께 방향)을 따른 전계, 즉 '세로전계'이다.

또한, 도 5의 (C)에 나타내는 바와 같이, 제 3 전극(58)과 제 4 전극(59) 사이에 전압을 인가함으로써, 양 전극 간에 전계를 발생시킬 수 있다. 이러한 경우의 전계는, 도시와 같이 제 1 기판(51) 및 제 2 기판(54)의 각 일면에 거의 평행한 방향의 전계, 즉 '가로전계'이다. 이후, 이와 같은 전계를 이용하는 모드를 'IPS 모드'라고 하는 경우도 있다.

그리고, 도 5의 (D)에 나타내는 바와 같이, 절연막(56)을 사이에 끼우고 대향배치된 제 2 전극(55)과 제 3 전극(58) 및 제 4 전극(59) 사이에 전압을 인가함으로써, 양 전극 간에 전계를 발생시킬 수 있다. 이러한 경우의 전계는, 도시와 같이 제 1 기판(51) 및 제 2 기판(54)의 각 일면에 거의 평행한 방향을 따른 전계, 즉 '가로전계'이다. 이후, 이와 같은 전계를 이용하는 모드를 'FFS 모드'라고 하는 경우도 있다.

본 실시형태의 액정소자는, 초기상태에 있어서 액정층(60)의 액정분자가 스프레이 트위스트 상태로 배향한다. 이에 대하여, 상기한 바와 같이 제 1 전극(52)과 제 2 전극(55)을 이용하여 세로전계를 발생시키면, 액정층(60)의 액정분자의 배향상태가 리버스 트위스트 상태로 천이한다. 그 후, 제 3 전극(58)과 제 4 전극(59)을 이용하여 가로전계를 발생시키면(IPS 모드), 액정층(60)의 배향상태가 스프레이 트위스트 상태로 천이한다. 또한, 제 2 전극(55), 제 3 전극(58), 제 4 전극(59)을 이용하여 가로전계를 발생시킨 경우(FFS 모드)에도 마찬가지로 액정층(60)의 배향상태가 리버스 트위스트 상태에서 스프레이 트위스트 상태로 천이한다. IPS 모드와의 비교에서는, FFS 모드가 액정층(60)의 배향상태를 보다 균일하게 천이시킬 수 있는 경향이 있다. 이것은, 제 3 전극(58), 제 4 전극(59)의 각 전극 상에도 가로전계가 인가되기 때문인 것으로 생각된다. 따라서, 개구율(투과율, 콘트라스트비) 면에서는 FFS 모드가 보다 적합하다고 할 수 있다.

액정층(60)의 배향상태가 스프레이 트위스트 상태와 리버스 트위스트 상태 사이에서 스위칭 가능하게 된 이유는 다음과 같이 생각된다. 스프레이 트위스트 상태에서는 액정층(60)의 층 두께 방향의 대략 중앙에서의 액정분자가 거의 수평으로 배향하고 있는데, 세로전계에 의하여 리버스 트위스트 상태가 된 후에는 층 두께 방향의 대략 중앙에서의 액정분자가 수직 방향으로 기울어진다. 그 후, IPS 모드 또는 FFS 모드의 가로전계에 의하여, 리버스 트위스트 상태에서의 액정층(60)의 층 두께 방향의 대략 중앙에서의 액정분자에 가로전계가 걸려, 스프레이 트위스트 상태에서의 액정층(60)의 그 대략 중앙에서의 액정분자가 있어야 할 다이렉터 방향을 향하고 있으므로, 다시 초기상태인 스프레이 트위스트 상태로 천이한다. 이상에 의하여, 세로전계와 가로전계를 활용하여 스프레이 트위스트 상태와 리버스 트위스트 상태를 전환하도록 된 것으로 생각된다.

다음으로, 액정소자의 제조방법의 일례에 대하여 상세하게 설명한다.

ITO막 부착 글라스 기판의 ITO막을 패터닝함으로써, 제 1 전극(52)을 가지는 제 1 기판(51)을 제작한다. 여기에서는 일반적인 포토리소그래피 기술에 의하여 ITO막의 패터닝을 행할 수 있다. ITO 에칭 방법으로서는 웨트 에칭(제이염화철)을 이용한다. 여기에서의 제 1 전극(52)의 형상 패턴은, 취출 전극 부분과 표시의 화소에 해당하는 부분에 ITO막이 남도록 한다. 마찬가지로 해서, ITO막 부착 글라스 기판의 ITO막을 패터닝함으로써, 제 2 전극(55)을 가지는 제 2 기판(54)을 제작한다.

제 1 기판(51)의 제 1 전극(52) 상에 기둥 형상 스페이서(61)를 형성한다. 예를 들어, 투명 네거티브형 감광성 수지를 제 1 기판(51)의 일면 상에 스피너로 도포하고(예를 들어, 스피너를 30초간 회전), 임시 소성한다(예를 들어, 100℃, 120초간). 한편, 스피너의 회전수를 조정함으로써 막두께 0.5㎛~5㎛ 정도의 범위에서 균일하게 성막할 수 있다. 스피너 도포 대신에 슬릿코트 장치를 사용하여도 좋다. 이러한 경우에는 막두께 10㎛ 정도까지 균일하게 성막할 수 있다. 성막 후, 원하는 형상의 기둥 형상 스페이서(61)에 대응하는 노광 패턴을 가지는 포토마스크를 통하여 고압 수은 램프를 광원으로 하는 밀착 노광기로 감광성 수지막에 자외선을 조사한다. 노광조건은, 예를 들어 조도 5.79mW/㎠로 35초간 조사(200mJ/㎠)로 한다. 그 후, 농도 1%의 수산화 테트라메틸암모늄 수용액에 침지함으로써 감광성 수지를 현상하고, 순수한 물로 린스하며, 기판 건조 후에 클린 오븐 내에서 220℃에서 30분간의 본 소성을 행한다. 이상에 의하여, 제 1 기판(51)의 일면 상에 복수의 기둥 형상 스페이서(61)가 형성된다.

제 2 기판(54)의 제 2 전극(55) 상에 절연막(56)을 형성한다. 그때, 취출 전극 부분에는 절연막(56)이 형성되지 않도록 궁리할 필요가 있다. 그러한 방법으로서는, 미리 취출 전극 부분에 레지스트를 형성해 두고 절연막(56)의 형성 후에 리프트 오프하는 방법이나 메탈 마스크 등에 의하여 취출 전극 부분을 감춘 상태로 스퍼터법 등에 의하여 절연막(56)을 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 또한, 절연막(56)으로서는, 유기절연막 또는 산화규소막이나 질화규소막 등의 무기절연막 및 그들의 조합 등을 들 수 있다. 여기에서는, 아크릴계 유기절연막과 산화규소막(SiO₂막)의 적층막을 절연막(56)으로서 이용한다.

취출 전극 부분(단자 부분)에는 내열성의 필름(폴리이미드 테이프)을 붙이고, 그 상태로 유기절연막의 재료액을 스핀코트한다. 예를 들어, 2000rpm으로 30초간 스핀시키는 조건으로 막두께 1㎛를 얻는다. 이것을 클린 오븐에서 소성한다(예를 들어, 220℃, 1시간). 내열성의 필름을 붙인 채로 SiO₂막을 스퍼터법(교류방전)에 의하여 성막한다. 예를 들어, 80℃로 기판 가열하여 1000Å 형성한다. 여기에서 내열성의 필름을 벗기면, 유기절연막, SiO₂막 모두 깨끗하게 벗길 수 있다. 그 후, 클린 오븐에서 소성한다(예를 들어, 220℃, 1시간). 이것은 SiO₂막의 절연성과 투명성을 향상시키기 위해서이다. SiO₂막을 형성할 필요성은 반드시 없지만, 형성에 의하여 그 위에 형성하는 ITO막의 밀착성 및 패터닝성이 향상되므로, 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 절연성도 향상된다. 한편, 유기절연막을 형성하지 않고 SiO₂막만으로 절연성을 취하는 방법이 생각되는데, 그 경우에는 SiO₂막은 다공질이 되기 쉬우므로 막두께를 4000Å~8000Å 정도 유지하는 것이 바람직하다. 또한, SiNx와의 적층막으로 하여도 좋다. 한편, 무기절연막의 형성방법으로서 스퍼터법을 서술하였는데, 진공증착법, 이온빔법, CVD법(화학기상 퇴적법) 등의 형성방법을 이용하여도 좋다.

이어서, 절연막(56) 상에 제 3 전극(58) 및 제 4 전극(59)을 형성한다. 구체적으로는, 우선 절연막(56) 상에 ITO막을 스퍼터법(교류방전)으로 형성한다. 이것을, 예를 들어 100℃로 기판 가열하여, 약 1200Å 정도의 ITO막을 전체 면에 형성한다. 이러한 ITO막을 일반적인 포토리소그래피 기술에 의하여 패터닝한다. 이때의 포토마스크로서는, 상기한 도 5에 나타낸 바와 같은 빗살 형상 전극에 대응하는 차광 부분을 가지는 것을 이용한다. 빗살 형상 전극은, 예를 들어 전극 가지의 폭을 20㎛~30㎛, 전극 간격 20㎛~200㎛로 할 수 있다. 한편, 상기 취출 전극 부분에도 패턴이 없으면 에칭에 의하여 하측의 ITO막도 제거되므로, 취출 전극 부분에도 패턴이 형성되어 있는 포토마스크를 이용한다.

상기와 같이 하여 제작한 제 1 기판(51) 및 제 2 기판(54)을 세정한다. 구체적으로는, 우선 물세정(브러시 세정 혹은 스프레이 세정, 순수한 물세정)을 하고, 물을 짠 후에 UV 세정을 하며, 마지막으로 IR 건조를 행한다.

이어서, 제 1 기판(51), 제 2 기판(54)의 각각에 배향막(53, 57)을 형성한다. 배향막(53, 57)으로서, 예를 들어 통상적으로는 수직 배향막으로서 이용되는 재료의 측쇄밀도를 낮게 한 폴리이미드막을 사용한다. 배향막의 재료액(배향재)을 제 1 기판(51), 제 2 기판(54)의 각각의 일면에 도포하고, 이들을 클린 오븐에서 소성한다(예를 들어, 160℃, 1시간). 배향막의 재료액의 도포 방법으로서는 플렉소 인쇄, 잉크젯 인쇄, 혹은 스핀코트가 이용된다. 여기에서는 스핀코트를 이용하는데, 다른 방식을 이용하여도 결과는 동일하다. 배향막(53, 57)의 막 두께는, 예를 들어 500Å~800Å가 되도록 한다. 이어서, 각 배향막(53, 57)에 대하여 배향처리로서의 러빙 처리를 행한다. 러빙시의 러빙량은, 예를 들어 0.8㎜로 설정한다. 이에 따라, 각 배향막(53, 57)이 액정분자에 대하여 20°~60°정도의 프리틸트각을 발현할 수 있다.

다음으로, 제 1 기판(51)과 제 2 기판(54)을 접착한다. 제 1 기판(51) 상에는 사전에 씰재를 인쇄한다. 이어서, 제 1 기판(51)과 제 2 기판(54) 사이에 액정재료를 주입함으로써 액정층(60)을 형성한다. 액정재료에는 키랄재로서, 예를 들어 CB15가 첨가된다.

이상에 의하여, 본 실시형태의 액정소자가 완성된다. 이와 같은 본 실시형태의 액정소자는, 완성 시점에서는 액정층(60)이 스프레이 트위스트 상태로 배향하고 있다. 이때에는, 비교적 투과율(또는 반사율)이 낮아, 어두운 상태의 외관이 된다. 그리고, 액정층(60)에 세로전계를 주면, 액정층(60)의 배향이 리버스 트위스트 상태로 천이하여, 전계를 OFF로 한 후에도 그 상태가 유지된다. 이때에는, 비교적 투과율(또는 반사율)이 높아, 밝은 상태의 외관이 된다. 더욱이, 액정층(60)에 가로전계를 주면, 액정층(60)의 배향이 다시 스프레이 트위스트 상태로 천이하고, 전계를 OFF로 한 후에도 그 상태가 유지된다. 이때의 콘트라스트는 프리틸트각이 45°부근일 때가 가장 높고, 프리틸트각이 낮아질수록 콘트라스트도 낮아지는 경향이 있다. 특히, 프리틸트각이 20°미만이 되면 콘트라스트는 현저하게 저하하여, 스프레이 트위스트 상태와 리버스 트위스ㅌ 상태의 투과율의 차이(또는 반사율의 차이)가 거의 없어져서, 디스플레이로서 불충분한 것이 확인되었다.

다음으로, 상기의 액정소자가 가지는 메모리성을 이용한 저소비 전력 구동이 가능한 액정표시장치의 구성예에 대하여 설명한다.

도 6은, 액정표시장치의 구성예를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 액정표시장치는, 복수의 화소부(74)를 매트릭스 형상으로 배열하여 구성되는 단순 매트릭스형의 액정표시장치이고, 각 화소부(74)로서 상기한 액정소자가 이용되고 있다. 구체적으로는, 액정표시장치는, X방향으로 연장되는 m개의 제어선(B1~Bm)과, 이들 제어선(B1~Bm)에 대하여 제어신호를 주는 드라이버(71)와, 각각이 제어선(B1~Bm)과 교차하여 Y방향으로 연장되는 n개의 제어선(A1~An)과, 이들 제어선(A1~An)에 대하여 제어신호를 주는 드라이버(72)와, 각각이 제어선(B1~Bm)과 교차하여 Y방향으로 연장되는 n개의 제어선(C1~Cn 및 D1~Dn)과, 이들 제어선(C1~Cn 및 D1~Dn)에 대하여 제어신호를 주는 드라이버(73)와, 제어선(B1~Bm)과 제어선(A1~An)과의 각 교점에 설치된 화소부(74)를 포함하여 구성되어 있다.

각 제어선(B1~Bm, A1~An, C1~Cn 및 D1~Dn)은, 예를 들어 스트라이프 형상으로 형성된 ITO 등의 투명도전막으로 이루어진다. 제어선(B1~Bm)과 제어선(A1~An)이 교차하는 부분이 상기한 제 1 전극(52) 및 제 2 전극(55)으로서 기능한다(도 3을 참조). 또한, 제어선(C1~Cn)에 대해서는, 각 화소부(74)에 상당하는 영역에 설치되어 제 3 전극(58)으로서의 빗살 형상의 전극 가지(도 6에 있어서는 도시 생략)와 접속되어 있다. 마찬가지로, 제어선(D1~Dn)에 대해서는, 각 화소부(74)에 상당하는 영역에 설치되어 제 4 전극(59)으로서의 빗살 형상의 전극 가지(도 6에 있어서는 도시 생략)와 접속되어 있다.

도 6에 나타내는 구성의 액정표시장치의 구동법으로서는 다양한 방법이 생각된다. 예를 들어, 제어선(B1, B2, B3…)과 라인마다 표시 전환을 행하는 방법(선순차 구동법)에 대하여 설명한다. 이러한 경우에는, 상대적으로 밝은 표시(리버스 트위스트 상태)로 하고 싶은 화소부(74)에는 세로전계를 인가하고, 상대적으로 어두운 표시(스프레이 트위스트 상태)로 하고 싶은 화소부(74)에는 가로전계를 인가하면 된다.

예를 들어, 제어선(B1)에는 배향상태의 천이가 발생하지 않을 정도의 직사각형파 전압(예를 들어, 5V 정도로 150Hz)을 인가하고, 제어선(A1~An, C1~Cn 및 D1~Dn)에는 그것과 동기하거나, 혹은 반주기 어긋난 임계값 전압 정도의 직사각형파 전압(예를 들어, 5V 정도로 150Hz)을 인가한다.

상세하게는, 제어선(A1~An) 중, 밝은 표시로 하고 싶은 화소부(74)에 대응하는 제어선에는 제어선(B1)에 인가한 직사각형파 전압과 반주기 어긋난 직사각형파 전압을 인가한다. 이때, 제어선(C1~Cn 및 D1~Dn)에는 전압을 인가하지 않는다. 그에 따라, 화소부(74)의 액정소자에는 실효적으로 10V 정도의 전압(세로전계)이 인가되는 상태가 된다. 이러한 전압이 포화전압 이상이라고 하면, 액정층(60)에 배향상태의 천이를 발생시켜, 그 화소부(74)의 투과율을 변화시킬 수 있다. 한편, 제어선(A1~An) 중 표시를 변화시킬 필요가 없는 화소부(74)에 대응하는 제어선에는, 제어선(B1)에 인가되는 직사각형파 전압과 동기한 직사각형파 전압을 인가한다. 이때에도 제어선(C1~Cn 및 D1~Dn)에는 전압을 인가하지 않는다. 그에 따라, 그 화소부(74)에서는 실효적으로 전압이 인가되어 있지 않은 상태가 된다. 따라서, 액정층(60)에는 배향상태의 천이가 발생하지 않아, 투과율이 변하지 않는다.

또한, 제어선(C1~Cn 및 D1~Dn) 중 어두운 표시로 하고 싶은 화소부(74)에 대응하는 제어선에는, 제어선(B1)에 인가한 직사각형파 전압과 반주기 어긋난 직사각형파 전압을 인가한다. 이때, 제어선(A1~An)에는 전압을 인가하지 않는다. 그에 따라, 화소부(74)의 액정소자에는 실효적으로 10V 정도의 전압(가로전계)이 인가되는 상태가 된다. 이러한 전압이 포화전압 이상이라고 하면, 액정층(60)에 배향상태의 천이를 발생시켜, 그 화소부(74)의 투과율을 변화시킬 수 있다. 한편, 제어선(C1~Cn 및 D1~Dn) 중 표시를 변화시킬 필요가 없는 화소부(74)에 대응하는 제어선에는, 제어선(B1)에 인가되는 직사각형파 전압과 동기한 직사각형파 전압을 인가한다. 이때에도 제어선(A1~An)에는 전압을 인가하지 않는다. 그에 따라, 그 화소부(74)에서는 실효적으로 전압이 인가되어 있지 않은 상태가 된다. 따라서, 액정층(60)에는 배향상태의 천이가 발생하지 않아, 투과율이 변하지 않는다.

이상과 같은 구동을 제어선(B2, B3, …)으로 순차적으로 실행해 감으로써 도트 매트릭스 표시가 가능하게 된다. 이와 같은 구동에 의하여 전환된 표시상태는 반영구적으로 유지할 수 있다. 이 표시를 전환하기 위해서는 다시 제어선(B1)에서 상기 제어를 실행하면 된다. 한편, 여기에서는 이른바 단순 매트릭스형의 액정표시장치에 대하여 본 발명을 적용한 예를 나타내었는데, 박막 트랜지스터 등을 이용한 액티브 매트릭스형의 액정표시장치에 대하여 본 발명을 적용할 수도 있다. 액티브 매트릭스형의 액정표시장치의 경우에는 제어선(B1) 등의 라인마다 전환할 필요가 없어지므로, 전환시간을 단축할 수 있다. 또한, 임계값에 대하여 2배 이상의 전압의 인가도 가능하게 되므로, 더욱 고속으로 전환이 가능하다. 단, 한쪽 기판에 가로전계용과 세로전계용의 전극이 있으므로, 1화소당 2개의 박막 트랜지스터 등이 필요하게 된다.

(실시예 1)

한 방향으로 연장되는 라인 형상의 기둥 형상 스페이서를 가지는 액정소자를 제조하였다. 본 실시예에서는, 높이가 4㎛ 정도인 기둥 형상 스페이서를 한쪽 기판 상에 형성하였다. 감광성 수지재료를 도포시에는 스피너의 회전수를 600rpm으로 하였다. 또한, 기둥 형상 스페이서의 형상에 대응하여 라인 형상으로 개구된 네거티브 타입의 포토마스크(라인폭 40㎛, 라인피치 400㎛)를 이용하여 노광을 행하였다. 그 이외의 공정은 상기한 실시형태와 마찬가지이다. 이러한 라인 형상의 기둥 형상 스페이서는 액정층을 밀봉하기 위한 메인 씰재의 부분에는 형성되지 않는 것이 바람직하다. 이어서, 배향막으로서 통상적으로는 수직 배향막으로서 이용되는 재료의 측쇄밀도를 적합한 프리틸트각을 부여할 수 있도록 조정한 폴리이미드막을 이용하였다. 소성온도를 160℃~260℃ 사이로 설정하였다. 배향막의 형성방법으로서는 플렉소 인쇄, 잉크젯 인쇄, 혹은 스핀코트가 이용된다. 여기에서는 스핀코트를 이용하였는데, 다른 방식을 이용하여도 결과는 마찬가지이다. 배향막의 막두께는 500Å~800Å으로 하였다. 다음으로 러빙처리를 행하였다. 러빙시의 러빙량은 0.8㎜, 트위스트각(φ)은 70°로 하였다. 셀두께(d)는 4㎛로 하였다. 주입하는 액정재료에는 키랄재를 첨가하였다. 키랄재의 첨가량은 d/p=0.20~0.53이 되도록 하였다. 편광판은 서로의 투과축이 대략 직교하도록 하고, 또한 각 편광판의 투과축과 러빙방향이 15°가 되도록 배치하였다.

도 7의 (A) 내지 (D)는, 실시예 1의 액정소자의 현미경 관찰상을 나타내는 도면이다. 각 도면 중에서는, 상대적으로 밝게 보이는 영역이 스프레이 트위스트 상태(초기배향), 어둡게 보이는 영역이 리버스 트위스트 상태(세로전계에 의하여 스위칭된 영역)에 대응하고 있다. 종래에는 2개의 영역의 경계가 흐트러져서 지그재그 형상으로 되어 있고, 그 부분을 상세하게 관찰하면, 랜덤 산포된 구형상 스페이서를 연결하도록 영역의 경계선이 형성되어 있어, 구형상 스페이서의 위치에 의존하여 배향의 메모리 상태가 유지되고 있는 모습이 관찰되었다. 한편, 도 7의 (A) 내지 (D)에 나타내는 바와 같이 실시예 1에서는, 리버스 트위스트 상태에서 스프레이 트위스트 상태로의 천이가 라인 형상의 기둥 형상 스페이서를 따라서 막히는 모습이 관찰되었다. 상세하게는, 전계인가시의 상태가 도 7의 (A), (B), (C), (D)의 순서로 시계열로 나타나 있다. 세로전계를 발생시키기 위한 전극의 위치에도 의하지만, 스프레이 트위스트 상태의 영역과 리버스 트위스트 상태의 영역의 경계부(즉, 세로전계를 부여할 수 있는 전극의 단부)에 연장 방향을 맞춘 기둥 형상 스페이서에 의한 격벽을 설치함으로써, 이들 2개의 배향 영역을 비연속적인 상태로 하여, 기둥 형상 스페이서로 배향상태의 천이를 쌍방향으로 차단할 수 있어, 배향상태의 메모리성을 향상시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다. 이러한 실시예 1의 액정소자에 대하여 배향상태의 유지 안정성을 조사하기 위하여, 90℃에서 30분간 정도 가열하여 관찰한 바, 각각의 배향상태(스프레이 트위스트 상태 혹은 리버스 트위스트 상태)가 안정적으로 유지되어 있어, 가열 전후에서 스프레이 트위스트 영역과 리버스 트위스트 영역의 경계부에 변화가 없는 것도 확인하였다(도 7의 (D)를 참조). 한편, 종래의 액정소자의 스프레이 트위스트 배향 영역에서 보인 디스크리네이션 줄무늬가 실시예 1의 액정소자에서는 전혀 보이지 않는 것을 알 수 있었다. 디스크리네이션 줄무늬는 갭 컨트롤재인 구형상 스페이서를 연결하도록 형성되는 것을 알 수 있어, 갭 컨트롤재가 불필요한 본 실시예 1의 액정소자에서는 디스크리네이션 줄무늬을 없앨 수 있는 것으로 생각된다.

(실시예 2)

매트릭스 형상으로 배치된 도트 형상의 기둥 형상 스페이서를 가지는 액정소자를 제조하였다. 본 실시예에서는, 높이가 4㎛ 정도인 기둥 형상 스페이서를 한쪽 기판 상에 형성하였다. 감광성 수지재료를 도포시에는 스피너의 회전수를 600rpm으로 하였다. 또한, 기둥 형상 스페이서의 형상에 대응하여 도트 형상으로 개구된 네거티브 타입의 포토마스크(도트 사이즈 40㎛φ, 도트 밀도 3.8% 정도)를 이용하여 노광을 행하였다. 그 이외의 공정은 상기한 바와 같다. 이러한 도트 형상의 기둥 형상 스페이서는 액정층을 밀봉하기 위한 메일 씰재 부분에는 형성되지 않는 것이 바람직하다. 그 이외의 제조조건은 실시예 1의 경우와 마찬가지이다.

도 8은 실시예 2의 액정소자의 현미경 관찰상을 나타내는 도면이다. 도면 중에서는, 상대적으로 밝게 보이는 영역이 스프레이 트위스트 상태(초기배향), 어둡게 보이는 영역이 리버스 트위스트 상태(세로전계에 의하여 스위칭된 영역)에 대응하고 있다. 도 8로부터 스프레이 트위스트 상태의 영역과 리버스 트위스트 상태의 영역의 경계선이 깨끗한 직선 형상으로 되어 있는 것을 알 수 있다. 여기에서는 도 8에서 보이는 경계선과 세로전계를 인가하기 위한 전극의 단부는 거의 일치하고 있고, 이와 같이 도트 형상의 기둥 형상 스페이서의 위치와 전극의 위치를 맞춤으로써, 스프레이 트위스트 상태와 리버스 트위스트 상태의 경계선을 선명하게 할 수 있는 것을 알 수 있다. 한편, 상기와 같은 기둥 형상 스페이서의 배치를 얻기 위해서는 구형상 스페이서의 형성시의 노광에 있어서 포토마스크의 위치를 전극의 위치에 대응시켜 조정하면 좋은데, 특별히 공정을 추가하지는 않는다. 여기에서는 전극이 단부 형상이 직선형상인 경우에 대하여 설명하였는데, 전극의 단부 형상이 곡선형상이어도 좋다. 그러한 경우, 곡선의 위치에 맞추어 도트 형상의 기둥 형상 스페이서를 배치하도록 설계한 포토마스크를 이용하면 좋다. 한편, 기둥 형상 스페이서의 위치가 다소 바뀌었더라도 도트 밀도를 거의 같게 하면 성능이나 표시품질에 영향은 없다. 또한, 이때 기둥 형상 스페이서의 위치에 대해서는, 전극단부에 대하여 전극의 안쪽을 향하여 가장 짧은 거리의 기둥 형상 스페이서는 100㎛ 이내의 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 한편, 도 8의 실시예와 같이 기둥 형상 스페이서가 100㎛보다 크거나 불규칙한 경우에도, 화소를 형성하는 전극의 단부에서 안쪽을 향하여 100㎛ 이내의 영역에서 가장 짧은 거리에 있는 기둥 형상 스페이서가 전극의 단부 형상에 있었던 배치를 하고 있으면 상관없다. 또한, 본 실시예 2와 같이 도트 형상의 기둥 형상 스페이서를 이용한 경우에는, 실시예 1과 같은 라인 형상의 기둥 형상 스페이서를 이용한 경우에 비하여, 액정재료의 주입이 보다 쉬워진다. 이것은, 액정재료의 유동을 방해하는 요소가 적기 때문이다.

이상과 같이, 본 실시형태 및 각 실시예에 따르면, 2개의 배향상태 사이의 천이를 이용하는 액정소자의 고온환경 하에서의 메모리성을 향상시킬 수 있게 되고, 또한 디스크리네이션 줄무늬에서 기인하는 표시품질의 저하를 방지할 수 있게 된다.

그리고, 액정소자의 제조공정은, 기본적으로는 일반적인 액정소자의 제조공정과 거의 같아 비용 상승의 요인은 적다. 즉, 일반적인 액정소자와 같은 제조기술로 저렴하게 제조가 가능하다.

또한, 본 실시형태 등의 액정소자는, 표시를 전환할 때 이외에는 전력을 필료로 하지 않으므로, 초저소비전력 구동이 가능하고, 투과형 디스플레이, 반사형 디스플레이의 어떤 경우에도 적합한 디스플레이를 실현할 수 있다. 특히 반사형 디스플레이에 적용한 경우에는 이점이 크다.

그리고, 배향상태의 메모리성을 이용한 구동방법(선순차 전환법 등)의 적용이 가능하게 되므로, 박막 트랜지스터 등의 스위칭 소자를 이용하지 않고 단순 매트릭스 표시에 의하여 대용량의 도트 매트릭스 표시가 가능하다. 따라서, 낮은 비용으로 대용량 표시가 가능하게 된다.

한편, 본 발명은 상술한 실시형태의 내용으로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 예를 들어, 상기한 실시형태 등에서는 배향처리이 구체예로서 러빙처리를 들었는데, 이것 이외의 배향처리(예를 들어, 광배향법, 사방증착법 등)를 이용할 수도 있다. 또한, 설명 중에 든 수치조건 등에 대해서도 적합한 일례에 불과하며, 반드시 그들로 한정되지 않는다. 또한, 액정층을 구성하는 액정재료 중에 자외선 등에 의하여 중합 가능한 재료(모노머)를 첨가해 두고, 기판 사이로 액정재료를 주입한 후에 자외선 등을 조사함으로써 상기 모노머를 중합시켜도 좋다. 이 경우, 배향상태의 메모리성을 더욱 개선할 수 있다.

1: 상측기판
2: 하측기판
3: 액정층
51: 제 1 기판
52: 제 1 전극
53, 57: 배향막
54: 제 2 기판
55: 제 2 전극
56: 절연막
58: 제 3 전극
59: 제 4 전극
60: 액정층
61: 기둥 형상 스페이서
71, 72, 73: 드라이버
74: 화소부
A1~An, B1~Bm, C1~Cn, D1~Dn: 제어선

Claims (4)

1. 각각의 일면에 배향처리가 실시되어 있고, 대향배치된 제 1 기판 및 제 2 기판과,
   상기 제 1 기판의 일면과 상기 제 2 기판의 일면 사이에 설치된 액정층과,
   상기 제 1 기판의 일면과 상기 제 2 기판의 일면 사이에 설치된 복수의 기둥 형상 스페이서와,
   상기 액정층에 전계를 발생시키기 위해 전압을 인가하는 전압인가수단을 포함하고,
   상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판은, 상기 액정층의 액정분자가 제 1 방향으로 비틀어진 제 1 배향상태를 발생시키도록 상기 배향처리 방향을 설정하며, 또한 각각이 상기 액정층과의 경계면에 있어서 그 액정층의 액정분자에 부여하는 프리틸트각이 20°이상이고,
   상기 액정층은, 상기 액정분자가 상기 제 1 방향과는 반대인 제 2 방향으로 비틀어진 제 2 배향상태를 발생시키는 성질의 키랄재를 함유하고,
   상기 전압인가수단은 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판의 두께 방향을 따르는 전계인 세로전계를 발생시키기 위한 전극과, 상기 제 1 기판 및 상기 제 2 기판의 각 일면에 평행한 방향의 전계인 가로전계를 발생시키기 위한 전극을 가지고,
   상기 복수의 기둥 형상 스페이서는 상기 세로전계를 인가하기 위한 전극의 단부에 배치되는 액정소자.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 기둥 형상 스페이서의 각각은, 평면에서 볼 때 라인 형상 또는 도트 형상의 외형을 가지는 액정소자.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 전압인가수단에 의하여, 상기 세로전계가 발생됨으로써 상기 액정층이 상기 제 1 배향상태로 천이하며, 상기 가로전계가 발생됨으로써 상기 액정층이 상기 제 2 배향상태로 천이하는 액정소자.
4. 복수의 화소부를 구비하고, 그 복수의 화소부의 각각이 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 액정소자를 이용하여 구성된 액정표시장치.

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