KR20000004396A - 응답속도가 개선된 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 응답 속도가 개선된 액정 표시 장치를 개시한다. 개시된 본 발명은 소정 거리를 두고, 대향 배치되는 상하 기판과, 상기 상하 기판사이에 개재되는 액정을 포함하며, 상기 액정은 네마틱 액정에 강유전성 액정이 혼합된 물질인 것을 특징으로 한다.

Description

응답속도가 개선된 액정 표시 장치

본 발명은 응답 속도가 개선된 액정 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 액정내에 강유전성 액정을 첨가하여 응답 속도를 개선시키는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액티브 매트릭스 액정 표시 장치의 성능이 급속하게 발전됨에 따라, 액티브 매트릭스 액정 표시장치가 평판 TV 시스템 또는 휴대 컴퓨터용 고-정보량의 모니터와 같은 응용분야에 광범위하게 사용되게 되었다.

이러한 액티브 매트릭스 액정 표시 장치의 일반적인 구성은, 스위칭 소자와 화소 전극이 액티브 매트릭스 방식으로 배열된 하부 기판과, 하부 기판과 대향배치되며 컬러 필터 및 카운터 전극이 구비된 상부 기판과, 상기 하부 기판과 상부 기판 사이에 개재되는 액정을 포함한다.

여기서, 액정으로는 롱 레인지 오더(long range order) 특성을 갖는 네마틱(nematic) 액정이 가장 많이 이용된다.

이러한 액티브 매트릭스 액정 표시 장치는 화소 전극과 카운터 전극 사이에 전계가 형성되지 않을때는 각 기판 표면에 배치되는 배향막의 배향 상태에 따라, 액정이 배열되다가, 전계가 형성되면, 전계와 액정 분자의 광축이 평행하도록 배열된다.

그러나, 상기한 종래의 액정 표시 장치는 액정이 네마틱 상태임으로 인하여, 응답 속도가 수 ms대로 매우 느리다.

이에따라, 응답 속도를 개선하고자, 수직 배향 모드를 채택하거나 또는 카이랄 도펀트를 첨가하는 방법이 제안되었지만, 응답 속도가 그리 개선되지 않았다.

또한, 종래의 다른 방법으로, 상기 액정으로 자발 분극되는 특성을 갖는 강유전성 액정(ferroelectric liquid crystal)을 사용하는 모드가 제안되었다. 이 강유전성 액정을 사용하는 모드는 종래의 네마틱 액정을 사용하는 것에 비하여 응답속도가 1000배 이상 증가된다.

하지만, 액정으로 강유전성 액정만을 이용하게 되면, 액정 분자들이 모주 자발분극하여 원하지 않는 도메인이 발생되고, 컬러화를 실현하기 위하여 반드시 상하 기판 간의 거리를 2㎛ 이내로 유지시켜야 하므로 제작하기 어렵다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 셀갭에 구애받지 않으면서도 빠른 응답 속도를 동작할 수 있는 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 단면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 하부 기판 2 : 화소 전극

3,7 : 배향막 5 : 상부 기판

6 : 카운터 전극 8a : 편광자

8b : 분해자 10 : 액정

10a : 네마틱 액정 분자 10b : 강유전성 액정 분자

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치는, 소정 거리를 두고, 대향 배치되는 상하 기판과, 상기 상하 기판사이에 개재되는 액정을 포함하며, 상기 액정은 네마틱 액정에 강유전성 액정이 혼합된 물질인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 네마틱 액정에 액정 분자의 진행 방향을 향하여 분극을 발생시키는 강유전성 액정을 혼합하여, 네마틱 액정 분자의 움직임을 촉진시키므로써, 응답 속도를 개선한다.

(실시예)

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.

첨부한 도면 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 액정 표시 장치를 나타낸 단면도이다.

본 실시예에서는 수직 배향 모드를 예를들어 설명하도록 한다.

먼저, 도 1a에 도시된 바와 같이, 하부 기판(1) 상에는 화소 전극(2)이 형성되어있고, 화소 전극(2) 상에는 수직 배향막(3)이 형성되어 있다.

대향하는 상부 기판(5)의 내측면에는 카운터 전극(6)이 형성되어 있으며, 카운터 전극(6) 상부에는 수직 배향막(7)이 형성되어 있다.

하부 기판(1)의 외측면에는 입사되는 빛을 일정한 방향으로 편광시키는 편광자(8a)가 설치되어 있고, 상부 기판(5)의 외측면에는 편광자(8a)에 의하여 편광된 빛을 2차적으로 편광시키는 분해자가 설치되어 있다. 이때, 편광자(8a)의 편광축과 분해자(8b)의 분해축은 직교하는 방향을 갖는다.

상하 기판(1,5) 사이에는 본 발명에 따른 액정(10)이 개재된다. 본 발명에 따른 액정(10)은 응답 속도를 개선하기 위하여, 네마틱 액정내에 강유전성 액정을 첨가한 것으로서, 도면에서 10a로 표시된 것을 네마틱 액정 분자를 나타내고, 10b로 표시된 것은 강유전성 액정 분자를 나타낸다. 상기 액정(10)은 전계 인가시, 전계와 수직 방향으로 틀어지는 유전율 이방성이 음인 액정이다.

이때, 강유전성 액정 분자의 양은 전체 액정의 0.01 내지 10% 정도로 첨가함이 바람직하다.

여기서, 상기 강유전성 액정분자(10b)들은 공지된 바와 같이 자발 분극 특성을 갖는다. 즉, 액정 분자(10b)가 기판 표면에 수직으로 배열되었을 경우에는 기판과 수평한 방향 즉 단축 방향으로 자발 분극이 발생되고, 액정 분자(10b)가 기판 표면과 수평으로 배열되었을때는 단축 방향으로 자발 분극이 발생된다.

이에따라, 도 1a에 도시된 바와 같이, 화소 전극(2)과 카운터 전극(6) 사이에 전계가 형성되기 이전에는, 수직 배향막(3,7)의 영향으로 액정분자(10a,10b)의 장축은 기판면과 수직을 이루도록 배열된다. 이때, 강유전성 액정 분자(10b)는 액정 분자의 단축 방향으로 자발 분극이 발생된다.

이러한 상태에서, 화소 전극(2)과 카운터 전극(6) 사이에 도 1b에 도시된 바와 같이, 전계가 형성되면, 액정 분자(10a, 10b)들은 전계와 수직을 이루도록 틀어진다. 이때, 강유전성 액정 분자(10b)들의 분극 방향은 액정 분자(10a,10b)들이 틀어지는 방향과 일치하므로, 액정 분자(10a)들이 더욱 빠른 속도로 틀어지게 한다.

그후, 강유전성 액정 분자(10a)들은 다시 액정 분자의 장축 방향, 즉, 기판면과 수직인 방향으로 자발 분극이 발생되어, 전계가 걸리지 않을 때, 빠르게 초기 상태로 돌아가도록 한다.

이와같이 네마틱 액정내에 강유전성 액정을 첨가하면, 강유전성 액정에 의하여 네마틱 액정의 응답 속도가 증가된다. 아울러, 액정(10)이 강유전성 액정만으로 된 것이 아니고, 네마틱 액정과 강유전성 액정의 혼합물로 됨에 따라, 셀갭을 좁게할 필요가 없으므로, 제작이 용이하다.

본 실시예에서는 상하 기판 내측면에 각각 전극이 형성되고 전극 표면에 수직 배향막이 구비된 수직 배향 모드에 대하여만 설명하였지만, 하측 기판 표면에만 액정 구동 전극이 형성되고 수평 배향막이 구비된 IPS 모드의 액정으로 적용하여도 동일한 효과를 발휘하며, 그밖의 네마틱 액정을 주성분으로 하는 모든 액정 표시 장치에 모두 적용,가능하다.

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명에 의하면, 네마틱 액정에 액정 분자의 진행 방향을 향하여 분극을 발생시키는 강유전성 액정을 혼합하여, 네마틱 액정 분자의 움직임을 촉진시키므로써, 응답 속도를 개선한다.

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.

Claims (3)

1. 소정 거리를 두고, 대향 배치되는 상하 기판;

   상기 상하 기판사이에 개재되는 액정을 포함하는 액정을 포함하는 액정 표시 장치로서,

   상기 액정은 네마틱 액정에 강유전성 액정을 전체 액정양의 0.01 내지 10% 정도 혼합된 물질인 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 상하기판 내측면 각각에는 액정 구동용 전극이 구비되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 하부 기판 내측면 표면에 액정 구동용 전극들이 모두 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.