KR20060011583A - 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents

강유전성 액정을 이용한 액정표시소자 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액정표시소자에 대한 것으로, 보다 상세하게는 강유전성 액정(Ferroelectric Liquid Crystal)을 이용한 액정표시소자(Liquid Crystal Display)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자는 서로 대향할 수 있는 하부 기판 및 상부 기판을 준비하는 단계; 상기 하부 기판 및 상부 기판의 내면에 각각 하부 전극 및 상부 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 전극 및 상부 전극 상에 배향 방향 정렬 공정을 이용하여 제 1 및 제 2 배향막을 형성하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 배향막 상에 각각 제 1 및 제 2 강유전성 액정을 도포하여 제 1 및 제 2 강유전성 액정이 도포된 하부 기판과 상부 기판을 형성하는 단계; 상기 하부 기판 및 상부 기판 액정표시소자를 상전이 하는 단계; 상기 상전이한 제 1 및 제 2 강유전성 액정이 도포된 하부 기판 및 상부 기판을 합착하는 단계; 상기 합착된 하부 기판 및 상부 기판 사이에 벌크 네마틱층을 주입하여 액정표시소자를 형성하는 단계 및 상기 액정표시소자의 회전 방향이 서로 반대인 제 1 및 제 2 강유전성 액정의 회전 방향을 일치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 제조방법으로 광시야각을 확보할 수 있고 응답속도를 증가시킬 수 있다.

Description

강유전성 액정을 이용한 액정표시소자 및 그 제조방법{LIQUID CRYSTAL DISPLAY USING FERROELECTRIC LIQUID CRYSTAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
도 1는 종래의 액정표시소자의 전압 온/오프(On/Off)시 액정 분자 배열의 변화를 나타내는 단면도.
도 2는 종래의 강유전성 액정이 도포된 경우의 액정표시소자의 일부 확대 단면도.
도 3은 종래의 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 일부를 개략적으로 도시한 확대 단면도.
도 4는 종래의 강유전성 액정이 도포된 액정표시소자의 문제점을 도시한 단면도.
도 5는 도7에 따른 투과율 및 응답속도에 대한 문제점을 도시한 도면.
도 6a는 본 발명의 제 1 실시예의 강유전성 액정이 도포된 액정패널의 단면도.
도 6b는 본 발명의 제 1 실시예의 강유전성 액정이 상전이 되는 액정패널의 단면도.
도 6c는 본 발명의 제 1 실시예의 강유전성 액정이 상전이 된 후의 액정패널의 단면도.
도 6d는 본 발명의 제 1 실시예의 상전이 된 강유전성 액정층의 회전 방향을 나타낸 단면도.
도 6e는 본 발명의 제 1 실시예의 재 상전이 과정을 나타낸 단면도.
도 6f는 본 발명의 제 1 실시예의 재 상전이 과정과 직류를 인가하는 과정을 나타낸 단면도.
도 6g는 본 발명의 제 1 실시예의 최종 단계 나타낸 단면도.
도 7a는 본 발명에 따른 액정표시소자에 대한 투과율 특성을 나타낸 도면.
도 7b는 본 발명에 따른 액정표시소자에 대한 응답속도(Response Time) 특성을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1000 : 하부 기판 1001 : 상부 기판
1100 : 제 1 배향막 1101 : 제 2 배향막
1200a : 강유전성 액정층
1200b : 상전이 과정에서의 네마틱(N*) 액정층
1200c : 강유전성 액정층
1200d : 재상전이 과정에서의 네마틱(N*) 액정층
1200e : 재상전이 후의 하부 강유전성 액정층
12001e: 상부 강유전성 액정층
1300a : 벌크 네마틱층 1300b : 아이소트로픽(Isotropic)층
본 발명은 화상 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강유전성 액정을 포함하는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : LCD) 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근, 계속해서 주목받고 있는 평판표시소자 중 하나인 액정표시소자는 액체
의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 이방성
을 변화시키는 소자로서, 종래 음극선관(Cathode Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮
고 부피가 작으며 대형화 및 고정세가 가능하여 널리 사용하고 있다.
통상적으로, 상기의 액정의 성질과 배향 패턴을 이용하여 여러 가지 액정표시소자의 배향 모드를 만들 수 있고, 그 대표적인 예가 바로 TN(Twisted Nematic) 모드 액정표시소자이다.
상기 TN 모드 액정표시소자는 액정 방향자가 상/하 기판들 사이에서 90° 각도로 트위스트(Twist) 되도록 배열한 후 전압을 가하여 액정 방향자를 제어하는 것으로, 이와 같은 구조의 TN 모드 액정표시소자는 전계가 인가되지 않은 경우, 상/하 방향에서 최대 투과율 특성을 보이며, 시야각 방향에 대해 대칭성을 보인다. 또한, 전계가 인가된 경우, 액정 분자들은 점차 전계방향에 평행하도록 배향되며, 일정 전압 이상이 기판 사이에 가해지는 경우에는 전기장의 방향으로 재배열하게 되어 액정 분자의 극각(Polar Angle)이 90°로 상기 상/하 기판 사이에서 수직하게 된다. 따라서, 상기 TN 액정표시소자는 시야각에 따른 C/R(Contrast Ratio)과 휘도 의 변화가 심하게 되어 광시야각을 구현할 수 없는 문제점이 있다.
상기와 같은 이유로, 수직 전기장에 의한 시야각 문제를 해결하기 위해 여러 가지 방식이 제안되었는데, 그 중 대표적인 것이 횡전계방식 액정표시소자이다.
도 1은 종래의 횡전계방식 액정표시소자의 전압 온/오프(On/Off)시 액정 분자 배열의 변화를 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 화소 전극(21) 및 공통 전극(22)에 전압이 인가되지 않을 경우(OFF), 액정 분자(5)들이 상기 화소 전극(21)과 공통 전극(22)에 나란하게 배향되어 있음을 알 수 있다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 화소 전극(21) 및 공통 전극(22)에 전압이 인가될 경우(ON), 상기 화소 전극(21)과 공통 전극(22) 사이에 횡전계(60)가 형성되고, 상기 횡전계(60)를 따라 액정 분자(5)들이 수평방향으로 배향됨을 알 수 있다.
그러나, 이러한 횡방향 전계(60)를 발생시키기 위하여, 횡전계방식의 액정 패널은 하부 기판(1)에 화소전극(21), 공통전극(22) 및 각각의 전극 배선(도시하지 않음)이 모두 존재하기 때문에 하부 광원의 빛에 의한 투과율 및 개구율이 저하되는 단점이 있다. 이로 인하여, 상기 횡전계방식의 액정 패널은 충분한 휘도를 얻기 곤란하였다.
도 2는 종래의 기판 상의 배향막 계면에 강유전성 액정이 도포된 경우의 액정표시소자의 일부 확대 단면도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 하부 기판(101) 상에 배향막(111)을 도포(Coating)하고 상기 배향막 계면에 강유전성 액정(141)를 도포한 후, 상전이 과정을 통하여 강유전성 액정 상으로 강유전성 액정층(141)을 형성한다.
상기 강유전성 액정(141)은 상전이하는 과정에서 자발분극(Spontaneous Polarization)이 발현된다. 상기와 같이 발현되는 자발분극은 전자의 밀도(Electron Density)가 높기 때문에, 극성의 성분이 강하여 상기와 같이 기판(101)상에 배향막(111)을 도포한 후 그 상에 강유전성 액정(141)를 도포한다.
상기 강유전성 액정(141)을 도포한 액정표시소자는 상전이 과정을 거치면서 상기 강유전성 액정은 공기와 배향막(111) 사이의 두 계면에 노출된다.
상기와 같이 발현되는 자발분극은 전자의 밀도(Electron Density)가 높기 때문에, 극성의 성분이 강하여, 상기 공기는 비극성 매질이고, 이에 비해 상대적으로 배향막은 극성의 매질이므로 자발분극 발현시 액정의 회전 방향이 기판(101)을 향하게 된다.
도 3은 종래의 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 일부를 개략적으로 도시한 확대 단면도이다.
도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 도 2에서와 같이 형성된 강유전성 액정층(141, 142)을 포함하는 하부기판(101)과 상부기판(102)을 합착하고, 상기 합착한 하부기판(101)과 상부기판(102) 사이에 벌크 네마틱 액정(200)을 주입할 경우, 상기 강유전성 액정(141a, 142a)의 회전 방향은 서로 역방향이 되어, 결국은 각각 서로의 회전을 방해하는(Break Up) 효과를 가지게 된다.
도 4는 종래의 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 문제점을 도시한 단 면도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 종래의 강유전성 액정표시소자는, 제 1 배향막과 상전이 후 제 1 강유전성 액정층(141)을 포함하는 하부 기판(101)과, 제 2 배향막(112)과 상전이 후 제 2 강유전성 액정층(142)을 포함하는 상부 기판(102)을 합착하고 벌크 네마틱 액정(200)을 주입한 액정표시소자이다.
이러한 상기 액정표시소자는 전압 인가시 도 4에 도시한 바와 같이, 하부 기판(101) 상의 제 1 강유전성 액정층(141)의 영향을 받는 유효 위상지연층(201)과 상부 기판(102) 상의 제 2 강유전성 액정층(141)의 영향을 받는 강유전성 액정(142)의 영향을 받는 회전억제층(203)을 나타낸다.
상기 하부 기판(101) 상의 제 1 강유전성 액정층(141)의 영향을 받는 유효 위상지연층(201)이 회전하려는 방향과, 상부 기판(102) 상의 제 2 강유전성 액정층(141)의 영향을 받는 회전억제층(202)은 서로 역방향으로 회전하려는 경향을 가지고 있다.
즉, 상기 유효 위상지연층(201)이 회전하려는 회전력의 반대방향의 회전을 하려하는 회전억제층(202)의 역회전력 때문에 전계방향으로의 회전이 용이하지 못하게 될 뿐아니라, 그 회전된 상태가 불안정하게 된다.
도 5는 도 4에 따른 투과율 및 응답속도에 대한 문제점을 도시한 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, X축은 시간(Time)을 ms로 나타내며 Y축은 투과율(Transmittance)을 %로 나타내고, 실선은 전압 인가시(ON)와 전압 비인가시(OFF)의 시간에 따른 투과율을 나타내고 있다.
상기 액정표시소자에 전압 비인가시(OFF)에는 일반적인 액정표시소자와 별다른 차이를 보이지 않는다. 하지만, 상기 액정표시장치에 전압인가시(ON)에는 시간에 따른 투과율은 진동 스위치(Oscillating Switching)의 특성을 나타낸다.
즉, 1차 회전 후 고정력에 의해서 회전된 액정이 역회전함으로써 휘도가 저하되고, 재 프레임(Flame) 신호시 액정이 다시 재회전되어, 결국은 효과적인 위상지연 효과를 나타내지 못할 뿐 아니라 응답속도가 느려지게 된다.
본 발명은, 종래의 액정표시소자의 상/하 강유전성 액정의 회전 방향이 서로 반대가 되는 것을 동일한 방향으로 회전하게 하기 위하여, 상기 종래의 액정표시소자에 재 상전이 과정에 직류를 인가함으로써 상기 강유전성 액정의 회전 방향을 일치 시켜 위상지연 효과 및 응답속도가 효과적으로 개선된 강유전성 액정을 이용한 계면구동에의한 액정표시소자의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 액정표시소자 제조방법은, 서로 대향할 수 있는 하부 기판 및 상부 기판을 준비하는 단계; 상기 하부 기판 및 상부 기판의 내면에 각각 하부 전극 및 상부 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 전극 및 상부 전극 상에 배향 방향 정렬 공정을 이용하여 제 1 및 제 2 배향막을 형성하는 단계; 상기 제 1 및 제 2 배향막 상에 각각 제 1 및 제 2 강유전성 액정을 도포하여 제 1 및 제 2 강유전성 액정이 도포된 하부 기판과 상부 기판을 형성하는 단계; 상기 하부 기판 및 상부 기판 액정표시소자를 상전이 하는 단계; 상기 상전이한 제 1 및 제 2 강유전성 액정이 도포된 하부 기판 및 상부 기판을 합착하는 단계; 상기 합착된 하부 기판 및 상부 기판 사이에 벌크 네마틱층을 주입하여 액정표시소자를 형성하는 단계 및 상기 액정표시소자의 회전 방향이 서로 반대인 제 1 및 제 2 강유전성 액정의 회전 방향을 일치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 강유전성 액정 액정표시소자의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 6a는 본 발명의 제 1 실시예의 강유전성 액정이 배향막 계면에 도포된 액정패널의 단면도이다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 전극 등을 구비한 하부 기판(1000)에 제 1 배향막(1100)을 형성하고, 강유전성 액정(1200a : SmC*)을 도포한다.
도 6b는 본 발명의 제 1 실시예의 강유전성 액정이 고온으로 상전이 되는 액정패널의 단면도이다.
도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 하부 기판(1000) 상에 위치한 상기 제 1 배향막(1100) 계면에 강유전성 액정(1200a)이 네마틱(N*) 액정층(1200b)으로 상전이 하는 온도까지 가온하면, 상기 강유전성 액정(1200a : SmC*)은 자발 분극을 잃어버린 일반적인 네마틱(N*) 액정층(1200b)으로 상전이 하게된다.
도 6c는 본 발명의 제 1 실시예의 강유전성 액정이 상온으로 상전이 된 후의 액정패널의 단면도이다.
도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 강유전성 액정(1200a : SmC*)을 가온하여 상전이 된 네마틱(N*) 액정층(1200b)을 냉각(Cooling)하면, 상기 네마틱 액정층(1200b)은 SmC*상으로 강유전성 액정층(1200c)을 형성하게 된다.
상기 상전이 과정은 자발분극이 없는 상기 네마틱(N*) 액정층(1200b)이 자발분극이 발현되는 강유전성 액정층(1200c)으로 변하는 것이다.
상기 자발분극을 가진 강유전성 액정이 공기와 배향막(1100) 사이의 두 계면에 노출될 경우, 상기 공기는 비극성 매질이며, 상대적으로 배향막(1100)은 극성 매질이므로 자발분극 발현시 액정의 회전 방향이 배향막(1100)을 향하게 된다.
본 발명의 제 1 실시예의 상전이 된 강유전성 액정층의 회전 방향을 나타낸 단면도이다.
도 6d에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 배향막(1100, 1101) 계면에 강유전성 액정층(1200c, 1201c)을 형성한 후, 상기 배향막(1100, 1101)과 강유전성 액정층(1200c, 1201c)을 포함하는 하부 기판(1000)과 상부 기판(1001)을 합착한다.
상기 합착한 상/하 기판(1000, 1001) 사이의 셀겝(Cell Gap)에 벌크 네마틱(Bulk Nematic) 액정(1300a)을 주입하면, 제 1 강유전성 액정층(1200c)과 제 2 강유전성 액정층(1201c)의 자발분극에 의한 회전 방향이 서로 반대인 강유전성 액정(1200c, 1201c)을 이용한 액정표시소자가 형성된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 하부 기판(101) 상의 제 1 강유전성 액정층(141)의 영향을 받는 유효 위상지연층(201)이 회전하려는 방향과, 상부 기판(102) 상의 제 2 강유전성 액정층(141)의 영향을 받는 회전억제층(202)은 서로 역방향으로 회전하려는 경향을 가지고 있어, 상기 유효 위상지연층(201)이 회전하려는 회전력의 반대방향의 회전을 하려하는 회전억제층(202)의 역회전력 때문에 전계방향으로의 회전이 용이하지 못하게 될 뿐아니라, 결국은 각각 서로의 회전을 방해하는(Break Up)하는 효과를 가지게 된다.
도 6e는 본 발명의 제 1 실시예의 재 상전이 과정을 나타낸 단면도이다.
상기 제 1 강유전성 액정층(1200c)과 제 2 강유전성 액정층(1201c)의 자발분극에 의한 회전 방향이 서로 반대인 강유전성 액정(1200c, 1201c)이 동일한 회전 방향을 갖도록 하기 위하여, 먼저 상전이를 해야한다(도 6a ~ 6d 참조).
상기 상전이를 위하여, 도 6e에 도시한 바와 같이, 상기 하부 기판(1000)과 상부 기판(1001) 상의 배향막(1100, 1101) 계면의 강유전성 액정층(1200c, 1201c)을 네마틱(N*) 액정층(1200d, 1201d)으로 상전이 하기 위한 온도까지 증가시킨다.
이때, 벌크 네마틱 액정(1300a)의 Tni(상기 벌크 네마틱 액정층(1200d, 1201d)이 아이소트로픽층(1300b)으로 상전이 하는 온도)온도에서 강유전성 액정층(1200c, 1201c) 상이 유지되고, 상기 온도 이상에서 강유전성 액정층(1200c, 1201c) 스메틱 상이 네마틱이나 스메틱 A(1200c, 1201c)로 전이되도록 적절하게 액정을 선택한다.
상기 강유전성 액정층(1200c, 1201c)을 네마틱(N*) 액정층(1200d, 1201d)으로 상전이 하기 위한 온도에서, 상기 강유전성 액정층(1200c, 1201c)은 가온에 의한 상전이로 인하여 네마틱(N*) 액정층(1200d, 1201d)으로 상전이 하게된다.
또한, 상기 강유전성 액정층(1200c, 1201c)을 네마틱(N*) 액정층(1200d, 1201d)으로 상전이 하기 위한 온도에서, 상기 합착한 상/하 기판(1000, 1001) 사이의 셀겝의 벌크 네마틱(Bulk Nematic) 액정층(1300a)은 아이소트로픽 액정층(1300b)으로 상전이하게 된다.
상기 하부 기판(1000)과 상부 기판(1001) 상의 배향막(1100, 1101) 계면의 강유전성 액정층(1200c, 1201c)을 상기 네마틱(N*) 액정층(1200d, 1201d)으로 상전이 하는 이유는 다음과 같다.
즉, 상기 하부 기판(1000)과 상부 기판(1001) 상의 배향막(1100, 1101) 계면의 강유전성 액정층(1200c, 1201c)이 상전이 된 상기 네마틱(N*) 액정층(1200d, 1201d)은 자발분극을 가지고 있지 않다.
따라서, 상기 상전이된 네마틱(N*) 액정층(1200d, 1201d)은 어떠한 방향성도 가지고 있지 않기 때문에 전계등의 주위의 영향에 의해 방향이 바뀔 수 있는 상태에 놓이게 되기 때문이다.
도 6f는 본 발명의 제 1 실시예의 재 상전이 과정에 직류를 인가하는 과정을 나타낸 단면도이다.
상기 도 6f는 상기 강유전성 액정층(1200c, 1201c)이 상전이한 네마틱(N*) 액정층(1200d, 1201d)이 다시 강유전성 액정층(1200e, 1201e : SmC*)으로 상전이 하면서 동일한 회전 방향을 갖도록 하기 위하여, 냉각(Cooling) 시키면서 직류를 인가하는 중간 과정을 나타낸 것이다.
상기 자발 분극을 발현되지 않는 네마틱(N*) 액정층(1300b, 1301b) 상을 자발 분극이 발현되는 상기 강유전성 액정층(1200e, 1201e) 상으로 전이하기 위하여 냉각하면서 동일 방향으로 흐르는 직류 전압을 인가한다.
상술한 바와 같이, 상기 네마틱(N*) 액정층(1300b, 1301b)을 냉각하면서, 직 류를 인가할 경우 상기 네마틱(N*) 액정층(1300b, 1301b)이 상기 강유전성 액정층(1200e, 1201e)으로 상전이 하면서 발현되는 자발 분극의 방향이 직류의 영향으로 상기 강유전성 액정층(1200e, 1201e)의 회전 방향이 동일하게 되는 것이다.
즉, 상기 직류를 인가함에 있어서, 데이터 패드에 (+)극성의 전압을 걸면 액정분자의 자발분극이 양의 방향이 되도록 정렬하고 (-)극성의 전압을 걸면 자발분극이 음의 방향이 되도록 정렬된다.
상기 도 6f의 과정은, 상기 벌크 네마틱 액정층(1300a) 상이 상전이 되어 형성된 아이소트로픽 액정층(1300b) 상이 다시 상기 벌크 네마틱 액정층(1300a) 상으로 상전이 되는 온도까지 냉각하지 않았기 때문에, 상기 아이소트로픽 액정층(1300b)은 다른 상으로 전이되기 전이다.
도 6g는 본 발명의 제 1 실시예의 최종 단계를 나타낸 단면도이다.
도 6g에 도시한 바와 같이, 상기 벌크 네마틱 액정층(1300a) 상이 상전이 하여 형성된 아이소트로픽 액정층(1300b) 상을 다시, 벌크 네마틱 액정층(1300a) 상으로 전이되도록 상온으로 냉각한다.
상기와 같이, 상온으로 냉각된 강유전성 액정을 이용한 액정표시장치는 상/하 기판(1000, 1001) 상의 배향막(1100, 1101) 계면에 동일한 회전바향을 갖는 강유전성 액정층(1200e, 1201e)과 셀겝에 벌크 네마틱 액정층(1300a)을 구비한 강유전성 액정을 이용한 액정표시장치가 된다.
도 7a 및 7b는 본 발명에 따른 액정표시소자에 대한 투과율 및 응답속도 특성을 나타낸 도면이다.
도 7a에 도시한 바와 같이, X축은 전압(Voltage)을 나타내며 Y축은 투과율(Transmittance)을 %로 나타내고, 실선은 전압에 따른 투과율 나타내고 있다.
종래의 하부 기판과 상부 기판상의 강유전성 액정층의 회전 방향이 서로 다른 경우의 액정표시소자는 도 4에 도시한 바와 같이, 하부 기판(101)에 위치한 강유전성 액정(141)의 영향을 받는 유효 위상지연층(201)과 상부 기판(102)에 위치한 강유전성 액정(142)의 영향을 받는 회전억제층(203)이 존재한다.
상기 유효 위상지연층(201)이 회전하려는 방향과 이와 회전방향이 다른 회전억제층(202)은 위상지연층(201)이 회전하려는 회전력의 반대방향의 회전 내지는 회전을 억제하는 고정회전력에 의하여 액정(200)의 회전이 용이하지 못하게 될 뿐 아니라, 그 회전된 상태가 불안정하게 된다(도 4 참조).
상기와 같은 이유로, 종래의 하부 기판과 상부 기판상의 강유전성 액정층의 회전 방향이 서로 다른 경우의 액정표시소자의 전압에 대한 투과율(2200)은 일반적인 액정표시소자의 투과율(2000) 보다 더 낮은 것을 알 수 있다.
하지만, 본 발명에 따른 동일한 회전 방향을 갖는 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자(도 6g 참조)는 상술한 바와 같이, 종래의 서로 다른 회전 방향을 갖는 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 문제점을 해소함으로서, 상기 일반적이 액정표시소자 보다 더 뛰어난 투과율(Transmittance) 뿐 아니라, 높은 전압에서도 투과율이 낮아지지 않고 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다.
일반적으로 응답속도는 가장 어두운 상태와 가장 밝은 상태 사이의 변화되는 시간을 기준으로 정한다. 화소의 밝기를 기준으로 하면 전압 인가시(On)와 전압 비인가시(Off) 시간(Time)으로, 액정 분자의 움직임을 기준으로 하면 라이징 타임(Rising Time)과 폴링 타임(Falling Time)으로 응답속도를 나타낸다.
도 7b에 도시한 바와 같이, X축은 시간(Time)을 ms로 나타내며 Y축은 투과율(Transmittance)을 %로 나타내고, 실선은 전압 인가시(ON)와 전압 비인가시(OFF)의 시간에 따른 투과율을 나타내고 있다.
또한 상기 도 7b에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 동일한 회전 방향을 갖는 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 경우(전압 인가시(2110)와 전압 비인가시(2120)), 종래의 서로 다른 회전 방향을 갖는 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 경우(전압 인가시(2010)와 전압 비인가시(2020)) 보다 빠른 응답속도를 보이는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 서로 다른 회전 방향을 갖는 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 액정층이 1차 회전 후 고정력에 의해서 회전된 액정이 역회전함으로써 휘도가 저하되고, 재 프레임(Flame) 신호시 액정이 다시 재회전되어, 결국은 효과적인 위상지연 효과를 나타내지 못할 뿐 아니라 응답속도가 느려지게 된다.
본 발명에 따른 동일한 회전 방향을 갖는 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자는 상기 문제점을 해소함으로서, 강유전성 액정의 특성인 빠른 응답 속도를 보인다.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명의 강유전성 액정을 이용한 상/하 전극을 구비한 액정표시소자의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상부와 하부 기판에 각각 전극을 구비함으로서 종래의 면내구동방식에서의 단점인 낮은 개구율을 증가시키는 효과를 갖는다.
둘째, 상전이 과정과 직류 인가의 과정을 통하여 상/하 강유전성 액정의 회전 방향을 일치시킴으로서 위상지연 효과를 증가시켜 투과율과 응답 속도를 증가 시켰다.
셋째, 조립과정에 내충격성이 약한 강유전성 액정에 충격이 가해져 액정의 초기 배열이 흐트러지더라도 온도 조절과 전압 재 인가를 통하여 용이하게 액정을 재 배향할 수 있다.
또한 본 발명은 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

Claims (5)

  1. 서로 대향할 수 있는 하부 기판 및 상부 기판을 준비하는 단계;
    상기 하부 기판 및 상부 기판의 내면에 각각 하부 전극 및 상부 전극을 형성하는 단계;
    상기 하부 전극 및 상부 전극 상에 배향 방향 정렬 공정을 이용하여 제 1 및 제 2 배향막을 형성하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 배향막 상에 각각 제 1 및 제 2 강유전성 액정을 도포하여 제 1 및 제 2 강유전성 액정이 도포된 하부 기판과 상부 기판을 형성하는 단계;
    상기 하부 기판 및 상부 기판 액정표시소자를 상전이 하는 단계;
    상기 상전이한 제 1 및 제 2 강유전성 액정이 도포된 하부 기판 및 상부 기판을 합착하는 단계;
    상기 합착된 하부 기판 및 상부 기판 사이에 벌크 네마틱층을 주입하여 액정표시소자를 형성하는 단계 및 상기 액정표시소자의 회전 방향이 서로 반대인 제 1 및 제 2 강유전성 액정의 회전 방향을 일치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 방향이 서로 반대인 제 1 및 제 2 강유전성 액정의 회전 방향을 일치시키는 단계는 강유전성 액정(SmC*)이 네마틱(N*) 액정 상으로 전이하는 온도 로 가열한 후 냉각하는 과정에 직류를 인가하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 직류 인가 과정에서 직류의 범위는 10V이내 인 것을 특징으로 하는 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 배향 방향 정렬 공정은 러빙 또는 광조사에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자의 제조방법.
  5. 상기 제 1 항 내지 4항 중 어느 한 항의 액정표시소자 제조방법에 의해 제조된 강유전성 액정을 이용한 액정표시소자.
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