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KR20000009518A - 광시야각을 갖는 수직배향 액정표시소자 - Google Patents

광시야각을 갖는 수직배향 액정표시소자 Download PDF

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KR20000009518A
KR20000009518A KR1019980029992A KR19980029992A KR20000009518A KR 20000009518 A KR20000009518 A KR 20000009518A KR 1019980029992 A KR1019980029992 A KR 1019980029992A KR 19980029992 A KR19980029992 A KR 19980029992A KR 20000009518 A KR20000009518 A KR 20000009518A
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KR
South Korea
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liquid crystal
crystal display
display device
slit pattern
vertical alignment
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노봉규
Original Assignee
노봉규
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Publication date
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Abstract

본 발명은 광시야 수직배향(vertical align) 액정표시소자에 관한 것이다. 다중구역 수직배향 액정표시소자를 만들기 위하여 한쪽 기판(2)만 러빙하고, 대향하는 기판(1)은 투명도전막을 식각하여 슬릿패턴(slit pattern)(7)을 두거나, 플로팅(floating)전극(30)을 두어 측면전기장(lateral field)을 유도하여 광시야각을 실현할 수 있다. 그러나 종래에는 러빙방향(14), 선경사각, 슬릿패턴의 폭, 플로팅 전극의 폭 등이 최적화되지 않았다. 본발명에서는 러빙방향을 최적화하여 광시야각이 되도록 액정분자 배향을 조절하였다. 슬릿패턴의 장축방향으로 대향기판을 러빙하면, 슬릿패턴의 경계면에서의 측면전기장의 방향과 대향기판의 러빙방향이 경계조건이 되어 액정분자의 배향이 결정된다. 액정분자는 오른손 트위스트된 배향과 왼손 트위스트된 배향과 평행배향이 디스크리네이션이 없이 연속적으로 생기도록 러빙방향과 슬릿패턴의 폭을 정해야 시야각이 넓고 투과율이 우수한 액정표시소자를 실현할 수 있다. 본발명의 액정표시소자는 멀티미디어용 모니터의 화면소자로 쓰일 수 있다.

Description

광시야각을 갖는 수직배향 액정표시소자
본 발명은 한쪽 기판(2)만 러빙하고, 대향하는 기판(1)은 투명도전막을 식각하여 슬릿패턴(slit pattern)(9)을 두어 슬릿패턴(7) 주위에 유도되는 측면전기장(lateral field)으로 액정분자의 방위각을 제어하는 다중구역(multi domain) 수직배향(vertical align) 액정표시소자에 관한 것이다. 본 발명은 슬릿패턴과 슬릿패턴 사이에 오른손 방향으로 꼬인 액정배향구조와 왼손으로 꼬인 액정배향구조가 연속적으로 나타나게하여 시야각을 넓혔다.
수직배향 액정표시소자(vertical aligned LCD)는 음의 액정(4)을 주입하는데, 전압이 걸리지 않았을 때는 액정분자의 장축이 배향막 평면에 수직배열하고, 문턱치 이상의 전압이 걸리면 액정분자의 장축이 배향막 평면으로 눕는다. 수직배향 액정표시소자는 부의 위상차판을 부치면 시야각을 크게할 수 있다. 단일구역 수직배향 액정표시소자(single domain vertical aligned LCD)는 편팡판의 투과축과 45°를 이루는 방위각에서 계조반전이 크다. 따라서 광시야각을 실현하려면 다중구역(multi-domain)을 갖는 구조로 액정셀을 만들어야한다. 수직배향 액정 표시소자에서 다중구역을 만드는 종래의 방법으로는 SE(Surrounding Electrode)법이 있다. 도1은 일본의 산요(Sanyo)사에서 1995년에 발표한 SE법을 적용한 TFT LCD의 단면도이다. TFT 유리기판(1)과 공통전극 유리기판(2)에 수직배향막(3,3')을 입히고, 유전이방성이 음인 액정(4)을 주입하면, 액정층에 전압이 걸리지 않는 상태에서는 액정분자배열은 수직배향이 되고, 문턱치 이상의 전압을 걸어주면 화소전극(5)과 공통전극(6)의 가운데 식각된 슬릿패턴(7) 사이에 측면전기장이 걸리고, 액정분자의 장축이 측면전기장 수직방향으로 눕는다. 제1도에서 액정층에 그린 곡선들은 전기장을 나타낸 것이다. 슬릿패턴 가운데 부분을 경계로 액정분자의 눕는 방향이 달라진다. 따라서 슬릿패턴 가운데는 액정분자가 눕지 않는 디스인크리네이션 선(disinclination line)이 생긴다. 제1도에서 액정배향조절전극(12,12')과 화소전극(5) 사이에 생기는 측면전기장은 화소전극과 슬릿패턴 사이에 생기는 전기장과 나란하여, 화소전극 모서리에서 액정분자의 눕는 방향을 제어한다. 도1에서 TFT는 탑게이트(top gate) 방식으로, 비정질 실리콘(a-Si)막(10)에 들어오는 빛을 차단하는 빛가림 금속막(13)과, 소스전극(8), 드레인전극(9), 게이트전극(11)이 있다.
수직배향 액정표시소자는 편광판과 검광판의 투과축(15,16)을 서로 수직하게 두므로, 전압이 걸리지 않았을 때의 화면이 어두운 상태가 된다(normally black). SE방식은 보통 4구역으로 나누어 액정분자를 배향하는데, 각각의 구역에서 액정분자는 평행배향이다. SE방식의 수직배향액정표시소자는 구역과 구역 사이 또는 슬릿패턴의 가운데 부분에서 디스인크리네이션 선으로 투과용이 떨어진다. 투과율이 떨어지는 것을 막기 위하여 화소전극(5)에는 슬릿패턴(7)을 만들고, 대향하는 공통전극의 수직배향막(3)을 러빙하면 문턱치 이상의 전압이 걸렸을 때의 디스인크리네이션 선이 없는 액정배향구조를 만들 수 있다. 즉 상하 두 수직 배향막 가운데 한 곳은 러빙처리하고, 대향하는 다른 기판에는 폭이 2∼10㎛인 슬릿패턴들의 장축방향을 달리하면, 공정을 단순화한 다중도메인을 실현할 수 있다. 한쪽 기판의 액정분자의 경계조건은 러빙방향이 되고, 대향하는 기판의 액정분자 배향의 경계조건은 슬릿패턴에 유도되는 측면전기장이 되는 액정표시소자의 모드를 앞으로 LFIMD(Lateral Field Induced Multi Domain)모드라고 한다. 도2는 종래의 LFIMD 수직배향 액정표시소자의 러빙방향과 화소전극모양이다. 화소전극(5) 안에는 쉘브론 구조로 슬릿패턴(7)이 형성되어 있다. 슬릿패턴의 장축이 구역1(21)과 구역2(20)에서 상하로 대칭방향으로 서로 다르다. 슬릿패턴(7)부분은 투명도전막이 식각된 부분이다. 종래 LFIMD모드에서 공통전극(6) 배향막(3)의 러빙방향은 슬릿패턴의 상하 대칭이 유지되는 방향과 나란하게 하였다. 편광판과 검광판 가운데 하나는 투과축(15,16)이 러빙방향과 같이 두고, 다른 하나의 투과축은 러빙방향에 수직하게 두었다. 측면전기장이 생기는 이유는 슬릿패턴의 장축이 매우 긴경우를 가정하면 간단히 알 수 있다. 투명도전막이 남아있는 부분은 등전위가 되므로 슬릿패턴의 장축방향으로 나란하게 등전위 곡선이 형성된다. 등전위 곡선의 수직방향으로 전기장이 형성되므로 측면전기장은 슬릿패턴의 단축방향으로 유도된다. 등전위곡선은 화소전극의 상하방향(액정셀 두께 방향)으로도 생기므로 상하방향의 전기장 성분도 생긴다. 상하방향의 전기장은 슬릿패턴의 가운데를 중심으로 미러대칭(mirror symmertry)이다. 슬릿패턴에 대향하는 기판을 러빙하지 않고 액정층에 문턱치 이상의 전압이 걸렸을 때는 슬릿패턴의 가운데를 중심으로 디스인크리네이션 선이 생긴다. 도3은 슬릿패턴의 장축방향과 대향하는 기판의 러빙방향을 나타낸 것이다. 도3은 위에서 유리기판면으로 투사시켜 본 것이다. 대향하는 기판의 러빙방향(14)과 슬릿패턴(7)의 장축이 이루는 예각 방향으로 이루는 각을 θ라고 한다. 화소전극의 폭 d1이 작을수록, 액정셀의 두께가 얇을수록, 슬릿패턴의 폭 d2가 클수록 측면전기장이 강해진다. 액정층에 문턱치 이상의 전압이 걸리면, 공통전극 유리기판에서의 러빙방향이 액정분자의 방위각이 되고, 선경사각은 수직배향막의 재료와 러빙강도와 러빙천의 파일뎁쓰(file depth)에 따라 달라진다. 화소전극과 공통전극 사이에 문턱치 이상의 전압이 걸리면, TFT 유리기판에서의 액정분자의 방위각은 전기장의 수직방향인 슬릿패턴의 장축방향이 되고, 선경사각(pretilt angle)은 슬릿패턴의 한 가운데는 90°이고 가운데를 중심으로 양쪽은 (90°-Δθ)와 (90°+Δθ)가 된다. 여기에서 Δθ는 아주 작은 각을 의미한다. 액정은 1∼3㎛ 내에서는 연속 탄성체와 같이 주위의 배열의 영향을 받으므로 슬릿패턴의 단축방향의 폭이 2∼6㎛ 사이에는 디스인크리네이션 선이 없이 선경사각이 연속적으로 변한다. 따라서 슬릿패턴에서 액정분자의 선경사각의 평균은 90°이므로, 액정분자의 눕는 방향은 공통전극 유리기판의 러빙방향과 슬릿패턴의 장축방향인데, 슬릿패턴의 장축방향은 양방향성이므로, 이 중 한 방향을 선정해 눕는다.
슬릿패턴의 양방향을 모두 고려해보면, 하나는 트위스트각이 90°이내이고 다른 하나는 90°보다 큰 각이 된다. 하나가 시계방향으로 돌면, 다른 하나는 반시계방향으로 돈다. 탄성 에너지가 낮은 쪽인 트위스트각이 90°이내인 부분으로 트위스트될 확율이 높다. 공통전극 유리기판에서 선경사각이 낮을수록 슬릿패턴의 폭이 커도 디스인크리네이션 선이 없이 한 구역에서 단일배향이 된다.
종래의 LF1MD 모드는 러빙방향과 슬릿패턴의 장축이 이루는 각 θ에 따라서 투과율이 결정되는데, 투과율도 높고 시야각도 넓게하려면 θ가 90°가까워야한다. 그러나 θ가 90°근방이 되면 구역1과 구역2에서 슬릿패턴의 장축방향이 같게되어 액정분자의 배향이 불안정해진다. 따라서 종래에는 액정분자의 배향이 안정되는 조건인 θ가 보통 60∼70°근방으로 설정하여 편광투과효율이 60∼70% 정도로 투과율이 낮아 화면이 어두웠다.
도1 SE법을 쓴 수직배향 TFT 액정표시소자의 단면도
도2 종래의 LFIMD 수직배향 액정표시소자의 러빙방향과 화소전극 모양
도3 슬릿패턴(slit pattern)의 장축과 러빙방향이 이루는 각
도4 본 발명의 LFIMD 수직배향 액정표시소자의 러빙방향과 화소전극 모양
도5 액정층에 문턱치보다 낮은 전압이 걸렸을 때의 본 발명의 액정분자배열의 한 예
도6 액정층에 문턱치보다 높은 전압이 걸렸을 때의 본 발명의 액정분자배열의 한 예
도7 액정층에 문턱치보다 높은 전압이 걸렸을 때의 본 발명의 액정분자배열의 한 예
도8 액정층에 문턱치보다 높은 전압이 걸렸을 때의 본 발명의 액정분자배열의 한 예
도9 러빙된 수직배향막의 선경사각에 따른 액정셀의 위상변화
도10 선경사각에 따른 본 발명의 수직배향 액정표시소자의 최대 명암대비율
도11 본발명의 액정셀의 위치에 따르는 액정분자의 경계조건
도12 플로팅전극을 쓴 본발명의 러빙방향과 편광판의 투과축 방향
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 TFT 유리기판 2 공통전극 유리기판 3,3' 수직배향막
4 음의 액정 5 화소전극 6 공통전극
7 슬릿패턴 8 소스전극 9 드레인전극
10 비정질실리콘 11 게이트전극 12, 12' 액정배향조절전극
13 빛가림 금속막 14 러빙방향 15 편광판의 투과축
16 검광판의 투과축 20 구역2 21 구역1
30 플로팅전극
도4는 본발명의 LFIMD의 러빙방향과 화소전극을 유리기판 면에 투사시켜 본 모양이다. 러빙방향(14)을 제외한 나머지는 도2와 같다. 종래에는 러빙방향을 슬릿패턴의 장축 장축방향에 대하여 대칭이 되도록 하였으나, 본 발명에서는 두 슬릿패턴의 장축방향 가운데 하나를 선정하여 그 방향으로 러빙하였다. 도4에서는 구역1(21)의 슬릿패턴의 장축방향으로 대향전극을 러빙하였다. 도5는 액정층에 전압이 걸리지 않았을 때의 구역1에서 슬릿패턴(7) 장축의 수직방향으로 본 액정셀의 단면이다. 아래기판(1)에서는 액정분자(4)가 90°완전한 수직배향이 되므로 트위스트각은 변형이 최소가 되는 조건으로부터 위기판(2)의 트위스트 각과 같다. 윗기판은 러빙처리된 것으로 선경사각이 약 85°라 하면, 각각의 지점 A, B, C, D, E에서의 액정배향은 경사각만 약간 변하고 트위스트각은 윗기판과 같은 수직배향이 된다. 표1은 각각의 지점에서 선경사각과 트위스트각 그리고 배향구조를 나타낸 것이다.
윗기판(2)의 선경사각이 90°보다 작을 때의 빛의 누설은 아래 식(1)으로 구할수 있다. 윗기판의 선경사각을 θ라고 하면 아래기판에서는 완전한 수직배향이므로 액정셀 전체에서의 평균 선경사각(θ')은 대략 (θ+90)/2가 된다.
도9는 액정층의 이상굴절률 ne가 1.6이고, 정상굴절률이 1.5이고, 액정층의 두께가 5㎛였을 때의 윗기판의 선경사각에 따른 액정셀의 위상차를 나타낸 것이다. 도10은 선경사각에 따른 LFIMD 모드가 낼 수 있는 최대 명암대비율(contrast ratio)이다. 모니터에서 요구되는 규격이 보통 명암대비율(contrast ratio)이 300이상이므로 공통전극기판의 선경사각이 80°보다 크게 러빙한다. 공통전극(2)의 배향막의 선경사각이 90°에서 벗어날수록 위상차가 커져서 액정층에 전압이 걸리지 않은 상태에서도 빛이 누설이 된다. 그러나 선경사각이 80°이상이면 문제가 되지 않는다.
도6은 액정층에 문턱치 이상의 전압이 걸렸을 때의 도4의 구역1(21)에서의 액정분자의 배향을 나타낸다. 화소전극과 공통전극 사이의 액정층에 문턱치 이상의 전압이 걸리면, TFT유리기판(1)에서의 액정분자의 방위각은 측면전기장에 의하여 유도된다. 특히 TFT유리기판(1)의 슬릿패턴(7)과 화소전극(5)의 모서리에서는(B,D) 측면전기장에 수직방향으로 액정분자가 배열된다. 슬릿패턴의 폭 d2를 조절하면 액정분자의 눕는 각의 크기를 조절할 수 있다. 슬릿패턴의 가운데 A, E와 화소전극(5)의 가운데 C에서는 액정분자의 선경사각이 좌우 대칭이 된다. A, E, C 액정분자는 좌우 대칭이지만 상하로는 공통전극기판(2)이 러빙되어 있어 비대칭이므로 액정분자는 유리기판면으로 눕게 되는데, 액정분자 변형이 최소가 되는 조건으로부터 트위스트 각을 결정된다. 윗기판(2)은 러빙방향(14)이 y축이고, TFT 유리기판 A, C, E에서는 경사각이 좌우 대칭이므로 x축 방향으로 눕기는 어렵다. A, C, E에서 액정분자는 측면전기장과 수직전기장의 좌우 대칭조건과 액정문자의 변형이 최소가 되는 조건으로부터 y축 방향이 된다. +y축으로 액정분자가 눕는 경우는 A, C, E에서 벤드(bend)배향이 되고, -y축으로 눕는 경우에는 평행배향이 된다. 평행배향이 벤드배향 보다 액정분자의 변형이 적으므로 -y축으로 눕는다. 따라서 A, B, C, D, E에서의 위아래 기판에서의 액정분자의 경계조건과 액정분자의 배열은 표2와 같다.
도11에는 B와 A, C, E에서와 D에서의 액정분자의 경계조건이 나와있다. TFT 유리기판과 공통전극 유리기판의 배향막에서 액정분자의 경계조건으로부터 연속체 이론을 써서 액정배향구조를 알 수 있다. A, B, C, D, E에서는 액정분자는 연속적으로 변한다. 따라서 편광판의 투과축을 45°에 두고, 검광판의 투과축을 검광판의 투과축에 수직으로 두면 A, C, E에서는 평행배향된 액정분자의 굴절율 이방성에 의한 위상의 변화로 빛이 투과되고, B에서는 왼손방향으로 트위스트된 액정분자의 선광성(optical activity)에 의하여 빛이 투과되고, D에서는 오른방향으로 트위스트된 액정분자의 선광성(optical activity)에 의하여 빛이 투과된다. A, B, C, D, E 각각의 사이 사이에서는 트위스트된 액정분자의 선광성과 평행배향된 액정분자의 굴절율 이방성으로 빛이 투과된다. 따라서 전반적으로 빛의 투과율이 높다. 최대 투과율을 높이려면 편광판의 투과축이 러빙방향과 45°인 부분에서 편광판의 투과축을 변화시켜가면서 투과율이 최대가 되는 편광판의 투과축을 찾는다. 평행배향된 액정분자의 광투과용은 편광판의 광축에 대하여 액정분자의 장축이 45°였을 때가 최대가 되지만 선광성에 의한 것은 액정분자의 장축과 편광판의 투과율이 일치했을 때이므로, 두 성분의 합이 최대가 되는 편광판의 투과축과 러빙각이 30∼60°사이에서 맞춘다. 선광성에 의한 투과율이 최대가 되려면 위아래기판에서의 액정분자의 선경사각의 평균값이 비슷해야한다. 윗기판의 선경사각은 러빙밀도에 따라 달라지고, 아래기판에서는 슬릿패턴의 폭에 따라서 달라진다. 아래기판의 슬릿패턴의 폭을 대략 5∼15㎛ 사이에 두고, 위기판의 선경사각은 84∼88°가 되도록 공정조건을 맞춘다. 수직배향막의 러빙방향이 슬릿패턴의 장축방향과 θ만큼 다르면, 트위스트된 각이 한쪽은 90-θ로 다른 한 쪽은 90+θ가 된다. θ가 30°미만이면 수직배향액정표시소자는 어느 정도 동적 안정성을 갖는다. 그러나 이 경우에는 선경사각이 85°보다 낮아야되므로 명암대비율은 떨어지고, 트위스트각이크므로 반응이 느린 단점이 있다.
도7은 도4의 구역2에서의 액정층에 문턱치 이상의 전압이 걸렸을 때의 슬릿패턴의 장축에 수직한 방향으로의 액정셀의 단면도이다. 슬릿패턴의 장축방향이 구역1과 다르므로 공통전극기판의 러빙방향이 x축이 된다. 표3은 도7의 A, B, C, D, E에서의 아래위 방향으로 액정분자의 배열이다. B에서는 전압이 작으면 밴드(bend)구조가 되고, 전압이 크면 180°트위스트된 구조가 된다. 액정층에 걸어준 전압에 따라서 배향구조가 비 연속적으로 달라지는 경우에는 전기광학투과곡선의 히스테리시스(hystresis)때문에 생기는 표시불량이 없도록 배향막에서의 경계조건을 잘 설정해야한다.
도12는 슬릿패턴 대신에 플로팅전극(30)을 쓴 것이다. 플로팅전극의 전압은 플로팅전극(30)이 화소전극(5)과 공통전극(6) 사이에 이루는 전기용량(capacitance) 비에 따라서 달라진다. 플로팅전극과 공통전극 사이의 액정층에 의한 전기용량을 CLC; 플로팅전극과 화소전극 사이의 측면전기장에 의한 전기용량을 CFL; 화소전극에 유도된 전압을 V; 공통전극에 유도된 전압을 편의상 접지 전압으로 보면, 플로팅전극에 유도되는 전압 VFL은 아래 식과 같다.
플로팅전극과 화소전극 사이의 떨어진 폭과 플로팅전극의 폭으로 플로팅전극에 유도되는 전압을 조절할 수 있다. (2)식에서 CLC이 CFL에 비하여 매우 크면, 플로팅전극과 공통전극의 전압 차이가 적어지므로 구동전압이 올라간다. 구동전압 설정에 따라서 CLC와 CFL의 비율을 정하는데, 화소전극에 걸린 전압이 문턱치 이하에서 그 비율이 2:3에서 1:4 사이값으로 둔다. 이 경우 5V 구동 액정이라면, 화소전극에 10V를 걸었을 때는 액정층의 유전율이 약 두배 정도 커지므로 CLC와 CFL의 비율이 1:0.7에서 1:2 사이가 되어 플로팅전극의 액정층에 걸린 전압은 3V∼6V 사이가 된다.
도8은 도12의 구조로 액정셀을 만들었을 때, 플로팅화소전극의 단축방향에서의 본 발명의 액정표시소자의 단면도이다. 플로팅화소전극(30)에는 화소전극(5)과 공통전극(6)에 걸리는 두 전압의 사이 값이 유도된다. 액정분자 배향은 도6과 같다. 표4에는 배향막에서의 액정분자의 경계조건과 위아래 방향으로의 배향구조가 나와있다.
도8의 기본구도는 도6과 거의 같다. 액정층에 문턱치보다 낮은 전압이 걸렸을 때는 배향구조가 표1과 같다.
선광성에 의한 투과율이 최대가 되려면 위아래기판에서의 액정분자의 선경사각의 평균값이 비슷해야한다. 윗기판의 선경사각은 러빙밀도에 따라 달라지고, 아래기판에서는 플로팅전극의 단축방향의 폭에 따라서 달라진다. 아래기판의 플로팅전극의 폭을 사이에 두고, 위기판의 선경사각은 84∼88°가 되도록 공정조건을 맞춘다.
밝게 구동하는 전압이 걸였을 때의 평행배향된 액정층에서의 투과율이 최대가되도록 액정층의 굴절율 이방성(Δn)과 셀갭(d)의 조건을 맞춘다. 액정셀의 위상이 180°되면 투과율이 최대가 된다. 최대로 밝게 구동하는 전압이 걸리더라도 액정은 완전히 눕지 않으므로 파장 550nm에서의 액정의 굴절율 이방성(Δn)과 액정층 두께(d)의 곱이 반파장인 0.275㎛보다 크게 액정셀을 만들어야한다. 투과율을 90% 보다 높게하려면 위상이 140°에서 220°가 되게 액정셀을 만들면 된다. 이를 액정셀의 Δnd로 바꾸어보면 0.22㎛와 0.35㎛의 사이여야 한다.
수직배향 액정표시소자의 광시야각을 이루기 위한 위상차판의 규격은 매우 간단하다. 액정분자는 빛의 진행방향이 경사질수록 z축 방향으로의 굴절용이 커지지만, 원판상 액정으로 만든 위상판은 반대로 굴절율이 작아져, 원판상 액정으로 만든 위상판을 수직배향 액정셀에 붙이면 시야각을 크게할 수 있다. 액정의 굴절율은 nz＞ nx= nY이고, 위상판의 굴절율 조건은 nz＜ nx= nY이다. 명암대비율 10을 기준으로 상하좌우 120도 이상의 시야각을 갖으려면, 위상판의 수평방향으로 진동하는 빛의 평균굴절용과 수직방향으로 진동하는 빛의 굴절율 차이와 위상차판의 두께의 곱이, 액정의 굴절율 이방성(Δn)과 액정층 두께(d)의 곱의 0.8배에서 1.2배 사이에 있어야 한다. 시야각이 가장 넓은 경우는 액정설과 위상판의 Δnd가 같을 경우이다.
본발명은 한쪽 기판은 한번 러빙하고, 다른 기판은 슬릿패턴 또는 플로팅전극의 측면전기장에 따라 달라지는 액정분자의 경계조건을 이용하여 평행배향과 트위스트배향이 연속하여 생기게하여 다층도메인을 실현하였다. 본발명은 추가 공정이 없으므로 수율과 생산성을 높일 수 있다. 본발명의 다중구역수직배향 액정표시소자는 반응시간이 빠르고 광시야각이 되므로, 멀티미디어용 대형 모니터의 화면소자로 적합하다.

Claims (15)

  1. 상하 유리기판 기판(1,2) 위에 수직배향막(3)이 입혀져있고; 수직배향막 사이에 유전이방성(Δε)이 음인 액정(4)이 주입되어있고; 두 유리기판의 수직배향막 가운데 하나는 러빙되어있고, 러빙이 안된 다른 유리기판에는 슬릿패턴(7)이 만들어져있고; 슬릿패턴에 유도되는 전기장 방향과 수직배향막의 러빙방향(14)을 조절하여, 액정층에 문턱치 이상의 전압이 걸렸을 때의 인접 슬릿패턴 사이의 액정분자가 왼손 방향으로 트위스트된 구조와 오른손 방향으로 트위스트된 구조를 갖는 액정표시소자
  2. 제1항에 있어서 슬릿패턴(7)의 장축과 러빙방향(14)이 이루는 각이 30°보다 작은 액정표시소자.
  3. 제1항에 있어서 파장 550nm에서의 액정의 굴절율 이방성(Δn)과 액정층 두께(d)의 곱이 0.25㎛보다 크고 0.35㎛보다 작은 액정표시소자
  4. 제1항에 있어서 부의 위상차판이 붙어있고, 수평방향으로 진동하는 빛의 굴절율과 수직방향으로 진동하는 빛의 굴절율 차이와 위상차판의 두께의 곱이, 액정의 굴절율 이방성(Δn)과 액정층 두께(d)의 곱의 0.8배에서 1.2배 사이에 있는 액정표시소자.
  5. 제1항에 있어서 러빙된 수직배향막(3)의 선경사각이 84°보다 크고 89°보다 작은 액정 표시소자
  6. 제1항에 있어서 슬릿패턴(7)의 단축방향의 폭이 4∼15㎛인 액정표시소자.
  7. 제1항에 있어서 편광판의 투과축(15)이 슬릿패턴의 장축방향이 이루는 각이 30∼60°인 액정표시소자
  8. 상하 유리기판 기판(1,2) 위에 수직배향막(3,3')이 입혀져있고; 수직배향막 사이에 유전이방성(Δε)이 음인 액정(4)이 주입되어있고; 두 유리기판의 수직배향막 가운데 하나는 러빙되어있고, 러빙이 안된 다른 유리기판에는 플로팅전극(30)이 만들어져있고; 플로팅전극 모서리에 유도되는 전기장 방향과 수직배향막의 러빙방향을 조절하여, 액정층에 문턱치 이상의 전압이 걸렸을 때의 인접 슬릿패턴 사이의 액정분자가 왼손 방향으로 트위스트된 구조와 오른손 방향으로 트위스트된 구조가 동시에 나타나는 액정표시소자
  9. 제8항에 있어서 플로팅전극(30)의 장축과 러빙방향(14)이 이루는 각이 30°보다 작은 액정표시소자.
  10. 제8항에 있어서 파장 550nm에서의 액정의 굴절율 이방성(Δn)과 액정층 두께(d)의 곱이 0.25㎛보다 크고 0.35㎛보다 작은 액정표시소자
  11. 제8항에 있어서 부의 위상차판이 붙어있고, 수평방향으로 진동하는 빛의 굴절율과 수직방향으로 진동하는 빛의 굴절율 차이와 위상차판의 두께의 곱이, 액정의 굴절율 이방성(Δn)과 액정층 두께(d)의 곱의 0.8배에서 1.2배 사이에있는 액정표시소자.
  12. 제8항에 있어서 러빙된 수직배향막의 선경사각이 84°크고 89°보다 작은 액정표시소자.
  13. 제8항에 있어서 플로팅전극(30)의 단축방향의 폭이 4∼15㎛인 액정표시소자.
  14. 제8항에 있어서 편광판의 투과축이 슬릿패턴의 장축방향이 이루는 각이 30∼60°인 액정표시소자.
  15. 제8항에 있어서 플로팅전극과 공통전극 사이의 액정층에 의한 전기용량을 CLC, 플로팅전극과 화소전극 사이의 측면전기장에 의한 전기용량을 CFL라고 할 때, 액정층에 문턱치 이하의 전압이 걸렸을 때의 CFL:CLC가 1:1∼3:1인 액정표시소자.
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