KR100412482B1

KR100412482B1 - 강유전성 액정 표시소자의 제조방법

Info

Publication number: KR100412482B1
Application number: KR10-2001-0027272A
Authority: KR
Inventors: 왕종민
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2003-12-31
Also published as: JP2003015162A; KR20020088228A; US20020171802A1; US6774976B2

Abstract

강유전성 액정표시소자의 제조방법이 개시된다. 강유전성 액정표시소자는 기판, 전극층, 배향막이 순차적으로 형성된 하부구조체 및 상부 구조체를 각각 형성하는 단계와, 하부구조체와 상부구조체중 어느 하나의 구조체에 액정주입용 셀을 형성시키는 단계와, 하부구조체와 상부구조체를 접합시키는 단계와, 하부구조체와 상부구조체 사이에 형성된 셀에 소정의 강유전성 액정을 이소트로픽 상태에서 주입하여 봉입하는 단계와, 강유전성 액정이 북셀프 구조에 대응되는 상전이가 얻어지도록 강온시키면서 전극층에 소정 주파수의 교류전위를 인가하는 단계를 포함한다. 이러한 강유전성 액정표시소자의 제조방법에 의해 생성된 액정표시소자는 생성된 강유전성 액정표시소자는 북쉘프 구조의 마이크로 도메인을 갖는 액정층에 의해 교류구동이 가능하며 넓은 시야각을 제공하며 깨끗한 흑백 상태를 제공할 수 있다.

Description

강유전성 액정 표시소자의 제조방법{Method of producing FLCD}

본 발명은 강유전성 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 강유전성 액정이 결정화시 북셀프 구조의 미세한 도메인을 갖도록 하여 해상도를 높일 수 있는 마이크로 도메인을 갖는 강유전성 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.

액정표시소자는 평판형 디스플레이로서, 휴대용 기기를 중심으로 널리 보급되어 사용되고 있고, 대형화 기술의 발달에 따라 대형 디스플레이 기기 분야에서도 종래의 브라운관 디스플레이(CRT)를 빠른 속도로 대체해 가고 있다.

액정표시소자에 적용되는 액정재료의 종류는 다양하다.

일반적으로 많이 이용되는 액정재료로서 TN(twisted nematic)액정은 액정분자의 유전율 이방성(dielectric anisotropy)과 전기장 사이의 상호작용(interaction)을 이용하기 때문에 반응 시간이 수십 밀리초(ms)로 느려서 동영상을 표시하기가 어렵고, 시야각이 좁으며, 일정거리 이내에서는 픽셀사이의 크로스토크(cross-talk)가 발생하여 픽셀사이즈를 일정크기 이하로 줄이기 어려운 문제점들이 있다.

한편, 강유전성 액정 표시소자(FLCD; ferroelectric liquid crystal display)는 강유전성 액정의 자발분극과 전기장사이의 상호작용을 이용하며, 1 밀리초(ms) 이하의 빠른 응답특성을 제공하여 동영상 표시에 어려움이 없고, 넓은 시야각을 제공하며, 분자 사이의 강한 상호작용에 의해 크로스토크가 발생되지 않는 픽셀 사이즈가 보다 줄어들어 높은 해상도를 구현할 수 있어 차세대 표시장치로서 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 널리 이용되는 강유전성 액정은 쌍안정특성을 갖고, 쉐브론(chevron) 구조를 갖는 키랄스케틱 C상(SmC*)의 액정재료가 있다.

이 액정재료를 이용하는 강유전성 액정표시소자는 제조공정상에서, 융점 이상으로 유지된 액정을 기판 사이의 셀내에 주입하고, 온도를 내리면 키랄네마틱(N*)상을 거쳐 러빙방향에 수직인 층구조를 갖는 스메틱 A상이 되고, 다시 키랄스메틱C상으로 변화한다. 이 과정에서 액정층내의 액정분자의 장축방향이 러빙방향에 대해 특정한 각도로 기울어지면서 스메틱 층간의 간격이 줄어들고, 그 결과 부피의 변화를 보상하기 위하여 액정층내에서의 스메틱층의 꺽임이 발생된다. 이와 같이 꺽여진 층구조를 쉐브론(chevron)구조라 하며 꺽임의 방향에 따라 액정의 장축의 방향이 서로 다른 도메인이 형성되고, 그 경계면에 지그재그 결함, 헤어핀 결함, 마운틴 결함등이 존재하는 균일하지 않는 배향이 얻어진다.

이러한 배향특성에 의해 액정 표시소자의 콘트라스트 비가 현저히 떨어지게 되고, 이를 방지하기 위해 강제적으로 직류전압을 가하는 경우, 액정층 내의 이온들이 배향막 표면에 쌓이거나 흡착 되어 현재 표시상태에서 다른 표시상태로 전환될 때 이전의 표시패턴이 희미하게 표시되는 잔영 현상이 발생되는 문제점이 있다.

그 밖에, 문턱제약을 완화시킨 AFLC(Anti ferroelectric liquid crystal)모드를 제공하는 강유전성 액정소재가 활발히 연구되고 있으나, 자발분극이 100nC/cm²이상으로 역분극 전계에 의한 이온의 이동에 의해 역시 잔상이 발생될 수 있다. 또한, 박막트랜지스터(TFT;thin film transistor)를 이용하여 각 화소마다 독립적으로 액정을 구동시키는 방식인 액티브 메트릭스 구동방식을 적용할 경우 큰 자발분극에 의해 누설전류(leakage current)가 발생할 수 있다. 누설전류를 억제하기 위해서는 커패시터의 용량을 매우 크게 하여야 하는데, 이 경우 개구율이 감소하여 표시장치로 이용하기가 어려운 문제점을 안고 있다.

한편, 교류 구동이 가능하며 잔상이 억제되는 북쉘프 구조를 갖는 강유전성 액정소재에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있으나, 강온에 의해 결정화된 강유전성 액정은 음(-)의 전위에 대해서는 블랙을 양(+)의 전위에 대해서는 화이트를 표시하기 때문에 잔상을 방지하기 위한 교류 구동시 휘도가 1/2로 감소하고, 음(-)의 전위 인가시 누설광에 의해 완전한 블랙이 표시되지 않는 단점을 안고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 높은 콘트라스비, 높은 해상도 및 음/양의 인가 전위에 대해 대칭적인 표시특성을 갖는 강유전성 액정표시소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 강유전성 액정 표시소자를 나타내 보인 단면도 이고,

도 2는 도 1의 액정표시소자의 기판에 액정주입용 셀을 형성시키는 과정을 보여주는 사시도 이고,

도 3은 본 발명에 따른 강유전성 액정표시소자의 제조과정을 나타내보인 플로우도이고,

도 4는 키랄네마틱(N*)상에서 키랄스메틱C상으로 변화하는 강유전성 액정을 종래의 제조방식에 의해 강온 처리 후 생성된 액정표시소자의 전위 비 인가시의 표시상태를 나타내 보인 사진이고,

도 5는 도 4의 강유전성 액정의 배열상태를 도식적으로 나타내 보인 도면이고,

도 6a는 본 발명에 따른 액정표시소자 제조과정을 거쳐 생성된 액정표시소자에 대해 전위 비 인가시의 표시상태를 나타내 보인 사진이고,

도 6b는 본 발명에 따른 액정표시소자 제조 공정중 키랄네마틱(N*)상에서 키랄스메틱C상으로 상변이 하기 이전의 온도에서 표시상태를 찍은 사진이고,

도 7a는 본 발명에 따른 제조과정을 거쳐 생성된 액정표시소자에 대해 양의 전위를 인가시 표시상태를 나타내 보인 사진이고,

도 7b는 본 발명에 따른 제조과정을 거쳐 생성된 액정표시소자에 대해 음의 전위를 인가시 표시상태를 나타내 보인 사진이고,

도 8a 내지 도 8f는 강온과정에서 인가하는 교류 전위의 주파수를 달리 적용하여 생성된 액정표시소자의 표시상태를 각각 나타내 보인 사진이고,

도 9a는 본 발명에 따른 제조과정을 거쳐 생성된 액정표시소자에 대해 전위 비 인가시의 표시상태를 설명하기 위해 액정의 배열상태를 도식적으로 나타내 보인 도면이고,

도 9b는 본 발명에 따른 제조과정을 거쳐 생성된 액정표시소자에 대해 양의 전위 인가시의 표시상태를 설명하기 위해 액정의 배열상태를 도식적으로 나타내 보인 도면이고,

도 9c는 본 발명에 따른 제조과정을 거쳐 생성된 액정표시소자에 대해 음의 전위 인가시의 표시상태를 설명하기 위해 액정의 배열상태를 도식적으로 나타내 보인 도면이고,

도 10a 내지 도 10d는 강온과정에서 인가하는 교류 전위를 달리 적용하여 생성된 액정표시소자의 표시상태를 각각 나타내 보인 사진이고,

도 11은 본 발명에 따른 제조과정을 거쳐 생성된 강유전성 액정표시소자의 인가 전위에 대한 광투과율을 나타내 보인 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 강유전성 액정표시소자 11: 하부기판

12: 하부 전극층 13: 하부 배향막

14: 액정층 15: 상부 배향막

16: 상부 전극층 17: 상부기판

18: 실링부재 19: 스페이서

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 강유전성 액정표시소자의 제조방법은 기판, 전극층, 배향막이 순차적으로 형성된 하부구조체 및 상부 구조체를 각각 형성하는 단계와; 상기 하부구조체와 상기 상부구조체중 어느 하나의 구조체에 액정주입용 셀을 형성시키는 단계와; 상기 하부구조체와 상기 상부구조체를 접합시키는 단계와; 상기 하부구조체와 상부구조체 사이에 형성된 상기 셀에 소정의 강유전성 액정을 주입하여 봉입하는 단계와; 상기 강유전성 액정이 북셀프 구조에 대응되는 상전이가 얻어지도록 강온시키면서 상기 전극층에 소정 주파수의 교류전위를 인가하는 단계;를 포함한다.

상기 강유전성 액정은 강온시 키럴네마틱상에서 키럴스메틱C상으로 상전이 하는 소재가 적용된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 강유전성 액정표시소자의 제조방법을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 강유전성 액정 표시소자를 나타내 보인 단면도이다.

도면을 참조하면, 강유전성 액정표시소자(10)는 하부기판(11), 하부 전극층(12), 하부 배향막(13), 액정층(14), 상부 배향막(15), 상부 전극층(16), 상부 기판(17), 실링부재(18) 및 스페이서(19)를 구비한다. 하부 기판(11)의 저부와 상부 기판(17)의 상부에는 편광축이 소정 각도로 교차하도록 배치된 편광판(미도시)이 배치된다. 참조부호 20은 액정층(14)내에 주입된 강유전성 액정의 결정화 과정에서 교류전위를 소정 주파수로 인가하기 위한 교류 구동원이다.

하부 및 상부기판(11)(17)은 유리 또는 투명 합성수지와 같은 투명소재가 적용된다.

하부 및 상부 전극층(12)(16)은 알려진 투명 도전 소재 예컨대 ITO소재로 형성된다. 바람직하게는 하부전극층(12)과 상부전극층(16)은 상호 직교되는 방향을 따라 나란하게 형성된 다수의 전극을 구비한다.

하부 및 상부 배향막(13)(15)은 알려진 다양한 배향소재로 형성된다. 배향소재의 예로서는 폴리이미드, 폴리비닐알콜, 나일론, PVA계 등이 있다.

배향막(13)(15)은 천과 같은 러빙소재로 소정 각도로 러빙처리된다.

스페이서(19)는 액정층(14)의 갭을 일정하게 유지하기 위해 설치된 것이다.

액정층(14)은 본 발명에 따른 결정화 과정을 통해 생성된 북쉘프(bookshelf) 구조 및 마이크로 도메인을 갖는 강유전성 액정소재로 채워져있다.

북쉘프 구조 및 마이크로 도메인을 갖는 강유전성 액정층(14)은 결정화 과정을 거쳐 미세하게 구획된 마이크로 도메인상에 수직상으로 배열된 스메틱층 내에서의 액정분자가 꺽여지지 않고 나란하게 열을 짖는 구조를 갖는다. 이러한 북쉘프 구조 마이크로 도메인을 갖는 강유전성 액정소자는 해당 액정을 용융 상태에서 주입하고 온도를 내리면서 교류 전위를 인가하면 키랄네마틱(N*)상에서 키랄스메틱C(SmC*)상으로 상전이 하면서 원하는 구조의 조직을 얻게된다.

북쉘프 구조를 갖는 액정소재 즉, 키랄네마틱(N*)상에서 키랄스메틱C(SmC*)상으로 상전이 하는 액정소재는 일본국 특개평 6-122875호, 일본국 특개평 6-25060호, 일본국 특개평 6-40985호, 일본국 특개평 6-228057호, 미국특허 제 4585575호, 국내 공개 특허 공보 1997-1332호등에서 다양하게 알려져 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 강유전성 액정표시소자의 제조과정을 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 설명한다.

먼저, 상부 및 하부 구조체를 형성한다(단계100).

하부구조체는 하부기판(11), 하부 전극층(12), 하부 배향막(13)이 순차적으로 형성된 구조를 말하고, 상부 구조체는 상부기판(17), 상부 전극층(16), 상부 배향막(15)이 순차적으로 형성된 구조를 말한다. 하부 배향막(13) 및 상부 배향막(15) 각각은 설정된 방향으로 따라 천이 감긴 롤러와 같은 알려진 러빙소재로 러빙처리한다.

다음은, 러빙처리된 하부구조체 및 상부구조체중 어느 하나의 구조체의 기판(11)(17)에 실란트와 같은 실링소재로 형성하고자 하는 패턴에 대응되는 셀(18)을 형성한다(단계 110). 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 실링소재로 하부기판(11)에 가장자리를 따라 주입구(18')를 갖도록 셀(18)을 형성시킨다. 그리고, 셀 간극을 유지시키기 위한 스페이서(19)를 설치한다.

이후, 하부구조체와 상부구조체를 접합시킨다(단계120).

접합 후에 실링소재(18a)에 의해 형성된 셀(18)의 주입구(18b)를 통해 결정화시 키랄네마틱(N*)상에서 키랄스메틱C(SmC*)상으로 상전이 하는 강유전성 액정을 이소트로픽(Isotropic) 상태인 용융상태에서 주입한 다음 셀(18)의 주입구(18')를 봉합한다(단계130).

그리고 나서, 마이크로 도메인 및 북쉘프 구조를 갖는 키럴스메틱상을 얻기 위한 결정화 과정을 수행한다(단계 140).

결정화 과정에서는 융점 이상으로 가열되어 셀의 주입구(18')를 통해 주입된 액정이 키랄네마틱(N*)상을 거쳐 키랄스메틱C(SmC*)상으로 직접 상전이 할 수 있도록 강온시키고, 하부 및 상부 전극층(12)(16)을 통해 교류 전위를 인가한다.

교류 전위는 강온시부터 또는 키랄스메틱C(SmC*)상 전이 온도 보다 수 내지 수십도 높은 액정 온도에서 인가한다.

이러한 결정화 과정을 통해 제조된 액정표시소자는 북셀프 구조 및 마이크로 도메인을 갖는 액정층(14)이 생성된다.

이하에서는 본 발명에 따라 제조된 액정표시소자와 종래의 방식에 의해 제조된 액정표시소자를 실험예를 통해 비교하여 설명한다.

먼저, 키랄네마틱(N*)상을 거쳐 키랄스메틱C(SmC*)상으로 직접 상전이 하는 강유전성 액정재료를 종래 방식에 의해 강온 처리만 하여 결정화한 경우에 대해 살펴본다.

키랄네마틱(N*)상을 거쳐 키랄스메틱C(SmC*)상으로 직접 상전이 하는 강유전성 액정재료를 등온(Isotropic) 상태에서 강온율(cooling rate)을 분당 1도(1℃/min)씩 적용하여 키랄스메틱C(Sm*C)상 전이온도(예 64도)이하까지 냉각했을 때 편광축이 직교되게 양 기판(11)(17) 외측에 배치된 두 개의 편광판을 통해 표시된 상태가 도 4에 도시되어 있다.

도시된 바와 같이, 표시화면은 밝은 부분과 어두운 부분의 두 도메인이 일정간격을 두고 반복적으로 나타난다. 두 종류의 도메인은 각각 키럴 스메틱층의 법선방향이 러빙방향에 대해서 소정의 양(+) 및 음(-) 각도를 갖는다. 도면에서 동그랗게 표시된 부분은 스페이서들 이다. 각 도메인에서 액정분자의 방향은 러빙방향과 일치하나, 편광판 사이에서 명암으로 구별되는 것은 키럴 스메틱C상의 2축성(biaxiality)에 의해 두 도메인의 광축의 방향이 일치하기 않기 때문이다.

이를 도식화한 도 5를 참조하면, 광축방향(O.A)은 러빙방향에 대해 2 내지 3도(°)의 각도로 어긋나 있다. 두 개의 도메인(A)(B) 각각에서 액정분자의 회동 가능한 콘(cone)의 궤적은 서로 다른 방향으로 기울어져 있다. 이는 콘축이 층의 법선방향에 평행해야 한다는 조건에 따른 것이다. 또한 각 도메인(A)(B)에서 액정분자의 방향은 러빙방향과 일치하지만, 자발분극(Ps)의 방향은 반대이다. 따라서, 이와 같은 배열구조를 갖는 액정에 직류 전기장을 액정 시료에 걸어주게 되면, 걸어준 전기장의 방향과 자발분극을 갖는 도메인이 더욱 긴밀해져 모노-도메인(mono-domain)으로의 배향이 가능하다. 이렇게 배향된 모노-도메인을 이용해서 표시하는 방식을 통상 FLC CDR(continuous director rotation) 모드라 하고, 앞서 설명된 바와 같이 강유전성 액정은 음(-)의 전위에 대해서는 블랙을 양(+)의 전위에 대해서는 화이트를 표시하기 때문에 잔상을 막기 위한 교류 구동시 휘도가 1/2로 감소하고, 음(-)의 전위 인가시 누설광에 의해 완전한 블랙이 표시되지 않는 단점을 안고 있다.

한편, 강온시 교류전위를 인가한 경우 키랄스메틱C(Sm*C) 상전이 온도(앞서예의 경우 64도) 보다 다소 높은 온도인 약 66도에서부터 상전이가 부분적으로 시작되어 키럴네마틱상과 키랄스메틱C상이 공존하고 64도에서 완전히 키랄스메틱C상으로 상전이가 이루어졌다.

상전이시 외부에서 액정에 가하는 외부 파라미터인 강온율, 교류 전위의 전압 및 주파수를 달리 적용할 경우의 액정 배향상태를 도 6내지 8을 참조하여 설명한다.

도 6a는 강온율을 1℃/min로 적용하면서, 400Hz/5V 교류전위를 인가하여 배향된 액정을 키랄스메틱 상전이 온도 이하인 40℃에서 편광판을 통해 얻은 표시상태를 찍은 사진이다.

도면을 통해 알 수 있는 바와 같이 도 4에 도시된 바와 같은 두 개의 도메인은 사라지고, 깨끗한 블랙의 모노-도메인으로 배향되었음을 알 수 있다. 참고적으로 도 6b는 교류전위를 인가하면서 키랄스메틱C상 전이 온도 보다 높은 70도에서의 키랄네마틱상에서의 표시 상태를 찍은 사진으로 도 6a에 비해 다소 밝은 블랙이 나타나고 있다.

이렇게 교류전위를 인가하면서 상전이를 시키는 경우 결정화 과정에서 어떠한 작용을 일으키는지를 알아보기 위해 상전이 과정을 마친 액정을 40℃에서 +5V 및 -5V를 각각 인가한 경우 도 7a 및 도 7b와 같이 각각 화이트 상태를 표시하였다. 이를 통해 알 수 있는 바와 같이 전위 비인가시(블랙표시)를 기준으로 하여 음(-) 및 (+)양의 전위에 대해 대칭된 화이트상태를 얻었다. 즉, 양/음의 인가 전위대 투과율이 전위 비인가시에 대해 V자 형태의 곡선을 갖는 바람직한 액정구조를 제공함을 알 수 있다.

한편, 인가전위와 주파수를 가변시킬 경우에 대해 알아보기 위해 강온율(1℃/min) 및 교류 인가전위(5V)는 앞서 실험예에서와 같이 그대로 유지하면서 주파수를 가변시켜 보았다.

교류전위 인가 주파수를 1Hz, 100Hz, 200Hz, 300Hz, 400Hz, 500Hz를 각각 인가하여 결정화시킨 후 40℃에서 편광자를 통해 얻은 화면이 도 8a 내지 도 8f에 각각 도시되어 있다.

도시된 도면들을 통해 알 수 있는 바와 같이, 교류전위의 주파수를 점점 높일수록 도 4에 도시된 이종의 도메인 간격이 점점 좁아지다가, 400Hz로 인가하였을 때 가장 깨끗한 블랙화면을 얻을 수 있었다.

이러한 결과는 두 도메인의 크기가 인가되는 교류주파수의 증가에 따라 점점 조밀해짐을 알 수 있다. 그 결과 시각적으로는 조밀해진 두 도메인이 공간적으로 평균이 되어 마치 도메인 간격이 없어진 것처럼 보여진다.

도면에서 스페이서들 사이의 간격이 각각 300μm,100μm임을 감안하면 각 도메인의 간격이 매우 조밀한 마이크로 단위의 도메인으로 형성되었음을 알 수 있다.

이를 도식적으로 나타내 보인 도 9a 내지 도 9c를 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.

먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이 표시장치에서 최종적으로 눈이 느끼는 해상도인 거리 d안에 마이크로-도메인이 형성되어 있으면 공간적으로 평균된 광축방향은 러빙방향과 일치하므로 편광축이 90도 각도로 교차하게 배치된 편광판 사이에서 입사광은 차단되어 블랙으로 나타난다. 또한, +5 전기장을 가하게 되면, 도메인(B)부분이 스위칭을 하게되고, 그에 따라 도 9b에 도시된 바와 같이 평균 광축이 틸트되어 빛이 통과하게 되어 화이트로 표시된다. 마찬가지로 -5V가 인가된 경우에는도메인(A)부분이 스위칭을 하게 되고, 그에 따라 도 9C에 도시된 바와 같이 평균 광축이 반대 방향으로 틸트되어 빛이 통과하게 되어 화이트로 표시된다.

이렇게 마이크로 도메인이 형성되는 것은 교류상으로 인가하는 외부 전기장에 의해 키럴 네마틱상에서 키럴 스메틱 C상으로 상전이가 순간적으로 일어나는 것이 아니라 66도(℃) 내지 64도(℃) 사이의 온도 범위에서 길게 일어나므로 교류전위가 양(+)일 때는 도메인(A)가 음(-)일 때는 도메인(B)가 1/2fsec(f는 교류전위의 주파수) 예컨대, 100Hz로 인가되는 경우 5ms의 시간동안 선택적으로 핵형성 및 성장(nucleation and growth)를 반복하면서 마이크로 도메인이 형성되는 것으로 판단할 수 있다.

따라서, 걸어주는 전기장의 주파수가 커지면 각 도메인이 성장할 수 있는 시간이 짧아 지기 때문에 도메인이 길게 자라지 못하고 더더욱 세밀한 마이크로도메인이 형성됨을 알 수 있다.

그런데, 인가되는 교류전위의 주파수가 강유전성 액정의 이완 주파수(relaxation frequency)를 초과하면, 액정분자가 반응을 하지 못하게 되어 도 8f에 도시된 바와 같이 마이크로 도메인이 형성되지 않는다.

따라서, 인가하는 교류전위의 주파수는 적용되는 강유전성 액정의 반응 특성에 따라 적절한 범위내에서 결정하는 것이 바람직하다.

한편, 인가하는 교류전기장의 전위 레벨의 영향을 살펴보기 위해 강온시 전기장의 주파수를 400Hz로 하고, 전압의 크기를 3V, 5V, 10V, 20V로 각각 달리 인가한 결과가 도 10a 내지 10d에 도시되어 있다.

도면들을 통해서 알 수 있는 바와 같이 3V 인가시에는 액정분자의 자발분극이 충분히 반응하지 못하여 5V 인가시 보다 도메인 간격이 다소 넓게 형성됨을 알 수 있다. 또한, 10V 인가시에는 마이크로 도메인은 갖지만 루프 결함(loop defect)이 나타나고, 20V 인가시에는 도트결함(dot defect)이 나타난다. 이러한 결함은 인가되는 전기장이 층왜곡을 야기시키는 것으로 판단할 수 있다.

결과적으로 인가하는 교류전위는 층왜곡을 야기시키지 않으면서 자발분극이 충분히 반응할 수 있는 범위에서 결정하는 것이 바람직하다.

도 11은 본 실험예에서 5V, 400Hz, 1℃/min 강온율을 적용하여 생성된 액정표시소자에 대해 인가전압과 투과율을 나타내 보인 그래프이다.

이를 통해 알 수 있는 바와 같이 양전위 및 음전위에 대해 광투과율이 대칭성을 갖는 V자 형태의 전위-투과율 특성을 보여주고 있다.

지금까지 설명된 바와 같이, 본 발명에 따라 생성된 강유전성 액정표시소자는 북쉘프 구조의 마이크로 도메인을 갖는 액정층에 의해 교류구동이 가능하며 넓은 시야각을 제공하며 깨끗한 흑백 상태를 제공할 수 있다.

Claims

기판, 전극층, 배향막이 순차적으로 형성된 하부구조체 및 상부 구조체를 각각 형성하는 단계;

상기 하부구조체와 상기 상부구조체중 어느 하나의 구조체에 액정주입용 셀을 형성시키는 단계;

상기 하부구조체와 상기 상부구조체를 접합시키는 단계;

상기 하부구조체와 상부구조체 사이에 형성된 상기 셀에 결정시 키랄네마틱상에서 키랄스메틱C상으로 상전이 하는 소재의 강유전성 액정을 용융상태에서 주입하여 봉입하는 단계; 및

상기 강유전성 액정이 북쉘프 구조 및 마이크로 도메인에 대응되는 상전이가 얻어지도록 강온시키면서, 상기 강유전성 액정이 키랄네마틱상에서 키랄스메틱C상으로 상전이 하는 과정에 상기 전극층에 소정 주파수의 교류전위를 인가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 도메인을 갖는 강유전성 액정표시소자의 제조방법.
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