KR20020037664A - ferroelectric liquid crystal display and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 강유전성 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ferroelectric liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
액정 표시 장치는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중의 하나로서, 전극이 형성되어 있는 두 장의 유리 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 이루어져 있으며, 두 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시켜 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.The liquid crystal display is one of the most widely used flat panel display devices. The liquid crystal display includes two glass substrates on which electrodes are formed and a liquid crystal layer interposed therebetween. A display device for controlling the amount of light transmitted by rearranging them.
이러한 액정 표시 장치는 네마틱(nematic) 상의 액정을 사용하여 제작하는 것이 일반적이나 응답 속도가 느려 동화상 표현에 한계가 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해 네마틱 액정에 비해 빠른 응답 속도를 갖는 강유전성의 스멕틱(smectic) 상의 액정을 사용하는 액정 표시 장치가 제안되고 있다.Such a liquid crystal display device is generally manufactured using a liquid crystal of nematic phase, but the response speed is slow, and thus there is a limit in displaying a moving image. In order to overcome this limitation, a liquid crystal display using ferroelectric smectic phase liquid crystals having a faster response speed than nematic liquid crystals has been proposed.
일반적으로 강유전성 액정은 러빙 방향에 대하여 두 개의 광축을 가지며, 두 방향의 도메인이 형성된다. 즉, 강유전성 액정의 경우 네마틱 액정과 달리 배향막을 러빙 처리해주는 것만으로 액정 분자를 일축 배향시키는 것이 불가능하다. 따라서, 러빙을 실시한 후 추가로 액정 분자를 일축 배향시키는 공정이 요구되며, 그 예로 패널 제작 후 강유전성 액정의 상전이 온도 부근에서 액정 셀에 직류 전압을 인가하여 한쪽 방향으로 액정 분자를 배향시키는 전장 인가 배향법이 널리 사용되고 있다.In general, ferroelectric liquid crystals have two optical axes with respect to the rubbing direction, and domains in two directions are formed. That is, in the case of ferroelectric liquid crystals, unlike nematic liquid crystals, it is impossible to uniaxially align liquid crystal molecules only by rubbing the alignment layer. Therefore, a process of uniaxially aligning the liquid crystal molecules after rubbing is required. For example, after fabrication of the panel, a full-length application orientation in which the direct current voltage is applied to the liquid crystal cell near the phase transition temperature of the ferroelectric liquid crystal to orient the liquid crystal molecules in one direction. Law is widely used.
그러나, 이러한 방법은 대화면의 액정 표시 장치를 제조하는데 있어서 공정이 복잡하고 추가 공정을 실시해야 하므로 생산비가 증가한다.However, this method increases the production cost because the process is complicated in manufacturing a large screen liquid crystal display and additional processes must be performed.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 추가 공정을 실시하지 않고도 단일 영역의 강유전성 액정 배향 상태를 얻는 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to obtain a single region ferroelectric liquid crystal alignment state without performing further processing.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 구동 전압을 낮추는 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to lower the driving voltage.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강유전성 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고,1 is a schematic cross-sectional view of a ferroelectric liquid crystal display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 강유전성 액정 표시 장치에서 상하판의 배향막의 표면 극성값이 작은 경우와 큰 경우에 대하여 각각 강유전성 액정의 배향 상태를 관찰한 사진이고,2 and 3 are photographs of the alignment states of the ferroelectric liquid crystals in the case where the surface polarity values of the alignment layers of the upper and lower plates are small and large, respectively, in the ferroelectric liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 강유전성 액정 표시 장치에서 배향막의 두께에 따른 전기광학적 특성을 도시한 도면이고,4 and 5 are diagrams illustrating electro-optic characteristics according to the thickness of the alignment layer in the ferroelectric liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 강유전성 액정 표시 장치에서 구동 주파수에 따른 전기광학적 특성을 도시한 도면이다.6 and 7 illustrate electro-optic characteristics according to driving frequency in the ferroelectric liquid crystal display according to the exemplary embodiment of the present invention.
이러한 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 상판 및 하판 위에 각각 표면 극성값이 큰 차이가 나는 배향막을 형성한다.In order to achieve this problem, in the present invention, an alignment film having a large difference in surface polarity value is formed on the upper and lower plates, respectively.
본 발명에 따르면, 제1 절연 기판 위에 화소 전극이 형성되어 있고, 제1 기판과 마주하는 제2 절연 기판 위에 공통 전극이 형성되어 있다. 제1 및 제2 기판 위에 각각 제1 및 제2 배향막이 형성되어 있고, 제1 및 제2 기판 사이에 강유전성 액정이 주입되어 있다. 여기서, 제1 및 제2 배향막의 표면 극성값의 차이가 5dyne/cm2이상인 것이 바람직하다.According to the present invention, the pixel electrode is formed on the first insulating substrate, and the common electrode is formed on the second insulating substrate facing the first substrate. First and second alignment films are formed on the first and second substrates, respectively, and ferroelectric liquid crystal is injected between the first and second substrates. Here, it is preferable that the difference of the surface polarity value of a 1st and 2nd alignment film is 5 dyne / cm <2> or more.
이때, 강유전성 액정은 등방상에서 카이랄 네마틱상으로의 상전이 온도가 84.4℃ 내지 81.4℃이고, 카이랄 네마틱상에서 카이랄 스멕틱 C상으로의 상전이 온도가 64℃이며, 카이랄 스멕틱 C상에서 결정상으로의 상전이 온도가 6℃이다.At this time, the ferroelectric liquid crystal has a phase transition temperature from isotropic phase to chiral nematic phase is 84.4 ° C to 81.4 ° C, phase transition temperature from chiral nematic phase to chiral smectic C phase is 64 ° C, and crystal phase on chiral smectic C phase. The phase transition temperature to is 6 ° C.
한편, 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판 위에 스페이서가 산포되어 있을 수 있으며, 제1 및 제2 기판 중 어느 한 기판의 가장자리에 봉함재 패턴이 더 형성되어 있을 수 있다.Meanwhile, a spacer may be scattered on any one of the first and second substrates, and an encapsulant pattern may be further formed at an edge of one of the first and second substrates.
또한, 제1 기판 위에 화소 전극에 인가되는 신호를 스위칭하는 박막 트랜지스터가 더 형성되어 있으며, 제2 기판 위에 화소 전극에 대응하는 색 필터가 형성되어 있고 색 필터 이외의 영역에 블랙 매트릭스가 더 형성되어 있을 수 있다.Further, a thin film transistor for switching a signal applied to the pixel electrode is further formed on the first substrate, a color filter corresponding to the pixel electrode is formed on the second substrate, and a black matrix is further formed in a region other than the color filter. There may be.
제1 및 제2 배향막의 두께는 300Å 내지 600Å이며, 바람직하게는 제1 및 제2 배향막 중 어느 하나의 두께가 450Å, 나머지 다른 하나의 두께는 600Å이고, 강유전성 액정에 인가되는 전압의 구동 주파수는 60Hz 내지 120Hz이다.The thickness of each of the first and second alignment layers is 300 Hz to 600 Hz, preferably the thickness of one of the first and second alignment layers is 450 Hz, the thickness of the other is 600 Hz, and the driving frequency of the voltage applied to the ferroelectric liquid crystal is 60 Hz to 120 Hz.
이러한 본 발명에 따른 강유전성 액정 표시 장치를 제조할 때, 먼저 제1 절연 기판 위에 화소 전극을 형성하고, 제1 기판과 마주하는 제2 절연 기판 위에 공통 전극을 형성한다. 다음, 제1 및 제2 기판 위에 각각 제1 및 제2 배향막을 형성하고, 제1 및 제2 기판 사이에 강유전성 액정을 주입한다. 여기서, 제1 및 제2 배향막의 표면 극성값의 차이가 5dyne/cm2이상인 것이 바람직하다.When manufacturing the ferroelectric liquid crystal display according to the present invention, first, a pixel electrode is formed on the first insulating substrate, and a common electrode is formed on the second insulating substrate facing the first substrate. Next, first and second alignment layers are formed on the first and second substrates, respectively, and ferroelectric liquid crystal is injected between the first and second substrates. Here, it is preferable that the difference of the surface polarity value of a 1st and 2nd alignment film is 5 dyne / cm <2> or more.
이때, 강유전성 액정은 등방상인 상태로 100℃에서 주입하며, 강유전성 액정을 주입한 후 분당 1℃의 냉각 속도로 냉각하여 상온에서 카이랄 스멕틱 C상으로 만드는 것이 바람직하다.In this case, the ferroelectric liquid crystal is injected at 100 ° C in an isotropic phase, and after the ferroelectric liquid crystal is injected, the ferroelectric liquid crystal is cooled to a cooling rate of 1 ° C. per minute to make a chiral smectic C phase at room temperature.
제1 및 제2 배향막의 두께는 300Å 내지 600Å으로 형성하며, 바람직하게는 제1 및 제2 배향막 중 어느 하나의 두께는 450Å으로, 나머지 다른 하나의 두께는 600Å으로 형성한다.The thickness of the first and second alignment layers is 300 kPa to 600 kPa, preferably, the thickness of one of the first and second alignment films is 450 kPa and the thickness of the other one is 600 kPa.
이러한 본 발명에서는 상판 및 하판에 각각 표면 극성값의 차이가 나는 배향막을 형성하여 전계 배향법을 사용하지 않고 강유전성 액정을 단일 영역으로 쉽게 배향시킬 수 있으며, 배향막의 두께를 300Å 내지 600Å으로 하고 구동 주파수를 60Hz 내지 120Hz로 하여 구동 전압을 낮추고 전기광학적 특성에서 나타나는 스위칭 히스테리시스 현상을 개선할 수 있다.In the present invention, by forming an alignment film having a difference in surface polarity on the upper plate and the lower plate, the ferroelectric liquid crystal can be easily oriented in a single region without using the electric field alignment method, and the thickness of the alignment layer is 300 Hz to 600 Hz. By setting 60Hz to 120Hz, the driving voltage can be lowered and the switching hysteresis phenomenon exhibited in the electro-optic characteristics can be improved.
그러면, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 강유전성 액정 표시 장치 및 그 제조 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.Next, a ferroelectric liquid crystal display device and a method of manufacturing the same according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 강유전성 액정 표시 장치의 구조에 대하여 상세히 설명한다.First, the structure of a ferroelectric liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 강유전성 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a ferroelectric liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
여기서는 본 발명에서 필요한 구성 요소만을 도시하였으며, 그 외의 구성 요소에 대하여는 간략히 설명한다.Here, only components necessary for the present invention are illustrated, and other components will be briefly described.
도 1에서와 같이, 하판(10) 위에는 다수의 게이트선과 이와 절연되어 있는 다수의 데이터선이 형성되어 있고 두 배선의 교차로 정의되는 다수의 화소 영역에는 게이트선 및 데이터선과 연결되어 있는 박막 트랜지스터(20)와 화소 전극(30)이 형성되어 있다.As shown in FIG. 1, a plurality of gate lines and a plurality of data lines insulated therefrom are formed on the lower plate 10, and the thin film transistors 20 connected to the gate lines and the data lines are formed in a plurality of pixel regions defined by intersections of the two lines. ) And the pixel electrode 30 are formed.
하판(10)과 마주하는 상판(100) 위에는 화소 전극(30)에 대응하는 색 필터(120)가 형성되어 있고 색 필터(120) 이외의 영역에는 블랙 매트릭스(110)가 형성되어 있으며, 색 필터(120) 및 블랙 매트릭스(110) 위에는 공통 전극(130)이 형성되어 있다.The color filter 120 corresponding to the pixel electrode 30 is formed on the upper plate 100 facing the lower plate 10, and the black matrix 110 is formed in a region other than the color filter 120. The common electrode 130 is formed on the 120 and the black matrix 110.
두 기판(10, 100) 위에는 각각 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 배향막(40, 140)이 형성되어 있고, 하판과 상판의 배향막(40, 140)은 서로 다른 종류이며 이에 대하여는 다음에서 상세히 설명한다.The alignment layers 40 and 140 made of polyimide are formed on the two substrates 10 and 100, respectively, and the alignment layers 40 and 140 of the lower plate and the upper plate are different types, which will be described in detail below.
두 기판(10, 100) 중 어느 한 기판 위에 볼 스페이서(50)가 도포되어 있고, 두 기판(10, 100) 중 어느 한 기판의 가장자리에 봉함재(sealant) 패턴이 형성되어 있다. 두 기판(10, 100)을 정렬한 후 봉함재 패턴을 열압착하여 두 기판(10, 100)을 서로 접착하면 그 사이에 공간이 만들어지며, 두 기판 사이의 공간은 볼 스페이서(50)에 의해 셀 갭이 일정하게 유지된다.A ball spacer 50 is coated on either one of the two substrates 10 and 100, and a sealant pattern is formed on the edge of one of the two substrates 10 and 100. After the two substrates 10 and 100 are aligned, the encapsulant pattern is thermocompressed to bond the two substrates 10 and 100 to each other to form a space therebetween, and the space between the two substrates is formed by the ball spacer 50. The cell gap is kept constant.
두 기판(10, 100) 사이의 공간에는 자발 분극을 갖는 카이랄 스멕틱 C(SmC*)상의 강유전성 액정이 주입되어 있다. 이때, 액정은 Clariant사의 RO139 제품으로서, 등방상(isotropic phase)에서 카이랄 네마틱(N*)상으로의 상전이 온도가 84.4℃ 내지 81.4℃이고, 카이랄 네마틱상에서 카이랄 스멕틱 C상으로의 상전이 온도가 64℃이며, 카이랄 스멕틱 C상에서 결정상으로의 상전이 온도가 6℃이다.A ferroelectric liquid crystal of chiral smectic C (SmC * ) having spontaneous polarization is injected into the space between the two substrates 10 and 100. At this time, the liquid crystal is Clariant's RO139 product, the phase transition temperature from the isotropic phase to the chiral nematic (N * ) phase is 84.4 ℃ to 81.4 ℃, chiral nematic phase to chiral smectic C phase The phase transition temperature of is 64 ° C, and the phase transition temperature from chiral smectic C phase to crystal phase is 6 ° C.
한편, 두 기판(10, 100) 위에 각각 형성되어 있는 배향막(40, 140)의 종류에 따른 특성을 다음의 표 1에 나타내었다.Meanwhile, characteristics of the alignment layers 40 and 140 formed on the two substrates 10 and 100, respectively, are shown in Table 1 below.
여기서, γs은 γd와 γp의 합으로 정의되며, γd는 분산 성분(dispersion component)이고 γp는 극성 성분(polar component)이다.Here, γ s is defined as the sum of γ d and γ p , γ d is a dispersion component and γ p is a polar component.
배향막(40, 140)은 Nissan 화학의 제품으로서, SE7992와 SE8192L의 극성값은 각각 4.3dyne/cm2과 6dyne/cm2으로 비교적 낮은 극성값을 가지며, RN1286의 극성값은 16.7dyne/cm2로 높은 극성값을 가진다.The alignment layers 40 and 140 are manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. The SE7992 and SE8192L polarities are 4.3dyne / cm 2 and 6dyne / cm 2 , respectively, and the RN1286 polarity is 16.7dyne / cm 2 . It has a high polarity.
그러면, 상하 기판에 형성되어 있는 배향막의 표면 극성값에 따른 액정 배향에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.Next, the liquid crystal alignment according to the surface polarity value of the alignment film formed on the upper and lower substrates will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2 및 도 3은 강유전성 액정 표시 장치에서 상하판의 배향막의 표면 극성값의 차이가 작은 경우와 큰 경우에 대하여 각각 강유전성 액정의 배향 상태를 관찰한 사진이다.2 and 3 are photographs of the alignment states of the ferroelectric liquid crystals in the case where the difference in the surface polarity values of the alignment layers of the upper and lower plates in the ferroelectric liquid crystal display device is small and large.
이에 앞서, 본 발명에 따른 강유전성 액정 표시 장치의 제조 방법에 대하여 앞서의 도 1을 참조하여 간략히 설명한다.Prior to this, a method of manufacturing the ferroelectric liquid crystal display according to the present invention will be briefly described with reference to FIG. 1.
먼저, 하판(10) 위에 다수의 게이트선과 이와 연결되어 있는 게이트 전극을 포함하는 게이트 배선을 형성하고 게이트 배선을 덮는 게이트 절연막을 형성한다. 다음, 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 위에 반도체층을 형성하고, 그 위에 다수의 데이터선과 이와 연결되어 있는 소스 전극, 소스 전극과 분리되어 있는 드레인 전극을 포함하는 데이터 배선을 형성한다. 이때, 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극은 박막 트랜지스터(20)를 이루고 있다. 다음, 박막 트랜지스터(20)와 연결되며 ITO 또는 IZO와 같은 투명 도전 물질로 이루어진 화소 전극(30)을 형성한다. 다음, 하판(10)과 마주하는 상판(100) 위에 블랙 매트릭스(110)를 형성하고 하판(10)의 화소 전극(30)에 대응하는 색 필터(120)를 형성한다. 다음, 블랙 매트릭스(110) 및 색 필터(120)를 덮으며 ITO와 같은 투명 도전 물질로 이루어진 공통 전극(130)을 형성한다. 다음, 하판(10) 및 상판(100) 위에 표면 극성값이 큰 차이를 나타내는 배향막(40, 140)을 각각 도포하고 러빙을 실시한다. 다음, 상판(10) 및 하판(100) 중 어느 한 기판 위에 볼 스페이서(50)를산포하고, 기판의 가장자리에 봉함재 패턴을 형성한다. 다음, 두 기판(10, 100)을 정렬하고 200℃에서 열압착하여 조립한다. 다음, 두 기판(10, 100) 사이의 공간에 자발 분극을 갖는 강유전성 액정(60)을 100℃에서 등방상인 상태로 주입하고, 분당 1℃의 냉각 속도로 냉각하여 상온에서 카이랄 스멕틱 C(SmC*)상을 만든 후 강유전성 액정의 배향 상태를 관찰하였다.First, a gate wiring including a plurality of gate lines and a gate electrode connected thereto is formed on the lower plate 10, and a gate insulating film covering the gate wiring is formed. Next, a semiconductor layer is formed on the gate insulating layer on the gate electrode, and a data line including a plurality of data lines, a source electrode connected thereto, and a drain electrode separated from the source electrode is formed thereon. In this case, the gate electrode, the semiconductor layer, the source electrode, and the drain electrode constitute the thin film transistor 20. Next, the pixel electrode 30 connected to the thin film transistor 20 and made of a transparent conductive material such as ITO or IZO is formed. Next, a black matrix 110 is formed on the upper plate 100 facing the lower plate 10, and a color filter 120 corresponding to the pixel electrode 30 of the lower plate 10 is formed. Next, the common electrode 130 formed of a transparent conductive material such as ITO is formed to cover the black matrix 110 and the color filter 120. Next, on the lower plate 10 and the upper plate 100, alignment films 40 and 140 each having a large difference in surface polarity value are applied and rubbed. Next, the ball spacer 50 is dispersed on any one of the upper plate 10 and the lower plate 100, and an encapsulant pattern is formed on the edge of the substrate. Next, the two substrates 10 and 100 are aligned and assembled by thermocompression bonding at 200 ° C. Next, the ferroelectric liquid crystal 60 having spontaneous polarization in the space between the two substrates 10 and 100 is injected in an isotropic state at 100 ° C, cooled at a cooling rate of 1 ° C per minute, and subjected to chiral smectic C (at room temperature). After the SmC * ) phase was produced, the alignment state of the ferroelectric liquid crystal was observed.
먼저, 하판(10) 및 상판(100)에 각각 표면 극성값의 차이가 작은 배향막(40, 140), 즉 SE7992와 SE8192L을 사용한 경우에는, 도 2에서와 같이 단일 영역(mono domain)이 아닌 두 영역(two domain)을 갖는 액정 배향이 얻어졌다.First, when the alignment films 40 and 140 having small differences in surface polarity values, that is, SE7992 and SE8192L are used for the lower plate 10 and the upper plate 100, respectively, as shown in FIG. Liquid crystal alignment with two domains was obtained.
한편, 하판(10) 및 상판(100)에 각각 표면 극성값의 차이가 큰 배향막(40, 140), 즉 한 기판 위에 SE7992 또는 SE8192L 배향막을 형성하고 다른 한 기판 위에 RN1286을 형성하는 경우에는, 도 3에서와 같이, 액정 분자가 일축 배향됨을 알 수 있다.On the other hand, in the case of forming the SE7992 or SE8192L alignment film on the lower substrate 10 and the upper plate 100, respectively, having a large difference in surface polarity value, that is, an SE7992 or SE8192L alignment film on one substrate and an RN1286 on the other substrate, FIG. As in 3, it can be seen that the liquid crystal molecules are uniaxially oriented.
따라서, 전계 배향법을 쓰지 않고도 단일 영역을 갖는 액정 배향을 얻을 수 있다. 이때, 두 기판의 배향막의 극성값의 차이는 5dyne/cm2이상인 것이 바람직하다.Thus, the liquid crystal alignment having a single region can be obtained without using the electric field alignment method. At this time, it is preferable that the difference between the polarity values of the alignment layers of the two substrates is 5 dyne / cm 2 or more.
이와 같이, 표면 극성값이 차이가 나는 배향막(40, 140)을 하판(10)과 상판(100)에 각각 형성하여 전계 배향법을 사용하지 않고도 공정을 간단히 하여 강유전성 액정을 단일 영역으로 배향시킬 수 있다.As such, the alignment layers 40 and 140 having different surface polarities are formed on the lower plate 10 and the upper plate 100, respectively, so that the ferroelectric liquid crystal can be aligned in a single region by simplifying the process without using the electric field alignment method. have.
한편, 하판(10)과 상판(100) 위에 각각 형성되어 있는 배향막(40, 140)의 두께 및 구동 주파수에 따라 전기광학적 특성이 다르다. 여기서 배향막(40, 140)은 표면 극성값이 큰 차이가 나는 배향막으로 SE7992와 RN1286을 각각 사용하였다.On the other hand, the electro-optic characteristics vary depending on the thickness and driving frequency of the alignment layers 40 and 140 formed on the lower plate 10 and the upper plate 100, respectively. The alignment layers 40 and 140 used SE7992 and RN1286 as alignment layers having a large difference in surface polarity.
먼저, 배향막(40, 140)의 두께에 따른 전기광학적 특성에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.First, the electro-optical characteristics according to the thicknesses of the alignment layers 40 and 140 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
도 4는 하판(10)과 상판(100) 위에 각각 형성되어 있는 배향막(40, 140)의 두께가 모두 600Å일 때의 전기광학적 특성을 도시한 것이고, 도 5에서 그래프 A1은 하판(10)과 상판(100) 위에 형성되어 있는 배향막(40, 140)의 두께가 각각 600Å, 450Å일 때의 전기광학적 특성을 도시한 것이고, 그래프 B2는 하판(10)과 상판(100) 위에 형성되어 있는 배향막(40, 140)의 두께가 각각 450Å, 600Å일 때의 전기광학적 특성을 도시한 것이다. 여기서, 구동 주파수는 10Hz이다.FIG. 4 illustrates the electro-optical characteristics when the thicknesses of the alignment layers 40 and 140 formed on the lower plate 10 and the upper plate 100 are 600 μs, respectively. In FIG. 5, graph A1 shows the lower plate 10. Electro-optic characteristics when the thicknesses of the alignment films 40 and 140 formed on the upper plate 100 are 600 kPa and 450 kPa, respectively, and graph B2 shows the alignment films formed on the lower plate 10 and the upper plate 100. 40 and 140 show the electro-optical characteristics when the thickness is 450 mW and 600 mW respectively. Here, the driving frequency is 10 Hz.
도 4 및 도 5에서, 가로 방향의 축은 강유전성 액정에 인가되는 전압을 나타내며, 세로 방향의 축은 투과율을 나타낸다.4 and 5, the axis in the horizontal direction represents the voltage applied to the ferroelectric liquid crystal, and the axis in the vertical direction represents the transmittance.
도 4에서와 같이, 배향막(40, 140)의 두께가 각각 600Å으로 두꺼운 경우에는 구동 전압이 10V 정도로 큰 값을 가지며, 전압의 인가를 위한 스위칭 온/오프 시 투과율 곡선이 다르게 나타나는 스위칭 히스테리시스(switching hysteresis) 현상이 발생하여 잔상의 원인이 될 수 있다.As shown in FIG. 4, when the thicknesses of the alignment layers 40 and 140 are respectively 600 μs, the switching voltage has a large driving voltage of about 10V and switching hysteresis in which transmittance curves are different when switching on / off for the application of voltage. Hysteresis may occur and cause afterimages.
한편, 도 5에서와 같이, 배향막(40, 140)의 두께를 각각 600Å, 450Å 또는 450Å, 600Å으로 하는 경우에는 구동 전압이 5V 정도로 낮아지는 것을 볼 수 있으나 여전히 스위칭 히스테리시스 현상은 나타난다.On the other hand, as shown in FIG. 5, when the thicknesses of the alignment layers 40 and 140 are set to 600 kV, 450 kV, or 450 kPa, 600 kPa, respectively, it can be seen that the driving voltage decreases to about 5V, but the switching hysteresis phenomenon still appears.
이와 같이 배향막(40, 140)의 두께를 줄일수록 구동 전압을 낮출 수 있으며그 두께는 300Å 내지 600Å으로 하는 것이 바람직하다.As described above, as the thicknesses of the alignment layers 40 and 140 are reduced, the driving voltage can be lowered, and the thickness thereof is preferably 300 kV to 600 kV.
다음, 구동 주파수에 따른 전기광학적 특성에 대하여 도 6 및 도 7, 앞서의 도 5를 참조하여 설명한다.Next, the electro-optical characteristics according to the driving frequency will be described with reference to FIGS. 6 and 7 and FIG. 5.
도 6의 그래프 A2 및 B2는 각각 도 5의 그래프 A1 및 B1과 같은 조건의 액정 표시 장치에서 구동 주파수를 60Hz로 구동했을 때의 전기광학적 특성을 도시한 것이고, 도 7의 그래프 A3 및 B3는 각각 도 5의 그래프 A1 및 B1과 같은 조건의 액정 표시 장치에서 구동 주파수를 120Hz로 구동했을 때의 전기광학적 특성을 도시한 것이다.The graphs A2 and B2 of FIG. 6 illustrate electro-optical characteristics when the driving frequency is driven at 60 Hz in the liquid crystal display under the same conditions as those of the graphs A1 and B1 of FIG. 5, respectively. The graphs A3 and B3 of FIG. FIG. 5 illustrates electro-optical characteristics when the driving frequency is driven at 120 Hz in the liquid crystal display under the same conditions as those of the graphs A1 and B1 of FIG. 5.
도 6 및 도 7에서, 가로 방향의 축은 강유전성 액정에 인가되는 전압을 나타내며, 세로 방향의 축은 투과율을 나타낸다.6 and 7, the axis in the horizontal direction represents the voltage applied to the ferroelectric liquid crystal, and the axis in the vertical direction represents the transmittance.
도 6 및 도 7에서와 같이, 구동 주파수가 높아질수록 스위칭 히스테리시스 현상이 개선되며, 구동 전압도 5V 이하로 감소함을 알 수 있다.6 and 7, as the driving frequency increases, the switching hysteresis phenomenon is improved, and the driving voltage also decreases to 5 V or less.
이와 같이 구동 주파수를 크게 할수록 스위칭 히스테리시스 현상을 개선할 수 있으며 그 주파수 영역은 60Hz 내지 120Hz로 하는 것이 바람직하다.As the driving frequency is increased, the switching hysteresis phenomenon can be improved, and the frequency range is preferably 60 Hz to 120 Hz.
이와 같이 본 발명에서는 액정 표시 장치의 상판 및 하판에 각각 표면 극성값의 차이가 나는 배향막을 형성하여 전계 배향법을 사용하지 않고 강유전성 액정을 단일 영역으로 배향시킬 수 있다. 또한, 배향막의 두께를 줄이고 구동 주파수를 크게 하여 구동 전압을 낮추고 전기광학적 특성에서 나타나는 스위칭 히스테리시스 현상을 개선할 수 있다.As described above, in the present invention, an alignment film having a difference in surface polarity value is formed on the upper and lower plates of the liquid crystal display, so that the ferroelectric liquid crystal can be aligned in a single region without using the electric field alignment method. In addition, by reducing the thickness of the alignment layer and increasing the driving frequency, it is possible to lower the driving voltage and improve the switching hysteresis phenomenon exhibited in the electro-optical characteristics.
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Cited By (1)
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