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KR101110131B1 - 면 구동 액정표시장치 - Google Patents

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KR101110131B1
KR101110131B1 KR1020040116723A KR20040116723A KR101110131B1 KR 101110131 B1 KR101110131 B1 KR 101110131B1 KR 1020040116723 A KR1020040116723 A KR 1020040116723A KR 20040116723 A KR20040116723 A KR 20040116723A KR 101110131 B1 KR101110131 B1 KR 101110131B1
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ferroelectric liquid
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Abstract

최근에는 빠른 응답속도를 갖는 강유전성 액정을 이용한 FLC 모드 액정표시장치와 광시야각 특성을 갖는 횡전계형 액정표시장치의 장점만을 취하여 광시야각 및 휘도가 우수하고 응답속도가 우수한 액정표시장치를 개발하려고 노력하고 있다.
따라서, 본 발명은 응답속도가 우수한 강유전성 액정층을 상부기판 및 하부기판에 있어 트위스트 네마틱 액정층의 다이나믹 배향막으로 이용한 시야각이 우수하며, 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단점인 개구율 및 휘도저하가 없는 면 구동방식의 액정표시장치를 제공한다.
또한, 전압인가에 따른 투과율 변화를 완만하게 조절할 수 있는 면 구동방식 액정표시장치를 제공함으로써 감마 전압 설정이 용이하도록 하며, 전압인가에 따른 급격한 투과율 변화로 인한 휘도변화 불량을 방지한다.
강유전성 액정, 배향막, 자발분극 회전속도, 면 구동

Description

면 구동 액정표시장치{Plane Switching mode Liquid crystal display device}
도 1은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 일부분의 단면을 도시한 단면도
도 2a, 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 오프(off), 온(on)상태의 동작을 도시한 단면도.
도 3은 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 일부 평면도.
도 4는 일반적인 강유전성 액정을 이용한 FLC 모드 액정표시장치의 개략적인 단면도.
도 5a 내지 5c는 면 구동 액정표시장치용 어레이 기판 상에 강유전성 액정층을 형성하는 과정을 도시한 제조 공정 단면도.
도 6a 내지 6c는 면 구동 액정표시장치용 컬러필터 기판 상에 강유전성 액정층을 형성하는 과정을 도시한 제조 공정 단면도.
도 7은 인가전압과 투과율과의 관계에 대해 액정표시장치의 이상적인 V-T 곡선을 도시한 그래프.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 면내 구동방식 액정표시장치의 하나의 화소에 대한 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 면 구동 액정표시장치에 있어서 화소전극과 공통전극 사이에 인가된 전압에 따른 제 1, 2 강유전성 액정층 내의 액정 디렉터의 움직임 및 상기 제 1, 2 강유전성 액정층 내의 트위스트 네마틱 액정층 내의 액정분자의 움직임을 순차적으로 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 면 구동 액정표시장치에 있어서, 전압인가에 따른 컬러필터 기판의 상부에서 바라본 트위스트 네마틱 액정층 내의 액정분자의 움직임을 도시한 도면.
도 11은 비교예와 본 발명 실시예에 있어 전압인가에 따른 투과율을 도시한 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
410 : 어레이 기판 420 : 화소전극
422 : 제 1 배향막 433 : 제 1 강유전성 액정층
435, 482 : 액정 디렉터
470 : 컬러필터 기판
471 : 컬러필터층 472 : 블랙매트릭스
473 : 공통전극 475 : 제 2 배향막
480 : 제 2 강유전성 액정층
Ps1, Ps2 : 자발분극(방향 및 크기 표시)
Tr : 스위칭 소자
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display)에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 빠른 응답속도 및 투과율을 향상시키는 구조의 면 구동 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회로 시대가 급진전함에 따라, 대량의 정보를 처리하고 이를 표시하는 디스플레이(display)분야가 발전하고 있다.
특히 최근 들어 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 시대상에 부응하기 위해 평판 표시 장치(plate panel display)의 필요성이 대두되었고, 이에 따라 색 재현성이 우수하고 박형인 박막 트랜지스터형 액정표시장치(Thin film transistor liquid crystal display )가 개발되었다.
이러한 액정표시장치의 디스플레이 방법은 액정분자의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는데, 이는 상기 액정분자의 구조가 가늘고 길며, 그 배열에 있어서 방향성을 갖는 선 경사각(pretilt angle)을 갖고 있기 때문에, 인위적으로 액정에 전압을 인가하면 액정분자가 갖는 선 경사각을 변화시켜 상기 액정 분자의 배열 방향을 제어할 수 있으므로, 적절한 전압을 액정층에 인가함으로써 상기 액정분자의 배열 방향을 임의로 조절하여 액정의 분자배열을 변화시키고, 이러한 액정이 가지고 있는 광학적 이방성에 의하여 편광된 빛을 임의로 변조함으로써 원하는 화상정보를 표현한다.
현재에는 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 화소전극이 행렬 방식으로 배열된 능동형 액정표시장치(Active Matrix LCD)가 해상도 및 화상 구현능력이 우수하여 가장 주목받고 있다.
일반적인 액정표시장치를 이루는 기본적인 소자인 액정 패널은 상부의 컬러필터기판과 하부의 어레이 기판이 서로 대향하여 소정의 간격을 두고 이격되어 있고, 이러한 두 개의 기판 사이에 액정분자를 포함하는 액정이 충진되어 있는 구조이다.
이때, 이러한 액정에 전압을 인가하는 전극은 컬러필터 기판에 위치하는 공통전극과 어레이 기판에 위치하는 화소전극이 되고, 이러한 두개의 전극에 전압이 인가되면, 인가되는 전압의 차이에 의하여 형성되는 상하의 수직적 전기장이 그 사이에 위치하는 액정 분자의 방향을 제어하는 방식을 사용한다.
그러나, 상술한 바와 같이 공통전극과 화소전극이 수직적으로 형성되고, 여기에 발생하는 상하의 수직적 전기장에 의해 액정을 구동하는 방식을 사용할 경우 투과율과 개구율 등의 특성이 우수한 장점은 있으나, 시야각 특성이 우수하지 못한 단점을 가지고 있기 때문에, 이러한 단점을 극복하기 위해 수평적 전기장을 이용하는 횡전계(IPS ; In-Plane Switching)에 의한 액정 구동방법이 제안되었다.
이하 상술한 횡전계형 액정표시장치를 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.
일반적인 횡전계형 액정표시장치의 액정패널은 컬러필터를 가지고 있는 컬러필터 기판(9)과 박막 트랜지스터 어레이 기판(10)이 서로 대향하고 있으며, 이러한 컬러필터 기판(9)과 박막 트랜지스터 어레이 기판(10) 사이에는 액정층(11)이 충진 되어 있다.
이때, 박막 트랜지스터 어레이 기판(10) 상에는 공통전극(17)과 화소전극(30)이 동일 평면상에 수평적으로 형성되어 있고, 여기에 인가되는 전압에 따라 수평적 전기장(L)을 형성하게 되고, 이때 이러한 수평적 전기장(L) 사이에 있는 액정 분자들은 이에 영향을 받아 구동하게 된다.
도 2a와 2b는 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 온(on), 오프(off) 상태의 동작을 각각 도시한 단면도이다.
우선, 전압이 인가된 온(on)상태에서의 액정의 배열상태를 도시한 도 2a를 참조하면, 상기 공통전극(17) 및 화소전극(30)과 대응하는 위치의 액정(11a)의 상변이는 없지만 공통전극(17)과 화소전극(30)사이 구간에 위치한 액정(11b)은 이 공통전극(17)과 화소전극(30)사이에 전압이 인가됨으로써 형성되는 수평전계(L)에 의하여, 상기 수평전계(L)와 같은 방향으로 배열하게 된다. 즉, 상기 횡전계형 액정표시장치는 액정이 수평전계에 의해 이동하므로, 시야각이 넓어지는 특성을 띠게 된다.
그러므로, 상기 횡전계형 액정표시장치를 정면에서 보았을 때, 상/하/좌/우방향으로 약 80～85o방향에서도 반전현상 없이 가시 할 수 있다.
다음, 도 2b를 참조하면, 상기 액정표시장치에 전압이 인가되지 않은 오프상태이므로 상기 공통전극과 화소전극 간에 수평전계가 형성되지 않으므로 액정층(11)의 배열 상태가 변하지 않는다.
이러한 횡전계형 액정표시장치는 전술한 바와 같이, 액정이 수평적 자기장에 의해 구동하므로 횡전계형 액정표시장치를 통하여 표시된 화면을 사용자가 정면에서 보았을 때, 상하좌우 방향으로 각각 약 80~85ㅀ방향까지 가시할 수 있는 시야각 특성을 가지고 있다.
하지만, 전술한 횡전계형 액정표시장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 그 평면 구조에 있어서, 화소전극(30)과 공통전극(17) 모두가 어레이 기판(10) 상에 형성되어 있으며, 특히 화소영역(P) 내에서 상기 공통전극(17) 및 화소전극(30)이 상기 화소영역(P)을 가리게 되므로 개구율이 저하되며, 이로 인해 액정표시장치를 통과하는 광량이 제한되어 휘도가 떨어지는 단점이 있다.
한편, 전술한 일반적인 액정표시장치(TN모드 액정표시장치)와 횡전계형 액정표시장치는 모두 트위스트 네마틱 액정을 이용하고 있으며, 이러한 트위스트 네마틱 액정을 이용한 액정표시장치는 상기 트위스트 네마틱 액정의 특성상 30ms이상의 반응속도를 가지게 되므로 빠른 움직임을 나타내는 동영상을 구현하는데 있어 잔상 등의 문제가 발생하여 표시품질 저하의 문제가 발생하고 있다.
한편, 응답속도의 문제를 개선하고자 최근에 응답특성이 우수한 강유전성 액정(ferroelectric liquid crystal : FLC)을 이용한 FLC 모드 액정표시장치가 주목되고 있다.
강유전성 액정은 카이랄 스멕틱(Chiral smectic)C 액정이라 불리기도 하는데, 액정분자들의 반응속도가 수 m.sec이하로 매우 빠른 특성을 갖는다. 일반적으로 카이랄 스멕틱 C 액정의 각각의 층은 그 층에 대해서 어떤 각도를 가지고 정렬 하려는 분자들로 이루어진다. 이러한 스멕틱 C액정에 전계를 인가하여 쌍극자 모멘트(dipole moment)를 한 방향으로 정렬하며, 분자의 배향도 균일하게 되고 전계 제거 후에도 그대로 유지된다.
또한 반대방향으로 전계를 인가하면 타 방향으로 배향된 상태로 고속으로 반전시킬 수 있다. 이것은 강유전성 액정의 분자배향이 전계의 극성에 따라 틀리다는 것을 의미하며, 빠른 응답특성을 보인다.
도 4는 일반적인 강유전성 액정을 이용한 FLC 모드 액정표시장치의 일부 단면을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 하부기판인 어레이 기판(50) 상의 제 1 배향막(55) 상부와 상부기판인 컬러필터 기판(70) 하부의 제 2 배향막(75) 사이에 소정의 두께(d1)를 갖는 강유전성 액정(80)이 개재되어 있다.
이러한 FLC모드 액정표시장치(40)는 상기 강유전성 액정(80)의 특성상 즉 인가된 전계에 의해 표시장치로서의 역할이 가능한 정도로 콘트롤 할 수 있도록 하기 위해서는 강유전성 액정(80)으로 충진되는 상/하기판간의 갭(d1) 즉, 셀갭(d1)이 2㎛이하가 되도록 액정패널(40)을 형성해야 하는 문제와, 상온에서는 점도가 매우 높아 거의 겔 (gel)상태로 존재하는 강유전성 액정(80)을 주입하는 문제 및 약한 내충격성을 갖는 등의 많은 어려움이 있다.
따라서 최근에는 이러한 빠른 응답속도를 갖는 강유전성 액정을 이용한 FLC 모드 액정표시장치와 광시야각 특성을 갖는 횡전계형 액정표시장치의 장점만을 취하여 광시야각 및 휘도가 우수하고 응답속도가 우수한 액정표시장치를 개발하려고 노력하고 있다.
본 발명에 따른 액정표시장치는 응답속도가 우수한 강유전성 액정을 다이나믹 배향막으로 이용하고, 횡전계 방식으로 구동됨으로써 시야각이 우수하며, 일반적인 횡전계형 액정표시장치의 단점인 개구율 및 휘도저하가 없으며, 효과적으로 상기 다이나믹 배향막 내의 액정층을 콘트롤 할 수 있는 면 구동방식의 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 전압인가에 따른 급격한 투과율 변화를 어느 정도 완화시켜 감마전압 설정에 유리하도록 하며, 나아가 인가전압의 변화에 따른 급격한 휘도변화를 방지하는 표시품질이 우수한 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기의 목적을 이루기 위해, 본 발명에 실시예에 따른 면 구동 액정표시장치는 화소영역과, 상기 화소영역 내에 화소전극을 구비한 제 1 기판과; 상기 화소전극 위로 형성된 제 1 배향막과; 상기 제 1 배향막 위로 제 1 두께를 가지며, 전계 인가시 제 1 방향으로, 제 1 회전속도를 갖고 액정 디렉터를 회전시키는 제 1 자발분극이 형성된 제 1 강유전성 액정층과; 상기 제 1 기판과 서로 마주보며 위치한 제 2 기판과; 상기 제 2 기판의 하부에 형성된 공통전극과; 상기 공통전극 하부에 형성된 제 2 배향막과; 상기 제 2 배향막 하부로 제 2 두께를 가지며, 전계 인가시 제 2 방향으로, 상기 제 1 회전속도와 다른 제 2 회전속도로 회전하는 제 2 자발분극이 형성된 제 2 강유전성 액정층과; 상기 제 1, 2 강유전성 액정층 사이에 개재된 트위스트 네마틱 액정층을 포함한다.
이때, 상기 제 2 두께는 상기 제 1 두께와 동일한 두께인 것이 바람직하며, 이때, 상기 제 1 두께는 1000Å 내지 3000Å인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 회전속도가 상기 제 2 회전속도보다는 더 빠른 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 방향은 상기 제 1, 2 강유전성 액정층으로부터 상기 제 1 배향막쪽으로 향하며, 상기 각각의 강유전성 액정층에 대해 수직한 방향이거나 상기 제 1, 2 강유전성 액정층으로부터 상기 제 2 배향막쪽으로 향하며, 상기 각각의 강유전성 액정층에 대해 수직한 방향인 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층은 스멕틱 상(SmC*)인 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1, 2 배향막은 폴리이미드(PI)를 포함한다.
또한, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층은 CDR(continuous director rotation) 모드계의 Half V mode 액정으로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 동일한 방향인 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판 상부에 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선을 더욱 포함한다.
또한, 상기 제 1 기판 상부에 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선과, 상기 두 배선의 교차지점에 형성된 스위칭 소자를 더욱 포함한다.
또한, 상기 제 2 기판의 공통전극 상부에는 상기 제 1 기판의 화소영역에 대응하여 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필러터층을 더욱 포함한다.
본 발명에 따른 면 구동 액정표시장치의 제조 방법은 제 1 기판 상에 화소전극을 형성하는 단계와; 제 2 기판 상에 공통전극을 형성하는 단계와; 상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 화소전극과 공통전극 위로 전면에 각각 고분자물질로써 제 1 및 제 2 배향막을 형성하는 단계와; 상기 제 1, 2 배향막 위로 각각 등방성상(isotropic)의 강유전성 액정을 코팅하여 제 1 두께를 갖는 제 1 강유전성 액정층과, 제 2 두께를 갖는 제 2 강유전성 액정층을 형성하고, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층이 접촉하는 분위기를 각각 다르게 형성하는 단계와; 상기 서로 다른 분위기에 노출된 등방성상(isotropic)의 제 1, 2 강유전성 액정층을 스멕틱상(SmC*)으로 상변이 시킴으로써 상기 제 1 강유전성 액정층 내에 제 1 방향으로 제 1 회전속도를 갖는 제 1 자발분극과, 상기 제 2 강유전성 액정층 내에 제 2 방향으로 제 1 회전속도와 다른 제 2 회전속도를 갖는 제 2 자발분극을 각각 발현시키는 단계와; 상기 서로 다른 제 1, 2 회전속도를 갖는 제 1, 2 자발분극이 발현된 제 1, 2 강유전성 액정층이 서로 마주보도록 상기 제 1, 2 기판을 위치시키는 단계와; 상기 서로 마주보는 제 1, 2 강유전성 액정층 사이에 트위스트 네마틱 액정층을 개재하고, 접착제로 상기 제 1, 2 기판 중 어느 하나의 기판 상에 테두리하여 상기 두 기판을 합착하는 단계 를 포함한다.
상기 제 2 두께는 상기 제 1 두께와 동일한 것이 특징이며, 이때 상기 제 1 두께는 1000Å 내지 3000Å 인 것이 바람직하다.
또한, 상기 고분자 물질은 폴리이미드(PI)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층을 각각 서로 다른 분위기에 노출시키는 단계는 제 1 강유전성 액정층은 하부의 제 1 배향막보다 극성이 약한 제 1 기체에 노출시키고, 제 2 강유전성 액정층은 상부의 제 2 배향막보다 극성이 강한 제 2 기체의 분위기에 노출시키는 단계 또는 제 1 강유전성 액정층은 하부의 제 1 배향막보다 극성이 강한 제 2 기체의 분위기에, 상기 제 2 강유전성 액정층은 상부의 제 2 배향막보다 약한 제 1 기체의 분위기에 노출시키는 단계인 것이 바람직하며, 이때, 상기 제 1 기체의 분위기는 일반적인 공기 분위기이며, 상기 제 2 기체의 분위기는 극성기인 -OH, -COOH, -NO2를 포함하는 기체 분위기 또는 O2 분위기인 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층을 각각 서로 다른 분위기에 노출시키는 단계는 상기 제 1 강유전성 액정층은 제 1 세기를 갖는 + 전계에 노출시키고, 제 2 강유전성 액정층은 제 2 세기를 갖는 - 전계에 노출시키거나 또는 상기 제 1 강유전성 액정층은 제 2 세기를 갖는 - 전계에 노출시키고, 상기 제 2 강유전성 액정층은 제 1 세기를 갖는 + 전계에 노출시키는 단계인 것이 바람직하다.
또한, 등방성 상의 강유전성 액정의 제 1, 2 배향막상의 코팅은 바 코팅 장치, 스핀 코팅 장치, 슬릿 코팅 장치 중 어느 하나를 이용하여 형성되는 것이 바람 직하며, 이때, 상기 등방성 상의 강유전성 액정에는 점성을 더욱 낮추기 위해 휘발성의 솔벤트를 더욱 첨가하여 코팅하는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 반대되는 방향인 것이 특징이다.
또한, 상기 서로 다른 제 1, 2 회전속도를 갖는 제 1, 2 자발분극이 발현된 제 1, 2 강유전성 액정층이 서로 마주보도록 상기 제 1, 2 기판을 위치시키는 단계는 상기 제 1 방향 및 제 2 방향이 동일한 방향으로 일치되는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선을 형성하는 단계와; 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선의 교차지점에 스위칭 소자를 형성하는 단계와; 상기 각 화소영역 내에 상기 스위칭 소자의 일전극과 상기 화소전극이 접촉하도록 하는 단계를 더욱 포함한다.
또한, 상기 제 2 기판 상에 상기 제 1 기판의 화소영역에 대응하여 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필터층을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.
또한, 상기 등방성 상의 제 1, 2 강유전성 액정층을 스멕틱 상(SmC*)으로의 상변이는, 온도를 낮춤으로써 등방성 상에서 네마틱상(N*)으로, 상기 네마틱상(N*)에서 스멕틱 상(SmC*)으로 변화되는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층은 CDR(continuous director rotation) 모드계의 Half V mode 액정으로 이루어진 것이 바람직하다.
이하 본 발명을 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명한다.
우선, 강유전성 액정의 특성에 대해 조금 더 상세히 설명한다.
일반적으로 액정은 온도에 따라 상전이를 하게 되는데, 강유전성 액정은 온 도가 고온에서 저온으로 바뀜에 따라 등방성 상이었던 것이 차례대로 네마틱상(N＊), 스멕틱상(SmC＊)으로 상전이하고 최종적으로 결정상이 된다. 이때 온도에 따라 강유전성 액정의 점성도 변하게 되는데, 등방성 상일 경우 점도가 매우 낮고, 결정상일 때가 가장 점도가 높은 상태가 된다. 따라서, 이러한 강유전성 액정을 기판 상에 형성시키기 위해서는 높은 온도로 가열하여 점성이 낮은 등방성상 상태에서 형성하게 된다.
이때, 액정패널을 형성 후에 상온에서 주로 이용되는 상은 스멕틱상(SmC＊)이 되며, 네마틱상(N＊)에서 스멕틱상(SmC＊)으로 전이 시 자발분극이 발현된다. 자발분극이란 액정의 디렉터가 전압 인가 시 일방향으로 움직이도록 하는 역할을 하는 것으로 한 번의 자발분극의 방향성을 갖게 되면 상기 방향성을 계속 유지하는 것이 강유전성 액정의 특성이 되고 있다.
다음, 전술한 바와 같은 특성을 갖는 강유전성 액정을 다이나믹 배향막으로 가지며, 효과적으로 상기 다이나믹 배향막 사이에 위치하는 트위스트 네마틱 액정을 콘트롤 할 수 있는 면 구동 액정표시장치에 대해 설명한다.
우선, 도 5a 내지 5c와 도 6a 내지 6c를 참조하여 면 구동 액정표시장치에 있어서 어레이 기판과 컬러필터 기판 상에 트위스트 네마틱 액정층의 다이나믹 배향막으로서의 역할을 하는 강유전성 액정층을 형성하는 과정에 대해 설명한다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Tr) 및 화소전극(220)이 형성된 액정표시장치용 어레이 기판(210)상에 고분자물질인 폴리이미드(PI)를 도포하여 전면에 강유전성 액정의 배향을 위한 제 1 배향막(222)을 형성한 다.
다음, 상기 제 1 배향막(222)이 형성된 어레이 기판(210)상의 상기 제 1 배향막(222) 위로 고온으로 가열하여 점성을 낮춘 상태 즉, 등방성(isotropic)상 상태의 강유전성 액정을 1㎛이하 바람직하게는 1000Å 내지 3000Å의 두께로서 얇게 코팅함으로써 등방성(isotropic)상의 제 1 강유전성 액정층(230)을 형성한다. 이때, 상기 등방성(isotropic)상 상태의 강유전성 액정의 점성을 더욱 낮추기 위해 솔벤트 등을 첨가함으로써 스핀 코팅 장치(미도시) 또는 슬릿 코팅장치(미도시) 등을 이용하여 코팅이 용이하도록 하게 할 수도 있다.
다음, 도 5b에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 배향막(222) 위로 1000Å 내지 3000Å의 얇은 두께를 가지고 형성된 등방성의 강유전성 액정층(도 7a의 230)을 온도를 서서히 낮춤으로써 네마틱상(N＊)의 액정층(231)으로 상전이를 시킨다.
다음, 도 5c에 도시한 바와 같이, 네마틱상(N＊)의 강유전성 액정층(도 5b의 231)이 구비된 어레이 기판(210)에 있어 더욱 온도를 낮춤으로서 네마틱상(N＊)의 강유전성 액정층(도 5b의 231)이 스멕틱상(SmC＊)의 강유전성 액정층(233)이 되도록 상전이를 시키는 동시에, 상기 스멕틱상(SmC＊)으로 전이 시 적정 세기를 갖는 + 또는 - 전계를 가하거나 또는 극성 성질을 갖는 상기 폴리이미드(PI)의 제 1 배향막(222)에 비해 극성이 낮은 비극성 매질인 공기 중에 노출시킨 상태에서 온도를 서서히 낮춤으로써 즉, 네마틱상(N＊)의 액정층(도 5b의 231)이 비극성 매질인 공기에 비해 상대적으로 극성 매질인 폴리이미드(PI)의 제 1 배향막(222)과 접촉하며, 동시에 공기 중에 노출되도록 하여 상기 제 1 배향막(222) 면쪽으로 회전방향 을 갖는 자발분극(spontaneous polarization)(Ps1)이 형성되도록 한다.
상기 자발분극(Ps1)의 발현에 대해 조금 더 설명하면, 공기는 비극성 매질이며, 이러한 공기에 비해 배향막인 폴리이미드(PI)는 극성의 매질이므로 강유전성 액정이 네마틱상(N＊)에서 스멕틱상(SmC＊)으로 상전이시 자발분극(Ps1)은 극성매질이 위치한 쪽으로 방향성을 가지며 발현되게 된다. 또한 이러한 자발분극(Ps1)은 전자의 밀집도가 높아 극성의 성분이 강하게 되므로 자발분극(Ps1)이 발현된 액정분자들은 일방향으로 스스로 정렬하게 된다.
또한, 이렇게 제 1 배향막(222) 쪽으로 방향성을 가지며 발현된 자발분극(Ps1)에 의해 강유전성 액정 디렉터(235)는 인가되는 전계에 대해 + 또는 - 전계에 대해 일관되게 상기 방향성을 계속 유지하며 회전하거나 또는 고정되게 된다.
전술한 바 강유전성 액정은 자발분극의 회전 방향성이 있으며, 액정 디렉터의 회전은 전계의 극성에 따라 선택되어 발현된 자발분극의 특성과 일치하면 상기 자발분극의 방향으로 회전을 하게 되고, 전계의 극성이 자발분극의 특성과 다르게 되면, 회전하지 않고 고정된 상태를 유지하는 것이 특징이다.
다음은 컬러필터 기판상에 강유전성 액정층을 형성하는 방법에 대해 설명한다.
다음, 도 6a에 도시한 바와 같이, 적, 녹, 청색 컬러필터(271a, 271b, 271c) 및 공통전극(273)이 형성된 액정표시장치용 컬러필터 기판(270)에 있어서, 상기 공통전극(273) 위로 폴리이미드(poly-imide ;PI)를 도포하여 전면에 강유전성 액정의 배향을 위한 제 2 배향막(275)을 형성한다.
다음, 상기 제 2 배향막(275)이 형성된 컬러필터 기판(270)의 상기 제 2 배향막(275) 위로 고온으로 가열하여 점성이 낮아진 등방성(isotropic)상 상태의 강유전성 액정을 바람직하게는 1000Å 내지 3000Å의 두께로서 얇게 코팅함으로써 등방성 상의 강유전성 액정층(277)을 형성한다. 이때, 상기 등방성(isotropic)상 상태의 강유전성 액정의 점성을 더욱 낮추기 위해 상기 강유전성 액정 내에 솔벤트 등을 첨가함으로써 스핀 코팅장치(미도시), 슬릿 코팅장치(미도시), 바 코팅 장치(미도시) 등을 이용하여 코팅이 용이하도록 하게 할 수도 있다.
다음, 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 배향막(275) 위로 1000Å 내지 3000Å의 얇은 두께를 가지고 형성된 등방성(isotropic)상의 강유전성 액정층(도 8a의 277)을 온도를 서서히 낮춤으로써 네마틱상(N＊) 액정층(278)으로 상전이를 시킨다.
다음, 도 6c에 도시한 바와 같이, 네마틱상(N＊)의 강유전성 액정층(278)이 형성된 컬러필터 기판(270)에 있어 더욱 온도를 낮춤으로서 네마틱상(N＊)의 강유전성 액정층(도 6b의 278)이 스멕틱상(SmC＊)의 강유전성 액정층(280)이 되도록 상전이를 시키는 동시에, 상기 스멕틱상(SmC＊)으로 전이 시 액정층(280)의 상부로부터 전계를 가하거나, 또는 상기 폴리이미드(PI)의 제 2 배향막(275)보다 강한 극성을 갖는 분위기에 노출시킨다. 일례로서 어레이 기판(도 5c의 210) 상에 형성한 제 1 강유전성 액정층(233) 형성 시에서와 같이 비극성 매질인 공기 중에 상기 강유전성 액정층을 노출시키는 것이 아니라, 상기 폴리이미드의 제 2 배향막보다 강한 극 성 성질을 갖는 O2의분위기에서 온도를 낮추어 강유전성 액정을 네마틱상(N＊)에서 스멕틱상(SmC＊)으로 상전이 시키는 것이다.
이렇게 상기 컬러필터 기판(270) 상에 형성된 제 2 배향막(275)보다 더욱 강한 극성을 갖는 O2분위기에 상기 네마틱상(N*)에서 스멕틱상(SmC*)으로 상전이 하는 강유전성 액정층을 노출시키면, 자발분극(Ps2) 발현 시 상기 자발분극(Ps2)의 회전 방향이 강한 극성 물질쪽으로 일관되게 형성된다. 따라서, 이러한 경우 자발분극(Ps1)의 회전 방향이 상기 제 1 배향막(도 5c의 222)쪽으로 형성된 어레이 기판(도 5c의 210)과는 달리 자발분극(Ps2) 방향이 제 2 배향막(275)쪽이 아닌 O2와 접촉하는 방향으로 형성된다.
전술한 방법과 같이 각각 제작된 즉, 자발분극(도 5c의 Ps1, 도 6c의 Ps2)의 회전방향이 다른 어레이 기판(도 5c의 210)과 컬러필터 기판(도 6c의 270)에 있어서 상기 두 기판의 제 1, 2 강유전성 액정층 사이에 트위스트 네마틱 액정을 개재시킨 후, 상기 두 기판을 중 어느 하나의 기판 테두리에 형성된 실런트를 패터닝하고 합착함으로써 면 구동 액정표시장치를 완성할 수 있다.
여기서 인가전압과 투과율과의 관계에 대해 액정표시장치의 이상적인 V-T 곡선을 도시한 그래프인 도 7을 참조하여 설명한다.
그레이 스케일(gray scale)이란 인간의 시각이 느끼는 빛의 양을 단계적으로 나누 것이라 할 수 있는데, 액정표시장치에서는 액정이 빛을 통과시키는 정도를 인위적으로 조절함으로써 화상을 표시하게 되며, 이러한 조절의 수단으로 전압을 사 용하게 되는데 일반적으로 액정의 빛에 대한 투과율은 액정 양단에 인가된 전압의 크기, 다시 말하면 액정을 통과하는 전계의 세기에 따라 일정한 관계를 가지고 변화하게 된다. 따라서 이러한 액정 양단간의 전압과 투과율 사이에는 어떠한 연관이 있으며, 이러한 연관관계를 그래프로서 나타낸 것이 도시한 V-T곡선 그래프이며, 이러한 액정의 특성을 V-T특성이라 한다.
전압인가에 따른 투과율 곡선을 보면 대략 2부분으로 나누어 생각할 수 있는데 처음 전압을 인가하기 시작할 때와 매우 큰 전압을 인가했을 때는 전압이 변화해도 투과율의 변화가 거의 없는 반면 중간 부분에서는 인가 전압에 대해 거의 비례적으로 투과율이 변화는 것을 알 수 있다.
따라서, 중간 밝기의 계조를 표시하기 위해서는 중간의 선형적인 구간을 주로 이용하게 된다. 이 경우 섬세한 화상을 표시하기 위해서는 중간 부분의 계조가 잘게 나누어져야 함을 알 수 있다.
따라서, 실제 화상을 구현하는 데 있어서는 인가 전압에 대해 투과율이 거의 선형적으로 변화하는 구간을 몇 단계로 나누어 계조를 표시하게 되는데, 통상적으로 투과율 일정한 간격으로 나누고 이에 대응되는 전압을 인가함으로써 중간 계조를 표시하고 있으며, 이러한 선형적인 구간이 너무 급격한 기울기를 갖게되면 중간계조의 표시를 위한 전압차가 너무 작게되어 이를 콘트롤하는 데는 어려움이 있다. 따라서, 투과율 곡선의 선형적인 구간에서는 어느 정도 완만한 기울기를 갖도록 하는 것이 바람직함을 알 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 인가 전압의 크기 변화에 따른 평균 액정의 투과축 의 변화를 완만하게 조절되도록 함으로써, 인가 전압에 따른 투과율 곡선에 있어서 중간계조를 나타내는 영역이 완만한 커브를 갖는 면 구동 액정표시장치를 제공한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 면내 구동방식 액정표시장치의 하나의 화소에 대한 단면도이다.
도 5a내지 5c와 도 6a 내지 6c를 통해 설명한 바 자발분극(Ps1, Ps2)의 회전 방향이 서로 반대로 형성된 어레이 기판(410)과 컬러필터 기판(470)을 제 1 강유전성 액정층(433)과 제 2 강유전성 액정층(480)이 서로 마주하도록 하고, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층(433, 480) 사이에 트위스트 네마틱 액정을 개재함으로써 트위스트 네마틱 액정층(440)을 형성하여 액정패널을 완성함으로서 결과적으로는 어레이 기판(410)을 기준으로 하여 자발분극(Ps1, Ps2)의 방향이 모두 동일하게 상기 어레이 기판(410)내에 상기 제 1 강유전성 액정층(433) 하부에 구비된 제 1 배향막(422)쪽을 향하여 형성됨으로써 인가되는 전계에 의해 동일한 방향으로 상기 제 1, 2 강유전성 액정층(433, 480) 내의 액정 디렉터(435, 482)가 회전하게 된다.
이때, 본 발명의 실시예에 의한 면 구동 액정표시장치(400)는 상기 제 1, 2 강유전성 액정층(433, 480) 내의 발현된 자발분극(Ps1, Ps2)의 회전속도가 동일하지 않도록 한 것이 특징이다.
즉, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층(433, 480)을 이루는 액정의 물성이 다른 것 예를들어 자발분극의 세기는 자유롭게 조절되며, 그 외의 물성은 동일함을 유지하는 특성을 갖는 CDR(continuous director rotation) 모드계의 Half V mode 액정 을 이용함으로써 자발분극의 세기가 다른 제 1 ,2 강유전성 액정층(433, 480)을 각각 형성할 수 있다. 이때, 전계에 대한 강유전성 액정의 다이나믹한 회전력(회전속도)은 자발분극의 세기에 따라 달라지는 것이 일반적이므로 이러한 자발분극의 세기를 어레이 기판(410)측과 컬러필터 기판(470)측에 달리하여 구성함으로써 전압인가에 따른 제 1, 2 강유전성 액정층(433, 480) 내의 액정 디렉터(435, 482)의 회전속도를 다르게 하고, 이러한 제 1, 2 강유전성 액정층(433, 480) 내의 각각의 액정 디렉터(435, 482)의 회전속도를 다르게 함으로써 상기 제 1,2 강유전성 액정층(433, 480) 사이에 개재된 트위스트 네마틱 액정의 회전속도를 조절하여 전압인가에 따른 투가율의 증가를 완만히 하여, 즉 V-T곡선의 기울기를 완만히 함으로써 감마전압 설정을 용이하게 하고, 인가전압 변화시의 급격한 휘도 변화를 방지할 수 있다.
이때, 상기 CDR(continuous director rotation) 모드계의 Half V mode 액정에 있어서 서로 다른 자발분극 세기를 갖도록 하는 방법으로서는 상기 CDR(continuous director rotation) 모드계의 Half V mode 액정이 네마틱상(N*)에서 스메틱상(SmC*)으로 상변이시 상기 강유전성 액정층 상하부의 분위기를 극성의 세기를 달리하는 극성 물질로서 분위기를 형성함으로서 서로 다른 자발분극 세기를 갖도록 형성할 수 있다. 여기서 극성(polarity)이란 분자중에 산소(O2), 황(S), 할로겐(halogen) 원자같이 전자를 끌어당기는 원자가 있어서 분자 자체의 전기적 대칭 상태(electric symmetry)가 깨어지는 경우를 말하는 것으로서 대표적인 극성기 는 -OH, -COOH, -NO2 등이며, 이러한 극성기를 포함하는 물질(기체)은 그 극성치를 달리하며, 이렇게 극성의 세기를 달리하는 물질(기체)의 분위기에 노출시킴으로써 자발분극의 세기 즉 자발분극의 회전속도를 달리하는 강유전성 액정층을 형성할 수 있다.
또한 자발분극의 세기 및 이에 영향을 받는 자발분극의 회전속도가 다른 강유전성 액정층을 달리 형성하는 또 다른 방법으로서는 강유전성 액정층이 네마틱 상(N*)에서 스메틱상(SmC*)으로 상전이 시, 전계 인가의 방법에 의해 자발분극을 회전방향을 결정함에 있어, 인가하는 전계의 세기를 달리 하는 것이다. 이 방법의 경우 액정 디렉터의 자발분극 세기 이외의 회전각도에 영향을 줄 수 있으나, 전술한 바와 같은 CDR(continuous director rotation) 모드계의 Half V 모드 액정을 사용할 경우, 상기 CDR(continuous director rotation) 모드계의 Half V 모드 액정 특성상 자발분극의 세기만이 외부 분위기에 의해 자유롭게 조절되고, 그 외의 물성치는 거의 변화가 없으므로 전술한 자발분극 발현 시 인가하는 전압의 세기를 달리할 경우에도 문제되지 않는다.
도 9를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에 의한 면 구동 액정표시장치는 어레이 기판상의 제 1 강유전성 액정층 내의 액정 디렉터의 자발분극의 크기 또는 회전속도를 컬러필터 기판 하부의 제 2 강유전성 액정층 내의 액정 디렉터의 자발분극의 크기 또는 회전속도보다 크기 또는 빠르게 한 것을 예로써 설명한 것이며 반대의 상황 즉, 컬러필터 기판 하부의 제 2 강유전성 액정층 내의 액정 디렉터의 자발분극의 크기 또는 회전속도를 어레이 기판 상의 제 1 강유전성 액정층 내의 액정 디렉터의 자발분극의 크기 또는 회전속도보다 크거나 또는 빠르게 형성하여도 동일한 효과를 얻을 수 있음은 자명하다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 면 구동 액정표시장치에 있어서 화소전극과 공통전극 사이에 인가된 전압에 따른 제 1, 2 강유전성 액정층 내의 액정 디렉터의 움직임 및 상기 제 1, 2 강유전성 액정층 내의 트위스트 네마틱 액정층 내의 액정분자의 움직임을 순차적으로 도시한 도면이며, 도 15는 본 발명의 실시예에 의한 면 구동 액정표시장치에 있어서, 전압인가에 따른 컬러필터 기판의 상부에서 바라본 트위스트 네마틱 액정층 내의 액정분자의 움직임을 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 상기 어레이 기판(410)과 컬러필터 기판(470)의 공통전극(미도시)과 화소전극(미도시) 사이에 전압이 인가되면, 자발분극 발현 시 강한 전계의 세기 또는 더욱 극성 물질의 분위기에 노출됨으로써 큰 자발분극 세기, 더욱 정확히는 자발분극의 회전속도가 빠른 제 1 강유전성 액정층(433) 내의 액정 디렉터(435)가 재빨리 소정의 각도로 회전하게 되고, 연속하여 상기 제 1 강유전성 액정층(433)보다 약한 전계 또는 약한 극성물질의 분위기에서 발현된 자발분극을 갖는 제 2 강유전성 액정층(480) 내의 액정 디렉터(482)가 상기 제 1 강유전성 액정층(433) 내의 액정 디렉터(435)가 회전한 방향 및 회전한 각도와 동일한 위치로 상기 제 1 강유전성 액정층(433) 내의 액정 디렉터(435)의 회전속도보다 느리게 회전하며 위치하게 되며, 이에 따라, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층(433, 480) 사이에 개재된 트위스트 네마틱 액정층(490) 내의 액정분자(491a, 191b)가 상기 제 1, 2 강유전성 액정층(433, 480) 내의 액정 디렉터(433, 480)가 회전한 방향으로 회전하게 된다. 이때, 상기 제 1 강유전성 액정층(433)에 근접한 영역의 트위스트 네마틱 액정층(490)내의 액정분자(491a)는 가장 빠른 속도를 가지며 회전한 제 1 강유전성 액정층(433) 내의 액정 디렉터(435)에 의해 상기 제 2 강유전성 액정층(482)에 근접한 영역의 트위스트 네마틱 액정층(490)내의 액정분자(491b) 보다는 먼저 회전하게 되며, 이후 순차적으로 제 2 강유전성 액정층(480)에 근접한 영역의 트위스트 네마틱 액정층(490) 내의 액정분자(491b)도 회전하게 된다. 이렇게 트위스트 네마틱 액정층(490) 내에서 먼저 회전하는 액정분자(491a)와 나중에 회전하는 액정분자(491b)가 발생함으로써 트위스트 네마틱 액정층(490) 내에서 액정분자의 꼬임이 발생하므로 전압에 따른 트위스트 네마틱 액정의 평균 광축(도 15의 499)의 변화는 급격히 진행되지 않는다.
이러한 제 1, 2 강유전성 액정층(433, 480) 및 트위스트 네마틱 액정층(490) 내의 액정 디렉터(435, 482) 및 액정분자(491a, 491b)의 순차적인 움직임 즉 꼬임의 발생으로 의해 전압인가에 의한 투과율 곡선이 도 11에 도시한 도면에서와 같이 그 기울기가 완만해짐을 알 수 있다.
따라서, 투과율 곡선의 선형구간에 있어서, 제 1, 2 강유전성 액정층 내의 자발분극의 크기를 같게하여 액정디렉터의 회전속도를 동일하게 한 것(이하 비교예라 칭함) 대비 투과율 곡선이 완만한 기울기를 가짐으로 중간계조 표시를 위해 상기 투과율을 등간격으로 세분했을 경우, 상기 비교예에 의해 투과율을 등간격으로 나눈 경우의 단계별 동일한 투과율을 나타내는 인가전압의 간격(g1)보다 본 발명의 실시예에 의한 경우의 인가전압의 간격(g2)이 보다 넓게 유지하게 됨으로써 감마전압 설정이 유리하게 됨을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 면 구동 액정표시장치의 투과율 곡선에 있어서의 세분화된 전압간 간격(g2)이 비교예의 전압간 간격(g1)보다 더욱 넓게 형성됨으로써 인가 전압 변화에 따른 휘도의 급격한 변화가 저하된다.
또한, 투과율에 따른 세분화된 전압간 간격이 좁으면 그 만큼의 오차 발생율이 커지며, 이에 따라 휘도 불량의 가능성이 높아지게 되지만, 본 발명의 실시예에서와 같이 투과율에 따른 세분화된 전압간 간격이 비교적 넓게 형성됨으로써 오차 한도를 넓힘으로써 불량 발생율을 줄여 최종적으로 휘도 변화불량을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 있어서는 어레이 기판과 컬러필터 기판 각각에 회전방향은 갖고 자발분극의 세기 또는 회전속도의 차를 갖도록 강유전성 액정층을 형성함으로써 상기 강유전성 액정층 사이에 개재되는 트위스트 네마틱 액정층 내에 인위적인 꼬임이 발생하여 전압인가에 따른 급격한 투과율 증가를 완화함으로써 감마전압 설정에 유리하고, 전압 변화에 따른 휘도변화 불량을 방지하는 효과가 있다.
또한, 강유전성 액정층을 다이나믹 배향막으로 하여 트위스트 네마틱 액정층을 콘트롤함으로써 응답속도를 향상시키며, 종래의 횡전계형 액정표시장치 대비 개구율 및 투과율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (28)

  1. 화소영역과, 상기 화소영역 내에 화소전극을 구비한 제 1 기판과;
    상기 화소전극 위로 형성된 제 1 배향막과;
    상기 제 1 배향막 위로 제 1 두께를 가지며, 전계 인가시 제 1 방향으로, 제 1 회전속도를 갖고 액정 디렉터를 회전시키는 제 1 자발분극이 형성된 제 1 강유전성 액정층과;
    상기 제 1 기판과 서로 마주보며 위치한 제 2 기판과;
    상기 제 2 기판의 하부에 형성된 공통전극과;
    상기 공통전극 하부에 형성된 제 2 배향막과;
    상기 제 2 배향막 하부로 제 2 두께를 가지며, 전계 인가시 제 2 방향으로, 상기 제 1 회전속도와 다른 제 2 회전속도로 회전하는 제 2 자발분극이 형성된 제 2 강유전성 액정층과;
    상기 제 1, 2 강유전성 액정층 사이에 개재된 트위스트 네마틱 액정층
    을 포함하며, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층은 각각 다른 세기의 극성을 갖는 기체 분위기에 노출되거나, 또는 서로 다른 극성과 세기를 갖는 전계에 노출됨으로서 서로 다른 상기 제 1 회전속도를 갖는 제 1 자발분극과 상기 제 2 회전속도를 갖는 제 2 자발분극이 형성된 것이 특징인 면 구동 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 두께는 상기 제 1 두께와 동일한 두께인 면 구동 액정표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 두께는 1000Å 내지 3000Å인 면 구동 액정표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 회전속도가 상기 제 2 회전속도보다는 더 빠른 것이 특징인 면 구동 액정표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방향은 상기 제 1, 2 강유전성 액정층으로부터 상기 제 1 배향막쪽으로 향하며, 상기 각각의 강유전성 액정층에 대해 수직한 방향이거나 상기 제 1, 2 강유전성 액정층으로부터 상기 제 2 배향막쪽으로 향하며, 상기 각각의 강유전성 액정층에 대해 수직한 방향인 면 구동 액정표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 강유전성 액정층은 스멕틱 상(SmC*)인 면 구동 액정표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 배향막은 폴리이미드(PI)를 포함하는 면 구동 액정표시장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 강유전성 액정층은 CDR(continuous director rotation) 모드계의 Half V mode 액정으로 이루어진 면 구동 액정표시장치.
  9. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 동일한 방향인 것이 특징인 면 구동 액정표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상부에 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선을 더욱 포함하는 면 구동 액정표시장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상부에 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 배선과 데이터 배선과, 상기 두 배선의 교차지점에 형성된 스위칭 소자를 더욱 포함하는 면 구동 액정표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판의 공통전극 상부에는 상기 제 1 기판의 화소영역에 대응하여 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필러터층을 더욱 포함하는 면 구동 액정표시장치.
  13. 제 1 기판 상에 화소전극을 형성하는 단계와;
    제 2 기판 상에 공통전극을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 기판 및 제 2 기판의 화소전극과 공통전극 위로 전면에 각각 고분자물질로써 제 1 및 제 2 배향막을 형성하는 단계와;
    상기 제 1, 2 배향막 위로 각각 등방성상(isotropic)의 강유전성 액정을 코팅하여 제 1 두께를 갖는 제 1 강유전성 액정층과, 제 2 두께를 갖는 제 2 강유전성 액정층을 형성하고, 상기 제 1, 2 강유전성 액정층이 각각 서로 다른 분위기에 노출되도록 하는 단계와;
    상기 서로 다른 분위기에 노출된 등방성상(isotropic)의 제 1, 2 강유전성 액정층을 스멕틱상(SmC*)으로 상변이 시킴으로써 상기 제 1 강유전성 액정층 내에 제 1 방향으로 제 1 회전속도를 갖는 제 1 자발분극과, 상기 제 2 강유전성 액정층 내에 제 2 방향으로 제 1 회전속도와 다른 제 2 회전속도를 갖는 제 2 자발분극을 각각 발현시키는 단계와;
    상기 서로 다른 제 1, 2 회전속도를 갖는 제 1, 2 자발분극이 발현된 제 1, 2 강유전성 액정층이 서로 마주보도록 상기 제 1, 2 기판을 위치시키는 단계와;
    상기 제 1, 2 기판 중 어느 하나의 기판 상에 가장자리를 따라 접착패턴을 형성하고, 상기 접착패턴 내측으로 상기 서로 마주보는 제 1, 2 강유전성 액정층 사이에 트위스트 네마틱 액정층을 개재하고, 상기 제 1 및 제 2 기판을 합착하는 단계
    를 포함하는 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  14. 제 13 에 있어서,
    상기 제 2 두께는 상기 제 1 두께와 동일한 것이 특징인 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  15. 제 14 에 있어서,
    상기 제 1 두께는 1000Å 내지 3000Å 인 면 구동 액정표시장치의 제조 방 법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 고분자 물질은 폴리이미드(PI)인 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 강유전성 액정층을 각각 서로 다른 분위기에 노출시키는 단계는 제 1 강유전성 액정층은 하부의 제 1 배향막보다 극성이 약한 제 1 기체에 노출시키고, 제 2 강유전성 액정층은 상부의 제 2 배향막보다 극성이 강한 제 2 기체의 분위기에 노출시키는 단계 또는 제 1 강유전성 액정층은 하부의 제 1 배향막보다 극성이 강한 제 2 기체의 분위기에, 상기 제 2 강유전성 액정층은 상부의 제 2 배향막보다 약한 제 1 기체의 분위기에 노출시키는 단계인 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 기체의 분위기는 일반적인 공기 분위기인 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 기체의 분위기는 극성기인 -OH, -COOH, -NO2를 포함하는 기체 분위기 또는 O2 분위기인 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 강유전성 액정층을 각각 서로 다른 분위기에 노출시키는 단계는 상기 제 1 강유전성 액정층은 제 1 세기를 갖는 + 전계에 노출시키고, 제 2 강유전성 액정층은 제 2 세기를 갖는 - 전계에 노출시키거나 또는 상기 제 1 강유전성 액정층은 제 2 세기를 갖는 - 전계에 노출시키고, 상기 제 2 강유전성 액정층은 제 1 세기를 갖는 + 전계에 노출시키는 단계인 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  21. 제 13 항에 있어서,
    등방성 상의 강유전성 액정의 제 1, 2 배향막상의 코팅은 바 코팅 장치, 스핀 코팅 장치, 슬릿 코팅 장치 중 어느 하나를 이용하여 형성되는 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 등방성 상의 강유전성 액정에는 점성을 더욱 낮추기 위해 휘발성의 솔벤트를 더욱 첨가하여 코팅하는 것이 특징인 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  23. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 방향과 제 2 방향은 서로 반대되는 방향인 것이 특징인 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  24. 제 13 항에 있어서,
    상기 서로 다른 제 1, 2 회전속도를 갖는 제 1, 2 자발분극이 발현된 제 1, 2 강유전성 액정층이 서로 마주보도록 상기 제 1, 2 기판을 위치시키는 단계는 상기 제 1 방향 및 제 2 방향이 동일한 방향으로 일치되는 것이 특징인 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  25. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 상에 서로 교차하여 다수의 화소영역을 정의하는 게이트 배 선과 데이터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선의 교차지점에 스위칭 소자를 형성하는 단계와;
    상기 각 화소영역 내에 상기 스위칭 소자의 일전극과 상기 화소전극이 접촉하도록 하는 단계
    를 더욱 포함하는 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  26. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 기판 상에 상기 제 1 기판의 화소영역에 대응하여 순차 반복하는 적, 녹, 청색 컬러필터층을 형성하는 단계
    를 더욱 포함하는 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  27. 제 13 항에 있어서,
    상기 등방성 상의 제 1, 2 강유전성 액정층을 스멕틱 상(SmC*)으로의 상변이는, 온도를 낮춤으로써 등방성 상에서 네마틱상(N*)으로, 상기 네마틱상(N*)에서 스멕틱 상(SmC*)으로 변화되는 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
  28. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1, 2 강유전성 액정층은 CDR(continuous director rotation) 모드계의 Half V mode 액정으로 이루어진 면 구동 액정표시장치의 제조 방법.
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