KR0183205B1 - Fabrication method for liquid crystal cell - Google Patents

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KR0183205B1
KR0183205B1 KR1019960007233A KR19960007233A KR0183205B1 KR 0183205 B1 KR0183205 B1 KR 0183205B1 KR 1019960007233 A KR1019960007233 A KR 1019960007233A KR 19960007233 A KR19960007233 A KR 19960007233A KR 0183205 B1 KR0183205 B1 KR 0183205B1
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구자홍
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Abstract

아모포스 트위스트네마틱 액정셀은 폴리실록산 물질이 도포된 기판(10), (11)을 합착하여 액정셀을 형성하며, 이 액정셀에 상온에서 액정을 주입하고 네마틱전이 온도(TNI)이상으로 가열한 후, 상온으로 천천히 냉각시킴으로써 제작한다. 액정셀이 냉각됨에 따라 셀내에는 많은 도메인들이 형성되는데, 이 도메인들은 인접하는 도메인과 연속적으로 분포되며, 각 도메인내의 액정방향자도 같은 도메인내에 형성된 상하의 인접하는 도메인과 미세한 각도차를 갖는 연속적인 분포가 된다. 인접하는 도메인 사이의 액정분자의 배향을 연속적으로 분포시키기 위해, 액정의 주입전이나 주입후에 액정셀에 자외선을 조사하여 적당한 크기와 방향의 프리틸트를 부여한다.Amorphous twisted nematic liquid crystal cell joins the substrates 10 and 11 coated with a polysiloxane material to form a liquid crystal cell, and injects liquid crystal at room temperature to the nematic transition temperature (T NI ) or higher. After heating, it is produced by slowly cooling to room temperature. As the liquid crystal cell cools, many domains are formed in the cell. The domains are continuously distributed with adjacent domains. The liquid crystal directors in each domain also have a continuous distribution with a slight angle difference with the upper and lower adjacent domains formed in the same domain. Becomes In order to continuously distribute the orientation of the liquid crystal molecules between adjacent domains, ultraviolet rays are irradiated to the liquid crystal cell before or after the injection of the liquid crystal to impart a pretilt of an appropriate size and direction.

Description

액정셀 제조방법Liquid Crystal Cell Manufacturing Method

제1도는 트위스트네마틱 액정셀을 냉각함에 따라 도메인이 형성되는 과정을 나타내는 도면.1 is a view showing a process of forming a domain by cooling the twisted nematic liquid crystal cell.

제2도는 아모포스 트위스트네마틱 액정셀을 냉각함에 따라 도메인이 형성되는 과정을 나타내는 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating a process of forming domains by cooling an amorphous twisted nematic liquid crystal cell. FIG.

제3도는 본 발명의 실시예 1에 따른 아모포스 트위스트네마틱 액정셀의 제조방법을 나타내는 도면.3 is a view showing a method of manufacturing an amorphous twisted nematic liquid crystal cell according to the first embodiment of the present invention.

제4도는 본 발명의 실시예 2에 따른 트위스트네마틱 액정셀의 제조방법을 나타내는 도면.4 is a view showing a method of manufacturing a twisted nematic liquid crystal cell according to a second embodiment of the present invention.

제5도는 본 발명에 따라 제작된 아모포스 트위스트네마틱 액정셀의 자외선 조사에너지대 프리틸트각의 관계를 나타내는 그래프.5 is a graph showing the relationship between the ultraviolet irradiation energy versus the pretilt angle of the amorphous twisted nematic liquid crystal cell manufactured according to the present invention.

제6도는 본 발명에 따라 제작된 아모포스 트위스트네마틱 액정셀의 전압대 투과도의 관계를 나타내는 도면.6 is a diagram showing a relationship between voltage vs. transmittance of an amorphous twisted nematic liquid crystal cell manufactured according to the present invention.

제7도는 본 발명에 따라 제작된 아모포스 트위스트네마틱 액정셀의 시야각에 따른 콘트라스트비를 나타내는 그래프.7 is a graph showing the contrast ratio according to the viewing angle of the Amorphous twist nematic liquid crystal cell manufactured according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 제1기판 11 : 제2기판10: first substrate 11: second substrate

20 : 배향막 30 : 액정분자20: alignment film 30: liquid crystal molecules

본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 특히 무질서하게 분포된 멀티도메인을 갖는 아모포스 트위스트네마틱 액정셀 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a method for manufacturing an amorphous twisted nematic liquid crystal cell having a randomly distributed multidomain.

액정표시장치(LCD)로 주로 사용되는 트위스트네마틱(TN) 액정셀은 그 시야각 특성에서 많은 문제점을 갖고 있다. 특히, 좌우방향의 시야각에서는 광투과도가 대칭적으로 분포하지만, 상하방향에서의 시야각에서는 광투과도가 비대칭적으로 분포하기 때문에, 이미지가 반전되어 결국 시야각이 좁아지게 된다.Twist nematic (TN) liquid crystal cells mainly used as liquid crystal display (LCD) have many problems in their viewing angle characteristics. In particular, the light transmittance is distributed symmetrically in the viewing angle in the left and right directions, but the light transmittance is distributed asymmetrically in the viewing angle in the up and down directions, so that the image is inverted and eventually the viewing angle is narrowed.

이러한 문제를 해결하기 위해, 화소(pixel)를 서로 다른 배향(alignment)방향 및 프리틸트(pretilt)크기를 갖는 2개 이상의 도메인(domain)으로 형성하여 시야각을 보상하는 멀티도메인(multi-domain) 액정셀이 제안되고 있다.To solve this problem, a multi-domain liquid crystal compensating a viewing angle by forming a pixel into two or more domains having different alignment directions and pretilt sizes. Cells have been proposed.

그러나, 상기한 멀티도메인 액정셀을 제조하는 방법은 기판의 도메인에 따라 러빙방향을 다르게 하기 위해, 포토레지스트(photoresist)를 마스크(mask)로 하여 도메인을 러빙한 후, 상기한 포토레지스트를 제거해야 하는 등 공정이 복잡하게 되며, 러빙에 의해 먼지나 정전하가 발생하여 수율이 저하되고 액정표시장치의 각 화소를 동작시키는 박막트랜지스터가 파손된다. 또한, 이미지가 반전되는 것을 제거하기 위해서는 각 화소를 4개 이상의 도메인으로 구성해야만 하지만, 이러한 작업은 실질적으로 대단히 어려운 일이며, 제조공정도 매우 복잡하게 된다.However, in the method of manufacturing the multi-domain liquid crystal cell, in order to change the rubbing direction according to the domain of the substrate, after rubbing the domain using a photoresist as a mask, the photoresist is removed. The process becomes complicated, such as dusting and electrostatic charges caused by rubbing, which lowers the yield and damages the thin film transistor for operating each pixel of the liquid crystal display. In addition, each pixel must be composed of four or more domains in order to eliminate the inversion of the image, but this operation is substantially very difficult and the manufacturing process is very complicated.

따라서, 상기한 어려움을 극복하이 위해, 현재 아모포스 트위스트네마틱(amorphous TN;a-TN) 액정셀이 제안되고 있다. 이 a-TN 액정셀내에서의 액정분자들의 상태는 네마틱 액정분자가 갖는 방향자(director)의 장거리질서(long range order)는 존재하지 않지만, 국소적(local)영역내에서는 연속적인 단거리질서(short range order)를 갖는 특성이 있다. 또한, 상기한 a-TN 액정셀은 대단히 많은 도메인을 보유하게 된다. 이러한 a-TN 액정셀은 배향방향이 결정되지 않은 액정셀내에 네마틱전이온도(TNI) 이상의 고온에서 액정을 주입한 후, 다시 셀을 네마틱전이온도(TNI) 이하의 상온으로 냉각시킴으로써 형성된다. 이때, 고온에서 액정셀내에 주입된 액정은 등방성상(isotropic phase)을 유지하지만, 온도가 네마틱전이온도(TNI)로 내려감에 따라 이방성상(anisotropic phase)을 형성하기 시작하여, 액정셀내에는 배향방향이 다른 많은 도메인이 형성된다. 액정을 네마틱전이온도(TNI) 이상의 고온에서 주입하는 이유는 액정의 네마틱 특성을 제거하여 액정의 주입시에 액정의 흐름효과(flowing effect)에 의해 발생하는 배향의 생성과 배향막 끌림형상을 방지하기 위한 것이다.Therefore, in order to overcome the above-mentioned difficulty, an amorphous TN (a-TN) liquid crystal cell has been proposed. The state of the liquid crystal molecules in the a-TN liquid crystal cell does not exist in the long range order of the directors of the nematic liquid crystal molecules, but in the local region, the continuous short-range order ( short range order). In addition, the a-TN liquid crystal cell has a very large number of domains. In the a-TN liquid crystal cell, a liquid crystal is injected at a temperature higher than the nematic transition temperature (T NI ) into the liquid crystal cell whose orientation direction is not determined, and then the cell is cooled again to a room temperature below the nematic transition temperature (T NI ). Is formed. At this time, the liquid crystal injected into the liquid crystal cell at a high temperature maintains an isotropic phase, but begins to form an anisotropic phase as the temperature is lowered to the nematic transition temperature (T NI ). Many domains with different orientation directions are formed. The reason why the liquid crystal is injected at a high temperature higher than the nematic transition temperature (T NI ) is to remove the nematic properties of the liquid crystal and to generate the alignment and the alignment film dragging shape caused by the flowing effect of the liquid crystal when the liquid crystal is injected. It is to prevent.

제1도 및 제2도는 TN 액정셀과 a-TN 액정셀을 네마틱전이온도(TNI) 이상의 고온에서 상온으로 냉각시킬 때의 액정셀내에서의 액정분자의 네마틱상 형성과정을 나타내는 도면이다. 도면에서, 액정셀의 제1기판(10) 및 제2기판(11)에 도포되는 배향막(20)은 폴리이미드(polyimide)로서, TN 액정셀의 제1기판 및 제2기판에는 러빙에 의해 배향방향이 결정되어 있으며, a-TN 액정셀의 제1기판 및 제2기판에는 배향방향이 형성되어 있지 않다.1 and 2 are diagrams illustrating a process of forming nematic phases of liquid crystal molecules in a liquid crystal cell when the TN liquid crystal cell and the a-TN liquid crystal cell are cooled to a room temperature at a high temperature higher than the nematic transition temperature T NI . In the drawing, the alignment film 20 applied to the first substrate 10 and the second substrate 11 of the liquid crystal cell is a polyimide, and is oriented by rubbing to the first substrate and the second substrate of the TN liquid crystal cell. The direction is determined, and no orientation direction is formed on the first substrate and the second substrate of the a-TN liquid crystal cell.

네마틱전이온도(TNI) 이상의 고온에서 액정을 주입하면, 액정의 네마틱 특성이 제거되기 때문에 셀내의 액정분자는 등방성상을 형성한다. 이때, TN 액정셀내에서는 기판에 도포된 배향막의 배향력에 의해 기판 근처의 액정분자가 일정한 프리틸트를 갖는 상태로 배향되지만, a-TN 액정셀에서는 기판에 도포된 배향막에 배향력이 부여되어 있지 않으므로, 기판 표면의 액정분자는 셀 중간의 액정분자와 마찬가지로 등방성상을 형성하고 있다.When the liquid crystal is injected at a high temperature above the nematic transition temperature T NI , the liquid crystal molecules in the cell form an isotropic phase because the nematic properties of the liquid crystal are removed. At this time, in the TN liquid crystal cell, the liquid crystal molecules near the substrate are oriented in a state having a constant pretilt by the alignment force of the alignment film applied to the substrate, but in the a-TN liquid crystal cell, the alignment force is not applied to the alignment film applied to the substrate. Therefore, the liquid crystal molecules on the substrate surface form an isotropic phase similarly to the liquid crystal molecules in the cell.

상기한 등방성 셀을 네마틱전이온도(TNI) 이하의 상온으로 천천히 냉각시키면, TN 액정셀에서는 기판(10),(11)의 표면에서부터 핵형성(nucleation)이 시작되어 셀 전체에 걸쳐서 모노도메인(mono-domain)이 형성되지만, a-TN 액정셀에서는 기판(10),(11) 표면이 아닌 셀중앙의 벌크(bulk)영역에서부터 핵형성이 시작되어 멀티도메인셀이 형성된다. 즉, a-TN 액정셀의 러빙이 실시되지 않은 배향막(20)의 표면은 핵형성에 아무런 역할도 하지 않게 된다.When the isotropic cell is slowly cooled to a room temperature below the nematic transition temperature (T NI ), in the TN liquid crystal cell, nucleation starts from the surfaces of the substrates 10 and 11, and the monodomain is distributed throughout the cell. (mono-domain) is formed, but in the a-TN liquid crystal cell, nucleation starts from a bulk region in the center of the cell instead of the surfaces of the substrates 10 and 11, thereby forming a multidomain cell. That is, the surface of the alignment layer 20 on which the a-TN liquid crystal cell is not rubbed does not play a role in nucleation.

e-TN 액정셀내에 형성된 열(column)들은 각각 다른 시야각을 갖는 도메인으로서, 각 열은 도판트(dopant)에 의해 제1기판에서 제2기판으로 90 °트위스트되어 있다.Columns formed in the e-TN liquid crystal cell are domains having different viewing angles, and each column is twisted 90 degrees from the first substrate to the second substrate by a dopant.

상기한 바와 같이 a-TN 액정셀에는 대단히 많은 열, 즉 서로 다른 시야각을 갖는 수 많은 도메인이 형성되어 시야각 특성이 개선된다. 또한, a-TN 액정셀 제조공정에 있어서도, 기판에 형성된 배향막에 러빙을 실시할 필요가 없으므로, 제조공정이 간단하게 될 뿐만 아니라, 배향막의 러빙시 생기는 여러 문제들, 즉 먼지나 정전기의 발생에 의한 수율의 감소나 기판의 파손 등과 같은 문제들을 방지할 수 있게 된다.As described above, in the a-TN liquid crystal cell, a large number of columns, that is, a large number of domains having different viewing angles, are formed to improve viewing angle characteristics. In addition, in the a-TN liquid crystal cell manufacturing process, there is no need to perform rubbing on the alignment film formed on the substrate, which not only simplifies the manufacturing process but also causes problems such as dust and static electricity generated during rubbing of the alignment film. Problems such as a decrease in yield or breakage of the substrate can be prevented.

그러나, 상기한 바와 같이 폴리이미드를 배향막으로 사용하는 a-TN 액정셀의 제조방법에 있어서는, 등방성상에서 액정을 주입하므로 발생되는 배향의 생성과 배향막 끌림현상, 즉 액정셀에 액정이 주입될 때 액정과 배향막 사이의 마찰에 의해 배향막이 손상을 입는 현상을 방지하고 액정에 질서도가 부여되는 것을 방지하기 위해 네마틱전이온도(TNI) 이상의 고온에서 액정이 주입되어야만 한다. 그런데, 액정의 주입공정은 액정셀을 합착하여 봉지한 후, 액정셀을 진공에 가까운 저압을 유지한 상태에서 액정을 주입하므로써 이루어진다. 따라서, 고온에서 주입되는 액정분자가 저압에 의해 휘발되거나 변형되는 문제가 있었다.However, in the manufacturing method of an a-TN liquid crystal cell using polyimide as the alignment film as described above, the liquid crystal is injected in the isotropic phase, and the alignment is generated, that is, the alignment film attracting phenomenon, that is, when the liquid crystal is injected into the liquid crystal cell The liquid crystal should be injected at a high temperature above the nematic transition temperature (T NI ) to prevent the alignment film from being damaged by friction between the alignment film and the alignment film and to prevent order from being imparted to the liquid crystal. However, the liquid crystal injection step is performed by integrating and sealing a liquid crystal cell and then injecting the liquid crystal in a state in which the liquid crystal cell is kept at a low pressure close to vacuum. Therefore, there is a problem that the liquid crystal molecules injected at a high temperature are volatilized or deformed by low pressure.

본 발명은 상기한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 제조가 용이하고 많은 도메인으로 구성된 멀티도메인셀을 형성하여 시야각 특성이 향상된 아모포스 트위스트네마틱 액정셀 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing Amorphous twisted nematic liquid crystal cell, which is easy to manufacture and forms a multidomain cell composed of many domains, thereby improving viewing angle characteristics.

본 발명의 다른 목적은, 액정을 상온에서 주입하여 고온에서의 액정주입시 발생하는 액정분자의 휘발 및 변형을 방지하는 것이다.Another object of the present invention is to prevent the volatilization and deformation of the liquid crystal molecules generated when the liquid crystal is injected at a high temperature by injecting the liquid crystal at room temperature.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정셀 제조방법은 제1기판 및 제2기판에 배향막을 도포한 후, 합착하여 액정셀을 형성하는 단계와, 액정셀에 액정을 주입하는 단계와, 액정이 주입된 셀을 가열한 후 다시 상온까지 천천히 냉각시키는 단계와, 액정셀에 자외선을 조사하여 프리틸트 방향과 크기를 부여하는 단계로 구성된다. 기판에 도포되는 배향막은 폴리실록산 물질로서, 액정이 주입되면 액정분자는 셀내에서 기판과 수직한 방향으로 배향된다. 이 액정셀을 가열한 후 다시 상온으로 냉각하면, 액정셀은 서로 다른 배향방향을 갖는 대단히 많은 도메인으로 구성된 아모포스 트위스트네마틱 액정셀이 된다.In order to achieve the above object, the liquid crystal cell manufacturing method according to the present invention comprises the steps of coating the alignment film on the first substrate and the second substrate, and then bonding to form a liquid crystal cell, and injecting liquid crystal into the liquid crystal cell; After heating the cell injecting the liquid crystal and slowly cooling to room temperature again, and irradiating the liquid crystal cell with ultraviolet rays to give a pretilt direction and size. The alignment film applied to the substrate is a polysiloxane material, and when the liquid crystal is injected, the liquid crystal molecules are aligned in a direction perpendicular to the substrate in the cell. When the liquid crystal cell is heated and then cooled to room temperature again, the liquid crystal cell becomes an amorphous twisted nematic liquid crystal cell composed of a very large number of domains having different alignment directions.

유전이방성이 음인 액정이 주입된 액정셀은 전압이 인가되면, 액정분자가 기판과 수평한 방향으로 배향되어 멀티도메인이 형성되며, 유전이방성이 양인 액정이 주입된 액정셀은 자외선이 일정 시간동안 조사되면, 배향막에 적당한 프리틸트 크기가 부여되어 멀티도메인이 형성된다.When voltage is applied to a liquid crystal cell injecting a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, liquid crystal molecules are oriented in a horizontal direction with the substrate to form a multi-domain, and a liquid crystal cell in which a liquid crystal with a positive dielectric anisotropy is injected is irradiated for a predetermined time. Then, an appropriate pretilt size is imparted to the alignment film to form a multidomain.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액정표시장치 제조방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명의 실시예 1에 따른 아모포스 트위스트네마틱 액정셀의 제조방법을 나타내는 도면으로, 우선 제1기판(10) 및 제2기판(11)에 배향막(20)을 도포한 후, 합착하여 액정셀을 형성한다. 기판(10),(11)에 도포되는 배향막(20)은 폴리실록산 물질(polysiloxane based material)로서, 아래의 화학구조식은 폴리실록산 신나메이트(polysiloxane cinnamate)의 예를 나타낸다. 폴리실록산 물질을 배향막으로 사용하는 경우 액정의 주입시 액정의 끌림현상에 의한 배향막의 파손이 방지될 수 있다.3 is a view illustrating a method for manufacturing an amorphous twisted nematic liquid crystal cell according to Embodiment 1 of the present invention. First, after the alignment layer 20 is applied to the first substrate 10 and the second substrate 11, The liquid crystal cells are bonded together to form a liquid crystal cell. The alignment layer 20 applied to the substrates 10 and 11 is a polysiloxane based material, and the chemical formula below shows an example of polysiloxane cinnamate. When the polysiloxane material is used as the alignment layer, breakage of the alignment layer due to the drag phenomenon of the liquid crystal may be prevented when the liquid crystal is injected.

폴리실록산 신나메이트I :Polysiloxane Cinnamate I:

폴리실록산 신나메이트II :Polysiloxane Cinnamate II:

Z = OH, CH3또는 OH 및 CH3혼합물,Z = OH, CH 3 or a mixture of OH and CH 3 ,

m = 10∼100,m = 10-100,

ℓ = 1∼11,l = 1 to 11,

L = 0 또는 1,L = 0 or 1,

K = 0, 1 또는 2,K = 0, 1 or 2,

X, X1, X2, Y = H, F, Cl, CN, CF3, CnH2n+1또는 OCnH2n+1(n=1∼10)X, X 1 , X 2 , Y = H, F, Cl, CN, CF 3 , C n H 2n + 1 or OC n H 2n + 1 (n = 1 to 10)

폴리실록산 물질로 구성된 배향막중 일부는 제5도에 나타낸 바와 같이 처음 상태, 즉 자외선이 조사되지 않은 상태에서는 거의 90°에 가까운 프리틸트각이 형성되지만, 자외선이 조사됨에 따라 프리틸트각의 크기가 점점 작아진다.Some of the alignment films made of polysiloxane material have a pretilt angle close to 90 ° in the initial state, that is, without the ultraviolet light, as shown in FIG. 5, but the size of the pretilt angle gradually increases as the ultraviolet light is irradiated. Becomes smaller.

따라서, 제3도(a)에 나타낸 바와 같이 폴리실록산 물질이 도포된 상기한 액정셀내의 기압을 진공에 가까운 저압으로 유지한 상태에서 압력차에 의해 유전이방성(Δε)이 음인 액정, 예를 들면 ZLI-4801-000(네마틱전이온도;TNI=90℃)을 주입하면, 기판(10),(11)에 도포된 배향막(20)에는 90°의 프리틸트각이 결정되어, 셀내에 주입된 액정분자(30)는 제3도(b)에 나타낸 바와 같이 기판과 수직한 배향을 이루게 된다. 이때, d/p=1/4이 되도록 카이랄도판트를 액정에 첨가한다. 여기서, d는 액정셀갭으로서, 약 d=5㎛이고, p는 액정의 피치(pitch)이다. 액정의 주입은 종래의 a-TN과는 달리 상온에서 이루어지기 때문에, 액정의 주입시 고온에 의해 들뜬 액정분자(30)가 저압에 의해 휘발되거나 변성되는 일이 없게 된다.Therefore, as shown in FIG. 3 (a), liquid crystals having a negative dielectric anisotropy (Δε) due to the pressure difference in a state in which the pressure in the liquid crystal cell coated with the polysiloxane material is kept at a low pressure close to vacuum, for example, ZLI When -4801-000 (Nematic Transition Temperature; T NI = 90 ° C) is injected, a 90 ° pretilt angle is determined on the alignment film 20 applied to the substrates 10 and 11 to be injected into the cell. The liquid crystal molecules 30 are aligned with the substrate as shown in FIG. 3B. At this time, a chiral dopant is added to a liquid crystal so that d / p = 1/4. Here, d is a liquid crystal cell gap, and d is about 5 탆, and p is the pitch of the liquid crystal. Since the injection of the liquid crystal is performed at room temperature, unlike the conventional a-TN, the liquid crystal molecules 30 excited by the high temperature during the injection of the liquid crystal are not volatilized or denatured by low pressure.

상기한 액정셀을 오븐(oven) 속에서 네마틱전이온도(TNI) 정도의 온도에서 가열한 후, 천천히 상온으로 냉각시키면 제3도(c)에 나타낸 바와 같이 액정셀내에서 핵이 형성되기 시작하여 대단히 많은 도메인으로 구성된 멀티도메인 액정셀이 형성된다. 그후, 이 액정셀에 제3도(d)에 나타낸 바와 같이 편광되지 않은 자외선을 일정 시간동안 조사하면, 액정셀의 배향막에는 프리틸트각 방향이 형성되어, 액정분자가 기판과 수직한 상태에서 비스듬한 상태로 된다.After heating the liquid crystal cell at a temperature of about nematic transition temperature (T NI ) in an oven and slowly cooling to room temperature, nuclei are formed in the liquid crystal cell as shown in FIG. As a result, a multi-domain liquid crystal cell composed of a large number of domains is formed. Thereafter, when the liquid crystal cell is irradiated with unpolarized ultraviolet rays for a predetermined time as shown in FIG. 3 (d), a pretilt angle direction is formed on the alignment layer of the liquid crystal cell, and the liquid crystal molecules are oblique in a state perpendicular to the substrate. It is in a state.

상기한 멀티도메인은 a-TN으로서, 액정셀내의 액정방향자는 핵형성시에 배향되는 액정분자(30)가 자외선의 조사에 의해 형성된 프리틸트각 방향에 의해 같은 방향으로 배향하려는 경향이 생기기 때문에, 서로 인접하는 각 도메인의 액정방향자는 인접하는 도메인의 방향자와 미세하게 트위스트되는 형상으로 연속적으로 분포하게 된다. 또한, 각 도메인내에서도 각각이 액정방향자는 도메인내에서 인접해 있는 상하의 액정방향자와 미세한 각도로 연속적으로 분포된다.Since the above-mentioned multidomain is a-TN, the liquid crystal director in the liquid crystal cell tends to align the liquid crystal molecules 30 oriented at the time of nucleation in the same direction by the pretilt angle direction formed by irradiation of ultraviolet rays. The liquid crystal directors of the domains adjacent to each other are continuously distributed in a shape twisted finely with the directors of the adjacent domains. Also, in each domain, the liquid crystal directors are continuously distributed at minute angles with the upper and lower liquid crystal directors adjacent to each other in the domain.

제4도는 본 발명의 실시예 2에 따른 아모포스 트위스트네마틱 액정셀의 제조방법을 나타내는 도면이다. 이 실시예에서는 액정셀내에 주입되는 액정의 유전이방성(Δε)이 음인 액정을 사용하고, 자외선을 조사한 후 액정을 주입한다. 우선, 제4도(a)에 나타낸 바와 같이 제1기판(10) 및 제2기판(11)에 배향막(20)을 도포한 후, 편광되지 않은 자외선을 조사하여 배향막(20) 표면에 프리틸트각 방향을 결정한다. 그후, 제4도(b)에 나타낸 바와 같이 액정을 주입하면, 제4도(c)에 나타낸 바와 같이 액정분자(30)가 제1기판(10) 및 제2기판(11)에 수직으로 배향된다. 이어서, 상기한 액정셀을 Tn1이상의 온도까지 가열한 다음 다시 상온으로 천천히 냉각시키면, 제4도(d)에 나타낸 바와 같이 액정셀내에 핵이 형성하기 시작한다. 이때의 액정셀에는 전압이 인가되지 않은 상태이다. 이 액정셀에 전압을 인가하면, 액정의 유전이방성(Δε)이 음이기 때문에, 기판(10),(11) 사이의 전기장에 의해 액정분자(30)가 기판(10),(11)과 수평방향으로 배향된다. 또한, 액정에는 카이랄도판트가 첨가되어 있기 때문에, 전기장이 인가되는 경우에 셀내에는 서로 상하로 인접하는 액정방향자가 미세한 각도로 트위스트되는 대단히 많은 도메인이 생기며, 각 도메인 사이의 액정방향자도 역시 미세한 각도로 트위스트되는 형상으로 된다.4 is a view showing a method of manufacturing an amorphous twisted nematic liquid crystal cell according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, a liquid crystal in which the dielectric anisotropy (Δε) of the liquid crystal injected into the liquid crystal cell is negative is used, and the liquid crystal is injected after irradiating ultraviolet rays. First, as shown in FIG. 4A, after the alignment film 20 is applied to the first substrate 10 and the second substrate 11, the unpolarized ultraviolet rays are irradiated to pretilt the surface of the alignment film 20. Determine each direction. Thereafter, when the liquid crystal is injected as shown in FIG. 4 (b), the liquid crystal molecules 30 are oriented perpendicular to the first substrate 10 and the second substrate 11 as shown in FIG. do. Subsequently, when the liquid crystal cell is heated to a temperature of Tn 1 or more and then slowly cooled to room temperature, nuclei start to form in the liquid crystal cell as shown in FIG. The voltage is not applied to the liquid crystal cell at this time. When voltage is applied to the liquid crystal cell, the dielectric anisotropy (Δε) of the liquid crystal is negative, so that the liquid crystal molecules 30 are parallel to the substrates 10 and 11 due to the electric field between the substrates 10 and 11. Direction is oriented. In addition, since chiral dopant is added to the liquid crystal, when an electric field is applied, a large number of domains are formed in the cell in which the liquid crystal directors twisted vertically adjacent to each other are twisted at a fine angle, and the liquid crystal directors between the domains are also used. It becomes a shape twisted at a fine angle.

제6도는 본 발명에 의해 형성된 a-TN 액정셀의 투과도대 전압의 관계를 나타내는 그래프로서, 이 그래프는 백색바탕모드(normally white mode)이다. 도면에 의하면, 본 실시예에 따라 형성된 a-TN 액정셀 역시 일반적인 TN 액정셀과 마찬가지로 전압을 인가함에 따라 투과도가 변하는 것을 알 수 있다.6 is a graph showing the relationship between the transmittance band voltage and the graph of the a-TN liquid crystal cell formed by the present invention, which is normally white mode. According to the drawing, it can be seen that the a-TN liquid crystal cell formed according to the present embodiment also changes the transmittance according to the application of a voltage as in the general TN liquid crystal cell.

또한, 제7도는 본 발명에 따라 형성된 a-TN 액정셀의 시야각에 따른 콘트라스트비(contrast ratio)를 나타내는 그래프로서, 종래의 TN 액정셀과는 달리 좌우방향의 시야각 뿐만 아니라, 상하방향의 시야각에서도 콘트라스트비가 대칭이 되어 시야각 특성이 현저하게 개선되는 것을 알 수 있다.7 is a graph showing a contrast ratio according to the viewing angle of the a-TN liquid crystal cell formed according to the present invention. Unlike the conventional TN liquid crystal cell, FIG. 7 shows not only the viewing angle in the horizontal direction but also the viewing angle in the vertical direction. It can be seen that the contrast ratio is symmetrical and the viewing angle characteristic is remarkably improved.

본 발명의 아모포스 트위스트네마틱 액정셀 제조방법은, 상기한 바와 같이 기계적인 러빙을 실시하지 않고 많은 도메인들로 구성된 멀티도메인 액정셀을 형성하기 때문에, 러빙시에 발생하는 수율의 감소와 기판의 파손을 방지할 수 있으며, 시야각 특성도 현저히 향상시킬 수 있다. 또한, 상온에서 액정을 주입하므로, 액정이 휘발하거나 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다.Since the method for manufacturing the Amorphous twisted nematic liquid crystal cell of the present invention forms a multi-domain liquid crystal cell composed of many domains without performing mechanical rubbing as described above, a reduction in yield occurring during rubbing and substrate Breakage can be prevented and the viewing angle characteristic can be significantly improved. In addition, since the liquid crystal is injected at room temperature, the liquid crystal can be prevented from being volatilized or deformed.

본 발명은 비록 바람직한 실시예만을 예시하고 있지만, 본 발명이 상기한 바람직한 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 조사되는 자외선으로 편광되지 않은 자외선 뿐만 아니라, 선형 편광된 자외선도 사용할 수 있는 것과 같은 본 발명의 바람직한 일실시예에 대한 응용은, 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 사람이라면 본 발명의 개념을 이용하여 누구나 용이하게 창안해 낼 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 권리의 범위는 상기한 바람직한 일실시예에 의해 정해질 것이 아니라 첨부하는 특허청구의 범위에 의해 결정되어야만 할 것이다.Although the present invention illustrates only preferred embodiments, the present invention is not limited to the above preferred embodiments. For example, an application to a preferred embodiment of the present invention, such as not only ultraviolet light not polarized by the ultraviolet light to be irradiated, but also linearly polarized ultraviolet light, may be used by those skilled in the art. Anyone can easily create using the concept of. Accordingly, the scope of the present invention should not be determined by the preferred embodiment described above, but should be determined by the appended claims.

Claims (10)

제1기판 및 제2기판에 배향막을 도포한 후, 합착하여 액정셀을 형성하는 단계와, 상온에서 상기한 액정셀내로 액정을 주입하는 단계와, 액정이 주입된 상기한 액정셀을 가열한 후, 상온으로 천천히 낮추는 단계로 구성된 액정셀 제조방법.After applying the alignment film to the first substrate and the second substrate, and then bonded to form a liquid crystal cell, injecting the liquid crystal into the liquid crystal cell at room temperature, and heating the liquid crystal cell injecting the liquid crystal Liquid crystal cell manufacturing method consisting of a step of slowly lowering to room temperature. 제1항에 있어서, 상기한 배향막이 폴리실록산 물질인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.The method of claim 1, wherein the alignment layer is a polysiloxane material. 제1기판 및 제2기판에 배향막을 도포한 후, 상기한 제1기판 및 제2기판에 광을 조사하여 상기한 배향막에 프리틸트각 방향을 부여하는 단계와, 상기한 제1기판 및 제2기판을 합착하여 액정셀을 형성하는 단계와, 상온에서 상기한 액정셀내로 액정을 주입하는 단계와, 액정이 주입된 상기한 액정셀을 가열한 후, 상온으로 냉각시키는 단계로 구성된 액정셀 제조방법.After applying the alignment film to the first substrate and the second substrate, and irradiating light to the first substrate and the second substrate to give a pretilt angle direction to the alignment film, the first substrate and the second substrate Forming a liquid crystal cell by bonding the substrates, injecting a liquid crystal into the liquid crystal cell at room temperature, and heating the liquid crystal cell into which the liquid crystal is injected, and then cooling the liquid crystal cell to room temperature. . 제3항에 있어서, 상기한 배향막이 폴리실록산 물질인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.The method of claim 3, wherein the alignment layer is a polysiloxane material. 제9항에 있어서, 상기한 자외선이 편광되지 않은 자외선인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the ultraviolet light is an unpolarized ultraviolet light. 제1기판 및 제2기판에 배향막을 도포한 후, 합착하여 액정셀을 형성하는 단계와, 상온에서 상기한 액정셀내로 액정을 주입하는 단계와, 액정이 주입된 상기한 액정셀을 가열한 후, 상온으로 냉각시키는 단계와, 액정이 주입된 상기한 액정셀에 광을 조사하여 상기한 배향막에 프리틸트각 방향을 부여하는 단계로 구성된 액정셀 제조방법.After applying the alignment film to the first substrate and the second substrate, and then bonded to form a liquid crystal cell, injecting the liquid crystal into the liquid crystal cell at room temperature, and heating the liquid crystal cell injecting the liquid crystal And cooling to room temperature and irradiating light to the liquid crystal cell into which the liquid crystal is injected to impart a pretilt angle direction to the alignment layer. 제6항에 있어서, 상기한 배향막이 폴리실록산 물질인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.The method of claim 6, wherein the alignment layer is a polysiloxane material. 제10항에 있어서, 상기한 자외선이 편광되지 않은 자외선인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.The method of claim 10, wherein the ultraviolet light is ultraviolet light that is not polarized light. 제3항에 있어서, 상기한 광이 자외선인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.The method of claim 3, wherein the light is ultraviolet rays. 제6항에 있어서, 상기한 광이 자외선인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.7. The method of claim 6, wherein the light is ultraviolet light.
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