KR100495800B1 - 액정배향방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수직 배향이 가능한 광배향제를 스핀 코팅한 후 소프트 베이킹과 하드 베이킹을 하여 잔류 용제를 증발시키고, 선편광된 자외선을 원하는 각도로 일정 시간동안 조사하여 선경사각을 형성한다. 이러한 광배향법을 통해 제작된 VA-TN 모드 액정 표시 장치는 낮은 임계전압과 높은 휘도 및 짧은 응답 속도를 가질 수 있다.

Description

액정 배향 방법
본 발명은 액정 배향 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 자외선 조사를 이용한 액정의 수직 배향 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치에 일반적으로 사용되는 VA-TN 모드(vertical aligned twisted nematic mode)는 TN 모드(twisted nematic mode)와 비교하여 액정 배향 상태나 구동 상태가 정반대이다. TN 모드에서는 액정이 약 90도 꼬여서 누워 있을 경우가 전압이 인가되지 않은 상태이며 VA-TN 모드에서는 액정이 서 있는 경우가 전압이 인가되지 않은 상태이다.
VA-TN 모드는 TN 모드에 비해 상대적으로 높은 대비비(contrast ratio)와 빠른 반응 시간을 가지며, 2 영역 이상의 기술과 보상 필름이 적용되었을 때는 IPS 모드(in-plane switching mode) 만큼의 광시야각을 얻을 수 있다는 큰 장점을 지니고 있으나 상대적으로 높은 임계전압과 이로 인한 휘도 저하, 느린 응답 속도가 나타나는데 이러한 문제점은 높은 선경사각을 형성함으로써 해결할 수 있다.
그러나, 액정의 선경사각을 형성하기 위해 일반적으로 사용되는 러빙(rubbing) 방법으로는 수직 배향용 액정의 선경사각을 형성하기 어렵기 때문에, 앞서 언급한 VA-TN 모드의 문제점을 해결하는데 한계가 있다.
본 발명의 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 1회 조사의 광배향법을 이용하여 VA-TN 모드 액정 표시 장치의 선경사각을 형성하는 것이다.
이러한 본 발명에 따른 액정 배향 방법은 광 배향제가 표면에 도포되어 있는 기판에 대하여 10°∼90°사이의 임의각(θ)으로 기울어진 선편광된 자외선을 1회 조사하여 선경사각을 형성한다.
여기서, 자외선은 편광판을 이용하여 조사되는데, 편광 방향은 조사되는 자외선에 대하여 수직한 방향이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 액정 배향 방법에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 배향 방법을 도시한 도면이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 액정 배향 방법은 편광판(50)을 투과하여 선편광된 자외선을 기판(10)에 대하여 임의 각(θ)으로 조사한다. 여기서 θ의 범위는 10°∼90°이다.
여기서, 편광판(50)의 편광 방향(C1)은 조사되는 자외선(60)의 진행 방향에 대하여 수직한 방향이다.
기판(10)의 상부에는 광배향제로 이루어진 배향막(30)이 형성되어 있는데, 광배향제로는 수직 배향이 가능한 폴리비닐 시나메이트(polyvinyl cinamate)와 같은 수직 배향이 가능한 배향제를 사용한다.
그러면, 수직 배향 방향이 형성됨과 동시에 선경사각(C2)이 형성된다.
그러면 본 발명에 따른 액정 배향 방법을 사용하여 실시한 실험 결과는 다음과 같다.
화학식1에 도시된 폴리비닐 시나메이트를 클로로벤젠(chlorobenzene)에 1wt%로 혼합한 다음, ITO 전극이 형성되어 있는 기판(10)에 스핀 코팅 방법을 사용하여 회전 속도 2,000rpm 으로 30초 이상 실시하여 배향막(30)을 형성한다.
[화학식 1]
Figure pat00003
이어 상온에서 소프트 베이크(soft bake) 방법으로 10분 이상 배향막(30)을 열처리한 후 140℃ 이상의 온도에서 하드 베이크(hard bake) 방법으로 30분 이상 열처리를 한다.
이어 앞에서 설명한 방법으로 조사 방향이 편광 방향과 수직인 자외선(60)을 배향막(30)이 형성되어 있는 기판(10)에 대하여 θ= 40°의 각도로 3분 동안 조사한다.
액정 셀의 간격은 4.5μm 로 제작하고 d/p(d는 셀의 간격, p는 피치)값이 0.25가 되도록 도핑된 수직 배향 액정(40)을 제작된 셀에 주입한다.
이러한 액정 셀을 120℃정도에서 30분 이상 열처리하면 3.5°정도의 선경사각(C2)이 형성된다.
이러한 액정 셀에서 전압에 따른 빛의 투과율과 응답시간에 대해 다음과 같은 결과가 측정되었다.
Vth(투과율이 90%일 때를 문턱 전압이라고 한 경우) = 2.13
V50(투과율이 50%일 때의 전압) = 2.76
V10(투과율이 10%일 때의 전압) = 3.87
tON(온 전압을 인가하는 경우에 액정의 응답 시간) = 19.0 msec
tOFF(오프 전압을 인가하는 경우의 액정의 응답시간) = 18.2 msec
위의 결과, 동일한 셀의 간격을 가지며 러빙 방법으로 배향된 셀에 대한 측정 결과보다 더 낮은 임계전압과 빠른 반응 시간이 측정되었다.
같은 VA- TN 모드의 액정 셀의 시야각을 조사한 결과가 다음과 같이 측정되었는데,
(+Y, -Y, +X, -X) = (31°, 40°, 44°, 44°)
그 결과, 동일한 셀의 간격을 가지며 러빙으로 배향된 셀에 대한 측정 결과보다 큰 시야각이 측정되었다.
이러한 본 발명에 따른 액정 배향 방법에서는 VA-TN 모드에서 자외선을 1회 조사하여 선경사각을 형성함으로써 낮은 임계전압과 높은 휘도 및 짧은 응답 속도를 얻을 수 있었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 배향 방법을 도시한 정면도이다.

Claims (3)

  1. 편광판을 이용하여 선편광된 자외선을 광배향막이 형성되어 있는 기판에 조사하는 액정의 수직 배향 방법에 있어서,
    상기 자외선은 상기 기판에 대하여 1회 조사하며, 상기 자외선이 상기 광배향막에 조사되는 각도에 따라서 액정이 배향되는 선경사각을 조절하는 액정 배향 방법.
  2. 제 1항에서,
    상기 광배향제는 폴리비닐 시나메이트인 액정 배향 방법.
  3. 제 1항에서,
    상기 기판에 대한 상기 자외선의 조사각은 10°∼90°인 액정 배향 방법.
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