KR19980026044A - 액정의 배향처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 표시 장치 제조 방법에 관한 것으로서 특히 온도 변화와 자기장과을 이용하여 액정을 배향시키는 방법에 관한 것이다. 흔히 액정에 방향성을 주기위한 수단으로 배향막의 러빙 공정이 이용되고 있으나 러빙천에 의한 먼지 발생, 마찰에 의한 정전기 발생 등의 여러 문제점을 안고 있다. 본 발명에 따른 제조 방법에서는 이러한 단점을 보완하여 러빙 공정 대신 배향막의 온도를 높이고 자기장을 인가하여 원하는 방향으로 배향막의 분자가 정렬되어 액정층 또한 같은 방향으로 정렬될 수 있도록 하였다.

Description

액정의 배향처리 방법

본 발명은 액정 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 온도 변화와 자기장을 이용하여 액정을 배향하는 방법에 관한 것이다.

액정 표시 장치의 물리적 구성은 박막 트래지스터 기판, 컬러 필터 기판, 그리고 두 기판 사이에 봉입된 액정 물질로 크게 나눌 수 있다.

일반적으로 액정을 균일하게 배향시키고 선경사(pretilt)각을 얻기 위하여 두 기판에 각각 배향막을 도포한 후 러빙 공정을 실시하여 액정 분자에 방향성을 가지도록 한다. 선 경사각은 기판과 액정 분자의 장축이 이루는 각을 지칭한다.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 액정의 배향 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

도1은 종래의 액정 배향 방법을 도시한 단면도이다.

도1에 도시한 바와 같이, 종래 배향 방법은 기판(2)에 배향막(8)을 도포하고 로울러(4)를 이용하여 러빙천(6)으로 배향막(8) 표면을 일정한 방향에 맞추어 문지른다. 이 공정으로 불규칙한 배열을 하고 있던 액정이 일정 방향으로 배향되고 선경사각이 생긴다.

그러나 이러한 종래의 방법은 여러가지 문제점을 가지고 있다.

우선 러빙천에서 발생하는 많은 먼지로 인해 액정 표시 장치의 신뢰성을 떨어뜨리게 된다.

둘째로 러빙천과 배향막 표면의 마찰로 인해 큰 정전기가 유발된다. 정전기는 박막 트랜지스터의 손상을 초래한다.

셋째로 로울러의 회전이 일정한 한방향으로 이루어지기 때문에 다중 영역(multidomain)의 형성이 불가능하다. 다중 영역은 액정 표시 장치의 시야각 개선에 있어서 중요한 요소이다.

그러므로 본 발명은 러빙과는 다른 방법으로 액정을 배향하여 최종 액정 표시 장치의 신뢰성을 높이고 시야각을 개선하는데 있다.

도1은 종래의 액정 배향 방법을 도시한 도면이고,

도2 내지 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정 배향 방법을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2 : 기판4 : 로울러6 : 러빙천

8 : 배향막10 : 전자석12 : 외부 광원

14 : 체임버

이러한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정의 배향 방법은 유기 배향막을 도포하는 단계와 배향막이 도포된 기판의 온도를 높이는 단계, 외부 자기장을 인가하는 단계, 자기장이 인가된 상태에서 온도를 서서히 내리는 단계를 포함하고 있다.

본 발명에 따른 이러한 액정 배향 방법에서는 배향막의 형성시 온도와 외부 자기장의 방향을 조절하여 원하는 선경사각을 갖는 액정분자를 얻게 된다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 액정 배향 방법의 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명한다.

도2 내지 3은 본 발명의 실시예에 따른 액정의 배향 방법을 도시한 도면이다.

도2에 도시한 바와 같이 먼저, 기판(2)에 유전율 이방성 또는 투자율 이방성이 큰 물질인 광 고분자와 고분자, 단량체, 염료 등을 각각 또는 혼합하여 도포한다.

배향막(8)을 형성하는 방법에는 스프레이 방식, 딥(dip) 방식, 인쇄 방식 등이 있으나 양산성을 고려하여 인쇄법이 주로 사용된다.

다음, 배향막(8)이 도포된 기판(2)을 체임버(14) 내에 장착하고 온도를 높인다. 배향막이 온도에 의해 유동적인 상태가 되었을때 외부 자기장을 인가한다. 이때 자기장의 방향(θ)은 도3에 도시한 바와 같이 기판의 법선 방향에 대해 -90°에서 +90° 까지 가능하다.

고분자나 단량체 및 광 고분자 등은 분자의 방향에 따라 유전율, 투자율 등이 상이한 값을 가지며 이러한 분자들은 외부에서 가하는 전기장이나 자기장의 방향에 대해 수직 또는 평행하게 배열하려는 성질을 갖는다.

다음, 외부 자기장이 가해진 상태에서 체임버의 온도를 서서히 낮춘다. 이때 자기장의 방향에 대해 일정한 방향으로 정렬한 배향막 내의 분자들의 방향이 온도의 강하와 동시에 서서히 고정된다.

배향막이 빛에 반응하는 물질인 경우에는 자외선이나 가시광선 또는 적외선 등을 조사하여 분자의 고정을 더욱 용이하게 할 수도 있다. 이때 빛의 방향(Φ)은 도3에 도시한 대로 전기장의 방향(θ)과 마찬가지로 기판(2)의 법선 방향에 대해 -90°에서 +90° 까지 가능하다.

이렇게 높은 온도에서 자기장에 의해 정렬된 분자들은 온도의 강하에 의해 이미 배열된 분자들의 방향이 굳어진다. 온도를 낮춘 후에는 외부 자기장(10)을 제거하여도 방향성을 그대로 유지하게 된다.

이렇게 비등방적으로 분자가 배열된 배향막(8)에 액정층을 입히면 배향막(8)의 분자들과 동일하게 액정 분자가 정렬하게 되므로, 자기장과 빛의 방향(θ,Φ)을 조정하면 적절한 선경사각을 용이하게 얻을 수 있다.

이상과 같은 액정 배향 방법에서는 기판에 유기 배향막을 입히고 온도를 높인 후 외부에서 전기장과 빛을 가하면서 서냉하면 배향막 분자의 경사각을 조절하게 되고 따라서 액정 분자의 선경사각 역시 조절이 가능하다.

따라서 본 발명에 따른 액정 배향 방법에서는 배향 공정시에 러빙으로 인한먼지와 정전기 발생을 해소할 수 있다.

그리고 온도를 높인 후 외부 전기장의 방향, 조사하는 빛의 입사 방향 및 편광 방향을 적절히 조절하여 국부적으로 배향 방향의 결정으로 다중영역을 용이 하게 만들 수 있고, 선경사각을 적절히 조절 할 수 있다.

또한 이러한 공정은 액정 표시 장치 제조 이외에 비등방적인 막을 형성하는 경우에 있어서 응용 가능하다.

Claims (4)

1. 기판에 유기 배향막을 도포하는 단계,

   상기 배향막이 도포된 상기 기판의 온도를 높이는 단계,

   상기 기판에 외부 자기장을 인가하는 단계,

   상기 자기장이 인가된 상태에서 서냉하는 단계

   를 포함하는 액정 배향 방법.
2. 청구항 1에서, 상기 자기장의 방향은 상기 기판의 법선 방향에 대하여 -90°에서 +90°의 범위를 갖는 액정 배향 방법.
3. 기판에 유기 배향막을 도포하는 단계,

   상기 배향막이 도포된 상기 기판의 온도를 높이는 단계,

   상기 기판에 외부 자기장을 인가하는 단계,

   상기 자기장이 인가된 상태에서 빛을 쪼이는 단계,

   상기 자기장이 인가되고 빛을 쪼이는 단계에서 서냉하는 단계

   를 포함하는 액정 배향 방법.
4. 청구항 3에서, 상기 빛의 입사 방향은 상기 기판의 법선 방향에 대하여 -90°에서 +90°의 범위를 갖는 액정 배향 방법.