KR19990010267A - 액정표시소자의 액정셀 제조방법 - Google Patents

Abstract

시야각특성이 우수한 액정표시소자의 액정셀을 제공한다.

액정표시소자의 액정셀 제조방법은 제1 및 제2기판을 제공하는 단계와, 상기 제1기판상에 제1수평배향물질을 도포한 후, 경화하여 제1배향막을 형성하는 단계와, 패턴화한 인쇄판을 사용하여 상기 제1배향막상에 제2수평배향물질을 도포하여, 상기 제1배향막의 배향방향과 평면상에서 수직한 배향방향을 가지는 제2배향막을 형성하는 단계와, 상기 제1기판의 제1 및 제2배향막을 동시에 배향하는 단계와, 상기 제2기판상에, 수직배향물질을 인쇄하여 수직한 배향방향을 갖는 제3배향막을 형성하는 단계와, 그리고 상기 제1기판과 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 단계로 이루어진다.

Description

액정표시소자의 액정셀 제조방법

본 발명은 HAN형 액정표시소자의 액정셀에 관한 것으로, 특히, 하나의 화소영역이 2-도메인으로 분할된 액정셀에 관한 것이다.

HAN형 액정표시소자는 액정의 유전이방성에 의한 액정분자의 배열 변화를 근거로 액정분자의 복굴절율을 변화시켜 액정표시소자의 표시를 행하는 ECB방식 액정표시소자의 형태로서, 비교적 낮은 인가전압으로 동작하고, 고속의 응답성을 갖고 있어 개인 휴대형 멀티미디어 디스플레이에 적합하다. 그러나, 단일 도메인의 HAN형 액정표시소자는 시야각이 좁고, 색특성이 좋지 않다는 단점을 갖고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 근래에는 하나의 화소영역을 2개 이상의 도메인으로 분할한 액정셀 즉, 멀티도메인 액정셀 및 그 제조방법에 관한 진보된 기술이 등장하고 있다.

도 1a는 종래의 2-도메인 HAN형 액정표시소자에서 단위 액정셀의 구조를 나타내는 도면으로서, 이러한 액정셀은 수직배향제가 인쇄된 상판(10)과, 2개의 도메인(A, B)으로 분할되어 각 영역이 대칭으로 수평배향된 하판(11)과, 상기 상판(10)과 하판(11) 사이에서 하이브리드 배향된 액정(12)으로 이루어진다.

도 1b는 상기 도 1a의 도메인(A, B)에서 각 액정방향자의 방향을 나타내는 도면으로서, 각 도메인(A, B)에서 각 방향자는 방위각 0°, 180°의 대칭방향으로 존재한다. 이것은 구조 자체의 보상효과에 의해 좌우방향 대칭인 개선된 시야각특성을 제공하나, 상하방향의 시야각특성에는 별다른 효과를 나타내지 못한다.

도 2a∼f는 도 1의 액정셀의 제조방법을 나타내는 도면으로서, 먼저 도 2a에 나타내듯이 기판(11) 상에 폴리이미드와 같은 고분자물질을 도포하고 경화하여 배향막(13)을 형성한 후, 도 2b에 나타내듯이 부드러운 천과 같은 러빙롤러(rubbing roller)(14)로 러빙을 실시하여 첫번째 배향방향을 결정한다. 그 후, 도 2c에 나타내듯이 상기 배향막상에 포토레지스트(15)를 도포하고, 도 2d에 나타내듯이 마스크(미도시)로 상기 포토레지스트막을 블로킹한 후, 광을 조사하여 균일한 크기의 차단부(16)를 형성한다. 이어서, 도 2e에 나타내듯이 러빙롤러(14)로 러빙을 실시하여 두번째 배향방향을 결정하고 상기 차단부(16)를 에칭하면, 도 2f에 나타내듯이 상기 기판(11)상에는 각기 다른 배향방향 영역(S, S')을 갖는 하나의 배향막(13)이 형성된다. 또한, 도면으로 나타내지는 않았지만, 상기 기판(11)과 상응하는 다른 기판에 수직배향방향을 갖는 배향막을 형성한 후, 두 배향막 사이에 액정을 주입하면 액정셀이 완성된다.

그러나, 상기한 도 2a∼f를 따르는 제조방법은, 각각의 영역에 대하여 러빙을 실시해야 하기 때문에 배향막이 손상될 염려가 있으며, 에칭 및 사진식각공정이 매우 까다롭다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 에칭 및 사진식각공정이 불필요한 2-도메인 HAN형 액정표시소자의 액정셀 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기한 액정셀을 각 도메인내의 액정방향자의 방향을 서로 수직으로 형성하는 것에 의해 상하방향의 시야각특성 뿐만 아니라 좌우방향의 시야각특성을 증가시키는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 액정셀의 제조방법은, 기판상에 제1수평배향물질을 도포하고 경화하여 제1배향막을 형성한 후, 패턴화한 인쇄판을 사용하여 러빙방향에 대해 수직한 배향방향을 갖는 제2수평배향물질을 도포하고 경화하여 제2배향막을 형성한다. 그후, 상기 기판전체에 대하여 러빙을 실시하면, 제1배향막이 형성된 영역은 러빙방향으로 배향방향이 결정되고, 제2배향막이 인쇄된 영역은 러빙방향과 수직한 방향으로 배향방향이 결정된다. 도면으로 나타내지는 않았지만, 상기 기판과 상응하는 다른 기판에 수직배향방향을 갖는 배향막을 형성한 후, 두 배향막 사이에 액정을 주입하면 액정셀이 완성된다.

도 1a는, 종래의 2-도메인 HAN(Hybrid Aligned Nematic)형 액정표시소자에서 단위 액정셀의 구조를 나타내는 개략적인 도면.

도 1b는, 도 1a의 각 도메인에서 액정방향자의 방향을 나타내는 도면.

도 2a∼f는, 도 1의 액정셀의 제조방법을 나타내는 도면.

도 3a∼e는, 본 발명에 따른 2-도메인 HAN형 액정표시소자의 단위 액정셀의 제조방법을 나타내는 개략적인 도면.

도 4a는, 상기 도 3a∼e의 방법에 따라 제조된 단위 액정셀의 구조를 나타내는 개략적인 도면.

도 4b는, 도 4a의 각 도메인에서 액정방향자의 방향을 나타내는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

111 : 기판 112 : 액정

113 : 제1배향막 114 : 러빙롤러

117 : 패턴화한 인쇄판 118 : 제2배향막

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3a∼e는 본 발명에 따른 액정셀의 제조방법을 나타내는 도면으로서, 먼저 도 3a에 나타내듯이 기판(111) 상에 폴리이미드 또는 그와 유사한 고분자물질을 도포하고 경화하여 제1배향막(113)을 형성한 후, 도 3b에 나타내듯이 패턴화한 인쇄판(117)을 사용하여 러빙방향에 대하여 수직한 배향방향을 갖는 제2수평배향물질을 상기 제1배향막상에 도포한다. 그 결과, 도 3c에 나타내듯이 동일한 러빙조건에서 상이한 배향방향을 갖는 제2배향막(118)이 형성된다. 그 후, 도 3d에 나타내듯이 상기 기판(111) 전체에 대하여 러빙롤러(114)로 러빙을 실시하면, 도 3e에 나타내듯이 상기 기판 상에는 각기 서로 다른 배향방향을 갖는 제1(113) 및 제2배향막(118)이 형성된다. 또한, 도면으로 나타내지는 않았지만, 상기 기판(111)과 상응하는 다른 기판에 수직배향방향을 갖는 배향막을 형성한 후, 두 배향막 사이에 액정을 주입하면 본 발명에 따른 액정셀이 완성된다.

상기한 방법에서 배향의 실시는 폴리실록산을 배향물질로 사용하여 광(예를 들면 자외선)을 조사하여 실시하는 것이 가능한데, 이때 사용되는 빛은 비편광된 또는 편광된 빛이고, 상기 편광된 빛은 다시 부분편광된 빛 또는 선형편광된 빛이 가능하며 이러한 빛을 적어도 1회조사하여 실시한다.

도 4a는 상기 도 3a∼e의 방법에 따라 제조된 단위 액정셀의 구조를 나타내는 개략적인 도면으로서, 이러한 액정셀은 수직배향제가 인쇄된 상판(110)과, 2개의 도메인(A', B')으로 분할되어 각 영역의 액정방향자의 방향이 서로 수직하게 배향된 하판(111)과, 상기 상판(110)과 하판(111) 사이에서 하이브리드 배향된 액정(112)으로 이루어진다.

도 4b는 상기 도 4a의 도메인(A', B')에서 각 액정방향자의 방향을 나타내는 도면으로서, 각 도메인(A', B')에서 각 방향자는 서로 수직한 방향으로 존재한다. 즉, 수평배향 틸트(tilt)의 방위각이 0°, 90°의 차이를 보인다.

또한, 도면으로 나타내지는 않았지만, 상기한 본 발명에 따른 액정셀의 상부에 보상필름을 적절하게 사용하면 더욱 증대된 시야각 특성을 얻을 수 있고, 상판과 하판에 편광판을 부착하여 투과형으로 사용하거나, 상판에는 편광판을 하판에는 반사전극을 설치하여 반사형으로 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 액정표시소자의 액정셀 제조방법은, 종래의 에칭 및 식각공정을 사용하지 않고, 1회의 러빙공정만으로 하나의 화소영역을 2도메인 형성하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면 각 도메인내의 액정방향자의 방향을 서로 수직하게 형성하는 것에 의해, 액정표시소자에 대하여 상하방향 및 좌우방향의 시야각특성을 향상시키는 것이 가능하고, 2-도메인의 상호 보상적인 작용으로 시야각외에 색특성이 개선된다.

Claims (12)

1. 제1 및 제2기판을 제공하는 단계와, 상기 제1기판 상에 제1배향물질을 도포한 후 경화하여 제1배향막을 형성하는 단계와, 패턴화한 인쇄판을 사용하여 상기 제1배향막 상에 제2배향물질을 도포하여 제2배향막을 형성하는 단계와, 상기 제1기판의 제1 및 제2배향막을 동시에 배향하는 단계와, 상기 제2기판 상에, 제3배향물질을 도포하여 상기 제1 및 제2배향막의 배향방향과 수직한 배향방향을 갖는 제3배향막을 형성하는 단계와, 그리고 상기 제1기판과 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 단계로 이루어진 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1배향물질 및 제2배향물질이 수평배향물질이고, 제3배향물질이 수직배향물질인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1배향물질 및 제2배향물질이 수직배향물질이고, 제3배향물질이 수평배향물질인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1배향막과 제2배향막의 배향방향이 평면상에서 서로 수직한 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1배향물질 또는 제2배향물질이 폴리이미드인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2, 또는 제3배향막 중 적어도 어느 하나가 러빙법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1배향물질 또는 제2배향물질이 광배향물질인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 광배향물질이 폴리실록산인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2, 또는 제3배향막 중 적어도 어느 하나가 광배향법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 광이 자외선인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 광은 편광되거나 또는 편광되지 않은 광인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 편광된 광이 부분편광 또는 선편광된 광인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 액정셀 제조방법.