KR19990084546A - Liquid Crystal Display Device and Liquid Crystal Alignment Method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 러빙공정없이 원편광된 광을 이용한 액정의 광배향방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고분자 박막으로 극성이 없는 물질을 이용하여 높은 액정의 프리틸트각을 얻을 수 있는 액정표시소자 및 액정배향방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical alignment method of a liquid crystal using circularly polarized light without a rubbing process, and more particularly, a liquid crystal display device and a liquid crystal, which can obtain a high pretilt angle of a liquid crystal using a material having no polarity as a polymer thin film. It relates to an orientation method.

본 발명은 상, 하기판과, 상하기판상에 각각 형성된 광활성 화합물을 함유한 고분자 배향막과, 상기 상, 하기판사이에 주입된 액정을 포함하는 액정표시소자에 있어서, 상기 광활성 화합물을 함유한 고분자 배향막은 편극이 작은 고분자물질로 이루어진다.The present invention provides a liquid crystal display device comprising a polymer alignment film containing a photoactive compound formed on the upper and lower substrates, and an upper and lower substrates, and a liquid crystal injected between the upper and lower substrates. Polarization is made of small polymer material.

본 발명에서는 편극이 작은 고분자 배향막은 메틸오렌지를 함유한 폴리스틸렌으로 이루어진다.In the present invention, the polymer alignment film having a small polarization is made of polystyrene containing methyl orange.

Description

액정표시소자 및 액정배향방법Liquid Crystal Display Device and Liquid Crystal Alignment Method

본 발명은 본 발명은 러빙공정없이 액정을 광배향시키는 방법에 관한 것으로서, 특히 고분자 박막으로 극성이 없는 폴리스틸렌을 이용하여 액정의 프리틸트각을 조절할 수 있는 원편광된 광을 이용한 액정배향방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of optical alignment of a liquid crystal without a rubbing process, and more particularly to a liquid crystal alignment method using circularly polarized light that can control the pretilt angle of the liquid crystal using polystyrene having no polarity as a polymer thin film. will be.

평판표시장치는 미래에 크기가 작은 텔레비젼이나, 대화면의 스크린 텔레비젼 그리고 포터블 단말기 등에 있어서, 정보를 취급하는 중요한 장치가 될 것이다. 특히 평판표시장치중 액정표시소자는 낮은 구동전압과 전류, 높은 콘트라스트비, 저렴한 가격, 태양 광에서의 신뢰도 그리고 집적회로와의 인터페이스 등으로 인하여 정보 표시기로서 넓게 사용되고 있다.In the future, flat panel displays will be important devices for handling information in small TVs, large screen TVs and portable terminals. In particular, the liquid crystal display of the flat panel display device is widely used as an information display due to the low driving voltage and current, high contrast ratio, low price, reliability in solar light and interface with the integrated circuit.

균일한 밝기와 높은 콘트라스트를 갖는 액정표시소자를 제조하기 위해서는 상, 하기판사이에 주입된 액정분자들을 일정한 방향으로 균일하게 배열시켜 주어야 한다. 일반적인 액정표시소자는 상, 하기판의 대향면에 각각 액정 배향막이 형성되어 액정분자들을 일정방향으로 배향시켰었다.In order to manufacture a liquid crystal display device having uniform brightness and high contrast, the liquid crystal molecules injected between the upper and lower substrates must be uniformly arranged in a predetermined direction. In general liquid crystal display devices, liquid crystal alignment layers are formed on opposite surfaces of upper and lower substrates to align liquid crystal molecules in a predetermined direction.

종래의 액정 배향막을 형성하여 액정을 배향하는 방법으로는 표면처리방법으로서 러빙법이 사용되고 있다. 러빙법은 현재 가장 널리 사용되고 있는 방법으로서, 일정한 방향으로 배향막에 형성된 직선 홈을 따라 액정을 배향시키는 방법이다.The rubbing method is used as a surface treatment method as a conventional method of forming a liquid crystal aligning film and orientating a liquid crystal. The rubbing method is currently the most widely used method, and is a method of orienting liquid crystals along a straight groove formed in the alignment film in a constant direction.

그러나, 이 러빙법은 칼라필터 또는 TFT 어레이가 배열된 유리기판상에 폴리이미드를 형성한 후 러빙을 실시하기 때문에, 러빙시 폴리이미드 하부에 배열된 TFT 어레이에 전기적 그리고 역학적 손상을 입히는 문제점이 있었다. 그리고, 러빙법에 의해 제조된 액정표시소자는 시야각(viewing angle)이 작은 단점이 있다. 또한, 상기 배향법은 시야각을 크게 하는 다중 도메인(multi-domain) LCD를 제작하기가 어려운 문제점이 있었다.However, since this rubbing method performs rubbing after forming a polyimide on a glass substrate on which a color filter or TFT array is arranged, there is a problem of causing electrical and mechanical damage to the TFT array arranged under the polyimide during rubbing. In addition, the liquid crystal display device manufactured by the rubbing method has a disadvantage in that a viewing angle is small. In addition, the alignment method has a problem that it is difficult to manufacture a multi-domain LCD to increase the viewing angle.

또한, 액정표시소자에 있어서, 액정의 반응시간과 콘트라스트비 등의 중요한 변수로 작용하는 프리틸트각(pretilt angle)을 조절하여 경사배향시키는 것이 중요하다. 최근에 러빙하지 않고 프리틸트각을 조절하는 방법이 최근에 활발히 연구되고 있다. 그리고, 높은 프리틸트각이 STN-LCD 등에서 빠른 응답시간과 화질의 안정을 위해 요구되고 있다.In addition, in the liquid crystal display device, it is important to incline and adjust the pretilt angle which acts as important variables such as the reaction time and contrast ratio of the liquid crystal. Recently, a method of controlling the pretilt angle without rubbing has been actively studied recently. In addition, high pretilt angles are required for fast response time and stable image quality in STN-LCDs.

본 발명은 러빙공정없이 고분자 배향막으로 메틸 오렌지를 함유한 폴리스틸렌을 이용하여 높은 프리틸트각을 갖도록 액정을 배향시키는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method for orienting a liquid crystal to have a high pretilt angle using polystyrene containing methyl orange as a polymer alignment layer without a rubbing process.

본 발명의 다른 목적은 고분자 배향막으로 극성이 없는 메틸 오렌지를 함유한 폴리스틸렌을 이용하여 높은 프리틸트각을 얻을 수 있는 액정표시소자를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device which can obtain a high pretilt angle by using polystyrene containing a methyl orange having no polarity as a polymer alignment layer.

본 발명의 다른 목적은 재현성이 우수하고 균일한 배향막을 얻을 수 있는 액정표시소자 및 액정배향방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a liquid crystal alignment method capable of obtaining a uniform alignment film with excellent reproducibility.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광배향 원리를 설명하기 위한 액정셀의 단면도,1 is a cross-sectional view of a liquid crystal cell for explaining the principle of optical alignment according to an embodiment of the present invention;

도 2a와 도 2b는 본 발명의 메틸오렌지/폴리스틸렌(MO/PS)의 고분자 배향막의 입사각도에 따른 투과도 곡선을 도시한 도면으로서,2A and 2B are diagrams illustrating transmittance curves according to an incident angle of a polymer alignment layer of methyl orange / polystyrene (MO / PS) of the present invention.

도 2a는 MO 농도가 1wt.% 인 MO/PS 고분자 배향막인 경우,Figure 2a is a case of the MO / PS polymer alignment film having a MO concentration of 1wt.%,

도 2b는 MO 농도가 10wt.% 인 MO/PS 고분자 배향막인 경우,Figure 2b is a case of the MO / PS polymer alignment film having a MO concentration of 10wt.%,

도 3은 메틸오렌지/폴리비닐 알코올(MO/PVA)의 고분자 배향막에 대한 광의 입사각도에 따른 투과도 곡선을 도시한 도면,FIG. 3 is a graph illustrating transmittance curves according to incident angles of light with respect to a polymer alignment layer of methyl orange / polyvinyl alcohol (MO / PVA);

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

10, 20 : 기판 11 : 폴리이미드 배향막10, 20: substrate 11: polyimide alignment film

21 : 색소를 함유한 고분자 배향막(폴리스틸렌)21: polymeric alignment film (polystyrene) containing a pigment

30 : 액정 1 : 액정셀30: liquid crystal 1: liquid crystal cell

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상, 하기판과, 상하기판상에 각각 형성된 광활성 화합물을 함유한 고분자 배향막과, 상기 상, 하기판사이에 주입된 액정을 포함하는 액정표시소자에 있어서, 상기 광활성 화합물을 함유한 고분자 배향막은 편극이 작은 고분자물질로 이루어지는 액정표시소자를 제공하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid crystal display device comprising an upper and a lower substrate, a polymer alignment film containing a photoactive compound formed on each of the upper and lower substrates, and a liquid crystal injected between the upper and lower substrates. The polymer alignment film containing the compound is characterized by providing a liquid crystal display device made of a polymer material having a small polarization.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 편극이 작은 고분자 배향막은 메틸오렌지를 함유한 폴리스틸렌으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, the polymer alignment layer having a small polarization is made of polystyrene containing methyl orange.

또한, 본 발명은 광활성 화합물을 함유한 고분자 배향막이 각각 형성된 상,하기판사이에 주입된 액정을 배향하는 방법에 있어서, 상기 고분자 배향막으로 편극이 낮은 고분자 박막을 형성하고, 이 고분자 박막으로 원편광된 광을 입사시켜 액정을 소정의 프리틸트각을 갖도록 경사배향시키는 액정배향방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is a method for orienting the liquid crystal injected between the upper and lower substrates each formed with a polymer alignment film containing a photoactive compound, the polymer alignment film to form a low polarized polymer thin film, the circularly polarized It is characterized by providing a liquid crystal alignment method for inclining the liquid crystal by entering the light to have a predetermined pretilt angle.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 고분자 배향막은 메틸 오렌지를 함유한 폴리스틸렌으로 이루어지고, 상기 액정의 프리틸트각은 메틸 오렌지의 농도에 따라 변하는 것을 특징으로 한다.According to the exemplary embodiment of the present invention, the polymer alignment layer is made of polystyrene containing methyl orange, and the pretilt angle of the liquid crystal is changed according to the concentration of methyl orange.

본 발명은 원편광된 광을 이용하여 액정을 경사배향하는 것이 가능할 뿐만 아니라 고분자 배향막의 극성을 조절하여 액정의 프리틸트각을 조절하는 것이 가능하므로, 시야각을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 다중 도메인의 액정표시소자의 제작이 용이하다.The present invention can not only tilt the liquid crystal using circularly polarized light, but also control the pretilt angle of the liquid crystal by controlling the polarity of the polymer alignment layer, thereby improving the viewing angle as well as the liquid crystal of the multi-domain. It is easy to manufacture the display element.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액정 배향 및 프리틸트각의 조절원리를 설명하기 위한 액정셀의 단면 구조도이다.1 is a cross-sectional structural view of a liquid crystal cell for explaining the principle of control of the liquid crystal alignment and pretilt angle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 액정셀(1)의 한쪽 기판 예를 들면, 상부기판으로서 폴리이미드가 배향막(11)으로 형성된 기판(10)이 제공되고, 다른 기판 예를 들면, 하부기판으로서 색소를 포함한 고분자 배향막(21)이 형성된 기판(20)이 제공된다.Referring to FIG. 1, a substrate 10 in which a polyimide is formed of an alignment layer 11 is provided as one substrate of the liquid crystal cell 1, for example, an upper substrate, and another substrate, for example, contains a pigment as a lower substrate. A substrate 20 on which a polymer alignment film 21 is formed is provided.

색소를 함유한 고분자 배향막(21)으로서, 색소(dye)는 광이성질화 반응을 나타내는 메틸 오렌지가 사용되고, 본 발명에서는 매트릭스로 폴리스틸렌(PS)을 사용한다.As the polymer alignment film 21 containing the dye, methyl orange, which exhibits a photoisomerization reaction, is used for the dye. In the present invention, polystyrene (PS) is used as the matrix.

도 1의 액정셀(1)에서, 상, 하부기판의 합착에 의한 액정셀의 제작전에 상부기판(10)의 배향막(11)은 러빙법에 의해 이미 프리틸트각을 갖도록 배향된 것이며, 하부기판(20)의 배향막(21)은 셀 제작전 편광된 광에 의해 펌프되어 소정의 프리틸트 각을 갖도록 배향된 것이다.In the liquid crystal cell 1 of FIG. 1, the alignment layer 11 of the upper substrate 10 is already oriented so as to have a pretilt angle by a rubbing method before fabrication of the liquid crystal cell by the bonding of the upper and lower substrates. The alignment film 21 at 20 is pumped by polarized light before cell production and is oriented to have a predetermined pretilt angle.

상기와 같은 액정 셀(1)의 프리틸트각을 결정회전법으로 측정하면, 셀 전체의 프리틸트각(α)은 하기의 식(1)으로 표현되어진다.When the pretilt angle of the liquid crystal cell 1 as mentioned above is measured by the crystal rotation method, the pretilt angle (alpha) of the whole cell is represented by following formula (1).

α≒ = ……… (1) α ≒ = … … … (One)

여기서, αP.I.와 αLC는 각각 기준면인 폴리이미드 배향막(11) 근처와 고분자 배향막(21)근처에서의 액정의 프리틸트 각이고, θx는 투과도 곡선의 대칭각이며, ne와 no는 액정의 정상(ordinary) 굴절율과 이상(extraordinary) 굴절율을 각각 나타낸다.Here, α PI and α LC are the pretilt angles of the liquid crystal near the polyimide alignment layer 11 and the polymer alignment layer 21 near the reference plane, respectively, θ x is the symmetry angle of the transmittance curve, and n e and n o are The normal refractive index and the extraordinary refractive index of the liquid crystal are shown, respectively.

상기의 식으로부터 고분자 배향막(21)의 편광된 광에 의해 배향된 액정의 프리틸트 각(αLC)을 구할 수 있다.From the above formula, the pretilt angle α LC of the liquid crystal oriented by the polarized light of the polymer alignment film 21 can be obtained.

도 1의 액정셀(1)에 있어서, 기판(20) 표면에 대하여 원편광된 펌프파를 경사지게 입사시키면, 고분자 배향막(20)에 함유된 메틸 오렌지(MO) 분자들은 빛의 진행방향에 대하여 나란하게 배열하여 기판표면에 대하여 경사지게 배열된다. 이에 따라 상, 하기판(10, 20)사이에 주입된 액정분자는 메틸 오렌지(MO) 분자들을 따라 경사배향된다.In the liquid crystal cell 1 of FIG. 1, when the circularly polarized pump wave is inclined to the surface of the substrate 20, the methyl orange (MO) molecules contained in the polymer alignment layer 20 are aligned with respect to the traveling direction of light. Arranged inclined with respect to the substrate surface. Accordingly, the liquid crystal molecules injected between the upper and lower substrates 10 and 20 are diagonally aligned along the methyl orange (MO) molecules.

이와같이 메틸 오렌지를 함유한 MO/PVA 의 고분자 배향막(21)에 원편광된 광을 입사시키면 메틸 오렌지(MO)분자들을 따라 상, 하기판(10, 20)사이에 주입된 액정이 소정의 프리틸트각을 가지고 경사배향되는 기술은 국내 특허출원 제96-42514호에 개재되어 있다.When the circularly polarized light is incident on the polymer alignment layer 21 of MO / PVA containing methyl orange in this manner, the liquid crystal injected between the upper and lower substrates 10 and 20 along the methyl orange (MO) molecules is pre-tilted. An angle oblique orientation technique is disclosed in Korean Patent Application No. 96-42514.

상기와 같이 원편광된 광을 이용하여 액정을 경사배향시킬 때, 고분자 배향막의 편극(polarity)는 MO 분자들이 배열되어 액정과 상호작용을 할 때 영향을 미치게 된다.When the liquid crystal is tilted using the circularly polarized light as described above, the polarity of the polymer alignment layer affects when the MO molecules are arranged to interact with the liquid crystal.

따라서, 본 발명은 메틸 오렌지를 함유한 고분자 배향막을 원편광된 광을 이용하여 경사배향시키고, 이에 따라 액정을 경사시키는 광배향방법으로서, 고분자 배향막의 편극에 의한 영향을 감소시키시 위하여 고분자 배향막으로서 편극(polarity)이 거의 없는 메틸 오렌지를 함유한 폴리스틸렌을 이용한다.Accordingly, the present invention is a photo-alignment method of tilting a polymer alignment film containing methyl orange using circularly polarized light and thereby tilting the liquid crystal, and polarizing the polymer alignment film as a polymer alignment film in order to reduce the influence of polarization of the polymer alignment film. Polystyrene containing methyl orange with little polarity is used.

본 발명에서는 편극이 거의 없는 폴리스틸렌(PS, PolyStyrene)을 매트릭스로 사용한 MO/PS 고분자 배향막을 사용하는데, MO/PS 고분자 배향막을 형성하는 방법은 고분자 PS를 NMP(N-Methyl-2-Pyrrolidone)과 Dimethyl Sulfoxide를 2:1 로 섞은 용액에 녹이고, 이용액에 적당량의 MO를 첨가하여 MO/PS 용액을 만든다.In the present invention, an MO / PS polymer alignment layer using polystyrene (PS, PolyStyrene) having almost no polarization as a matrix is used. The method of forming the MO / PS polymer alignment layer is performed by using N-Methyl-2-Pyrrolidone (NMP) as the polymer PS. Dimethyl Sulfoxide is dissolved in a 2: 1 solution and an appropriate amount of MO is added to the solution to make a MO / PS solution.

MO/PS 용액을 스핀-코터(spin-coater)를 이용하여 1000rpm 으로 1분동안 코팅하여 MO/PS 박막(21)을 유리기판(20)상에 제작한다.The MO / PS solution was coated at 1000 rpm for 1 minute using a spin-coater to prepare the MO / PS thin film 21 on the glass substrate 20.

도 3은 고분자 배향막으로 메틸 오렌지를 함유한 폴리비닐 알코올을 사용한 경우의 원편광된 펌프하의 입사각도에 대한 투과도를 도시한 것이다.FIG. 3 shows the transmittance with respect to the incident angle under a circularly polarized pump when polyvinyl alcohol containing methyl orange is used as the polymer alignment film.

고분자 배향막으로 MO/PVA 고분자 배향막을 사용한 경우에는 도 3과 같은 투과도 곡선을 얻게 되어 대칭각(θX)이 10°정도를 측정된다. 따라서, 액정의 프리틸트각(αLC)으로 3.1°를 얻을 수 있었다. 이때. 원편광된 펌프파의 입사각도는 60°이고 셀의 두께는 24μm 이고, 고분자 배향막에 포함된 메틸오렌지의 농도는 15wt.% 이다.When the MO / PVA polymer alignment film is used as the polymer alignment film, a transmittance curve as shown in FIG. 3 is obtained, and the symmetry angle θ X is measured about 10 °. Therefore, 3.1 degree was obtained by the pretilt angle (alpha LC ) of a liquid crystal. At this time. The incident angle of the circularly polarized pump wave is 60 °, the cell thickness is 24 μm, and the concentration of methyl orange in the polymer alignment layer is 15 wt.%.

한편, 고분자 배향막으로 MO/PVA를 사용한 경우, 다른 조건은 상기의 경우와 동일하고 MO 분자의 농도가 1wt.% 인 경우에는 액정셀(1)에서 액정이 거의 배향되지 않았다.On the other hand, when MO / PVA was used as the polymer alignment film, other conditions were the same as in the above case, and when the concentration of the MO molecules was 1 wt.%, The liquid crystal was hardly oriented in the liquid crystal cell 1.

이는 MO/PVA 배향막에 있어서, 매트릭스로 사용되는 폴리비닐 알코올(PVA)은 편극(polarity)가 아주 커서, MO 분자가 입사되는 원편광된 펌프파에 의해 배열될 MO 분자의 배열에 영향을 미치게 되기 때문이다.This is because in the MO / PVA alignment film, polyvinyl alcohol (PVA) used as a matrix has a very large polarity, which affects the arrangement of MO molecules to be arranged by circularly polarized pump waves into which the MO molecules are incident. Because.

즉, 매트릭스인 고분자 PVA 의 편극이 크기 때문에, 원편광된 펌프파에 의해 배열된 MO 분자의 이방성을 PVA 의 편극이 스크린하여 MO 분자와 액정분자간의 상호작용을 감소시키게 된다. 이로 인하여 PVA 고분자에 함유된 MO 농도가 낮은 경우에는 MO 분자를 따라 액정이 거의 배향되지 않았으며, MO 농도가 높은 경우에는 액정이 경사 배향은 되지만, 작은 프리틸트각을 얻을 수 있었다.That is, since the polarization of the polymer PVA, which is a matrix, is large, the anisotropy of the MO molecules arranged by the circularly polarized pump wave screens the polarization of the PVA to reduce the interaction between the MO molecules and the liquid crystal molecules. For this reason, when the MO concentration contained in the PVA polymer was low, the liquid crystal was hardly oriented along the MO molecule. When the MO concentration was high, the liquid crystal was inclined, but a small pretilt angle was obtained.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 고분자 배향막으로 편극이 거의 없는 MO/PS를 사용한 경우, 결정회전법으로 측정한 입사각도에 따른 투과도곡선을 도시한 것이다. 도 2a 는 MO 농도가 1wt.%인 MO/PS 고분자 배향막의 입사각도에 따른 투과도곡선이고, 도 2b 는 MO 농도가 10wt.% 인 MO/PS 고분자 배향막의 입사각도에 따른 투과도 곡선이다.Figure 2 shows the transmission curve according to the incident angle measured by the crystal rotation method when using the MO / PS almost no polarization as the polymer alignment film according to an embodiment of the present invention. 2A is a transmittance curve according to an incident angle of an MO / PS polymer alignment layer having an MO concentration of 1 wt.%, And FIG. 2B is a transmittance curve of an incident angle of an MO / PS polymer alignment layer having an MO concentration of 10 wt.%.

도 2a 와 도 2b에서 보는 바와같이, 곡선의 대칭각은 배향막으로 MO/PVA를 사용한 경우보다 큼을 알 수 있다. 펌프파의 입사각도는 60°이고, 그외 펌프조건도 MO/PVA를 고분자 배향막으로 사용한 경우와 동일하다.As shown in FIG. 2A and FIG. 2B, it can be seen that the symmetry angle of the curve is larger than that of using MO / PVA as the alignment layer. The incident angle of the pump wave is 60 °, and the other pump conditions are the same as those in the case where MO / PVA is used as the polymer alignment film.

MO 농도가 1wt.% 인 MO/PS 고분자 박막을 배향막으로 제작한 액정셀은 배향이 잘되었고, 도 2a에서 보는 바와같이 대칭각이 24°이므로 상기 식으로부터 액정의 프리틸트각은 14°로 계산된다. 동일한 농도로 MO 분자를 함유한 MO/PVA 고분자 배향막에 비하여 커다란 프리틸트각을 얻을 수 있었다. 이때,αP.I.= 1°이었다.The liquid crystal cell of which MO / PS polymer thin film having an MO concentration of 1 wt.% Was used as an alignment layer was well aligned, and as shown in FIG. 2A, since the symmetry angle was 24 °, the pretilt angle of the liquid crystal was calculated to be 14 ° from the above equation. do. Larger pretilt angles were obtained compared to MO / PVA polymer alignment films containing MO molecules at the same concentration. At this time, α PI = 1 °.

또한, 도 2b에서 보는 바와같이, MO 농도가 10wt.% 의 MO/PS 고분자 배향막의 경우에는 액정의 프리틸트각이 결정회전법으로 측정할 수 있는 범위를 벗어나는 36°이상으로 아주 큰 값을 얻을 수 있다. 이때, 투과도 곡선을 보면, 대칭각(θX)은 60°이상이 된다.In addition, as shown in FIG. 2B, in the case of the MO / PS polymer alignment film having a MO concentration of 10wt.%, A very large value is obtained at 36 ° or more, which is out of the range that can be measured by the crystal rotation method. Can be. At this time, looking at the transmittance curve, the symmetry angle θ X is 60 ° or more.

상기의 결과로부터, 메틸 오렌지를 함유한 고분자 박막을 배향막으로 사용하는 경우, 극성이 거의 없는 폴리스틸렌을 매트릭스로 사용하게 되면 극성이 큰 물질을 사용하는 경우보다 상대적으로 커다란 프리틸트각을 얻을 수 있게 됨을 알 수 있다. 또한, 고분자 박막에 포함된 메틸 오렌지의 농도가 증가함에 따라 프리틸트각이 증가하게 됨을 알 수 있다.From the above results, when the polymer thin film containing methyl orange was used as the alignment layer, the use of polystyrene having almost no polarity as the matrix resulted in a relatively larger pretilt angle than that of the highly polar material. Able to know. In addition, it can be seen that as the concentration of methyl orange contained in the polymer thin film increases the pretilt angle.

이때, 폴리스틸렌과 폴리비닐 알코올의 편극을 살펴보면, 편극(polarity, P)는 하기의 식(2)으로 표현된다.At this time, looking at the polarization of the polystyrene and polyvinyl alcohol, polarity (P) is expressed by the following formula (2).

……… (2) … … … (2)

상기 식(2)에서 보는 바와같이, 동일한 전기장을 걸어주었을 경우 편극은 유전율 ε 에 비례하고, 이 유전율 ε은 물질에 따라 다르다. 폴리스틸렌은 1KHz 로 전기장을 걸어주었을 경우 유전율(ε)이 3x10-4F/m이고, 폴리비닐 알코올은 8 F/m 이다. 따라서, 폴리비닐 알코올에 비하여 폴리스틸렌의 편극은 상대적으로 아주 작음을 알 수 있다.As shown in Equation (2), when the same electric field is applied, the polarization is proportional to the permittivity ε, and the permittivity ε varies depending on the material. Polystyrene has a dielectric constant (ε) of 3x10 -4 F / m and an electric polyvinyl alcohol of 8 F / m when subjected to an electric field at 1 KHz. Thus, it can be seen that the polarization of polystyrene is relatively small compared to polyvinyl alcohol.

따라서, 본 발명에서는 액정을 배향시키는 공정으로서 러빙공정을 하지 않고 아조색소를 함유한 고분자 배향막을 배향막으로 하고, 원편광된 광을 이용하여 아조색소분자배열의 이방성을 유도하여, 액정을 배향시킨다. 이때, 액정을 MO 분자의 이방성에 의해 배향시키고, 매트릭스의 역할을 하는 고분자 박막의 극성에 의해 배향막에 포함된 아조색소의 분자배열의 이방성을 조절함으로써, 액정의 프리틸트각을 조절하는 것이 가능하다.Therefore, in the present invention, a polymer alignment film containing azo dye is used as the alignment film without performing a rubbing step as a step for orienting the liquid crystal, and the anisotropy of the azo dye molecule array is induced using circularly polarized light to align the liquid crystal. At this time, it is possible to adjust the pretilt angle of the liquid crystal by orienting the liquid crystal by the anisotropy of the MO molecules and by controlling the anisotropy of the molecular arrangement of the azo dyes included in the alignment layer by the polarity of the polymer thin film serving as the matrix. .

이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 상기한 바와같은 본 발명에 따르면, 본 발명은 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.As described in detail above, according to the present invention as described above, the present invention can obtain the following effects.

첫째, 러빙방법을 사용하지 않으므로, 결점이 없는 균일한 배향막을 형성하는 것이 가능할 뿐만 아니라 우수한 재현성을 얻을 수 있다.First, since the rubbing method is not used, not only a uniform alignment film without defects can be formed, but also excellent reproducibility can be obtained.

둘째, 고분자 배향막에 원편광된 광을 조사하여 액정분자를 경사배향시켜 프리틸트각을 얻을 수 있다. 또한, 극성이 거의 없는 MO/PS를 고분자 배향막으로 사용함으로써 액정의 프리틸트각을 조절시켜 주는 것이 가능하다. 따라서, 시야각을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 다중 도메인의 액정표시소자의 제작이 용이하다.Second, the pretilt angle may be obtained by tilting the liquid crystal molecules by irradiating circularly polarized light to the polymer alignment layer. In addition, it is possible to adjust the pretilt angle of the liquid crystal by using MO / PS having almost no polarity as the polymer alignment film. Therefore, not only the viewing angle can be improved but also the manufacturing of the multi-domain liquid crystal display device is easy.

셋째, 본 발명의 액정배향방법을 이용하여 액정셀을 제작하는 경우, 러빙공정의 수행에 따른 TFT 의 손실이 방지되어 생산수율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.Third, in the case of manufacturing a liquid crystal cell using the liquid crystal alignment method of the present invention, the loss of TFTs due to the rubbing process is prevented to improve the production yield as well as to improve the reliability of the product.

Claims (6)

상, 하기판과, 상하기판상에 각각 형성된 광활성 화합물을 함유한 고분자 배향막과, 상기 상, 하기판사이에 주입된 액정을 포함하는 액정표시소자에 있어서,In the liquid crystal display device comprising an upper and lower substrate, a polymer alignment film containing a photoactive compound formed on each of the upper and lower substrates, and a liquid crystal injected between the upper and lower substrates, 상기 광활성 화합물을 함유한 고분자 배향막은 편극이 작은 고분자물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The polymer alignment layer containing the photoactive compound is made of a polymer material having a small polarization. 제1항에 있어서, 상기 편극이 작은 고분자 배향막은 1KHz 로 전기장을 걸어주었을 경우 유전율(ε)이 3x10-4인 폴리스틸렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polymer alignment film having a small polarization is made of polystyrene having a dielectric constant? Of 3x10 -4 when an electric field is applied at 1 KHz. 제1 또는 2항에 있어서, 고분자 배향막은 메틸오렌지를 함유한 폴리스틸렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.The liquid crystal display device according to claim 1 or 2, wherein the polymer alignment film is made of polystyrene containing methyl orange. 광활성 화합물을 함유한 고분자 배향막이 각각 형성된 상,하기판사이에 주입된 액정을 배향하는 방법에 있어서,In the method of orienting the liquid crystal injected between the upper and lower substrates each having a polymer alignment film containing a photoactive compound, 상기 고분자 배향막으로 편극이 낮은 고분자 박막을 형성하고, 이 고분자 박막으로 원편광된 광을 입사시켜 액정을 소정의 프리틸트각을 갖도록 경사배향시키는 것을 특징으로 하는 액정배향방법.And forming a polymer thin film having a low polarization as the polymer alignment layer, and inclining the liquid crystal to have a predetermined pretilt angle by injecting circularly polarized light into the polymer thin film. 제 4항에 있어서, 상기 고분자 배향막은 메틸 오렌지를 함유한 폴리스틸렌으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정배향방법.The liquid crystal alignment method as claimed in claim 4, wherein the polymer alignment layer is made of polystyrene containing methyl orange. 제 5항에 있어서, 상기 액정의 프리틸트각은 메틸 오렌지의 농도에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 액정배향방법.6. The liquid crystal alignment method of claim 5, wherein the pretilt angle of the liquid crystal is changed according to the concentration of methyl orange.
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