KR20110037900A - 액정표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 러빙 처리에 기인하는 문제를 방지하고, 러빙 처리를 실시하지 않아도 뛰어난 배향 제어성을 갖는 IPS 모드 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것으로서, 서로 대향하여 배치된 어레이 기판 및 대향 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 협지되어 정(正)의 유전이방성을 갖는 액정을 포함한 액정층과, 상기 어레이 기판상에 형성되어 기판면에 대해서 평행한 전계를 상기 액정층에 인가하는 전극과, 상기 어레이 기판 및 대향 기판의 상기 액정층과 접촉하는 면에 형성된 절연막을 구비한 액정표시장치이고, 상기 액정층은 0.1~5 중량%의 광중합성 모노머를 배합하고, 중합시키는 것에 의해서 형성된 폴리머를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치이다.

Description

액정표시장치 및 그 제조방법{Liquid crystal display device and method for manufacturing the same}
본 발명은 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 각종 기기의 표시패널 등에 사용되는 액정표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 저(抵)구동 전압, 저소비 전력 및 경량 등의 특성을 가지고 있으므로, 시계의 표시패널이나, 휴대 전화, 컴퓨터 및 텔레비전의 디스플레이 등에서 용도가 확대하고 있다.
이러한 액정표시장치에서는 액정 분자를 기판면에 대해서 소정의 방향으로 나열하는(즉, 배향시킨다) 것이 일반적으로 필요하게 되지만, 종래의 배향 기술로서는 기판상에 폴리이미드 등으로 이루어지는 배향막을 형성한 후에 러빙 처리를 실시하는 것(러빙 배향막의 형성)에 의해 액정 분자를 배향시키는 방법이 알려져 있다.
러빙 처리는 레이온이나 면 등의 포를 감는 롤러를 회전 수 및 롤러와 기판과의 거리를 일정하게 유지한 상태에서 회전시켜, 배향막의 표면을 일 방향으로 마찰시키는 것에 의해 행해진다.
그러나, 종래의 러빙 처리에 의한 배향 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
(1) 러빙 처리는 배향막에 큰 손상을 일으키어, 그 손상이 액정표시장치에서 흑표시를 할 때 광 누설의 원인이 되어 액정표시장치의 콘트라스트를 저하시킨다.
(2) 러빙 처리시 배향막이 벗겨지거나 롤러에 감겨진 포로부터 털이 탈락하는 결과, 균일한 셀 두께를 얻지 못하여 액정표시장치의 표시 얼룩이 발생한다.
(3) 기판상에 형성한 TFT 소자 등에 의한 단차에 의해, 러빙 되지 않는 부분이 생기거나 배향막이 벗겨지는 일이 있다.
(4) 러빙 처리는 러빙의 정량화가 어렵고, 관리가 어렵다.
(5) 액정 셀을 형성할 때에 기판의 합착 위치가 어긋나면, 상하 기판의 배향 방향이 어긋나 버려(즉, 배향축의 차이가 생겨) 액정표시장치의 콘트라스트가 저하한다.
(6) 기판과 롤러와의 사이의 마찰에 의해서 생기는 정전기에 의해 기판상에 형성된 TFT 소자가 손상된다.
(7) 기판 사이즈가 커지면, 기판이나 롤러의 굴곡의 영향이 커져 균일한 러빙 처리가 어렵게 되어 제품 수율이 저하함과 동시에 러빙 처리를 위한 장치를 크게 할 필요가 있기 때문에 투자 코스트가 증대한다.
그런데 액정표시장치의 구동 방식으로는 TN(twisted nematic) 모드, VA(vertical alignment) 모드, IPS(in-plane switching) 모드 등이 있다. 그 중에서도 IPS 모드 액정표시장치는 한 쌍의 전극을 동일 기판상에 배치하고, 액정 분자를 기판에 평행한 방향으로 스위칭하는 것이어서 횡전계 방식의 액정표시장치라고도 말하고 있다. 이 IPS 모드 액정표시장치는 TN모드나 VA모드 등의 종전계 방식의 액정표시장치에 비해 시야각이 넓다는 이점이 있다.
IPS 모드 액정표시장치에 있어서 원리상, 기판상에 수㎛정도의 폭을 갖는 화소 및 공통전극을 다수 배설할 필요가 있어 기판상에 미세한 단차 구조가 형성된다. 그 때문에 IPS 모드 액정표시장치에 있어서 이 단차 구조에 반해 상기와 같은 러빙 처리에 기인한 문제가 많이 발생한다.
러빙 처리를 필요로 하지 않는(러빙 리스) 배향 기술로서는 예를 들면, 액정층내에 폴리머를 함유시키는 것에 의해 액정 분자를 배향시키는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2 참조).
특허문헌 1: 일본특허 제3520376호 공보
특허문헌 2: 일본특허 제4175826호 공보
그러나 상기 특허문헌 1,2에 기재된 배향 기술은 횡전계 방식의 액정표시장치를 주된 대상으로 하고, 액정 분자에 프리틸트각을 주는 것으로 액정 분자의 배향을 제어하고 있어, 프리틸트각을 줄 필요가 없는(즉, 프리틸트각이 0도이다) 종전계 방식의 액정표시장치에서 러빙 처리를 실시하지 않고 액정 분자의 양호한 배향 제어를 달성한 것은 여전히 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 러빙 처리에 기인하는 문제를 방지하고, 러빙 처리를 실시하지 않아도 뛰어난 배향 제어성을 갖는 IPS 모드 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명자 등은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 연구한 결과, IPS 모드 액정표시장치에서, 어레이 기판 및 대향 기판의 액정층과 접하는 면에 절연막을 형성함과 함께 액정층에 0.1~5 중량%의 광중합성 모노머를 배합하고, 중합시키는 것에 의해서 형성한 폴리머를 함유시키는 것으로, 러빙 처리를 실시하지 않아도 액정의 배향 제어가 용이하게 된다는 것을 발견했다.
즉, 본 발명은 서로 대향하여 배치된 어레이 기판 및 대향 기판과, 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 협지되어 정(正)의 유전이방성을 갖는 액정을 포함한 액정층과, 상기 어레이 기판상에 형성되어 기판면에 대해서 평행한 전계를 상기 액정층에 인가하는 전극과, 상기 어레이 기판 및 대향 기판의 상기 액정층과 접촉하는 면에 형성된 절연막을 구비한 액정표시장치이고, 상기 액정층은 0.1~5 중량%의 광중합성 모노머를 배합하고, 중합시키는 것에 의해서 형성된 폴리머를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치이다.
또한, 본 발명은 어레이 기판상에, 기판면에 대해서 평행한 전계를 액정층에 인가하는 전극을 형성하는 공정과, 상기 전극을 형성한 어레이 기판 및 대향 기판상에 절연막을 형성하는 공정과, 0.1~5 중량%의 광중합성 모노머 및 정의 유전이방성을 갖는 액정을 포함한 액정 재료를 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 봉입하는 공정과, 상기 액정이 등방상을 나타내는 온도 이상으로 가열한 후, 상기 어레이 기판면 및 상기 대향 기판면에 대해서 평행으로 자장을 인가하면서 냉각하는 공정과, 광조사에 의해 광중합성 모노머를 중합시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법이다.
본 발명에 의하면, 어레이 기판 및 대향 기판의 액정층과 접하는 면에 절연막을 형성함과 함께 액정층에 0.1~5 중량%의 광중합성 모노머를 배합하고, 중합시키는 것에 의해서 형성한 폴리머를 함유시키는 것으로, 러빙 처리를 실시하지 않아도 뛰어난 배향 제어성을 갖는 IPS 모드 액정표시장치 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 액정표시장치를 나타낸 단면도
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도 및 상면도
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 액정표시장치 및 그 제조방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 액정표시장치를 나타낸 단면도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도 및 상면도이다.
본 발명에 의한 액정표시장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 서로 대향하여 배치된 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2)과, 어레이 기판(1)과 대향 기판(2)의 사이에 협지된 액정층(5)과, 어레이 기판(1)상에 형성되어 어레이 기판(1) 면 및 대향 기판(2) 면에 대해서 평행한 전계를 액정층(5)에 인가하는 전극(3)과, 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2)의 액정층(5)과 접촉하는 면에 형성된 절연막(4)을 구비하고 있다. 또한, 액정층(5)은 액정(6)과 함께 폴리머(7)를 함유하고 있고, 상기 폴리머(7)의 존재에 의해서 액정(6)이 배향 제어되고 있다.
어레이 기판(1)으로서는 한정되지 않고, 액정표시장치에서 일반적으로 공지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 어레이 기판(1)으로서 액티브 매트릭스 어레이 기판을 들 수 있다. 이 액티브 매트릭스 어레이 기판은 일반적으로, 유리 기판상에 서로 교차하는 방향으로 게이트 배선 및 소스 배선이 매트릭스 형태에 배치되어 있고, 그 교점 부분에, 박막트랜지스터(TFT) 등의 액티브 소자가 형성되고, 이 액티브 소자에 화소 전극이 접속된 것이다.
대향 기판(2)도 한정되지 않고, 액정표시장치에서 일반적으로 공지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 대향 기판(2)으로서 칼라 필터 기판을 들 수 있다. 이 칼라 필터 기판은 일반적으로, 유리 기판상에 불필요한 빛의 누설을 방지하기 위해서 블랙 매트릭스를 형성한 후, R(적), G(녹), B(청)의 착색층을 패턴 형성하고, 필요에 따라서 보호막을 형성한 것이다.
전극(3)으로서는, 기판면(어레이 기판(1) 면 및 대향 기판(2) 면)에 대해서 평행한 전계를 액정층에 인가하는 전극이면 좋고, 횡전계 방식의 액정표시장치(IPS 모드 액정표시장치)에서 일반적으로 공지된 것을 사용할 수 있다. 전극(3)의 예로서는, ITO로 이루어진 화소 및 공통전극을 들 수 있다.
전극(3)은 어레이 기판(1)상에 형성된다. 전극(3)의 형성방법으로서는, 특히 한정되지 않고, 공지된 방법으로 사용하여 형성한다.
절연막(4)은 액정표시장치에서 배향막으로서 일반적으로 공지의 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는 절연막(4)으로서 폴리비닐 알코올(Polyvinyl alcohol), 폴리이미드(Polyimide), 폴리아미드이미드(Polyamide imide), 폴리에스테르(Polyester), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리비닐 에스텔(Polyester), 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 폴리 초산비닐(PVAc), 폴리아미드(Polyamide), 폴리스티렌(Polystyrene), 실록산 폴리이미드(Polyimide siloxane), 셀룰로오스 수지(Cellulose resin), 멜라민 수지(Melamine Resin), 요소(Urea) 수지, 아크릴 수지(Acrylic resin) 등의 수지류로 이루어진 막; SiO, GeO, Al2O3, Y2O5, ZrO2, MgF2, CeF3 등의 무기 재료로 이루어진 막을 들 수 있다. 이들 내에서도 내열성 등이 우수한 폴리이미드막이 바람직하다.
절연막(4)은 전극(3)을 형성한 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2)상에 형성된다. 절연막(4)의 형성방법으로서는, 한정되지 않고 공지의 방법을 사용하여 형성시키면 좋다. 구체적으로는 스핀 코트한 후에 가열 처리하는 방법이나, 수지 필름을 첩착하는 방법, 증착법을 이용하는 방법 등을 이용할 수 있다.
절연막(4)의 두께는 한정되지 않고 사용하는 재료에 따라 설정하면 좋지만, 일반적으로 0.005~0.25㎛, 바람직하게는 0.01~0.15㎛이다.
액정층(5)은 정(正)의 유전이방성을 갖는 액정(6)을 포함한 층이다. 정의 유전이방성을 갖는 액정(6)으로서는 특히 한정되지 않고, 액정표시장치에서 일반적으로 공지된 것을 사용할 수 있다.
액정층(5)은 광중합성 모노머를 배합하고, 중합시키는 것에 의해서 형성된 폴리머(7)를 함유한다.
광중합성 모노머로서는, 특히 한정되지 않고, 일반적으로 공지된 것을 사용할 수 있다. 또한, 일본 시베르헤그나 주식회사로부터 판매되고 있는 Actilane421, Actilane441, Actilane450나, DIC 주식회사로부터 판매되고 있는 ULC-000-K1 등의 시판된 광중합성 모노머를 이용해도 좋다.
바람직한 광중합성 모노머는, 아래와 같이 수학식 1에서 나타낸 화합물이다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서, P1 및 P2는 관능기이며, 각각 독립하여 아크릴레이트(Acrylate), 메타크릴레이트(Methacrylate), 비닐(Vinyl), 비니로키시 또는 에폭시(epoxy)기이고, A1 및 A2는 환 구조를 갖고, 각각 독립하여 1, 4-페닐렌(1,4-phenylene) 또는 나프탈렌(naphthalene)-2, 6-디일(6-diyl)기이며; Z1는-COO-혹은-OCO-기 또는 단결합이며; n는 0.1 또는 2이다.
상기 수학식 1에서, P1 및 P2는 바람직하게는 아크릴레이트(Acrylate)기이며, Z1는 바람직하게는 단결합이며, n는 바람직하지는 0 또는 1이다.
보다 바람직한 광중합성은, 다음의 화학식 1의 (1a) ~ (1c)로 나타내지는 화합물이다. 
Figure pat00002
상기 화학식 1에서, P1 및 P2는 수학식 1에서 정의한 대로이다.
광중합성 모노머는 액정층(5)내에서 0.1~5 질량%가 되도록 배합된다. 광중합성 모노머의 배합량이 0. 1 질량%미만이면, 액정(6)의 배향 제어가 충분하지 않다.
한편, 광중합성 모노머의 배합량이 5 질량%를 넘으면, 미반응의 광중합성 모노머가 남을 가능성이 있어, 액정(6)의 액정 특성을 저하시켜 버린다.
액정층(5)은 도 2a 내지 도 2c에 나타낸 바와 같이, 형성된다.
먼저, 상기의 광중합성 모노머(8) 및 액정(6)을 포함한 액정 재료를 어레이 기판(1)과 대향 기판(2)의 사이에 봉입한다(도 2a).
여기서, 액정 재료의 봉입 방법으로서는, 한정되지 않고 공지된 방법으로 봉입하면 좋다. 구체적으로는, 액정적하 주입법(ODF)에 의해 실시하면 좋다. 혹은, 어레이 기판(1)과 대향 기판(2)을 합착한 후, 모세관 현상을 이용하여 액정 재료를 어레이 기판(1)과 대향 기판(2)의 사이에 주입해도 좋다.
이어서, 액정(5)이 등방상을 나타내는 온도 이상으로 가열한 후, 어레이 기판(1) 면 및 대향 기판(2) 면에 대해서 평행으로 자장을 인가하면서 냉각한다(도 2b). 이 자장 배향 처리에 의해, 액정층(5)에서 액정(6)의 분자 장축방향을 일방향으로 가지런하게 하는 것이 가능하게 된다.
여기서, 가열 조건은 형성한 액정(5)의 종류에 따라 조절하면 좋고, 특히 한정되지 않지만 일반적으로 가열 온도는 60~150℃, 가열 시간은 10분 ~ 1시간이다.
또한, 자장의 인가 조건은 한정되지 않고 사용하는 액정 재료의 종류나 제작하는 액정표시장치의 크기에 맞추어 조절하면 좋지만, 영구자석이나 초전도 자석을 이용하여 자속 밀도가 0.5~10T의 자장을 인가하면 좋다.
더구나 냉각은 실온(25℃)까지 냉각하면 좋고, 그때의 강온속도는 1℃/분~5℃/분인 것이 바람직하다. 강온속도가 1℃/분 미만이면, 공정 시간이 길어져 실용적이지 않은 경우가 있다. 한편, 강온속도가 5℃/분을 넘으면, 액정(5)의 배향 제어가 충분하지 않은 경우가 있다.
이어서, 광조사에 의해 광중합성 모노머(8)를 중합시킨다(도 2c). 이 중합에 의해 형성된 폴리머(7)는 어레이 기판(1) 및 대향 기판(2)과 액정층(5)의 계면에 주로 존재하고, 액정층(5)에서 액정(6)의 분자장착방향을 보지시키는 것이 가능하게 된다.
여기서, 광조사의 조건은 한정되지 않고 사용하는 광중합성 모노머의 종류에 맞추어 조절하면 좋지만, 예를 들면, 300~400㎚의 파장을 가지는 자외선을 조사하는 경우, 노광량을 0.1~10J/㎠로 하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 제조되는 본 발명의 액정표시장치는 러빙 처리를 실시하지 않아도 우수한 배향 제어성을 갖는다. 특히, 본 발명의 액정표시장치는 러빙 처리에 기인하는 여러 가지 문제를 방지할 수 있다.
또한, 자장에 의한 배향을 실시하고 있으므로, 자장의 인가 조건을 조정하는 것으로 배향 제어의 정량화가 가능해져 관리가 용이하게 된다. 더구나 액정을 주입한 후에 배향 처리를 실시하고 있으므로 러빙 처리로 생기는 배향축의 어긋남(러빙 방향의 어긋남, 합착 어긋남)가 없어 액정표시장치의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
이하, 실시예를 나타내고 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 아래와 같은 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
실시예 1에서는, 광중합성 모노머로서 ULC-001-K1(DIC 주식회사제)를 이용하여 광중합성 모노머의 배합량과 액정의 배향 제어성과의 관계를 조사했다.
ITO로 이루어진 화소 및 공통전극을 형성한 유리 기판 및 대향 기판으로서의 유리 기판상에 폴리이미드막을 형성한 후, 액정적하법을 이용하여 정의 유전이방성을 갖는 액정과 광중합성 모노머를 포함한 액정 재료를 기판 사이에 봉입했다(도 2a).
이어서, 얻어진 패널을 액정이 등방상을 나타내는 온도(75℃) 이상의 온도(110℃)로 가열한 후, 유리 기판에 대해서 평행으로 자장(자속밀도:1T)을 인가하면서 5℃/분의 강온속도로 실온(25℃)까지 냉각했다(도 2b). 다음에, 자외선(파장:365㎚)를 조사하고(노광량:1J/㎠), 광중합성 모노머를 중합시켰다(도 2c). 이와 같은 공정을 통해 형성된 액정표시장치(샘플 No.1~7)의 양측에, 편향판을 크로스 니콜로서 구성하고, 흑(黑)휘도를 측정했다.
또한, 비교를 위해서 광중합성 모노머를 배합하지 않고, 러빙 처리를 실시하는 것에 의해서 제작한 액정표시장치(샘플 No. 8)에 대해서도 흑휘도를 측정했다.
흑휘도는, 휘도계(주식회사 탑콘제, BM-5)를 이용해 측정했다(이하의 실시예에서도, 같은 휘도계를 이용하여 측정을 실시했다). 그 결과를 표 1에 나타낸다.
샘플 No. 광중합성 모노머의 배합량
(질량 %)
흑휘도(nit) 비고
No. 1 0.05 20 비교예
No. 2 0.1 1.5 본 발명예
No. 3 1.0 1.5 본 발명예
No. 4 3.0 1.5 본 발명예
No. 5 5.0 1.5 본 발명예
No. 6 7.0 4 비교예
No. 7 10.0 7 비교예
No. 8 - 3 비교예(러빙 처리)
표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 0.1~5 질량%의 광중합성 모노머를 배합하여 중합시킨 폴리머를 포함한 액정층을 갖춘 액정표시장치(샘플 No. 2~5)는, 0.1 질량% 미만 또는 5 질량%를 넘는 광중합성 모노머를 배합하여 중합시킨 폴리머를 포함한 액정층을 갖춘 액정표시장치(샘플 No. 1, 6~7)이나, 종래의 러빙 처리에 의해 배향 제어한 액정표시장치(샘플 No. 8)에 비해, 흑휘도의 값이 작고, 액정표시장치의 콘트라스트가 높은 것을 알 수 있었다. 따라서, 샘플 No. 2~5의 액정표시장치는 액정의 배향 제어가 우수하다.
실시예 2
실시예 2에서는, 여러 가지 광중합성 모노머를 이용하여 실시예 1과 같은 평가를 실시했다.
광중합성 모노머로서 Actilane421, Actilane441, Actilane450(일본 시베르헤그나 주식회사제)를 이용했다. 또한, 자장 인가 시에 패널을 액정이 등방상을 나타내는 온도(75℃) 이상의 온도(110℃)로 가열한 후, 유리 기판에서 평행으로 자장(자속밀도:1T)를 인가한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 진행하여 액정표시장치를 제작하여(샘플 No. 9~16) 흑휘도를 측정했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
샘플 No.
광중합성 모노머 흑휘도(nit)
비고
종류 배합량(질량 %)
No. 9 Actilane421 0.05 20 비교예
No. 10 Actilane421 0.1 1.5 본발명예
No. 11 Actilane421 5.0 1.5 본발명예
No. 12 Actilane421 7.0 4 비교예
No. 13 Actilane441 0.1 1.5 본발명예
No. 14 Actilane441 5.0 1.5 본발명예
No. 15 Actilane450 0.1 1.5 본발명예
No. 16 Actilane450 5.0 1.5 본발명예
표 2의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 광중합성 모노머의 종류를 바꾸어도, 0.1~5 질량%의 광중합성 모노머를 배합하여 중합시킨 폴리머를 포함한 액정층을 갖춘 액정표시장치(샘플 No. 10~11, 13~16)는, 0.1 질량% 미만 또는 5 질량%을 넘는 광중합성 모노머를 배합하여 중합시킨 폴리머를 포함한 액정층을 갖춘 액정표시장치(샘플 No. 9, 12)에 비해 흑휘도의 값이 작고, 액정표시장치의 콘트라스트가 높은 것을 알 수 있었다. 따라서, 샘플 No. 10~11, 13~16의 액정표시장치는 액정의 배향 제어가 우수하다.
실시예 3
실시예 3에서는 자장 인가시의 가열 온도를 바꾸어 액정의 배향 제어성을 조사했다. 한편, 자장 인가시의 자속밀도(5T) 및 가열 온도 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 액정표시장치를 제작해(샘플 No. 17~24) 흑휘도를 측정했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
샘플 No.
광중합성 모노머 가열온도
(℃)
흑휘도
(nit)
비고
종류 배합량(질량%)
No. 17 ULC-001-K1 0.1 110 1.5 본발명예
No. 18 ULC-001-K1 0.1 -(실온) 25 비교예
No. 19 ULC-001-K1 0.1 70 20 비교예
No. 20 ULC-001-K1 5.0 110 1.5 본발명예
No. 21 ULC-001-K1 5.0 -(실온) 25 비교예
N0. 22 ULC-001-K1 5.0 70 20 비교예
No. 23 Actilane421 0.1 110 1.5 본발명예
No. 24 Actilane421 0.1 -(실온) 25 비교예
표 3의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 패널을 액정이 등방상을 나타내는 온도(75℃) 이상의 온도(110℃)로 가열한 후, 유리 기판에 대해서 평행으로 자장을 인가하여 제작한 액정표시장치(샘플 No. 17, 20, 23)는, 패널을 액정이 등방상을 나타내는 온도 미만으로 가열한 후, 유리 기판에 대해서 평행으로 자장을 인가하여 제작한 액정표시장치(샘플 No. 19, 22)나, 패널을 가열하지 않고, 유리 기판에 대해서 평행으로 자장을 인가하여 제작한 액정표시장치(샘플 No. 18, 21, 24)에 비해 흑휘도의 값이 작고, 액정표시장치의 콘트라스트가 높은 것을 알 수 있었다. 따라서, 샘플 No. 17, 20, 23의 액정표시장치는, 액정의 배향 제어가 우수하다.
이상의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의하면, 러빙 처리에 기인하는 문제를 방지하고, 러빙 처리를 실시하지 않아도 뛰어난 배향 제어성을 갖는 IPS 모드 액정표시장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
1 : 어레이 기판 2 : 대향기판
3 : 전극 4 : 절연막
5 : 액정층 6 : 액정
7 : 폴리머 8 : 광중합성 모노머

Claims (3)

  1. 서로 대향하여 배치된 어레이 기판 및 대향 기판과,
    상기 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 협지되어 정의 유전이방성을 갖는 액정을 포함한 액정층과,
    상기 어레이 기판상에 형성되어 기판면에 대해서 평행한 전계를 상기 액정층에 인가하는 전극과,
    상기 어레이 기판 및 대향 기판의 상기 액정층과 접촉하는 면에 형성된 절연막을 구비한 액정표시장치이고,
    상기 액정층은 0.1~5 중량%의 광중합성 모노머를 배합하고, 중합시키는 것에 의해서 형성된 폴리머를 함유하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 절연막은 폴리이미드막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 어레이 기판상에, 기판면에 대해서 평행한 전계를 액정층에 인가하는 전극을 형성하는 공정과,
    상기 전극을 형성한 어레이 기판 및 대향 기판상에 절연막을 형성하는 공정과,
    0.1~5 중량%의 광중합성 모노머 및 정의 유전이방성을 갖는 액정을 포함한 액정 재료를 상기 어레이 기판과 상기 대향 기판의 사이에 봉입하는 공정과,
    상기 액정이 등방상을 나타내는 온도 이상으로 가열한 후, 상기 어레이 기판면 및 상기 대향 기판면에 대해서 평행으로 자장을 인가하면서 냉각하는 공정과,
    광조사에 의해 광중합성 모노머를 중합시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104503169B (zh) * 2014-11-21 2018-03-06 深圳市华星光电技术有限公司 垂直配向型液晶显示器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3117853B2 (ja) * 1993-10-12 2000-12-18 松下電器産業株式会社 液晶表示装置およびその製造方法
US6177972B1 (en) * 1999-02-04 2001-01-23 International Business Machines Corporation Polymer stabilized in-plane switched LCD
JP2000298278A (ja) * 1999-04-15 2000-10-24 Nec Corp 液晶表示装置の製造装置と製造方法並びにこの方法を記録した記録媒体
JP4237977B2 (ja) * 2001-10-02 2009-03-11 シャープ株式会社 液晶表示装置
US6781665B2 (en) * 2002-02-04 2004-08-24 Fujitsu Display Technologies Corporation Liquid crystal display and method of manufacturing the same
JP2009222832A (ja) * 2008-03-14 2009-10-01 Seiko Epson Corp 液晶装置および電子機器

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