KR20110099939A - 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치 및 그 방법 - Google Patents

광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 액정 속에 소량의 광경화성 단분자를 혼합하고 광을 조사하여 상분리된 고분자 박막의 형성을 통하여 액정 분자들을 수직으로 배향하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 일면에 투명 전극이 각각 형성되는 제1기판과 제2기판의 상기 투명 전극 형성부가 서로 마주보도록 구비되며, 상기 제1,2기판은 내부에 공간이 형성되도록 봉합제로 일정한 간격으로 합착되고, 상기 공간에는 액정 물질과 중합체가 섞여 있는 계를 포함한다. 따라서, 본 발명의 수직 배향 방식은 균일한 수직 배향 능력, 뛰어난 안정성을 지니고 있어 액정 표시 장치의 성능을 향상시킬 수 있으며, 기존에 사용되어오던 폴리이미드계 배향막을 형성하는데 필요한 여러 공정과 러빙 공정을 수행하지 않고서도 안정성이 뛰어나며 우수한 수직 배향 특성을 유도하는 효과가 있다.

Description

광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치 및 그 방법{Liquid Crystal Device and its Method for Homeotropic Alignment by using Liquid Crystal and Photocurable Monomer Composite System through Light Irradiation}
본 발명은 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 액정 속에 소량의 광경화성 단분자를 혼합하고 광을 조사하여 상분리된 고분자 박막의 형성을 통하여 액정 분자들을 수직으로 배향하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(Liquid crystal display)는 현재 가장 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치(Flat panel display) 중 하나로서, TV, 노트북, 컴퓨터 모니터 및 휴대전화 등에서 널리 이용되고 있으며, 상기 액정 표시 장치는 전극이 형성되어 있는 두 장의 기판과 그 사이에 삽입되어 있는 액정층으로 구성되어, 전극에 전압인가를 통하여 액정층의 액정 분자들을 재배열시킴으로써 투과되는 빛의 양을 조절하는 표시 장치이다.
상기 액정 표시 장치는 액정의 전기광학적 효과를 이용한 것이고, 이러한 전기광학 효과는 액정 자체의 이방성과 액정의 분자배열 상태에 의해 결정되어지며, 또한, 액정 분자배열에 대한 제어는 액정 표시 장치에서의 표시 품위를 안정화하는데 큰 영향을 미치게 된다.
이러한, 액정에 단결정 질서를 부여하고 액정분자들을 규칙적인 응답을 할 수 있도록 하는 것이 배향막의 역할이다.
상기 액정 배향막은 크게 수평 배향막과 수직 배향막이 존재하며, 수직 또는 수평 배향막에 관계없이 배향막은 일반적으로 폴리이미드 계열의 물질을 사용하는데, 상기 폴리이미드 계열의 유기 배향막은 일반적으로 회전도포법이나 인쇄도포법으로 기판 상에 유기 고분자막을 형성하여 경화시키는 공정을 거친다.
그러나, 상기 공정 과정으로 인하여 표시 장치의 대형화에 따른 균일한 두께로 대면적을 형성해야 하는 문제점이 대두되고 있으며, 기존 롤(Roll) 방식으로 용액 상태의 배향막을 인쇄하는 과정에서 핀홀이나 얼룩 등의 여러 가지 배향막 불량이 발생되고 있다.
또한, 기판에 형성된 유기 배향막에 강도를 주기 위한 경화 공정은 약 200℃ 이상의 높은 온도에서 진행되기 때문에 주변 소자에 나쁜 영향을 줄 수 있으며, 플라스틱과 같은 열안정성이 낮은 기판에서는 유기 배향막을 형성하는데 한계를 가지게 된다.
상기 액정 표시 장치를 제조하는 공정에서 또 다른 중요한 공정으로는 액정 분자들을 일정한 방향으로 균일하게 배향시키기 위한 러빙법(Rubbing method) 공정이 있는데, 상기 러빙법은 기판 표면에 형성된 유기 고분자막 표면을 나일론, 폴리에스테르 또는 레이온 섬유가 식모된 직물이 감긴 러빙 드럼으로 고속 회전시켜 문지르는 공정이다.
이러한 러빙 공정을 거치면서 액정 분자는 배향막 표면에서 일정한 선경사각을 갖고 배향되고, 상기 러빙법은 공정이 간단하고 고속처리가 가능하며 액정 배향 특성이 우수하여 공업적으로 널리 이용되고 있다.
그러나, 상기 러빙법은 러빙천과 기판표면을 서로 접촉하여 액정 배향을 유도하는 것이기 때문에 러빙에 의한 이물질 발생과 정전기로 인한 박막 드랜지스터(Thin film transistor) 소자의 파괴, 그리고 배향의 얼룩 등의 문제가 제기되고 있다.
상기 유기 배향막 형성 공정의 문제점을 해결하기 위하여, 실리콘산화막(SiO2)과 같은 무기 배향막이 연구되어지고 있으며, 상기 무기 배향막은 표면 에너지(Surface energy) 및 표면 형상(Surface morphology)에 의해 수직 배향 특성을 가지기 때문에 수분흡착 또는 불순물 부착에 민감하여 표면의 화학적 안정성이 중요시 된다.
그러나, 상기 무기 배향막의 표면에 오염이 생기면 액정분자들의 수직 배향능력이 감소 또는 상실되기 때문에 배향막으로써의 기능을 할 수 없다는 문제점이 있다.
상기 유기 배향막 형성 공정을 대체할 다른 배향법의 일환으로서 광 배향법이 연구되고 있는데, 상기 광 배향법은 유기 복합재료를 배향막으로 하여 편광된 광 등에 의해 광반응시킴으로써 이방성을 부여하고 배향성을 갖도록 하는 방법이다.
그러나, 상기 광 배향법으로 제작된 액정 표시 장치는 약 100℃ 이상의 온도에서 액정의 균일한 배향이 파괴되어 버리는데, 이는 주로 높은 온도에서 표면에 생성된 구조적 이방성이 열적 완화되어버리는 문제점을 가지고 있으며, 또한 화학적 안정성에 대해서도 기존의 폴리이미드계에 비해 현저히 떨어진다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 기존의 수직 배향 방법에서 사용되었던 폴리이미드계의 배향막 생성 과정 및 러빙법을 대신할 비접촉식 배향 방법을 제공함에 있어, 다른 비접촉식 배향 방법보다 뛰어난 안전성과 우수한 배향 특성 및 공정과정이 간단한 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 일면에 투명 전극이 각각 형성되는 제1기판과 제2기판의 상기 투명 전극 형성부가 서로 마주보도록 구비되며, 상기 제1,2기판은 내부에 공간이 형성되도록 봉합제로 일정한 간격으로 합착되고, 상기 공간에는 액정 물질과 중합체가 섞여 있는 계를 포함한다.
목적을 달성하기 위한 방법으로는 비어있는 액정 셀에 액정 물질과 광경화성 단분자를 혼합하여 주입하는 주입단계와; 상기 액정 셀에 광을 조사하는 조사단계를 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 수직 배향 방식은 균일한 수직 배향 능력, 뛰어난 안정성을 지니고 있어 액정 표시 장치의 성능을 향상시킬 수 있으며, 기존에 사용되어오던 폴리이미드계 배향막을 형성하는데 필요한 여러 공정과 러빙 공정을 수행하지 않고서도 안정성이 뛰어나며 우수한 수직 배향 특성을 유도하는 효과가 있다.
또한, 기존의 액정 표시 장치에 사용되는 유리 기판 뿐만 아니라 플렉서블 기판(메탈호일, 플라스틱 등) 및 유기, 무기 소재 등에서도 동일한 수직 배향 능력을 보임으로서 플렉서블 디스플레이를 포함하는 차세대 디스플레이 분야에도 적용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광 조사 전과 광 조사 후의 액정 표시 장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 방법의 흐름도.
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로 제조된 액정 표시 장치를 촬영한 편광 현미경 사진.
도 1은 본 발명에 따른 광 조사 전과 광 조사 후의 액정 표시 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 방법의 흐름도이고, 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로 제조된 액정 표시 장치를 촬영한 편광 현미경 사진이다.
이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치에 대한 광 조사 전과 광 조사 후의 상태를 도시한 도면으로, 상기 액정 표시 장치는 일면에 투명 전극(30)이 각각 형성되는 제1기판(10)과 제2기판(20)의 상기 투명 전극(30) 형성부가 서로 마주보도록 구비되며, 상기 제1,2기판(10,20)은 내부에 공간(50)이 형성되도록 봉합제(40)로 일정한 간격으로 합착되고, 상기 공간(50)에는 액정 물질(60)과 중합체가 섞여 있는 계를 포함하는 구성이다.
상기 제1,2기판(10,20)은 유리, 메탈호일, 플라스틱, 유기 소재, 무기 소재, 고분자, 단분자성 재료 중 선택되는 어느 하나를 이용한 투명한 기판으로 구성되고, 상기 중합체는 광경화성 단분자(단량체)(70)로 이루어지되, 상기 광경화성 단분자(단량체)(70)는 아크릴레이트, 디아크릴레이트, 에폭시, 폴리이미드 중 선택되는 어느 하나를 이용하며, 상기 중합체의 무게 농도는 혼합된 액정의 총 무게를 기준으로 0.1 ~ 10.0%이다.
상기 액정 물질(60)은 불순물이 첨가되지 않은 네마틱 액정과 카이랄 불순물이 첨가된 네마틱 액정 또는 스메틱 액정 또는 네마틱 액정과 스메틱 액정이 혼합된 액정 중 어느 하나를 선택하며, no＜ne 인 양의 유전율 이방성 액정 또는 no＞ne 인 음의 유전율 이방성 액정 또는 no＜ne 인 양의 유전율 이방성 액정과 no＞ne 인 음의 유전율 이방성 액정이 혼합된 혼합 액정 중 어느 하나를 선택한다.
상기 도 1(a)는 광 조사 이전의 셀 및 액정 물질(60), 광경화성 단분자(70) 혼합물 상태를 나타내며, 도 1(b)는 광 조사 이후 셀 및 액정 물질(60), 고분자 박막(80) 상태를 나타낸 것으로, 투명 전극(30)이 형성된 제1기판(10)과 제2기판(20)이 상하로 합착되어 있으며, 상기 제1,2기판(10,20) 사이에는 일정 공간(50)과 봉합제(40)를 통하여 균일한 간격으로 유지된다.
상기 도 1(a)를 참고하면, 상기 균일한 간격으로 유지되어진 공간(50)에는 액정 물질(60)과 광경화성 단분자(70)들이 채워져 있으며, 상기 액정 물질(60)들은 특정한 방향을 가지지 않고 무질서하게 정렬되어져 있다.
상기 도 1(a)에서 보이는 셀에 광을 조사하게 되면, 도 1(b)와 같이 투명 전극(30)이 형성된 유리기판 사이에 액정 물질(60)과 같이 혼합되어 있던 광경화성 단분자(70)들은 상분리되어 제1,2기판(10,20) 표면에 고분자 박막(80)으로 형성되며, 상기 고분자 박막(80) 표면으로 인하여 무질서하게 정렬되어져 있던 액정 물질(60)들은 수직으로 정렬하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 방법의 흐름도로서, 비어있는 액정 셀에 액정 물질(60)과 광경화성 단분자(70)를 혼합하여 주입하는 주입단계(S10)와, 상기 액정 셀에 광을 조사하는 조사단계(S20)를 포함한다.
상기 광은 제1기판(10)의 표면에 평행한 방향을 기준으로 0°를 초과하고 180°미만의 각도 범위에서 조사하는데, 상기 광은 선, 원편광된 광 또는 편광되지 않은 광을 이용하여, 100 ~ 800nm의 파장영역으로 사용되며, 상기 광 조사량은 최소 100mJ/㎠ 이상이다.
또한, 상기 광 조사단계(S20)는 액정 물질(60)의 용융온도 이상에서 실시한다.
본 발명에서는 상기와 같이 액정 물질(60)과 광경화성 단분자(70) 혼합물을 이용한 수직배향 셀을 다수 제작하여, 테스트를 실시하였다.
실시예 1
음의 유전율 이방성 액정(Negative dielectric anisotropic liquid crystal, MLC-7026-000)을 약 0.0437g과 광경화성 단분자(Photocurable monomer, NOA65)를 약 0.0023g을 혼합(액정과 광경화성 단분자를 각각 95 : 5의 무게비로 혼합)하여 약 90℃에서 가열하며 균일하게 섞어 주었다.
상기 과정에서 표기된 온도는 최소 액정의 용융온도(Melting temperature; Tm) 이상의 온도를 나타내고, 바람직하게는 액정의 투명점(Clearing point temperature; Tc) 이상의 온도이다.
상기 혼합물을 인듐 주석 산화물(Indium-tin-oxide)로 덮힌 제1기판(10)과 제2기판(20)을 상하로 합착하여 제작된 셀에 90℃의 온도를 유지하면서 주입한 후, 비편광된 자외선(I=30mW/㎠)을 약 20분간(광조사량 : 36,000mJ/㎠) 조사하였다.
상기 제작된 셀을 편광 광학 현미경으로 측정한 결과 도 3에서 보이는 바와 같이 액정 분자들이 수직으로 배향됨이 확인되었다.
실시예 2
양의 유전율 이방성 액정(Positive dielectric anisotropic liquid crystal, MJ001929)을 약 0.114g과 광경화성 단분자(Photocurable monomer, NOA65)를 약 0.006g을 혼합(액정과 광경화성 단분자를 각각 95 : 5의 무게비로 혼합)하여 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법을 통하여 셀을 제작하였다.
상기 제작된 셀을 편광 광학 현미경으로 측정한 결과 도 4에서 보이는 바와 같이 액정 분자들이 수직으로 배향됨이 확인되었다.
실시예 3
셀을 유리 기판 대신에 플라스틱 기판(Polyethersulfone; PES)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 상기 제작된 셀에서 액정 분자들은 수직으로 배향됨이 확인되었다.
비교예 1
음의 유전율 이방성 액정(Negative dielectric anisotropic liquid crystal, MLC-7026-000)을 약 0.1789g과 광경화성 단분자(Photocurable monomer, NOA65)를 약 0.0018g을 혼합(액정과 광경화성 단분자를 각각 99 : 1의 무게비로 혼합)하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 1에서 나타낸다.
비교예 2
음의 유전율 이방성 액정(Negative dielectric anisotropic liquid crystal, MLC-7026-000)을 약 0.1336g과 광경화성 단분자(Photocurable monomer, NOA65)를 약 0.0041g을 혼합(액정과 광경화성 단분자를 각각 97 : 3의 무게비로 혼합)하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 1에서 나타낸다.
비교예 3
음의 유전율 이방성 액정(Negative dielectric anisotropic liquid crystal, MLC-7026-000)을 약 0.0831g과 광경화성 단분자(Photocurable monomer, NOA65)를 약 0.0092g을 혼합(액정과 광경화성 단분자를 각각 90 : 10의 무게비로 혼합)하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 1에서 나타낸다.
비교예 4
음의 유전율 이방성 액정(Negative dielectric anisotropic liquid crystal, MLC-7026-000)을 약 0.0978g과 광경화성 단분자(Photocurable monomer, NOA65)를 약 0.0238g을 혼합(액정과 광경화성 단분자를 각각 80 : 20의 무게비로 혼합)하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 1에서 나타낸다.
비교예 5
양의 유전율 이방성 액정(Positive dielectric anisotropic liquid crystal, MJ001929)을 약 0.7425g과 광경화성 단분자(Photocurable monomer, NOA65)를 약 0.0075g을 혼합(액정과 광경화성 단분자를 각각 99 : 1의 무게비로 혼합)하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 2에서 나타낸다.
비교예 6
양의 유전율 이방성 액정(Positive dielectric anisotropic liquid crystal, MJ001929)을 약 0.129g과 광경화성 단분자(Photocurable monomer, NOA65)를 약 0.004g을 혼합(액정과 광경화성 단분자를 각각 97 : 3의 무게비로 혼합)하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 2에서 나타낸다.
비교예 7
양의 유전율 이방성 액정(Positive dielectric anisotropic liquid crystal, MJ001929)을 약 0.0837g과 광경화성 단분자(Photocurable monomer, NOA65)를 약 0.0093g을 혼합(액정과 광경화성 단분자를 각각 90 : 10의 무게비로 혼합)하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 2에서 나타낸다.
비교예 8
양의 유전율 이방성 액정(Positive dielectric anisotropic liquid crystal, MJ001929)을 약 0.2037g과 광경화성 단분자(Photocurable monomer, NOA65)를 약 0.051g을 혼합(액정과 광경화성 단분자를 각각 80 : 20의 무게비로 혼합)하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 2에서 나타낸다.
비교예 9
광경화성 단분자의 종류를 NOA65 대신 NOA61을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 3에서 나타낸다.
비교예 10
광경화성 단분자의 종류를 NOA65 대신 NOA63을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 3에서 나타낸다.
비교예 11
광 조사시간을 20분 대신 0분으로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 4에서 나타낸다.
비교예 12
광 조사시간을 20분 대신 1분으로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 4에서 나타낸다.
비교예 13
광 조사시간을 20분 대신 3분으로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 4에서 나타낸다.
비교예 14
광 조사시간을 20분 대신 5분으로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 4에서 나타낸다.
비교예 15
광 조사시간을 20분 대신 10분으로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 4에서 나타낸다.
비교예 16
광 조사시간을 20분 대신 30분으로 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 방법으로 셀을 제작하였으며, 제작된 셀의 수직 배향 능력은 하기의 표 4에서 나타낸다.
비교예 17
상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 과정으로 제작된 셀을 100℃에서 10분간 가열한 후 편광 광학 현미경으로 측정하였으며, 셀의 수직 배향 거동 및 열안정성은 하기의 표 5에서 나타낸다.
비교예 18
상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 과정으로 제작된 셀을 150℃에서 10분간 가열한 후 편광 광학 현미경으로 측정하였으며, 셀의 수직 배향 거동 및 열안정성은 하기의 표 5에서 나타낸다.
비교예 19
상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 과정으로 제작된 셀을 200℃에서 10분간 가열한 후 편광 광학 현미경으로 측정하였으며, 셀의 수직 배향 거동 및 열안정성은 하기의 표 5에서 나타낸다.
비교예 20
상기 실시예 1과 실질적으로 동일한 과정으로 제작된 셀을 250℃에서 10분간 가열한 후 편광 광학 현미경으로 측정하였으며, 셀의 수직 배향 거동 및 열안정성은 하기의 표 5에서 나타낸다.
[ 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 액정 배향 능력 평가 ]
실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 16
실시예 1 및 비교예 1 내지 4에서 음의 유전율 이방성 액정과 광경화성 단분자의 혼합비율을 달리하였을 때 액정 배향 능력을 하기의 표 1에서 나타낸다.
MLC-7026-000(g) NOA65(g) 무게비율 수직 배향성
실시예 1 0.0437 0.0023 95 : 5 양호
비교예 2 0.1336 0.0041 97 : 3 양호
비교예 1 0.1789 0.0018 99 : 1 불량
비교예 3 0.0831 0.0092 90 : 10 불량
비교예 4 0.0978 0.0238 80 : 20 불량
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1과 비교예 2에 따른 음의 유전율 이방성 액정과 광경화성 단분자의 혼합 비율은 95 : 5 내지 97 : 3의 무게비일 때, 실시예 1과 비교예 2에서 제작된 셀에서는 우수한 수직 배향 능력을 가지는 것으로 확인되었다.
한편, 비교예 1 및 비교예 3 내지 4에서 제조된 셀은 배향 결함이 존재하거나 일부분에서만 수직 배향이 유도됨이 확인되었다.
실시예 2 및 비교예 5 내지 8에서 양의 유전율 이방성 액정과 광경화성 단분자의 혼합비율을 달리하였을 때 액정 배향 능력을 하기의 표 2에서 나타낸다.
MJ001929(g) NOA65(g) 무게비율 수직 배향성
실시예 2 0.1140 0.0060 95 : 5 양호
비교예 5 0.7425 0.0075 99 : 1 불량
비교예 6 0.1290 0.0040 97 : 3 불량
비교예 7 0.0837 0.0093 90 : 10 불량
비교예 8 0.2037 0.0510 80 : 20 불량
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 2에 따른 양의 유전율 이방성 액정과 광경화성 단분자의 혼합 비율은 95 : 5의 무게비일 때, 실시예 2에서 제작된 셀에서는 우수한 수직 배향 능력을 가지는 것으로 확인되었다.
한편, 비교예 5 내지 8에서 제작된 셀은 배향 결합이 존재하거나 수직 배향이 유도되지 않았음이 확인되었다.
실시예 1 및 비교예 9 내지 10에서 동일한 액정과 다른 광경화성 단분자의 혼합물로 만들어진 셀에서의 액정 배향 능력을 하기의 표 3에서 나타낸다.
액정 광경화성 단분자 무게비율 수직 배향성
실시예 1 MLC-7026-000 NOA65 95 : 5 양호
실시예 9 MLC-7026-000 NOA63 95 : 5 양호
실시예 10 MLC-7026-000 NOA61 95 : 5 보통
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 및 비교예 2에 따른 액정과 각각 다른 광경화성 단분자의 혼합물일 때, 실시예 1과 비교예 9에서 제작된 셀에서는 우수한 수직 배향 능력을 가지는 것으로 확인되었다.
한편, 비교예 10에서 제작된 셀은 배향 결함이 존재하는 수직 배향이 유되었음이 확인되었다.
실시예 1 및 비교예 11 내지 16에서 광 조사시간을 달리하였을 때, 액정 배향 능력을 하기의 표 4에 나타낸다.
자외선 세기(mW/㎠) 조사시간(min) 광 조사량(mJ/㎠) 수직 배향성
실시예 1 30 20 36,000 양호
비교예 15 30 10 18,000 양호
비교예 16 30 30 54,000 양호
비교예 11 30 0 0 불량
비교예 12 30 1 1,800 불량
비교예 13 30 3 5,400 불량
비교예 14 30 5 9,000 불량
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1과 비교예 15 내지 16에 따른 광 조사시간이 10분 이상일 때, 실시예 1과 비교예 15 내지 16에서 제작된 셀에서는 우수한 수직 배향 능력을 가지는 것으로 확인되었다.
한편, 비교예 11 내지 14에서 제조된 셀은 배향 결함이 존재하거나 일부분에서만 수직 배향이 유도됨이 확인되었다.
수직 배향성의 열안정성 평가
실시예 1에서 제작된 셀에 온도를 증가시켜 가면서 수직 배향성의 열안정성을 하기의 표 5에 나타낸다.
온도(℃) 가열시간(min) 수직 배향 열안정성
비교예 17 100 10 양호 양호
비교예 18 150 10 양호 양호
비교예 19 200 10 양호 양호
비교예 20 250 10 양호 양호
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 비교예 17 내지 20에서처럼 수직 배향성은 100℃ 이상의 온도가 가해져도 우수한 열안정성을 유지하는 것이 확인되었다.
따라서, 본 발명에서는 기존의 수직 배향 방법에서 사용되었던 폴리이미드계의 배향막 생성 과정 및 러빙법을 대신할 비접촉식 배향 방법을 제공함에 있어, 다른 비접촉식 배향 방법보다 뛰어난 안전성과 우수한 배향 특성 및 공정과정이 간단하다.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
10 : 제1기판 20 : 제2기판
30 : 투명 전극 40 : 봉합제
50 : 공간 60 : 액정 물질
70 : 광경화성 단분자 80 : 고분자 박막

Claims (13)

  1. 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치에 있어서,
    일면에 투명 전극(30)이 각각 형성되는 제1기판(10)과 제2기판(20)의 상기 투명 전극(30) 형성부가 서로 마주보도록 구비되며, 상기 제1,2기판(10,20)은 내부에 공간(50)이 형성되도록 봉합제(40)로 일정한 간격으로 합착되고, 상기 공간(50)에는 액정 물질(60)과 중합체가 섞여 있는 계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1,2기판(10,20)은 유리, 메탈호일, 플라스틱, 유기 소재, 무기 소재, 고분자, 단분자성 재료 중 선택되는 어느 하나를 이용한 투명한 기판인 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중합체는 광경화성 단분자(단량체)(70)로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 광경화성 단분자(단량체)(70)는 아크릴레이트, 디아크릴레이트, 에폭시, 폴리이미드 중 선택되는 어느 하나를 이용한 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 액정 물질(60)은 불순물이 첨가되지 않은 네마틱 액정과 카이랄 불순물이 첨가된 네마틱 액정 또는 스메틱 액정 또는 네마틱 액정과 스메틱 액정이 혼합된 액정 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 액정 물질(60)은 no＜ne 인 양의 유전율 이방성 액정 또는 no＞ne 인 음의 유전율 이방성 액정 또는 no＜ne 인 양의 유전율 이방성 액정과 no＞ne 인 음의 유전율 이방성 액정이 혼합된 혼합 액정 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 중합체의 무게 농도는 혼합된 액정의 총 무게를 기준으로 0.1 ~ 10.0%인 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 장치.
  8. 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 방법에 있어서,
    비어있는 액정 셀에 액정 물질(60)과 광경화성 단분자(70)를 혼합하여 주입하는 주입단계(S10)와;
    상기 액정 셀에 광을 조사하는 조사단계(S20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광은 선, 원편광된 광 또는 편광되지 않은 광을 이용하는 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 광은 100 ~ 800nm의 파장영역인 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 광 조사량은 최소 100mJ/㎠ 이상인 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 광 조사단계(S20)는 액정 물질(60)의 용융온도 이상에서 실시하는 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 광은 제1기판(10)의 표면에 평행한 방향을 기준으로 0°를 초과하고 180°미만의 각도 범위에서 조사하는 것을 특징으로 하는 광 조사를 통한 액정과 광경화성 단분자 혼합물의 수직 배향을 이용한 액정 표시 방법.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9448438B2 (en) 2013-09-11 2016-09-20 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display panel comprising alignment molecules having a core portion, a polarity portion, and a tail portion
US11649354B2 (en) 2018-02-13 2023-05-16 Lg Chem, Ltd. Polyimide film having improved thermal conductivity and manufacturing method therefor
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