KR920003350B1 - 액정표시소자의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

발명의 명칭]

액정표시소자의 제조방법

[도면의 간단한 설명]

제1도는 일반적인 액정표시소자의 종단면도.

제2도는 종래의 기술에 의해 형성된, 제1도의 액정표시소자에 내포되는 배향막을 나타내는 단면도.

제2a도는 스피너를 이용하여 형성된 배향막을 제2b도는 옵셋트 프린트방식을 이용하여 형성된 배향막을 나타내며.

제3도는 본 발명의 방법에 따라 형성된 배향막을 나타내는 단면도.

제4도는 제3도에 도시된 배향막을 형성하기 위한 수단을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b : 유리기판 2a,2b : 투명전극

3a, 3b : 배향막 4 : 시일재

5 : 액정 6a,6b : 편광판

30, 30', 35 : 배향막 10 : 투명전극이 형성된 유리기판

SR : 실리콘 러버 HP : 열판

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 액정표시소자의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정표시소자에 함입된 액정분자가 일정방향으로 배향하도록 하기 이하여 설치되는 배향막(配向膜)을 균일한 두께로 형성시킬 수 있는 액정표시소자의 제조방법에 관한 것이다.

전기광학효과를 이용한 액정표시소자의 일례가 제1도에 나타나 있다. 동 도면에 나타낸 액정표시소자는 각각 투명한 글라스등으로 이루어진 제1의 기판(1a)과 제2의 기판(1b)이 소정이ㅡ 간격으로 거의 평행으로 배치되고, 그 주위는 예컨대 프릿 글라스, 유기 접착제등으로 이루어진 시일재(4)로 봉착되어, 이들에 의해 형성되는 내부공간에 액정(5)이 봉입되어 있다. 소정의 간격을 예컨대 파이버 글라스, 글라스 분말등의 스페이서에 의해 얻어진다. 그리고 특별하게 스페이서를 사용하지 않고, 시일재(4)를 스페이서로서 겸용하여도 좋다.

상기 제1 및 제2의 기판(1a)(1b)_은 각각 그 대향하는 내면상에 소정 패턴의 전극(2a)(2b)이 형성되고, 또 액정에 접하는 면에 그면 부근의 액정분자를 소망의 일정 방향으로 배향시키는 액정 배향제어면이 형성된 액정배향막(3a)(3b)이 피막되어 있다. 이와 같은 배향제어면은 각각 전극을 갖는 기판면상에 배향막(3a)(3b)을 피막시켜 그 표면을 면이나 포등으로 일정방향으로 문지르는 소위 러빙처리를 실시하는 것에 의해 만들어진다.

액정배향방향에 관하여 제1의 기판(1a)의 액정배향 제어면에는 제1의 일정방향을, 제2의 기판(1b)의 액정방향 제어면에는 제2의 일정방향을 각각 선택하여 각각의 방향을 다르게 함에 따라 상기 기판(1a)(1b)사이에 함입된 액정의 분자(5)는 제1방향으로부터 제2방향으로 향하여 트위스트 배항된다. 제1의 방향과 제2의 방향이 이루는 각도 즉 액정분자의 트위스트 각도는 임의로 선택되지만, 일반적으로는 거의 90도가 선택된다.

기판(1a)(1b)의 외측에는 각각 제1의 편광판(6a) 및 제2의 편광판(6b)이 배치된다.

이 경우 2매의 편광판(6a)(6b)의 편광축이 이루는 각도는 통상 액정분자의 트위스트 각도(상기 제1의 방향과 제2의 방향이 이루는 각도)와 같은 각도 또는 영도(즉 각각의 편광축이 평행이다)가 선택된다. 그리고 통상 액정 배향면 배향방향과 편광판의 편광축과는 서로 평행 또는 직교하도록 배치된다.

이와 같은 표시소자에 있어서 소정의 선택된 전극(3a)(3b)에 소정의 전압을 인가하여 액정의 소정의 영역에 전계를 부여하면 그 영역에 있어서의 액정분자는 전계의 방향에 따라 배향된다. 그 결과, 그 영역에 있어서는 편광면의 선광능(旋光能)을 상실하므로 그 영역에서는 편광면은 선광하지 않기 때문에 제1편광판(6a)에서 편광된 빛은 제2의 편광판(6b)에서 차단된다.

그리고, 2매의 편광판(6a)(6b)의 편광축이 평행한 경우 액정표시소자에 있어서는 액정층의 전계가 존재하지 않은 곳은 어둡고, 전계가 인가된 영역은 밝게 보인다.

따라서, 소망하는 선택된 전극에 전압을 인가함에 따라 소망의 표시를 행할 수가 있는 것이다.

상기와 같이 트위스트 구조의 액정표시 소자에서, 양 유리기판 사이에 봉지되는 액정은 그 액정분자가 유리기판면에 거의 평행으로 배향됨과 동시에 액정층에 있어서 액정분자가 소정의 각도, 일반적으로 거의 90도의 비틀림을 갖도록 배향될 필요가 있다. 이 액정배향 특성은 액정에 대향하는 측의 글라스 기판면에 형성된배향제어면을 가진 배향제어막(3a)(3b)에 의해 수행된다.

상기한 종래의 액정표시소자는 대체로 다음과 같은 방법에 의해 제작된다.

먼저, 투명도전막이 도포된 유리기판(1a)(1b)을 깨끗이 세정한 후, 리도그래피(Lithography)방법을 이용하여 투명전극(2a)(2b)의 패턴을 형성한다. 여기서 투명전극(2a)은 주사전극에, 투명전극(2b)은 공통전극에 해당한다. 이처럼 투명전극(2a)(2b)의 패턴이 형성된 상하의 유리기판(1a)(1b)위에 스피너(spinner)나 옵셋트 프린트방식을 이용하여 배향막(3a)(3b)을 적층시킨다. 이어서, 적층된 배향막을 180∼250℃에서 열처리한 후, 액정분자를 일정방향으로 배향시킬 수 있도록 하기 위하여 서로 대향하는 배향막(3a)(3b)의 각각의 표면을 소정의 각도로 리빙하여 배향제어면을 형성한다. 연이어, 배향제어면이 형성된 상하의 유리기판을 시일재(4)로 봉착한 다음, 그 내부공간에 액정(5)을 주입하고 밀폐시킨다. 그 다음에는, 최종적으로 상기한 유리기판(1a)(1b)의 상하면에 각각 펴광판(6a)(6b)을 부착시킴으로써 액정표시소자를 얻을 수 있게 된다.

그런데, 상술한 종래의 액정표시소자 제조방법에 있어서, 특히 유기고분자로된 배향막을 적층시킴에 있어서 제2도에서와 같이 스핀코팅방식을 이용하거나 옵셋트 프린트 방식을 이용하여 유리기판(10)(투명전극을 도시되어 있지 않음)배향막을 도포하고, 이 배향막을 경화시키기 위해 곧바로 180∼250℃에서 열처리를 하게 되면, 배향재에 혼합되어 있는 유기용제, 예컨대 DMAC(N,N-Dimethyl-acetamide)가 불균일하게 됨으로써 결국 배향막은 제2a,b도의 30이나 30'으로 도시한 바와 같이 불균일한 두께를 갖게 되어 표면에 얼룩을 나타내게 된다. 이러한 얼룩의 표시는 흑백 STN(Super Twisted Nematic) 모드나 네가티브 구동방식의 블루모드(blue mode)의 액정표시소자의 경우에 있어서는 그대로 표시색에 반영됨으로써 화면의 품질을 현격히 떨어뜨리게 된다.

이에 본 발명에서는 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 투명전극의 패턴이 형성된 유리기판위에 균일한 두께의 배향막을 형성할 수 있게 하는 액정표시소자의 제조방법을 제공하는데 그 목적을 두고 있다.

상기한 본 발명이 지향하는 목적은 다음과 같은 방법에 의해 달성될 수 있다. 즉, 전기광학효과를 이용한 액정표시소자의 제작방법에 있어서, 투명전극의 패턴인 형성된 유리기판위에 배향막을 적층시킨후, 상기 배향막에 대한 경화 열처리를 행하기에 앞서서 배향막이 적층된 유리기판을 실리콘 러버위에 놓고 30∼60초동안 예비열처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 예비열처리 수단으로서는 80∼120℃로 유지된 열판을 사용하여 실리콘 러버를 가열하도록 한 것을 특징으로 한다.

다음은 본 발명에 따른 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한 것이다.

먼저, 유리기판(1a)(1b)위에 투명도전막을 전면(全面) 스퍼터링으로 코팅시킨후 리도그래피 방식으로 주사전극(2a)과 공통전극(2b)의 패턴을 형성시킨다. 이와 같이 투명전극(2a)(2b)의 패턴이 형성된 유리기판(제2도이하에서는 10으로 표기함)의 표면에 옵셋트 프린트방식이나 스핀코팅방식을 이용하여 800∼1200A 두께의 배향막(35)을 적층하는데, 상기의 과정은 사실상 종래의 그것과 동일하다. 그러나 이후의 단계에서는 본 발명의 특징에 해당하는 과정으로서, 배향막을 경화시키기 위한 180∼250℃에서의 열처리를 행하기에 앞서서, 이 온도보다 낮은 온도에서 예비열처리를 행함으로써 일시에 배향제에 혼합되어 있던 용제(DMAC)를 동시에 휘발시키는 것에 의해 균일한 배향막을 얻도록 하고 있다.

이를 좀 더 상세하게 설명하면, 전기한 단계에서 형성된 배향막(35)중에서, 옵셋트 프린트 방식을 이용한 배향막은 투명전극의 패턴부분에만 코팅되므로 그대로 제4도에 도시한 바와 같이 실리콘러버(SR)위에 30∼60초동안 놓아둔다. 이때, 살리콘러버(SR)의 하면에 설치되어 이를 가열하는 열판(hot plate)(HP)의 온도는 배향막의 경화 열처리 온동딘 180∼250℃의 온도보다 80∼120℃로 유지한다. 반면에, 스피너를 이용하여 형성되는 배향막은 기판의 전체 면적에 걸쳐 코팅되므로 리도그래피방식을 이용하여 투명전극의 패턴부분에만 배향막이 적층되도록 한다. 이 경우에도, 배향막이 형성된 유리기판(10)을 80∼120℃로 유지된 열판(HP)위에 설치된 실리콘러버(SR)위에 30∼60초동안 놓아둔다. 상기한 바와 같이, 배향막(35)이 적층된 기판(10)을 저온에서 예비열처리를 하게 됨과 따라, 배향제에 함입된 용제가 동시에 휘발하게 되어 배향막(35)은 제3도에 도시한 바와 같이 종래에 비해 거의 균일한 두께로서 도포되었다.

그후에는, 이 배향막을 경화시키기 위해서 180∼250℃로 유지된 건식오븐(Dry Oven)에서 열처리를 실시하고, 배향제어면을 형성하기 위한 러빙처리를 행한다.

그 다음단계는, 통상의 방법과 같이, 배향제어면이 형성된 상하의 유리기판을 시일재로 봉착하고, 그 내부에 액정을 주입한 후 상하의 유리기판의 상하면에 각각 편광판을 설치하여 최종적으로 개선된 액정표시소자를 얻도록 하였다.

이상의 설명에서 이해될 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 배향막을 실리콘 러버위에 놓고 열판으로 예비열처리를 행하면, 제2a,b도에 나타낸 바와 같은 배향막의 불균일성을 배제할 수 있어 흑백 STN모드나 네가티브구동방식의 블루모드의 액정표시소자의 화면의 표시상태를 현저히 개선시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 전기광학 효과를 이용한 액정표시소자의 제조방법에 있어서, 투명전극의 패턴이 형성된 유리기판위에 배향막을 적층시킨후, 상기 배향막에 대한 경화 열처리를 행하기에 앞서서 배향막이 적층된 유리기판을 80℃∼120℃로 유지된 열판을 사용하여 가열되는 실리콘 러버위에 놓고 30∼60초동안 예비열처리를 실시하는 것을 포함하는 액정표시소자의 제조방법.

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