KR970004605B1 - 강유 전성액정의 주입방법 - Google Patents

강유 전성액정의 주입방법 Download PDF

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Abstract

요약없슴

Description

강유 전성액정의 주입방법
제1도는 본 발명에 의한 압력과 온도의 시간에 따른 프로그램변화의 일례를 도시한 그래프.
제2도는 본 발명 및 종래의 방법에 의한 주입시간과 주입완료퍼센트간의 관계를 도시한 그래프.
본 발명은 액정표시장치의 제조과정에 이어서의 액정셀에 강유전성 액정을 주입하는 방법에 관한 것이다.
종래부터 액정셀안으로 액정의 주입은, 일반적으로 점도를 저하시키기 위하여 일정온도를 가열된 액정재료를 약 10-2Torr의 감압상태까지 진공하에서 배기된 빈 셀의 주입구에 부착시키고, 이 셀의 주위를 대기압으로 복원함으로써 수행되어 왔다.
또, 셀의 대형회에 따라, 주입시간을 단축하기 위하여 대기압이상의 일정압력(예를 들면 1540Torr)하에서 액정을 주입할 경우도 있었다.
그러나, 일정온도 및 일정압력하에서 수행되는 종래의 액정주입방법에서는, 빈 셀내를 진행하는 액정에 대해 이 셀의 내표면(배향막표면)에 의해 작용되는 저항은, 주입구로부터 액정의 진행선단부까지의 거리에 의해 다르다. 이 때문에, 특히 트위스티드 네마틱액정보다 작은 셀간극(1㎛ 정도)을 지닌 강유전성 액정에서는, 액정의 주입시에, 셀내의 액정진행속도가 변하여 다음과 같은 문제점을 일으키고 있다. 즉, (1) 액정의 진행속도의 차에 의해 배향상태에 부분적인 차이가 생겨, 전체면적에 걸쳐 균일한 표시품질을 얻을 수 없게 된다.
(2) 주입초기단계로부터의 급격한 액정의 진행에 의해 부분적인 주입불량을 초래하게 된다.
또한 감압하에서 가열된 강유전성 액정이 액정주입공정시에 도입된 공기와 접촉하면, 가유전성 액정은 산화되어 황색을 띠게 된다.
본 발명의 목적은, 상기 종래예의 문제점을 감안해서 전체셀면적에 걸쳐 부분적인 주입불량이 없이 균일한 고품질의 화상표시영역들 얻을 수 있는 강유전성 액정의 주입방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 의하면, 적어도 전극이 각각 형성된 1쌍의 기판을, 시일링재를 개재해서 일정간격으로 유지시킨 액정셀에 강유전성액정을 주입하는 방법에 있어서, (a) 액정의 주입초기단계에서는 억제된 속도로 액정의 주입되고, 주입증가단계에서는 셀내로 주입된 액정의 선단부가 대략 일정속도로 진행되도록 제어된 속도로 액정이 주입되도록 액정셀의 주위의 압력 또는 압력 및 온도를 시간에 따라 변화시키는 공정과, (b) 주입말기단계에서, 액정과 기판간의 열팽창계수의 차에 의거한 부분적인 액정주입불량의 발생을 피하기 위하여 소정압력하에서 액정을 냉각시키는 공정과, (c) 상기 시간에 따라 압력을 변화시키는 공정중에, 상기 주위내로 불활성가스를 도입해서 주위의 압력을 상압(760Torr)을 초과하는 압력까지 증가시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 한다. 그 결과, 액저의 주입결함 등의 부분적인 주입불량을 방지하는 동시에, 전체표시화면영역에 걸쳐 배향상태가 균일하게 되어, 균일하고 높은 표시품질을 지닌 액정표시소자를 얻을 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과, 특성 및 이점 등은 첨부도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예에 대한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의거해서 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 의한 액정셀주위의 압력 및 온도의 시간에 따른 프로그램 변화예, 보다 구체적으로는 강유전성 액정을 A4크기의 셀에 주입하기 위한 주입장치에 세트된 온도타이머 및 압력타이머에 프로그래밍된 온도변화프로그램(다이어그램) 및 압력 변화프로그램(다이어그램)을 도시한 그래프이다.
제1도를 참조하여 주입공정을 설명한다. 먼저, 주입초기단계(예를 들면, 액정재료가 10cm 침입될때까지)에서는, 급격한 액정의 진행에 의해 주입구부근에 발생하는 부분적인 주입불량발생을 방지하기 위하여, 10-2Torr 정도의 진공하에서 주로 가열에 의한 주입에 의해, 액정의 진행을 억제하고 있다. (압력프로그램 A-B, 온도프로그램 a-b).
주입증기단계 (예를 들면, 액정의 10cm정도의 침입시에서부터 거의 완전한 주입까지의 사이)에서는, 액정 주입의 증가정도에 따른 액정의 진행속도의 저하를 보상함으로써 액정의 진행속도가 거의 일정하게 되도록 서서히, 압력증가, 즉 가압한다. (압력프로그램 B-F). 또, 가압도중에 (압력프로그램 C-F), 압력은 소정기간 동안 일정한 값을 유지하며, 이하의 2가지 요인으로부터 액정에 실제로 가해지는 압력의 변화와 압력프로그램상의 압력증가간에 보상이 이루어진다. 즉, 액정에 실제로 가해지는 압력은, 액정의 정도 때문에 프로그램상의 압력증가를 정확하게 추정할 수 없지만, 실제의 압력증가는 프로그램상의 압력증가보다 적고, 압력프로그램상에 일정한 압력기간이 설정되더라도, 액정에 실제로 가해지는 압력은 다음 프로그램을 정지시킴이 없이 일종의 관성에 의해 증가할 수 있다. 상압이상의 압력증가 (압력 프로그램상의 경로 C-F를 따른)는, 셀이 놓인 주의 또는 챔버내로 N2등의 불활성 가스를 도입함으로써 수행된다.
주입증가단계까지, 셀내부 및 셀주위의 액정재료는 일정온도로 유지되는 것이 바람직하다. 이것을 위해, 제1도에 도시한 온도프로그램상의 곡선 a-b에 대해 관찰할때 주위압력의 증가에 의한 주위의 열용량의 증가의 점에서 초기단계에서는 주위온도를 보다 높게 하고 증기단계동안에는 주위온도를 보다 낮게 설정하는 것이 바람직하다.
주입의 말기단계에서는, 가압상태를 유지하면서 온도를 낮춤으로써, 셀기판(통상, 유리)과 액정재료간의 열팽창계수의 차에 의한 미(未)주입부(또는 부분적인 주입불량)를 제거하고 있다(압력프로그램 F-G, 온도프로그램 d-e), 그리고, 액정 주입이 완료된 후, 분위기 상온, 상압으로 복원한다. 그후, 주입부를 시일팅하고, 시일링제의 경화후, 셀을 동방성 또는 콜레스데릭상 온도(예를 들면 95℃부근)로 가열하고 점차로 키랄스멕틱온도(예를 들면 50℃정도)까지 냉각하여, 셀내의 액정재료의 재배향을 시행함으로써 구동에 적합한 가유전성액정셀을 얻는다.
제2도는 제1도에 도시한 프로그램에 따른 액정셀주위의 조건하에서 주입한 경우와, 일정온도·압력조건(100℃, 760Torr)에서 주입한 종래의 경우의 주입시간과 주입완표퍼센트간의 관계를 도시한 도면이다. 제2도의 각 곡선의 기울기는 액정의 진행속도를 나타내므로, 종래의 일정조건하에서의 주입에서는, 주입초기단계에서의 진행속도는 빠르고, 주입의 진행에 따라 진행속도가 점차로 느려진다.
한편 본 발명의 주입방법에 의하면, 초기의 진행속도는 억제되며, 그 이후는 거의 일정하게 유지되어 전체주입시간이 실질적으로 단축되고 있다.
구체적인 예에 있어서, 제1도에 도시한 프로그램에 따른 액정셀주위의 온도, 압력조건하에서 셀갭이 1.5㎛로 제작된 A4크기의 빈 셀에, 이하의 상전이온도를 보이는 피리미단계 강유전성액정혼합물을 주입한 바, 표시부전체에 걸쳐서 균일한 배향상태를 지닌 표시패널이 얻어졌다.
한편, 종래와 같이 일정한 온도, 압력조건, 즉, 100℃ 760Torr 하에서 상기 피리미단계 강유전성 액정혼합물을 상기와 마찬가지의 빈 셀에 주입해서 얻은 표시패널에서는, 액정의 주입도중에 진행속도의 변화에 기인하는 배향불균일이 수반되었다.
본 발명에서는, 주입을 위한 액정셀주위의 온도 압력조건은 제1도에 도시한 바와 같이 한정되지 않고, 압력만을 변화시켜 일정한 온도에서 주입속도를 제어함으로써 균일한 배향상태를 얻는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 액정주입시의 압력 또는 온도를 변화시켜 액정주입속도를 제어해서, 주입초기단계에서의 액정진행속도를 억제함으로써 주입부 근방에서 발생하기 쉬운 부분적인 주입불량을 피하고, 또, 주입증기단계에서의 액정진행속도를 대략 일정하게 함으로써 균일한 배향상태를 얻고, 또 주입말기단계에서의 가압하에서 온도를 낮춤으로써 기판과 액정재료간의 열팽창 계수차에 의한 부분적인 주입불량의 재발을 방지하는 것이 가능하다. 또한, 액정주입량의 증가에 따라 변화하는 가압을 적용함으로써, 주입시간을 실제적으로 단축하는 것이 가능하다.

Claims (5)

  1. 적어도 전극이 각각 형성된 1쌍의 기판을, 시일링제를 개재해서 일정간격으로 유지시킨 액정셀에 강유전성액정을 주입하는 방법에 있어서, 액정의 주입초기단계에서는 억제된 속도로 액정이 주입되고, 주입증기단계에서는 셀내로 주입된 액정의 선단부가 대략 일정속도로 진행되도록 제어된 속도로 액정이 주입되도록 액정셀의 주위의 압력 또는 압력 및 온도를 시간에 따라 변화시키는 공정과, 주입말기단계에서, 액정과 기판간의 열팽창계수의 차에 의거한 부분적인 액정주입불량의 발생을 피하기 위하여 소정압력하에서 액정을 냉각시키는 공정과, 상기 시간에 따라 압력을 변화시키는 공정중에, 상기 주위내로 불활성가스를 도입해서 주위의 압력을 상압(760Torr)을 초과하는 압력까지 증가시키는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 강유전성액정의 주입방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주입초기단계에서의 압력은 대략 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 강유전성액정의 주입방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 주입증가단계에서의 압력은, 대체로 증가되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정의 주입방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 주입증기단계중의 소정기간 동안에는 압력이 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정의 주입방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 주입말기단계에서는 압력은 대략 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정의 주입방법.
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