KR970004881B1 - 액정의 배향막, 그 제조방법, 액정소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

액정의 배향막, 그 제조방법, 액정소자 및 그 제조방법

제1도는 실시예 1의 배향막의 사시도,

제2도는 실시예 2의 배향막의 사시도,

제3도는 실시예 2의 배향막의 제2의 방향에 따른 요철(凹凸)의 단면도,

제4도는 실시예 2와 실시예 3에서 사용하는 형부재의 사시도,

제5도는 실시예 5의 제조방법의 공정도로서, 제5도(a)~(d)는 단면도, 제5도(e)는 사시도,

제6도는 종래예의 배향막의 단면도,

제7도는 기판표면에 감광성 폴리이미드의 막을 형성한 상태를 나타낸 단면도,

제8도는 감광성 폴리아미드의 막을 현성한 상태를 나타낸 단면도,

제9도는 완성된 액정 소자용 기판을 나타낸 단면도,

제10도는 실시예 13의 LCD를 나타낸 단면도,

제11도는 실시예 14의 LCD를 나타낸 단면도,

제12도는 실시예 15의 LCD를 나타낸 단면도,

제13도는 실시예 16의 LCD를 나타낸 단면도,

제14도는 일반식 5로 이루어진 고분자 액정을 나타낸 모식도,

제15도는 실시예 17,18의 LCD를 나타낸 단면도,

제16도는 실시예 19의 LCD를 나타낸 단면도,

제17도는 실시예 20의 LCD를 나타낸 단면도,

제18도는 일반식 6으로 이루어전 고분자 액정을 나타낸 모식도,

제19도는 실시예 21의 LCD를 나타낸 단면도,

제20도는 실시예 22의 LCD를 나타낸 단면도,

제21도는 종래의 STN형 LCD를 나타낸 단면도,

제22도는 종래의 박막트랜지스터를 구비한 LCD를 나타낸 모식도,

제23도는 실시예 23의 액정소자를 나타낸 단면도,

제24도는 실시예 23의 액정소자의 내막표면의 요철형상을 나타낸 사시도,

제25도는 제24도에 나타낸 요철형상을 피치가 작은 방향에서 본 단면도,

제26도는 제24도에 나타낸 요철형상을 좌우 비대칭 피치가 큰 방향에서 본 단면도,

제27도는 실시예 24에서 내막을 형성하고 있는 과정을 나타낸 단면도,

제28도는 실시예 24에서 있어서, 고분자 액정의 저분자 액정기를 배향 처리하고 있는 모양을 나타낸 모식도,

제29도는 실시예 25의 액정소자를 나타낸 단면도,

제30도는 실시예 27의 액정소자 내막의 표면의 형상을 나타낸 사시도,

제31도는 실시예 27에 있어서의 고분자 액정의 저분자 액정기를 배향 처리하고 있는 모양을 나타낸 모식도,

제32도는 실시예 27에 있어서, 내막을 형성하고 있는 과정을 나타낸 단면도,

제33도는 실시예 28의 액정소자를 나타낸 단면도,

제34도는 종래의 트랜지스터를 구비한 액정 소자를 나타낸 모식도,

제35도는 실시예 29의 컬러 액정소자를 나타낸 단면도,

제36도는 종래의 액정소자를 나타낸 단면도,

제37도는 실시예 30의 액정소자를 나타낸 단면도,

제38도는 실시예 31에 있어서의 색성색소가 첨가된 고분자액정의 저분자액정기를 배향 처리하고 있는 모양을 나타낸 단면도,

제39도는 실시예 32의 액정소자를 나타낸 단면도,

제40도는 실시예 34에 있어서, 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정의 저분자 액정기를 배향 처리하고 있는 모양을 나타낸 모식도,

제41도는 실시예 36의 컬러액정 표시소자를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,31 : 전극 2,32 : 전극부착 기판본체

3,33,36,52 : 막 16 : 제1감광성수지

35 : 배향막 41,61,92 : 기판

42 : 표시용 액정층 43 : 위상차판

44 : 편광판 46 : 투명전극

47,77 : 하지층 48 : 고분자 액정막

49 : 보호막 50 : 저분자 액정기 성분

51 : 배향층 53 : 시일제

54,76 : 화소전극 55,72 : 박막트랜지스터

56 : 콘택트 홀 57,74 : 소오스 전극

58,73 : 레벨링층 65 : 스탬퍼

66 : 필름 68 : 저분자 액정기

69,85,90 : 내막, 71 : 표시용액정

78 : 착색층 79 : 영구자석

80 : 석영히터 81 : 자장

82 : 2색성 색소 83 : 셀

4 : 8보호층 86 : 자장발생기부착 스탬프장치

본 발명은 액정분자를 소정의 방향에 배향시키기 위하여 설치되는 배향막에 관한 것이다.

또, 본 발명은 액정소자(이하, LCD로 약칭함), 특히 색조를 조정할 필요가 있는 LCD에 관한 것이다.

또, 본 발명은 액정소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 표시용 액정의 배향축에 대한 광학적으로 이방성을 가지는 필름을 구비한 기판의 광학축 방향을 보다 정확하게, 보다 용이하게 맞출 수 있는 액정소자 및, 더욱이 배향기능을 가지는 막의 표면이 오염되는 일이 없는 제조방법에 관한 것이다.

액정의 배향막으로서는 종래 폴리이미드 수지 등의 절연재료로 된 막을 천등에 의해 일방향으로 러빙처리 한 막이나 이산화규소(SiO₂)를 사방(斜方)증착하여 형성한 막 등이 알려져 있다.

그런데, 상기 러빙처리에 의한 배향막에 있어서는 이 배향막을 제조하기 위하여 러빙처리할 때에 먼지발생을 수반하거나 정전기가 발생하는 문제가 있다.

다른 한편의 사방증착에 의한 막은 작성비용이 너무 많이 드는데다가 대면적에 형성하는 것이 곤란하기 때문에 액정소자의 대형화에 대응할 수 없는 문제가 있다.

이와 같은 문제에 대처할 수 있는 배향막으로서 스탬프법에 의하여 형성된 배향막이 있다.

이 스탬프법에 의한 배향막은 기판상에 형성된 열가소성 수지제의 막을 가열하에서 스탬프하여 표면에 요철(凹凸)형상을 설치한 막이다. 종래의 스탬프법에 의한 배향막의 표면형상은 제6도에 나타낸 바와같이, 기판(5)상에 다수의 볼록줄(凸條)(6)이 대략 평행하게 형성된 것으로서, 볼록줄(6)의 횡단면이 그 정점(L)으로부터 뻗어내린 수직선에 대하여 좌우대칭이 되도록 설계되어 있었다.

또, 종래의 슈퍼 트위스티드 네마틱(이하, STN으로 약칭함)형 LCD는 제21도에 나타낸 바와 같은 구조였다.

이 LCD의 기판(41)상에는 인듐, 주석산화물(이하, ITO로 약칭함.)로 된 막에 의하여 투명전극(46)이 형성되어 있다. 이 투명전극(46)상에는 러빙처리된 산화실리콘이나 폴리이미드 등의 고분자막이 배향막으로서 형성되어 있다. 그리고 배향막(45)이 형성된 2매의 기판(41)에 끼워진 공간에는 표시용 액정층(42)이 설치되어 있다. 그리고 2매의 기판(41)중의 한쪽 기판(41) 상에는 위상차판(43) 설치되고 그 위에 편광판(44)이 위치하고 있다. 나머지 다른쪽 기판(41)상에는 편광판(44)만이 설치되어 있다. 상기 위상차판(43)은 LCD를 정면에서 보았을 때의 황색이나 황녹색 등의 착색이 해소를 목적으로 하여 설치하는 것이다.

또, 제36도는 종래의 액정소자를 나타낸 개략 단면도이다. 이 액정소자는 투명전극(62)과 다시 그 위에 형성된 배향막(63)이 형성된 기판(61)을 2매 조합한 샌드위치 구조로 이루어지고, 2매의 기판(61)은 시일제(64)에 의하여 접착되어 있다. 이 시일제(64)에 의하여 2매의 기판(61)은 일정한 거리를 가지고 고정되어 있다. 이와 같이 하여 된 셀(83)의 기판(61)상에는 광학적으로 이방성을 구비한 필름(66)(이하, 광학 필름으로 약칭함)이 적절히 첩부되어 있다. 이 광학필름(66)으로서는 위상차판 기능을 가진 필름을 들 수 있다.

종래, 이와 같은 액정소자의 제조는 하기와 같은 수순으로 행해지고 있었다. 즉, 제36도에 나타낸 바와같이 기판(61)상에 인듐, 주석산화물(이하, ITO로 약칭함)로 된 막으로부터 투명전극(62)을 형성한다. 다음에 산화실리콘 등을 사방 증착하거나 폴리이미드 등의 고분자막을 도포하거나 하여 막을 형성하고 계속해서 이 막을 나일론이나 폴리에스테르 등의 섬유로 일방향으로 문지르는 러빙처리를 함으로써 후기하는 표시용 액정분자(71)를 소정의 방향으로 나란히 하게 하는 기능을 가지는 배향막(63)을 형성한다.

다음에, 이 2매의 기판(61)을 시일제(64)에 의하여 조합한다. 이와같이 하여 된 셀(83)에 액정주입구조로부터 표시용 액정(71)을 주입한다. 주입후, 액정주입구를 밀봉한다.

이와같이 하여 제조한 셀(83)의 기판(61)상에 미리 원판으로부터 컷트한 광학필름(66)을 첩부한다. 이 광학필름(66)에는 일반적으로 폴리비닐 알콜 등을 일축 연장한 것이 사용되고 있다. 이와같이 광학필름(66)을 첩부할 때에는 표시용 액정의 배향축과 광학필름(66)의 광학축과의 상대적인 각도를 설계대로 맞추지 않으면 안 된다.

그런데 이와 같은 종래의 배향막에서는 프레틸트(pretilt)각이 0~1도로 낮아져 디스클리네이션(disclination : 전경)이 발생하기 쉬워지는 문제가 있어 액정소자로서 치명적 결점이었다.

일반적으로, 프레틸트각이 1도 이상이 되면 디스클리네이션이 발생하기 어려워지는 것으로 알려져 있다.

또, 상기 러빙법으로 배향막을 형성하면, 먼지가 발생하거나, 배향막이 정전기를 띠는 문제가 있었다. 또, 러빙법으로 형성된 배향막 표면의 형상에는 재현성이 부족한 문제가 있었다.

다른 한편 사방증착법은 코스트가 높은 데다가 재현성이 부족한 문제가 있었다.

또 종래의 STN형 LCD에 있어서는 상기한 바와같이 기판(41)의 한쪽에 위상차판(43)을 설치하지 않으면 안되어 작업효과의 저하를 초래하고 있었다. 상기 종래의 LCD에서는 이 이상차판(43)이 미약하거나 절곡되면 그 부분의 정상광과 이상광에 대한 굴절율의 차기 변화해버려 1매의 위상차판(43)중에서 이 굴절률의 차가 일정치 않게 되어 버린다. 이 때문에 상기 종래의 LCD에서는 위상차판(43)에 기인하는 LCD의 표시품질의 저하를 발생시키는 문제가 있었다.

또, 종래는 양산시에 광학필름(66)의 광학축의 방향을 표시용액정(71)의 방향축에 대하여 정확하게 맞출 수가 없어 그것이 표시품질에 악영향을 미치고 있었다.

즉, 상기 종래의 액정소자를 제조할 때에, 배향축은 기판(61)의 단면을 기준으로 하여 소정 방향으로 러빙처리함으로써 결정되고 있다. 다른 한편 광학 필름(66)의 광학축 방향은 유리기판(61)과 조합되었을 때 광학축이 소정의 방향이 되도록 원판으로부터 컷트된 광학필름(66)을 기판(61)의 단면을 기준으로 하여 기판(61)에 첩부함으로써 결정된다.

이 때문에 원판으로부터 광학필름(66)을 컷트할 때의 축 차이나 유리기판(61)에 광학필름(66)을 첩부할 때의 위치 차이 등이 누적되어 배향측에 대한 광학필름의 광학축의 방향을 정확하게 맞추는 것을 곤란하게 하고 있었다.

또, 상기 종래의 액정소자의 제조방법에서는 러빙처리에 의하여 배향막(63)을 작성하고 있었기 때문에 러빙처리에 의한 먼지 발생이나 정전기의 발생으로 배향막(63)의 표면이 오염되어 수율이 나빴다.

본 발명은 상기 과제를 해결하여 양질의 액정 배향막, 그 제조방법, 액정소자 및 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 제1방향을 따라 형성되는 요철 형상과, 상기 제1의 방향에 교차하는 제2의 방향을 따르며, 상기 제1방향을 따라 반복되는 요철 형상의 피치보다 긴 피치로 반복되는 요철 형상을 가지는 액정배향막을 기판상에 설치한 액정표시소자에 관하 것이다.

또한, 본 발명은 이 액정표시소자의 제법을 제공하기 위한 것이다.

적어도 상기 제2방향을 따라 반복되는 요철 형상의 각 철부의 단면형상은, 좌우비대칭으로 하는 것이 바람직하다.

상기 배향막은 감광성 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 액정표시소자의 제법은, 제1의 방향을 따라 반복되는 요철 형상과, 상기 제1의 방향에 교차하는 제2의 방향을 따르고, 상기 제1방향을 따라 반복되는 요철 형상의 피치보다 긴 피치로 반복되는 요철형상을 가지는 형부재를, 표면에 수지가 형성되어 있는 기판 표면에 압압함으로써, 상기 기판 표면에 상기 형부재의 요철 형상을 전사하여 액정의 배향막을 기판상에 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명의 제법에 있어서, 상기 형부재에 형성된 제2방향을 따라 긴 피치로 반복되는 요철 형상의 각 요부의 단면형상은 좌우비대칭인 것이 바람직하다.

또 본 발명의 액정표시소자의 다른 제법은, 제1의 방향에 따라 반복되는 요철 형상을 가지는 제1형부재와, 상기 제1방향에 교차하는 제2방향을 따르며, 상기 제1방향을 따라 반복되는 요철 형상의 피치보다 긴 피치로 반복되는 요철 형상을 가지는 제2형부재를 준비하고, 표면에 수지가 형성되어 있는 기판 표면에 먼저 제1형부재 또는 제2형부재를 압압하여, 상기 기판 표면에 상기 제1 또는 제2형부재의 요철 형상을 전사하고, 이어서 제2형부재 또는 제1형부재를 압압하여, 상기 기판 표면에 상기 제2 또는 제1형부재의 요철 형상을 전사함으로써, 상기 기판 표면에 상기 제1 및 제2형부재의 요철 형상을 순차 전사하여 액정의 배향막을 기판상에 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본 발명의 제법에 있어서, 상기 형부재에 형성된 제2방향을 따라 긴 피치로 반복되는 요철 형상의 각 요부의 단면형상이 좌우 비대칭인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 액정표시소자의 다른 제법은, 표면에 1층째의 감광성 수지가 형성되어 있는 기판에 최초의 홀로그래픽 감광을 실시하고, 이것을 현상하여 1층째의 감광성 수지에 제1방향을 따른 요철, 또는 제2방향을 따른 요철을 형성하고, 그 위에 2층째의 감광성 수지를 다시 형성하고, 2회째의 홀로그래픽 감광을 실시하고, 이것을 현상하여 2층째의 감광성수지에 1회째에서 형성한 요철에 교차하는 제2방향을 따르는, 상기 제1방향을 따라 반복되는 요철 형상의 피치보다 긴 피치의 요철, 또는 제1방향을 따르는, 상기 제2방향을 따라 반복되는 요철 형상의 피치보다 짧은 피치의 요철을 순차 형성하고 이루어지는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제법도 가능하다.

상기 제2방향을 따른 긴 피치의 펄부의 단면형상은, 이온비임 에칭으로 좌우비대칭으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 것 이외의 액정표시소자의 제법으로는, 표면에 1층째의 감광성 수지가 형성되어 있는 기판에 최초의 홀로그래피 감광을 실시하고, 이것을 현상하여 1층째의 감광성 수지에 제1방향을 따른 요철, 또는 제2방향을 따르는 요철을 형성하고, 그위에 2층째의 감광성 수지를 다시 형성하고, 2회째의 홀로그래픽 감광을 실시하고, 이것을 현상하여 2층째의 감광성 수지에 1회째에서 형성한 요철에 교차하는 제2방향을 따르는, 상기 제1방향을 딸 반복되는 요철 형상의 피치보다 긴 피치의 요철, 또는 제1방향을 따르는, 상기 제2방향을 따라 반복되는 요철 형상의 피치보다 짧은 피치의 요철을 순차 형성하고, 또, 이온비임 에칭으로 제2방향을 따르는 긴 피치의 철부의 단면 형상을 좌우비대칭으로 형성하는 것을 특징으로 하는 것이 있다.

상기 감광성 수지로는 감광성 폴리이미드 수지가 바람직하다. 감광성 수지로서는 하기 일반식 1로 표시하는 주쇄에 Si-Si 결합을 가지는 폴리이미드 수지나 크레졸노보락 수지에 나프토퀴논디아지드를 혼합한 것, 고리화 고무에 방향족 비스아지드를 첨가한 것, 페놀수지에 방향족 아지드를 혼합한 것, t-부톡시 탄산에스 테르화 폴리비닐페놀에 오늄산을 첨가한 것, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리부텐-1술폰, 폴리글리시딜메타아크릴레이트 등이 있다.

[일반식 1]

R₁,R₂,R₃,R₄,R,R,R,R,R,R,R,R는 H, F, CH의 포화탄화수소, 메톡시기 또는 에톡시기이고, m은 1 또는 2이고, 1은 1또는 2이다.

이들 중에서 주쇄에 Si-Si 결합을 가지는 감광성 폴리이미드수지는 특히 미세한 가공에 적합하여 본 발명의 실현에 가장 적합한 수지이다.

이 감광성수지로 된 기판상에 형성하는 수단으로서는 도포법, 스핀코트법, 딥코트법이나 랭뮤어·브로젝트(LB)법등 각종 수단을 채택할 수 있고, 감광성 수지로 된 막의 감광처리에는 가시광선, 자외선, X선, 선과 같은 각종 전자파 외에 전자선을 이용할 수 있다.

형성하는 요철 형상에는 철조화 홈이 대략 평행하게 형성되는 동시에 이들을 가로로 자르는 단면이 사인파나 직사각형과 혹은 삼각파상을 이루는 형상 등 각종의 형상을 사용할 수 있다. 그 중에서도 철조의 단면형상이 좌우비대칭인 요철 형상은, 표시용 액정의 프레틸트각을 크게 할 수 있는 이점이 있다. 철조와 홈을 대략 평행하게 형성하는 경우 피치는, 표시용 액정의 배향성을 실용가능한 레벨까지 향상시키기 위하여 5㎛ 이하 바람직하게는 1㎛ 이하인 것이 적합하다. 또, 형성하는 요철 형상의 철조는 일방향일 필요는 없고, 서로 교차하는 방향으로 형성하여도 무방하다.

본 발명에 따른 액정표시소자의 다른 제법은, 액정표시소자를 제조할 때 기판상에 고분자 액정으로 이루어지는 층을 가지는 막을 형성하고, 이 막을 제1방향을 따라 반복되는 요철 형상과, 상기 제1방향에 교차하는 제2방향을 따르고, 상기 제1방향을 따라 반복되는 요철 형상의 피치보다 긴 피치로 반복되는 요철 형상을 표면에 가지는 스탬퍼로 가열 프레스하여 막표면에 요철 형상을 형성하는 동시에, 자장 혹은 전장을 걸어 상기 고분자 액정을 배향처리한 후, 이 배향 상태를 유지하여 상기 고분자 액정을 경화시키는 방법이다.

본 발명의 배향막과 같이, 제1의 방향에 따라 반복되는 요철 형상과, 이 제1의 방향과 교차하는 제2의 방향에 따라, 상기 제1의 방향에 따라 반복되는 요철 형상의 피치보다도 긴 피치로 반복하는 요철 형상을 가짐으로써 프레틸트각을 크게 할 수가 있다. 따라서, 배향성이 높아, 디스클리네이션이 발생하기 어렵다.

더욱 바람직한 양태에서는, 제2의 방향에 다른 철부의 단면형상을 좌우비대칭으로 함으로써 상기 작용이 더한층 현저해진다.

또한 본 발명의 제조방법에 의하면, 상기 배향막을 재형성 좋고 확실하게 제조할 수 있다.

상기 요철 형상을 감광성 수지로 제작하면, 표면에 재현성 좋은 요철 형성된 배향막이 형성된다.

자장 혹은 전장을 걸어 고분자 액정을 배향처리하는 상술한 액정표시소자의 제조방법에서는, 기판상에 고분자 액정으로 된 층을 가지는 막을 형성하고, 이 막을 스탬퍼로 가열 프레스하여 막표면에 요철 형상을 전사하는 동시에, 자장 혹은 전장을 걸어 상기 고분자 액정을 배향처리한 후, 이 배향상태를 흐트리지 않고 상기 고분자 액정을 경화하기 때문에 전사된 요철 형상에 의하여 막은 배향기능이 부여된다.

또, 고분자 액정을 배향처리하면 고분자액정의 저분자 액정기가 배향되고, 고분자 액정으로 된 층을 가지는 막은 광학적으로 이방성을 구비한 필름의 기능도 가지는 것이 된다. 이 광학적으로 이방성을 구비한 필름의 기능으로서는 위상차판기능을 들 수 있다.

또한, 배향기능을 가지는 막의 표면을 러빙처리할 필요가 없으므로 막의 표면을 오염시키는 일이 없다.

(실시예)

[실시예 1]

실시예 1의 배향막을 제1도에 나타낸다. 도면중 부호 10이 수지로 된 배향막이고, 이 배향막(10)은 투명 전극부착의 기판상에 형성되어 있다. 그리고 도면중 화살표로 나타낸 제1의 방향에 따른 요철과, 이 제1의 방향에 교차하는 제2의 방향에 따른 요철이 형성되어 있다.

또 제1의 방향에 따른 요철의 피치(P1)는 제2의 방향에 따른 피치(P2)보다도 짧게 되어 있다. 피치(P1)는 3.0㎛ 이하, 피치(P2)는 100㎛ 이하가 바람직하나, 더욱 바람직한 조건으로서는 피치(P1)는 1.2㎛ 이하, 피치(P2)는 50㎛ 이하이다.

또, 깊이(d₁,d₂)는 0.5㎛ 이하가 바람직하다.

볼록줄의 횡단면 형상으로서는 사인파와 유사한 형상, 빗형상, 대(台)형상, 사각형상, 삼각형상 등 각종의 어느 현상이어도 좋다. 그중에서도 액정의 배향성을 향상시키는 데는 삼각형상이 가장 바람직하다. 이 경우, 삼각형상의 정상부는 둥글게 되어 있거나 평평하게 컷트되어 있어도 좋다.

다음에 이 배향막의 제조방법을 설명한다.

형부재에 다이아몬드침(예를 들면, 침의 정상각을 5°로 한다)의 롤링엔진을 사용하여 제2의 방향에 따라 긴 피치로 반복하는 요철(예를 들면, 피치 6㎛, 깊이 0.1㎛)을 형성한다.

또, 형부재를 회전하여 앞서 형성한 요철에 교차하는 제1의 방향에 따라 짧은 피치로 반복하는 요철(예를 들면, 피치 1.0㎛, 깊이 0.1㎛)을 형성하여 제4도에 나타낸 바와같은 형부재(14)를 작성한다.

형부재를 회전하는 각도는 제1의 방향과 제2의 방향과의 교차하는 각도에 영향을 주어 90° 회전하는 것이 최적이나, 60°~120°의 범위에서 회전시켜도 본 발명의 효과는 발휘된다.

형부재상에 요철을 형성하는 순서는 제1의 방향, 제2방향 중 어느쪽이 앞서도 관계없으나, 상기 제2의 방향을 먼저 행한쪽이 요철 형상이 흐트러지기 어렵다.

다음에 에폭시 수지가 코드된 ITO 부착 기판상에 상기와 같이 작성한 형부재(14)를 푸시하고, 그 상태에서 에폭시 수지를 경화한다. 경화후, 형부재(14)를 박리하면 에폭시 수지로 된 배향막이 ITO 부착 기판상에 제조된다.

이때, ITO 부착 기판상에 코트되는 수지로서는 형부재에 대한 영향이 적은 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지나 광경화성 수지가 적합하나, 열가소성 수지이어도 동일한 효과가 얻어진다.

[실시예 2]

실시예 2의 배향막을 제2도에 나타낸다. 도면중 부호 10이 수지로 된 배향막이고, 이 배향막(10)은 투명 전극부착의 기판상에 형성되어 있다. 그리고 도면중 화살표로 나타낸 제1의 방향에 따른 요철과, 이 제1의 방향에 교차하는 제2의 방향에 따른 요철이 형성되어 있다.

또 제1의 방향에 따른 요철의 피치(P1)는 제2의 방향에 따른 피치(P2)보다도 짧게 되어 있다. 피치(P1)는 3.0㎛ 이하, 피치(P2)는 10㎛ 이하가 바람직하나, 더욱 바람직한 조건으로서는 피치(P1)는 1.2㎛ 이하, 피치(P2)는 50㎛ 이하이다.

또, 깊이(d1,d2)는 0.5㎛ 이하가 바람직하다. 또, 제2의 방향에 따른 요철의 완경사변의 경사(θ)는 0.01°~30°가 바람직하다.

또 제3도에 나타낸 바와같이, 제2의 방향에 따른 요철의 각 철부는 좌우가 비대칭인 대략 삼각형상으로 되어 있다. 즉, 삼각형의 정점으로부터 뻗어내린 수직선(A)에 의하여 분활된 정각(頂角)의 좌우로 각도의 비(γ₂/γ₁)가 1이 되지 않는 형상이 된다.

철조의 횡단면 형상으로서는 사인파와 유사한 형상, 빗형상, 삼각형상 등 각종의 형상이 강구된다. 그중에서도 액정의 배향성을 향상시키는데는 삼각형상이 가장 바람직하다. 이 경우, 삼각형상의 정상부는 둥글게 되어 있거나 평평하게 컷트되어 있어도 좋다. 철조를 횡단면 삼각형상으로 한 경우 제3도에 나타낸 바와같이 삼각형의 정점으로부터 뻗어내린 수직선(A)에 의하여 분활된 정각의 좌우의 각도의 비(γ₂/γ₁)는 1.2 이상의 범위인 것이 바람직하다. 이 범위의 비로 설정하면 프레틸트각이 적당한 크기가 된다.

[실시예 3]

다음에 제2의 제조방법으로 실시예 1 및 2와 동일한 배향막을 작성한다.

실시예 1과 마찬가지로, 형부재에 다이아몬드침의 롤링엔진을 사용하여 제2의 방향에 따라 긴 피치로 반복하는 요철(예를 들면, 피치 4㎛, 깊이 0.1㎛)을 형성한다.

그리고 형부재를 90° 회전하고, 앞서 형성한 요철에 교차하는 제1의 방향에 따라 짧은 피치로 반복하는 요철(예를 들면, 피치 0.5㎛, 깊이 0.1㎛)을 형성하여 제4도에 나타낸 바와같은 형부재(14)를 작성한다.

본 실시예에서도 형부재를 회전하는 각도(제1의 방향과 제2의 방향이 이루는 각도)는 60°-120°의 범위이면 본 발명의 효과는 발휘된다.

그리고 작성된 형부재(14)상에 니켈을 도금한다. 도금은 습식이어도 좋고 건식이어도 좋다. 니켈 도금의 정착후, 그 니켈도금을 벗겨내어 이것을 니켈 스탬프로 한다.

스탬프를 작성하는 금속으로는 니켈이 최적이나, 이에 한정되는 것은 아니며 다른 금속이어도 좋고 합금이라도 관계없다. 또한 금속일 필요도 없고 수지(예를 들면, 실리콘수지)로 본을 떠, 스탬프로 해도 관계없으며, 또한 본뜬 실리콘수지로부터 에폭시 수지로 본을 떠 그것을 스탬프로 사용해도 좋다.

다음에 수지가 코드된 ITO 부착 투명기판상에 작성한 니켈 스탬프를 가열상태(200℃ 전후)에서 푸시하고 수지에 요철을 전사하여 배향막을 제조한다.

사용하는 수지는 내열온도가 130℃ 이상의 것이 바람직하다. 액정소자를 제조할 때에는 일단 아이소트로픽으로 하기 위하여, 100℃ 전후의 온도에서 어닐을 행한다. 사용하는 수지의 내열온도가 130℃보다 낮으면, 이 어닐처리시에 배향막의 표면형상이 변화할 우려가 생긴다.

[실시예 4]

다시 제3의 제조방법(프레스법)으로 배향막을 작성한다.

다이아몬드침의 롤링엔진을 사용하여 긴 피치로 반복하는 요철(예를 들면, 피치 1.5㎛, 깊이 0.1㎛)을 형성하고, 제2형부재를 작성한다.

그리고 작성된 제2형 부재상에 니켈을 도금한다. 그후, 니켈도금을 벗겨 이것을 제2니켈 스탬프로 한다.

다음에 열가소성 수지가 코트된 ITO 부착 유리기판상에 가열한 상태에서 상기 작성한 제2니켈 스탬프를 프레스기를 사용하여 푸시하고 요철을 전사한다.

또, 마찬가지로 다이아몬드침의 롤링엔진을 사용하여 짧은 피치로 반복되는 요철(예를 들면, 피치 0.15㎛, 깊이 0.01㎛)을 형성하고 제1형부재를 작성한다(제1형부재에 형성되는 요철의 피치는 제2형부재의 요철의 피치보다도 작다).

그리고, 작성된 제1형부재 상에 니켈을 도금하고, 그 니켈 도금을 벗겨내어 이것을 제1니켈 스탬프로 한다.

다음에, 앞에서 제2니켈 스탬프에 의하여 요철이 형성된 열가소성 수지가 코트된 ITO 부착 유리기판상에 이미 형성된 요철 방향에 교차하도록 제1니켈 스탬프를 프레스기를 사용하여 푸시하고, 요철을 전사한다.

이렇게 하여, 제2도에 나타낸 바와 같은, 제1의 방향에 따른 요철과 제2의 방향에 따른 요철이 형성된 배향막이 제조된다.

또한, 제1니켈 스탬프와 제2니켈 스탬프의 푸시하는 순서는 어느쪽부터 행해도 관계는 없다.

또, 이 실시예 4에서는 형부재로부터 스탬프로 작성하고, 이 스탬프를 순차 푸시하는 예를 나타냈으나, 실시예 1과 마찬가지로 형부재에서 직접 푸시해도 본 발명의 효과는 발휘된다.

[실시예 5]

다시 제4의 제조방법으로 배향막을 작성한다.

제5도(a)에 나타낸 바와같이, 제1강광성 수지(16)가 코트된 ITO 부착 유리판(18)상에 파장 λ(λ는 형성되는 요철에 따라 임의로 결정한다)의 홀로그래픽 노광을 가하고, 이것을 현상하여 제1감광성수지(16)에 제2의 방향에 따라 피치가 1㎛ 이상의 제5도(b)와 같은 요철을 형성한다.

또 제5도(c)에 나타낸 바와같이, 이온비임 에칭으로부터의 철부의 단면형상이 좌우비대칭인 삼각형상의 요철을 형성한다.

다음에, 제2감광성수지(22)를 다시 코트하고(제5도(d)), 기판을 약 90° 회전하여 다시 홀로그래픽 노광을 가하고, 이것을 현상하여 제1의 방향에 따라 피치가 1㎛미만의 요철을 형성한다. 이렇게 하여 제1의 방향 및 제2의 방향에 따른 요철이 형성된 감광수지가 형성된다.

이 요철이 형성된 감광성 수지상에 폴리이미드 수지를 코트하여 배향막(20)이 제조된다.

[실시예 6]

다시 제5의 제조방법으로 배향막을 작성한다.

실시예 5와 마찬가지로, 제5도(a)에 나타낸 바와같이, 제1감광성 수지(16)가 코트된 ITO 부착 유리판(18)상에 파장 λ(λ는 형성되는 요철에 따라 임의로 정한다)의 홀로그래픽 노광을 가하고, 이것을 현상하여 제1감광성 수지에 제1의 방향에 따라 피치가 1㎛ 미만의 요철을 형성한다.

다음에, 제2감광성수지를 다시 코트하고, 기판을 약 90° 회전하여 다시 홀로그래픽 노광을 가하고, 이것을 현상하여 제2의 방향에 따라 피치가 1㎛이상의 요철을 형성한다.

그후, 실시예 5와 마찬가지로, 이온비임 에칭으로 철부의 단면형상이 좌우비대칭인 삼각형상의 요철을 형성한다.

이렇게 하여 제1의 방향 및 제2의 방향에 따른 요철이 형성된 감광성 수지가 형성된다.

이 요철이 형성된 감광성 수지상에 폴리이미드 수지를 코트하여 배향막(20)이 제조된다.

(시험예)

실시예 4에서 기술한 방법으로, 표 1에 나타낸 2배향막의 재료, 요철의 형성법, 제1방향에 따른 요철의 피치 및 깊이의 실시예1에 나타낸 각 배향막을 작성하고, 얻어진 각 배향막을 사용한 액정표시 소자의 프레틸트각과 오더파라미터를 측정한다.

또, 실시예 4에서 기술한 방법으로, 실시예 2에 나타낸 배향막을 작성하고, 이것을 사용한 액정표시소자를 조립하고 동일한 특성을 측정하여 표 2에 나타냈다.

시험시, 배향막이 형성된 기판에 지경 10㎛의 스페이서를 감싸서 시일을 하여 조립한 평행 셀을 자성하고, 액정을 주입한다.

제2의 방향에 따른 요철의 형상은 삼각파형으로 하고, 제1의 방향에 따른 요철의 형상은 피치가 0.27㎛인 것은 사인파형이고, 0.55㎛인 것은 삼각파형으로 한다.

프레틸트각의 측정에는 액정으로서 불소계 TN용 액정을 주입하고 저장용량법에 의하여 측정한다.

오더파라미터의 측정시에는 평행셀에 TN용 액정 100중량부와 2색성 색소(LSB-278 : 미쓰비시 가세이제품) 1중량부를 주입한다. 그리고 주입구를 밀봉한 후, 2색비를 측정하여 오더파라미터를 산출한다.

여기서 오더파라미터(S)는 제1방향과 수직으로 편광축을 맞추었을 때의 흡광도(A)와, 제1의 방향과 평행으로 편광축을 맞추었을 때의 흡광도(A')를 분광 광도계를 사용하여 측정하고 측정결과를 식 1에 대입하여 산출한다.

결과를 표 1과 표2에 나타낸다.

표 1로부터 제1방향에 따른 요철의 피치와 제2방향에 따른 요철의 피치가 동일한 비교예 1에 있어서는 프레틸트각이 작아 측정 불능일 뿐만 아니라 오더파라미터가 0.56으로 작다. 또, 러빙처리로 배향막을 형성한 것에 있어서도 프레틸각이 0.6°로 작다.

그러나, 본 실시예에서 작성한 배향막에 의하면, 모두 프레틸트각이 1.6° 이상으로 크고, 또한 오더파라미터도 0.70 이상으로 바람직한 값을 얻고 있다.

또, 제2의 방향에 따라, 긴 피치로 반복하는 요철형상의 철부의 단면형상을 좌우 비대칭으로 한 표2에서는 프레틸트각이 2° 이상으로 현저한 효과가 얻어진다.

본 실시예의 배향막에 있어서는 제1의 방향에 따라 반복되는 요철형상과, 이 제1의 방향과 교차하는 제2의 방향에 따라, 상기 제1의 방향에 따라 반복하는 요철 형상의 피치보다도 긴 피치로 반복하는 요철형상을 가짐으로써, 프레틸트각을 크게함과 동시에 오더파라미드를 높인 것이다. 따라서, 배향성이 높아 디스클리네이션이 발생하기 어렵다.

또 본 실싱예의 배향막의 제조방법에 있어서는 러빙처리나 사방증착에 의한 제조방법과 달리, 머지 발생을 수반하거나, 정전기가 발생할 문제가 없고, 또 작성비용이 많이 든다는 등의 문제가 생기는 일이 없으며, 제1의 방향 및 제2의 방향에 따른 요철을 형성할 수가 있다.

특히 니켈스탬프를 사용하는 방법은 재현성이 좋고 명확하게 요철을 전사할 수가 있다.

[실시예 7]

제7도 내지 제8도를 참조하여 본 실시예의 액정소자용 기판 및 그 제조방법을 설명한다.

이 실시예에서는 먼저 하기 일반식(2)로 표시되는 폴리아미드산의 7-메틸 피롤리돈(NMP)용액을 전극(31) 부착 기판본체(32)에 두께 0.2㎛가 되도록 스핀코트하고 계속해서 이것을 250℃에서 1시간 프리베이크하여 이미드화하고 상기 일반식(1)로 표시한 감광성 폴리이미드로 된 막(3)을 형성한다.

일반식(2)

식중 R₁~R₁₂, m, 1은 상기 일반식(1)과 동일하다.

다음에, 폭 0.25㎛의 라인과 스페이스가 교대로 설치된 마스크를 사용하여 KrF엑시마레이저(파장 248nm, 펄스에너지 0.18mJ, 노광에너지 85.1mJ/㎠, 펄스주파수 200Hz)로 노광처리를 행한다. 이어서 디메틸 아세트아미드와 에탄올과의 1:1 혼합용액에서 현상을 행한다. 이 결과 막(33)의 표면에는 제8도에 나타낸 바와 같이 철조(37)과 홈(38)이 평행하게 형성된 요철형상이 재현성 좋게 형성된다. 이때 노광에너지를 홈을 완전하게 없애버리는데 필요한 광량의 50~85%로 하였기 때문에 홈(38)의 저부에는 두께가 약 0.1㎛의 감광성 폴리이미드로 된 막이 남는다.

다음에 제8도에 나타낸 바와같이 기판본체(32)에 대하여 60도의 각도에서 막(33)에 이온비임(34)을 조사하여 에칭을 행하고, 막(33) 표면의 요철형상을 제9도에 나타낸 바와같이 블레이즈각(기판표면과 긴쪽 경사변과 이루는 각) 약 30도의 요철형상으로 하여 배향막(35)을 완성한다. 이 배향막(35)의 각 철부(36)의 단면형상은 정점으로부터 뻗어내린 수직선에 대하여 좌우가 비대칭으로 되어 있다.

이 기판을 사용하여 갭 10㎛의 셀을 작성하여 시아노계 TN액정 99중량부와 청색색소(LSB-278) 1중량부로 이루어진 혼합물을 주입하고 2색비를 측정하여 오더파라미터를 산출한다. 그 결과 오더파라미터는 0.75로서 이 실시예에서 제작한 배향막(35)이 양호한 배향성능을 가지는 것임을 확인할 수 있었다.

여기서 오더파라미터(S)는 배향막(35)의 철조의 길이방향과 평행하게 편광축을 맞추었을 때의 흡광도(A)와 철조의 길이방향과 직각방향으로 편광축을 맞추었을 때의 흡광도(A')를 하기의 수학식 2에 대입하여 산출한 값이다.

이 실시예의 액정소자용 기판은 감광성 폴리임드로 된 요철을 가지는 수지로 구성되어 있고, 표면에 재현성이 좋은 요철형상을 가지는 배향막이 형성된다. 또, 이 실시예의 액정소자용 기판의 제조방법에서는 주쇄에 Si-Si 결합을 가지는 감광성 폴리이미드로 된 막(33)을 형성하여 소정의 패턴으로 감광처리한 후, 현상하였기 때문에 감광된 부분에서는 Si-Si 결합이 절단되어 저분자량화가 일어나고 현상처리때 제거되어 포자티브형의 패턴이 형성된다.

이와같은 액정소자용 기판 및 그 제조방법에 의하면 먼지나 정전기가 발생할 요인이 없기 때문에 양호한 배향막을 형성할 수 있다. 또 이 형성방법에서는 반도체를 제조할 때에 사용되고 있는 리소그래피 기술로 요철형상을 형성할 수 있기 때문에 배향막을 값싸고 재현성 좋게 형성할 수 있다.

[실시예 8]

상기 일반식(2)로 표시되는 폴리이미드산과 하기 일반식(3)으로 표시되는 화합물을 혼합하여 일반식(4)로 표시되는 폴리이미드 전구체를 합성한다.

일반식(3)

일반식(4)

식중 R₁~R₁₂, m, 1은 상기 일반식(1)과 동일하다.

다음에 투명전극(31)이 형성된 기판본체(32)에 합성한 폴리임드 전구체를 LB법에 의하여 100층 적층하여 제7도에 나타낸 상태로 한다.

이후 실시예 7과 동일한 조건에 의하여 폴리이미드 전구체를 이미드화한다.

이후, 실시예 7과 마찬가지로 감광처리, 현상처리를 행하고, 계속해서 이온비임 에칭하여 실시예 7과 대략 동일한 배향막(35)을 형성한다.

이어서, 이 기판을 사용하여 실시예 7과 동일한 셀(셀갭 10㎛)을 형성하고 이에 실시예 7과 같은 액정을 주입한다.

이 액정소자의 오도파라미터를 측정한 바 0.76으로, 이 실시예에서 제작한 배향막(35)이 양호한 배향성능을 발휘하는 것임을 확인할 수 있었다.

이 실시예에 있어서도 상기 실시예 7과 동일한 작용효과를 얻을 수가 있었다.

[실시예 9]

실시예 8과 동일한 방법으로, 감광성 폴리이미드로 된 막(36)을 형성한다. 이어서, 이 막(36)을 X선 묘화하여 현상함으로써 실시예 7과 동일한 배향막(35)을 형성한다.

이 실시예에 있어서도, 실시예 7과 동일한 작용효과가 얻어진다. 또, 요철형성법으로서 홀로그래픽을 사용하면 단면이 사인파형상인 요철형상을 용이하게 형성할 수가 있어 이용 가능하다.

[실시예 10]

실시예 7과 마찬가지로 전극(31) 부착기판 본체(32)에 크레졸 노보락 수지에 나프토퀴논디아지드를 혼합한 포지티브형 감광수지(시플레이사 제품 AZ 1350J)를 두께 0.2㎛가 되도록 스핀코트하여 감광성수지로 된 막(33)을 형성한다.

다음에, 폭 0.25㎛의 라인과 스페이스가 교대로 설치된 마스크를 사용하여 고압수은등으로 노광처리를 행한다. 계속해서 2.38%의 테트라 메틸암모늄히드록시드 수용액에서 현상을 행한다. 다시 이온비임에칭하여 실시예 7과 대략 동일한 배향막(35)을 형성한다. 이 기판을 사용하여 실시예 7과 동일한 셀을 형성한 바 실시예 7과 동일한 작용효과가 얻어졌다.

[실시예 11]

실시예 7과 마찬가지로 전극(1) 부착기판 본체(2)에 고리화 고무에 방향족 비스아지드를 첨가한 네거티브형 감광성수지(도오꾜오 오우가세이 OMR 83)를 두께 0.2㎛가 되도록 스핀코트하여 감광성수지로 된 막(33)을 형성한다.

다음에, 폭 0.25㎛의 라인과 스페이스가 교대로 설치된 마스크를 사용하여 고압수은등으로 노광처리를 행한다. 계속해서 시판의 크실렌계 현상액(도오꾜오 오우가세이 OMR 현상액)에서 현상을 행한다. 다시 이온비임에칭하여 실시예 7과 거의 동일한 배향막(35)을 형성한다. 이 기판을 사용하여 실시예 7과 동일한 셀을 형성한 바 실시예 7과 동일한 작용효과가 얻어졌다.

[실시예 12]

실시예 7과 마찬가지로 전극(31)부착 기판본체(32)에 네거티브형 감광성수지(도오꾜오 오우가세이 OEBR-100)를 두께 0.2㎛가 되도록 스핀코트하여 감광성수지로 된 막(33)을 형성한다.

다음에, 폭 0.25㎛의 라인과 스페이스가 교대로 설치된 마스크를 사용하여 전자선(2.0×10C/㎠, 가속전압 20KV)으로 노광처리를 행한다. 계속해서 시판의 전용현상액에서 현상을 행한다. 다시 이온비임 에칭하여 실시예 7과 대략 동일한 배향막(35)을 형성한다. 이 기판을 사용하여 실시예 7과 동일한 셀을 형성한 바, 실시예 7과 동일한 작용효과가 얻어졌다.

이상 한정된 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 사용할 수 있는 감광성 수지로서는 상기한 바와 같이 여러 가지 것을 들 수 있고, 조사하는 여기원(勵起源)도 가시광선, 자외선, X선, γ선, 전자선 등 여러 가지 것이 적응가능하다.

[실시예 13]

제10도는 본 실시예의 흑백방식의 STN형 LCD를 나타낸 것이다.

이 LCD의 한쪽의 기판(41)상에는 ITO로 된 투명전극(46)이 형성되어 있다. 이 투명전극(46)상에는 내열성이 우수한 고분자인 폴리이미드 등으로 된 하지층(47)이 형성되어 있다.

이 하지층(47)의 표면은 요철형상을 가지고 있다. 이 요철의 피치는 0.02㎛~2㎛로 형성되어 있다.

상기 요철형상에 표면이 형성되어 있는 하지층(47)상에는 고분자액정막(48)이 형성되어 있다. 이 막에 사용되고 있는 고분자 액정은 제14동에 나타낸 바와 같이 측쇄에 저분자 액정기성분(50)을 가지고 있거나, 제18도에 나타낸 바와 같이 주쇄에 저분자 액정기성분(50)을 가진 고분자 액정이다. 이 고분자 액정막(48)은 고분자액정과 헥사 플루오로 이소프로필 알콜을 3:97비율로 혼합한 액을 하지층(47)상에 스핀코트함으로써 형성된 것으로 이 고분자액정막(48)의 표면에는 하지층(47)의 요철형상이 반영되어 있다.

이 실시예의 LCD에 있어서는 기판(41)상에 요철형상을 가지는 하지층(47)을 형성하고, 그 위에 고분자액정막(48)을 형성하였기 때문에 하지층(47)상에 형성된 고분자 액정막(48)을 등방성 액체까지 가열하고, 다시 서서히 네마틱상까지 제냉하면 고분자 액정막(48)을 이루는 고분자액정의 저분자 액정기 성분이 하지층(47)의 요철 형상의 요부(또는 철부)가 연장되는 방향에 따라 배향된다.

이와 같이 고분자 액정의 저분자 성분이 일방향으로 배향되어 있으면 이 고분자 액정막(48)을 통과하는 빛은 위상차를 일으킨다. 이 위상차는 고분자 액정막(48)의 막두께에 의해 제어 가능하다.

즉, 고분자 액정막(48)은 종래의 STN형의 LCD에 설치되어 있던 위상차판(43)과 동일한 기능을 완수한다.

따라서, 본 실시예의 LCD에 있어서는 고분자액정막(48)이 위상차판(43)의 기능을 완수하기 때문에, 위상차판(43)이 불필요하게 되었다.

또, 고분자 액정막(48)의 표면에는 하지층(47)의 요철 형상이 반영한 요철 형상으로 되어 있으므로 표시용액정층(42)이 배향된다. 이 때문에 이 고분자액정막(48)은 표시용 액정층(42)의 배향막으로서의 기능도 겸비한 것이 된다.

또, 종래 위상차판(43)을 기판(41)상에 붙이는 공정에서 위상차판(43)이 약간 절곡되어 정상광과 이상광에 대한 굴절률의 차가 불균일하게 되는 일이 있고, 이 결과 LCD의 표시품질에 악영향을 미치는 일이 있었으나, 본 실시예의 LCD에 있어서는 기판(41)의 표면에 고분자 액정막을 함유하는 액체를 도포함으로써 위상차판(43)의 임무를 달성하는 고분자 액정막(48)을 형성할 수 있는 것으로, 상기와 같은 트러블을 피할 수가 있었다.

또한, 상기 하지층(47)의 요철 형상은 룰링엔진을 사용하여 형성할 수도 있으나, 홀로그래픽 기술과 이온 비임 에칭기술을 사용해도 형성할 수 있다. 또, 룰링엔진을 사용하여 표면에 상기 하지층(47)의 요철형상과 대칭인 형상을 형성한 마스터를 작성하고, 이 마스터로 하지층(47)을 스탬프하여 하지층(47)의 표면에 요철을 형성해도 좋다. 혹은, 룰링엔진을 사용하여 하지층(47)의 표면의 요철과 동일한 형상이 형성되어 있는 그 레이팅을 제작하고, 이 그레이팅상사 금속 도금하고 그후 이 금속도금을 벗겨내어 이것을 마스터로서 사용해도 좋다.

[실시예 14]

본 실시예가 실시예 13과 다른 점은 제11도에 나타낸 바와 같이 고분자 액정막(48)상에, 종래 배향막으로서 사용하고 있던 폴리이미드등의 소재를 도포함으로써 보호막(49)을 형성한 점이다. 이 보호막(49)의 표면에도 하지층(47)의 요철 형상이 반영되어 있다. 고분자 액정막(48)상에 보호막(49)이 형성되어 있기 때문에 본 실시예에서는 실시예 13에서 얻어지는 작용효과에 부가하여 고분자 액정막(48)과 표시용 액정층(42)과의 반응을, 이 보호막(49)에 의하여 방지할 수가 있다.

따라서 본 실시예의 LCD에서는 보호막(49)에 의하여 고분자 액정막(48)의 성능을 장시간 유지할 수 있다는 효과가 얻어졌다.

[실시예 15]

본 실시예는 제12도에 나타낸 바와 같이, 투명전극(46)이 고분자 액정막(48)과 보호막(49)과의 사이에 형성되어 있는 점이 실시예 14와 다르다.

따라서 본 실시예에서는 위상차판의 절곡에 기인하는 상기 트러블을 방지하는 것이 가능하게 되는 데다가 투명전극(46)이 표시용 액정층(42)의 바로 근처에 위치하기 때문에 구동전압이 유효하게 표시용 액정층(42)에 작용하는 안정된 동작특성이 얻어진다는 특유의 효과를 가진다.

[실시예 16]

제13도는 본 실시예의 LCD를 나타낸 단면도이다. 하기에 이 LCD의 구성을 설명한다.

유리로 된 기판(41)상에는 ITO로 된 투명전극(46)이 형성되어 있다. 그 위에는 하지층(47)이 형성되어 있다. 이 하지층(47)의 소재에는 내열성이 우수한 고분자인 폴리이미드(A1-1054 니혼 고무사 제품)를 사용하고 있다.

하지층(47)의 표면은 요철형상을 가지고 있다. 이 요철은 하지층(47)을 섬유로 일방향으로 문지르는 러빙처리에 의하여 형성된 대략 사인파 형상이고, 피치는 약 0.03㎛~약 2㎛로 형성되어 있다.

상기 처리에 의하여 형성된 하지층(47)상에는 2색성 색소를 첨가한 고분자 액정으로 된 막(52)을 도포하고 있다.

이 막에 사용되고 있는 고분자 액정은 일반식(5)로 표시되는 폴리메타아크릴산계의 고분자 액정이다.

일반식(5)

이것은 제14도에 나타낸 바와 같이, 측쇄에 저분자 액정기 성분(50)을 가진 고분자 액정이다. 또 2색성 색소에는 황색색소 G232(니혼 강꼬우사 제품), 적색색소 LSR405(미쯔비시 가세이사 제품), 청색색소 LSB(미쓰비시 가세이사 제품)를 1:1:1의 비율로 혼합한 것을 사용하고 있다. 고분자 액정과 상기 2색성 색소와의 혼합비율은 2색성 색소:고분자 액정이 1:100~10:100이다.

2색성 색소의 혼합비율이 상기 범위보다 낮으면 편광작용을 받지 않고 투과하는 광량이 증가해버려 편광판으로서의 기능이 불충분하게 된다. 역으로 2색성 색소의 혼합비율이 상기 범위보다도 높으면 투과광량이 감소함과 동시에 고분자 액정, 나아가서는 2색성색소의 배향정도가 적어져 이 결과 상기와 같이, 편광판으로서의 기능이 불충분하게 된다.

2색성 색소중의 각 색소의 혼합비율이나 고분자 액정과 2색성 색소와의 혼합비율은 사용하는 표시용 액정층(42)이나 LCD의 빛을 투과하는 표시부분의 전구성부재를 투과한 빛의 강도 스펙트럼이 평탄해지도록 정하여 있다.

2색성 색소를 첨가한 고분자 액정으로 된 막(52)은 이하의 공정으로 형성된 것이다. 상기 한 2색성 색소 첨가한 고분자 액정과 헥사플루오로 이소프로필 알콜을 3:97의 비율로 혼합한 용액을 500rpm에서 10초, 계속해서 3000rpm에서 30초 스핀코트함으로써 하지층(47)상에 도포된다. 그후 150℃에서 1시간 방치 건조한다. 충분히 건조한 후, 고분자액정이 등방상이 되는 온도, 본 실시예에서는 일반식(5)로 된 고분자 액정을 사용하고 있기 때문에 135℃ 이상으로 가열한다. 그러면 고분자 액정의 저분자 액정기 성분(50) 부분이 어느정도의 자유도를 갖게되어 하지층(47)의 표면에 형성되어 있는 요철형상의 요부로 파고들어가 배향한다. 고분자액정의 저분자액정기 성분(50)이 배향하면 그 배향상태를 흐트리는 일 없이 냉각한다. 바람직하기에는 제냉이 좋다.

상기 공정에 의하여 제조된 2매의 기판(41)은 어느 일정한 간격을 유지하도록 하면서 시일제(53)에 의해 조합하고, 그사이에 표시용액정층(42)을 형성한다.

이 실시예의 LCD에서는 기판(41)상에 요철형상을 가지는 하지층(47)이 형성되고 그 위에 2색성 색소에 첨가한 고분자 액정으로 된 막(52)이 도포되어 있기 때문에 실시예 13~15에 나타낸 작용효과에 부가하여 고분자 액정의 저분자 액정기 성분(50)이 하지층(47)의 요부분에 배향하고 이에 수반하여 2색성 색소의 자가 동일방향으로 늘어서기 때문에 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)은 위상차판으로서의 기능에 부가하여 편광판의 기능도 가지는 것이 된다. 하지층(47)의 요철은 기판(41)의 단면을 기준으로 하여 형성할 수가 있기 때문에 결과로서 편광축의 방향은 기판(41)의 단면을 기준으로 하여 결정할 수가 있다. 그리고 종래 표시 불균일의 발생 원인이었던 편광판의 컷팅 공정이 불필요하게 된다. 따라서 이 LCD에서는 소자마다 편광축의 편차가 작아져 표시불균일이 적은 것이 된다.

또, 본 실시예의 LCD는 요철형상의 하지층(47)상에 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)이 형성한 것이므로 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)의 표면에는 요철형상이 생긴다. 이 2색소 색소가 첨가된 고분자액정으로 된 막(52)의 요철 형상에는 표시용 액정 분자가 파고들어가 배향하므로 2색성 색소가 첨가된 고분자액성으로 된 막(52)이 배향막의 기능을 가지게 된다. 따라서, 이 LCD에서는 하지층(47)의 요철형상에 의하여 표시용 액정층(42)의 분자의 배열방향이 결정됨과 동시에 다시 편광축도 결합되게 되어 표시용 액정층(42)의 배향축과 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)의 편강축이 저절로 일치된다. 따라서, 이 LCD는 뒤틀림 네마틱용(TN용)으로서 적합한 것이 된다.

[실시예 17]

제15도는 본 실시예의 LCD를 나타낸 것이다. 이 LCD에서는 하지층(47)에 요철에 형성되어 있다. 하지층(47)의 소재로는 내열성이 우수한 폴리에테르 술폰(4100G 미쯔이 도오아쯔사 제품)을 사용하고 있다. 또, 이 요철형상은 상기 고분자로 된 하지층(47)이 견딜 수 있는 온도인 180~250℃의 범위에 하지층(47) 및 스탬프형을 가열하여 하지층(47)을 연화시키면서 10~50kg/㎠의 압력으로 하지층(47)을 스탬프형으로 푸시함으로써 형성된 것으로, 요부가 5mm 이상의 깊이로 형성되어 있다. 5mm보다 얕으면 나중에 하지층(47)상에 형성되는 막(52)의 표면에 요철형상이 형성되지 않기 때문이다.

이 하지층(47)상에서 색소를 첨가한 고분자 액정으로 된 막(52)이 도포되어 있다. 이 막(52)에 사용되고 있는 고분자 액정은 실시예 16에서 사용한 것과 동일한 것을 사용한다. 2색성 색소에는 황색색소G232(니혼강꼬우사 제품), 적색색소 LSR405(미쯔비시 가세이사 제품), 청색색소 LSB(미쯔비시 가세이사 제품)를 0.5:1:0.5의 비유로 혼합한 것을 사용한다. 그리고 고분자액정과 2색성 색소가 혼합되어 있는 비율은, 2색성색소:고분자액정=2:100이다. 이들은 상기 실시예 16에 나타낸 혼합비율의 조건을 충족시키도록 설정되어 있다.

상기 2색성 색소를 첨가한 고분자 액정으로 된 막(52)의 하지층(47)상에의 도포는 실시예 16과 동일하게 행한다.

2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)상에는 보호막(49)이 형성되어 있다. 이 보호막(49)은 종래 배향막으로서 사용하고 있던 폴리이미드 등의 소재에 의하여 형성되어 있다.

이 실시예의 LCD에 있어서는 실시예16의 LCD와 동일한 작용효과가 얻어지는 외에 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)상에 보호막(49)이 형성되어 있으므로 상기 보호막(49)에 의하여 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)으로부터 2색성 색소가 표시용 액정층(42)속으로 유실되는 것을 방지한다. 따라서 이 LCD에 있어서는 편광기능을 가진 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)의 성능을 장기간 유지할 수 있다는 효과가 얻어졌다.

또한, 본 실시예에 있어서 하지층(47)의 요철 형상은 룰링엔진을 사용하여 요철형상이 작성된 스템프형 혹은 상기 요철형상을 가지는 그레이팅에 전주(電鑄)를 행하여 작성한 스탬프형을 사용하여 형성해도 좋고 홀로그래픽 기술과 이온비임 조사에 의하여 형성할 수도 있다.

[실시예 18]

본 실시예의 LCD가 실시예17의 LCD와 다른 점은 하지층(47)의 형성 및 그 표면의 요철 형상을, 산화실리콘을 사방증착함으로써 형성한 점이다. 이 실시예의 LCD에 있어서도 실시예 17의 LCD와 동일한 작용효과가 얻어졌다.

[실시예 19]

본 실시예의 LCD가 실시예 16과 다른 점은 제16도에 나타낸 바와 같이 투명전극(46)을 2색성 색소를 첨가한 고분자 액정으로 된 막(52)과 보호막(49)과의 사이에 형성한 점이다. 이 실시예의 LCD에 있어서도 실시예 16과 동일한 작용효과가 부과되고 투명전극(46)이 표시용 액정층(42)의 바로 근처에 위치하기 때문에 구동전압이 유효하게 표시용 액정층에 작용하여 안정된 동작특성을 얻어진다는 특유의 효과를 가진다.

[실시예 20]

제17도는 본 실시예의 LCD를 나타낸 것으로, 상기 실시예와 동일 구성부분에는 동일부호를 붙이고 설명을 간략화한다.

이 LCD는 유리로 된 기관(41)상에 하지층(47)과 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)과 투명전극(46)과 배향층(51)이 형성된 것이다.

하지층(47)은 내열성이 우수한 폴리이미드(AL-1054 니혼 고우세이 고무사 제품)로 된 것이다. 이 하지층(47)은 요철 형상을 가지고 있다. 이 요철형상은 실시예 13에 나타낸 방법과 동일한 방법으로 형성되어 있다.

이 하지층(47)상에는 2색성 색소를 첨가한 고분자 액정으로 된 막(52)이 도포되어 있다. 이 막(52)에 사용되고 있는 고분자 액정은 일반식(6)으로 표시되는 폴리에스테르계의 고분자 액정이다.

일반식(6)

이것은, 제18도에 나타낸 바와 같이, 주쇄에 저분자 액정기 성분(50)을 가진 고분자 액정이다. 2색성 색소에는 옥소를 사용한다. 그리고 고분자액정과 2색성 색소의 혼합비율은 2색성 색소:고분자 액정=4:100이다. 이들 혼합비율도 실시예 17에 나타낸 혼합비율의 조건을 만족시키도록 설정되어 있다.

2색성 색소를 첨가한 고분자 액정으로 된 막(52)은 실시예 16과 대략 동일 조건으로 형성된 것이다. 단 본 실시예에서는 일반식(6)으로 된 고분자 액정을 사용하고 있기 때문에 143℃ 이상으로 가열함으로써 고분자 액정의 배향처리를 행한다.

2색성 색소가 첨가된 고분자액정으로 된 막(52)상에는 투명전극(46)이 형성되어 있다. 이 투명전극(46)의 상면은 평탄하게 형성되어 있다.

이 실시예의 LCD에 있어서는 투명전극(46)의 상면을 평탄하게 형성하고, 이 위에 새롭게 배향층(51)을 형성하였기 때문에 편광축 방향과 배향측 방향을 바꿀 수가 있다. 따라서 이 LCD는 초비틀림 네마틱형(STN형)의 액정소자에 적합한 것이 된다.

이 LCD에 있어서도 편광축의 방향을 배향축 방향에 대하여 정확하게 정할 수가 있다. 즉 하지층(47)의 요철형상은 기판(41)의 단면을 기준으로 형성할 수가 있다. 그리고 이 하지층(47)의 요철형상의 방향에 따라 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)의 2색성 색소 분자는 배향하기 때무에 기판(41)의 단면을 기준으로 하여 편광축을 결정할 수 있다. 다른쪽 배향층(51)의 요철형상도 마찬가지로 기판(41)의 단면을 기준으로 하여 형성할 수 있으므로 배향축도 기판(41)의 단면을 기준으로 하여 결정할 수가 있다. 이와 같이 배향축, 편광축 모두 기판(41)의 단면을 기준으로 하여 결정할 수 있으므로, 이 LCD는 실시예 16과 동일한 작용효과가 얻어졌다.

[실시예 21]

제19도는 본 실시예의 LCD를 나타낸 단면도이다. 이 LCD가 상기 실시예 16과 다른 점은 스위칭소자로서 박막트랜지스터(55)가 설치된 점과 이 박막트랜지스터(55)의 상방향에 화소전극(54)이 설치된 점이다.

본 실시예의 LCD에서는 기판(41)상에 박막트랜지스터(55)가 형성되어 있다. 그 위에는 레벨링층(58)이 형성되어 있다. 이 레벨링층(58)의 상부에는 화소전극(54)이 형성되어 있다. 이 화소전극(54)과 박막트랜지스터(55)의 소오스전극(57)은 레벨링층(58)의 콘택트홀(56)을 거쳐 접속되어 있다. 그리고 상기 화소전극(54)상에는 요철 형상을 가지는 하지층(47)이 형성되고, 그 위에는 2색성 색소를 첨가한 고분자 액정으로 된 막(52)이 형성되어 있다.

본 실시예의 LCD에 있어서는 실시예 16과 동일한 효과가 얻어지는 외에 하기에 나타낸 효과가 얻어졌다.

종래의 박막트랜지스터 액정소자는 제22도에 나타낸 바와 같이 박막트랜지스터(55)와 화소전극(54)이 동일면에 설치되어 있었기 때문에, 고밀도로 할수록 화소전극(54)이 박막트랜지스터(55)상방에 설치되어 있기 때문에 화소수가 많고 고밀도화로 하여도 화면에 차지하는 화소면적을 줄일 필요가 없어 표시품질의 저하를 피할 수가 있다.

이상 나타낸 실시예 16~21은 모두 편광기능을 가지는 막(52)의 2매의 기판(41)의 대향하는 내면측에 형성되어 있기 때문에 2매의 편광판의 기능을 가지는 막(52)의 간격이 대폭으로 좁아져, 표시의 시인성(시각 의존성)이 현저하게 향상된다.

[실시예 22]

실시예의 LCD가 실시예 8과 다른 점은 제20도에 나타낸 바와 같이 하지층(47)과 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(52)이 대향하는 2매의 기판(41)의 외측면에 투명전극(46)과 배향층(51)이 기판(41)의 내면측에 형성되어 있는 점이다. 이 실시예의 LCD에 있어서도 실시예 20과 동일한 작용효과도 얻어졌다.

이상 설명한 바와 같이, 실시예 16~22에 나타낸 LCD는 기판상에 요철형상을 가지는 하지층을 형성하고, 그 위에 2색성 색소를 첨가한 고분자 액정으로 된 막을 형성한 것이므로, 고분자 액정의 저분자 액정기 성분이 하지층의 철부로 파고들어 배향하고, 이에 수반하여 2색성색소의 분자가 동일방향으로 늘어선다. 이에 의하여 2색성색소가 첨가된 고분자액정으로 된 막은 편광판의 기능을 가지는 것이 된다. 그리고, 본 발명의 LCD는 제조기, 종래 색불균일 발생의 원인이었던 편광판의 컷팅공정이 불필요하게 된다. 더욱이 하지층(47)의 요철은 기판(41)의 단면을 기준으로 하여 형성할 수가 있기 때문에, 결과로서 편광축의 방향은 기판(41)의 단면을 기준으로 하여 결정할 수가 있다. 따라서, 실시예 13~15에 나타낸 작용효과 외에 기판의 단면을 기준으로 하여 소자마다 편차없이 편광축을 형성할 수 있어 표시 불균일이 적은 LCD를 실현할 수가 있다.

[실시예 23]

제23도는 본 실시예의 액정소자를 나타낸 것으로, 기판(61)상에는 ITO로 된 투명전극(62)이 형성되어 있다. 투명전극(62)상에는 고분자 액정으로된 층(88)만으로 구성된 내막(69)이 형성되어 있다. 그 내막(69)표면은 제24도에 나타낸 바와 같은 요철형상이 형성되어 있다. 이 요철형상은 제25도에 나타낸 바와 같이 일방향으로 피치가 작은 사인파 형상의 요철이 형성되고, 이것과 교차하는 방향으로 제26도에 나타낸 바와 같이 피치가 큰 좌우 비대칭의 요철이 형성된 형상으로 되어 있다. 이 좌우 비대칭의 요철형상은 각 철부의 정점으로부터 뻗어내린 수직선(A)을 사이에 두고 좌우가 다른 형상으로 형성되어 있다. 내막(69)은 테트라 플루오로 이소프로필알콜:고분자액정=100:3의 비율로 혼합된 혼합용액을 사용하여 형성된 것이다. 상기 고분자 액정에는 일반식 7로 표시되는 측쇄에 저분자 액정기를 가진 것이 사용되고 있다.

일반식(7)

또, 내막(69)을 구성하고 있는 고분자액정기의 저분자 액정기(68)는 소정의 방향으로 배향되어 있다. 그리고 고분자 액정이 소정의 방향으로 배향되어 있으므로서 내막(69)은 광학필름의 기능을 발휘하고 있다.

제23도에 나타낸 바와 같이, 상기 와 같이 형성된 기판(61)과 배향기능을 가지는 기판(92)은 시일제(64)에 의하여 접착되어 있다. 이렇게 하여 완성된 셀중에는 표시요액정(71)이 주입되어 있다.

본 실시예의 액정소자는 내표면이 요철형상이고 또한 고분자 액정으로 된 층(88)만을 가지는 내막(69)의 기판(61)상에 설치되어 있기 때문에 고분자 액정의 저분자 액정기를 임의의 방향에 배향시키고, 이에 의하여 내막(69)은 광학 필름의 기능이 부여된 것이 된다. 또한 내막(69) 표면에는 요철형상을 설치하였기 때문에, 내막(69)은 배향기능도 구비한 것이 된다.

이 액정소자에서는 기판(61)의 단면을 기준으로 하여 내막(69)에 요철형상을 형성할 수 있고, 다시 동일한 기판(61)의 단면을 기준으로 하여 고분자 액정의 저분자 액정기(68)를 배향처리할 수 있다. 즉 광학축이나 배향축이나 기판(61)의 단면이라는 동일기준을 사용하여 결정할 수 있다.

따라서 이 액정소자에서는 배향축에 대한 광학축 방향을 더욱 정확하게 또한 더욱 용이하게 맞출 수가 있으므로 액정소자의 표시품질이 더욱 개선된다.

도 본 실시예의 액정소자는 내막(69) 표면에 일방향으로 피치가 작은 사인파 형상의 요철이 형성되고, 이것과 교차하는 방향으로 제26도에 나타낸 바와 같이 피치가 큰 좌우 비대칭의 요철이 형성된 형상으로 되어 있기 때문에, 피치가 큰 좌우 비대칭의 요철형상의 작용에 의하여 표시용 액정(71)의 프레틸트를 보다 크게 할 수가 있다. 따라서 본 실시예의 액정소자에 의하면 디스클리네이션이 발생하기 어렵다.

[실시예 24]

상기 실시예 23에서 설명한 구조를 가지는 액정소자는 하기 (1) 내지 (5)의 공정으로 제조할 수 있다.

(1) 포토리소그래피 기술 등에 의하여 기판(61)상에 ITO등으로 된 투명전극(62)을 형성한다.

(2) 그 위에 고분자 액정을 코트하고, 고분자 액정으로 된 층(88)만을 가지는 내막(69)을 형성한다. 본 실시예에 있어서의 내막(69)은 상기와 같이 테트라플루오로이소프로필알콜, 고분자 액정을 100:3의 비율로 혼합한 것을 사용한다. 고분자 액정에는 상기 일반식(7)로 나타낸, 측쇄에 저분자 액정기를 가진 것을 사용한다.

상기의 비율로 혼합된 용액을, 코트를 원하는 기판(61)상에 500rpm의 조건에서 10초간 다시 3000rpm의 조건에서 30초간 스핀코트함으로써 막(69)을 형성한다.

(3) 상기 막형성후, 제27도에 나타낸 바와 같이, 이 기판(61)을 자장발생기구 부착 스탬프장치(86)에 세트한다. 그리고 기판(61)을 석영히터(80)로 150℃~250℃로 가열하면서 스탬퍼(65)로 막을 프레스하고, 막의 표면에 요철형상을 전사함과 동시에 영구자석(79)으로 제작한 10³~10가우스의 자장(81)에 의하여 막중에 고분자 액정의 고분자 액정기를 60분에 걸쳐 배향처리한다. 사용한 스탬퍼(65)는 일방향으로 피치가 작은 사인파 형상의 요철이 형성되고, 이것과 교차하는 방향으로 피치가 큰 좌우 비대칭의 요철이 형성된 것이다.

이 배향처리에 대하여 상세하게 설명한다.

본 실시예의 내막(69)의 소재로서 사용한 고분자 액정은 일반식(7)로 된 것이고, 이것을 분자적 레벨에서 본 경우, 측쇄의 페닐기가 결합되어 있는 시아노기는 전기 음성도가 큰 것이므로 페닐기의 전사는 시아노기의 방향으로 끌어당겨져 간다. 이 때문에 이 측쇄의 저분자 액정기(68)의 전기적 쌍극자 모멘트는 분자축과 수평방향이 된다. 이 일반식(7)로 된 고분자 액정을 제28도에 나타낸 바와같이 기판(61)에 대하여 평행하게 자장(81)을 걸므로써 배향처리하면 고분자 액정의 저분자 액정기(68)를 소정의 방향에 배향시킬 수가 있다.

(4) 상기 막의 고분자 액정의 배향상태를 흐트리지 않도록 온도를 낮추고 막을 경화시켜 내막(69)으로 된다. 바람직하기는 제냉이 좋다.

(5) 상기 공정에 의하여 제조한 기판(61)은 배향기능을 가지는 기판(92)과, 어느 일정한 간격을 유지하도록 하면서 시일제(64)에 의하여 조합하고, 그 사이에 표시용액정(71)을 주입한다.

이 실시예의 액정소자의 제조방법에서는 기판(61) 표면에 고분자 액정으로 된 층(88)만을 가지는 막을 형성하고, 표면에 요철형상을 가지는 스탬퍼(65)로 막을 가열프레스하여 막표면에 요철형상을 전사함과 동시에, 자장(81)을 걸어 상기 고분자 액정을 배향처리한 후, 이 배향상태를 유지하여 상기 고분자 액정을 경화시키기 때문에, 스탬퍼(65) 표면의 요철형상이 막의 표면에 전사되어 막은 배향기능이 부여되는 것과 동시에 고분자 액정의 저분자 액정기(68)가 배향되고, 막은 광학필름의 기능도 가지는 것이 된다.

즉 본 실시예의 제조방법에 있어서는 자장발생 기구부착 스탬프장치(86)에 단면을 기준으로 하여 기판(61)을 세트하고, 이 상태에서 스탬프를 행함으로써 배향축을 결정할 수 있다. 다른 한편 동시에 자장을 걸어 배향처리하기 때문에 결과적으로 광학축도 기판(61)의 단면을 기준으로 하여 결정할 수가 있다. 이와 같이 배향축이나 광학축이나 모두 기판(61)의 단면을 기준으로 하여 결정할 수 있으므로 이 제조방법에 의하여 제조한 액정소자는 배향축에 대한 광학축의 방향의 편차가 더욱 작아진다.

또한 본 실시예에 있어서 막을 형성하고 있는 고분자 액정의 배향처리는 자장(81)에 의하여 행하였으나 전장에 의하여 배향처리하여도 지장은 없다. 이때의 전장의 조건은 10³~10⁵V/cm가 바람직하다.

[실시예 25]

제29도는 본 실시예의 액정소자를 나타낸 것으로, 상기 실시예와 동일구성 부분에는 동일부호를 붙이고 설명을 간략화한다.

이 액정소자는 유리로 된 기판(61)상에 내막(90)이 설치되어 있다. 이 내막(90)은 고분자 액정으로 된 층(88)과 그 위에 도포된 보호층(84)으로 형성된 것이다.

투명전극(62)과 고분자 액정으로 된 층(88)은 실시예 23과 동일하게 형성된 것이다. 보호층(84)은 종래 배향막으로서 사용하고 있던 소재로 형성되어 있다.

이 실시예의 액정소자에 있어서는 실시예 23의 액정소자와 동일한 작용효과가 얻어지는 외에, 고분자 액정으로 된 층(88)상에 보호층(84)이 도포되어 있기 때문에 고분자 액정으로 된 층(88)중 미경화 성분이 표시용 액정(71)속으로 유실되는 것을 상기 보호층(84)에 의하여 방지할 수가 있다. 따라서 이 액정소자에 있어서는 광학 필름의 기능을 가진 고분자 액정으로 된 층(88)의 성능을 장시간 유지할 수 있다는 효과가 얻어졌다.

[실시예 26]

다음에 상기 실시예 25에서 설명한 구조를 가지는 액정소자의 제조방법을 설명한다. 이 액정소자를 제조하려면 먼저, 투명전극(62)이 형성된 기판(61)상에 고분자 액정으로 된 층(88)을 형성한다. 고분자 액정으로 된 층(88)의 소재 및 형성방법은 실시예 24와 동일하다. 계속해서, 종래 배향막으로서 사용하고 있던 소재를 상기 고분자 액정으로 된 층(88)상에 표면에 요철형상이 전사되도록 도포한다. 이에 의하여 고분자 액정으로 된 층(88)과 보호층(84)으로 된 내막(90)이 형성된다.

상기와 같이 형성한 기판(61)을 실시예 24와 동일한 조작에 의해 조립하고, 액정소자를 형성한다.

본 실시예의 액정소자에 있어서는 실시예 24의 제조방법과 동일한 작용효과가 얻어졌다.

[실시예 27]

본 실시예의 액정소자가 실시예 23의 액정소자와 다른 점은 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)만으로 된 내막(69)의 표면에 형성되어 있는 요철형상이, 제30도에 나타낸 바와 같이, 일방향에만 요철형상이 형성되어 있는 점과, 내막(69)에 사용한 소재의 점이다.

본 실시예에서는 내막(69)을 이루는 고분자 액정에는 하기에 나타낸 것을 사용한다.

일반식(8)

이 고분자 액정의 배향처리에 대하여 상세히 설명한다. 본 실시예의 내막(69)의 소재로서 사용한 고분자 액정은 일반식(8)로 된 것이고, 이것을 분자적 레벨에서 본 경우, 측쇄에 있는 페닐기에 결합되어 있는 기는 전기음성도가 큰 것이 아니기 때문에 페닐기의 전자는 흘러갈 장소가 없고 이 때문에 이 측쇄의 저분자 액정기(68)의 전기적 쌍극자 모멘트는 분자축과 수직방향이 된다. 이 일반식(8)로 된 고분자 액정을 제31도에 나타낸 바와 같이 기판(61)에 대하여 수직으로 자장을 걸므로써 배향처리하면 그 저분자 액정기(68)를 소정의 방향에 배향시킬 수 있다.

즉, 실시예 24와 동일하게 고분자 액정을 도포한 후, 제32도에 나타낸 바와 같이, 기판(61)을 석영히터(80)로 150℃~250℃로 가열하면서, 일방향으로 피치가 작은 사인파 형상의 요철이 형성된 스탬퍼(65)로 고분자 액정으로 된 층(88)을 프레스하고, 이 표면에 스탬퍼의 요철형상을 전사함과 동시에 영구자석(79)에 의하여 10³~10가우스의 자장(81)을 만들고 고분자 액정의 저분자 액정기를 60분에 걸쳐 배향처리한다.

본 실시예의 액정소자에 있어서는 실시예 24와 동일한 작용효과가 얻어졌다.

또, 내막(69)인 고분자 액정의 배향처리는 전장에 의하여 배향처리하여도 지장은 없다. 이때의 전장의 조건은 10³~10V/cm가 바람직하다.

[실시예 28]

제33도는 본 실시예의 액정소자를 나타낸 단면도이다. 이 액정소자가 상기 실시예 23과 다른 점은 박막트랜지스터(72)가 설치된 점과 이 박막 트랜지스터(72)의 상방에 화소전극(76)이 설치된 것이다.

본 실시예의 액정소자에서는 기판(61)상에 박막 트랜지스터(72)가 형성되어 있다. 그 위에는 레벨링층(73)이 형성되어 있다. 이 레벨링층의 상부에는 화소전극(76)이 형성되어 있다. 이 화소전극(76)과 박막 트랜지스터(72)의 소오스전극(74)은 레벨링층(73)의 콘택트홀(75)을 거쳐 접속되어 있다. 그리고 상기 화소전극(76)상에는 내막(85)이 형성되어 있다. 이 내막(85)은 하지층(77)과 그 위에 위치하는 고분자 액정으로 된 막(88)이 형성되어 있다.

본 실시예의 액정소자에 있어서는 실시예 23과 동일한 효과가 얻어지는 외에 하기에 나타낸 효과가 얻어졌다.

종래의 박막 트랜지스터 액정소자는 제34도에 나타낸 바와 같이 박막 트랜지스터(72)와 화소전극(76)이 동일한 높이에 설치되어 있었기 때문에 고밀도로 할수록 화소전극(76)의 면적이 작아져 화면이 거친 것으로 되어 있었으나, 본 실시예의 액정소자에 있어서는 화소전극(76)이 박막 트랜지스터(72)의 상방에 설치되어 있기 때문에 화소수가 많고 고밀도화로 하여도 화면에 차지하는 화소면적을 줄일 필요가 없어 표시품질의 저하를 피할 수가 있다.

[실시예 29]

제35도는 본 실시예의 액정소자를 나타낸 단면도이다. 이 액정소자가 상기 실시예 23과 다른 점은 투명전극(62)상에 착색층(78)을 설치한 점이다.

본 실시예의 액정소자에서는 기판(61)상에 투명전극(62)이 형성되어 있다. 그 위에는 착색층(78)이 형성되어 있다. 이 착색층(78)의 상부에는 레벨링층(73)이 형성되고, 다시 레벨링층(73)상에는 내막(85)이 형성되어 있다. 이 내막(85)은 고분자 액정으로 된 층(88)과 하지층(77)으로 구성되어 있다. 다시 이 하지층(77)의 표면에는 실시예 23의 내막(69)과 동일한 요철이 형성되어 있다.

본 실시예의 액정소자에 있어서는 실시예 23과 동일한 작용효과가 얻어졌다.

[실시예 30]

제37도는 본 실시예의 액정소자를 나타낸 것이고, 본 실시예가 실시예 23과 다른 점은, 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(88)을 사용하고 있는 점과 상하에 본 실시예의 기판을 사용하고 있는 점이다.

즉, 투명전극(62)상에는 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)만으로 구성된 내막(69)이 형성되어 있다. 이 내막(69)은 테트라플루오로 이소프로필알콜:고분자 액정:2색성 색소=100:3.0:0.06의 비율로 혼합된 혼합용액을 사용하여 형성된 것이다. 상기 2색성 색소에는 옥소가 사용되고, 상기 고분자 액정에는 하기에 나타낸 측쇄에 저분자 액정기를 가진 것이 사용되고 있다.

일반식(9)

또, 내막(69)을 구성하고 있는 고분자 액정의 액정기(68)가 소정의 방향으로 배향되어 있고, 이것에 수반하어 2색성 색소가 고분자 액정성분과 동일한 방향으로 배향되어 있다. 그리고 2색성 색소가 소정의 방향으로 배향되어 있음으로써 내막(69)은 편광기능을 발휘하고 있다.

제37도에 나타낸 바와 같이, 상기와 같이 형성된 2매의 기판(61)은 시일제(64)에 의하여 접착되어 있다. 이렇게 하여 완성된 셀중에는 표시용액정(71)이 주입되어 있다.

본 실시예의 액정소자는 내표면이 요철형상이고, 또한 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)만을 가지는 내막(69)이 기판(61)상에 설치되어 있기 때문에 고분자 액정의 저분자 액정기를 임의의 방향으로 배향시키면 2색성 색소가 소정의 방향으로 설치하였기 때문에 내막(69)은 배향기능도 구비한 것이 된다.

본 실시예의 액정소자에서는 기판(61)의 단면을 기준으로 하여 내막(69)에 요철형상을 형성할 수 있고, 또 동일 기판(61)의 단면을 기준으로 하여 고분자 액정의 저분자 액정기(68)를 배향 처리할 수 있다. 즉, 편광축이나 배향축이나 기판(61)의 단면이라는 동일기준을 사용하여 결정할 수 있다.

따라서, 본 실시예의 액정소자에서는 배향축에 대한 편광축 방향을 더욱 정확하게, 그리고 더욱 용이하게 맞출 수가 있기 때문에 액정소자의 표시품질이 보다 개선된다.

[실시예 31]

상기 실시예 30에서 설명한 구조를 가지는 액정소자는 실시예 24와 마찬가지로 하기 (1) 내지 (5)의 공정으로 제조할 수 있다.

(1) 포토리소그래피 기술 등에 의하여 기판(61)상에 IPO등으로 된 투명전극을 형성한다.

(2) 그 위에, 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정을 코트하고, 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)만을 가지는 막을 형성한다. 이 막은 코트를 원하는 기판(61)상에 500rpm의 조건에서 10초간 다시 3000rpm의 조건에서 30초간 스핀코트함으로써 형성된 것이다.

(3) 막형성후, 제27도에 나타낸 바와 같이, 이 기판(61)을 자장발생 기능부착 스탬프장치(86)에 세트한다. 그리고 기판(61)을 석영히터(80)로 150℃~250℃로 가열하면서, 스탬퍼(65)로 프레스하고, 막의 표면에 요철형상을 전사함과 동시에 영구자석(79)으로 제작한 10³~10가우스의 자장(81)에 의하여 내막(69)중의 고분자 액정의 저분자 액정기를 60분에 걸쳐서 배향 처리한다. 여기에 사용한 스탬퍼(65)는 일방향으로 피치가 작은 사인파 형상의 요철이 형성되고, 이것과 교차하는 방향으로 피치가 큰 좌우 비대칭의 요철이 형성된 것이다.

이 배향처리에 대하여 상세하게 설명한다. 본 실시예의 막의 소재로서 사용한 고분자 액정은 앞서 실시예 20에서 나타낸 것과 동일하고, 이것을 분자적 레벨에서 본 경우, 측쇄의 페닐기가 결합되어 있는 시아노기는 전기 음성도가 큰 것이므로 페닐기의 전자는 시아노기의 방향으로 끌어당겨져 간다. 이 때문에, 이 측쇄의 저분자 액정기(68)의 전기적 쌍극자 모멘트는 분자축과 수평방향이 된다. 상기 고분자 액정을 제38도에 나타낸 바와 같이, 기판(61)에 대하여 평행하게 자장(81)을 걸므로써 배향처리하면 고분자 액정의 저분자 액정기(68)를 소정의 방향에 배향시킬 수가 있다.

(4) 상기 막의 고분자 액정의 배향상태를 흐트리지 않도록 온도를 낮추고 막을 경화시켜 내막(69)을 형성한다. 바람직하기는 제냉이 좋다.

(5) 상기 공정에 의하여 제조한 2매의 기판(61)은 어느 일정한 간격을 유지하도록 하면서 시일제(64)에 의하여 조합하고, 그 사이에 표시용 액정(71)을 주입한다.

본 실시예의 액정소자의 제조방법에서는 기판(61) 표면에 2색성 색소(82)가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)만을 가지는 막을 형성하고, 다음에 표면에 요철형상을 가지는 스탬퍼(65)를 사용하여 막을 가열 프레스하여 막표면에 요철형상을 전사함과 동시에, 자장(81)을 걸어, 상기 고분자 액정을 배향처리한 후, 이 배향상태를 유지하여 상기 고분자 액정을 경화시키므로 스탬퍼(65) 표면의 요철형상이 막의 표면에 전사되고, 막은 배향기능이 부여되는 것과 동시에 고분자 액정의 저분자 액정기(68)가 배향되고, 그것에 수반하여 동일 방향으로 2색성 색소(82)가 늘어서고 막이 편광판의 기능도 가지는 것이 된다.

즉, 본 실시예의 액정소자의 제조방법에 있어서는 자장발생 기구부착 스탬프장치(86)에 단면을 기준으로 하여 기판(61)을 세트하고, 이 상태에서 스탬프를 행함으로서 배향축을 결정할 수 있다.

이와 같이 배향축이나 편광축이나 모두 기판(61)의 단면을 기준으로 하여 결정할 수 있으므로, 본 실시예의 제조방법에 의하여 제조한 액정소자는 배향축에 대한 편광축의 방향의 편차가 더욱 작아졌다.

또한, 본 실시예에 있어서 막의 고분자 액정의 배향처리는 자장(81)에 의하여 행하였으나, 전장에 의하여 배향처리해도 지장은 없다. 이때의 전장의 조건은 10³~10⁵V/cm가 바람직하다.

[실시예 32]

제39도는 본 실시예의 액정소자를 나타낸 것으로, 상기 실시예 31과 동일구성 부분에는 동일부호를 붙이고 서명을 간략화한다.

본 실시예 25와 다른 점은 실시예 30과 마찬가지로 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)을 사용하고 있는 점과 상하에 본 실시예의 기판을 사용하고 있는 점이다.

본 실시예의 액정소자는 유리로 된 기판(61)상에 내막(90)이 설치되어 있다. 이 내막(90)은 2색성 색소(82)가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)과 그 위에 도포된 보호층(84)으로 형성된 것이다.

투명전극(62)과 2색성 색소(82)가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)은 실시예 30과 동일하게 형성된 것이다. 보호층(84)은 종래 배향막으로서 사용하고 있던 소재로 형성되어 있다.

본 실시예의 액정소자에 있어서는 실시예 30의 액정소자와 동일한 작용효과가 얻어지는 외에, 2색성 색소(82)가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)상에 보호층(84)이 도포되어 있으므로 2색성 색소(82)가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)으로부터 2색성 색소(82)가 표시용액정(71)속으로 유실되는 것을 상기 보호층(84)에 의하여 방지할 수가 있다.

따라서, 본 실시예의 액정소자에 있어서는 편광기능을 가지는 2색성 색소(72)가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)의 성능을 장시간 유지할 수 있다는 효과가 얻어졌다.

[실시예 33]

다음에 상기 실시예 32에서 설명한 구조를 가지는 액정소자의 제조방법을 설명한다. 이 액정소자를 제조하려면 먼저, 투명전극(62)이 형성된 기판(61)상에 2색성 색소(82)가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)의 소재 및 형성방법은 실시예 31와 동일하다. 계속해서, 종래 배향막으로서 사용하고 있던 소재를 상기 2색성 색소(82)가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)상에 표면에 요철형상이 전사되도록 도포한다. 이에 의하여 2색성 색소(82)가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)과 보호층(84)으로 된 내막(90)이 형성된다.

상기와 같이 형성한 기판(61)을 실시예 31와 동일한 조작에 의해 조립하여 액정소자를 형성한다.

본 실시예의 액정소자에 있어서는 실시예 31의 제조방법과 동일한 작용효과가 얻어졌다.

[실시예 34]

본 실시예의 액정소자가 실시예 30의 액정소자와 다른 점은 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)만으로 된 내막(69)의 표면에 형성되어 있는 요철형상이 제30도에 나타낸 바와 같이, 일방향에만 요철형상이 형성되어 있는 점과 내막(69)에 사용한 소재의 점이다.

본 실시예에서는 내막(69)을 이루는 2색성 색소로서 황색 색소 G232(니혼 가세이사 제품), 청색 색소 LSB(미쯔비시 가세이사 제품)를 1:1:1의 비율로 혼합한 것을 사용한다. 고분자 액정에는 하기에 나타낸 것을 사용한다.

일반식(10)

이 고분자 액정의 배향처리에 대하여 상세히 설명한다. 본 실시예의 내막(69)의 소재로서 사용한 고분자 액정을 분자적 레벨에서 본 경우, 측쇄에 있는 페닐기에 결합되어 있는 기는 전기음성도가 큰 것이 아니기 때문에 페닐기의 전자는 흘러갈 장소가 없고, 이 때문에, 이 측쇄의 저분자 액정기(68)의 전기적 쌍극자 모멘트는 분자축과 수직방향이 된다. 이 고분자 액정을 제40도에 나타낸 바와 같이, 기판(61)에 대하여 수직으로 자장을 걸므로써 배향처리하면 그 저분자 액정기(68)를 소정의 방향에 배향시킬 수 있다.

즉, 실시예 31과 마찬가지로, 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정을 도포한 후, 제32도에 나타낸 바와 같이, 기판(61)을 석영히터(80)로 150℃~250℃로 가열하면서 일방향으로 피치가 작은 사인파 형상의 요철이 형성된 스탬퍼(65)로 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)을 프레스하고, 이 표면에 스탬퍼(65)의 요철형상을 전사함과 동시에 영구자석(79)에 의하여 10³~10가우스의 자장(71)을 만들고, 고분자 액정의 저분자 액정기(68)를 60분에 걸쳐 배향처리한다.

본 실시예의 액정소자에 있어서는 실시예 31과 동일한 작용효과가 얻어졌다.

또한, 본 실시예에 있어서, 내막(69)에 사용된 2색성 색소 대신에 황색색소 G232(니혼 강꼬우사 제품), 적색 색소 LSR 405(미쯔비시 가세이사 제품), 청색 색소 LSB(미쓰비시 가세이사 제품)를 0.5:1:0.5의 비율로 혼합한 것을 사용해도 지장은 없다.

또, 내막(69)인 고분자 액정의 배향처리는 전장에 의하여 배향처리해도 지장은 없다. 이때의 전장의 조건은 10³~10⁵V/cm가 바람직하다.

[실시예 35]

제33도는 본 실시예의 액정소자를 나타낸 단면도이다. 이 액정소자가 상기 실시예 30과 다른 점은 박막트랜지스터(72)가 설치된 점과 이 박막 트랜지스터(72)의 상방에 화소전극(76)이 설치된 것이다.

본 실시예의 액정소자에서는 기판(61)상에 박막 트랜지스터(72)가 형성되어 있다. 그 위에는 레벨링층(73)이 형성되어 있다. 이 레벨링층의 상부에는 화소전극(76)이 형성되어 있다. 이 화소전극(76)과 박막 트랜지스터(72)의 소오스전극(74)은 레벨링층(73)의 콘택트홀(75)을 거쳐 접속되어 있다. 그리고 상기 화소전극(76)상에는 내막(85)이 형성되어 있다. 이 내막(85)은 하지층(77)과 그 위에 위치하는 2색성 색소(82)가 첨가된 고분자 액정으로 된 막(88)으로 형성되어 있다.

본 실시예의 액정소자에 있어서는 실시예 30과 동일한 효과가 얻어지는 외에 하기에 나타낸 효과가 얻어졌다.

종래의 박막 트랜지스터 액정소자는 제34도에 나타낸 바와 같이 박막 트랜지스터(72)와 화소전극(75)이 동일한 높이에 설치되어 있었기 때문에 고밀도로 할수록 화소전극(76)의 면적이 작아져 화면이 거친 것으로 되어 있었으나, 본 실시예의 액정소자에 있어서는 화소전극(76)이 박막 트랜지스터(72)의 상방에 설치되어 있기 때문에, 화소수를 많게 하고 고밀도화로 하여도 화면에 차지하는 화소면적을 줄일 필요가 없어 표시품질의 저하를 피할 수가 있다.

[실시예 36]

제41도는 본 실시예의 액정소자를 나타낸 단면도이다. 이 액정소자가 상기 실시예 30의 액정소자와 다른 점은 투명전극(62)상에 착색층(78)을 설치한 점이다.

본 실시예의 액정소자에서는 기판(61)상에 투명전극(62)이 형성되어 있다. 그 위에는 착색층(78)이 형성되어 있다. 이 착색층(78)의 상부에는 레벨링층(73)이 형성되고 다시 레벨링층(73)상에는 내막(85)이 형성되어 있다. 이 내막(85)은 2색성 색소가 첨가된 고분자 액정으로 된 층(88)과 하지층(77)으로 구성되어 있다. 또, 이 하지층(77)의 표면에는 실시예 30의 내막(69)과 동일한 요철이 형성되어 있다.

본 실시예의 액정소자에 있어서는 실시예 30과 동일한 작용효과가 얻어졌다.

본 발명의 배향막에 있어서는 제1의 방향에 따라 반복하는 요철형상과, 이 제1의 방향과 교차하는 제2의 방향에 따라 상기 제1의 방향에 따라 반복되는 요철형상의 피치보다도 긴 피치로 반복하는 요철형상을 가지는 것으로서,프레틸트각을 크게 함과 동시에 오더파라미터를 높인 것이다. 따라서, 배향성이 높아 본 발명의 배향막을 사용한 액정표시소자는 디스클리네이션이 발생하기 어렵다.

또, 제2의 방향에 따라 긴 피치로 반복하는 요철형상의 철부의 단면형상을 좌우 비대칭으로 함으로써 이 효과는 현저해진다.

또, 본 발명의 배향막의 제조방법에 있어서는 러빙처리나 사방증착에 의한 제조방법과 달리, 먼지발생이 수반되거나, 정전기가 발생할 문제가 없으며, 또 작성비용이 너무 많이 드는 등의 문제가 생기지 않아 제1의 방향 및 제2의 방향에 따른 요철을 형성할 수가 있다.

특히 니켈 스탬프를 사용하는 방법은 재현성이 좋고 명확하게 요철을 전사할 수가 있다.

또, 이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 액정의 배향막은 기판 본체상에 표면에 요철형상을 가지는 감광성 수지로 된 막을 가지고 있다. 또 본 발명의 액정의 배향막의 제조방법은 감광성 수지로 된 막을 기판 본체의 표면에 형성하고, 계속해서, 소정의 패턴으로 이 감광성 수지의 막을 감광시킨 후 현상함으로써 표면에 배향기능을 가지는 요철형상을 형성하는 방법이다.

이와 같은 액정의 배향막 및 그 제조방법에 의하면, 감광성 수지로 된 막의 표면에 소정의 패턴이 형성되기 때문에, 먼지나 정전기가 발생할 요인이 없어 양호한 기판을 형성할 수 있다. 또 이 형성방법에서는 반도체를 제조할 때에 사용되고 있는 리소그래피 기술로 요철형상을 형성하기 때문에 기판을 싼 값으로 또한 재현성 좋게 형성할 수 있다.

또, 본 발명의 LCD에 있어서는 기판상에 요철형상을 가지는 하지층을 형성하고, 그 위에 고분자 액정막을 형성하였기 때문에, 하지층위에 형성된 고분자 액정막을 등방성 액체까지 가열하고, 다시 서서히 네마틱상까지 제냉하면 고분자 액정막의 저분자 액정기 성분이 하지층의 요철형상에 따라 배향한다. 이와 같이 고분자 액정막의 저분자 액정기 성분이 일방향으로 배향하기 때문에, 이 막을 통과한 빛은 위상차를 발생시킨다. 이 위상차는 고분자 액정막의 막두께에 의해 제어가능하다.

이와 같이 본 바렴의 LCD에 있어서는 고분자 액정막에 STN형의 LCD에 착색해소를 목적으로 하여 설치되어 있는 위상차판으로서의 기능을 부여할 수 있어 위상차판을 기판상에 설치할 필요가 없게 되었다.

따라서 본 발명의 LCD에서는 생산효율을 향상시킬 수가 있었다.

또, 상기한 바와 같이, 본 발명의 LCD에서는 기판표면에 고분자 액정을 함유하는 액체를 도포함으로써 고분자 액정막을 형성할 수 있으므로, 종래 문제였던 위상차 판을 기판상에 설치할 때 미세하게 에지가 생긴다는 등의 일이 없어져, 이에 기인하는 정상광과 이상광에 대한 굴절율의 차에 불균일이라는 문제를 피할 수가 있었다.

따라서 본 발명의 LCD는 표시품질이 양호한 것이 되었다.

또, 이상 설명한 바와 같이 청구항 13의 액정소자는 고분자 액정으로 된 층을 가지며, 또한 내표면이 요철형상의 내막이 기판에 설치된 것이기 때문에 내막의 요철형상은 표시용 액정분자가 파고들어가 배향하는 배향막의 역할을 한다. 또 내막을 구성하는 고분자 액정으로 된 층과 고분자 액정을 배향처리함으로써, 고분자 액정의 저분자 액정기를 배향시키고, 내막에 광학필름의 기능을 부여할 수 있다. 이와 같이 하여 기판의 내면에 형성된 내막은 배향기능과 광학필름 기능의 양쪽을 갖게 된다.

따라서 청구항 13항의 액정소자에 있어서는 배향축 및 광학필름의 광학축을 기판의 단면을 공통의 기준으로 하여 형성할 수 있기 때문에, 양자의 축 맞춤을 정확하게 행할 수 있어, 보다 고능성의 표시품질을 갖는 액정소자가 되었다.

청구항 14항의 액정소자의 제조방법에 있어서는, 액정소자를 제조할 때, 기판상에 고분자 액정으로 된 층을 가지는 막을 형성하고, 이 막을 스탬퍼로 가열 프레스하여 막 표면에 요철형상을 전사함과 동시에, 자장 혹은 전장을 걸어 상기 고분자 액정을 배향처리한 후, 이 배향상태를 흐트리지 않고 고분자 액정을 경화시키기 때문에, 기판의 단면을 기준으로 하여 막에 요철형상을 형성함과 동시에 고분자 액정도 배향할 수 있다.

따라서, 청구항 14항의 액정소자의 제조방법에 의하면 기판의 단면이라는 동일한 기준에 의하여 배향축의 방향과 광학축의 방향을 결정할 수 있으므로 광학축의 방향을 배향축의 방향이 대하여 기판마다 편차없이 결정할 수 있어, 표시불균일이 적은 액정소자를 제조할 수 있다.

더구나, 배향기능을 가지는 막의 표면을 오염시키는 일도 없어 수율이 현저하게 향상된다.

Claims (10)

1. 제1방향으로 반복되는 요철형상과, 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로, 상기 제1방향으로 반복하는 요철형상의 피치보다 긴 피치로 반복하는 요철형상을 가지는 액정 배향막을 기판상에 배치한 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
2. 제1방향으로 반복되는 요철형상과, 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로, 상기 제1방향으로 반복되는 요철형상의 피치보다 긴 피치로 반복되는 요철형상을 가지는 형부재를, 표면에 수지가 형성되어 있는 기판 표면에 압압함으로써, 상기 기판 표면에 상기 형부재의 요철형상을 전사하여 액정 배향막을 기판상에 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
3. 제1방향으로 반복되는 요철형상을 가지는 제1형부재와, 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로, 상기 제1방향으로 반복되는 요철형상의 피치보다 긴 피치로 반복되는 요철형상을 가지는 제2형부재를 준비하고, 표면에 수지가 형성되어 있는 기판 표면에 먼저 제1형부재 또는 제2형부재를 압압함으로써, 상기 기판 표면에 상기 제1형부재 또는 제2형부재의 요철형상을 전사하고, 이어서, 제2형부재 또는 제1형부재를 압압하여 상기 기판 표면에 상기 제2 또는 제1형부재의 요철형상을 순차 전사하여 액정 배향막을 상기 기판상에 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 형부재에 형성된, 제2방향으로 긴 피치로 반복되는 요철 형상의 각 요부의 단면형상이 좌우 비대칭인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
5. 표면에 1층째의 감광성 수지가 형성되어 있는 기판에 최초의 홀로그래픽 노광을 가하고, 이것을 현상하여 1층째의 감광성 수지에 제1방향으로의 요철, 또는 제2방향으로의 요철을 형성하고; 그 위에 2층째의 감광성 수지를 다시 형성하여 2회의 홀로그래픽 노광을 가하고, 이것을 현상하여, 2층째의 감광성 수지에 1회에서 형성한 요철에 교차하는 제2방향으로 상기 제1방향으로 반복되는 요철 형상의 피치보다 긴 피치의 요철을 형성하거나, 또는 제1방향으로, 상기 제2방향으로 반복되는 요철형상의 피치보다도 짧은 피치의 요철을 순차 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 제2방향으로의 긴 피치의 철부의 단면형상을 이온비임 에칭에 의해 좌우 비대칭으로 형성하는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 배향막이 감광성 수지로 된 것임을 특징으로 하는 액정표시소자.
8. 기판상에 고분자 액정으로 된 층을 가지는 막을 형성하고, 이 막을 제1방향으로 반복되는 요철형상과, 상기 제1방향에 교차하는 제2방향으로, 상기 제1방향으로 반복되는 요철형상의 피치보다 긴 피치로 반복되는 요철형상을 표면에 가지는 스탬퍼로 가열프레스하여 막 표면에 요철형상을 형성함과 동시에, 자장 또는 전장을 걸어 상기 고분자 액정을 배향처리한 후, 이 배향상태를 유지시켜 상기 고분자 액정을 경화시키는 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.
9. 제1항에 있어서, 적어도 상기 제2방향으로 긴 피치로 반복하는 요철형상의 각 철부의 단면형상이 좌우 비대칭인 것을 특징으로 하는 액정표시소자.
10. 제3항에 있어서, 상기 형부재에 형성된, 제2방향으로 긴 피치로 반복되는 요철형상의 각 요부의 단면형상이 좌우 비대칭인 것을 특징으로 하는 액정표시소자의 제조방법.