KR980010519A - 배향막 형성방법 및 그 방법에 의해 형성된 배향막을 구비한 액정표시소자 - Google Patents

Abstract

본 발명에는 배향막 형성방법 및 그 방법에 의해 형성되는 배향막을 구비하고 있는 액정표시소자가 개시되어 있다. 본 발명의 배향막 형성방법에 따르면, 러빙처리에 앞서서 폴리이미드 수지막을 코팅함으로써 배향막의 열안정성과 기판에 대한 고정성이 크게 개선되어 열처리 공정으로 인해 발생되는 액정의 프리틸트 각도의 변화나 액정분자의 배향성의 파괴가 크게 감소될 수 있어 표시성능이 향상된 액정표시소자를 얻을 수 있다.

Description

배향막 형성방법 및 그 방법에 의해 형성된 배향막을 구비한 액정표시소자

제1도는 일반적인 액정표시소자의 단면도이다.

제2도는 액정분자와 배향표면(기판)과의 방위관계를 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 1' : 편광판 2, 2' : 기판

3, 3' : 전극 4, 4' : 절연층

5, 5' : 배향막 6 : 스페이서

7 : 액정층

[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]

본 발명은 배향막 형성방법 및 그 방법에 의해 형성된 배향막을 구비하고 있는 액정표시소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열적 안정성이 개선된 배향막의 형성방법 및 그 방법에 의해 형성된 배향막을 구비함으로써 액정분자의 배향이 안정화된 액정표시소자에 관한 것이다.

일반적으로 액정 (liquid crystal)이란 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비한 액체와 고체의 중간적 성질을 갖는 물질로서, 전계 또는 열에 의해 그 광학적 이방성이 변화될 수 있다. 이러한 성질을 이용한 것이 액정표시소자 (LCD:Liquid Crystal Display)로서, 플라즈마 디스플레이와 같은 발광장치와 더불어 평판 표시장치의 대표적인 것으로 알려져 있다.

제1도는 일반적인 액정표시소자의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 유리등으로 제조되는 상하, 한 쌍의 기판(2,2')의 상부에 ITO 등으로 투명전극(3,3')이 형성되어 있고, 상기 투명전극(13,17)의 상부에는 절연층(4,4')와 액정의 배향을 위한 배향막(14,16)이 차례로 형성되어 있으며, 상기 배향막(5,5') 사이에 스페이서(6)가 셀갭을 유지하고 있으며, 이 셀갭에 액정물질이 주입되어 액정층(7)을 이루고 있다. 상기 기판(2,2')의 바깥쪽에는 입사광 및 투과광의 편광을 위한 편광판(1,1')이 구비되어 있다.

제2도는 액정분자와 배향표면(기판)과의 방위관계를 나타내는 도면으로서 프리틸트 각도는 기판면과 액정 디렉터가 이루는 각을 말한다. 액정표시소자를 제작함에 있어서 액정의 프리틸트 각도를 적절한 범위로 조절할 수 있도록, 적합한 배향재료를 선택하거나 배향막 형성방법으로서 적절한 방법을 선택하는 것은 액정표시소자의 표시성능의 향상을 위해 필수적이다.

액정의 균일한 배향 상태는 단순히 액정을 상하 기판 사이에 끼우는 것만으로는 얻기 힘들다. 따라서 균일한 배향을 위해 기판에 배향막을 형성하는 것이 일반적이다.

배향막을 형성하는 방법으로서는 기판상에 형성된 폴리이미드 수지 등의 고분자 수지막을 천 등을 이용하여 한 방향으로 문지르는 러빙처리나 이산화규소를 경사증착하는 방법이 알려져 있다.

이중에서도 방법상의 용이성 등으로 인해 폴리이미드 수지의 러빙방법이 보다 일반적으로 사용되었다. 폴리이미드 수지의 러빙방법으로서, 종래에는 폴리이미드 수지로 형성된 배향막 조성물을 전극층이 형성되어 있는 기판상에 코팅한 다음 200-250℃에서 약 1시간 정도 열처리를 하여 배향막을 형성한다. 이어서, 액정층을 형성하기 위해서는 배향막이 형성된 기판상에 스페이서를 도포하여 소정의 셀갭을 유지한 채 상,하 기판을 접착시킨다음, 셀갭에 액정조성물을 주입하여 다시 100℃ 정도에서 열처리 한다. 그러나, 이 과정에서 액정의 종류에 따라 배향막에 손상이 발생되어 프리틸트각도 또는 배향 정도가 바람직하지 않게 변화될 수 있다.

[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 열안정성이 우수한 배향막 형성방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 열안정성이 우수한 배향막을 구비하고 있는 액정표시소자를 제공하는 것이다.

[발명의 구성 및 작용]

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 배향막 형성방법은, 전극이 형성되어 있는 상,하 기판상에 폴리이미드 수지를 코팅하여 열처리한 다음 열처리된 폴리이미드 수지막을 러빙처리함으로써 배향막을 형성하는 방법에 있어서, 상기 러빙처리에 앞서서 상기 열처리된 폴리이미드 수지막에 접착제를 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

상기 접착제로는 접착성을 가지고 있는 수지가 사용될 수 있으며, 그 중에서도 에폭시 수지가 바람직하게 사용된다. 이때, 에폭시 수지의 분자량은 10,000 내지 30,000인 것이 바람직하다.

본 발명의 배향막 형성방법에 있어서, 접착제는 폴리이미드 수지막 표면 1cm2당 1-10mg 코팅되는 것이 바람직한데, 그 이유는 접착제가 10mg/cm2를 초과하는 양으로 코팅되는 경우에는 접착성이 지나치게 커져서 러빙처리가 원활하지 않게 되고, 1mg/cm2 미만의 양으로 코팅되는 경우에는 접착제의 코팅효과가 바람직한 수준으로 나타나지 않기 때문이다.

바람직하기로는, 상기 접착제의 코팅은 고압분무법에 의해 이루어진다.

또한 상기 본 발명의 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 액정표시소자는, 상기 배향막 형성방법에 의해 형성된 배향막을 구비하고 있는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 배향막을 형성하는 단계에 있어서 러빙처리 이전에 폴리이미드 수지막에 접착제를 코팅하면 접착제가 폴리이미드 수지 체인을 일정한 방향으로 고정시킴으로써 액정 주입 후 열처리를 수행한 후에도 액정분자의 배향성이 초기와 같은 상태로 유지될 수 있고 프리틸트 각도도 바람직한 범위에서 유지될 수 있다.

이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 단, 하기 실시예들은 본 발명의 예시일뿐 본 발명의 범위를 이들로서만 제한하는 것은 아니다.

[실시예 1]

표면이 세정된 ITO 전극이 형성되어 있는 유리기판상에 폴리이미드 수지 (일산화학, RN715)를 도포하고 약 220℃에서 약 1시간 열처리하여 폴리이미드 수지막을 형성하였다. N-메틸피롤리돈(NMP)에 용해되어 있는 에폭시 수지 (알드리치, Z10)로 된 접착제 조성물을 고압하에 상기 폴리이미드 수지막에 분무 코팅한 다음 건조시키고 러빙처리를 실시하였다. 이때, 폴리이미드 수지막 표면 1cm2에 대한 에폭시 수지의 최종적인 코팅량이 1mg이 되도록 하였다. 이어서, 통상적인 방법에 따라 스페이서를 도포하고, 상,하 기판을 접착시킨 다음 기판 사이에 형성된 셀갭에 액정을 주입하여 약 100℃에서 약 25분간 열처리하였다.

액정표시소자를 완성한 다음, 크리스탈 로테이션 방법에 의해 프리틸트각도의 변화를 관찰하고 편광현미경하에서 액정층의 액정분자의 배향상태를 관찰하였다.

[실시예 2]

에폭시 수지의 최종적인 코팅량이 5mg/cm2이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1에 기재되어 있는 방법과 동일한 방법으로 액정표시소자를 제조한 다음 프리틸트 각도의 변화와 액정분자의 배향상태를 측정하였다.

[실시예 3]

에폭시 수지의 최종적인 코팅량이 10mg/cm2이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1에 기재되어 있는 방법과 동일한 방법으로 액정표시소자를 제조한 다음 프리틸트 각도의 변화와 액정분자의 배향상태를 측정하였다.

[비교예 1]

에폭시 수지를 코팅하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1에 기재되어 있는 방법과 동일한 방법으로 액정표시소자를 제조한 다음 프리틸트 각도의 변화와 액정분자의 배향상태를 측정하였다.

[비교예 2]

에폭시 수지의 최종적인 코팅량이 0.5mg/cm2이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1에 기재되어 있는 방법과 동일한 방법으로 액정표시소자를 제조한 다음 프리틸트 각도의 변화와 액정분자의 배향상태를 측정하였다.

[비교예 3]

에폭시 수지의 최종적인 코팅량이 15mg/cm2이 되도록 한 것을 제외하고는 실시예 1에 기재되어 있는 방법과 동일한 방법으로 액정표시소자를 제조한 다음 프리틸트 각도의 변화와 액정분자의 배향상태를 측정하였다.

그 결과, 실시예 1-3의 경우에는 프리틸트 각도의 변화가 거의 관찰되지 않았고 액정분자도 균일하게 배향됨으로써 배향성이 모두 우수한 것으로 나타났다. 반면, 비교예 1의 경우에는 액정분자의 배향이 파괴된 것으로 나타났는데, 즉 액정분자의 배향성이 균일하지 않았다. 또한, 프리틸트 각도도 바람직한 범위로 유지되지 않았다. 비교예 2의 경우에는 프리틸트 각도 및 액정분자의 배향상태가 모두 실시예 1-3의 경우에 비해 떨어지는 수준이었으며, 비교예 3의 경우에는 에폭시 수지의 다량 코팅으로 인하여 러빙처리가 원활하게 이루어질 수 없었다.

[발명의 효과]

이상 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 배향막 형성방법에 의하면, 러빙처리에 앞서서 접착제를 코팅함으로써 배향막의 열안정성과 기판에 대한 고정성이 크게 개선되어 액정표시소자의 제조과정 중 열처리 공정으로 인해 발생되는 액정의 프리틸트 각도의 변화나 액정분자의 배향성의 파괴가 크게 감소될 수 있다. 따라서, 표시성능이 향상된 액정표시소자를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 전극이 형성되어 있는 상,하 기판상에 폴리이미드 수지를 코팅하여 열처리한 다음 열처리된 폴리이미드 수지막을 러빙처리함으로써 배향막을 형성하는 방법에 있어서, 상기 러빙처리에 앞서서 상기 열처리된 폴리이미드 수지막에 접착제를 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 접착제가 폴리이미드 수지막 표면 1cm2당 1-10mg 코팅되는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 접착제가 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 에폭시 수지의 분자량은 10,000 내지 30,000인 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 접착제의 코팅은 고압분무법에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 배향막 형성방법.
6. 제1항 내지 5항 중 어느 한항에 따른 배향막 형성방법에 의해 형성되는 배향막을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시소자.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.