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KR100229198B1 - 부분편광된 광을 이용한 프리틸트의 결정방법 및 이를 이용한 액정셀의 제조방법 - Google Patents

부분편광된 광을 이용한 프리틸트의 결정방법 및 이를 이용한 액정셀의 제조방법 Download PDF

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KR100229198B1
KR100229198B1 KR1019970004280A KR19970004280A KR100229198B1 KR 100229198 B1 KR100229198 B1 KR 100229198B1 KR 1019970004280 A KR1019970004280 A KR 1019970004280A KR 19970004280 A KR19970004280 A KR 19970004280A KR 100229198 B1 KR100229198 B1 KR 100229198B1
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KR
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liquid crystal
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polarized light
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우정원
김경진
권순범
윤기혁
최영석
Original Assignee
구자홍
엘지전자주식회사
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Abstract

본 발명은 액정분자를 배열시키는 광배향법에서 광조사를 1회만 실시하여 배향축 방향과 프리틸트각 뿐 아니라, 하나의 프리틸트각 방향이 모두 결정이 되는 프리틸트 제어방법 및 이를 이용한 액정셀 제조방법을 제공하기 위해 제1기판과 제2기판에 배향막을 도포하는 단계; 배향막이 도포된 제1기판에 부분편광된 광을 제1기판과 제1각도로 조사하여 제1프리틸트를 결정하는 단계; 배향막이 도포된 제2기판에 부분편광된 광을 제2기판과 제2각도로 조사하여 제2프리틸트를 결정하는 단계; 상기한 제1기판과 제2기판을 일정한 간격을 두고 합착하는 단계; 및 상기한 제1기판과 제2기판의 사이에 액정을 주입하는 단계로 이루어진다.

Description

부분편광된 광을 이용한 프리틸트의 결정방법 및 이를 이용한 액정셀의 제조방법
본 발명은, 액정표시소자의 프리틸트(pretilt)의 제어방법 및 이를 이용한 액정셀의 제조방법에 관한 것으로, 특히 액정셀내의 액정분자의 배열상태인 프리틸트를 결정하는 광배향법에 있어서, 1회의 광조사로 안정한 배향성을 가진 액정분자의 배향축의 방향, 프리틸트각 방향 및 프리틸트각으로 결정되는 프리틸트를 제어하는 프리틸트 제어방법 및 이를 이용한 액정셀 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치는 일정한 간격을 두고 마주하도록 배치된 2개의 기판과 상기한 두 기판 사이에 주입되는 액정으로 이루어진다. 이 때, 액정은 단축과 장축에 대한 굴절율 이방성을 가지고 있으므로 액정표시장치의 균일한 밝기와 높은 콘트라스트 비(contrast ratio)를 얻기 위해서는 액정분자의 배열을 일정하게 제어하는 것이 필수적인 것이다. 이를 위해서, 액정셀을 이루는 기판면에 배향막을 도포하고 배향처리를 실시하여 도 1의 직각좌표계에서 나타낸 액정분자의 프리틸트를 결정하는 것이다. 도면에서, θ는 배향막 표면에서의 액정장축의 극각(polar angle)을 나타내는 것으로, 본 명세서에서는 프리틸트각(θ)이라 칭하고, Φ는 배향막 표면에서의 액정분자의 방위각(azimuthal angle)을 나타내는 것으로, 본 명세서에서는 프리틸트각 방향(Φ)이라 칭한다. 즉, 액정분자의 방향자(director: n)는 다음과 같이 표현되므로 프리틸트각(θ)과 프리틸트각 방향(Φ)을 결정하는 것으로 액정분자의 배열을 제어하는 것이 가능하다.
Figure kpo00001
액정셀의 모드는 상기한 액정분자의 배열을 전 기판에 거쳐서 제어하므로서 결정되는데, 상기한 액정의 배열에 따라, 평행(homogeneous), 경사(tilted), 수직(homeotropic), 트위스트(twisted) 및 하이브리드(hybrid)와 같은 모드로 나눌 수가 있고, 상기한 액정셀 내에서 전압인가에 따른 액정분자의 배열상태의 변화에 따라, 트위스트 네마틱(Twisted Nematic) 방식, 게스트-호스트(Guest-Host) 방식, 복굴절 제어(Electrically Controlled Birefringence) 구조의 액정셀 등으로 나뉜다.
상기한 배향막의 배향처리방법 중에서 현재 가장 흔한 방법이 러빙법이다. 상기한 방법은 도 2에서 나타난 바와 같이, 기판(11)에 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 배향막(12)을 도포한 후, 러빙포로 기계적인 마찰을 실시하여 상기한 배향막 표면에 일정한 프리틸트각(θp)을 가진, 균일한 미세홈(microgrooves)을 형성하는 것이다. 미세홈이 형성된 폴리이미드 배향막 표면과 액정분자 간의 상호작용으로 배향막 전표면에 걸쳐 원하는 방향으로 액정분자들을 일정하게 배향시키게 된다.
그러나, 상기한 러빙법은 러빙포의 마찰강도에 따라 배향막에 형성되는 미세홈의 형태가 달라지게 되어 이 미세홈에 의해 배열되는 액정분자의 배열이 일정하지 않으므로, 불규칙한 위상왜곡(random phase distortion)과 광산란(light scattering)이 발생하게 되어 액정디스플레이의 성능을 저하시킬 우려가 있다. 또한, 러빙처리시 먼지 및 정전기가 발생하여 기판에 영향을 미치고 수율이 저하되는 문제점이 발생한다.
상기한 문제를 해결하기 위해, 최근 제안되고 있는 방법 중의 하나가 광배향법이다. 이는 도 3(a)와 같이, 기판(11)에 광배향 물질로 이루어진 배향막을 도포하여 선형편광된 자외선을 조사하면, 자외선의 편광방향과 같은 방향쪽에 있는 광배향 물질의 사이드 체인 사이에서 크로스링킹(cross linking)이 발생되어, 배향막 표면에 이방성이 형성된다. 이 때, 배향축 방향은 상기한 광의 편광방향과 수직한 방향으로 결정이 되고, 상기한 배향축의 양 방향은 각각 프리틸트각 방향이 된다. 즉, 배향막의 입사된 선형편광된 자외선의 편광방향과 수직한 방향으로 2개의 프리틸트각 방향이 결정되는 것이다.
그러나 이 때, 서로 마주하는 2개의 프리틸트각 방향이 대칭적으로 형성되므로 이 대칭성을 깨뜨리고 프리틸트각의 크기를 결정하기 위해서, 도 3(b)와 같이 기판에 대해서 일정한 각도(θ)로 경사지게 다시 선형편광된 자외선을 조사하여 단일 방향성을 가진 소망의 프리틸트각 방향과 프리틸트각(θp)이 결정된 기판을 얻을 수가 있다.
이 광배향법은 러빙에 의한 배향법보다 여러가지 잇점을 가지고 있다. 즉, 러빙법과는 달리 배향막 표면에서 전하나 먼지가 발생되지 않으므로 정전기에 의한 수율의 감소가 없고, 배향막 전 표면에 원하는 배향축과 프리틸트각의 크기를 제어하는 것이 가능하여 균일하게 액정분자를 배열시킴으로서 러빙법에 의해 발생되는 위상왜곡이나 광산란과 같은 결점을 방지할 수 있다.
그러나, 이 방법은 하나의 프리틸트를 결정하기 위해서 2번의 광조사를 반복하여 실시하여야 하는 등 공정이 복잡하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 극복하기 위한 것으로, 1회의 광조사로 배향축의 방향을 결정할 뿐 아니라 프리틸트각 방향 및 프리틸트각이 결정되는 프리틸트 제어방법 및 이를 이용한 액정셀 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 배향축을 신뢰성 높게 선택할 수 있을 뿐 아니라 0°∼90°의 전 범위의 프리틸트각을 배향막에 조사되는 광에 대한 변화율을 제어하면서 선택할 수 있는 프리틸트 제어방법 및 액정셀 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명의 프리틸트 제어방법은, 폴리실록산과 같은 광반응성 중합체의 배향막을 기판에 도포하는 단계; 및 상기한 배향막에 부분편광된 광을 기판에 대해서 일정한 각도로 경사지게 조사하여 배향막에 프리틸트를 부여하는 단계로 구성된다. 이 때, 부분편광된 광의 편광도는 0∼0.99이고, 광은 자외선을 적용하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명은 첨부된 도면과 함께 자세히 설명되어진다.
도 1은, 액정분자의 방향자의 직각좌표계를 나타내는 도면.
도 2는, 종래의 러빙처리공정을 나타내는 도면.
도 3은, 종래의 광배향공정을 나타내는 도면.
도 4는, 광의 특성을 나타내는 도면.
도 5는, 본 발명의 부분편광된 광의 편광도를 측정하는 장치를 나타내는 도면.
도 6은, 편광도 차이에 따른 광조사에너지량과 프리틸트각과의 관계를 나타내는 도면.
도 7은, 본 발명의 광 조사에너지량과 프리틸트각과의 관계를 나타낸 도면.
도 8은, 본 발명의 광배향법으로 배향막에 프리틸트를 부여하는 공정의 일례를 나타내는 도면.
도 9는, 본 발명의 광배향법으로 적용가능한 배향모드의 예들을 나타내는 도면.
도 10은, 본 발명의 광배향법으로 적용가능한 액정셀모드의 예들을 나타내는 도면.
도 11은, 본 발명의 광배향법으로 제작된 액정셀 제작공정의 일례를 나타내는 도면.
도 12는, 본 발명의 광배향법으로 제작된 액정셀 제작공정의 다른 일례를 나타내는 도면.
본 발명에서 사용되는 부분편광된 광(partially polarized light)은 일반적으로 선편광된 광과 구분된다. 도 4(a)에서와 같이, 모든 광을 투과하는 투명판(7)을 통과한 비편광된 광은 입사된 광의 성분을 모두 가지고 투과할 수가 있다. 따라서 모든 방향에서 광의 강도가 동일하며, 특히, P축과 이에 수직한 S축을 통과한 광들의 강도가 동일한 원통형의 광으로 표현된다. 선편광된 광은 선편광판(17)을 통과하면, 도 4(b)에서 나타낸 바와 같이, 편광판의 주투과축(principle transmittance axis: P축)방향에서 진동하는 광(본 명세서에서는 P파라 칭한다)의 성분만이 남아있고, 상기한 주축과 수직한 축(S축)방향으로 진동하는 광(본 명세서에서는 S파라 칭한다)의 성분은 모두 소실되므로서 하나의 축상의 광(P파)으로 표현된다. 그러나, 부분편광된 광은 주투과축 이외의 방향에서 진동하는 광도 일정량 투과되므로서, 도 4(c)와 같이, P파의 강도가 최대가 되고 S파의 강도가 최소가 되는 타원형의 광으로 표현된다. 즉, 주투과축과 평행한 방향으로 진동하는 광의 강도(Ip: P파의 강도)가 최대의 강도(Imax)가 되고, 이 주투과축과 수직할수록 강도가 작아져 수직한 방향으로 진동하는 광의 강도(Is: S파의 강도)는 최소의 강도(Imin)가 된다.
따라서, 상기한 광들의 편광성분에 대한 강도의 비를 나타내는 편광도는 다음의 수학식 1에 나타낸 바와 같다.
[수학식 1]
Figure kpo00002
즉, 선편광된 광의 편광도는 편광판(17)을 통과한 광이 모두 P파 성분이고, S파 성분은 소실되었으므로, 그 편광도는 1이 되고, 비편광된 광은 P파성분과 S파 성분이 동일한 채로 투명판(7)을 통과하였으므로, 그 편광도는 0이 된다. 그러나, 부분편광된 광은 주축방향으로 진동하는 광의 강도(Ip)가 최대강도(Imax)를 가지고, 상기한 주축방향과 수직한 방향으로 진동하는 광의 강도(Is)가 최소강도(Imin)를 가지므로, 편광도는 이들 값의 차이에 따라 0 보다 크고, 0.99 보다 작게 된다.
이 때, 상기한 부분편광된 광은 부분편광판을 통과하므로서 얻어질 수가 있고, 주투과축으로 진동하는 광성분을 P파, 상기한 주투과축의 수직한 축으로 진동하는 광성분을 S파라 하는 경우에, P파의 전기장의 파고는 S파의 전기장의 파고보다 크다.
상기한 광선의 편광도를 측정하기 위한 장치는 도 5에 나타나 있다. 도 5(a)는 부분편광된 광선의 주투과축으로 진동하는 P파의 강도를 측정하기 위한 장치로, 광원(26)에서 발생된 비편광된 광선은 주투과축이 P방향인 부분편광판(27)을 통과하여 부분편광된 광이 된다. 이 부분편광된 광은 투과축이 P방향인 선형편광판(17)을 다시 통과한 후, 측정기(29)에 입사하여 P방향으로 진동하는 P파 성분의 강도(Ip)가 측정된다.
또한, 순수한 S파 성분의 강도(Is)를 측정하는 방법은 도 5(b)에 나타난 바와 같다. 광원(26)에서 발생된 일반 광선은 주투과축이 P방향인 부분편광판(27)에 통과하여 부분편광된 광이 되고, 다시 상기한 P방향과 수직인 S방향의 투과축을 가진 선편광판(17)에 통과한 후, 측정기(29)에 입사하면, S방향으로 진동하는 S파 성분의 강도(Is)만을 측정할 수 있다. 상기한 방법으로 편광도((Ip-Is)/(Ip+Is))를 구할 수 있다.
일반적으로, 상기한 편광도가 0.99 이상이면 선형편광된 광이라 하고, 그 이하이면 부분편광된 광이라 하는데, 본 발명에서는 상기한 편광도가 0＜편광도＜0.99인 부분편광된 광을 사용한다.
본 발명에서 배향막으로 사용되는 광반응 물질은 폴리실록산계 물질(polysiloxane based materials)로 다음과 같은 화학 구조식을 가지며, 그 예로서 폴리실록산 신나메이트의 화학구조식을 나타낸다.
폴리실록산신나메이트 Ⅰ:
Figure kpo00003
폴리실록산신나메이트Ⅱ:
Figure kpo00004
Z = OH, CH3, 또는 OH 및 CH3혼합물,
m = 10∼100,
l = 1∼11
L = 0 또는 1,
K = 0 또는 1,
X, X1, X2, Y = H, F, Cl, CN, CF3, CnH2n+1,OCnH2n+1(n=1∼10) 또는 혼합물.
상기한 광배향물질은 도 6에 나타난 바와 같이 광조사를 하지 않았을때, 형성되는 프리틸트각은 90°로 광을 조사할수록 프리틸트각이 작아지므로, 60°까지의 프리틸트각을 요구하는 수직배향구조를 Ⅱ영역의 광에너지 조사에 의해서 얻을 수가 있고, 0°∼10°의 프리틸트각을 요구하는 수평배향구조를 Ⅰ영역의 광에너지 조사에 의해서 얻을 수 있다. 또한, 이외의 에너지 영역의 광에너지를 배향막에 부여하므로서 틸트배향구조에 적절한 프리틸트각을 얻을 수가 있다.
또한, 본 발명의 부분편광된 광의 편광도에 따라, 프리틸트각 형성 민감도를 제어하는 것이 가능하다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 편광도가 클수록 본 발명의 배향막에서는 프리틸트각의 형성민감도가 크다. 따라서, 배향막의 프리틸트각 형성특징에 따라서 편광도에 의한 프리틸트각 형성 민감도를 제어하는 것이 가능하다.
본 발명의 부분편광된 광으로 본 발명의 폴리실록산계 물질의 배향막에 광배향을 실시하는 방법의 일례는 도 8에 나타나 있다. 도 8(a)는 스핀코팅(spin coating) 혹은 롤코팅(roll coating)과 같은 방법으로 상기한 폴리실록산계 물질의 배향막(22)을 도포한 기판에, 편광도가 0.67인 부분편광된 광선을 조사한다. 이 때, 광이 조사되는 방향은 상기한 기판(21)의 법선과 일정한 각도(θ)로 경사지게 조사하면, 상기한 부분편광된 광선의 P파 성분(⊙)이 P파의 편광방향과 수직한 방향으로 액정의 배향축 방향을 선택하게 되고, S파 성분(↔)이 경사방향에서 입사하게 되므로서, 광이 입사되는 방향의 프리틸트각 방향을 선택하게 된다. 또한, 프리틸트각은 본 발명의 배향막의 프리틸트각 형성특징에 따라 350mJ/㎠의 광에너지가 조사되면, 도 10(b)와 같은, 8°의 프리틸트각이 배향막(22)에 부여된다. 이 때, 부분편광된 광선이 기판에 입사되는 각도(θ)는 기판의 법선에 대해서 0°∼60°가 바람직하다.
상기한 부분편광된 광선을 배향막에 1회 조사하므로서, 광의 P파 성분에 의해 배향축을 안정하게 선택할 수가 있고, S파 성분이 경사방향에서 입사되므로서 프리틸트각 방향이 선택된다. 또한, 프리틸트각은 배향막의 광반응 물질인 폴리실록산계 물질의 특성으로, 상기한 부분편광된 광의 에너지에 의해 제어된다. 따라서, 상기한 부분편광된 광의 편광도에 따라, 편광도가 커질수록 배향축 선택의 안정성을 부여하는 배향력이 커지고, 편광도가 작을수록 광에너지에 대해 프리틸트각의 변화율이 작아진다.
상기한 배향력과 프리틸트 변화율의 특징은 서로 상관관계(trade-off)에 있으므로, 배향물질에 따라 적절한 편광도를 적용하는 것이 바람직하다.
상기한 광배향 방법을 도 9에 나타난 여러 가지 배향모드에 적용하는 것이 가능하다. 즉, 도 9(a)에 나타난 수평배향모드는 상기한 부분편광된 광을 Ⅰ영역의 광에너지가 되도록 조정하여 배향막에 부여하므로서, 0°∼10°의 프리틸트 각을 얻을 수가 있고, 도 9(b)에 나타난 수직배향모드는 상기한 부분편광된 광을 Ⅱ영역의 광에너지가 되도록 조정하여 배향막에 부여하므로서, 60°∼90°의 프리틸트 각을 얻을 수가 있다. 도 9(c)에 나타난 틸트배향모드는 상기한 부분편광된 광을 Ⅰ영역과 Ⅱ영역을 제외한 에너지 영역의 광에너지를 배향막에 부여하므로서, 10°∼60°의 프리틸트 각을 얻을 수가 있다.
상기한 광배향공정으로 액정셀을 제작하는 방법은 다음에 나타난 바와 같다. 상하기판으로 준비된 배향막이 도포된 기판에 부분편광된 광선을 기판에 대해서 경사로 조사하여, 프리틸트가 결정된 기판을 일정한 거리를 두고 다른 기판과 합착하여 빈 셀로 제작한다. 상기한 빈 셀에 액정을 주입하므로서 액정셀을 제작하는 것이 가능하고, 이 때의 프리틸트로 액정분자의 배열을 결정하게 된다. 상기한 상하 기판에 결정된 각각의 프리틸트각 방향에 따라서, 도 10에 나타난 다양한 모드의 액정셀에 적용하는 것도 물론 가능하다. 상기한 프리틸트각 방향이 도 10(a)와 같이, 상하기판 사이에서 서로 수직이면 액정분자는 액정셀 내에서 트위스트된 구조를 가지게 되고, 서로 평행하다면 도 10(b)와 같은 스프레이 구조 또는 도 10(c)와 같은 밴드구조를 가지게 되고, 또한, 프리틸트각 방향이 서로 역방향으로 평행하다면 전체적으로 평행한 구조를 가지게 되어 도 10(d)와 같은 구조를 가지게 되는데, 이 때, 상하기판에서 동일하게 프리틸트각이 0°∼10°라면 수평배향모드에 적용할 수가 있고, 60°∼90°라면, 수직배향모드에 적용할 수가 있다. 또한, 도 10(e)와 같이, 상하 기판 어느 한 기판의 프리틸트각이 0°∼10°이고, 이에 마주하는 다른 기판이 60°∼90°라면, 하이브리드 모드의 액정셀에 적용하는 것이 가능하다.
상기한 바와 같이, 본발명은 부분편광된 광으로 광배향을 상하판에 각각 실시하므로서, 부분편광된 광의 P파 성분의 방향과 입사방향에 따라서 모든 방향의 프리틸트각 방향을 제어할 수가 있고, 상기한 광의 조사에너지를 제어하므로서 모든 범위의 프리틸트각을 조절할 수 있으므로, 다양한 모드의 액정셀에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 한 기판에는 광배향물질을 도포하여 상기한 광배향처리를 실시하여 프리틸트를 결정하고, 다른 기판에는 폴리이미드와 같은 러빙에 적당한 배향막을 도포하여 러빙처리를 실시하여 프리틸트를 결정하는 것도 가능하다.
상기한 방법으로 얻어진 액정셀은 단일 도메인에 의한 시야각 의존성을 가지게 되므로, 그 시야각에 따른 계조표시의 반전이 일어나게 된다. 따라서, 상기한 액정셀의 각 화소마다 도메인을 나누어 각기 다른 프리틸트를 부여하므로서, 모든 방향에서의 시야각에서 반전이 없는 멀티도메인 액정셀을 제조하는 것이 의미가 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 광배향방법을 적용하여 멀티도메인 액정셀의 일례인 2-도메인 트위스티트 네마틱(Two-domain Twisted Nematic) 액정셀을 제작하는 공정은 도 11에 나타나 있다. 도 11(a)는 제1기판(21)에 도포된 제1배향막(22)의 제2도메인(Ⅱ)을 마스크(23)로 블록킹을 한 후, 부분편광된 광을 기판에 대해서 θ1의 각도로 경사지게 조사하면, 제1도메인(Ⅰ)에 제1프리틸트가 결정된다. 도 11(b)에서 상기한 마스크(23)를 제1도메인(Ⅰ)의 위치에 이동한 후, 부분편광된 광을 θ2의 각도로 경사지게 조사하면 제1배향막(22)의 제2도메인(Ⅱ)에 제2프리틸트가 결정되어 제1기판(21)에 2도메인이 형성된다. 제2기판에 동일한 방법으로, 부분편광된 광의 경사입사각도를 제어하여 서로 다른 제3 및 제4프리틸트를 도 11(c)과 같이 결정하여 준비한다. 상기한 프리틸트가 결정된 제1기판과 제2기판을 배향막이 마주하도록 합착한 후, 액정을 주입하면 각 도메인의 주시야각 방향이 다른 도 11(d)의 액정셀이 얻어진다. 도면에서, 실선은 제1기판의 프리틸트각 방향을 나타내는 것이고, 점선은 제2기판의 프리틸트각 방향을 나타내는 것이며, 점은 주시야각의 방향을 나타내는 것이다. 이 액정셀에 계조표시전압을 인가하면, 두 도메인의 프리틸트에 따라서 각 도메인의 액정방향자가 서로 반대방향으로 경사지게 되어 각 도메인에 따른 평균 광투과율이 보상되어 시야각이 넓어지게 된다.
또한, 상기한 2도메인 액정셀 보다 시야각이 더 넓은 4도메인 TN 액정셀의 제조공정은 도 12에 나타난 바와 같다. 도 12(a)는 제1기판(21)에 도포된 제1배향막(22)의 제2도메인(Ⅱ), 제3도메인(Ⅲ) 및 제4도메인(Ⅳ)을 마스크(23)로 블록킹을 하고 개구부의 위치를 제1도메인(Ⅰ)에 놓고, 부분편광된 광을 기판(21)에 대해서 θ1의 각도로 경사지게 조사하면, 제1도메인(Ⅰ)에 제1프리틸트가 결정된다. 도 12(b)는 도 12(a)의 A-A'선을 따라 그린 단면도로, 제1프리틸트를 제1도메인에 부여되는 것을 나타낸다. 도 12(c)는 상기한 마스크(23)의 개구부를 제2도메인(Ⅱ)의 위치에 이동한 후, 부분편광된 광을 θ2의 각도로 경사지게 조사하면 제1배향막(22)의 제2도메인(Ⅱ)에 제2프리틸트가 결정되고, 도 12(d)는 도 12(c)의 B-B'선을 따라 그린 단면도로 제2도메인에 제2프리틸트가 결정된 것을 나타낸다. 도 12(e)∼도 12(h)에서는 제3도메인(Ⅲ)과 제4도메인(Ⅳ)에 각각 제3프리틸트와 제4프리틸트를 결정하여 제1기판(21)에 4도메인이 형성되는 것을 나타낸다. 상기한 도 12(f)는 도 12(e)의 C-C'선을 따라 그린 단면도이고, 도 12(h)는 도 12(g)의 D-D'선을 따라 그린 단면도이다.
제2기판에 상기한 방법과 동일한 광배향법으로, 부분편광된 광의 경사입사각도를 제어하여 서로 다른 제5, 제6, 제7 및 제8프리틸트를 도 12(i)와 같이 결정하여 준비한다. 상기한 프리틸트가 결정된 제1기판과 제2기판이 마주하도록 합착한 후, 액정을 주입하면 각 도메인의 주시야각 방향이 다른 도 12(j)의 액정셀이 얻어진다. 도면에서, 실선은 제1기판의 프리틸트방향을 나타내는 것이고, 점선은 제2기판의 프리틸트방향을 나타내는 것이며, 점은 주시야각의 방향을 나타내는 것이다. 이 액정셀에 계조표시전압을 인가하면, 두 도메인의 프리틸트에 따라서 각 도메인의 액정방향자가 서로 반대방향으로 경사지게 되어 간단한 방법으로 시야각이 개선된 4도메인 액정셀을 얻는 것이 가능하다.
상기한 멀티도메인 액정셀 제조공정에서 상기한 TN모드의 액정셀 이외에, 모노도메인의 액정셀과 같이, 다양한 모드의 멀티도메인 액정셀이 가능하다. 예를 들면, 제1기판은 하나의 프리틸트각 방향이 결정되어 있고, 제2기판은 2개의 프리틸트각 방향이 결정되는 C-TN(Complementary Twisted Nematic) 액정셀, 또는 각 도메인의 프리틸트각 방향은 같지만, 도메인의 프리틸트각의 크기가 다름으로서, 평균 프리틸트가 다른 DDTN(Domain Divided Twisted Nematic)액정셀과 같은 다양한 모드의 액정셀에 적용하는 것이 물론 가능하다.
상기한 방법에 의한 액정셀의 프리틸트 제어방법에 있어서, 1회의 부분편광된 광을 조사하므로서 액정표시소자를 이루는 액정분자의 배열을 결정하는, 배향축의 방향, 프리틸트각 방향 및 프리틸트각으로 이루어진 프리틸트가 제어됨으로써 제조공정수를 종래의 공정수에 비해 최고 1/2로 단축할 수 있게 된다. 또한, 부분편광된 광의 편광도를 조절하여 배향축을 신뢰성 높게 선택할 수 있을 뿐 아니라, 0°∼90°의 전 범위의 프리틸트각을 광에 대한 변화율을 제어하면서 선택할 수 있게 되어 전체 공정에 대한 규제력을 높일 수가 있게된다. 따라서, 전체 제조공정 시간을 단축할 수가 있고, 여러 가지 모드의 액정셀에 적용할 수가 있는 배향방법이다.

Claims (30)

  1. 기판에 배향막을 도포하는 단계, 및
    상기한 기판에 부분편광된 광을 기판과 일정한 각도로 경사지게 조사하여 일정한 프리틸트를 결정하는 단계로 이루어지는 액정셀 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1기판과 일정한 거리를 두고 제2기판을 합착하는 단계; 및
    상기한 제1기판과 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 단계로 이루어진 액정셀 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기한 제2기판에 배향막이 도포되는 단계; 및
    상기한 배향막에 부분편광된 광이 상기한 제2기판에 대해서 경사진 방향에서 조사되는 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기한 배향막이 폴리실록산계 물질인 것을 특징으로하는 액정셀 제조방법.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기한 부분편광된 광의 편광도가 0∼0.99인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기한 광이 자외선인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기한 광이 기판에 경사입사하는 각도가 기판의 법선에 대해서 0°∼60°인 것을 특징으로 하는 프리틸트 제어방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기한 액정이 상기한 배향막들과의 상호작용에 의해서 0°∼90°의 프리틸트각의 범위에서 선택되어지는 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기한 액정의 프리틸트각이 0°이상, 10°미만인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기한 액정의 프리틸트각이 60°이상, 90°미만인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  11. 제2항에 있어서, 상기한 액정이 인접한 액정분자 사이에서 평행한 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  12. 제2항에 있어서, 상기한 액정이 인접한 액정분자 사이에서 트위스트되는 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  13. 제2항에 있어서, 상기한 액정이 인접한 액정분자 사이에서 하이브리드되는 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  14. 제2항에 있어서, 상기한 액정이 인접한 액정분자 사이에서 수직된 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  15. 제1기판에 배향막을 도포하는 단계;
    배향막이 도포된 제1기판의 일부영역에 부분편광 광을 제1기판과 제1각도로 경사지게 조사하여 제1프리틸트를 형성하는 단계; 및
    배향막이 도포된 제1기판의 상기한 제1프리틸트가 형성된 일부영역 이외의 영역에 부분편광 광을 제1기판과 제2각도로 경사지게 조사하여 제2프리틸트를 형성하는 단계로 이루어진 액정셀 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기한 제1기판과 일정한 거리를 두고 제2기판을 합착하는 단계; 및
    상기한 제1기판과 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 단계로 이루어진 액정셀 제조방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기한 제2기판에 배향막을 도포하는 단계;
    배향막이 도포된 제2기판의 일부영역에 부분편광된 광을 제2기판과 제3각도로 경사지게 조사하여 제3프리틸트를 형성하는 단계; 및
    배향막이 도포된 제2기판의 상기한 제1프리틸트가 형성된 일부영역 이외의 영역에 부분편광 광을 제2기판과 제4각도로 경사지게 조사하여 제4프리틸트를 형성하는 단계를 추가로 구성하여 이루어진 액정셀 제조방법.
  18. 제15항 또는 제17항에 있어서, 상기한 배향막이 폴리실록산계 물질을 포함하는 것을 특징으로하는 액정셀 제조방법.
  19. 제15항 또는 제17항에 있어서, 상기한 부분편광된 광의 편광도가 0∼0.99인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  20. 제15항 또는 제17항에 있어서, 상기한 광이 자외선인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  21. 제15항 또는 제17항에 있어서, 상기한 광이 기판에 경사입사하는 각도가 기판의 법선에 대해서 0°∼60°인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  22. 제15항 또는 제17항에 있어서, 상기한 도메인을 나누는 수단이 마스크인 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  23. 제1기판에 배향막을 도포하는 단계;
    배향막이 도포된 제1기판의 제1영역에 부분편광 광을 제1기판과 제1각도로 경사지게 조사하여 제1프리틸트를 형성하는 단계;
    배향막이 도포된 제1기판의 제2영역에 부분편광 광을 제1기판과 제2각도로 경사지게 조사하여 제2프리틸트를 형성하는 단계;
    배향막이 도포된 제1기판의 제3영역에 부분편광 광을 제1기판과 제3각도로 경사지게 조사하여 제3프리틸트를 형성하는 단계; 및
    배향막이 도포된 제1기판의 제4영역에 부분편광 광을 제1기판과 제4각도로 경사지게 조사하여 제4프리틸트를 형성하는 단계로 이루어진 액정셀 제조방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기한 제1기판과 일정한 거리를 두고 제2기판을 합착하는 단계; 및
    상기한 제1기판과 제2기판 사이에 액정층을 형성하는 단계로 이루어진 액정셀 제조방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기한 제2기판에 배향막을 도포하는 단계;
    배향막이 도포된 제2기판의 제1영역에 부분편광 광을 제2기판과 제5각도로 경사지게 조사하여 제5프리틸트를 형성하는 단계;
    배향막이 도포된 제2기판의 제2영역에 부분편광 광을 제2기판과 제6각도로 경사지게 조사하여 제6프리틸트를 형성하는 단계;
    배향막이 도포된 제2기판의 제3영역에 부분편광 광을 제2기판과 제7각도로 경사지게 조사하여 제7프리틸트를 형성하는 단계; 및
    배향막이 도포된 제2기판의 제4영역에 부분편광 광을 제2기판과 제8각도로 경사지게 조사하여 제8프리틸트를 형성하는 단계를 추가하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정셀 제조방법.
  26. 제23항 또는 제25항에 있어서, 상기한 배향막이 폴리실록산계 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정셀 제어방법.
  27. 제23항 또는 제25항에 있어서, 상기한 부분편광된 광의 편광도가 0∼0.99인 것을 특징으로 하는 액정셀 제어방법.
  28. 제23항 또는 제25항에 있어서, 상기한 광이 자외선인 것을 특징으로하는 액정셀 제어방법.
  29. 제23항 또는 제25항에 있어서, 상기한 광이 기판에 경사입사하는 각도가 기판의 법선에 대해서 0°∼60°인 것을 특징으로 하는 액정셀 제어방법.
  30. 제23항 또는 제25항에 있어서, 상기한 도메인을 나누는 수단이 마스크인 것을 특징으로 하는 액정셀 제어방법.
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