KR100258847B1 - 액정배향막과 그 제조방법 및 그것을 이용한 액정표시장치와 그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명전극을 형성한 유리기판(1)의 표면에 에너지 빔 감응성 수지(예를들면, 감광성 수지)로써, 노보렉 수지를 주성분으로 하는 나프토퀴논디아지드계의 감광제가 배합된 포지레지스트를 0.1-0.2㎛의 두께로 도포 건조하고, 감광성막을 형성했다. 다음에 마스크를 이용하여 자외선(365nm)으로 노광하고, 노광부(2′)에서는 공기중의 수분과 레지스트가 반응하여 -COOH기를 생성한다. 여기에 CH₃(CH₂)₁₈SiCl₃을 탈염산 반응시켜, 단분자막의 탄소고리(8)를 포함하는 화학흡착 단분자막(6)을 형성하여, 액정배향막으로 한다. 이에따라, 러빙처리를 필요로 하지않고, 액정표시 패널에서 사용되는 배향막을 고능율로 균일하고 얇게 작성하는 방법 및 그것을 이용한 표시 패널을 제조하는 방법을 제공한다.

Description

액정배향막과 그 제조방법 및 그것을 이용한 액정표시장치와 그 제조방법

종래, 컬러 액정표시 패널은 매트릭스상으로 배치된 대향전극을 형성한 2개의 기판사이에, 폴리비닐 알콜이나 폴리이미드 용액을, 스피너등으로 회전 도포하여 형성한 액정배향막을 통하여 액정을 봉입한 장치가 일반적이었다.

예를들면, 미리 제1 유리 기판상에 화소전극을 가진 박막 트랜지스터(TFT)어레이를 형성한 것과, 제2 유리 기판상에 다수개의 적청록의 컬러 필터가 형성되며, 또한 그 위에 공통투명전극이 형성된 것, 각각의 전극면에 폴리비닐 알콜이나 폴리이미드 용액을 스피너를 이용하여 도포하여 피막 형성한 후, 러빙을 행하여 액정 배향막을 형성하고, 스페이서를 통하여 임의의 갭으로 대향하도록 접착 조립한 후, 액정(트위스트 네마틱(TN)등)을 주입하여 패널 구조를 형성한 후, 패널의 안밖에 편광판을 설치하고, 이면에서 백 라이트를 조사하면서 TFT를 작동시켜 컬러화상을 표시하는 디바이스가 제안되고 있다.

그러나, 종래의 배향막의 작성은 폴리비닐 알콜이나 폴리이미드를 유기용매에 용해시켜, 회전 도포법등을 이용하여 도포 형성한 후, 펠트도포등을 이용하여 러빙을 행하는 방법이 이용되었기 때문에, 표면 단차부나 대면적 패널(예를들면 14인치 디스플레이)에서는 배향막의 균일성이 나쁘다는 큰 문제점이 있었다. 또한, 러빙을 행하기 때문에, TFT에 결함이 발생되거나, 러빙함으로써 발생하는 먼지가 표시결함을 발생시키는 원인도 되었다.

본 발명은 액정을 이용한 화상표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 TV화상이나 컴퓨터 화상등을 표시하는 액정을 이용한 평면표시 패널에 이용하는 액정배향막 및 그 제조방법 및 그것을 이용한 액정표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 실시예1의 액정배향막 제작의 노광공정을 설명하기 위한 단면 개념도,

도2는 도1의 A 부분을 분자 레벨까지 확대한 개념도이고, 노광에 의해 기판표면에 형성된 -COOH기 부분을 표시하며,

도3은 도1의 A 부분을 분자레벨까지 확대한 개념도이고, 화학흡착막이 형성된 친유성(親油性)의 표면부분을 표시하며,

도4는 본 발명의 실시예1에서 제작한 액정배향막을 이용하여 제작한 액정 셀내의 액정 배향상태를 표시하는 단면 개념도,

도5는 본 발명의 실시예2의 액정 배향막 제작의 노광공정을 설명하기 위한 단면개념도,

도6은 도5의 B 부분을 분자 레벨까지 확대한 개념도이고, 노광에 의해 기판표면에 형성된 -COOH기 부분을 도시하며,

도7은 동 도면5의 B부분을 분자 레벨까지 확대한 개념도이고, 화학흡착막이 형성된 친유성의 표시부분을 표시하고,

도8은 본 발명의 실시예2의 제2회째의 노광에 의해 새롭게 카복실기를 생성하는 공정을 설명하기 위한 도면,

도9는 실시예2의 배향이 다른 화학흡착막이 2종 형성된 상태를 설명하기 위해 이용한 액정배향막의 절단 개념도,

도10은 본 발명의 실시예3의 실록산 단분자막이 형성된 상태를 설명하기 위해 분자레벨까지 확대한 단면 개념도,

도11은 본 발명의 실시예4에서 액정표시장치 제조를 설명하기 위한 단면 개념도,

도12는 본 발명의 실시예5의 단분자 막상의 액정 배향막 제작에 이용하는 화학흡착공정을 설명하기 위한 단면 개념도,

도13은 동, 단분자막상의 액정 배향막 제작의 세정공정을 설명하기 위한 단면개념도,

도14는 동, 용매 세정후의 단분자 막상의 액정배향막내의 분자배향상태를 설명하기 위해 단면을 분자레벨까지 확대한 개념도,

도15는 본 발명의 실시예6의 광노광에 의해 흡착된 분자를 재배향시키기 위해 이용한 노광공정의 개념도,

도16은 동, 광배향후의 단분자 막상의 액정배향막내의 분자배향상태를 설명하기 위한 개념도,

도17은 동, 광배향후의 화학흡착 단분자막의 분자배향상태를 설명하기 위해 단면을 분자레벨까지 확대한 개념도,

도18은 본 발명의 실시예8의 클로로실란 단분자막이 형성된 상태(공기중의 수분과의 반응전)를 설명하기 위해 분자 레벨까지 확대한 단면 개념도,

도19는 본 발명의 실시예8의 실록산 단분자막이 형성된 상태를 설명하기 위해 분자레벨까지 확대한 단면개념도,

도20은 본 발명의 실시예9에서 액정표시장치 제조를 설명하기 위한 단면 개념도,

도21은 본 발명의 실시예11에서 끌어올림방향에 대해 수직방향으로 측정한 FTIR의 흡수 스펙트럼을 표시하고,

도22는 본 발명의 실시예11에서 끌어올림방향에 대해 평행방향으로 측정한 FTIR의 흡수 스펙트럼을 표시하고,

도23은 본 발명의 실시예12의 단분자 막상의 액정배향막 제작에 이용하는 화학흡착 공정을 설명하기 위한 단면개념도,

도24는 단분자 막상의 액정배향막 제작의 세정공정을 설명하기 위한 단면개념도,

도25는 용매 세정후의 단분자 막상의 액정배향막내의 분자배향상태를 설명하기 위해 단면을 분자레벨까지 확대한 개념도,

도26은 광노광에 의해 흡착된 분자를 재배향시키기 위해 이용한 노광공정의 개념도,

도27은 광배향후의 단분자 막상의 액정배향막내의 분자배향상태를 설명하기 위한 개념도,

도28은 광배향후의 화학흡착 단분자막의 분자배향상태를 설명하기 위해 단면을 분자레벨까지 확대한 개념도,

도29는 본 발명의 실시예13의 클로로실란 단분자막이 형성된 상태(공기중의 수분과의 반응전)를 설명하기 위해 분자 레벨까지 확대한 단면 개념도,

도30은 본 발명의 실시예13의 실록산 단분자막이 형성된 상태를 설명하기 위해 분자레벨까지 확대한 단면 개념도,

도31은 본 발명의 실시예14에서 액정표시장치 제조를 설명하기 위한 단면 개념도,

도32는 본 발명의 실시예18의 액정배향막의 제조공정 단면도,

도33은 본 발명의 실시예18의 액정배향막중의 감광성과 열경화성 수지의 분광감도특성을 도시하는 도면,

도34는 본 발명의 실시예19의 액정표시 디바이스의 단면도이다.

본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하기 위해, 종래와 같은 러빙 처리를 필요로 하지 않고 액정표시 패널에서 사용되는 배향막을 고능율로 균일하고 얇게 작성하는 방법 및 그것을 이용한 표시 패널을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명의 첫번째 액정배향막은 직쇄상의 탄소고리 및 Si를 가지는 실란계 계면활성제가 소정의 기판표면에 형성된 에너지 빔 조사에 의해 활성수소를 포함하는 관능기를 생성하는 에너지 빔 감응성의 수지막을 통하여 화학흡착되며, 또한 상기 직쇄상 탄소고리가 특정방향으로 배향하는 피막인 것을 특징으로 한다.

상기 액정배향막에서는, 계면활성제로 이루어지는 피막이 줄무늬상의 패턴으로 상기 기판표면에 공역결합을 통하여 에너지 빔 감응성의 수지막에 고정되는 것이 바람직하다. 이에따라, 일축 배향성이 우수한 액정배향막을 얻을 수 있다.

또한 상기 액정배향막에 있어서는, 상기 고정된 계면활성제로 이루어지는 피막이 실로키산 결합을 가지는 피막을 통하여 에너지 빔 감응성의 수지막에 고정되는 것이 바람직하다. 이에따라, 내박리성, 즉 밀착성이 향상하여 바람직하다.

또한 상기 액정배향막에 있어서는, 실란계 계면활성제가 직쇄상 탄화수소기와 클로로실릴기를 포함하는 클로로실란계의 계면활성제인 것이 바람직하다. 실란계 계면활성제로써는 분자말단에 클로로실릴기(SiCl)나 알콕실릴기(SiOA, A는 알킬기)나 이소시아네이트실릴기(SiNCO)를 포함하는 물질을 이용할 수 있는데, 그중에서도 클로로실란계의 계면활성제를 이용하면, 기재에 실록산(siloxane) 결합을 통하여 공유 결합한 배향막을 효율좋고 용이하게 제작할 수 있다.

또한 상기 액정배향막에 있어서는, 클로로실란계의 계면활성제의 직쇄상 탄화수소기의 일부가 적어도 불소원자로 치환되는 것이 바람직하다. 이에따라, 배향막으로써의 임계표면 에너지를 작게 할 수 있고, 따라서 액정의 응답성능을 향상시킬 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 액정배향막에서는 직쇄상 탄화수소기와 클로로실릴기를 포함하는 클로로실란계의 계면활성제로써의 분자길이가 다른 다수종의 클로로실란계 계면활성제를 혼합하여 이용하는 것이 바람직하다. 이에따라 분자 레벨로 표면이 凸凹인 피막을 형성할 수 있고, 분자레벨로 액정의 배향각(프리틸트각)을 제어할 수 있는 액정배향막이 된다.

본 발명의 두번째 액정배향막은 원하는 전극을 형성한 기판표면에 형성된 단분자 막상의 피막으로써, 상기 피막을 구성하는 분자가 원하는 경사를 가지고 특정방향으로 향하여 상기 기판표면에 일단으로 결합 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기 액정배향막에 있어서는, 분자의 원하는 경사가 기판에 피막을 구성하는 분자를 공유결합에 의해 고정한 후, 상기 분자를 유기용제로 세정후 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거에 의해 형성한 것이 바람직하다.

또한 상기 액정배향막에 있어서는, 피막을 구성하는 분자가 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하는 것이 바람직하다. 이에따라 피막의 배향성을 향상할 수 있어 좋다.

또한, 상기 액정배향막에 있어서는, 탄소고리의 일부의 탄소가 광학활성을 가지는 것이 바람직하다. 이에따라, 광조사로 피막의 배향성을 향상시켜 바람직하다.

또한, 상기 액정배향막에 있어서는, 피막을 구성하는 분자의 양단에 Si를 포함하는 것이 바람직하다. 이에따라 피막을 기판에 강고하게 결합할 수 있어 바람직하다.

또한, 상기 액정배향막에 있어서는, 피막을 구성하는 분자가 분자길이가 다른 다수종의 화학흡착분자가 혼합되어 형성되며, 고정된 피막이 분자길이 레벨로 凸凹인 것이 바람직하다. 이에따라, 액정의 틸트각을 제어할 수 있어 바람직하다.

본 발명의 세번째의 액정배향막은 원하는 전극을 형성한 기판표면에 형성된 단분자 막상의 피막이고, 상기 피막을 구성하는 분자가 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하고, 상기 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 적어도 일부에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 적어도 한개 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와같은 액정배향막을 제작함으로써, 종래와 같은 러빙을 이용하지 않아도, 배향막의 임계표면 에너지를 제어하여 주입되는 액정의 프리틸트각도를 제어할 수 있고 액정을 임의의 방향으로 배향시킬 수 있는 기능을 가지는 배향막을 제공할 수 있다.

상기 액정배향막에 있어서는, 피막을 구성하는 분자로써 임계표면 에너지가 다른 다수종의 실란계 계면활성제를 혼합하여 이용하고, 고정된 피막이 원하는 임계표면 에너지값이 되도록 제어되는 것이 바람직하다. 이에따라, 액정의 프리틸트각을 제어할 수 있어 바람직하다.

또한 상기 액정배향막에 있어서는, 표면 에너지를 제어하는 관능기로써 3불화 탄소기(-CF₃), 메틸기(-CH₃), 비닐기(-CH=CH₂), 아릴기(-CH=CH-), 아세틸렌기(탄소-탄소의 3중 결합), 페닐기(-C₆H₅), 아릴기(-C₆H₄-), 할로겐원자, 알콕시기(-OR; R은 알킬기를 표시한다, 특히 탄소수1∼3의 범위의 알킬기가 바람직하다), 시아노기(-CN), 아미노기(-NH₂), 수산기(-OH), 카보닐기(=CO), 에스텔기(-COO-) 및 카복실기(-COOH)에서 선택되는 적어도 한개의 유기기를 이용하는 것이 바람직하다. 이에따라 임계표면 에너지의 제어를 용이하게 행할 수 있다.

또한 상기 액정배향막에 있어서는, 피막을 구성하는 분자의 말단에 Si를 포함시키는 것이 바람직하다. 이에따라, 기판표면에의 분자의 고정이 매우 용이해진다.

또한 상기 액정배향막에 있어서는, 피막의 임계표면 에너지를 15mN/m∼56mN/m의 사이에서 원하는 값으로 제어하는 것이 바람직하다.

이에따라, 주입하는 액정의 프리틸트각을 0∼90도의 범위에서 임의로 제어할 수 있다.

본 발명의 네번째 액정배향막에 있어서는, 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기를 가지며 가시광역에서 투명한 수지막이 전극상에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 형성되며, 적어도 에너지 빔 감응성기가 반응가교되는 것을 특징으로 한다.

상기 액정배향막에 있어서는, 수지막에서 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기가 측쇄기로써 도입되는 것이 바람직하다.

또한 상기 액정배향막에 있어서는, 수지막에서 에너지 빔 감응성기, 열반응성기 및 탄화수소기가 측쇄기로써 도입되는 것이 바람직하다.

또한 상기 액정배향막에 있어서는, 수지막의 표면이 줄무늬상의 凸凹로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 액정배향막에 있어서는, 열반응성기가 반응가교되는 것이 바람직하다.

또한 상기 액정배향막에 있어서는, 수지막으로써 하기식(화1)으로 표시되는 물질을 이용하는 것이 바람직하다.

(화1)

다음에 본 발명의 첫번째의 액정배향막의 제조방법은 전극이 형성된 소정의

기판표면에, 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 에너지 빔에 의해 활성수소를 포함하는 관능기를 생성하는 에너지 빔 감응성의 수지막을 도포 형성하는 공정과, 상기 수지막의 표면을 임의의 패턴으로 에너지 빔을 조사하는 공정과, 상기 조사된 수지막을 직쇄상의 탄소고리 및 Si기를 가지는 실란계 계면활성제를 포함하는 화학흡착액에 접촉시킨 후, 상기 수지막을 녹이지 않는 용제로 세정함으로써, 상기 조사된 부분에 선택적으로 상기 계면활성제로 이루어지는 단분자막을 1층 형성하고, 상기 계면활성제 분자중의 직쇄상의 탄소고리를 배향 고정하는 공정을 포함하는 것이다.

상기 방법에서는 에너지 빔이 전자총, X선, 또는 파장100nm∼1㎛의 광에서 선택되는 적어도 한개인 것이 바람직하다. 특히 자외선을 사용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 화학흡착액이 적어도 직쇄상 탄소고리와 클로로실릴기를 포함하는 클로로실란계의 계면활성제와 에너지 빔 감응성 수지막을 손상시키지 않는 용제를 포함하는 것이 바람직하다. 이에따라 기본 감광성 박막을 손상시키지 않으므로 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 에너지 빔이 자외선, 가시광선 및 적외선에서 선택되는 적어도 한개의 광이고, 에너지 빔 감응성의 수지막이 감광성 수지막인 것이 바람직하다. 이에따라, 액정배향막의 제조가 매우 용이해진다.

상기 방법에서는 감광성의 수지막이 하기식(화2)기, (화3)기 및 (화4)기에서 선택되는 적어도 한개의 유기기를 포함하는 폴리머막 또는 모노머막인 것이 바람직하다. 이들의 폴리머를 이용하면, 에너지 빔으로써 자외선이 이용가능하므로 바람직하다.

(화4)

또한, 흡착형성되는 계면활성제에 특정의 액정 예를들면 네마틱 액정이나 강도전성 액정을 결합하여 조합해 두면, 배향제어성이 매우 좋은 배향막을 얻을 수 있다.

상기 방법에서는, 비수계 용매로써 불화 탄소기를 포함하는 용매를 이용하는 것이 바람직하다. 이에따라, 감광성의 기본재료를 손상시키지 않으므로 바람직하다.

본 발명의 두번째 액정배향막의 제조방법은 전극을 형성한 기판을 화학흡착액에 접촉시키고, 상기 흡착액중의 계면활성제 분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제 분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정과, 유기용제로 세정후 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하고 액제거방향으로 상기 고정된 분자를 배향시키는 공정을 포함하는 단분자 막상의 액정배향막의 제조방법이다.

상기 방법에 있어서는, 고정분자를 배향시킨 후, 다시 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 계면활성제분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특성방향으로 향하는 공정을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에서는 계면활성제로써, 직쇄상 탄화수소기 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기 또는 알콕실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제를 이용하는 것이 바람직하다. 이에따라, 효율좋게 단분자막상의 액정배향막을 제조할 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 직쇄상 탄화수소기 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기, 또는 알콕실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제로써 분자길이가 다른 다수종의 실란계 계면활성제를 혼합하여 이용하는 것이 바람직하다. 이에따라, 흡착고정된 분자의 배향각 즉 주입한 액정의 프리틸트각을 제어할 수 있어 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 탄화수소기 일부의 탄소가 광학활성을 가지는 것이 바람직하다. 이에따라 광조사에 의한 재배향시 효율좋게 배향제어할 수 있어 유리하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 탄화수소기 또는 실록산 결합고리의 말단에 할로겐 원자 또는 메틸기(-CH₃), 페닐기(-C₆H₅), 시아노기(-CN), 수산기(-OH), 카복실기(-COOH), 아미노기(-NH₂), 또는 트리불화 탄소기(-CF₃)를 포함하는 것이 바람직하다. 이에따라, 피막의 표면 에너지를 제어할 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 노광에 이용되는 광이 436nm, 405nm, 365nm, 254nm 및 248nm에서 선택되는 적어도 한개의 파장광인 것이 바람직하다. 노광에 이용하는 광으로써는 피막에 흡수되는 파장의 광이면 어떤것이라도 되는데, 상기 파장광을 이용하면 대부분의 피막에 흡수되므로 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 계면활성제로써, 직쇄상 탄화수소기 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제를 이용하여 세정유기용매로써 물을 포함하지 않는 비수계의 유기용매를 이용하는 것이 바람직하다. 이들을 이용하면, 미반응물의 계면활성제를 완전하게 제거하므로 바람직하다. 또한 이때, 직쇄상 탄화수소기 또는 실록산 결합고리에 각각 비닐기( 〉C=C〈 )나 아세틸렌 결합기(탄소-탄소의 3중 결합기)등의 감광성 반응기를 조합하고, 광배향시에 상기 감광성기를 광반응시켜 가교 또는 중합시키면, 얻어지는 단분자막의 내열성을 향상시킬 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 비수계의 유기용매로써 알킬기, 불화 탄소기 또는 염화탄소기 또는 실록산기를 포함하는 용매를 이용하는 것이 바람직하다. 이것을 이용하면, 탈수가 매우 용이하므로 효율이 좋다.

또한 상기 방법에 있어서는, 계면활성제 분자를 일단으로 고정하는 공정전에, 다수의 SiO기를 포함하는 피막을 형성하고, 이 막을 통하여 단분자막상의 피막을 형성하는 것이 바람직하다. 이에따라, 품질이 안정된 피막을 얻을 수 있다.

본 발명의 세번째의 액정배향막의 제조방법은 전극을 형성한 기판을 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하고 상기 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 적어도 일부에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 적어도 한개 포함하는 실란계 계면활성제를 이용하여 제작한 화학흡착액에 접촉시켜 상기 흡착액중의 계면활성제분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제 분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정을 포함하는 것이다.

상기 방법에 있어서는, 계면활성제로써 직쇄상 탄소고리 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기 또는 알콕시실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제를 이용하는 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 계면활성제로써 임계표면 에너지가 다른 다수종의 실란계 계면활성제를 혼합하여 이용하는 것이 바람직하다.

이에따라, 피막의 임계표면 에너지를 보다 상세하게 제어할 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 단말 또는 주고리내 혹은 측고리에 3불화탄소기(-CF₃), 메틸기(-CH₃), 비닐기(-CH=CH₂), 아릴기(-CH=CH-), 아세틸렌기(탄소-탄소의 3중 결합), 페닐기(-C₆H₅), 아릴기(-C₆H₄-), 할로겐원자, 알콕시기(-OR; R은 알킬기를 표시한다. 특히 탄소수1∼3범위의 알킬기가 바람직하다), 시아노기(-CN), 아미노기(-NH₂), 수산기(-OH), 카보닐기(=CO), 에스텔기(-COO-) 및 카복실기(-COOH)에서 선택되는 적어도 한개의 유기기를 조합하는 것이 바람직하다. 이에따라서도, 피막의 임계표면 에너지를 보다 상세하게 제어할 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 계면활성분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정 후에, 유기용제로 세정하여, 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하고, 액제거 방향으로 상기 고정된 분자를 배향시키는 공정을 행하는 것이 바람직하다. 이에따라, 주입한 액정의 틸트방향도 제어할 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 분자를 배향시키는 공정을 행한 후, 다시 편광막을 통하여 노광하여 상기 배향된 분자를 원하는 방향으로 재배향시키는 것이 바람직하다. 이에따라, 보다 배향성능을 향상시킬 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 계면활성제로써 직쇄상 탄소고리 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제를 이용하여, 세정유기용매로써 물을 포함하지 않는 비수계의 유기용매를 이용하는 것이 바람직하다. 이에따라, 보다 결함이 적은 단분자막상의 액정배향막을 제공할 수 있다.

이 때, 비수계의 유기용매로써, 알킬기, 불화탄소기 또는 염화탄소기 또는 실록산기를 포함하는 용매를 이용하면 액제거에 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 계면활성제 분자를 일단에 고정하는 공정전에 다수의 SiO기를 포함하는 피막을 형성하는 공정을 행하고, 이 막을 통하여 단분자막상의 피막을 형성하는 것이 바람직하다. 이에따라, 보다 밀도가 높은 단분자막상의 액정배향막을 제공할 수 있다.

본 발명의 네번째 액정배향막의 제조방법은 전극이 형성된 소정 기판표면에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로, 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기를 가지는 가시광역에서 투명한 수지막을 도포 형성하는 공정과, 적어도 임의의 마스크를 통하여 에너지 빔을 수지막에 조사하여 에너지 빔 감응성기를 반응가교하는 공정을 가지는 것이다.

상기 방법에 있어서는, 전극이 형성된 소정의 기판표면에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로, 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기를 가지는 가시광역에서 투명한 수지막을 도포 형성하는 공정과, 적어도 임의의 마스크를 통하여 에너지 빔을 상기 수지막에 조사하여 상기 에너지 빔 감응성기를 반응가교하는 공정을 가지는 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 에너지 빔 감응성기를 반응가교하는 공정 전 혹은 후에 가열에 의해 열반응성기를 반응가교시키는 공정을 부가하는 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 에너지 빔 감응성기가 감광성기이고, 마스크를 통하여 자외선을 조사하여 수지막내의 감광성기를 반응시켜, 주고리사이를 가교함과 동시에 측쇄기를 배향 고정하는 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 마스크로써 편광막 또는 회절격자를 이용하여 노광하는 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 노광시에, 수지막의 표면이 凸凹로 되기까지 노광을 행하는 것이 바람직하다.

다음에 본 발명의 첫번째의 액정표시장치는 한쌍의 기판과, 그 표면의 전극과, 그 표면의 배향막이 이 순서로 형성되며, 액정이 상기 2개의 대향하는 전극에 상기 배향막을 통하여 끼워지는 액정표시장치로써, 상기 적어도 한쪽의 배향막은 직쇄상의 탄소고리를 가지는 실란계 계면활성제가 에너지 빔 조사에 의해 활성수소를 포함하는 관능기를 생성하는 에너지 빔 감응성의 피막을 통하여 화학흡착되며, 또한 상기 직쇄상의 탄소고리가 특정방향으로 배향하는 피막인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 두번째 액정표시장치는 직쇄상의 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 가지는 실란계 계면활성제로 이루어지는 단분자막상의 피막으로 상기 피막을 구성하는 분자가 원하는 경사를 가지고, 특정방향으로 향하여 기판표면에 일단으로 결합 고정되는 피막이 액정용의 배향막으로써 2개의 대향시키는 전극이 형성된 기판표면의 적어도 한쪽 기판의 전극측 표면에 직접 또는 다른 피막을 통하여 간접적으로 형성되어 있고, 액정이 상기 2개의 대향하는 전극에 상기 배향막을 통하여 끼워지는 구성을 구비한 것이다.

상기 액정표시장치에 있어서는, 대향시키는 2개의 전극이 형성된 기판표면에 각각 상기 피막이 배향막으로써 형성되는 것이 바람직하다. 이에따라, 주입하는 액정에 대한 배향규제력을 향상시키는데 유리하다.

또한 상기 액정표시장치에 있어서는, 기판표면의 피막이 패턴상의 배향방향이 다른 부분을 다수개소 포함하는 것이 바람직하다. 이에따라 멀티드메인배향의 액정표시장치를 용이하게 제공할 수 있다.

또한 상기 액정표시장치에 있어서는, 대항하는 전극이 편방의 기판표면에 형성되는 IPS방식(면내 스위치방식 혹은 횡방향 구동방식)에 이용하는 것이 바람직하다. 이에따라, 시야각을 대폭 개선할 수 있어 유리하다.

본 발명의 세번째 액정표시장치는 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하고, 상기 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 적어도 일부에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 적어도 한개 포함하는 분자로 구성된 피막이 액정용의 배향막으로써 2개의 대향시키는 전극이 형성된 기판표면의 적어도 한쪽 기판의 전극측 표면에 직접 또는 다른 피막을 통하여 간접으로 형성되어 있고, 액정이 상기 2개의 대향하는 전극에 상기 배향막을 통하여 끼워진 구성을 구비한다. 이와같은 액정표시장치를 제작함으로써, 종래와 같은 러빙을 이용하지 않아도, 배향막의 임계표면 에너지를 제어하고, 주입된 액정의 프리틸트각도가 제어되어 액정이 임의의 방향으로 배향된 액정표시장치를 제공할 수 있다.

상기 액정표시장치에 있어서는, 대향시키는 2개의 전극이 형성된 기판표면에 각각 상기 피막을 배향막으로 하여 형성함으로써 콘트라스트가 높은 액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한 상기 액정표시장치에 있어서는, 기판표면의 피막에 패턴상의 배향방향이 다른 부분을 다수개소 만들어두면 표시시야각을 대폭 개량할 수 있어 유리하다.

또한 상기 액정표시장치에 있어서는, 대향하는 전극이 편방의 기판표면에 각각 형성되어 있는 면내 스위치(IPS)타입의 표시소자에도 유효하게 이용가능하다.

본 발명의 네번째 액정표시장치는 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기를 가져 가시광역에서 투명한 수지막이 전극상에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 형성되며, 적어도 상기 에너지 빔 감응성기를 반응가교하는 액정배향막이 2개의 대향하는 전극의 적어도 한쪽 전극상에 형성되어 있고, 액정이 2개의 대향하는 전극에 수지막을 통하여 끼워진 구성으로 되어 있다.

다음에 본 발명의 첫번째 액정표시장치의 제조방법은 미리 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판상에, 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 에너지 빔에 의해 활성수소를 포함하는 관능기를 생성하는 에너지 빔 감응성의 수지막을 도포 형성하는 공정과, 상기 수지막의 표면을 임의의 패턴으로 에너지 빔 조사하는 공정과, 상기 조사된 수지막 부착 기판을 직쇄상의 탄소고리 및 Si를 가지는 실란계 계면활성제를 포함하는 화학흡착액에 접촉시킨 후, 상기 수지막을 녹지않는 용액으로 세정함으로써, 상기 조사된 부분에 선택적으로 상기 계면활성제로 이루어지는 단분자막을 1층 형성하고, 상기 직쇄상 탄소고리를 배향 고정하는 공정과, 상기 제1 전극군을 가지는 제1 기판과 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을, 각각의 전극이 대향하도록 소정 간극을 유지하면서 위치맞춤하여 접착 고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판 사이에 소정의 액정을 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 두번째 액정표시장치의 제조방법은 미리 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판을 직접 또는 임의의 박막을 형성한 후 화학흡착액에 접촉시켜 상기 흡착액중의 계면활성제 분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정과, 유기용제로 세정후 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하여 액제거 방향으로 상기 고정된 분자를 배향시키는 공정과, 다시 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 계면활성제분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태에서 특정방향으로 구비하는 공정과, 상기 제1 전극군을 가지는 제1 기판과 제2 기판, 또는 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을, 전극면을 내측으로 하여 소정의 간극을 유지하면서 위치맞춤하여 접착 고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판사이에 소정의 액정을 주입하는 공정을 포함하는 구성을 구비한 것이다.

상기 방법에 있어서는, 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 결합된 계면활성제분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특정방향으로 구비하는 공정에서, 상기 편광판에 패턴상의 마스크를 겹쳐 노광하는 공정을 다수회 행하면, 동일 면내의 배향막내에서 패턴상의 배향방향이 다른 부분을 다수개소 설치한 소위 멀티드메인 배향의 액정표시장치를 제공하는데 유리하다.

본 발명의 세번째 액정표시장치의 제조방법은 미리 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판을 직접 또는 임의의 박막을 형성한 후, 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하고, 상기 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 적어도 일부에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 적어도 1개 포함하는 실란계 계면활성제를 이용하여 제작한 화학흡착액에 접촉시켜 상기 흡착액중의 계면활성제 분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정과, 유기용제로 세정 후, 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하여 액제거 방향으로 상기 고정된 분자를 배향시키는 공정과, 상기 제1 전극군을 가지는 제1 기판과 제2 기판, 또는 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을, 전극면을 내측으로 하여 소정의 간극을 유지하면서 위치맞춤하여 접착 고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판사이에 소정의 액정을 주입하는 공정을 포함하는 구성을 구비한 것이다. 이 방법에 의해 효율좋은 액정표시장치를 제조할 수 있다.

상기 방법에 있어서는, 고정된 분자를 배향시키는 공정 후, 다시 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 계면활성제분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특정방향으로 구비하는 공정을 행하는 것이 바람직하다. 이에따라, 배향특성이 우수한 액정표시장치를 실현할 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 결합된 계면활성제 분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특정방향으로 구비하는 공정에서, 상기 편광판에 패턴상의 마스크를 겹쳐 노광하는 공정을 다수회 행하고, 동일 면내의 배향막내에서 패턴상의 배향방향이 다른 부분을 다수개 설치하면, 멀티드메인 배향한 액정표시장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 네번째 액정표시 장치의 제조방법은 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판상에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기를 가져 가시광역에서 투명한 수지막을 도포 형성하는 공정과, 적어도 임의의 마스크를 통하여 에너지 빔을 조사하여 에너지 빔 감응성기를 반응가교시키는 공정과, 제1 전극군과 대향하도록 재치한 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을 각각의 전극측이 대향하도록 위치맞춤하여 접착 고정하는 공정과, 제1과 제2 기판에 소정의 액정을 주입하는 공정을 가지는 구성으로 되어 있다.

본 발명의 일실시형태의 첫번째 액정배향막은 전극이 형성된 소정 기판표면에, 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 에너지 빔에 의해 활성수소를 포함하는 관능기를 생성하는 에너지 빔 감응성의 수지막을 도포 형성하는 공정과, 상기 수지막의 표면을 임의의 패턴으로 에너지 빔을 조사하는 공정과, 상기 조사된 수지막을 직쇄상의 탄소고리 및 Si기를 가지는 실란계 계면활성제를 포함하는 화학흡착액에 접촉시킨 후, 상기 수지막을 녹지않는 용액으로 세정함으로써, 상기 조사된 부분에 선택적으로 상기 계면활성제로 이루어지는 단분자막을 1층 형성하고, 상기 계면활성제 분자중의 직쇄상 탄소고리를 배향 고정하는 공정을 이용하여 제조한다.

또한, 본 발명의 일실시형태의 첫번째 액정표시장치는 미리 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판상에, 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 에너지 빔에 의해 활성수소를 포함하는 관능기를 생성하는 에너지 빔 감응성의 수지막을 도포 형성하는 공정과, 상기 수지막의 표면을 임의의 패턴으로 에너지 빔 조사하는 공정과, 상기 조사된 수지막 부착 기판을 직쇄상의 탄소고리 및 Si를 가지는 실란계 계면활성제를 포함하는 화학흡착액에 접촉시킨 후, 상기 수지막을 녹이지 않는 용제로 세정함으로써, 상기 조사된 부분에 선택적으로 상기 계면활성제로 이루어지는 단분자막을 1층 형성하고, 상기 직쇄상의 탄소고리를 배향 고정하는 공정과, 상기 제1 전극군을 가지는 제1 기판과 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을, 각각의 전극이 대향하도록 소정 간극을 유지하면서 위치맞춤하여 접착 고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판사이에 소정 액정을 주입하는 공정을 이용하여 제조한다.

본 발명의 일실시형태의 두번째 액정배향막은 적어도 전극을 형성한 기판을 화학흡착액에 접촉시켜 상기 흡착액중의 계면활성제 분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정과, 유기용제로 세정 후 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하여 액제거 방향으로 상기 고정된 분자를 일차 배향시키는 공정과, 다시 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 계면활성제분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특정방향으로 구비하는 공정으로 제작한다.

또한, 본 발명의 일실시형태의 두번째 액정표시장치는 적어도 미리 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판을 직접 또는 임의의 박막을 형성한 후 화학흡착액에 접촉시켜 상기 흡착액중의 계면활성제분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정과, 유기용제로 세정 후 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하여 액제거 방향으로 상기 고정된 분자를 배향시키는 공정과, 다시 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 계면활성제분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특정방향으로 구비하는 공정과, 상기 제1 전극군을 가지는 제1 기판과 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을, 전극면을 내측으로 하여 소정의 간극을 유지하면서 위치맞춤하여 접착 고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판사이에 소정의 액정을 주입하는 공정으로 제조한다.

본 발명의 일실시형태의 세번째 액정배향막은 적어도 전극을 형성한 기판을, 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하고, 상기 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 적어도 일부에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 적어도 1개 포함하는 실란계 계면활성제를 이용하여 제작한 화학흡착액에 접촉시켜 상기 흡착액중의 계면활성제분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정을 이용하여 제조한다.

또한, 본 발명의 일실시형태의 세번째 액정표시장치는 미리 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판을 직접 또는 임의의 박막을 형성한 후, 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하고, 상기 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 적어도 일부에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 적어도 1개 포함하는 실란계 계면활성제를 이용하여 제작한 화학흡착액에 접촉시켜 상기 흡착액중의 계면활성제 분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정과, 유기용제로 세정 후, 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하여 액제거 방향으로 상기 고정된 분자를 배향시키는 공정과, 상기 제1 전극군을 가지는 제1 기판과 제2 기판, 또는 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을, 전극면을 내측으로 하여 소정의 간극을 유지하면서 위치맞춤하여 접착 고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판사이에 소정의 액정을 주입하는 공정을 이용하여 제조한다.

본 발명의 일실시형태의 네번째 액정배향막의 개요에 대해 설명한다.

미리 전극이 형성된 소정의 기판표면에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 에너지 빔 감응성기와 열반응성기를 가지는 가시광역에서 투명한 수지막을 도포 형성한다. 다음에, 임의의 마스크를 통하여 에너지 빔을 조사하여 상기 에너지 빔 감응성기를 반응 가교시킨다.

이 때, 에너지 빔 감응성기가 감광성기이고, 마스크를 통하여 광을 조사하여 상기 피막내의 감광성기를 반응시켜, 주고리사이를 가교함과 동시에 측쇄기를 배향 고정하는 공정을 이용하면, 종래의 러빙을 필요로 하지않고 통상의 노광기가 사용가능해져 액정배향막의 제조공정을 간략화할 수 있다.

또한, 마스크로써 편광막 또는 회절격자를 통하여 노광하면, 표면에 줄무늬상의 凸凹를 가지는 액정배향막을 고능율로 제조할 수 있었다.

이 때, 편광막 및 회절격자를 통하여 비스듬하게 노광되던지, 혹은 편광막을 통하여 노광한 후 회절격자를 통하여 비스듬하게 노광되던지, 회절격자를 통하여 노광한 후 편광막을 통하여 비스듬하게 노광됨으로써 끼워넣은 액정의 프리틸트각까지 제어할 수 있는 액정배향막을 제조할 수 있었다. 또한, 회절격자를 통하여 노광하는 공정에서는, 감광성의 피막의 표면이 凸凹로 되기까지 노광하는 것이 배향성을 안정화하는데 중요했다.

또한, 에너지 빔을 조사하여 상기 에너지 빔 감응성기를 반응 가교하는 공정 전 혹은 후에 가열하여 열반응성기를 반응시켜 두면, 액정의 배향내열성이 향상했다. 에너지 빔으로써 전자선, X선, 또는 자외선이 이용가능하지만, 자외선쪽이 실용성이 높았다.

에너지 빔 감응성기와 열반응성기를 가지는 가시광역에서 투명한 수지로써, 상기 식(화1)로 표시되는 물질을 이용하면, 자외선 감광성이 높고 열가교반응도 이용할 수 있으므로 액정배향막의 제조에는 매우 유리하다.

또한, 식(화1)에서는 에너지 빔 감응성의 벤잘 아세트페논기와 열반응성의 글리시질기가 측쇄기로써 도입되고 있고, 또한 탄화수소기(-CH₃)가 측쇄기로써 도입되므로, 측쇄기로써 탄화수소기를 포함하지 않는것에 비해 더욱 배향안정성이 향상되었다. 또한, 이 경우, 투명한 수지막의 표면이 줄무늬상의 1∼100nm의 凸凹로 되기까지 노광하는 것이 액정의 배향안정성을 향상시키는데 중요했다.

이상과 같은 방법으로, 에너지 빔 감응성기와 열반응성기를 가지는 가시광역에서 투명한 수지막이 전극상에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 형성되며, 적어도 상기 에너지 빔 감응성기를 반응시킨 피막으로 이루어지는 러빙 프리의 액정배향막을 매우 간편한 방법으로 제조할 수 있었다.

본 발명의 일실시형태의 네번째 액정표시장치의 제조에서는 미리 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판상에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 에너지 빔 감응성기와 열반응성기를 가지는 가시광역에서 투명한 수지막을 도포 형성하는 공정과, 적어도 임의의 마스크를 통하여 에너지 빔을 조사하여 상기 에너지 빔 감응성기를 반응가교하는 공정과, 상기 제1 전극군과 대향하도록 재치한 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을, 각각의 전극측이 대향하도록 위치맞춤하여 접차 고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판에 소정 액정을 주입하는 공정을 이용하여 에너지 빔 감응성기와 열반응성기를 가지는 가시광역에서 투명한 수지막이 도포 형성되며, 적어도 임의의 마스크를 통하여 에너지 빔을 조사하여 상기 에너지 빔 감응성기를 반응가교시킨 피막이 액정용의 배향막으로써 2개의 대향하는 전극의 적어도 한쪽 전극상에 형성되어 있고, 액정이 상기 2개의 대향하는 전극에 상기 피막을 통하여 끼워진 구조의 액정표시장치를 고효율로 제조할 수 있었다.

이하 실시예를 이용하여 본 발명을 상세하게 구체적으로 설명한다.

(실시예1)

우선, 도1에 도시하는 바와같이, 투명전극을 형성한 유리 기판(1)의 표면에 에너지 빔 감응성의 수지(이 경우는 감광성의 수지)로써 노보랙 수지를 주성분으로 하여 상기 식(화2)기를 포함하는 나프토퀴논디아지드계의 감광제가 배함된 포지레지스트,(예를들면, 동경응화제OFPR800 이나 OFPR5000, 혹은 시플레이사제 AZ1400나 AZ5200, 또는 나프토퀴논디아지드기를 포함하는 모노머로 이루어지는 단분자막이라도 된다)를 0.1∼0.2㎛두께로 도포 건조하고, 감광성막(2)을 형성했다. 다음에, 원하는 패턴의 마스크(3)를 이용하여 자외선(365nm)으로 100mJ/㎠정도의 노광을 했다. 그렇게하면, 노광부(2′)에서 공기중의 수분과 레지스트가 반응하여 하기식(화5)으로 표시되는 반응이 진행되었다.

(화5)

여기서, 노광으로 발생한 -COOH기는 활성수소를 포함하므로 -SiCl기와 축합(탈염화수소반응)한다.

여기서, 직쇄상 탄화수소기 및 Si를 포함하는 실란계 계면활성제(이하, 화학흡착화합물이라고 한다)로써 CH₃(CH₂)₁₈SiCl₃을 이용하고, 1중량%정도의 농도로 비수계의 용매에 녹여 화학흡착액을 조정했다. 비수계 용매로써는 아플드(아사히 유리제, 불소계 용매)용액을 이용했다. 이 용매는 포지레지스트에 대해 불활성이기 때문에, 접촉해도 상기 레지스트 피막을 손상시키지 않는다. 이와같이 하여 조제된 용액을 흡착 용액으로 하고, 이 흡착용액안에 건조 분위기중(상대 습도30%이하)에서 상기 노광된 기판(4)을 5분간정도 침지했다. 그 후, 액에서 끌어올려, 불소계의 비수계용매(예를들면 플로리나이트PF5080(스리엠 상품명)으로 세정하면(이 용매도 포지레지스트에 대해 불활성이기 때문에, 접촉해도 상기 레지스트 피복을 손상시키지 않는다), 기판표면의 노광된 부분은 -COOH(카복실기)(5)가 다수 포함되어 있으므로(도2, 또한 도2는 도1A부의 확대도), 탄화수소기 및 클로로실릴기를 포함하는 물질의 SiCl기와 상기 카복실기로 탈염산반응이 발생하고, 노광부에 선택적으로 하기식(화6)의 결합이 생성되었다. 다만, 선폭과 피치는 0.3㎛이었다.

(화6)

이상 처리에 의해 탄화수소를 포함하는 화학흡착 단분자막(6)이 노광된 부분에 선택적으로 실록산의 공유결합을 통하여 화학결합한 상태에서 약25옴스트롬(2.5nm)의 막두께로 형성되며, 처리부는 친유성이 되었다. 또한, 이 때 화학흡착막중의 직쇄상 탄소고리는 기판에 대해 대략 수직으로 배향되었다(도3, 또한 도3은 도1A부의 확대도). 또한 이 때의 화학흡착막의 임계표면 에너지는 20mN/m이었다.

여기서 이 상태의 기판 2매를 이용하여 화학흡착막이 마주보도록 조합시켜 20미크롬 갭의 액정 셀을 조립하고, 네마틱 액정(ZLI4792; 멜크사제)를 주입하여 배향상태를 확인했다. 그러자 주입한 액정분자가 화학흡착된 분자를 따라 기판에 대해 거의 수직으로 배향하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 이 단분자막은 액정에 대해 수직배향작용을 표시했다. 또한 이때 노광되지 않은 부분은 단분자막이 형성되지 않기 때문에 액정은 배향하지 않고 램덤으로 되었다. 즉, 이와같은 배향막이 형성된 기판에 액정이 접하면, 도4에 도시하는 바와같이 액정의 분자(7)는 단분자 흡착막이 긴 탄소고리(8)의 간극에 일부가 들어가고, 전체로써 액정의 배향이 제어되었다. 한편, 단분자막이 없는 부분, 즉 노광되지 않은 부분에서는 이와같은 배향규제력이 없기 때문에, 액정분자(7′)는 따로따로 흩어져 배향하지 않았다.

여기서 화학흡착 화합물인 상기 계면활성제대신에 소정 비율로 혼합된 다수종의 실란계 계면활성제(예를들면 직쇄상의 탄소고리길이가 다른 2개)를 혼합하여 동시에 화학흡착시킨 경우, 단분자막내에 분자 레벨의 공극이 생성되어, 그에따라 액정분자가 배향되기 때문에 조성을 바꾸어 액정의 배향각을 제어할 수 있는 것이 확인되었다. 즉, 직쇄상의 긴 탄소고리의 일부가 임의의 치환기로 다른 일단이 트리클로로실릴기의 실란계 계면활성제와 짧은 탄소고리의 일부가 임의의 치환기로 다른 일단이 트리클로로실릴기의 실란계 계면활성제를 소정 비율로 혼합하고, 흡착형성을 행하면 배향특성을 변화시키는 것도 가능했다.

또한 치환기의 일부에 봉입하는 액정과 유사한 액정분자(예를들면 네마틱 액정부)를 결합한 중합성기를 포함하는 실란계 계면활성제 및 짧은 탄소고리와 중합성기를 가지는 실란계 계면활성제를 소정의 비율로 혼합하고, 상기 방법과 마찬가지로 흡착 형성하여 중합을 행하면, 봉입하는 특정의 액정에 대해 특히 배향특성이 우수한 배향막이 얻어졌다. 특히 봉입하는 액정유사분자가 강도전액정일 경우는 강도전 액정부를 가진 실란계 계면활성제와 짧은 탄소고리를 가지는 실란계 계면활성제를 소정의 비율로 흡착 형성하면, 응답속도가 우수한 단분자 흡착막상 배향막을 작성할 수 있었다. 강도전액정으로써는 아조메틴계 또는 아조키시계 또는 에스텔계를 이용하는 것이 가능했다.

화학흡착용의 재료로써는 -OH기에 대해 결합성을 가지는 기(예를들면 클로로실릴기, 이소시아네이트실릴기, 알콕실릴기등)을 포함하면, 실시예1에서 표시한 실란계 계면활성제에 한정되지 않는다.

예를들면 직쇄상의 하이드로 카본고리의 일부에 F(불소)를 포함하는 실란계 계면활성제CF₃-(CH₂)_m-C=C-(CH₂)_n-SiCl₃(m:정수로 0∼8. n:정수로 10∼25정도가 가장 취급하기 쉽다), 또는 CF₃-(CF₂)_p-(CH₂)_m-C=C-(CH₂)_n-SiCl₃(p: 정수로 0∼7. m:정수로 0∼4. n:정수로1∼8)등을 이용해도 배향작용이 있는 단분자 흡착막을 제조할 수 있다. CF₃-(CH₂)_m-C=C-(CH₂)_n-SiCl₃를 이용한 경우의 화학흡착막의 임계표면 에너지는 15mN/m,CF₃-(CF₂)_p-(CH₂)_m-C=C-(CH₂)_n-SiCl₃를 이용한 경우의 화학흡착막의 임계표면 에너지는 8mN/m이고, 특히 F원자를 도입하면, 배향막의 표면 에너지를 작게 할 수 있어 액정의 응답특성을 개선할 수 있었다. 다만, 화학흡착막(단분자막)이 없는 부분(수지표면)의 임계표면 에너지는 25mN/m이었다.

또한, 나프토퀴논디아지드를 포함하는 노보랙 레지스트 이외에도 각종 에너지 빔 조사에 의해 활성수소를 발생하는 관능기를 가지는 레지스트(폴리머막)나 계면활성제(모노머막)면 어느것이어도 사용가능하다.

예를들면 상기 식(화3)기를 포함하는 하기식(화7)의 폴리머나 모노머, 상기 식(화4)기를 포함하는 하기식(화8)의 폴리머나 모노머등이 사용가능하다.

또한, 여기서 상기식(화3)기는 자외선으로 탈탄산반응이 진행되고 공기중의 수분과 반응하여 다음과 같은 활성수소를 포함하는 아미노기를 생성하는 하기 반응식(화9)이 진행된다.

(화9)

한편, 상기 식(화4)기는 자외선으로 분해하여 다음과 같은 활성수소를 포함하는 술폰산기를 생성하는 하기 반응식(화10)이 진행된다.

(화10)

또한, 상기 실시예에서는 탄화수소계 계면활성제로써 CH₃(CH₂)₁₈SiCl₃을 이용했는데, 상기 것 이외에도 하기식의 화합물등을 이용할 수 있었다.

CH₃(CH₂)_nSiCl₃(n은 정수로 7∼24가 바람직하다)

CH₃(CH₂)_pSi(CH₃)₂(CH₂)_qSiCl₃(p,q는 정수로 0∼10이 바람직하다)

CH₃COO(CH₂)_mSiCl₃(m은 정수로 7∼24가 바람직하다)

또한, 탄화수소계 계면활성제대신에 불화탄소계 계면활성제, 예를들면 CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂SiCl₃, CF₃CH₂O(CH₂)₁₅SiCl₃, CF₃(CH₂)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₁₅SiCl₃, F(CF₂)₄(CH₂)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₉SiCl₃, F(CF₂)₈(CH₂)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₉SiCl₃, CF₃COO(CH₂)₁₅SiCl₃, CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂SiCl₃등을 이용할 수 있었다.

(실시예1-2)

실시예1에서, 전면 노광후에 실란계 계면활성제로써, 단말에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 1개 조합한 직쇄상 탄화수소기 및 Si를 포함하는 CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃와NC(CH₂)₁₄SiCl₃(몰비로 1:1로 혼합하여 이용했다)를 이용한 이외는 같은 실험을 행했다.

그 결과, 상기 클로로실란계 계면활성제가 반응하여 이루어지는 화학흡착 단분자막이 노광에 의해 기판표면에 생성된 수산기의 부분에 선택적으로 실록산의 공유결합을 통하여 화학결합한 상태에서 약1.5nm의 막두께로 단분자막상으로 형성되었다. 또한, 이 때 화학흡착막의 임계표면 에너지는 약27mN/m이었다.

또한, 이 상태의 기판2매를 이용하여, 화학흡착막이 마주하도록 조합시켜, 안티페러렐 배향하도록 20미크론 갭의 액정 셀을 조립하여 네마틱 액정(ZLI4792;멜크사제)를 주입하여 단분자막을 형성한 부분의 배향상태를 확인하면, 주입한 액정분자가 화학흡착된 분자를 따라 기판에 대해 대략 프리틸트각65도로 세정액에서 끌어올린 방향과 반대방향으로 대략 배향되었다.

이 때,CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃와NC(CH₂)₁₄SiCl₃의 조성을 1:0∼0:1(바람직하게는 10:1∼1:50)으로 바꾸면, 임계표면 에너지는 20mN/m에서 29mN/m으로 변화하고, 각각 프리틸트각은 90도에서 40도의 범위에서 임의로 제어할 수 있었다. 또한, 화학흡착 화합물로써 불소를 포함하는 계면활성제, 예를들면 CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂SiCl₃를 첨가하면 임계표면 에너지는 15mN/m까지 작게 할 수 있었다.

(실시예2)

우선, 표면에 화소전극을 가진 TFT어레이를 형성한 유리 기판(21)표면에 노보렉 수지를 주성분으로 하고, 상기 식(화2)기를 포함하는 나프트키논디아디드계의 감광제가 배합된 포지레지스트(22), (예를들면 시프레이사제, AZ1400)을 0.1∼0.2㎛두께로 도포 건조하여 성막했다. 다만, 이 때의 피막의 임계표면 에너지는 28mN/m이었다. 다음에, 화소를 개개로 2분할 하는 핫 마스크(23)(이 때, 화소분할용의 마스크에, 흡착막분자의 배향성 향상을 위한 편광판이나 회절격자를 중첩하여 이용해도 된다)를 이용하여 435nm의 광을 100mJ/㎠으로 노광했다(도5). 그렇게하면 노광부(22′)에서는 공기중의 수분과 레지스트가 반응하여 상기 식(화5)로 표시되는 반응이 진행되었다. 이 때, 노광으로 발생한 -COOH기(25)는 활성수소를 포함하므로(도6, 또한 도6은 도5B의 부분 확대도), SiCl기와 탈염화 수소 반응했다.

여기서, 탄화수소기 및 클로로실릴기를 포함하는 물질을 혼합한 비수계의 용매, 예를들면 CH₃(CH₂)₁₃SiCl₃를, 1중량%정도의 농도로 아풀드(아사히 유리제, 불소계 용매)에 녹여 흡착액을 조제하고, 건조분위기중(상대습도30% 이하)에서 상기 노광된 기판(24)을 5분간 침지했다.

그 후, 액에서 끌어올려 불소계의 용매(예를들면 플로리나이트PF5080(스리엠 상품명)으로 세정하면, 기판표면의 노광된 부분은 -COOH(카복실기)가 다수 포함되어 있으므로, 탄화수소기 및 클로로실릴기를 포함하는 물질의 SiCl기와 상기 카복실기가 탈염산반응하여 노광부에 선택적으로 하기식(화11)로 표시되는 결합이 생성되며, 탄화수소기를 포함하는 화학흡착막(26)이 노광된 부분에 선택적으로 화학결합한 상태에서 약15옴스트롬(1.5nm)의 막두께로 형성되며(도7, 또한 도7은 도5의 B부의 부분확대도), 처리부는 폐수 폐유성이 되었다.

(화11)

또한, 미노광부를 전면노광(마스크를 이용하여 노광해도 된다)한 후(도8), 제2 흡착시약, 예를들면, CH₃(CH₂)₉SiCl₃와 CH₃SiCl₃를 몰비로 1:5로 녹여 상기와 동농도로 조제한 흡착액에 5분정도 침지했다. 그 후 액에서 건져올려 불소계의 용매(예를들면 플로리너트PF5080(스리엠 상품명)으로 세정하면 기판표면의 2회째로 노광된 부분은 -COOH(카복실기)가 다수 포함되므로, CH₃(CH₂)₉SiCl₃와CH₃SiCl₃의 SiCl기와 상기 카복실기가 탈염산반응하여 노광부에 선택적으로, 탄화수소기를 포함하는 화학흡착막(27)이 노광된 부분에 선택적으로 화학결합한 상태에서 약10옴스트롬(1.0nm)정도의 막두께로 형성되었다(도9). 이 때 제1회째에 화학흡착된 부분은 이미 활성기가 없고 단분자막이 형성되어 있으므로, 2회째의 흡착은 전혀 발생하지 않는다. 따라서, 1화소내에서 1회째에 노광되어 화학흡착된 부분(26)과 배향이 다른 부분(27)이 형성되었다. 또한, 노광시, 마스크에 편광판이나 회절격자를 중첩하여 노광하면 각각 흡착분자가 줄무늬상으로 배향한 단분자막을 선택적으로 형성할 수 있었다. 또한 이 때의 단분자막의 임계표면 에너지는 20mN/m이었다.

여기서 다음에 기판(28)을 2매 이용하여, 화학흡착막이 마주보도록 조합시켜, 20미크론 갭의 액정 셀을 조립하고, 네마틱 액정(ZLI4792; 멜크사제)을 주입하여 배향상태를 확인하면, 1화소내에서 주입한 액정분자가 화학흡착된 분자를 따라 기판에 대해 대략 수직으로 배향한 부분과 비스듬하게 배향한 부분을 가지는 멀티드메인이 되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 이 경우는 화소부가 2분할되므로 액정의 배향 드메인이 2분할된 배향막을 제작할 수 있었다.

또한 분할수를 늘리고 싶은 경우에는, 마스크를 이용한 노광 흡착공정을 원하는 회수만큼 반복하여 행하면 된다.

(실시예3)

실시예1에서, 노광후에 직쇄상 탄화수소기를 포함하는 분자의 화학흡착을 행하는 공정전에, 클로로실릴기를 다수회 포함하는 화합물을 녹여 제작한 흡착용액에 드라이분위기안에서 침지했다. 그러면 레지스트 표면에 생성된 카복실기에 포함된 수산기와 클로로실릴기를 다수개 포함하는 화합물의 클로로실릴기가 탈염산 반응했다. 그 후, 다시 물과 반응시키면 남은 클로로실릴기가 수산기로 변화하여 표면에 수산기를 다수 포함하는 화학흡착막이 형성되었다.

예를들면 크롤기를 다수개 포함하는 실릴화합물로써 SiCl₄을 이용하여 플로리너트FC40(스리엠 상품명)에 녹여 흡착액을 제작하고, 노광된 기판을 침지하면, 노광되는 레지스트(32′)부분은 -COOH기가 형성되므로, 표면에 탈염산반응이 발생하여 하기식(화12) 및 또는 (화13)이 형성되며, 클로로실란 분자가 -SiO-결합을 통하여 기판표면에 패턴상으로 고정되었다.

그 후, 비수계의 용매 예를들면 플로리나이트FX3252(스리엠 상품명)로 세정하면, 레지스트와 반응하지 않는 SiCl₄분자는 제거되며, 다시 물과 반응시키면, 표면에 하기식(화14) 및 (화15)로 표시되는 실록산 단분자 흡착막(33)을 얻을 수 있었다(도10).

또한, 이 때 비수계의 용매 예를들면 플로리나이트FX3252(스리엠 상품명)로 세정하는 공정을 없애면, 폴리실록산 화학흡착막이 형성되었다.

또한, 이 때 생긴 실록산 단분자막(33)은 레지스트와는 -SiO-의 화학결합을 통하여 완전하게 결합되므로 전혀 벗겨지지 않았다. 또한, 얻어진 단분자막은 표면에 SiOH결합을 다수 가진다. 당초의 -COOH기의 약2∼3배 정도의 수가 생성되었다. 이 상태에서 처리부는 친수성이 매우 높았다. 여기서, 이 상태에서 실시예1과 같은 탄화수소기를 포함하는 물질의 화학흡착공정을 행하면, 도1과 같은 탄화수소를 포함하는 화학흡착 단분자막이 노광된 부분에 선택적으로 상기 실록산 단분자막을 통하여 실록산의 공유결합으로 화학결합한 상태에서 약25옴스트롬(2.5nm)의 막두께로 형성되었다. 이 때, 기재표면의 흡착 사이트(이 경우는 OH기)는 실시예1에 비해 약2∼3배 정도로 많기 때문에, 실시예1의 경우에 비해 보다 흡착분자 밀도를 크게 할 수 있었다. 또한 처리부는 친유성이 되었다. 또한, 이 때의 화학흡착막중의 분자는 밀도는 다르지만 도3과 마찬가지로 기판에 대해 대략 수직으로 배향되었다.

여기서 이 상태의 기판 2매를 이용하여, 화학흡착막이 마주하도록 조합시켜 20미크론 갭의 액정 셀을 조립하고, 네마틱 액정(ZLI4792;멜크사제)을 주입하여 배향상태를 확인하면, 주입한 액정 분자가 화학흡착된 분자를 따라 기판에 대해 대략 수직으로 배향하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 이 단분자막도 액정에 대해 수직배향 작용을 나타냈다. 또한, 이 때 노광되지 않은 부분에서는 액정은 배향하지 않았다.

또한, 크롤기를 다수개 포함하는 시릴화합물로써 상기 SiCl₄이외에 예를들면 Cl-(SiCl₂O)₂-SiCl₃, 또는 SiHCl₃,SiH₂Cl₂,또한 Cl-(SiCl₂O)_n-SiCl₃(n은 정수)를 이용할 수 있었다.

(실시예4)

다음에, 상기 액정배향막을 이용하여 실제로 액정표시 디바이스를 제조할 경우의 제조 프로세스에 대해 도11을 이용하여 설명한다.

우선, 미리 상기식(화2)으로 표시되는 에너지 빔 감응성기를 포함하는 수지를 에틸셀로솔브아세테이트에 5중량%로 희석하여 조제한 감광액(예를들면 AZ1400등의 노보렉계 포지레지스트라도 된다)를 제작하고 도11에 도시하는 바와같이, 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군(41)과 이 전극을 구동하는 트랜지스터군(42)을 가지는 제1 기판(43)상, 및 제1 전극군과 대향하도록 재치한 컬러 필터군(44)과 제2 전극(45)을 가지는 제2 기판(46)상의 양쪽의 전극상에 각각 회전 도포법을 이용하여 도포하고, 실시예1과 마찬가지로 감광성 수지피막(노보랙계 포지레지스트막)을 형성했다. 그 후, 100℃로 10분간 가열하여 어느정도 용매를 제거한 후, 1000개/mm의 회절격자(편광판을 이용해도 된다)를 마스크로 하여 이용하고, 전극 패턴과 격자가 평행이 되도록 셋트하고, 수직방향에서 500W의 초고압 수은등을 이용하여 435nm(g선)의 파장광(마스트 통과후 28mJ/㎠)을 5초 조사하여 상기 감광성의 노보랙계 포지레지스트중의 나프토퀴논디아지드를 반응시키면, 노광량에 비례하여 노광부에 -COOH기가 생성되었다. 여기서, 실시예1과 마찬가지로 화학흡착 프로세스를 행하면, 전극 패턴을 따라 직쇄상의 탄화수소기가 배향한 액정배향막(47)을 제작할 수 있었다. 다음에, 상기 제1과 제2 기판(43), (46)을 대향하도록 위치 맞춤하여 스페이서(48)와 접착제(49)로 대략 5미크론의 갭으로 고정했다. 그 후, 상기 제1과 제2 기판에 상기 TN액정(50)을 주입한 후, 편광판(51), (52)을 조합하여 표시소자를 완성했다.

이와같은 디바이스는 백 라이트(53)를 전면에 조사하면서, 비디오 신호를 이용하여 각각의 트랜지스터를 구동하여 화살표C방향으로 영상을 표시할 수 있었다.

(실시예5)

표면에 투명전극이 형성된 유리기판(61)(표면에 수산기를 다수 포함한다)를 준비하고, 미리 잘 세정 탈지한다. 다음에, 탄소고리로써 직쇄상 탄화수소기 및 Si를 포함하는 실란계 계면활성제(이하, 화학흡착 화합물이라고 한다), CN(CH₂)₁₄SiCl₃와 CH₃SiCl₃(몰비로 1:10으로 혼합하여 이용했다)를 이용하여, 1중량%의 농도로 비수계의 용매에 녹여 화학흡착용액을 조정했다. 비수계 용매로써는 잘 탈수한 헥산데칸을 이용했다. 이와같이 하여 조제된 용액을 흡착용액(62)으로써, 이 흡착용액(62)중에, 건조분위기중(상대습도30%이하)에서 상기 기판(61)을 50분간 침지(도포해도 된다)했다(도12). 그 후, 액에서 건져올려 잘 탈수한 비수계의 용매인 n-헥산(63)으로 세정한 후, 기판을 원하는 방향으로 세운 상태에서 세정액에서 끌어올려 액제거하여 수분을 포함하는 공기중에 폭로했다(도13). 화살표65는 끌어올림방향이다. 상기 일련의 공정에서 상기 클로로실란계 계면활성제의 SiCl기와 상기 기판표면의 수산기로 탈염산반응이 발생하고, 하기식(화16 및 17)의 결합이 생성되었다. 또한, 공기중의 수분과 반응하여 식(화18 및 19)의 결합이 생성되었다.

이상의 처리에서 상기 클로로실란계 계면활성제가 반응하여 이루어지는 화학흡착 단분자막(64)이 기판표면의 수산기가 포함된 부분에 실록산의 공유 결합을 통하여 화학결합한 상태에서 약1nm의 막두께로 단분자막상으로 형성되었다. 또한, 이 때 화학흡착막중의 CN(CH₂)₁₄Si-의 직쇄상 탄소고리는 틸트각 약20도로 세정액에서 끌어올린 방향(65)과 반대방향으로 대략 배향했다(도14). 즉 흡착 고정된 분자의 방향이 대체로 1차 배향되었다. 여기서, 틸트각의 제어는 CN(CH₂)₁₄SiCl₃와 CH₃SiCl₃의 조성을 1:0∼0:1(바람직하게는 10:1∼1:50)으로 바꿈으로써 0도에서 90도의 범위에서 임의로 제어할 수 있었다. 이 때, 막을 선택적으로 형성하고 싶은 경우에는 인쇄기를 이용하여 원하는 패턴으로 기판표면(61)에 흡착액(62)을 인쇄해도 된다. 또한, 미리 기판표면을 레지스트로 선택적으로 피복해 놓은 후, 화학흡착공정을 행하고 레지스트를 제거해도 된다. 또한, 이 경우 화학흡착된 막은 유기용매에서는 벗겨지지 않으므로, 유기용매로 용해제거할 수 있는 레지스트를 사용한다.

(실시예6)

상기 실시예5에서 얻어진 기판을 이용하여, 끌어올림방향과 대략 직교하는 방향으로 편광방향이 향하도록 편광판(HNP′B)(66)(폴라로이드사제)를 기판에 중첩하여 셋트하고, 초고압 수은등의 365nm(i선)의 광(67)을 100mJ/㎠조사했다. 또한, 이 때, 흡착분자의 배향방향을 한방향으로 정리하기 위해서는, 완전히 90도로 교차하지 않고, 바람직하게는 몇도 이상 밀리게할 필요가 있다(최대, 액제거 방향과 평행이 되도록 편광방향을 맞춰도 된다). 만약 완전히 90도로 교차시키면 개개의 분자가 2방향으로 향하는 경우가 있다(도15). 도15에서 화살표73은 편광방향이다.

그 후, 상기 화학흡착 단분자막(64′)중의 직쇄상 탄소고리의 배향방향을 조사하면, 틸트각은 변하지 않았지만 배향방향(68)은 끌어올림방향과 직행하는 방향으로 변화하고, 또한 배향편차도 1차 배향시보다 개선되었다(도16, 17). 도면중 69는 투명전극을 표시한다.

여기서, 선택적으로 배향방향을 바꾸고 싶은 경우에는, 원하는 마스크를 편광판에 중첩하여 노광하는 공정을 다수회 행하여 용이하게 패턴상으로 배향방향이 다른 단분자막상의 액정배향막을 제작할 수 있다.

본 실시예에서는 세정용의 물을 포함하지 않는 용매로써, 알킬기를 포함하는 탄화수소계의 n-헥산을 이용했는데, 이 이외에도 물을 포함하지 않고 계면활성제를 녹이는 용매라면 무엇이라도 사용가능하다. 예를들면 이 이외에도 불화 탄소기, 염화탄소기 또는 실록산기를 포함하는 용매, 예를들면 프레온(113)이나 클로로홀무나 헥사메틸디실록산등을 각각 이용할 수 있었다.

(실시예7)

실시예5에서 실란계 계면활성제로써 말단에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 1개 조합한 직쇄상 탄화수소기 및 Si를 포함하는 CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃와 NC(CH₂)₁₄SiCl₃(몰비로 1:1로 혼합하여 이용했다)를 이용한 이외는 같은 실험을 행했다.

그 결과, 상기 클로로실란계 계면활성제가 반응하여 이루어지는 화학흡착 단분자막이 기판표면의 수산기가 생성된 부분에 선택적으로 실록산의 공유결합을 통하여 화학결합한 상태에서 약1.5nm의 막두께로 단분자막상으로 형성되었다. 또한, 이 때 화학흡착막의 임계표면 에너지는 약27mN/m이었다.

또한, 이 상태의 기판2매를 이용하고, 화학흡착막이 마주향하도록 조합시켜, 안티페러렐 배향하도록 20미크론 갭의 액정 셀을 조립하고, 네마틱 액정(ZLI4792; 멜크사제)를 주입하여 단분자막을 형성한 부분의 배향상태를 확인하면, 주입한 액정분자가 화학흡착된 분자를 따라 기판에 대해 대략 프리틸트각 65도로 세정액에서 끌어올린방향과 반대방향으로 배향되었다.

이 때,CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃와 NC(CH₂)₁₄SiCl₃의 조성을 1:0∼0:1(바라직하게는 10:1∼1:50)로 바꾸면, 임계표면 에너지는 20mN/m에서 29mN/m으로 변화하고, 각각 프리틸트각은 90도에서 40도의 범위에서 임의로 제어할 수 있었다. 또한, 화학흡착화합물로써 불소를 포함하는 계면활성제, 예를들면 CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂SiCl₃를 첨가하면 임계표면 에너지는 15mN/m까지 작게 할 수 있었다.

(실시예8)

실시예5에서, 탄소고리나 실록산 결합고리를 포함하는 계면활성제분자의 화학흡착을 행하는 공정의 전에, 클로로실릴기를 다수개 포함하는 화합물을 녹여 제작한 흡착용액을 만들고, 드라이분위기안에서 침지했다. 그러면 기판표면에 포함된 수산기와 클로로실릴기를 다수개 포함하는 화합물의 클로로실릴기가 탈염산 반응했다. 그 후, 다시 물과 반응시키면 남은 클로로실릴기가 수산기로 변화하여 표면에 수산기를 다수 포함하는 화학흡착막이 형성되었다.

예를들면, 크롤기를 다수개 포함하는 실릴 화합물로써 SiCl₄을 이용하여 n-옥탄에 녹여 흡착액을 제작하고, 건조분위기안에서 기판을 침지하면, 표면에는 -OH기가 포함되어 있으므로, 계면에서 탈염산 반응이 발생하여 하기식(화20) 및 또는 (화21)이 형성되며, 클로로실란 분자(71)가 -SiO-결합을 통하여 기판표면에 고정되었다.

그 후, 비수계의 용매 예를들면 클로로홀무로 세정하면, 기판과 반응하지 않는 여분의 SiCl₄분자는 제거된다(도18). 또한 공기중에 취출물과 반응시키면, 표면에 하기식(화22) 및 또는 (화23)으로 표시되는 다수의 SiO결합을 포함하는 실록산 단분자 흡착막(72)을 얻을 수 있었다(도19).

또한, 이 때 비수계의 용매 예를들면 클로로홀무로 세정하는 공정을 없애면, 폴리실록산 화학흡착막이 형성되었다.

또한, 이 때 생긴 실록산 단분자막(72)은 기판과는 -SiO-의 화학결합을 통하여 완전하게 결합되므로 전혀 벗겨지지 않는다. 또한 얻어진 단분자막은 표면에 SiOH결합을 다수 가진다. 당초의 -OH기의 약2∼3배 정도의 수가 생성되었다. 이 상태에서의 처리부는 친수성이 높았다. 이 상태에서, 실시예5와 같은 계면활성제를 이용하여 화학흡착공정을 행하면, 도14와 같은 계면활성제가 반응하여 이루어지는 탄소고리를 포함하는 화학흡착 단분자막이 상기 실록산 단분자막을 통하여 실록산의 공유결합으로 화학결합한 상태에서 약1nm의 막두께로 형성되었다. 이 때, 계면활성제의 흡착전의 기재표면의 흡착 사이트(이 경우는 OH기)는 실시예5에 비해 약2∼3배 정도로 많기 때문에, 실시예5의 경우에 비해 보다 흡착분자밀도를 크게 할 수 있었다. 또한, 처리부는 친유성이 되었다. 또한 이 때의 화학흡착막중의 분자밀도는 다르지만, 끌어올림방향과 빈대방향, 즉 액제거 방향으로 배향되었다.

다음에, 이 상태의 기판을 이용하여, 끌어올림방향과 대략 직교하는 방향으로 편광방향이 향하도록 편광판을 기판에 중첩하여 KrF 엑시머 레이저의 248nm의 광을 80mJ/㎠ 조사했다. 그 후, 상기 화학흡착 단분자막중의 직쇄상 탄소고리의 배향방향을 조사하면 틸트각은 25도로 다소 커졌는데, 배향방향은 끌어올림방향과 대략 직행하는 방향으로 변화하고, 또한 배향편차도 개선되었다.

여기서, 이 상태의 기판 2매를 이용하여 화학흡착막이 마주향하도록 조합시켜, 안티페러렐 배향하도록 20미크론 갭의 액정 셀을 조립하고, 네마틱 액정(ZLI4792; 멜크사제)를 주입하여 배향상태를 확인하면, 주입한 액정분자가 화학흡착된 분자를 따라 기판에 대해 약25도로 배향하는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 크롤기를 다수개 포함하는 시릴화합물로써, 상기 SiCl₄이외에 예를들면 Cl-(SiCl₂O)₂-SiCl₃, 또는 SiHCl₃, SiH₂Cl₂, 또한, Cl-(SiCl₂O)_n-SiCl₃(n은 정수)를 이용할 수 있었다.

(실시예9)

다음에, 상기 액정배향막을 이용하여 실제로 액정표시 디바이스를 제조하려는 경우의 제조 프로세스에 대해 도20을 이용하여 설명한다.

우선, 도20에 도시하는 바와같이, 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군(81)과 이 전극을 구동하는 트랜지스터군(82)을 가지는 제1 기판(83)상 및 제1 전극군과 대향하도록 재치한 컬러 필터군(84)과 제2 전극(85)을 가지는 제2 기판(86)상에 각각 회전 도포법을 이용하여 화학흡착액을 도포하고, 실시예5와 마찬가지로 화학흡착막을 형성했다. 그 후, 편광판(HNP′B)(폴라로이드사제)를 이용하여 전극 패턴과 편광방향이 평행이 되도록 셋트하고, 수직방향에서 500W의 초고압 수은등을 이용하여 365nm(i선)의 파장광(편광판 통과후 3.6mJ/㎠·s)를 20초 조사했다. 그러면, 실시예5와 마찬가지로 전극 패턴을 따라 직쇄상의 탄화수소기가 재배향된 액정배향막(87)을 제작할 수 있었다. 다음에, 상기 제1과 제2 기판(83), (86)을 전극이 대향하도록 위치 맞춤하여 스페이서(88)와 접착제(89)로 대략 5미크론의 갭으로 고정했다. 그 후, 상기 제1과 제2 기판에 상기 TN액정(90)을 주입한 후, 편광판(91), (92)을 조합시켜 표시소자를 완성했다.

이와같은 디바이스는 백 라이트(93)를 전면에 조사하면서 비디오 신호를 이용하여 각각의 트랜지스터를 구동하여 화살표A방향으로 영상을 표시할 수 있었다.

(실시예10)

실시예9의 광재배향 공정에서, 상기 편광판에 각각의 화소를 바둑무늬상으로 4분할하는 패턴상의 마스크를 중첩하여 노광하는 공정을 2회 행하면, 동일 화소내에서 패턴상으로 배향방향이 다른 부분을 4개소 설치할 수 있다. 그리고, 이 배향막을 형성한 기판을 이용하면 액정표시장치의 시야각을 대폭 개선할 수 있었다.

(실시예11)

화학흡착 화합물로써 CH₃(CH₂)₁₈SiCl₃와 CH₃(CH₂)₃SiCl₃(몰비로 1:1로 혼합하여 이용했다)를 이용하고, 각각 1중량%정도의 농도로 비수계의 용매에 녹여 화학흡착용액을 조정했다.

이 때 비수계용매로써는 잘 탈수한 헥산데칸을 이용했다. 이와같이 하여 조제된 용액을 흡착 용액으로 하고, 실시예5와 마찬가지로, 건조분위기안(상대습도 30%이하)에서 전극이 형성된 기판을 1시간정도 침지했다. 그 후, 액에서 끌어올려 잘 탈수한 물을 포함하지 않는 비수계의 용매인 n-헥산으로 세정한 후, 기판을 원하는 방향으로 세운 상태에서 도13과 마찬가지로 세정액에서 끌어올려 액제거하여 수분을 포함하는 공기중에 폭로했다.

그 후, 1차 배향의 상황을 조사하기 위해 FTIR을 이용하여 분석했다. 결과를 도21 및 도22에 도시한다. 도21 및 도22에서 명백한 바와같이, 끌어올림방향에 대해 수직방향으로 측정한 흡수 스펙트럼(도21)과 끌어올림방향에 대해 평행방향으로 측정한 흡수 스펙트럼(도22)에서 흡수 패턴이 다르다. 도21에서는 CH₂의 비대칭 신축진동에 기인한 2930㎝^-1의 흡수강도가 CH₂의 대칭 신축진동에 기인한 2857㎝^-1의 흡수강도의 2배가 되는데, 도22에서는 CH₂의 비대칭 신축진동에 기인한 2929㎝^-1의 흡수강도가 CH₂의 대칭 신축진동에 기인한 2859㎝^-1의 흡수강도의 대략 1.7배로 된다. 또한 2930^-1㎝의 흡수피크가 레드 시프트하고, 2857㎝^-1의 흡수피크가 블루 시프트한다. 이것은 흡착고정된 분자의 탄화수소고리가 끌어올림방향으로 평행, 즉 액제거 방향으로 배향하는 것을 나타낸다.

또한, 이 상태의 기판2매를 이용하여 화학흡착막이 마주향하도록 조합시켜, 안티페러렐 배향하도록 20미크론 갭의 액정 셀을 조립하고, 네마틱 액정(ZLI4792; 멜크사제)를 주입하여 편광판을 이용하여 배향상태를 확인하면, 주입한 액정분자는 액제거 방향, 즉 세정액에서 끌어올린방향과 반대방향으로 배향했다. 또한 크로스 니콜로 조합한 2매의 편광판에 상기 셀을 끼우고, 전극에 20볼트 인가한 경우와 인가하지 않은 경우, 즉 온오프에서의 광투과율을 측정하면 358의 콘트라스트를 얻을 수 있었다. 이것은 끌어올림배향공정만으로도 실용레벨의 배향성능이 얻어지는 것을 나타낸다.

또한, 상기 실시예6,8,9,10에서는 노광에 이용하는 광으로써 초고압 수은등의 i선인 365nm의 광이나 KrF 액시머 레이저로 얻어지는 248nm의 광을 이용했는데, 막물질의 광의 흡수정도에 따라 436nm, 405nm, 254nm의 광을 이용하는 것도 가능하다. 특히, 248nm이나 254nm의 광은 대부분의 물질에 흡수되기 쉽기 때문에 배향효율이 높다.

또한, 직쇄상 탄화수소기 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기, 또는 알콕실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제로써, 분자단에 시아노기와 다른 일단에 클로로실릴기를 포함한 클로로실란계 계면활성제와 메틸기와 클로로실릴기를 포함한 클로로실란계 계면활성제를 혼합하여 이용한 즉 분자길이가 다른 2종의 클로로실란계 계면활성제를 혼합하여 이용한 예를 나타냈는데, 본 발명에서는 이에 한정되지 않고, 이하에 도시한 탄화수소기의 말단에 할로겐원자 또는 메틸기(-CH₃), 페닐기(-C₆H₅), 시아노기(-CN), 또는 트리불화 탄소기(-CF₃)를 포함하는 클로로실란계 계면활성제나 분자내의 탄화수소기의 일부의 탄소가 광학활성을 가지는 클로로실란계 계면활성제(특히 이 경우에는 효율좋게 배향할 수 있다)를 사용할 수 있었다.

또한, Ha(CH₂)_nSiCl₃(Ha는 염소, 취소, 요소, 불소등의 할로겐 원자를 나타내고, n은 정수로 1∼24가 바람직하다)로 표시되는 클로로실란계 계면활성제도 사용할 수 있다. 또한 하기 화합물도 사용할 수 있다.

(1) CH₃(CH₂)_nSiCl₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

(2) CH₃(CH₂)_pSi(CH₃)₂(CH₂)_qSiCl₃(p,q는 정수로 0∼10이 바람직하다.)

(3) CH₃COO(CH₂)_mSiCl₃(m은 정수로 7∼24가 바람직하다.)

(4) C₆H₅(CH₂)_nSiCl₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

(5) CN(CH₂)_nSiCl₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

(6) Cl₃Si(CH₂)_nSiCl₃(n은 정수로 3∼24가 바람직하다.)

(7) Cl₃Si(CH₂)₂(CF₂)₂(CH₂)₂SiCl₃(n은 정수로 1∼10이 바람직하다)

(8) Br(CH₂)₈SiCl₃

(9) CH₃(CH₂)₁₇SiCl₃

(10) CH₃(CH₂)₅Si(CH₃)₂(CH₂)₈SiCl₃

(11) CH₃COO(CH₂)₁₄SiCl₃

(12) C₆H₅(CH₂)₈SiCl₃

(13) CN(CH₂)₁₄SiCl₃

(14) Cl₃Si(CH₂)₈SiCl₃

(15) Cl₃Si(CH₂)₂(CF₂)₄(CH₂)₂SiCl₃

(16) Cl₃Si(CH₂)₂(CF₂)₆(CH₂)₂SiCl₃

(17) CF₃CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂SiCl₃

(18) CF₃CF₃CH₂O(CH₂)₁₅Si(CH₃)₂Cl

(19) CF₃CF₃(CH₂)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₁₅SiCl₃

(20) F(CCF₃(CF₂)₄(CH₂)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₉SiCl₃

(21) F(CF₂)₈(CH₂)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₉SiCl₃

(22) CF₃COO(CH₂)₁₅SiCH₃Cl₂

(23) CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂SiCl₃

(24) CH₃CH₂CHC^*H₃CH₂OCO(CH₂)₁₀SiC₃

(25) CH₃CH₂CHC^*H₃CH₂OCOC₆H₄OCOC₆H₄O(CH₂)₅SiCl₃

상기 화학식에 있어서, C^*는 광학활성의 탄소를 표시한다.

또한, 실록산 결합고리와 클로로실릴기 또는 알콕시실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 이하의 것을 사용할 수 있었다.(이 경우도 고도로 배향한 막을 얻을 수 있다.)

(26) ClSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂Cl

(27) Cl₃SiOSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSiCl₃

또한 클로로실란계 계면활성제 이외에, 이하에 표시한 알콕실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제를 사용할 수 있었다.

(28) Ha(CH₂)_nSi(OCH₃)₃(Ha는 염소, 취소, 요소, 불소등의 할로겐원자를 표시하고 n은 정수로 1∼24가 바람직하다.)

(29) CH₃(CH₂)_nSi(NCO)₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

(30) CH₃(CH₂)_pSi(CH₃)₂(CH₂)_qSi(OCH₃)₃(p,q는 정수로 0∼10이 바람직하다.)

(31) HOOC(CH₂)_mSi(OCH₃)₃(m은 정수로 7∼24가 바람직하다.)

(32) H₂N(CH₂)_mSi(OCH₃)₃(m은 정수로 7∼24가 바람직하다.)

(33) C₆H₅(CH₂)_nSi(NCO)₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

(34) CN(CH₂)_nSi(OC₂H₅)₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다)

(실시예12)

표면에 투명전극이 형성된 유리 기판(101)(표면에 수산기를 다수 포함한다)을 준비하고, 미리 잘 세정 탈지한다. 다음에, 말단에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 1개 조합한 직쇄상 탄화수소기 및 Si를 포함하는 실란계 계면활성제(이하, 화학흡착화합물이라고 한다), CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃와 NC(CH₂)₁₄SiCl₃(몰비로 1:1로 혼합하여 이용했다)를 이용하고, 1중량%정도의 농도로 비수계의 용매에 녹여 화학흡착용액을 조정했다. 비수계 용매로써는 잘 탈수한 헥산데칸을 이용했다. 이와같이 하여 조제된 용액을 흡착용액(102)으로 하고, 이 흡착용액(102)안에 건조분위기중(상대습도30% 이하)에서 상기 기판(101)을 1시간 정도 침지(도포해도 된다)했다(도23). 그 후 액에서 끌어올려, 잘 탈수한 물을 포함하지 않는 비수계의 용매인 n-헥산(103)으로 세정한 후, 기판을 원하는 방향으로 세운 상태에서 세정액에서 끌어올려 액제거하여 수분을 포함하는 공기중에 폭로했다(도24). 상기 일련의 공정에서, 상기 클로로실란계 계면활성제의 SiCl기와 상기 기판표면의 수산기로 탈염산반응이 발생하고 하기식(화24 및 25)의 결합이 생성되었다. 또한, 공기중의 수분과 반응하여 식(화26 및 27)의 결합이 생성되었다.

(화24)

이상의 처리에 의해 상기 클로로실란계 계면활성제가 반응하여 이루어지는 화학흡착 단분자막(104)이 기판표면의 수산기가 포함된 부분에 실록산의 공유결합을 통하여 화학결합한 상태에서 약1.5nm의 막두께로 단분자막상으로 형성되었다. 또한, 이 때 화학흡착막의 임계표면 에너지는 약27mN/m이었다.

또한, 이 상태의 기판2매를 이용하여, 화학흡착막이 마주향하도록 조합시켜 안티페러렐 배향하도록 20미크론 갭의 액정 셀을 조립, 네마틱 액정(ZLI4792: 멜크사제)을 주입하여 배향상태를 확인하면, 주입한 액정분자가 화학흡착된 분자를 따라 기판에 대해 대략 프리틸트각65도로 세정액에서 끌어올린방향(105)과 반대방향으로 배향했다(도25).

이 때, CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃와 NC(CH₂)₁₄SiCl₃의 조성을 1:0∼0:1(바람직하게는 10:1∼1:50)으로 바꾸면, 임계표면 에너지는 20mN/m에서 29mN/m으로 변화하고, 각각 프리틸트각은 90도에서 40도의 범위에서 임의로 제어할 수 있었다. 또한, 화학흡착 화합물로써 불소를 포함하는 계면활성제, 예를들면, CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂SiCl₃를 첨가하면 임계표면 에너지는 15mN/m까지 작게 할 수 있었다.

또한 막을 선택적으로 형성한 경우에는, 인쇄기를 이용하여 원하는 패턴으로 기판표면(101)에 흡착액(102)을 인쇄하는 방법을 이용할 수 있었다. 또한, 미리 기판표면을 레지스트로 선택적으로 피복한 후, 화학흡착공정을 행하여 레지스트를 제거하는 방법도 이용할 수 있다. 다만, 이 경우, 화학흡착된 막은 유기용매에서는 결코 벗겨지지 않으므로, 유기용매로 용해제거할 수 있는 레지스트를 사용한다.

이상과 같이, 이 실시예에서 얻어지는 막의 임계표면 에너지가 다르고, 또한 탄소고리길이가 -(CH₂)₁₄-로 같은 길이의 실란계 계면활성제를 이용했는데, 탄소고리길이가 다른(예를들면 -(CH₂)_n- ; n은 1에서 30의 범위의 정수)계면활성제를 혼합하여 이용하면, 더욱 배향규제력을 높힐 수 있었다.

다음에, 이 상태의 기판을 2종류 이용하여 끌어올림방향(105)과 대략 직교하는 방향으로 편광방향(113)이 향하도록 편광판(HNP′B)(106)(폴라로이드사제)을 기판에 중첩하여 셋트하고, 500W의 초고압 수은등의 365nm(i선)의 광(107)(편광막 투과후3.6mW/㎠)를 이용하여 50mJ 조사했다.

또한 이 때, 흡착분자의 배향방향을 일방향으로 갖추기 위해서는, 완전히 90도로 교차하지 않고, 다소, 바람직하게는 몇도 이상 밀리게 할 필요가 있다. 이 경우, 최대, 액제거 방향과 평행이 되도록 편광방향(113)을 맞추어도 된다. 만약 완전하게 90도로 교차시키면, 개개의 분자가 2방향으로 향해버릴 경우가 있다(도26). 그 후, 상기 화학흡착 단분자막(104’)중의 직쇄상 탄소고리의 배향방향을 조사하면 임계표면 에너지와 틸트각은 변하지 않았지만 배향방향(108)은 편광방향(113)과 대략 평행방향으로 변화하고, 또한 배향편차도 일차 배향시보다 개선되었다(도27∼28). 도면중, 109는 투명전극을 표시한다.

여기서, 선택적으로 배향방향을 바꾸고싶은 경우에는 원하는 마스크를 편광판에 중첩하여 노광하는 공정을 다수회 행하여 용이하게 패턴상으로 배향방향이 다른 단분자막상의 액정배향막을 제작할 수 있었다.

본 실시예에서는 세정용의 물을 포함하지 않는 용매로써, 알킬기를 포함하는 탄화수소계의 n-헥산을 이용했는데, 이 이외에도 물을 포함하지 않고 계면활성제를 녹이는 용매이면 어떠한 용매라도 사용가능하다. 예를들면 이 이외에도 불화탄소기, 염화탄소기 또는 실록산기를 포함하는 용매, 예를들면, 프레온(113)이나 클로로홀무나 헥사메틸디실록산등을 각각 이용할 수 있었다.

(실시예13)

실시예12에서, 탄소고리나 실록산 결합고리를 포함하는 계면활성제 분자의 화학흡착을 행하는 공정 전에, 클로로실릴기를 다수개 포함하는 화합물을 녹여 제작한 흡착용액을 만들고, 드라이분위기안에서 침지했다. 그러면, 기판표면에 포함된 수산기와 클로로실릴기를 다수개 포함하는 화합물의 클로로실릴기가 탈염산반응했다. 그 후, 다시 물과 반응시키면 남은 클로로실릴기가 수산기로 변화하여 표면에 수산기를 다수 포함하는 화학흡착막이 형성되었다.

예를들면, 크롤기를 다수개 포함하는 시릴화합물로써 SiCl₄을 이용하여 n-옥탄에 녹여 흡착액을 제작하고, 건조분위기안에서 기판을 침지하면, 표면에는 -OH기가 포함되므로, 계면에서 탈염산반응이 발생하여 하기식(화28) 및 /또는 (화29)가 형성되며, 클로로실란분자(111)가 -SiO-결합을 통하여 기판표면에 고정된다.

그 후, 비수계의 용매 예를들면 클로로홀무로 세정하면, 기판과 반응하지 않은 여분의 SiCl₄분자는 제거된다(도29). 또한 공기중에 취출물과 반응시키면, 표면에 하기식(화30) 및/또는 (화31)로 표시되는 다수의 SiO결합을 포함하는 실록산 단분자 흡착막(112)을 얻을 수 있었다(도30).

또한, 이 때 비수계의 용매 예를들면 클로로홀무로 세정하는 공정을 생략하면, 폴리실록산 화학흡착막이 형성되었다.

또한, 이때 생긴 실록산 단분자막(112)은 기판과는 -SiO-의 화학결합을 통하여 완전하게 결합되므로 벗겨지지 않는다.

또한, 얻어진 단분자막은 표면에 SiOH결합을 다수 가진다. 당초 -OH기의 약2∼3배정도의 수가 생성되었다. 이 상태에서의 처리부는 매우 친수성이 높았다. 여기서, 이 상태에서 실시예12와 같은 계면활성제를 이용하여 화학흡착공정을 행하면, 도23과 같은 계면활성제가 반응하여 이루어지는 탄소고리를 포함하는 화학흡착 단분자막이 상기 실록산 단분자막(112)을 통하여 실록산의 공유결합으로 화학결합한 상태에서 약1.5nm의 막두께로 형성되었다. 이 때, 계면활성제의 흡착전의 기재표면의 흡착 사이트(이 경우는 OH기)는 실시예12에 비해 약2∼3배 정도로 많기 때문에, 실시예12의 경우에 비해 보다 흡착분자 밀도를 크게할 수 있었다. 또한, 처리부는 친유성이 되었다. 또한, 이 때의 화학흡착막중의 분자밀도는 다르지만 끌어올림방향과 반대방향 즉 액제거 방향으로 배향했다.

다음에, 이 상태의 기판을 이용하여, 끌어올림방향과 대략 직교하는 방향으로 편광방향으로 향하도록 편광판을 기판에 중첩하여 KrF 엑시머 레이저의 248nm의 광을 80mJ조사했다. 그 후, 상기 화학흡착 단분자막중의 직쇄상 탄소고리의 배향방향을 조사하면 틸트각은 87도로 다소 커지지만 배향방향은 끌어올림방향과 대략 직행하는 방향으로 변화하고, 또한 배향편차도 개선되었다. 또한, 이 때의 임계표면 에너지는 28mN/m이었다.

여기서, 이 상태의 기판 2매를 이용하여, 화학흡착막이 마주향하도록 조합하여, 안티 페러렐 배향하도록 20미크론 갭의 액정 셀을 조립하고, 네마틱 액정(ZLI4792; 멜크사)을 주입하여 배향상태를 확인하면, 주입한 액정분자가 화학흡착된 분자를 따라 기판에 대해 프리틸트각 약46도로 배향하는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 크롤기를 다수개 포함하는 실릴화합물로써 상기 SiCl₄이외에 예를들면 Cl-(SiCl₂O)₂-SiCl₃, 또는 SiHCl₃, SiH₂Cl₂또한 Cl-(SiCl₂O)_n-SiCl₃(n은 정수)을 이용할 수 있었다.

(실시예14)

실시예12에서 화학흡착물질로써 CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃와 NC(CH₃)₂(CH₂)₁₄SiCl₃대신에 ClSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂Cl와 CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃를 1:0∼0:1사이에서 혼합하여 이용한 경우, 임계표면 에너지는 혼합비에 따라 35mN/m에서 21mN/m의 범위에서 제어할 수 있었다. 또한, 셀을 조립과 같은 액정을 주입하면 프리틸트각은 5도에서 90도의 범위에서 제어할 수 있었다.

또한, 직쇄상의 실록산 결합고리를 포함한 ClSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂Cl와 직쇄상의 탄화수소고리를 포함한 CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃를 원하는 비율로 혼합하여 이용하여 피막을 제작하면, 표면에 하기식(화32) 및 (화33)으로 표시되는 분자를 혼합비율에 따라 포함하는 화학흡착 단분자막을 얻을 수 있었다.

(화32)

(화33)

(실시예15)

실시예12에서, 화학흡착물질로써 CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃와 NC(CH₃)₂(CH₂)₁₄SiCl₃대신에 HOOC(CH₂)₁₆Si(OCH₃)₃와 Br(CH₂)₈OSi(OCH₃)₃를 1:0∼0:1사이에서 혼합하여 이용하고, 화학흡착시에 100℃에서 2시간 환류했다. 이 경우에는 임계표면 에너지는 혼합비에 따라 56mN/m에서 31mN/m의 범위에서 제어할 수 있었다. 또한, 셀을 조립후 같은 액정을 주입하면 프리틸트각은 0도에서 28도의 범위에서 제어할 수 있었다.

(실시예16)

실시예12에서 화학흡착물질로써 CH₃(CH₂)₁₄SiCl₃와 NC(CH₃)₂(CH₂)₁₄SiCl₃대신에 CH₃CH₂C^*HCH₃CH₂OCO(CH₂)₁₀SiCl₃(다만, C^*는 부정탄소)와 CH₃SiCl₃를 1:0∼1:20사이에서 혼합하여 이용하여 같은 배향막을 제작했다. 이 경우에는 임계표면 에너지는 혼합비에 따라 36mN/m에서 41mN/m의 범위에서 제어할 수 있었다. 또한, 셀을 조립후 같은 액정을 주압하면 프리틸트각은 3도에서 0.1도의 범위에서 제어할 수 있었다.

(실시예17)

다음에, 상기 액정배향막을 이용하여 실제로 액정표시 디바이스를 제조하려는 경우의 제조프로세스에 대해 도31을 이용하여 설명한다.

우선, 도31에 도시하는 바와같이, 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군(121)과 이 전극을 구동하는 트랜지스터군(122)을 가지는 제1 기판(123)상, 및 제1 전극군과 대향하도록 재치한 컬러 필터군(124)과 제2 전극(125)을 가지는 제2 기판(126)상에 실시예16과 같은 순서에 따라, 조제한 화학흡착액을 도포하고, 임계표면 에너지가 36mN/m의 화학흡착 단분자막을 제작했다.

그 후, 편광판(HNP′B)(폴라로이드사제)를 이용하여, 전극 패턴과 편광방향이 평행이 되도록 셋트하고, 수직방향에서 500W의 초고압 수은등을 이용하여 365nm(i선)의 파장의 광(편광판 통과후 3.6mJ/㎠)을 20초간 조사했다. 그 결과, 실시예16과 마찬가지로 전극 패턴을 따라 직쇄상의 탄화수소기가 재배향한 임계표면 에너지가 37mN/m의 액정배향막(127)을 제작할 수 있었다. 다음에, 상기 제1과 제2 기판(123), (126)을 전극이 대향하도록 위치맞춤하여 스페이서(128)와 접착제(129)로 대략 5미크론의 갭으로 고정했다.

그 후, 상기 제1과 제2 기판에 상기 TN액정(130)을 주입한 후, 편광판(131), (132)을 조합하여 표시소자를 완성했다. 이 때 주입된 액정의 프리틸트각은 3도였다.

이와같은 디바이스는 백 라이트(133)를 전면에 조사하면서 비디오 신호를 이용하여 각각의 트랜지스터를 구동하여 화살표A방향으로 영상을 표시할 수 있었다.

(실시예18)

실시예17의 광재배향 공정에서, 상기 편광판에 각각의 화소를 줄무늬상으로 4분할하는 패턴상의 마스크를 중첩하여 노광하는 공정을 2회 행하면, 동일 화소내에서 패턴상으로 배향방향이 다른 부분을 4개소 설치할 수 있었다. 그리고, 이 배향막을 형성한 기판을 이용하면 액정 표시장치의 시야각을 대폭 개선할 수 있었다.

또한, 상기 실시예12∼18에서는, 노광에 이용하는 광으로써 초고압 수은등의 i선인 365nm의 광이나 KrF 엑시머 레이저로 얻어지는 248nm의 광을 이용했는데, 막물질의 광의 흡수정도에 따라 436nm, 405nm, 254nm의 광을 이용하는 것도 가능하다. 특히, 248nm이나 254nm의 광은 대부분의 물질에 흡수되기 쉽기 때문에 배향효율이 높다.

또한, 직쇄상 탄화수소기 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기, 또는 알콕실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제로써, 분자단에 시아노기와 다른 일단에 클로로실릴기를 포함한 클로로실란계 계면활성제와 메틸기와 클로로실릴기를 포함한 클로로실란계 계면활성제를 혼합하여 이용한 즉 표면 에너지가 다른 막이 되는 2종의 클로로실란계 계면활성제를 혼합하여 이용한 예를 도시했는데, 본원 발명에서 이에 한정되지 않고, 표면 에너지가 다른 각종 계면활성제를 조합하여, 각종 표면 에너지가 다른 배향막을 제작할 수 있었다. 예를들면, 이하에 도시하는 탄화수소기의 말단에 3불화탄소기(-CF₃), 메틸기(-CH₃), 비닐기(-CH=CH₂), 아릴기(-CH=CH-), 아세틸렌기(탄소-탄소의 3중 결합), 페닐기(-C₆H₅), 아릴기(-C₆H₄-), 할로겐원자, 알콕시기(-OR;R은 알킬기를 표시하고 특히 탄소수1∼3의 범위의 알킬기가 바람직하다), 시아노기(-CN), 아미노기(-NH₂), 수산기(-OH), 카보닐기(=CO), 에스텔기(-COO-) 및 카복실기(-COOH)에서 선택되는 적어도 1개의 유기기, 혹은 광학활성을 가지는 탄화수소기로 치환된 클로로실란계 계면활성제를 사용할 수 있었다.

또한, Ha(CH₂)_nSiCl₃(Ha는 염소, 취소, 요소, 불소등의 할로겐원자를 나타내고, n은 정수로 1∼24가 바람직하다)로 표시되는 클로로실란계 계면활성제도 사용할 수 있다. 또한 하기의 일반식으로 표시되는 화합물도 사용할 수 있다.

(1) CH₃(CH₂)_nSiCl₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

(2) CH₃(CH₂)_pSi(CH₃)₂(CH₂)_qSiCl₃(p,q는 정수로 0∼10이 바람직하다.)

(3) CH₃COO(CH₂)_mSiCl₃(m은 정수로 7∼24가 바람직하다.)

(4) C₆H₅(CH₂)_nSiCl₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

(5) CN(CH₂)_nSiCl₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

(6) Cl₃Si(CH₂)_nSiCl₃(n은 정수로 3∼24가 바람직하다.)

(7) Cl₃Si(CH₂)₂(CF₂)_n(CH₂)₂SiCl₃(n은 정수로 1∼10이 바람직하다)

또한, 클로로실란계 계면활성제 이외에 이하에 표시한 알콕시실란기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제를 사용할 수 있었다.

(8) Ha(CH₂)_nSi(OCH₃)₃(Ha는 염소, 취소, 요소, 불소등의 할로겐원자를 표시하고, n은 정수로 1∼24가 바람직하다.)

(9) CH₃(CH₂)_nSi(NCO)₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

(10) CH₃(CH₂)_pSi(CH₃)₂(CH₂)_qSi(OCH₃)₃(p,q는 정수로 0∼10이 바람직하다.)

(11) HOOC(CH₂)_mSi(OCH₃)₃(m은 정수로 7∼24가 바람직하다.)

(12) H₂N(CH₂)_mSi(OCH₃)₃(m은 정수로 7∼24가 바람직하다.)

(13) C₆H₅(CH₂)_nSi(NCO)₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

(14) CN(CH₂)_nSi(OC₂H₅)₃(n은 정수로 0∼24가 바람직하다.)

보다 구체적으로는 하기의 화합물도 사용할 수 있다.

(1) Br(CH₂)₈SiCl₃

(2) CH₂=CH(CH₂)₁₇SiCl₃

(3) CH₃(CH₂)₈-CO-(CH₂)₁₀SiCl₃

(4) CH₃(CH₂)₅-COO-(CH₂)₁₀SiCl₃

(5) CH₃(CH₂)₈-Si(CH₃)₂-(CH₂)₁₀SiCl₃

(6) CH₃(CH₂)₁₇SiCl₃

(7) CH₃(CH₂)₅Si(CH₃)₂(CH₂)₈SiCl₃

(8) CH₃COO(CH₂)₁₄SiCl₃

(9) C₆H₅(CH₂)₈SiCl₃

(10) CN(CH₂)₁₄SiCl₃

(11) Cl₃Si(CH₂)₈SiCl₃

(12) Cl₃Si(CH₂)₂(CF₂)₄(CH₂)₂SiCl₃

(13) Cl₃Si(CH₂)₂(CF₂)₆(CH₂)₂SiCl₃

(14) CF₃CF₂(CF₂)₇(CH₂)₂SiCl₃

(15) (CF₃)₂CHO(CH₂)₁₅Si(CH₃)₂Cl

(16) CF₃CF₂(CH₂)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₁₅SiCl₃

(17) CF₃(CF₂)₄(CH₂)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₉SiCl₃

(18) CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂Si(CH₃)₂(CH₂)₉SiCl₃

(19) CF₃COO(CH₂)₁₅SiCH₃Cl₂

(20) CF₃(CF₂)₅(CH₂)₂SiCl₃

(21) CH₃CH₂CHC^*H₃CH₂OCO(CH₂)₁₀SiCl₃(C^*는 광학활성의 부정탄소를 표시한다.)

(22) CH₃CH₂CHC^*H₃CH₂OCOC₆H₄OCOC₆H₄O(CH₂)₅SiCl₃

(23) 하기식(화34)로 표시되는 화합물

(화34)

CH₃(CH₂)₈-C ≡ C-(CH₂)₁₀SiCl₃

(24) 하기식(화35)로 표시되는 화합물

(화35)

CH₃(CH₂)₈-C ≡ C-C ≡ C-(CH₂)₁₀SiCl₃

또한, 실록산 결합고리와 클로로실릴기 또는 알콕시실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 이하의 것을 사용할 수 있었다.(이 경우도 고도로 배향한 막을 얻을 수 있었다.)

(25) ClSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂Cl

(26) Cl₃SiOSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSi(CH₃)₂OSiCl₃

(실시예19)

다음에 이하에서는 본 발명의 네번째 액정배향막에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

도32는 본 발명의 네번째 액정배향막의 제조공정 단면도를 도시한 것이고, 이하에서는 도32(a)∼(d)를 따라 본 실시예를 설명하기로 한다.

우선, 미리 4’메타크릴로이록시칼콘(4’MC)과 글리시질메타아크릴레이트(GMA)를 1:4의 몰비로 공중합하여, 상기 식(화1)으로 표시하는 감광성의 벤잘아세트페논기와 열가교성의 글리시질기 및 메틸기가 측쇄기로써 도입된 가시광역에서 투명한 수지(즉, 에너지 빔 감응성기와 열반응성기를 가지는 수지)를 제작하고 시클로헥사논으로 0.5%로 희석하여 감광액을 조제했다.

다음에, 도32(a)에 도시하는 미리 ITO로 이루어지는 투명기판(141)이 형성된 소정의 유리기판(142)의 표면에, 직접(또는 SiO₂등의 절연성 박막을 통하여 간접적으로도 된다)딥핑법(또는 롤 코우터, 플랙소(flexo) 인쇄법을 사용해도 가능)을 이용하여 상기의 감광액을 도포하여 도32(b)에 도시하는 바와같이 감광성이고 또한 열가소성의 피막(143)을 형성했다.

그 후, 100℃에서 10분간 가열하여 대부분의 용매를 증발제거했다(이 때의 막두께는 대략 300nm이었다). 다음에, 도32(c)에 도시하는 바와같이, 1000개/nm의 회절격자(144)(편광판을 이용해도 되지만, 그 경우에는 광투과율이 나쁘므로 노광시간을 길게할 필요가 있다)를 마스크로써 이용하고, 전극 패턴과 격자가 평행이 되도록 셋트하여, 수직방향에서 에너지 빔으로써 500W의 초고압 수은등의 365nm(i선) 파장의 자외선(145)(마스크 통과후 28mJ/㎠)를 5초간 조사하고, 상기 감광성의 벤잘 아세트 페논기를 반응 가교시키면, 회절격자 패턴을 따라 피막표면에 피치 1000개/mm이고 대략 30∼40nm의 凸凹가 형성되었다.

또한, 이 때의 감광막의 분광 감도특성을 도33에 도시한다.

이 상태에서 액정표시 셀을 20미크론 갭으로 조립하고, 네마틱 액정(ZLI14792;멜크사제)를 주입하여 배향상태를 확인하면, 회절격자 패턴과 교차하는 방향으로 액정이 배향하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 노광량에 따라 주입한 액정의 프리틸트각을 제어할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

한편, 상술의 노광공정에서, 회절격자를 이용하여 3초간 노광한 후, 다시, 시판의 UV용 편광판(146)(HNPB; 폴라로이드사제)를 마스크로써 이용하고 회절격자 패턴과 편광방향이 수직이고 기판에 대해 입사각도가 45도의 방향이 되도록 셋트하고, 에너지 빔으로써 500W의 초고압 수은등을 이용하여 365nm(i선)의 파장의 자외선(마스크 통과후 3mJ/㎠)을 40초간 조사하고(도32(d)), 상기 에너지 빔 감응성기의 미반응의 잔류를 다시 반응가교시켰다.

이 상태에서, 액정표시 셀을 조립하고, 네마틱 액정을 주입하여 배향상태를 확인하면, 격자 패턴의 방향으로 액정이 배향하여, 프리틸트각은 대략 20도로 되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 이 2회째 조사에서 조사각도를 바꾸어 주입한 액정의 프리틸트각을 제어할 수 있는것도 확인할 수 있었다. 또한, 상기 2개의 프로세스에서 제작된 배향막은 그대로도 각각 배향막으로써 이용가능했는데, 150℃정도로 열처리하면 배향막의 배향성이 열화되었다.

여기서, 다시 배향막의 열안정성을 향상시키기 위해 180℃에서 10분 가열하여 열반응성의 글리시질기(즉 열경화성기)를 개환가교시켰다. 이 상태에서, 액정표시 셀을 조립하고, 네마틱 액정을 주입하여 배향상태를 확인하면, 격자 패턴과 수직방향으로 액정이 배향하고, 프리틸트각은 대략 7도로 되었다. 또한, 배향막의 열안정성도 170℃까지 향상되었다.

또한, 이 때의 감광성이고 열경화성의 피막의 노광에 의한 반응 및 가열에 의한 반응은 하기 반응식(화36)에 도시한 바와같이, 어떠한 것도 가교반응이다.

또한 탄화수소기(-CH₃)를 포함하지 않는 것도 합성하여 같은 실험을 시도했는데, 액정의 배향제어특성에 프리틸트각 제어안정성은 -CH₃를 포함하는 것에 비해 좋지않았다.

이상과 같이 본 실시형태의 피막에서는 에너지 빔 감응성기가 감광성기이고, 마스크를 통하여 광을 조사하여 상기 피막내의 감광성기를 반응시켜, 주고리사이를 가교함과 동시에, 측쇄기를 배향 고정할 수 있었다. 또한 i선에 감도가 있으므로(도33 참조)통상의 노광기가 사용 가능해져 액정배향막의 제조공정을 간략화할 수 있었다.

또한, 마스크로써 편광막 또는 회절격자를 통하여 노광하여 피막표면에 줄무늬상의 凸凹를 가지는 액정배향막을 용이하게 제조할 수 있었다.

또한, 이 때 노광량을 변경하던지 혹은 편광막 및 회절격자를 통하여 비스듬하게 노광하던지 혹은 편광막을 통하여 비스듬히 노광한 후 회절격자를 통하여 노광하던지, 회절격자를 통하여 노광한 후를 편광막을 통하여 비스듬히 노광하여 끼운 액정의 프리틸트각까지 제어할 수 있고, 또한, 그와같이 하여 배향성이 안정된 액정배향막을 제조할 수 있었다. 또한, 1회 노광으로 프리틸트각을 안정되게 제어하기 위해서는, 감광성 피막 표면이 소정의 凸凹가 되기까지 노광하는 것이 중요했다.

또한, 에너지 빔을 조사하여 상기 에너지 빔 감응성기를 반응가교하는 공정 전 혹은 후에 가열하여 열반응성기를 반응시켜두면, 배향막의 배향 내열성이 향상되었다. 또한, 에너지 빔으로써 전자선, X선, 또는 자외선이 이용가능한데, 실제 제조공정에서는 자외선쪽이 실용성이 높았다.

이상과 같이, 에너지 빔 감응성기와 열반응성기를 가지는 가시광역에서 투명한 수지막이 전극상에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 형성되며, 적어도 상기 에너지 빔 감응성기를 반응시킨 피막으로 이루어지는 러빙 프리의 액정배향막을 매우 간편한 방법으로 제조할 수 있었다.

(실시예20)

다음에, 이하에서는 상기한 액정배향막을 이용한 액정표시 디바이스 및 그 제조방법에 대해 도34를 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 미리 상기식(화1)으로 표시되는 에너지 빔 감응성기와 열반응성기를 가지는 가시광역에서 투명한 수지를 시클로헥산으로 0.5%로 희석하여 조제한 감광액을 제작하고, 도34에 도시하는 바와같이, 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군(151)과 이 전극을 구동하는 트랜지스터군(152)을 가지는 제1 기판(153)상, 및 제1 전극군과 대향하도록 재치한 컬러필터군(154)과 제2 전극(155)을 가지는 제2 기판(156)상의 양쪽의 전극상에, 각각 딥핑법을 이용하여 도포하여 감광성이고 열경화성의 수지피막을 형성했다.

그 후, 100℃에서 10분간 가열하여 어느정도 용매를 제거한 후, 1000개/mm의 회절격자를 마스크로 이용하여, 전극 패턴과 격자가 평행이 되도록 셋트하고, 수직방향에서 에너지 빔으로써 500W의 초고압 수은등을 이용하여 365nm(i선)의 파장의 자외선(마스크 통과후 28mJ/㎠)를 5초 조사하여 상기 에너지 빔 감응성의 벤잘아세트페논기를 반응가교하면, 전극 패턴을 따라 대략30∼40nm의 凸凹가 형성된 액정배향막(157)을 제작할 수 있었다.

다음에, 상기 제1과 제2 기판(153), (156)을 대항하도록 위치맞춤하여 스페이서(158)와 접착제(159)로 대략 5미크론의 갭으로 고정했다. 그 후, 상기 제1과 제2 기판에 상기 액정(160)을 주입한 후, 편광판(161), (162)을 조합하여 표시소자를 완성했다.

이와같은 디바이스는 백 라이트(163)를 전면에 조사하면서, 비디오 신호를 이용하여 각각의 트랜지스터를 구동함으로써 화살표A의 방향으로 영상을 표시할 수 있었다.

이상 설명한 대로, 본 발명의 첫번째 액정배향막은 러빙을 필요로 하지않고, 고능율로 균일하고 얇은 배향막을 원하는 패턴으로 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 액정배향막의 제조에, 전극표면에 실란 계면활성제를 노광 패턴을 따라 단분자막상으로 1층 화학 흡착시키는 방법을 이용한 상기 공정을 다수회 이용함으로써, 종래와 같은 러빙에서는 어려웠던 개개의 화소의 배향이 다수종으로 분할된 멀티드메인의 액정배향막을 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이와같은 액정배향막을 이용함으로써, 종래와 같은 러빙 공정에서 발생한 결함이 발생하는 기회가 없어지고, 수율이 높고 저코스트 고신뢰로 광시야각 표시가 가능한 액정표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 흡착형성된 배향막은 특정의 액정 예를들면 네마틱 액정이나 강도전 액정의 결합을 조합하는 것도 가능하기 때문에, 배향제어성이 매우 좋다.

이상 설명한대로, 본 발명의 두번째의 액정배향막은 종래와 같은 러빙을 이용하지 않아도 액정의 프리틸트각도를 제어할 수 있고 임의의 방향으로 배향될 수 있는 기능을 가지는 배향막을 고능율로 균일하고 얇게 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명의 액정배향막의 제조방법은 피막을 구성하는 분자가 특정의 방향으로 향해 기판표면에 일단으로 결합 고정되는 밀착강도가 매우 우수한 배향막을 효율좋게 제공할 수 있는 효과를 가진다.

또한, 액정배향막의 제조시에, 편광판에 패턴상의 마스크를 중첩하여 노광하는 공정을 다수회 행하면, 동일면내의 배향막내에서 패턴상의 배향방향이 다른 부분을 다수개소 설치할 수 있고, 종래와 같은 러빙으로는 어려웠던 개개 화소의 배향이 다수종으로 분할된 멀티드메인의 액정표시장치를 매우 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이와같은 액정배향막을 이용함으로써, 종래와 같은 러빙공정에서 발생한 결함이 발생하는 기회가 없어지고, 수율이 높아 저코스트 고신뢰로 광시야각 표시가 가능한 액정표시장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 흡착형성된 배향막은 특정의 액정 예를들면 네마틱 액정이나 강도전 액정의 결합을 조합하는 것도 가능하기 때문에, 배향제어성을 좋게할 수 있다.

이상 설명한대로, 본 발명의 세번째 액정배향막은 종래와 같은 러빙을 이용하지 않아도, 배향막의 임계표면 에너지를 제어하여, 주입되는 액정의 프리틸트각도를 제어할 수 있고 액정을 임의의 방향으로 배향시킬 수 있는 기능을 가지는 배향막을 효율좋게 합리적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 액정배향막의 제조시에, 편광판에 패턴상의 마스크를 중첩하여 노광하는 공정을 다수회 행하면, 동일면내의 배향막내에서 패턴상의 배향방향만 다른 부분을 다수개소 설치할 수 있고, 종래와 같은 러빙에서는 어려웠던 개개의 화소 배향이 다수종으로 분할된 멀티드메인의 액정표시장치를 효율좋고 합리적으로 제작할 수 있다.

또한, 이와같은 액정배향막을 이용함으로써, 종래와 같은 러빙공정에서 발생한 결함이 발생하는 기회가 없어져 원하는 틸트각을 얻을 수 있고, 수율이 높고 저코스트 고신뢰도로 광시야각 표시가 가능한 액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 흡착형성된 배향막은 특정의 표면 에너지를 가지는 액정, 예를들면 네마틱 액정이나 강도전 액정의 결합을 조합하는 것도 가능하기 때문에, 배향방향 및 틸트각 제어뿐만 아니라 배향 규제력이 큰 배향막을 효율좋게 합리적으로 제작할 수 있었다.

이상 설명한대로, 본 발명의 네번째 액정배향막은 종래와 같은 러빙을 필요로 하지않고, 단시간 고능율로 균일하고 얇은 고신뢰성의 배향막을 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이와같은 액정배향막을 이용함으로써, 종래와 같은 러빙공정을 필요로 하지않고 수율이 높고 저코스트 고신뢰성의 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (68)

1. 직쇄상의 탄소고리 및 Si를 가지는 실란계 계면활성제가 소정의 기판표면에 형성된 에너지 빔 조사에 의해 활성수소를 포함하는 관능기를 생성하는 에너지 빔 감응성의 수지막을 통하여 화학흡착되며, 또한 상기 직쇄상 탄소고리가 특정방향으로 배향하는 피막인 것을 특징으로 하는 액정배향막.
2. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제로 이루어지는 피막이 줄무늬상의 패턴으로 상기 기판표면에 공역결합을 통하여 에너지 빔 감응성의 수지막에 고정되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
3. 제2항에 있어서, 상기 고정된 계면활성제로 이루어지는 피막이 실록산 결합을 가지는 피막을 통하여 에너지 빔 감응성의 수지막에 고정되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 실란계 계면활성제가 직쇄상 탄화수소기와 클로로실릴기를 포함하는 클로로실란계의 계면활성제인 것을 특징으로 하는 액정배향막.
5. 제4항에 있어서, 클로로실란계 계면활성제의 직쇄상 탄화수소기의 수소 일부가 적어도 불소원자로 치환되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 직쇄상 탄화수소기와 클로로실릴기를 포함하는 클로로실란계의 계면활성제로써 분자길이가 다른 다수종의 클로로실란계 계면활성제를 혼합하여 이용하는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
7. 원하는 전극을 형성한 기판표면에 형성된 단분자 막상의 피막으로써, 상기 피막을 구성하는 분자가 기판에 피막을 구성하는 분자를 공유결합에 의해 고정한 후, 상기 분자를 유기용제로 세정후, 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거에 의해 형성한 원하는 경사를 가지고, 특정의 방향으로 향해 상기 기판표면에 일단으로 결합 고정되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
8. 제7항에 있어서, 피막을 구성하는 분자가 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
9. 제8항에 있어서, 탄소고리의 일부의 탄소가 광학활성을 가지는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
10. 제7항 내지 제9항중 어느 한항에 있어서, 피막을 구성하는 분자의 양단에 Si를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
11. 제7항 내지 제10항중 어느 한항에 있어서, 피막을 구성하는 분자가 분자길이가 다른 다수종의 화학흡착분자가 혼합되어 형성되며, 고정된 피막이 분자길이 레벨로 凸凹인 것을 특징으로 하는 액정배향막.
12. 원하는 전극을 형성한 기판표면에 형성된 단분자 막상의 피막이고, 상기 피막을 구성하는 분자가 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하고, 상기 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 적어도 일부에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 적어도 한개 포함하고, 피막의 임계표면 에너지가 15mN/m∼56mN/m 사이의 원하는 값으로 제어되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
13. 제12항에 있어서, 피막을 구성하는 분자로써 임계표면 에너지가 다른 다수종의 실란계 계면활성제를 혼합하여 이용하고, 고정된 피막이 원하는 임계표면 에너지값을 표시하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 표면 에너지를 제어하는 관능기가 3불화 탄소기(-CF₃), 메틸기(-CH₃), 비닐기(-CH=CH₂), 아릴기(-CH=CH-), 아세틸렌기(탄소-탄소의 3중 결합), 페닐기(-C₆H₅), 아릴기(-C₆H₄-), 할로겐원자, 알콕시기(-OR; R은 알킬기를 표시한다. 시아노기(-CN), 아미노기(-NH₂), 수산기(-OH), 카보닐기(=CO), 에스텔기(-COO-) 및 카복실기(-COOH)에서 선택되는 적어도 한개의 유기기인 것을 특징으로 하는 액정배향막.
15. 제12항 내지 제14항중 어느 한항에 있어서, 피막을 구성하는 분자의 말단에 Si를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
16. 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기를 가지며 가시광역에서 투명한 수지막이 전극상에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 형성되며, 적어도 에너지 빔 감응성기가 반응가교되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
17. 제16항에 있어서, 수지막에서 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기가 측쇄기로써 도입되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
18. 제16항에 있어서, 수지막에서 에너지 빔 감응성기, 열반응성기 및 탄화수소기가 측쇄기로써 도입되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
19. 제16항에 있어서, 수지막의 표면이 줄무늬상의 凸凹로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
20. 제16항 내지 제19항중 어느 한항에 있어서, 열반응성기가 반응가교되는 것을 특징으로 하는 액정배향막.
21. 제16항에 있어서, 수지막으로써 하기식(화1)으로 표시되는 물질을 이용하는 것을 특징으로 하는 액정배향막.

    (화1)
22. 전극이 형성된 소정의 기판표면에, 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 에너지 빔에 의해 활성수소를 포함하는 관능기를 생성하는 에너지 빔 감응성의 수지막을 도포 형성하는 공정과, 상기 수지막의 표면을 임의의 패턴으로 에너지 빔을 조사하는 공정과, 상기 조사된 수지막을 직쇄상의 탄소고리 및 Si기를 가지는 실란계 계면활성제를 포함하는 화학흡착액에 접촉시킨 후, 상기 수지막을 녹이지 않는 용제로 세정함으로써, 상기 조사된 부분에 선택적으로 상기 계면활성제로 이루어지는 단분자막을 1층 형성하고, 상기 계면활성제 분자중의 직쇄상의 탄소고리를 배향 고정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.
23. 제22항에 있어서, 에너지 빔이 전자선, X선, 또는 파장100nm∼1㎛의 광에서 선택되는 적어도 한개인 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.
24. 제23항에 있어서, 화학흡착액이 적어도 직쇄상 탄소고리와 클로로실릴기를 포함하는 클로로실란계의 계면활성제와 에너지 빔 감응성 수지막을 손상시키지 않는 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.
25. 제23항 또는 제24항에 있어서, 에너지 빔이 자외선, 가시광선 및 적외선에서 선택되는 적어도 한개의 광이고, 에너지 빔 감응성의 수지막이 감광성 수지막인 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.
26. 제25항에 있어서, 감광성의 수지막이 하기식(화2)기, (화3)기 및 (화4)기에서 선택되는 적어도 한개의 유기기를 포함하는 폴리머막 또는 모노머막인 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.

    (화4)
27. 제22항 내지 제26항중 어느 한항에 있어서, 비수계 용매로써 불화 탄소기를 포함하는 용매를 이용하는 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.
28. 전극을 형성한 기판을 화학흡착액에 접촉시키고, 상기 흡착액중의 계면활성제 분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제 분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정과, 유기용제로 세정후 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하여 액제거 방향으로 상기 고정된 분자를 배향시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단분자 막상의 액정배향막의 제조방법.
29. 제28항에 있어서, 분자를 배향시킨 후, 다시 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 계면활성제분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특정방향으로 구비하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 계면활성제로써, 직쇄상 탄화수소기 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기 또는 알콕실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제를 이용하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
31. 제30항에 있어서, 직쇄상 탄화수소기 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기, 또는 알콕실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제로써 분자길이가 다른 다수종의 실란계 계면활성제를 혼합하여 이용하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
32. 제30항 또는 제31항에 있어서, 탄화수소기의 일부 탄소가 광학활성을 가지는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
33. 제30항 내지 제32항중 어느 한항에 있어서, 탄화수소기 또는 실록산 결합고리의 말단에 할로겐 원자 또는 메틸기(-CH₃), 페닐기(-C₆H₅), 시아노기(-CN), 수산기(-OH), 카복실기(-COOH), 아미노기(-NH₂), 또는 트리불화 탄소기(-CF₃)를 포함하는 것을 특징으로 하는 단분자 막상의 액정배향막의 제조방법.
34. 제29항에 있어서, 노광에 이용되는 광이 436nm, 405nm, 365nm, 254nm 및 248nm에서 선택되는 적어도 한개의 파장광인 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
35. 제30항 내지 제34항중 어느 한항에 있어서, 계면활성제로써, 직쇄상 탄화수소기 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제를 이용하여 세정유기용매로써 물을 포함하지 않는 비수계의 유기용매를 이용하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
36. 제35항에 있어서, 비수계의 유기용매로써 알킬기, 불화 탄소기 또는 염화탄소기 또는 실록산기를 포함하는 용매를 이용하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
37. 제28항 내지 제36항중 어느 한항에 있어서, 계면활성제 분자를 일단으로 고정하는 공정전에, 다수의 SiO기를 포함하는 피막을 형성하고, 이 막을 통하여 단분자막상의 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
38. 전극을 형성한 기판을, 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하고 상기 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 적어도 일부에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 적어도 한개 포함하는 실란계 계면활성제를 이용하여 제작한 화학흡착액에 접촉시켜 상기 흡착액중의 계면활성제분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제 분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
39. 제38항에 있어서, 계면활성제로써 직쇄상 탄소고리 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기 또는 알콕실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제를 이용하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
40. 제38항 또는 제39항에 있어서, 계면활성제로써 임계표면 에너지가 다른 다수종의 실란계 계면활성제를 혼합하여 이용하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
41. 제38항 내지 제40항중 어느 한항에 있어서, 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 말단 또는 일부에 3불화탄소기(-CF₃), 메틸기(-CH₃), 비닐기(-CH=CH₂), 아릴기(-CH=CH-), 아세틸렌기(탄소-탄소의 3중 결합), 페닐기(-C₆H₅), 아릴기(-C₆H₄-), 할로겐원자, 알콕시기(-OR; R은 알킬기를 표시한다.), 시아노기(-CN), 아미노기(-NH₂), 수산기(-OH), 카보닐기(=CO), 에스텔기(-COO-) 및 카복실기(-COOH)에서 선택되는 적어도 한개의 유기기인 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
42. 제38항 내지 41항중 어느 한항에 있어서, 계면활성제 분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정 후에, 유기용제로 세정하여, 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하고, 액제거 방향으로 상기 고정된 분자를 배향시키는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
43. 제42항에 있어서, 분자를 배향시킨 후, 다시 편광막을 통하여 노광하여 상기 배향된 분자를 원하는 방향으로 재배향시키는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
44. 제42항 또는 제43항에 있어서, 계면활성제로써 직쇄상 탄소고리 또는 실록산 결합고리와 클로로실릴기 또는 이소시아네이트실릴기를 포함하는 실란계의 계면활성제를 이용하여, 세정유기용매로써 물을 포함하지 않는 비수계의 유기용매를 이용하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
45. 제44항에 있어서, 비수계의 유기용매로써, 알킬기, 불화탄소기 또는 염화탄소기 또는 실록산기를 포함하는 용매를 이용한 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
46. 제38항 내지 제45항중 어느 한항에 있어서, 계면활성제 분자를 일단에 고정하는 공정전에, 다수의 SiO기를 포함하는 피막을 형성하는 공정을 행하고, 이 막을 통하여 단분자막상의 피막을 형성하는 것을 특징으로 하는 단분자막상의 액정배향막의 제조방법.
47. 전극이 형성된 소정 기판표면에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로, 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기를 가지는 가시광역에서 투명한 수지막을 도포 형성하는 공정과, 적어도 임의의 마스크를 통하여 에너지 빔을 상기 수지막에 조사하여 상기 에너지 빔 감응성기를 반응가교하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.
48. 제47항에 있어서, 에너지 빔 감응성기를 반응가교하는 공정 전 혹은 후에 가열에 의해 열반응성기를 반응가교시키는 공정을 부가한 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.
49. 제47항 또는 제48항에 있어서, 에너지 빔 감응성기가 감광성기이고, 마스크를 통하여 자외선을 조사하여 수지막내의 감광성기를 반응시켜, 주고리사이를 가교함과 동시에 측쇄기를 배향 고정하는 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.
50. 제47항 내지 제49항의 어느 한항에 있어서, 마스크로써 편광막 또는 회절격자를 이용하여 노광하는 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.
51. 제47항 내지 제50항의 어느 한항에 있어서, 노광시에, 수지막의 표면이 凸凹로 되기까지 노광을 행하는 것을 특징으로 하는 액정배향막의 제조방법.
52. 한쌍의 기판과, 그 표면의 전극과, 그 표면의 배향막이 이 순서로 형성되며, 액정이 상기 2개의 대향하는 전극에 상기 배향막을 통하여 끼워지는 액정표시장치로써, 상기 적어도 한쪽의 배향막은 직쇄상의 탄소고리를 가지는 실란계 계면활성제가 에너지 빔 조사에 의해 활성수소를 포함하는 관능기를 생성하는 에너지 빔 감응성의 피막을 통하여 화학흡착되며, 또한 상기 직쇄상의 탄소고리가 특정방향으로 배향하는 피막인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
53. 직쇄상의 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 가지는 실란계 계면활성제로 이루어지는 단분자막상의 피막이고, 상기 피막을 구성하는 분자가 원하는 경사를 가지고, 특정방향으로 향해 기판표면에 일단으로 결합 고정되는 피막이 액정용의 배향막으로써 2개의 대향시키는 전극이 형성된 기판표면의 적어도 한쪽 기판의 전극측표면에 직접 또는 다른 피막을 통하여 간접으로 형성되어 있고, 액정이 상기 2개의 대향하는 전극에 상기 배향막을 통하여 끼워지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
54. 제53항에 있어서, 대향시키는 2개의 전극이 형성된 기판표면에 각각 상기 피막이 배향막으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
55. 제53항 또는 제54항에 있어서, 기판표면의 피막이 패턴상의 배향방향이 다른 부분을 다수개소 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
56. 제53항에 있어서, 대항하는 전극이 편방의 기판표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
57. 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하고, 상기 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 적어도 일부에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 적어도 한개 포함하는 분자로 구성된 피막이 액정용의 배향막으로써 2개의 대향시키는 전극이 형성된 기판표면의 적어도 한쪽 기판의 전극측 표면에 직접 또는 다른 피막을 통하여 간접으로 형성되어 있고, 액정이 상기 2개의 대향하는 전극에 상기 배향막을 통하여 끼워지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
58. 제57항에 있어서, 대향시키는 2개의 전극이 형성된 기판표면에 각각 상기 피막을 배향막으로 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
59. 제57항 또는 제58항에 있어서, 기판표면의 피막이 패턴상의 배향방향이 다른 부분을 다수개소 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
60. 제57항에 있어서, 대향하는 전극이 편방의 기판표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
61. 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기를 가지고 가시광역에서 투명한 수지막이 전극상에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 형성되며, 적어도 상기 에너지 빔 감응성기를 반응가교하는 액정배향막이 2개의 대향하는 전극의 적어도 한쪽 전극상에 형성되어 있고, 액정이 2개의 대향하는 전극에 상기 수지막을 통하여 끼워지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
62. 미리 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판상에, 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 에너지 빔에 의해 활성수소를 포함하는 관능기를 생성하는 에너지 빔 감응성의 수지막을 도포 형성하는 공정과, 상기 수지막의 표면을 임의의 패턴으로 에너지 빔 조사하는 공정과, 상기 조사된 수지막 부착 기판을 직쇄상의 탄소고리 및 Si를 가지는 실란계 계면활성제를 포함하는 화학흡착액에 접촉시킨 후, 상기 수지막을 녹지않는 용액으로 세정함으로써, 상기 조사된 부분에 선택적으로 상기 계면활성제로 이루어지는 단분자막을 1층 형성하고, 상기 직쇄상 탄소고리를 배향 고정하는 공정과, 상기 제1 전극군을 가지는 제1 기판과 제2 전극또는 전극군을 가지는 제2 기판을, 각각의 전극이 대향하도록 소정 간극을 유지하면서 위치맞춤하여 접착고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판 사이에 소정의 액정을 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
63. 미리 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판을 직접 또는 임의의 박막을 형성한 후 화학흡착액에 접촉시켜 상기 흡착액중의 계면활성제 분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정과, 유기용제로 세정후 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하여 액제거 방향으로 상기 고정된 분자를 배향시키는 공정과, 다시 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 계면활성제분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특정방향으로 구비하는 공정과, 상기 제1 전극군을 가지는 제1 기판과 제2 기판 또는 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을, 전극면을 내측으로 하여 소정의 간극을 유지하면서 위치맞춤하여 접착 고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판사이에 소정의 액정을 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
64. 제63항에 있어서, 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 결합된 계면활성제분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특정방향으로 구비하는 공정에 있어서, 상기 편광판에 패턴상의 마스크를 겹쳐 노광하는 공정을 다수회 행하고, 동일 면내의 배향막내에서 패턴상의 배향방향이 다른 부분을 다수개소 설치한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
65. 미리 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판을 직접 또는 임의의 박막을 형성한 후, 탄소고리 또는 실록산 결합고리를 포함하고, 상기 탄소고리 또는 실록산 결합고리의 적어도 일부에 피막의 표면 에너지를 제어하는 관능기를 적어도 1개 포함하는 실란계 계면활성제를 이용하여 제작한 화학흡착액에 접촉시켜 상기 흡착액중의 계면활성제 분자와 기판표면을 화학반응시켜 상기 계면활성제분자를 기판표면에 일단으로 결합 고정하는 공정과, 유기용제로 세정 후, 다시 원하는 방향으로 기판을 세워 액제거를 행하여 액제거 방향으로 상기 고정된 분자를 배향시키는 공정과, 상기 제1 전극군을 가지는 제1 기판과 제2 기판, 또는 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을, 전극면을 내측으로 하여 소정의 간극을 유지하면서 위치맞춤하여 접착고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판사이에 소정의 액정을 주입하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
66. 제65항에 있어서, 고정된 분자를 배향시키는 공정 후, 다시 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 계면활성분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특정방향으로 구비하는 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
67. 제66항에 있어서, 편광판을 통하여 원하는 방향으로 편광한 광으로 노광하여 상기 결합된 계면활성제 분자의 방향을 원하는 경사를 가진 상태로 특정방향으로 구비하는 공정에 있어서, 상기 편광판에 패턴상의 마스크를 겹쳐 노광하는 공정을 다수회 행하고, 동일 면내의 배향막내에서 패턴상의 배향방향이 다른 부분을 다수개소 설치한 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.
68. 매트릭스상으로 재치된 제1 전극군을 가지는 제1 기판상에 직접 또는 임의의 박막을 통하여 간접적으로 에너지 빔 감응성기 및 열반응성기를 가지고 가시광역에서 투명한 수지막을 도포 형성하는 공정과, 적어도 임의의 마스크를 통하여 에너지 빔을 조사하여 상기 에너지 빔 감응성기를 반응가교시키는 공정과, 제1 전극군과 대향하도록 재치한 제2 전극 또는 전극군을 가지는 제2 기판을 각각의 전극측이 대향하도록 위치맞춤하여 접착 고정하는 공정과, 상기 제1과 제2 기판에 소정의 액정을 주입하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 제조방법.