KR19980023051A - 강유전성 액정표시장치 의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강유전성 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로서, 셀갭이 3㎛이하로 매우 작은 FLCD에서 FLC를 일정 비율 이하로 광경화성 폴리머와 혼합하여 밀봉하고, 투명전극 패턴에 구동전압보다 높은 전압을 인가하여 FLC들을 북-셀프 구조로 배향시킨 후, UV광을 조사하여 광경화성 폴리머를 경화시켜 셀갭내에 그물망 구조를 형성하였으므로, 상기 그물망 구조에 의해 북-셀프 구조의 이상적인 배향 상태의 FLC의 배향 상태가 구동에도 유지되고, 외부압력이나 내부 결함에 의해 불량이 발생되어도 상기의 그물망 구조에 의해 인접 화소로의 결함 확산이 방지되어 화질이 향상되고, 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

강유전성 액정표시장치의 제조방법

본 발명은 강유전성 액정표시장치(Ferroelectric Liquid Crystal Display ; 이하 FLCD라 칭함) 제조방법에 관한 것으로서, 특히 액정의 반응 속도가 빠른 강유전성 액정(Ferroelectric Liquid Crystal ; 이하 FLC라 칭함)을 사용하는 작은 셀갭을 갖는 FLCD에서 액정을 광경화성 폴리머와 혼합하여 주입-밀봉한 후에 고전압을 인가한 상태에서 광을 조사하여 FLC들이 한 화소에서 배향각이 변화되는 쉐브론 구조 없이, 한 방향으로만 배열되는 이상적인 북셀프(book-self) 구조를 갖도록 하고 그 상태를 지속적으로 유지되도록 하여 지그재그나 라이트닝등의 불량을 방지하여 화질을 향상시켜 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 FLCD의 제조방법에 관한 것이다.

평판표시장치(flat panel display)의 일종인 LCD는 액체의 유동성과 결정의 광학적 성질을 겸비하는 액정에 전계를 가하여 광학적 이방성을 변화시키는 장치로서, 종래 음극선관(Cathode Ray Tube)에 비해 소비전력이 낮고, 부피가 작으며, 대형화 및 고정세화가 가능하여 널리 사용되고 있다.

일반적으로 LCD는 화소전극이 형성되어 있는 하측기판과 공통 전극에 형성되어 있는 상측기판의 사이에 액정이 밀봉되어 있는 구조로 형성된다.

종래 기술에 따른 LCD에 관하여 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 투명 상.하측기판 상에 투명전극 패턴들을 형성하고, 상기 구조의 상.하측기판 상에 액정을 일정한 방향으로 배향시키기 위한 폴리이미드 재질의 배향막을 도포하고, 러빙하여 방향성을 갖도록 한다.

그 다음 상기 상측 또는 하측기판 상에 실패턴을 형성하여 두 기판을 접합하고, 상기 상.하측기판 사이의 셀갭에 액정을 채원 밀봉한 후, 상기 상.하측기판에 각각 위상차판 및 편광판을 부착하여 LCD를 완성한다.

이러한 LCD는 사용되는 액정의 종류에 따라 티.엔(Twisted Nematic), 에스.티.엔(Super Twisted Nematic), 강유전성, 콜레스테릭 LCD 등으로 구분된다.

여기서 상기 FLC는 액정 분자가 영구쌍극자를 갖고 있어 자발분극(spontaneous polarization)이 존재하는 액정으로서, 스메틱 C^*액정이라고도 하는데, 액정 분자들의 반응속도가 1msec 이하로 매우 빠르고, 박막 트랜지스터 LCD에 비해 제조가 간단하여 주목받고 있다. 그러나 이러한 FLCD는 3㎛ 이하의 셀갭을 갖고 있어 샐 갭의 갖고 있어 샐 갭의 균일성을 유지하기가 어렵다.

도 1은 종래 기술에 따른 FLCD를 설명하기 위한 개략도로서, 앞서와 같이 상.하측기판(10), (12)의 사이에 FLC(16)가 실패턴에 의해 밀봉되어 있으며, 배향 방향의 절곡점이 한 방향으로 배열되는 쉐브론 구조를 가지도록 배향막 및 열처리 공정이 진행된다.

상기의 FLCD는 절곡점을 가지지 않은 북-셀프 구조가 이상적인 배향 상태이나, 북-셀프 구조에서는 온도나 전기장 또는 내부의 결함에 대한 안정성이 매우 떨어지므로 배향 방향이 중간에서 꺾여지는 절곡점이 한 방향으로만 배열되는 쉐브론 구조를 가지도록 한 것이다.

상기와 같은 종래 기술에 따라 형성된 FLCD는 배향의 안전성을 위하여 쉐브론 구조로 형성하나, 이 또한 액정이나 배향막 또는 셀갭 변화 등의 내부 결함에 의해 절곡점의 방향이 임의로 변화되어 인접한 절곡점이 서로 마주보는 라이트닝(lightening)이나 반발되어 있는 헤어핀(hair fin)등의 불량이 발생되어 화질이 저하되거나 심하면 불량 처리되어 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 FLC를 광경화성 폴리머와 혼합하여 밀봉하고, 구동전압보다 높은 전압을 인가하여 FLC를 북-셀프 구조로 배열시킨 후, 광을 조사하여 상기 광경화성 폴리머가 셀갭내에서 그물망구조를 가지도록 하여 상기 FLC의 배향 상태를 유지하도록 하여 라이트닝이나 헤어핀등의 불량 발생을 방지하여 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 FLCD의 제조방법을 제공함에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 강유전성 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 강유전성 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 상측기판, 12 : 하측기판, 16 : FLC, 18 : 그물망구조

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 FLCD 제조 방법의 특징은, 투명전극 패턴이 형성되엉 있는 상.하측기판 상에 배향막을 형성하되, 서로 반대 방향으로 배향되도록 형성하는 공정과, 상기 상.하측기판을 실패턴으로 접합시키는 공정과, 상기 상.하측기판 사이의 셀갭에 소정 비율 이하의 광경화성 폴리머와 혼합된 FLC를 주입하고 밀봉하는 공정과, 상기 상.하측 기판의 투명전극 패턴에 구동 보다 높은 전압을 인가하여 FLC를 북-셀프 구조로 배향시킨 상태에서 광을 조사하여 광경화성 폴리머를 경화시켜 셀갭내에서 그물망구조가 되도록 하는 공정을 구비함에 있다.

이하, 본 발명에 따른 FLCD의 제조방법에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 FLCD의 제조방법을 설명하기 위한 개략도로서, 광경화성 폴리머된 그물망구조를 가지는 경우의 예이다.

먼저, 통상의 투명 재질, 예를 들어 석영이나 유리 또는 플라스틱 등으로 된 상.하측기판(10), (12) 상에 ITO나 SnO₂로 된 투명전극 패턴(도시되지 않음)들을 형성하고, 상기 상하측기판(10), (12)상에 화살표로 표시된 배향 방향이 서로반대 방향인 배향막(도시되지 않음)을 형성하고, 상.하측기판(10), (12)을 실패턴(도시되지 않음)으로 접합한 후, 기판들 사이의 셀갭에 1∼20wt% 정도의 비율로 광경화성 폴리머와 혼합된 FLC(16)를 주입하고 밀봉한다. 이때 상기 광경화성 폴리머는 UV폴리머로 한다.

그 다음 상기 투명전극 패턴들에 1∼100㎐의 주파수를 가지는 교류 전압을 인가하되, 상기 전압은 통상 2∼5V 정도인 FLCD 구동 전압의 1.5∼5배 정도의 고전압을 인가하면, 상기 FLC(16)들이 이상적인 북-셀프 구조로 배향된다.

그후, 상기 전압을 인가한 북-셀프 상태에서 UV광을 조사하여 상기 광경화성 폴리머를 경화시켜 그물망구조(18)를 형성한다.

여기서 상기 그물망 구조(18)에 의해 상기 북-셀프 구조의 액정을 구역 별로 분할시켜, 결함에 의한 지그재그나 라이트닝 또는 헤어 핀 불량 발생을 방지할 수 있으며, 일부분에 불량이 발생되더라도 그물망 구조(18)에 의해 배향 불량의 확산이 방지된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 FLCD의 제조방법은 셀갭이 3㎛ 이하로 매우 작은 FLCD에서 FLC를 일정 비율 이하의 광경화성 폴리머와 혼합하여 밀봉하고, 투명전극 패턴에 구동전압보다 높은 전압을 인가하여 FLC들을 북-셀프 구조로 배향시킨 후, UV 광을 조사하여 광경화성 폴리머를 경화시켜 셀갭내에 그물망구조를 형성하였으므로, 상기 그물망구조에 의해 북-셀프 구조의 이상적인 배향 상태의 FLC의 배향 상태가 구동에도 유지되고, 외부압력이나 내부 결함에 의해 불량이 발생되어도 상기의 그물망구조에 의해 인접 화소로의 결함 확산이 방지되어 화질이 향상되고, 공정수율 및 소자 동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (6)

1. 투명전극 패턴이 형성되어 있는 상.하측기판을 실패턴으로 접합시키는 공정과, 상기 상.하측기판 사이의 셀갭에 소정 비율 이하의 광경화성 폴리머와 혼합된 FLC를 주입하고 밀봉하는 공정과, 상기 상.하측기판과 투명전극 패턴에 구동 보도 높은 전압을 인가하여 FLC를 배향시키는 공정과, 상기 폴리어에 광을 조사하여 광경화성 폴리머를 경화시켜 셀갭내에서 그물망구조가 되도록 하는 공정을 구비하는 FLCD의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 상.하측기판에 형성되어 있는 배향막이 서로 반대 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 FLCD의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 상.하측기판이 유리 석영 또는 플라스틱 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 표시장치의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 투명전극이 ITO 또는 SnO₂로 형성되는 것을 특징으로 하는 강유전성 액정 표시장치의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 광경화성 폴리머가 FLC와 1∼20wt% 비율로 혼합된 것을 특징으로 하는 FLCD의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 북-셀프 구조 배향을 위한 전압으로 1∼100㎐의 주파수를 가지는 교류 전압을 구동전압의 1.5∼5배 고전압으로 인가하는 것을 특징으로 하는 FLCD의 제조방법.