KR20040052593A - 비접촉 표면처리를 이용한 플렉시블 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비접촉 표면처리를 이용한 플렉시블(Flexible) 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 자세한 것은, 플라스틱(plastic) 기판에 열을 가하면서 자외선 광을 조사하는 기계적으로 표면 접촉이 없는 광배향법(photo-alignment method)을 이용하여 높은 배향성과 프리틸트각(pretilt angle)을 발생 시킬 수 있는 기술이다.

플라스틱 기판에서 높은 프리틸트각이 발생하기 위하여 본 발명은, 플라스틱 기판에 열을 가하면서 동시에 자외선 광을 조사하는 방법을 이용하여 프리틸트각을 용이하게 발생시키는 것이 특징이다.

Description

비접촉 표면처리를 이용한 플렉시블 액정표시장치{Flexible liquid crystal display using non-contact surface treatment.}

본 발명은 플렉시블(Flexible) 액정표시장치(LCD: Liquid crystal Display)에 관한 것으로 플라스틱(Plastic) 기판에 열을 가하면서 동시에 자외선(UV) 광을 조사하여 액정 배향을 형성하는 기술에 관한 것이다.

플렉시블 액정표시장치는 평판표시 소자의 한 종류인 액정표시장치에서 일반적으로 사용되는 유리기판 대신 플렉시블한 플라스틱 기판을 사용하는 액정표시장치를 말한다. 이러한 플렉시블 액정표시장치는 기존의 유리기판을 이용하는 액정표시장치에 비해 부피가 줄고 무게가 줄면서 휴대용 디스플레이, 유연성 (flexibility) 이 커지면서 곡면 위의 디스플레이 (flexible display) 로의 응용이 가능하다. 그러므로 경량, 박형을 최우선으로 하는 휴대정보통신단말기분야 뿐만 아니라 개인용휴대단말기(PDA), 노트북, 모니터등에서 이용되고 있다.

하지만, 플렉시블 액정표시장치에서 사용되는 플라스틱 기판은 열적 안정성이 낮아서 150°이하의 공정에서는 사용되기 힘들다. 그러므로 플렉시블 액정표시장치에서는 저온공정의 중요성이 크게 대두 되었다.

일반적으로, 액정표시장치의 판넬은 투명전극 패턴들이 형성되어 있는 상.하측 액정기판이 실패턴에 의해 접착되고 그 사이의 공간이 셀갭에 액정이 밀봉되어 있는 형태로 구성되어 있으며, 모든 공정들이 높은 온도에서 이루어지기 때문에 플라스틱 기판을 이용하는 플렉시블 액정표시장치에 적용하기 힘들다.

여기서, 특히, 액정을 균일한 배향시키는 위해서 배향막을 사용하며, 보통폴리이미드(PI: polyimide)를 사용한다. 그러나, 이러한 배향막은 일반적으로 180℃이상의 고온의 공정이 필요하다. 그러므로 내열성이 약한 플라스틱 기판을 이용하는 플렉시블 액정표시장치에서는 적용하기 힘들다.

또한, 기판 표면에서부터의 액정의 초기각도인 프리틸트각을 발생시키기 위하여 러빙공정을 사용하고 있다. 러빙공정은 롤러(roller)에 천(1)을 감고, 회전하고 있는 롤러에 기판이 지나가도록 하는 방법으로, 롤러에 감은 천이 직접 기판에 접촉하는 방법이다. 이러한 러빙공정은 배향방법이 간단하여 대량공정에 유리하다. 그러나, 기판에 직접접촉하는 방법이기 때문에 러빙천에 의해서 먼지(4)등의 오물이 발생하고, 정전기가 발생하기 때문에, 반드시 세정공정이 필요하다. 이러한 세정공정은 가격상승의 요인이 된다.

상기와 같이 종래기술에 따른 플렉시블 액정표시소자는 기존의 높은 고온의 공정에서는 적용하기 어려운 문제점을 가지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 플라스틱 기판을 핫플레이트(Hot-plate) 장치에서 열을 가하면서 동시에 자외선(UV) 광을 조사하는 비접촉 표면처리 방법인 광배향법(photo-alignment method)을 이용하여 플렉시블 액정표시소자을 용이하게 제작하는데 그 목적이 있다.

도1 은 종래의 러빙공정의 개략적인 단면도

도2 는 본 발명에서 사용한 비접촉식 표면처리방법은 광배향 장치의 개략적인 단면도

도3 는 본 발명에서 사용한 비접촉식 표면처리방법인 광배향 장치를 이용한 플렉시블 액정셀의 프리틸트각을 나타낸 그래프

도4a 4b는 종래의 유리기판에 러빙법을 이용한 액정배향 사진과 본 발명에서 사용한 플라스틱 기판에 비접촉시 표면처리 방법인 광배향 장치를 이용한 액정 배향 사진

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

1 : 러빙천이 감긴 롤러(roller) 2 : 배향막

3 : 유리 기판 4 : 먼저(dust)

5 : 정전기 6 : 자외선 광원 (UV light Source)

7 : 플라스틱 기판 8 : 핫플레이트(Hot-plate) 장치

9 : 각도 조절 장치계

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시 장치는

배향막을 플라스틱 기판에 내열성에 영향을 주지 않는 120℃의 핫플레이트의온도에서 배향막을 소성하고 동시에 자외선 광을 조사하여 액정 배향을 발생시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명한다.

도 2에 본 발명에서 사용한 비접촉 표면처리 방법인 광배향 장치의 개략적인 단면도를 나타낸다.

먼저, 상기 목적을 달성하기 위하여, 플렉시블 액정 셀은 얇은 투명전극인(ITO)이 증착된 플라스틱 기판에 배항막(2)을 형성한다. 상기 배향막(2)과 두 장을 실패턴(도시안됨)으로 봉합한 후, 셀갭에 액정(도시안됨)을 채워 밀봉한다. 이때 상기 액정은 유전성 이방성이 양인 네마틱 액정을 사용한다.

이때 상기 배향막은 도 2에서 사용되는 자외선 광원(UV light source) (1)에서 나오는 자외선 광을 이용하고, 각도가 조절되는 장치(9)에 핫플레이트 장치(8)가 같이 제작되어 있다. 그리고 이러한 핫플레이트 장치(8)위에 배향막(2)이 코팅된 플렉시블 기판(7)을 올려 놓는다. 그러면 배향막(2)이 코팅된 플라스틱 기판은 핫플레이트의 열(플라스틱 기판의 내열성에 영향을 주지 않는 온도 이용: 120℃이내의 온도)과 동시에 자외선 광원(1)에서 나오는 자외선 광으로 인하여 액정 배향이 형성되며, 프리틸트각이 발생하게 된다.

프리틸트각의 발생에 관하여 상세히 설명하면, 상기 배향막은 배향막을 구성하는 폴리이미드의 종류나, 핫플레이트의 온도, 자외선 광원의 강도, 각도가 조절되는 장치를 이용하여 자외선 광이 조사받는 각도를 조절하면, 여러 가지 프리틸트각을 발생시킬수 있다.

그러므로, 도3에는 본 발명에서 사용한 광배향 장치를 이용한 플렉시블 액정셀의 프리틸트각을 나타내었다. 도 3의 그래프에서는 핫플레이트의 온도가 증가할수록 자외선 광의 조사시간이 증가할수록 프리틸트각이 증가하였다. 그러므로 120℃의 낮은 공정온에서도 높은 프리틸트각을 발생시킬 수 있었다.

도4a 4b는 종래의 유리기판에 러빙법을 이용한 액정배향 사진과 본 발명에서 사용한 플라스틱 기판에 비접촉시 표면처리 방법인 광배향 장치를 이용한 액정 배향 사진을 나타낸다. 도 4a의 유리기판에 러빙법을 이용한 액정배향사진과 같이 편광판이 직교인 상태에서 암상태를 나타내면 양호한 액정배향 상태는 나타낸다. 그러므로, 도 4b에서와 같이, 플라스틱 기판에 비접촉시 표면처리 방법인 광배향 장치를 이용한 액정 배향 사진도 도4a의 사진처럼 암상태를 나타내므로, 양호한 배향임을 알 수 있다.

그러므로, 본 발명에서 플렉시블 액정표시소자에서 플라스틱 기판의 저온공정을 만족시키기 위해서 핫플레이트 장치 위에 플라스틱 기판을 놓고 기판에 열을 가하면서 동시에 자외선을 조사하는 비접촉 표면처리 방법인 광배향법을 이용하여 높은 프리틸트 각을 형성 시킬 수 있었다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 핫플레이트 장치 위에 플라스틱 기판을 놓고 기판에 플라스틱 기판의 내열성에 영향을 미치지 않는 120℃의 열을 가하면서 동시에 자외선 광을 조사하여 액정의 프리틸트각을 형성시키는 방법으로 플라스틱의 낮은 내열성에 적합한 공정이며, 비접촉 표면처리 방법으로 고품위 플렉시블 액정표시소자를 제작하는데 효과가 있다.

Claims (2)

1. 핫플레이트 장치 위에 플라스틱 기판을 놓고 기판에 열을 가하면서 동시에 자외선광을 조사하여 액정의 프리틸트각을 형성시키는 비접촉 표면 처리 방법인 광배향을 이용하는 방법
2. "청구항 1"에 제시한 방법 및 장치를 적용하여 제품을 생산하는데 활용되는 액정표시 장치