액정 표시 장치 및 그의 제조 방법 document_id A220623036486

정보화 사회의 발전에 따라, 시각적 정보를 표시하기 위하여 종래의 CRT(Cathode Ray Tube)를 대신하여, 여러 가지 평판 표시 장치가 각광을 받고 있다. 이러한 평판 표시 장치들로는, PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display Device), LCD(Liquid Crystal Display Device), OLED(Organic Light Emitting Diode) 등이 있으며, 그 중에서도 모바일폰 및 컴퓨터 모니터의 표시 화면에서부터 대형 TV의 표시 화면에 이르기까지 다양한 분야에서 사용되고 있는 LCD(이하 액정 표시 장치)는 가장 대표적인 평판 표시 장치라고 할 수 있다. 이와 같은 액정 표시 장치는, 두 기판 사이에 개재되어 유동성을 가지는 액체상(liquid phase)과 결정 상태를 가지는 고체상(solid phase)의 중간 성질을 가지는 액정 분자를 이용하여 별도의 광원으로부터 조사되는 빛의 투과율을 조절함으로서 영상을 구현한다. 즉, 액정 분자의 단축 방향 및 장축 방향에 따른 광학적 성질과 유전율이 다른 이방성을 가지는 성질을 이용하여, 두 전극 사이에 형성되는 전계에 따라 액정 분자의 배열 방향을 가변시켜 광투과율을 조절함으로써 원하는 영상을 구현한다. 한 편, 액체상과 고체상의 중간 성질을 가지는 액정 분자가 전계에 따라 일정한 방향으로 배열 방향이 변화되도록 하기 위해서는, 액정 분자를 미리 특정 방향으로 배향시켜야 한다. 이와 같이, 액정 분자를 배향시키기 위해서 구조적으로 비등방성 즉, 이방성을 가지는 배향막이 필요하며, 상기 배향막을 구현하기 위하여 산화 규소를 증착하는 방법(SiO2 deposition)이 제안되었으나 생산 비용 및 공정성의 문제로 인하여 채택이 되지 않고 있다. 상기 산화 규소 증착법을 대신하여 현재 널리 사용되고 있는 배향 방법이 러빙(rubbing) 배향법이다. 러빙 배향법은, 기판 상에 폴리이미드(polyimide) 계열의 배향막을 도포한 후 나일론, 폴리에스테르, 또는 레이온 섬유 등으로 이루어진 러빙천으로 배향막의 표면을 문지름으로서, 배향막의 표면에 미세한 홈(microgroove)을 형성시키는 방법이다. 그러나, 이와 같은 러빙 배향법은 배향막의 표면이 손상되어 미세한 파티클(particle)이 발생하여 기판이 오염되거나, 러빙천이 손상을 입어 배향 상태가 불균일하게 되어 화상이 저하되거나, 마찰에 의한 정전기가 발생하여 기판에 형성된 여러 패턴에 손상을 주는 문제점 등이 있었다. 이와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 제안된 방법이 빛을 이용한 광배향법이다. 광배향법은, 광활성기를 가지는 감광성 고분자 액정 배향제를 기판 상에 도포한 후 편광된 UV광 등을 광조사하여, 표면에 비등방성, 즉 이방성을 유도함으로서 액정을 배향시킬 수 있도록 하는 방법이다. 상기 광배향법은 배향막이 직접적으로 마찰되지 않기 때문에, 러빙 배향법과 같이, 파티클 및 정전기가 발생하지 않으며 비교적 균일한 배향 상태를 얻을 수 있음과 아울러, 특히 멀티 도메인을 구현할 수 있다는 장점을 가진다. 광배향법은, 그 반응 기작에 따라 광이 조사되면 발생되는 시스/트란스(cis/trans) 이성질체(isomer)로의 변화에 의하여 생성된 방향성에 따라 액정이 배향되는 광이성질화 반응법과, 빛에 의하여 결합 사슬의 분해가 비등방적으로 일어남에 따라 발생되는 구조적 비등방성을 이용하여 액정을 배향시키는 광분해법과, 조사되는 편광된 UV에 의하여 편광 방향으로 배향되어 있는 광반응기들이 선택적으로 반응하여 고분자 필름에 이방성을 부여하는 광중합법 등으로 구분되며, 이 가운데 광중합법이 널리 사용되고 있다.