액정 표시장치의 제조방법 document_id A220623107430

액정 표시장치는 경량박형의 표시장치로서 널리 사용되고 있다. 액정 표시장치는, 전계의 인가에 의해 액정 분자의 배열 상태가 변화함에 따라 액정의 굴절률이 변화하는 성질을 이용하여 화상 표시를 행한다. 액정 재료는 원래 복굴절성을 가지고 있고, 분자의 단축 방향의 굴절률과 장축 방향의 굴절률을 각각 no, ne라고 표시한다. 직선 편광이 액정에 입사하면, 초기 편광 상태로부터 no과 ne의 차이에 상응하는 위상차가 발생하고, 타원 편광이 얻어진다. 액정을 투과한 광이 진행하는 곳에 편광판이 배치되면, 편광판의 투과축과 일치한 광만이 투과하고, 입사광의 각도와 다른 각도의 직선 편광이 된다. 액정에 전계가 인가되면 배향이 변화함에 따라 액정의 굴절률이 변화하므로, 다른 편광 상태가 얻어질 수 있다. 액정의 배향과 편광판의 각도를 적절히 선택하면, 명암의 변화가 가능하다. 액정의 전기광학 효과를 이용하여 표시하기 위해서는, 기판 면에 대하여 배향 처리가 필요하고, 초기 배향에 따라 여러 가지 동작 모드가 가능해진다. 대표적인 모드로서, TN(twisted nematic) 모드가 널리 이용되고 있다. TN 모드의 경우, 전계가 없는 상태에서는 액정 분자의 장축이 기판에 평행하고, 기판들 사이에 배치된 분자들이 서로에 대하여 꼬인(twisted) 배향을 취한다. 여기에 전계를 인가하면, 액정 분자의 배향 상태는, 분자의 장축이 기판 평면에 평행한 상태로부터 분자의 장축이 기판 평면에 수직인 상태로 변한다. 그러나, 액정 분자의 초기 배향이 기판에 평행한 경우, 기판 면에 가까운 곳에 있는 분자는 그 분자와 기판과의 상호작용에 기인하여 배향력이 강해지므로 전계를 인가하더라도 쉽게 동작하지 않아, 이들 분자는 거의 초기 상태를 그대로 유지한다. 따라서, 그 부분에서는 액정의 복굴절성이 잔류하고, 이러한 복굴절성에 의한 위상차 때문에 약간의 광 누설이 발생하고, 이 때문에, 이상적인 암(暗) 상태를 얻는 것이 어려웠다. 명(明) 상태의 휘도와 암 상태의 휘도의 비(比)인 콘트라스트에 관해서는, 그 비율이 높을 수록 화질이 향상될 수 있다. 콘트라스트는 표시 성능을 결정하는 요소 중의 하나이다. 따라서, 콘트라스트 비를 향상시키는 방법으로서, 종래의 TN 모드 대신에 수직 배향 모드를 이용한 액정 표시장치가 제안되어 있다(예를 들어, 문헌 1 참조). 수직 배향 모드에서는, 액정 분자가 미리 액정 표시장치의 기판 면에 수직으로 배향되므로, TN 모드에서 발생했던 복굴절이 발생하지 않고, 투과광이 편광판에 의해 차단된다. 이 때문에, 광 누설이 적고, 암 상태가 쉽게 얻어질 수 있다. 또한, 구동 시에는, 액정 분자가 전계에 의해 수직 방향으로부터 기울어지게 되어, 액정 재료의 복굴절에 의한 광 투과성이 얻어질 수 있다. 수직 배향의 액정에 전계를 인가하면, 기판에 대한 분자의 경사각이 전계 강도, 액정 재료, 및 배향 모드의 특성에 의해 결정되고, 특별한 처리를 행하지 않는 한 분자의 방위각은 임의의 값을 취할 수 있다. 이와 같은 분자 방위각의 임의성은 배향 순서가 국소적으로 혼란될 가능성을 나타내는 것이다. 수직 배향의 액정을 사용한 실제의 표시장치를 관찰하면, 이러한 혼란에 의해 야기된 표시 결함을 종종 볼 수 있다. 이러한 표시 결함은 슐리렌(Schlieren) 구조라 불리고, 슐리렌 구조가 나타나면 화소의 투과율이 저하한다. 또한, 화상의 전환에 따라 슐리렌 구조가 이동하여 잔상이 되어, 디스플레이의 표시 품질을 저하시킨다. 이러한 결점은, 미리 분자의 방위각을 규정할 수 있는 처리인 러빙(rubbing)법을 행함으로써 방지될 수 있다. [문헌 1] K. Ohmuro, S. Kataoka, T. Sasaki, 및 Y. Koike, Society For Information Display '97 Digest of Technical Papers, (1997) 845