Overcoat와 이온빔 에너지를 이용한 액정배향 및 IPS Mode에서의 특성 연구

국문 초록 (Abstract)

최근 유리기판을 대신해 고분자 기판을 사용하여 보다 박형화, 경량화를 구현하기 위한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 유리기판에 비하여 무게가 가볍고, 부피가 줄고, 유연성이 증가하므로 인한 장점들을 최대한 응용하고자 하는 것이다.그리고 현재 공정의 배향법으로는 러빙법을 사용하고 있다. 이러한 러빙법은 롤러를 회전시켜 롤러에 감겨져 있는 천으로서 분자를 재배열 하는 공법으로, 이에 따르는 여러 가지 단점들이 발생하고 있고, 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 넌러빙 배향방법인 이온빔 배향법을 이용하였다. 이온빔 배향법은 비접촉식 배향법이므로 러벙법의 단점을 근본적으로 해결 할 수 있다. 또한, 현재 TFT-LCD에서 사용되어 지고 있는 액정모드로서는 VA모드와 IPS 모드가 대표적이며, 이러한 모드들은 광시야각을 구현 할 수 있다는 최대의 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 배향막 재료로서 칼라필터 제작 과정에서의 평판화를 위해 사용되어 지고 있는 투과율과 온도 내열성이 상대적으로 우수한 하이브리드 오버코트를 사용하여 IPS 모드를 구현하였다. 실험공정으로서는 IPS 및 Glass기판에 스핀코팅기를 이용하여 0.1㎛의 오버코트 층을 형성하였다. 이후 이온빔의 조사 세기별, 각도별, 시간별로 셈플을 제작하여 액정의 배향특성, 프리틸트 각도, 열적안정성, 표면분석(AFM)을 하였고, 5㎛의 셀갭을 이용하여 IPS 셀을 제작 후 전압-투과율 특성, 응답특성을 측정하였다. 실험결과 조사세기1800 eV, 조사시간 1분, 조사각도 45도에서 최적의 배향 특성을 확인 할 수 있었으며, 이때의 프리틸트 각도는 약 0.5도로서 IPS 모드에 최적임을 알 수 있었다. 또한 전기광학특성 역시 안정된 전압 투과율과 빠른 응답특성을 구현함을 확인 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Rubbed polyimide(PI) surfaces have been widely used to align LC molecules. The effect of unidirectional rubbing for alignment of NLC (nematic liquid crystal) on various alignments layers has been discussed by many investigators. The rubbing treatment method presents a number of obstacles, such as generation of electrostatic charges and the creation of contaminated particles. We reported generation of electro-static charges produced on diverse PI surfaces during the rubbing process. Thus rubbing-less techniques for LC alignment are required for LCD fabrication. The Ion-beam method for LC alignment is one of the most promising rubbing-free methods.Also, TFT-LCD display mode are divided into IPS and VA. IPS mode has the same phase retardation in all directions of polar angle, so it has wide viewing angle characteristics.Usually overcoat is used as a materials for making a plat alignment layer in color filter process. In our investigation, we embodied IPS mode by using the hybrid overcoat which is more transparent and also has a good heat-resisting properties.The organic hybrid overcoat layer was lifted up by spin-coating. In order to characterize the LC alignment, pretilt angle measuring , thermal stability test, and atomic force microscopy (AFM) image were used. The IPS cell was fabricated as a sandwich- type with parallel structure, and the thickness of cell was 5㎛. The good LC aligning capabilities can be achieved in the case of treated on the organic hybrid overcoat thin film surfaces with the ion beam exposure of 45〫 above and ion beam energy density of 1800 eV. In that case the output pretilt angel was about 0.5〫 .In our experiments, the electrical-optical property of the ion beam-aligned IPS cell with the organic hybrid overcoat layer was good. As a result, we can demonstrate that the organic hybrid overcoat thin films has a good enough characteristics as a new alignment layers.