Fabrication of Flexible Multi-domain LCD Using Soft Lithography

Abstract

In this study, we have demonstrated a simple method for fabrication of flexible LSH mode multi-domain LCD. Locked Super Hometrotrpic (LSH) use choresteric dopant and closed square pattern polymer wall to make the multi-domain. LSH mode is one of the good multi-domain fabrication methods. But it needs photolithography process in fabrication and has slow response time. So we make good it by soft lithography and ion beam treatment. We can fabricate it very easily by soft lithography instead of photolithography. Moreover it can overcome from limitation of substrate. Also we induce ion beam treatment to make response time a little fast. From this we can fabricate a vane shape and confirm it is good multi-domain.;Liquid Crystal Display(LCD)란 인가전압에 따라 액정분자의 배열을 변화시킴으로써 빛의 투과도를 조절하여 영상을 표시하는 장치이다. LCD는 저 전압 구동이 가능하고 부피가 작다는 장점이 있는 반면, 응답 속도가 느리고 시야각이 좁다는 단점이 있다. 시야각 단점을 해결하기 위한 방법 중 하나인 Locked Super Homeotropic (LSH) 모드는 막힌 사각형 구조에 음의 액정과 콜레스테릭 도펀트를 주입하여, multi-domain을 잘 구현할 수 있는 방법으로 꼽히지만, 공정 중에 photolithography를 사용해야 하며, 응답속도가 느리다는 단점이 있다. 본 논문에서는 Soft Lithography를 이용하여 손쉽게 패턴을 전사하고, polydimethylsiloxane(PDMS) 배향막에 낮은 에너지의 이온빔 조사를 통해 응답속도를 향상 시켰다. 여러 가지 한계를 가지고 있는 photolithography 대신 soft lithography 방법을 이용해서 패턴을 형성 함으로 써, 패턴 형성에 있어 더 안정적이고 반복 공정이 가능하도록 하였고, resolution도 높일 수 있었다. 액정 구동에서도 photolithography 공정을 거친 것 보다 패터닝을 한 액정 셀이 더 넓은 부분에서 뚜렷하게 multi-domain을 보이는 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 패터닝을 이용 함으로 기판의 제약에서 벗어나, flexible LCD 구현을 가능하게 하였다. 실제로 PET film위에 구조를 패터닝 하여 구현하였을 때, 유리 기판과 같이 multi-domain을 잘 형성하는 것을 관찰 할 수 있었다. 또한 막힌 사각형의 구조를 사용했을 경우, flexible 기판에 이용하려면 셀을 접합시키기 위해 액정과 UV 경화 물질을 섞게 되는데, 이 경우 액정의 움직임에 경화 물질이 방해가 될 수 있다는 위험이 있다. 이를 보완하기 위해 더 나아가 패턴 모양을 변형 시켜 십자가 모양의 열린 구조로 만들어 주어, 주입식으로도 가능하도록 제작하였다. 이것 역시 multi-domain이 잘 구현되는 것을 확인할 수 있었다. 이 방법을 이용하여 LSH mode 에서 패터닝을 이용한 flexible LCD를 제작할 수 있었다.