A study on the control of various pretilt angle based on surface modification technique

Abstract

현재 다양한 생활환경 속에서 각종 액정 표시 소자가 사용되고 있으며, 더 나은 화질과 효율성, 낮은 소비전력 등을 위해 많은 연구가 이루어 지고 있다. 기본적으로 액정 표시 장치 제어를 위해서는 액정의 배향이 매우 중요하다. 본 논문에서는 액정 분자를 일정 방향으로 배열시키기 위한 배향법 중 러빙법을 사용하여 다양한 기판 표면처리를 통해 액정의 선경사각을 조절하였다. 1장에서는 수평(Polyimide), 수직(Poly(dimethysiloxane)(PDMS)) 배향막을 순차적으로 코팅한 이중 배향막 구조에 러빙을 함으로써 중간 선경사각을 획득하였고, OCB 모드로의 응용 가능성을 보여주었다. 하판에 수평 배향막을 입히고 그 위에 수직 배향막을 얇게 코팅하여 이중막을 형성한다. 그 후 러빙을 하면 물리적인 파임 현상에 의해 수평배향막이 드러나게 되고 이로 인해 수직배향을 유도하는 PDMS와 수평배향막 간의 경쟁이 일어나게 되면서 액정의 선경사각을 조절할 수 있었다. 특히 러빙 3회시 50도정도의 중간 선경사각을 얻을 수 있었는데 이로 OCB 셀을 제작해서 V-T 특성변화를 살펴본 결과 인가 전압 없이 초기액정 상태가 bend로 구현됨으로써 OCB 모드로의 응용 가능성을 확인할 수 있었다. 2장에서는 recovery현상이 없는 수직 무기 배향막을 소개하였는데, 이는 Poly(dimethysiloxane) (PDMS)의 무기질화 과정을 통해 얻을 수 있었다. 코팅 기술에 의한 초박막 PDMS를 일정시간 이상 UVO에 노출시킴으로써 완전한 실리콘 산화막을 형성하였다. 특히 본 논문에서 소개하는 배향막은 진공공정 없이 고분자를 이용해 무기막을 형성하였으며, 기존의 진공 증착에 의한 무기 배향막과 비교했을 때, 배향특성이 뒤떨어지지 않음을 확인할 수 있었다. 또한 특성 평가를 통해 열적 광적 안정성을 확임함으로써 차세대의 고휘도 액정 표시 장치로의 응용 가능성을 보여 주었다.;In CHAPTER I, we fabricated a no-bias pi cell using a dual alignment layer with an intermediate pretilt angle via a rubbing. In the dual alignment layer system, the competition between crest region favoring the vertical alignment and trough region favoring planar alignment made it possible to achieve various pretilt angles, and adjusted pretilt angle from 90˚ to 20˚ with rubbing. In addition, as the intermediate pretilt angle plays a role in eliminating the activation energy and thus allowing formation of the initial bend state in pi cell fabrication, this approach achieved a no-bias pi cell for a liquid crystal display with both low power consumption and fast response. In CHAPTER II, we introduce the recovery-free silicon oxide layers based on the photoinduced transformation of poly (dimethylsiloxane) (PDMS). The thin property of PDMS layers results in the perfect conversion to silicon oxide, allowing for stability without recovery. They vertically align the negative LC molecules and show the reliability at harsh condition for an advanced display. Conclusively, the photoinduced transformation technique of ultrathin PDMS layers has the possibility for fabricating the inorganic LC alignment layers with robust property by the economical no-vacuum process.