배향막과 RM(reactive mesogen) 혼합물을 이용한 새로운 광 배향법 개발 및 특성에 관한 연구

Abstract

우수한 성능의 LCD(Liquid Crystal Display) 구현을 위해 균일하고 안정된 액정 배향이 필수적이므로 액정배향에 관한 기초적 연구와 그 응용은 매우 중요하다. 현재 LCD 공정에서는 액정 배향 방법으로 러빙 배향법이 보편적으로 사용되고 있으나 고화질, 대면적 및 flexible display에 적용하기에 한계를 가지고 있어 비접촉식 배향 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 광배향법은 러빙법의 단점을 해결하는 것뿐만 아니라 multi-domain의 형성을 가능하게 하고, 열 안정성, 광학적 안정성은 좋다는 장점이 있으나, anchoring energy가 낮고 선경사각(pretilt angle)이 현저히 떨어진다는 단점이 있다. 본 연구는 RM(reactive mesogen)과 폴리이미드(polyimide) 혼합물에 UV를 조사하여 우수한 배향특성과 빠른 응답속도를 얻고자 제안하였다. 광반응성 폴리이미드에 RM을 혼합하여 시편에 코팅한 후 30°각도로 기울여 1차 선편광자외선을 조사한 다음 전기장을 인가하여 2차 UV를 조사하는 새로운 방법을 제안하였다. 1차 선편광자외선 조사를 통해 폴리이미드와 RM에 의해 액정이 배향 됨을 확인 하였다. 하지만 이때 기존의 광배향 방법과 비슷한 액정의 reorientation time으로 인하여 응답속도가 느리고 선경사각이 작아 역도메인이 생기는 문제가 존재 한다. 이를 해결하기 위하여 시편에 전기장을 인가하여 2차 UV 조사를 진행하였다. 2차 UV 조사시 RM은 액정 배향 방향을 따라 polymerize 되고 polymerize된 RM은 전기장을 제거하여도 표면에 azimuthal과 polar방향을 결정하여 광배향의 단점인 낮은 anchoring energy와 선경사각의 문제점도 해결 하였다. 이번에 연구된 새로운 방법은 배향막에 러빙하여 제작한 시편과 비슷한 응답속도를 확인 할 수 있고 러빙과 동일한 수준의 표면에너지를 갖는 새로운 방식의 우수한 광배향 방법으로 multi-domain을 이용하여 광시야각 특성 확보에 유용할 것으로 기대 된다.