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>LCD배향막 처리하는 방식중 RUBBING 처리방식의 단점인 스크래치,먼지,정전기 등의 단점을 >보완하는 방법이 개발되었다고 하는데, 어떤 방법인가요? 광배향 방식에 대해 궁금해하시는건지 아니면 기존 러빙방식을 개선한 새로운 러빙방식에 대해 여쭤보시는건지 모르겠네요. 전자라면 “광배향“ 키워드로 많은 자료를 찾으실 수 있을것 같습니다.

>LCD배향막 처리하는 방식중 RUBBING 처리방식의 단점인 스크래치,먼지,정전기 등의 단점을 >보완하는 방법이 개발되었다고 하는데, 어떤 방법인가요? 러빙방식의 단점을 개선하기 위해 광배향법이 개발 되었습니다. 광배향법은 비접촉식 배향처리 방식으로 접촉식 러빙방식의 단점을 해소한 것입니다. 광배향법은 감광성 고분자에 편광자외선을 조사하여 광하학반응을 유도하여 고분자의 장축이나 측쇄를 배향하는 기술입니다.

>LCD배향막 처리하는 방식중 RUBBING 처리방식의 단점인 스크래치,먼지,정전기 등의 단점을 >보완하는 방법이 개발되었다고 하는데, 어떤 방법인가요? 그렇다면 추가 질문입니다. 광배향법이 여러 종류인가요?

>LCD배향막 처리하는 방식중 RUBBING 처리방식의 단점인 스크래치,먼지,정전기 등의 단점을 >보완하는 방법이 개발되었다고 하는데, 어떤 방법인가요? 추가답변입니다. 광 배향법 rubbing에 관계된 여러 공정 변수들을 미세하게 조절하기가 어려운 까닭으로 배향도의 미세 조절이 까다로우며, rubbing시 정전기가 발생하여 transistor를 파괴하고 먼지의 흡착 및 scratch의 형성을 유발시키는 등, LCD의 성능 및 생산수율을 저하시키는 문제점들을 나타내고 있다. 최근에는 이러한 rubbing 법의 문제점을 해결하기 위하여 물리적인 접촉이 포함되지 않는 액정 배향막의 제조 방법이 다각적으로 연구되고 있다. 그 중에서도 편광된 UV를 고분자 필름에 조사함으로써 액정배향막을 제조하는 광배향 기술이 각광을 받고 있다. 액정 배향이 일어나기 위해서는 배향막은 구조적인 비등방성을 가져야 하는데, 이러한 비등방성은 고분자 필름이 편광된 UV에 의해 비등방적으로 반응함으로써 얻어진다. 광배향 방법은 정전기 및 먼지 발생 등 마찰과 관계된 여러 문제점을 해결할 수 있는 동시에 시야각 개선을 위한 화소의 다분화를 구현할수 있다는 점에서 큰 주목을 받고 있다 광 배향법은 고분자 재료의 UV에 대한 반응의 종류에 따라 광 이성화, 광분해, 광경화법 등으로 나눌 수 있다. 광 이성화 법은 광에 의해 cis/trans isomer로의 변화가 일어나며 이에 의해서 생성된 방향성에 의해 액정이 배향되는 방법을 말한다. 측쇄의 azobenzene unit가 cis인 경우는 side chain이 기판에 평형하게 배열되고, 액정 역시 기판에 평형하게 배열되는 homogeneous alignment를 나타내며, trans인 경우는 side chain이 기판에 수직으로 배열되며 액정은 side chain의 배열을 따라 homeotropic alignment를 나타낸다. 이는 side chain과 액정간의 intermolecular interaction에 의해 액정이 배향됨을 의미한다. 광 이성화법의 장점은 액정의 배향 방향을 특정 파장의 UV를 조사해 줌으로써 가역적으로 조절 할 수 있다는 점을 들 수 있으나 액정의 pretilt angle을 부여하기가 어려우며, 액정의 배향을 안정적으로 유지시킬 수 있는지에 대한 검증이 요구된다. 광 분해법은 편광된 UV에 의해 사슬의 분해를 비등방적으로 일으켜, 이에 의해 생성된 구조적 비등방성을 이용하여 액정을 배향시키는 방법이다. 이 방법에 주로 응용되고 있는 물질은 polyimide이다. Polyimide에 편광 UV를 조사할 경우, 사슬이 끊어지고 산화반응이 동반되는 것으로 알려져 있다. Pretilt angle은 rubbing시킨 polyimide에 비해 낮게 나타난다. 이러한 시도는 polyimide의 우수한 필름특성과 광배향의 장점을 결합하려는 목적으로 연구되고 있지만 액정의 배향을 실현시키기 위해서 장시간 UV를 조사해 주어야 한다는 점이 실용화에 걸림돌이 되고 있다. 그러나 광 분해법에 의해 제조된 polyimide 배향막은 여타 방법에 의해서 제조된 광배향막에 비해 높은 열적안정성을 가진다는 장점을 지니고 있다 광 경화법은 편광된 UV에 의해 편광방향으로 배향되어 있는 광 반응기들이 선택적으로 반응하여 고분자 필름에 이방성을 부여하는 방법이다. Poly(vinyl cinnamte) 배향막은 UV 편광 방향과 수직으로 액정을 배향시키는 성질을 나타낸다. Poly(vinyl cinnamate)의 광배향 mechanism은 아직 논란의 대상이 되고 있는데, 광 경화에 의해서 만들어진 dimer의 benzene group의 배향에 의한 것이라는 주장과, 미 반응 cinnamate기들의 작용이라는 주장, 그리고 isomerization 반응에 의한 것이라는 주장들이 대두되고 있다. 그러나 이들 주장들은 모두 배향막내에 구조적인 이방성이 존재해야만 하며, 이러한 구조적 이방성에 의한 액정과의 이방적인 상호작용력에 의해서 배향이 된다는 점에서는 일치를 보이고 있다. 액정이 배향막에 의해 받는 비등방적 상호작용력은 액정과 배향막 표면간의 azimuthal anchoring energy로 나타내어진다. Rubbing에 의해 제조된 polyimide 배향막의 경우 10-3J/m2 이상의 anchoring energy를 나타내는 반면, poly(vinyl cinnamate)는 약 10-7J/m2의 anchoring energy를 나타낸다. 이는 광배향막의 비등방적 작용력이 rubbing에 의해 제조된 배향막보다 매우 낮다는 것을 의미한다. 이는 편광된 UV에 의해서 유도되는 구조적 비등방성이 그다지 크지 않기 때문으로 여겨진다. 따라서 보다 안정된 액정 배향을 이루기 위해서는 광배향막의 구조적 비등방성을 향상시켜 anchoring force를 증가시켜야 할 것으로 생각된다. 편광된 UV를 poly(vinyl cinnamate) 배향막에 수직으로 조사한 경우는 액정의 homogeneous alignment를 유도시키지만 pretilt angle이 0°이기 때문에 액정의 배열방향이 다른 두 domain의 경계에서 disclination이 생성된다. 이러한 disclination의 생성을 억제하기 위해서는 pretilt angle이 부여되어야 하며, 배향막에 UV를 비스듬이 조사하는 경우 낮은 값이지만 pretilt angle이 생김이 보고되고 있다. UV가 배향막에 보다 비스듬히 조사될수록, pretilt angle은 증가하는 경향을 나타낸다. 그러나 아직 poly(vinyl cinnamate)를 사용한 광 배향막은 1°미만의 pretilt angle을 나타내고 있어, 보다 높은 pretilt angle을 나타내는 배향막의 개발이 요청되어지고 있다. Poly(vinyl cinnamate)의 또 한가지 단점은 열적 안정성이 낮다는 점이다. 약 100℃ 이상의 온도에서 LCD cell을 가열할 경우, 액정의 균일한 배향이 파괴되어 버린다. 이는 주로 높은 온도에서 표면에 생성된 구조적 이방성이 열적 완화되어 버리는 것에 기인되는 것으로 여겨진다. 뿐만 아니라 화학적 안정성 또한 polyimide에 비해 현저히 떨어지는 문제점도 나타내기 때문에 열적 및 화학적 안정성을 나타내는 새로운 감광성 고분자의 개발 및 배향막으로의 응용에 관한 연구가 요구된다 하겠다. 광 배향이 여타 배향기술에 비해 가지는 가장 우수한 장점은 viewing angle의 향상일 것이다. 한 배향막에 서로 배향 방향이 다른 두 domain을 만들고, 두 배향막이 서로 90°각도를 이루도록 TN cell을 제작하면, 서로 다른 네 개의 twisted nematic domain이 만들어지게 된다. 한 개의 domain으로 구성된 경우에는 LC cell을 보는 방향에 따라서 액정의 배열 상태가 달라 transmission의 차이를 나타내게 되지만, 네 개의 domain이 구성된 경우에는 각각의 domain들이 single domain에서 나타나는 액정 배열의 비 등방성을 평균화 시켜주기 때문에 viewing angle에 관계없이 일정한 transmission을 나타내게 된다. Four domain LCD의 경우, sub-fixel의 크기는 100μm이며 fixel area는 1cm2이다. 수직으로 바라볼 때는 두 display 모두 비슷한 transmission을 나타내지만 약 40°의 각도에서 바라보는 경우, single domain은 보는 위치에 따른 transmission의 큰 차이를 나타내지만 four domain은 위치에 따른 transmission의 변화가 거의 없게 된다. Rubbing에 의한 배향은 미세한 영역에서의 배향의 방향을 조절하기가 어려운 반면 광 배향은 photo mask 등을 이용함으로써 용이하게 micron scale에서의 배향을 조절할 수 있다. 따라서 광배향 법은 four domain LCD를 구현하는데 적합한 기술이라 할 수 있겠다.