Journal of Satellite, Information and Communications (한국위성정보통신학회논문지)

Korea Society of Satellite Technology (한국위성정보통신학회)
권호 표지

Chemically modulated polystyrene surface using various ion beam exposure time for liquid crystal alignment of high brightness mobile display

고휘도 휴대용 디스플레이를 위한 액정소자의 폴리스타일렌 배향막에 관한 연구

  • 조명현 (서일대학교 전기과) ;
  • 이호영 (초당대학교 정보통신공학과)
  • Received : 2014.07.23
  • Accepted : 2014.08.22
  • Published : 2014.09.30
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Abstract

This paper introduces homogeneous liquid crystal (LC) orientations on chemically modulated polystyrene (PS) surfaces using various ion beam (IB) exposure time. Transparent PS was replaced with conventional polyimde material. Especially, PS has higher transparent property than conventional polyimide thin film and it means PS is more suitable material for producing high brightness mobile LCD. As a non-contact process, IB bombardment process induced LC orientation in the direction parallel to the IB process. Through x-ray photoelectron spectroscopy, it was shown that the chemical compositional changes of the IB-irradiated PS surfaces were determined as a function of IB exposure time. Using this analysis, the optimal IB bombardment condition was determined at IB exposure time of up to 15 s. Moreover, thermal stability on IB-irradiated PS surfaces were carried out which showed that a relatively high IB exposure time induced a thermally stable LC alignment property. And it has a highly potential of mobile high transparent mobile LCD such as smart phone display and mobile information device.

본 연구에서는 액정의 수직배향을 달성하기 위해서 특별히 제조된 폴리스타일렌 박막에 다양한 이온빔을 조사하는 방법을 사용하였다. 일반적으로 폴리스타일렌 수지는 통상의 폴리이미드 계열의 수지에 비해서 박막코팅을 하였을 때 보다 우수한 투과율을 나타내므로, 투과형 디스플레이로 사용되는 LCD의 배향막 재료로 더 적합하다고 생각되었다. 특히 고휘도이면서 저전력 사양을 달성하여야 하는 휴대용 디스플레이에서의 응용가능성이 기대되었다. 그러나, 일반적인 러빙법에 의한 배향처리에 대해서는 액정분자의 배향성이 폴리이미드 계열의 재료에 비해서 열등하여 사용되지 못하였다. 본 연구에서는 폴리스타일렌 계열의 박막재료를 배향막으로 가공함에 있어서 새로운 이온빔 조사법에 의한 비접촉식 배향법을 사용하였으며, 배향성과 액정분자의 프리틸트각 특성에 대해서 정량적인 결과를 얻을 수 있었다. 실험에서는 폴리스타일렌 수지에 이온빔의 조사시간을 15초까지 변화시키면서 액정분자의 배향성 및 프리틸트각의 특성을 측정하였다. 측정결과 스마트폰 및 휴대용 정보단말기 등의 디스플레이에 적합한 고투과율 액정표시소자의 구현이 가능하였다.

Keywords

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