나노사이즈의 캡슐화된 액정을 이용한 고속응답 특성 액정디스플레이 소자 개발

Abstract

정보화 시대가 고도화 됨에 따라 정보를 습득하고 공유할 수 있는 디스플레이의 역할은 점점 지대해 지고 있으며, 특히 액정 디스플레이는 30 여 년의 축적된 기술을 바탕으로 평판 디스플레이 시장의 90% 이상을 확보하면서 급속히 발전하고 있고, 국제경제 성장동력의 핵심이 되는 산업으로 발전하고 있다. 또한, 디스플레이 산업은 응용범위를 확대시키면서 점차로 고품질, 고품위의 특성이 요구되고 있고, 특히 TV 및 휴대용 디스플레이 등의 응용분야에서는 빠른 응답속도, 높은 대비비 및 광시야각 특성에 대한 요구가 높아지고 있다. 하지만, 액정 디스플레이 기술은 현재 많은 연구들로 인하여 기술적 성숙기에 도달 하여 있는 상태임에도 고 해상도 및 3차원 영상 구동과 높은 광효율 특성을 확보하기 위한 field sequential color 구현에 관한 논의도 계속 되어 왔으나 액정 디스플레이에서는 응답속도 특성이 부족하여 구현하기 힘든 상황이다. 이러한 상황에서 고속 응답 특성을 가지는 액정 디스플레이 소자를 구현하고자 나노 크기의 캡슐화된 액정 구조를 이용한 액정 소자에 관한 연구가 진행되었다. 나노 크기의 droplet 내부의 액정은 거시적으로는 광학적 등방성을 보여 높은 대비비를 가질 수 있고 넓은 표면적으로 인해 고정 에너지 (anchoring energy) 가 높아 빠른 응답속도 특성을 보인다. 하지만 캡슐의 껍질을 이루는 PVA로 인해 구동전압이 높다는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 고속응답 특성을 보이는 캡슐화된 액정을 이용한 디스플레이의 구동전압을 낮추기 위해 두 가지의 방법에 대한 연구를 진행하였다. 하나는 격벽 구조를 이용하여 전기장의 효율적 활용을 통해 구동전압을 낮추는 방법이고 또 다른 방법은 bipolar 구동을 통한 구동전압을 낮추는 방법이다. 이 두 방법을 통해 고속응답 특성과 고대비비 특성을 보이는 액정 캡슐 모드의 높은 구동 전압 문제를 해결 할 수 있었고 이는 차세대 3D 디스플레이와 VR 디스플레이에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.