IPS 액정모드의 고속응답 특성 연구

Abstract

오늘날 정보화 시대가 고도화 됨에 따라 정보를 습득하고 공유할 수 있는 디스플레이의 역할이 커지고 있으며 디스플레이에 대한 수요도 크게 증가하였다. 그 중에서도 액정 디스플레이 (liquid crystal display, LCD)는 대량생산이 용이하다는 점과 우수한 성능으로 가장 널리 사용되며 디스플레이 산업의 핵심으로 자리잡았다. 또한, 디스플레이 산업의 응용범위가 점차 확장되면서 고품질, 고품위의 특성이 요구되고 있고, 동시에 텔레비젼 및 휴대용 디스플레이 등의 응용분야에서는 빠른 응답 시간 (response time), 높은 대비비 (contrast ratio), 광 시야각 (wide viewing angle) 특성에 대한 요구가 높아지고 있다. IPS (in-plane switching) 모드의 경우 초기의 액정 배향이 인듐 주석 산화물 (indium tin oxide, ITO) 기판에 평행하게 그리고 전극에 대해서 일정한 각도를 가지도록 러빙 (rubbing) 처리를 거쳐 액정이 배향 되며 수직 단면 내에 액정의 회전 방향이 반대가 되는 두 가지의 액정층이 존재함으로 LCD를 통과하는 빛의 위상차 (phase retardation)가 보상되어 넓은 시야각을 구현 할 수 있는 장점이 있다. 하지만 모드의 특성 상 액정에 미치는 표면고정에너지 (surface anchoring energy)의 차이가 발생하여 응답 시간이 느려지는 문제가 존재한다. 본 논문은 나노액정캡슐 (nano-encapsule liquid crytstal)을 액정소자에 적용하고자 하였으며, 크기에 영향을 미치는 polyvinyl alcohol (PVA)농도, 임계 압력 (critical pressure), 교반 시간 (stirring rpm) 와의 상관 관계를 실험을 통해 확인 하였다. 또한, 이러한 조건을 기반으로 향상된 응답 시간 구현을 위해 나노액정캡슐을 IPS 모드에 적용하였고, 전기 광학 측정을 통해 개선된 응답 시간을 확인 할 수 있었다. 본 논문에서 제안한 시스템은 IPS 모드의 보다 향상된 응답 시간을 구현 하는데 도움이 될 것으로 생각 하며, 단일 기판에서 구현이 가능한 고속응답 디스플레이 성능을 가지는 소자 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.