프리셋 전압이 필요 없는 다중 도메인 Optically Compensated Bend 모드 연구

Abstract

최근에 초고선명 화질(UHD; ultra-high definition)와 같은 초고화질 디스플레이나 삼차원(3D) 디스플레이와 같은 고속응답을 요구하는 디스플레이의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 하지만 현재 상용화된 twisted nematic (TN) 모드, in-plane switching (IPS) 모드와 같은 액정 모드들은 응답속도 면에서 향상되기엔 액정의 모드 자체적 한계가 존재한다. 따라서 폴리머 안정화 블루상 액정모드(polymer-stabilized blue phase liquid crystal; PSBPLC), 강유전성 액정모드(ferroelectric liquid crystal; FLC), 변전효과를 이용하는 uniformly lying helix(ULH) 모드 등 고속응답이 가능한 액정모드들에 관한 연구가 많이 이루어지고 있다. 하지만 폴리머 안정화 블루상 액정모드의 경우 높은 구동전압을 요구하고 강유전성 액정모드와 ULH 모드의 경우에는 배향이 어려운 등 문제점 개선에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 논문에서는 고속응답 액정모드 중 네마틱(nematic) 액정모드이며 광학적 자기보상(self-compensation)이 되는 OCB (optically compensated bend) 모드를 선택하였다. 하지만 OCB 모드의 경우 스플레이 밴드 전이(splay-bend transition)로 인하여 광학적 튕김(optical bounce) 현상이 생기고 이로 인해 실제 제품으로 만들어 사용할 시 구동과정이 복잡해진다. 따라서 이를 극복하기 위하여 기존에는 초기에 프리셋 전압을 인가하여 초기에 밴드 구조를 만드는 방법을 이용하였다. 하지만 이 방법은 구동을 할 때마다 새로 프리셋 전압(preset voltage)을 먼저 인가해 줘야 하는 구동과정에서의 복잡함과 그로 인한 전력소모가 늘어나는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 다중 배향막을 이용하여 배향막 간의 표면 고정에너지(surface anchoring energy)의 조율을 통하여 초기 선경사각을 제어하는 방법을 이용하여 프리셋 전압의 인가 없이도 밴드 구조를 이룰 수 있는 방법을 통하여 스플레이 밴드 전이 현상을 해결하였다. 또한 다중도메인을 이용하여 광학적 자가보상의 한계점 또한 보상하였다. 본 논문에서 제안한 다중도메인 OCB를 이용하면 고속응답을 필요로 하는 다양한 미래디스플레이에 활용이 가능할 것으로 기대된다.