PVA / IPS 혼합 pixel 구조를 이용한 광시야각 액정 디스플레이 개발

Abstract

정보화 사회의 도래와 함께 정보를 보다 정확하게 표시해 줄 수 있는 디스플레이 기기에 대한 수요가 급증하고 있다. 그 중 액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display)는 그동안 축적해온 기술력을 바탕으로 현재 핸드폰, 노트북, 모니터, 텔레비전 등 디스플레이 전 분야에서 가장 많이 사용되고 있으며 특히 TV, 모니터와 같은 대형 디스플레이의 경우 높은 디스플레이 특성이 요구되고 있다. 그러나 LCD의 경우 액정의 광학적 비등방 특징으로 인해 보는 방향에 따라 시야각 특성이 달라지게 되는 문제점이 필연적으로 발생하게 된다. 이러한 LCD의 시야각 특성을 개선하기 위해 여러 기술들이 개발되어 왔으나 각각의 방법은 각기 다른 문제점들을 안고 있다. 본 논문에서는 이러한 기존의 기술들이 가지고 있는 문제점들을 해결하기 위하여 PVA(Patterned Vertical Alignment) 모드와 IPS(In-Plane Switching) 모드를 결합한 새로운 모드를 제안하였다. 본 구조를 사용하면 PVA 모드의 장점인 높은 휘도와 높은 대비비 특성, IPS 모드의 넓은 시야각 특성을 잘 결합하여 높은 성능을 가지는 디스플레이를 구현할 수 있다. 이를 위해 기존 PVA 모드에서 채용하고 있는 chevron 형태의 전극 구조를 사용하였으며 PVA 모드와 IPS 모드 영역에 서로 다른 배향막 패턴을 형성하여 다중 배향 구조를 구현하였다. 본 논문에서 제안한 구조를 사용할 경우 각 모드가 안고 있는 문제점은 해결하고 장점은 극대화하여 기존 기술들이 가지고 있었던 문제점을 해결할 수 있을 것으로 예상된다.; Liquid crystal displays (LCDs) provide most of the displays currently used such as mobile displays, notebook computers, monitors and television sets. In the field of monitors and television sets, particularly large size and high display performance are required. Among them, wide viewing angle (WVA) characteristics are always issued as a critical problem in LCD because their operations are based on optical anisotropy of liquid crystal molecules. To achieve the WVA characteristics, various LC modes are studied such as in plane switching (IPS) mode and patterned vertical alignment (PVA) mode but each mode have different drawbacks. For example, IPS mode has very good WVA characteristics but brightness and contrast ratio are not sufficient. PVA mode have been enhanced the WVA performance by adopting multi-domain structure such as chevron structure but that is not enough for vertically oblique incident light. To overcome these problems, we propose In-Plane-Hybrid (IPH) mode which composed with the PVA mode and IPS mode within one pixel. In this mode, we made patterned chevron shape electrode to make multi-domain by arranging liquid crystal molecules to different direction for wide viewing angle characteristics. In this work, we improved the merits and overcame the demerits of each mode’s characteristics such as viewing angle, brightness, and contrast ratio. The high brightness and contrast ratio characteristics of PVA mode and good wide viewing angle property of IPS mode are well combined, so we can realize the high display performances. From calculated and measured results in our IPH mode is increased viewing angle characteristics more than 12% than PVA mode’s one, and also increased brightness than IPS mode’s one. By adopting our IPH mode, we believe that we could achieve high display performance for large size LCDs.