미세구조 기반 플렉서블 액정 디스플레이에서의 다이나믹/메모리 모드의 동시구현과 전기 광학적 특성 연구

Abstract

21세기 정보화 사회에서 요구되는 고품질, 저가, 대용량, 저전력을 실현할 수 있는 정보전자소자로 떠오르고 있는 것이 전유기 디스플레이이다. 언제 어디에서든지 필요한 정보를 보다 빠르고 알기 쉬운 형태의 제공이 요구되고 있으며, LCD 산업은 기술혁신과 응용분야 확대로 그 활용도가 급속도로 확장되고 있다. 본 논문에서는 플라스틱 기판에 고분자 격벽을 이용한 pixel 고립화 기술을 적용하여 여러가지 휨 변형이나 외부 충격에 안정한 bistable LC mode를 구현하기 위한 방법을 제시하였다. PILC 구조는 물리적인 휨 변형시 셀갭에 따른 파라미터를 안정화하여 액정 배향에 따른 쌍안정 특성을 균일하게 하였으며, 메모리 상태의 영구적인 유지시간을 위해 다중 러빙 방법으로 독립적인 픽셀영역에 π/2-twist domain을 형성하였다. 또한 공정상 측면에서 외부 seal line으로만 유지되었던 간극이 기판크기가 증가함에 의해 휨 변형에 따른 들뜸 현상이 발생하며, pixel by pixel의 합착기술이 요구됨에 따라, 기존 상하판 접합기술에서 sub-pixel 영역으로 bonding polymer가 흘러내리거나 주입된 액정과 반응하는 문제점을 개선하기 위해 agar-epoxy 혼합물을 이용한 상하판 접합기술을 제안하였다. 최종적으로 플라스틱 기판에 형성된 dual mode의 구동 특성과 휨 변형을 주어 dynamic mode와 memory mode의 투과도와 액정 변화의 안정성을 확보하는 것을 보여주었다. 이러한 구성으로 간단한 micro-contact 방법을 사용하여 모든 과정이 유기적으로 연결되는 단일 공정이 가능하고, 결과적으로 roll-to-roll 공정에 적용할 수 있어 디스플레이의 단가를 현저하게 낮출 수 있는 공정 방법에 이용될 수 있을 것이다.; For the future ubiquitous circumstances, the portability of display device is highly important to diverse and numerous information without the restriction of time and place. The flexible display is one of the most promising devices for portable applications because it weighs light and can be easily rolled up to reduce its volume. Various researches for developing the flexible display have been widely performed so far. Among these technologies, the liquid crystal (LC)-based flexible display is the most attractive technique because it has diverse merits such as full-color realization, well-established process, and good electro-optic characteristics. Especially, the pixel-isolated LC (PILC) technique has successfully achieved the flexible liquid crystal display (LCD) with good device performances and high mechanical reliability with the wall-supporting structure. However, for the portable applications, the advanced technique adopting new LC mode is necessary to deal with various mobile conditions like low power consumption. In this paper, we demonstrated the stabilized bistable LC mode in the PILC structure. The dynamic and memory modes were simultaneously achieved in a single cell using the bistable chiral splay nematic (BCSN) scheme. For displaying the motion-images, we can use the dynamic mode while the memory mode can be employed to paper-like applications such as E-books or E-papers. Also, the wall structure in each pixel provides the mechanical reliability of the device. Particularly, we developed the multi-rubbing method to increase the retention time in the memory mode. In order to obtain the stable memory state of the device, we have to create the seed of stabilization for π-twist state. By using the multi-rubbing technique, we made the π /2-twist domain in each sub-pixel as the seed. As the result, we obtained much enhanced retention time of π-twist state over 24 hours through whole sample area. This fabrication method for the stabilized bistable LC mode in the PILC structure can be helpful to construct the portable flexible display exhibiting the low power consumption and the reliable operation under various external deformations.