기존의 액정 기술을 차세대 디스플레이에 사용하기 위한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히, 종래의 유리기판을 필름과 같은 유연한 기판으로 대체하여 플렉시블 디스플레이를 구현할 경우, 구부림 등에 의한 외부 압력으로부터 셀갭이 유지되지 못하고, 휘도 저하 현상과 같이 원하지 않는 문제들이 발생하므로 안정성 향상이 요구된다. 따라서 액정을 고분자로 캡슐화하여 안정성을 향상시키는 기술들이 많이 연구되고 있지만, 캡슐화된 액정방울로 인하여 산란, 편광소멸, 높은 ...
기존의 액정 기술을 차세대 디스플레이에 사용하기 위한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히, 종래의 유리기판을 필름과 같은 유연한 기판으로 대체하여 플렉시블 디스플레이를 구현할 경우, 구부림 등에 의한 외부 압력으로부터 셀갭이 유지되지 못하고, 휘도 저하 현상과 같이 원하지 않는 문제들이 발생하므로 안정성 향상이 요구된다. 따라서 액정을 고분자로 캡슐화하여 안정성을 향상시키는 기술들이 많이 연구되고 있지만, 캡슐화된 액정방울로 인하여 산란, 편광소멸, 높은 구동전압 등의 문제를 수반하게 된다. 본 논문에서는 액정을 캡슐화하는 여러 방법들 중, 액정과 모노머의 상분리를 이용하는 기존 기술인 PDLC 기술을 도입하고, 기존 PDLC의 전기 광학적 특성을 개선하기 위해, 액정방울의 크기 별로 그 특성을 분석하였다. 액정방울의 크기가 큰 종래의 고분자 분산형 액정은, 산란 및 편광소멸이 심하게 일어나기 때문에 명암대비비 특성이 매우 나쁘며, 위상지연 층으로 사용 될 경우에는 시청자에게 잔상을 보일 정도로 느린 응답속도를 나타낸다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 액정방울의 크기를 감소시켜 나노 액정방울 고분자 분산형 액정을 구현하였다. 결과적으로, 교차하는 두 편광판 사이에서 누설 광을 줄여, 높은 명암대비비를 얻음과 동시에 빠른 응답속도를 얻을 수 있었다. 그러나, 이러한 전기 광학적 특성의 개선과 함께 구동전압이 증가하는 문제를 수반하는데, 이는 고분자 층이 형성하는 액정의 cavity 가 감소했기 때문이다. 그러나 액정과 고분자의 부피가 동일할 때, 고분자 층에 인가되는 전압이 액정droplet에 인가되는 전압보다 더 크기 때문에 고분자 층에서 손실되는 전압을 줄이고 구동전압을 낮추어야 할 필요가 있다. 이에, 고분자 층에서 손실되는 전압을 낮추기 위한 방법으로 고분자 층의 유전율 값을 증가시키기 위해, high-k 나노 입자를 고분자 층에 도핑 하였다. 도핑 된 소자의 전압 별 투과도 곡선을 측정한 결과, 빠른 응답 속도를 유지하며 구동전압까지 낮아지는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 유사한 구동전압을 갖는 크기가 큰 액정방울을 가지는 고분자 분산형 액정과 비교하였을 때, 산란 및 편광소멸 특성까지 개선 됨을 확인할 수 있었다. 따라서, 광산란 및 구동전압 특성이 모두 개선된 디스플레이를 구현할 수 있을 것으로 기대한다.
기존의 액정 기술을 차세대 디스플레이에 사용하기 위한 연구 및 개발이 활발하게 진행되고 있다. 특히, 종래의 유리기판을 필름과 같은 유연한 기판으로 대체하여 플렉시블 디스플레이를 구현할 경우, 구부림 등에 의한 외부 압력으로부터 셀갭이 유지되지 못하고, 휘도 저하 현상과 같이 원하지 않는 문제들이 발생하므로 안정성 향상이 요구된다. 따라서 액정을 고분자로 캡슐화하여 안정성을 향상시키는 기술들이 많이 연구되고 있지만, 캡슐화된 액정방울로 인하여 산란, 편광소멸, 높은 구동전압 등의 문제를 수반하게 된다. 본 논문에서는 액정을 캡슐화하는 여러 방법들 중, 액정과 모노머의 상분리를 이용하는 기존 기술인 PDLC 기술을 도입하고, 기존 PDLC의 전기 광학적 특성을 개선하기 위해, 액정방울의 크기 별로 그 특성을 분석하였다. 액정방울의 크기가 큰 종래의 고분자 분산형 액정은, 산란 및 편광소멸이 심하게 일어나기 때문에 명암대비비 특성이 매우 나쁘며, 위상지연 층으로 사용 될 경우에는 시청자에게 잔상을 보일 정도로 느린 응답속도를 나타낸다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 액정방울의 크기를 감소시켜 나노 액정방울 고분자 분산형 액정을 구현하였다. 결과적으로, 교차하는 두 편광판 사이에서 누설 광을 줄여, 높은 명암대비비를 얻음과 동시에 빠른 응답속도를 얻을 수 있었다. 그러나, 이러한 전기 광학적 특성의 개선과 함께 구동전압이 증가하는 문제를 수반하는데, 이는 고분자 층이 형성하는 액정의 cavity 가 감소했기 때문이다. 그러나 액정과 고분자의 부피가 동일할 때, 고분자 층에 인가되는 전압이 액정droplet에 인가되는 전압보다 더 크기 때문에 고분자 층에서 손실되는 전압을 줄이고 구동전압을 낮추어야 할 필요가 있다. 이에, 고분자 층에서 손실되는 전압을 낮추기 위한 방법으로 고분자 층의 유전율 값을 증가시키기 위해, high-k 나노 입자를 고분자 층에 도핑 하였다. 도핑 된 소자의 전압 별 투과도 곡선을 측정한 결과, 빠른 응답 속도를 유지하며 구동전압까지 낮아지는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 유사한 구동전압을 갖는 크기가 큰 액정방울을 가지는 고분자 분산형 액정과 비교하였을 때, 산란 및 편광소멸 특성까지 개선 됨을 확인할 수 있었다. 따라서, 광산란 및 구동전압 특성이 모두 개선된 디스플레이를 구현할 수 있을 것으로 기대한다.
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