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표면 프리틸트 제어를 통한 새로운 광시야각 수직 배향 LCD 기술 소개 원문보기

인포메이션 디스플레이 = Information display, v.10 no.1, 2009년, pp.15 - 21  

김성민 (전북대학교 고분자 나노공학과) ,  이승희 (전북대학교 고분자 나노공학과)

초록
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다중 도메인 수직배향 LCD는 러빙 공정을 필요치 않는 다는 장점에서 출발해 현재 액정 TV 시장에서 주를 이루고 있다. 하지만 현재 사용화 되고 있는 제품들이 투과율, 응답속도, 명암대비율 등 성능부분의 개선이 필요하고 공정 측면에서 돌기를 사용하거나 상판 패턴을 필요로 하는데 이러한 공정을 제거하면서도 성능이 우수한 새로운 형태의 수직배향 LCD가 최근 대두되고 있다. 기 발표된 기술들을 정리해 보면 신기술에서는 액정에 UV curing이 가능한 모노머를 소량 도핑 한 후 적절한 셀 구조를 형성해 전압 인가시 중간에 액정 배열에 충돌이 있더라도 최종적으로 안정한 배열을 갖게 만든 다음 UV조사를 통해 양 기판 표면에 모노머가 고분자화되면서 액정 배향 방향과 프리틸트각을 갖게 하도록 만든다. 이러한 신개념의 수직배향 LCD는 종래 LCD에 비해 전기광학 특성이 우수해지고 제조공정도 단순해져 향후 수직배향 LCD의 주를 이룰 것으로 예상된다. 더불어 수직배향 기술은 해마다 새로운 진화를 하고 있으며 앞으로 더 진화를 할 것으로 예상되어 이 부분에 대한 적극적인 연구 지원이 필요하다.

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문제 정의

  • 이후 2004년도에 후지쯔는 돌기 대신 하부기판에 fishbone 모양의 전극구조와 UV Curable monomer를 이용하여 수직배향막위에 고분자 막박을 형성하고 액정 재배열의 안정화를 가져온 PSA(Polymer Sustained Alignment)‐ MVA9 기술을 발표하면서 주목을 받았다. 이 논문은 처음으로 표면 틸트 형성과정을 자세하게 기술하였다. 2007년도에는 전북대에서는 UV curable 액정 단량체를 이용하여 관련 기술을 PVA 소자에 적용시키고 응답 특성 향상을 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수직 배향 소자에서 액정은 어디에 있는가? 수직 배향 소자에서는 액정이 전압 인가전에 기판에수직으로 서 있다. 교차된 편광자 사이에 액정이 기판에 수직으로 배열해 있으면 정면에서 입사된 선편광은 위상지연값이 0인 액정층을 지나므로 편광상태에 변화가 없고 검광판에 흡수되어 어두운 상태를 나타낸다.
정면에서의 완벽한 어두운 상태가 교차된 편광판 투과축의 45도 방향에서는 어떠한 현상이 발생하는가? 교차된 편광자 사이에 액정이 기판에 수직으로 배열해 있으면 정면에서 입사된 선편광은 위상지연값이 0인 액정층을 지나므로 편광상태에 변화가 없고 검광판에 흡수되어 어두운 상태를 나타낸다. 하지만 정면에서의 완벽한 어두운 상태가 교차된 편광판 투과축의 45도 방향에서는 유효위상차가 커져서 상당량의 빛샘이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 수직배향 소자에서는 고화질을 보여주기 위해서 반드시 광보상필름이 편광자와 액정셀 사이에 존재한다.
빛샘 문제를 해결하기 위해 무엇이 존재하는가? 하지만 정면에서의 완벽한 어두운 상태가 교차된 편광판 투과축의 45도 방향에서는 유효위상차가 커져서 상당량의 빛샘이 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 수직배향 소자에서는 고화질을 보여주기 위해서 반드시 광보상필름이 편광자와 액정셀 사이에 존재한다. 보는 방향에 따라 우수한 화면을 구현하기 위해 수직전기장을 인가하여 유전율 이방성이 음인 액정을 편광판 투과축에 대해 45도인 4 방향 또는 8방향으로 눕혀야 하는데 어떤 방식으로 눕게 하느냐에 따라 여러 방식의 VA 모드가 존재한다.
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참고문헌 (11)

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  11. S-H. Hsu etal, SID 08 Digest 36, 503 (2008) 

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