액정표시소자(Liquid Crystal Device)가 흑백의 문자표시소자로 개발된 이래로, 설계 기술 및 제조기술의 발전으로 그 응용분야도 현저히 확대퇴고 있다. 그 응용분야 가운데 노트북 컴퓨터, 휴대전화, IMT-2000, 전자책(e-book)등 최근 현저한 진보를 보이고 있는 정보통신기기들은 그 휴대성 때문에 좀더 가볍고, 얇으며, 소비전력이 적은 디스플레이 소자를 요구하고 있다. 이러한 조건을 만족시키기 위해 무겁고 전력소모가 많은 배면조명을 사용하지 않는 반사형 액정표시소자 연구가 활발하다. (중략)
반사형 액정표시소자는 저전력 휴대용 표시장치 시장이 급격하게 성장함에 따라 큰 주목을 받고 있다. 현재 반사형 액정표시소자는 TN 액정 모드를 기본적으로 사용하고 있다. 본 논문에서는 편광판을 한 장 사용하여 빛의 흡수를 줄여 밝기를 높일수 있고, 광대역 λ/4 film을 사용하여 명암 대비를 높일 수 있는 단일 편광판 모드 반사형 TN LCD를 설계하고 제작하였다. (중략)
The electro-optical properties of polymer dispersed liquid crystals (PDLCs) depend on dispersion structures and nematic alignment which can be controlled by taking proper liquid crystal/polymer mixtures and process conditions. To achieve excellent electro-optical properties such as low driving voltage, good contrast ratio and negligible hysteresis, we have developed optimization procedure. Under the optimized conditions, PDLC of low threshold voltage less than 3.1 V, high contrast ratio more than 150 and negligible hysteresis were obtained.
화상표시자의 기본특성은 밝기와 명암대비이다. 액정표시자에서는 이러한 특정들을 결정하는 요소들이 많고, 이들 사이의 관계가 복잡하여 최적고건을 최적조건을 찾기 어렵다. 이 논문에서는 빛의 편광상태와 광학소자의 편광투과특성을 각각 뽀앙카레공에서의 백터와 기하학적변환으로 나타내어, 이를 바탕으로 화상의 특성을 나타내는 양을 정의하고, 이들을 최적화하는 설계방법을 설명하며, 이 방법을 실험적으로 확인한다.
현대 사회가 고도의 정보화 사회로 변화하는 가운데 능동행렬 액정 표시 소자(AMLCD : Active Matrix Liquid Crystal Display)는 정보 디스플레이 분야에서 없어서는 안될 중요한 위치를 차지하게 됐다. AMOLED는 자체발광형이므로 LCD에 비해 시야각, contrast, 시인성이 우수하며, 화소를 낮은 전류 밀도로 구동시킨다는 장점이 있다. OLED 소자는 각 화소를 구동할 수 있는 박막 트랜지스타가 필요하며, OLED 소자와 결합된 TFT의 연구도 진행되고 있다. 더욱이 모바일 소자에서 낮은 구동 전압과 비용의 절감을 위해 System On Panels (SOP)에 대한 연구가 또한 진행되고 있다. LCD 패널위에 콘트롤러와 메모리와 같은 소자를 직접화시킴으로써 액정 표시 장치를 소형화시킬 수 있으며 신뢰성을 향상시킬 수가 있다. 본 연구에서는 SOP를 위한 ELA 방법을 통하여 결정화한 poly-Si TFT memory를 제작하여 전기적 특성을 조사하였다.
쌍안정 카이랄 스플레이 네마틱 액정표시소자는 스플레이 상태와 $-\pi$ 꼬인 상태를 쌍안정 상태로 사용하는 메모리 액정표시소자이다. 셀 갭/피치의 값이 0.25일 경우 완전한 쌍안정 상태를 갖지만, $-\pi$ 꼬인 상태에서 스플레이 상태로 전이시키기 위하여 fringe 전계를 인가할 경우 픽셀영역은 전계의 왜곡에 의해서 완전한 스플레이 상태가 아니라 $-\pi$ 꼬인 상태를 부분적으로 유지하게 된다. 본 논문에서는 화소영역에서 두 안정한 상태가 공존하지 않는 $-\pi$ 꼬인 상태를 어두운 상태로 사용하는 반사형 쌍안정 카이랄 스플레이 네마틱 액정표시소자를 제안한다. 제작된 반사형 액정표시소자는 30:1의 고명암비를 나타냈으며, 응답속도는 수직전압 8 V, fringe 전압 12 V의 구동 전압으로 각각 쓰기 응답시간이 950 ms, 리셋 응답시간이 450 ms였다. 또한 제안된 셀은 +C 광학 보상 필름을 사용하여 좌우 방향에서 $180^{\circ}$의 광시야각을 나타냈다.
뽀앙카레 공에서 액정셀의 전기광학적 편광투과특성을 분석하고, 이를 바탕으로 여러 파장에 대해 액정표시소자의 밝기와 명암대비를 최적화하는 위상판의 규격을 정하는 기본조건을 찾았다. 이 조건에 따르면 두 파장에 대해서는 분산특성이 적절하게 조절된 위상판 2매, 세 파장의 경우에는 두 파장으로 근사하거나 위상판 3매가 필요하다.
동전만한 작은 크기의 화면을 원하는 크기로 확대해서 보여주는 micro-display는 부피가 작고 가벼운 장점으로 인해 HMD(Head Mount Display)에 적용되었으나, 최근들어 TV나 monitor등에 확대 적용되고 있다. 이러한 micro-display중 LCOS는 최근 가장 활발히 연구되고 있는 micro-display이다$^{(1).(4)}$ . LCOS는 Liquid Crystal On Silicon의 약어로 반도체 제조에 사용되는 silicon wafer위에 액정소자를 얹어 제작하는 것이다. LCOS는 액정화면을 구동하기 위한 silicon back-plate의 반도체 기술, 화상을 표시하는 액정소자 기술, 표시된 화면을 사용자가 볼 수 있도록 투사하는 조명/투사광학 기술등이 집적화된 display이다. LCOS의 최적 특성을 위해서는 각 부분의 성능 최적화뿐만 아니라 각 기술들의 상호 연결 및 접목이 중요하다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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