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- 저자 : 최낙초 (검색결과 2 건)
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Study of Complex Dielectric Constant of Liquid Crystals Containing Ionic Impurities
We characterized the complex dielectric constant of liquid crystals containing impurities that is well known as a source induced image sticking. Using impedance spectroscopy method, we could understand how the polar impurities influence the rotation of liquid crystals at high frequency. After calculating the real and imaginary permittivity, we could make the Cole-Cole plot of the liquid crystals containing various impurity concentrations. As impurities increasing, the distribution of the relaxation time of the liquid crystals gets broad. The dispersion and absorption of a considerable number of liquid and dielectrics are represented by the empirical formula.Where α is the distribution value of the relaxation time τo Through our experiment, we could get the relationship between α and impurity concentrations in various temperatures. A lot of impurities and high temperature made the distribution value α large because impurities and high temperature affect the rotation of induced polarization of liquid crystal at resonance frequency. 최근 들어 LCD 산업이 발전하면서 각종 LCD가 우리 생활의 일부분이 되었다. 노트북, 모니터, TV 뿐만 아니라 네비게이션, 핸드폰 까지 LCD 는 이제 산업 전반에 걸쳐 그 응용분야가 매우 넓어졌다. 그러나 광학적 특성은 이미 사람들에게 만족할 만 수준이더라 하더라도 장기 신뢰성 부분에서는 아직도 부족한 부분이 많은 것이 사실이다. 특히 같은 화면을 오랜 시간을 띄워 놓았을 때, 다른 화면으로 바뀌어도 전 화면이 남아 있는 잔상은 LCD 산업이 시작한 이후로 아직 풀지 못한 숙제로 남아있다. 본 논문에서는 액정 내 ion impurity 의 거동을 impedance spectroscopy를 사용하여 분석하였으며, 특히 ion의 농도, mobility를 정량적으로 분석 할 수 있는 방법을 제시하였다. 또한 광배향법을 사용한 panel에서 나타날 수 있는 잔상의 source를 액정에 doping 하였을 때 이를 검출할 수 있는 방법을 연구함으로써 광배향법을 이용한 panel의 잔상 mechanism을 연구하는데 도움이 될 수 있었다. 액정이 있는 cell을 RC 회로로 modeling 하고 이를 통해 Cole-Cole diagram분석법을 이용한 ion impurity 분석법은 현재 범용적으로 사용하는 VHR, 잔류 DC 측정법 이외에 유용한 TOOL이 될 것으로 생각된다. 액정 내 들어있는 polar impurity 분자들은 외부 AC전압에 의해 나타나는 relaxation phenomenon에 영향을 주고, 이로 인하여 complex dielectric constant 가 변하게 되는 것을 발견하였다. 앞으로 impedance spectroscopy 방법을 통하여 LCD 산업에서 문제가 되고 있는 장기 신뢰성 있는 재료 개발에 보다 정량적, 정성적 분석이 될 수 있도록 추가 실험이 이루어져야 할 것으로 보인다.
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최낙초 Garduate School, Korea University 2019 국내박사
LCD 디스플레이를 만드는데 사용하고 있는 Silicon Nitride 막 계면에서 일어나는 광학적, 전기적 그리고 화학적 현상에 대한 연구이다. 특히 현재 LCD TV의 Main stream으로 높은 대비비를 가지는 Polymer Stabilized Vertical Alignment(PS-VA) Mode에서 액정 및 픽셀 전극 하부에 SiNx가 존재하는데, 전극층과 SiNx 사이에서 생기는 Stress miss matching에 의한 Patterned-induced Retardation을 처음으로 관찰하고 정량화하여 그 원인을 찾아내 Black 휘도를 낮출 수 있었다. 또한 PS-VA mode에서 액정내 미량 존재하는 Monomer를 UV 전계 노광 공정을 통해 Pretilt 형성을 하여 높은 투과율과 빠른 응답시간을 구현하는데 있어서 정교한 Fringe field 통제가 필요한데, SiNx 하부에 mobile ion이 존재할 경우, 전계 노광 공정 시 Fringe filed 를 왜곡시켜 액정 Texture발생시켜 투과율 저하를 일으키는 것을 화학 분석과 3차원 시뮬레이션을 통해 밝혔으며, 이를 극복하는 방안을 제시하여 검증하였다. 마지막으로 소비자들의 높은 해상도를 가지는 TV를 요구함에 따라 고해상도 TV PIXEL 구조에서 개구비를 낮추지 않으면서도 우수한 측면 시인성을 만들 수 있는 Coupled Capacitance(CC) Mode를 이중 투명 전극을 사용하여 구현하였으며, 이때 상온, 고온 잔상의 문제를 액정과 SiNx사이의 RC miss matching 에 의한 AC전압에서의 전기적 현상 때문임을 수식으로 밝혔다. 이 후 SiNx의 RC 값 즉, retention time을 액정의 값과 맞추기 위하여 SiNx막의 비저항을 조절하기 위하여 Si과 N의 비율을 변화시켜 액정의 RC와 맞출 수 있었다. 이를 통해 CC mode에서 잔상을 근본적으로 해결하여 향후 QUHD (8k) TV에 사용할 수 있는 Pixel 구조와 PA를 제시하였다.
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