광경로를 고려한 3차원 TFT-LCD의 전기광학 특성에 관한 시뮬레이션

김기범 인하대학교 일반대학원 2006 국내석사

액정 전계 렌즈를 이용한 사생활 보호 모바일 디스플레이 구현

박대열 인하대학교 대학원 2017 국내석사

본 연구는 기존에 3차원 영상출력에 이용되는 액정 전계 렌즈를 모바일용 디스플레이에 추가함으로써 사생활 보호가 가능한 모바일용 디스플레이를 제안하였다. 기존에 사생활 보호를 위한 디스플레이 장비로는 필름을 부착하여 시야각을 차단하는 기술이 있었지만 이는 밝기의 저하와 필름의 탈착이 이루어져야 한다는 불편함이 있다. 본 연구에서는 액정 전계 렌즈에 전압이 인가되는 경우 초점이 달라지는 특성에서 착안하여 모바일용 디스플레이에 이를 적용시켜 사용자만을 위한 7cm정도만의 시청구간을 제공한다. 이를 위해 액정 전계 렌즈를 설계하고 액정의 왜곡을 고려한 액정의 광학적 특성 해석을 위해 Extended Jones Matrix Method를 적용하였으며 Intensity 분포를 통해 영상의 결과를 확인하였다.

위상 천이 특성을 이용한 새로운 Phase-Only CGH 계산

김종문 인하대학교 대학원 일반대학원 2015 국내석사

본 연구는 Phase-Only SLM(Spatially light modulator)을 이용한 3차원 영상출력에 사용되는 CGH(Computer Generated Hologram)를 계산하는 새로운 방법을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 기존의 계산방법과의 차이를 확인했다. 시뮬레이션에는 위상변조만 가능한 0.5568˝(1㎝ × 1㎝) SLM을 이용하였으며, 저장된 CGH를 재생하기 위해서 렌즈를 이용한 프라운호퍼회절 공식을 사용하였다. CGH를 계산하기 위해서 3차원 물체를 삼각형 메쉬로 나누고, 각각의 삼각형 조각에 회절이론과 아핀변환을 적용하였고, 아핀변환으로 구해진 푸리에변환을 전역 좌표계로 바꿔주기 위해 각 스펙트럼 이론이 사용되었다. 이렇게 구해진 CGH를 Phase-Only CGH로 바꿔주기 위해 푸리에변환의 위상천이특성을 이용하였다. 또한 시뮬레이션을 통해 제안된 최적화방법의 타당성을 입증하였다.

프로브 카드 설계에 의한 고다층 인쇄회로기판의 제작에 관한 연구

이동희 인하대학교 공학대학원 2012 국내석사

3차원적 시뮬레이션 기법을 통한 QVGA급 TFT-LCD의 gray scale 성능 분석

김선우 인하대학교 대학원 2007 국내석사

본 논문에서는 TFT-LCD의 풀 컬러 구현을 위하여 3차원적으로 계산한 화소 용량과 전극 간 각종 기생 정전 용량이 인가전압에 미치는 영향을 분석한다. 이를 위해 액정의 분자배열을 3차원적으로 시뮬레이션 함으로써 화소 용량과 전극 간 각종 기생 정전 용량을 엄정히 계산한다. 이와 같이 계산된 화소 용량과 전극 간 각종 기생용량을 적용하여 회로 시뮬레이션을 함으로써 액정 양단에 걸리는 유효전압과 전압강하 값을 구한다. 또한 유효전압이 최소 그레이 스케일의 허용 범위에 따른 비트 수를 확인하여 인가전압의 오차 영역을 제시하였다. 시뮬레이션 결과를 통하여 QVGA급 TFT-LCD 패널에서 화소면적이 작아질 수록 상대적으로 전극 간 각종 기생 정전 용량이 커지고, 이에 따라 전압강하가 증가하면서 유효전압이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 유효전압의 변동범위가 그레이 스케일의 허용 범위에 포함되는지를 확인하여 인가전압의 오차 범위를 구하였다. 또한 1차원적 계산 방법과 3차원적인 계산 방법을 통하여 인가전압의 오차 범위를 구함으로서, 정확한 계조를 표시하기 위해서는 3차원적 계산 방법이 반드시 필요함을 알 수 있었다. In this study, the pixel and all the inter-electrode capacitances in a unit pixel of TFT-LCD which are very important for the full color image, are calculated considering three dimensional lateral field effects. The pixel and all the inter-electrode capacitances is obtained from the three dimensional profiles of potential distribution and molecular director. The RMS voltage and kickback voltage are obtained by three dimensional circuit simulation. Based on the result, the gray scale characteristics are analyzed by performing TFT-LCD circuit simulations. As a result, the more unit pixel became small, the bigger effective voltage, kickback voltage became. By using the three dimensional method which is not considered in the one dimensional method, the calculation can be more accurately predicted. Therefore, the calculation of pixel capacitance and parasitic capacitance considering three dimensional method is necessary.

3차원 영상출력을 위한 액정 전계 렌즈의 기하광학적 해석방법 및 최적설계

백승조 인하대학교 대학원 2013 국내석사

본 연구는 TFT-LCD를 이용한 3차원 영상출력에 사용되는 액정 전계 렌즈의 기하광학적 해석방법을 제안하고, 액정 전계 렌즈의 설계 및 시뮬레이션을 하여 기존의 Extended Jones Matrix Method해석과의 비교 분석 하였다. 기존의 방법은 액정 전계 렌즈를 통과한 빛의 편광상태를 확인하여 전체의 광경로 차를 구하는 방법이다. 하지만 시뮬레이션 과정에서 액정 내부의 위상지연을 구하는데 어려움이 있고 그것이 오차의 요인으로 작용하였다. 또한 광경로 차에 의해 구해진 파면으로 광경로 추적을 하였다. 이 과정에서 광경로 추적의 원리를 정확하게 규명하지 못하였다. 이번 연구에서 액정 전계 렌즈 해석에 기하광학적인 방법을 이용하였다. 액정 전계 렌즈의 실효굴절률을 구하고 호이겐스의 원리를 이용하여 광경로 추적을 하였다. 호이겐스의 원리를 이용하여 광경로 추적에 대해 정확하게 규명하였다. 이번 연구를 위해 두 방법은 동일하게 설계된 액정 전계 렌즈를 사용하였고, 두 방법의 결과를 비교하고 분석했다. 기존의 방법과 기하광학적인 방법 모두 액정 전계 렌즈 해석에 유효함을 보일 것으로 판단된다.

ANSYS를 이용한 플렉시블 디스플레이 라미네이션용 노즐의 최적 설계

홍다솜 인하대학교 대학원 2018 국내석사

본 연구에서는 플렉시블 디스플레이(Flexible display)의 라미네이션(Lamination) 공정이 가능한 장비를 소개한다. 리지드 타입(Rigid type)에서 플렉시블 타입(Flexible type)으로 발전해 나감에 따라 곡면 모서리를 갖는 등 점차 다양한 형상으로 바뀌어 갈 것이라 예측되며 접합 매개체로 사용되는 OCR(Optical Clear Resin)을 토출(Dispensing)할 수 있는 노즐(Nozzle)연구에 초점을 맞추었다. 폭이 일정하지 않은 기판의 라미네이션 공정 시, 그 폭에 맞게 토출구의 폭을 조절할 수 있는 슬릿 노즐(Slit-nozzle)에 대한 연구와 OCR을 원하는 형상대로 토출 가능한 실린지 타입 노즐(Syringe type nozzle)에 대한 연구를 진행하였다. 실린지 타입 노즐은 원하는 때에 토출 시작 또는 중지 할 수 있으며 멈추어 있는 순간 OCR이 새지 않도록 하는 노즐 구조의 최적화 설계를 진행하였다. 상기 설명한 노즐 내부 구조의 최적화 설계를 위해 Simulation tool중 하나인 ANSYS 프로그램을 사용하였다. ANSYS DesignModeler를 이용해 노즐 내부 구조를 디자인 하였고, 이 노즐 내부의 OCR 흐름을 예측하기 위해 ANSYS Fluent를 통한 유체 해석을 진행하였다. 이러한 과정을 통해, 균일한 두께로 OCR을 토출 해 낼 수 있도록 하는 노즐 내부의 최적 구조를 얻었다. 또한, 시뮬레이션 결과의 타당성을 입증하기 위해 간이 실험을 진행하였고 그 결과 시뮬레이션과 일치함을 보여 본 연구에서 소개하는 노즐의 가능성을 확인하였다. In this paper, I proposed the lamination equipment for flexible display. As the display develop from rigid type to flexible type, it is expected that it will be gradually changed into various shapes, such as having a curved edge. So we focused on a nozzle that can dispense the OCR (Optical Clear Resin) which is used as a bonding agent. I carried out a study on the slit nozzle that can control the width of outlet in accordance with the width of substrate and also study syringe type nozzle capable of discharging OCR in desired shapes. The syringe type nozzle was designed to have functions that can start or stop when we want to and also prevent the leaking OCR at that moment. The ANSYS program, one of the simulation tools, was used for finding optimal structure of the nozzle described above. ANSYS DesignModeler was used to design the internal structure of nozzle. To predict the OCR flow inside the nozzle, fluid analysis was performed through ANSYS Fluent. In this process, the optimal structure of the nozzle is obtained that can discharge OCR with a uniform thickness. Finally, experiments were carried out in order to verify the validity of the simulation results, and the possibility of the nozzle introduced in this study was confirmed.

정전용량 터치스크린의 패턴 형성에 관한 연구

최병진 인하대학교 공학대학원 2011 국내석사

TFT-LCD의 광 투과 특성 개선을 위한 광학 보상필름의 설계 및 해석방법

정민웅 인하대학교 대학원 2016 국내석사

본 논문에서는 uniaxial-film로 보상 된 WVALCD(Wide Viewing Angle Liquid Crystal Display)에서의 광학 특성을 분석한다. 위상 보상 원리로 Poincare sphere representation을 제시하는데, 액정 분자배열 상태를 Extended Jones Matrix Method를 이용해서 해석한 후 Poincare sphere를 통해 나타낸다. 액정은 장축과 단축의 굴절률이 다른 비등방성 매질이며 불균일 매질이다. 따라서 액정의 광 특성을 분석하기 위해서는 일반적으로 Extended Jones Matrix Method를 적용한다. 대부분의 액정분자의 두 굴절률 차이는 매우 작기 때문에 각 액정층 사이의 경계면에서 다중반사가 일어나지 않는다는 가정 하에 광 특성을 해석한다. 또한 각각의 액정 층에서 수직입사가 아닌 경사각을 가지는 빛이 입사하는 경우의 분석을 위하여 각 액정층에서의 s파와 p파, 그리고 액정분자의 두 굴절률 와 를 각각 겪게 되는 e파와 o파 사이의 관계가 중요하다. 먼저 등방성 매질과 비등방성 매질의 경계면에서의 s파, p파 그리고 e파와 o파의 굴절과 반사를 보고, 이를 통해 비등방성 매질인 액정 층에서의 복굴절 현상에 대해 이해 할 수 있다. 또한 s파, p파와 e파, o파의 방향관계와 각 성분들의 상관관계를 이용하여, 빛이 두께 d의 비등방성 매질을 통과할 때, 입사광과 투과광 사이의 관계를 계산할 수 있다. 이로 인해 빛의 최종편광상태, 투과율 및 시야각 특성을 계산한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 Contrast Ratio, 투과율 비교 및 편광상태의 변화를 계산한다.

시뮬레이션을 이용한 IPS-LCDs, VA-LCDs의 흐름효과에 대한 해석

김훈배 인하대학교 일반대학원 2007 국내석사

In this thesis, Ericksen-Leslie continuum theory was used to simulate molecular behaviors of the liquid crystals. To improve the accuracy of the calculation, the flow effect was considered to perform a simulation for both switching on and off states. Explicit method of Finite Difference Method(FDM) was used to calculate differential equations as a method of the numerical analysis. For accuracy and extension of the dimension, Elastic energy was expressed using S. Dickmann' tensor representation. Potential distribution was derived from Laplace Equation. As a result of the simulation, the flow effect brings about abnormal twists after switching off in case of IPS (In-Plane Switching). On the other hand in case of VA (Vertically Aligned), The abnormal effect can be hardly seen, thereby leading to some what faster molecular response. 본 연구에서는 에릭슨-레슬리 연속체 이론으로부터 액정분자의 거동을 시뮬레이션 하였다.계산의 정확성을 높이기 위하여 유체 운동방정식과 방향자 평형방정식을 동시에 고려하여 switching on, off상태에서 흐름효과를 고려하였다.수치 해석적 방법으로는 유한 차분법(FDM :FiniteDifferenceMethod)의 Explicit방법을 사용하였으며,보다 정확한 결과와 2차원,3차원의 확장의 용이성을 위하여,딕만의 텐서표현을 사용하였다.전위분포는 라플라스 방정식으로부터 유도하였다. 시뮬레이션 결과,IPS(In-Plane Switching)의 경우에는 흐름이 switching off 이후 abnormal twist 현상을 야기하였고, 또한 VA(Vertically Aligned)의 경우에는 IPS와는 달리 흐름효과로 인한 abnormal한 효과는 없었으며,이에 따라 분자의 거동이 약간 빨라짐을 확인 할 수 있었다.