액정 표시소자에 쓰이는 위상판의 시야각특성을 확장된 존즈행렬과, 이것의 뽀앙카레공(Poincare sphere)에서의 기하학적 회전변환으로 해석하였다. 위상판의 회전변환 특성은 시야각이 바뀌면 회전축은 적도선 위에 있고, 회전각이 시야각에 따라 크게 변한다. 광축의 방향이 다른 두 장의 위상판을 겹쳐쓰면 이런 특성을 보정할 수 있고, 이 방법을 써서 BTN 셀의 시야각 특성을 개선할 수 있었음을 보였다.
0.24인치 크기의 액정표시소자를 이용하여 10인치 이상의 가상화면을 구현할 수 있는 마이크로 디스플레이를 개발하였다. 본 연구를 통하여 개발된 마이크로디스플레이는 한 쪽 눈으로 화면을 볼 수 있는 형태를 지녔다. 한 개의 비구면렌즈를 설계 및 제작하였고, 페이저 형태 및 head set 형태의 두 가지 모델을 제작하였다.
고분자 분산형 액정 표시 소자(PDLC)에 사용되는 pre-polymer인 PN393에 다량으로 함유된 반응성 모노머 2-ethylhexyl acrylate(EHA)를 비닐에테르 계열의 모노머인 butanediol vinyl ether(BDVE)로 대체하여 제작된 PDLC 셀의 전기 광학적 특성 변화를 알아보았다. BDVE 함량 30 wt%까지는 액정방울의 크기가 작아졌으나, 그 이상의 조성(40 wt%)인 경우, 더 이상의 액정방울크기 변화는 관찰되지 않았다. 명암비, 응답속도는 상용화된 PN393를 적용한 경우보다 각각 490%, 15%로 성능이 향상되었으나, 동작전압은 약 60% 증가하는 것으로 확인되었다. 전기광학적 특성 변화를 $0{\sim}60^{\circ}C$ 온도범위에서 관찰한 결과, 응답속도와 동작전압의 온도안정성은 향상되었으나, 명암비 성능은 온도증가에 따라 열화되는 것으로 확인되었다.
본 연구에서는 이온빔을 조사한 폴리스타일렌 기판에 일정강도의 이온빔을 조사한 경우에 발생되는 액정배향의 특성에 대해서 연구하였다. 폴리스타일렌은 기계적강도 및 절연성에서 액정표시소자의 배향막으로 사용되는 폴리이미드 계열의 대체 물질로서 주목받고 있으며, 특히 비접촉 배향에서의 가능성이 새롭게 평가되고 있는 소재이다. 이온빔을 조사하여 이방성을 발생시킨 박막의 표면에서의 액정배향상태를 편광현미경으로 관찰하고, 액정배향에 기여한 메커니즘의 규명을 위해서 XPS(X-ray photoelectron spetroscopy) 분석을 사용하였다. 분석한 결과 15초까지의 이온빔 조사는 액정의 배향을 유발하는 중요한 원인으로 작용함을 알 수 있었으며, 이온빔조사에 의한 액정의 배향방법은 고온안정성도 겸비하고 있는 것을 실험을 통해서 알 수 있었다.
ECR PECVD(Electron Cyclotron Resonance Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition )장치를 이용하여 (100) 실리콘 기판 위에 실리콘 산화막을 상온에서 증착하였다. 기체 유량비(SiH4/O2)가 막의 성질에 미치는 영향을 고찰하여 최적의 증착 조건을 도출하였다. 기체 유량비가 0.071일 때 비가역 파괴 전장은 9~10MV/cm 이었고, 4~5MV/cmm의 전장하에서 누설 전류는 ~10-11 A/$ extrm{cm}^2$이었다. 이러한 수치들은 액정 표시 소자용 박막 트랜지스터와 같이 저온의 제조공정이 요구되는 소자를 만들기에 충분하다.
일반적으로, 표시 소자에서 원하는 색을 얻기 위해서는 가색 혼법, 감색 혼법 두 종류의 색 혼합 방법을 사용한다. 가색 혼법은 액정 cell에 적색, 녹색, 청색의 칼라 필터를 사용하여 3가지 색을 더함으로 색을 표현하는 방법이다. 가색 혼법은 매우 높은 명암 대비비를 얻을 수 있으며, 노트 PC와 휴대용 소자를 포함한 대부분의 LCD 분야에 적용된다. 그러나, 밝은 상태의 광 세기가 이론적으로 입사광의 1/3로 줄어들기 때문에 투과율이 낮다는 단점이 있다. (중략)
투명도전막(indium tin oxide; ITO)은 투명하면서도 전기 전도도가 높기 때문에, 액정표시소자(LCD; Liquid Crystal Display), 전자발광소자(ELD; Electroluminescent Display) 및 전자 크로믹 소자(Electrochromic Display)를 포함하는 평판형 표시 소자(FPD; Flat Panel Display)와 태양전지 등에 이용되고 있다. 낮은 비저항과 높은 투과율의 ITO 박막은 $300^{\circ}C$ 이상의 고온에서 코팅해야 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 최근 플라스틱과 같은 연성 소자가 전자부품에 널리 이용되면서 ITO를 저온에서 증착해야할 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 ITO를 플라스틱에 적용하기 위한 저온 코팅 공정 및 시편의 전 후처리공정을 개발하여 박막의 특성을 알아보고자 한다. 실험에 사용된 기판은 고투과율의 고분자(polyethylene terephthalate; PET) 필름이며 $5\;{\times}\;10\;cm^2$의 크기로 절단하여 알코올로 초음파 세척을 실시하였고, 진공 용기에 장입한 후 펄스전원을 이용하여 3분간 in-situ 청정을 실시하였다. ITO 코팅은 마그네트론 스퍼터링을 이용하였으며, 코팅시간, 전처리, 후처리, 기판온도, 산소유량 등 코팅 조건에 따른 박막의 특성을 조사하였다. ITO 박막의 코팅 조건에 따른 박막의 결정구조 분석은 x-선 회절(x-ray diffraction; XRD)을 이용하였고, 박막의 표면형상과 두께 보정 및 단면의 미세조직과 결정 성장 여부 등은 투과전자 현미경(transmission electron microscope; TEM)을 이용하여 분석하였다. 또한 ITO 박막의 면저항과 분광특성은 four-point Probe (CMP-100MP, Advanced Instrument Technology), spectrophotometer (UV-1601, SHIMADZU)를 이용하여 측정하였다. ITO 박막의 광학특성 분석 결과 전광선 투과율은 두께에 따라 변화 하였지만, 색차와 Haze 값은 증착 조건에 따라 큰 차이는 보이지 않았다. 그리고 박막의 결정화에 영향을 주는 가장 중요한 인자는 기판온도이지만, 기판온도를 높이지 못할 경우 비평형 마그네트론(unbalanced-magnetron; UBM)에 의해서 플라즈마 밀도를 높이는 방법으로 유사한 효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.
액정층을 지나는 빛의 편광상태의 변화를 뽀앙카레공에서의 회전변환으로 나타내어, 액정층에 걸어준 전압에 대한 회전변환이 회전각과 회전축의 변화를 쟀다. 이로부터 액정셀에 걸린 전압이 비선택전압에서 선택전압으로 바뀔 때의 회전변환의 회전각이 $180^{\circ}$에 가장 가까운 구동전압을 결정하고, 이 전압으로 액정셀을 구동할 때 화면의 콘트라스트 및 투과율이 최대가 되는 현광판과 검광판의 투과축의 방향을 회전변환의 일반적인 특성을 써서 결정하고 실험적으로 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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