• Information Display
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• v.14 no.1
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• pp.30-37
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• 2013

지난 20년 동안 TFT-LCD의 화질은 급격하게 발전해 왔다. 특히 IPS와 VA의 기술경쟁을 통해 서로의 단점을 극복하려는 많은 연구가 수행돼왔다. 하지만 이제는 발광디스플레이의 출현으로 이제는 액정기술 간의 경쟁은 의미 없고 TFT-LCD의 화질/기능/비용면에서 발광디스플레이보다 우수해야 하는 당면 과제를 안고 있다. 현재 IPS기술은 FFS기술을 통해 한층 더 발전하였고 이제는 고화질 제품엔 FFS 채용이 기본화되고 있다. FFS 기술개발에 초기부터 참여하고 지금까지 FFS기술을 연구하고 있는 필자의 관점에서 보면 FFS는 1998년 발표이후 매 6년 마다 중대한 변화가 있었고 그 예가 2004년 히타치사 TV패널에 FFS기술 적용, 2010년 애플사 아이패드에 FFS 기술 채용이다. 현재 기술 흐름으로 볼 때 2016년 정도엔 FFS기술 + 산화물 반도체 + 광배향 기술을 적용한 FFS TV가 시장의 한 축이 되길 필자는 기대해본다. 마지막으로 필자의 경험을 바탕으로 평가한 각 기술들에 대해 다른 전문가들과 이견이 있을 수 있음을 인정하니 많은 양해 부탁드립니다.

• Journal of Information Display
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• v.10 no.4
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• pp.175-179
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• 2009

As the physical properties of nematic liquid crystals vary with respect to temperature, the performances of liquid crystal displays (LCDs) are highly dependent on temperature. Additionally, it is well known that the electro-optic characteristics of LCDs, such as transmittance and threshold voltage, also rely on the LCD switching modes. The temperature dependence of the electro-optic characteristics of the wide-viewing-angle LCD modes, such as in-plane switching (IPS), multidomain vertical alignment by patterned electrode (PVA), and fringe-field switching (FFS), have been studied, and the results showed that the FFS mode has lower temperature dependence compared to the IPS and PVA modes. Since the liquid crystal (LC) reorients in different ways in each mode, this result is associated with the temperature dependence of LC's bend and twist elastic constants, and also with the position of the main reorientation, either in the middle or on the surface of the LC layer.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.04a
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• pp.53-54
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• 2008

We have studied electro-optic characteristics as a function of passivation thickness$(t_p)$ in the fringe-field swiching (FFS) mode using the LC with positive dielectric anisotropy. When $t_p$ is increased from $0.29{\mu}m$ to $3.0{\mu}m$, a maximum transmittance is slightly increased to $2{\mu}m$. However, operating voltage is continuously increased up to above 11v. We found that the tilt angle is decreased between the edge of pixel electrode and the center of each pixel electrode. In the FFS mode using the liquid crystal with positive dielectric anisotropy, transmittance is affected by the tilt angle. When tilt angle is increased, transmittance become decrease. Therefore, in the FFS device, a low tilt angle is favored for high transmittance. It is demonstrated that the suitable passivation thickness make a tilt angle decreased.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.295-296
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• 2009

There are various application of liquid crystal materials to devices, especially, blue phase liquid crystal (BPLC) and nano-structured liquid crystal mixture have been studied recently because BPs existing temperature range has been expanded by polymer-stabilization and liquid crystal has been confined in room which has certain coherence length so that their particular characters, such as fast response time and optically isotropic state at no electric field, could apply to advanced liquid crystal display devices. However, there is an crucial problem which is high operating voltage from low Kerr constant and limited electric field utilization using in-plain electric field. In this paper, we will analyze cell structure in the way of using electric field and show effective electric field utilization to reduce operating voltage.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.22 no.1
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• pp.23-29
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• 2011

Bistable chiral splay nematic liquid crystal display (BCSN LCD) is a memory type liquid crystal display using splay and $-\pi$ twist states as two stable states. When the cell thickness to pitch (d/p) ratio is 0.25, splay and $-\pi$ twist states have permanent memory time. However, when the transition from $-\pi$ twist state to splay state is caused by a fringe field, pixel regions show that the splay state is not perfect, but rather includes a contribution from the $-\pi$ twist state. In this paper, we propose a reflective BCSN LCD using $-\pi$ twist state in which the two stable states do not coexist. The fabricated reflective BCSN LC cell shows a high contrast ratio of over 30:1 and response times of 950 ms and 450 ms in vertical and fringe field switching, respectively. The proposed cell also shows wide viewing angle characteristics of $180^{\circ}$ in left- and right directions.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.05a
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• pp.100-103
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• 2005

Homogeneously aligned nematic liquid crystal modes are representatively the -FFS (fringe-field switching) mode using liquid crystal (-LC) with negative dielectric anisotropy, the +FFS mode and the IPS (in-plane switching) mode using +LC with positive dielectric anisotropy. In view of image quality evaluation standard of LCD, we compared characteristics of the brightness, the contrast ratio (CR) and color shift when the modes have respectively optimized phase retardation values $(d{\Delta}n)$. Consequently, in the most sensitively viewing angle of a man's physical vision, both FFS modes have advantage over the IPS mode from the brightness & the CR point of view. We are also confirmed that the +FFS mode out of them shows the smallest color shift according to all viewing directions in grey levels.

• Information Display
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• v.21 no.6
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• pp.46-56
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• 2020

액정 모드 기술은 TFT-LCD의 화질, 공정, 비용을 결정짓는 핵심 기술로 당시 일본에 의해 새로운 개념의 광시야각 액정 모드들이 먼저 개발되었지만 한국의 엔지어들의 노력으로 순수 우리 기술을 개발해 상품화한 것은 돌이켜보면 대단한 일이었다고 본다. 당시 후발 주자인 국내 업계와 학연은 일본의 기술을 배우고 따라잡기 위해 일본어 공부를 하면서 일본어로 된 전문서적을 읽고 학회에서 일본 연구자들에 자존심을 버리고 끊임없는 질문으로 기술을 배웠다. 이러한 상황에서도 삼성의 연구자들은 당시 MTA보다 한 단계 향상된 PVA 모드를 개발해 세계 최초의 30인치 TV에 적용시켜 상용화했을 뿐만 아니라 엘지디스플레이의 연구자들은 IPS 기술을 발전시켜 대형 IPS TV의 세계시장을 주도하였다. 당시 제일 후발주자였던 하이디스 엔지니어들은 FFS란 액정 모드를 개발해 현재 일본 뿐만 아니라 세계의 모든 TFT-LCD 업체가 이 기술을 이용하여 제품을 양산하고 있고 향후에도 미니 LED 기술과 접목하여 고화질 LCD 기술을 주도할 것으로 보인다. 이러한 기술 개발로 액정 기술 분야에서 한국 연구자들이 세계적으로 인정받고 있다고 감히 말할 수 있다. 현재 신개념의 디스플레이 분야에서도 한국이 리드를 하고 있다고 보는데 많은 후배 연구자들이 디스플레이 역사의 한 페이지를 장식할 혁신 기술을 개발하고 있는 것을 응원한다. 마지막으로 필자의 경험을 바탕으로 평가한 각 기술들에 대해 다른 전문가들과 이견이 있을 수도 있음을 명시하며, IPS와 PVA 기술을 직접 개발하지 않은 관계로 더 많은 내용을 세밀하게 기술하지 못한 점 송구하게 생각한다. 위 액정 기술들을 우리나라 디스플레이 기술 20선에 선정해 주신 "한국 디스플레이 기술 20선 선정위원회"에 감사드립니다.

• Information Display
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• v.5 no.5
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• pp.4-9
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• 2004

최근 비오이 하이디스에서는 무제한의 광시야각과 시야각에 따른 색변화가 최소화된 선명한 색 특성을 갖는 Advanced FFS(Fringe Field Switching) 기술을 개발하였다. 이 기술은 resin 기술적용(평탄화에 의한 고개구율)없이 종래의 FFS 기술에서 액정의 전기 광특성을 최적화하는 새로운 디자인 룰을 찾아내어 실현하였다. 진보된 화소 개념은 전극의 모서리 구조, 전극 간격/폭, 칼라 필터의 블랙 마트릭스(BM)와 전극 간격등의 key parameters들의 최적화에 의해 달성되었고 액정 셀 내의 모서리와 전기장등이 액정을 미세하게 조정할 수 있도록 있게 된 것이다. 이러한 진보된 설계 개념은 모든 FFS 제품에 반영되어 개발되었다. 뿐만 아니라 12.1" XGA 제품에서 투과율이 22% 증가하고 흑백 대비비(Contrast Ratio)는 33% 증가한 600 : 1의 세계 최고 사양을 갖는 제품을 개발하게 되었다. 특히 태블릿과 노트북용 TFT- LCD 모듈에서 단일 도메인(Single Domain) 모드로도 White상태에서 시야각에 따른 색변화가 0.02 이하의 특성을 갖고 180도/180도의 무제한 시야각을 갖고 있다. Advanced FFS 기술의 브랜드 이름과 슬로건으로 'Viewiz'와 'Vision Magic'을 정하여 마케팅 중이며 세계적인 Top Tier 고객에 제품을 판매 중이고, 2004년 3분기에는 태블릿 시장에서 점유율 70%로 1위를 차지하였다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2006.08a
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• pp.780-783
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• 2006

In this paper, we confirmed the yellowish gravity-mura phenomenon in Fringe-Field Switching (FFS) mode using 2-D simulation. As the cell gap increases, while the LC efficiency of blue wavelength remains almost same, that of red and green wavelength increases continuously. As a result, yellowish phenomenon occurs.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 2006.08a
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• pp.691-694
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• 2006

So far, we have done much research improving quality of LCD TV. Recently, we have developed 26" WXGA LCD TV by advance fringe field switching (AFFS) technology with smooth and every scene realistic in color image that obtained from the amazing authentic color delivery, optical characteristic and fast response time. Our upgrade device has shown the brightness over 600nits (Color shift <0.015 and Transmittance ratio > 5.5%), gray to gray response time under 6ms, contrast ratio over 1200:1 and viewing angle over 178/178, respectively. And also, motion artifacts improved by fast response of LC with low viscosity, cell gap and dielectric constant.