디스플레이 시리즈(1) ips(수평전극스위칭)기술에 대한 이론 및 활용

소개

최근들어 LCD산업에서 많이 쓰이고 있는 IPS방식에 대한 기술설명과 이용 및 활용을 풍부한 참고문헌과 함께 작성해 보았습니다.

목차

1. IPS기술의 연혁 및 개요
2. IPS기술의 장점 및 단점
3. 세부기술분류
4. 각 기술의 활용
5. 참고문헌

본문내용

수평전극 스위칭(IPS : in-plane switching)방식
1. IPS기술의 연혁 및 개요
그림 1 IPS와 TN과의 비교IPS 방식은 Interdigital electrode 분야의 연구자들에 의해 약 20년간 연구되어 왔으나, Baur에 의해 최초로 제안되었고, 제 15회 액정국제회의에서 최초로 발표되었다. 이 당시에는 IPS 방식에서 자세한 스위칭 작용과 액정의 물리적 특징을 잘 이해할 수 없었지만 최근에는 이러한 것들이 실험적으로 잘 설명이 되어지고 있다. 실제로 이 기술이 본격적으로 적용된 것은 1995년 말 일본의 Hitachi 사에서 수평전극 스위칭 (in-plane switching: IPS) 방식을 이용하여 LCD의 시야각을 크게 향상시킨 것이 시초였다.
보통의 LCD에서는 상하전극에 전압을 걸어주어 배향막 평면에 대하여 수직한 방향의 전기장 성분으로 액정분자의 배열을 조절한다. 같은 평면 위에 액정셀 두께의 1~2배 간격으로 나란한 두 전극을 두고, 전압을 걸어주면, 전압분포 곡선은 두 전극의 평면과 나란하고, 평면에서 멀어질수록 약간의 포물선 모양이 된다. 이러한 전기장을 이용하여 액정분자의 배열을 조절하는 모드가 IPS이다.
IPS 방식의 원리는 그림 2에서 나타낸 것과 같다. 네마틱 액정은 양 기판사이에 수평으로 배향된다. 기본적으로 액정은 기판 면에서 반응한다. 수평으로 배향된 액정의 광축은 초기 상태에서 아래 기판의 편광자의 편광축과 잘 일치하나 위 기판의 편광자의 편광축과는 직교한다. 이러한 배치는 전기장이 인가되지 않은 상태에서 black상태로 나타난다.
기판에 평행한 전기장이 전극에 인가되면 이것은 액정의 광축이 편광축을 벗어나게 만든다. 결과적으로 액정분자들은 이상광선이 상광선과 다른 전달속도로 인하여 상(Phase)리타데이션이 발생하기 때문에 빛의 전달은 점차 증가한다. 결국 액정의 광축이 편광축으로부터 45도 벗어나면 빛의 최대 전달을 초래하여 가장 밝은 표시를 나타낸다.

참고자료

· 1. 차세대 TFT-LCD를 위한 액정기술 현황, 외 6건의 자료