3-26) LCD, 작동 모드, FFS 모드

 

IPS와 FFS 모드

 

IPS 모드에 대해 FFS 모드를 비교하는 방식으로 설명을 이어가겠습니다. 즉, 두 모드 공히 초기 액정 분자들은 수평으로 배열됩니다. 다만, IPS 모드는 수평 전기장을 이용하는 개념으로 두 전극, 즉 화소 전극과 공통 전극간의 거리가 전극의 폭보다 커야 하며, 또한 두 전극간의 간격이 액정 셀의 갭보다도 커야 합니다. 그러나 이 경우에는 전극들의 윗 부분에서는 액정 분자들에게 유전 토크를 발생시킬 수 있는 수평 전기장이 존재하지 않아서 광 투과율의 손실이 발생하죠. 따라서 광 투과율을 가능한 증가시키려면 상대 전극들간의 간격을 키워야 하며, 이는 인가 전압도 함께 증가시켜야 하는 부담을 동반합니다. 즉, 광 투과율과 인가 전압 사이에 상호 이율 배반적인 관계가 존재하게 됩니다.

 

IPS와 FFS 모드들의 비교

 

FFS 모드의 경우에는 화소 전극과 공통 전극간의 거리가 전극의 폭과 액정 셀의 갭보다 작습니다. 따라서 전극 위의 액정 분자들도 함께 수평 회전하게 되어 광 투과율이 증가, 즉, 투과가 모든 영역에서 일어나게 되죠. 다만, 두 전극간의 간격이 좁혀서 동시에 패터닝을 하는 공정보다는 두 전극 중의 하나(공통 전극)를 절연막을 사이에 두고 아래쪽에 평면 구조로 가져가는 것이 공정 마진과 함께 보조 정전 용량을 형성하는데 유리합니다. 이렇게 함으로써 두 전극 사이에 얇은 두께의 무기 절연막만이 존재하게 되어 IPS 모드에 비해 최소 다섯 배 이상의 강한 전기장을 형성할 수 있고, 따라서 인가 전압도 낮출 수 있습니다. 다만, 광 투과가 모든 영역에서 일어나므로 화소 전극과 공통 전극 모두가 투명하여야 하며, 이는 제작 과정에 마스크 공정이 하나 추가되기도 하나, 반면에 정전 용량 커패시터 역시 전 영역에 투명하게 형성되므로 투과도를 향상시킬 수 있다면 개구율을 높일 수 있다는 잠재적인 장점도 있게 됩니다. 이와 함께 터치 센서의 사용으로 외부로부터 물리적인 압력이 패널에 인가될 때, 출렁거림(pooling)이나 자국(bruising)이 발생하지 않기 위해서는 액정 분자들이 누워있는 구조가 유리한데, 특히 IPS 모드에 비해 FFS 모드가 유리합니다. 이는 액정의 거동 후 고정을 시키는 전기장 밀도가 상대적으로 높고, 또한 액정 분자들의 재 배열이 하부 기판쪽에서 활발하게 일어나는 특징에 기인합니다. 참고로 IPS 모드에서는 액정 셀의 가운데 부분에서 액정 분자들이 가장 많이 꼬이게 되죠.

 

 

# 참고로 하고 있는 여러 자료들의 제공에 감사를 표하며, 계속 업그레이드 됩니다.

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# 더! 생각해보기

a. FFS 모드의 탄생 배경을 좀 더 구제적으로 생각해보자

b. FFS 모드가 지금 가지고 있는 위치나 중요성은 어느 정도일까. 그 이유는 무얼까

 

 

3-26. LCD, 작동 모드, FFS 모드-복사.pdf

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