구부렸다 폈다… ‘캡슐액정 디스플레이’개발
압력, 구부림 등 기계적 변형에 취약하고 광학적 특성도 불안정한 액정디스플레이의 핵심 물질을 일종의 캡슐에 담아 안정성을 높인 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
캡슐화된 액정물질은 다양한 환경에서도 안정적이고 모든 방향에서 광학 특성이 같아 플렉시블 액정 디스플레이나 기능성 스마트윈도, 3D프린터용 광학잉크 등에 쓰일 수 있을 전망이다.
한국화학연구원은 그린화학소재연구본부 김윤호 박사와 KAIST 김신현 교수팀이 공동으로 기계적 변형에 강하고 모든 방향에서 액정 색깔이 균일하게 보이는 '3차원 액정 마이크로 캡슐 제조기술'을 개발했다고 29일 밝혔다.
액정은 물질 특성상 기계적 변형에 약하고 원하지 않는 광학적 특성이 나타나 플렉시블 광학소재로 만드는 데 어려움이 있다. 이 때문에 액정을 캡슐 형태 소재로 개발하기 위한 연구가 이뤄져 왔다.
 | | 미세유체소자를 이용해 개발한 3차원 구형의 액정 마이크로 캡슐의 모습. 화학연 제공 |
연구팀은 머리카락 굵기의 미세한 유리관으로 구성된 미세유체소자를 이용해 액정 흐름을 정교하게 제어하는 이중액적(가장 가운데 액정이 위치하고 물층이 감싸는 구조) 구조를 구현한 후 자외선를 쪼여 액정 캡슐로 만들었다. 이 액정 캡슐은 액체와 같은 흐름성을 갖는 액정이지만 캡슐 형태여서 공기 중에서 안정적이고 모든 방향에서 광학 특성이 같다. 특히 액정캡슐 색이 온도에 따라 다양하게 변하는 데, 이 원리를 이용해 온도센서나 스마트 윈도용 소재, 마이크로레이저 등으로 활용할 수 있다는 설명이다. 이 연구결과는 재료분야 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스' 27일자에 게재됐다.
김윤호 박사는 "기존 액정 기술은 유연화하기 어렵고 정면 외 다른 방향에서 보면 이미지가 변형돼 보여 LCD 같은 2차원 평면구조에만 적용할 수 있었다"면서 "물처럼 흐르는 특성을 지닌 액정을 안정적이고 균일하게 3차원 구형으로 만들어 미래 디스플레이와 광학소자 제조에 활용될 수 있다"고 말했다.
이 연구는 화학연의 창의사업과 한국연구재단의 중견연구자 지원사업을 통해 이뤄졌다.
http://www.dt.co.kr/contents.html?article_no=2015012902109976731003
디지털타임스, 2015.01.29
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