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3차원 소자 적용 '새로운 액정 제조기술' 개발

화학연-KAIST 공동연구 '어드밴스드 머티리얼지' 게재
유연 디스플레이·기능성 스마트윈도우 등 활용 가능성 열어

국내 연구진이 새로운 액정 제조기술을 개발했다. (왼쪽부터)김신현 교수, 김윤호 박사.<사진=화학연>
미래 유연 디스플레이와 기능성 스마트윈도우 등을 제조하는데 쓰이는 새로운 액정 제조기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

향후 기능성 액정캡슐이 적용될 수 있는 플렉시블 액정디스플레이·플렉시블 스마트윈도우 시장은 2018년까지 각각 3조5천억원, 8000억원 규모로 예상된다.  

한국화학연구원(원장 이규호)은 김윤호 박사와 김신현 KAIST 교수가 주도해 미세유체소자 기술과 액정배향제어기술을 통해 압력, 구부림 등의 기계적 변형에 강하며 모든 방향에서 균일하게 색깔이 보이는 특성을 가진 액정 제조 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

연구결과는 세계적 권위의 어드밴스드 머티리얼지에 지난 27일자 최신호 내부 표지 논문으로 선정됐다.

이번 연구는 그동안 LCD와 같이 2차원 평면 구조에만 적용되던 액정 소재를 유연 디스플레이, 마이크로레이저, 3D 프린팅용 잉크와 같이 완전히 새로운 형태의 3차원 소자로 적용할 수 있는 가능성을 열었다.

온도에 따른 액정 마이크로캡슐의 색상 변화.<사진=화학연>
 
연구팀이 개발한 캡슐환 된 기능성 액정 물질은 온도에 따라 색상을 다양하게 변화시킬 수 있는 고유한 특성을 가지고 있다.
 
이에 색상 변환 원리를 이용해 플렉시블 액정 디스플레이 뿐만 아니라  온도센서, 기능성 컬러 스마트 윈도우 등으로도 활용할 수 있다는 설명이다. 

김윤호 박사는 "기존 액정 기술은 유연화하는 데 어려움이 있고 정면 외의 다른 방향에서 보면 이미지가 변형되어 보이는 한계가 있었다"며 "이번 연구를 통해 물처럼 흐르는 특성을 지닌 액정을 안정적이고 균일하게 3차원 구형으로 제조할 수 있어 유연 디스플레이, 기능성 스마트윈도우 및 마이크로레이저 등 미래 광학 전자 산업에 획기적인 역할을 할 것으로 기대된다"고 연구의의를 밝혔다.

미세유체소자 기술 : 공정에 쓰이는 배관을 머리카락 굵기의 모세관으로 만들어 여러 물질의 흐름을 정교하게 제어할 수 있는 기술.


액정배향제어기술 : 화학반응으로 인한 표면 에너지를 이용해 액정 분자를 원하는 방향으로 세우고 눕히는 기술.

 
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