□ 미래 유연 디스플레이 및 기능성 스마트윈도우 등을 제조하는 데 쓰이는 새로운 액정 제조 기술*이
국내 연구진에 의해 개발됐다.
* 3차원 액정 마이크로캡슐화 기술 : 기능성 액정(콜레스테릭 액정**) 재료를 안정적이고 균일한
크기의 3차원 구형 구조로 만들어 작은 사이즈의 얇은 막으로 둘러싸 캡슐화하는 기술
** 콜레스테릭 액정 : 나선형의 분자배열을 가지며 고유한 반사특성을 나타내는 기능성 액정으로서, 최근
액정 연구 분야에서 매우 활발하게 연구되고 있는 광학 재료 (액정 : 액체와 같이 유동성이 있으면서,
분자배열도가 우수한 고체적인 특성을 동시에 나타내는 물질. 표면에너지나 전기장에 의해 쉽게 배향
제어가 가능하기 때문에 액정디스플레이의 핵심 물질로 사용된다)
○ 한국화학연구원(원장 이규호) 김윤호 박사와 KAIST(총장 강성모) 김신현 교수가 주도하고 이상석
(KAIST 생명화학공학과) 학생이 주저자로 참여한 이번 연구는 한국화학연구원이 미래성장동력 발굴을
위해 추진하고 있는 “창의사업”과 한국연구재단 “중견연구자 지원 사업”의 지원을 받아 수행되었고,
연구결과는 세계적 권위의 어드밴스드 머티리얼 (Advanced Materials)지 최신호 (2015년 1월 27일)
내부 표지 논문으로 선정되었다.
※ 영문 제명: Robust Microfluidic Encapsulation of Cholesteric Liquid Crystals Toward Photonic Ink
Capsules
□ 연구팀은 미세유체소자 기술*과 액정배향제어기술**을 통해 압력, 구부림 등의 기계적 변형에
강하며, 모든 방향에서 균일하게 색깔이 보이는 특성을 가진 액정 제조 기술을 개발했다.
* 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
○ 이러한 기술로 그동안 LCD와 같이 2차원 평면 구조에만 적용되던 액정 소재를, 유연 디스플레이, 마이
크로레이저, 3D 프린팅용 잉크와 같이 완전히 새로운 형태의 3차원 소자로 적용할 수 있는 가능성
을 열었다.
□ 또한 본 연구를 통해 캡슐환 된 기능성 액정 물질은 온도에 따라 색상을 다양하게 변화시킬 수 있는
고유한 특성을 가지고 있다.
○ 따라서 색상 변환 원리*를 이용해 플렉시블 액정 디스플레이 뿐만 아니라, 온도센서, 기능성 컬러
스마트 윈도우 등으로도 활용할 수 있다는 설명이다.
* 콜레스테릭 액정의 색상 변환 원리: 콜레스테릭 액정은 분자의 주기적인 배열 때문에 특정한 반사색이
구현되며, 온도 변화에 따라 주기적인 구조에 변화가 생기기 때문에 반사 색상이 변화함
□ 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.
○ 향후, 기능성 액정캡슐이 적용될 수 있는 플렉시블 액정디스플레이 및 플렉시블 스마트윈도우 시장은
2018년까지 각각 32억 달러(3조5천억원), 7.5억 달러(8천억원)로 성장할 것으로 기대되고 있다.
※ 출처: NanoMarkets, 2013