경북대 김학린 교수팀, 온도에 따른 액정의 전기적 특성 밝힌 '물리적 모델링 기법' 제시

저온과 고온 동작환경의 자동차용 LCD 패널 설계에 응용 가능

김학린 경북대 전자공학부 교수

극한의 고온과 저온 환경에서도 안정적으로 작동하는 액정디스플레이(이하 LCD) 개발 연구를 용이하게 할 수 있는 액정 물성 모델링 기법이 발표됐다.

경북대 전자공학부 김학린 교수팀은 온도에 따라 변하는 액정의 전기·광학적 물성(물리적 성질) 양상을 설명할 수 있는 '물리해석적 물성 모델링 기법(six-parameter dielectric permittivity model)'을 개발했다.

LCD 핵심 소재인 액정은 주변 온도 조건에 따라 영향을 받는 문제점을 가지고 있다. 실내환경에서 주로 사용되는 모니터나 TV, 스마트폰과는 달리 자동차용 LCD는 고온과 저온 환경에서도 안정적으로 작동해야 한다.

액정의 광학적 특성에 대한 모델링 연구는 보고된 바 있으나 전기적 특성인 온도에 따른 액정 유전율(물질의 전기적 성질) 변화에 대한 모델링 연구는 정확도가 높지 않았다.

김 교수팀은 온도에 따른 분자 밀도 변화와 액정 분자 유전율 상전이 특성, 분자 질서도 변화 등 액정 유전율의 온도에 따른 변화 특성을 주요 변수로 고려해 '물리해석적 물성 모델링 기법'을 제시했다.

김 교수는 "이번 모델링 기법 제시로 극한의 저온 또는 고온 환경에서도 사용 가능한 액정 신물질 합성 연구와 폭넓은 온도 영역에서 안정적 동작이 가능한 LCD 패널 설계를 위한 온도 보상 설계 연구 과정이 훨씬 용이해질 것으로 기대된다"고 밝혔다.

이 연구 결과는 영국왕립화학회에서 발간하는 국제 전문학술지인 '물리화학·화학물리(Physical Chemistry Chemical Physics)' 8월호 표지 논문으로 게재됐다.