경북대 연구팀, 플렉시블 디스플레이 나노 액정 공정법 개발

경북대 연구팀이 플렉시블 디스플레이 구현에 쓰일 나노 액정 구조 공정법을 개발했다. 이번 연구로 기존 LCD 구조 공정에서는 양산이 어려웠던 플렉시블 LCD를 고화질 대화면 디스플레이로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

경북대 전자공학부 김학린 교수팀은 나노 액정 소자를 통해 우수한 전기·광학적 특성을 가지면서도 대화면 구현이 용이한 플렉시블 디스플레이 인쇄 공정 기술을 개발했다. 여기에는 다공성 벌집 나노구조 멤브레인(membrane)이 이용됐다.

이번 연구 결과는 세계적인 연구 전문저널인 독일 와일리 출판사의 '어드밴스드 머티리얼스 인터페이스' 3월호 메인표지 논문으로 게재됐다. 제1저자는 신영철 박사과정생, 공동 제1저자는 박지섭 박사, 교신저자는 김학린 교수다.

최근 플렉시블 디스플레이가 모바일과 차량용 디스플레이에 도입되고 있다. 유연성 박막으로 이뤄진 유기발광다이오드(OLED) 기술과 달리 플렉시블 디스플레이 구현을 위해선 외력에 의한 전기광학효과에 변형이 유발되지 않는 액정 구조화 기술이 요구된다.

이를 위해 고분자․액정 혼합 소재의 상분리 현상을 이용해 고분자 매트릭스 내 액정을 캡슐화하는 기술들이 연구돼왔다. 그러나 대화면 공정의 어려움, 액정 소자 균일성 저하, 매우 높은 구동 전압, 광산란 유발에 따른 영상 시인성 저하 등 기술적 어려움이 있었다.

김학린 교수팀은 대화면 공정이 용이한 닥터 블레이드 코팅(Doctor blade coating) 공정으로 나노 구체 입자의 자가 조립 정렬 효과를 이용했다. 제작된 나노 사이즈의 다공성 벌집 구조를 템플릿 구조체로 활용해 높은 부피 비율을 가진 나노 액정 구조를 형성했다. 이를 통해 높은 명암대비비를 가지면서도 외력에 안정적인 플렉시블 디스플레이 구현할 길을 열었다.

김학린 교수는 "이번 연구는 인쇄 공정 기반으로 대화면 구현이 가능한 고성능 플렉시블 디스플레이용 소자를 개발한 기술로 큰 의미가 있다"고 했다.