전북대학교 교수진이 휘어지면서도 가격도 저렴한 액정 디스플레이를 상용화 할 수 있는 연구를 발표해 학계 비상한 관심을 모으고 있다.

강신웅·이승희 교수(대학원 BIN 융합공학과), 이명훈 교수(유연인쇄전자전문대학원)로 구성된 연구팀은 TV 제조에 필수적인 액정의 배향막 처리 공정 없이 액정의 수직배열을 제어할 수 있는 새로운 기술을 세계 최초로 개발했다.

강 교수는 지난 2009년 세계수준의 연구중심대학 육성사업(WCU사업) 선정에 따라 신설된 학과인 ‘BIN 융합공학과’에 해외 석학으로 전북대에 초빙된 교수다.

한국연구재단의 세계수준의 연구중심대학(World Class University;WCU) 육성사업 지원으로 이뤄진 이 연구는 「아조색소 화합물의 광이성질화 및 물리적 흡착에 의한 표면개질에 기인하는 액정의 수직배향제어(In Situ Homeotropic Alignment of Nematic Liquid Crystals Based on Photoisomerization of Azo-Dye, Physical Adsorption of Aggregates, and Consequent Topographycal Modification)」 라는 제목의 논문으로 기능성 재료분야의 세계적인 저널인 Advanced Materials(IF 14.829) 6월호에 게재됐다.

이번 연구의 핵심 키워드인 ‘배향막’은 액정 배향을 위해 투명 전극 위에 도포하는 얇은 고분자 필름으로, 현재 LCD TV 제조에 있어 액정 배열을 제어하기 위한 배향막 코팅 및 소성(塑性)은 필수적인 공정이다.

그러나 배향막은 고분자 설계·합성에서부터 사후처리까지 많은 시간과 비용이 소비되고 고온의 열을 가하는 ‘고온소성 공정’으로 인해 휘어지는 디스플레이 상용화에도 큰 걸림돌이 되어왔다.

연구팀은 이러한 단점들을 보완하기 위해 액정 배향막 공정 없이 액정에 소량의 특정 화합물을 첨가해 자외선을 처리함으로써 액정의 안정적인 수직배향을 유도하고 선경사각의 제어가 가능한 기술을 개발했다.

이를 통해 앞으로 LCD TV 제조시 별도의 배향막 코팅 등의 공정이 필요 없게 돼 제조원가 절감을 통한 경쟁력 있는 제품 생산이 가능해질 것으로 기대된다.

또한 고온소성공정이 필요치 않기 때문에 플라스틱 기판을 사용한 휘는 디스플레이의 상용화에도 많은 도움이 될 전망이다.

더불어 자외선의 조사 각도를 조절하여 액정의 선경사각을 특정방향으로 제어할 수 있는 기술을 개발함에 따라 현재 전극의 미세패턴 방향을 조절하여 화소를 다중분할하는 광시야각 LCD-TV 제조기술을 보다 간단한 방법으로 대체 할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

이 기술은 현재 국내특허출원이 완료되었고 미국, 유럽, 중국 등 해외특허 출원도 진행 중에 있다.

강신웅 교수는 “이번 연구는 중국의 LCD 분야 기술 고속 성장과 OLED의 출현으로 갈 길 바쁜 한국 LCD 업계에 가격 경쟁력이 있는 고성능 액정 디스플레이의 개발에 일조할 수 있는 기술”이라며 “빠른 시일에 상용화 해 우리나라가 주도하고 있는 LCD 산업의 경쟁력 제고에 도움이 되는 연구를 위해 노력하겠다.”고 말했다.

* LCD: Liquid Crystal Display (액정 디스플레이) OLED: Organic Light Emitting Diode (유기발광소자)* 액정 선경사각 (pretilt angle of liquid crystal molecules): 액정 분자가 기판면과 이루는 계면에서 특정 방향으로 기울어진 각도. LCD 소자의 전기광학 특성을 향상시키기 위해 액정 분자 (디렉트)가 기판면에 대하여 기울어진 방향과 기울어진 각의 제어가 중요함.