초절전 메모리 액정디스플레이 개발된다

국내연구팀, 관련 논문 발표

▲다중 안정 메모리 상태를 구현하기 위해 제작된 액정셀의 개념도.[사진제공=한국연구재단]

[아시아경제 정종오 기자] 초절전 메모리형 액정디스플레이가 개발돼 관심을 모으고 있다. 국내 연구팀이 데이터신호를 계속 보내지 않아도 화면이 유지되는 메모리형 액정디스플레이를 내놓았다.

차세대 디스플레이에는 경량, 고화질, 초박형, 신속성, 대용량, 저가 등의 특징을 가진다. 에너지 효율과 관련해서는 저(低)전력 소비형 개발이 시급한 실정이다. 일반적 액정디스플레이는 어떤 화면을 유지하기 위해서는 데이터 신호를 계속 넣어줘야 하는데 메모리형 액정디스플레이는 처음 한 번만 넣어줘도 액정이 그 상태를 계속 유지하기 때문에 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다.

액정디스플레이는 유리 기판 표면과 표면 부근의 액정들이 서로 강하게 결합돼 있다. 표면에서 멀어질수록 결합은 느슨해 데이터신호가 들어오면 표면 쪽 액정은 가만히 있고 표면과 멀수록 강하게 회전한다. 편광 정도를 달리해 여러 가지 색상을 표현한다. 표면과 먼 액정은 데이터신호가 끊기면 용수철처럼 다시 원래 모양으로 돌아온다. 이 때문에 한 가지 이미지를 디스플레이에 계속 나타나게 하려면 그 이미지의 데이터신호를 끊임없이 넣어줘야 한다.

국내 연구팀은 디스플레이의 기판 위에 액정을 정렬시키기 위한 물질로 PMMA(polymethyl -methacrylate)를 사용했다. 표면 액정들이 고정돼 있지 않고 전기장에 의해 미끄러지는 현상을 발견하고 미끄러지는 조건이 되는 온도(45℃ 이상)를 밝혔다.

기판 양쪽에 전기장의 방향과 세기를 조절할 수 있는 전극을 만들어 실험한 결과 액정이 회전 후 멈춘 상태에서 다시 다음 데이터신호를 주면 새로운 방향으로 회전하는 가역적 상태가 된다. 이로써 메모리형 디스플레이로서 활용 가능성을 확인한 셈이다.

김재훈 교수(한양대)와 곽진석 교수(영남대)가 이번 연구를 주도했다. 연구 결과물은 과학 학술지인 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)지 온라인(early view)판 6월 23일자(논문명: Realization of Multi-Stable Ground States in a Nematic Liquid Crystal by Surface and Electric Field Modification)에 실렸다.

곽진석 교수는 "이번 연구 성과는 전자책, 광고판, 가격표시판, 메뉴판 등 느린 속도로 화면이 전환되는 액정디스플레이에 우선 적용하면 전력 소비량을 100% 가까이 줄일 수 있을 것으로 보인다"며 "앞으로 광통신, 동적초점변환렌즈, 카메라, 스캐너, 프린터, 편광센서, 편광소자 등에 활용되는 메모리형 광소자 개발에 적용할 것"이라고 말했다.

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr