한국연구재단은 성균관대 송장근, 황동목 교수, 아주대 이재현 교수 공동연구팀이 단결정 그래핀 전극 위에서 액정 분자의 배열 방향이 결정되는 원리를 규명했다고 20일 밝혔다.

최근 투명하고 유연하며 전기전도성도 뛰어난 그래핀 전극을 액정 디스플레이(LCD)에 적용하는 시도가 활발하다.

이론상 액정 배열은 세 가지 방향이 가능하지만, 실제로는 그 중에서 한 방향으로만 배열된다. 액정을 코팅해보기 전에 액정 배열 방향을 예측할 수 없으므로 응용기술 개발도 이뤄지기 어렵다.

이에 연구팀은 액정 배열 방향이, 액정과 그래핀 표면이 최초로 만나는 순간의 액정 분자 방향에 의해 결정된다는 것을 밝혔다.

기존 한 방향으로만 배열되는 실험결과들은 그래핀 표면의 이물질에 의한 오류였으며 청결도가 매우 높은 순수 그래핀 위에서는 세 방향으로 액정 배열 확률이 동일하다는 것이 증명됐다.

연구팀은 또 대면적 단결정 그래핀에서 원하는 방향으로 균일한 액정 배열을 얻는 기술을 개발해 LCD 소자에 적용했다. 그래핀 전극이 배향막 기능을 담당하므로 별도의 배향막에 의한 화질저하 현상을 방지하고, 공정단계도 획기적으로 줄일 수 있다.

뿐만 아니라 단순한 스탬핑 방법을 이용해 그래핀 위의 복잡한 구조의 액정 배열을 다른 그래핀 기판으로 옮기는 액정 배열 복제 기술도 시연했다.