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미국 광학협회(Optical Society of America:OSA)는 국제적인 연구팀들에 의해 새로운 "블루상 액정"이 개발됐다고 발표했다.

플로리다 대학 광학 레이저 연구 교육 센터(CREOL)의 연구팀을 이끄는 Shin-Tson Wu 교수는 현재의 애플 레티나 디스플레이는 500ppi(1인치당 화소 수)의 해상도를 가진 반면 이번 신기술은 이 사이즈의 화면에 3배에 이르는 1500ppi를 달성할 수 있다고 한다.

Wu 교수는 "눈 근처에 배치되고 선명함 때문에 작은 사이즈의 화면에서 고밀도가 필요한 VR(가상현실) 헤드셋과 AR(증강현실) 기술에 특별히 매력적인 기술이다"고 밝혔다.

기존의 LCD는 네마틱 액정이라는 얇은 층(화이트 백라이트의 빛을 변조)을 담고 있어 박막의 트랜지스터가 각 화소의 투과를 제어하기 위해 필요한 전압을 공급하고 있다. 1픽셀은 빨강, 초록, 파랑 필터를 포함한 3개의 서브 픽셀로 그것들을 조합하여 색을 생성하고 3색의 모든 것을 조합함으로써 "백색"를 출력하고 있다.

블루상 액정은 기존 네마틱 액정과 비교하면 약 10배 속도로 스위칭/제어할 수 있는 것이 특징으로 컬러 필터를 이용한 경우에는 적록 청색 빛이 동시에 생성되는 반면, 블루상 액정을 이용한 색 순차적 구동 방식 LCD는 블루상 액정의 "밀리초 미만의 고속 응답 시간"이라는 특성을 살려 빨간 청록의 각 LED 빛을 순차적으로 재빨리 전환하고 액정을 통해서 보냄으로써 컬러 필터가 불 필요한 색을 형성한다.

즉 1개의 서브 픽셀을 사용하여 3색 모든 것을 인간이 지각할 수 없는 차원에서 고속으로 전환하는 것으로 색상을 생성하기 때문에 컬러 필터 방식의 3분의 1의 공간으로 해상도를 3배로 할수 있다는 것이다.

또 컬러 필터는 투과율을 약 30%로 제한하기 때문에 블루상 액정은 광효율도 3배라고 한다. 또한 적록 청색 LED가 직접 발광하고 있어 색이 더 선명하고 컬러 필터에서 발생하는 색의 크로스 토크라는 문제를 회피할 수 있다.

그러나 블루상 LCD는 2008년에 삼성에 의해 프로토 타입이 발표되고 있지만 높은 동작 전압과 콘덴서 충전 시간의 늦음 문제로 그 때문에 제품화까지 진척되지 않았다.

이번에 CREOL의 연구팀은 이들 문제를 해결하기 위해 일본의 JNC 석유 화학 주식 회사와 대만의 디스플레이 업체 AU Optronics의 연구자와 협력했다.

JNC는 블루상 액정의 전율을 최소 허용 범위로 막는 것으로 트랜지스터의 충전 시간을 단축하고 밀리초 미만의 광학 응답 시간을 얻기 위해서 협력했다. 그러나 새로운 블루상 액정에서도 컬러 필터 방식 같은 단일 트랜지스터가 제공하기보다는 약간 높은 전압을 필요로 했기 때문에 연구팀은 전계가 액정을 보다 깊이 침투하도록 전극을 돌출시킨 구조로 하는 것으로 높은 빛 투과율을 유지하면서 각 화소를 구동하는데 필요한 전압을 저하할 수 있음을 발견했다고 한다.

실험에서는 컬러 필터처럼 각 픽셀을 1개의 트랜지스터에서 구동하는 경우와 비교해도 충분히 낮은 동작 전압을 실현하고 1밀리초 미만의 응답 시간을 달성했다고 한다.

Wu에 따르면 AU Optronics는 이미 돌출 전극 구조의 프로토 타입을 갖고 있어 JNC와 협력하여 새로운 재료를 2018년에 작동 가능한 프로토 타입으로 이용하려 한다.