나노구조 불소고분자 박막을 이용한 콜레스테릭 액정 소자 제작 및 광학 특성 연구

Abstract

콜레스테릭 액정은 액정 분자의 나선 방향과 같은 방향의 원형 편광을 선택적으로 반사하며, 광자 밴드 갭(photonic band gap)에 해당하는 구조적 색상을 나타내는 카이랄 광결정(chiral photonic crystal)이다. 본 연구는 나노임프린트 리소그래피 공정을 통해 277 nm에서 833 nm까지 다양한 주기성을 가지는 나노구조 불소고분자 박막을 제작하였고, 이를 배향막으로 이용하여 콜레스테릭 액정 셀을 제작하였다. 광학적 특성을 확인하기 위해 나노구조 불소고분자 박막을 이용한 콜레스테릭 액정 셀의 편광 현미경 이미지(polarizing microscope), 투과, 확산 반사 및 정반사 스펙트럼을 측정하였다. 나노구조 불소고분자 박막을 이용한 콜레스테릭 액정의 편광 현미경 사진은 배향막에 수직인 나선형 축을 따라 평면 텍스처를 보여준다. 그리고 콜레스테릭 액정 셀의 정반사와 수직 반사에서 광자 밴드 갭의 수직 반사는 감소하였고, 확산 반사는 증가하였다. 샘플의 반사광 사진에서도 이와 같은 특성을 확인하였다. 따라서 평면 정렬하는 콜레스테릭 액정의 고유한 광학 기능뿐만 아니라 빛 확산을 하는 새로운 콜레스태릭 액정 소자를 구현하였다. 이러한 나노구조 불소고분자 박막을 이용한 콜레스테릭 액정 셀은 반사형 디스플레이, 컬러 필터, 온도 센서 등 다양한 광학적 응용 분야에 새로운 가능성을 제공할 것이다.