초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
2차원 나노입자 분산상의 액정 특성을 이용하여 편광방향에 의존하지 않고 초점 거리를 자유롭게 조절할 수 있는 차세대 액정 렌즈를 개발한다.
￭ 전체 내용
렌즈는 일반적으로 초점거리가 고정되어 있기 때문에 전기적으로 굴절율 변화가 가능한 액정 렌즈에 대한 관심이 커지고 있다. 그러나 네마틱 상태를 이용한 일반적인 액정 렌즈는 편광판을 사용하기 때문에 광효율이 낮거나 초점거리 변화에 한계를 갖는다. 본 연구에서는 2차원 나노입자 콜로이드를 이용하여 액정 렌즈를 구현하고자 한

□ 연구개발 목표 및 내용
￭ 최종 목표
2차원 나노입자 분산상의 액정 특성을 이용하여 편광방향에 의존하지 않고 초점 거리를 자유롭게 조절할 수 있는 차세대 액정 렌즈를 개발한다.
￭ 전체 내용
렌즈는 일반적으로 초점거리가 고정되어 있기 때문에 전기적으로 굴절율 변화가 가능한 액정 렌즈에 대한 관심이 커지고 있다. 그러나 네마틱 상태를 이용한 일반적인 액정 렌즈는 편광판을 사용하기 때문에 광효율이 낮거나 초점거리 변화에 한계를 갖는다. 본 연구에서는 2차원 나노입자 콜로이드를 이용하여 액정 렌즈를 구현하고자 한다. 이 물질들은 높은 전기 광학반응성 때문에 두꺼운 셀을 이용할 수 있고, Isotropic상태에서 구동이 가능하여 러빙 같은 공정이 필요하지 않으며, 유도 복굴절 형성이 쉽다는 장점이 있다. 또 농도 의존성 상전이 특성을 갖는 액정이기 때문에 온도 안정성이 뛰어나다. 더욱이 기존 액정에서 볼수 없었던 전기 광학적 현상을 이용하면 기존 대비 액정 렌즈의 특성을 더 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
￭ 1단계(해당 시 작성)
• 목표
-.2D 콜로이드가 가지는 액정의 기초적 특성 규명
-.2D 콜로이드 액정 렌즈 개발
-.2D 콜로이드 액정렌즈를 이용한 응용 연구
• 내용
1. 액정상 특성 연구;
1) 2D 콜로이드의 액정상을 연구하여 렌즈 개발에 적용가능한 특성을 확인함.
2) 이를 위한 다음과 같은 기초 물성을 확보함.
-. 렌즈에 적합한 3종이상의 2D colloid 재료 확보
-. 편광에 비의존적인 렌즈 특성 확보
-. 1 mm 두께 colloid 재료에서 lens로 사용가능한 투명성 확보
2. 기초적인 액정 렌즈 제작;
1) 기초 특성을 파악한 후 특성 확인을 위한 기본적인 액정 렌즈를 제작함.
2) 구체적으로 <10 cm~∞ focal length 조절 능력 확보
3. 새로운 원리의 액정 렌즈 제작; 2d 콜로이드 액정이 갖는 특성을 이용하여 Fresnel 액정 렌즈/dielectrophoresis를 이용한 액정 렌즈등을 개발함.

□ 연구개발성과
1. 액정상 특성 연구;
-.Graphene oxide (GO), Titanium Phosphate (TiP), Zirconium Phosphate (ZrP) 등 재료 Test.
-.2D 콜로이드 배열 정도 향상 방법 및 분석 방법 개발
2. 기초적인 액정 렌즈 제작;
-.편광에 비의존적 물성 특성 확보 ; 고농도에서도 전기장에 의한 Isotropic 발현 가능성 확인
-.전기장에 의한 위치별 배열 및 농도 변화로 액정 렌즈 구현 가능성 확인
-.1 mm두께 colloid재료에서 lens로 사용가능한 투명성 확보 ; DMF, Benzyl alcohol, Bromonaphtalene 등 서로 다른 굴절율의 solvent Test 및 특성 확인.
-. Focal length < 10 cm 특성 확보 ; 전기장 인가시 Focal length 조절(최 소~ 10 cm) 확인
3 새로운 원리의 액정 렌즈 제작;
-. Fresnel액정 렌즈 개발을 위한 위치별 polymerization방법 개발
-. Dielectrophoresis를 이용한 액정 렌즈 개발

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1. 학술적 관점
-. 2D 나노 입자의 분산상의 액정 형성과 액정상에서의 전기장 배열 조절 등 상호 작용을 규명함.
-. 전기장/자기장 인가에 의한 상전이, 주파수에 의한 배열 변경 등을 통하여 2D 콜로이드 입자들의 배열 현상을 규명하여 새로운 패러다임을 제시함.
-. 기존에는 없던 Dielectrophoresis를 이용한 액정 렌즈의 개발 가능성을 보여줌.
2. 기술적 관점
-. 가변 초점 액정 렌즈는 차세대 중요 산업으로 떠오르는 3차원 디스플레이, 증강 현실 등의 3차원 구현에 적용가능함.
-. 초점 거리의 조절 능력이 크므로 광학 시스템을 최소화할 수 있다는 장점이 있음.
-. 일반 액정 렌즈와는 달리 편광을 이용하지 않아서 광효율을 향상시킬 수 있음.
-. 일반적인 온도 전이형 액정과 달리 농도에 따라 상이 바뀌기 때문에 온도 안정성이 확보될 수 있음.
-. 본 연구를 통하여 2D 콜로이드 가변 초점 렌즈의 원천 기술을 확보할 수 있을 뿐 아니라 다양한 산업적 응용성이 가능할 것으로 판단됨.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구 개요 ... 4
• 2) 본 과제의 최종 연구 목표 ... 4
• 3) 본 과제의 연구 내용 및 범위 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 1차년도 연구 결과 ... 5
• 2) 2차년도 연구 결과 ... 8
• 3) 3차년도 연구 결과 ... 10
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 14
• 1) 연구수행 결과 ... 14
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 15
• 1) 학술적 관점 ... 15
• 2) 산업 기술적 관점 ... 15
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 16
• 1) 활용 분야 및 활용 방안 ... 16
• 2) 추가 연구의 필요성 ... 16
• 끝페이지 ... 16