신개념 나노선 컬러필터 하나로 다양한 색 표현한다

광운대 이상신 교수 "나노선 구조체 이용, 고효율 동적 컬러필터 개발"

국내 연구진이 알루미늄 나노선(nanowire) 구조체에 다양한 편광을 쪼이는 방법으로 다양한 색상을 연속으로 구현할 수 있는 고효율 동적 컬러필터를 개발했다.

광운대 전자공학과 이상신 교수팀은 25일 유리기판 위에 알루미늄 나노선을 다양한 간격으로 배치한 나노 구조체를 이용해 입사되는 편광의 각도에 따라 다양한색을 연속적으로 표현할 수 있는 신개념 동적 컬러필터를 개발했다고 밝혔다.

한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 국제학술지 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports, 7월 27일자) 온라인판에 게재됐다.

TV, 스마트폰, 잉크제트 프린터 등에 사용되는 기존 컬러필터는 빛을 흡수하는화학 염료를 기반으로 구현돼 광 효율이 낮고 자외선에 의한 변색 등 한계가 있었다.

특히 화학염료 방식 컬러필터는 하나의 고정된 색상만을 표현할 수 있어 다양한색상을 구현하려면 적어도 삼원색(빨강, 초록, 파랑)의 컬러필터 조합이 필요하다.

이에 비해 나노구조 기반의 동적 컬러필터는 하나의 구조체로 빛의 편광에 따라 다른 색상 구현이 가능해 소형화 및 고집적화에 용이하다. 하지만 지금까지 보고된 나노구조 컬러필터는 공정이 복잡하고 투과율이 10% 이하로 낮아 구조가 단순하면서 효율이 높은 동적 컬러필터 개발이 필요한 상황이다.

연구진은 이 연구에서 유리기판 위에 배열한 알루미늄 나노선의 간격을 조절하고 수직·수평 편광을 이용해 다양하게 색상을 조절할 수 있으며 효율은 기존 나노구조 컬러필터보다 80% 이상 높은 동적 컬러필터를 개발했다.

연구진은 이 기술은 단일 필터로 다양한 색상을 구현할 수 있어 빨강, 파랑, 초록 3가지 필더가 필요한 기존 화학 염료 방식 컬러필터가 가진 소형화·고집적화의제약을 해결할 수 있고, 저가 금속인 알루미늄을 사용했기 때문에 컬러필터 제작의저가화 및 대량생산화가 가능하다고 설명했다.

이상신 교수는 "알루미늄을 이용한 동적 컬러필터의 개발은 다양한 색상 구현뿐만 아니라 편광에 의해 색상 조절이 가능한 기능을 갖는 컬러필터의 연구 개발에 새로운 길을 열 것"이라며 "이번에 개발한 동적 컬러필터 소자는 나노선 간격과 편광으로 색상을 변화시킬 수 있어 컬러 디스플레이, 이미지, 컬러 프린팅 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것'이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>