– 실리콘기반의 개발을 통해 용이한 공정과 저가 · 대량 생산의 가능성 열어 –

– 고해상도의 컬러프린팅 등의 다양한 산업분야에 적용될 수 있을 것으로 기대 –

 

본교 전자공학과 이상신 교수가 이끄는 연구팀은 김은수 교수 및 호주국립대 최덕용 박사와의 공동연구를 통해 실리콘 기반의 나노 구조를 이용한 고효율 컬러필터를 개발하는데 성공했다고 밝혔다.

현재 디스플레이나 이미지 장치에 사용되는 컬러필터는 화학물질을 이용하여 오랜 시간 자외선에 노출되는 경우 변색되거나 성능이 저하되는 등 주변 환경에 취약한 단점을 지니고 있다. 기존의 컬러필터를 대체하기 위해 나노 구조물을 이용하여 친환경적인 컬러필터가 제안되었으며 나노 구조의 크기, 주기, 두께 등을 조절함으로써 넓은 범위의 다양한 색상을 구현할 수 있기 때문에 최근 큰 관심을 받고 있다. 특히, 이번 컬러필터 개발에 이용된 실리콘은 이미 많은 종류의 전자 소자 산업에 적용되고 있기 때문에, 저가이면서도 고효율의 나노 구조 컬러필터를 구현하는 데 최적의 물질이라고 할 수 있다.

이번 이상신 교수 연구팀에서 개발한 컬러필터는 실리콘 기판 상에 실리콘과 알루미늄의 나노 격자를 형성한 메타표면 구조의 매우 얇은 두께로 제작되었으며, 효율 및 색순도, 내구성 등의 측면에서 매우 우수한 성능을 보였다. 이미 반도체 산업에서 널리 사용되고 있는 실리콘을 이용하였기 때문에, 공정이 용이하며, 저가 · 대량 생산이 가능하다. 향후, 기존의 반도체 메모리 및 집적회로 등의 광/전자 소자와 결합이 가능하고, 실제 사진처럼 이미지를 표현할 수 있는 고해상도의 컬러프린팅이나 홀로그램 디스플레이 등의 다양한 산업분야에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

이번 연구는 미래창조과학부가 지원하는 한국연구재단 선도연구센터지원사업(센터장: 광운대 김은수 교수)의 지원으로 수행되었으며, 연구결과는 그 성과를 인정받아 7월 네이처 출판그룹에서 발간하는 국제 전문학술지인 사이언티픽리포트(Scientific Reports, 피인용지수 IF=5.228) 온라인판에 게재됐다.