▲ 이병호 서울대학교 전기·정보공학부교수 이력사항.

디스플레이 장치의 화질을 50배 끌어올릴 수 있는 컬러필터 기술을 국내 연구진이 개발했다.

서울대 이병호 교수와 윤한식 박사는 미래창조과학부가 추진하는 기초연구지원사업(리더연구자지원)을 통해 금속 나노구조물을 이용한 초소형 색상 가변 컬러 필터 개발의 가능성을 열었다고 지난 25일 밝혔다.

디스플레이에서 다양한 색을 표현하기 위해서는 적어도 삼원색(빨강, 초록, 파랑)의 컬러 필터가 필요하지만 한 개의 픽셀을 최소 세종류의 컬러 필터로 구성해야 초고해상도 픽셀이 나올수 있지만 지금까지는 한 개의 컬러필터가 한가지 색상만 표현했다.

디스플레이 픽셀의 최소크기는 컬러필터 최소크기의 3배가 되어 픽셀개발에 제약이 생기므로 컬러필터의 소형화가 필요했다.

연구팀은 이러한 컬러 필터의 한계를 극복하기 위해 금속나노구조물을 제작했다. 한 개의 소자로 3가지 색상의 표현이 가능해진 것이다.

또한 나노구조물 안에 공진기란 특정 파장의 빛을 정상파로 만들거나 가두는 것인데, 이 진열대에 빛들을 파장과 세기별로 분류해 펼쳐 놓았다.

그다음 나노구멍에서 빨강, 초록, 파랑에 해당하는 공진기들이 한 개의 구조물이 되도록 서로 다른 각도로 배치해 입사광의 펴노강을 회전시켜 세가지 기본색을 적당하게 혼합해 다양하게 색상 표현이 가능해 졌다.

연구진은 “기존의 디스플레이 픽셀이 수십에서 수백 마이크로미터임을 감안한다면 이 금속 나노구조물은 수 마이크로미터 정도까지 소형화가 가능하고 고밀도로 배열시킴으로써 초고해상도 구현이 가능할 것으로 보인다”고 밝혔다.

이어 “초소형, 초고해상도, 초고속 특성이 필요한 미래형 디스플레이인 웨어러블에 아주 적합한 모델이 될 것”이라고 밝혔다.

한편, 이번 연구 결과는 미래창조과학부가 추진하고 있는 기초연구지원사업인 ‘리더연구자지원사업’의 뜻 깊은 성과이다.

▲ 금속 나노구조물은 빨강, 초록, 파랑색 파장에 맞는 조건의 세 가지 길이를 갖는 공진기와 중앙의 공통 나노 구멍으로 구성되어 있어서 입사광의 편광에 따라 투과광의 색상을 선택할 수 있다. .