광운대 이상신 교수 연구팀, 시야각에 영향 받지 않는 신개념 나노 컬러필터 개발

광운대학교(총장 천장호) 전자공학과 이상신 교수가 이끄는 연구팀은 김은수 교수 및 호주국립대 최덕용 박사와의 공동연구를 통해 나노 공진기 구조를 도입하여 고효율의 광시야각 컬러필터를 개발하는데 성공했다.

기존에 TV, 스마트폰, 잉크젯 프린터 등의 각 픽셀 컬러 이미지는 빛을 흡수하는 화학 안료 기반으로 구현되고 있다. 나노 구조를 이용한 컬러필터는 단일 공정으로 쉽고 다양한 색상 구현이 가능하고, 소형화 등의 장점으로 인해 주목받고 있지만 입사광의 각도에 따라 민감하게 반응하는 특성 때문에 사용이 까다롭다는 문제점을 가지고 있었다.

이상신 교수팀이 개발한 컬러필터는 입사되는 빛의 각도가 변하더라도 투과율 및 중심파장 등의 투과특성이 변화하지 않으며, 구현되는 색상이 유지된다. 특히, 구조가 단순한 나노 공진기 기반으로 제작된 필터는 용이하게 설계할 수 있어 전자빔리소그래피 등의 복잡한 공정이 없이 밝고 선명한 다양한 색상을 구현하는 것이 가능하다.

[제작된 광시야각 컬러필터를 통해 촬영한 컬러 이미지]

이상신 교수는 “기존의 연구결과에 유전체층을 도입하여 위상 보상 현상을 이론적으로 분석하고, 이를 적용하여 기존의 각도 영향 문제를 해결할 수 있는 광시야각의 컬러필터를 개발할 수 있었다” 며 “향후 디스플레이나 이미지 센서 등 다양한 분야에 응용될 것으로 기대한다” 고 말했다.

이번 연구는 미래창조과학부가 지원하는 한국연구재단 선도연구센터지원사업과 중견연구자지원(핵심) 사업의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 그 성과를 인정받아 2월 네이처 출판그룹에서 발간하는 국제 전문학술지인 사이언티픽 리포트 (Scientific Reports, IF 5.078) 온라인판에 게재되었다. 또한, 이 교수팀은 알루미늄 플라즈모닉 기반의 컬러필터 관련 연구결과를 나노과학분야의 국제 전문학술지인 나노레터스 (Nano Letters, IF 12.940) 온라인판 2014년 11월호에 게재한 바 있다.