표면 플라즈몬 효과를 이용해 투과율과 전력효율을 높일 수 있는 디스플레이 컬러필터 공정기술이 개발됐다.
KAIST는 전기및전자공학과 최경철 교수와 고려대 전기전자전파공학부 주병권 교수 공동 연구팀이 `표면 플라즈몬 현상\'을 이용해 디스플레이 컬러필터를 상용화할 수 있는 기술을 개발하는데 성공했다고 6일 밝혔다.
컬러필터는 LCD와 OLED 등의 디스플레이나 디지털카메라에 사용되는 CMOS 이미지 센서 등에서 색상을 표현하는 핵심부품이다. 현재 상용화된 컬러필터의 투과율은 20∼30% 정도인데, 표면 플라즈몬 현상을 이용하면 투과율을 40% 이상 끌어올려 전력효율을 2배 향상시킬 수 있다. 표면 플라즈몬 현상은 필터에 빛과 전자가 결합해 금속 표면을 따라 집단적으로 파동이 진동하는 것을 말한다.
그러나 이 기술은 마이크로미터 크기의 극소 면적에만 구현할 수 있는 한계가 있었다. 연구팀은 빛의 간섭 무늬를 만드는 레이저 간섭 리소그래피 기술을 이용해 2.5㎝ 크기 규모의 면적에 필터를 구현해 냈고, 공정에서 발생하는 에러를 보완할 수 있는 설계방법을 제시했다. 이는 기존에 상용화 중인 레이저 기술을 적용한 공정기술로, 플라즈몬 컬러필터를 이용해 디스플레이를 양산할 수 있는 단계까지 왔음을 보여주는 결과라는 게 학계와 산업계의 평가다.
연구팀은 이 기술을 이용해 투과율을 40% 이상 끌어올려 저전력 플라즈몬 디스플레이를 양산할 계획이다.
KAIST 도윤선 박사과정 학생과 고려대 박정호 박사과정 학생이 주도한 이 연구성과는 나노기술 학술지인 `어드밴스드 옵티컬 머터리얼스(2월호)\' 표지논문으로 실렸다.
박정호 고려대 박사과정 학생은 \"이번 연구는 레이저 간섭 리소그래피 기술을 이용해 TV화면 등 넓은 면적에 적용이 가능하다는 점을 보여준 것으로, 기판의 종류에 상관없이 차세대 나노공정 기술에 폭넓게 활용할 수 있을 것이다\"고 말했다.
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