KAIST·고려대, 플라즈몬 디스플레이 상용화기술 개발

플라즈몬 효과를 이용해 디스플레이 컬러필터를 상용화할 수 있는 공정기술이 KAIST와 고려대학교 연구진에 의해 개발됐다.

KAIST는 전기및전자공학과 최경철 교수와 고려대학교 전기전자전파공학부 주병권 교수 공동 연구팀이 나노 표면에서 발생하는 플라즈몬 효과를 이용한 디스플레이 컬러필터를 상용화할 수 있는 설계 및 공정기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

컬러필터는 액정표시장치(LCD)나 유기발광다이오드(OLED)와 같은 디스플레이와 디지털 카메라에 사용되는 CMOS 이미지 센서에서 색상을 표현하는 핵심부품이다. 현재 상용화중인 컬러필터는 투과율이 20~30%대로 알려져 있는데 플라즈몬 효과를 이용하면 투과율을 기존보다 40%이상까지 끌어올려 전력효율을 약 2배 향상시킬 수 있다는 연구 성과들이 최근 보고됐다. 그러나 플라즈몬 필터는 마이크로미터(㎛) 크기의 극소 면적에만 구현할 수 있다는 한계가 있었다.

최경철 교수 연구팀은 이번 연구에서 레이저 간섭 리소그래피 기술을 이용해 면적 한계를 극복하고 최대 2.5㎝ 크기까지 플라즈몬 필터를 구현했다.

또 레이저 간섭 리소그래피 기술을 이용해 나노 패턴을 대면적에 구현하고 컬러필터의 특성을 최적화해 공정에서 발생하는 에러를 보완할 수 있는 설계방법을 제시했다. 이를 통해 종전보다 공정 비용과 시간을 단축하고 효율성 높은 컬러필터를 제작할 수 있게 됐다.

이번 연구에 참여한 고려대학교 전기전자전파공학부 박정호 박사과정 학생은 "이번 연구는 레이저 간섭 리소그래피 기술을 이용해 TV화면 등 대면적에 적용이 가능하다"며 "기판의 종류에 구애받지 않아 차세대 나노 공정 기술에 폭넓게 활용될 것으로 기대된다"고 말했다.

[e-mail] 박지현 기자