이병호 서울대 교수(사진)팀은 금속 나노구조물을 이용해 한 개의 컬러 필터에서 여러 가지 색상을 표현할 수 있는 '초소형 색상 가변 필터'를 개발했다고 25일 밝혔다.
지금까지 각종 디스플레이는 한 개 컬러 필터가 한 가지 색상만 표현할 수 있었다. 다양한 색을 표현하기 위해서는 적어도 빨강, 초록, 파랑의 삼원색 컬러 필터가 필요한데 디스플레이는 한 개 픽셀을 최소 세 종류의 컬러 필터들로 구성해야 해서 초고해상도 픽셀 개발에 제약이 있었다.
연구팀은 이러한 색상 고정형 컬러 필터의 한계를 극복하기 위해 공진기 구조와 나노 구멍 구조가 결합된 금속 나노구조물을 개발, 한 개의 컬러 필터에서 여러 색상을 표현할 수 있다는 것을 최초로 증명했다.
이 금속 나노구조물에서 공진기는 그 내부에 다양한 파장과 세기의 빛을 공간적으로 펼쳐놓는 역할을 하고 금속 나노 구멍은 그중에서 특정 파장과 세기의 빛만을 선택해 통과시키는 역할을 한다. 공진기라는 진열대에 여러 가지 빛들을 파장과 세기별로 분류해 펼쳐놓은 후 나노 구멍을 이용해 그중의 한 개를 골라서 사용하는 개념이다.
이 기술을 이용하면 기존 수십에서 수백 마이크로미터(㎛)였던 픽셀 크기를 수 ㎛까지 줄여 초고해상도를 구현하고, 화질도 기존 방식보다 약 50배 이상 개선할 것으로 보인다.
이병호 교수는 "특정 광신호를 파장별로 분리해야 하거나 특정파장을 가변적으로 선택해서 사용해야 하는 광학소자에도 적용할 수 있다"고 설명했다.
