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| 무수히 많은 나노기둥을 비스듬히 증착시키는 방법으로 편광에 따라 서로 다른 색상을 표현할 수 있는 초박막 편광 디스플레이를 개발한 광주과기원 송영민 교수팀 연구는 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)에 1월 8일 게재됐다.(자료출처=어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈/제공=광주과기원 송영민 교수팀) |
[아시아뉴스통신=이기종 기자] 한국연구재단(NRF)은 광주과학기술원 전기전자컴퓨터공학과 송영민 교수 연구팀이 무수히 많은 나노기둥을 비스듬히 증착시키는 방법으로 편광에 따라 서로 다른 색상을 표현할 수 있는 초박막 편광 디스플레이를 개발했다고 17일 밝혔다.
전기 없이 색과 패턴을 변화시킬 수 있는 편광 디스플레이는 다양한 이미지를 제한된 공간에 저장할 수 있을 뿐만 아니라 편광(polarization)을 통해 필요한 정보를 선택적으로 읽어 낼 수 있는 기술이다.
기존 편광 디스플레이는 대부분 나노미터 수준의 미세구조를 조밀하게 배열, 편광의 방향에 따라 서로 다른 색과 패턴을 나타나게 한다.
그러나 이런 방식은 적지 않은 시간과 비용이 소요되며 제한된 재료로 인해 플렉서블(flexible)한 디스플레이를 제작하기 어렵다.
최근 제품에 편광 디스플레이를 통해 정보를 기록한 뒤 편광된 빛을 쬐어 정보를 감추거나 드러나게 하면 보안성을 높일 수 있고 색의 조합에 따라 제품의 심미성을 유지할 수 있어 광학적 정보보안 시스템으로서 주목받는다.
하지만 육안만으로 디스플레이에 나타난 정보를 읽어내기 위해서는 효율적인 생산공정을 기반으로 최소 센티미터(cm) 크기 이상의 유연한 대면적 디스플레이 제작이 필요하다.
이번 연구팀은 이러한 제한점을 해결하기 위해 편광 특성을 갖는 다공성 초박막을 통해 소량의 재료로 매우 얇은 대면적 히든(hidden) 편광 디스플레이를 개발했다.
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| 무수히 많은 나노기둥을 비스듬히 증착시키는 방법으로 편광에 따라 서로 다른 색상을 표현할 수 있는 초박막 편광 디스플레이를 개발한 광주과기원 송영민 교수팀 연구는 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)에 1월 8일 게재됐다. 위 사진은 병과 유리잔에 부착된 편광 컬러 디스플레이의 구동 이미지를 보여주고 있다.(자료출처=어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈/제공=광주과기원 송영민 교수팀) |
연구과정을 보면 편광에 따라 서로 다른 색상을 표현하는 구조를 매우 얇고 넓은 표면에 제작해내는 것에 집중했다.
이를 위해 빗각증착법(Glancing angle deposition method)을 통해 편광에 반응하도록 자기 정렬형 나노기둥(self-aligned nanocolumns)을 다공성 초박막 형태의 플렉서블한 기판 위에 제작했다.
여기에서 빗각증착법은 기판의 표면에 어떤 물질을 증착 할 때 비스듬히 증착 물질을 입사하여 증착하는 방법이며 이를 통해 다공성 박막을 증착했고 자기 정렬형 나노기둥은 포토리소그래피와 같은 복잡한 나노 공정 없이 간단한 물리적 증착방법을 통해 제작할 수 있는 정렬된 나노 기둥이다.
이어 다양한 색 표현을 위해 정밀한 광학 시뮬레이션을 통해 색 표준 범위를 80%가량 이상 구현할 수 있도록 설계해 다양한 일상 제품으로 적용 가능성을 확보했다.
또 해당 다공성 초박막과 외부환경의 광학 작용을 설계해 물의 접촉과 같은 미세한 외부환경 변화에도 디스플레이의 색이 민감하게 반응하고 패턴을 드러나게 하는 물 접촉 감지특성을 보였다.
이 연구결과에 의하면 편광에 의한 색 변화량의 범위를 작거나 크게 조절할 수 있도록 디자인해 육안으로는 보이지 않고 디스플레이에 숨겨진 정보를 편광의 방향에 따라 선택적으로 입력과 관찰할 수 있게 하는 등 정보 기재의 자유도와 정보 보안성을 높였다.
또 보관 환경 및 외부로부터 오염을 시각적으로 감지하고 관찰하는 용도로 사용될 수 있다.
송영민 교수는 “간단한 공정과 소량의 재료로 아주 얇은 편광 디스플레이를 기존보다 넓은 면적으로 구현한 것이 성과”라고 말했다.
이 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 미래소재디스커버리사업, 기초연구실지원사업 및 산업통상자원부, ㈜삼성전자의 지원으로 수행됐고 국제학술지 어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)에 1월 8일 게재됐다.
