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ETRI, 다양한 색상·더 선명한 디스플레이 제작 기술 만들었다

나노결정 기반 '광대역 메타물질 완전 흡수체' 개발
지폐 위·변조 방지, 다색(多色) 태양전지 등 활용 가능

입력 2019-04-23 10:07   수정 2019-04-23 15:51

ETRI 사진자료 (3)
이 나노결정 기반 메타물질 완전흡수체를 선보이는 ETRI 홍성훈 선임연구원<왼쪽>과 김수정 고려대학교 박사과정생.  사진=ETRI 제공
한국전자통신연구원(이하 ETRI)은 기존보다 더 선명하고 다양한 색상을 표현할 수 있는 나노결정 기반 광대역 메타물질 완전 흡수체 기술을 개발했다고 23일 밝혔다.

메타물질은 자연에 없는 특성을 가진 인공물질이다. 얇고 가벼운 형태로 만들 수 있어 다양한 분야 활용이 가능하다. ETRI 연구진은 이 같은 나노결정 기반 메타물질을 적용해 디스플레이, 태양전지 등에 응용할 수 있는 '완전 흡수체'를 만드는 데 성공했다. 두께 100~200 나노미터(nm), 크기는 가로 세로 각각 2.5cm다. 나노결정 기반 메타물질을 완전흡수체에 적용해 대역폭을 넓힌 것은 ETRI가 최초다.

기존의 메타물질 완전흡수체는 가시광 파장 영역 중 좁은 대역에서만 흡수가 일어나 선명한 반사 색상 구현이 어려웠다. 하지만 ETRI 연구진은 흡수 대역폭을 늘려 색 재현율을 높이고 원하는 색상을 쉽게 제작할 수 있도록 했다. 기존 금속 기반 흡수체의 경우 흡수 대역폭이 28 나노미터(nm)지만, 나노결정 흡수체는 최대 10배 이상 300nm까지 늘어나 더 선명한 반사 색상을 구현했다.

연구진의 성과는 '반사형 디스플레이' 기술을 개선하는 데 쓰일 예정이다. 반사형 디스플레이는 직사광선에서는 성능을 발휘하지 못하는 LCD 디스플레이나 옥외 스크린, 전자책 등에 사용된다.

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ETRI 연구진이 개발한 나노결정 기반 광대역 메타물질 완전 흡수체.  사진=ETRI 제공
연구진이 개발한 메타물질 완전흡수체를 적용하면 반사형 디스플레이의 고화질, 저전력화에 도움이 될 것으로 연구진은 보고 있다. 뿐만 아니라 고해상도 픽셀 구현이 가능해 지폐의 위·변조 방지, 브랜드 보호, 홀로그램, 다색(多色) 태양전지 등 분야에서도 활용할 수 있을 전망이다.

이러한 연구 성과는 미국 화학회 나노분야 국제학술지인 '응용재료 인터페이스(AMI)' 2월호 온라인에 등재됐다.

홍성훈 ETRI ICT 소재연구그룹 박사는 "마음대로 특성을 바꿀 수 있는 능동 메타물질 연구와 흡수 대역을 넓혀 색 재현율을 높이는 연구를 지속할 계획"이라며 "향후 디스플레이 제작업체나 태양전지 회사 등에 기술이전을 추진할 계획도 있다"고 밝혔다.
조경석 기자 some7723@



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