나노임프린트 공정 기반 구조색 컬러필터 및 컬러필터-광전지 이중기능 소자 연구

Abstract

본 연구에서는 나노 구조 기반의 구조색 컬러필터와 컬러필터-광전지 이중기능 컬러필터를 구현하였다. 유기 염료나 화학적 안료를 기반의 기존 컬러필터 시스템은 지속적인 UV 조사, 고온, 습기에 민감하고 내구성이 약하며 확장성 측면에서 한계가 있다. 본 연구의 나노 임프린트 공정 기반 구조색 컬러필터는 이러한 기존 컬러필터의 단점들을 보완하여 총 세 가지 형태의 컬러필터를 제작 했다. 첫 번째는 TE 편광 (입사광의 전기장이 subwavelength 그레이팅 방향과 평행)에 대해 입사각 ±70° 까지 각도 의존성이 없는 CMY 반사형 컬러필터고 두 번째는 TE 편광에 대해 입사각 ±60°까지 각도 의존성이 없고 곡률 반경 10mm까지 일정한 광학 퍼포먼스를 보이는 플렉서블 RGB 투과형 컬러필터다. 마지막으로 세 번째는 컬러 생성 시 소비되는 빛 에너지를 전기 에너지로 전환 가능한 RGB 반사 컬러필터-광전지 이중기능 컬러필터다. RGB 각각의 컬러필터는 10.12%, 8.17%, 7.59% 의 광변환효율 (power conversion efficiency, PCE)을 갖는다. 본 연구의 기술들은 LCD 기술들, LEDs, 전자 종이 기술, 자가 전력 생산 디바이스, 플렉서블 전자기기, 에너지 절약 반사 디스플레이, BIPV 시스템과 같은 폭 넓은 분야에 적용 가능하다.