육안으로는 보이지 않지만 특정 방향의 빛, 즉 편광(偏光·polarization)을 쬐어주면 숨은 정보가 나타나는 신기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
심미성(審美性)을 해치지 않으면서 정보를 제공하는 제품 패키징이나 사물인터넷(IoT) 등을 통해 정보가 기록되고 공유되는 상황에서 원치 않는 정보의 노출을 막는 광학보안 기술 등으로 주목받을 것으로 보인다.
한국연구재단은 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부 송영민 교수 연구팀이 무수히 많은 나노기둥을 비스듬히 증착(蒸着)시키는 방법으로 편광에 따라 서로 다른 색상을 표현할 수 있는 초박막 편광 디스플레이를 개발했다고 15일 밝혔다.
육안으로는 정보(예시. QR코드)가 보이지 않지만 필요시 스마트폰 등을 이용해 편광(특정한 방향의 빛)을 쬐어주면 숨어있는 정보가 보이도록 설계한 편광 컬러 디스플레이
증착은 진공 중에서 금속이나 화합물 등을 가열, 증발시켜 그 증기를 물체 표면에 얇은 막으로 입히는 것을 말한다.
기존 편광 디스플레이는 정교한 나노 기둥 정렬이 어려워 수 마이크로미터(㎛) 면적으로 만드는 데 그쳤고, 소재가 딱딱해 다양한 표면에 부착하기에 어려운 단점도 있다.
넓은 면적에 유연한 재료로 편광 디스플레이를 구현하는 것이 실용성을 높이기 위한 중요한 요소다.
연구팀은 빗각 증착법으로 자기 정렬형 나노 기둥을 유연한 기판 위에 센티미터(㎝) 수준의 면적으로 넓게 증착하는 데에 성공했다.
빗각 증착법(Glancing angle deposition method)은 기판의 표면에 어떤 물질을 증착할 때 비스듬히 증착 물질을 입사하는 방법이다.
또 다양한 제품의 색상과 비슷한 색을 구현하기 위해 표준 RGB 색 공간의 80%가량 이상 구현할 수 있도록 했다.
다양한 용도에 따라 패턴을 감추고 드러낼 수 있는 감도를 조절하기 위해 다양한 색 변화량 범위를 설계했다.
편광 이외 수분 등 외부환경의 변화에 반응하도록 설계해 표면에 물이 닿았을 때 감춰진 패턴을 드러내는 기능도 구현했다.
송영민 교수는 "이번 성과는 간단한 공정과 소량의 재료로 아주 얇은 두께를 가진 편광 디스플레이를 구현하였다는 점에 의의가 있다"며 "다양한 색 구현이 가능하며 넓은 면적과 유연한 성질을 지녔다는 장점이 있어 광학 정보 보안 시스템의 발전에도 이바지할 것"이라고 밝혔다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 미래소재 디스커버리사업과 기초연구실지원사업, 산업통상자원부와 ㈜삼성전자의 지원으로 수행됐으며, 연구 성과는 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'(AFM)에 1월8일 게재됐다.