KAIST 학생이 투명디스플레이 원천기술 개발

전기및전자공학과 이성민 박사과정, 투명효율 개선…투명 단말기·투명 핸드폰 등 적용 가능

이성민씨 등 최경철 교수팀이 개발한 투명디스플레이 모습.

[아시아경제 이영철 기자] 박사과정 학생이 나노 표면 플라즈몬현상을 이용한 보다 밝은 투명디스플레이를 개발했다.

KAIST(총장 서남표)는 전기및전자공학과 이성민(31) 박사과정 학생(지도교수 최경철)이 나노 표면 플라즈몬현상을 이용, 투명 디스플레이 효율을 획기적으로 높일 수 있는 원천기술을 개발했다고 20일 밝혔다.

KAIST는 이 기술을 스마트 쇼윈도우, 스마트 미러, 투명 단말기, 투명 핸드폰 등과 같은 투명한 디스플레이에 적용하면 더 선명하게 볼 수 있는 투명디스플레이가 나올 것으로 내다봤다.

개발된 투명디스플레이는 출력되는 영상이 선명치 않아 미세한 구별이 어려워 실질적으로 상용화하기엔 역부족이라는 게 관련업계의 평이다. 빛을 내는 형광체의 발광세기가 충분히 높지 않기 때문이다. 또 형광체재료로 쓰이는 희토류금속 값이 치솟고 있는 것도 상용화를 위한 걸림돌로 지적돼왔다.

이번 연구는 전기 및 전자공학과 최경철 석좌교수팀의 이성민(31) 박사과정 학생이 이끌었다. 연구결과는 나노기술분야 세계적 권위지 ‘스몰(Small)’ 온라인 판 3월호에 실렸다.

최 교수 연구팀은 이번 연구를 위해 금속은 불투명하고 빛을 반사하는 특성이 있다. 금속을 나노입자수준으로 아주 작게 만들면 빛이 금속입자를 통과해 투명하게 보이고 금속입자들은 공명현상을 일으켜 발광세기를 증가시키는 ‘표면 플라즈몬’현상에 착안했다.

이 현상을 이용, 최 교수팀은 나노크기의 은(Ag)을 희토류 금속이온이 첨가된 투명 형광물질로부터 수십 나노미터 안에 있으면 투명 형광물질의 발광세기가 최대 63.7% 높일 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

이성민 박사과정 학생.

또 이 원리를 이용하면 전기·광학적 효율도 11%나 높아져 저전력 투명디스플레이 소자를 나타낼 수 있다는 점도 이번 연구를 통해 밝혀낸 또 다른 성과다.

KAIST는 최 교수 연구팀이 2009년 나노 표면 플라즈몬으로 OLED(유기발광다이오드) 밝기를 좋게 한 것에 대한 후속연구성과로 이 기술이 개발됐고 나노 표면 플라즈몬의 차세대 디스플레이에 대한 활용가능성을 높였다는 점에서 획기적인 연구성과라고 밝혔다.

이성민씨는 “이번 연구성과는 나노 표면 플라즈몬기술을 사용하므로 소자의 투명도를 유지하면서 발광체의 광 특성을 향상시켜 투명한 LCD(액정표시장치), PDP, LED(발광다이오드) 등 미래 투명디스플레이소자에 확대적용할 수 있다”고 말했다.

그는 또 “이번 기술은 디스플레이형광체에 쓰이는 희토류 금속이온의 발광특성을 원천적으로 좋게할 수 있는 기술로 희토류금속 사용량을 적게 하면서 높은 광효율을 얻을 수 있다”고 말했다. 그는 “최근 희토류금속값이 3~6배 뛰는 세계시장에서 국가경쟁력을 강화시킬 수 있는 핵심원천기술이 될 것”이라고 덧붙였다.

이영철 기자 panpanyz@