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@