ETRI연구진, 광반응 디스플레이 개발 빛으로 글씨 쓰는 세상 앞당긴다

  • 경제/과학
  • 대덕특구

ETRI연구진, 광반응 디스플레이 개발 빛으로 글씨 쓰는 세상 앞당긴다

미국 일리노이대·다우와 공동연구 발광특성 뛰어난 다기능소자 개발…어두운 곳에서 LED광량 자동조절

  • 승인 2017-02-12 11:15
  • 신문게재 2017-02-13 13면
  • 최소망 기자최소망 기자
빛으로 정보통신과 에너지획득이 가능한 차세대 디스플레이가 개발됐다.

앞으로 빛으로 쓰는 전자칠판, 동작 인식 스크린, 자가충전 발광소자뿐만 아니라 빛으로 데이터를 송·수신 하는 라이파이(Li-Fi) 디스플레이 등에 적용될 전망이다.

ETRI(한국전자통신연구원)는 미국 일리노이대ㆍ다우(Dow)와 공동으로 아령 모양의 반도체 양자점(Quantum dot)을 이용해 발광다이오드(LED)의 발광특성과 광감지 능력이 뛰어난 광반응 디스플레이를 개발하는데 성공했다고 12일 밝혔다.

양자점은 체적으로 빛을 내는 수십~수백 나노미터(㎚ㆍ10억분의 1m) 반도체 결정이다.

이미 국내 TV 제조사는 QLED라는 이름으로 LCD 패널과 LED 백라이트 사이에 사용 중이다.

양자점은 코어(Core)와 쉘(Shell) 구조의 구형으로, 일반적으로 에너지 차이는 코어부분이 작고 쉘 부분이 크다는 특징이 있다.

즉, 큰 에너지의 빛을 선택적으로 흡수하거나 에너지 차이에 해당하는 빛을 방출해 LEDㆍ광검출기ㆍ태양전지와 같은 광전자소자에 사용된다.

▲ 제조된 광 감응 디스플레이 소자위에 레이저 포인터를 이용하여 글자를 'UI'라고 표현한 모습.
▲ 제조된 광 감응 디스플레이 소자위에 레이저 포인터를 이용하여 글자를 "UI"라고 표현한 모습.
하지만, 구형의 양자점은 주입된 전자와 정공을 다시 추출하거나 분리하는 게 쉽지 않다는 한계가 있다.

이를 해결하고자 연구진은 이중 이종접합 나노막대 양자점을 개발했다.

나노막대 끝에 코어와 쉘 구조의 양자점이 아령처럼 붙어 있는 구조다.

아령모양 양자점은 대칭적 구조의 구형 코어쉘 양자점과 달리 비대칭적 에너지 차이를 갖고 있다.

따라서 효율적인 전자와 정공 주입과 추출이 가능하다.

이 같은 아령모양 양자점은 발광과 광검출 특성을 모두 높일 수 있다.

연구진은 아령모양 양자점을 다양한 분야에 응용할 수 있음을 확인하고자 크기 1inch(인치)x1inch 기판에 100개의 픽셀을 제작해 특성을 평가했다.

연구진은 양자점을 아령구조로 만들어 에너지를 잃으면 빛을 방출하는 LED의 원리와 빛 에너지를 얻으면 전류가 흐르는 광센서의 원리를 모두 활용했다.

이 기술은 기존 QLED 기술과는 차이가 있다.

기존 기술과는 달리 LED가 빛을 방출하기도, 흡수하기도 해 센서처럼 빛을 감지하는 소자를 개발한 것이다.

즉, 광량을 자동조절해 어두운 환경에서 LED가 자동으로 밝아질 수도 있다.

연구진은 연구과정 중 패널에 선명하게 레이저 포인터가 비추는 영역을 따라 밀리미터(mm) 크기의 'UI' 글씨가 펜이나 손가라 접촉이 없이도 표현됨을 확인했다.

앞으로 전자칠판, 디스플레이 등에 펜을 통한 판서가 아닌 빛을 통한 판서도 가능해질 전망이다.

이밖에 연구진은 LED 빛의 깜박임으로 두 LED 픽셀이 서로 데이터를 주고받는 속도가 50kHz까지 가능하다는 것을 증명하기도 했다.

이는 픽셀의 수가 증가함에 따라 데이터 전송 속도 또한 증가할 수 있다는 것으로 빛을 이용한 통신인 라이파이에도 큰 역할을 할 수 있을 것으로 보인다.

또 연구진은 양방향 빛 감응 디스플레이가 태양전지로도 충분한 역할을 해 낸다는 것도 증명했다.

픽셀 4개를 직렬 연결해 전기를 충전하고 충전된 에너지로 해당 픽셀들이 다시 켜지는 것이 가능하다는 것을 확인해 자가충전이 가능한 양자점 LED 구현의 가능성을 보였다.

연구진은 이 기술을 바탕으로 나노입자의 구조와 성분 조절을 통해 발광 과 광감지 효율과 에너지 변환 효율이 높은 디스플레이 장치를 개발해 5~10 내 상용화하겠다는 목표로 삼고 있다.

이번 연구성과는 지난 10일 세계적인 학술지인 '사이언스(Science)'에 게재됐으며, 이 논문에는 미국 펜실베이니아대 박사후연구원 오누리 박사, 일리노이대 김봉훈 박사ㆍ조성용 박사ㆍ심문섭 교수, ETRI 실감디스플레이연구그룹 남수지 박사가 저자로 참여했다.

최소망 기자 somangchoi@

중도일보(www.joongdo.co.kr), 무단전재 및 수집, 재배포 금지

기자의 다른기사 보기

랭킹뉴스

  1. "소상공인 AI 상생협업교육·AI 활용지원 참여 소상공인 모집해요"
  2. [날씨] 충청권 주말 낮 30도 안팎…구름 많고 일부 지역 소나기
  3. 충남대·공주대 규제특례… 전문대와 공동학위 길 열렸다
  4. 제1회 세종 마라톤 '모두 런', 6월 13일 막 올린다
  5. 대전 출신 황인범 체코전서 '멀티 공격포인트', 2026 북중미 월드컵 첫승 견인
  1. "농사지을 사람이 없다"…KAIST, '농업 인력 감소'가 미래 식량안보 최대 위협
  2. “올해로 5회째” 한국영상대 미디어보이스 페스티벌 성료
  3. [드림인대전] ‘성골 유스’ 김지호, 대전하나시티즌 미래의 방점을 찍다
  4. 국세청, "국세 징수 넘어 통합 재정수입 기관" 도약
  5. K-water 금강본부, 여름철 녹조 관리 선제 대응

헤드라인 뉴스


충청권 벤처 잠재력 최대인데… ‘돈·사람’은 여전히 서울로

충청권 벤처 잠재력 최대인데… ‘돈·사람’은 여전히 서울로

충청권 벤처기업 생태계가 수도권을 제외한 비수도권 중에서 가장 높은 잠재력을 갖추고 있는 것으로 나타났다. 다만 자본과 인재, 투자 등의 벤처 생태계 핵심 인프라는 여전히 수도권에 집중돼 지역별 잠재력을 고려한 균형성장 정책 마련이 시급하다는 제언이 나온다. 11일 벤처기업협회가 발표한 '지역 벤처기업 현황 및 지원정책 분석' 보고서에 따르면 국내 중소기업 중 벤처기업이 차지하는 비율은 10.2%로 집계됐다. 권역별로는 수도권(11.5%)과 충청권(10.7%)이 평균을 웃돌았으며, 이 외의 비수도권 지역은 6~9%에 머물렀다. 특히..

대전 출신 황인범 체코전서 `멀티 공격포인트`, 북중미 월드컵 첫승 견인
대전 출신 황인범 체코전서 '멀티 공격포인트', 북중미 월드컵 첫승 견인

2026 북중미 월드컵에 나선 태극전사들이 대전 출신 황인범(페예노르트)과 오현규(베식타시)의 후반 연속골로 체코에 역전승을 따냈다. 홍명보 감독이 지휘하는 한국 축구대표팀은 12일(이하 한국시간) 멕시코 사포판의 과달라하라 스타디움에서 열린 북중미 월드컵 조별리그 A조 1차전에서 체코에 2-1로 승리했다. 한국은 후반 14분 라디슬라프 크레이치(울버햄프턴)에게 먼저 실점했으나 후반 22분 이강인(파리 생제르맹)의 도움에 이은 황인범의 동점 골, 후반 35분 오현규의 역전 골로 승점 3을 챙겼다. 특히 황인범은 오현규의 골을 돕기도..

충청권 지역의사제 사실상 `수시 전형`…의대 입시전략 바뀐다
충청권 지역의사제 사실상 '수시 전형'…의대 입시전략 바뀐다

2027학년도 지역의사제 시행을 앞두고 충청권 의대 입시의 무게중심이 수시로 이동하고 있다. 충북대를 제외한 충청권 6개 의대가 지역의사제 모집 인원을 전원 수시에서 선발하기로 하면서 수험생들의 입시 전략에도 변화가 예상된다 11일 교육계와 종로학원에 따르면 지역의사제는 지역 의료인력 확충을 위해 일정 기간 해당 권역에서 의무적으로 근무할 인재를 선발하는 제도로, 2027학년도 대입부터 처음 도입된다. 충청권에서는 충북대 39명으로 가장 많고 충남대 27명, 순천향대 18명, 단국대 천안캠퍼스 15명, 건국대 글로컬캠퍼스 7명, 건..

실시간 뉴스

지난 기획시리즈

  • 정치

  • 경제

  • 사회

  • 문화

  • 오피니언

  • 사람들

  • 기획연재

포토뉴스

  • 임직원들이 함께 즐기는 월드컵 임직원들이 함께 즐기는 월드컵

  • ‘더 빠르게 접근한다’…무인수난구조보드를 활용한 인명구조 ‘더 빠르게 접근한다’…무인수난구조보드를 활용한 인명구조

  • ‘건강한 치아를 위해’ ‘건강한 치아를 위해’

  • 북중미 월드컵 개막 D-2…‘어디서 응원하지?’ 북중미 월드컵 개막 D-2…‘어디서 응원하지?’