성균관대 송장근 교수 연구팀, 양방향 다른 정보 표시 가능한 투명 OLED 소자 개발

새로운 화소 배열 구조 적용으로 차세대 투명 디스플레이 기술 구현 [베리타스알파=김하연 기자] 성균관대(총장 유지범) 송장근 교수 연구팀은 양방향에서 서로 다른 정보를 표시할 수 있는 투명 OLED 디스플레이 소자를 개발했다. 이번 연구는 투명디스플레이의 활용도를 극대화할 수 있는 혁신적인 기술로, 기존 투명디스플레이가 가진 한계를 극복하고 새로운 응용 가능성을 제시한다. 성균관대 송장근 교수 연구팀, 양방향 다른 정보 표시 가능한 투명 OLED 소자 개발/사진=성균관대 제공 투명디스플레이는 공간적 개방감을 유지하면서도 정보를 제공할 수 있어 다양한 산업군에서 주목받고 있다. 그러나 현재까지는 특정 특수 시장에서만 제한적으로 사용되고 있으며, 대중적인 킬러 애플리케이션을 확보하지 못해 기대만큼의 산업적 기여를 하지 못하고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위해서는 고성능 투명전극 기술과 최소 개수의 화소로 양방향 정보를 제공할 수 있는 디스플레이 화소 기술이 필수적이다. 송장근 교수 연구팀은 이터븀(Yb)과 은(Ag) 합금 전극을 활용해 높은 투명도, 우수한 전도성, 낮은 표면 거칠기 및 일함수 조절이 가능한 투명전극을 개발했다. 이를 기반으로 한 투명 OLED 디스플레이를 제작하고, 불투명 TFT가 존재하는 영역과 그렇지 않은 영역을 분리해 각각 단방향 및 양방향 정보 표시가 가능한 화소 구조를 구현했다. 이를 통해 디스플레이를 통해 서로 다른 정보를 동시에 제공하는 기술을 성공적으로 시연했다. 이번 연구에서 개발된 기술은 매장의 유리창과 같은 환경에서 실내외 조도 차이에 따라 서로 다른 밝기의 영상을 출력하는 데 활용될 수 있다. 또한, 교육, 회의, 상담, 고객 응대 등 다양한 상황에서 한쪽에서는 정보 제공이 이뤄지면서도 반대편에서는 별도의 화면 정보를 확인할 수 있어 투명디스플레이의 활용 범위를 크게 확장할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구는 산업통상자원부의 디스플레이특성화대학원 사업과 교육부의 기초연구실 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 성과는 국제학술지 'Light: Science & Applications' (IF: 20)에 게재됐다.

2025학년도 강릉 첨디공의 밤 행사 (연구실적 우수자 시상)

- 일시 : 2025년 1월 21일(화) 18:30~ - 장소 : 레스토랑 OODD (세인트존스 호텔 근처 위치한 양식 레스토랑) - 내용 : 2025 KMiD 학술대회 기간 중 산업체 전문가와 첨단디스플레이공학과 재학생 및 참여 교원 등이 참여한 가운데 첨디공의 밤 행사를 진행하였습니다. 우수연구실적자 시상(인센티브 제공) 및 저녁 만찬과 함께 다양한 상품을 증정하는 레크리에이션에 모두 참여하여 즐거운 시간을 보냈습니다. 산업체 전문가와의 재학생 간의 소그룹 멘토링을 진행하고, 자유로운 분위기에서 연구 방향 및 진로 관련 상담을 진행하였습니다. 재학생들의 연구활동을 독려하고, 연구실에서 접하기 어려운 주제나 내용을 접할 수 있는 좋은 기회가 되었습니다.

2025 KMiD 디스플레이 산학교류회 개최

제1회 디스플레이 산학교류회 행사가 2025년 1월 21일 강원도 강릉 세인트 존스호텔 바부다홀에서 교수, 재학생 및 산업체 전문가 등 50 여명이 참석하여 성황리에 개최되었음. 송장근 첨단디스플레이공학과장은 인사말을 통하여 국내 디스플레이 산업이 지속적으로 글로벌 시장을 선도하기 위해서는 정부, 대학, 기업의 유기적인 협력이 필요한데, 이번 산학교류회를 시작으로 이러한 협력의 장을 지속적으로 활성화 시키고자 함을 강조. 동우화인켐 김상태 Fellow 는 강연에서 동우화인켐이 갖고 있는 첨단 기술을 설명하였으며, 이를 바탕으로 향후 IT 기술을 통한 미래 사업의 방향을 예상하고 관련하여 디스플레이 전공 학생들의 많은 관심과 참여를 요구하였음. 선익시스템 김종진 상무는 현재 OLED 증착기 시장에서 해외 업체와 치열하게 벌이고 있는 선익시스템은 OLED 증착기 분야에서 일본 업체와 함께 세계적으로 주요 공급업체로 자리매김하고 있으며 특히, 6세대 OLED 증착기 개발에 성공하여 국내외 주요 디스플레이 제조사에 장비를 공급해 왔음을 설명. 이러한 연구개발을 통해 선익시스템은 OLED 증착기 분야에서 기술 경쟁력을 강화하고, 해외 경쟁업체와의 경쟁에서 우위를 점하기 위해 지속적으로 노력하고 있으며, 학생들의 관심과 지원을 희망한다고 발표함. Thermofisher Scientific 최선국 박사는 ‘디스플레이 혁신의 숨은 공로자’ 라는 제목으로 잘 알려지지 않았던 디스플레이 산업의 초창기 개발자들의 연구개발 이면의 뒷이야기를 재미있게 풀어내어 학생들의 흥미와 호기심을 이끌어 냄.

2024 IDW 참가 후기 (박사과정생 최유진)

지난 12월 4일부터 6일까지 IDW ’24(International Display Workshop 2024)가 일본 삿포로 컨벤션센터에서 개최되었다. 첨단디스플레이공학과에서는 교수 3명, 박사과정생 1명, 석사과정생 1명이 학과의 지원을 받아 참가하였다. IDW '24는 디스플레이 기술의 최신 동향과 혁신을 공유하는 세계적인 학술 대회로, 올해로 31회를 맞이하여 513편의 논문이 발표되었으며, 이 중 4개의 기조 강연, 161개의 초청 발표, 152개의 구두 발표, 196개의 포스터 발표가 진행되었다. 이번 학회는 인공지능, AR/VR, 자동차 디스플레이, 마이크로/미니 LED, 양자점 기술 등 5가지 스페셜 토픽과 DX 센싱 및 방사선 이미징, 이미지 센싱 기술, 메타버스 시스템을 다룬 3개의 토픽 세션, 그리고 13개의 워크숍으로 구성되었다. 또한 바이오메디컬 응용, MEMS 기반 소자, AI 융합 기술 등 새로운 응용 분야에 대한 발표도 이어지며 학문과 산업의 경계를 넘나드는 혁신적 교류의 장이 되었다. IDW '24의 첫날은 개회식과 함께 시작된 네 개의 기조 강연으로 참석자들에게 강렬한 인상을 남겼다. SK Materials의 하정환 박사는 차세대 디스플레이 제조에서 요구되는 고성능 소재의 필요성을 강조하며 효율적이고 지속 가능한 공정 혁신 방안을 제시했다. Fraunhofer IPMS의 Uwe Vogel 박사는 초소형 디스플레이 구현의 핵심 기술인 반투명 CMOS 백플레인의 역할을 심도 있게 논의하며 새로운 가능성을 탐구했다. 도쿄대학교의 Michitaka Hirose 교수는 Society 5.0을 기반으로 디스플레이 기술이 사회 문제를 해결하는 방안을 제안했고, Meta Platforms의 Barry Silverstein 박사는 AI와 AR 기술의 융합이 가져올 디스플레이 혁신을 선보이며 참석자들의 관심을 모으기도 했다. 오후에는 최신 디스플레이 기술을 소개하는 워크숍과 포스터 발표, I-Demo, 참여 기업의 전시회가 진행되었다. 특히 MEET(MEMS and Emerging Technologies for Future Displays and Devices) 세션은 Novel Materials, Fundamental Components and Process Technologies를 주제로 열려 많은 주목을 받았다. University of Central Florida의 Erkul Karacaoglu 교수는 친환경적인 Mn 기반 유무기 하이브리드 할라이드 소재의 광학적 특성을 발표하며, 이를 차세대 디스플레이 기술에 응용할 가능성을 제시했다. 이어 Applied Materials의 Robert Jan Visser 교수는 양자 기술의 오류율을 낮추기 위한 혁신적인 재료 공학적 접근법을 소개하며, 디스플레이 기술과 양자 컴퓨팅의 융합 가능성을 언급하였다. Kyung Hee University의 Park Kyu Chang 교수는 탄소 나노튜브 기반 전자빔 기술을 활용한 반도체 제조 공정의 효율성 향상 방안을 발표하였고, Applied Materials의 Rami Hourani 교수는 단일 시트 웨이브가이드 디스플레이를 통해 야외에서도 사용 가능한 스마트 글래스 기술을 선보이며 큰 관심을 끌었다. 이 외에도 OLED, FMC, AMD, LCT 등 다양한 분야의 워크숍에서는 디스플레이 기술의 혁신과 진보를 예고하는 발표들이 이어지며, 이후 일정에 대한 기대감을 한층 높였다. 둘째 날은 FLX(Flexible Electronics) 워크숍에서 Advanced Processes and Materials for Flexible Devices 라는 주제로 유연 전자 기기의 미래를 엿볼 수 있는 혁신적인 기술들이 소개되기도 하였다. Frederic Raynal 교수는 High Precision Capillary Printing (HPCaP) 기술을 발표하며, 기존 프린팅 기술의 한계를 뛰어넘는 초정밀 인쇄 기술을 선보였다. 이 기술은 모세관력과 공진을 활용해 1마이크론 이하의 해상도를 구현하며, 웨어러블 기기와 유연 디스플레이 제작에 혁신적인 가능성을 열었다. Nikon Corporation의 Tsukasa Kishiume 박사가 저온 공정을 통한 IGZO-TFT 제조를 발표하며, 롤투롤 방식으로 제작된 유연 AMOLED 디스플레이 시제품을 공개했다. 230°C 이하의 공정 온도로 구현된 이 기술은 대규모 생산의 효율성을 극대화하며, 차세대 유연 디스플레이 시장의 판도를 바꿀 잠재력을 보여주었다. 학회의 중간 날, 이 발표들은 뜨거운 열기를 더하며 유연 전자 기기 분야에서 새로운 돌파구를 제시했다. 이번 IDW에서는 또 다른 주제로 메타버스, AR, VR 관련 발표들이 다양하게 이루어져 많은 주목을 받았다. NTT Corporation의 Hiroshi Chigira 박사는 "Project Metaverse"를 통해 현실과 사이버 공간을 융합하여 사회적 웰빙을 증진하는 연구를 발표했다. 이 연구는 LiDAR 기반 점군(point cloud) 데이터와 XR 디스플레이 기술을 활용해, 실제와 같은 메타버스 환경을 구축하려는 시도를 담고 있다. 또한, University of Tokyo의 Kenichiro Ito 교수는 오픈소스 기반 메타버스 플랫폼을 소개하며, 다양한 디바이스 간의 상호 운용성을 강조했다. 이번 발표들은 AR/VR 기술이 메타버스 생태계를 더욱 확장시키며, 미래 디스플레이 기술과 밀접하게 연결될 가능성을 보여주기도 하였다. 학회의 마지막 날은 재료 기술의 최신 동향을 중심으로 시작되었다. Yamagata University의 Akito Masuhara 교수 연구팀은 이번 IDW에서 Perovskite Quantum Dots 연구를 통해 디스플레이 기술의 혁신적인 발전 가능성을 선보였다. 연구팀은 상온에서 할로겐 치환이 아닌 크기 조절을 통한 발광 파장 변이를 발표하며 큰 주목을 받았다. 이 연구는 기본 화학 원리를 고도화해 합성 기술로 구현하여, 재료 합성 연구자로서 새로운 영감을 받기도 했다. 오후의 OLED 워크숍에서는 플렉소그래피 기반 롤투롤 방식으로 비용 효율적이고 고속으로 OLED를 제작하는 기술(Sinovia Technologies), VUV(진공 자외선) 조사를 이용해 초고성능 수분 차단 필름을 개발하여 유기 전자 소자의 대량 생산 가능성을 제시한 연구(Yamagata University), 빛 추출을 개선하기 위한 고굴절율 패턴 형성 소재를 저온 공정으로 개발한 연구(JSR Corporation), 그리고 고해상도 OLED 디스플레이의 스파클 문제를 해결하기 위한 반스파클 필름 설계(3M Japan)등이 발표되며 학회는 마무리되었다. ▲ 첨단디스플레이공학과 김신형(석사 1) 학생, 송장근 교수, 최유진(박사 1) 학생. 첨단디스플레이공학과의 김신형(석사 1) 학생은 "Oxide TFT-Based Scan Driver Circuit with Multiple Output Signals using Blocking Structure" 연구의 공저자로 참여하여, 구두 발표를 통해 Oxide TFT 기반 회로 설계의 새로운 방향을 제안하기도 하였다. 이 연구는 기존 회로 설계의 한계를 극복하며, 고속 데이터 전송과 낮은 전력 소비를 동시에 구현할 수 있는 기술로 주목받았다. 최유진(박사 1) 학생은 "Polyetheramine Matrix Protected Perovskite" 연구의 공저자로서 고안정성 Perovskite 소재 합성을 통해 디스플레이 소자의 수명과 색 재현성을 동시에 향상시킬 수 있는 가능성을 제시하였다. 이 연구는 일본 현지의 연구원들로부터 많은 질문을 받으며, perovskite 소재에 대한 학계의 높은 관심을 실감케 했다. ▲ Display Night 의 이준엽 교수 초청 발표. IDW '24의 공식 일정 전날에는 디스플레이 기술 발전을 선도하는 연구자들이 참여하는 특별세션, Display Night이 열렸다. 독일 슈투트가르트 대학교의 Norbert Fruehauf 교수가 대면적 마이크로일렉트로닉스 기술과 그 응용 가능성을 간략히 소개한 데 이어, 첨단디스플레이공학과 이준엽 교수가 “Material and Device Strategies for High Efficiency and Long Lifetime Organic Light-Emitting Diodes”라는 주제로 초청 발표를 진행하였다. 특히, 좁은 스펙트럼 발광체, 감광제 보조형 형광 소자, 패턴형 탠덤 소자와 같은 혁신적 기술을 소개하며, OLED의 성능을 극대화할 수 있는 보조층 기술이 발광 효율 향상에 중요한 기여를 할 수 있음을 강조하였다. 이 발표는 OLED 기술의 산업적 적용 가능성을 크게 강화하며, 디스플레이 기술의 미래 방향성을 제시하는 데 의미 있는 통찰을 제공했다. ▲ IDW’24 Best Paper Award를 수상한 송장근 교수 초청 발표. 첨단디스플레이공학과의 송장근 교수가 초청 발표한 “Full-Color QDLEDs with Dual-Color Pixels Fabricated by Inkjet Process” 연구는 Workshop on MEMS and Emerging Technologies for Future Displays and Devices (MEET) 세션에서 Best Paper Award를 수상하는 쾌거를 이루었다. 송장근 교수의 연구는 잉크젯 프린팅과 스핀 코팅 기술을 활용하여 수평적 듀얼컬러 서브픽셀 구조(R-B, G-B)를 제작하고, AC 전압 조절을 통해 색상과 밝기를 독립적으로 제어함으로써 sRGB, NTSC, DCI-P3 색역을 초과하는 초광색역 풀컬러 디스플레이를 구현하는 데 성공했다. 이로써 제조 공정을 단순화하면서도 전기광학 효율과 해상도를 대폭 개선, AR/VR 및 유연 디바이스에 적합한 차세대 디스플레이 솔루션으로 높은 평가를 받았다. 이번 연구는 성균관대학교 디스플레이 소자 및 재료 연구실(Display Devices and Materials Lab)의 고영재 연구원과 숭실대학교의 공동 참여로 더욱 빛을 발했다. 3일 간 진행된 IDW ‘24는 ITE (Institute of Image Information and Television Engineers)와 SID (Society for Information Display)의 공동 주최로 Huawei, SHARP, AGC 등의 후원을 받아 성황리에 마무리되었다. 이번 워크숍은 전반적으로 디스플레이 기술의 최신 연구와 동향을 학문적으로 깊이 있게 접할 수 있었던 자리였다. 산업과 학계의 교류를 통해 연구자로서 많은 통찰을 얻을 수 있었던 만큼, 차기 학회에는 첨단디스플레이공학과의 더 많은 학생들이 참가하여 이 기회를 함께 누릴 수 있기를 기대한다. 한편, IDW ‘25는 내년 일본 히로시마에서 개최될 예정이다.