▲이성민 박사과정 학생(좌)과 최경철 교수 ⓒ2012 HelloDD.com

현재까지 개발된 투명디스플레이는 출력되는 영상이 선명하지 않아 미세한 구별이 어려웠기 때문에 상용화를 하기에는 역부족이었다. 최 교수 연구팀은 금속의 불투명하면서 빛을 반사하는 특성에 주목했다. 특히 금속을 나노입자 수준으로 아주 작게 만들면 빛이 금속입자를 통과해 투명하게 보이고, 금속입자들은 공명현상을 일으켜 발광세기를 증가시키는 '표면 플라즈몬' 현상에 착안해 연구를 시작했다.

연구진은 실험결과 나노크기의 은(Ag)을 희토류 금속이온이 첨가된 투명 형광물질로부터 수십 나노미터 이내에 위치하게 하면 투명 형광물질의 발광세기가 최대 63.7% 향상된다는 사실을 밝혀냈다. 또 이 원리를 이용하면 전기·광학적 효율도 11% 향상돼 저전력 투명디스플레이 소자를 구현할 수 있다는 새로운 사실도 확인했다. 최경철 교수는 "이 기술은 지난 2009년 나노 표면 플라즈몬을 이용해 OLED의 밝기를 증가시킨 것에 대한 후속 연구 성과로 나노 표면 플라즈몬의 차세대 디스플레이에 대한 활용 가능성을 높였다는 점에서 획기적인 연구 성과로 꼽힌다"고 설명했다.

그는 "이번 연구 성과는 나노 표면 플라즈몬 기술을 사용하기 때문에 소자의 투명도를 유지하면서 발광체의 광 특성을 향상시켜 투명한 LCD, PDP, LED 등 미래 투명디스플레이 소자에 확대적용이 가능하다"고 말했다. 이성민 학생은 "이 기술은 디스플레이 형광체에 사용되는 희토류 금속 이온의 발광 특성을 원천적으로 향상시켜 희토류 금속은 적게 사용하면서 높은 광 효율을 얻을 수 있다"며 "최근 희토류 금속 가격이 3~6배 폭등하고 있는 상황에서 국가 경쟁력을 강화시킬 수 있는 핵심 원천기술이 될 것으로 기대된다"고 말했다. 연구결과는 나노기술 분야 세계적 권위지 '스몰(Small)'온라인 판 3월호에 게재됐다.

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