신혁신 대한민국 LED 신기술

안녕하세요 복덕원만 입니다

대한민국은 봄 여름 가을 겨울 4계절이 뚜렷한 계절적 특성을 가진 나라입니다

그렇게 끊임없이 변하는 날씨는 24개의 길목을 지나며 중요한 변화를 거치게 되는데요

그것이 바로 24절기입니다
24개의 절기 중에서 계절의 정점이자 낮과 밤의 길이가 변하는 변곡점은 총 4개.
봄과 가을 낮과 밤의 길이가 같아지는 때가.
충분과 추분이고 낮의 길이가 가장 긴 여름의 정점
반대로 밤이 가장 긴 겨울의 정점이 바로 동지가 됩니다.


어두운 밤을 환하게 밝히는 기술을 100여 년 전부터 등장했지만 현대 인류에게도 밤은 여전히 위험합니다.

지난 2020년 검찰에서 내놓은 우리나라 범죄 관련 통계 자료를 보면 절도와 어린이 유괴 사건 주로 오후 시간대에 많이 발생합니다.

하지만 폭행 살인 성범죄 방화와 같은 강력 범죄는 밤에 발생하는 비중이 다른5개의 시간대에 비해 최대 10배 이상 높은 것으로 나타났는데요.

우리 인류가 속칭 만물의 영장이라 불리며 모든 생명체 가운데 가장 찬란한 문명을 피우고 살 수 있었던 이유는 밤을 극복할 수 있었기 때문 인류의 신체적 조건은 동물의 세계에서 매우 불리합니다

사자나 호랑이 같은 맹수는 말할 것도 없고 버리나 거미와 같은 곤충 때문에 목숨을 잃기도 하는데요.

냉혹한 대자연의 세계에서 인류
보이지 않는 어두운 밤에도 활동할 수 있게 됐다는 어둠을 밝히는 불빛은 인류 생활의 필수품이 됐습니다.

나무에 직접 불을 붙인 횟불뿐만 아니라 로마에서는 기원전 5세기부터 소기름으로.
양초를 만들어 쓰기도 했는데요.

18세기부터는 석유 등과 가스 등이 등장하며 좀 더 편리한 방법으로 빛을 만들었지만 직접 불을 붙이는 방식에서 탈피하지 못했습니다

그리고 불을 피워 만든 등불을 바로
누나 발 아래를 비추는 수준에 그칠 수밖에 없었는데요.

그러던 1879년. 미국의 발명왕 에디슨이 만든 물건 중에 최고 업적으로 평가받는 백열전구가 등장했습니다

이제 인류는 타오르는 불을 들고 다니는 필요 없이 전기와 탄소 필라멘트를 이용해 빛을 낼 수 있게 됐고 그로부터 약 60년이.
지난 1938년 미국 제너럴 트릭에서 전기와 수온으로 빛을 내는 형광 등을 개발했습니다

이제 인류는 빛을
통제함으로써 해가 지는 것과 상관없이 외부 활동을 할 수 있는 강력한 힘을 갖게 된 겁니다

하지만 지구의 밤은 이미 충분히 밝아졌음에도 불구하고 현대 과학은 빛을 만들어내는 방법을 끊임없이 연구 하고 있습니다.

단지 어둠을 밝히는 것을 넘어 tv와 같은 디스플레이 표시 장치의 성능을 개선시키기 위해서인데요.


대표적인 것이 빛을 내는 반도체인 발광 다이오드 우리에게 익숙한 표현으로 LED라 불리는 제품
led는 전극의 방향과 동일하게 전류가 흐르면 전기가 빗 에너지로 바뀌도록 만든 반도체입니다

LED의 장점은 전력 효율이 아주 뛰어나다는 겁니다.

에디슨이 발명했던 초기 백결전 등은 투입된 전기에 5%만 빛으로 바뀌고 95%가 열에너지로 변환돼 있기 때문에 사실상 빛을 내는 장치라기보다 전열 기구나 마찬가지인데요

현광등은 그보다 높은 20% 수준의 발광 효율을 보이는 데 반해 led는
들어오는 전기의 50% 이상을 빛으로 바꾸는 훌륭한 소재입니다.

그 때문에 led는 tv나 스마트폰처럼 선명한 화면을 보기 위해 밝은 빛을 필요로 하는 전자제품에 필수 소재로 자리매김한 상황인데요 그런데 우리나라 연구진이 양자마에를 이용해서 디스플레이 발기를 2배 이상 높일 수 있는 획기적인 신혁신 기술을 개발하는 데 성공했습니다

양자 막대는 지름이 10나노미터.
미만 아 길이가 100나노미터보다 짧은 반도체 소재인데요

1(nm)나노미터가 사람 머리카락 두께의 5만 분의 1에 불과한 점을 떠올리면 얼마나 크기가 작은지 짐작할 수 있습니다

기존 디스플레이 장치에서는 led처럼 빛을 내는 장치에서 발생되는 불규칙한 파장의 비중이 일정한 방향과 파장의 빛만 걸러내는 편광판이라는 부품을 사용했습니다

이 편광판에 가로막히는 비 때문에 우리는 실제 밝기의 절반에 불과한 화면을 봐야만 했는데요

하지만 부산대학교 전기공학과
노정균 교수와 서울대학교 반도체 공동연구소 이승현 박사 공동연구팀 양자 막대 led로 이 문제를 해결했습니다

자체적으로 편광을 발생시키기 때문에 편광판이 필요 없는 선편광 led를 통해 제조 비용을 절감하는 것은 물론 소비 전력을 절반 이하로 줄이고 사용 시간을 두 배 넘게 늘릴 수 있었던 겁니다

선편광 led를 만들기 위해서는 아주 얇은 단일층의 양자 막대 막을 형성시켜 하는데 기존 기술은 하부층의 손상이 가해지는 문제로 0.5 효율밖에 보이지 못했습니다

하지만 부산대와 서울대 공동연구팀은 액체 위에 나노 입자를 띄우고 표면 압력을 조절하는 랭뷰어 블로젯 기술을 이용해서 10.3%의 효율을 갖는 편광신혁신 led를 만드는 데 성공했는데요.
이는 기존 효율에 20배가 넘는 수치입니다.

이번 성과에 대해 부산대학교 전기공학과 노정균 교수는
고효율 선편광광원은 기존 디스플레이 밝기 및 수명을 두 배 이상 늘리고 공정 비용을 낮출 수 있는 획기적 신혁신 기술로

향후 우리나라가 디스플레이 최대 강국의 위치를 지켜나갈 신혁신 기술이 될 것으로 전했습니다

20년간 디스플레이 시장에 대세로 자리매 했던 lcd의 시대가 끝나고 이제 인류의 눈은 oled를 넘어 펀텀닷 디스플레이와 같은
플레이 시장 점유율 1위를 기록했던 대한민국이 최근 중국에 자리를 내줬다는 소식이 전해졌습니다

하지만 지금까지 상용화된 가장 앞선 기술인 oled 시장을 보면 중국은 중소형 oled에서 겨우 10%를 넘어섰을 뿐입니다

한국은 대형 oled 패널 시장의 99%를 장악하며 사실상 독점적 위치에 올라 있는데요.

디스플레이 시장만큼은 세계 그 어느 나라도 대한민국의 신혁신 기술력을 따라올 수 없다는 사실을 다시 한 번 증명되며 세계로 뻗는

대한민국
복덕원만 파이팅 입니다