빛으로 글씨 쓰고 데이터 주고 받는 ‘다기능 LED’ 나왔다

ETRI 한·미 공동 연구진 ‘아령 모양 나노막대’ 양자점 LED 개발

디스플레이·광검출·충전 한 번에 가능 “대화형 디스플레이 발전의 출발점 될 것”

전자통신연구원(ETRI)의 연구진이 나노막대 모양의 양자점을 활용한 다기능 발광다이오드(LED)를 활용해 디스플레이 소자 위에 레이저 포인터로 ‘UI’라는 글씨를 쓴 모습. 연구진은 LED 픽셀이 빛을 받으면 이를 감지해 빛을 내도록 설계했다. /사진제공=전자통신연구원

나노막대 모양의 양자점(Quantum Dot·QD)을 활용해 디스플레이와 광검출기, 충전 등 다양한 기능을 할 수 있는 발광다이오드(LED)가 한·미 연구진에 의해 개발됐다.

해당 다기능 LED는 펜이나 손가락의 접촉 없이 레이저 포인트로 글씨를 쓰는 전자 칠판, 전파 대신 LED 전구에서 나오는 빛의 파장을 통해 데이터를 주고 받는 ‘라이파이(Li-Fi)’ 등에 쓰일 수 있다. 자가충전 디스플레이, 동작 인식 스크린에도 적용 가능하다.

전자통신연구원(ETRI)은 이 연구원의 실감디스플레이연구그룹 남수지 박사와 미국 일리노이대 오누리 박사·심문섭 교수팀, 다우(Dow)사 등으로 구성된 연구진이 아령모양 나노막대(nanorod) 양자점 LED를 개발, 빛을 이용한 정보통신과 에너지 획득이 동시에 가능한 차세대 디스플레이를 구현했다고 밝혔다.



연구진은 크기 조절로 다양한 빛을 낼 수 있는 수십∼수백 나노미터(㎚=10억분의 1ｍ)의 반도체 결정인 양자점을 나노막대 양쪽에 배치하고, 이를 반도체 물질로 연결한 아령 모양의 나노막대 양자점을 만들었다. 아령 모양의 양자점은 대칭적 구조의 공모양인 코어-셸(core-shell) 양자점과 달리 비대칭적 에너지 차이를 가지고 있어 전자와 정공의 효율적인 주입과 추출이 가능하다. 이는 에너지를 읽으면 빛을 방출하는 LED와 빛을 받으면 전류가 흐르는 광센서 기능을 동시에 수행할 수 있음을 뜻한다.

심문섭 교수는 “이번에 개발한 다기능 LED는 디스플레이가 정보를 보여주는 것을 넘어 대화형 기기로 발전하는 출발점이 될 것”이라고 강조했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스’ 10일자에 게재됐다.

/조양준기자 [e-mail]