KAIST(총장 이광형)는 전기및전자공학부 송영민 교수 연구팀이 광주과학기술원 연구팀과 공동으로 초저전력으로 색을 구현하는 반사형 디스플레이 픽셀 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

이번 연구는 빛의 공진 구조를 활용한 ‘재구성형 공진 반사 픽셀’을 구현한 것으로, 색을 바꿀 때만 전력을 사용하고 유지 시에는 거의 전력을 소모하지 않는 것이 특징이다.

디스플레이는 고해상도를 구현할수록 전력 소모와 밝기 저하 문제가 동시에 발생한다. 특히 눈 가까이에서 사용하는 증강현실·가상현실 기기는 초소형 픽셀과 저전력을 동시에 요구해 기술적 난도가 높다.

연구팀은 전압에 따라 색이 변하는 전도성 고분자와 빛을 증폭하는 공진 구조를 결합해 이 문제를 해결했다. 낮은 전압에서도 색 변화가 가능하며, 한 번 구현된 색은 전력을 끄고도 일정 시간 유지된다.

또 하나의 특징은 단일 픽셀이 다양한 색을 표현하는 ‘모노픽셀’ 구조다. 기존처럼 빨강·초록·파랑으로 나누지 않아 픽셀 밀도를 높일 수 있고, 빛 손실을 줄여 선명도를 개선할 수 있다.

연구팀은 이 기술을 통해 넓은 색 표현 범위와 함께 약 1.5마이크로미터 수준의 픽셀 구현 가능성을 확인했다. 이는 초고해상도 디스플레이 구현에 필요한 수준이다.

또한 색을 유지하는 동안 전력 소모를 최소화하는 ‘메모리-인-픽셀’ 구조 구현 가능성도 확인됐다. 연구팀은 실제 모노픽셀 배열을 제작해 성능을 검증했으며, 기존 발광 방식 대비 전력 소모를 줄일 수 있음을 확인했다.

이번 연구는 초저전력 기반의 고해상도 디스플레이 구현 가능성을 제시했다는 점에서 의미가 있다. 향후 증강현실·가상현실 기기와 웨어러블, 전자종이 등 다양한 분야에 적용될 수 있을 것으로 전망된다.

연구 결과는 국제학술지 ‘라이트 : 사이언스 앤드 애플리케이션스’에 게재됐다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단(NRF)이 지원하는 중견연구사업, 과학기술원 InnoCORE-GIST 사업, 나노 및 소재기술개발사업, 미래의료혁신대응기술개발사업, 해외우수연구기관협력허브구축사업, 산업통상자원부(MOTIE)와 한국산업기술기획평가원이 지원하는 바이오산업기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.