마이크로LED, 초미세 광반도체는 '광산업의 쌀'로 첨단 광기술 실현은 우리나라 광산업이 글로벌 경쟁력을 확보하는 계기가 될 것이다.

“인공지능(AI)을 기반으로 풍요롭고 안전한 삶을 지향하는 미래 사회에서 첨단 광기술은 필요 불가결한 요소입니다. 초미세 광반도체는 '광산업의 쌀'로 첨단 광기술 실현은 우리나라 광산업이 글로벌 경쟁력을 확보하는 계기가 될 것입니다.”

김영우 한국광기술원 광원연구본부장(수석연구원)은 마이크로 발광다이오드(LED) 분야 전문 개발자다. 지난 25년간 삼성전기와 한국광기술원에 재직하면서 반도체, 디스플레이, LED 관련 광반도체, 부품과 제품 관련 다양한 광 관련 연구를 수행하고 있다.

2000년 반도체용 초고속 회로에서 2007년 적녹청(RGB) 백라이트유닛, 2017년 능동구동형 대형 마이크로 LED 디스플레이를 개발하는 등 100여건이 넘는 지식재산권을 축적했으며 이러한 기술을 산업체에 활발히 이전하고 있다.

김 본부장의 주된 연구 분야인 마이크로 LED는 기존 LED 대비 100배 이상 작은 크기와 얇은 두께로 디스플레이 패널 전면에 스스로 빛을 내는 디스플레이 화소로 적용하고 있다. 우리나라가 세계 시장을 주도하고 있는 유기발광다이오드(OLED:Organic Light Emitting Diodes / 전기에 자극을 받아 빛을 내는 물질)에 이어 좀 더 좋은 성능과 신뢰성으로 자율차, 메타버스(Meta Verse : 현실과 가상의 세계가 모호해진 3차원 가상공간)  등에 적합한 미래형 디스플레이 기술로 평가받고 있다. 그는 반도체와 디스플레이, LED 기술의 융합 결정체로서 기존 조명용 LED와는 차원이 다른 제조공법과 소재, 장비로 미래형 디스플레이 기술 고도화에 박차를 가하고 있다.

김 본부장은 마이크로 LED보다 수십 배 작은 나노 LED를 비롯해 마이크로 수진표면발광레이저(VCSEL) 등 초미세 광반도체 개발도 추진하고 있다. 이러한 기술은 빛을 내는 화합물 반도체를 나노반도체에 준하는 초미세 제조방법으로 제작하는 것으로, 미래자동차·확장현실(XR)(확장현실은 가상현실(VR)과 증강현실(AR)을 아우르는 혼합현실(MR) 기술을 망라하는 초실감형 기술 및 서비스를 일컫는 용어)  ·바이오·웨어러블 등 미래 신산업 분야에 초실감·초정밀 광기술을 제공하는 핵심으로 주목받고 있다.

 

최근 새로 개발한 적층형 LED, 능동구동형(AM) 패키지 부품과 패널 전사 기술 등으로 디지털 사이니지(Digital Signage:똑똑한 광고매체)와 투명 디스플레이(Transparent Display) 전력 소모를 50% 이상 절감할 수 있는 솔루션을 확보했다. 실내외에서 활용하는 자동차 및 스마트워치 등 글로벌 주요국과의 기술격차를 극복하는 데 주력하고 있다.

김 본부장은 “과거 LED 투자를 통해 냉음극관(CCFL) 액정표시장치(LCD) 경쟁 구도 속에서 세계 최초로 LED 백라이트 LCD TV를 개발해 글로벌 패권을 주도하는 데 기여한 바 있다”면서 “미래 사회에 꼭 필요한 마이크로 LED, 나노 LED, 마이크로 VCSEL 등 첨단 광기술 확보 및 공급 생태계 구축을 위해서는 국가적 관심이 필요하다”고 진단했다.

 

이어 “미래 광기술은 우주로 뻗어나갈 만큼 광범위해지고 있으며 그 기술의 깊이는 나노미터 이하의 초고난도 기술을 요구하고 있다”면서 “그동안 축적해온 광반도체 기술을 더욱 발전시켜 첨단 제품을 개발하고 중소·중견기업 지원을 통해 신산업 생태계 구축에 기여하고 싶다”고 강조했다.

광주=김한식기자