소부장 강국 배경에 출연연 과학기술 있다

ETRI·기계연·기초지원연, 차세대 디스플레이용 기술 상용화
마이크로 LED 메타 디스플레이 개발 등..전자제품 활용 기대

ETRI 연구진이 OLED 디스플레이용 기판을 만들어 설명하고 있다. 사진=ETRI 제공

2019년 일본의 반도체 핵심소재 수출 제한은 우리나라에 큰 충격을 줬다. 한국은 소재·부품·장비(소부장) 대부분을 일본에서 수입해온 만큼, 일본의 수출 제한은 당시 우리 경제에 큰 타격을 줄 것이란 우려가 팽배했다. 하지만 소부장 사태 3년 만에 한국은 기술 자립을 넘어 디스플레이 강국으로 나아가고 있단 평가가 나온다. 국가 산업경쟁력을 좌우할 수 있는 기술 자립화 배경에는 정부출연연구기관(출연연)의 과학기술 성과가 한 몫 했다는 평도 이어졌다.

4일 국가과학기술연구회(NST)에 따르면 한국전자통신연구원(ETRI)은 세계 최초로 디스플레이용 저온 포토레지스트를 상용화하는데 성공했다. 포토레지스트는 디스플레이 생산에 꼭 필요하지만 소재를 만들거나 다루는 기술이 어려워 주로 수입 제품에 의존해 왔다.

ETRI 연구진은 웨어러블 기기에 적합한 0.7인치 크기의 마이크로디스플레이로 한 픽셀당 크기는 3㎛이하로 1인치당 2300개 픽셀을 밀집해 초고해상도 패널을 제작했다. 이후 개발된 소재를 국내 기업에 독점 공급했고, 세계 최초 상용화에 기여할 수 있었다.

한국기계연구원(기계연)은 신축 디스플레이를 잡아당겨도 이미지의 왜곡이 없는 3인치급 마이크로 LED 메타 디스플레이를 구현했다. 연구팀은 대면적 마이크로 LED 롤 전사 기술에 역학 메타물질 설계·제조 기술을 적용해 이 기술을 개발했다.

기계연은 이번 성과를 바탕으로 기술 상용화를 추진하고 있다. 마이크로 LED 메타 디스플레이는 향후 다양한 전자제품에 활용될 것으로 기대된다.

한국기초과학지원연구원(기초지원연)은 대구경북과학기술원 연구팀과 함께 트라이온 결합이라는 또 다른 발광경로를 발견, 차세대 디스플레이 상용화에 기여할 전망이다. 페로브스카이트 광소재는 높은 발광 효율과 고색순도 차세대 디스플레이 소재로 각광받고 있지만, 발광 효율 저하로 상용화에 어려움을 겪고 있었다.

공동 연구팀은 페로브스카이트 광소재 내 양자입자를 분석해 발광효율 저해 요인을 제거했고 구조적 안정성을 높이는 제어 기술을 개발했다. 이번 연구 결과는 향후 새로운 발광 경로를 밝히는 데 사용될 것으로 보인다.

이처럼 출연연의 다양한 과학기술 성과는 국내 소부장 기술자립화에 큰 역할을 했고, 한국은 소부장 사태 3년 만에 디스플레이 강자로 도약하게 됐다는 평이다. 기술자립화를 위한 우수 과학기술이 국가 경제 성장의 밑거름이 된 것이다.

NST 관계자는 "출연연은 앞으로도 국가경쟁력 강화로 위기에 흔들리지 않을 수 있는 기술주권 확보를 위해 끊임없이 연구를 이어나갈 것"이라고 말했다.

이미지 왜곡이 없는 신축 디스플레이 개념도. 사진=한국기계연구원 제공

은(Ag) 나노막대 광결정(왼쪽), 페로브스카이트 나노입자(오른쪽). 사진=한국기초과학지원연구원 제공