[한림대학교] 디스플레이연구실
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호반의 도시인 강원도 춘천에 자리 잡고 있는 한림대학교 나노융합스쿨은 2017년 새로 발족한 스쿨로써 반도체와 디스플레이 분야의 전문가를 키워내는 교육과정을 학부 단위로 운영하고 있습니다. 한국 경제를 받치고 있는 두 개의 주요 산업 분야인 반도체와 디스플레이의 인재를 양성하기 위해 나노팹을 운영하고 있으며 다양한 실험실습 설비를 갖추고 실무 중심의 교육을 진행하고 있습니다. (나노융합스쿨 홈페이지: https://nano.hallym.ac.kr/ ) 디스플레이 연구실은 나노융합스쿨의 전신 중 하나였던 전자물리학과에서 디스플레이/조명광학 트랙이 본격적으로 시작된 2004년에 설립되어 그간 해당 분야에 진출하여 역동적인 연구를 수행하는 전문 인력들을 육성해 왔습니다. 그간 110여 명이 넘는 학생들이 연구실을 거쳐 대학원이나 연구소, 회사의 연구 현장으로 진출했습니다. 대학의 일반적인 연구실이 석박사과정 대학원생들을 중심으로 운영되는데 반해 디스플레이 연구실은 학부 3~4학년생과 같은 고학년 및 석사과정의 학생들이 연구의 주체로 연구실을 운영하고 있고, 관련 전문 지식 및 연구 경험을 쌓으면서 다양한 학술 행사에 참석하는 기회를 가져 왔습니다. 석사과정 학생들뿐 아니라 학부생들의 연구 결과들이 국내외 학술지에 여러 차례 실리기도 했고 다양한 경연대회에서 입상하는 성과를 거두어 왔습니다. 본 소개글에서는 연구실에서 집중적으로 이루어지고 있는 연구 내용 및 연구실 생활에 대해 간략히 스케치해 보도록 하겠습니다.
2-1. 디스플레이/조명 분야 연구 현황
디스플레이/조명 관련 연구는 최신 디스플레이 분야인 양자점 디스플레이, 양자점 조명, 그리고 유기발광다이오드(OLED) 분야에서 진행되고 있습니다. 아울러 전통적인 연구 분야였던 액정표시장치(LCD)용 백라이트와 광학부품 및 LED 조명에 대해서도 꾸준한 연구가 이루어지고 있습니다. 양자점의 경우 철원플라즈마산업기술연구원 및 관련 조명 기업과 산학 과제를 통해 양자점 조명의 특성 향상 및 양자점 백라이트의 광구조 최적화에 관한 연구를 진행하고 있습니다. OLED 분야에서는 내부에 갇히는 빛을 외부로 추출하는 광추출 기술에 대한 시뮬레이션 연구를 수행하고 있습니다. 이 연구를 위해 다양한 시뮬레이션 툴(LightTools, FDTD Solution, RSoft, SolidWorks 등)을 활용해 광선추적기법이나 전자기 해석에 기반한 광학시뮬레이션 연구를 진행하고 있습니다. 이러한 연구들은 그간 다양한 디스플레이 및 조명 회사들과의 산학 프로젝트로 진행되어 왔고, 주요 결과들은 한국광학회 및 한국물리학회의 영문지와 국문지, 정보디스플레이학회 영문지 및 국제적 권위의 디스플레이 학회인 IMID, IDW 등 디스플레이 관련 국제학회에서 지속적으로 발표되었습니다.
양자점 백라이트 연구 사례
(출처: http://dx.doi.org/10.3938/NPSM.69.861 )
OLED에 적용된 광결정의 광추출효율 향상에 관한 연구 사례
(출처: https://www.npsm-kps.org/journal/view.html?volume=63&number=8&spage=892&year=2013 )
2-2. 응집물질 분광학 연구 현황
연구실의 또 하나의 연구 주제인 응집물질 분광학 분야에서는 시료에 레이저를 쏜 후 시료 내 다양한 에너지 여기 과정과 빛의 상호작용으로 산란되는 빛을 분석해 시료의 특성을 파악합니다. 시료 내 다양한 격자진동(lattice vibrations)과 상호작용하는 레이저빔의 산란광을 분석하면 광포논(optic phonon), 음향 포논(acoustic phonon)의 에너지 혹은 주파수를 측정할 수 있습니다. 전자는 라만 분광법에 해당하고 후자는 브릴루앙 분광법에 해당합니다. 본 연구실에서 구비하고 있는 마이크로-브릴루앙 산란장치(Micro-Brillouin scattering equpment)는 탄뎀 파브리-페롯 간섭계(tandem Fabry-Perot interferometer)에 역산란이 가능하게 변조시킨 현미경을 결합한 장치로써, 수 μm의 공간적 분해능으로 0.1 ~ 3000 GHz의 주파수대역에서 관측되는 음향포논, 중앙피크(central peak)로 나타나는 다양한 완화과정들, 스핀파(spin waves) 등의 에너지 및 분산 관계를 측정할 수 있습니다. 특히 강유전체와 같은 구조 상전이를 보이는 물질들의 온도를 10 K에서 1200 K 사이로, 압력은 상압에서 약 50 GPa(약 50만 기압) 사이에서 변화시켜가면서 해당 물질의 탄성특성(음속도, 탄성계수, 음향 흡수도 등)을 측정할 수 있습니다. 지금까지 주로 BaTiO3와 같은 강유전체 및 릴랙서(relaxor) 압전체 등의 상전이 현상, 구조유리상전이 물질의 탄성 특성, 디스플레이 부품의 탄성특성 등에 대한 분광학 연구를 진행해 왔습니다. 이 연구 분야는 현재 일본, 캐나다, 러시아, 폴란드, 중국, 독일 등 국외 연구자 및 인제대, 부산대, 인하대, 서울대, 충북대 등 국내 연구자들과의 공동연구로 수행되어 왔습니다. 본 마이크로 브릴루앙 산란장치는 한림대학교 공동장비로 등록되어 있으므로 외부 기관에서 측정을 의뢰할 수 있습니다.
마이크로 브릴루앙 산란장비의 개략도. [출처: 한국광학회지 24, 279 (2013)]
고압 실험에 활용되는 광개구각, 대칭형 다이아몬드 엔빌 셀의 모식도(왼쪽)와 압력에 따른 EVA 공중합체의 브릴루앙 스펙트럼(오른쪽 위) 및 루비 형광스펙트럼(오른쪽 아래). [출처: 한국광학회지 24, 279 (2013)]
본 연구실의 주요 장비 중 하나인 라만 분광기는 파장이 다른 세 대의 레이저(532, 633, 785 nm)와 온도(77~1200 K) 및 압력(상압~50 GPa) 가변이 가능한 조건, 그리고 광범위한 측정 주파수(10~5000 cm-1)라는 특징들로 인해 고체, 액체, 액정, 바이오 물질 등 다양한 상태의 시료의 분광 특성 측정에 활용되어 왔습니다. 라만 분광기도 한림대학교 공동장비로 등록되어 있으므로 외부 기관에서 측정을 의뢰할 수 있습니다.
본 연구실은 대학원생뿐 아니라 학부생들도 자유롭게 합류해서 본인이 원하는 공부와 연구를 하면서 자신의 실력을 마음껏 키울 수 있는 분위기가 조성되어 있습니다. 지도교수와의 정기적인 랩미팅 및 일대일 면담을 통해 세세한 부분까지 교육과 지도가 이루어집니다. 아울러 각종 경연대회나 학술발표회 참가 기회를 얻을 수 있고 이를 통해 다양한 경험을 쌓고 실력을 키울 수 있습니다. 학부생들의 경우에는 대학원에 진학하거나 산업체로 진출하기 위한 다양한 학문적, 실무적 경험을 쌓아야 하고 이에 실질적으로 도움이 되는 연구 경험과 공부를 할 수 있는 기회를 갖게 됩니다.
2019년 한국물리학회 학부생작품발표회에 출품된 작품 앞에 선 학부생
김수정, 이다환, 장효원, 권혁균 학생 및 장려상 수상 소식이 보도된 강원도민일보 기사.
대학원 학생들은 기본적으로 독립연구자로 자신을 성장시키기 위한 기초 실력을 배양하기 위한 다양한 연구 활동들을 수행함과 동시에 국내외 학회에 정기적으로 참석해서 자신의 연구 성과를 발표하게 됩니다. 특히 본 연구실을 방문하는 해외 연구자들과의 교류 및 이를 통해 국제적 감각을 쌓는 것도 연구실 생활의 중요한 부분입니다. 석사과정 학생들은 그간 한국물리학회, 한국광학회 및 기타 다양한 국내외 학회에서 수여하는 상을 수상하는 등 주목할 만한 연구 성과를 거둔 바 있습니다.
그간 디스플레이 연구실을 거쳐간 학생들의 수는 110여 명을 넘어섰습니다. 학부 졸업생의 약 절반은 대학원에 진학하고 나머지는 회사에 지원해 입사합니다. 취업한 졸업생의 대부분은 현재 디스플레이 및 조명, 그리고 응용 광학 분야의 회사에 취업해 있습니다. 그 외에 정부출연 연구소 연구원을 포함한 연구소에 들어가기도 하고 해외 유학을 가기도 합니다.
디스플레이 연구실 멤버들의 학술 활동 관련 신문 보도 기사들 일부
한림대학교 나노융합스쿨 디스플레이 연구실에서는 한국의 중추 산업 분야 중 하나인 디스플레이를 포함한 응용 광학 분야의 인재를 기르고 있습니다. 이를 위해 광학 설계 소프트웨어를 통한 설계 능력, 적분구나 배광기 등 다양한 측정 장비의 원리를 이해하고 이를 운용할 수 있는 실무 능력 등을 키우고 있습니다. 아울러 학부생을 포함해 연구실 멤버의 개인별 특성에 맞는 연구 주제를 부여해 연구의 성취감을 느끼고 다양한 성과를 낼 수 있는 기회를 갖고, 실제로 논문 성과나 수상 성과를 포함한 다양한 성과를 내고 있습니다. 본 연구실의 또 다른 연구 분야인 응집물질 분광학 분야에서는 광범위한 온도와 압력 영역에서 라만분광법과 브릴루앙분광법을 적용할 수 있는 독보적인 분광 기법을 확보해 국내외에서 활발한 협력 연구를 진행해 왔습니다. 본 연구실에 관심 있는 분들은 아래 정보를 참조하시기 바랍니다. 어떤 문의 사항도 환영합니다.
■ 주소 : 강원도 춘천시 한림대학길1 한림대학교 나노융합스쿨
■ 이메일 : 고재현 (hwangko@hallym.ac.kr)
■ 전화 : (033) 248-2056
■ 팩스 : (033) 256-3421
■ 홈페이지 : http://web.hallym.ac.kr/~jhko/
■ 연구실 관련 자료 :
(1) 연구실 소개 자료 - 한국공학교육학회 인재니움 제24권, 3호 (2017년 9월호) 28~34쪽 (이 링크에서 검색 후 다운 가능: http://eeic.or.kr/www/ingenium/eduList.do?type=list2 )
(2) 분광학 관련 소개 자료 - http://webzine.kps.or.kr/?now_url=../contents/data/webzine/webzine/147620869310.pdf , https://www.npsm-kps.org/journal/view.html?uid=6429&vmd=Full
(3) 지도교수 소개 자료 - 과찬의 말씀: https://www.ntis.go.kr/ThPraiseView.do?idx=70&searchWord=%EA%B3%A0%EC%9E%AC%ED%98%84&pageNumber=1&infoTypeCd=001&searchType=
■ 연구실 관련 기록 :
2019년 10월: 학부생 김수정, 이다환, 장효원, 권혁규 한국물리학회 학부생 작품발표회 장려상 수상 (강원도민일보 보도)
2019년 9월: 학부생 김수정, 장효원 New Physics: Sae Mulli (새물리) 논문 게재
2019년 8월: 석사과정 이정균, JID 우수논문상 수상
2019년 1월: 학부생 박아르미, 정승혜, 김수정 New Physics: Sae Mulli (새물리) 논문 게재
2018년 10월: 학부생 박아르미, 정승혜, 김수정 한국물리학회 학부생 작품발표회 장려상 수상
2018년 7월: 석사과정 오수한 “제6차 릴랙서 강유전체 국제 워크숍(IWRF2018)” 우수포스터상(1등) 수상 (강원일보 보도)
2017년10월: 학부생 이정균, 박준희 한국물리학회 학부생 작품발표회 장려상 수상
2017년10월: 석사과정 이병완 한국물리학회 논문장려상 수상(강원신문 보도)
2017년 9월: 학부생 이정균 국제학술지 논문 게재 (강원일보 보도)
2017년 8월: 학부생 이정우 국제학술지 논문 게재 (강원일보 보도)
2016년 8월: 학부생 박지수, 오수한 “13th International Workshop on Piezoelectric Materials and Applications in Actuators (IWPMA)”의 Undergraduate Students Sessions(학부생 발표대회)에서 동상과 은상을 수상
2016년 5월: 학부생 오수한 국제학술지에 논문 발표
2015년 10월: 석사과정 이헌재 한국물리학회 논문장려상 수상
2015년 8월: 석사과정 이병완이 학부생 때 이룬 연구성과로 미래창조과학부 장관상 수상함.
2015년 4월: 석사과정 신선협 국제학술지 게재 실적 지역신문사에 보도됨.
2015년 2월: 강유전체 연합심포지엄 최우수발표상 (학부생 이병완)
2014년 11월: international Display Valley Conference & Exhibition 2014 우수포스터발표상 수상 (석사과정 최민혁)
2014년 2월: 한국광학회 동계학술발표회 논문장려상 수상 (석사과정 최현우)
2013년 8월: 학부생 정민석 SCI 저널에 제1저자로 논문 발표 (강원일보에 보도)
2013년 7월: 한국광학회 하계학술발표회 우수논문상 수상 (석사과정 최현우)
2012년 6월: JID(Jouornal of Information Display) 우수논문상 (석사과정 정수성) (강원도민일보 등에 보도)
2011년10월: 한국물리학회 가을학술발표회 우수발표상(포스터 부문) (학부생 김재현)
2011년 7월: 한국광학회 하계학술발표회 우수논문상 (석사과정 서재석)
2011년 6월: JID(Jouornal of Information Display) 우수논문상 (학부생 김재현) (강원일보 보도)
2010년10월: 한국물리학회 가을학술발표회 학부생 발표회 강원지역 최우수상 (학부생 정수성, 박민우, 김수진, 김재현, 정용웅)
2010년10월: 한국물리학회 가을학술발표회 우수발표상(포스터 부문) (석사과정 김태현)
2010년 7월: 아시아 강유전체 학회 Excellent Poster Award (석사과정 김태현)
2010년 4월: 한국물리학회 봄학술대회 우수발표상(포스터 부문) (석사과정 김태현)
강원일보 2018년 5월 15일 기사
