DIANA는 고려대학교
전기전자전파공학부에 속한 디스플레이 및 나노시스템 연구실(DIsplay And NAno system Lab.)의 애칭으로 주병권 교수님의
지도아래 디스플레이(OLED, Field emission)및 나노시스템(NEMS, OTFT)분야의 원천기술 연구와 더불어, 본 연구실이 가지고
있는 기술들을 상업화하기 위한 Technology business팀을 운영하고 있다. 최근 DIANA는 그 연구력을 대외적으로 인정받아
과학기술부와 한국과학기술평가원이 주관하여 국가경쟁력의 요체가 될 핵심기술 분야의 우수연구실을 발굴하고 육성하기 위한 사업인
NRL(National Research Laboratory)에 선정되는 영광을 누리게 되었다. 홈페이지:
http://diana.korea.ac.kr
1. 교육과 연구에 대한
생각
하나, 학부생들의 수업에
관하여...... 전기전자공학도로서 기본이 되는 학습 내용 (공업수학, 전자기학, 전기회로, 전자 회로 등)에 대한 기초 이해력을 다진 뒤,
다음으로 보다 심도 있고 응용성 있는 교과 과정을 진행합니다. 수업은 교과서를 위주로 진행하지만, 내용에 대한 자연 현상이나 실제적인 응용
일례들을 주기적으로 소개함으로써 학습에 대한 흥미와 이해도를 높입니다. 수업 중간에 질의응답 및 토의시간을 마련하여, 학습 내용에 대한 이해를
돕고, 또한 토의 과정을 통하여 관련 분야에 대한 지식과 의미를 토론합니다. 둘, 대학원생들의 연구에 관하여...... 산업체와 정부에서
제공되는 연구 과제의 경우, 현재보다는 미래 기술, 실용적인 목표보다는 학술적인 목표가 주가 됨으로써, 대학원생들이 연구원으로서 성장하는데
도움이 되도록 진행합니다. 연구 과정에서는 교수와 학생간의 1:1 개별토론을 위주로 하여 연구의 틀과 세부적인 내용을 보다 깊게 토의하며, 연
2회 정도 주기적인 연구실 워크샵을 개최하여 서로 간의 융합 연구와 전체적인 구도를 함께 토론합니다. 학술 발표와 논문을 Milestone으로
하여 연구가 수행되도록 함으로써, 학생 개개인의 연구 발표력과 분석력 그리고 서술력을 향상시켜 우수한 연구자로서 성장할 수 있도록 노력합니다.
셋, 우리 학생들의 생활에 관하여...... 무엇보다 학교 생활이 '건강과 행복'이라는 환경하에서 이루어질 수 있도록 노력하며, 따라서 교육과
연구 이외의 대화와 활동에도 적지 않은 비중을 둡니다. '항상 예의는 지키되 자신의 생각을 자유롭게 말할 수 있는 분위기'를 만드는 것을 소중히
생각하고 있으며, 특히, 학생들의 학창 생활과 진로, 미래를 위한 계획 등에서는 조금 더 먼저 살아본 경험자로서보다 도움이 되는 말과 행동을
전달하고자 노력합니다. 우리 학생들의 교육과 연구 그리고 생활의 소중함에 대해 함께 고민하고, 노력하고, 행동하면서 '인간과 자연을 사랑할 줄
아는 지성인'을 완성하기 위한 교육자로서의 자세와 삶에 크나 큰 긍지를 가지고 있습니다.
2. 연구분야 2.1 Display (1)
Field emission Field emission은 field emitter라 불리는 뾰족한 팁(Tip)에 전계를 인가하여 양자 역학적인
tunneling 효과에 의해 전자가 진공상태로 방출되는 현상을 말한다. 본 연구실에서는 탄소나노튜브(Carbon nanotube)를 field
emitter로 이용하여 Field emission 응용소자를 연구하고 있다.
현재 연구실에서는 탄소나노튜브를
이용한 Field emission Lamp를 연구하고 있다. Field emission Lamp는 기존의 Lamp에 비해 5배 이상의
에너지효율을 보이며, 수은과 같은 유해물질이 없어 친환경적이다. 또한 LEDs에 비해 다양한 색상의 표현이 가능하고 생산비용도 적어 고성능,
고효율, 친환경, 저비용 Lamp로 적합하다. 이를 위해, photosensitive CNT paste, Surface activation,
electrophoresis deposition에 관한 연구를 수행하고 있다.
(2) OLED (Organic
Light Emitting Diode) 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)는 유기물을 이용한 자발광
소자로서 백라이트 (back-light)등 별도의 광원이 필요 없고, 시야각에 제한이 없으며 응답속도가 빨라 동영상 구현에 적합하다. 더불어
두께가 얇아 평판 디스플레이로 구현이 가능하며 구동전압이 낮고 극저온에서도 구동이 가능하다는 장점을 지니고 있다. 또한 플라스틱 기판 등의
flexible 기판을 사용할 수 있어서, 차세대 디스플레이인 flexible 디스플레이에도 적합하다.
본 연구실에서는 저분자, 고분자 및
중분자 재료를 이용하여, 시뮬레이션과 광자의 동적 분석을 통한 고성능 OLED 구조의 설계, 제작 및 프린팅 기술을 이용한 새로운 대면적 공정
방법 등에 대한 연구를 수행 중이다. 또한 유기물의 대기중 수분 및 산소에 취약한 문제점을 보완하기 위해 박막 보호층 재료와 그 적용 기술을
연구하여OLED의 신뢰성 향상을 위한 연구를 수행하고 있으며, 보호층의 투습 특성을 평가하기 위하여 칼슘을 이용한 전기적 특성 분석법을 개발,
신뢰성을 평가 중이다. 더불어 본 연구실에서는, 플라스틱 기판의 베리어, 광원적용을 위한 고효율 백색OLED, AM-OLED 및 유연한OLED에
대한 연구를 수행 중이다.
2. 2 Nanosystems
(1) NEMS (Nano Electro Mechanical Systems) 탄소나노튜브는 다양한 물리적 특징에 기인하여 전기화학 센서로의
가능성이 연구되고 있다. 특히 가스센서에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 본 연구실에서도 탄소나노튜브와 MEMS 기술을 접목한 가스센서를
연구하고 있다. 탄소나노튜브를 이용한 가스센서는 기존의 반도체 센서와 달리 상온에서 동작이 가능하고 초기저항이 높은 폴리머 센서에 비해 감도가
좋으며 센서의 소형화가 가능하다는 장점을 가지고 있다.
본 연구실에서는 대기 중 유해
물질인 NH3, CO, CO2, O3, NOx, 및 VOCs (벤젠, 크실렌, 톨루엔)등 8종 이상을 검출할 수 있는 환경센서를 연구하고 있다.
이를 위해 나노임프린트(nano imprint) 기술을 이용하여 전극증착공정 개발 및 신뢰성 높은 센서 어레이(array)기술 개발 등을
수행하고 있으며, 나노튜브 aligning 연구를 통해 나노튜브 분산기술, aligning 기술, 마이크로 발열체 기술 등을 개발하기 위한
연구를 수행하고 있다. 또한 본 연구실에서는 하이브리드 나노임프린트 포토 마스크에 관한 연구도 수행 중인데, 하이브리드 나노임프린트 포토
마스크(Hybrid nanoimprint photomask)는 나노임프린트 스탬프와 포토 리소그래피 마스크 (Photo lithography
mask)를 하나의 마스크안에 통합시키는 기술이며, 초고밀도 나노전자소자의 개발을 용이하게 할 수 있는 차세대 핵심 기술이다. 특히
나노소그래피(Soft lithography) 기술과 더불어 필수적인 기술이다. 본 연구에서는 기존의 포토 리소그래피, 나노임프린트, 전자빔
리소그래피의 각 공정 단계를 논리적으로 재조합하여 하이브리드 포토 마스크 개발 공정을 확립하고, 소프트 리소그래피 기술을 접목하여 다양한 나노
전자소자 개발에 적용할 수 있다.
(2)OTFT (Organic
Thin Film Transistor) 인쇄형 전자기술(printed electronics)을 이용한 플렉시블(flexible) 전자기술은
실리콘을 이용한 CMOS 반도체 이후 새로운 전자소자 기술이며 제조원가 절감과 대면적 소자를 통한 집적화가 가능한 기술 분야이다. 이런 플렉시블
전자기술을 구현하기 위해서는 프린팅 기술방법 적용한 printed TFT, TFT 회로 및 이를 이용한 시스템을 제작할 수 있는 원천기술에 대한
연구가 필요한 실정이다.
본 연구실에서는 인쇄형 TFT
기반 플렉시블 집적회로 소자 개발에 필요한 박막 형성 및 공정기술 개발, 인쇄형 TFT 기반 최적의 회로 설계에서 제작 및 특성 평가를
수행함으로써, 향후 플렉시블(flexible) 전자기술에 필요한 핵심 기초 기술을 확보함과 아울러 all-프린팅 전자소자의 체계적인 개발을 위한
기반을 구축하고 있다. 즉, 플렉시블 전자소자를 구현하기 위해서는 플렉시블 기판 기반의 공정기술, printed TFT 기술, TFT의 생산에
필요한 회로 구성 요소 기술, 그리고 다양한 응용소자 개발이 필수적이다.
2. 3. Technology
business (1) CNT lubricating oil sensor 본 연구에서는 나노튜브의 흡착특성을 이용한 고감도 오일 열화 감지 센서
제작 기술 개발 및 나노튜브 센서를 통한 오일의 전기화학적 출력을 통한 오일의 수명 측정 기술을 개발하여 환경오염을 미연의 방지하고자 한다.
오일을 측정하는 센서는 다양한 목적으로 제작이 되며, 특히 오일의 수명을 판가름할 수 있는 센서의 필요성은 환경적 및 경제적인 이유에서
필수적이라 할 수 있다. 또한 이러한 센서의 제작에 소요되는 센서 제작비용이 일반 센서의 비용에 비해 저렴하게 제작할 수 있을 것으로 판단되며,
이 이유는 프린팅 기술을 이용하여 복잡하지 않은 공정을 통해 대량 생산하는 것이 가능하기 때문이다. 그리고 아직 우리나라에서 센서에 대한
원천기술 및 그에 준하는 기술을 보유하는 예는 드물기 때문에, 이 나노튜브 센서의 오일 측정 기술 개발을 선점하는 것은 아직 세계적으로 시작하는
단계의 기술을 선점할 발판을 마련할 수 있으며, 원천기술 및 그에 준하는 기술개발 완성을 이룩할 수 있을 것이다.
센서의 가장 근본적인 기능은
효율성과 편의성을 제공한다는 점을 들 수 있으며, 최근에는 환경과 많은 상호관계를 유지하고 있다. 환경오염 원인은 매우 다양하지만, 오염물질을
배출하지 않는 것이 가장 좋은 방법이나 현실적으로 불가능한 일이라면, 그 양을 줄이는 것이 차선책이라 할 수 있다. 오일의 수명을 판단하여
배출을 과학적인 근거에 의해 양을 현실화 한다면, 환경적 오염과 경제적인 낭비를 줄일 수 있을 것으로 판단한다. (2) MEMS based
gas sensor
수소 에너지는 차세대 에너지로서
환경오염을 줄일 수 있고 에너지 효율을 높일 수 있는 에너지로서 그 활용 가치가 매우 높다고 할 수 있다. 이런 수소 에너지를 사용함에 있어
2차 사고를 미연에 방지 할 수 있는 패키지 기술 및 재료 적용하여 그 농도를 정확하게 측정하기 위한 정밀한 성능 평가 시스템 기술개발은 센서
성능 개선에 매우 큰 도움을 줄 것으로 보인다. 본 연구는 MEMS를 이용하여 초소형 수소 가스 센서를 제작하여 그에 대한 감지 특성 및 성능
평가 기술개발을 하고 있다. (3) Packaging 마이크로시스템 패키징(packaging)은 단순히 외부 환경으로부터 소자를 보호하는
역할에서 점점 고성능, 고밀도 및 다기능화 구현을 위한 핵심적인 기술로 변화되고 있다. 이에 따라 집적도와 패키징 크기의 감소를 위한 thin
film 적층 기술 및 저온 패키징 공정 기술 등의 연구 개발이 필요한 실정이다.
본 연구실에서는
폴리머(polymer)를 이용한 저온 접합용 thin film MEMS 패키징 기술 및 밀봉 기술을 연구하고 있다. 또한 고밀도 집적화 패키징
구현을 위하여 적층 접합 공정 기술, thin 웨이퍼 제작 기술 그리고 전기적 interconnection 기술 등을 수행 연구하고 있다.
(4)SOM(Spatial Optic Module)
SOM(Spatial Optic
Module) 소자는 Mobile projection을 목표로 하는 차세대 미래형 디스플레이 연구이다. 전기적 신호제어에 따른Nano 단위의
MEMS광변조 소자의 Micro mirror의 움직임이 빛의 굴절 현상을 일으키며, 이를 이용하여 디스플레이 화면을 구현하는 기술이다. 따라서
노이즈에 따른 소자의 오작동은 화면구현 성능에 많은 영향을 끼치며 이른 제거해 주는 기술은 매우 중요한 연구이다. 현재 SOM소자의 기계적,
전기적, 열적 초소형/고효율/초저 노이즈 연구 중 이며, 특히 SOM소자 및 구동 IC의 실장기술인 ACF(Anisotropic
Conductive Film)을 이용한 FCB(Flip Chip Bonding) 및 SOM소자의 화학적, 물리적 보호를 위한 LCP(Liquid
Cristal Polymer)를 이용한 밀봉 키징 연구를 수행 중에 있다.
(5)Sheetless
BLU(Back Light Unit) Sheetless BLU는 기존의 도광판에 반도체 공정의 마이크로 팁 패턴기술을 응용한 제품으로 보다
우수한 면광원을 확보하기 위한 기능성 시트(확산시트, 프리즘시트)를 일체형으로 제작하여 BLU 제품에 대한 기술적 우위를 통해 원가 절감 및 동
제품에 대한 경쟁력을 확보 할 수 있다. 특히 본 연구실에서는 기능성 BLU (Back Light Unit) 제작에 관련하여 도광판의 휘도
향상을 위한 프리즘 미세 패턴을 반도체 공정의 마이크로 팁 제작 기법을 사용하여 설계한다.
3. 연구실 생활
DIANA는 고려대학교 내 대학원생들과 더불어 학연협동과정을 통해 한국과학기술연구원, 전자부품연구원, 요업기술원 등 국내에서 유수한 연구소에
배치되어 있는 대학원생들로 구성되어 있다. 이를 바탕으로 형성된 네트워크를 통해 자기연구분야 외에도 다양한 분야의 연구를 쉽게 접할 수 있으며
이런 타 분야간의 연계는 창의적인 연구를 수행하는 밑거름이 되고 있다. 또한 정기적으로 연 2회 MT형식의 workshop 행사를 진행하여,
상호간의 연구과정과 연구결과를 공유함으로써 연구의 깊이뿐만 아니라 연구의 폭도 넓혀 다재 다능한 연구원으로 성장해갈 수 있는 초석을 다지고
있다.
DIANA구성원들은 주병권
교수님의 적극적인 독려를?육 철학에서 비롯된 것으로, 주병권 교수님의 지도를 통해 우리 구성원들은
연구뿐만 아니라, 논문상 수상, 집필활동, 정부지원연구활동 등 각종 대외활동에서도 그 빛을 발하고 있는 것이다. 더불어 DIANA 구성원들은
구성원들간의 화합과 친목을 위한 체육활동도 게을리 하지 않는다. 특히 “DIANA United FC”라는 자체 축구모임을 통해 정기적으로 타
연구실과 축구시합을 가지고 있으며, 이는 서로의 우애와 화합을 다지는 좋은 계기가 되고 있다. 또한 연구실산행, 홈컴밍데이(home coming
day), 정기고연전 등 다채로운 행사를 주관, 또는 참여하여 연구만 하는 지루한 연구실이 아닌, 삶의 향기가 느껴지는 인간다운 연구실의 면모도
보이고 있다.
4. 연구원 소개 및 연구실
자랑 각자의 연구분야에서 최고가 되는 것을 의심치 않는 DIANA 연구원들. 그리고 그들이 말하는 자신의 모습과, 연구실 자랑을
소개하고자 한다.
5. 연구실소개를
마치며 KOSEN에 DIANA연구실을 소개할 수 있는 기회를 주신 운영진에게 진심으로 감사 드리며, 더불어 DIANA연구실에 관심을
가져주신 회원님들께도 감사 드립니다. DIANA 연구실은 학문과 연구에 대한 열정을 가진 분들에게 항상 열려있습니다. 관심 있는 분들은
DIANA홈페이지를 통해 연구실 혹은 연구분야에 관한 세부적인 내용을 접하실 수 있습니다. ★
문의 : Display and
Nanosystem Laboratory 전화: 02-3290-3671 홈페이지: http://diana.korea.ac.kr 교수님
E-mail: bkju@korea.ac.kr 작성자 E-mail: imaohw@korea.ac.kr
