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[IT뉴스]0.00009와트 초저전력으로 풀 컬러 해상도 구현…다양한 색 표현에 초고해상도까지

온카뱅크관리자

2026-03-29 12:37:30

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> KAIST, 전기변색소재와 광 공진구조 결합한 ‘r-GT픽셀’ 개발 모노픽셀 구조로 더 많은 픽셀 구현..해상도↑·전력↓ AR·VR 적용 
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 <img alt="저전력 반사형 모노픽셀(r-GT)을 AI로 생성한 이미지. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/29/dt/20260329122928873rzio.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="6mx7T7CEw7" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/29/dt/20260329122928873rzio.jpg" width="658">
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 저전력 반사형 모노픽셀(r-GT)을 AI로 생성한 이미지. KAIST 제공.
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 색을 유지할 때는 전력을 거의 쓰지 않으면서 픽셀(화소) 하나가 스스로 색을 바꿔 다양한 색을 표현하는 새로운 디스플레이 기술이 개발됐다.
 증강현실(AR)·가상현실(VR)용 초고해상도 근접용 디스플레이를 비롯해 웨어러블 기기, 야외 정보 표시장치 등 에너지 효율이 중요한 다양한 분야에 쓰일 것으로 기대된다.
 KAIST는 송영민 전기및전자공학부 교수 연구팀이 정현호 광주과학기술원(GIST) 교수팀과 함께 전기 변색 소재를 활용해 적은 전력으로 색을 구현하는 ‘재구성가능한 저전력 반사형 모노픽셀’(r-GT)을 개발했다고 29일 밝혔다.
 기존 디스플레이는 하나의 픽셀을 빨강(R)·초록(G)·파랑(B)으로 구분해 색을 만든다. 보다 선명한 화면을 제공하기 위해서는 픽셀을 더 작게 구현해야 한다.
 하지만 픽셀은 작아질수록 전력 소모가 커지고, 방출되는 빛이 줄어 AR·VR 기기처럼 눈 가까이에서 보는 디스플레이를 기술적으로 구현하기 쉽지 않다.
 연구팀은 1볼트 이하 낮은 전압에서 반응하며 빛 굴절률 변화로 색이 달라지는 전도성 고분자 ‘폴리아닐린’(PANI)에 빛을 여러 번 반사시켜 특정색을 더 강하게 만드는 ‘공진 구조’를 결합해 r-GT 픽셀을 개발했다.
 r-GT 픽셀은 작은 빛 변화를 크게 증폭해 적은 전력으로 선명한 색 표현이 가능해 1㎠ 기준 약 0.00009와트 수준의 매우 적은 전력만으로 360도 중 220도 이상 범위를 색으로 표현할 수 있다.
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 <img alt="KAIST가 개발한 ‘저전력 반사형 모노픽셀’을 AI로 생성한 이미지. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/29/dt/20260329122930284qzbs.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="Px6plpsAwu" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/29/dt/20260329122930284qzbs.jpg" width="658">
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 KAIST가 개발한 ‘저전력 반사형 모노픽셀’을 AI로 생성한 이미지. KAIST 제공.
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 특히 픽셀 하나가 스스로 색을 바꾸며 다양한 색을 표현하는 ‘모노픽셀’ 구조를 적용해 기존 대비 같은 면적에 더 많은 픽셀을 구현, 해상도는 높이면서 빛 손실은 줄여 이전보다 선명한 화면을 구현했다.
 실제, 픽셀 크기를 1.5마이크로미터 수준까지 줄여 최대 약 1만6900개 픽셀을 배치해 초고해상도 디스플레이를 구현할 수 있다.
 또 단일 픽셀 구조만으로 표준 색 영역의 48.1% 수준의 색을 표현할 수 있으며, 재료 조합으로 다양화하면 70%까지 더 많은 색을 표현할 수 있다고 연구팀은 설명했다.
 연구팀은 가로·세로 5마이크로미터 크기로 모노픽셀을 제작해 성능 검증을 한 결과, 색을 바꾸는 데 필요한 에너지는 발광다이오드(LED) 대비 최대 5.8배 이상 적은 전력으로 색을 구현했다.
 이 구조는 외부 빛을 반사해 화면을 표현하는 반사형 디스플레이로 주변 조명이 강할수록 오히려 더 잘 보였다.
 송영민 KAIST 교수는 “전기화학 소재와 광 공진구조를 결합해 초저전력으로 풀컬러 구현이 가능함을 보여준 사례”라며 “앞으로 디스플레이 구동방식과 결합하면 더 선명하고 전력 소모가 적은 초고해상도 디스플레이에 활용할 수 있다”고 말했다.
 연구결과는 광학 분야 국제 학술지 ‘라이트:사이언스 앤드 애플리케이션스’ 지난달 28일 온라인에 실렸다.
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 <img alt="송영민(왼쪽) KAIST 석좌교수와 정효은(오른쪽) 석박사통합과정. KAIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202603/29/dt/20260329122931566ajxo.jpg" data-org-width="640" dmcf-mid="QDYDMD8BOU" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202603/29/dt/20260329122931566ajxo.jpg" width="658">
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 송영민(왼쪽) KAIST 석좌교수와 정효은(오른쪽) 석박사통합과정. KAIST 제공.
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 이준기 기자 bongchu@dt.co.kr
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