수상자 상세정보
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마이크로 발광 다이오드(LED) 공정기술을 혁신하고, 이를 기반으로 피부 밀착형 면발광 마이크로 발광 다이오드(LED) 마스크를 개발하여 고성능 유연소자의 실용화를 선도한 공로
ㅇ 마이크로 대량 전사 기술을 통한 비용 효율적 마이크로 LED 전사
기존 광원에 비해 전기적·광학적 특성이 우수한 마이크로 LED는 머리카락 두께 수준의 무기물 LED 칩을 활용하는 차세대 광원이다. 마이크로 LED의 상용화를 위해서는 성장 기판에 배열된 대량의 마이크로 LED 칩을 최종 기판의 정확한 위치에 원하는 배열로 옮기는‘전사 공정’이 가장 중요한 핵심기술이다. 그러나, 기존 전사 기술은 별도의 접착제 사용, 정렬 오차, 낮은 수율, 칩 손상 등의 문제로 인해 마이크로 LED의 상용화에 많은 어려움이 있었다. 이에 연구진은 미세 관통홀에 마이크로 진공 흡입력을 조절해 대량의 마이크로 LED 칩을 선택적으로 정밀하게 전사하는 기술을 개발했다. 이 연구 결과는 빠르게 성장하는 마이크로 LED 시장에서 높은 생산 원가를 절감하고, 중저가 마이크로 LED 제품의 양산화에 핵심기술로 활용될 것으로 기대된다.
ㅇ 얼굴 밀착형 면발광 마이크로 LED 마스크 개발
피부 노화는 많은 사람들이 관심을 가지는 주제이며, 주름, 처짐, 탄력 저하 등의 문제를 해결하기 위해 웨어러블 LED 마스크가 최근 주목받고 있다, 연구팀은 기존 제품 대비 피부 탄력을 340% 향상시키는 LED 마스크 개발에 성공했다. 기존 제품은 피부에 밀착되지 못해 빛 반사가 발생하고, 그로 인해 광원이 피부 깊숙이 전달되지 않는 한계가 있었다. 연구팀은 이를 해결하기 위해 유연한 기판에 3차원 종이접기 구조를 적용하여, 얼굴의 돌출된 부위에도 밀착될 수 있는 LED 마스크 개발했다. 이번 연구 성과는 홈케어를 통한 노화 치료의 혁신적인 해결책이 될 것으로 기대된다.
이렇게 뜻깊은 상을 받게 되어 정말 기쁘고 감사한 마음입니다. 사실 저는 예전 부터‘연구실에 머무는 연구가 아니라, 대학에서의 연구 성과를 기술사업화로 이어지면 좋겠다’고 생각하면서 연구를 진행해 왔습니다. 학생들과 함께 도전적으로 연구한 결과가 이번 수상으로 보상받게 된 것 같아 보람이 더욱 큽니다. 앞으로도 학생들과 좋은 연구를 하여 인용이 많이 되는 논문을 쓰고, 연구가 기술사업화로 이어져서 우리 사회에 도움이 되는 게 제 목표예요. 그런 과정에서 이를 경험하게 되는 학생들에게도 좋은 기회를 줄 수 있다고 봅니다. 수상으로 받은 응원에 힘입어, 앞으로도 더 재미있고 의미 있는 연구 성과를 만들어가겠습니다.
지난 1월은 세계 최대 가전·정보기술 박람회인 CES 2025 참가로 정말 바쁘게 보냈습니다. 저는 현재 KAIST에서 기술이전·지식재산·산학협력을 총괄하는 ‘기술가치창출원장’을 맡고 있는데요, 이번에 CES 2025 KAIST 전시관을 운영하기 위해 라스베이거스에 다녀왔습니다. 현장에서 세계의 새로운 흐름을 직접 보고, 어떻게 미래를 준비해야 할지 미리 생각해볼 수 있어서 매우 의미 있었습니다. 새해에는 면발광 마이크로 LED를 활용하여 탈모 방지용 모자를 개발해 보고자 합니다.
유연 전자 소자는 아주 오랫동안 연구되어 왔지만, 기술의 실용화는 제대로 된 적이 없습니다. 유연 디스플레이가 폴더블 폰에 활용되기는 하였으나 단순히 접히는 것이지 완전히 유연하지는 않습니다. 제가 생각하기에 유연전자 소자가 실용화될 수 있는 곳은 굴곡이 많은 인간의 신체와 인간 활동에 적응하는 전자 소자입니다. 얼굴에 부착하는 ‘면발광 마이크로LED 마스크’가 대표적인 예시입니다. 따라서 저희 연구실은 유연 소재 및 전자 소자를 인간 중심적인 응용처에 적용하여 건강 및 미용을 증진하는데 공헌하고자 합니다.
대학원 시절부터 유원 전자 소자를 연구하고 싶어서 관련 분야 석학인 지도 교수님과 함께 훌륭한 연구 성과를 내었고, KAIST에 와서는 이를 사업화하는데 최선을 다하고 있습니다.
마이크로 LED가 상용화되려면 전사 기술이 핵심 기술인데 머리카락 두께의 아주 작은 LED를 대량으로 전사할 수 있는 기술이 마땅치가 않았습니다. 이를 해결하기 위해, 저희 연구팀은 진공홀을 20 마이크로 미터 보다 작게 만들어서 마이크로진공을 활용한 전사를 개발하였고, 마이크로 LED를 선택적으로 전사하여 RGB* 및 디스플레이 용도로도 연구 성과를 내었습니다. 이 기술을 활용하면 원하는 LED만 쏙쏙 골라서 대량으로 옮길 수 있고, 옮긴 LED를 유연한 기판 위에 붙여 유연한 마이크로 LED를 만드는 데 성공했습니다.
*RGB : 빛의 삼원색을 이용해 색을 표현하는 방식. 빨강(RED), 초록(GREEN), 파랑(BLUE) 세 종류의 광원을 이용해 색을 혼합하며 색을 섞을수록 밝아지기 때문에 '가산 혼합'이라고 한다.
630나노미터* 파장의 빛이 피부를 케어하고 재생하는 데 큰 도움을 준다는 점에 주목했습니다. 이를 바탕으로, 아주 작은 빛을 내는 소자인 마이크로LED 수천 개를 동시에 쓰고, 빛이 고르게 퍼지도록 ’광확산제’를 사용해 면발광 효과를 만들었습니다. 이를 피부에 직접 밀착시키면, 필요한 빛이 피부 속 깊은 곳까지 닿아, 부작용 없이 탄력이나 미백, 재생을 도와줄 수 있습니다.
*1나노미터(nm) : 1나노미터는 머리카락 굵기의 약 10만 분의 1 정도)
이번 연구는 과기정통부와 연구재단의 아낌없는 지원 덕분에 성공적으로 수행될 수 있었습니다. 개인 연구과제인 중견연구사업과 집단 협력 과제인 선도연구센터 사업에 도전하여 선정되었고, 이를 기반으로 안정적인 연구 환경을 조성하여 의미 있는 성과를 창출할 수 있었습니다. 특히 연구 과정에서 기술 사업화의 어려운 난제들을 해결해 준 학생들의 열정과 헌신이 있었기에 오늘의 수상이 가능했다고 생각하며, 이번 영광을 그들과 함께 나누고 싶습니다. 앞으로도 우수한 학생들과 핵심 원천 기술을 개발하고, 뛰어난 협력 파트너들과 바이오 분야의 융합 연구를 선도하며, 과학기술이 인류의 삶과 건강에 실질적으로 기여할 수 있도록 최선을 다하겠습니다.
저는‘대학이 단순히 논문만 쓰는 곳이 되어서는 안 된다’라는 생각을 늘 갖고 있었습니다. 연구실에서 나온 멋진 아이디어가 기술 사업화로 이어져, 국가 경제에도 기여하고 사람들의 삶을 풍요롭게 해야 한다고 믿습니다. 이런 철학을 대학원 시절 지도교수님께 배웠고, 졸업 후 벤처기업에서 직접 일해보면서 현장의 중요성을 깨달았습니다. 그래서 KAIST에 와서도 연구만 하지 않고, 창업과 특허 등 다양한 방식으로 성과를 사회에 연결하려고 노력해 왔습니다. 물론 쉽지 않은 길이지만, 한 번 성공하면 파급효과가 크고, 학생들에게도 많은 기회를 줄 수 있습니다. 앞으로도 이 길을 계속 가면서, 학문과 산업, 그리고 사회가 함께 발전하도록 힘쓰고 싶습니다.
KAIST 기술가치창출원은 대학의 기술이전 지식재산 산학협력을 총괄하는 조직입니다. KAIST는 연 80억 이상의 기술 이전 및 총 만 여개의 특허를 보유하고 있으며 다양한 기업들과의 산학 협력을 통하여 기술사업화에 공헌하고 있는데 이러한 업무를 총괄하고 있습니다. 제가 원장으로서 가장 중요하게 생각하는 건, ‘KAIST의 기술이 세상을 바꿀 수 있도록 다리를 놓는 것’이에요. 단순히 기술만 파는 게 아니라, 이를 통해 진짜 혁신이 일어나고, 더 많은 사람이 혜택을 누릴 수 있게 하는 게 제 미션이죠. 앞으로 KAIST 안팎의 다양한 아이디어가 꽃피어, 실제 제품과 서비스를 만들어내도록 지원을 아끼지 않을 생각입니다.
어드밴스드 매터리얼즈(Advanced Materials)는 재료공학과 소재과학 분야에서 세계적으로 권위 있는 학술지입니다. 편집위원으로 활동하면서, 정말 새롭고 흥미로운 연구 주제들을 많이 접할 수 있는데요. 최근에는 인공지능(AI)과 소재를 결합한 연구나 바이오·헬스 분야에서 고성능 신소재를 개발하는 흐름이 특히 주목받고 있습니다. 하지만 저는 아무리 뛰어난 실험이라도, 그것이 실제로 사람들의 삶을 개선하는 공학적 활용 방안으로 이어지지 않으면 아쉽다고 생각합니다. 그래서 과학적 발견이 실제 생활에 어떤 변화를 가져올 수 있는지에 특히 관심이 많습니다. 앞으로도 ‘새로운 과학’과 ‘실제 응용’이 조화를 이루는 논문들이 많이 출판되기를 기대합니다.
연구도 다양한 연구들이 있습니다만 새로운 현상을 밝혀내는 노벨상 연구 결과도 있을 수 있고, 회사 연구처럼 효율을 올려 돈을 많이 벌 수 있는 연구들도 있습니다. 다만 제가 관심 있는 분야는 서로 다른 것이라고 생각되는 것들을 융합하여 새로운 분야를 만들고 이를 우리 실생활에 적용하여 삶의 질을 향상할 수 있는 연구입니다. 이러한 연구는 아티스트 삶과 비슷한데, 즉 없는 것을 만들어 내려는 고통과 이를 통하여 가치를 창출하고 많은 이들에게 영향을 줄 수 있습니다. 그래서 학생들과 연구원들에게도 늘 “남들이 하지 않는 길에 도전해보자, 그리고 그걸 실생활에 적용해보자”라고 말합니다. 처음엔 시행착오도 많지만, 결국 그 과정을 통해 성장하고, 세상을 바꾸는 아이디어가 탄생하거든요. 앞으로도 독창적이고, 사람 중심적인 기술을 만드는 ‘철학 있는 연구’를 지향하고 싶습니다.
솔직히 많은 학생들을 가르치며 창업도 하고 학교 주요 보직을 수행하면서 지칠 때가 많습니다. 다만 이러한 업무들이 어렸을 때부터 제가 하고 싶었던 일이 었기에 흥미를 갖고 열심히 할 수 있지 않았나 싶습니다. 일에 몰두하다가 지칠 땐 운동이나 음악, 역사 공부 같은 취미로 스트레스를 풀고요. 스스로를 관리하면서 ‘지금 내가 하는 일들이 결국 세상에 도움이 될 거야’라는 믿음을 갖는 게 중요한 것 같아요. 또 학생들이 성장하고, 연구 성과가 제품으로 이어지고, 사람들이 그 제품을 즐겨 쓰는 걸 보면 피로가 한 번에 날아가죠. 궁극적으로는 “나는 연구자로서 세상을 조금 더 나은 곳으로 만들고 있다”는 확신이 제 가장 큰 원동력입니다.
교수로서 지금의 이 자리까지 오기까지 가장 어려웠던 경험은, 창업 후 사업화를 도와줄 우수한 경연진을 구하고 투자를 유치하고 공장을 세워 제품을 만들어 내기까지가 아닌가 합니다. 다만 제가 인복이 좋아 훌륭한 사람들을 만나 어려운 일들을 이루어 낼 수 있었던 것 같습니다. 또한, 어려운 사업화 연구를 진행하며 우수한 연구 논문을 출판해준 학생들이 있었기에 가능했던 것이 아닌가 합니다. 무엇보다 ‘이 길이 맞다’는 확신과 목표 의식을 끝까지 놓지 않았던 게 가장 큰 힘이 된 것 같아요. 지금 돌이켜보면, 그때 힘들었던 순간들이 오히려 성장의 기회가 되었다고 생각합니다.
현재 마이크로 LED로 얼굴밀착 면발광 미용 마스크를 사업화하는 데 성공하였습니다. 이를 이어서 머리에 밀착할 수 있는 발모용 면발광 모자를 올해 내로 사업화하고자 합니다. 또한 저희 연구실에서는 세계 최고 성능을 갖는 유연 압전 소재를 가지고 있는데 이를 활용하여 인간 이상으로 똑똑한 AI 음성센서와 병원에서 쓰는 표준 수준의 정확도를 맞출 수 있는 유연압전 기반 혈압센서들을 사업화해 보고 싶습니다. 앞으로는‘미래에는 이런 기술이 꼭 필요하겠다’싶은 것들에 계속 도전하고, 많은 분들에게 도움이 되는 길을 찾고 싶습니다.
저는 세상을 바꿀 수 있는 과학자가 되겠다라는 꿈을 중학교 때부터 키웠으며 고등학교, 대학교, 대학원, 회사, 그리고 대학교수가 되어서도 그 꿈을 유지해 왔습니다. 그러한 꿈들이 지금의 저를 있게 한 원동력이지 않았나 싶습니다. 과학 분야의 학생들도 어떨 때는 다른 직업들이 더 멋있어 보일 수 있습니다. 하지만 세상에 파랑새는 없기 때문에 자기가 선택한 경력에 흥미를 갖고 ‘세계 최고가 되겠다’라는 자세로 임하면 꼭 좋은 결실을 이룰 수 있을 거라 생각합니다. 훗날 여러분이 발명한 기술이나 논문이 실제로 누군가의 삶을 바꾼다면, 그 기쁨은 말로 다 못할 만큼 클 것입니다.