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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2016-04-29
- 조회4,095
Nano Lett., Publication Date (Web): March 25, 2016 | DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b05183
Biologically Inspired Organic Light-Emitting Diodes
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
생체모사연구는 수십년간 자연에서 얻은 수많은 영감을 통해 기술발전에 기여해왔습니다. 특히 최근에는 측정기술이 발전하면서 자연에 존재하는 다양한 미세광학구조를 발견할 수 있게 되었고, 이렇게 발견된 미세광학구조의 역할을 밝히고 이를 모사하여 광학소자를 개발하려는 시도가 활발히 진행되었습니다. 그 중에서도 곤충눈을 모사한 이미징소자 및 나비날개를 모사한 디스플레이소자 등이 대표적인 예라고 할 수 있습니다. 하지만 그 동안 미세광학구조에 대한 연구는 곤충눈과 나비날개 등 외부에서 입사되는 빛을 다루는 생물을 모사한 연구가 대부분이었고, 스스로 빛을 내는 자연발광체에 대한 생물모사연구는 미흡한 실정이었습니다. 저는 자연발광체에 대한 생물모사연구가 새로운 발광소자 개발에 기여할 수 있을 것이란 생각에 연구를 시작하게 되었습니다.
본 연구에서는 반딧불이 발광기관의 외피에서 발견된 계층적 광학구조의 역할을 밝히고, 반도체공정과 미세몰딩공정을 이용하여 성공적으로 계층적 구조를 모사하고 이를 OLED에 적용하였습니다. 이 계층적 광학구조는 OLED 내부에 갇힌 빛을 효과적으로 추출할 수 있어 기존 OLED 보다 발광효율을 높일 수 있습니다. 또한 광분포도 조절할 수 있어 추후 OLED 기반 조명 및 디스플레이소자에 다양하게 적용 가능할 것으로 보입니다. 그리고 그동안 활발히 이루어지지 않았던 생물발광체에 대한 생체모사연구에 대한 관심도 높아질 것으로 기대됩니다.
연구를 수행하면서 기억에 남는 에피소드는 많이 있지만 저의 경우 마지막 OLED 측정 결과가 나오던 순간이 기억에 남습니다. 예전에 광학구조의 측정 및 광학수치해석 그리고 공정까지 모두 진행한 상태에서 마지막으로 OLED 측정만이 남았던 때였습니다. 저희 연구실에서는 OLED 측정을 할 수 없어 다른 연구실에서 측정을 진행하였는데 좋은 결과는 커녕 아무런 효과도 보이지 않았습니다. 저는 의외의 결과에 절망하였고 힘든 시기를 보내야 했습니다. 하지만 다시 마음을 다잡고 처음부터 다시 검토를 하였고, 그로부터 1년 뒤에 새롭게 공정을 진행한 광학구조를 가지고 OLED 측정을 진행하였습니다. 사실 처음과는 달리 별 기대를 하지 않고 측정을 진행하였는데 처음 결과부터 생각보다 잘 나와서 결과를 믿을 수 없었습니다. 그 이후에 여러번 확인차 측정을 하였고 결과에 이상이 없음을 확인하고는 안도했던 기억이 납니다. 마지막까지 포기하지 않는다면 결실을 맺을 수 있다는 것을 다시 깨닫게 되는 값진 경험이었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
이번 연구는 KAIST 바이오및뇌공학과 바이오포토닉스 (Biophotonics) 연구실에서 정기훈 교수님 지도하에 수행하였습니다. 저희 연구실은 NEMS/MEMS 기술을 이용하여 생체모사기반 광학소자, 나노광학기반 바이오센서 및 초소형 바이오이미징 시스템 등을 개발하고 있습니다. 저는 그 중에서 생체모사기반 광학소자 주제를 맡아서 수행하였고, 반딧불이 발광기관을 모사한 발광소자개발을 하게 되었습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
모든 연구가 그렇겠지만 저는 이번 연구를 수행하면서 연구가 쉽지 않다는 것을 다시 한번 느꼈습니다. 특히 이번 연구는 반딧불이 발광기관 모사라는 공학 분야에서는 생소한 주제여서 참고할 수 있는 선행연구가 많지 않아 힘든 점이 많았던 것 같습니다. 많은 시행착오를 겪어야 했고 포기하고 싶은 순간이 수도없이 많았지만 그 때마다 다시 마음을 다잡고 될 때까지 해보자라는 마음가짐으로 연구를 수행하였고, 결국 모든 난관을 극복하고 결실을 맺을 수 있었습니다. 이렇게 연구를 통해서 새로운 발견을 하고 좋은 결과가 나왔을 때 오는 기쁨과 보람이 다음 연구를 수행하게 되는 원동력이 아닐까 생각합니다. 그리고 앞으로 수행할 연구에서도 이번 연구의 경험을 바탕으로 난관을 잘 극복할 수 있을 것이라고 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저도 아직 배울 것이 많고 부족하기에 누구에게 조언을 해줄 입장은 아니지만 제 경험을 비추어 보았을 때, 연구를 하면서 중요하다고 생각한 것은 연구를 할 때 언제나 자기자신이 주체가 되어야 한다는 것입니다. 사실 이것은 연구 분야에 상관없이 중요한 자세가 아닐까 생각합니다. 저는 많은 후배들이 학위 과정 중에 연구주제를 선정하는 것에 많은 어려움을 느끼고, 또 주제가 정해지더라도 연구를 수행하는 과정에서 주제가 흔들리는 등의 어려움을 겪는 것을 보았습니다. 어쩌면 연구를 수행하는 과정에서 당연히 만나게 되는 난관이라고 생각할 수 있고, 이를 잘 극복하느냐 못하느냐가 연구의 성패를 좌우한다고 해도 과언이 아니라고 생각합니다. 만약 연구의 주체가 자기자신이라는 연구에 대한 책임의식이 있다면 이러한 난관들을 잘 헤쳐나갈 수 있을 것입니다. 하지만 그러한 의식이 없는 상태에서 주위의 조언을 듣고 이리저리 연구의 방향을 바꾼다면 어느새 연구는 갈길을 잃어버리고 어느 누구의 연구도 아닌 것이 될 것입니다. 주위에서 해주는 조언에 귀를 기울이되 연구의 주체는 자기자신이라는 것을 잊지 말아야 한다고 당부드리고 싶습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 광학미세구조를 이용하여 향상된 성능 또는 새로운 기능을 가지는 광학소자 개발을 진행해 왔습니다. 그리고 학위 과정 동안에는 반딧불이 발광기관에 존재하는 광학구조에 대해서 연구하였기 때문에 발광소자에 대한 연구에 초점을 두었습니다. 이후에는 광학미세구조에 대한 연구를 계속 수행하면서 그 응용범위를 넓혀 발광소자 뿐만 아니라 다양한 신광학소자 개발을 수행하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
먼저 학위 과정 동안 언제나 아낌없는 조언과 지원을 해주신 정기훈 교수님께 감사드립니다. 훌륭한 지도교수님의 지도 덕분에 이렇게 좋은 결과가 있지 않았나 생각합니다. 그리고 반딧불이 샘플을 언제나 흔쾌히 제공해주시던 김하곤 박사님, 반딧불이의 미세광학구조 측정을 도와주신 권희석 박사님, OLED 실험을 지원해주신 유승협 교수님께 감사드리고, 저의 실험을 언제나 도와주던 연구실 후배 성표와 OLED 측정을 직접 해주신 재호씨 감사합니다. 또 언제나 많은 도움을 주던 바이오포토닉스 연구실 식구들의 도움이 있었기에 포기하지 않고 즐겁게 연구할 수 있었습니다. 연구실 선배님들, 동기들, 후배님들 모두 감사합니다. 많은 분들의 도움이 있었기에 좋은 결과가 있었다고 생각합니다. 마지막으로 저를 언제나 믿고 응원해주시는 부모님과 가족 모두에게 감사드리고, 부족한 저에게 언제나 힘이 되어주는 아내에게 감사합니다.
생체모사연구는 수십년간 자연에서 얻은 수많은 영감을 통해 기술발전에 기여해왔습니다. 특히 최근에는 측정기술이 발전하면서 자연에 존재하는 다양한 미세광학구조를 발견할 수 있게 되었고, 이렇게 발견된 미세광학구조의 역할을 밝히고 이를 모사하여 광학소자를 개발하려는 시도가 활발히 진행되었습니다. 그 중에서도 곤충눈을 모사한 이미징소자 및 나비날개를 모사한 디스플레이소자 등이 대표적인 예라고 할 수 있습니다. 하지만 그 동안 미세광학구조에 대한 연구는 곤충눈과 나비날개 등 외부에서 입사되는 빛을 다루는 생물을 모사한 연구가 대부분이었고, 스스로 빛을 내는 자연발광체에 대한 생물모사연구는 미흡한 실정이었습니다. 저는 자연발광체에 대한 생물모사연구가 새로운 발광소자 개발에 기여할 수 있을 것이란 생각에 연구를 시작하게 되었습니다.
본 연구에서는 반딧불이 발광기관의 외피에서 발견된 계층적 광학구조의 역할을 밝히고, 반도체공정과 미세몰딩공정을 이용하여 성공적으로 계층적 구조를 모사하고 이를 OLED에 적용하였습니다. 이 계층적 광학구조는 OLED 내부에 갇힌 빛을 효과적으로 추출할 수 있어 기존 OLED 보다 발광효율을 높일 수 있습니다. 또한 광분포도 조절할 수 있어 추후 OLED 기반 조명 및 디스플레이소자에 다양하게 적용 가능할 것으로 보입니다. 그리고 그동안 활발히 이루어지지 않았던 생물발광체에 대한 생체모사연구에 대한 관심도 높아질 것으로 기대됩니다.
연구를 수행하면서 기억에 남는 에피소드는 많이 있지만 저의 경우 마지막 OLED 측정 결과가 나오던 순간이 기억에 남습니다. 예전에 광학구조의 측정 및 광학수치해석 그리고 공정까지 모두 진행한 상태에서 마지막으로 OLED 측정만이 남았던 때였습니다. 저희 연구실에서는 OLED 측정을 할 수 없어 다른 연구실에서 측정을 진행하였는데 좋은 결과는 커녕 아무런 효과도 보이지 않았습니다. 저는 의외의 결과에 절망하였고 힘든 시기를 보내야 했습니다. 하지만 다시 마음을 다잡고 처음부터 다시 검토를 하였고, 그로부터 1년 뒤에 새롭게 공정을 진행한 광학구조를 가지고 OLED 측정을 진행하였습니다. 사실 처음과는 달리 별 기대를 하지 않고 측정을 진행하였는데 처음 결과부터 생각보다 잘 나와서 결과를 믿을 수 없었습니다. 그 이후에 여러번 확인차 측정을 하였고 결과에 이상이 없음을 확인하고는 안도했던 기억이 납니다. 마지막까지 포기하지 않는다면 결실을 맺을 수 있다는 것을 다시 깨닫게 되는 값진 경험이었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
이번 연구는 KAIST 바이오및뇌공학과 바이오포토닉스 (Biophotonics) 연구실에서 정기훈 교수님 지도하에 수행하였습니다. 저희 연구실은 NEMS/MEMS 기술을 이용하여 생체모사기반 광학소자, 나노광학기반 바이오센서 및 초소형 바이오이미징 시스템 등을 개발하고 있습니다. 저는 그 중에서 생체모사기반 광학소자 주제를 맡아서 수행하였고, 반딧불이 발광기관을 모사한 발광소자개발을 하게 되었습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
모든 연구가 그렇겠지만 저는 이번 연구를 수행하면서 연구가 쉽지 않다는 것을 다시 한번 느꼈습니다. 특히 이번 연구는 반딧불이 발광기관 모사라는 공학 분야에서는 생소한 주제여서 참고할 수 있는 선행연구가 많지 않아 힘든 점이 많았던 것 같습니다. 많은 시행착오를 겪어야 했고 포기하고 싶은 순간이 수도없이 많았지만 그 때마다 다시 마음을 다잡고 될 때까지 해보자라는 마음가짐으로 연구를 수행하였고, 결국 모든 난관을 극복하고 결실을 맺을 수 있었습니다. 이렇게 연구를 통해서 새로운 발견을 하고 좋은 결과가 나왔을 때 오는 기쁨과 보람이 다음 연구를 수행하게 되는 원동력이 아닐까 생각합니다. 그리고 앞으로 수행할 연구에서도 이번 연구의 경험을 바탕으로 난관을 잘 극복할 수 있을 것이라고 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저도 아직 배울 것이 많고 부족하기에 누구에게 조언을 해줄 입장은 아니지만 제 경험을 비추어 보았을 때, 연구를 하면서 중요하다고 생각한 것은 연구를 할 때 언제나 자기자신이 주체가 되어야 한다는 것입니다. 사실 이것은 연구 분야에 상관없이 중요한 자세가 아닐까 생각합니다. 저는 많은 후배들이 학위 과정 중에 연구주제를 선정하는 것에 많은 어려움을 느끼고, 또 주제가 정해지더라도 연구를 수행하는 과정에서 주제가 흔들리는 등의 어려움을 겪는 것을 보았습니다. 어쩌면 연구를 수행하는 과정에서 당연히 만나게 되는 난관이라고 생각할 수 있고, 이를 잘 극복하느냐 못하느냐가 연구의 성패를 좌우한다고 해도 과언이 아니라고 생각합니다. 만약 연구의 주체가 자기자신이라는 연구에 대한 책임의식이 있다면 이러한 난관들을 잘 헤쳐나갈 수 있을 것입니다. 하지만 그러한 의식이 없는 상태에서 주위의 조언을 듣고 이리저리 연구의 방향을 바꾼다면 어느새 연구는 갈길을 잃어버리고 어느 누구의 연구도 아닌 것이 될 것입니다. 주위에서 해주는 조언에 귀를 기울이되 연구의 주체는 자기자신이라는 것을 잊지 말아야 한다고 당부드리고 싶습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 광학미세구조를 이용하여 향상된 성능 또는 새로운 기능을 가지는 광학소자 개발을 진행해 왔습니다. 그리고 학위 과정 동안에는 반딧불이 발광기관에 존재하는 광학구조에 대해서 연구하였기 때문에 발광소자에 대한 연구에 초점을 두었습니다. 이후에는 광학미세구조에 대한 연구를 계속 수행하면서 그 응용범위를 넓혀 발광소자 뿐만 아니라 다양한 신광학소자 개발을 수행하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
먼저 학위 과정 동안 언제나 아낌없는 조언과 지원을 해주신 정기훈 교수님께 감사드립니다. 훌륭한 지도교수님의 지도 덕분에 이렇게 좋은 결과가 있지 않았나 생각합니다. 그리고 반딧불이 샘플을 언제나 흔쾌히 제공해주시던 김하곤 박사님, 반딧불이의 미세광학구조 측정을 도와주신 권희석 박사님, OLED 실험을 지원해주신 유승협 교수님께 감사드리고, 저의 실험을 언제나 도와주던 연구실 후배 성표와 OLED 측정을 직접 해주신 재호씨 감사합니다. 또 언제나 많은 도움을 주던 바이오포토닉스 연구실 식구들의 도움이 있었기에 포기하지 않고 즐겁게 연구할 수 있었습니다. 연구실 선배님들, 동기들, 후배님들 모두 감사합니다. 많은 분들의 도움이 있었기에 좋은 결과가 있었다고 생각합니다. 마지막으로 저를 언제나 믿고 응원해주시는 부모님과 가족 모두에게 감사드리고, 부족한 저에게 언제나 힘이 되어주는 아내에게 감사합니다.
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