이 연구는 차세대 디스플레이 기술의 한계를 극복하기 위해, 기존 TFT/커패시터 기반 구동 방식을 혁신적으로 대체할 수 있는 1T-1M(1 transistor–1 memristor) 구조의 AI 멤리스터 기반 커패시터 프리 초저전력·고집적 디스플레이 기술을 개발하는 것을 목표로 한다. 1단계에서는 멤리스터를 활용한 커패시터 없는 능동형(AM) 디스플레이 구동 기술의 타당성을 검증하고, 알고리즘 기반 멤리스터 학습 환경과 투명 멀티레벨 멤리스터 소자를 개발하였다. 이어 2단계에서는 고안정성의 멀티레벨 특성을 확보한 학습형 멤리스터 소자 기반의 micro-LED 단위 픽셀을 구현하여 초저전력·고집적 구동 특성을 실증하고, TR-MEMT 구조를 접목한 다양한 디스플레이 요소 기술을 통합하였다. 3단계에서는 이 기술을 100 PPI급 32×32 커패시터 프리 어레이로 확장하고, 최종적으로는 500 PPI, 100×100급 고해상도 micro-LED 어레이 구현까지 진척시켜, 고개구율의 투명 디스플레이 기술도 함께 확보하였다. 이 기술은 OLED, micro-LED 등 다양한 디스플레이 플랫폼에 적용 가능한 범용성과 함께 전력 소모를 획기적으로 낮추고 픽셀 집적도를 높일 수 있어, 스마트워치, AR/VR 기기, 투명 디스플레이 등 웨어러블 및 차세대 디스플레이 시장에서 강력한 경쟁력을 제공할 수 있다. 더 나아가, 멤리스터를 활용한 AI 학습 기능이 픽셀에 내장됨으로써 디스플레이가 데이터 저장과 처리를 동시에 수행할 수 있는 MIP(Memory-In-Pixel) 기술이 실현되며, 이는 디스플레이가 AI 연산의 중심이 되는 뉴로모픽 디스플레이 시대로 나아가는 핵심 기술로 작용할 것으로 기대된다. 이러한 초격차 기술의 확보는 향후 디스플레이-반도체-AI 융합 산업을 선도하는 기술 패권을 확보하는 데 결정적인 기여를 할 것이다.

고려대학교 산학협력단

2025년 3월 - 2025년 11월