유리창으로 TV, 태양광으로 냉난방…영화 속 장면 현실이 되다

삼성 차세대LED 개발 10년 후 상용화 가능…KCC 친환경기술 '제로에너지하우스' 개발

▲삼성모바일디스플레이가 개발한 투명 AMOLED 디스플레이.

#2021년 대한민국 서울. 대형 빌딩의 거대한 유리창이 조명판 역할을 하며 환하게 빛난다. 아파트 테라스 유리창도 디스플레이 역할을 하며 집집마다 다양한 개성을 드러낸다. 직장인 K씨가 사는 집은 유리창이 조명역할을 할 뿐 아니라 이산화탄소 배출이 전혀없는 친환경 건물이다. 이 건물은 지열냉난방시스템과 태양광 발전 등 신재생에너지 통해 에너지를 공급받는다. K씨는 약속장소로 가기 위해 얼마 전에 구입한 전기자동차에 올라탄다. 조용하고 속도감도 좋다. 네비게이션으로 인한 시야 방해도 없다. 자동차 앞 유리창에 부착돼 목적지로 안내하는 ‘투명 AMOLED 내비게이션’으로 변신한다.

이처럼 영화속에나 있을 법한 일들이 현실로 다가오고 있다. 디스플레이, 전기차용 배터리 등 다양한 분야의 기술이 발전하면서 가능한 일이다.

윤부근 삼성전자 영상디스플레이사업부장(사장)은 최근 ‘2011 한국전자전’에서 기조연설자로 나서 “헐리우드 감독들의 상상이 하나씩 현실이 되고 있다”며 “어느 때보다 기술이 인간의 삶에 가까이 다가오고 있다”고 말했다.

◇빌딩 유리가 조명으로, 디스플레이는 투명하게 = 삼성전자가 최근 세계적 권위의 국제 학술지인 ‘네이처 포토닉스’ 인터넷판에 게재한 기술은 유리판을 조명으로 사용할 수 있게 끔 해준다. 값싼 유리를 기판으로 쓰는 것은 지금까지 과학계에서 ‘불가능한 일’로 여겨져 왔지만 연구진들은 그 고정관념을 깼다.

빌딩 외벽 유리창에 삼성전자가 개발한 새 공법을 적용하면 유리창 전체를 옥외 조명으로 활용할 수 있고, 영상 전송기능을 더하면 외벽 유리창을 대형 스크린 등으로도 이용할 수 있게 된다.

이번 연구를 주도한 최준희 삼성종합기술연 전문연구원은 “사파이어 기판은 상용화까지 약 25년이 걸렸고, 1990년대 초 개발된 실리콘 기판은 이제야 양산이 임박한 상황”이라며 “새로 개발한 유리기판을 상용화하려면 10년 정도 걸릴 것”이라고 설명했다.

삼성모바일디스플레이가 개발한 투명 디스플레이 기술도 주목할 만하다. 투명 디스플레이 기술은 자체 개발한 투명 화소 설계 기술을 적용 투명도를 30%이상 높였으며 높은 저항 문제를 획기적으로 개선했다. 공정도 단순화해 40인치 이상 대형화 가능성을 높였다.

휴대 디바이스 시장에서도 AMOLED의 혁신 기술이 다양하게 응용될 수 있다. 얇고 가벼운 4인치형 플렉서블 AMOLED를 가방에 넣고 다니다 지하철 등에서 TV나 영화를 볼 때 대형 화면으로 크게 펼쳐서 볼 수 있다.

◇이산화탄소 배출 없는 친환경 집 = KCC가 지난해 12월 개관한 건축친환경연구센터에서는 지구 온난화의 주범인 이산화탄소배출을 없애는 ‘제로에너지하우스’에 대한 연구개발을 활발히 진행하고 있다.

일반적인 기존 건축물의 에너지 사용량을 100으로 잡을 경우 제로 에너지 하우스는 삼중복층유리창호와 진공단열시스템, 지열냉난방시스템 등 친환경 기술을 적용해 약 83%의 에너지를 절감한다. 나머지 17%의 에너지는 태양광 발전 등 신재생에너지를 통해 충당한다. 이산화탄소 배출이 전혀 없다.

이곳의 한 실험실에서는 건물 일체형 태양광 발전설비의 성능을 실험한다. 결정질형와 박막형 태양전지를 각각 창문에 설치하고, 일사량에 따른 전력 생산량과 효율, 난방 효과, 습도 등을 측정하는 방식이다. 태양전지가 설치된 한 개의 창문에서 세 시간 가량 형광등을 켤 수 있는 150와트(W)의 전력이 생산된다. 100~200m 지하 땅속은 연중 15~17도의 일정한 온도를 유지한다. 이 열을 냉난방에 활용하는 것이 바로 지열 시스템이다.

국토해양부는 내년부터 기존 주택대비 에너지 소비량을 30% 이상, 2017년부터는 60%, 2025년부터는 100% 줄인 주택에만 건축 허가를 내주는 규제를 적용한다는 방침이다.

KCC는 정부의 이같은 규제 정책에 발맞춰 현대건설, 현대산업개발, 한라건설, 롯데건설 등 건설사들과 공동 연구를 진행중이다.

◇전기자동차도 상용화 = “전기자동차가 자동차 업계 중심이 될 것이다. 2030년 전체 자동차 중 51%가 전기차가 될 것이다.”(미국 전기자동차 업체 테슬라 엘론 머스크 CEO) “전기자동차가 2016년 전체 자동차 매출 10%를 차지하는 등 2010년 대비 두 배 매출 증가가 기대된다.”(미국 자동차시장조사업체 JD파워)

최근 전기자동차 배터리 등 관련 기술이 크게 성장하면서 전기자동차 산업도 탄력을 받고 있다. 향후 10년 후에는 집집 마다 전기자동차를 갖고 있는 모습도 어색하지 않다.

특히 미래차로 하이브리드를 꼽고 있는 일본자동차 업체와 클린디젤을 꼽는 독일 자동차 업체들도 전기차 부문으로 빠르게 이동하고 있다. 미국업체는 하이브리드와 클린디젤을 넘어서 바로 전기차로 넘어가려는 움직임도 보인다.

다임러AG와 르노닛산은 오는 2014년 전기차를 출시할 예정이다. 지난 2010년 4월 전기차 부문에서 협력을 밝힌 두 업체는, 닛산 인피니티 모델을 기반으로 한 전기차를 메르세데스벤츠 브랜드로 출시할 예정이다.

BMW와 아우디 등 독일 자동차 업체들은 전기차 관련 프로젝트를 주요 국가에서 진행하고 있다. 아우디 경우 고성능 전기차도 개발 중이다.

자동차 업계에서는 전기차 기술 개발과 관련해 다양한 협력모델의 등장도 예상된다. 특히 전기차 부문에서 배터리와 전기모터에 대한 중요성이 높아져, 부품업체와 완성차 업체간 협력모델이 나올 전망이다.