KAIST, 수직형 유연 마이크로 LED 공정 개발

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국내 연구진이 제조원가를 대폭 낮춘 수직형 유연 마이크로 발광다이오드(LED) 공정 기술을 개발했다. 고효율 유연 발광소자 상용화는 물론 뇌과학 및 바이오센서 구현에 큰 도움이 될 전망이다.

KAIST(총장 신성철)는 이건재 신소재공학과 교수팀이 대량생산 가능한 수직형 유연 마이크로 LED 및 전사 패키징 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.

이건재 KAIST 신소재공학과 교수팀이 제자간 유연 수직형 마이크로 LED
<이건재 KAIST 신소재공학과 교수팀이 제자간 유연 수직형 마이크로 LED>

마이크로 LED는 기존 LED칩을 축소한 차세대 디스플레이 소재다. 두 개의 전극과 반도체를 수평 배치한 '수평형' 마이크로 LED가 주류를 이루는데, 전류가 통하는 전극 사이의 길이를 줄이는 것이 중요하다. 전극 사이가 멀면 광 효율이 낮아지고 발열 현상에 따른 수명 저하, 낮은 해상도 문제가 나타난다.

기존 공정은 대량생산도 어렵다. 가로·세로 길이가 200마이크로미터(㎛)인 미니 LED 칩을 소형화 해 개별 전사하는 공정을 이용해 소요 비용 및 시간이 많이 필요하다.

<KAIST의 수직형 유연 마이크로 LED 설명>

대량생산도 쉽다. 연구팀은 5㎛ 두께, 가로·세로 길이가 80㎛ 이하인 2500여개 박막 LED를 한 번에 플라스틱 기반으로 전사·패키징 할 수 있도록 했다.

연구팀은 새로운 수직형 유연 마이크로 LED를 스마트워치, 모바일 디스플레이, 웨어러블 조명 등 높은 전력 효율을 요구하는 다양한 분야에 활용할 수 있다고 설명했다.

수직형 유연 마이크로 LED의 구조
<수직형 유연 마이크로 LED의 구조>

빛을 이용한 뇌과학 분야에도 쓰임새가 많다. 빛은 뇌의 모든 신경세포를 자극하는 전기자극과 달리 특정 신경세포만 자극할 수 있다. 연구팀은 김대수 생명과학과 교수팀과 생체 삽입형 유연 전자시스템을 구현, 쥐의 뇌 피질에 얹는 것만으로 운동신경세포를 활성시키고 행동을 제어하는데 처음으로 성공했다.

이건재 교수는 “이번에 개발한 기술은 다양한 산업 분야에 활용된다”면서 “인간이 아직 풀지 못한 뇌과학 및 광치료, 바이오센서 분야에도 기여할 것”이라고 말했다.

대전=김영준기자 kyj85@etnews.com