국내 연구진이 피부처럼 자유롭게 늘어나면서도 초고해상도와 고휘도를 동시에 구현하는 차세대 스트레쳐블 QLED 기술을 개발했다.
한국연구재단은 최문기 울산과학기술원(UNIST) 교수팀이 양지웅 대구경북과학기술원(DGIST) 교수팀, 김대형 기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단 부연구단장 연구팀과 공동으로 초고해상도 스트레쳐블 QLED를 개발했다고 15일 밝혔다.
스트레쳐블 QLED는 화면을 접거나 구부리는 수준을 넘어 상하좌우 모든 방향으로 늘려도 화질 손상 없이 빛을 낼 수 있는 차세대 디스플레이다.
기존 신축 디스플레이는 화면을 늘릴 때 발광 픽셀은 그대로 유지되고 배선만 늘어나는 구조여서 화면이 확장될수록 실제 빛을 내는 면적이 줄고 화질이 떨어지는 한계가 있었다. 픽셀 자체가 늘어나는 소재도 개발됐지만 미세 패턴 가공과 전류 주입 효율 문제로 고해상도와 고휘도를 동시에 구현하기 어려웠다.
연구팀은 이를 해결하기 위해 초고해상도 신축 QLED 제작 공정인 'LIFT' 기술을 개발했다. 발광층 표면을 화학적으로 정밀 개질해 전하 주입 효율과 소재 간 접착력을 동시에 높이는 방식이다. 이를 통해 약 1만6000PPI 수준의 초고해상도 패턴을 구현했으며 빨강·초록·파랑(RGB) 3색 신축 발광층을 이용한 다색 화소 구현에도 성공했다.
개발된 소자는 최대 1.65배까지 늘어나도 기계적 손상이나 물리적 변형 없이 안정적으로 작동했다. 최대 밝기는 5만3300니트로, 기존 신축 발광소자의 일반적인 1만5000니트 이하 수준보다 3배 이상 높았다.
연구진은 이번 기술이 고해상도와 고휘도, 신축성을 동시에 확보했다는 점에서 웨어러블 디스플레이와 전자피부 등 차세대 소프트 전자소자 상용화에 기여할 것으로 기대하고 있다.
최문기 UNIST 교수는 “스트레쳐블 디스플레이 성능을 크게 향상시키는 동시에 상용화를 위한 핵심 기술 기반을 마련한 성과”라며 “웨어러블 기기와 전자피부 등 차세대 소프트 전자소자 분야에 다양하게 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구성과는 나노 분야 국제학술지 '네이처 나노테크놀로지'에 14일 온라인 게재됐다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
