4200픽셀 초고해상도 ‘마이크로디스플레이’ 나온다

- 한양대-숭실대, 컬러필터 필요없는 유기발광체 고품질 패턴 기술 개발

비휘발성 식각 방지층에 의한 실리콘 결합형 유기발광체의 비등방성 식각 특성 및 고품질 초미세 패턴.[한양대학교 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 실리콘 반도체 패턴 기법인 포토리소그래피 공정을 유기발광체에 적용, 메타버스의 실감형 콘텐츠를 보다 생동감 있게 구현할 초고해상도 마이크로디스플레이 상용화 가능성을 높였다.

포토리소그래피란 반도체의 표면에 사진인쇄기술로 집적회로, 부품, 박막회로, 프린트 배선 패턴 등을 만들어 넣는 기법이다. 마이크로디스플레이는 화면 대각선 길이가 1인치 이하 고해상도 디스플레이로 실감형 콘텐츠 및 메타버스의 핵심 요소로 꼽힌다.

한국연구재단은 한양대학교 김도환 교수, 숭실대학교 이호진 교수 공동 연구팀이 컬러필터가 필요없는 초고해상도 RGB(빨간, 녹색, 파란색을 이용 색 표시하는 방식) 유기발광다이오드(OLEDoS) 마이크로디스플레이 제조 공정의 핵심인 유기발광체의 고품질 패턴 기술을 개발했다고 밝혔다.

3차원 가상현실세계인 메타버스가 빠르게 발전함에 따라, 사용자에게 현실감과 몰입감 높은 시각정보를 제공할 수 있는 4,000 ppi 이상의 초고해상도 마이크로디스플레이 개발의 중요성이 높아지고 있다.

OLED는 뛰어난 색재현성과 빠른 응답속도, 낮은 소비전력으로 최적의 마이크로디스플레이 기술로 각광받고 있지만, 종래의 OLED 패턴 기술은 1000 ppi 이상의 초고해상도 RGB 화소 구현이 어려웠다.

또한 현재 상용화된 OLEDoS 마이크로디스플레이는 컬러필터로 빛의 삼원색을 구현하기 때문에 전력소비가 높고 색 재현성이 낮은 한계가 있었다.

연구팀은 실리콘 반도체 패턴 기법인 초정밀 포토리소그래피를 OLED 분야에 접목하는 방법으로 초고해상도 RGB OLEDoS 마이크로디스플레이 구현의 실마리를 풀었다.

먼저 유기발광체에 실리콘 분자를 도입한 고내구성 반도체 소재를 제조하고, 이를 기반으로 RGB 유기발광체의 4000 ppi급 고품질 패턴 기술을 개발했다.

실리콘 도입형 유기발광체는 실리콘 소재처럼 강한 내구성을 지녀 유기발광체의 고유한 광전자적 특성 저하 없이 포토리소그래피 패턴 공정을 성공적으로 구현했다.

연구팀은 4200 ppi 수준의 초고해상도 RGB 화소를 성공적으로 구현하고, 고해상도 풀컬러 OLED를 개발함으로써, 기존 컬러필터 기반의 OLEDoS 마이크로디스플레이의 한계를 극복했다.

김도환·이호진 교수는 “이번 연구성과는 실리콘 소재 고유의 강한 내구성과 비등방성 식각 거동을 유기발광체에 접목해 초고해상도·고품질 패턴 기술을 제시했다는 점에서 의의가 있다”라며 “이를 통해 초고해상도 RGB OLEDoS 마이크로디스플레이 상용화에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 나노소재기술개발사업 등의 지원으로 수행된 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 12월 12일 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com