이대원 명지대 교수, 차세대 마이크로LED 디스플레이 연구 결과 네이처지 게재

왼쪽부터 이대원 명지대 교수, 조성규 서울대 전기정보공학부 박사, 박철헌 서울대 생명공학동동연구원 박사, 김창순 서울대 융합과학기술대학원 교수, 권성훈 서울대 전기정보공학부 교수. 명지대 제공

명지대는 이대원 전자공학과 교수가 국제 학술지 네이처(Nature)에 차세대 마이크로 LED 디스플레이 관련 연구 결과를 게재했다고 19일 밝혔다.

명지대에 따르면 이대원 교수가 포함된 연구팀은 마이크로 LED 양산 공정에 유체자기조립(Fluidic Self Assembly·FSA) 방식을 적용하는 방안을 연구했다. 해당 연구는 서울대 전기정보공학부 권성훈 교수, 융합과학기술대학원 김창순 교수, 화학생물공학부 남재욱 교수, LG 전자 연구팀과 공동으로 수행됐다.

마이크로 LED 디스플레이는 밝기, 색 구현성, 내구성 등 기술적 측면에서 기존 디스플레이 대비 월등한 성능을 갖추고 있어 가격이 수억원대에 달한다. 디스플레이 패널을 제작하려면 수천만 개의 초미세 LED가 패널 기판에 정교하게 전사·배열돼 픽셀을 형성해야 한다. 연구팀은 FSA 방식을 활용해 용액에 분산된 초미세 LED 칩들이 외력에 의해 움직이도록 했다.

이 경우 LED 칩 상의 금속 전극과 조립용 기판상에 형성된 액화 금속 결합 부위 사이의 비가역적인 결합이 유도된다는 설명이다. 연구팀은 해당 과정에서 유체의 점도 조절을 통해 LED 칩의 움직임을 제어해 칩 조립 수율을 최대 99.90%로 달성했다.

또 약 2만 개의 LED를 배열해 2인치 크기의 청색 발광 패널을 제작했다. FSA 기술이 디스플레이 패널 생산 현장에 적용되면 양산시간과 비용이 획기적으로 단축될 것으로 기대된다.

연구팀은 "공동 연구를 수행한 LG전자 소자·재료연구소의 기술력이 집약된 LED 칩 및 조립용 패널을 활용해 실험 진행, 메커니즘 규명, 데이터 분석 등에서 연구의 완성도를 높일 수 있었다"고 밝혔다. 논문의 제1 저자인 명지대 이대원 교수는 "해당 기술이 마이크로 LED 양산 공정에 적용될 수 있도록 지속적인 연구개발을 이어가겠다"라고 말했다.

이소현 기자