도영락 국민대 교수팀, 차세대 무기발광 디스플레이 구현

국민대 전경 (사진=국민대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]문효민 인턴 기자 = 국민대(총장 정승렬)는 도영락 화학과 교수 연구팀이 새로운 GaN 기반 fin-LED 칩 소재와 픽셀 공정 기술을 개발했다고 7일 밝혔다.

차세대 디스플레이 기술로 주목받고 있는 마이크로 LED는 뛰어난 색 재현력과 높은 에너지 효율로 많은 관심을 받고 있다.

국민대는 현재 마이크로 LED 칩의 크기와 픽셀 조립 방식은 높은 칩 가격, 픽셀 제작 비용, 공정의 불량률 문제로 인해 대중화에 큰 걸림돌이 된다고 설명했다.

기존의 픽셀 조립 기술인 스탬프 프린팅 전송과 레이저 전송 같은 대량 전송 기술은 조립 효율이 낮으며 특히 칩의 크기가 10μm 이하로 작아질수록 전극라인 접촉 시 불량률이 증가하고 일부 전송기술에서는 칩 손상이 발생하는 문제를 겪는다.

이러한 한계를 극복하기 위해 도영락 교수 연구팀은 새로운 GaN 기반 fin-LED칩 소재와 픽셀 공정 기술을 개발했다.

이 픽셀 제조 기술은 선택적 표면-배향 유전영동 조립법을 적용해 서브마이크론 크기의 fin-LED를 효율적으로 조립하는 방식을 채택했다.

국민대는 이를 통해 기존 마이크로 LED 기술의 한계를 극복할 수 있는 새로운 가능성을 제시했다고 전했다.

이번 연구 성과는 고성능 서브마이크로 LED 조립 기술의 효율성과 성능을 향상시켜 마이크로 LED 디스플레이 산업에 새로운 전환점을 마련할 것으로 기대된다.

이 유전영동 기반 조립법은 91.3%의 높은 수직 정렬율과 99.93%의 뛰어난 픽셀 생산 수율에 도달했다.

국민대는 연구팀의 청색 fin-LED가 외부 양자 효율(EQE) 9.1%와 5.0V에서 8,640 cd/m²의 밝기를 달성해 초기 단계임에도 기존 기술과 비교할 만한 성능을 보여줬다고 전했다.

도영락 교수는 "우리는 초소형, 초박형 수직 fin-LED를 구현하고 이를 수직으로 정렬하는 픽셀 제조 기술을 통해 상용화가 가능한 저비용, 고성능 무기 발광 디스플레이의 원천 기술을 개발했다"며 "fin-LED의 소재 생산 기술과 수직 정렬 기술의 발전으로 서브마이크론 fin-LED는 OLED와 기존 마이크로 LED의 한계를 뛰어넘는 차세대 무기 발광 디스플레이의 핵심 기술로 자리 잡을 것"이라고 밝혔다.

이번 연구에는 한국전자기술연구원, 포항공대, 경희대가 공동 연구팀으로 참여했으며 이승제 국민대 화학과 박사과정생이 제1저자로 참여했다.

연구 결과는 지난 4일 자 'Nature Communications(네이쳐 커뮤니케이션즈)에 출판됐다.

이 연구는 한국연구재단의 나노 및 소재기술개발사업(전략형) 지원사업, 중견연구자 지원사업, 그리고 한국산업기술평가원의 초대형 마이크로LED 모듈로 디스플레이 사업의 지원을 받아 진행됐다.

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