세계에서 가장 작은 LED 디스플레이…바이러스 크기 픽셀 구현

게티이미지뱅크 제공

과학자들이 역대 가장 작은 발광 다이오드(LED) 디스플레이를 개발했다. 디스플레이의 해상도와 에너지 효율을 개선하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 

바오단 자오 중국 저장대 광학공학과 교수 연구팀은 픽셀 폭이 바이러스 크기에 불과한 LED를 개발하고 연구 결과를 19일 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다.  

LED는 전류가 흐르면 빛을 내는 반도체 소자다. 연구팀은 지구 맨틀에서 추출할 수 있는 광물이자 첨단 태양광 패널에 쓰이는 광물인 페로브스카이트를 이용해 초소형 LED를 개발했다. 

개발된 LED의 픽셀 폭은 90㎚(나노미터·10억분의 1ｍ)로 바이러스 크기에 해당한다. 가장 강력한 광학 현미경으로도 관찰하기 어려울 정도로 작은 크기다. 

중국 저장대 연구팀이 개발한 초소형 LED 디스플레이로 출력한 이미지. Nature 제공.

연구팀은 페로브스카이트를 사용하면 픽셀의 크기를 축소해도 LED의 밝기를 밝게 유지할 수 있다는 점을 확인했다. 연구팀은 “페로브스카이트 LED는 매우 작은 크기임에도 불구하고 효율을 유지할 수 있다는 강점이 있다”고 설명했다.  

과학자들이 LED 픽셀을 줄이기 위한 연구를 수행하는 이유는 픽셀 크기가 작아지면 같은 면적에 더 많은 픽셀을 배치할 수 있기 때문이다. 동일한 면적에 더 많은 픽셀이 배치될수록 디스플레이의 해상도가 높아진다.

연구팀이 개발한 페로브스카이트 LED는 작은 픽셀 덕분에 해상도를 높이면서 동시에 밝기까지 유지할 수 있다. 작은 픽셀로 밝기를 유지할 수 있다는 의미는 전력 효율 측면에서 이점이 있다는 뜻이다.  

연구팀은 "이번에 개발한 LED는 컬러 디스플레이를 구현하는 데도 활용 가능할 것으로 전망된다"며 "다만 컬러 디스플레이를 제조하려면 좀 더 많은 연구가 필요하다"고 말했다.

<참고 자료>
doi.org/10.1038/s41586-025-08685-w

[문세영 기자 moon09@donga.com]