"현실 같은 화면 본다"…KAIST, 적색 마이크로LED 초고해상도 구현

보도기사

TV와 스마트워치, VR·AR 기기까지 차세대 디스플레이의 핵심으로 꼽히는 마이크로LED 기술에서 빨강·초록·파랑(RGB) LED 가운데 최대 난제였던 적색 픽셀을 국내 연구진이 현실처럼 선명하게 구현할 수 있는 디스플레이 기술을 내놨습니다.

KAIST 전기및전자공학부 김상현 교수팀이 초고해상도이면서도전력 소모를 크게 줄인 적색 마이크로 LED 디스플레이 기술을 개발했습니다.

인하대 금대명 교수와 함께 연구하고 화합물 반도체 제조업체 큐에스아이, 마이크로디스플레이기업 라온택과 협업했습니다.

연구진은 이번 기술 개발로 1700PPI급 초고해상도 마이크로LED 디스플레이를 구현하는 데 성공했습니다.

이는 최신 스마트폰보다 해상도가 3~4배 높고, VR·AR 기기에서도 초고해상도 화면 수준을 넘어 현실에 가까운 영상을 구현할 수 있는 수준입니다.

마이크로LED는 픽셀 하나하나가 스스로 빛을 내 밝기와 수명, 전력 효율이 뛰어납니다.

반면 픽셀이 작아질수록 적색 LED의 효율이 급격히 떨어지고, 수많은 LED 하나하나를 옮겨 심어야 하는 전사 공정으로 인해 초고해상도 구현이 어렵고 불량률이 높다는 게 상용화의 한계였습니다.

연구팀은 먼저 알루미늄 인듐 인화물/갈륨 인듐 인화물(AlInP/GaInP)양자우물 구조를 적용해 픽셀이 작아져도 에너지 손실이 거의 없는 적색 마이크로LED를 구현했습니다.

여기에 LED를 하나씩 옮기는 대신, 회로 위에 LED 층을 통째로 쌓는 모놀리식 3차원 집적 기술을 적용해 초고해상도 디스플레이를 안정적으로 제작했습니다.

이번 성과로 전력 소모를 줄이면서도 가장 어려웠던 적색 LED의 초고해상도 구현이 가능해졌습니다.

이 기술은 화면의 입자감이 거의 느껴지지 않아야 하는 AR·VR 스마트 글래스, 차량용 헤드업 디스플레이(HUD), 초소형 웨어러블 기기 등 다양한 차세대 디스플레이 분야로의 확장이 기대됩니다.

김상현 교수는 "마이크로LED의 최대 난제로 꼽히던 적색 픽셀 효율과 구동 회로 집적 문제를 동시에 해결한 성과"라며 "상용화 가능한 차세대 디스플레이 기술로 발전시켜 나가겠다"고 말했다.

KAIST 정보전자연구소 박주혁 박사가 제1저자로참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지, Nature Electronics에 1월 20일 자로 실렸습니다.

(사진=KAIST)

김건교 취재 기자 | kkkim@tjb.co.kr

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