ETRI 연구진이 유기 나노렌즈가 제작된 샘플을 점검하고 있다.[제공=ETRI]

- ETRI, 유기 나노렌즈 제작기술 개발
- 화질 저하없이 OLED 모든 색상 1.5배 명암도 향상
- 태양전지, 광검출기, 자동차, 조폐, 건축자재 응용

[헤럴드경제=구본혁 기자] 국내 연구진이 대량양산이 쉬우면서도 저전력, 고화질의 특성을 갖는 유기 발광다이오드(OLED) 패널을 구현할 수 있는 유기 나노렌즈 제작기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 6일 용액공정이 아닌 진공 중 유기물질을 융해 증발시켜 접착시키는 진공증착 공정만을 활용, 유기물질로 구성된 나노급 렌즈개발에 성공했다고 밝혔다.

이를 통해 고화질의 영상구현, 대화면에서도 전력소비를 줄일 수 있는 디스플레이 개발이 가능해질 전망이다.

이번에 개발한 유기 나노렌즈는 주로 디스플레이 제품에 사용된다.

최근 OLED 디스플레이 시장은 제품의 고해상화로 인해 요구되는 OLED 픽셀 크기가 점점 줄어들어 수십 마이크로미터 수준에 이르고 있다. 하지만 픽셀과 비슷한 크기를 지닌 마이크로렌즈를 적용하는 경우 화질 저하라는 문제가 발생한다.

나노렌즈는 상대적으로 크기가 큰 마이크로 렌즈보다 화질이 뛰어나며 색을 안정적으로 구현할 수 있다. 따라서 저전력, 고명암비, 초고화질 OLED 디스플레이 개발을 위해서는 유기나노렌즈 개발 기술력이 필수적이다.

연구진은 고성능 디스플레이 제작을 위해 렌즈 크기를 수십 나노미터부터 수백 나노미터까지 자유자재로 조절할 수 있도록 기술을 개발했다. OLED 픽셀보다 훨씬 작은 크기로 유기 나노 렌즈 제조가 가능해 이미지의 왜곡을 줄이고 시야각에 따른 화질변화를 낮추고 전력소비도 줄일 수 있다.

또한 기존 마이크로렌즈 기술은 주로 액체를 활용하는 ‘웻(Wet) 공정’으로, 양산을 위한 산업체 적용이 어려웠다.

이에 반해 연구진은 물기가 없는 드라이 공정 중 하나인 ‘진공 증착’ 공정만을 사용했다. 진공 증착 공정은 마스크, 열처리, 패터닝 등 추가 공정이 필요 없어 제작 비용을 줄이고 저온에서도 쉽게 제작이 가능하다.

연구진은 이 기술을 반도체 및 디스플레이 관련 장비를 생산하는 주성엔지니어링에 기술이전을 실시했다.

유병곤 ETRI 유연소자연구그룹 박사는 “유기 나노렌즈가 광추출 뿐만 아니라 광흡수에도 우수한 효과를 가지고 있기 때문에, 태양전지와 광 검출기에도 활용될 수 있다”면서 “광굴절 특성을 조절함으로써 자동차나 건물 등의 유리뿐만 아니라 조폐분야 등에도 널리 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

이번 연구성과는 영국 화학회에서 발행하는 국제학술지 ‘나노스케일’과 미국 화학회의 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈 앤 인터페이스’에 각각 게재됐다.

nbgkoo@heraldcorp.com