기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 현택환 단장과 김대형 연구위원팀은 14일 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션’(Nature Communication)에서 지금까지 개발된 것 중 가장 얇고 잘 휘어지며 해상도도 가장 높은 양자점 발광다이오드(QLED) 소자를 개발했다고 밝혔습니다.
QLED는 유기물로 빛을 내는 유기발광다이오드(OLED)에 비해 진화한 차세대 발광소자로 나노크기(1㎚=10억분의 1m)의 양자점이라는 물질을 발광소자로 사용합니다. 전류를 흘려주면 양자점이 청색, 녹색, 적색 빛을 내는데 OLED보다 색 재현율이 우수하고 수분, 산소 등 주변 환경에 대한 안정성도 높아 세계적으로 활발하게 연구되고 있습니다.
양자점 발광다이오드(QLED)로 피부 위에 구현한 디스플레이. 디스플레이를 구겨도 평평한 상태와 마찬가지로 정상적으로 작동한다. |
하지만 아직 상용화 단계에는 이르지 못하고 있습니다. 고해상도 양자점 디스플레이를 구현하려면 다양한 색상의 양자점들을 잘 디자인해 배열해야 하기 때문입니다.
연구진은 이 연구에서 합성된 고성능 나노 재료들을 휘어지는 기판에 옮길 수 있고 대면적에 쉽게 적용할 수 있는 음각 전사-인쇄 기술을 고안해 냈습니다. QLED 디스플레이는 머리카락의 약 40분의 1인 2.6㎛에 불과한 초박막 필름 소자로 마음대로 구부리고 늘릴 수 있을 뿐 아니라, 저전압에서도 작동하기 때문에 사람 피부에 부착해 사용할 수 있습니다. 여기에 HD디스플레이보다 42배 높은 해상도를 얻어낼 수 있고요.
이 QLED 디스플레이는 해상도가 2천460 ppi로 OLED나 액정화면(LCD)을 사용하는 갤럭시 S6(577 ppi)나 아이폰 6(326 ppi)보다 4∼7배 높습니다. 또 피부처럼 20% 정도 잡아당기거나 구겨도 정상적으로 작동합니다.
연구진은 연구성과에 대해 올해 초 국내 특허를 출원했으며 아울러 국제 특허 출원도 준비 중입니다. 생산공정 등을 개발하면 5년 내 실용화 및 양산이 가능할 것으로 보고 있습니다.
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