이번에 개발된 QLED 소자는 매우 얇아 피부에 부착이 가능하고 저전압에서도 고성능을 보인다. (사진제공=미래부)© News1

국내 연구진이 마음대로 구부리고 늘릴 수 있을 뿐 아니라 사람의 피부에 부착한 상태에서도 작동되는 양자점 발광다이오드(QLED) 소자 개발에 성공, '손목 피부 위 디스플레이' 현실화를 앞당겼다.

현택환 서울대 교수가 이끄는 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단은 세상에서 가장 얇고 자유롭게 휘어지며 해상도도 가장 높은 양자점 QLED 소자를 개발했다고 14일 밝혔다.

QLED는 유기물로 빛을 내는 유기발광다이오드(OLED)에 비해 한층 진화한 차세대 발광소자다. 10억분의 1미터(m)인 나노크기의 양자점(Quantum dot)이라는 물질을 발광소자로 사용하는 방식이다. 전류를 흘려주면 양자점이 청색, 녹색, 적색 빛을 내는데, OLED에 비해 색 재현율이 우수하고 수분, 산소 등 주변 환경에 대한 안정성도 높다.

특히 연구팀이 개발한 이번 QLED 소자는 두께가 2.6마이크로미터(㎛)에 불과한 초박막 필름 소자다. 머리카락의 40분의 1 수준이다. 구부리고 늘릴 수 있으며 저전압에서도 작동하기 때문에 사람의 피부에 부착하는 디스플레이로도 활용 가능하다. 해상도 역시 인치당픽셀수(ppi) 2460으로 세계최고 수준이다. OLED나 액정화면(LCD)을 사용하는 최신 스마트폰의 4~7배다. '갤럭시S6'는 577ppi, 'G3'는 538ppi, '아이폰6'는 326ppi다. 고화질(HD) TV와 비교하면 해상도가 42배나 높다.

변형이 자유로운 고해상도 QLED는 현재 우리나라를 비롯한 선진국에서 앞 다투어 개발 중이지만 아직 상용화단계에 이르지 못한 상태다. 현 교수는 "두껍고 휘어지기 어려웠던 기존 웨어러블 기기의 단점을 완전히 해결하면서 초고해상도를 가진 QLED는 세계최초다"며 "LED 분야에서 미국 등 선진국을 확실히 앞섰다는 의미"라고 강조했다. 이어 "앞으로 제화 및 생산공정 기술만 개발하면 양산이 가능하다"고 덧붙였다.현재 세계 스마트폰, 태블릿 PC 등 중소형 디스플레이 시장규모는 약 420억달러로 우리나라가 선두를 지키고 있다. 웨어러블기기 시장 규모는 약 102억달러이며 매년 40% 이상 급속한 성장세에 있다. 연구진은 이번 연구에 대한 국내 특허 출원을 올초 마쳤고 국제 특허 출원도 준비 중이다. 

한편 이번 연구 성과는 과학기술분야 세계적인 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 14일자로 온라인 게재됐다.

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