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유연 청색 박막 마이크로 LED 생산기술 개발

(대전ㆍ충남=뉴스1) 김태진 기자 | 2018-06-17 12:00 송고
고효율의 유연 수직형 청색 마이크로 LED 30x30 어레이(한국연구재단 제공)© News1

국내 연구진이 유연한 청색 박막 마이크로 LED 생산 기술을 개발했다.

한국연구재단은 한국과학기술원(KAIST·총장 신성철) 이건재 교수 연구원이 한국나노기술원(KANC) 협력팀과의 공동 연구를 통해 고효율의 유연 박막 수직형 청색 마이크로 LED 저비용 양산 기술을 개발했다고 17일 밝혔다.

마이크로 LED는 기존 LED 칩 크기를 크게 축소시켜 적·녹·청색의 발광소재로 사용하는 기술로, 낮은 전력과 빠른 응답속도의 장점을 갖는다.

올해 세계 최대 가전박람회(CES)에서 공개된 마이크로 LED TV는 AMOLED를 대체할 차세대 디스플레이로 각광받았다.

그러나 대량 생산하기 어렵고, 높은 제조 가격 등의 한계로 인해 초기 시장에서는 수 억 원대의 프리미엄 고가제품이 될 수 밖에 없을 것으로 전망되고 있다.

마이크로 LED 디스플레이가 모바일 및 TV 등의 분야에서 대중화되기 위해서는 칩 개별전사가 아닌 수 십 만개의 LED를 한 번에 전사하는 박막형 마이크로 LED 전사 기술이 필수적이며, 모든 색 구현에 중요한 고효율 청색 박막 마이크로 LED 기술이 핵심이다.

이에 연구팀은 수천 여개의 박막형 청색 마이크로 LED를 한 번에 플라스틱 위에 구현하는 원천기술을 개발했다.

앞서 연구팀은 올 초 두께 2마이크로미터(㎛, 1㎛=100만분의 1m) 이하의 박막형 적색 마이크로 LED를 개발했다.

이는 모든 색깔을 저비용으로 구현하기 위한 핵심적인 기술들이다.

연구팀이 개발한 청색 마이크로 LED는 수직형 박막 구조를 가지며, 매우 유연하다. 또 1제곱밀리미터(mm2)당 30밀리와트(mW) 이상의 강한 빛을 내며, 기존 수평형 박막 마이크로 LED보다 광효율이 3배 이상 뛰어나고, 발열이 적어 10만 시간(10년 이상) 구동될 수 있다.

수직형 박막 구조는 LED 칩 내부의 짧은 전류 통로로 인해 기존의 수평형 마이크로 LED 보다 발열이 적고 광 효율이 높다는 장점을 가지는 LED 구조이다.

이건재 교수는 “마이크로 LED 디스플레이를 대중화하기 위해서는 박막 전사기술, 고효율 소자 구조, 접속 및 패키징 기술이 필요하다”며 “ 올해 말까지 새 전사방법을 활용해 스마트 와치급 풀칼라 마이크로 LED 디스플레이를 구현할 예정이다”고 말했다.

이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(선도연구센터) 지원으로 수행됐다.

이번 연구 성과는 권위 있는 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈(Advanced Materials)’에 지난달 18일에 실렸다.


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