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IBS, 종이접듯 자유자재로 접을 수 있는 QLED 개발

등록 2021.09.27 15:12:08

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기사내용 요약

나노입자 연구단, 3차원 폴더블 QLED 어레이 기술
사용자 맞춤형 디스플레이 개발 기대, 연구결과 국제 학술지 게재

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[대전=뉴시스] IBS가 종이처럼 자유자재로 접을 수 있는 3차원 폴더블 QLED를 제작하는데 성공했다. 이 기술을 사용해 비행기, 나비, 피라미드 등의 복잡한 모양을 가진 3차원 폴더블 QLED를 제작할 수 있다.  *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 국내 연구진이 기존 평면 디스플레이로 한계를 극복한 3차원 디스플레이 원천기술을 개발했다.

기초과학연구원(IBS)는 나노입자연구단이 종이처럼 자유자재로 접을 수 있는 3차원 양자점발광다이오드(QLED) 개발에 성공했다고 27일 밝혔다.

양자점(Quantum dot)을 발광물질로 활용하는 QLED는 기존 액정디스플레이(LCD)와 달리 백라이트 등이 필요없어 얇은 두께의 디스플레이 제작이 가능하다.

이에 앞서 IBS 나노입자연구단은 지난 2015년 머리카락 두께의 약 30분의 1 크기인 3㎛ 두께의 초박형 QLED를 개발하고, 웨어러블 디스플레이 형태로 제작하는데 성공했었다.

기존 성과를 바탕으로 이번 연구에서 나노입자연구단은 종이접기를 하듯 초박형 QLED를 원하는 형태로 자유자재로 접을 수 있게 만들고 나비, 비행기, 피라미드 등 복잡한 구조를 가진 3차원 폴더블 QLED를 제작했다.

이를 위해 연구진은 이산화탄소 레이저를 이용, QLED 표면에 증착된 에폭시 박막을 부분적으로 깍는 '선택적 레이저 식각 공정'을 새롭게 개발했다.

식각된 부분은 주변보다 상대적으로 얇은 두께를 갖고 있어 외부에서 힘이 가해졌을 때 쉽게 변형이 일어난다.

이 과정서 연구단은 QLED와 에폭시 박막 사이에 은과 알루미늄 합금으로 구성된 얇은 식각 방지층을 둬 레이저로 인한 QLED 내부 손상을 효과적으로 막도록 했다.

또 연구진은 해당 공정을 통해 폴더블 QLED의 곡률반경(휘어진 정도)을 정밀하게 조절하는 데 성공, 약 50㎛ 미만의 매우 작은 곡률반경을 가진 폴더블 QLED을 만들었다.

500번 이상 반복적인 접힘에도 모서리 부분을 포함한 모든 발광면이 안정적으로 구동되는 것도 확인했다.

연구진은 이 기술로 나비, 비행기, 피라미드 등 복잡한 3차원 모양을 가진 QLED를 제작했으며 특히 64개의 픽셀로 구성된 피라미드형 3차원 폴더블 QLED는 2차원과 3차원 구조 간 변형이 자유로워 사용자가 원하는 형태로 자유자재로 접을 수 있는 디스플레이 개발 가능성을 보여줬다.

이번 연구결과는 전기전자분야 세계적 권위지인 '네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics, IF 33.686)'에 지난 24일자로 게재됐다.(논문명:Three-dimensional foldable quantum dot light-emitting diodes)

 나노입자연구단 김대형 부연구단장은 "합금으로 구성된 식각 방지층을 활용한 레이저 공정 덕분에 종이처럼 자유자재로 접을 수 있는 3차원 폴더블 QLED를 제작할 수 있었다"며 "이 연구에서 제작한 64개의 픽셀로 이뤄진 디스플레이를 넘어 향후에는 더 복잡한 폼팩터를 가진 QLED 디스플레이 제작할 수 있을 것"이라고 말했다.

나노입자연구단 현택환 단장도 "전자종이 및 신문, 태블릿 등 사용자 맞춤형 소형 디스플레이가 필요한 곳에 유용하게 사용될 것으로 본다"고 기대했다.


◎공감언론 뉴시스 kys0505@newsis.com

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