1.65배 늘어나도 손상 없는 초고해상도 신축 디스플레이 개발

(대전=뉴스1) 이동원 기자 = 한국연구재단은 15일 UNIST 최문기 교수 연구팀이 DGIST 양지웅 교수팀 및 기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단 김대형 부연구단장 연구팀과 공동으로 고해상도 스트레처블 QLED(양자점발광다이오드) 기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 지원으로 진행됐으며, '네이처 나노테크놀로지' 14일 자 온라인판에 게재됐다.

이번 연구는 양자점 기반 스트레처블 디스플레이의 핵심 난제인 '고해상도 픽셀 구현'과 '고성능 발광 특성 확보'를 동시에 달성했다는 점에서 혁신적 의미가 있다. 기존 신축 디스플레이는 화면을 늘릴 때 발광 픽셀은 그대로 두고 배선만 늘리는 구조로, 화면 확장 시 발광 면적 감소와 화질 저하 문제를 겪었다.

연구팀은 발광층 표면을 화학적으로 정밀 개질하는 'LIFT (Ligand engineering at the Interface and intaglio Film Transfer printing)' 공정을 개발, 계면 전하 주입 효율과 소재 접착 특성을 동시에 향상해 고해상도 초미세 패턴 인쇄 안정성을 확보했다.

이를 통해 약 1만6000 PPI(pixel per inch)의 초고해상도 패턴 구현에 성공했으며, 빨강·초록·파랑 3색 신축 발광층으로 고품질 다색 화소도 완성했다. 촉감처럼 자유롭게 최대 1.65배 늘어나도 기계적 손상 없이 안정적 작동하는 뛰어난 신축성뿐만 아니라, 기존 1만5000니트 이하 대비 3배를 넘는 5만3300니트의 세계 최고 수준 밝기를 기록해 차세대 투명·유연 디스플레이 상용화의 기술적 토대를 마련했다.

개발된 공정 기술은 양자점 기반 신축 발광층 정밀 패터닝을 가능케 해 향후 고해상도 스트레처블 디스플레이 제조 플랫폼으로 광범위하게 활용될 전망이다. 피부 부착형 웨어러블 전자기기, 전자피부, 소프트 로봇 인터페이스, 의료·헬스케어 기기, 자유곡면 차량용 디스플레이, 차세대 XR 디스플레이 등 다양한 차세대 소프트 전자소자 응용이 기대된다.

최문기 UNIST 교수는 "이번 연구는 스트레처블 디스플레이 성능을 획기적으로 향상해 상용화를 위한 핵심 기술 기반을 마련했다"며 "웨어러블 기기와 전자피부 등 혁신 소자 분야에 다양하게 활용될 것"이라고 밝혔다.

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