한국과학기술원(KAIST)은 이건재 신소재공학과·김대수 생명과학과 교수팀이 유연한 수직형 마이크로 발광다이오드(LED)를 개발했다고 29일 밝혔다.

저전력, 빠른 응답 속도, 뛰어난 유연성 등의 특성 덕분에 차세대 디스플레이로 주목받는다.

현재 산업계에선 200㎛(마이크로미터) 이상의 크기를 갖는 두꺼운 미니 LED 칩을 소형화하는 방식을 주로 쓴다.

연구팀은 수직 LED용 양산 장비를 자체적으로 설계했다.

두께 5㎛·크기 80㎛ 이하의 2천500여개 박막 LED를 이방성 도전 필름을 활용해 한 번에 플라스틱 기판으로 전사했다.

이방성 도전 필름은 열경화성 폴리머 물질에 전기 전도성을 갖는 입자가 분산된 형태다.

이후 연구팀은 상호 연결된 유연한 수직형 마이크로 LED를 구현했다.

수직형 마이크로 LED는 기존 수평형 마이크로 LED와 비교해 3배 이상 향상된 광 효율을 가진다.

이건재 교수는 "국가적으로도 중요한 기술"이라며 "차세대 OLED(유기발광다이오드)를 대체할 중요한 원천 기술로 보면 된다"고 설명했다.

연구팀은 이 마이크로 LED를 쥐 뇌에 삽입해 행동 제어를 끌어냈다.

빛을 쏠 때마다 수염이나 앞다리가 움직이는 반응을 관찰할 수 있었다.

연구에는 30㎽/㎟ 이상의 강한 빛을 내는 유연 마이크로 LED가 사용됐다.

발열이 적어 뇌 조직에도 손상이 없었다.

이건재 교수는 "스마트워치, 모바일 디스플레이, 웨어러블 조명 등에 바로 활용될 수 있을 것"이라며 "인간이 아직 풀지 못한 뇌과학이나 광 치료, 생체 삽입형 바이오센서 분야에서도 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

연구는 스마트 IT융합시스템 연구단 지원을 받아 수행했다.