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연구팀이 설계한 정공전달층을 실리콘 기판에 적용한 모습 ⓒ김도환 교수·권혁민 미국 스탠퍼드대 박사후연구원 제공

한국연구재단은 한양대 김도환 교수, 연세대 조정호 교수, 서강대 강문성 교수 공동 연구팀이 고밀도의 픽셀(화면의 최소 단위)에서도 선명한 화질을 구현할 수 있는 유기발광다이오드(OLED) 마이크로디스플레이 핵심 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

OLED 마이크로디스플레이는 1인치 이하의 초고해상도 디스플레이를 말한다.

최근 확장현실(XR) 기술 등 실감형 콘텐츠 부상으로 실제와 같은 몰입감을 줄 수 있는 OLED 마이크로디스플레이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

다만 해상도 증가로 픽셀 간 거리가 수 ㎛(마이크로미터·100만분의 1ｍ) 수준으로 가까워지면서 전기적 신호 간섭이 발생하고, 이로 인해 색영역·색순도가 감소한다는 문제가 있다.

픽셀 간 신호 간섭 ⓒ김도환 교수·권혁민 미국 스탠퍼드대 박사후연구원 제공

이를 해결하기 위해서는 픽셀 간 공유된 정공전달층(양극에서 정공을 발광층으로 전달하는 층)을 정밀하게 패턴화해 누설전류를 차단하는 기술이 관건이다.

기존 정공전달층으로 주로 사용되는 저분자 유기반도체는 정밀하게 패턴하기 쉽지 않고 내구성이 떨어진다는 단점이 있다.

연구팀은 10000ppi(인치 당 픽셀 수) 이상의 초미세 패턴이 가능한 유기반도체 정공전달층 소재를 개발, 고밀도 픽셀 환경에서도 신호 간섭 없는 고해상도 OLED 소자를 구현해 냈다. 이어 포토리소그래피(빛을 이용해 회로 패턴을 새겨 넣는 공정) 기술을 이용해 6인치 실리콘 웨이퍼(기판) 위에 대면적 스케일로 구현하는 데 성공했다.

김도환 교수는 "초고해상도 마이크로디스플레이의 오랜 난제였던 픽셀 간섭 현상을 획기적으로 개선했다"며 "고해상도 마이크로디스플레이의 응용 가능성을 넓힐 것"이라고 기대했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 일렉트로닉스' (Nature Electronics) 지난달 27일 자 온라인판에 실렸다.

연합뉴스: 저작권자 2025-02-13 ⓒ ScienceTimes

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