[아이티비즈] 미래창조과학부 산하 기초과학연구원(IBS)의 나노입자연구단 연구팀이 세상에서 가장 얇고 자유롭게 휘어지며 해상도 가장 높은 양자점 발광다이오드(QLED, Quantum dot light emitting diode) 소자를 개발했다.
두께가 머리카락의 약 1/40(2.6마이크로미터)에 불과한 초박막 필름 소자로 마음대로 구부리고 늘릴 수 있을 뿐 아니라, 저전압에서도 작동하기 때문에 사람의 피부에 부착시킨 상태에서 사용이 가능하다. 이 기술이 상용화 되면 영화에서나 봐왔던 ‘사람 손목 피부위의 디스플레이’가 현실화되는 것이다.
해상도 역시 세계 최고 수준인 2,460ppi로 유기발광다이오드(OLED)나 액정화면(LCD)을 사용하는 최신 스마트폰(갤럭시 S6: 577 ppi; G3: 538 ppi; 아이폰 6: 326 ppi)의 4~7배, 고해상도 티브이(HD TV)의 42배나 높다. 이를 위해 연구진은 양자점 나노입자를 기판에 고르게 잘 배열하는 음각 전사-인쇄 기술도 개발하였는데, 기판에 넓게 적용할 수 있어 대량생산에도 용이하다.
양자점 발광다이오드(QLED)는 유기물로 빛을 내는 유기발광다이오드(OLED)에 비해 진화한 차세대 발광소자다.
나노크기(10억분의 1m)의 양자점(Quantum dot)이라는 물질을 발광소자로 사용하는 방식으로, 전류를 흘려주면 양자점이 청색, 녹색, 적색 빛을 내는데 유기발광다이오드(OLED)에 비해 색 재현율이 우수하고 주변 환경(수분, 산소 등)에 대한 안정성도 높다.
현재 우리나라를 비롯한 선진국에서 앞 다투어 개발 중이지만 아직 상용화단계에 이르지 못한 상태다.
이번 연구를 주도한 기초과학연구원 현택환 단장과 김대형 연구위원은 “두껍고 휘어지기 어려웠던 기존 웨어러블 기기의 단점을 완전히 해결하면서 초고해상도를 가진 양자점 발광다이오드(LED)는 세계 최초"라며, "발광다이오드(LED) 분야에서 미국 등 선진국을 확실히 앞섰다는 의미다. 앞으로 제화 및 생산공정 기술만 개발하면 양산이 가능하다”고 말했다.
현재 세계 스마트폰, 테블릿 PC 등 중소형 디스플레이 시장규모는 약 420억달러로 우리나라가 선두를 지키고 있으며, 웨어러블기기 시장 규모는 약 102억 달러인데 매년 40% 이상 급속한 성장세에 있다.
연구진은 이번 연구성과는 올해 초에 국내에 특허 출원하였고 국제 특허 출원도 준비 중이다. 또한 과학기술분야 세계적인 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 10.742)에 5월 14일자로 온라인 게재됐다.
