[ 아시아경제 ] 초고해상도 마이크로디스플레이에 픽셀 간섭 현상(픽셀 사이 전기적 혹은 광학적 신호 중첩에 따른 색 순도·영역 감소)을 해결할 핵심기술이 국내에서 개발됐다. 픽셀 간섭은 마이크로디스플레이 분야에 오랜 난제로 꼽혀 왔다. 마이크로디스플레이는 1인치 이하인 고해상도 디스플레이 패널을 말한다.

한국연구재단은 김도환 한양대 교수, 조정호 연세대 교수, 강문성 서강대 교수가 참여한 공동연구팀이 고밀도 픽셀 환경에서도 신호 간섭 없이 고화질을 구현할 수 있는 초고해상도 유기발광다이오드(OLED) 마이크로디스플레이 핵심기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

OLED 마이크로디스플레이는 확장현실 기술을 활용한 실감형 콘텐츠 수요가 증가하는 것에 맞춰 개발 필요성이 커진다. 실제와 같은 시각정보를 제공해 즉각적인 몰입감을 전달할 수 있는 장점을 가진 까닭이다.

하지만 해상도 증가로 픽셀 간 거리가 수 마이크로미터 수준으로 근접, 전기적 신호 간섭이 발생하면서 색깔의 순도와 영역이 감소하는 문제는 해결해야 할 과제로 떠올랐다.

이를 해결하기 위해선 픽셀 간 공유된 정공전달층을 미세하게 패턴해 인접 픽셀로 흐르는 누설전류를 차단하는 것이 중요하다. 이때 정공전달층으로 널리 사용되는 저분자 유기반도체는 고밀도 픽셀 구현에서 해결되지 않는 난제로 꼽혔다.

이에 공동연구팀은 10000ppi(해상도의 밀도를 나타내는 단위로, 1인치당 표시되는 개별 픽셀 수) 이상의 초미세패턴이 가능한 유기반도체 정공전달소재를 개발해 고밀도 픽셀 환경에서도 신호 간섭을 받지 않는 고해상도 OLED 소자를 구현하는 데 성공했다.

또 정밀한 미세패턴을 구현하는 데 유리한 실리콘(Si) 반도체의 비등방성 식각 기반의 ‘포토리소그래피(빛을 이용해 반도체 소자·디스플레이 등을 제작하는 정밀 패턴공정)’를 활용해 대면적 웨이퍼(6인치)에서도 마이크로미터 수준의 정밀한 초고해상도 픽셀을 구현하는 동시에 정공전달층의 에너지 수준과 정공 전달 속도를 제어해 OLED 발광효율을 높이는 성과를 거뒀다.

김도환 교수는 “이번 연구 성과는 기존의 마이크로디스플레이 소재 및 패턴 공정으로 해결할 수 없던 픽셀 간섭 현상을 획기적으로 개선했다는 점에서 의미를 갖는다”며 "이를 통해 고해상도 마이크로디스플레이의 응용 가능성을 확장하고, 가속화하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업, 글로벌 선도연구센터, STEAM 연구사업의 지원으로 수행됐다. 연구 성과는 지난달 27일 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’ 온라인에 게재됐다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr
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