기초과학연구원 연구진, 피부 부착형 양자점 LED 개발

“ 두께는 머리카락 1/40, 해상도는 스마트폰의 4~7배 높아 ”

“ 웨어러블 기기 시장의 판도를 바꿀 것으로 기대 ”

□ 미래창조과학부 산하 기초과학연구원(IBS)의 나노입자연구단 연구팀이 자유롭게 휘어지고 늘어나며, 해상도는 가장 높은 양자점 발광다이오드(QLED, Quantum dot light emitting diode) 소자를 개발하였다. 

ㅇ 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 피부 위의 디스플레이’가 현실화 되는 것이다.

ㅇ 해상도 역시 세계최고 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.

ㅇ 비결은 양자점 나노입자를 기판에 고르게 잘 배열하는 음각 전사-인쇄 기술을 개발한 데 있다. 넓은 면적에 간단하게 적용할 수 있어 대량생산에도 용이하다.

□ 양자점 발광다이오드(LED)는 유기물로 빛을 내는 유기발광다이오드(OLED)에 비해 진화한 차세대 발광소자다.

ㅇ 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.

ㅇ 현재 우리나라를 비롯한 선진국에서 앞 다투어 개발 중이지만 아직 상용화단계에 이르지 못한 상태다.

□ 이번 연구를 주도한 기초과학연구원 현택환 단장과 김대형 연구위원은

ㅇ “두껍고 휘어지기 어려웠던 기존 웨어러블 기기의 단점을 완전히 해결하면서 초고해상도를 가진 양자점 발광다이오드(LED)는 처음 개발한 것이다. 발광다이오드(LED) 분야에서 미국 등 선진국을 앞섰다는 의미다. 앞으로 제품 및 생산공정 기술만 개발하면 양산이 가능하다”라고 말했다.

□ 현재 세계 스마트폰, 태블릿 PC 등 중소형 디스플레이 시장규모는 약 420억 달러로 우리나라가 선두를 지키고 있으며, 웨어러블 기기 시장 규모는 약 102억 달러인데 매년 40% 이상 급속한 성장세에 있다.

□ 연구진은 이번 연구 성과와 관련하여 올해 초 국내에 특허 출원하였고 국제 특허 출원도 준비 중이다.

□ 또한 과학기술분야 세계적인 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 10.742)에 5월 14일자(한국시, 5.14. 18:00)로 온라인 게재되었다.

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