머리카락 두께 40분의1…양자점 발광다이오드 소자 개발
[아시아경제 정종오 기자] 세상에서 가장 얇고 자유롭게 휘어지며 해상도가 가장 높은 양자점 발광다이오드(QLED, Quantum dot light emitting diode) 소자가 개발됐다. 두께가 머리카락의 약 40분의1(2.6마이크로미터)에 불과하다. 초박막 필름 소자로 마음대로 구부리고 늘릴 수 있다. 저전압에서도 작동하기 때문에 사람의 피부에 부착시킨 상태에서 사용이 가능하다.
이번 기술이 상용화 되면 영화에서나 볼 수 있는 '손목 피부위의 디스플레이'가 현실화 된다. 해상도 역시 세계최고 수준인 2460ppi로 유기발광다이오드나 액정화면(LCD)을 사용하는 최신 스마트폰의 4~7배, 고해상도 티브이(HD TV)의 42배나 높다고 연구팀은 설명했다. 다만 상용화까지는 약 5년의 시간이 걸릴 것으로 예상된다.
국내 연구팀은 양자점 나노입자를 기판에 고르게 잘 배열하는 음각 전사-인쇄 기술도 개발했다. 기판에 넓게 적용할 수 있어 대량생산도 쉽다. 양자점 발광다이오드(QLED)는 유기물로 빛을 내는 유기발광다이오드(OLED)에 비해 진화한 차세대 발광소자다.
나노크기(10억분의 1m)의 양자점(Quantum dot)이라는 물질을 발광소자로 이용하는 방식이다. 전류를 흘려주면 양자점이 청색, 녹색, 적색 빛을 내는데 유기발광다이오드(OLED)에 비해 색 재현율이 우수하고 주변 환경(수분, 산소 등)에 대한 안정성도 높다.
우리나라를 비롯한 선진국에서 앞 다퉈 개발 중인데 아직 상용화 단계에 이르지 못했다. 이번 연구를 주도한 기초과학연구원 현택환 단장과 김대형 연구위원은 "두껍고 휘어지기 어려웠던 기존 웨어러블 기기의 단점을 완전히 해결한 초고해상도를 가진 양자점 발광다이오드(LED)는 세계최초"라며 "발광다이오드(LED) 분야에서 미국 등 선진국을 확실히 앞섰다는 의미"라고 말했다.
연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF 10.742)에 5월14일자로 온라인(논문명: 고해상도 음각 전사-인쇄 기술을 이용한 웨어러블 삼원색 양자점 발광 디스플레이, Wearable red-green-blue quantum dot lignt-emitting diode array using high-resolution intaglio transfer printing)에 실렸다. 제1저자는 서울대 화학생물공학부 최문기 석박사 통합과정생, 양지웅 석박사 통합과정생 등이다.
정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr
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