피부 부착 디스플레이란? QLED 디스플레이, 머리카락의 1/40…구겨져도 작동 OK!

피부 부착 디스플레이란. 사진=피부 부착 디스플레이란/IBS 제공

피부 부착 디스플레이란? QLED 디스플레이, 머리카락의 1/40…구겨져도 작동 OK!

피부 부착 디스플레이란

국내 연구진이 해상도가 최신 스마트폰의 4배 이상이면서 두께는 머리카락의 40분의 1에 불과하고 잡아늘이거나 구겨도 작동하는 피부 부착형 디스플레이를 개발했다.

기 초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 현택환 단장과 김대형 연구위원팀은 14일 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communication)’에서 지금까지 개발된 것 중 가장 얇고 잘 휘어지며 해상도도 가장 높은 양자점(Quantum dot) 발광다이오드(QLED) 소자를 개발했다고 밝혔다.

연구진에 따르면, 이 QLED 디스플레이는 머리카락의 약 40분의 1인 2.6㎛에 불과한 초박막 필름 소자로 마음대로 구부리고 늘릴 수 있을 뿐 아니라 저전압에서도 작동하기 때문에 사람 피부에 부착해 사용할 수 있다. 이 기술이 상용화되면 SF영화에 등장하는 ‘손목 피부 위의 디스플레이’가 현실화할 것이라는 설명이다.

QLED는 유기물로 빛을 내는 유기발광다이오드(OLED)에 비해 진화한 차세대 발광소자로 나노크기(1㎚=10억분의 1m)의 양자점이라는 물질을 발광소자로 사용한다.

전류를 흘려주면 양자점이 청색, 녹색, 적색 빛을 내는데 OLED보다 색 재현율이 우수하고 수분, 산소 등 주변 환경에 대한 안정성도 높아 세계적으로 활발하게 연구되고 있으나 아직 상용화 단계에는 이르지 못하고 있다.

고 해상도 양자점 디스플레이를 구현하려면 다양한 색상의 양자점들을 잘 디자인해 배열해야하는데, 연구진은 이 연구에서 합성된 고성능 나노 재료들을 휘어지는 기판에 옮길 수 있고 대면적에 쉽게 적용할 수 있는 음각 전사-인쇄 기술을 고안해 냈다.

이 기술을 활용해 피부에 부착할 수 있고 저전압에서도 고성능을 발휘해 상용화된 HD디스플레이보다 해상도가 42배 높은 QLED를 개발했다.

이 QLED 디스플레이는 해상도가 2460 ppi로 OLED나 액정화면(LCD)을 사용하는 갤럭시 S6(577 ppi)나 아이폰 6(326 ppi)보다 4∼7배 높다. 또 피부처럼 20% 정도 잡아당기거나 구겨도 정상적으로 작동한다.

연구진은 올해 초 국내 특허를 출원했으며 아울러 국제 특허 출원도 준비 중이다. 생산공정 등을 개발하면 5년 내 실용화 및 양산이 가능할 것으로 보고 있다.

현 택환 단장과 김대형 연구위원은 “두껍고 휘어지기 어려운 기존 웨어러블 기기의 단점을 해결하면서 초고해상도를 가진 QLED를 개발한 것은 이번이 처음”이라며 “우리나라가 LED 분야에서 선진국을 확실히 앞섰음을 보여주는 성과”라고 말했다.

피부 부착 디스플레이란. 사진=피부 부착 디스플레이란/IBS 제공
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