‘파스’처럼 피부에 붙이는 디스플레이 개발

기초과학연구원 연구팀,
머리카락 40분의 1 두께
초고해상도 QLED 최초 개발

왼쪽부터 현택환 단장과 김대형 연구위원

국내 연구진이 세상에서 가장 얇고 자유롭게 휘어지며 세계 최고의 해상도를 지닌 양자점 발광다이오드(QLED) 소자를 개발해 사람 손목 위의 디스플레이를 시연했다.

기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단(단장 현택환)은 14일 “두껍고 휘어지기 어려웠던 기존 웨어러블 기기의 단점을 완전히 해결하면서 초고해상도를 가진 양자점 발광다이오드를 세계에서 처음 개발했다”고 밝혔다. 김대형 연구단 연구위원(서울대 화학과 교수) 연구팀의 논문은 유명 학술지 <네이처 커뮤니케이션스> 이날(현지 시각)치 온라인판에 게재됐다. 양자점은 나노미터(㎚·1㎚는 10억분의 1m) 크기의 반도체 결정으로, 양자역학적인 성질을 지녀 크기에 따라 다양한 빛을 낸다.

연구팀은 “양자점 발광다이오드는 유기물로 빛을 내는 유기발광다이오드(OLED)에 비해 진화한 차세대 발광소자로, 전류를 흘려주면 양자점이 청색·녹색·적색 빛을 낸다. 유기발광다이오드보다 색 재현율이 뛰어나고 수분·산소 등 주변 환경에 대해 안정성이 높아 선진국에서 앞다퉈 개발 중이지만 아직 상용화단계에 이르지 못하고 있다”고 설명했다.

기초과학연구원 연구팀이 세상에서 가장 얇고 자유롭게 휘면서 최고 해상도를 지닌 양자점 발광다이오드 소자로 디스플레이를 만들어 피부 위에 부착한 뒤 작동시키고 있다.

연구팀이 개발한 소자는 두께가 머리카락의 40분의 1(2.6마이크로미터·1㎛는 100만분의 1)에 불과한 초박막 필름 소자로, 마음대로 구부리고 늘릴 수 있을 뿐 아니라 저전압에서도 작동하기 때문에 사람의 피부에 붙인 상태에서 사용이 가능하다. 또 알루미늄 호일, 둥근 유리나 깡통 등의 다양한 표면에 부착할 수 있다. 해상도 또한 세계 최고 수준인 2460ppi(인치당 픽셀)로 유기발광다이오드나 액정화면(LCD)을 사용하는 최신 스마트폰(갤럭시 S6 577ppi, G3 538ppi, 아이폰 6 326 ppi)의 4~7배다. 고해상도(HD) 텔레비전보다는 42배나 높다.

현재 세계 스마트폰, 태블릿 피시 등 중소형 디스플레이 시장 규모는 약 420억달러(46조원)로 우리나라가 선두를 지키고 있다. 웨어러블기기 시장은 약 102억달러(11조원)로 해마다 40%의 성장을 하고 있다. 연구팀은 이번에 개발한 소자에 대해 국내 특허를 출원했으며 외국 특허 출원도 준비하고 있다고 밝혔다.

이근영 선임기자 [e-mail]