연구재단, 고밀도 픽셀 환경서 선명한 화질 구현
초미세패턴 가능한 유기반도체 정공전달소재 개발
초고해상도 마이크로디스플레이의 오랜 난제였던 픽셀 간섭 현상을 근본적으로 해결하는 기술이 개발됐다.
한국연구재단은 김도환 한양대 교수, 조정호 연세대 교수, 강문성 서강대 교수 연구팀이 공동으로 고밀도 픽셀 환경에서 신호 간섭 없이 선명한 화질을 구현할 수 있는 초고해상도 유기발광다이오드(OLED) 마이크로디스플레이 핵심 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.
마이크로디스플레이는 1인치 이하 크기의 고해상도 디스플레이로, 최근 확장현실(XR) 기술을 활용한 실감형 콘텐츠에 대한 수요가 늘면서 실제와 같은 시각 정보를 제공해 즉각적인 몰입감을 전달할 수 있는 OLED 마이크로디스플레이 개발이 요구되고 있다.
하지만, 해상도가 증가함에 따라 픽셀 간 거리가 수 마이크로미터 수준으로 가까워져 전기적 신호 간섭이 발생해 색영역과 색순도가 감소하는 문제를 안고 있다. 이를 극복하기 위해 픽셀 간 공유된 정공전달층(양극에서 정공을 발광층으로 전달하는 층)을 정밀하게 패턴화해 누설전류를 차단하는 방안이 중요하다. 현재 정공전달층으로 널리 사용되는 저분자 유기반도체는 낮은 내구성과 고햇항도 패턴이 쉽지 않은 단점이 있다.
연구팀은 10000ppi(인치 당 픽셀 수) 이상의 초미세 패턴이 가능한 유기반도체 정공전달층 소재를 개발하고, 고밀도 픽셀 환경에서도 신호 간섭 없는 고해상도 OLED 소자를 구현하는 데 성공했다. 또한 반도체의 정밀 패턴 공정기술인 포토리소그래피를 활용해 대면적(6인치) 실리콘 웨이퍼 위에 마이크로미터 수준의 정밀한 초고해상도 픽셀을 구현했고, 정공전달층의 에너지 수준과 정공 전달 속도를 제어해 OLED 발광효율을 높였다.
김도환 한양대 교수는 "기존의 마이크로디스플레이 소재 및 패턴 공정으로 해결할 수 없었던 픽셀 간섭 현상을 획기적으로 개선한 연구"라며 "앞으로 초실감 확장현실을 실현하는 고해상도 마이크로디스플레이에 널리 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '네이처 일렉트로닉스(지난달 27일자)' 온라인에 실렸다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr
한양대·연세대·서강대는 초고해상도 마이크로디스플레이의 오랜 난제였던 픽셀 간섭 현상을 근본적으로 해결할 수 있는 OLED 마이크로디스플레이 기술을 개발했다. 연구재단 제공
