국내 연구진이 기존 ‘QLED(퀀텀닷LED)’보다 100배 이상 해상도가 높은 디스플레이 구현 기술을 개발했다.
한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 정연식 교수·전덕영 명예교수 공동 연구팀이 차세대 QLED 기반 디스플레이 실현을 위한 ‘풀 컬러 퀀텀닷 패터닝 프린팅’ 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 퀀텀닷은 차세대 디스플레이 반도체 입자다. 별도의 장치 없이 크기·전압에 따라 스스로 다양한 빛을 낸다. 삼성디스플레이가 지난해 퀀텀닷을 중심으로 하는 차세대 디스플레이 양산라인 구축·기술개발에 약 13조원을 투자하겠다는 계획을 발표하기도 했다.
하지만 퀀텀닷은 OLED와 달리 용매에 녹아 분산돼 기존 디스플레이 공정에 적합하지 않다. 양산성이 떨어지고, 해상도의 개선 정도도 제한적이다.
KAIST 연구팀은 퀀텀닷의 용매 성분을 미세하게 조절, 퀀텀닷이 수 나노미터~수천 나노미터 크기의 주형틀에 맞춰 스스로 조립하는 기술을 개발했다. 여기에 초저압 전사 프린팅 기술을 활용하며 패턴 손상을 최소화 했다. 그 결과 QLED 소자의 성능이 기존 프린팅 방식 대비 약 7배 증가한다는 사실을 확인했다.
특히 풀 컬러 퀀텀닷 배열의 해상도를 최대 1만4000ppi(1인치 당 픽셀 수)까지 구현하는데에도 성공했다. 현재 최고 수준의 해상도를 자랑하는 8K 디스플레이의 117ppi보다 약 100배 이상 선명한 수준이다. 연구팀은 이를 활용, 적·녹·청 퀀텀닷 픽셀이 개별적으로 발광하는 초고해상도의 차세대 능동형 퀀텀닷LED(Active Matrix QLED) 디스플레이도 구현할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
대전=전희진 기자 heejin@kmib.co.kr