마이크로 LED 대중화 앞당길 핵심 원천기술은 무엇?

▲이건재 KAIST 신소재공학과 교수

박막 수직형 청색 마이크로 LED(발광다이오드)…차세대 디스플레이 상용화 기대


[에너지경제신문 여영래 기자] 국내 연구팀이 수천 개의 박막형 청색 마이크로 LED(발광다이오드)를 한번에 플라스틱 위에 구현하는 기술을 개발, 주목을 끈다.

한국연구재단은 이건재 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀이 한국나노기술원과 협력을 통해 이 같은 기술 개발에 성공했다고 18일 밝혔다. ‘마이크로 LED’는 기존 LED 칩의 크기를 축소해 적·녹·청색의 발광소재로 사용하는 기술을 일컫는다. 낮은 전력으로도 빠른 응답속도를 보인다는 게 마이크로 LED의 특징점이다.

마이크로 LED 디스플레이가 모바일과 TV 등의 분야에서 대중화되기 위해서는 칩 개별전사가 아닌 수 십 만개의 LED를 한 번에 전사하는 박막형 마이크로 LED 전사 기술이 필수적이며, 모든 색 구현에 중요한 고효율 청색 박막 마이크로 LED 기술이 핵심이다.

현재 산업계에서는 이러한 마이크로 LED를 두꺼운 미니 LED 칩을 소형화해 개별 전사하는 방식으로 생산하고 있다. 이러한 방식으로는 수천만 화소의 디스플레이를 대량 생산하기 어려움이 있고, 제조 비용 또한 많이 소요되는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 올해 초 두께 2㎛ 이하의 박막형 적색 마이크로 LED를 개발했다. 이어 저비용으로 모든 색을 구현해 내기 위해 수천여개의 박막형 청색 마이크로 LED를 한 번에 플라스틱 위에 구현하는 원천기술을 개발하게 된 것이다.

이번에 개발된 청색 마이크로 LED는 수직형 박막 구조를 가지며 매우 유연한 특성을 갖췄다. 또한 1제곱밀리미터(mm2)당 30밀리와트 이상의 강한 빛을 내 기존 수평형 박막 마이크로 LED보다 광효율이 3배 이상 뛰어나고, 발열이 적어 10만 시간 구동될 수 있다.

이건재 KAIST 교수는 "마이크로 LED 디스플레이를 대중화하기 위해서는 박막 전사기술, 고효율 소자 구조, 접속 및 패키징 기술이 필요하다"며 "올해 말까지 새 전사방법을 활용, 스마트 워치급의 풀 칼라 마이크로 LED 디스플레이를 구현할 계획"이라고 밝혔다.

한편 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행했으며, 연구 결과는 재료 분야 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼즈’의 5월 18일자에 실린 바 있다.