한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 이정용 교수 연구팀이 차세대 디스플레이로 주목받는 진청색 페로브스카이트 LED의 색 불안정성과 낮은 밝기 문제를 해결할 수 있는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다. 페로브스카이트는 부도체·반도체·도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는 산화물로, 발광 효율이 높아 차세대 디스플레이 소재로 활발히 연구되고 있다. 특히 색 조절이 가능하면서도 경제적인 할라이드(할로젠화합물) 페로브스카이트 발광체가 주목받는다. 여러 할라이드 이온을 혼합해 만드는데, 이온들이 이동하면서 생기는 상 분리 현상으로 인해 색이 변하는 등 불안정성 문제가 있었다. 연구팀은 ‘할라이드 공석’(할라이드 이온들이 이동하는 통로)을 막을 수 있는 물질을 이용해 이온 이동을 억제하는 방법으로 색이 변하지 않는 진청색 페로브스카이트 LED를 개발했다 지금까지 보고된 진청색 페로브스카이트 LED 성능 중 가장 높은 수준의 밝기인 2700니트(nit·1니트는 촛불 한 개의 밝기)를 구현하는 데 성공했다. 햇빛이 강하게 비치는 야외 환경에서도 사용할 수 있는 수준이다. 이승재 박사과정생은 “녹색과 적색 LED와의 격차를 줄임으로써 적녹청(RGB) 3가지 색을 모
대형 TV와 스마트기기 등 다양한 분야에 사용할 수 있어 차세대 디스플레이로 주목받는 마이크로 LED 분야에서 한국이 특허등록 세계 1위를 기록하며 기술개발을 주도하는 것으로 나타났다. 7일 특허청에 따르면 한국·미국·중국·유럽연합·일본(IP5) 등 주요국 특허청에 등록된 특허를 분석한 결과, 최근 10년간 마이크로 LED 기술의 등록건수는 2013년 540건에서 2022년 1,045건으로 두 배 가까이 증가했다. 국적별 등록인을 보면 한국이 1,567건(23.2%)으로 가장 많았고, 일본 1,360건(20.1%), 중국 1,217건(18.0%), 미국 1,080건(16.0%), 유럽연합 750건(11.0%) 순이었다. 주요 등록인으로는 LG이노텍(404건·6.0%)이 1위를 차지했고, 삼성전자(384건·5.7%), 일본의 반도체에너지연구소(SEL)(315건·4.7%), 삼성디스플레이(240건·3.6%), 중국의 징둥팡(BOE)(223건·3.3%)이 그 뒤를 이었다. 같은 기간 연평균 증가율은 중국 37.5%, 유럽연합 10.0%, 대만 9.9%, 한국 4.4%, 미국 4.1% 순으로 나타났다. 그간 우위를 점하던 한국과 최근 마이크로 LED 기술에 대한 연
UNIST 최문기 교수팀, 고해상도 스트레쳐블 디스플레이 패터닝 기술 개발 피부처럼 늘어나는 고해상도 디스플레이 제작 기술이 개발됐다. 자체 신축성을 가지고 소리와 빛을 동시에 발생시켜 차세대 디스플레이로써 웨어러블 기기나 모바일, 사물인터넷(IoT) 등에서 유용할 전망이다. UNIST 신소재공학과의 최문기 교수팀은 ‘스탬프의 표면제어로 스트레쳐블 발광층의 고해상도 패터닝 기술’을 개발했다. 이 기술로 만든 스트레쳐블 발광 소자는 신축성을 지니는 동시에 빛과 소리를 발생시킨다. 최문기 교수는 “차세대 디스플레이 수요가 증가하고 있으나, 기존에 사용됐던 발광 소자는 패터닝 공정을 적용하기 힘들어 ‘표면 에너지 제어를 통한 발광층 전사 기술’을 개발했다”고 전했다. 연구진은 개발한 기술을 바탕으로 시각 및 청각을 이용해 방화벽을 해제할 수 있는 ‘시·청각 이중 암호화 소자’도 선보였다. 패터닝은 기판에 원하는 회로나 모양을 가공하는 행위다. 연구진이 개발한 기술은 패터닝된 발광층을 전극 위로 복사해 패턴을 얻는다. 기존의 기법을 테이프처럼 뗐다 붙였다 할 수 있는 점탄성 스탬프 위에서 진행한다. 필름이 안정적으로 부착돼 작은 크기의 패턴도 왜곡 없이 얻을 수 있
화학연·표준연·전북대 연구팀 성과…투명 유연 디스플레이 등에 활용 종이보다 얇은 이차원 박막 반도체를 빛으로 땜질 가공하는 차세대 반도체 기술이 개발됐다. 이차원 박막 반도체는 그래핀처럼 얇은 두께, 투명성, 유연함 등 장점이 있으면서도 그래핀과 달리 반도체 성질을 띠고 있어 2010년 첫 발견 이후 차세대 디스플레이, 광센서·반도체 소자로 주목받고 있다. 21일 한국화학연구원에 따르면 이차원 박막 반도체를 반도체 소자 등으로 활용하려면 표면에 패턴·회로를 만드는 기술, 즉 실시간 패터닝 가공 기술이 필요하다. 하지만 이차원 박막 반도체는 두께가 원자층(0.62㎚ 내외) 정도로 매우 얇아 손상이 잘 된다. 기존 반도체 가공기술인 열 가공·이온 주입·플라스마 등은 박막 표면이 손상될 위험이 있고, 원하는 위치에 패터닝하기 위해서는 추가 비용과 공정이 필요하다. 가공 시간이 수 분에서 수 시간까지 길어져 생산성이 떨어지는 단점도 있다. 화학연 김현우 박사·한국표준과학연구원 신채호 박사·전북대 김태완 교수 공동연구팀은 이차원 박막 반도체 위에 레이저 빛을 쪼아 납땜질하듯이 패터닝하는 가공 기술을 개발했다. 이 기술은 박막 반도체 손상 없이 수초 내 거의 실시간으로
한국생산기술연구원(이하 생기원)이 폴더블 디스플레이의 주름 문제를 해결한 불소계 폴리이미드 기반 광학필름 개발에 성공했다. 생기원 친환경융합소재연구부문 홍성우 박사 연구팀은 기존 유리 기반 소재의 광 특성을 유지하면서도 굴곡 신뢰성을 갖춘 고강도 투명 유연 광학필름을 개발했다고 밝혔다. 디스플레이를 접으면 안쪽에는 압축력이, 바깥쪽에는 인장력이 발생하기 때문에 반복해서 디스플레이를 접을 경우 표면이 깨지거나 갈라지고, 주름지는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 대표적인 광학 신소재 중 하나가 바로 플라스틱 기반의 ‘유연 광학필름’이다. 폴더블 디스플레이에 사용되는 유연 광학필름은 범용 플라스틱 대비 뛰어난 물성 및 특성을 가지는 엔지니어링 플라스틱으로 제조해야 한다. 폴리이미드(Polyimide)는 대표적인 엔지니어링 플라스틱으로, 전하이동복합체(CTC)라는 독특한 구조를 형성해 범용 플라스틱은 물론 일반 엔지니어링 플라스틱보다 기계적 물성이 탁월하다. 복원력이 좋고 충격에 강하며, 연속 제막공정을 통해 얇은 필름 형태로 만들 수 있어 가볍고 유연한 디스플레이 구현이 가능하다. 반면 낮은 파장대의 빛을 쉽게 흡수하는 CTC의 구조적
세계 최고 수준의 국제학술지 ‘네이쳐 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)’에 게재 서울대학교 공과대학은 재료공학부 이태우 교수 연구팀이 차세대 발광 소재인 금속 할라이드 페로브스카이트를 이용해 세계 최고 효율의 대면적 발광 소자를 개발했다고 17일 밝혔다. 유기원소, 금속, 할로겐 원소로 구성된 페로브스카이트 발광체는 현재 디스플레이 소재로 사용 중인 양자점(Quantum dot)이나 유기 발광 소재보다 소재 비용이 저렴하고, 색 조절의 용이성 및 색순도가 뛰어나다는 장점이 있어 기존 발광소재를 대체하는 차세대 디스플레이 소재로 각광받고 있다. 특히 페로브스카이트 발광체는 현존하는 발광체 중에서 유일하게 초고선명 텔레비전(UHD-TV) 색표준인 REC. 2020을 만족하는 고색순도 발광 소재로 차세대 디스플레이 산업을 선도할 수 있을 것으로 기대된다. 이태우 교수는 페로브스카이트 발광 소재 및 소자 분야의 세계적인 전문가로서, 2014년에 세계 최초 상온에서 구동하는 가시광 영역 다색 발광 다이오드(LED)를 개발한 이후로, 2015년에는 세계 최초로 발광 효율 8.53%의 고효율 페로브스카이트 발광 소자를 사이언스(Science)지에 보
세계 최초 양산한 CPI필름 적용된 투명 LED 사이니지 등 선보이며 기술력 뽐내 코오롱인더스트리가 미국 캘리포니아 산호세에서 열린 ‘2022 SID(국제정보디스플레이학회)’를 통해 자사의 차세대 디스플레이 소재 CPI(Colorless Poly-Imide, 투명폴리이미드) 필름을 선보였다고 밝혔다. 코오롱인더스트리는 지난 8일부터 13일까지 열린 SID 행사 기간에 별도의 부스를 운영했다. CPI필름이 사용된 투명 LED 사이니지를 비롯 여러 번 긁어도 흠집이 나지 않는 내구성 강한 CPI필름 등을 소개하며 글로벌 고객사와 비즈니스 미팅도 진행했다. CPI필름은 코오롱인더스트리가 2019년 세계 최초로 양산에 성공하며 상표등록한 투명 폴리이미드 필름의 고유 브랜드명이다. 수십만 번 접어도 흠집이 나지 않고 깨지지 않는 것이 특징이다. ▲폴더블(foldable) ▲롤러블(rollable) ▲멀티 폴더블(multi-foldable) 등 플렉시블(flexible) 폼팩터의 디스플레이에 다양하게 적용 가능해 각광 받고 있는 차세대 핵심 소재다. 코오롱인더스트리는 기존 디스플레이에 적용 중인 초박막유리를 능가하는 새로운 CPI필름 개발도 추진하고 있다. 코오롱인더스
헬로티 김진희 기자 | 폴더블 스마트폰이 확대되는 가운데 단국대학교 한관영 교수(전자전기공학부) 연구팀이 차세대 디스플레이에 활용할 수 있고 엣지 형태의 디스플레이도 4면까지 접합이 가능한 세계 최초의 ‘유압압축 접합기술’을 선보였다. 차세대 디스플레이는 평면 디스플레이와 달리 모듈 부품의 각 층을 접합시키는 기술이 매우 중요한데 특히 구부러지는 플렉시블 디스플레이는 플렉시블 기판(OLED 기판)과 이를 보호하기 위한 유리 커버(Cover Window)의 접합 공정이 매우 중요하다. 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션과 최적화 공법 실험을 통해 기존에 사용하던 실리콘이 아닌 내구성이 강한 고탄성체 물질을 이용하고, 접합 공법으론 유압을 사용한 ‘유압압축 접합기술’이란 공정을 개발했다. 개발된 기술을 적용하면 디스플레이 접합 부위 내구성도 강해지고 불량 손실 감소로 기존 공정보다 30% 생산량도 증가한다는 게 한 교수의 설명이다. 기존 플렉시블 디스플레이 접합 공정에서는 실리콘 패드를 압축하여 접합하는 공정을 사용해왔는데 실리콘 패드의 압축 공정은 내구성이 미흡해 공정 도중 실리콘 패드를 교체해야 하는 등의 시간 손실이 컸다. 또한 접합 후에도 미세한 공기 방울이 생기
헬로티 이동재 기자 | LG전자가 자발광(自發光) 방식의 차세대 디스플레이 가운데 하나인 마이크로 LED 분야에서 앞선 기술력을 인정받았다. LG전자는 경기도 고양시 킨텍스에서 15일까지 열리는 2021 국제 광융합 엑스포에서 마이크로 LED 디스플레이 분야 혁신 기술로 최고상에 해당하는 대통령상을 수상했다. 이 기술은 LG전자 ID사업부, CTO부문 소재기술센터, 생산기술원과 LG디스플레이가 협업해 공동 개발했다. 마이크로 LED는 초소형 LED 소자 하나하나가 스스로 빛을 내며 화소 역할을 하는 자발광 방식 차세대 디스플레이다. 밝고 선명한 화질과 넓은 시야각이 장점으로 꼽힌다. LG전자는 디스플레이의 개별 화소를 각각 제어하는 역할을 하는 박막트랜지스터(Thin-Film Transistor) 방식을 적용한 마이크로 LED 디스플레이 기술의 우수성을 인정받았다. 이 기술은 기존 PCB(인쇄회로기판) 방식 대비 한 차원높은 기술로 평가받는다. 동일한 크기 화면에 고해상도를 구현하기에 용이하고, 사용하는 소재의 특성상 빛 반사가 적어 블랙 표현에도 유리하다. LED 화소 하나하나를 개별 제어하기 때문에 화질과 발광 효율도 뛰어나다. 또 테두리가 없는 베젤리스
헬로티 김진희 기자 | 삼성전자가 마이크로 LED 기술을 기반으로 한 상업용 디스플레이 ‘더 월(The Wall)’ 신제품을 19일 한국을 포함해 글로벌 시장에 출시한다고 발표했다. 더 월은 베젤이 없는 모듈러 방식을 적용해 맞춤형 디자인이 가능한 제품으로 차세대 디스플레이다. 더 월 신제품은 3가지 주요 변화를 통해 기존 제품에서 한 단계 더 진화했다. 16개의 신경망으로 구성된 ‘마이크로 AI 프로세서’가 새롭게 탑재돼 입력되는 영상을 더 월에 적합한 최적의 화질로 업스케일링 해 준다. 두 번째로 기존 제품 대비 약 40% 작아진 신규 소자를 적용해 더욱 완벽한 블랙과 계조(밝은 부분과 어두운 부분으로 이어지는 단계 차이) 표현을 자랑한다. 또한 △1000형 이상 고객 맞춤형 대형 스크린 제작 △8K 해상도(16:9 화면 기준), 120Hz 고주사율 지원 △최대 가로 해상도 16K(1만5360 x 2160) 구현 등 차별화된 초대형·초고화질 사양을 갖췄다. 8K 해상도, 120Hz는 단일 LED 컨트롤러(영상처리 프로세서) 기준이다. 이밖에 화면을 4개로 분할해 서로 다른 4개의 콘텐츠를 동시에 재생하는 △4-PBP(Picture By Picture) 기
[헬로티] 국내 연구진이 양자점 입자의 밝기와 파장을 자유자재로 조절하는 데 성공했다. 연구진이 사용한 방식은 디스플레이 소자에 쓰이는 양자점(퀀텀닷) 입자 하나를 초미세 탐침으로 눌러 밝기와 파장을 조절하는 방식이다. 이번 연구로 더욱 얇고 소비전력도 낮은 TV 등에 쓰일 차세대 양자점 디스플레이 소자 개발에 도움이 될 것으로 기대된다. UNIST 물리학과 박경덕 교수와 성균관대 에너지과학과 정소희 교수 공동연구팀은 페로브스카이트 양자점 입자 하나가 내는 빛의 밝기와 파장을 자유자재로 조절하는 데 성공했다. ‘능동형 탐침증강 광발광 나노현미경’의 탐침으로 페로브스카이트 양자점에 높은 압력을 가해 구조적 변형을 유도함으로써 양자점 빛의 밝기와 파장을 바꾸는 기술을 썼다. 특히 해당 기술로 양자점의 밝기를 10만배 이상 밝게 만들 수 있어 초고휘도(밝기) 디스플레이에 응용할 수 있다. 양자점은 수 나노미터(nm, 10-9m)의 수준으로 작은 반도체 입자다. 스스로 특정 색의 빛을 낼 수가 있어 빛을 쏴주는 백라이트나 컬러필터가 필요가 없어 더욱 얇고 가벼운 TV, 휴대폰 액정 등을 만들 수 있다. 그러나 일단 양자점이 합성된 이후에는 밝기나 색깔 같은 발광 특
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