국내 연구진이 기존 평면 디스플레이로는 구현하기 힘든 정보까지 표현할 수 있는 3차원 디스플레이 원천기술을 개발해 냄으로써 '종이접기 하듯' 자유자재로 접을 수 있는 시대를 열 전망이다.

기초과학연구원 나노입자 연구단 김대형 부연구단장과 현택환 단장 공동연구팀이 27일 종이처럼 자유자재로 접을 수 있는 3차원 양자점발광다이오드 개발에 성공했다.

양자점을 발광물질로 활용하는 QLED는 기존 액정디스플레이와 달리 백라이트 등 부피가 큰 요소가 필요 없어 훨씬 얇은 두께를 가진 디스플레이 제작이 가능하다.

IBS 나노입자 연구단 역시 2015년 머리카락 두께의 약 30 분의 1정도인 3μm 두께의 초박형 QLED를 개발하고 이를 웨어러블 디스플레이의 형태로 제작한 바 있다.

연구에서는 더 나아가 종이접기를 하듯, 초박형 QLED를 원하는 형태로 자유자재로 접을 수 있게 만들었다. 이 를 바탕으로 나비, 비행기, 피라미드 등 복잡한 구조를 가진 3차원 폴더블 QLED를 제작하는데 성공했다.

연구진은 이산화탄소 레이저를 이용해 QLED 표면에 증착된 에폭시 박막을 부분적으로 식각하는 선택적 레이저 식각 공정을 새롭게 개발했다.

식각된 부분은 주변보다 상대적으로 얇은 두께를 가지고 있어 외부에서 힘이 가해졌을 때 쉽게 변형이 일어난 다. 종이접기로 치면 접는 선을 만드는 것이다. 이때 QLED와 에폭시 박막 사이에는 은과 알루미늄 합금으로 구 성된 얇은 식각 방지층이 있어 레이저로 인한 QLED 내부의 손상을 효과적으로 막아준다.

연구팀은 이 공정을 통해 폴더블 QLED의 곡률반경을 정밀하게 조절하는 데 성공하고 약 50μm 미만의 매우 작 은 곡률 반경을 가진 폴더블 QLED 제작에 성공했다. 곡률 반경이 수십 μm 이하로 작아지게 되면 눈으로 보기에 는 휘어짐을 넘어 날카롭게 접히는 것처럼 보인다.

또한 500번 이상 반복적인 접힘에도 모서리 부분을 포함한 모든 발광면이 안정적으로 구동했다.

[전국매일신문] 대전/ 정은모기자 
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