국내 연구진이 웨이퍼 위에 회로구조를 인쇄하는 포토리소그래피 공정으로 초고해상도 디스플레이를 구현할 수 있는 마이크로 발광다이오드(LED)를 개발했다. 대면적 디스플레이와 고해상도 소형디스플레이 등 다양한 용도로 활용할 수 있다.
광주과학기술원(GIST·총장 문승현)은 이동선 전기전자컴퓨터공학부 교수팀이 포토리소그래피 공정으로 고효율 적·녹·청(RGB) 무기물 LED를 단일 웨이퍼 상에 통합해 초고해상도 디스플레이에 응용할 수 있는 새로운 마이크로 LED를 개발했다고 23일 밝혔다.
기존 미니 LED 기술로 풀 컬러를 구현하기 위해서는 3개의 RGB LED 웨이퍼를 칩 형태로 분리한 뒤 수평 배열해야 한다. 하지만 미니 LED는 수백 마이크로미터(㎛)의 두꺼운 성장용 기판을 포함하기 때문에 100㎛ 이하로 크기를 줄이는 것은 어렵다.
최근 업계에서는 이러한 미니 LED의 기술적 한계를 극복하기 위해 성장용 기판을 제거한 박막 LED 전사방식을 채택하고 있다. 이를 이용해 TV와 스마트워치 등을 개발하고 있지만 박막전사방식 역시 박막 LED 이송헤드 크기의 제한과 기계적 배열의 정확도 문제로 가상현실(VR)·증강현실(AR)과 같은 초고해상도 디스플레이 분야에서는 여전히 제약이 따르고 있다.
이 교수팀은 유기금속화학증착(MOCVD) 방법을 이용해 사파이어 기판 상에 구조적 결함 없이 LED를 성장하고 이를 일체형으로 통합하는 포토리소그래피 공정으로 고효율 RGB LED를 제작했다. 박막 LED를 집고 배열시키는 이송헤드를 사용하지 않고도 UHD TV의 풀 컬러 색공간을 표현하는 등 초고해상도 디스플레이 응용가능성을 제시했다.
이 교수는 “포토리소그래피 공정만으로 고효율 RGB 화소를 형성했다는 데 의미가 있다”면서 “추후 초고해상도 디스플레이에 적용하는 연구를 계속 이어갈 계획”이라고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
