차세대 마이크로 LED 디스플레이 구조적 한계를 해결할 수 있는 독창적 기술이 개발돼 주목된다.
한국연구재단은 김태근 고려대 전기전자공학부 교수 연구팀이 커패시터를 사용하지 않는 초저전력 능동매트릭스(AM) 구동 회로를 제안하고 실험적으로 구현하는 데 성공했다고 4일 밝혔다.
차세대 디스플레이 기술은 확장현실(XR) 기기와 초소형 웨어러블 장치 상용화 가속으로 더 높은 집적도와 낮은 전력 소모를 동시에 요구받고 있다. 그러나 마이크로 LED 소형화로 인해 구동 소자 면적 비중이 커지면서 개구율 저하·발열·전력 증가 등 문제도 발생하고 있다.
연구팀은 트랜지스터와 커패시터를 하나의 멤리스터로 대체한 '커패시터 프리 AM 구동 회로'를 제안했다. 멤리스터는 전압·전류 변화에 따라 저항이 변하고, 상태가 유지되는 비휘발성 소자다. 연구팀은 이 특성을 활용해 커패시터 없이도 마이크로 LED 밝기를 안정적으로 제어할 수 있음을 입증했다.
연구에 사용된 저마늄-텔루라이드(GeTe) 기반 멤리스터는 0.2V 이하 초저전력 구동과 약 28시간 이상 동작 안정성을 확보했다. 이를 기반으로 커패시터 없이도 동작하는 마이크로 LED AM 어레이를 제작, 픽셀 간 독립 제어와 초저전력 구동이 가능함을 확인했다.
김태근 교수는 “이번 연구는 수십년간 유지돼 온 트랜지스터-커패시터 기반 AM 구동 회로의 한계를 넘어서는 새로운 패러다임을 제시했다”라며 “이 기술은 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 공정에도 적용 가능해, AR 글라스·차량용 디스플레이·스마트 윈도우 등 차세대 초고효율 디스플레이의 핵심 솔루션으로 발전할 것”이라고 말했다.
이번 연구성과는 국제 저명 학술지 '인터내셔널 저널 오브 익스트림 매뉴펙처링(International Journal of Extreme Manufacturing)'에 지난달 31일 온라인 게재됐다.
이인희 기자 leeih@etnews.com
