'마이크로LED' 가위로 잘라서 붙인다

연구팀이 LED 패널을 레고 미니피규어 다리 형태에 맞게 가위로 재단 후 부착해, 다양한 자세에서 LED 발광을 연구하고 있다.

[아시아경제 황준호 기자] 구부리거나 접을 수 있고, 가위로 잘라 쓸 수 있는 LED 패널 기술이 개발됐다. 굴곡이 있는 표면이나 인체, 로봇의 관절에 부착할 수 있는 웨어러블 디스플레이 개발에 새로운 실마리가 될 수 있을 것으로 예상된다. 한국연구재단은 세종대학교, 미국 텍사스대학교 연구팀의 이같은 내용을 담은 공동 연구 결과가 국제 학술지 사이언스 어드밴시스에 실렸다고 4일 밝혔다.

리모트 에피택시 기술을 이용한 질화갈륨 마이크로 LED 패널 제조의 공정도

연구팀은 기판에서 쉽게 떼어내어 자유롭게 형태를 바꿀 수 있는 질화갈륨 마이크로 LED를 개발했다. 연구팀은 그래핀으로 코팅된 단결정 사파이어 기판 위에 나노 크기의 단결정 마이크로 LED 수 만 개를 심는 방식으로 LED 패널을 구성했다.

그래핀이 LED와 직접 닿지 않기 때문에 기판으로부터 쉽게 분리할 수 있다. 접착 테이프로 쉽게 떼어낼 수 있는 정도다. 또 매우 크기가 작은 LED의 배열로 패널이 구성돼 굽히거나 접을 수 있는 유연성을 확보할 수 있다.

연구팀은 이렇게 제작된 LED 패널을 접거나 종이 구기듯 구겨도 청색 발광이 그대로 유지됐다고 밝혔다. 또 곡률 반경(손가락의 구부림 정도)이 1mm가 되도록 1000회 이상 반복적으로 구부려도 전기적 특성과 발광 성능이 그대로 유지됐다고 전했다.

연구팀이 단체 사진을 쵤영하고 있다. (왼쪽부터 홍석륜,홍영준,정준석,차장환)

통상 반도체를 유연소자로 제조하기 위해서는 반도체를 단결정 웨이퍼에 박막 형태로 제조하고, 이 박막을 웨이퍼에서 떼어낸 뒤, 작은 칩으로 잘라 배선이 미리 형성된 유연 기판에 조립하는 방식을 사용해 왔다. 이 과정 중 웨이퍼에서 박막을 떼어낼 때에는 둘 간의 강한 화학적 결합을 끊어내기 위한 작업이 필요한데, 통상 비용소모가 크고 반도체의 성능 저하를 일으킬 수 있는 레이저·화학적 식각이 적용돼 왔다.

연구팀은 "OLED의 단점을 극복할 차세대 디스플레이 광원으로 마이크로 LED가 고부가가치 산업으로 주목받는 가운데, 대면적 통전사 공정으로 변형 가능하고 재단 가능한 광원을 대면적으로 제조할 수 있는 기술을 개발했다는데 의의가 있다"라고 밝혔다.

황준호 기자 rephwang@asiae.co.kr