쭉 늘려도 화질 유지하는 QLED 국내 개발

기초과학硏 ‘스트레처블’ 신기술 성공
폴더블-롤러블 넘는 차세대 화면 꼽혀

기초과학연구원(IBS)의 나노입자연구단이 개발한 늘어나는 디스플레이의 모습이다. 빛을 내는 퀀텀닷 발광소자까지 잘 늘어나도록 개발해 화면을 늘려도 화질이 유지될 수 있다. IBS 제공

국내 연구진이 화면을 쭉 늘려도 화질이 그대로 유지되는 퀀텀닷발광다이오드(QLED) 기술을 개발했다. 디스플레이를 원하는 형태로 만들 수 있는 자유 형상 디스플레이 시대가 열릴 것으로 전망된다.

기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단의 현택환 단장, 김대형 부연구단장 연구팀은 UNIST, DGIST와 협력해 늘리고 비틀어도 성능이 유지되는 ‘스트레처블’ QLED를 개발해 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’ 15일자에 발표했다.

스트레처블 디스플레이는 폴더블, 롤러블을 넘어 신축성을 가진 차세대 디스플레이다. 기존에 개발된 스트레처블 디스플레이는 늘리거나 줄일 때 빛이 나는 발광부를 제외한 배선부만 느는 구조였다. 이 때문에 화면을 늘리면 면적만 늘게 돼 화질이 떨어지는 한계가 있었다.

IBS 연구진은 배선부와 발광층이 모두 늘어나 화질을 그대로 유지할 수 있는 디스플레이 기술을 개발했다. 연구진은 적색, 녹색, 청색의 퀀텀닷과 탄성을 가진 고분자 등의 물질을 균일하게 섞은 용액을 제작했다. 이후 이 용액을 40nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m) 두께의 균일한 발광층으로 만들었다.

이렇게 제작한 소자는 양 옆으로 쭉 늘려도 기계적 손상이나 발광 성능이 저하되지 않았다. 또 최대 1.5배까지 늘려도 소자 내 퀀텀닷 간의 거리에 큰 변화가 없는 것을 확인했다. 즉 이 소자로 20인치 QLED TV를 만든다면 30인치까지 잡아당겨도 동일한 발광 성능을 유지할 수 있다는 의미다.

이번 연구를 이끈 김 부연구단장은 “자동차 내부 곡면과 같이 기존의 디스플레이를 적용하기 어려운 곳에 우리 연구진이 개발한 기술이 적용될 수 있다”고 했다.