[사이언스] 컬러필터 필요없는 유기발광체 고품질 패턴 기술 개발

메타버스 핵심기술 초고해상도 OLEDoS 디스플레이 상용화 기대

특허뉴스 염현철 기자 | 기사입력 2022/12/27 [14:39]

[사이언스] 컬러필터 필요없는 유기발광체 고품질 패턴 기술 개발

메타버스 핵심기술 초고해상도 OLEDoS 디스플레이 상용화 기대

특허뉴스 염현철 기자 | 입력 : 2022/12/27 [14:39]

▲ 연속적인 반응성 이온 식각 기반 포토리소그래피 공정 적용을 통한 초고해상도 RGB 화소 구현 및 풀컬러 OLED 개발(그림/자료제공=한국연구재단)  © 특허뉴스


국내연구진이 실리콘 반도체 패턴 기법인 포토리소그래피 공정을 유기발광체에 적용하여, 메타버스의 실감형 콘텐츠를 보다 생동감 있게 구현할 초고해상도 마이크로디스플레이의 상용화 가능성을 높였다. 

 

한국연구재단은 김도환 교수(한양대학교)와 이호진 교수(숭실대학교) 공동 연구팀이 컬러필터가 필요 없는 초고해상도 RGB OLEDoS 마이크로디스플레이 제조 공정의 핵심인 유기발광체의  고품질 패턴 기술을 개발했다고 밝혔다.

 

3차원 가상현실세계인 메타버스가 빠르게 발전함에 따라, 사용자에게 현실감과 몰입감 높은 시각정보를 제공할 수 있는 4,000 ppi 이상의 초고해상도 마이크로디스플레이 개발의 중요성이 높아지고 있다.  

 

OLED는 뛰어난 색재현성과 빠른 응답속도, 낮은 소비전력으로 최적의 마이크로디스플레이 기술로 각광받고 있지만, 종래의 OLED 패턴 기술은 1,000 ppi 이상의 초고해상도 RGB 화소 구현이 어려웠다. 

 

또한, 현재 상용화된 OLEDoS 마이크로디스플레이는 컬러필터로 빛의 삼원색을 구현하기 때문에 전력소비가 높고 색 재현성이 낮은 한계가 있었다.  

 

연구팀은 실리콘 반도체 패턴 기법인 초정밀 포토리소그래피를  OLED 분야에 접목하는 방법으로 초고해상도 RGB OLEDoS 마이크로디스플레이 구현의 실마리를 풀었다. 

 

먼저 유기발광체에 실리콘 분자를 도입한 고내구성 반도체 소재를 제조하고, 이를 기반으로 RGB 유기발광체의 4000 ppi급 고품질 패턴 기술을 개발했다. 

 

실리콘 도입형 유기발광체는 실리콘 소재처럼 강한 내구성을 지녀 유기발광체의 고유한 광전자적 특성 저하 없이 비등방성 식각 기반 포토리소그래피 패턴 공정을 성공적으로 구현했다. 

 

나아가, 수평 방향 식각의 억제가 가능한 실리콘 기반 비휘발성 식각 방지층을 유기발광층 자체적으로 형성해 고밀도의 고품질 패턴을 구현했다. 

 

연구팀은 4,200 ppi 수준의 초고해상도 RGB 화소를 성공적으로 구현하고, 고해상도 풀컬러 OLED를 개발함으로써, 기존 컬러필터 기반의 OLEDoS 마이크로디스플레이의 한계를 극복하였다.           

 

김도환·이호진 교수는 “이번 연구성과는 실리콘 소재 고유의 강한 내구성과 비등방성 식각 거동을 유기발광체에 접목해 초고해상도·고품질 패턴 기술을 제시했다는 점에서 의의가 있다”라며, “이를 통해 초고해상도 RGB OLEDoS 마이크로디스플레이 상용화에 이바지할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다. 

 

이번 연구의 성과는 국제학술지‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 12월 12일 게재됐다. 

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