국내 연구진이 초고해상도 유기발광다이오드(OLED) 마이크로디스플레이의 핵심 기술을 개발했다. 픽셀 간 전기적 신호 간섭을 최소화해 고밀도 픽셀 환경에서도 선명한 화질을 유지할 수 있도록 하는 기술로, 가상현실(VR), 증강현실(AR) 콘텐츠의 몰입감을 극대화할 수 있을 것으로 보인다.
한국연구재단은 김도환 한양대 교수, 조정호 연세대 교수, 강문성 서강대 교수 공동 연구진이 고밀도 픽셀 환경에서도 신호 간섭 없이 선명한 화질을 구현할 수 있는 초고해상도 OLED 마이크로디스플레이 핵심 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 마이크로디스플레이는 크기가 1인치 이하인 디스플레이다.
가상현실(VR), 증강현실(AR), 혼합현실(MR) 등 확장현실 기술을 활용한 실감형 콘텐츠에 대한 수요가 증가하면서 실제와 같은 시각 정보를 제공해 즉각적인 몰입감을 전달할 수 있는 OLED 마이크로디스플레이 개발이 중요해지고 있다.
하지만 디스플레이 해상도가 증가하면서 픽셀 간 거리가 수㎛(마이크로미터) 수준으로 근접하자 전기적 신호 간섭이 발생하고 이로 인해 색 영역과 색 순도가 감소하는 문제가 발생했다. OLED에 전압을 걸면 음극과 양극에서 전자와 정공이 나오고, 서로 만나 빛을 낸다. 이때 정공이 이동하는 ‘정공전달층’을 디스플레이를 이루는 픽셀끼리 공유하고 있어 누설전류가 발생하기 때문이다.
연구진은 1만 ppi(해상도의 밀도를 나타내는 단위, 인치당 표시되는 개별 픽셀 수) 이상의 초미세 패턴이 가능한 유기반도체 정공전달소재를 개발해 신호 간섭 없는 고해상도 OLED 소자를 구현하는 데 성공했다. 정공전달층을 미세한 패턴으로 만들면 가까운 픽셀로 흐르는 누설 전류를 차단해 전기적 신호 간섭을 최소화할 수 있다. 연구진은 동시에 정공전달층의 실리콘 농도를 최적화해 정공 전달 속도를 제어하고 OLED의 발광효율을 높였다.
김도환 교수는 “이번 연구 성과는 기존의 마이크로디스플레이 소재와 패턴 공정으로 해결할 수 없었던 픽셀 간섭 현상을 획기적으로 개선한 점에서 큰 의의가 있다”며 “초실감 확장현실을 구축하기 위한 고해상도 마이크로디스플레이의 응용 가능성을 확장하고, 가속화에도 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.
연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)’ 온라인판에 지난달 27일 게재됐다.
참고 자료
Nature Electronics(2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41928-024-01327-5
