8K QLED TV보다 50배 해상도 디스플레이 개발

전기연구원, 3D프린팅 소재부터 원천기술 및 장비까지 완전한 기술독립 실현

나노포토닉 3D 프린팅 기술 장비. 전기연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 8K QLED TV보다 50배 이상 높은 해상도의 '나노 디스플레이'를 제작할 수 있는 기술을 개발했다. 연구진은 3D프린팅 기술을 응용해 초고밀도 데이터 저장매체, 3차원 구조 초고해상도 암호 패턴을 이용한 위조방지 기술, 카메라 센서, 생명공학 등 다양한 분야에 적용할 수 있다고 설명했다.

한국전기연구원(KERI)은 나노융합연구센터 표재연·설승권 박사팀이 3D프린터를 이용해 나노미터(10억분의 1ｍ)급 화소를 갖는 초고해상도 디스플레이를 제조할 수 있는 '나노포토닉 3D프린팅 기술'을 세계 최초로 개발했다. 연구진은 나노포토닉 3D프린팅 기술로 유연 기판재료인 폴리이미드 및 PET 필름에도 직접 인쇄가 가능해 웨어러블 및 롤러블 장치에도 적용할 수 있다고 설명했다.

표재연 박사는 "흔히 외산 장비에 의존하는 3D프린팅 연구와는 달리 3D프린팅 소재부터 원천기술 및 장비까지 '통합 솔루션'을 개발한 완전한 기술독립의 실현"이라고 말했다.

연구진은 기술에 대한 원천특허 출원을 완료했으며, 기술에 관심 있는 수요업체를 발굴해 3D프린팅을 활용한 초고해상도 디스플레이 기술의 사업화를 추진할 예정이다.

연구진이 개발한 기술로 디스플레이를 만든 결과 해상도 지표인 'PPI(1인치당 화소의 개수)'로 5600PPI 수준의 3원색 컬러 화소를 시현했다. 기존 8K QLED TV(100PPI), 노트북(200PPI), 스마트폰(800PPI)의 수준을 압도적으로 뛰어넘는 것은 물론, 현재 상용기술의 한계수준인 1000PPI 보다도 5배 이상 높은 해상도를 보여줬다.

초고해상도를 필요로 하는 가상현실 관련기술(VR, AR), 빔프로젝터 등 미래 첨단 디스플레이 분야까지 폭넓게 활용이 가능한 수준이다.

3D 프린팅 풀컬러 퀀텀닷 잉크. 전기연구원 제공

연구진은 화소를 얇은 막이 아닌 3차원 구조로 제작하면 높은 해상도에도 필요한 밝기의 빛을 확보할 수 있겠다는 점에 주목했다.

독자적인 3D프린팅 기술을 활용해 폭 620나노미터, 높이 1만 나노미터(0.01㎜) 수준의 화소를 제작했다. 기존 2차원이 아닌 3차원 구조의 화소 제작을 통해 빛의 밝기 제한 문제를 해결한 것이다. 그 결과 기존 얇은 막 대비 2배 이상의 밝기를 풀컬러(적색, 녹색, 청색)로 구현할 수 있었다.

이번 연구결과는 우수성을 인정받아 미국 화학회가 발행하는 재료과학 분야 최상위급 SCI 학술지인 'ACS 나노'에 게재됐다.

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monarch@fnnews.com 김만기 기자

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