국내 연구진, 8K TV보다 해상도 50배 이상 높이는 기술 개발

[경향신문]

기존 퀀텀 닷 인쇄 기술과 한국전기연구원(KERI) 연구진이 새로 개발한 기술 비교. 새 기술이 적용된 화소가 더 밝다. KERI 제공.

국내 연구진이 3D 프린팅 기법을 이용해 8K QLED TV보다 50배 이상 해상도가 높은 디스플레이를 만들 수 있는 기술을 개발했다.

한국전기연구원 나노융합연구센터 표재연·설승권 박사팀은 3D프린터를 이용해 나노미터급 화소를 갖는 초고해상도 디스플레이 제조 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

이번 연구의 핵심은 TV나 스마트폰 화면 등에서 다양한 색상의 빛을 내는 나노입자인 ‘퀀텀 닷(Quantum dot)’ 인쇄 기술을 바꾼 것이다. 퀀텀 닷은 화소(픽셀, Pixel)를 구성하는 일종의 알갱이이다. 현재는 퀀텀 닷을 디스플레이에 얇게 펴바르는 방식으로 화소를 제작한다. 일정한 크기의 화면에 들어간 화소가 많을수록 해상도는 높아진다. 하지만 이런 방식으로는 개별 화소의 크기를 줄여야 하기 때문에 발생하는 빛의 밝기가 제한되는 문제가 있었다.

연구진은 화소를 얇은 막이 아닌 3D프린팅을 이용해 입체적인 기둥 구조로 제작하는 것으로 돌파구를 만들었다. 화소에 부피를 부여해 더 많은 빛이 나갈 수 있도록 한 것이다. 연구진은 새 화소를 폭 620㎚, 높이 1만㎚ 크기로 제작했는데, 얇은 막 형태에 비해 밝기가 2배 이상 향상됐다. 밝기를 높이면서 화소도 늘릴 수 있는 방법을 찾은 것이다.

연구진이 구현한 화소 밀도는 5600PPI(Pixels Per Inch, 1인치당 화소의 개수)’에 이른다. 최고 사양 스마트폰의 디스플레이보다 7배, 8K QLED TV보다 56배 높다. 연구진은 기존 디스플레이는 물론 초고해상도 빔 프로젝터나 가상현실(VR), 복제방지 장치, 카메라 센서 등에도 새 기술이 활용될 것으로 내다봤다.

표재연 박사는 “3D프린팅 기술을 디스플레이 산업에 적용한 사례는 전 세계적으로도 찾기 힘들다”며 이번 기술의 의미를 강조했다. 연구 결과는 미국화학회가 발행하는 국제학술지 ‘ACS Nano’ 최신호에 게재됐다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com

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