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연세대 연구팀, 고해상도 LED 디스플레이 개발…"AR·VR에 활용"

메타버스 시대에 필요한 사물인터넷(IoT) 기기인 고해상도 AR(증강현실)·VR(가상현실) 디스플레이 개발에 활용이 기대되는 기술을 국내 대학 연구팀이 개발했다.

5일 연세대에 따르면 이 대학 전기전자공학부 안종현 교수 연구팀은 2차원 반도체(원자 여러 개 두께의 얇은 반도체)인 이황화몰리브덴(MoS2) 반도체와 양자점(QD·빛에너지를 받으면 스스로 색을 내는 반도체 입자)을 활용해 삼원색을 구현할 수 있는 고해상도 마이크로 발광다이오드(LED) 디스플레이 기반 기술을 고안했다.

마이크로 LED 디스플레이는 전력을 적게 소비하고 빠른 응답성과 높은 광효율 등 다양한 장점을 갖추고 있어 차세대 디스플레이로 많은 주목을 받는다고 연구팀은 밝혔다.

그런데 고성능의 마이크로 LED 디스플레이를 제작하려면 세 가지 색상의 마이크로 LED 칩을 백플레인(backplane·디스플레이를 구성하는 최소 단위인 픽셀을 동작시키는 데 필요한 얇은 회로 기판) 위로 하나하나 옮겨야 하는 복잡한 공정이 필요하다. 이는 해상도가 낮은 대형 디스플레이 제작에는 적합하지만, 고해상도와 고속 작동이 필요한 AR·VR 디스플레이에는 적용이 어렵다는 것이 연구팀의 설명이다.

안 교수 연구팀은 이런 기술적 한계를 극복하기 위해 청색 LED용 질화갈륨(GaN) 웨이퍼 위에 이황화몰리브덴을 직접 형성한 뒤 반도체 회로를 집적해 복잡한 공정이 필요 없는 500ppi(pixels per inch·인치 당 화소 수)급의 고해상도 마이크로 LED를 세계 최초로 구현하는 데 성공했다고 밝혔다. 또 양자점을 마이크로 LED 위에 인쇄해 삼원색을 구현하면서 디스플레이 생산 비용을 낮출 수 있는 기술도 함께 개발했다고 설명했다.

연구팀 관계자는 "이 기술은 마이크로 LED 디스플레이의 복잡한 제작 공정을 단순화시킬 수 있고 고해상도로 구현이 가능해 AR·VR 디스플레이 개발에 활용이 가능할 것으로 기대된다"고 말했다.

안 교수팀의 황보수민, 후 루힝(Hu Luhing), 후앙 안투안(Hoang Anh-Tuan), 최재용 연구원이 참여한 이 연구는 한국연구재단 리더연구자사업 지원으로 진행됐다. 영국의 나노과학 및 공학 분야 학술지인 '네이처 나노테크놀로지(Nature Nanotechnology)'에 이달 4일(현지시간) 온라인 게재됐다.

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