기판에서 쉽게 떼어내는 것은 물론 자유자재로 구부리거나 접을 수 있는 마이크로 LED(발광다이오드)가 개발됐다.

6일 한국연구재단은 세종대 홍영준·홍석륜 교수와 미국 댈러스 텍사스대학(UTD) 문 김 교수 공동 연구팀이 자유롭게 형태를 바꿀 수 있는 질화갈륨(GaN) 마이크로 LED를 개발했다고 밝혔다.

기존에는 웨어러블 기기 용 유연한 LED 제작을 위해 레이저로 박막 LED를 작게 가공한 뒤 유연한 기판에 배열하는 방식이 쓰이고 있다.

▲ 마이크로 LED 발광 사진

하지만 기판을 다시 떼어내려면 화학적 식각(깍아냄)이나 고에너지의 레이저 조사 과정이 필요해 대면적으로 제작하기 어려웠다.

연구팀은 그래핀(흑연의 한 층에서 떼어낸 2차원 물질)으로 코팅된 가로 1㎝, 세로 1㎝의 사파이어 기판 위에 10∼30 마이크로미터(㎛·1천분의 1㎜) 크기의 LED 소자 수만 개를 배열했다.

그래핀이 LED와 직접적인 화학 결합을 하지 않기 때문에 기판에서 쉽게 떼어낼 수 있고, 굽히거나 접어도 깨지지 않는다고 연구팀은 설명했다.

또 떼어낸 LED는 1천 차례 이상의 반복적인 구부림에도 전기적인 특성과 발광 성능이 유지되는 것으로 나타났다.

홍영준 교수는 "우수한 유연성을 확보해 웨어러블 디스플레이용 광원에 적용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances)에 실렸다.

윤승훈 기자  press@jeonpa.co.kr

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