국내 연구진이 유연한 기판에 마이크로LED 소자를 기존 상용기술보다 20배 이상 조밀하게 붙일 수 있는 전도성 접착제와 소자 집적 공정을 개발했다.
이 연구 성과는 고밀도 집적 기술 한계로 정체된 대면적 마이크로 LED 디스플레이 제조 공정의 돌파구가 될 전망이다.
한국연구재단은 김태일 성균관대 화학공학과·고분자공학부 교수 연구팀이 삼성전자 연구진과 함께 초소형 전자소자의 고밀도 집적을 위한 전도성 접착제를 개발했다고 13일 밝혔다.
마이크로LED같은 수 마이크로미터(㎛) 단위 크기의 소자는 소자 간 거리가 좁고 전극이 작아 그만큼 소자 배열, 전극 연결 작업이 까다롭다. 금속 와이어나 전도성 필름을 이용하는 기존 집적 방식은 고온·고압으로 진행돼, 기판이 변형될 수 있는 유연한 기판에 적용하기 어렵다.
연구진은 저온·저압에서 전도성 접착제를 이용해 머리카락 단면보다 면적이 작은(30㎛×60㎛) 마이크로LED 수천 개를 유연한 기판에 집적했다. 신용카드보다 작은(5㎝×5㎝) 기판에 100㎛ 간격으로 마이크로LED 60만 개를 배열할 수 있는 수준으로, 집적도를 기존 상용기술 대비 20배 이상으로 높인 것이다.
연구진은 또 수 천 개 이상의 초소형 마이크로LED를 99.9% 이상의 고수율을 유지하며 대면적으로 전사했다. 급격한 온도 변화에 의한 열충격이나 고온다습 환경에서의 신뢰성을 테스트해 안정성을 확인했다. 이 연구가 기존 공정 한계로 정체된 마이크로LED 기반 대형 디스플레이 개발에 돌파구가 될 것이라 전망했다.
이번 연구 성과는 소재분야 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)'에 지난달 16일 표지논문으로 게재됐다.
KPI뉴스 / 임민철 기자 imc@kpinews.kr
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