새로운 소재, 초소형 OLED에 반도체 제조 수준의 정밀도 구현

ETH Zurich 연구진이 마이크로칩 제작에 쓰이는 정밀 제조 공정을 견딜 수 있는 발광 소재를 개발했다. 이번 성과는 매우 작고 선명한 OLED 화면을 만드는 데 오랫동안 걸림돌이 됐던 문제를 해결한다.

OLED는 탄소 기반 화합물로 빛을 내지만, 이러한 화합물은 미세 패턴을 만드는 기술인 포토리소그래피에 사용되는 화학물질에 대체로 손상된다. 연구팀의 새 소재는 팔처럼 뻗은 분자 구조로 발광 중심부를 보호한다. 자외선을 쬐면 이 구조의 바깥쪽 끝이 서로 연결돼 중심부를 크게 손상하지 않고도 정교한 패턴을 형성할 수 있다.

연구진은 그 정밀도를 보여주기 위해 크기가 불과 0.3×0.43밀리미터인 다채로운 금강앵무 이미지를 만들었다. 이 이미지는 250×350픽셀로 구성됐다. 다만 작동하는 화면은 아니었다. 전력으로 빛을 내는 대신 외부에서 빛을 비추면 색상이 나타났다. 별도의 실험에서 연구팀은 전기로 구동되는 1×2.4밀리미터 크기의 발광 패턴을 제작했다.

Nature에 발표된 연구 결과는 기존 반도체 제조 기술로 이 소재에 패턴을 형성하는 방법을 확립했다. 실제로 작동하는 디스플레이를 만들려면 각 픽셀을 독립적으로 제어할 수 있는 전자회로가 여전히 필요하며, 연구진은 전기로 구동되는 픽셀을 더 작게 만들 계획이다.

이러한 후속 단계가 성공하면 이 방식은 증강현실 안경과 카메라 뷰파인더용 초소형 화면뿐 아니라 연구 및 의료 기술에 쓰이는, 정확한 위치에 배치된 광원을 제작하는 데 도움이 될 수 있다.