스마트 안경 및 기타 웨어러블 기기에 초상세의 초소형 디스플레이를 구현할 수 있습니다.
독일 뷔르츠부르크에 위치한 율리우스-막시밀리안스 대학(Julius-Maximilians-Universität Würzburg) 연구원들이 기존 유기 LED보다 훨씬 작은 형태의 새로운 유기 LED를 개발했다고 SciTechDaily가 보도했습니다. 이 LED는 크기가 단 300 x 300 나노미터에 불과합니다. 이 기술이 대형화되어 일반 디스플레이에 적용될 경우, 단 1mm 폭의 1080p 해상도 스크린 구현이 가능할 것으로 예상됩니다.
증강현실(AR) 헤드셋 및 스마트 글래스를 위해 더 가볍고, 더 상세하며, 더 밝은 디스플레이가 요구되면서, 2025년 현재 가장 소형의 개별 발광 다이오드(LED)는 마이크로 OLED입니다. 이 마이크로 OLED는 개당 가로세로 약 5 마이크로미터(micrometers) 크기로, 이는 많은 최신 고급 TV에 사용되는 미니 LED보다도 극히 작은 크기입니다. 그러나 이번에 독일 대학에서 개발된 새로운 나노미터(nanometer) 규모의 OLED는 그보다 10배 이상 작습니다.
Bert Hecht는 Science Advances에 발표된 연구에서 다음과 같이 언급했습니다. "우리는 유기 발광 다이오드에 전류를 주입하는 동시에 생성된 빛을 증폭하고 방출할 수 있는 금속 접촉(metallic contact)을 활용하여, 단 300 x 300 나노미터 영역에 주황색 빛의 픽셀을 구현했습니다. 이 픽셀의 밝기는 일반적인 5 x 5 마이크로미터 크기의 기존 OLED 픽셀과 동일합니다."
(제목: 빌 게이츠 지원 실리콘 포토닉스 스타트업, 현행 기술 대비 10,000배 작은 광학 트랜지스터 개발)
이 기술이 성숙해짐에 따라, 휴대용 장치용 초소형 디스플레이를 개발할 잠재력을 갖추고 있어, 무게와 전력 소모를 대폭 절감할 수 있으며, 새로운 고화질(highly-detailed) 디스플레이 구현도 가능합니다. 이처럼 작은 크기에서는 엄청난 픽셀 밀도 달성이 가능하여, 충분한 처리 능력이 렌더링을 지원할 수만 있다면 실사 같은 시각적 효과를 구현할 수 있습니다.
연구진은 기존 OLED 구조를 개조하여 이러한 성과를 이루어냈습니다. OLED 디자인을 단순히 축소하는 방식으로는, 각 OLED의 중심에 위치한 금 안테나(gold antenna)가 서서히 금 표면을 주변 유기 물질로 침투(leaching)시키면서 단락(short circuit)을 일으키는 문제가 발생합니다.
이 문제를 해결하기 위해 연구진은 각 다이오드 내부 광학 안테나 주위에 특수하게 개발된 절연층을 도입하여 전류를 집중시켰고, 이를 통해 나노 규모 OLED의 장기간 작동을 가능하게 했습니다. 다만, 이 '긴' 작동 시간은 테스트 환경에서 2주간의 기간에 그쳤기 때문에, 이 개념 증명(proof-of-concept) 기술을 실제 제품 및 경제 규모로 구현하기 위해서는 별도의 작업이 필요합니다.
(출처: 관련 연구 논문 및 보도 자료 기반)
[결론]
연구진은 지속적인 소재 및 공정 개선을 통해 장기적인 구동 안정성을 확보하는 것이 향후 과제임을 강조했다.