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한양대학교 화학공학과 김도환 교수, 서강대학교 강문성 교수, 연세대학교 조정호 교수로 구성된 공동 연구팀이 해상도가 높아져도 픽셀 간  전기적 신호 간섭 없이 선명한 화질을 구현할 수 있는 OLED 마이크로디스플레이 핵심기술을 개발하였다. 10,000ppi 이상의 초미세패턴이 가능한 정공수송층(HTL) 소재를 개발하여 고해상도 마이크로 디스플레이를 성공적으로 구현하였다.

기존 OLED 마이크로디스플레이는 해상도 증가에 따라 픽셀 간격이 극도로 좁아지면서 전류가 인접 픽셀로 새는 전기적 크로스토크가 발생했고, 이로 인해 색영역과 색순도가 저하되는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해 연구진은 실리콘 반도체의 비등방성 식각 기반 포토리소그래피 공정을 활용해 실리콘 분자를 도입한 가교형 정공전달층을 대면적 웨이퍼(6인치)에서도 마이크로미터 수준의 정밀한 초고해상도 픽셀을 구현할 수 있는 기술을 개발했다. 이 기술을 바탕으로 고해상도 OLED 픽셀 어레이에서 전기적 신호 간섭으로 인한 근접 픽셀 발광현상이 억제됨을 증명했다.

이번 성과는 기존 소재나 단일 패턴 공정만으로 해결하기 어려웠던 픽셀 간섭 문제를 소재 설계와 미세가공 공정의 결합으로 근본적으로 개선했다는 데 큰 의의가 있다. 연구팀은 본 기술이 AR/VR 등 차세대 초고해상도 디스플레이에서 저전력·고화질·광색역을 동시에 달성하는 데 기여할 것으로 전망했다.

이 연구는 한국연구재단 과학기술정보통신부 , 기초연구사업 (중견연구), 미래유망융합기술파이오니어 사업의 지원을 받아 수행되었으며, 이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 일렉트로닉스' (Nature Electronics) 1월  27일자로 개제되었다.(논문명: Microlithography of hole transport layers for high-resolution organic light-emitting diodes with reduced electrical crosstalk)