단일 기판 적층형 QD-OLED 기술을 개발한 ETRI 연구진.[ETRI 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국전자통신연구원(ETRI)이 국내 소부장 기업과 협력해 하나의 기판 위에 OLED와 QD 색변환층을 적층하는 QD-OLED 패널 기술을 구현했다.

이번 기술은 기존 2기판 접합 구조의 한계를 줄여 더 얇고 정밀한 차세대 디스플레이 구현 가능성을 높였다.

현재 상용 QD-OLED는 일반적으로 청색 OLED 발광 기판과 QD 색변환 기판을 별도로 제작한 뒤 접합하는 구조를 사용한다.

이 경우 두 기판 사이에 충진재층이 필요하고, 기판 정렬과 합착 공정이 추가돼 패널 두께와 제조 복잡도가 증가한다.

연구진은 이러한 한계를 줄이기 위해 청색 OLED 광원 위에 박막봉지(TFE)층을 형성하고, 그 위에 블랙 픽셀 정의층(Black PDL)과 QD 색변환층을 직접 쌓는 구조를 적용했다.

이를 통해 별도의 QD 기판을 붙이지 않고도 하나의 기판 위에서 OLED 발광층과 QD 색변환층을 연속적으로 제작할 수 있는 공정 가능성을 확인했다.

특히 6인치 기판에 18만 4800개 서브픽셀을 구현하고 141ppi 화소 밀도를 달성해 65인치 8K TV급 수준의 적용 가능성을 확인했다.

ETRI 연구진이 단일 기판 적층형 QD-OLED 패널의 잉크젯 프린팅 공정을 분석하고 있다.[ETRI 제공]

이번 성과는 국내 소재·부품·장비 기술을 기반으로 차세대 QD-OLED 집적 공정의 산업화 가능성을 높였다는 점에서 의미가 크다.

향후 대형 프리미엄 디스플레이는 물론, 얇은 폼팩터와 높은 화소 집적도가 요구되는 혼합현실(MR)·확장현실(XR)용 디스플레이 분야로도 활용 범위가 확대될 것으로 기대된다.

권병화 ETRI 실감디스플레이연구실 박사는 “이번 연구는 실제 산업용 잉크젯 프린팅 기술과 QD 색변환층, Black PDL 적층 화소 구조를 결합해 차세대 QD-OLED의 산업적 방향성을 제시한 성과”라며 “소재부터 공정, 패널 제작까지 이어지는 전주기 기술 기반을 확보한 만큼 향후 초고해상도 혼합현실(MR)·확장현실(XR)용 디스플레이 시장 선점에 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.

ETRI는 앞으로 단일 기판 적층형 QD-OLED 기술을 고도화해 대형 프리미엄 디스플레이와 MR·XR용 초고해상도 디스플레이 시장 선점에 기여해 나갈 계획이다.

이번 성과는 화학공학 분야 국제 학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’에 게재됐다.