초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 증강현실/가상현실 기기, 헤드업 디스플레이, 웨어러블 디스플레이 등을 포함한 차세대 디스플레이 응용을 위한 LED 기반 고해상도 풀컬러 플렉시블 광전소자 기술 개발 연구임.
본 연구는 플렉시블 헤테로집적 광전소자 응용을 위해 전사 가능한 2차원 구조의 그래핀을 이용하여 질화갈륨 나노멤브레인 제작 기술을 개발, 이를 기반으로한 플렉시블 헤테로집적 발광다이오드 소자 제작을 목표로 함. 상대적으로 질화갈륨에 결여된 나노멤브레인 기술을 개발하고 이를 바탕으로 질화갈륨/질화비소 발광다이오드 멤브레인을 제작하

□ 연구개요
본 연구는 증강현실/가상현실 기기, 헤드업 디스플레이, 웨어러블 디스플레이 등을 포함한 차세대 디스플레이 응용을 위한 LED 기반 고해상도 풀컬러 플렉시블 광전소자 기술 개발 연구임.
본 연구는 플렉시블 헤테로집적 광전소자 응용을 위해 전사 가능한 2차원 구조의 그래핀을 이용하여 질화갈륨 나노멤브레인 제작 기술을 개발, 이를 기반으로한 플렉시블 헤테로집적 발광다이오드 소자 제작을 목표로 함. 상대적으로 질화갈륨에 결여된 나노멤브레인 기술을 개발하고 이를 바탕으로 질화갈륨/질화비소 발광다이오드 멤브레인을 제작하여 플렉시블 기판 위에 전사하여 플렉시블 헤테로집적 발광다이오드 제작을 목표로 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
최종목표 달성을 위하여 세부적으로 그래핀 전면 위 GaN 박막성장(리모트 에피탁시) [80% 달성], 플렉시블 헤테로집적 LED 소자 공정 체계화[100%], LED 구조 나노멤브레인 성장, 나노멤브레인 분리/전사기술 연구[90%], LED 에피 구조 나노멤브레인 전사[80%], 플렉시블 헤테로 집적 소자 제작[80%]를 진행함. 최종목표를 위한 세부목표의 단계적 설정과 높은 연관성, 핵심기술인 나노멤브레인 제작 기술의 미완성으로 인해 100% 목표달성은 이루지 못하였으나, 그외 최종목표인 플렉시블 헤테로집적 LED 소자 제작을 위한 개별기술인 GaAs 적색 LED 멤브레인 제작기술, GaN 청색 LED 에피 성장 기술, SU-8을 이용한 박막간 본딩 기술, Ni stressor를 이용한 박막 분리 기술, 칩 공정 기술은 확보하였음. 이를 고려하여 자체적으로는 세부연구 목표를 기준으로 종합 80% 달성으로 평가함. ‘그래핀을 이용한 리모트 에피탁시’를 통해 성공적인 질화갈륨 멤브레인 제작 기술을 확보하진 못하였으나, 그래핀 손상과 관련된 중요한 결과를 확인하였으며, 자체적으로는 성공적인 기술 확보 시점에 근접하였다고 판단하여 이를 바탕으로 향후 연구 방향을 설정하고 계속 진행할 예정임.

□ 연구개발결과의 중요성
플렉시블 광전소자를 위한 질화갈륨 나노멤브레인 기술의 가장 큰 적용분야 중 하나는 마이크로 LED 디스플레이라고 할 수 있음. 마이크로 LED 디스플레이는 고해상도, 고효율성과 함께 기존의 고정된 공간 활용의 한계를 극복하는 차세대 디스플레이로 주목받아 이에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 특히 마이크로 크기의 LED를 나노 멤브레인 형태로 전사하는 기술은 차세대 플렉시블 디스플레이 구현에 큰 역할을 할 것으로 기대됨. 새로운 첨단 기기에 대한 관심, 이를 위해 공간의 제한을 벗어나 기술간 융합 및 응용 분야가 확대될 것으로 전망되고 이로 인한 다양한 소자의 기능성 향상에 큰 역할을 할 것으로 귀추가 주목됨. 연구개발결과는 기존 OLED 위주 플렉시블 소자 기술을 뛰어넘는 고성능 구현 및 응용 분야 확대를 위해 우수한 광학적, 전기적 특성과 함께 외부 환경안전성과 신뢰성이 뛰어난 GaN 기반 물질에 유연성을 확보할 수 있는 구조를 제안하여 그 가능성을 확인하고, 이를 구현함으로써 마이크로 LED 디스플레이 연구 개척 및 발전에 기여할 것으로 기대함. 또한, 마이크로 LED 제작 기술에 있어 기존의 ‘pick-and-place’ 기반 핵심 기술들을 회피하여 새로운 경쟁력을 가지는 나노멤브레인 기반 마이크로 LED 소자 기술로 발전하여 관련 시장 타 기술의 시장 지배력 약화와 함께 경쟁력 있는 기술로 시장 확보/확장을 기대함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 1차년도(2017) ... 6
• 나. 2차년도(2018년도) ... 9
• 다. 3차년도 (2019년도) ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 가. 본 연구의 활용 방안 ... 14
• 나. 과학, 기술적 기대성과 ... 14
• 다. 경제, 사회적 기대성과 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 15
• 5. 연구성과 ... 16
• 대표적 연구실적 ... 22
• 끝페이지 ... 37