면 발광 마이크로 LED 상용화 기여…이건재 KAIST 교수, 2월 과기인상

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 '2월 수상자'로 이건재(사진) KAIST 신소재공학과 석좌교수를 선정했다고 5일 밝혔다.

이 교수는 마이크로 발광다이오드(LED) 공정기술을 혁신하고, 피부 밀착형 면발광 마이크로 LED 마스크를 개발해 고성능 유연소자의 실용화를 선도한 공로를 인정받았다.

마이크로 LED는 머리카락 두께 수준인 마이크로미터 크기의 초소형 LED를 활용한 차세대 디스플레이 기술이다. 마이크로 LED 제작은 성장기판(재료기판)에서 최종 기판으로 LED 칩을 정밀하게 배치하는 '전사공정'이 가장 중요하다. 하지만 기존 전사 공정은 개별 LED 칩을 접착제로 부착하는 방식으로 생산 비용이 높고, 효율성이 낮아 상용화에 어려움이 있다.

이 교수는 유리 기판에 미세한 구멍을 뚫어 진공관을 연결한 뒤, 진공 흡입력을 조절함으로써 원하는 LED 칩을 선택적으로 대량 전사하는 마이크로 진공 대량전사기술을 개발해 마이크로 LED의 상용화에 기여했다. 빠르고 정확한 전사가 가능하고, 색상을 선택적으로 전사할 수 있어 사람의 피부와 종이, 나뭇잎 등 다양한 소재에 적용할 수 있다.

이 교수는 기술개발에 그치지 않고 기술사업화에도 나서 피부에 완전히 밀착되는 면발광 마이크로 LED 마스크를 개발하고 제품화하는 데 성공했다. 이 LED 마스크는 빛의 입자 산란을 유도해 광원을 면으로 확산시켜 광손실을 최소화하고, 피부 진피층까지 빛을 전달할 수 있도록 설계됐다. 특히 피부 탄력과 재생에 효과적인 630나노미터 파장의 빛을 균일하게 전달하기 위해 마이크로 LED 수 천개를 활용하고, 빛을 더욱 고르게 확산시키는 광확산제를 적용, 기존 제품 대비 피부 미용 효과를 3배 이상 높였다.

관련 연구결과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션(2023년 11월)'과 '어드밴스드 헬스케어 머터리얼즈(2022년 11월)' 온라인에 실렸다.

이건재 교수는 "앞으로 머리에 밀착할 수 있는 발모용 면발광 모자 상용화 연구 등 기술이 세상을 바꿀 수 있도록 다리를 놓는 일에 계속 매진하겠다"고 말했다.

한편 이달의 과학기술인상에는 과기정통부 장관상과 상금 1000만원이 수여된다.

이준기기자

bongchu@dt.co.kr