[대학저널 임지연 기자] KAIST(총장 신성철) 신소재공학과 이건재 교수팀과 생명과학과 김대수 교수팀이 유연한 수직형 마이크로 LED 기술을 개발해 동물의 뇌에 삽입, 빛으로 행동을 제어하는 데 성공했다.
마이크로 LED는 기존 LED 칩 크기를 크게 축소시켜 적·녹·청색의 발광소재로 사용하는 기술이다. 저전력과 빠른 응답속도, 뛰어난 유연성을 가져 차세대 디스플레이로 각광받고 있다.
이번 연구에서 이 교수 연구팀은 수직 LED용 양산 장비를 자체적으로 설계했다. 5마이크로미터의 두께, 80마이크로미터 이하의 크기를 갖는 2500여 개의 박막 LED를 이방성 도전 필름을 활용해 한 번에 플라스틱 기판으로 전사했다. 이와 동시에 상호 연결된 유연한 수직형 마이크로 LED를 구현했다.
이후 30밀리와트/제곱밀리미터(mW/mm2) 이상의 강한 빛을 내는 유연 마이크로 LED를 쥐의 뇌에 삽입, 대뇌 표면으로부터 깊은 곳에 위치한 운동 신경세포를 활성화시켜 쥐의 행동을 제어했다. 이를 통해 발열이 적어 뇌조직의 손상 없는 생체 삽입형 유연 전자 시스템을 구현했다.
이건재 교수는 “이번에 개발된 수직 마이크로 LED 및 전사 패키징 기술은 저전력을 필요로 하는 스마트워치, 모바일 디스플레이, 웨어러블 조명 등에 바로 활용될 수 있을 것”이라며 “인간이 아직 풀지 못한 뇌과학 및 광치료, 바이오센서 분야에서도 기여할 수 있을 것이다”라고 말했다.
한편 이번 연구는 스마트 IT융합시스템 연구단의 지원을 받아 수행됐으며, 국제 학술지 ‘나노 에너지(Nano Energy)’에 2월 1일자로 게재된다.
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