인쇄 가능한 물방울 레이저 디스플레이 개발

쓰쿠바 대학의 연구원들은 레이저 방출 방울을 방출하는 잉크젯 프린터를 사용하여 대량으로 레이저 광원을 신속하게 생성하는 혁신적인 방법을 개발했습니다.

연구진은 이러한 물방울에 전기장을 적용함으로써 빛 방출을 켜고 끄는 것이 가능하다는 것을 입증했습니다. 또한, 그들은 이러한 물방울을 회로 기판에 배열하여 소형 레이저 디스플레이를 만드는 데 성공했습니다.

TV, PC, 스마트폰용 디스플레이는 화질, 선명도, 에너지 효율성이 지속적으로 향상되고 있습니다. 레이저 디스플레이는 차세대 모델을 대표할 것으로 예상됩니다. 

특히 밝기와 색재현성 측면에서 레이저 디스플레이는 OLED, 액정 등 기존 발광 장치의 본질적인 한계를 극복할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 디스플레이로 효과적으로 활용되기 위해서는 부품을 현재 수준 이상으로 소형화하고 고밀도, 대량으로 배치해야 합니다.

이번 연구에서 연구진은 잉크젯 프린터에서 방출된 특정 유기 액체 방울이 레이저 빛을 방출한다는 사실을 발견했습니다. 레이저 광은 물방울에 전기장을 가함으로써 켜고 끌 수 있습니다. 이 물방울은 매우 작으며(직경 30μm) 수 cm의 넓은 영역에 걸쳐 대량으로 조밀하게 배열될 수 있습니다.

전극 사이에 액적을 위치시켜 전기장을 가하면 구형 액적이 타원형으로 변형되어 레이저 광 방출이 중단됩니다. 이는 물방울이 전기적으로 전환 가능한 "레이저 픽셀"로 기능한다는 것을 입증했습니다. 또한 연구원들은 각 픽셀의 레이저 방출이 이러한 액적의 2×3 배열에서 개별적으로 제어될 수 있음을 발견했습니다.

전기 장치 구성 및 레이저 성능의 추가 개선은 향후 상업용 레이저 디스플레이 개발에 크게 기여할 것으로 예상됩니다.

본 연구는 일본 과학기술진흥기구(JST)의 CREST(JPMJCR20T4), FOREST(JPMJFR232J) 및 ACT-X(JPMJAX201J), 과학 연구를 위한 보조금(B)(JP24K01306), 과학 연구(C)(JP20K04297), 혁신적 연구 분야(JP24H01693), 젊은 과학자(JP22K14656), 일본 과학 진흥 협회(JSPS)의 국제 공동 연구 촉진 기금(국제 협력 연구, 23KK0099), 쓰쿠바 대학의 DAAD-쓰쿠바 파트너십 프로그램(번호. 번호 117235241)의 지원을 받아 수행되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250107114545.htm