이달의 과학기술인상 2월 수상자로 이건재 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 석좌교수가 선정됐다.

‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매달 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 상이다.

수상자를 선정하는 과기정통부와 한국연구재단은 이 교수가 마이크로 LED 공정 기술을 혁신하고, 이를 기반으로 피부 밀착형 면발광 마이크로 LED 마스크를 개발한 공로를 인정했다고 밝혔다. 마이크로 LED는 머리카락 두께 수준인 ㎛(마이크로미터, 100만분의 1m) 크기의 초소형 LED를 활용하는 차세대 디스플레이 기술이다.

차세대 디스플레이 기술로 주목 받는 마이크로 LED의 제작은 성장 기판(재료 기판)에서 최종 기판으로 LED 칩을 정밀하게 배치하는 ‘전사 공정’이 가장 중요하다. 기존의 전사 공정은 접착제를 사용하여 개별 LED 칩을 부착하는 방식이어서 생산 비용이 높고 효율성이 낮아 상용화에 어려움을 겪었다.

이 교수는 유리 기판에 미세한 구멍을 뚫어 진공관을 연결한 후 진공 흡입력을 조절함으로써 원하는 LED 칩을 선택적으로 대량 전사하는 마이크로진공 대량전사기술을 개발해 문제를 풀었다. 기존 방식보다 빠르고 정확한 전사가 가능해졌으며, 색상별 진공 조절로 원하는 색상을 선택적으로 전사할 수 있을 뿐 아니라 사람의 피부와 종이, 나뭇잎 등 다양한 소재에도 적용할 수 있는 기술이다.

이 교수는 피부에 완전히 밀착되는 면발광 마이크로 LED 마스크를 개발하고 제품화하면서 기술사업화로도 연결했다. 면발광 마이크로 LED 마스크는 빛의 입자 산란을 유도해 광원을 면으로 확산시키는 방식으로 광손실을 최소화하고 피부 진피층까지 빛을 전달할 수 있도록 설계됐다. 피부 탄력과 재생에 효과적인 630㎚(나노미터, 10억분의 1m) 파장의 빛을 균일하게 전달하기 위해 마이크로 LED 수천 개를 활용하고, 빛을 더욱 고르게 확산시키는 ‘광확산제’를 적용해 면발광 효과를 구현함으로써 기존 제품 대비 피부미용 효과를 3배 이상 높였다.

이건재 교수는 “이번 연구성과는 인간 신체와 활동에 적용할 수 있는 다양한 마이크로 LED 제품 개발과 양산화의 핵심기술로 활용될 것으로 기대된다”며 “머리에 밀착할 수 있는 발모용 면발광 모자 상용화 연구 등 기술이 세상을 바꿀 수 있도록 다리를 놓는 일에 계속 매진하겠다”고 밝혔다.