피부미용 효과 3배 높인 LED 신기술 개발…2월 과기인상에 이건재 교수

LED 칩 선택적으로 대량 전사하는 신기술 개발

기술 개발 후 마이크로 LED 마스크 사업화로 연결

이달의 과학기술인상 2월 수상자로 선정된 이건재 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 이건재 석좌교수. (사진=과학기술정보통신부 제공)  *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]윤현성 기자 = 마이크로 LED 공정기술을 혁신하고, 이를 기반으로 피부미용 효과를 3배 이상 높인 면발광 마이크로 LED 마스크를 개발한 이건재 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 이건재 석좌교수가 2월의 과학기술인으로 선정됐다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 이달의 과학기술인상 2월 수상자로 이건재 교수를 선정했다고 5일 밝혔다.

이달의 과학기술인상은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정해 과기정통부 장관상과 상금 1000만원을 수여하는 상이다.
 
과기정통부와 연구재단은 이건재 교수가 마이크로 LED 공정기술을 혁신하고, 이를 기반으로 피부 밀착형 면발광 마이크로 LED 마스크를 개발해 고성능 유연소자의 실용화를 선도한 공로를 높이 평가했다고 설명했다.

특히 이건재 교수가 활용한 '면발광'은 기존 점발광 형태와 다르게 면으로 보이는 발광의 형태로, 조밀한 LED와 광확산제를 통해 발광면 전체에 균일한 발광을 가능하게 해 고른 치료 효과를 발생시킨다.

차세대 디스플레이 기술로 주목 받는 마이크로 LED의 제작은 성장 기판(재료 기판)에서 최종 기판으로 LED 칩을 정밀하게 배치하는 '전사 공정'이 가장 중요하다.

하지만 기존의 전사 공정은 접착제를 사용해 개별 LED 칩을 부착하는 방식이어서 생산 비용이 높고 효율성이 낮아 상용화에 어려움을 겪었다.

2월의 과학기술인으로 선정된 이건재 한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 이건재 석좌교수가 개발한 얼굴 밀착형 면발광 마이크로 LED 마스크. (사진=과학기술정보통신부 제공) *재판매 및 DB 금지

이건재 교수는 유리 기판에 미세한 구멍을 뚫어 진공관을 연결한 후 진공 흡입력을 조절함으로써 원하는 LED 칩을 선택적으로 대량 전사하는 '마이크로진공 대량전사기술'을 개발해 이 문제를 해결했다.

이를 통해 기존 방식보다 빠르고 정확한 전사가 가능해졌다. 또 색상별 진공 조절로 원하는 색상을 선택적으로 전사할 수 있게 됐고, 사람의 피부와 종이, 나뭇잎 등 다양한 소재에도 적용할 수 있어 활용도가 크게 향상됐다.

이건재 교수는 대량전사기술과 이를 통한 유연소자 개발에 머무르지 않고 기술사업화로도 연결시켰다. 기존의 딱딱한 LED 마스크와 차별화돼 피부에 완전히 밀착되는 면발광 마이크로 LED 마스크를 개발하고 제품화했다.

기존의 LED 마스크는 딱딱한 구조로 인해 피부와의 밀착성이 떨어지고, 빛의 손실이 발생해 피부 깊숙이 도달하는 광량이 제한적이었다. 하지만 면발광 마이크로 LED 마스크는 빛의 입자 산란을 유도해 광원을 면으로 확산시키는 방식으로 광손실을 최소화하고 피부 진피층까지 빛을 전달할 수 있도록 설계됐다.

특히 피부 탄력과 재생에 효과적인 630㎚(나노미터) 파장의 빛을 균일하게 전달하기 위해 마이크로 LED 수천개를 활용하고, 빛을 더욱 고르게 확산시키는 광확산제를 적용해 면발광 효과를 구현함으로써 기존 제품 대비 피부미용 효과를 3배 이상 향상시켰다.

이번 연구는 과기정통부 중견연구사업의 지원을 받아 수행됐다. 연구성과는 국제학술지 네이처커뮤니케이션 2023년 11월과 어드밴스드 헬스케어 메터리얼즈 2022년 11월 온라인판에 각각 게재됐다.
 
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 말했다.


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