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'퀀텀닷·올레드' 융합 발광소자 개발…중국 추격 따돌리나

송고시간2019-05-21 12:00

경기대·홍익대 연구팀 성과…하이브리드 백색 소자 기술 구현

퀀텀닷과 인광 유기분자로 구성한 발광층(EML1·2)
퀀텀닷과 인광 유기분자로 구성한 발광층(EML1·2)

[한국연구재단 제공]

(대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 현존 디스플레이 시장을 이끄는 두 발광소자 제작 기술이 하나로 융합됐다.

한국연구재단은 김지완 경기대 교수·양희선 홍익대 교수 연구팀이 퀀텀닷(양자점)에 유기 발광다이오드(OLED·올레드)를 쌓은 고효율 백색 발광소자를 개발했다고 21일 밝혔다.

퀀텀닷과 올레드는 현재 활발하게 팔리는 TV 소재다.

현재 우리나라 올레드 기술은 세계 최고 수준으로 인정받는다.

앞으로는 색 재현성이나 유연성 측면에서 좋은 점수를 받는 퀀텀닷 시대가 열릴 것이라는 전망이 우세하다.

퀀텀닷은 자체적으로 빛을 내는 수 ㎚(나노미터) 규모 반도체 결정이다.

현재로선 아직 다양한 색을 갖는 실제 디스플레이에 적용하기 어렵다.

소자 단면을 투과 전자 현미경으로 분석한 이미지
소자 단면을 투과 전자 현미경으로 분석한 이미지

[한국연구재단 제공]

연구팀은 유기화합물 올레드와 무기물 퀀텀닷을 융합해 적·녹·청색 빛을 모두 잘 나오게 하는 백색 발광소자를 만들었다.

용액공정 기반 퀀텀닷의 높은 효율과 진공 공정 기반 올레드의 숙련된 제작기술을 합치는 방식으로 두 기술의 장점을 모두 살렸다.

연구팀은 발광소자 하부를 녹·청색 두 종류의 퀀텀닷으로 형성하고, 그 위는 적색 빛을 내는 기존 올레드 물질을 형성했다.

이 하이브리드 백색 발광소자는 그간 발표된 퀀텀닷 기반 백색 발광소자 중 최고 수준 효율(외부 양자효율 9%)과 밝기(휘도 약 2만 니츠)를 나타냈다.

청색 올레드 빛을 받아 녹색과 적색 빛을 내는 컬러필터(color filter)를 쓰는 게 아니라 퀀텀닷과 올레드 두 개의 발광층을 구현한 것이라고 연구팀은 강조했다.

빛의 스펙트럼과 실제 소자 사진(오른쪽 위)
빛의 스펙트럼과 실제 소자 사진(오른쪽 위)

[한국연구재단 제공]

김지완 교수는 "무기 양자점 물질과 유기 올레드 물질을 접목해서 새로운 백색 전계 발광소자를 만든 것"이라며 "우리나라 올레드 기술이 중국 같은 후발주자와의 격차를 벌리는 기회가 되길 바란다"고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(중견연구) 지원으로 수행했다.

나노물질 분야 대표 국제학술지 '나노스케일'(Nanoscale) 2일 자에 논문이 실렸다.

walden@yna.co.kr

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