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김지완·양희선 교수팀, 퀀텀닷-OLED 융합·적층한 백색 발광소자 개발

[IT비즈뉴스 최태우 기자] 올레드(OLED) 디스플레이를 이을 차세대 디스플레이 소재로 색재현성이 높은 양자점(Quantum dot, QD) 기술이 주목받는 가운데, 국내 연구진이 양자점에 OLED를 적층한 고효율 백색 발광소자 개발에 성공했다.

양자점 발광소자 개발 연구가 활발하게 진행되고 있으나 단색소자에 연구가 편중돼 있어 실제 디스플레이에 적용하기까지 어려움이 있었다.

김지완 경기대교수·양희선 홍익대 교수 공동연구팀은 유기화합물인 OLED와 무기물인 양자점을 융합해 적·녹·청색 빛이 모두 잘 나오는 백색 발광소자를 개발했다. 

(왼쪽부터) 김지완 경기대학교 신소재공학과 교수(교신저자), 양희선 홍익대학교 신소재공학과 교수(교신저자) [사진=한국연구재단]

기존의 양자점 기반 백색 전계발광 소자에 관한 연구는 3개 이상 색상의 양자점을 섞어서 발광층을 형성하거나 적·녹·청색의 양자점을 쌓아올리는 방식을 사용해왔다. 

양자점만을 사용하면서 좁은 반치폭으로 백색광을 만들기 위해 연색성이 떨어지는 단점이 존재한다. 적·녹·청색을 쌓아올리는 방식은 층 사이를 구분하기 위해 완충층(buffer layer)을 넣어야하기 때문에 제작과정이 복잡해진다.

용액공정 기반 양자점의 높은 효율과 진공공정 기반 OLED의 제작기술을 융합해 2개 기술의 장점을 모두 살렸다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀은 발광소자 하부를 녹색과 청색의 2개 양자점으로 형성하고 위에는 적색빛을 내는 기존의 OLED 물질을 형성했다. 연구팀에 따르면 생성된 하이브리드 백색 발광소자는 그간 발표된 양자점 기반 백색 발광소자보다 높은 수준의 효율과 밝기를 나타냈다.

김지완 경기대교수는 “무기 양자점 물질과 유기 OLED 물질을 접목시켜 새로운 백색 전계 발광소자를 개발한 것이 핵심”이라며 “미래 디스플레이와 고체 조명의 고효율 백색 발광소자에 적용할 수 있어 국내 OLED 기술이 후발주자와의 격차를 벌리는 기회가 되길 기대한다”고 연구의 의의를 설명했다.

이번 연구성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 기초연구사업(중견연구)의 지원으로 수행됐으며 나노물질 분야 대표 국제학술지인 ‘나노스케일(Nanoscale)’의 5월2일자에 게재됐다.

최태우 기자  taewoo@itbiznews.com

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