성능 7배 향상 '팝콘 구조' 퀀텀닷 발광 소재 개발

KAIST 연구팀 성과…"차세대 디스플레이 경쟁력 제고 도움"

한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 정연식·전덕영 교수와 전기 및 전자공학부 장민석 교수 공동 연구팀은 30일 고분자 매질과 퀀텀닷(양자점)을 융합한 새로운 발광 소재를 개발했다고 밝혔다.

퀀텀닷이라는 용어 자체는 그리 낯설지 않다.

ADVERTISEMENT

국내 대기업의 퀀텀닷 유기발광다이오드(OLED) 텔레비전 출시 발표 덕분이다.

수 ㎚ 크기의 반도체 입자인 퀀텀닷은 실제 미래 디스플레이 핵심 소재로 꼽힌다.

다만, 순수 퀀텀닷 필름의 경우 광 흡수도나 광 추출도가 높지 못하고, 인접한 퀀텀닷 간 상호작용으로 광 효율이 낮아지는 한계를 지닌다.

ADVERTISEMENT

KAIST 연구팀은 속이 빈 팝콘 구조의 다공성 고분자 매질을 활용해 해결책을 제시했다.

빛과 고분자 매질의 상호 작용을 극대화하는 데 성공해서다.

연구팀의 퀀텀닷 복합소재 광 흡수도와 광 추출도는 기존보다 4∼5배 증가했다.

ADVERTISEMENT

파란색 LED 발광 소재로 적용했을 때 순수 퀀텀닷 대비 발광 강도는 7배 이상 향상됐다.

이 기술은 국내 특허로 등록했다.

미국 등지에서는 해외 특허 심사 중이다.

ADVERTISEMENT

정연식 교수는 "개발한 복합소재 매질은 가시광 전 파장 범위에서 발광 강도 증대 효과를 보인다"며 "값비싼 발광 소재를 적게 사용하면서 우수한 발광 특성을 구현할 수 있어 차세대 디스플레이 원가 경쟁력 향상에 기여할 것"이라고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단의 미래소재 디스커버리 사업 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문은 미국 화학회 국제학술지 '나노 레터스'(Nano letters) 3일 자 온라인판에 실렸다.

/연합뉴스