한국과학기술원(KAIST) 연구진이 고온·고습 환경에서도 퀀텀닷(양자점)의 발광 효율을 안정되게 보호할 수 있는 기술을 개발했다. 고가의 보호필름이 필요 없어 초고화질 디스플레이 생산 단가를 최소화할 수 있을 것으로 기대된다.
KAIST(총장 강성모)는 배병수 신소재공학과 교수팀이 퀀텀닷을 실록산 수지(실리콘 기반 고분자)로 감싸 소재 산화를 원천 차단하는 기술을 개발했다고 10일 밝혔다.
퀀텀닷은 수 나노미터(㎚) 크기의 반도체 결정이다. 발광 파장 조절이 쉽고 색 표현 범위가 넓다. 주로 고분자 수지에 도포, 디스플레이 필름으로 만든다.
그러나 열과 습기에 쉽게 산화하는 것이 단점이다. 고가의 외부환경 차단 필름을 덧대야 발광 효율을 유지할 수 있다.
연구팀은 실록산 수지에 퀀텀닷 소재를 함께 섞는 방식으로 외부 환경을 차단했다. 자체 개발한 `솔-젤 합성법`을 적용해 공정 때 열 발생, 성능 저하도 최소화했다.
실록산 수지는 내열성이 강해 차단 필름 없이 퀀텀닷 발광 효율을 유지한다. 고온·고습(85도·85%) 환경에서도 줄곧 60% 이상 효율을 보였다. 기존 수지 발광 효율은 40일 후 20%까지 떨어진다.
이 기술을 적용하면 퀀텀닷 디스플레이를 지금보다 훨씬 적은 금액으로 생산할 수 있다. 보급 및 상용화도 급물살을 타게 될 전망이다.
연구팀은 곧바로 기술 상용화에 착수한다. 국내외 관련 특허를 출원했다. 앞으로 KAIST 교원창업기업 `솔잎기술`에 기술을 이전, 상업화를 추진한다. 관련 제조 기업과 접촉해 필름을 비롯한 퀀텀닷 디스플레이 부품 상용화도 타진한다.
LED 광원에 직접 퀀텀닷을 도포하는 기술 연구도 진행한다. 광원에 직접 도포하면 퀀텀닷 사용량을 줄이면서 성능을 높일 수 있다.
배 교수는 “퀀텀닷이 지닌 한계를 극복해 차세대 디스플레이 소재로 자리매김할 수 있도록 한 방안을 제시했다”면서 “앞으로 국내외 업체들과 협력해 퀀텀닷 신뢰성 향상, 상용화에 주력하겠다”고 말했다.
대전=김영준기자 kyj85@etnews.com
