한국과학기술원(KAIST)은 이정용 전기 및 전자공학부 교수팀이 페로브스카이트 퀀텀닷(양자점) 층에 직접 자외선, 전자빔 처리를 하거나 용액 가둠 막을 두지 않고 고효율 RGB 패턴 발광 다이오드를 제작하는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
페로브스카이트 퀀텀닷은 높은 외부 양자 효율과 색 순도를 가지고 퀀텀닷 내부 할라이드 음이온 종류와 비율에 따라 밴드갭을 조절할 수 있어 차세대 디스플레이 발광 물질로 주목받고 있다.
그러나 긴 탄소 사슬을 갖는 절연 유기 분자가 퀀텀닷 주변을 둘러싸고 있어 전자 소자 적용 시 성능이 낮고 패터닝 공정에 쓰이는 자외선·전자빔 처리에 취약하다. 픽셀 패터닝 공정이 매우 어렵다.
개발 공정은 페로브스카이트 퀀텀닷 주변 절연성 유기 리간드(결합 분자)를 전하 수송이 유리한 유기 리간드로 교환, 발광 다이오드 성능을 향상한다. 또 할라이드 음이온 교환으로 퀀텀닷 박막 발광 색상을 자유롭게 바꿀 수 있다.
연구팀은 페로브스카이트 퀀텀닷 박막 일부분만 색을 바꾸는 패터닝 공정을 제안, 직접 자외선 및 전자빔 처리 없이 RGB 색상이 패터닝된 발광 다이오드 고속 제작에 성공했다.
이정용 교수는 “개발 페로브스카이트 퀀텀닷 박막 패터닝 공정으로 용액공정 기반 페로브스카이트 퀀텀닷 패터닝 공정이 당면한 문제점을 해소했고 차세대 페로브스카이트 퀀텀닷 디스플레이 구현에도 적용 가능할 것”이라며 “광검출기, 태양전지, 광 컴퓨팅 소자 등 다양한 광전소자에도 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
