국내 연구진이 양자점 발광다이오드(QLED)의 성능을 높이는 기술개발에 성공했다.
한국전자통신연구원(ETRI)은 16일 양자점 발광다이오드(QLED)정공 주입 개선 기술 개발을 통해 QLED의 밝기, 전류 및 전력 효율을 향상시킬 수 있는 핵심 기술을 개발했다고 밝혔다. 기존 소자에 비해 최대 4.5배의 밝기, 1.7배의 전류효율, 2.3배의 전력효율을 가지는 QLED의 구현이 가능해졌다. 연구진은 이 기술의 경우 적, 녹, 청(RGB) 모든 색상의 양자점에 동일하게 적용할 수 있어 향후 QLED 상용화에 큰 도움이 될 것으로 보고 있다.
QLED는 자체적으로 빛을 내는 반도체 입자인 양자점을 이용한 디스플레이 기술이다. 그동안 유기발광다이오드(OLED)가 유기물을 이용했다면 QLED는 유기물 대신 반도체 즉, 양자점을 활용한다. 최근 자연에 가까운 색을 재현 하는 디스플레이 수요가 증가하고 있어 가장 넓은 색 영역을 제공하는 QLED 기술에 대한 관심 또한 높아지는 추세다.
QLED 기술의 가장 큰 난제는 발광 층 내 전자(electron)-정공(hole) 이동 불균형 현상이다. QLED 디스플레이를 구성하는 소자는 양 전극에서 주입된 전자와 정공이 양자점에서 만나 빛을 내게 된다.
연구진은 디스플레이서 밝게 빛나는 발광층 위에 양자점을 깔고 정공 쪽에 해당되는 부분만 피리딘이라는 물질로 바꿔 불균형 문제를 해결했다. 결국 피리딘으로 인해 정공을 쉽고 빠르게 이동시킬 수 있었다.
이렇게 피리딘으로 바꿔주면 양자점과 정공 수송층 사이의 거리가 줄어들고 중간 에너지 층이 만들어 진다. 중간 에너지 층은 정공을 보다 원활히 전달하도록 도와 전자와 정공이 만나 빛을 내는 효율을 증대시키게 해준다. 하나의 층에 전자와 정공이 동시에 존재해야 빛이 나게 되기 때문이다.
연구진이 개발한 기술은 그 우수성을 인정받아 재료 분야의 대표적인 국제 학술지인 Journal of Materials Chemistry C 3월 표지 논문으로 선정됐다.
이현구 ETRI 유연소자연구그룹장은 "향후 이 기술을 연구진이 개발 중인 마이크로 디스플레이도 적용해 볼 계획이다. 미국 국가 텔레비전 시스템 위원회(NTSC) 기준 약 159%의 색 재현율을 보여 자연색에 보다 가까운 색상구현도 가능해 차세대 디스플레이 등에 다양하게 적용될 것"이라고 말했다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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