▲ 자기조립 단분자의 극성 및 배열에 따른 니켈 산화물 에너지 레벨 모식도

국내 연구진이 꿈의 디스플레이로 꼽히는 QLED(양자점발광다이오드)의 안정성을 향상하는 기술을 개발, 상용화를 앞당길 전망이다.

한국에너지공과대학교(총장 윤의준, KENTECH)는 이승진 교수 연구팀, 캐나다 토론토 대학 사전트 교수 연구팀이 QLED 안정성을 향상하는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

자발광 QLED 디스플레이는 스스로 빛과 색을 내기 때문에 백라이트와 컬러필터가 필요 없어 얇고 투명하고 휘어질 수 있는 디스플레이를 만들 수 있다.

또 양자점 발광 소재는 전 가시광 영역에서 순수하고 선명한 빛을 표현할 수 있어 OLED (유기발광다이오드)보다 정교한 색 구현이 가능하다.

하지만 현재 QLED의 정공주입층으로 활용되는 전도성 고분자 PDOT:PSS는 산성 특성이 있어 디스플레이 패널 제작을 위한 핵심요소인 투명전극(ITO, Indium Tin Oxide)을 부식시키고 소자의 안정성을 떨어뜨리기 때문에 새로운 정공수송물질의 개발이 필요하다.

이승진 교수 연구팀은 기존 QLED에 활용하던 전도성 고분자를 대체하는 무기물 기반의 니켈 산화물을 합성하고 니켈 산화물 표면에 자기조립 단분자막을 형성하여 안정하면서도 효율적인 정공주입이 가능한 정공수송물질을 개발했다.

연구진은 자기조립 분자막의 극성 및 배열을 제어하여 반도체 박막 사이의 에너지 장벽을 최소화하였고, 이를 통해 세계 최고 수준의 무기 정공수송층 기반 QLED의 발광 효율을 달성하였다.

켄텍 이승진 교수는 “이번 연구 결과는 안정하면서도 효과적인 정공 주입이 가능한 정공수송층의 개발로 자발광 QLED 디스플레이 상용화를 앞당기는 데에 기여할 것으로 기대된다”라고 말했다.

한편, 연구결과는 화학 분야 국제 저명 학술지인 Journal of the American Chemical Society에 온라인으로 11월 3일에 게재되었다.