초고해상도와 높은 발광 효율을 동시에 실현한 양자점 디스플레이가 개발됐다. AR(증강현실)과 VR(가상현실)에서 더욱 생동감 넘치는 화면을 제공해 몰입감을 크게 높일 것으로 기대된다.
그림1. 이중층 전사 패터닝 기술로 제작한 고해상도 다색 패턴 및 대면적 패턴
신소재공학과 최문기 교수팀은 양지웅 DGIST 교수, 현택환 IBS 나노입자연구단장 연구팀과 공동으로 발광층과 전자전달 층을 동시에 기판에 옮기는 이중층 건식 전사 인쇄기술을 개발했다. 전류 누설을 줄여 적은 전류로도 밝은 빛을 낼 수 있게 됐다.
연구팀은 최대 이론효율에 가까운 발광효율(약 23%)을 달성했다. 세계 최고 수준의 외부양자효율(EQE)과 400nm 크기의 초고해상도 픽셀도 동시에 구현했다. 이 픽셀 크기는 머리카락 두께의 250분의 1 크기로, 애플 비전 프로 해상도의 약 6배에 달한다.
그림2. 이중층 전사를 통한 내부 기공 및 균열 감소
패터닝 기술은 다양한 기판에 적용할 수 있다. 대면적 공정과 초박형 다색 유연 디스플레이 구현에도 활용될 수 있다. 뛰어난 색 재현도와 색 순도를 가진 양자점은 스마트 웨어러블 장치 등에 널리 사용될 전망이다.
새로운 박막을 이용해 최대 2만 526 PPI 양자점 초고해상도 패턴을 구현하고 반복 인쇄를 통해 8㎝x 8㎝ 대면적화에도 성공, 대량 생산 가능성도 확인했다.
최문기 교수는 “앞으로 후속 연구를 통해 색 재현도와 색 순도가 높은 양자점을 스마트 웨어러블 장치 등에 광범위하게 적용할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 성과는 국제학술지 네이처 포토닉스(nature photonics)에 8월 2일 자에 게재됐다.
