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국내 연구진, QLED소자 양자점 표면치환기술로 전자-정공 불균형 해결

기사승인 2019.04.18  12:33:54

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- ETRI 연구진, QLED 성능·수명 개선 기술 개발

[출처=ETRI]

국내 연구진이 자체발광소자인 양자점을 활용한 디스플레이(QLED)의 성능을 높이는 기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 18일 QLED 정공(hole) 주입 개선 기술로 양자점 표면을 구성하고 있는 분자체를 바꿔 QLED의 밝기, 전류·전력 효율을 향상시킬 수 있는 핵심기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

QLED 구현에 있어 난제는 발광 층 내 전자-정공 이동 불균형 현상이다. QLED 디스플레이를 구성하는 소자는 양 전극에서 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 양자점에서 만나 빛을 내게 된다.

전자는 자유롭게 위아래로 잘 이동한다는 특징을 갖는 반면, 정공은 전극-양자점 에너지 간 전달이 더뎌 이동이 힘들다. 이러한 불균형 문제로 QLED의 성능이 떨어지고 수명이 짧아 개선 기술 연구가 진행돼 왔다.

ETRI 연구진은 발광층 위에 양자점을 깔고 정공 쪽에 해당되는 부분만 피리딘이라는 물질로 바꾸어 불균형 문제를 해결했다고 설명했다. 피리딘으로 인해 정공을 쉽고 빠르게 이동시킬 수 있었다는 설명이다. 피리딘으로 바꿔주면 양자점과 정공 수송층 사이의 거리가 줄어들고 중간 에너지 층이 생성된다.

중간 에너지 층으로 정공을 원활히 전달할 수 있으며 전자와 정공이 만나 빛 효율이 증가한다. 하나의 층에 전자와 정공이 동시에 존재해야 빛이 나게 되기 때문이다. 기존에는 전자만 이동했고, 또 정공을 추가로 주입하면서 높은 전압이 필요했다.

연구진은 이를 통해 기존 소자에 비해 최대 4.5배의 밝기, 1.7배의 전류효율, 2.3배의 전력효율을 갖는 QLED를 구현하게 됐다고 설명했다. 또 개발된 기술이 적색·녹색·청색(RGB)에서 양자점에 동일하게 적용할 수 있어 상용화도 높다고 보고 있다.

ETRI 이현구 유연소자연구그룹장은 “향후 관련 기술을 연구진이 개발 중인 마이크로 디스플레이도 적용해 볼 계획”이라며 “미국 텔레비전 시스템 위원회(NTSC) 기준 약 159%의 색 재현율을 보여 자연색에 보다 가까운 색상구현도 가능해 차세대 디스플레이 등에 다양하게 적용될 것으로 기대한다”고 말했다.

최태우 기자 desk@theinterface.kr

<저작권자 © 인터페이스뉴스 무단전재 및 재배포금지>
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