QLED TV 소자 '퀀텀닷' 밝기를 두 배로

[아이뉴스24 최상국 기자] QLED TV의 소자로 사용되는 퀀텀닷(양자점)의 밝기를 두 배로 높일 수 있는 새로운 기술이 개발됐다.

2일 한국연구재단은 KAIST 이도창 교수 연구팀이 성균관대 배완기 교수, 아주대 임재훈 교수와 함께 스스로 빛을 내는 양자점 소자의 성능을 획기적으로 향상시키는 방안을 제시했다고 밝혔다.

양자점은 높은 색 순도, 안정성 등의 장점을 가지고 있어 스스로 빛을 내는 소자에 이를 활용하려는 연구가 활발하다. 그러나 양자점에서 방출되는 빛의 대부분이 소자 내에서 소실돼 발광 효율이 매우 낮아 소자 개발의 걸림돌이 되고 있다.

연구팀은 소자 내에서 빠져나오지 못하고 소실되는 빛을 최소화하고 한쪽 방향으로만 빛을 방출할 수 있도록 설계하는 데 성공했다.

(왼쪽) 구형 퀀텀닷 기반 소자의 낮은 빛 방출 효율 (오른쪽) 비등방성 퀀텀닷 기반소자의 높은 빛 방출 효율 [한국연구재단 제공]

기존 소자에 사용된 양자점은 구형의 형태를 가지기 때문에 빛이 방사형으로 퍼져 나간다. 반면 연구팀은 한쪽 방향으로만 빛을 방출하는 편광 특성을 갖는 막대 또는 판 형태의 양자점을 만들고 이를 성공적으로 정렬시켜 최고 20%수준이었던 빛 방출 효율을 40%로 향상시켰다.

송재용 한국연구재단 나노‧소재단장은 “형상 이방성(물리적 성질이 방향에 따라 달라지는 성질)을 양자점에 적용해 발광효율을 극대화한 고기능 나노소재기술로, 고휘도 디스플레이나 조명의 전력 소모를 획기적으로 줄일 수 있어 상용화로 연계되면 경제적 파급 효과가 뛰어날 것으로 기대된다”고 높게 평가했다.

연구를 주도한 김휘동 박사(제1저자, 미국 로스알라모스 국가연구소)는 “비교적 덜 주목받던 빛 방출 효율의 중요성을 강조한 연구로서, 정체되어 있던 양자점 자발광 소자의 효율을 향상시키고, 연구 분야에 활력을 불어넣을 것으로 기대한다”라고 연구의 의의를 설명했다.