미래형 디스플레이 구현 가능성 열어

양자점의 물리적 특성 변화 없이 초고해상도로 패턴화하는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국연구재단은 배완기 교수(성균관대학교), 강문성 교수(서강대학교), 강찬모 박사(한국전자통신연구원) 공동 연구팀이 초고해상도 양자점 패턴화 기술을 개발했다고 최근 밝혔다.

양자점은 높은 색 재현율과 높은 광효율을 가지고 있으며 용액 공정이 가능하다는 특성으로 가상현실(VR) 또는 증강현실(AR) 디스플레이와 같은 초고해상도 차세대 디스플레이 구현을 위한 핵심 발광 소재로 주목받고 있다.

하지만 양자점의 고유한 전기적･광학적 특성을 유지하면서 패턴화하는 기술은 여전히 차세대 양자점 디스플레이 구현에 가장 어려운 과제로 남아있다.

이에 연구팀은 기존 양자점 표면의 분산 리간드에 광가교 리간드를 도입해 별도의 감광제 및 가교제 등의 첨가물 없이 양자점만으로 패턴화가 가능한 이중 리간드 양자점 소재 기술을 제시했다.

광가교 리간드가 도입된 양자점 박막에 자외선을 조사하면 이웃한 양자점의 리간드 간 가교가 일어나며, 양자점 박막은 회로 패턴 형성 공정에 사용되는 용매에 대해 구조적 저항성을 가지게 된다.

연구팀은 자외선이 조사되지 않아서 구조적 저항성이 없는 부분의 양자점을 분산 용매로 제거하면 간단한 공정을 통해 패턴화된 양자점 박막을 얻을 수 있다고 설명했다.

또한 이러한 패턴화 공정은 별도의 첨가물이 없기에 양자점 박막의 광학적 특성은 물론 전기적 특성까지 전혀 저해하지 않아서 기존 포토리소그래피 및 잉크젯 프린팅 등 모든 용액 공정에 적용 가능함을 규명했다고 강조했다.

이뿐만 아니라, 3천ppi 이상의 고해상도 패턴화 기술을 요구하는 가상·증강현실 디스플레이 등 실질적인 차세대 디스플레이에 적용 가능한 기반을 마련했다고 평했다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 나노·소재기술개발사업 등의 지원으로 수행됐다.