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차세대 TV ‘퀀텀닷’ 더 얇고 더 저렴해진다

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차세대 TV ‘퀀텀닷’ 더 얇고 더 저렴해진다

2016.11.23 18:00
연구진이 개발한 기술을 이용해 제작한 4인치 퀀텀닷 디스플레이. - KIST 제공
연구진이 개발한 기술을 이용해 제작한 4인치 퀀텀닷 디스플레이. - KIST 제공

국내 연구진이 차세대 디스플레이로 꼽히는 ‘퀀텀닷(양자점)’ 디스플레이를 상용화할 수 있는 기술을 처음으로 개발했다.

 

KIST 제공
KIST 제공

박준서 한국과학기술연구원(KIST) 나노포토닉스연구센터 연구원(사진) 팀은 기존 반도체 미세 패턴 형성기술을 적용해 퀀텀닷 발광 소자를 구현하는 데 성공했다고 23일 밝혔다.

 

퀀텀닷은 입자 하나의 크기가 10~15nm(나노미터=10억분의 1m) 정도인 발광(發光) 소재로, 모든 색을 표현할 수 있으면서도 에너지 효율이 100%에 가까운 것이 장점이다. 낮은 전기사용량을 유지하면서도 획기적인 화질 개선이 가능해 미래형 디스플레이로 주목받고 있다.

 

현재 시중에 ‘퀀텀닷 디스플레이’가 실제로 팔리고 있지만 이는 대부분 퀀텀닷 현상을 완전히 이용하지 못하고 있다. 퀀텀닷을 이용해 백색 광원을 만든 다음, 전면에 액정표시장치(LCD)를 붙여 만들었다. 퀀텀닷 현상을 일부 이용하지만 사실상 기존 LCD 모니터의 한 종류인 셈이다. LCD 장치 없이 퀀텀닷만으로 모든 색을 표현하는 디스플레이를 개발하려면 원하는 위치에 퀀텀닷 소자를 색상별로 고정하는 기술이 필요하지만 아직 상용화에 이르진 못했다.

 

KIST 연구진은 전자소자 공정에 자주 사용되는 ‘노광공정(포토리소그래피)’을 적용해 이 문제를 해결했다. 기판 위에 노광공정을 통해 패턴을 그려둔 후, 용매에 녹아 있는 퀀텀닷 소자를 전하를 이용해 고정했다. 이렇게 제작한 퀀텀닷 소자는 픽셀 각각이 전기적으로 구동하며 빛을 냈다.

 

이 기술은 제작 공정에서 값이 비싼 퀀텀닷 입자가 적게 들어가는 것도 장점이다. 디스플레이 제작 비용을 크게 낮출 수 있어 실제 퀀텀닷 상용화에 크게 기여할 것으로 보인다.

 

박 연구원은 “기존 반도체 공정 기술을 퀀텀닷 디스플레이 제작에 응용할 수 있어 공정개발 역시 손쉬울 것”이라며 “차세대 고해상도 디스플레이를 개발로 이어질 수 있을 것으로 보인다”고 말했다.

 

이 연구 성과는 나노 분야 권위지인 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 9일자에 실렸다.

 

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