한국광기술원, 친환경 AIGS 양자점 캡슐 색 변환 소재 개발

한국광기술원(원장 신용진)이 차세대 디스플레이용 「QD-OLED 및 마이크로 LED에 적용 가능한 친환경 AIGS 양자점 캡슐 색 변환 소재」 개발에 성공했다고 19일 밝혔다.

기존 퀀텀닷은 색순도가 우수한 장점이 있으나, 열 안정성이 낮아 높은 휘도 구현이 불가하며, 수분 안정성이 낮아 장기 신뢰성이 취약하다.

또한, 현재 상용으로 사용되는 InP 양자점은 Blue 영역에서의 광 흡수율이 낮아 청색광의 누설현상 발생에 따른 디스플레이의 높은 광변환효율 달성에 어려운 문제가 있다.

개발 기술은 ▲AIGS 양자점 및 캡슐화 기술을 도입하여 기존 InP 양자점 대비 외부 환경에 대한 낮은 안정성 문제를 해결하고 청색광 누설현상을 개선 한 것이 특징이다.

한국광기술원 무기발광디스플레이연구센터 송영현 박사 연구팀과 컨소시엄 기업 ㈜이노큐디(대표 최재균), ㈜파인랩(대표 송진원), 순천향대학교(총장 김승우)이 공동 개발한 이 소재는 효율 저하 없이 AIGS 양자점의 고농도 농축이 가능하며, 수분/산소 차단이 가능한 유기/무기 별도층을 코팅할 수 있어서 신뢰성 향상이 가능함에 따라 QD-OLED 및 마이크로 LED 디스플레이에 적용이 가능할 것으로 기대된다.

개발 기술은 서브 마이크론 고분자 입자속에 고정 위치하는 방식으로 캡슐화 하였으며, 고분자 입자의 표면을 무기 산화물층으로 코팅해 양자점을 보호할 수 있는 ▲자체 배리어성을 가지며 ▲온도·용매의 안정성과 분산성을 확보했다.

새롭게 제조된 양자점 캡슐을 활용하면 색 변환 필름 외 분말 형태로 제조가 가능하며 QD-OLED 및 마이크로 LED 등 다양한 차세대 디스플레이에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

한국광기술원 전시욱 무기발광디스플레이연구센터장은 “이번에 개발된 친환경 AIGS 양자점 캡슐 기술은 기존 기술 대비 공정 과정을 줄이고 신뢰성을 높였기에 디스플레이 분야뿐만 아니라 센서, 자동차, 조명, 의료 분야에도 확대 적용할 수 있다”며, “InP계 양자점을 능가하는 AIGS 양자점 캡슐 기술을 확보해 디스플레이 소재‧부품의 초격차를 이뤄내겠다”고 포부를 밝혔다.

한편, 본 기술개발은 산업통상자원부 국가첨단전략산업특화단지연대협력지원사업인 「BT2020 90% 이상을 만족하는 고신뢰성 AIGS/AGS QD 대량생산 및 QD-OLED 적용기술 개발」을 통해 이루어졌다.