동의대 김성훈 교수, 기상증착법 기반 고밀도 페로브스카이트 박막제조로 잉크젯 기법 대체

고효율 디스플레이 제조 기술 제1저자 동의대 김성훈 교수(오른쪽)와 공동저자 문나은 석사과정 학생이 기념사진을 찍고 있다.

[아시아경제 영남취재본부 황두열 기자] 동의대 응용화학전공 김성훈 교수팀이 컬러 디스플레이 제조에 쓰이는 잉크젯 프린팅 기법의 대체가 가능한 기상 증착법을 이용한 ‘고밀도 페로브스카이트 박막 제조기술’을 개발했다.

컬러 디스플레이를 구현하기 위해서는 적색, 녹색, 청색의 세 가지 색상이 필요하며 청색 백라이트를 이용해 녹색 또는 적색으로 변환하는 방법이 흔히 사용된다.

지금까지 평판 디스플레이 분야에 있어서 형광 물질을 이용한 색 변환 시스템을 살펴보면 잉크젯 프린팅과 같은 첨단 기술을 포함해 대부분의 형태에서 컬러필터의 사용은 필수적이다.

최근에는 양자점(QD, 파장 변황층)과 청색 OLED(백라이트)를 결합해 액정이 필요 없는 QD-OLED 하이브리드 시스템을 적용한 새로운 디스플레이 기술이 보고되고 있다.

하지만 청색 빛샘 현상이 없는 완벽한 색 변환을 위해 양자 점층의 두께를 높이거나 추가적인 컬러필터를 사용해야 하는 단점이 여전히 존재한다.

김성훈 교수팀은 이러한 단점을 보완한 기상 증착법으로 고밀도 양자점 필름 제조 기술을 개발했다.

개발된 기술은 기존 잉크젯 방법으로 제조된 두께의 약 25% 수준인 3μm 두께에서 청색을 완벽히 녹색과 적색으로 변환시키면서 디스플레이에 사용되는 뱅크(bank) 높이의 감소와 컬러필터 없이 세 가지 색상의 구현이 가능하다.

기술은 디스플레이의 휘도 성능을 높일 수 있고 제조 원가 절감에도 기여할 것으로 기대되고 있다.

김성훈 교수는 “디스플레이 제조에 있어서 뱅크 높이를 낮추고, 노즐 제어가 까다로운 잉크젯 프린팅 기법을 대체할 수 있는 획기적인 방법으로 널리 이용될 수 있을 것이다”고 말했다.

성과는 논문 ‘기상 증착법으로 제조된 초박막 페로브스카이트/금속산화물로 완벽한 컬러변환과 발광효율 개선(Highly thin film with aerosol-deposited perovskite quantum dot/metal oxide composite for perfect color conversion and luminance enhancement)’이라는 제목으로 발표돼 화공공정 분야 학술지인 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal, IF 13.272, JCR 97.55%)’ 지난 23일 온라인판에 게재됐다.

논문에는 동의대 김성훈 교수가 주저자, 문나은 석사과정 학생이 공동 저자로 참여했다. 김상욱 아주대 교수, 오종민 광운대 교수, 유승협 KAIST 교수 연구팀도 개발에 함께 참여했다.

연구는 한국연구재단 개인 기초연구사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

영남취재본부 황두열 기자 bsb03296@asiae.co.kr