서울대 전기정보공학부 곽정훈 교수, 인천대 진성훈 교수, 서울대 전기정보공학부 백근우 박사, 인천대 서승기 박사(왼쪽부터). 사진=서울공대

곽정훈 서울대 전기정보공학부 교수와 진성훈 인천대 전자공학과 교수 공동 연구팀이 SWNT TFT와 적색 QLED의 이상적인 조합 연구를 통해 안정적으로 AM-QLED를 구동할 수 있는 TFT의 유형과 QLED의 소자 구조를 개발했다고 서울대 공과대학이 27일 밝혔다.

현재 자발광 QLED는 투명하고, 구부러지고, 늘어나는 등의 자유로운 폼팩터를 통해 최근 AR/VR, 헤드업 디스플레이, 옥외 디스플레이 등 그 활용처가 다양해지고 있다. 이런 자발광 QLED를 안정적이고 효율적으로 구동하기 위해서는 AM-QLED의 개발이 요구된다.

AM-QLED 개발은 적색 역구조/정구조 QLED의 소자 구조에서 최적의 회로 조합을 위해 TFT의 유형 변형법이 요구된다. 이에 공동 연구팀은 일반적으로 p형의 특성을 보이는 SWNT TFT를 안정적으로 대면적 n형 도핑할 수 있는 실리콘 나이트라이드를 SWNT 채널 위에 플라즈마 화학기상증착법을 도입, 유형을 변형했다.

p형/n형의 SWNT TFT로 구동되는 AM-QLED는 빠른 응답 속도, 낮은 일률 소모와 고집적도 등의 장점을 보여준다. 연구진은 고효율·장수명의 적색 QLED 개발을 위해 양자점을 구성하고 있는 내부 쉘의 조성 조절을 통해 높은 전류 효율을 지닌 적색 역구조/정구조 QLED 소자를 개발했다. 또 TFT와 QLED의 소자 유형·구조에 회로적인 조합 연구, 호환 가능한 공정 방법과 소재 개발을 통해 ‘S’, ‘N’, ‘U’, ‘I’ 등의 AM-QLED 데모도 성공적으로 구현했다.

이번 연구는 AM-QLED 디스플레이 구동을 위해 최적화된 조합 연구의 다양한 접근법을 제시하며, TFT-QLED 디스플레이 시스템을 효율적으로 집적화하는 플랫폼 연구에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

한편 이번 연구 결과는 소재·나노 기술 및 과학 분야 최고 권위지 가운데 하나인 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)’에 10월 25일 자로 온라인 게재됐으며, 산업통상자원부 기술혁신사업과 서울대학교 창의선도 신진연구자 사업, 한국연구재단 지원 사업으로 수행됐다.

서울대·인천대 공동 연구팀, 안정적인 디스플레이 구동 위한 TFT 유형과 QLED 소자 구조 개발 - 마켓뉴스 (marketnews.co.kr) [박우진 마켓뉴스 기자]