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최신연구성과

  • 이현호 교수(전자공학) 연구팀, 용액공정만을 사용한 고효율 상부발광 양자점 발광다이오드 개발

    조회수 1155 | 작성일 2024.06.19 | 수정일 2024.06.19 | 홍보팀

  • 이현호 교수(전자공학) 연구팀,

    용액공정만을 사용한 고효율 상부발광 양자점 발광다이오드 개발

     

     

    - 계면 엔지니어링 통한 고효율 양극-정공 주입층 개발 -

    - 공진조건 최적화로 발광효율 극대화 및 색순도 개선 -

     

    광운대학교 이현호 교수(전자공학) 연구팀과 숙명여대 이현구 교수 연구팀은 폴리에틸렌이민(Polyethylenimine) 계면층 삽입을 통해 용액공정만으로 친환경 상부발광(top-emitting) 양자점 발광다이오드를 제작하는데 성공했다.

    차세대 디스플레이 소자로 각광받고 있는 양자점 발광다이오드는 좁은 반치폭에 의한 높은 색순도와 용액공정의 용이성 등 많은 장점으로 최근 다방면에서 연구되고 있다. 특히 양자점 발광 다이오드에 상부발광구조를 적용해 소자의 발광효율과 색순도를 개선하는 연구가 활발하다.

    상부발광구조는 빛을 유리기판이 아닌 반투명한 상부전극 방향으로 내보내는 구조로, 이때 반투명한 상부전극은 빠져나가는 빛 중 일부를 반사해 소자 내부에서 보강 및 상쇄 간섭현상을 일으키는데 이 공진현상을 최적화하면 소자의 휘도와 색순도를 큰 폭으로 향상시킬 수 있다. 하지만 상부발광구조의 가장 하단에 위치한 두꺼운 금속전극 위로는 제한적인 물질에 대한 용액공정만 가능하기에, 대다수 연구는 진공증착을 통한 역구조(Inverted structure)를 기반으로 상부발광 양자점 발광다이오드를 제작하고 있다. 이 방법은 양자점 발광다이오드의 장점인 용액공정의 용이성을 저해하므로 이를 극복하는 게 상용화를 위해 필수적인 요소로 평가받고 있다. 

    광운대학교 전자공학과 이현호 교수와 석사과정 전영우 학생은 하부전극 위에 폴리에틸렌이민(Polyethylenimine) 계면층을 적층하고 도핑된 정공주입층을 동적 스핀코팅 기법(Dynamic spin-coating)을 통해 용액공정만으로 상부발광 양자점 발광다이오드를 제작한 연구결과를 보고했다. 연구팀은 또 광학시뮬레이션 결과를 기반으로 소자 내부의 공진현상이 최적화될 수 있도록 공진거리(Cavity length)를 조절했으며, 이를 통해 만들어진 상부발광 양자점 발광다이오드는 28.04 cd A-1의 높은 전류효율과 36nm의 좁은 반치폭을 보였다. 이는 기존보다 8nm 가량 개선된 반치폭이며, 전류효율은 3배 이상 향상돼 현재까지 보고된 친환경 양자점 발광다이오드 중 최고 수준이다.

    이번 연구는 한국연구재단과 정보통신기획평가원의 지원으로 수행됐으며 연구결과는 전자소자  재료과학분야 저명 학술지 와일리WILEY) 출판의 ‘Advanced Electronic MaterialsIF:6.2)’ 게재됐다.

    https://doi.org/10.1002/aelm.202400195

     

    (사진 왼쪽부터)광운대학교 전자공학과 이현호 교수,  제 1저자 광운대학교 석사과정 전영우 연구원, 숙명여대 이현구 교수.
    (사진 왼쪽부터)광운대 전자공학과 이현호 교수,  제1저자 광운대 전자공학과 석사과정 전영우 학생, 숙명여대 이현구 교수

     

    용액공정만으로 만들어진 양자점 상부발광다이오드의 구조와 효율
    용액공정만으로 만들어진 양자점 상부발광다이오드의 구조와 효율

담당부서 : 홍보팀 / 연락처 : 02-940-5504