포스텍, ‘양자점 배열법’ 발견
퀀텀닷 디스플레이 제작비 감소
포스텍 연구팀이 커피가 증발하는 원리를 이용해 기존 소재보다 20배 밝은 아주 작은 반도체 입자인 ‘양자점(퀀텀닷·Quantum Dot) 배열법’을 발견해냈다.
포스텍은 기계공학과·화학공학과 노준석 교수와 연구팀이 현탁액이 증발할 때 일어나는 현상을 이용해 퀀텀닷 배열법 개발에 성공했다고 9일 밝혔다. ‘현탁액’이란 흙탕물, 먹물, 페인트 등과 같이 내부에 고체 입자가 분산해 떠 있는 액체를 말한다. 수 나노미터(nm) 크기의 퀀텀닷은 유체가 흐르는 방향으로 잘 따라간다. 컵에 커피 방울이 흘러내린 채로 두면 커피 자국이 남듯, 퀀텀닷 입자를 담은 현탁액이 증발하면 이 입자들은 모세관력에 의해 액체 방울의 가장자리와 같은 특정 영역에 자동으로 배열된다. 이 성질을 이용하기 위해 다양한 방법이 시도됐지만, 실제로 디스플레이에 활용할 수 있는 정도의 밝기 구현은 어려웠다.
노 교수 연구팀은 이 같은 한계를 극복하기 위해 브이(V)자 구조물을 이용해 현탁액 증발 과정에서 퀀텀닷을 아주 작은 크기의 화소 형태로 배열하고자 했다. 액체를 붓고 증발시키면 V자 안쪽에 액체가 빨려 들어가 입자가 쌓이도록 하는 방식이다.
그 결과, 이 방식으로 제작된 퀀텀닷 화소의 밝기는 비교군보다 20배 이상 밝았으며, 각 화소 간 밝기 균일도는 98％ 이상으로 매우 균일했다.
노준석 교수는 “최근 가전 업계에서는 밝고 자연스러운 영상을 보기 위해 퀀텀닷을 TV의 컬러필터에 활용하고 있다”며 “이번에 개발한 퀀텀닷 배열법을 이용하면 고가 장비 없이도 현탁액을 뿌리기만 하면 밝은 퀀텀닷 화소가 만들어지기 때문에 퀀텀닷 디스플레이의 제작 비용을 줄일 수 있다”고 말했다. /이시라기자 sira115@kbmaeil.com
