▲ ▲한창수 기계연구원 박사. ▲한창수 기계연구원 박사

반도체 양자점을 형광체로 이용해 고품질 LED(발광다이오드)를 만드는 원천기술이 한국기계연구원 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다.

한국기계연구원(원장 이상천) 나노역학연구실 한창수 박사팀은 지식경제부 산업원천 연구개발사업인 ‘나노양자점 형광체 기반 차세대 LED 모듈 개발사업(참여기업: 탑엔지니어링)’을 통해 다중껍질 양자점이 포함된 복합체에 UV(자외선)를 쬐어 양자점의 발광효율을 2배로 높여 적은 양의 양자점만으로 고품질의 LED를 구현하는데 성공했다고 19일 밝혔다.

반도체 양자점에 대한 국내외의 연구가 아직 초기단계에 머무는 가운데 양자점 복합체를 자외선 처리를 통해 고효율의 형광 복합체로 제조한 것은 이번이 처음이다. 현재까지 개발된 양자점 활용 LED 제작 기술에는 많은 양의 양자점이나 광안정성이 떨어지는 단일껍질 양자점을 주로 활용해 왔다.

이번 기술 개발로 양자점을 기존의 절반만 사용해도 목표 성능을 얻을 수 있게 됐다. 또한 자연색의 70% 수준인 기존 LED의 색 선명도는 91%까지 높아졌으며 양자점을 이용해 미세 색조절이 가능해져 제작 과정에서의 불량률도 낮추게 됐다.

한창수 박사는 “지금까지는 양자점의 효율이나 광안정성이 낮아 실용화에 어려움을 겪어왔다”며 “이번에 개발된 양자점의 발광 증강 기술은 LED를 포함해 향후 양자점이 포함된 모든 복합소재 이용 제품군의 성능을 극대화하고 상용화를 앞당기는데 크게 기여할 것으로 보인다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구결과는 재료 분야의 권위 있는 저널인 ‘어드밴스드 머티리얼스’(Advanced Materials) 온라인판에 최근 게재됐다. 또한 이 기술은 현재 국내특허가 출원됐고 국제특허 출원을 앞두고 있다.

▲ ▲양자점 형광체를 이용한 고품질 LED 개략도. ▲양자점 형광체를 이용한 고품질 LED 개략도