- KAIST 김형수 교수팀, 디스플레이용 퀀텀닷 패턴 커피링 제어기술 개발

다중배열 균일한 퀀텀닷 패턴 제작 기술 모식도.[KAIST 제공]
다중배열 균일한 퀀텀닷 패턴 제작 기술 모식도.[KAIST 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 김형수 교수팀이 커피링 얼룩자국을 완벽하게 제어해 균일하게 패터닝할 수 있는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다.

퀀텀닷은 차세대 핵심 디스플레이용 소재로 각광받고 있다. 이를 잉크젯 프린팅 기술을 이용해 패터닝(형태화)하려는 노력을 크게 하고 있지만, 양산성이나 해상도의 제한적 문제 그리고 공정 과정 중에 발생하는 커피링 현상으로 효율이 크게 떨어지는 이슈가 큰 문제로 지적되고 있다.

커피 한 방울이 고체 표면위에서 마르면 물방울 표면의 상대적 증발률 차이로 인해 커피링 얼룩 자국이 남게된다. 이를 커피링 효과라고 한다. 커피링 자국 이외에도 디스플레이의 해상도를 높이기 위해 다양한 모양의 패턴들이 제안되고 있으나, 일반적으로 다각형의 경우 커피링의 정도가 원형의 경우보다 더욱 심해지는 경향을 띤다. 연구팀은 퀀텀닷이 녹아 있는 용매의 성분을 적절히 조율하고 이 액적을 복잡한 물리-화학적 공정 없이 단순 증발 과정을 거쳐 100 마이크로미터(㎛, 1만 분의 1ｍ) 수준의 커피링이 전혀 없는 균일 패턴을 구현하는 데 성공했다.

김형수 교수는 "이번 연구 결과를 실제 디스플레이 양산을 위한 잉크젯 프린팅 공정에 활용하면 적녹청 퀀텀닷 패턴을 물리-화학적 복잡한 공정 없이 높은 효율의 차세대 QLED 디스플레이 구현에 적용 가능할 것ˮ이라고 말했다.

그는 또 “인쇄전자에 사용되는 값비싼 소재들로 확대하면 효과적으로 대면적 프린팅할 수 있고 패터닝 공정도 간소화돼 경제성을 높이는 데 기여할 것”이라고 전했다.

이번 연구결과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 2월 7일 온라인 게재됐다.


nbgkoo@heraldcorp.com