나노기술 및 정책 정보

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경기대학교 주상현 교수 연구팀이 퀀텀닷 소재와 투명전극 용액을 하나의 펜 속에 탑재시킨 펜드로잉 방식의 디스플레이 제작기술을 개발함.

펜드로잉 방식이란 그림을 그리듯 누구나 언제 어디서든 드로잉 펜만을 이용하여 원하는 크기와 모양으로 디스플레이를 손쉽게 제작하는 기술로 기존 사각형의 모니터, 스마트폰, 네비게이션 등을 벗어날 수 있는 실마리가 될 것으로 기대됨. 휴대가 간편하고 이동이 용이해 장소와 시간의 제약을 받지 않는 펜드로잉 방식은 종이, 플라스틱, 아크릴판 등 어디든 구현할 수 있고 각지거나 굴곡이 있는 표면에도 제작할 수 있음. 전극층부터 발광층까지 디스플레이 제작의 전 과정을 펜 하나에 담아낸 이번 성과는 진공환경 하에서 반도체와 장비를 사용하는 일반적인 디스플레이 제작방식과는 차별화되는데, 해당 연구의 핵심은 고효율·고휘도·고색감의 하이브리드 퀀텀닷 소재(발광용액)와 고투명도·저저항 투명전극용액(전도성 용액)을 하나의 펜 속에 탑재시킨 데 있으며, 전극층으로 사용하는 2종의 전도성 용액을 합성하고 펜/스프레이 공정에 적합하도록 최적화하는 한편, 발광층으로 사용하는 4종의 발광용액을 최적화하여 하나의 펜 속에 담을 수 있었음.

드로잉 과정에서 손상되지 않는 균일한 박막형성을 유도하는 한편, 드로잉 속도나 드로잉 사이클 횟수, 기판 온도 등을 조절함으로써 각 층의 두께와 균일도를 정밀하게 제어하는 기술이 확보됨.

연구팀은 향후 펜드로잉 기법의 해상도를 높여 새의 깃털이나 사람의 눈썹처럼 미세한 펜터치가 가능하도록 연구를 계속할 계획이며, 해당 연구를 통해 건물외벽, 자동차 등 종전 실내·외 디스플레이는 물론 높은 산악지대나 섬 등 기존 디스플레이 설치가 어려운 장소에도 구현할 수 있는 한편 고정된 사각형 프레임을 벗어난 사용자 맞춤형 디스플레이를 견인할 수 있을 것으로 기대됨.

※ Nature Communications 게재

※ 과학기술정보통신부, 한국연구재단 지원