$SiO_2$ 나노입자 용액을 첨가한 ZnO 나노입자를 통해 매우 향상된 효율 및 휘도의 양자점 발광 다이오드

Abstract

디스플레이 분야에서, 양자점은 크기에 따른 색변환과 좁은 반치폭으로 인한 높은 색재현율과 같은 특징들로 인해 이에 대한 많은 연구가 진행중이다. 발광층이 양자점인 양자점발광다이오드는 얇고 가벼워 유연하고, 투명하며 입을수 있다는 유용한 장점들을 지니고 있다. 본 연구에서는, 고효율 양자점 발광다이오드 소자를 위해 전자주입층으로 실리카 나노입자 용액이 첨가된 징크 옥사이드 나노입자 층을 사용하였다. 이를 통해 스핀코팅 방법으로 징크 옥사이드 나노입자 층 사이사이의 크기가 큰 실리카 나노입자를 이용해 음극 부분에만 나노구조의 형성에 대한 가능성이 확인되었다. 하지만 실리카 나노입자 자체가 절연체이기 때문에 실리카 나노입자 농도가 증가할 수록 양자점 발광다이오드의 효율은 감소하였다. 그럼에도 불구하고 소량의 실리카 나노입자 용액이 첨가된 징크 옥사이드 층을 양자점 발광 다이오드의 전자주입층으로 사용할 경우 효율이 최대 90%까지 증가하고, 휘도가 250~300%까지 증가하였다. 그 이유는 실리카 나노입자 용액의 산소 원자 등이 징크 옥사이드의 표면 결함을 방지하였다고 여겨진다. 본 연구에서 사용된 양자점 발광다이오드의 효율 증가를 위한 값싸고 간단한 방법이 미래의 양자점 발광다이오드의 연구 개발에 많이 유용하기를 바란다.