양자점과 광결정의 결합을 통한 백색광 방출의 성능향상

전문가 제언

○ 광결정(photonic crystal, PC)는 오팔과 같이 규칙적인 배열로 인해 격자주기를 갖는 유전체이다. 빛을 조사하면 격자주기에 해당하는 입사광은 격자층을 통과할 때마다 반사를 하게 되고 결국 유전체의 무한한 격자층을 통과하지 못하고 모두 반사를 한다. 따라서 유전체 내부에는 특정 파장의 빛이 존재하지 않으며 이를 광 밴드갭(photon band gap)이라 한다. 역 오팔의 경우는 PC 내부에 빈 공간을 만들어 빛을 발생시키면 빛을 결정 내부에 가둘 수 있다. 따라서 PC는 광집적회로, 광통신, 광학컴퓨터 등에 활용되고 있다.

 

○ 상용화 된 기존의 pc-LED는 에폭시나 폴리머 등을 사용하여 포스퍼를 펌핑 LED칩 표면에 캐스팅한 구조를 가지고 있다. 이와는 달리 실리카 역 오팔의 상단면에 발광체 양자점을 코팅하고 하단면을 360nm의 UV-LED칩 위에 부착하였기 때문에 기존의 pc-LED는 다른 구조를 가진다.

 

○ 실리카 역 오팔의 저지대역은 360nm로서 UV-LED의 펌핑파장과 일치한다. 이의 장점은 360nm의 펌핑광은 역 오팔의 공간 밖으로 빠져나가지 못하므로 광 추출효율이 향상된다. 또한 역 오팔의 나노크기의 홀로 인하여 역 오팔을 빠져 나온 펌핑광은 강한 세기의 근접장을 형성하게 되어 양자점의 PL의 세기를 극대화시킨다.

 

○ 국내에서도 PC의 광학적 특성을 이용하여 태양전지, LCD의 휘도향상 필름, PC섬유, LED의 광 추출효율 등에 응용되고 있다. 하지만 국내？외적으로도 pc-LED에 PC 응용연구는 아직 발표되지 않았다. 현재 사용되는 포스퍼는 고온 고상반응에 의해 제조되므로 수 μm의 입자크기를 가진다. 따라서 pc-LED에 PC를 도입하기 위해서는 포스퍼의 입자 크기를 수십∼수백 nm로 축소화할 수 있는 합성법을 개발하여야 한다. 합성법과 함께 PC 응용에 따른 생산단가를 낮출 수 있는 제작공법으로 개선된다면, PC를 용용한 pc-LED는 조명 및 디스플레이 산업에서 차지하는 시장점유율이 가파르게 상승될 것으로 기대된다.

저자

Heng Li, Zhaohua Xu, Bin Bao, Ning Suna, Yanlin Song

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

4()

잡지명

Journal of Materials Chemistry C

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

39~44

분석자

강*길

분석물

• 양자점과 광결정의 결합을 통한 백색광 방출의 성능향상.pdf [494,454 byte]

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