□ 연구개발의 추진배경 및 필요성

가. 기술적 중요성

반도체 기술, 나노기술, 정보통신기술 등의 접목으로 통신, 전자기기들의 휴대성이 높아지고 소형화됨에 따라 전자정보기기와 인간의 인터페이스 역할을 하는 디스플레이의 중요성이 대두되며 얇고 가벼우며 필요에 따라 접거나 말 수 있는 플렉시블 디스플레이에 대한 수요가 증가하고 있다. 사용자의 편리성이 극대화된 소자 개발에 대한 수요로 유연성 확보에 유리한 유기발광다이오드(OLED)를 기반으로 하는 디스플레이가 플렉시블 디스플레이로서 가장 유력한 후보로 여겨지고 있지만 색재현성, 수명 등의 문제로 이를 대체할 기술을 필요로 한다. 한편, 최근 콜로이드 양자점 합성법의 발전 및 소자구조의 최적화 공정을 통해, 높은 색순도와 우수한 발광효율을 갖는 반도체 양자점 기반의 발광다이오드(QLED) 기술이 기존의 OLED를 뒤이을 차세대 대표 주자로 부상하고 있지만, 현재 상용화되고 있는 반도체 양자점은 주로 카드뮴 계열로써 환경과 인체에 미치는 독성은 필히 해결해야 할 큰 과제이다. 이러한 관점에서 이황화전이금속 등의 저차원 소재를 바탕으로 한 양자점 소재 기반 광소자의 개발은 미래의 수요를 충족시키기에 충분한 후보군이 될 것이다.

나. 사회·경제적 중요성

소프트 일렉트로닉스 나노소자는 20세기 중반에 개발되어 현재까지 전자제품 시대를 주도해온 딱딱한(rigid) 전자기술을 대체할 차세대 핵심 기술로서, 향후 IT 산업뿐만 아니라 IT를 기반으로 하는 각종 융복합 기술 및 산업에 막대한 영향을 미칠 수 있는 기술이 될 것이며 국가 경제 및 국내 소재산업의 성장을 위해 반드시 확보되어야 할 핵심 미래기술이다. 또한 저차원 소재는 사실상 이러한 유연성 소자에 있어 어떠한 소재보다도 폭 넓게 사용될 가능성이 있는 소재로 관련 분야 산업화가 촉진되고 있다. 한편, 전 세계적으로 디스플레이 시장의 수익성 악화가 진행됨에 따라 양자점 디스플레이 기술이 지속적인 관심을 받고 있으나 아직까지 카드뮴 함유의 문제가 해결되지 않아 양자점의 디스플레이 시장으로의 진출이 어려움을 겪고 있으며 일부에서는 비카드뮴계 양자점 개발에 승부를 걸고 시점이다. 그러나 비카드뮴계 양자점 소재 사용에 따라 디스플레이의 휘도, 색재현성 등의 성능의 저하가 문제시되어 고품질의 디스플레이용 비카드뮴계 양자점 개발이 시급한 실정이며 이러한 시점에서 저차원 소재 적용 광소자의 개발은 디스플레이 산업을 포함한 유연성 전자소자 전반의 성장에 큰 기여를 할 것으로 예상된다.

○ 본 연구를 통해 개발된 이황화전이금속 양자점 소재 및 제조 기술을 통해 원천 기술을 확보하고 본 연구에서 제시하는 광소자를 포함한 다목적 유연 소자로의 적용 가능성이 있으며 이를 바탕으로 특허 및 논문 등의 지식 재산권 확보가 가능하며 더 나아가 나노소재의 전자소재로써의 효용성 입증이 가능할 것이다. 소재에 최적화된 새로운 형태의 소자구조와 성능을 제시함으로써 기초소자 연구 및 여러 소재 및 구조체의 융·복합화에 기여할 수 있을 것이다. 또한 소재개발을 시작으로 최종적인 소자로의 적용까지 이루어냄으로써 본 연구에서 개발할 저차원 양자점 소재의 상용화 타당성을 제시하고 기업의 관심을 유도할 것으로 생각되며, 다색의 고효율 양자점 합성 기술은 환경 문제 및 높은 제조단가로 인해 개발 한계를 겪고 있는 플렉서블 디스플레이 시장에 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대된다.

총 연구비 : 50,000,000 원