Journal of Powder Materials (한국분말재료학회지)

The Korean Powder Metallurgy & Materials Institute (한국분말재료학회 (*구 분말야금학회))
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Recent Developments in Quantum Dot Patterning Technology for Quantum Dot Display

양자점 디스플레이 제작을 위한 양자점 패터닝 기술발전 동향

  • Yeong Jun Jin (Department of Materials Science and Engineering, Seoul National University of Science and Technology) ;
  • Kyung Jun Jung (Department of Materials Science and Engineering, Seoul National University of Science and Technology) ;
  • Jaehan Jung (Department of Materials Science and Engineering, Seoul National University of Science and Technology)
  • 진영준 (서울과학기술대학교 신소재공학과) ;
  • 정경준 (서울과학기술대학교 신소재공학과) ;
  • 정재한 (서울과학기술대학교 신소재공학과)
  • Received : 2024.04.15
  • Accepted : 2024.04.19
  • Published : 2024.04.28
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Abstract

Colloidal quantum dot (QDs) have emerged as a crucial building block for LEDs due to their size-tunable emission wavelength, narrow spectral line width, and high quantum efficiency. Tremendous efforts have been dedicated to improving the performance of quantum dot light-emitting diodes (QLEDs) in the past decade, primarily focusing on optimization of device architectures and synthetic procedures for high quality QDs. However, despite these efforts, the commercialization of QLEDs has yet to be realized due to the absence of suitable large-scale patterning technologies for high-resolution devices., This review will focus on the development trends associated with transfer printing, photolithography, and inkjet printing, and aims to provide a brief overview of the fabricated QLED devices. The advancement of various quantum dot patterning methods will lead to the development of not only QLED devices but also solar cells, quantum communication, and quantum computers.

양자점 패터닝 기술은 최근 QLED, 센서, laser, 태양전지, 양자컴퓨터 등을 포함한 광전자 응용분야에서 많은 수요가 예상되고 있다. 최근 양자점 패터닝을 위한 다양한 기술이 등장했지만 여전히 실제 산업에 적용에는 힘든 실정이다. 1~100 ㎛에 걸친 다양한 패턴 크기를 구현할 수 있는 전사프린팅은 대면적화가 어렵고 공정과정 중 발생할 수 있는 양자점 필름의 불완전한 박리 문제로 인한 패터닝 수율 문제가 보고 되고 있다. 기존 반도체 공정을 활용할 수 있는 포토리소그래피를 활용한 양자점 패터닝은 초고해상도로 픽셀을 패터닝 할 수 있다는 장점이 있지만, 포토레지스트를 제거하기 위해 쓰이는 용매에 의해 양자점 패턴 자체가 손상될 수도 있고 오염되어 광 효율이 낮아질 수 있다는 우려가 있다. 포토레지스트를 사용하지 않고 양자점의 용해도를 활용한 직접 광경화 공정이 주목받았지만, 패터닝 과정 중 생기는 결함과 비방사성 재결합으로 인해 양자점의 발광 효율이 떨어진다는 단점이 있어 표면 처리 등의 연구가 더욱 요구된다. 잉크젯 프린팅은 대면적화가 쉽고 상대적으로 경제적이라는 장점이 있으나 패턴의 불균일성과 낮은 해상도의 단점이 있다. 다양한 양자점 패터닝 방법 기술개발을 통해 QLED 소자에만 국한되는 것이 아니라 태양전지, 양자 통신, 양자 컴퓨터 등에도 적용이 기대된다.

Keywords

Acknowledgement

이성과는 대한민국 과학기술정보통신부의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임 (RS-2023-00279858).

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