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- 정전기와 같은 순간 고전압에 의한 디스플레이 소자 열화 원인 규명

- 나노-마이크로-밀리미터 수준의 종합적인 분석을 통한 디스플레이 공정에서 정전기 위험성을 체계적으로 분석

- 국제 저명 학술지 Small (Impact facor: 13.0, JCR 상위 7%) 게재

 

 

안전공학과 송형준 교수 연구팀(소자 신뢰성 연구실, SEED)이 차세대 디스플레이로 각광 받는 QLED 소자 및 패널에서 정전기 방전에 의한 열화 메커니즘을 체계적으로 분석하여 국제 저명 학술지 Small (Impact Factor:13.0, 상위 10% 이내)에 게재하였다. 본 연구는 서울과기대 석사과정 졸업생인 이수운 학생이 제1저자로 참여했으며, 광운대학교 전자공학과 이현호 교수 연구단과 공동연구로 진행하였다.

 

이번 연구는 양자점 (Quantum-dot)을 이용하여 색순도가 높은 QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode) 소자에 나노 초 (nano second)동안 매우 높은 전압(수 kV)을 가지는 정전기를 인가하여 소자의 특성 변화를 분석하였다. Roll-to-Roll 기반 공정에서는 지속적인 마찰로 인해 디스플레이용 기판인 유리가 대전될 확률이 높으며, 순도가 높은 용액을 프린팅과 같은 공정으로 박막 형성시 소자 내부에 전하가 축척되어 정전기 방전의 가능성이 높아진다. 이러한 공정 특성을 고려하여 정전기 대전 전압을 1 kV 에서 13 kV로 전압을 올려가면서 짧은 시간동안 소자에 인가한 경우 금속 박막이 파괴되어 다이오드의 특성을 일어버리는 현상을 발견하였다.  또한 전체 발광 면적 중 방전된 정전기에 의한 높은 전류가 흘러나가는 방향의 픽셀들은 파괴되어 빛을 발광할 수 없지만, 반대 방향의 픽셀들은 특성을 유지한다는 것을 실험적 연구를 통해 보여주었다. 

 

 본 연구는 디스플레이 동작이나 제조 공정에서 발생할 수 있는 이상 전압에 의한 소자 열화에 대해 최초로 체계적으로 증명하여, 디스플레이 제조 공정의 안전성 향상, 디스플레이 패널의 신뢰성 향상을 위한 기초 연구가 될 것으로 예상된다. 특히, 극도의 신뢰성이 필요한 국방, 우주, 생체전자와 같은 분야의 디스플레이 설계의 믿 걸음이 될 것으로 예상된다.  이번 연구는 한국연구재단의 중견연구사업의 지원을 받아 수행되었다.

 

 

■ 논문정보

  • 저널명: Samll (IF=13.0, 나노 과학 분야 최상위 저널)

  • 논문 제목: Impact of Electrostatic Discharge on the Degradation from Pixel to Panel Level of Quantum‐Dot Light‐Emitting Diode

  • 저자:  이수운 (서울과기대 안전공학과 석사 졸업), 최한솔, 이현호*,송형준*

  • 논문 링크: https://doi.org/10.1002/smll.202411539