인하대학교는 차세대 디스플레이 핵심 기술로 꼽히는 페로브스카이트 양자점 발광소자(PeQLED)의 광 추출 효율을 높이는 전략을 개발했다고 13일 밝혔다.

인하대 신소재공학과 이정환 교수 연구팀은 전북대 강재욱 교수 연구팀, 중국과학원대 S. He 박사 연구팀과 공동으로 연구를 수행했다.

연구팀은 페로브스카이트 발광소자가 내부 발광 효율은 높지만 생성된 빛이 외부로 빠져나오지 못해 손실되는 문제가 상용화를 제약해 왔다고 보고, 빛의 방출 방향을 결정하는 전이 쌍극자 모멘트(TDM) 배열을 제어하는 방식에 주목했다.

이를 위해 결함을 줄이면서 나노결정 배열을 정렬할 수 있는 1,5-나프탈렌디설폰산(NDSA) 기반 리간드 교환 기술을 적용했다. 그 결과 나노결정이 규칙적으로 적층되며 발광층 내부 환경이 개선돼 빛의 상방 방출 비율이 높아졌다.

수평 방향으로 정렬된 TDM 비율은 기존 60%에서 70%로 증가했고, 광 추출 효율은 16.15%에서 20.09%로 향상됐다. 최대 외부양자효율(EQE)은 22.63%를 기록했다. 8000니트 이상의 고휘도 조건에서도 20% 이상의 효율을 유지했으며, 소자 수명은 기존 대비 4배 이상 늘어났다.

이정환 교수는 “나노결정의 형상과 배열을 정밀하게 제어해 광 추출 효율을 높일 수 있음을 확인했다”고 말했다.

이번 연구 결과는 재료과학 분야 학술지 ‘어드밴스드 머테리얼스’ 2026년 2월호에 게재됐다.