초록 ▼

연구개요
본 과제에서는 InGaN/GaN 나노로드 기반 세계 최초 고도로 플렉시블한 생체친화형 LED 면광원을 개발하고자 하며, 개발의 순서는 다음과 같다. 1) 나노로드 LED가 원천적으로 갖는 side-wall에 의한 비발광 표면재결합 문제를 표면플라즈몬 개념을 적용하여 해결하고, 생체적합성을 위해 Cd-free 양자점으로 원하는 파장을 구현한다; 2) 표면플라즈몬를 위한 금속나노입자와 색변환을 위한 양자점의 담체로서 고도로 유연하고 투명한 고분자 소재를 탐색하고 나노로드 LED에 도포하여 필름화하는 기술을 개발한다; 3)

연구개요
본 과제에서는 InGaN/GaN 나노로드 기반 세계 최초 고도로 플렉시블한 생체친화형 LED 면광원을 개발하고자 하며, 개발의 순서는 다음과 같다. 1) 나노로드 LED가 원천적으로 갖는 side-wall에 의한 비발광 표면재결합 문제를 표면플라즈몬 개념을 적용하여 해결하고, 생체적합성을 위해 Cd-free 양자점으로 원하는 파장을 구현한다; 2) 표면플라즈몬를 위한 금속나노입자와 색변환을 위한 양자점의 담체로서 고도로 유연하고 투명한 고분자 소재를 탐색하고 나노로드 LED에 도포하여 필름화하는 기술을 개발한다; 3) 이렇게 제작된 필름의 상하에 투명전극과 protection 필름을 부착하여 유연하고 생체적합한 나노로드 LED 면광원을 완성한다.

연구 목표대비 연구결과
○ 나노입자를 적용한 금속 LSP-coupled 나노로드 LED 개발
• 나노로드 LED array 제작 및 발광효율 향상을 위한 나노로드 물리화학적 처리 기술 개발
- 균일한 나노로드 LED array 제작
- 나노로드 LED sidewall passivation 기술
• Ag/SiO₂ 기반 나노입자 적용 내부양자효율이 향상된 LSP coupling InGaN/GaN 나노로드 청색 LED 제작
- Ag/SiO₂ 나노입자 합성 기술
- Ag layer dewetting을 통한 LSP coupling 발현
• 나노로드 LED 기판 분리 및 dielectrophoresis(DEP)를 통한 나노로드 수평 정렬 기술
- 에피 웨이퍼 위에 제작된 나노로드 LED 분리 기술
- DEP를 이용한 나노로드 수평 정렬 기술
○ 나노입자를 적용한 금속 LSP-coupled 나노로드 LED 개발
• 나노로드 LED array 내부 고분자 지지체 충진 및 p-GaN 상부 노출
- p-GaN 상부 노출을 위한 고분자 지지체 식각 기술
• 질화물반도체 나노로드 아키텍처를 적용한 InGaN/GaN-CCF 융합구조의 white LED 제작
- 광변환 나노입자 (perovskite nanocrystal) 합성 기술
- 고분자 용액에 광변환 나노입자, 광효율 증대 나노입자 블렌딩 기술
○ 나노로드 LED를 적용한 고도 유연성 면광원 개발
• 플렉시블 면광원 제작을 위한 기판 분리 연구
- 플렉시블 기판을 모체 기판으로부터 분리하기 위한 중간층 탐색 및 증착 기술
○ 대면적 플렉시블 LED 면광원을 위한 번들형 나노로드 제작
• Fluidic self-assembly 전사 기술 연구
- 번들형 나노로드 LED 제작 기술
- 마이크로 LED 전사 기술 탐색
• 대면적 플렉시블 기판에 정렬된 나노로드 LED
- 플렉시블 기판 상 나노로드 정렬 기술

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개발결과의 중요성)
• 나노 LED 기술은 막대한 수요의 white 면조명 시장을 겨냥한 실용연구일 뿐만 아니라 유-무기 hybrid 광전자 소자에 직접 적용될 building block 원천 기술을 제공
• 안경에 장착할 수 있는 고휘도 AR용 디스플레이 디바이스에는 sub-μm 크기의 초소형 발광화소가 필요하므로 나노로드 LED 기술 개발이 절실히 요구된다. AR용 디스플레이는 휴대폰과 연동되므로 그 시장을 휴대폰시장 (2019년 기준 연간 600조원)의 1/3을 가정할 때 연간 200조원에 이르는 거대한 시장 개척 가능하며, 기존의 디스플레이 시장을 잠식하는 시장약탈적 기술이 아닌 신시장창조적 기술임

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석( ... 18
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 20
• 붙임2 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 24
• 끝페이지 ... 34