포스텍(총장 박찬모)은 신소재공학과 장현명 교수팀이 '양자분리형 PDP(플라스마 디스플레이 패널) 형광체'를 세계 최초로 개발하는데 성공했다고 29일 밝혔다.

장현명 교수는 "이번에 개발된 양자분리형 PDP 형광체 개발에 따라 한 개의 양자가 100% 이상의 발광효율을 낼 수 있어, PDP TV의 전력 소모량을 감소시킬 수 있을 것"이라고 전망했다.

장 교수팀이 개발한 형광체는 황산칼슘(CaSO4)에 희토류 원소인 테르븀(Tb)을 첨가한 것으로, PDP 방전에서 발생하는 147나노미터(nm) 파장의 극자외선을 흡수해 황산칼슘에 음전기를 띤 엑시톤(Exciton)을 생성시키도록 했다.

연구진은 이 에너지를 다시 인접해 있는 2개의 테르븀 원자에 동시에 전달하도록해 엑시톤 양자 1개가 2개로 분리돼 녹색 가시광선을 내도록 하는 기술을 개발했다고 설명했다.

기존의 PDP가 하나의 양자로만 발광하도록 해 80~90%의 발광효율을 갖는데 비해 이론적으로 최대 2배(200%)까지 발광효율을 높일 수 있다는 것. 연구진은 이 기술이 상용화되면 기존 방식보다 적은 양의 형광체로도 발광효율을 유지하거나 확대할 수 있어 제작비용 절감과 전력소모량 감소의 효과가 기대될 것으로 보고있다.

대부분 수입에 의존했던 PDP 형광체도 상대적으로 저가인 황산칼슘을 활용해 우리 기술로 제작할 수 있어 PDP 형광체 수입비용도 줄일 수 있다고 연구진은 주장했다.

연구진은 이번에 개발한 녹색 파장용 형광체 상용화를 꾀하는 동시에, 향후 청색 파장용 형광체 개발도 추진할 계획이다.

이번 연구는 디스플레이용 기능성 소재 전문업체인 이그잭스와 공동으로 진행했으며 연구결과는 기능성 신소재 연구분야 해외 학술지인 '어드밴스드펑셔널머티어리얼즈' 1월호에 실렸다.

[용어설명]엑시톤(여기자, exciton) : 반도체와 유기 발광 다이오드 산업에서 사용되는 단어로 전자(electron)와 정공(hole)이 상호작용으로 묶여 있는 상태를 말한다. 전자와 정공은 엑시톤으로 결합된 상태로 빛을 발생하며 반도체와 유기 발광 다이오드는 엑시톤의 이러한 성질을 다양하게 활용해 개발되고 있다.