[서울=RNX뉴스] 박진우 기자 = 안정성이 높은 양자점(QD)의 선도적 개발업체인 크리스탈플렉스(Crystalplex Corp.)가 무카드뮴 ‘사파이어’(Sapphire™) 양자점을 사용하여 LCD디스플레이의 밝기와 컬러 안정성을 더욱 향상시킬 수 있게 하는 새로운 기술을 개발했다고 발표했다.

텔레비전과 모바일 기기 같은 고급 소비자 전자제품 제조 업체들이 LCD디스플레이의 밝기와 컬러 품질을 높이기 위해 양자점을 채용하기 시작했다. 세계 여러 나라에서 카드뮴을 규제하고 있기 때문에 안정적이고 카드뮴이 없는 양자점의 소비자 전자제품 채용이 가속화될 것으로 전망된다.

12년 동안 나노입자 연구 개발에 전념해온 크리스탈플렉스가 기존의 합금 경도(alloy gradient) 양자점 플랫폼을 기반으로 무카드뮴 ‘사파이어’ 양자점을 양산할 수 있게 됐다고 오늘 발표했다. 이와 함께 회사는 미국 특허상표청(PTO)으로 부터 합금 경도 양자점을 안정시키기 위한 사파이어 피복(sapphire shell)의 사용에 대한 특허허여 통보서(Notice of Allowance)를 받았다고 밝혔다. 이들 양자점은 카드뮴을 포함하지 않으면서 특허 받은 합금 경도 나노결정 구조를 사용함으로써 부동태화하고 투명한 사파이어 피복으로 보호받을 수 있게 된다. 그 결과 나노결정체는 카드뮴 기반 나노결정체의 밝기만큼 밝게 된다. 더구나 현재 특허출원중인 AIM™피복은 양자점의 성능을 저하시켜 광전자 애플리케이션을 위한 사용을 제한하는 습도와 산소로부터 분리시켜 준다.
 
매트 부트먼(Matt Bootman) 크리스탈플렉스 사장 겸 최고경영자(CEO)는 “회사의 합금 경도 ‘사파이어’ 양자점은 크기와 형태, 질량 등이 모두 비슷하다는 점에서 매우 독특하다”며 “다른 양자점은 그 크기나 형태를 변경하여 출력 파장을 조정해야 하지만 우리 회사의 양자점은 크기가 아니라 반도체 비율을 바탕으로 출력을 조정한다. 이러한 차이점으로 인해 회사의 양자점은 2나노미터 범위 안에서 목표 방사 파장을 안정적으로 맞출 수 있게 한다. 이제 회사는 이러한 안정적인 합성 공정을 새로운 무카드뮴 양자점으로 확대 적용할 수 있게 됐다”고 말했다.
 
크리스탈플렉스는 허가 받은 기존의 합금 경도 양자점과 출원중인 다른 자산과 함께 무카드뮴 ‘사파이어’ 양자점에 대해서도 특허를 추진하고 있다.

크리스탈플렉스의 리안후아 쿠(Lianhua Qu) 최고기술책임자(CTO)는 “균일한 크기와 형태의 양자점을 생산하여 산화알루미늄을 3~4 원자 정도의 매우 얇은 두께로 도포함으로써 양자점을 환경으로부터 보호할 수 있게 한다. 이 사파이어 AIM™피복은 회사의 카드뮴 함유 양자점과 새로 개발한 무카드뮴 양자점 모두의 안정성과 긴 수명을 확보하게 한다. 또 미국 특허상표청으로부터 회사의 AIM™기술에 대한 공식 특허허여 통보서를 받아서 매우 자랑스러우며 머지 않아 그에 대한 특허가 발행될 것으로 본다”고 설명했다.

이어서 고분자 화학자인 후나이드 눌왈라(Hunaid Nulwala) 박사는 “AIM™피복의 산화알루미늄 결정 구조가 일관성이 있어서 맞춤형 중합체의 특정 부위에 양자점을 결합시킬 수 있게 된다. 이렇게 함으로써 양자점이 고르게 확산되고 잘 분리되어 뭉치는 것을 막아서 양자점이 본연의 밝기와 효율성을 유지할 수 있게 한다. 이 기술은 ‘사파이어’ 양자점을 함유한 잉크, 필름, 열가소성 수지 성형 부품 등을 개발할 수 있게 한다”고 부연 설명했다.
 
크리스탈플렉스의 설립업체이며 최대 주주인 론치사이트(LaunchCyte LLC)의 톰 펫징어(Tom Petzinger) 사장 겸 CEO는 “크리스탈플렉스 팀이 이처럼 획기적인 연구 개발 실적을 동시에 거둔 것은 하나의 분수령”이라며 “카드뮴 함유 ‘사파이어’ 양자점을 안정적으로 무카드뮴 솔루션으로 확대하고 맞춤형 중합체 매트릭스를 개발하여 새로운 광전자 옵션을 제공함으로써 부품업체들이 전세계 디스플레이 및 조명 산업계에 제품 공급 기회를 확대할 것으로 예상된다. 또 이러한 획기적인 기술 개발은 고급 건축물 조명과 농업용 조명을 포함한 다양한 광전자 애플리케이션에 대한 양자점의 채용을 가속화할 것으로 기대한다”고 말했다.