원형 편광 발광 다이오드(CP-LED)에서는 오랫동안 높은 원형 편광 발광 비대칭 인자(g_lum)와 높은 외부 양자 효율(External quantum efficiency, EQE)을 동시에 달성하기 어려운 문제가 있었습니다. 그 근본 원인은 전통적인 전략이 본질적인 키랄 발광 재료 또는 키랄 전하 전달 층에 의존하여 장치의 전하 수송 및 방사 재결합 효율을 희생하기 때문입니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문은 비침습적이고 해리 가능한 기능적 구조 설계 패러다임을 제안합니다. 쌍층 키랄 액정(CLC)과 금속 반사경으로 구성된 키랄 광학 마이크로캐비티(Chiral optical microcavity, COM)를 구축하여 고효율이지만 비키랄인 양자점 발광 단위를 매크로 키랄 광자 환경에 삽입하여 발광 재료 구조나 전하 주입을 변경하지 않고 원형 편광 발광을 효과적으로 조절할 수 있도록 하였습니다. 이 구조는 CLC의 선택적 반사와 파브리-페로 마이크로캐비티의 모드 공명 협동 효과를 결합하여, 방출광이 캐비티 내에서 여러 번 키랄 선택적 상호작용과 모드 선택적 증폭을 경험하게 하여 좌우 키랄 성분 간 강도 차이를 크게 증폭시키며 단일 키랄 필터링 효과에 의존하지 않습니다. 이 메커니즘을 기반으로 제작된 적색 CP-QLED 소자는 최대 g_lum≈0.75의 원형 편광 발광을 실현하였으며, 24.3%까지의 높은 EQE와 약 194,468 cd/m²＠8 V의 소자 밝기를 유지하였습니다. 본 연구는 매크로 광자 구조를 통해 키랄 기능과 발광 효율의 해리를 실현하는 효과적인 경로를 제시하며, 고성능 원형 편광 전기 발광 소자의 구조적 설계에 적용 가능한 기능성 재료 및 광자 구조의 협동 전략을 제공하여 미래 전색 CP-QLED 디스플레이와 집적 광전자 소자에 중요한 참고가 됩니다.

양자점 발광 다이오드; 키랄 액정; 파브리-페로 마이크로캐비티; 원형 편광광