작성일 : 20-10-17 15:41
UNIST 송명훈·곽상규 교수팀이 고려대와 공동연구, 고효율·고순도 청색 발광 페로브스카이트 LED 개발 , 디스플레이 청색광 구현문제 해결···발광 효율 3배
 글쓴이 : happy
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UNIST와 고려대 교수팀이 공동연구를 통해 청색광을 발산하는 '페로브스카이트 발광소자'를 개발했다.<사진=UNIST 제공 >국내 연구진이 디스플레이에서 가장 어려운 청색광 구현 문제를 해결했다. OLED TV대신 'PeLED' (피이 엘이디) TV를 집에서 볼 날이 더 가까워질 것으로 기대된다.

UNIST(총장 이용훈)는 송명훈·곽상규 교수팀이 고려대와 공동연구청색광을 발산하는 '페로브스카이트 발광소자'를 개발했다고 13일 밝혔다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 페로브스카이트 발광소자는 청색광을 만드는 효율이 기존 대비 3배 이상 높고 색 순도가 높아 또렷한 푸른색 구현이 가능하다.

발광소자는 TV나 휴대폰에서 색상을 구현하는 장치다. PeLED는 색상 구현 물질로 페로브스카이트를 쓴다. 페로브스카이트는 이온(ion)을 품고 있는 물질로 이온 종류를 바꾸는 방식으로 여러 가지 색상을 만들 수 있다. 다른 발광 소재들에 비해 생산 단가가 낮고 자연에 가까운 천연색을 구현할 수 있어 차세대 디스플레이 소재로 크게 주목받고 있다. 

하지만 청색 PeLED는 전기에너지를 빛으로 바꾸는 효율이 10%밖에 되지 않아 전력소모가 많다. 또 색 PeLED를 구현하기 위해 첨가하는 이온 때문에 색 순도가 시간이 지남에 따라 떨어지는 문제가 있다. 또렷한 청색이 아닌 다른 색상이 섞여 나온다. 

연구진은 페브스카이트 물질을 복잡하게 조작하는 방식 아닌 인접한 물질을 바꿔 소자의 성능을 향상 시키는 방법으로 문제를 해결했다. 발광 소자 내에서 페로브스카이트와 인접한 '정공수송층' 물질을 바꿔 페로브스카이트 소자를 만들 때 공정을 단순화해 가격적인 측면도 유리하게했다.

연구진에 따르면 새롭게 합성한 유기물을 정공 수송층로 썼을 때 기존 발광소자 대비 3~4배 정도 효율이 향상됐다. 색 순도를 나타내는 지표인 '전계발광 스펙트럼'도 크게 안정됐다. PeLED 소자에 쓰이는 전도성 고분자(PEDOT:PSS)를 대신해  '공액 고분자 전해질'을 정공 수송층으로 썼을때도 결함이 줄어 발광소자가 전기를 빛으로 바꾸는 효율을 향상시켰다. 

송명훈 교수"PeLED는  6년이라는 짧은 시간 동안 OLED (Organic LED) 수준의 효율을 구현했지만, 청색광 효율이 10% 수준이었다"며 "이번 연구를 통해 소자 효율과 색 순도 문제가 동시에 개선돼 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 기대했다. 

이번 연구결과는 에이시에스 나노(ACS Nano) 9월 10일자로 온라인으로 공개됐다.