화학뉴스

국내 연구진이 페로브스카이트 발광소자(PeLED: Perovskite Light Emitting Diode)를 개발했다.
UNIST(울산과학기술원)는 송명훈·곽상규 교수팀이 고려대학교 화학과 우한영 교수 연구팀과 공동으로 청색광을 발산하는 PeLED를 개발했다고 밝혔다.
연구팀이 개발한 페로브스카이트 발광소자는 청색광을 만드는 효율이 기존에 비해 3배 이상 높고 색순도가 높아 뚜렷한 푸른색을 구현할 수 있다.
페로브스카이트는 이온을 함유하고 있어 이온 종류를 바꾸는 방식으로 여러 가지 색상을 만들 수 있고 다른 발광소재들에 비해 생산단가가 낮고 자연에 가까운 천연색을 구현할 수 있어 차세대 디스플레이 소재로 크게 주목받고 있다.
하지만, 청색 PeLED는 전기에너지를 빛으로 바꾸는 효율이 적색이나 녹색의 절반에도 미치지 못하는 10% 수준이어서 전력소모가 많고 청색을 구현하기 위해 첨가하는 이온 때문에 시간이 지나면서 색순도가 떨어지는 문제가 지적되고 있다.
연구진은 페브스카이트 물질을 복잡하게 조작하는 방식 아닌 발광소자에서 페로브스카이트와 인접한 정공수송층을 바꾸어 소자의 성능을 향상시키는 획기적인 방법을 사용했다.
연구진은 PeLED 소자에 사용되는 전도성 고분자(PEDOT:PSS)를 대신해 공액 고분자 전해질을 정공 수송층으로 사용한 것으로 알려졌다.
페로브스카이트 소자 제조공정을 단순화함으로써 가격 문제를 해결했고 효율은 기존 발광소자에 비해 3-4배 향상됐고 색순도를 나타내는 지표인 전계발광 스펙트럼도 크게 안정된 것으로 확인됐다.
송명훈 교수는 “PeLED는 6년이라는 짧은 시간 동안 OLED(Organic LED) 수준의 효율을 구현했지만 청색광 효율이 10% 수준이었다”며 “연구를 통해 소자 효율과 색순도 문제를 동시에 개선해 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라고 강조했다.
연구 결과는 나노 분야의 권위지인 에이시에스 나노(ACS Nano) 9월10일자로 온라인으로 공개됐다.
연구 지원은 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업, 기초연구실지원사업, 미래소재원천기술개발사업과 고려대학교 이공학학술연구기반구축 연구사업, LGD-고려대학교 Incubation Program을 통해 이루어졌다. (K)