KAIST, 진청색 페로브스카이트 LED 구현

“고질적인 색 불안정성 문제 효과적으로 해결”

서로 다른 할라이드를 섞어 만드는 혼합 할라이드 진청색 페로브스카이트의 색 변화 메커니즘 및 이를 억제하는 타깃 물질 전략을 사용했을 때의 차이점. (KAIST 제공)/뉴스1
서로 다른 할라이드를 섞어 만드는 혼합 할라이드 진청색 페로브스카이트의 색 변화 메커니즘 및 이를 억제하는 타깃 물질 전략을 사용했을 때의 차이점. (KAIST 제공)/뉴스1

(대전=뉴스1) 김태진 기자 = 국내 연구진이 역대급 진청색 페로브스카이트 발광다이오드(LED) 구현에 성공했다.

한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 이정용 교수 연구팀이 높은 색순도로 인해 차세대 디스플레이로 주목받는 진청색 페로브스카이트 LED의 구동 전압에 따라 변화하는 색 변화 문제와 낮은 밝기 문제를 획기적으로 해결했다고 10일 밝혔다.

서로 다른 종류의 이온들을 혼합해 만드는 진청색 LED의 경우 구동 전압의 크기에 따라 색이 변화하는 문제점과 상용화에 가장 중요한 지표인 밝기가 낮다는 문제점을 해결해야만 상용화에 조금 더 다가갈 수 있는 상황이었다.

이에 연구팀은 '염화이온 공석 타깃 리간드 전략'을 사용해 이러한 문제를 획기적으로 해결했다.

연구팀은 고색순도를 요구하고 있는 디스플레이 업계의 요구에 따라 높은 색순도를 갖는 것으로 알려진 페로브스카이트 LED 중 진청색의 고질적인 문제점들을 효과적으로 해결하는 기술을 개발했다.

특히 이를 기반으로 진청색 페로브스카이트 LED의 고질적인 문제점을 해결할 수 있는 인사이트를 제시함으로써 상용화에 한층 더 가까이 갈 수 있을 것으로 기대된다.

이 밖에도 연구팀은 지금까지 보고된 진청색 페로브스카이트 LED 성능 중에서 가장 높은 수준의 밝기(2700 nit)를 보고했다.

이를 통해 햇빛이 강하게 내리비치는 야외 조명환경에서 디스플레이가 잘 보이지 않는 야외시인성 문제를 해결할 수 있는 수준의 높은 밝기를 갖는 진청색 페로브스카이트 LED를 제작해 해당 차세대 페로브스카이트 디스플레이의 상용화를 한층 더 앞당길 수 있을 것으로 전망된다.

이정용 KAIST 전기및전자공학부 교수. /뉴스1
이정용 KAIST 전기및전자공학부 교수. /뉴스1

이승재 KAIST 전기및전자공학부 박사과정생(제1 저자)은 "서로 다른 할라이드 이온들을 혼합해 만드는 진청색 페로브스카이트 LED의 고질적인 색 불안정성 문제를 효과적으로 해결한 연구ˮ라며 "동시에 최근 스마트폰에서 요구하는 최대 밝기인 2000 nit 이상의 높은 밝기를 갖는 우수한 진청색 페로브스카이트 LED를 제작해 이미 높은 수준을 보이는 녹색과 적색 LED와의 격차를 한층 더 줄임으로써 RGB 디스플레이에 적용할 수 있는 가능성을 열었다ˮ고 말했다.

김준호 KAIST 박사(제1 저자)가 참여하고 한국연구재단(NRF)의 지원을 받아 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스' 온라인에 지난 5월 게재됐다.

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