차세대 디스플레이로 떠오르고 있는 페로브스카이트 발광다이오드(PeLED) 제작을 위해 쉬우면서도 재현성까지 확보한 새로운 나노결정 합성법이 개발됐다.
PeLED는 유기발광다이오드(OLED) 보다 선명도가 높아 차세대 디스플레이로 떠오르고 있지만, 상용화를 위해 현재 개발된 녹색 발광체에 이어 효율성과 안정성을 갖춘 적색?청색 발광체를 개발하기 위한 연구가 진행되고 있다.
부경대학교 이보람 교수(물리학과,사진)는 메틸 암모늄 납 트리 요오드화물(CH3NH3PbI3)을 이용해 적색 발광체를 개발했다고 19일 발표했다.
이 교수는 CH3NH3PbI3 나노결정 물질을 용액인 리간드, 톨루엔 용액과 혼합할 때 리간드, 톨루엔의 비율과 톨루엔의 온도를 조절함으로써 높은 발광성과 안정성을 가진 페로브스카이트 나노결정 합성법을 개발하는 데 성공했다.
이 나노결정 용액은 적색 영역인 660~705nm 파장의 가변 방출을 가지고, 93%가 넘는 광발광 양자수율(PLQY)을 보였다.이 용액을 브롬화물과 혼합하여 PeLED 소자를 만든 결과 635nm의 적색광을 방출하고 2.75%의 최대 전기발광 외부양자효율(EL-EQE)을 나타냈다.
그는 “이번에 개발한 합성법은 세 가지 물질과 용액을 혼합해 특정 조건을 맞추면 동일하게 반복 생산할 수 있어 쉬우면서도 재현성도 갖췄다”며 “이 연구결과를 통해 앞으로 더욱 빠르게 고성능 적색 PeLED 소자를 개발할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다.
이 교수는 한국연구재단 신진연구자 지원사업의 지원을 받아 헨리 스나이스(Henry J. Snaith) 영국 옥스퍼드대학교 교수 연구팀, 리차드 프렌드(Richard H. Friend )케임브리지대학교 교수 연구팀, 송명훈 UNIST 교수 연구팀과 공동으로 연구를 진행해 이 같은 결과를 얻었다.
이 연구결과를 담은 논문 「Facile Synthesis of Stable and Highly Luminescent Methylammonium Lead Halide Nanocrystals for Efficient Light Emitting Devices」는 지난 1월 화학분야의 저명 국제학술지 <JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY> (IF=14.357)에 게재됐다.
부산=김태현 기자 hyun@hankyung.com