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UNIST, 접는 천연색 발광소자 개발

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2019년 01월 17일 14:25 프린트하기

선명한 색을 구현하는 광학재료인 ‘페로브스카이트(Perovskite)’로 유연성이 뛰어난 발광소자를 개발하는 데 성공했다. 천연색 화면을 보여주는 디스플레이를 자유롭게 접을 날이 가까워지고 있다.-UNIST 제공
선명한 색을 구현하는 광학재료인 ‘페로브스카이트(Perovskite)’로 유연성이 뛰어난 발광소자를 개발하는 데 성공했다. 천연색 화면을 보여주는 디스플레이를 자유롭게 접을 날이 가까워지고 있다.-UNIST 제공

접힐 정도로 유연한 천연색 페로브스카이트 발광소자(PeLED)가 개발됐다. PeLED는 차세대 디스플레이 소자로 각광받고 있어 향후 활용도가 클 것으로 예상된다.


울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 송명훈· 김주영 교수 연구진은 접힐 정도로 유연한 PeLED를 개발했다고 17일 밝혔다.


LED는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 소자다. 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 효율이 높다. PeLED도 LED의 일종으로 ‘페로브스카이트’를 광학재료로 사용한다는 특징이 있고 LED에 비해 저렴하다. 페로브스카이트는 전자이동도가 높고 색 순도가 좋으며 색조절도 간편해 디스플레이에 천연색 이미지을 표현할 수 있다. 전기에너지를 빛에너지로 바뀌는 부분을 뜻하는 ‘활성층’으로 페로브스카이트를 활용하는 PeLED가 많이 개발됐다.


기존 PeLED는 금속 전극의 한계로 유연성이 낮고 불투명했다. 연구진은 투명하고 유연한 은나노와이어와 전도성 고분자를 전극으로 활용했다. 고분자 전해질을 도입해 전자가 더 잘 이동할 수 있도록 도우면서 소자 성능을 높였다. 


이렇게 개발한 PeLED는 기존 대비 투명도가 50% 수준으로 높아졌다.  2.5㎜ 굽힌 곡률에서도 발광 특성을 유지한 것으로 나타났다. LED 투명도 확보는 구글글라스와 같은 웨어러블 기기나 옥외광고, 디지털 사이니지 시장이 확장됨에 따라 LED 기술의 중요한 요소로 평가되고 있다.


송 교수는 “페로브스카이트는 우수한 전기·광학적 성능 덕분에 최근 많이 연구되는 소재”라며 “이번 연구로 투명성과 유연성에 대한 약점을 극복한 만큼 다양한 분야로 활용될 것”이라고 기대했다. 김 교수는 “이번 연구로 PeLED의 유연성을 향상시키고 유연성 소자를 더 정확하게 분석하는 게 가능해졌다”며 “이 기법을 다양한 조성의 페로브스카이트 연구에 적용해 PeLED의 안정성과 성능을 높일 계획”이라고 밝혔다.

 

이들 연구는 국제학술지 ‘나노레터스’ 15일자에 발표되기도 했다.

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