저렴하고 오래쓰는 차세대 발광소자 '텐덤 페로브스카이트' 개발

이태우 서울대 교수 연구팀
금속 할라이드 페로브스카이트와 유기발광 소재 장점 결합

차세대 디스플레이로 기대되는 고효율 탠덤 페로브스카이트 발광소자가 세계 최초로 국내 연구진에 의해 개발됐다. 이 소자는 유기발광다이오드(OLED)의 장점도 가지고 있어 향후 발전이 기대되고 있다.

이태우 서울대 교수

과학기술정보통신부는 이태우 서울대 교수 연구팀이 금속 할라이드 페로브스카이트와 유기발광 소재를 결합한 고효율 장수명 하이브리드 탠덤 발광 소자 개발에 성공했다고 16일 밝혔다.

페로브스카이트는 태양전지 소재로 주로 활용되지만, 전기적 특성과 색 순도가 우수하면서도 저렴해 차세대 디스플레이 소자로 부상하고 있다. 문제는 OLED보다 효율이 낮은 것인데 연구팀은 용액공정으로 페로브스카이트 나노결정 단일소자를 만든 후 증착 공정으로 상단에 유기 발광 단일소자를 만드는 새로운 디자인을 개발해 문제를 해결했다.

연구진은 광학 시뮬레이션을 통해 고효율이면서도 고색순도를 동시에 구현하는 소자구조를 찾아 '하이브리드-탠덤 밸리'란 이름을 붙였다.

이 소자는 100니트(nit, 휘도 단위)일 때 5596시간 가동할 수 있어, 2시간을 견디지 못하는 페로브스카이트보다 지속 시간이 3000배 이상 늘어나 상용화에도 유리하다는 게 연구팀의 설명이다.

이 교수는 "녹색뿐 아니라 청·적색 하이브리드 페로브스카이트 탠덤 소자를 개발해 풀컬러 하이브리드 탠덤 디스플레이 구현에 도전하겠다"고 말했다. 이번 연구 결과는 이날 국제학술지 '네이처 나노테크놀로지'에 실렸다.

백종민 기자 cinqange@asiae.co.kr