접을 수 있는 반투명 '페로브스카이트 LED' 개발... 송명훈 UNIST 교수팀

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접을 수 있는 PeLED를 개발한 송명훈 UNIST 교수팀(왼쪽부터 김주영 교수, 이상윤 연구원, 송명훈 교수, 김시훈 박사)
<접을 수 있는 PeLED를 개발한 송명훈 UNIST 교수팀(왼쪽부터 김주영 교수, 이상윤 연구원, 송명훈 교수, 김시훈 박사)>

울산과학기술원(UNIST·총장 정무영)이 광학물질인 페로브스카이트를 이용해 보다 선명한 색을 띠고 유연성도 갖춘 '페로브스카이트 발광다이오드(LED)'를 개발했다. 접을 수 있는 투명 디스플레이 산업 발전에 기여할 전망이다.

UNIST는 송명훈·김주영 신소재공학부 교수 연구팀(이하 송 교수팀)이 반투명 성질에 접을 수 있는 '고선명 유연 페로브스카이트 LED(PeLED)'를 개발했다고 17일 밝혔다.

'PeLED'는 화합물에 전류를 흘려 빛을 내는 LED의 일종이다. 빛을 내는 활성층으로 페로브스카이트 물질을 사용해 전자이동도가 높다. 색순도가 좋고 색조절도 간편하다.

하지만 금속 전극이 지닌 한계로 유연성이 떨어지고 불투명하다는 단점을 안고 있다.

송 교수팀은 PeLED 전극에 투명하고 유연한 '은나노와이어'와 전도성 고분자를 적용, 이 같은 단점을 해결했다. 고분자 전해질을 도입해 전자의 이동을 원활하게 해 소자 성능도 높였다.

유연 반투명 PeLED 실험 이미지. 휘거나 비틀려도 발광 성능을 유지한다.
<유연 반투명 PeLED 실험 이미지. 휘거나 비틀려도 발광 성능을 유지한다.>

송 교수팀이 개발한 고선명 유연 PeLED는 기존 PeLED 대비 투명도는 50% 높고(반투명), 굽힘 곡률 2.5㎜에서도 고유 발광 특성을 유지했다. 굽힘 곡률은 소자 성능을 유지하는 휘어짐의 한계를 나타낸다. 수치가 낮을 수록 유연하다는 뜻으로 굽힘 곡률 2.5㎜는 절반으로 접어도 성능을 유지할 수 있는 수치다.

PeLED의 기계적 물성을 정밀하게 측정할 수 있는 기법도 개발했다. 송 교수팀은 기존 PeLED와 동일한 공정으로 제작한 새로운 PeLED 구성 재료를 미세하게 잡아당기거나 눌러 기계적 특성을 분석했다. 기존 PeLED 물성 측정 방식보다 구체적이고 정밀하다.

이 새로운 측정기법은 PeLED 구성 재료의 유연성을 정확하게 분석해 소자의 효율저하 원인을 쉽고 빠르게 찾을 수 있다.

송명훈 교수는 “페로브스카이트를 이용한 PeLED의 투명성과 유연성에 관한 약점을 극복했다”면서 “다양한 조성의 페로브스카이트 연구에 적용해 PeLED의 안정성과 성능을 크게 높이겠다”고 말했다.

울산=임동식기자 dslim@etnews.com