UNIST가 초대형 화면에서 선명한 색을 구현할 수 있는 '페로브스카이트 LED' 제조기술을 개발했다.
UNIST(총장 정무영) 에너지 및 화학공학부 김진영 교수팀은 페로브스카이트 나노 입자 속 원소를 손쉽게 바꿔 발광 스펙트럼을 조절하는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
페로브스카이트 나노 입자를 용액에 녹여 특정 원소를 바꿔치기하는 방법으로 원하는 빨강, 파랑, 초록색 빛을 유도하는 기술이다. LED에 적용하면 기존보다 훨씬 깨끗한 화면을 얻을 수 있다.
페로브스카이트는 태양빛을 전기로 바꾸는 광전효율 뿐 아니라 전기를 빛으로 바꾸는 발광효율도 높다. 페로브스카이트 나노 입자는 내부 할로겐 원소에 따라 다른 색깔을 띤다. 내부에 요오드 원소가 많으면 빨강색, 브롬이 많으면 초록색, 염소가 많으면 파랑색을 발광한다. 하지만 물질 자체가 워낙 민감해 내부 원소들을 안정적으로 바꾸기는 어려웠다.
김 교수팀은 '용액 공정'을 적용해 이 문제를 해결했다. 페로브스카이트 나노 입자를 녹인 용액에 요오드, 브롬, 염소를 섞은 비극성 용매를 넣고, 여기에 '첨가제'를 추가해 할로겐 원소의 치환을 유도했다.
그 결과 용액 반응에서 비극성 용매에 섞인 원소가 원래 페로브스카이트 속 원소와 자리를 바꿨고, 이로 인해 발광색도 달라졌다.
첨가제는 비극성 용매에 있던 할로겐 원소를 분리해 용액 전체에 할로겐 원소를 늘렸고, 이 원소들은 시간이 지나면서 기존 페로브스카이트 할로겐 원소와 자리를 바꿨다.
김 교수팀은 이 기술을 이용해 빨강, 파랑, 초록 색깔을 띠는 페로브스카이트 LED 제조에 성공했다.
김진영 교수는 “용액 공정으로 원소를 치환하는 기술은 간단하고 저렴할 뿐 아니라 향후 대량생산 방식에도 적합하다”면서 “페로브스카이트의 광학·전기 성질을 손쉽게 조절할 수 있어 페로브스카이트 소재 상업화 확대의 핵심 기술로 자리매김할 것”이라 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
