접을 수 있는 디스플레이용 천연색 발광소자 개발

UNIST 송명훈·김주영 교수팀, 유연한 반투명 페로브스카이트 LED 개발

유연하고 반투명한 PeLED의 모습. 자유롭게 휘거나 비틀려도 성능을 유지한다. /사진제공=UNIST

선명한 색을 구현하는 광학재료인 페로브스카이트(Perovskite)로 유연성이 뛰어난 발광소자를 개발하는 데 성공했다.

울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부의 송명훈·김주영 교수 공동연구팀은 접을 수 있을 정도로 유연한 페로브스카이트 발광소자(Perovsktie LEDs, 이하 PeLED)를 개발했다고 17일 밝혔다. 소자의 전극을 금속 대신 투명한 물질로 바꿔 반투명한 성질도 확보했다.

PeLED는 화합물에 전류를 흘려 빛을 내는 반도체인 LED의 일종이다. 이 소자는 전기를 받아 빛을 내는 활성층으로 페로브스카이트 물질을 사용하는데, 전자이동도가 높고 색 순도가 좋으며 색 조절도 간편하다는 장점이 있다. 하지만 기존 PeLED는 금속 전극의 한계로 유연성이 낮고 불투명했다.



이번 연구에서는 전극으로 투명하고 유연한 은 나노와이어(Siver Nanowire)와 전도성 고분자를 활용했다. 또 고분자 전해질을 도입해 전자가 더 잘 이동할 수 있도록 도우면서 소자 성능을 높였다. 그 결과 새로운 PeLED는 기존 대비 투명도가 50% 수준으로 높아졌고(반투명), 2.5㎜ 굽힘 곡률에서도 발광 특성을 유지했다.

공동 제1저자인 이상윤 UNIST 신소재공학과 석·박사통합과정 연구원은 “굽힘 곡률은 소자 성능이 유지되는 휘어짐 정도를 나타낸다”며 “숫자가 작을수록 유연하다는 뜻인데, 2.5㎜ 수준은 절반으로 접어도 성능이 유지되는 정도”라고 말했다.

송명훈 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.
/울산=장지승기자 [e-mail]