카이스트, 색 변화 문제 해소한 진청색 페로브스카이트 LED 개발

이정용 교수 연구팀, 낮은 밝기도 개선

이정용 한국과학기술원(카이스트) 전기및전자공학부 교수 [사진=카이스트]

국내 연구진이 기존 진청색 페로브스카이트 발광다이오드(LED)가 가진 색상 불안정성 문제를 해결하는 동시에 밝기를 높인 기술을 개발했다.

10일 한국과학기술원(KAIST·카이스트)는 이정용 전기및전자공학부 교수 연구팀이 개발한 차세대 진청색 페로브스카이트 LED 관련 연구 논문이 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스' 5월호에 실렸다고 밝혔다.

진청색 페로브스카이트 LED는 높은 색순도로 차세대 디스플레이로 주목받고 있다. 하지만 서로 다른 종류의 이온들을 혼합해 만드는 탓에 구동 전압 크기에 따라 색이 달라지는 한계가 있었다. 상용화에 가장 중요한 지표인 밝기가 낮은 점도 문제였다.

연구팀은 할라이드 이온들이 페로브스카이트 격자 내부를 이동하는 '할라이드 이온 통로'를 막을 물질을 선택한 뒤 해당 통로를 차단했다.

이를 통해 녹색이 청색으로 잘못 발광되는 상 분리 현상을 일으키는 이온 이동을 효과적으로 억제했다. 지금까지 보고된 진청색 페로브스카이트 LED 가운데 가장 높은 밝기인 2700니트(nit)도 기록했다.

논문 제1저자인 이승재 카이스트 전기및전자공학부 박사과정생은 "진청색 페로브스카이트 LED의 고질적인 색 불안정성 문제를 효과적으로 해결한 연구"라며 "이미 높은 수준을 보이는 녹색·적색 LED와 격차를 한층 더 줄임으로써 RGB 디스플레이에 적용할 가능성을 열었다"고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단(NRF) 지원을 받아 이뤄졌다.