출처 : 동아사이언스
링크 : https://www.dongascience.com/ko/news/76402
요약 : 페브로스카이트는 빛과 전기를 상호 전환하는 능력이 뛰어난 소재로 차세대 태양전지뿐만 아니라 기존 유기 발광다이오드와 양자점발광다이오드를 넘어설 차세대 디스플레이 소재로 주목받는다. 페브로스카이트 디스플레이는 기존 기술보다 색 표현력이 높고 화면을 구성하는 최소 단위인 화소(픽셀) 크기를 줄이는 데 유리하다. 또 공정 비용과 원재료가 저렴하다. 페브로스카이트 디스플레이 구현을 위해서는 효율적인 나노결정 합성 공정이 필요하다. 150도 이상의 고온 용액에 재료를 주입하는 ‘고온 주입’ 기술이 주류였지만 안전상 위험이 있고 산소와 수분을 차단하는 특수 설비가 필요해 비용이 많이 들었다. 상온에서 합성 가능한 기술이 제시되기도 했지만 대량 생산 시 생산성과 품질이 급격히 떨어지는 한계가 있었다. 이태우 서울대 재료공학부 교수팀은 빠른 합성 속도가 문제인 것을 발견해 ‘저온 주입’ 합성법을 개발했다. 0도 근처로 냉각한 리간드 용액에 페브로스카이트를 형성하는 재료 용액을 주입해 유사 유화 상태로 만든 뒤 합성하는 방식이다. 리간드는 결정 성장을 조절하는 물질을 말한다. 저온 주입법은 결정 합성 속도를 효과적으로 제어해 결함 생성을 억제했다. 발광 효율이 100%에 이르는 고품질 순수 녹색 페브로스카이트 발광체를 제작하는 데 성공했다. 최근 우주나 심해 탐사가 활발해지면서 극한 환경에서 활용 가능한 디스플레이 수요도 늘고 있다. 유기 재료를 사용하는 QLED는 저온 환경에서 발광이 어렵다. 이 교수는 “페브로스카이트는 영하 40도 저온에서 구현하면 효율과 수명이 증가한다”며 “극지방이나 심해처럼 추운 지역에서 다른 디스플레이와 차별성이 있을 것으로 예상한다”고 밝혔다. 이번 성과는 2014 연구팀이 확보한 원천 특허를 기반으로 하고 있어 산업적 가치가 높다. 향후 페브로스카이트 디스플레이가 본격 상용화될 경우 한국이 경쟁력을 확보할 수 있다는 뜻이다. 실제로 연구팀은 교원 창업 기업인 에스엔디스플레이와 협력해 페브로스카이트 나노결정 기반 색변환 필름을 제작하고 태플릿 디스플레이에 장착해 상용화 가능성을 검증했다.
한 줄 요약 : 국내 연구팀은 저온 주입법을 개발해 발광 효율 100%에 이르는 페브로스카이트 발광체를 제작해냈고, 이는 페브로스카이트 디스플레이가 본격 상용화될 경우 한국이 경쟁력을 확보할 수 있다는 뜻이다.
