양자점 디스플레이 소자를 위한 무기 페로브스카이트

전문가 제언

○ 오늘날 디스플레이 소자는 LED/OLED가 시장을 지배하고 있으나 혁신적으로 저렴한 소자가 요구되고 있다. 페로브스카이트 양자점(QD)은 양자 크기 효과(크기 감소에 따른 띠 간격 증가: 반응온도로 조정)를 가져 콜로이드 양자점(CQD)과 같지만, 할라이드 음이온 조성 조정(Br을 I나 Cl로 대체)에 의해 방출색을 조절할 수 있다. 페로브스카이트 QD는 다른 CQD처럼 용액 가공이 가능하여 페로브스카이트 QD기반 LED(QLED)는 제조비용이 기존 LED/OLED보다 크게 저렴하여 일찍이 차세대 LED로 주목받아 왔다.

 

○ 이글의 저자들은 전체가 무기질인 세슘납할라이드(CsPbX3)(X=Br 기준) 기반의 청색, 녹색 그리고 오렌지색을 방출하는 QLED를 제조하였다. 이들 색은 각각 휘도(cd m-2) 각각 742, 946 그리고 528, 외부양자효율(EQE, %) 0.07, 0.12 그리고 0.09를 달성하였다. 이로써 전무기질 페로브스카이크 QLED가 OLED 이후의 차세대 발광소자의 가능성을 보였다. LED 외 태양전지 및 레이저 등에서도 높은 잠재력을 강조하고 있다.

 

○ 유기금속할라이드 페로브스카이트가 LED에 유망해 보였으나 CH3NH3 유기양이온은 산소/수분에 약해 장기안정성에 불리하였다. 이 글은 전 무기질 할라이드 페로브스카이트의 유망성을 입증하였는데 요오드(I) 고함량 QLED의 불안정성도 설명하고 있다. I이온이 Br이온보다 큰데 따른 결정 불안정성에 기인하는 것으로 이미 한국화학연구원(석상일/노준홍 등)이 페로브스카이트 태양전지 연구에서 밝혔다. 작년 12월 포항공대 이태우 교수팀(경희대 임상혁, 영국의 Friend 교수 등)은 유기금속할라이드 페로브스카이트 LED로 OLED 성능 이상의 희망적 보고를 하였다.

 

○ 저자들은 고품질 전무기질 페로브스카이트 CsPbX3(X=Cl, Br, I) QD를 PbBr2용액에 CsSt(스테아린산세슘)의 170℃ 고온 주입에 의하여 합성하는 상세한 설명을 하고 있다. 페로브스카이트 방출색의 다양화는 일찍이 한국화학연구원팀(석상일 팀장/노준홍 등)이 태양전지 연구에서 음이온의 조성 변경에 의해 발견/보고하였다. 이는 적색계열을 피하는 BIPV(빌딩통합 태양전지)에서 기본기술이 되고 있다. 페로브스카이트 결정 안정성은 성균관대 박남규 교수팀의 보고가 유명하다. 앞으로 차세대 디스플레이 소자 혁신도 한국이 주도할 것이다.

저자

Jizhong Song, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2015

권(호)

27()

잡지명

Advanced Materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

7162~7167

분석자

변*호

분석물

• 양자점 디스플레이 소자를 위한 무기질 페로브스카이트.pdf [539,874 byte]

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