조성 가변 금속 산화물에 의한 플루오렌 대체와 페로브스카이트 LED의 성능향상

전문가 제언

○ 오늘날 유기 발광다이오드(OLED)는 수조원대의 거대한 시장을 갖는 큰 산업인데 나날이 수요가 증가하고 있다. 그러나 고가의 유기 발광체를 대면적에 비용 효과적으로 진공 증착시키는 데 기술적 어려움이 크다. 현재 한국의 LG 전자가 세계 시장을 지배하고 있으나 추격이 무섭다.

 

○ CdSe/ZnS 등의 코어/셸 형 또는 이들에 극박막의 보호막이 첨가된 양자점이나 할라이드 페로브스카이트 그리고 공액 고분자와 같은 용액가공 가능 발광체 재료가 OLED 이후의 차세대 LED로 연구되고 있다. 이들 발광체에 적합한 전극재료도 LED 성능 향상에 필수적이다.

 

○ 현재 페로브스카이트 LED(PeLED)에는 태양전지에서 유명해진 유기금속할라이드 페로브스카이트(일례: CH3NH3PbBr3) 재료 기반 LED가 많이 연구되고 있는데 포항 공대 이태우, 경희대 임상혁 등이 인광 OLED급 전류효율을 보고했다. 무기 CsPbBr3 LED도 외국에서 연구열이 높다.

 

○ 도치형 구조(하부 양극/상부 음극)의 페로브스카이트 CH3NH3PbBr3 기반 LED의 전자 주입층으로 사용되던 플루오렌계 재료가 공기 중에서 바이어스 전압 인가 시 불안정하고, 청색 기생 발광을 보여 색 순도를 낮추는 문제 등이 발견되었다. 이 글은 플루오렌계 재료의 교체를 안정성 높은 ZnO로부터 시작하여 Zn1-xMgxO로 성공시킨 연구를 소개하고 있다.

 

○ ZnO를 전자 주입층으로 사용하면 보통의 분무 열분해법이 350℃ 초과 증착온도를 필요로 하여 고분자나 페로브스카이트 위 직접 증착이 이들에 위험하다. ALD로부터, 저온(최고 150℃)에서 진공이 아닌 대기 중 증착을 위해 최근 개발된 SAALD 법을 사용하여 순 증착시간이 약 3분이므로 열적 문제는 해결하였다. 그러나 ZnO와 페로브스카이트 발광층 사이의 에너지 준위 상 전자주입 장벽이 컸는데, Zn에 Mg 도입(Zn0.56 Mg0.44O)으로 해결한 것을 저자들이 체계적으로 설명하고 있다.

 

○ 한국은 유기금속 할라이드 페로브스카이트 기반의 태양전지에서 성균관대 박남규 등, 한국화학연구원 석상일, 노준홍 등, 경희대 임상혁 등이 세계 톱 실적을 갖고 있어 동일 재료 기반 LED 연구는 기대가 크다.

저자

R.L.Z. Hoye, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2015

권(호)

27()

잡지명

Advanced Materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1414~1419

분석자

변*호

분석물

• 조성 가변 금속 산화물에 의한 플루오렌 대체와 페로브스카이트 LED의 성능향상.pdf [527,260 byte]

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