GIST, 페로브스카이트 양자점 안정성 향상…고해상도 디스플레이 구현

광주과학기술원(GIST·총장 김기선)은 고등광기술연구소(소장 이영락) 이창열 박사팀이 대기·화학적 안정성이 크게 향상된 페로브스카이트 양자점 소재를 개발, 잉크젯 프린팅 공정을 통해 1㎛ 해상도를 가진 백색 전기발광소자를 구현하는 데 성공했다고 10일 밝혔다.

이 박사팀은 침전법을 통해 합성한 페로브스카이트 양자점 용액에 광개시제와 광가교 리간드를 첨가해 페로브스카이트 양자점 용액과 박막 안정성을 향상시켰다. 또 첨가한 광개시제 및 광가교 리간드는 리간드 해리와 결합 등의 리간드 평형 상태를 조절해 페로브스카이트 양자점 소재 발광특성 및 구조적 안정성을 저하시키는 표면 결함 생성을 억제했다.

(위쪽) 섀도우 및 포토 마스크를 이용한 광가교 반응을 통해 구현된 페로스카이트 양자점 박막의 패턴 형광 이미지. (아래쪽) 잉크젯 프린팅 및 스핀 코팅을 통해 구현된 페로브스카이트 양자점 전기발광소자의 휘도 및 전기발광소자(EL) 이미지.

이를 통해 장시간 높은 발광효율과 색순도를 유지하는 페로브스카이트 양자점 박막 제작이 가능하다는 사실을 확인했다.

연구팀은 잉크젯 프린팅이 가능한 녹색 및 적색 페로브스카이트 양자점 잉크를 개발하고 이를 이용해 1㎛ 해상도를 가진 백색 전기발광소자를 구현했다.

이창열 박사는 “새롭게 개발된 광가교 리간드 시스템 도입을 통한 장기 안정성이 확보된 고효율 페로브스카이트 소재의 차세대 디스플레이 상용화를 위한 중요한 전진을 거뒀다는 데 의미가 있다”고 말했다.

이창열 박사(교신저자)가 주도하고 이한림 박사(제1저자)가 수행한 이번 연구는 한국연구재단이 지원하는 중견연구자 지원 사업 및 GIST 개발과제의 지원을 받아 이뤄졌다. 재료분야 저명 학술지인 '어드밴스드 머티리얼스' 온라인에 게재됐다.

왼쪽부터 이한림 박사와 이창열 수석연구원.

광주=김한식기자 hskim@etnews.com

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