KAIST·서울대 "차세대 초고화질 디스플레이 소재로 적용" 

페로브스카이트 나노 입자 복합체를 대면적 필름으로 제작한 모습.

[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 한국과학기술원(KAIST)은 배병수 교수와 서울대 이태우 교수 공동 연구팀이 고온 다습한 환경에서도 안정적으로 작동할 수 있는 차세대 디스플레이 소재용 페로브스카이트 나노 입자를 개발했다고 24일 밝혔다.

페로브스카이트는 부도체·반도체·도체의 성질은 물론 초전도 현상까지 갖는 산화물이다. 발광 효율이 높아 차세대 디스플레이 소재로 주목받고 있다.

수분이나 고온에 취약해 페로브스카이트를 유기 결합체로 둘러싼 나노 입자로 만들거나, 나노 입자에 무기물을 코팅하는 등 연구가 시도돼 왔다.

하지만 이같이 외부로부터 수분을 물리적으로 막는 방법은 제조공정이 복잡하고 안정성이 떨어진다는 한계가 있다.

연구팀은 자체 개발한 '솔-젤' 합성공정을 통해 실록세인 분자(실리콘 기반 고분자)와 페로브스카이트 나노 입자를 한꺼번에 감쌀 수 있는 캡슐 형태의 복합체 수지를 개발했다.

페로브스카이트 나노입자가 분산된 실록세인 수지

[KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]

열에 강한 실록세인 분자 구조가 페로브스카이트 나노 입자를 화학적으로 보호하고, 페로브스카이트의 발광 안정성도 높일 수 있다.

실록세인으로 캡슐화된 페로브스카이트 나노 입자는 처음엔 자외선 경화에 의해 발광 효율이 떨어지지만, 이후 고온(85도)·다습(85%) 환경에서도 원래의 효율을 회복하는 모습을 보였다.

물속에서도 600일 이상 유지되는 등 우수한 발광 안정성을 보였다.

실록세인 캡슐화를 통해 페로브스카이트 나노 입자 내 납 독성을 막아줄 수 있어 생체 친화적이라고 연구팀은 설명했다.

배병수 교수는 "페로브스카이트는 차세대 디스플레이 색 표준을 맞출 수 있는 유일한 발광체인데다 가격도 저렴하지만, 수분에 취약해 디스플레이에 적용하기 어려웠다"며 "이번 연구가 초고화질 디스플레이의 색 변환 소재 개발에 기여할 것"이라고 말했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머터리얼즈'(Advanced Materials) 지난 4일 자 온라인판에 실렸다.

출처 : 연합뉴스(https://www.yna.co.kr/view/AKR20201224040900063?input=1195m)