국내 연구팀이 차세대 광학 소재로 주목받는 페로브스카이트가 함유된 고색순도 광결정 필름을 개발했다. TV용 광원 등 디스플레이 소재로 활용할 수 있다.
광주과학기술원(GIST·총장 문승현)은 이재석 신소재공학부 교수팀과 이창열 고등광기술연구소 박사팀이 공동으로 페로브스카이트가 내포된 고분자 입자를 합성한 뒤 3차원 광결정으로 제조해 TV용 광원으로 활용할 수 있는 고색순도 광결정 필름을 개발했다고 10일 밝혔다.
유·무기 하이브리드 페로브스카이트는 높은 발광 효율에 용액공정이 가능하지만 굴절률이 높아 유기발광다이오드(OLED)에 비해 빛 추출 효율이 낮고 수분에 쉽게 분해돼 상용화에 어려움을 겪고 있다.
3차원 광결정 구조는 균일한 크기를 갖는 구형의 입자를 규칙적으로 배열해 형성한다. 다이오드 분야에서 광추출 효율을 증가시킬 수 있는 광학필름으로 사용되고 있다. 또 광결정에서 일어나는 빛의 공명 현상을 이용해 매우 좁은 반치폭(어떤 색이 갖는 파장 절반 높이에서의 폭)을 갖는 레이저를 설계하기도 한다.
연구팀은 자체적으로 개발한 자기유화중합법을 이용해 고분자 입자의 크기가 제어된 페로브스카이트 함유 광결정을 제작했다. 이를 제어해 다결정질 광결정으로 제작, 페로브스카이트 함유 광결정의 시야각을 넓혀 광추출 광학필름으로 활용할 수 있도록 했다. 그 결과 페로브스카이트 소재의 색순도를 높이고 페로브스카이트의 수분 안정성을 증가할 수 있다는 사실을 확인했다.
이재석 교수는 “향후 다양한 발광물질의 색순도를 향상할 수 있는 광학구조체 연구를 통해 자연색의 모사가 가능한 디스플레이 양산화에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.com
