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[현장] "디스플레이는 진화 중"…'페로브스카이트' 뜬다

기존 기술 대비 고해상도·저전력·색조절 구현에 유리
문제는 '납'…주석, 비스무트 대체 연구 가속화

조재훈 기자 (cjh1251@ebn.co.kr)

등록 : 2019-03-18 15:18

▲ 이창열 고등광기술연구소 수석연구원이 18일 서울 양재 aT센터에서 마이스포럼 주관으로 열린 '2019 미래형 디스플레이 구현을 위한 신소재 신기술 세미나'에서 '페로브스카이트'에 대해 설명하고 있다. ⓒEBN

디스플레이 기술이 날로 진화하고 있는 가운데 LCD와 OLED 이후 차세대 기술로 '페로브스카이트(Perovskite)'가 대두되고 있다.

페로브스카이트는 그간 실리콘태양전지를 대체할 수 있는 차세대 태양전지 소재로 떠오르고 솔라셀 분야에서 각광받아 왔으나 해당 물질이 차세대 디스플레이 기술을 대체할 것이라는 전망이 나오고 있다.

18일 서울 양재 aT센터에서 마이스포럼 주관으로 열린 '2019 미래형 디스플레이 구현을 위한 신소재 신기술 세미나'에서는 이같은 내용을 담은 발표가 이어졌다.

이창열 고등광기술연구소 수석연구원은 "페로브스카이트 발광다이오드(PeLED)는 OLED보다 고해상도를 구현하는데 더 유리하다"며 "디바이스로 만들었을 때도 저전력 저전류로 훨씬 더 많은 빛을 얻을 수 있어 가전 에너지 효율이 높을 것"이라고 말했다.

페로브스카이트는 전기전도성이 뛰어난 결정구조로 메틸암모늄, 포름아미디늄과 무기물, 유기물 등을 섞어 만든 물질이다.

PeLED는 화합물에 전류를 흘려 빛을 내는 반도체인 LED(Light Emitting Diode)의 일종이다. 이 소자는 전기를 받아 빛을 내는 활성층으로 페로브스카이트 물질을 사용하는데 전자이동도가 높고 색순도가 좋으며 색조절도 간편하다는 장점이 있다. 인광 물질도 필요없다. 할라이드(X₃)만 바꾸면 된다.

다만 페로브스카이트는 납(Pb)이 있어서 상용화에 어려움을 겪고 있는 상황이다. 이창열 수석연구원은 "미래부나 산자부에서 납 대신에 Sn(주석)이나 Bi(비스무트)로 Pb를 대체하는 연구를 하고 있다.

페로브스카이트는 2000년대부터 태양전지에 사용돼왔다. 2014년부터 디스플레이에 발광물질로의 연구가 지속돼왔으며 효율을 OLED 수준까지 끌어올렸다. 현재 페로브스카이트의 효율(EQE)은 레드 23%, 그린 20%, 블루 6% 수준이다. 5년만의 성과다.

이창열 수석연구원은 "굴지의 디스플레이업체인 A사도 현재 페로브스카이트 기술 도입을 심각하게 고민하고 있다"며 "다만 납이 들어갔다는 이유로 납을 없애는 연구에 많은 돈을 투자하고 있는 것으로 알고 있다"고 말했다.