본 연구에서는 기존의 청색 발광소자들이 갖고 있는 문제점을 해결하여 고효율과 높은 색순도를 동시에 만족하는 페로브스카이트 청색 발광 소자를 개발하고자 합니다.  

기존의 청색 페로브스카이트 재료는 혼합된 할라이드 조성으로 상 안정성이 나쁘며, 다결정 박막에서의 높은 비방사 재결합의 경우 효율 저하의 원인이 됩니다. 이에 대한 해결 전략으로써 2차원 결정구조의 단결정 Ruddlesden-Popper 페로브스카이트 (RPP)를 레이어 분리-전사 공정으로 소자 발광층으로 도입하여 Rec. 2020 색영역 규격에 부합하는 고효율 · 고안정성 자발광 소자 구현을 목표로 하고 있습니다.  

RPP (A’₂A_n-1Pb_nX_3n+1)는 소수성 A’ 유기 양이온이 개 층의 APbX₃ 페로브스카이트 결정 표면에 존재하여 대기 안정성이 높고, A’ 양이온에 의해 서로 분리되어 있는 개의 층이 자연스럽게 저차원 구조를 형성하여 높은 발광효율 달성이 가능할 것입니다. 본 과제에서는 높은 색순도를 갖는 RPP 재료에 유기 양이온과 값의 최적화를 통해 균일한 단결정을 제작하고 발광파장을 정밀하게 제어 하고자 합니다. 그에 이어 제작된 재료의 나노미터 단위 초박막 분리 및 전사 공정을 개발하여 표면 결함 제거 및 두께 균일도 확보로 고효율 · 고안정성 소자를 제작하고자 합니다.  

본 연구의 2차원 페로브스카이트 단결정 제작 및 분리-전사 방법과 소자 특성에 대한 상관관계의 연구 결과들은 LED 설계 및 제조기술 확보에 큰 역할을 할 것입니다. 특히, 분리-전사 방법에 패터닝 기술을 도입한다면 향후 micro-LED로의 발전 역시 가능하며, 재료의 가격 경쟁력을 고려하면 기술 개발 시 경제적인 측면에서 상용화에 크게 기여할 것입니다. 더불어 LED 핵심 소재에 대한 지적 재산권의 소유로 세계 시장의 선도와 디스플레이 산업의 발전에 크게 도움을 제공하리라 기대합니다.