페로브스카이트 양자 와이어로 만든 혁신적 섬유 LED, 풀컬러 웨어러블 디스플레이 개선

Seoul홍콩과학기술대학교(HKUST) 연구팀은 새로운 웨어러블 디스플레이 기술을 개발했습니다. 이 기술은 원색의 광섬유 발광 다이오드(Fi-LEDs)를 사용하며, 페로브스카이트 양자선(PeQWs)을 포함합니다. 이러한 섬유 LED는 직물에 쉽게 통합될 수 있고 밝기가 고르게 유지되는 점에서 주목받고 있습니다. 이 기술 발전은 새로운 형태의 웨어러블 조명 및 디스플레이 장치를 만드는 데 기여할 수 있습니다.

섬유형 발광 다이오드(Fi-LED)는 여러 가지 장점을 제공합니다.

• 유연한 직물과의 호환성
• 뛰어난 공간적 휘도 균일성
• 향상된 굽힘 및 신축성

피-LED는 착용 가능한 기술에 매우 적합하며 중요한 장점을 가지고 있습니다. 금속 할로겐화물 페로브스카이트(MHP)는 우수한 광학적 특성을 지니고 있어 조명 제작에 유망한 재료가 될 수 있습니다. 하지만 이들을 제작하는 것은 까다로울 수 있습니다. 층의 불균일, 결정을 잘 형성하지 못함, 복잡한 전극 처리 과정 등과 같은 문제들이 효율적이고 일관성 있는 피-LED 제작을 어렵게 하고 있습니다.

HKUST 연구팀은 범지용 교수가 이끄는 연구팀으로 새로운 방법을 통해 이 문제를 해결했습니다. 이들은 직경 약 5nm의 구멍이 있는 다공성 알루미나 막(PAM) 템플릿을 얇은 알루미늄 섬유에 사용했습니다. 이 기술은 고르게 성장하고 불필요한 구조를 줄이는 데 도움을 주었습니다. 연구팀은 PAM 채널에 MHP 전구체 용액을 채운 후 균일한 용매 증발과 결정화를 위해 열처리 과정을 활용했습니다.

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팀은 밝은 빨강(625 nm), 초록(512 nm), 하늘색(490 nm) 빛을 내는 풀 컬러 Fi-LEDs를 제조하는 새로운 방법을 개발했습니다. 이러한 조명은 기술적으로 인상적일 뿐만 아니라 매우 유연하여 의류에 사용하기에 완벽했습니다. 그들은 2D와 3D 디자인을 모두 제작하여 'I ♥ HKUST' 문자열과 빅토리아 항구의 '야경'을 만들었는데, 이는 이 섬유가 얼마나 다재다능하고 시각적으로 매력적인지를 보여줍니다.

이 획기적인 발전은 매우 중요합니다. Fi-LEDs의 향상된 효율성과 안정성은 웨어러블 기술 산업에 큰 변화를 가져올 수 있습니다. 앞으로의 발전은 새로운 페로브스카이트 소재를 찾아 더 많은 색상을 구현하고, 스마트 의류나 발광 안전 장비, 맞춤형 패션 아이템과 같은 제품에 이러한 Fi-LEDs를 추가하는 것을 포함할 수 있습니다.

양자 구속과 다공성 알루미나 막의 패시베이션 효과를 결합함으로써 발광 효율이 크게 향상되었습니다. 이러한 혁신은 새로운 유형의 3D 구조형 광원을 발전시켜 차세대 웨어러블 디스플레이로 나아가는 가능성을 열었습니다. 팬 교수의 팀은 이러한 기술 발전을 주도하며, 직물을 위한 새로운 시대의 발광 장치를 창조하고 있습니다.