단국대학교는 화학과 강선우 교수가 홍익대(김태경 교수), 가천대(홍완표 교수), ㈜로오딘과 공동으로 더 밝고 오래 지속되는 청색 인광 OLED(유기발광다이오드) 소자 개발에 성공했다고 7일 밝혔다.
OLED는 스마트폰, 태블릿 등 모바일 기기에서 가장 많이 쓰이고 있는 디스플레이다.
적색, 녹색, 청색의 유기물질이 색을 구현하는데 빛을 내는 방식에 따라 '인광'과 '형광'으로 나뉜다. 인광은 전기에너지를 빛으로 바꾸는 효율이 100%에 가깝고, 형광은 25% 정도에 그친다.
현재 적색과 녹색 소자는 인광 OLED가 상용화되었지만 청색 인광 OLED는 수명이 짧고 안정성이 낮아 아직 형광 OLED에 의존하고 있다.
특히 청색 인광 OLED는 짧은 수명으로 장시간 사용 시 디스플레이 번인(열화) 현상이 쉽게 발현돼 제품화가 어려운 실정이다. 이에 따라 긴 수명과 높은 효율을 보이는 청색 인광 OLED 개발은 ‘OLED의 마지막 퍼즐'이라고 불리고 있다.
연구팀은 기존 개발된 소자(BD-02)의 효율, 수명, 색 순도를 저해하는 분자의 떨림 현상을 효과적으로 억제하는 설계 방법을 개발했다.
청색 인광 발광체를 구성하는 카바졸(carbazole)이란 분자 그룹에 스피로 플루오렌(spirofluorene)이라는 분자 그룹을 적용해 분자의 진동을 감소시켰다.
연구팀이 개발한 소자는 기존 소자(BD-02)에 비해 113%의 발광 효율을 보였으며, 수명은 138% 늘어났다.
강선우 교수는 “새롭게 개발된 백금 기반의 Pt(II) 복합체는 분자의 떨림 현상을 억제하며 고효율과 긴 수명을 보이는 분자 구조의 기초 설계 방법을 제시해 청색 인광 OLED 소자 상용화를 더욱 앞당기는 계기가 될 것”이라고 했다.
한편 강 교수가 공동 교신 저자로 참여한 이번 연구는 최근 재료공학 분야의 국제 저명 학술지인 ’Advanced Materials(IF = 27.4)‘에 ’진동 억제 효과를 가진 네트 라덴 데이트 Pt(II) 복합체를 이용한 고효율, 안정적인 울트라 퓨어 블루 인광 유기 발광 다이오드‘란 논문명으로 게재됐다.
용인=윤상연 기자