[대학저널 장원주 기자] 성균관대 화학공학/고분자공학부 이준엽 교수(사진·제1저자 이경형 박사과정)와 삼성전자 종합기술원 최현호 상무(공동 제1저자 전순옥 전문연구원)가 공동 연구를 통해 청색 OLED(유기발광다이오드) 초격차 신기술을 개발했다.

차세대 디스플레이로 각광받고 있는 AMOLED(능동형유기발광다이오드)의 오랜 숙원인 고효율/장수명 청색 OLED 분야에서 세계 최고 성능의 청색 소자를 개발한 것이다.

이 교수와 최 상무 공동연구팀은 3성분계 소자로 Triplet Exciton(상중항 상태 엑시톤)을 안정화시키는 Triplet-Exciton-Distributed(TED)-TADF(자연형광) 메커니즘을 통해 기존의 에너지 전이를 위한 발광층 소재 구성과는 차별화되는 전략으로 청색 OLED에서 고효율/장수명 특성을 동시에 확보 가능함을 제시했다.

현재 청색 OLED는 일반 형광 발광 재료를 사용하고 있으나 낮은 효율로 인해 AMOLED의 소비전력을 높이는 단점이 있다. 이를 극복하고자 고효율 청색 OLED를 개발하기 위한 연구가 진행돼왔으나 효율이 높은 청색 소자의 경우 수명이 짧아 어려움이 있었다.

연구팀은 이같은 난제를 해결하기 위해 독자적인 고효율 형광 소자 기술을 개발하는 연구를 진행했으며, 신규 소재를 적용한 삼중항 제어 열활성 지연 형광 소자 원천 기술을 개발했다. 이를 통해 세계 최초로 진청색 소자에서 청색 변환 효율 400cd/A(발광 효율) 이상의 고효율 및 장수명을 동시에 달성했다.

소재에 강점이 있는 삼성전자 종합기술원과 소자 분야를 선도하고 있는 성균관대의 기술을 접목해 3성분계의 소자 구성에 있어 가장 효과적인 소자구성의 플랫폼을 제시함으로써 배면구조뿐만 아니라 전면구조에서도 고(高)에너지, 高색순도, 高효율, 장(長)수명 청색 OLED를 구현했다.

이 교수는 “청색 OLED 분야의 신기술을 선점하고 차세대 청색 소재 포트폴리오를 확장하는 데 기여하며 시장에서의 지배력을 공고히 할 수 있을 것으로 기대된다”고 전했다.

최 상무는 “신규 OLED 수명 개선 방향을 제시해 3성분계에서의 Deep blue(딥 블루) 개발 전략으로 활용가능하다”며 “향후 고성능 독자 소자플랫폼을 개발할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

이번 연구 결과는 광학 분야의 세계 최고 학술지인 네이처 포토닉스에 지난 16일 인터넷 속보판으로 게재돼 그 성과를 인정받았으며 특허로도 출원돼 원천 기술 확보가 가능할 것으로 기대를 모으고 있다.

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