국내연구진, 항생제 활용해 고효율 디스플레이 소자 개발

기사내용 요약
연구재단, 고려대 류승윤 교수팀 '암피실린' 미세구조 적용해 성공
에너지 재활용과 광추출 효율 향상 시켜, 국제 학술지 게재

[대전=뉴시스] 전도성 고분자와 항생제 혼합 미세구조로 암피실린 항생제를 합성하는 방법에 대한 화학 모식도. *재판매 및 DB 금지

[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 의료분야서 활용되는 항생제와 전기가 통하는 유기물 고분자 혼합물을 활용해 높은 외부양자효율을 갖는 유기전계 발광소자가 국내 연구진에 의해 구현됐다.

한국연구재단은 고려대학교 류승윤 교수 연구팀이 항생제 기반 미세구조 합성을 통해 유기전계 발광소자(OLED)의 효율을 높일 수 있는 원천기술을 확보했다고 16일 밝혔다.

유기전계 발광소자는 무한대의 명암비와 풍부한 색 재현율, 높은 전력효율 특성을 갖고 있어 스마트폰이나 차량용 디스플레이, 증강현실용 디스플레이 등 넓은 분야에서 가치를 인정받고 있다.

하지만 효율을 최대한 증가시키기 위해 여러층으로 소자를 결합하거나 별도의 미세 패턴 기판을 사용하는 등 복잡한 공정을 거쳐야 한다는 한계가 있다.

이에 연구팀은 디스플레이용 소자에 적용할 수 있도록 항생제인 암피실린과 전도성 고분자를 합성해 수용액 기반의 미세구조를 구현한 뒤 유기 태양전지, 페로브스카이트 및 양자점 광전소자와 같은 다양한 소자에 적용할 수 있음을 확인했다.

또 소자 내부에 만들어진 암피실린 미세구조가 전기에너지와 빛에너지를 효율적으로 재활용해 소자 스스로 빛을 낼 수 있게 했고 전반사로 방출되지 못하고 소자 안에 갇힌 빛에 대한 광 추출도 용이하게 만들어 효율성을 극대화했다.

전반사는 굴절률이 높은 매질에서 작은 매질로 향해 빛이 입사(도달)할 때 빛이 굴절하지 않고 전부 반사되는 현상이고 광 추출은 전반사로 인해 공기 중으로 방출되지 못하고 손실되는 빛을 추출하는 기술이다.

이는 스마트폰, TV 등 디스플레이의 전력 소모를 절감시켜 배터리 사용 시간을 늘리고 디스플레이 수명을 늘리는데 활용가능하다.

한국연구재단 등의 지원을 받아 수행된 이번 연구결과는 재료과학분야 국제학술지 '어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)' 온라인판에 지난달 12일 게됐됐고 정식출간본의 표지 논문으로 선정됐다.(논문명:Efficient Photons Extraction in Top-Emission Organic Light-Emitting Devices Based on Ampicillin Micro-Structures)

류승윤 교수는 "디스플레이뿐만 아니라 태양광 전지, 양자점 광소자 등 다양한 분야에서 사용 가능한 가능성을 검증했다"며 "의료분야에서 사용되는 항생제와 전자소자의 하나인 유기전계 발광소자의 융합으로 구현된 이 기술은 고성능 광전자와 바이오 전자소자 개발에 새로운 이정표가 될 것"이라고 말했다.

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