강선우 단국대 교수, 더 밝고 오래가는 청색 OLED 소자 개발 '눈길'

강선우 단국대 화학과 교수./사진제공=단국대

단국대학교는 최근 강선우 화학과 교수가 더 밝고 오래 지속되는 청색 인광 OLED(유기발광다이오드) 소자를 개발했다고 7일 밝혔다.

OLED는 스마트폰과 태블릿 등 모바일 기기에서 가장 많이 쓰이는 디스플레이다. 적·녹·청색 유기물질이 색을 구현하는데 빛을 내는 방식에 따라 '인광'과 '형광'으로 나뉜다. 인광은 전기에너지를 빛으로 바꾸는 효율이 100%에 가깝고, 형광은 25% 정도다.

현재 적·녹색 소자는 인광 OLED가 상용화됐지만 청색 인광 OLED는 수명이 짧고 안정성이 낮아 아직까지 형광에 의존하고 있다. 특히 청색 인광 OLED는 짧은 수명으로 인해 장시간 사용 시 디스플레이 번인(열화) 현상이 자주 발생한다. 긴 수명과 높은 효율의 청색 인광 OLED 개발은 'OLED의 마지막 퍼즐'이라고 불리고 있다.

연구진은 기존 소자(BD-02)의 효율과 수명, 색 순도를 저해하는 분자의 떨림 현상을 효과적으로 억제하는데 성공했다. 청색 인광 발광체를 구성하는 카바졸(carbazole) 분자그룹에 스피로플루오렌(spirofluorene) 분자그룹을 적용해 분자의 진동을 감소시켰다. 이렇게 개발된 소자는 기존 소자에 비해 113%의 발광 효율을 보였으며, 수명은 138% 늘어났다.

강 교수는 "백금 기반 Pt(II) 복합체를 개발해 분자의 떨림 현상을 억제했다. 높은 효율과 긴 수명을 지닌 분자구조 기초 설계법을 제시했다"며 "이는 청색 인광 OLED 소자의 상용화를 앞당기는 계기가 될 것"이라고 설명했다.

한편 강 교수는 김태경 홍익대 교수, 홍완표 가천대 교수, ㈜로오딘과 함께 이번 연구를 수행했다. 연구결과는 'Superbly Efficient and Stable Ultrapure Blue Phosphorescent Organic Light-Emitting Diodes with Tetradentate Pt (II) Complex with Vibration Suppression Effect'(진동 억제 효과를 가진 테트라덴테이트 Pt(II) 복합체를 이용한 고효율, 안정적인 울트라 퓨어 블루 인광 유기 발광 다이오드)라는 제목으로 재료공학 분야 국제학술지 'Advanced Materials'(IF = 27.4)에 게재됐다.

강선우 단국대 화학과 교수의 연구자료 이미지./사진제공=단국대

권태혁 기자 taehkd@mt.co.kr