강선우 교수.

[헤럴드경제(용인)=박정규 기자]단국대 강선우 교수(화학과)가 홍익대(김태경 교수), 가천대(홍완표 교수), ㈜로오딘과 공동으로 더 밝고 오래 지속되는 청색 인광 OLED(유기발광다이오드) 소자 개발에 성공했다.

OLED(유기발광다이오드)는 스마트폰, 태블릿 등 모바일 기기에서 가장 많이 쓰이고 있는 디스플레이다. OLED는 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 상용화 되었지만 청색 인광 OLED는 수명이 짧고 안정성이 낮아 아직까지 형광 OLED에 의존하고 있다. 특히 청색 인광 OLED는 짧은 수명으로 장시간 사용 시 디스플레이 번인(열화)현상이 쉽게 발현되어 제품화가 어려운 실정이다. 따라서 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 스피로플루오렌(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.

신규 개발된 Pt(II) 기반 청색 발광체의 화학구조 및 본 청색 발광체를 이용한 OLED 소자의 색, 효율, 수명이 개선된 결과.[단국대 제공]

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.

강 교수가 공동 교신 저자로 참여한 이번 연구는 최근 재료공학 분야의 국제 저명 학술지인 ‘Advanced Materials (IF = 27.4)’ 에 게재됐다. 논문명은 ‘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)’.