‘청색 OLED’ 효율과 수명 개선하는 기술 ...
높은 도핑농도에서 색 순도와 효율 유지하는 청색 OLED 개발
청색 인광 OLED 수명 2배 이상 증대시키는 기술도 선보여
신소재공학과 이정환 교수 연구팀이 청색 OLED의 색 순도와 효율 저하를 막고, 수명을 증대시키는 기술을 개발했다. 연구결과는 재료 및 화학 분야 국제 저명 학술지의 표지논문에 연속 선정됐다.
이정환 교수는 광전자소자연구실 소속 신윤섭 학생(공동 제1저자)과 국립경상대학교 김윤희 교수 연구팀과 공동연구를 통해 색 순도와 발광효율이 우수한 OLED 소재 및 소자를 구현했다. 그 결과는 ‘Boron-based Multi-resonance TADF Emitter with Suppressed Intermolecular Interaction and Isomer Formation for Efficient Pure Blue OLEDs’라는 제목으로 국제 학술지인 ‘스몰(Small, 영향력 지수=13.281)’ 5월호에 표지논문으로 게재됐다.
연구팀은 기존의 지연 형광체가 가지고 있던 고도핑 농도에서 색순도와 효율이 저하되는 문제를 해결했다. DABNA 코어 주변에 분자 간 상호작용을 배제할 수 있는 구조를 도입해 20% 이상의 도핑농도에서도 진청색을 유지하고 25%에 가까운 외부발광효율을 나타내는 기술이다. 도핑농도와 무관하게 안정적인 색 순도를 유지하는 청색 발광재료의 개발은 현재 고효율 OLED 양산을 위해 시급히 해결해야 할 과제 가운데 하나다. 이번 연구성과는 청색 OLED 연구분야 발전에 크게 기여할 것으로 기대된다.
또한 저널 오브 머터리얼스 케미스트리(Journal of Materials Chemistry C, 영향력 지수=7.393) 6월호에 게재된 논문 ‘Bicarbazole-triazine hybrid type mixed host materials for blue phosphorescent OLEDs with enhanced efficiency and lifetime’은 주목할 논문(HOT paper) 및 속표지 논문으로 선정됐다.
연구팀은 청색 인광 OLED의 구동수명이 짧은 문제를 해결하기 위해 카바졸 및 트리아진 기반의 호스트 분자와 내부 분자의 결합 세기를 강화할 수 있는 기술을 개발했다. 이번에 개발된 호스트 분자는 카바졸 및 트리아진의 결합각도와 위치를 제어해 사슬의 결합 해리에너지를 2.4eV까지 향상시켰다. 또한 엑시플렉스(Exciplex) 기반의 혼합 호스트 시스템은 OLED 구동 시 전하균형을 유지하고 트랩전하를 최소화해 수명을 2배 이상 증대시켰다.
이정환 교수는 “연구실 학생들의 노력이 좋은 결실로 맺어져 뿌듯하다”며, “앞으로도 차세대 디스플레이 분야 발전에 도움이 되는 기술개발에 매진할 계획이다”라고 말했다.
(왼쪽부터) ‘스몰’ 5월호 표지와 저널 오브 머터리얼스 케미스트리 6월호 속표지.
▲ (왼쪽부터) ‘스몰’ 5월호 표지와 저널 오브 머터리얼스 케미스트리 6월호 속표지.