경상국립대학교(GNU·총장 권순기) 자연과학대학 화학과 김윤희 교수팀은 서울대학교 재료공학과 김장주 교수(현 주암 CEO) 팀과 공동으로 안트라센 유도체를 기반으로 하는 청색 형광 유기발광다이오드(OLED)의 이론적 한계를 뛰어넘는 고색순도 고효율 청색 OLED를 개발하는 데 성공하였다.
한국연구재단 중견연구자 지원사업 및 삼성 디스플레이의 지원으로 수행된 이번 연구는 형광 OLED의 이론적 효율 한계를 깨뜨린 성과로, 재료 분야 저명 국제학술지인 ≪어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)≫(IF=30.849) 1월 7일자에 ‘표지논문(Inside Front Cover)’으로 게재되었다.
현재 상용화된 OLED 재료는, 녹색과 적색의 경우 고효율 인광 재료(내부 양자 효율 100%)를 사용하는 반면 청색의 경우 색순도 등의 문제로 인해 상대적으로 낮은 효율인 형광 재료(내부 양자 효율 25%)를 사용하고 있다.
최근 형광 재료에서도 삼중항-삼중항 소멸을 통한 삼중항 여기자 수확을 통해 청색 형광 효율을 올리려는 다양한 연구가 있다.
이번 연구는 새롭게 설계된 안트라센 유도체를 효율 향상층으로 제작된 소자 구조를 통해 이론적 한계치 발광 여기자 생성 비율(40%)을 뛰어넘는 50%를 구현하여 고효율 고색순도 청색 OLED 개발에 성공한 것이다. 고색순도 고효율의 형광 OLED를 개발한 것은 현재 상용화에 가장 시급히 해결해야 하는 과제 가운데 하나로, 이번 연구 성과는 청색 형광 OLED 분야 발전에 크게 기여할 것으로 기대된다.
경상국립대학교는 이미 20년 전부터 OLED 재료를 연구해 왔으며 2008년부터 지식경제부에서 지원하는 OLED 재료개발 인력양성 컨소시엄을 운영하여 우수한 인력을 배출하고 훌륭한 연구 결과를 도출하였다. 2011년부터는 경상국립대학교/삼성 디스플레이 OLED센터를 유치하여 활발한 산학연구를 진행하고 있다.
또한, 경상국립대 이 분야의 졸업생들은 삼성디스플레이, 삼성전자, LG전자, SK에너지, 제일모직, 두산, 덕산네오룩스, LT소재, 머크, 동진세미켐, 욱성화학, SFC 등 자신의 연구 분야로 속속 취업하고 있어 연구개발은 물론 인력양성에서도 전국적인 경쟁력을 자랑하고 있다.
김시원 기자
