청색 인광 OLED 상용화 '성큼' … 단국대 강선우 교수팀, 더 밝고 오래가는 소자 개발

단국대학교는 화학과 강선우 교수가 홍익대 김태경 교수, 가천대 홍완표 교수, ㈜로오딘과 함께 더 밝고 오래 지속하는 청색 인광 유기발광다이오드(OLED) 소자를 개발했다고 8일 밝혔다.

OLED는 스마트폰과 태블릿 등 모바일 기기에서 가장 많이 쓰이는 디스플레이다. 적색과 녹색, 청색의 유기물질이 색을 구현하는 데 빛을 내는 방식에 따라 '인광'과 '형광'으로 나뉜다. 인광은 전기에너지를 빛으로 바꾸는 효율이 100%에 가깝고 형광은 25%쯤에 그친다.

현재 적색과 녹색 소자는 인광 OLED가 상용화됐다. 하지만 청색 인광 OLED는 수명이 짧고 안정성이 낮아 아직 형광 OLED에 의존한다. 특히 청색 인광 OLED는 오랜 시간 사용 시 디스플레이 번인(열화) 현상이 쉽게 나타나 제품화가 어려웠다. 긴 수명과 높은 효율을 보이는 청색 인광 OLED 개발을 'OLED의 마지막 퍼즐'이라고 불리는 이유였다.

연구팀은 기존 개발된 소자(BD-02)의 효율과 수명, 색 순도를 저해하는 분자의 떨림 현상을 효과적으로 억제하는 설계 방법을 개발했다. 청색 인광 발광체를 구성하는 카바졸이란 분자 그룹에 스피로플루오렌이라는 분자 그룹을 적용해 분자의 진동을 감소시켰다. 연구팀이 개발한 소자는 기존 소자(BD-02)보다 113%의 발광 효율을 보였다. 수명도 138% 늘었다.

공동 교신저자인 강 교수는 "새롭게 개발된 백금 기반의 Pt(II) 복합체는 분자의 떨림 현상을 억제하며 고효율과 긴 수명을 보이는 분자 구조의 기초 설계 방법을 제시했다"며 "청색 인광 OLED 소자 상용화를 앞당기는 계기가 될 것"이라고 말했다.

이번 연구 논문(진동 억제 효과를 가진 테트라덴테이트 Pt(II) 복합체를 이용한 고효율, 안정적인 울트라 퓨어 블루 인광 유기발광다이오드)은 재료공학 분야의 국제 저명 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈'에 지난달 게재됐다.