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경희대학교는 화학공학과 박종욱 교수 연구팀이 서울대 박수영 교수팀과 공동연구를 통해 유기발광다이오드(OLED) 신규 소재를 개발했다고 14일 밝혔다.
빛의 삼원색 중 청색은 파장이 제일 짧지만, 높은 밴드 에너지로 에너지 효율이 낮다. 적색과 녹색은 청색에 비해 여러 형태로 효율을 높일 수 있으나, 청색은 효율을 개선할 방법이 상대적으로 제한적이다.
연구팀은 기존 청색 발광 소재와 달리 실리콘 원소를 분자 내에 삽입했다. 이를 통해 발광 재료의 에너지 전이를 극대화해 발광 효율을 높였으며 새롭게 개발된 소재는 분자 간 거리, 무정형 박막 형태, 높은 분자 배향도, 빠른 에너지 전이 등의 특성으로 발광 최적화를 이룰 수 있었다.
신규 소재는 일반적인 3성분계가 아닌 2성분계만으로도 세계적 수준인 38% 이상의 청색 구현 효율을 기록했다. 또한 빛이 밝은 1000 니트(nit) 고휘도 상태에서도 30% 이상의 청색 구현 효율을 보였다.
박종욱 교수는 “기존과 달리 실리콘 원소를 통해 분자를 최적화해 디자인할 수 있었다”며 “이번 연구와 같은 원리를 활용하면 다른 많은 원자를 활용해 발광 소재를 설계할 수 있다. 많은 수의 신규 재료 후보군이 향후 도출될 수 있어 OLED가 한층 더 도약할 계기가 될 것”이라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 9월호에 게재됐다.
류용환 기자 fkxpfm@viva100.com
