세계적으로 권위 있는 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’는 최근 삼성전자 종합기술원과 유영민 이화여대 화학신소재공학부 교수팀이 밝혀낸 OLED 청색 인광(燐光) 소재의 수명 저하 원인과 이를 개선할 소재 설계 방법 관련 논문을 게재했다고 삼성전자가 25일 밝혔다. 공동 연구진이 제안한 기술이 상용화되면 적녹청의 발광 3원색 가운데 청색만 인광이 아닌 형광 소재를 사용하고 있는 OLED의 수명과 성능을 혁신적으로 개선할 수 있을 것으로 기대된다.
자체 발광 유기화합물인 OLED는 밝은 화면과 우수한 명암비를 제공하지만 고효율 인광 소재가 상용화된 적색·녹색과 달리 청색은 짧은 수명 탓에 인광을 사용하지 못하고 형광 소재를 써왔다. 이는 수년간 장기 사용이 어렵다는 OLED의 한계로 지목돼왔다.
연구진이 이번에 규명한 것은 ‘녹색과 적색과 달리 왜 청색 인광 소재만 유독 수명이 짧은지’에 대한 것이다. 원인 규명을 위해 연구진은 청색 인광 소재의 분해 경로를 분석했고 인광 구성 요소 간의 전자 전이 과정에서 형성된 일종의 변이종(전하 분리종)이 수명을 단축시킨다는 사실을 확인했다. 연구진은 변이종을 최대한 빨리 소멸시켜 OLED 수명을 늘릴 수 있는 소재 결합 구조도 함께 제시했다.
유 교수는 “청색 OLED 소자의 수명이 짧은 원인을 설명하는 새로운 화학 메커니즘을 제시한 데 의의가 있다”면서 “이 메커니즘은 유기 트랜지스터 등 다른 전자 소자의 수명을 이해하는 데 요긴하게 쓰일 수 있을 것”이라고 설명했다.
