유기발광다이오드(OLED) 디스플레이를 이루는 세 가지 색의 발광소자 중에서 적색과 녹색에 비해 청색의 발광 효율이 낮은 문제를 국내 연구진이 개선했다.
윗줄 왼쪽부터 시계방향으로 권태혁 교수, 최원영 교수, 김지연 연구원, 황은혜 연구원(1저자), 김민석 연구원. 사진 제공=UNIST
울산과학기술원(UNIST)은 권태혁·최원영 화학과 교수와 이준엽 성균관대 교수 공동 연구팀이 청색 인광 OLED의 중간층 신소재를 개발했다고 23일 밝혔다.
연구팀은 이를 통해 청색 인광 OLED의 전력 효율을 24%, 구동 안정성은 21% 향상됐다고 전했다. 연구성과는 국제 학술지 ‘셀’의 자매지 ‘켐’에 19일 게재됐다.
빛의 3원색인 적·녹·청(RGB) 중 적·녹색에 비해 청색은 빛을 내기 위해 필요한 에너지 조건이 높아 발광 효율도 낮다. 이미 높은 효율의 인광 OLED가 상용화한 적·녹색과 달리 청색은 여전히 효율 한계가 있는 형광에 의존하고 있다.
연구팀은 구동에 필요한 전압을 낮추고 빛의 손실도 줄일 수 있는 새로운 중간층 소재를 개발했다. 전하가 어떻게 움직이는지와 물질이 가진 성질을 조절해 ‘비등방성 배열’을 만들었다. 이를 통해 기존 소재의 비효율적인 전기 흐름을 고르게 하는 동시에 빛이 손실되지 않도록 개선했다.
권 교수는 “발광층과 독립적으로 삼중항 구속과 전하 균형을 동시에 해결하는 새로운 중간층 소재 개발 전략을 제시했다”며 “차세대 디스플레이와 발광 소자 연구를 더욱 심화할 계획”이라고 말했다.