인하대학교(총장 조명우)는 신소재공학과 이정환 교수 연구팀이 청색 OLED의 색 순도와 효율 저하를 막고, 수명을 증대시키는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 연구결과는 재료 및 화학 분야 국제 저명 학술지의 표지논문에 연속 선정됐다.

이정환 교수는 광전자소자연구실 소속 신윤섭 학생(공동 제1저자)과 국립경상대학교 김윤희 교수 연구팀과 공동연구를 통해 색 순도와 발광효율이 우수한 OLED 소재 및 소자를 구현했다. 그 결과는 ‘Boron-based Multi-resonance TADF Emitter with Suppressed Intermolecular Interaction and Isomer Formation for Efficient Pure Blue OLEDs’라는 제목으로 국제 학술지인 ‘스몰(Small, 영향력 지수=13.281)’ 5월호에 표지논문으로 게재됐다. 

연구팀은 기존의 지연 형광체가 가지고 있던 고도핑 농도에서 색순도와 효율이 저하되는 문제를 해결했다. DABNA 코어 주변에 분자 간 상호작용을 배제할 수 있는 구조를 도입해 20% 이상의 도핑농도에서도 진청색을 유지하고 25%에 가까운 외부발광효율을 나타내는 기술이다. 도핑농도와 무관하게 안정적인 색 순도를 유지하는 청색 발광재료의 개발은 현재 고효율 OLED 양산을 위해 시급히 해결해야 할 과제 가운데 하나다. 이번 연구성과는 청색 OLED 연구분야 발전에 크게 기여할 것으로 기대된다.

또한 저널 오브 머터리얼스 케미스트리(Journal of Materials Chemistry C, 영향력 지수=7.393) 6월호에 게재된 논문 ‘Bicarbazole-triazine hybrid type mixed host materials for blue phosphorescent OLEDs with enhanced efficiency and lifetime’은 주목할 논문(HOT paper) 및 속표지 논문으로 선정됐다.

연구팀은 청색 인광 OLED의 구동수명이 짧은 문제를 해결하기 위해 카바졸 및 트리아진 기반의 호스트 분자와 내부 분자의 결합 세기를 강화할 수 있는 기술을 개발했다. 이번에 개발된 호스트 분자는 카바졸 및 트리아진의 결합각도와 위치를 제어해 사슬의 결합 해리에너지를 2.4eV까지 향상시켰다. 또한 엑시플렉스(Exciplex) 기반의 혼합 호스트 시스템은 OLED 구동 시 전하균형을 유지하고 트랩전하를 최소화해 수명을 2배 이상 증대시켰다.

이정환 교수는 “연구실 학생들의 노력이 좋은 결실로 맺어져 뿌듯하다”며, “앞으로도 차세대 디스플레이 분야 발전에 도움이 되는 기술개발에 매진할 계획이다”라고 말했다.

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