권순기(좌) 김윤희(우) 교수
유기발광소자(OLED)는 현재 스마트폰에 널리 사용되고 있으며 가벼우면서도 높은 색재현성과 화질, 빠른 응답속도를 나타내어 TV에서도 최고의 품질로 평가돼 차세대 평판 디스플레이로 각광받고 있다.
또한 미래생활 속의 전자기기에 필수적인 휘어지는 디스플레이에 최적인 표시장치로 인식되고 있다.
그러나 현재는 비용이 많이 드는 진공 증착 방식으로 제조되고 있어 간편하고 낮은 제조 비용의 용액 공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나 진공 증착에 비해 효율이나 수명 등에서 상대적으로 열세에 놓여 있다.
이번 연구에서 개발한 호스트 재료는 합성이 매우 용이할 뿐 아니라 실리콘을 도입하여 용액 공정성이 우수하고 실리콘의 공액구조 단절효과와 비어 있는 궤도함수로 인해 높은 삼중항 에너지를 가지고 있어 청색 인광, 녹색 인광, 적색 인광은 물론 백색 인광에도 적용할 수 있는 만능 호스트(Universal Host)임이 밝혀졌다.
또한 전자 이동 특성을 부여하여 유기 발광 소자의 고효율에 필수적인 전자와 정공의 이동 균형을 달성하여 황적색, 녹색, 백색 인광에서 현재까지 알려진 재료 중에서 최고의 용액공정 소자 효율(35.5 %)을 나타내었다.
또한 진공증착 공정에서 사용되는 많은 층수를 사용하지 않는 단순 구조에서도 진공 증착 수준의 효율을 달성했다는 것에서도 큰 의의가 있다.
이번 연구는 한국연구재단(미래창조과학부)의 기초연구사업 중견연구자지원사업 및 리더연구자지원사업의 지원으로 경상대학교 권순기, 김윤희 교수팀이 호스트 재료를 개발하고, 서울대 이태우 교수팀이 소자를 제작하는 공동연구를 통하여 수행되었다.
세계 최고 효율을 갖는 용액공정용 만능 호스트 재료의 개발은 대면적, 인쇄 공정, 플렉시블 OLED TV의 대중화는 물론 차세대 휘어지는 디스플레이의 핵심 원천기술로서 사물 인터넷 세계의 표시장치인 플렉시블 디스플레이의 상업화에도 크게 기여할 것으로 예상된다.
ilyo33@ilyo.co.kr
