한양대·경상국립대, 고분자 기반 청색 초형광 OLED 구현

[이데일리 김응열 기자] 한양대는 신소재공학부의 한태희 교수와 김윤희 경상국립대 화학과 교수 공동연구팀이 차세대 디스플레이 구현의 최대 난제였던 ‘청색 용액 공정 OLED’에서 세계 최고 수준의 발광 효율을 달성했다고 13일 밝혔다.

(왼쪽부터)한태희 한양대 신소재공학부 교수, 김윤희 경상국립대 화학과 교수. (사진=한양대)

유기발광다이오드(OLED)의 3대 핵심 색상(RGB) 중 청색은 효율과 색순도를 동시에 확보하기가 까다롭다. 이에 높은 색순도와 효율을 동시에 확보할 수 있는 초형광(하이퍼형광) 기술이 디스플레이 화질과 전력 효율의 핵심 대안으로 주목받고 있으나 청색 광원에서는 여전히 고효율 소자 구현에 기술적 난항을 겪고 있다.

공동연구팀은 이를 해결하기 위해 세계 최초로 청색 발광 영역에서 ‘고분자 감광’(Polymer Sensitization) 기반의 하이브리드 발광층 설계와 자가조직화 계면 기술을 결합했다. 연구팀은 독자 설계한 고분자 감광제와 청색 단분자 발광체를 결합해 소재 간 응집을 억제하고 새로운 자가조직화 계면층을 통해 계면에서의 광자 손실을 최소화하는 전략을 사용했다.

그 결과 연구팀은 외부양자효율(EQE) 30% 이상, 발광 반치폭(FWHM) 약 18nm의 고색순도 청색 초형광 OLED 소자 구현에 성공했다. 이는 현재까지 보고된 고분자 기반 OLED 중 역대 최고 효율이다. 진공 증착 방식이 아닌 용액 공정으로도 독보적인 성능을 낼 수 있음을 입증한 것이다.

한태희 교수는 “고분자 감광제를 청색 초형광 OLED에 처음 적용해 고분자가 단순 발광체 역할뿐 아니라 형태 안정성 향상과 전하 수송 매개 역할을 동시에 수행함을 입증했다”며 “이번 성과는 대면적 인쇄 공정이 가능한 차세대 디스플레이 플랫폼의 발전 가능성을 보여준 것”이라고 설명했다.