다중 에너지 전달체를 이용한 진청색 인광 유기발광다이오드의 수명 개선 기술 개발

홍익대학교 정보디스플레이 협동과정ㆍ나노신소재 학과 김태경 교수 연구팀은 삼성 디스플레이 강선우 박사와 공동연구를 통해 진청색 인광 OLED (유기발광다이오드)의 수명을 획기적으로 개선했다.

인광 도판트를 사용한 OLED는 형광 도판트를 사용했을 때 보다 높은 효율을 달성할 수 있어 많은 연구가 진행되어 왔다. 적색, 녹색과 달리 청색의 경우 발광 재료의 높은 에너지로 인한 스트레스 때문에 수명이 짧다는 문제점이 있다. 더욱이 넓은 색 구현을 위해 진청색 (deep blue)으로 갈수록 수명은 급격하게 짧아져 아직까지 산업계에 적용하지 못한 난제로 남아있어왔다.

연구진은 에너지 전달 과정을 주목했다. 에너지 중간 전달체 (intermediate energy carrier)라 명명한 유기금속화합물을 발광층에 혼합하였다 이를 통해 호스트와 도판트 사이에 에너지 전달 과정을 다양한 채널을 통해 구현함으로써, 발광 재료가 받는 스트레스를 줄여 진청색 인광 유기발광다이오드의 수명을 획기적으로 개선하였다. 연구진은 발광 전이 속도가 매우 빠른 인광 화합물을 에너지 중간 전달체로 사용했고 그 결과 진청색 이리듐(Ir) 도판트 기반 OLED 중 세계에서 가장 긴 수명을 달성했다.

특히 이번 연구는 청색 인광 OLED의 수명 개선 bottleneck을 넘을 수 있는 새로운 방법을 제시했다는 점에서 의의가 있는 것으로 평가되며 화학공학 분야 세계 4위의 학술지 Chemical Engineering Journal (IF: 13.273)에 지난 6월 20일 인터넷 속보판으로 게재됐다.

본 연구는 한국산업기술평가관리원의 소재부품장비혁신lab기술개발사업, 전자부품산업기술개발-디스플레이혁신공정플랫폼구축과 홍익대학교 혁신 사업의 지원을 받아 수행되었다.

논문명 : Superbly Long Lifetime over 13,000 h for Multiple Energy Transfer Channels in Deep Blue Phosphorescence Organic Light-Emitting Diodes with Ir complex under CIEy of 0.17

DOI : https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137671

온라인 중앙일보