재료 분야 저명 국제학술지 '스몰(SMALL)'에 5월 12일자로 표지논문으로 선정된 경상국립대 김윤희 교수팀과 인하대 이정환 교수팀과 공동 연구 및 논문. (사진=경상국립대 제공)

경상국립대학교 자연과학대학 화학과 김윤희 교수팀은 인하대학교 이정환 교수팀과 공동으로 다중공명효과를 이용한 붕소계 재료 기반의 고색순도 고효율 청색 지연형광 재료를 개발하는 데 성공했다고 발표했다.

연구 결과는 재료 분야 저명 국제학술지 '스몰(SMALL)'(IF: 13.281) 5월 12일자 표지논문에 선정됐다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자 지원사업 및 산업통상자원부 기술혁신사업의 지원으로 김윤희 교수팀 천형진 박사 수료생과 이정환 교수팀 신윤섭 석사가 공동으로 제1저자로 참여해 진행됐다.

다중공명효과를 이용한 붕소계 재료의 경우 지연형광 재료의 가장 큰 난제였던 낮은 색 순도에 대한 새로운 해결 방안을 제시했다. 그러나, 붕소계 재료의 경우 합성 수율이 굉장히 낮아 합성 난도가 높으며, 발광체의 도핑 농도를 증가시킬 경우 강한 분자 간 상호작용으로 인한 자체 소광 경향은 OLED 소자의 성능 및 색 순도를 저하시키는 문제점이 있다.

이번 논문에 소개된 재료는 분자 간 상호작용 및 이성질체 형성을 억제한 구조로, 최대 EQE가 24.3%, CIE 좌표가 0.124, 0.140, FWHM이 28nm인 고효율 순수 청색 OLED를 구현했고, 분자 간 상호작용의 억제로 인해 20% 이상의 높은 도핑 농도에서도 변함없이 안정적인 색 순도를 유지했다. 또한 이성질체 형성을 억제해 높은 합성 수율을 얻을 수 있었다.

도핑 농도와 무관하게 안정적인 색 순도를 유지하는 청색 발광재료를 개발한 것은 현재 양산 적용을 위해 시급히 해결해야 할 과제 가운데 하나로, 이번 연구 성과는 청색 OLED 분야 발전에 크게 기여할 것으로 기대된다.

한편, 경상국립대 연구팀은 이미 20년 전부터 OLED 재료를 연구해 왔으며 2011년부터 경상국립대-삼성디스플레이 OLED 센터를 유치해 활발한 산학연구를 진행하고 있다.

이 연구팀의 졸업생들은 삼성디스플레이, 삼성전자, LG전자, SK에너지, 제일모직, 두산, SFC, 덕산네오룩스, LT소재, 머크, 대림화학, 동진세미켐, 욱성화학 등의 기업에 취업하고 있어 연구개발은 물론 인력양성에서도 전국적인 경쟁력을 자랑하고 있다.