경상국립대 김윤희 교수, 박혜연 석사과정생, 경희대 서민철 교수, 티 나 레 박사과정생. (사진=경상국립대 제공)

경상국립대학교 자연과학대학 화학과 김윤희 교수팀은 경희대학교 서민철 교수팀과 공동으로 높은 삼중항 에너지를 갖는 새로운 사면체 실리콘 기반 용액공정용 호스트 물질을 개발하는데 성공했다고 발표했다.

연구 결과는 미국화학회 재료 분야 저명 국제 학술지 '에이씨에스 머티리얼즈 레터스(ACS Materials Letters)'(IF:11.433) 최신호에 '바이폴라 호스트 설계를 통한 용액공정 유기발광다이오드의 효율 롤오프 억제(Efficiency Roll-off Suppression in Solution-Processed Organic Light-Emitting Diodes through a Bipolar Host Design)'라는 제목으로 게재됐다. 특히, 논문의 우수성을 인정받아 앞표지 이미지 해당 논문으로 선정돼 화제가 됐다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업, 산업통상자원부 기술혁신사업의 지원으로 김윤희 교수팀 박혜연 석사과정생과 서민철 교수팀 티 나 레 박사과정생이 공동으로 제1저자로 참여해 진행됐다.

최근 용액공정 유기발광다이오드(s-OLED)는 공정이 간단하고 재료 소모가 적어 주목을 받고 있다. 하지만 s-OLED의 전체적인 성능은 진공증착형 OLED에 비해 여전히 낮다. 고효율 s-OLED의 요구사항을 충족할 수 있는 수용성 물질에 대한 연구 부족은 s-OLED 성능 저하의 원인의 하나로 꼽힌다.

이번 연구에서는 높은 삼중항 에너지를 갖는 새로운 사면체 실리콘 기반 용액공정용 호스트 물질을 개발했고, 33.7cd/A와 23.7% 최대 외부양자효율(EQE)의 놀라운 효율을 달성했으며, 이는 인광 적색 s-OLED 가운데서도 가장 높은 EQE 중 하나에 속한다.

이 연구는 효율 저하와의 특징적인 차이와 그들의 상관관계를 밝혀내어 안정성을 향상시키기 위한 새로운 용액공정용 호스트 개발을 위한 통찰력을 제공한다.

한편, 경상국립대 김윤희 교수 연구팀은 20년 전부터 OLED 재료를 연구해 왔으며 2011년부터 경상국립대-삼성디스플레이 OLED 센터를 유치해 활발한 산학 연구를 진행하고 있다.

경상국립대 김윤희 교수팀의 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.