한국연구재단은 14일 부산대 진성호 교수 연구팀(화학교육과)이 외부양자효율이 24%인 진청색 인광 OLED를 제작했다고 밝혀. NTSC 기준색상(적색, 녹색, 청색)을 만족하는 진청색 인광 OLED를 개발한 것.

외부양자효율은 OLED 내부에서 생성된 빛 입자가 외부로 튀어 나오는 비율. 인광 발광체를 이용한 이상적 인광 OLED의 외부양자효율은 25% 수준.

OLED의 원리는 전자가 에너지값이 높은 상태에서 최소인 상태로 내려오면서 빛을 방출하는 것. 본래 청색은 적색과 녹색에 비해 에너지의 최고와 최저값 차이가 커. 에너지 차이를 구현할 수 있는 유기분자가 제한적이고 낮은 효율로 실용화가 어려웠다.

OLED의 핵심인 발광층은 주로 주재료인 유기분자에 소자효율과 색의 순도를 높일 수 있는 불순물을 더한 '호스트-도판트' 구조이다. 기존엔 카벤 기반 이리듐 착화합물을 도판트로 사용한 진청색 인광 OLED가 보고됐지만 외부양자효율이 15% 수준.

연구진은 기존 카벤 기반 이리듐 복합체를 이용한 진청색 인광 OLED의 문제점을 발광층 내부의 전자 및 정공의 농도 불균형이라고 보고. 연구진은 도핑 농도를 조절해 발광층의 전자와 정공의 농도 균형을 최적화해 낮은 휘도 및 효율 문제를 모두 해결. 

연구진은 이 연구성과가 QLED의 후면광 및 차세대 디스플레이에 활용될 수 있는 진청색 인광OLED의 상용화에 기여할 것으로 전망.

이 연구는 지난 9일 재료분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼즈에 게재.