국내 연구팀, 피렌 형광체를 청색 발광용 코어 그룹으로 사용

국내 연구팀이 청색 유기발광다이오드(OLED) 수명을 기존 2만 시간에서 3만 시간으로 늘리는 신소재를 개발했다. 경희대 박종욱 교수 연구팀과 국내 전자재료 스타트업 머티어리얼사이언스는 최근 수명을 개선한 청색 형광 OLED 재료를 공동 개발하고 관련 논문을 ACS 어플라이드 머티리얼스 앤드 인터페이시스 10월호에 실었다. OLED 소자는 사용 시간이 길수록 휘도가 서서히 감소한다. 특히 청색 발광 재료 수명은 적색과 녹색에 비해 크게 떨어진다. 기 상용화된 청색 형광 OLED 수명은 LT50 기준 1,000칸델라 밝기에서 2만 시간 수준이다. LT50에서 2만 시간은 청색 OLED 밝기가 50%로 떨어지기까지 2만 시간이 걸린다는 뜻이다. 하루 8시간 동안 매일 OLED 패널을 사용했을 때 청색 재료 수명이 절반으로 줄어들기까지 약 6년 8개월이 걸리는 셈이다.

이에 비해 적색 형광과 녹색 형광 발광체는 LT50 기준 1,000칸델라 밝기에서 약 10만 시간 수명을 유지한다. 청색 형광 재료보다 수명이 약 5배 길지만 청색 수명이 짧아 전체 OLED 패널 수명이 줄어들 수밖에 없다. 적색과 녹색 인광 재료 수명은 같은 조건에서 30만~50만 시간까지 나온다. 공동 연구팀은 청색 인광이 아니라 기존 형광 재료의 발광 효율 개선에 집중했다. 높은 광발광 양자 효율(PLQY)과 열 안정성을 갖는 피렌 형광체를 청색 발광용 코어 그룹으로 사용한 게 핵심이다. 여기에 피렌 효율을 가장 높일 수 있는 사이드 그룹을 형성했다. 피렌 분자의 크기·각도 등을 조절해 사이드 그룹에 최적화하고, 효율과 순도를 높이기 위해 증착 방식도 개선했다.

박종욱 교수는 “연구 결과물은 청색 재료 수명이 기존 상용화 제품보다 월등히 길고 색 좌표와 효율 등도 상업화 가능한 수준”이라면서 “국내외 패널 제조사와 완성 제품에 적용하기 위해 성능을 테스트하는 등 협력하고 있다”고 말했다.

[ⓒ SP투데이 무단 전재 및 재배포 금지]