효율 4배 높인 `진청색 인광 OLED` 나왔다

차세대 디스플레이용 발광 소자
진성호 부산대 교수 연구팀 개발
농도조절로 외부 양자효율 24%

형광 발광체를 사용하는 유기발광다이오드(OLED)에 비해 4배 이상 효율이 높은 '진청색 인광 OLED'가 개발됐다.

한국연구재단은 진성호 부산대 교수 연구팀이 형광 발광체에 비해 외부양자효율과 전계발광 특성이 우수한 '진청색 인광 발광체 물질과 소자'를 개발했다고 14일 밝혔다.

OLED는 넓은 광시야각, 빠른 응답속도, 높은 발광특성 등이 우수하고 유연소자로 제작할 수 있어 차세대 발광소자로 많은 관심을 받고 있다. OLED는 형광과 인광으로 구분되는 데, 형광은 내부 양자효율이 25%에 달하고, 인광은 이보다 4배 높은 100% 달성이 가능하다. 이 때문에 유기발광소자는 형광물질에서 인광물질로 대체되고 있다. 하지만, 청색 인광 OLED는 여전히 매우 낮은 효율과 휘도 등으로 컬러TV 기준 색상을 만족하지 못해 실제 디스플레이에 적용하기 어려운 한계가 있다.

연구팀은 도핑 농도를 조절해 OLED 발광층 내부의 전자와 정공(전자가 비어 있는 상태)의 농도 불균형을 최적화해 낮은 휘도와 효율 문제를 해결했다. 기존 진청색 인광 OLED의 외부 양자효율(물질 외부로 실제 빛이 튀어 나오는 비율)은 15%에 그쳤지만, 발광층의 전자와 정공의 농도 조절을 통해 24% 효율을 달성한 것이다.

진성호 부산대 교수는 "낮은 외부 양자효율의 문제를 개선하면서 발광특성과 컬러TV의 색표현 기준을 제정한 NTSC의 청색 기준을 만족할 수 있어 향후 QLED 후면광이나 차세대 디스플레이 등에 활용할 수 있을 것"이라고 말했다.

이 연구결과는 재료분야 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(지난 9일자)'에 실렸으며, 과기정통부와 연구재단의 지원을 받아 연구가 수행됐다.

이준기기자 bongchu@