국내 연구진이 유기발광다이오드(OLED) 발광효율을 획기적으로 개선할 수 있는 파이렌형광체를 세계 최초로 개발했다.
서울대 화학부 김하석 교수(사진)는 고려대 화학과 김종승 교수, 성균관대 화학과 이진용 교수팀과 공동으로 발광물질의 전기화학 발광 효율을 수십배 개선할 수 있는 새로운 형광체를 개발했다고 30일 밝혔다.
형광체는 형광등, PDP, OLED 등에서 전기 에너지를 특정 빛으로 바꾸는 역할을 하는 화합물로 형광체 효율에 따라 제품 수명은 물론 전기 사용량도 결정되는 중요한 소재다. 그간 산업계는 발광이 잘 되는 분자라 할지라도 상당 물질이 전기 화학 반응중에 물질 자체가 불안정해져 전기 화학 발광이 일어나지 않거나 그 세기가 미약해 디스플레이 소자 및 전기 화학 발괄 물질로 활용하지 못했다.
연구팀은 이를 개선하기 위해 전자를 잘 받아들이는 중심 분자 주위에 전자를 공급하는 분자 4개를 십자가 형태(cruciform)로 결합, 전기화학발광 중에 생성되는 중간체(라디칼) 안정성을 높여 발광 효율을 획기적으로 높이는데 성공했다. 뿐만 아니라, 발광물질을 체계적으로 디자인해 발광 효율을 높이는 근본적인 원리까지 규명했다.
김하석 교수는 “이번 연구 결과는 차세대 디스플레이 소재로 각광받는 유기발광 다이오드(OLED) 발광 물질 개발에 큰 진전을 이뤄낼 것”이라며 “OLED 산업 뿐 아니라 태양전지 분야 및 LCD, 유기트랜지스터, 비선형광학물질 등 새로운 광전 소자 개발의 촉매역할을 하게 돼 차세대 핵심 기술 산업 발전에도 기여할 것으로 기대된다”고 밝혔다.
이번 연구는 세계 최고권위 학술지인 앙게반테케미 (Angewandte Chemie International Edition) 3월호에 표지논문으로 선정됐다.
유형준기자 hjyoo@etnews.co.kr