전순옥씨(현재 워싱턴대학교 화학공학과 박사 후 과정)가 `외부양자효율 20% 이상의 진청색 유기발광다이오드(OLED)`에 대한 논문으로 1등상을 받았다.
전씨는 전자받개(전자수용체) 성질의 물질 포스핀 옥사이드, 전자주개(전자공여체) 성질의 물질 카바졸을 결합해 삼중항(전자의 스핀각 운동량 크기를 지배하는 양자수가 1인 상태) 에너지가 높은 새로운 청색 물질 `mCPPO1`을 만들어냈다. 이 물질을 이용해 양자 효율이 높은 OLED를 개발했다. 양자 효율은 광자나 전자가 기존과 다른 에너지 상태로 변환되는 비율로, 광자로 변환되는 경우 발광 효율이라고도 부른다.
심사에 참가한 이종찬 서울대학교 화학생물공학부 교수는 “플렉시블 디스플레이 등에 사용할 수 있는 신개념의 OLED를 개발한 것”이라며 “과학적이고 체계적인 실험으로 우수한 성과를 거뒀다”고 말했다.
전씨가 만든 mCPPO1은 3.0eV(전자볼트) 이상의 높은 삼중항 에너지를 갖고 있는 것으로 측정됐다. 이 물질에 진청색 도판트(반도체에 첨가하는 불순물)를 넣어 다이오드를 제작, 세계 최고 수준인 25.3%의 양자 효율을 달성했다. 종전 제품과 달리 3%라는 낮은 도핑 농도에서 최적의 특성을 보였다. 밝기 1000㏅/㎡(단위제곱미터당 광도)에서 23.1%의 양자 효율을 기록해 광도가 높으면 효율이 떨어지는 문제를 해결한 것으로 평가받았다.
이종휘 중앙대학교 화학신소재공학부 교수는 “전씨의 논문은 재료 분야 세계 최고 권위의 학술지 어드밴스트 머티리얼즈에도 게재됐다”며 “높은 양자 효율을 달성하고, 낮은 도핑 농도에서 OLED 최적의 특성을 구현할 수 있음을 증명해 산업적·학문적 가치가 높은 논문”이라고 평가했다.
◇수상소감
전자재료 분야 세계 최고 기업인 다우케미칼과 전자신문, 한국산업기술진흥원이 주최한 논문 공모전에서 1등상을 받게 돼 기쁘다. 새로운 물질 mCPPO1를 만들고, 이것을 이용해 세계 최고 수준 양자 효율의 OLED를 개발했다는 점에서 의미가 크다고 생각한다.
단국대학교와 워싱턴대학교에서 연구하고 고민한 내용을 바탕으로 이번 논문을 작성했다. 그동안의 노력을 인정받았다고 생각하니 감회가 새롭다.
물심양면으로 연구를 도와준 이준엽 지도교수님과 실험실 후배들에게 감사하다. 아낌없는 응원을 보내준 부모님과 주변의 많은 동료들에게 수상의 영예를 돌리고 싶다. 앞으로 전공 연구에 더욱 매진해 또한번 좋은 성과를 낼 수 있도록 노력하겠다.
유선일기자 ysi@etnews.com