항생제 암피실린과 전도성 고분자 혼합물을 활용해 높은 외부양자효율을 갖는 유기전계 발광소자(OLED)를 국내 연구진이 구현했다.
한국연구재단(이사장 이광복)은 류승윤 고려대 교수 연구팀이 항생제 기반 미세구조 합성을 통해 유기전계 발광소자 효율을 높일 수 있는 원천기술을 확보했다고 16일 밝혔다.
OLED는 무한대 명암비와 풍부한 색 재현율, 높은 전력효율 특성을 기반으로 스마트폰, 차량용 디스플레이뿐만 아니라 증강현실용 디스플레이 등 넓은 분야에서 잠재력을 인정받고 있다. 하지만 OLED 효율을 최대한 증가시키기 위해서는 이중, 삼중으로 소자를 결합하거나 별도 미세 패턴 기판을 사용하는 등 복잡한 공정을 거쳐야 한다는 한계가 있었다.
연구팀은 암피실린 항생제와 전도성 고분자를 합성해 수용액 기반 미세구조를 구현했고, 이를 디스플레이용 소자에 적용해 유기 태양전지, 페로브스카이트 및 양자점 광전소자와 같은 다양한 소자에 적용할 수 있음을 확인했다.
또 소자 내부에 만들어진 암피실린 미세구조는 전기에너지와 빛에너지를 효율적으로 재활용해 소자 스스로 빛을 낼 수 있게 하며, 전반사로 인해 방출되지 못하고 소자 안에 갇히는 빛에 대한 광 추출 또한 쉽게 만들어 효율 향상을 극대화했다. 이는 스마트폰, TV 등 디스플레이 전력 소모를 절감시켜 배터리 사용 시간을 늘리고 디스플레이 자체 수명을 연장하는 효과로 이어질 수 있다.
류승윤 교수는 “디스플레이뿐만 아니라 태양광 전지, 양자점 광소자 등 다양한 분야에서 사용 가능한 정공주입층으로써 활용 가능성을 검증한 것”이라며 “의료 분야에서 사용되는 항생제와 전자소자 종류 중 하나인 유기전계 발광소자 융합이 항생제 용도 새로운 이정표를 제시함과 동시에 고성능 광전자와 바이오 전자소자 개발 등을 촉진할 것”이라고 말했다.
한편 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 및 교육부와 한국연구재단이 추진하는 중점연구소지원사업으로 수행된 이번 연구 성과는 재료과학분야 국제학술지 어드밴스드 머티리얼스(Advanced Materials)에 지난달 12일 온라인 게재됐으며, 정식출간본 표지 논문으로 선정됐다.
이인희기자 leeih@etnews.com
