권장혁 교수팀 "세계 최고 딥 블루·빛효율 TADF 소재"
권장혁 교수팀 "세계 최고 딥 블루·빛효율 TADF 소재"
  • 이종준 기자
  • 승인 2019.07.03 08:37
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네이처 포토닉스에 논문 게재
TDBA-AC, TDBA-DI 분자구조
TDBA-AC, TDBA-DI 분자구조

올해 4월 광학분야 국제학술지 '네이처 포토닉스'에 권장혁 경희대 교수팀의 지연형광(TADF) 블루 재료 관련 논문이 실렸다. 이 논문에는 세계 최고 딥블루(CIE 1931 (0.15, 0.06))와 빛효율(EQE 38.15%)을 각각 구현한 TADF 블루 도판트 소재가 소개됐다. 

권장혁 경희대 교수는 2일 "TADF 도판트 분자를 대칭구조로 만들면 반치폭(FWHM)이 줄고 색이 진해진다. 그리고 붕소 억셉터(acceptor)를 산소를 이용해 단단하게 달면 빛 효율이 올라간다"며 "세계 최고 딥블루와 빛효율을 기록했다"고 말했다. 

논문에 소개된 TDBA-Ac 도판트 소재는 대칭구조(symmetric)에 붕소 억셉터를 달았고, TDBA-DI는 대칭구조는 아니지만 도너(donor)까지 단단하게 달았다. TEDBA-Ac 도판트와 PPBI 호스트 결합을 통해 나온 빛의 색좌표(0.15, 0.06)는 NTSC 블루(0.14, 0.08)를 거의 만족한다. 반치폭(FWHM)은 48나노미터(nm), 빛효율은 21%로 측정됐다. 

TDBA-DI 도판트는 DBFPO 호스트와 결합으로 38.15% 빛효율을 기록했다. 권 교수는 "형광은 물론 인광재료 역시 빛효율 30%를 넘기기 힘들다"고 말했다. 빛효율이 높아진 대신 반치폭(65nm)과 색좌표(0.15, 0.28)에서 효과는 다소 상쇄됐다. 반치폭과 색좌표는 작아야 색순도가 올라가고 색이 진해진다. 

OLED 발광소재의 후발 대체제인 지연형광(TADF) 재료는 빛효율, 색좌표, 수명 등 항목에서 기존 인광·형광 소재를 따라잡으려 개발되고 있다. 빛효율이 7% 가량인 것으로 알려진 블루 형광 소재를 대체하는게 주요 과제다. 

인광 레드, 그린 소재 역시 미국 UDC 독점과 희소금속 원자 사용 등으로 높아진 소재 가격을 낮추는 방안으로도 거론된다. TADF에는 희소금속이 쓰이지 않는다. 권 교수는 "수명에 대해서는 아직 개선해야할 부분이 많다"며 "그러나 점점 좋아질 것"이라고 했다.


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