대만 국립 칭화대학 화학전공 정졘훙(郑建鸿), 리우루이슝(刘瑞雄) 교수팀이 재료전공 린하오우(林皓武) 교수팀과 공동으로 연구개발한 ‘신형 듀얼 붕소 발광 재료 모듈’의 성능이 세계 기록을 넘어섰다고 대만 언론이 보도했다. 

정졘훙, 리우루이슝, 린하오우 교수로 구성된 연구진이 ‘신형 듀얼 붕소 발광 재료 모듈’ 연구의 난제를 돌파해 이 성과가 국제광전자 영역 ‘네이처 포토닉스’에 게재됐다. 대만에서 이미 특허를 보유했으며 이어 미국, 일본과 중국 본토에서도 특허 신청에 돌입할 계획이다.

정 교수에 따르면 시장에서 판매되는 OLED 발광층은  1세대 형광재료 혹은 2세대 인광재료로 구성되는데, 형광 모듈의 발광 효율은 약 5%이고, 인광 모듈의 발광 효율은 약 20% 수준이다. 또 최근 OLED 재료가 이리듐, 백금 등 희소성 금속을 함유하면서 패널 가격을 상승시키고 있다. 

ㅁ대만 국립 칭화대학 화학전공 정졘훙(郑建鸿), 리우루이슝(刘瑞雄) 교수팀이 재료전공 린하오우(林皓武) 교수팀과 공동으로 연구개발한 ‘신형 듀얼 붕소 발광 재료 모듈’이 높은 효율을 기록했다. 

이에 칭화대 연구진은 대만 과기부 지원아래 붕소라는 비교적 저렴한 재료를 이용해 ‘듀얼 붕소 재료 극치 효능 OLED’를 구현했고, 이를 통해 기존 형광과 인광 OLED 외부 양자 효율 한계를 극복했다.

이에 많은 실험실에서 개발중인 3세대 발광재료로서 ‘열 활성화 지연 형광’은 낮은 원가의 순유기재료로 구성해 이 셀의 효율이 기존 형광 재료의 저효율 한계를 돌파하는 등 고효율 인광에 필적하는 성과를 내고 있지만 고휘도상에서 효율이 낮아지는 문제가 있다.

하지만 칭화대 연구진은 막대 모양의 분자 형상을 통해 재료가 열 증착 상황에서 배열시, 셀의 광 효율을 높였으며, 기존 형광과 인광 OLED 재료의 외부 양지 효율 한계를 극복해냈다. 제조 공정과 각도 변화 스펙트럼 측량 기술을 결합해 38%의 외부 양자 효율을 가진 고효율 청색광 OLED를 만들어낼 수 있다.

정 교수는 연구진의 순열 모듈 제조 공정과 관련 기술을 조합해 만들어낸 고효율의 청색광 OLED 모듈이 38%의 외부양자 효율을 실현했으며 이는 1세대 재료의 5% 보다 훨씬 높고 2세대의 20~30%보다 더 높다고 밝혔다. 합성 프로세스도 간단하며 대량생산이 가능하고 핵심 발광 재료의 원가도 대폭 낮출 수 있다고 부연했다. 이번에 연구개발된 재료를 주력으로 각종 OLED 모듈에 적용하면 대량생산에 문제가 없다는 것이 연구진의 입장이다. 최근 이미 특허를 신청했으며 2년 이내 상용화될 것이라고 예상했다.