숭실대 공동연구팀, 음이온 중합 기반 정공수송층 고분자 소재 개발

OLED 빛 방출 돕는 '정공수송층'

필수 용액공정 적용하려면 용매 내성 필요

200도 이하 열 가교 공정으로 정공수송층 붕괴 없는 용액공정 개발

(왼쪽부터) 화학공학과 강범구 교수, 화학공학과 김다빈 학생, 신소재공학과 박민호 교수, 신소재공학과 정재근 학생. (사진=숭실대 제공) *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]윤신영 인턴 기자 = 숭실대 공동 연구팀이 유기발광다이오드(OLED) 소자의 성능을 향상할 수 있는 새로운 정공수송층(HTL) 고분자 소재를 개발했다.

숭실대학교는 화학공학과 강범구 교수 연구팀과 신소재공학과 박민호 교수 연구팀이 공동으로 용액공정 OLED 소자 성능을 향상하는 새 소재를 개발했다고 7일 밝혔다.

OLED는 유기화합물을 이용해 빛을 발산하는 유기다이오드로, 전류가 흐를 때 유기층에서 전자와 정공이 재결합해 빛을 방출하는 원리로 작동한다.

정공수송층은 OLED 소자에서 양극과 발광층 사이에 위치해 정공을 효율적으로 전달하는 역할을 한다. 다만 정공수송층에 용액공정을 적용하려면 발광층 적층 시 사용되는 용매에 대한 내성이 있어야 한다.

정공수송층에 용매 내성을 부여하는 방법으로는 광 가교와 열 가교가 있다.

광 가교는 광 개시제를 첨가한 뒤 노광을 통해 가교 반응을 유도하는 방법이다. 낮은 온도에서 단시간 내 네트워크를 형성하는 장점이 있지만, 첨가제 부반응으로 인해 OLED 소자 성능을 저하할 수 있다.

반면 열 가교는 열처리를 통해 가교 네트워크를 형성하기 때문에 추가 첨가제가 필요하지 않고 부산물이 발생하지 않는다는 장점이 있다.

공동 연구팀이 개발한 신규 고분자는 정공 수송을 위한 트리페닐아민 그룹과 열 가교가 가능한 벤조사이클로뷰텐 그룹을 포함한 블록 공중합체다.

연구팀은 200도 이하의 열 가교 공정을 통해 용매 내성을 부여하고 정공수송층 붕괴 없이 용액공정 OLED 제조 공정을 실현했다.

정공수송층 고분자를 적용한 OLED 소자는 이를 적용하지 않은 소자 대비 외부 양자 효율과 발광 효율이 향상됐다.

연구를 이끈 강범구 교수는 "추후 더 낮은 온도에서도 열 가교가 가능한 정공수송층 고분자 소재 개발에 주력할 것"이라고 포부를 밝혔다.


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