[정보통신신문=차종환기자]

항생제 암피실린과 전도성 고분자 혼합물을 활용해 높은 외부양자효율을 갖는 유기전계 발광소자를 국내 연구진이 구현했다.

한국연구재단은 류승윤 고려대 교수(제1저자 김동현, 이창민 박사과정) 연구팀이 항생제 기반 미세구조 합성을 통해 유기전계 발광소자의 효율을 높일 수 있는 원천기술을 확보했다고 밝혔다.

최근 탄소중립을 위한 에너지 사용의 고효율성이 대두되고 있어, 높은 전력효율을 가지는 디스플레이 소자 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

특히 유기전계 발광소자는 무한대의 명암비와 풍부한 색 재현율 그리고 높은 전력효율 특성을 기반으로 스마트폰, 차량용 디스플레이뿐만 아니라 증강현실용 디스플레이 등 넓은 분야에서 잠재력을 인정받고 있다.

하지만 유기전계 발광소자의 효율을 최대한 증가시키기 위해서는 이중, 삼중으로 소자를 결합하거나 별도의 미세 패턴 기판을 사용하는 등 복잡한 공정을 거쳐야 한다는 한계가 있었다.

이에 연구팀은 암피실린 항생제와 전도성 고분자를 합성해 수용액 기반의 미세구조를 구현했고, 이를 디스플레이용 소자에 적용해 유기 태양전지, 페로브스카이트 및 양자점 광전소자와 같은 다양한 소자에 적용할 수 있음을 확인했다.

또한, 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 용이하게 만들어 효율 향상을 극대화했다.

이는 스마트폰, TV 등 디스플레이의 전력 소모를 절감시켜 배터리 사용 시간을 늘리고 디스플레이 자체의 수명을 연장하는 효과로 이어질 수 있다.

류승윤 교수는 “디스플레이뿐만 아니라 태양광 전지, 양자점 광소자 등 다양한 분야에서 사용 가능한 정공주입층으로써의 활용 가능성을 검증한 것”이라며, “의료 분야에서 사용되는 항생제와 전자소자 종류 중 하나인 유기전계 발광소자의 융합이 항생제 용도의 새로운 이정표를 제시했고 고성능 광전자와 바이오 전자소자 개발 등을 촉진할 것”이라고 전망했다.

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