[로이슈 전여송 기자] 동국대학교는 물리학과 류승윤 교수 연구팀이 고려대학교 세종캠퍼스 연구진과 공동으로 유기발광다이오드(OLED)의 열화 과정을 실시간으로 분석할 수 있는 오페란도(Operando) 광전기 동시 분석 플랫폼을 개발했다고 17일 밝혔다.

공동 연구에는 동국대 류승윤 교수와 이창민 박사, 이현재 박사, 고려대 세종캠퍼스 김철훈 교수, 이재우 교수가 참여했다.

연구팀은 자체 개발한 전기구동 분광법(Electrically Pumped Spectroscopy·EPS)과 시간분해 분광 분석을 결합해 실제 구동 중인 OLED 내부에서 여기자의 생성과 이동, 소멸 과정을 실시간으로 추적했다고 설명했다.

또 EPS와 시간분해 광발광(TRPL), 특이종 스펙트럼(SAS), 감쇠연관스펙트럼(DAS) 분석을 통합해 발광층과 계면에서 발생하는 열화 위치와 원인을 층별로 분석했다.

연구 결과, 발광층에서는 열화로 인해 여기자 산란이 증가하면서 발광 효율이 감소했고, 발광층과 여기자 차단층 계면에서는 기생 여기자가 증가하는 현상이 확인됐다. 연구팀은 이 두 가지 메커니즘이 OLED 효율 저하와 스펙트럼 변화의 주요 원인이라고 설명했다.

연구팀은 개별적으로 해석되던 열화 현상을 하나의 반응 모델로 설명해 OLED 열화를 정량적으로 분석할 수 있는 기반을 제시했다고 밝혔다.

연구팀은 이번 분석 플랫폼이 OLED뿐 아니라 양자점(QD)-LED와 페로브스카이트 LED 등 차세대 광전자 소자의 열화 메커니즘 분석에도 활용될 수 있을 것으로 기대했다.

류승윤 동국대 물리학과 교수는 "차세대 광전소자의 성능과 수명을 개선하기 위해서는 실제 구동 환경에서 발생하는 열화 원인을 정확하게 규명하는 것이 중요하다"며 "이번 연구가 차세대 디스플레이와 다양한 광전자 소자의 신뢰성 향상에 활용되길 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 한국연구재단과 서울 RISE 사업, 고려대학교의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 국제학술지 'Light: Science & Applications'에 게재됐다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr