인하대학교(총장 조명우)는 이정환 신소재공학과 교수 연구팀 논문이 재료 및 화학 분야에서 국제적으로 권위 있는 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engieering Journal, 영향력 지수: 13.273, JCR 상위 3%)에 11월, 12월 연속으로 실렸다고 4일 밝혔다.

이정환 교수는 광전자소자 연구실 소속 신윤섭 학생(공동 제1저자)과 이민형 울산대 교수 연구팀과 공동연구를 통해 발광 특성이 우수한 OLED 소재 및 소자를 구현했다.

그 결과는 '빠른 스핀-플립 프로세스를 위한 붕소 기반 TADF 발광체의 국부 삼중항 여기 상태 관리: 롤오프가 낮은 고효율 TADF-OLED 구현을 위해(Managing local triplet excited states of boron-based TADF emitters for fast spin-flip process: toward highly efficient TADF-OLEDs with low efficiency roll-off)'라는 제목으로 11월호에 게재됐다.

연구팀은 새로운 코어를 가지는 붕소 기반의 발광체를 통해 단일항과 삼중항에 존재하는 엑시톤을 빠르게 빛으로 전환시킴으로써 고휘도에서의 효율 저하를 방지했다. 고휘도에서 엑시톤과 전하가 상호작용하여 빛 세기를 감소시키는 기존 OLED 소자의 문제를 해결해 효율을 크게 향상시켰다. 궁극적으로는 고성능 및 장수명 소자를 구현할 수 있는 방안으로서 연구결과의 우수성을 인정받았다.

12월호에는 '효율적인 페로브스카이트 발광 다이오드 구현을 위한 알킬 양이온 엔지니어링 기반 CsPbBr3 양자점의 굴절률 및 표면 결함 제어(Tailoring the refractive index and surface defects of CsPbBr3 quantum dots via alkyl cation-engineering for efficient perovskite light-emitting diodes)'라는 논문이 게재됐다.

이 연구는 이정환 교수 연구팀과 강재욱 전북대 교수 연구팀이 공동으로 진행했으며, 연구재단 기초연구실 사업 및 개인기초연구사업의 지원을 받았다.

연구팀은 기존 무기물 기반의 페로브스카이트 발광체가 갖고 있는 고굴절 문제 및 표면결함 문제를 동시에 해결할 수 있는 표면처리 방법을 개발했다. 특히, 굴절률 제어를 통해 소자 안에 갇혀 있는 빛을 효과적으로 소자 밖으로 빠져나올 수 있도록 유도함으로써 발광소자의 효율을 7배 이상 향상시킨 결과가 도출됐다.

이정환 교수는 "연구실 학생들의 노력이 좋은 결실로 맺어져 뿌듯하고, 앞으로도 차세대 디스플레이 분야 발전에 기여할 수 있도록 꾸준히 노력할 계획"이라고 말했다.