화학저널

일본소다, TADF 화합물 개발 … 고기능화‧장수명화 추구

일본소다(Nippon Soda)가 OLED(Organic Light Emitting Diode) 소재 시장에 진출한다.
일본소다는 큐슈(Kyushu)대학 벤처기업인 큐룩스(Kyulux)와 공동으로 차세대 OLED 소재로 부상하고 있는 TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence)용 화합물을 개발하기로 합의했다.
농약 등 파인케미칼 분야에서 축적한 유기합성 기술을 활용해 큐룩스가 개발한 TADF를 고기능화 및 장수명화할 수 있는 화합물을 합성할 예정이다.
큐룩스와의 협업을 계기로 앞으로 성장이 기대되고 있는 OLED 디스플레이 소재 시장에 진출하는 것을 목표로 하고 있다.
OLED 발광소재는 형광소재가 1세대, 인광소재가 2세대로 실용화됐으나 형광소재는 발광효율이 낮고 주입한 전자의 25%만이 빛으로 전환되는 점이, 인광소재는 100% 발광효율을 달성했으나 희소금속이기 때문에 고가인 이리듐을 투입해야 하고 청색 개발이 이루어지지 못한 점이 과제가 되고 있다.
큐슈대학의 아다치 치하야 교수가 발명한 TADF는 3세대 OLED 소재로 희소금속을 사용하지 않고 100%에 가까운 발광효율을 확보한 것을 알려졌다.
다만, 발광 스펙트럼이 넓고 표시색에 불필요한 빛이 많아 디스플레이 소재로는 적합하지 않다는 평가를 받았으나 이후 아다치 치하야 교수가 TADF에 형광소재를 첨가해 4세대 초형광(Hyperfluorescence)를 개발했다.
100%에 가까운 발광효율을 나타내면서도 선명한 발광으로 높은 색순도를 실현했으며 희소금속을 사용하지 않아 원료 코스트가 인광소재의 10%에 불과한 것이 강점으로 부상하고 있다.
휘도 역시 형광소재의 4배를 넘어 5G(5세대 이동통신) 시대에 요구되는 저소비전력과 고해상도를 충족시킬 것으로 기대되고 있다.
큐룩스는 초형광 실용화를 위해 2015년 설립된 벤처기업으로 황색, 적색, 녹색으로 실용화에 가까운 성능 확보에 성공했으며 현재 개발하고 있는 청색도 2023년 실용화가 가능할 것으로 기대하고 있다.
일본소다와 큐룩스는 초형광 실용화를 가속화시키기 위해 형광소재와 조합하는 TADF 화합물을 개발할 계획이다.
큐룩스가 MI(Materials Informatics) 기술을 활용해 설계한 TADF 중간체를 일본소다의 유기소재 개발능력과 노하우로 합성해 공급하는 방안을 검토하고 있다.
존재하지 않던 중간체를 합성해 TADF의 고기능화와 장수명화를 이끌어낼 수 있는 화합물을 창출하는 것을 목표로 하고 있으며, 특히 청색의 내구시간 향상에 기여하는 중간체 합성에 주력할 방침이다.
중간체 합성 분야에서는 공동개발을 추진하지만 최종적으로는 일본소다가 TADF 소재 양산기술을 확립하는 청사진을 그리고 있다.
일본소다는 큐룩스와의 협업 외에 독자적으로도 OLED 정공주입 소재, 발광층 소재 등을 개발하고 있다. 현재 개발하고 있는 소재들이 실용화되면 OLED 사업기반을 확대할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
일본소다는 2020년 5월 발표한 10개년 장기 경영비전과 3개년 경영계획을 통해 오픈 이노베이션을 활용해 자사의 핵심기술을 발전시키고 신규사업을 창출하겠다는 청사진을 밝힌 바 있다.
OLED 소재 분야의 공동개발 프로젝트도 경영비전 및 경영계획의 일환으로 파악되고 있다. (K)