포스핀 사용해 최고 휘도 구현 … 조명·디스플레이에 조기 실용화
화학뉴스 2015.06.11
일본화학(Nippon Chemical)과 와세다대학 연구팀이 공동으로 차세대 유기발광디바이스로 주목되는 <전기화학 발광 셀(LEC)>의 휘도 향상 기술을 개발했다.
고순도 포스핀(Phosphine) 가스에서 합성된 이온액체를 발광층의 전해질로 사용해 세계 최고 수준의 휘도를 달성했다. 디바이스 생산기업 등과 연계해 조명 및 디스플레이 용도로써 조기 실용화할 계획이다. LEC는 전기를 통과하는 폴리머(도전성 고분자)의 발견·개발로 시라카와 히데키(白川英樹) Tsukuba 대학 명예교수와 노벨화학상을 수상한 아란 히거(Alan Heeger), 미국 캘리포니아대학 Santa Barbara 교수가 19995년 개발한 새로운 발광방식이다. 해외를 중심으로 연구가 활발히 진행되고 있으며 사카우에(坂上) 준교수는 LEC 분야의 일인자로 알려졌다. 면발광 기술 유기EL(Electroluminescence)은 발광층에 전자 및 정공을 공급하는 운송층을 형성해야 하기 때문에 일반적으로 발광층 및 전극을 포함해 5-7층 구조를 가지고 있다. 재료 특성 및 막 두께에 성능이 좌우되기 때문에 진공설비 및 클린룸에서의 제조가 필수적이다. 이에 비해 LEC는 발광재료의 도전성 폴리머와 이온액체의 혼합막인 발광층을 전극으로 낀 3층 구조로, 공기 중에서 제조 가능하다. 저전압, 직류, 교류에서도 발광하는 것으로 알려졌다. 실용화되면 발광 디바이스의 에너지 절감과 생산 비용을 대폭 절감할 수 있을 것으로 파악되고 있다. 연구팀은 실용화 가능한 휘도를 달성하기 위해 플루오렌(Fluorene) 및 Polyparaphenylene Vinylene 등의 도전성 폴리머에 높은 성능을 나타내는 이온액체 개발에 착수했다. 고순도 포스핀 가스는 반도체의 도핑소재 등에 사용되며 투명성이 높아 광학 용도에 적합한 것으로 알려졌다. 고순도 포스핀 가스에서 합성한 이온액체를 기반으로 LEC를 생산한 결과 1평방미터당 1만9000칸데라 이상으로 해외 연구성과보다 2배로 향상시키는데 성공했다. 신규 개발한 LEC는 몇 볼트 정도의 저전압으로 발광하며 수명이 수천 시간에 달한다. 플렉시블 시트(Flexible Seat) 및 도포 프로세스를 통한 LEC 제작, 인광 발광 등의 시제품 생산에도 성공한 것으로 알려졌다. <화학저널 2015/06/11> |
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