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보도자료

KISTI-KAIST, '청색 OLED 수명 향상' 분자 설계 기술 개발

박준수 2026-01-14 View. 1,058 https://doi.org/10.1021/acsomega.5c09501

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KISTI-KAIST, '청색 OLED 수명 향상' 분자 설계 기술 개발

- 발광 소재 열화 원인 규명, 색상 유지하며 안정성만 선택적 강화

- 기존 소자 구조와 호환 가능한 고안정성 청색 발광소재 6종 신규 제안


□ 한국과학기술정보연구원(원장 이식, 이하 KISTI) 슈퍼컴퓨팅가속화연구단 김재욱 선임연구원과 한국과학기술원(총장 이광형, 이하 KAIST) 화학과 김우연 교수 연구팀이 청색 '유기 발광 다이오드(OLED)'의 수명을 크게 늘릴 수 있는 발광 소재 설계 기술을 개발했다.


□ 이 기술이 상용화되면 현재 효율이 낮은 청색 OLED를 고효율 방식으로 대체할 수 있어, 디스플레이의 전력 소모를 줄이고 수명을 늘릴 수 있다.


□ OLED는 유기물을 이용해 스스로 빛을 내는 디스플레이 소자로, 화면이 밝고 명암비가 우수하며 소비 전력도 적다. 하지만 적색, 녹색과 달리 청색은 고효율 소재의 수명이 짧아 상용화되지 못하고 있어 디스플레이 업계의 오랜 과제로 꼽힌다.


□ 연구팀은 백금 기반 고효율 청색 발광 소재가 빛을 내는 과정에서 분자 내부의 특정 결합이 끊어지는 것이 수명 저하의 주원인임을 밝혀냈다. 나아가 발광 색상은 그대로 유지하면서 이 결합만 선택적으로 강화하는 분자 설계 원리를 제시했다.


□ 연구팀은 KISTI 국가 슈퍼컴퓨터 5호기 '누리온'을 활용해 100여 종의 분자 구조를 체계적으로 검토하고, 기존 OLED 제조 공정에 바로 적용할 수 있는 6종의 새로운 발광 소재 후보를 선정했다. 이들 소재는 기존 대비 안정성 지표가 약 2배 높으면서도 깊은 청색 발광 특성을 유지한다.


□ 김우연 KAIST 교수는 “청색 OLED의 짧은 수명 문제는 디스플레이 산업의 오랜 숙제였다”며, “이번 연구는 색상 변화 없이 안정성만 선택적으로 높이는 설계 원리를 제시했다는 점에서 의미가 있다”고 설명했다.


□ 정민중 KISTI 슈퍼컴퓨팅가속화연구단장은 “국가 슈퍼컴퓨터를 활용한 체계적인 분자 스크리닝이 연구의 핵심이었다”며, “향후 AI 기반 소재 탐색 기술과 결합해 신규 발광 소재 발굴을 더욱 가속화할 수 있을 것”이라고 말했다.


□ 이번 연구는 산업기술기획평가원과 한국연구재단, 국가과학기술연구회, KISTI 국가슈퍼컴퓨팅센터의 지원을 받아 수행됐다.


□ 논문 개요

　○ 논문명: Engineering Excited States of Pt-Based Deep-Blue Phosphors to Enhance OLED Stability(doi.org/10.1021/acsomega.5c09501)

　○ 게재지: ACS Omega, 10(46), 2025. 11. 10.

　○ 저자: 김용준, 김재욱, 김우연


슈퍼컴퓨터를 활용한 발광 소재 설계 과정 모식도


(왼쪽) 청색 발광체들의 안정성 비교. 빨간 점은 기존에 보고된 발광체,

파란 점은 본 연구에서 제안한 6종으로 기존보다 높은 안정성을 보인다.

(오른쪽) 본 연구에서 제안한 청색 발광체 6종의 분자 구조

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