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큐슈(九州)대학 최첨단유기광전자연구센터, 칸사이(関西)대학의 공동 연구그룹이 고효율·고속‘역 항간교차(intersystem crossing)’속도를 나타내는‘TADF 분자(HDT-1)’와 발광 선 폭이 좁은‘순 청색 발광 분자(ν-DABNA)’를 조합하여, TADF 분자의 에너지를 순 청색 발광 분자로 이동시킴으로써, 높은 발광 효율·색순도·소자 내구성을 겸비한‘고성능 청색 유기 EL 소자’를 개발하는 데 성공함.

연구진은 새롭게 개발한 스카이 블루‘TADF 분자(HDT-1)’와‘DABNA 유도체(ν-DABNA)’를 조합, HDT-1 분자 상에 생성된 에너지를 ν-DABNA 분자로 이동시키는‘과형광(hyperfluorescence)’을 이용함으로써, 스카이 블루 발광에서 순 청색 발광으로 효율적으로 색상 변환을 실현함.

제작된 청색 유기 EL 소자는 최대 27%의 높은 외부 EL 양자 효율과 함께 매우 좁은 반치전폭(半値全幅)(19nm)의 EL 스펙트럼을 나타냄. 또한 본 청색 유기 EL 소자는 초기 휘도 1,000cd/m2에서의 휘도 열화 시간(5% 열화)이 10시간 이상인 것으로 나타나, 고효율 청색 유기 EL 소자로서는 비약적으로 높은 구동 안정성이 확인됨.

향후, 소자 구조 최적화 등을 통해 소자 내구성이 향상될 것으로 전망되며, 디스플레이의 초저소비 전력화에 기여하는 청색 유기 EL 소자가 실현될 것으로 기대됨.

본 연구 성과는 Nature Photonics (Stable pure-blue hyperfluorescence organic light-emitting diodes with high-efficiency and narrow emission)에 게재됨.