고효율 엑시톤 포집분자 소재 개발에 5년간 15억 원 지원
OLED 필수요소인 희토류 금속 대체해 비용 문제 해결

정보전자신소재공학과 유영민 교수의 ‘고효율 엑시톤 포집분자 소재’ 연구과제가 ‘미래기술육성사업’에 선정됐다. 유영민 교수는 올해 11월부터 2018년 10월까지 5년간 총 15억 원을 지원받아 OLED(유기발광다이오드) 제작을 위한 필수 요소인 희토류 금속을 대체할 수 있는 소재를 개발하고 있다.

디스플레이 산업 경쟁력 강화 기대
희토류 금속은 전량 수입을 해야 하고, 희토류 금속이 포함된 이리듐 분자소재를 만들기 위해 원천기술 특허를 보유한 미국업체에 로열티를 내야 해 OLED 제작의 걸림돌로 지적돼 왔다. 또한 전 세계에 매장지와 매장량이 한정돼 있어 자원 무기화의 문제도 있었다. 유영민 교수는 “높은 비용 문제를 해결하기 위해 희토류 금속을 사용하지 않고 고효율의 빛을 낼 수 있는 소재를 개발하고자 한다”고 밝힌 뒤, “일반적인 유기분자는 전류가 흐르면 단일항만 빛으로 전환되지만 엑시톤 포집분자는 단일항과 삼중항 2종류가 모두 빛으로 전환돼 효율이 더 높다”고 설명했다.

백라이트에 의해 빛을 발하는 LCD(액정표시장치)와 달리 전기가 흐르면 스스로 빛을 발하는 OLED는 밝기와 광시야각, 화질, 전력 효율 면에서 모두 월등해 LCD를 대체하며 텔레비전과 스마트폰 디스플레이 등에 널리 쓰이고 있다. 디스플레이 완제품 시장에서 세계를 선도하고 있는 한국에서 희토류 금속을 대체할 소재가 개발된다면, 산업 경쟁력이 더욱 강화될 것으로 기대된다.

정보전자신소재학과 연구 인프라도 사업 선정에 긍정적 영향
이번 사업 선정에는 유영민 교수 개인의 아이디어와 연구 역량뿐 아니라 정보전자신소재공학과가 기존에 보유하고 있는 연구 공간, 장비 등도 주요 평가 항목으로 반영됐다. “학과 내 연구 인프라가 잘 갖춰져 있어 연구를 원활히 진행할 수 있다”고 강조한 유영민 교수는 “앞으로 박사 후 연구원과 대학원생 등 연구진을 늘려 양자화학 계산을 통한 분자 설계와 합성, 작동 평가 등의 과정을 거칠 계획”이라고 전했다.

‘미래기술육성사업’은 삼성그룹이 국가 미래기술을 육성하기 위해 기초과학, 소재기술, 정보통신기술 등 3대 분야에서 27개 과제를 선정, 10년간 총 1조 5,000억 원을 투입하는 대형 프로젝트다. 현재 35세인 유영민 교수는 삼성이 선정한 27개 연구과제 책임자 중 최연소 연구자로 주목받기도 했다.

분자합성이 전문분야인 유영민 교수는 그동안 이리듐 분자소재의 응용 연구를 통해 <미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)>, <앙게반테 케미(Angewandte Chemie)>, <어드밴스트 머터리얼스(Advanced Materials)> 등 국제학술지에 논문을 게재해왔다. 2013년 임용된 그는 “다른 학과 교수님들과 신소재 개발을 위한 융합연구를 다양하게 추진하고, 학생들에게 최근 연구 흐름에 맞는 교육을 하고 싶다”고 밝혔다.