이 연구실은 유기 전자재료와 소자 설계를 결합하여 고효율, 장수명, 고색순도를 동시에 달성하는 OLED 기술을 핵심적으로 연구한다. 특히 청색 OLED는 높은 구동 에너지와 빠른 열화 특성으로 인해 산업적으로 가장 어려운 분야 중 하나인데, 연구실은 이 문제를 해결하기 위해 발광체, 호스트, 수송층, 여기자 차단층 등 소자 전 구성 요소를 통합적으로 설계한다. 이를 통해 차세대 디스플레이와 조명 소자에 필요한 성능 한계를 끌어올리는 데 집중하고 있다. 연구 방법론 측면에서는 분자 구조 설계와 합성, 광물성 분석, 소자 제작, 수명 평가가 유기적으로 연결된다. 논문과 프로젝트에서 확인되듯이 deep-blue OLED, blue phosphorescent OLED, red TADF-OLED 등 다양한 색 영역에서 외부양자효율 향상과 수명 개선을 동시에 추구하고 있으며, 효율 roll-off 억제와 여기자 확산 제어도 중요한 주제로 다뤄진다. 특히 호스트-도펀트 상호작용, 전하 균형, 여기자 관리, 분자 배향 제어를 정밀하게 다루는 점이 연구실의 강점이다. 이 연구는 프리미엄 디스플레이, AR/VR용 초고색순도 패널, 저전력 모바일 기기, 대면적 OLED 제조에 직접 연결되는 파급효과를 가진다. 고효율과 장수명을 확보한 유기발광소자는 산업 경쟁력을 높일 뿐 아니라 소비전력 절감과 제품 신뢰성 향상에도 기여한다. 연구실은 기초 분자 설계에서 실용 소자 구현까지 이어지는 산학 연계형 연구를 통해, OLED 소재·소자 분야에서 학문적 성과와 산업적 실용화를 동시에 선도하고 있다.

연구실의 또 다른 핵심 축은 열활성 지연형광(TADF)과 다중공명(MR) 기반 발광체 개발이다. TADF는 삼중항 여기자를 다시 단일항으로 전환해 발광 효율을 극대화할 수 있는 기술로, 희귀금속 사용을 줄이면서도 고성능 발광을 구현할 수 있다는 점에서 큰 주목을 받고 있다. 이 연구실은 특히 청색 및 적색 영역에서 높은 효율과 색순도를 동시에 달성하기 위한 분자 설계 전략을 집중적으로 발전시켜 왔다. 최근 연구에서는 singlet-triplet 에너지 차를 줄이고 reverse intersystem crossing 속도를 높이기 위해, donor-acceptor 구조와 multi-resonance 구조의 장점을 정교하게 결합하는 방식이 활용된다. 다중공명 기반 TADF 분자에서 좁은 반치폭과 높은 색순도를 유지하면서도 초고속 RISC와 높은 EQE를 구현하려는 시도가 대표적이다. 또한 solution-processable red TADF, narrowband polymer OLED, boron-free emitter, hybrid charge-transfer framework 등 다양한 분자 플랫폼을 탐색하며 고성능 발광 메커니즘을 확장하고 있다. 이 분야의 성과는 차세대 초고해상도 디스플레이, BT.2020 색영역 대응 소자, 저비용 인쇄형 OLED 공정에 매우 중요하다. 좁은 스펙트럼과 높은 발광 효율을 동시에 갖는 재료는 고색재현성 디스플레이 구현의 핵심이며, 희귀금속 저감형 소재는 공급망 안정성과 제조 비용 측면에서도 의미가 크다. 연구실은 분자 전자구조 제어를 통해 발광 메커니즘의 근본 원리를 밝히는 동시에, 실질적 소자 성능으로 연결하는 응용 지향형 TADF 연구를 수행하고 있다.

이 연구실은 OLED를 넘어 유기 레이저와 차세대 광원으로 확장될 수 있는 엑시톤-폴라리톤 기반 광물성 제어 연구도 수행한다. 유기 반도체 내부에서 생성되는 여기자의 생성, 이동, 결합, 소멸 과정을 정밀하게 이해하고 제어함으로써, 단순 발광소자를 넘어 레이징이 가능한 광전자 플랫폼을 개발하는 것이 목표다. 특히 다중공명 소재를 기반으로 한 유기 레이징 기술은 높은 색순도와 빠른 광응답 특성을 동시에 노릴 수 있다는 점에서 주목된다. 프로젝트 내용에 따르면 스핀-진동 결합과 다중공명 제어 기술을 활용해 엑시톤-폴라리톤 상호작용을 조절하고, 플라즈몬-엑시톤-폴라리톤 결합을 통해 청색 OLED의 효율과 수명을 동시에 향상시키는 전략이 추진되고 있다. 이는 단순히 재료 하나를 바꾸는 접근이 아니라, 분자 전자구조, 여기 상태 동역학, 광학 모드 결합, 소자 구조 설계를 함께 최적화하는 고난도 융합 연구다. 결과적으로 발광 효율 향상뿐 아니라 열화 억제, 초장수명화, 레이저 응용 가능성까지 함께 탐색할 수 있다. 이러한 연구는 차세대 디스플레이를 넘어 광집적 소자, 유기 광통신 부품, 고집적 센서 광원, 신개념 레이저 시스템으로 확장될 잠재력을 가진다. 특히 청색 영역에서의 안정적 고출력 발광과 레이징 구현은 기술적 난도가 매우 높기 때문에, 선도적 원천기술 확보의 의미가 크다. 연구실은 여기자 물리와 유기재료 화학을 결합해 OLED 이후의 유기 광전자 기술 지형을 넓히는 역할을 수행하고 있다.

연구실은 고성능 발광재료 개발에 그치지 않고, 실제 산업 적용을 위한 제조 공정 기술도 적극적으로 다룬다. 대표적으로 용액공정 OLED, 잉크젯 프린팅, 포토리소그래피 기반 화소 형성 기술이 주요 연구 주제로 나타난다. 이는 대면적 OLED 생산성과 초고해상도 패터닝을 동시에 확보하기 위한 연구로, 차세대 디스플레이 제조 혁신과 직접 연결된다. 용액공정 분야에서는 용해성 호스트와 도펀트 설계, 분자 간 상호작용 제어, 막 형성 균일성 확보를 통해 적색 TADF와 폴리머 OLED의 고효율화를 실현하고 있다. 한편 리소그래피 기반 OLED 화소 형성 연구에서는 포토공정 내 화학적 손상을 억제할 수 있는 유기발광재료, 전자수송층 내구성 향상, 고해상도 패턴 정밀도 확보 등 실용적 문제가 함께 다뤄진다. 이러한 접근은 재료 특성과 공정 조건을 동시에 최적화해야 하기 때문에, 재료화학과 공정공학이 결합된 연구 역량이 중요하다. 이 연구는 대면적 TV, IT용 고정밀 패널, 차세대 마이크로디스플레이의 상용화 기반을 강화한다. 특히 증착 중심 공정의 한계를 보완할 수 있는 용액공정과 미세 패터닝 기술은 제조 비용 절감과 생산 유연성 확대에 기여할 수 있다. 연구실은 소재-소자-공정의 전주기 연구를 통해 학술성과와 산업 현장 적용성을 동시에 확보하며, 유기전자 제조기술의 실질적 진보를 이끌고 있다.