국내 연구진이 상용화 가능성을 높인 고효율 유기발광다이오드(OLED)를 성공적으로 구현했다.
한국과학기술원(KAIST)은 전기및전자공학부 유승협 교수 연구팀이 서울대 재료공학부 김장주 교수·경상대 화학과 김윤희 교수 연구팀과 협력을 통해 무기 발광다이오드(LED)에 상응하는 OLED를 만들었다고 21일 밝혔다.
OLED는 수많은 모바일 기기와 고품질 TV 등 디스플레이 기술에 광원으로 활용되는 소자다.
두께가 얇고 유연하다는 장점을 갖고 있다.
최근엔 조명이나 차량용 광원으로 OLED를 활용하기 위한 시도가 이어지고 있다.
OLED 상용화를 위해선 광원 효율이 중요하다.
연구팀은 나노입자 기반 광 산란 층을 소자 외부에 도입하는 방법에 주목했다.
광 산란을 이용한 기존 OLED 광 추출 향상 연구가 반복적인 실험을 통해 경험적인 방식으로 이뤄졌다면, 연구팀은 분석적인 방법론을 세워 최대 효율을 끌어내는 구조를 이론적으로 예측했다.
이런 방식은 실제 성과로 이어졌다.
이론적으로 정립한 최적의 광 산란 필름을 구현하고, 이를 고효율 유기 발광소재 소자 구조에 접목해 56％의 외부 양자 효율을 달성했다.
전력 효율(221lm/W)도 좋았다.
이는 큰 렌즈나 내부 광 추출구조 없이 구현한 OLED 단위 소자 최고 효율이라고 KAIST 측은 강조했다.
각도별 색·동작 안정성 또한 우수하다는 것을 실험으로 검증했다.
KAIST 유승협 교수는 “지금까지 다양한 OLED 광 추출 효율 향상 기술이 개발됐지만, 실용화 가능성은 크지 않은 경우가 많았다”며 “상용화 가능성이 크면서도 고효율 LED에 상응하는 OLED 구현 방법을 체계적으로 제시했다는 데 의미가 있다”고 말했다.
연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업·나노소재원천기술개발사업, 한국전자통신연구원(ETRI) 초저가 플렉서블 ‘Lightning Surface’ 기술 개발 사업 지원을 받아 수행했다.
KAIST 송진욱 박사과정이 1저자로 참여한 연구 논문은 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 10일 자 온라인판에 실렸다.