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초고해상도 나노픽셀로 고효율 OLED 개발

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2018년 10월 07일 14:09 프린트하기

레이저 간섭현상 응용... 효율 137% ↑수명도 2~3배 늘려

게티이미지뱅크 제공
게티이미지뱅크 제공

 

국내 연구진이 디스플레이에 널리 사용되는 유기발광다이오드(OLED)의 효율과 수명을 개선하는 기술을 개발했다.

 

고려대와 선문대 연구진은 7일 나노미터(㎚, 10억분의 1m) 크기의 픽셀을 통해 고휘도에서도 높은 발광 효율을 보이는 OLED 기술을 개발했다고 밝혔다.

 

OLED는 뛰어난 색 표현력과 높은 명암비, 휘어지는 장점이 있어 디스플레이와 조명 시장의 핵심 부품으로 자리잡았다. 하지만 내부에서 생성된 빛이 외부로 빠져나가지 못하고 손실돼 발광효율이 낮아지고, 고휘도에서 효율이 급격히 떨어져 수명이 짧아지는 문제가 남아 있었다.

 

연구진은 수백 나노미터 크기의 나노 픽셀을 이용해 최적의 구조로 설계해 고휘도에서 기존보다 2~3배 높은 효율을 가진 OLED를 생산했다. OLED 내부에서 전자가 움직일 때 에너지를 가진 준입자인 엑시톤이 생성된다. 이 엑시톤의 30~40%가 다시 전자와 충돌할 때 빛을 내지 못하고 자신의 에너지를 열로 방출한다. 열역학에서는 일을 하지 못하는 열은 손실로 구분한다.

한국연구재단 제공
연구진은 나노픽셀층(nPDL)을 구성해 OELD 내부에 넣었고, 이를 통해  빛을 발산하는 엑시톤의 효율이 좋아져 OLED의 효율이르 높이고 수명을 2~3배 늘리는데 성공했다.-한국연구재단 제공

연구진은 레이저 빛의 간섭현상을 이용해 엑시톤의 에너지 손실을 줄이는 나노 픽셀의 패턴을 찾아냈다. 이 나노픽셀층(nPDL)을 OLED에 삽입하자 에너지 변환 효율이 137%까지 높아졌고, 그만큼 수명도 늘어났다는 평가다.

 

주병권 고려대 전기전자공학부 교수는 “고휘도 OLED 수명을 크게 늘렸다"며 “넓은 면적으로도 제작할 수 있기 때문에 최근 수요가 늘고 있는 대형 디스플레이와 조명시장에 핵심 기술이 될 것”이라고 전망했다.

 

이 연구는 한국연구재단이 지원하는 기초연구사업의 일환으로 수행됐으며, 지난 9월 1일 나노소재 분야 국제학술지 ‘나노스케일’에 발표됐다.

 

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