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디스플레이 발광효율 높이는 ‘원편광’ 구현 신개념 설계안 나왔다

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디스플레이 발광효율 높이는 ‘원편광’ 구현 신개념 설계안 나왔다

2019.06.25 12:00
최석원 경희대 교수. 연구재단 제공.
최석원 경희대 교수. 연구재단 제공.

디스플레이의 발광 효율을 높이는 방법 중 하나인 ‘원편광’을 더욱 높은 수준으로 구현할 수 있는 새로운 방법이 개발됐다. 

 

한국연구재단은 최석원 경희대 교수와 아라오카 후미토 일본 이화학연구소(RIKEN) 박사 공동 연구팀이 신개념 원편광 발광재료 설계방법을 개발했다고 25일 밝혔다. 

 

빛은 직진할 때 좌우, 위아래 등 모든 방향으로 진동하면서 뻗는다. 그 중 원을 그리며 나선형으로 나아가는 빛이 원편광이다. 원편광은 디스플레이 발광 효율을 크게 개선할 수 있는 기술로 주목받고 있다. 원편광이 디스플레이 핵심요소인 외부 반사광 차단 필름을 통과해 휘도가 높게 유지되기 때문이다. 

 

하지만 원편광 발광재료를 설계, 제작하는 방법이 복잡하고 어려워 원편광 디스플레이 기술을 연구하는 데 제한이 있었다. 

 

연구팀은 분자의 자발적인 응집으로 형성되는 나선형의 짧은 섬유 가닥들 사이에 발광체를 도입하는 방법을 활용해 복잡한 원편광 발광재료 설계법을 대체할 새로운 방법을 제시하는 데 성공했다. 

 

지금까지 활용된 원편광 발광소재는 복잡한 광학이성질체로 구성돼야 한다는 고정관념이 있었다. 시계 또는 반시계 방향 중 한쪽으로 회전하는 원편광을 발산하려면 ‘입체발생 중심’을 구현해야 했기 때문이다. 입체발생 중심은 어떤 원자의 원자단 2개를 상호 교환했을 때 다른 분자가 되는 점을 의미하는데 보통 광학이성질체에 이런 특성을 도입하는 방식이 적용됐다. 

 

연구팀은 입체발생 중심이 전혀 없는 분자들로만 발광소재를 구성했다. 개발한 발광소재 설계법을 활용, 입체발생 중심이 필요없는 원편광 발광을 관측하는 데 성공했다.  

 

최석원 교수는 “이번 연구를 통해 원편광 발광재료 설계에 대한 기존 상식이 깨졌다”며 “향후 원편광 발광의 색변환 재료를 개발해 미래 디스플레이 산업에 기여할 것”이라고 말했다. 이번 연구는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스(Advanced Functional Materials)’ 6월 11일자에 게재됐다. 

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