OLED는 수많은 모바일 기기와 고품질 TV 등 디스플레이 기술에 광원으로 활용되는 소자다. 두께가 얇고 유연하다는 장점을 갖고 있다.
최근 조명, 차량용 광원에도 OLED를 활용하기 위한 노력이 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 이뤄졌던 과 달리 연구팀은 분석적인 방법론을 세워 최대 효율을 끌어내는 구조를 이론적으로 예측했다.
이론적으로 정립한 최적의 광 산란 필름을 실험적으로 구현하고, 이를 고효율 유기 발광소재 소자 구조에 접목해 56％의 외부 양자 효율을 달성했다. 전력 효율(221lm/W)도 좋아졌다.
이는 큰 렌즈나 내부 광 추출구조 없이 구현한 OLED 단위 소자 최고 효율이라고 연구팀은 설명했다.
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.
조재근 기자 jack333@cctoday.co.kr