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OLED효율, 초고해상도 나노픽셀로 높여

고휘도에서 효율 유지해 수명 연장 가능해져

OLED효율, 초고해상도 나노픽셀로 높여
나노 픽셀 어레이 OLED의 소자 구조 단면도


[산업일보]
OLED(유기발광다이오드)는 뛰어난 색 재현율, 높은 명암비, 휘어지는 특성 등으로 인해 디스플레이와 조명 시장에서 각광받고 있다. 그러나 OLED 내부에서 생성된 빛이 외부로 빠져나가지 못하고 손실돼 발광효율이 낮아지고, 고휘도에서 효율이 급격히 떨어지는 롤-오프(Roll-off) 현상으로 인해 수명이 짧아지는 문제가 남아있다.

이에 이미지를 구성하는 단위인 픽셀을 수많은 나노 크기의 픽셀로 구성해서, OLED의 효율과 수명을 개선하는 기술이 개발됐다. 주병권 교수(고려대학교)‧박영욱 교수(선문대학교) 연구팀이 나노 크기의 픽셀을 통해 고휘도에서도 높은 발광 효율을 보이는 OLED 기술을 개발했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)은 밝혔다.

연구팀은 수백 나노미터(nm) 크기의 무수히 많은 나노 OLED가 모여서 하나의 픽셀을 구성하는 구조를 통해 고휘도에서도 높은 발광 효율을 보이는 OLED를 개발했다.

특히 픽셀 크기와 픽셀 간 거리를 조절함으로써 발광 효율을 극대화하고 롤-오프 현상을 개선했다. 기존 OLED보다 에너지 변환 효율이 137% 향상되고 고휘도에서의 효율 저하가 2-3배 가량 개선됐다.

이 연구에서는 레이저 빛의 간섭 현상을 이용해 나노 규모의 패턴을 형성하는 레이저 간섭 리소그래피 기술이 이용됐다. 마스크 없이 패턴을 만들 수 있고 넓은 면적으로 제작이 가능해, 디스플레이 및 조명용 대형 OLED에도 적용할 수 있다.

주병권 교수는 “이 연구는 초고해상도 나노픽셀을 통해 고휘도에서의 OLED 발광 효율을 크게 개선한 것”이라며, “고휘도를 필요로 하는 OLED 조명 시장에 핵심 기술로 적용될 수 있고 수명 향상도 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다.

주 교수의 설명에 따르면, 이 연구에서는 하나의 픽셀을 무수히 많은 수의 나노 픽셀로 구성하는 발상의 전환을 통해 광학 효율을 향상과 더불어 롤-오프 현상까지 개선했다. 특히, 높은 광학 효율을 얻음과 동시에 고휘도에서 효율이 감소하는 롤-오프 현상이 줄어들어 디스플레이 시장뿐 아니라 고휘도를 필요로 하는 조명, 레이저, 의료장비 등 다양한 형태의 광학 소자에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

주 교수는 “nPDL을 제조하는 공정의 핵심 공정인 레이저 간섭 리소그래피 기술은 비교적 단순하고 대량생산 및 대면적화가 용이하여 실용화와 산업화에 기여할 수 있을 것으로 생각된다”고 말했다.
김진성 기자 weekendk@kidd.co.kr

안녕하세요~산업1부 김진성 기자입니다. 스마트공장을 포함한 우리나라 제조업 혁신 3.0을 관심깊게 살펴보고 있으며, 그 외 각종 기계분야와 전시회 산업 등에도 한 번씩 곁눈질하고 있습니다.

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