유기발광다이오드(OLED) 디스플레이의 장점인 평면 구조를 유지하면서, OLED 발광 효율을 2배 이상 높인 기술이 개발됐어요.
한국과학기술원(KAIST)은 전기·전자공학부 유승협 교수팀이 OLED 내부에서 발생하는 빛 손실을 줄일 수 있는 '준평면 광추출 구조'와 OLED 설계 방법을 개발했다고 11일 밝혔습니다.
OLED는 매우 얇은 유기물 박막을 쌓아 만드는데, 박막 사이에서 빛이 반사·흡수돼요. 이 때문에 빛의 80% 이상이 밖으로 나오지 못하고 사라지죠.
대안으로 OLED 위에 렌즈 구조를 붙여 빛을 밖으로 꺼내는 반구형 렌즈나 마이크로렌즈 어레이(MLA) 등이 사용돼 왔는데요. 반구형 렌즈 방식은 렌즈가 돌출돼 평면 형태 유지가 어렵고, 마이크로렌즈 어레이는 픽셀보다 커 주변 간섭 없이 고효율을 내기 어렵다는 한계가 있었습니다.
이에 연구팀은 실제 디스플레이에 사용되는 제한된 픽셀 크기를 고려해, 각 픽셀 안에서 빛을 최대한 효율적으로 외부로 방출하는 새로운 OLED 설계 방법을 제안했어요. 같은 크기의 픽셀에서도 더 많은 빛을 밖으로 꺼낼 수 있는 방식입니다.
또한 연구팀은 '준평면 광추출 구조'를 개발했어요. 이 구조는 매우 얇아 기존 마이크로렌즈 어레이와 비슷한 두께를 가지면서도, 반구형 렌즈에 가까운 높은 광추출 효율을 구현할 수 있습니다. 휘어지는 플렉서블 OLED에도 쉽게 적용할 수 있죠.
이 설계 방식과 구조를 적용한 결과, 작은 픽셀에서도 발광 효율이 2배 이상 향상됐어요. 같은 밝기를 더 적은 전력으로 구현할 수 있어, 모바일 기기의 배터리 사용 시간 연장과 발열 감소, 디스플레이 수명 향상 효과가 기대됩니다.
이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈 온라인판에 지난해 12월 29일 공개됐습니다.
최성훈 기자 csh87@etnews.com