오랜 기간 실제 켜 놓으면서 시험해야 했던 유기발광다이오드(OLED) 수명을 간단하게 예측하는 기술이 개발됐다. 시험 부담을 줄여, 장수명 디스플레이 개발 시간과 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대된다.
한국과학기술원(KAIST)은 유승협 전기 및 전자공학부 교수팀이 권장혁 경희대 교수팀, 이재현 국립한밭대 교수팀, ASTA 연구진과 함께 자기장에 따른 밝기 변화를 이용한 '청색 인광 OLED' 수명 예측법을 개발했다고 22일 밝혔다.
청색 인광 OLED는 파란빛을 내는 소자로, 고효율·장수명 확보가 중요 과제다. 기존에는 OLED가 얼마나 오래가는지 확인하려면 수십~수백 시간 켜놓고 밝기가 얼마나 줄어드는지 지켜봐야 했다. 결과를 얻기까지 시간이 오래 걸리고, 시험 과정에서 소자 성능도 떨어졌다.
연구팀은 자기장이 OLED 밝기를 미세하게 바꾸는 현상에 주목했다. OLED는 내부에서 전기를 띤 입자들이 재결합하는 과정에서 빛을 만드는데, 자기장이 이 과정에 영향을 줄 수 있다.
연구팀은 OLED에 일정 전류를 흘려 빛을 내게 한 뒤, 전자석으로 자기장 세기를 바꾸면서 밝기 변화를 정밀 측정했다. 이번 실험에서는 자기장 영향을 받으면 OLED가 조금 더 밝아졌다. 연구팀은 이 변화에 섞인 여러 반응 가운데 수명 저하와 밀접한 부분만 평가 수치로 만들었다.
이를 네 종류 청색 인광 OLED에 적용한 결과, 처음부터 밝기의 자기장 반응이 작게 나타난 소자가 실제 장시간 구동 시험에서도 더 오래 초기 휘도를 유지했다. 자기장에 대한 밝기 반응이 OLED 수명을 가늠하는 단서가 된 것으로, 이를 통해 '오래갈 OLED'를 미리 구별할 수 있다. 여러 시제품을 만들었을 때, 오래갈 가능성이 높은 구조를 골라 후속 개발에 집중할 수 있다. 개발 시간과 비용 절감에 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
유승협 교수는 “고효율·장수명 청색 OLED 개발을 뒷받침하면서, 제품에 손상을 주지 않는 평가 기술로 활용될 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 지정민 KAIST 박사가 제1저자로, 유승협 교수가 교신저자로 참여했다. 연구결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 9월 30일 온라인 게재됐다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
