[서울=뉴시스]이예인 인턴 기자 = 경희대학교는 서민철 정보디스플레이학과 교수 연구팀이 정면 효율은 높이고 시야각에 따른 색 변화는 줄인 유기발광다이오드(OLED) 광추출 기술을 개발했다고 19일 밝혔다.

이번 연구는 아자이 님발카르 박사가 제1저자, 서 교수가 교신저자를 맡았고 김영록 연구원도 참여했다. 성과는 국제학술지 '어드밴스드 사이언스'에 지난달 28일 게재됐다.

연구팀은 '완만한 내부 굴곡 구조'(GICL)를 도입했다. 소자 각 층이 굴곡을 따라 쌓이도록 해 층 두께와 공진 조건을 일정하게 유지하는 '스텝 팔로우' 방식이다. 여기에 공진 파장에 맞춘 좁은 대역 발광 시스템을 결합했다.

평탄 구조와 비교한 결과 GICL 구조의 전류 효율은 302.7㏅/A에서 378.4㏅/A로 약 25% 높아졌다. 전력효율은 약 두 배 향상됐다. 주입 전자 대비 소자 밖으로 나온 광자 비율인 외부양자효율은 최대 69.2%에 달했다.

정면과 60도 기울어진 방향 사이의 색 변화 지표는 약 56% 줄었다. 연구팀은 정면 발광 스펙트럼 변화가 크지 않은 점 등을 근거로 효율 증가가 주로 빛을 밖으로 꺼내는 효과에서 비롯됐다고 설명했다.

스마트폰과 고해상도 디스플레이에 쓰이는 전면발광 OLED는 상하부 전극 사이에서 빛이 반복 반사돼 특정 파장이 강해지는 미소공진 효과를 활용한다.

정면 밝기와 색순도는 높아지지만 빛이 정면에 집중될수록 시야각이 좁아져 비스듬히 볼 때 색이 달라진다. 일부 빛은 금속 전극 표면이나 유기층 내부에 갇혀 밖으로 나오지 못하고 사라진다.

기존에는 소자 내부에 요철 구조를 넣어 갇힌 빛을 꺼내려 했지만 굴곡이 급격하면 빛이 산란해 정면 밝기가 떨어지는 한계가 있었다. 굴곡 위에 층을 쌓으면 위치마다 두께가 달라져 공진 조건이 흐트러지는 문제도 있었다.

서 교수는 "이번 기술은 전력 소비가 적고 각도에 따른 색 왜곡이 작은 차세대 능동형 유기발광다이오드(AMOLED) 디스플레이 개발에 활용될 것으로 기대된다"고 말했다.


◎공감언론 뉴시스 yein020528