KAIST(총장 신성철)이 무기 LED만큼 높은 효율을 자랑하는 유기발광다이오드176(LED) 구현에 성공했다. OLED 조명 대중화와 관련 시장 성장에 크게 기여할 전망이다.
KASIT는 유승협 전기 및 전자공학부 교수팀이 광 산란층을 소자에 더한 고효율 OLED를 개발했다고 21일 밝혔다.
<외부 산란층을 결합한 OLED 구조 모식도>
OLED176는 다양한 모바일 기기 및 고품질 디스플레이 광원이다. 두께가 얇고 유연 소자 제작이 가능하지만 무기 LED에 비해 효율이 다소 떨어져 다양한 추가 연구가 이뤄지고 있다. 대안으로 반구형 렌즈나 소자 내 빛 추출 나노 구조를 도입하는 방법이 나왔지만 소자 동작을 방해해 상용화가 어렵다.
연구팀은 나노입자 기반 광 산란층을 소자 외부에 도입하는 방법을 썼다. 시뮬레이션 예측으로 최적의 산란층을 예측해 구현했다. 계산을 기반으로 빛의 산란층 전파 특성을 예측하는 시뮬레이션과 OLED 특성 예측 시뮬레이션을 통합한 다중 스케일 광학 시뮬레이션을 제작해 활용했다.
<유승협 교수(사진 왼쪽)과 송진욱 박사과정(오른쪽)>
산란층을 도입한 소자는 56% 외부 양자 효율과 221루멘와트(m/W) 전력 효율을 보였다. 이는 렌즈나 내부 광 추출 구조가 없는 OLED176 단위 소자 가운데 최고 수준이다.
유승협 교수는 “다양한 OLED 광 추출 효율 향상 기술이 개발됐지만 실용화 가능성은 높지 않은 경우가 많았다”며 “이번 연구는 LED의 효율에 상응하는 OLED 구현 방법을 체계적으로 제시해, 낮은 전력소모가 중요한 조명용 및 웨어러블 기기 센서 분야 OLED 활용에 기여할 것”이라고 말했다.
