국내 연구진이 효율이 낮은 청색 유기 발광 다이오드(OLED)를 색상 변화 없이 안정성만 높일 수 있는 설계 원리를 제시했다. 기술 상용화를 통해 디스플레이 전력 소모를 줄이고 수명을 늘릴 수 있을 것으로 전망된다.
한국과학기술정보연구원(KISTI)은 김재욱 슈퍼컴퓨팅가속화연구단 선임연구원과 김우연 한국과학기술원(KAIST) 교수 연구팀이 청색 유기 발광 다이오드(OLED) 수명을 크게 늘릴 수 있는 발광 소재 설계 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.
OLED는 유기물을 이용해 스스로 빛을 내는 디스플레이 소자로, 화면이 밝고 명암비가 우수하며 소비 전력도 적다. 다만 적색, 녹색과 달리 청색은 고효율 소재의 수명이 짧아 상용화되지 못하고 있다.
연구팀은 백금 기반 고효율 청색 발광 소재가 빛을 내는 과정에서 분자 내부 특정 결합이 끊어지는 것이 수명 저하 주원인임을 밝혀냈다. 나아가 발광 색상은 그대로 유지하면서 이 결합만 선택적으로 강화하는 분자 설계 원리를 제시했다.
연구팀은 KISTI 국가 슈퍼컴퓨터 5호기 누리온을 활용해 100여종의 분자 구조를 검토하고, 기존 OLED 제조 공정에 바로 적용할 수 있는 6종의 새로운 발광 소재 후보를 선정했다. 이들 소재는 기존 대비 안정성 지표가 약 2배 높으면서도 깊은 청색 발광 특성을 유지한다.
김우연 KAIST 교수는 “청색 OLED의 짧은 수명 문제는 디스플레이 산업의 오랜 숙제였다”며 “이번 연구는 색상 변화 없이 안정성만 선택적으로 높이는 설계 원리를 제시했다는 점에서 의미가 있다”고 설명했다.
정민중 KISTI 슈퍼컴퓨팅가속화연구단장은 “국가 슈퍼컴퓨터를 활용한 체계적인 분자 스크리닝이 연구 핵심”이라며 “향후 인공지능(AI) 기반 소재 탐색 기술과 결합해 신규 발광 소재 발굴을 더욱 가속할 수 있을 것”이라고 말했다.
김영준 기자 kyj85@etnews.com
