KAIST, 자기장으로 OLED 수명 예측…시험 부담 줄인다

청색 OLED 4종서 밝기·수명 연관성 확인

장시간 시험 부담 줄여 개발비 절감 기대

카이스트는 전기및전자공학부 유승협 교수 연구팀이 경희대·국립한밭대·ASTA와 공동으로 자기장에 따른 밝기 변화를 이용해 청색 인광 OLED의 수명을 예측하는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. ⓒ카이스트

OLED(유기발광다이오드)를 오랫동안 켜놓지 않고도 수명을 가늠할 수 있는 기술이 개발됐다.

카이스트(KAIST)는 전기및전자공학부 유승협 교수 연구팀이 경희대·국립한밭대·ASTA와 공동으로 자기장에 따른 밝기 변화를 이용해 청색 인광 OLED의 수명을 예측하는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

OLED는 전류가 흐르면 스스로 빛을 내는 소자로 스마트폰과 TV 등에 사용된다. 청색 인광 OLED는 에너지 효율이 높지만 긴 수명을 확보하는 것이 주요 과제다.

기존에는 수명을 확인하려면 수십 시간에서 수백 시간 동안 소자를 켜놓고 밝기 감소를 관찰해야 했다. 시험에 시간이 오래 걸리고 소자 성능도 저하되는 한계가 있었다.

연구팀은 자기장이 OLED 내부 발광 과정에 영향을 미쳐 밝기를 미세하게 바꾸는 현상에 주목했다. 자기장 세기를 조절하며 밝기 변화를 측정한 뒤 수명 저하와 관련된 반응을 분리해 평가 지표로 만들었다.

이를 같은 발광 물질로 제작한 청색 인광 OLED 4종에 적용한 결과, 초기 자기장에 따른 밝기 반응이 작을수록 실제 장시간 구동 시험에서도 밝기를 오래 유지했다.

자기장으로 수명을 늘리는 것이 아니라 반응을 분석해 오래 사용할 수 있는 소자를 미리 선별하는 방식이다. 개발 초기 유망한 소재와 구조를 골라 시간과 비용을 줄일 수 있지만, 다양한 소자에 적용하려면 추가 검증이 필요하다.

카이스트 지정민 박사가 제1저자로 참여한 이번 연구는 산업통상자원부 지원을 받아 수행됐다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 지난 9월 30일 온라인 게재됐다.

유 교수는 "이번 성과는 OLED 개발 초기 단계에서 수명이 우수한 소재와 소자 구조를 빠르게 선별하는 데 활용될 수 있다"고 말했다.