지난 6월에 개최된 유비산업리서치의 상반기 결산세미나 ‘OLED 시장 분석과 최신기술’에서 한양대학교 김재훈 교수는 고분자 OLED 발광층에 소량의 카이럴 분자를 첨가, 발광하는 빛의 편광을 조절하는 방법을 통해 광효율을 60%까지 향상되었다고 밝혔다.

LCD에 직교된 형태로 적용된 2장의 선형 편광판은 back light unit으로부터의 빛을 액정의 움직임을 통해 투과 또는 차단하는 역할로 사용되는 반면, OLED의 원형 편광판 1장은 외부광 반사를 방지함으로써 야외 시인성을 높이기 위한 역할로 적용되고 있다.

그간 디스플레이 관련 업체는 편광판으로 인해 50% 이상 소실되는 발광 빛을 보상하기 위해 소자구조 및 광추출 기술과 소재개발, 발광 메커니즘 위주의 개발에만 집중하였다. 이에 대해 김재훈 교수는 ‘보다 새로운 관점에서의 접근방법이 필요하다’며 편광을 이용하여 OLED의 광효율을 향상시키는 방법과 연구결과를 선보였다.

<카이럴 분자가 첨가된 OLED 구조 시뮬레이션 그림>

김재훈 교수는 ‘OLED의 고분자 재료들은 일반적으로 액정성을 갖기 때문에 높은 선형 편광 빛을 생성하고, 이 빛이 카이럴 분자가 첨가 된 발광층을 통과하게 되면 원형 편광성이 높은 빛이 된다’고 설명했다. 또 ‘이론적으로는 광효율을 100%까지 끌어올릴 수 있다’며 ‘이를 통해 낮은 소비전력으로 더 밝은 OLED를 구현할 수 있다’고 덧붙였다.

실제 이러한 원리를 적용하여 김재훈 교수 연구팀은 기존 OLED보다 광효율이 60% 향상 된 OLED를 개발하였으며, 저분자 재료를 기반으로 하는 원형 편광에 대한 연구는 추후 진행될 예정이라 밝혔다.

한편, 이번 연구는 ‘미래 디스플레이 핵심기술 개발’ 사업 지원으로 이뤄졌으며, 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 최근호에 게재되었다.