한국과학기술원(KAIST)은 자기장의 영향으로 나타나는 미세한 밝기 변화를 분석해 유기발광다이오드(OLED) 수명을 예측하는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

OLED는 전류를 흘리면 스스로 빛을 내는 소자로, 스마트폰과 TV 화면에 사용된다.

화면은 빨강·초록·파랑 빛을 조합해 다양한 색을 표현한다.

이번 연구 대상인 '청색 인광 OLED'는 전기 에너지를 효율적으로 활용해 파란빛을 내는 소자다. 높은 효율과 함께 긴 수명을 확보하는 것이 중요한 개발 과제다.

기존에는 OLED가 얼마나 오래가는지 확인하려면 수십∼수백 시간 켜놓고 밝기가 얼마나 줄어드는지 지켜봐야 했다. 결과를 얻기까지 시간이 오래 걸리고, 시험 과정에서 소자의 성능도 떨어진다는 어려움이 있었다.

전기및전자공학부 유승협 교수 연구팀은 경희대·한밭대 연구팀 등과 공동 연구를 하면서 자기장이 OLED 밝기를 미세하게 바꾸는 현상에 주목했다.

OLED 내부에서는 전기를 띤 입자들이 만나 재결합하는 과정에서 빛을 만드는데, 자기장이 이 과정에 영향을 줄 수 있기 때문이다.

연구팀은 OLED에 일정한 전류를 흘려 빛을 내게 한 뒤 전자석을 이용해 자기장 세기를 바꾸면서 밝기 변화를 정밀하게 측정했다.

핵심은 자기장으로 OLED의 수명을 늘린 것이 아니라 자기장에 반응하는 모습을 검사해 오래갈 OLED를 미리 구별했다는 점이다.

눈으로 보기 어려운 작은 밝기 변화를 측정하고 분석해 소자가 얼마나 오래 작동할지 판단할 근거를 얻었다.

이번 기술은 디스플레이 기업과 연구소가 새로운 OLED를 개발하는 과정에서 활용할 수 있다고 연구팀은 설명했다.

예를 들어 같은 발광 물질로 내부 구조가 다른 여러 시제품을 만들었을 때 초기 측정으로 오래갈 가능성이 높은 구조를 골라 후속 개발에 집중할 수 있다.

모든 시제품을 오랫동안 켜놓고 결과를 기다려야 하는 부담을 줄여 개발 시간과 비용을 절감하는 데 도움이 될 것으로 연구팀은 기대하고 있다.

유승협 교수는 "이번 성과는 OLED 개발 초기 단계에서 수명이 우수한 소재와 소자 구조를 빠르게 선별하는 데 활용될 수 있다"며 "앞으로 다양한 조건에서 검증을 거치면 고효율·장수명 청색 OLED 개발을 뒷받침하면서 제품에 손상을 주지 않는 평가 기술로 활용될 것"이라고 말했다.