“내 스마트폰 화면이 오래 갈 상인가”…OLED 수명 예측 기술 개발
유용하 기자
수정 2026-10-22 10:23
입력 2026-10-22 10:23
세줄 요약
- 자기장 활용한 OLED 수명 예측 기술 개발
- 미세한 밝기 변화 분석해 저하 반응 분리
- 초기 측정으로 장수명 소자 선별 가능성
카이스트 제공
카이스트 전기및전자공학부, 경희대, 국립한밭대, ㈜ASTA 공동 연구팀은 자기장의 영향으로 나타나는 미세한 밝기 변화를 분석해 청색 인광 OLED의 수명을 예측하는 방법을 개발했다고 22일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다.
스마트 기기와 TV 화면에 주로 사용되는 OLED는 전류를 흘리면 스스로 빛을 내는 소자다. 화면은 빨강·초록·파랑 빛을 조합해 다양한 색을 표현하는데 이번에 연구한 ‘청색 인광 OLED’는 전기 에너지를 활용해 파란빛을 낸다. 높은 효율과 함께 긴 수명을 확보하는 것이 핵심 개발 과제다.
기존에는 OLED 수명을 확인하기 위해서는 수십~수백 시간 켜 놓고 밝기가 얼마나 줄어드는지 지켜봐야 했기 때문에 시간이 오래 걸리고 시험 과정에서 소자 성능 저하라는 단점도 있다. 이에 연구팀은 자기장이 OLED의 밝기를 미세하게 바꾸는 현상에 주목했다.
연구팀은 OLED에 일정한 전류를 흘려 빛을 내게 한 뒤 전자석을 이용해 자기장 세기를 바꾸면서 밝기 변화를 정밀하게 측정했다. 실제로 자기장의 영향을 받으면 OLED가 조금 더 밝아지는 것이 관찰됐는데 연구팀은 이 변화에 섞여 있는 여러 반응 가운데 수명 저하와 밀접한 부분을 분리해 하나의 평가 수치로 만들었다.
이를 발광 물질로 만들어 내부 구조가 다른 네 종류의 청색 인광 OLED에 적용했다. 그 결과, 처음부터 밝기의 자기장 반응이 작게 나타난 소자가 실제 장시간 구동 시험에서도 더 오래 초기 휘도를 유지하는 것이 관찰됐다. 연구팀은 눈으로 보기 어려운 작은 밝기 변화를 측정하고 분석해 소자가 얼마나 오래 작동할지 판단할 근거를 확보했다.
연구팀은 이런 반응이 나타나는 원인도 분석했다. OLED를 오래 사용하면 내부 유기 분자의 결합이 끊어지면서 빛을 내는 과정을 방해하는 결함이 생길 수 있다. 분자 시뮬레이션과 분석을 통해 이런 결함이 발광 과정에 영향을 주고 그 영향이 자기장에 대한 밝기 반응에도 반영될 수 있음을 밝혀냈다.
카이스트 제공
유승협 카이스트 교수는 “이번 성과는 OLED 개발 초기 단계에서 수명이 우수한 소재와 소자 구조를 빠르게 선별하는 데 활용될 수 있다”며 “디스플레이 기업과 연구소가 새로운 OLED를 개발하는 과정에서 같은 발광 물질로 내부 구조가 다른 여러 시제품을 만들었을 때 초기 측정으로 오래갈 가능성이 높은 구조를 골라 후속 개발에 집중할 수 있게 해줄 것으로 기대한다”고 말했다.
유용하 과학전문기자
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