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<자막 원문>

  • 진행: 한주엽 대표
  • 출연: 카이스트 유승협 교수

-오늘 카이스트의 유승협 교수님 모시고 OLED 수명 효율 이런 것에 대해서 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다. 교수님 안녕하십니까.

“안녕하세요.”

-얼마 전에 머크라는 독일 회사에서 머크 어워드 상도 받으셨더라고요. 거기 연구 분야는 그쪽에서 상을 받은 연구 과제 이런 것들은 유기물 디스플레이의 효율을 무기물인 LED만큼 높였다는 거로 어워드를 받았다고 나오던데 그건 어떤 건지 설명을 짧게 해주실 수 있습니까?

“일단 머크 어워드는 디스플레이 분야에서 좋은 연구를 하신 분들께 1년에 한 번씩 드리는 그런 상이었는데 제가 굉장히 영광스럽게 받을 수가 있었고요. 수상 이유에 대해서 주제 하나가 OLED 효율을 무기 LED에 버금가는 수준으로 한 연구가 그중에 있었습니다. 그거 같은 경우는 무기 LED. 그러니까 조명에 많이 쓰이고 있는.”

-저희 비추고 있는 것도 LED죠.

“그렇죠. 무기 LED가 쓰이는데 그거 같은 경우 효율을 나타내는 지표 중에 외부 양자 효율이라는 게 있습니다. 조금 어려운 컨셉 개념인데 결국은 그런 LED 소자는 다 전자하고 정공. 이걸 각각의 마이너스 전극하고 플러스 전극에서 넣어줍니다. 걔네가 만날 때 하나는 높은 에너지에 있어서 그게 아래로 낮은 에너지로 가면서 빛을 내는 건데 결국은 넣어준 쌍의 개수만큼 얼마나 빛을 낼 수 있느냐? 그거를 나타내는 지표라고 하겠습니다.”

-무기물이 더 많이 합니까?

“기본적인 많이 갖고 계신 생각들은 무기 LED가 효율이 좋다. 유기 OLED는 효율이 좀 떨어진다. 이렇게 많이들 생각을 가끔 하시기도 해요. 근데 그럴 수밖에 없었던 원인도 무기 LED는 훨씬 더 역사도 깊고 많이 발전해왔고 OLED는 최근에 발전해 온 기술이니까. 그렇지만, 그 효율에 기준점이 될만한 수치가 50% 정도 됐어요. 그 얘기는 적어도 반은 바깥으로 빛을 낸다. 이렇게 생각을 하시면 되겠는데.”

-외부 양자 효율이라고 합니까? 그것이?

“그렇죠.”

-그니까 말하자면 전자와 정공이 만나서 올라갔다가 내려오는 그게 50%다.

“내려는 오죠. 다 내려는 오는데 그게 빛의 소자 내부에서 반도체 내부에서 만들어진다고 해서 그게 다 나올 수 있는 게 아니거든요. 그래서 일단 얘네가 제대로 잘 만나느냐? 지나가지 않고 만나느냐? 그거까지 시작해서 떨어져서 빛이 만들어졌는데 그게 결국 소자 반도체 바깥으로 빛이 나왔느냐. 그거까지 다 포함하는 효율을 외부 양자 효율이라고 해요.”

-그게 50%면 그럼 100개 넣으면 50개만 나왔다는 얘기인가요?

“그런 거죠. 그 정도가 그래도 된다는 거죠. 그것도 굉장히 높은 수치거든요.”

-유기물은 그러면 몇 %?

“무기 LED가 그랬고요. 유기 OLED가 처음 코닥에서 칭 탕 박사님이 발명하시고 논문을 냈을 때는 거의 1% 수준이었어요.”

-100개 넣으면 하나 나오는?

“그렇죠. 그게 점점 발전하기 시작했죠. 우리가 어디를 고쳐야 이게 효율이 높아지는지를 배워가면서 그렇게 해서 많이 발전했지만, 그래도 20%에서 25% 정도까지 올라왔었는데.”

-이제 그 정도 수준입니까?

“그 정도 수준이었죠. 보통 특별한 구조를 취하지 않으면 그래서 내부에 결국은 75는 다 어디로 간 거야. 그렇죠? 그래서 요즘은 내부에서 빛을 그니까 전자 정공을 넣어줬을 때 빛을 내부에서 100% 다 만드는 거까지는 거의 해내요. 그런데 이거를 소자 바깥으로 끄집어내는데 그게 제한이 상당히 걸리는 거죠. 원인은 비교적 간단한데 어떤 예를 들면 좋을까. 어항을 밑에서 보면 어항이 거울처럼 보이는 각도가 있어요. 그 얘기는 빛이 반사돼서 저한테 다 다시 온다는 얘기거든요. 그니까 이게 굴절이 높은 데서 굴절이 낮은 데로 나갈 때는 전반사라는 거를 하잖아요. 옛날에 초등학교 때 많이 실험도 해보고 그러는데 그 전반사하는 거 각도 이상에 있는 것들은 빛이 못 나오는 거죠. 왜냐면 유기물이 보통 쓰이는 것들의 굴절률이 1.8 정도가 되는데 공기는 1.0이잖아요. 그러니까 그거 때문에 예를 들어서 모든 방향으로 빛이 내부에서 생성됐다고 해도 굉장히 좁은 빛만 나오고 있었던 거죠. 그래서 그게 25% 정도, 20% 정도 이렇게 되는데 그 자체는 사실 그전에도 많이 알고 있었어요. 그래서 이거를 끄집어내기 위한 소위 광 추출이라는 기술이라는 것들이 오래전부터 개발들이 많이 되어왔습니다.”

-안에서 생성된 빛을 밖으로 어떻게 꺼내느냐?

“그렇죠. 그냥 꺼내는 거보다 좀 더 많이 꺼내느냐. 기술들이 많이 개발됐었고요. 근데 그러한 기술 중에 효율이 향상은 되는데 구현하기 어렵다거나 아니면 이게 구현됐어도 소자 전체 구조를 보지 않다 보니까 결과가 좀 단편적인 그런 경우들이 많이 있었는데 우리 연구실에서는 광학적인 설계 기술이 OLED 소자 구조 자체에 대한 광학 설계 기술도 확보하고 있고 광 추출 부분에 대한 광학 설계 기술도 갖고 있어서 둘을 같이 합쳐서 전체를 아우르는 통합형 광학 시뮬레이션 기법을 개발했어요. 그래서 그걸 가지고 굉장히 쉬운 산란층. 이게 조명에도 보면 확산 필름 같은 게 붙어있잖아요. 그거를 이용하면서도 OLED 소자 구조와 확산 필름, 산란 필름을 같이 연동해서 최적화하는 방법을 이용해서 굉장히 간단한 방법인데 결국 궁극적인 효율이 55%까지 구현될 수 있는.”

-55%면 기존에.

“그야말로 LED 수준의 결과를 낼 수 있다는 걸 보여줬었죠.”

-그게 구조가 간단합니까?

“결국 어떤 형태냐면요. 투명한 레진. 우리 투명한 레진이라 하죠. 플라스틱 재료 같은 데에다가 내부의 실리카 입자 같은 것들이 들어가 있는. 근데 실리카의 크기도 잘 골라야 하고 레진과의 굴절률 차이도 잘 골라야 하고 그거의 농도 이런 것도 잘 골라야 했어요. 일단 그거는 최적화된 구조가 골라지면 그다음부터 그걸 만드는 것 자체는 충분히 양산성이 있는 기술이죠.”

-그 기술은 어떤 곳에 적용될 수 있습니까?

“그게 한 가지 아쉬운 거는 저희가 이런 거를 디스플레이에도 적용할 수 있다면 훨씬 더 쓸 수 있는 데가 많을 텐데.”

-엄청난 발명이 됐을 거 같은데.

“다만 산란 필름을 붙이면 디스플레이가 뿌옇게 보이잖아요. 그렇죠? 그니까 디스플레이에 바로 적용하기는 좀 힘든 기술이고 대신 조명에 활용할 수가 있어요. 지금 LED 조명이 대세이긴 한데 OLED 조명은 일단 면 조명이 가능하면서 다양한 형태로 만들 수 있으니까 그런 부분에서는 엣지가 조금은 있는데 결국 OLED 조명 기술이 LED랑 경쟁하든 아니면 OELD 조명으로서의 자리매김을 하려면 효율 확보가 굉장히 중요합니다. 그래서 그런 면에서 조명에 활용될 수 있는 그런 기술이죠.”

-그 기술로 말미암아 OLED 조명 시장이 잘되면 좋겠다는 생각도 좀 들긴 하는데 현실은 사실 만들던 곳도 안 하겠다고 접어버린 상태고 한데 아무튼 그런 연구 성과가 있군요. 기왕 나와서 이쪽 OLED에 대한 발광 효율 이런 것들에 관해서 연구를 주로 많이 하셨는데 지금 효율이 낮은 편입니까? 너무 질문이 막연한가요? 제가 볼 땐 저는 OLED 스마트폰 쓰고 텔레비전은 LCD 쓰고 있지만, 볼 때 나는 효율이 떨어진다는 느낌은 소비자 입장에서는 받기 힘들거든요.

“TV 사이즈는 거거익선(巨巨益善) 이런 얘기가 있잖아요. 효율도 고고익선(高高益善) 이렇게. 효율이 높으면 높을수록 좋습니다. 왜냐면 당연히 전력 소모 관점에서도 좋은데 배터리 하루에 한 번씩 꼭 충전해야 하고 어떤 때는 나가서 떨어지기도 하고 그러잖아요. 물론 디스플레이가 전부를 다 차지하는 건 아니지만, 어느 하나라도 전력 매니지먼트를 보면 하나하나가 다 도와줘야 하는 어쨌거나 디스플레이가 굉장히 큰 부분이긴 합니다. 그래서 당연히 효율이 높아지면 그만큼 전력 소모 면에서. 전력 소모가 나라 전체의 전력 소모 그런 데도 중요하지만, 개인의 배터리 충전하는 거 그것만 해도 굉장히 큰 편의성이고 더 중요한 거는 효율이 높으면 수명이 길어져요.”

-수명이 길어진다. 오래 쓸 수 있다.

“왜 그러냐면 같은 밝기를 내는데 효율이 두 배면 전류가 2분의 1로 줄어들잖아요. 그럼 기본적으로 수명이 두 배가 될 수도 있다는 얘기에요.”

-반도체에서 스케일링하는 거하고 비슷한 거군요. 지금 효율이 이 정도라고 치고 여기서 이 정도 올리려고 하면 제일 문제가 되는 게 뭡니까?

“일단 지금 TV 기술하고 모바일 기술이 다른데 모바일 기술은 과학적 공진 구조라는 거를 쓰고요. 그다음에 TV 쪽은 공진 구조를 아직 쓰진 않는데 효율을 결국은 최대한 끄집어내려면 이런 광 추출 구조 같은 걸 어떻게 해서든지 활용해야 하는데 결국 대부분의 광 추출 구조들이 그런 디스플레이의 특성을 저해하는 방향으로 돼 있는 게 많아요. 그래서 결국은 트레이드-오프(Trade-off)가 되게 큰 경우가 많습니다. 그래서 많은 광 추출 구조들이 이거를 활용을 실제 디스플레이는 잘하기 힘든 경우들이 많습니다.”

-아까 말씀하신 대로 앞에 뭐 붙여 놓으면 구겨진다거나 이런 식으로.

“그렇죠. 아니면 내부에 넣었을 때도 공정이 너무 복잡해진다든가 그러한 여러 이슈가 있어서 결국은 뭐냐면 광 추출 구조를 안 쓰고 효율을 최대한 높이는 방법. 이런 것들을 많이 연구해야 합니다. 그럼 그 얘기는 아까 모바일 같은 경우 특히 공진 구조를 이용한다고 했는데.”

-공진 구조라는 게 아까 제가 여쭤보려다가 놓쳤는데 뭡니까?

“우리 주변에 그런 공진 구조가 사실 굉장히 많은데요. 매일 자주 쓰시는 전자레인지도 공진 구조를 이용하고 레이저 포인트에 쓰는 레이저도 공진 구조를 이용하고요. 또 기타 치는 것도 다 이런 공진 현상을 이용합니다. 광학에서는 아까 레이저로 예를 들었는데 어떤 경우가 공진 구조냐면 거울이 두 개 있는 구조. 그게 공진 구조인데요. 제가 한 번 여쭤보면 굉장히 유리로 돼 있는 판이 하나 있고 그 양쪽에 거의 90% 반사되는 코팅이 돼 있다고 생각하시면 그때 투과율이 어떻게 될 거 같으세요? 그니까 유리 면이 있고 이 양옆에 90%나 반사를 하는 그러한 코팅이 돼 있어요. 그때 여기를 통과하는 투과율이 어떻게 될까요?”

-90%니까 10% 갔다가 거기 10%에서 또 10% 빠지면 한 1%입니까?

“굉장히 적을 거 같죠? 대부분의 파장에서는 그런데요. 이게 공진이 되는 파장, 특정 주파수 파장에서는 이게 거의 100%에 가깝게 투과할 수가 있어요.”

-그래요? 쭉 나간다는 얘기입니까?

“그렇죠. 공진 현상이라는 게 결국은 특정 파장에서 굉장히 강한 현상을 나타낸 것들을 공진 현상이라 하잖아요. 과학에서는 거울이 두 개가 있으면 빛이 일단 들어가죠. 10%라도 들어갔잖아요. 이 안에서 반사해요. 내부에서 반사하고 또다시 반사하고 다시 돌아가요. 근데 이렇게 반사해서 돌아가는 게 원래 총 거리를 이동하면 위상이 그만큼 변한다고 하는데 그 위상이 360도에 정수배 이렇게 나가면 계속 보강간섭이 되는 거예요. 파동이 계속 보강간섭이 돼서 그런 특정 파장에는 이게 두께가 있으면 그걸 만족하는 파장이 하나가 정해진 거잖아요. 그렇게 되면 그 파장에서 투과율이 굉장히 높게 나올 수가 있습니다. 이렇게 반사 면이 코팅이 강하게 돼 있는데도 불구하고.”

-근데 모바일 OLED는.

“OLED가 한쪽에 전극 있죠. 전극은 금속이니까 거울이잖아요. 그렇죠? 그리고 상부에도 반투명 전극이 있습니다. 거기도 마찬가지로 굉장히 얇은 금속 박막을 이용합니다. 물론 이거는 빛이 밖에서 들어오는 거지만, 빛이 내부에서 나가긴 하는데 거기서도 마찬가지로 그런 유사한 공진 현상이 있습니다. 위에 전극에 왔고 다시 반사돼서 내부에 들어와서 또 밑에 전극에서도 맞고 다시 올라오고 또 일부는 투과하고. 그것들이 예전에 수능 볼 때 무한급수. 왜냐면 계속 무한 반복을 하니까. 그거를 다 더하면 특정 파장에서 세지는 거예요. 그런 공진 현상을 이용하고 있습니다. 그런 공진을 얼마나 세게 가져갔느냐? 그런 거에 따라서 그게 효율 향상도 있지만, OLED가 색 재현율이 되게 좋다고 하잖아요. 색 순도가 좋아져야 하는데 아까 제가 말씀드릴 때 공진 현상은 특정 파장에 강하게 나타내는 거라고 말씀드렸잖아요. 그래서 그 특정 파장만 강해지면서 색 순도가 높아지는 거예요. 그래서 색 순도도 적고 효율을 높일 수 있는지 그런 좋은 기술이에요. 그래서 아까 말씀 중에 25% 정도 말씀드렸다고 해도 거기에서 30% 이상 하는 것들이 가능한 기술입니다. 그것만으로도. 이런 공진 현상을 너무 세게 이용하다 보면 어떤 단점이 있냐면 세기 각도에 따라 틀어지는 그러한 현상들이 같이 수반돼요. 그래서 그런 부분을 같이 잘 균형을 맞추면서 설계하는 게 기술이죠.”

-근데 대형 텔레비전 이런 데는 그 현상을 안 쓰는 겁니까?

“대형 텔레비전에서는 지금은 화이트(White) OLED를 쓰잖아요. 화이트 OLED를 쓰기 때문에 화이트 OLED는 사실 모든 색이 다 세게 잘 나가야 하므로 거기에다가는 공진 구조를 좀 적용하기 힘들죠.”

-효율에 대한 거는 패널 안에 들어간 구조상에 관한 연구를 주로 하시는 거군요? 근데 이건 좀 다른 얘기일 수도 있으나 재료 그 자체만 보면 청색 재료의 효율이 많이 떨어집니까?

“그렇죠. 보통 다른 것도 말씀드린 게 25%에서 플러스, 마이너스 있을 거 같고요. 지금 청색 소재 쓰이고 있는 게 10% 정도 되는 거로 들었습니다.”

-그거밖에 안 됩니까? 기준이 25%인데.

“그렇죠. 그린하고 레드 같은 경우는 녹색, 적색은 그 정도 되는데 그거는 외부로 끄집어내는 그 부분에서는 다 비슷해요. 거기서는 청색도 다 비슷한데 안에서 만들어질 때 아예 적게 만들어집니다.”

-그럼 어떡해요? 걔 때문에 걔가 먼저 죽을 수도 있겠네요? 나머지 것들은 살아있는데.

“그린하고 레드가 이거를 내부에서 적어도 100%를 다 만들어낼 수 있는 거는 인광이라는 기술을 이용하고 있기 때문이잖아요. 근데 청색은 인광을 쓰지 못하고 형광을 쓰고 있어서 그 효율이 낮을 수밖에 없는 건데요. 보통 그렇습니다. 그런데 청색 소재를 인광 소재로 만들면 되지 않느냐? 그런 질문이 당연히 있을 수밖에 없는데 안타깝게도 빨간색보다 초록색. 초록색보다 청색이 들뜬 상태로 돼 있을 때 에너지가 제일 높습니다. 일단 빛을 내려면 전자와 정공이 만나서 들뜬 상태로 있어야 하거든요. 전자가 높은 에너지에 있다가 낮은 에너지로 떨어지면서 빛을 내잖아요. 근데 청색이 에너지가 가장 큽니다. 어떻게 생각하시면 되냐면 우리 자외선으로 소독하잖아요. 그거는 자외선의 빛이 그만큼 에너지가 세기 때문에 뭔가를 소독하는 데 쓸 수 있잖아요. 무지개 색깔을 보시면 빨주노초파남보하고 그다음에 나오는 게 자외선이니까 빨간색에서부터 청색 쪽으로 갈수록 에너지가 높다. 이렇게 생각하시면 돼요. 그래서 그 높은 에너지를 만들려면 들뜬 상태에 있을 때도 더 높은 에너지에 있어야 하는데 그 상태는 유기 분자가 그런 상태로 오래 있다간 열화될 가능성이 많은 그런 확률이 더 높은 거죠. 그래서 인광이라는 소재 자체가 우리가 이런 야광이나 이런 데 쓰이던 소재잖아요. 물론 디스플레이에 쓸 땐 훨씬 더 그거보다는 빠르게 반응하는 거지만, 그러다 보니까 청색 인광 소재는 형광 소재보다 훨씬 더 들뜬 상태에서 오래 있어요. 그러다 보니 더 수명에 취약할 수밖에 없는 게 됐습니다.”

-그러면 어떻게 해야 합니까? 그래서 옛날부터 자꾸 청색 재료 효율에 대한 얘기들이 계속 나왔던 거 같은데 어떤 식으로 연구가 되고 있나요?

“그래서 어쨌거나 청색 형광 재료도 많이 개발하지만, 청색 인광 소재를 쓸 방법이 없을까? 하는 쪽으로 연구하시는 분들이 있고 또 대신 약간 돌아가는 방법으로 지연 형광이라는 방법이 있습니다. 이것도 형광이긴 형광인데 인광을 내던 상태에서 형광을 내는 상태로 바뀐 다음에 형광을 내는 약간 그런 두 단계를 거치는 그런 방법인데 그거 같은 경우도 사람들이 어쨌거나 이것도 지연 형광도 형광이니까 원래 기존에 했던 형광 소재만큼 수명이 좋지 않을까? 라고 생각하고 그런 쪽으로 많이 연구했습니다. 좋은 거는 지연 형광은 인광 소재처럼 저희가 100% 다 활용할 수 있어요. 그런 데는 효율 면에서는 좋은데 그런데도 수명 면에서는 아직 그냥 일반 형광 소재보다는 다 따라가지 못하는 그런 상태에 있습니다. 그 이유는 여전히 이것도 들뜬 상태에 있는 시간이 아무래도 상대적으로 길 수밖에 없기 때문이고요.”

-원래 인광이 더 깁니까?

“인광이 더 길죠.”

-원래 그건 그냥 긴 겁니까?

“그니까 원래 인광이라는 거는 빛을 낼 수 없는 그 상태로. 아까 전자와 정공이 짝을 짓는다고 말씀하셨는데 크게 네 가지 방법으로 짝을 짓는데요. 그중에 세 가지는 빛을 못 내는 방법이고요. 한 가지만 빛을 내는 방법입니다. 그 빛을 내는 방법이 형광인데 그게 보통 허락이 돼 있는 프로세스인데 나머지 세 개는 결국은 저희가 100을 만들면 25%만 그렇게 형광을 하고 나머지 75%는 그런 빛을 못 내는 상태인데 우리가 허락은 안 해줬지만, 확률이 낮지만, 확률이 낮더라도 일어날 수는 있잖아요. 굉장히 천천히 한 번씩 나가는 거를 그거를 인광이라고 해요. 근데 그 인광 프로세스를 조금 더 빨리 낼 수 있도록 재료적인 튜닝을 할 수 있어요. 예를 들어서 이리듐이라든지 이런 중금속 같은 거를 그 분자에 넣어주면 그런 프로세스를 촉진합니다. 그래서 그 인광 소재로 나온 것들을 보면 다 이리듐이 박혀있거든요. 그렇게 해서 인광 자체가 원래 되게 느린데 중금속 같은 거를 넣어서 그거를 빨리하게는 할 수 있지만, 그래도 형광만큼은 안 된다. 보통 1,000배 정도 속도 차이가 난다. 이렇게 보시면 됩니다.”

-그렇게나 많이 나옵니까?

“나노세컨드와 마이크로세컨드. 이 정도로 생각하시면 됩니다.”

-그 차이는 만약에 그렇게 만들었다고 해서 그냥 핸드폰에 넣으면 우리가 볼 때는 어떻게 됩니까? 그렇게 차이가 나버리면 보는 건 상관이 없어요?

“보는 건 상관이 없죠. 마이크로세컨드면 충분히 하므로.”

-근데 그만큼 효율이 떨어진다는.

“그니까 효율 면에서는 괜찮은데 효율 면에서는 충분히 100%를 오히려 버릴 75%를 활용할 수가 있으니까 결국은 100%를 다 쓸 수가 있는 거거든요. 그래서 효율은 좋은데 수명 면에서 불리할 수 있죠. 그린하고 레드는 얘네가 에너지가 그렇게 열화를 시킬 만큼 높지 않아서 괜찮습니다. 근데 청색은 에너지가 높아서.”

-오래 들뜬 상태로 있으면 수명이 더 짧아질 수 있다. 그럼 청색을 해결할 방법이 없는 겁니까?

“당연히 그러진 않을 거 같고요. 굉장히 많은 연구자가 그쪽에 집중해서 하고 있습니다. 결국 키 포인트는 어쨌거나 이 들뜬 상태에서 빨리 떨어질 수 있도록 하는 그런 방향으로 찾고 있습니다. 그래서 예를 들어서 아까 TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence), 지연 형광 재료 같은 경우도 얘를 직접 발광하는 데 쓰지 않고 중간자 역할을 하게 해서 빨리 얘가 가진 에너지를 옆에 있는 형광 분자에 전달하게 하고 그 형광 분자가 빛을 내게 하는 그거를 초형광(hyper Fluorescence)이라고 명명해서 불리고 있어요. 그런 기술을 썼을 때 지연 형광보다는 확실히 수명이 개선되는 그런 결과들이 좀 나오고 있고.”

-여기서 있다가 떨어질 때 기다리는 게 아니고 이 상태에서 옆으로 넘겨버린다.

“옆으로 주고 그런 다음에 얘가 떨어지는 그런 형태도 활용되고 있고 다양하게 들뜬 상태를 최대한 빨리 떨어뜨리는 연구들이 최근에 많이 진행되고 있습니다.”

-본질적으로는 높이 올라가는 거를 뭘 집어넣는다고 해서 빨리 떨어지는 거에 대한 거는 아직 발견된 게 없는 거죠?

“여러 가지 소자 구조를 이용해서도 할 수가 있는 방법들이 고민되고 있고요. 이게 아까 말씀드린 공진 구조가 세지면 그걸로 인해서 이게 떨어지는 속도가 빨라지는 현상들이 있는데 그런 현상을 좀 더 적극적으로 활용을 한다든지 이번에 인광 소재로 유명한 UDC(유니버셜디스플레이)라는 회사에서 작년에 네이처에 논문을 낸 게 있어요.”

-회사가요?

“네. 원래 인광 소재 창업할 때부터 프린스턴 대학에서 나와서 했던 거잖아요.”

-회사에서 보통 그런 데에 논문 잘 안 쓰지 않습니까?

“거기에 계신 분들이 실력 있는 박사님들 많이 있으세요. 그래서 원천적인 연구도 많이 하시는데 거기에서는 빛을 일부러 플라즈몬이라는 거에 굉장히 시키면서 그게 들뜬 상태에서 아래 상태로 내려가는 거를 촉진하는 현상들을 활용해서 그렇게 했을 때도 수명이 연장되는 그런 기술을 선보였습니다. 물론 아직은 초기 단계고 이게 정말 효율도 담보로 하면서 수명도 굉장히 늘려줄 수 있을지 가능성이 있다고 말씀하시는데.”

-논문에 관한 내용은 여기 있는 거를 빨리 떨어뜨리는 보통 구조적인 변화를.

“일종의 구조적인 변화죠. 표면 플라즈몬 현상이라는. 굉장히 전문적인 개념인데요. 금속이 있을 때 거기에 에너지를 주는 거예요. 보통은 그게 다 약간 손실 메커니즘으로 생각이 되어 왔었는데 그거를 발상의 전환으로 일부러 빠르게 하면서 그 과정을 통해서 들뜬 상태에서 바닥 상태로 빨리 떨어지게 하는. 굉장히 재밌는 아이디어였는데 얼마나 이게 실용성이 있을지 그거는 향후 연구되는 것들을 더 봐야 할 거 같습니다.”

-그런 것들이 말씀하신 내용이 만약에 OLED 생산에 적용이 되려면 공정 단에서는 뭘 이렇게 넣어 줘야 합니까?

“그거 같은 경우는 지금 보니까 마이크로 공진 구조 상부 발광 OLED를 만들고 그 위에 상부 전극에다가 스핀 코팅(회전 도포)이란 방법을 해서 은 나노 입자를 뿌리더라고요. 그래서 그거 자체로는 적용하는 게 아주 쉽지는 않을 거 같아요. 왜냐면 용액 공정을 중간에 집어넣는 게 그렇게 선호하는 공정은 사실 아니죠. 근데 그거는 일종의 개념을 시연하는 그런 형태니까 그 외에 다른 방법들이 있다 하면 할 수도 있을 것도 같고 즉 never say never라고 안된다고 했다가 나중에 된 것도 워낙 많아서 이게 방향이 일단 이런 방향이 있다는 게 정의가 되고 나면 그거를 구현하는 방법들은 여러 가지 나올 수 있는 거고 하여튼 시사하는 거는 그만큼 이게 들뜬 상태에서 바닥 상태로 빨리 떨어뜨리게 하려면 그런 경쟁들이 많이 붓고 많은 연구자가 그런 쪽으로 관심을 많이 두고 있구나. 하는 거를 좀 시사하는 거 같아요.”

-그 위에 있는 거 빨리 떨어뜨리기 위해서 여러 가지 시도를 하는 거군요.

“재료적일 수도 있고 과학적인 방법일 수도 있고 그렇습니다.”

-그게 어떤 방법으로든 간에 청색 재료의 효율이 그린이나 빨간색처럼 비슷한 수준까지 오면 기대되는 효과는 굉장히 우리가 전력 소모량이라든지 수명이라든지.

“그렇죠. 일단 그게 된다는 전제는 효율도 높일 수 있는 기술들, 제가 말씀드렸던 기술들이 다 효율도 높일 수 있는 기술이니까 기본적으로 효율도 높이고 수명도 지금 수준. 지금 형광이 가진 수준을 확보하는데 그렇게 되면 사실상 수명도 두 배가 될 수 있어요. 그니까 소재 자체로는 수명이 지금 형광 재료 수준을 만약에 갈 수 있다고 하는데 효율이 두 배가 되면 그만큼 같은 밝기를 위해서 구동하는 전류를 낮게 가져와도 되니까 그걸로 인해서 또 더블이 될 수가 있잖아요. 그러면 청색계 소재도 훨씬 더 지금보다 수명이 높아질 수 있는 거죠.”

-대형 쪽에 가는 것도 굉장히 좋은 길이 열리는 거 아닙니까? 그렇게 되면?

“TV 관점에서 그렇습니다. TV 관점에서는, LG디스플레이에서는 화이트 OLED 기반으로 해서 컬러 필터를 써서 하고 있는데 어쨌거나 QLED TV 이런 기술들 하고 경쟁해야 하고 QLED TV가 OLED TV 대비해서 내세우는 것들은 고휘도로 동작이 가능해서 굉장히 밝은 환경에서 볼 수 있다. 이렇게 얘기를 하는데 OLED에서 고휘도 구동을 할 때 항상 걸리는 건 수명이죠. 결국은 개발되고 있는 소재들의 수명이 좋아지면 일단 조금 더 밝은 휘도로 구동하더라도 수명을 어느 정도 합리적인 수준으로 가져갈 수 있는 헤드룸을 확보하게 되는 거니까 그런 면에서 말씀하신 대로 대형 TV에도 적용하는데 경쟁력을 확보하는 데 더 도움이 될 거라고 생각이 듭니다.”

-이교수님이 오늘 우리 사무실 오셔서 저랑 인터뷰도 했지만, 1시간가량 관련된 OLED의 재료, 효율 이런 것들에 대해서 저희 웨비나도 진행해 주기로 하셨으니까 관심 있으신 분들은 한 번 들어와서 봐주시면 고맙겠습니다. 교수님 오늘 여기까지 하겠습니다. 고맙습니다.

“감사합니다.”

-고맙습니다.

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