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박사후연구원 김준용 (도윤선 교수 연구실), 협대역 OLED 소자 기술 개발 ‘Advanced Functional Materials (IF 19.0, JCR 상위 4.5%)’ 논문 게재

관리자 | 2025-12-17 | 705


- 저널명: Advanced Functional Materials (IF 19.0, 상위 4.5%)
- 논문명: Purcell‐Enhanced Spectrally Precise Emission in Dual‐Microcavity Organic Light‐Emitting Diodes
- 제1 저자(단독): 박사후연구원 김준용 (경북대학교 전자전기공학부)

김준용 박사와 도윤선 교수 연구팀은 기존 유기발광다이오드(OLED) 소재를 사용하면서도 색을 더욱 선명하게 구현할 수 있는 ‘이중 마이크로캐비티(Dual Microcavity)’ 기반 협대역(좁은 파장 폭) OLED 기술 개발에 성공했다. 새로운 소재 개발이 아닌 광학 구조 설계만으로 고색순도와 고휘도를 확보하며 XR·VR 등 차세대 초고해상도 디스플레이 적용 가능성을 제시했다. 연구 결과는 지난 10월 2일자 Advanced Functional Materials 저널에 게재되었다.

확장현실(XR) 시장의 성장과 함께 디스플레이 분야에서는 높은 밝기와 더불어 선명한 색표현이 중요해지고 있다. 특히 초고해상도 마이크로디스플레이에서는 수 마이크로미터 크기의 작은 픽셀 내에서도 높은 색 품질과 밝기를 동시에 확보해야 한다. 하지만, 새로운 발광 물질 개발은 공정 난이도, 제조 비용, 소자 수명과 안정성, 확장성 등 해결해야 할 과제가 많아 실용화가 쉽지 않았다.

연구팀은 이러한 한계를 ‘광학 설계’로 극복하는 전략을 선택했다. 기술 성숙도가 높고 상용성이 검증된 기존 OLED용 유기 발광 물질을 그대로 사용하면서 이중 마이크로캐비티 구조를 도입해, 소자의 전기적·광학적 기능을 독립적으로 제어할 수 있는 설계 방식을 제시했다. 특히 퍼셀 효과(Purcell Effect)를 활용하여 발광 스펙트럼 폭과 중심 파장을 정밀하게 제어함으로써, 기존 OLED의 넓은 발광 스펙트럼 특성에 따른 색 순도 한계를 효과적으로 개선했다.

본 연구는 기존 OLED 재료 기술을 그대로 이용하면서도 광학 구조 설계를 통해 고휘도·협대역 발광 특성을 구현할 수 있음을 입증한 의미 있는 성과로, 향후 확장현실(VR)·증강현실(AR)용 마이크로디스플레이, 초실감형 고해상도 디스플레이 등 OLED 소자의 확장성 향상에 크게 기여할 것으로 기대된다. 또한 본 설계 개념은 양자점(QD), 페로브스카이트 등 차세대 협대역 발광 소재에도 확장 적용 가능하여, 후속 연구를 통해 더 좁은 초협대역 스펙트럼 구현도 가능할 전망이다.

이번 연구 결과는 산업통상자원부 알키미스트 프로젝트와 한국연구재단의 STEAM 연구사업 지원으로 수행됐다.

* 해당 논문 링크

* 관련 기사 (전자신문 등) 대표 링크

* 경북대학교 포토뉴스 링크:  포토뉴스 이동

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