1월 21일, NHK 과학기술연구소(이하 NHK STRL)는 지바대학교, 교토대학교와 공동으로 발광과 태양광 발전의 이중 기능을 갖춘 세계 최초의 OLED 디스플레이 소자를 개발했다고 발표했습니다. 특히 청색광 발광 구현에 성공했으며, 이 기술은 재난 지역에 적용될 수 있도록 외부 전원 공급 없이 자체적으로 빛을 발산할 수 있게 합니다.

기존에는 유기 반도체 발광과 태양광 발전이 서로 상반된 원리로 작동했습니다. 발광은 전력을 소모하여 빛을 내는 반면, 태양광 발전은 빛을 흡수하여 전기를 생산하기 때문에 두 기능을 하나의 장치에 통합하기 어려웠습니다. 이번 연구에서 연구팀은 높은 발광 효율과 뛰어난 광 흡수 특성을 모두 갖춘 MR-TADF 소재를 활용하고, 소자 내부의 에너지를 정밀하게 제어함으로써 발광 모드와 태양광 발전 모드를 전환할 수 있는 OLED 소자를 성공적으로 개발했습니다.

앞서 언급했듯이, MR-TADF 소재는 3세대 OLED 기술의 진화된 형태입니다. 이 소재는 40nm 미만의 반치폭(FWHM)을 갖는 좁은 스펙트럼의 빛을 방출하는 것이 특징이며, 높은 색 순도와 고효율 성능을 제공합니다. 연구팀은 빨강, 초록, 파랑의 세 가지 기본 색상에서 발광을 성공적으로 구현했으며, 특히 초록과 빨강 발광 소자의 외부 양자 효율은 8.5%를 초과하여 발광 효율과 발전 효율 모두 세계 최고 수준에 도달했습니다.

NHK STRL은 자체 개발한 OLED 디스플레이 기술을 적용하는 것 외에도 교토 대학과 MR-TADF 소재 공동 연구를 진행했으며, 지바 대학과 협력하여 해당 소재의 작동 원리에 대한 심층 분석 연구를 수행했습니다.

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NHKSTRL은 향후 저전력 디스플레이 기기의 상용화를 목표로 발광 효율, 발전 효율 및 내구성 향상에 집중할 것이라고 밝혔습니다. 이 기술은 향후 증강 현실(AR) 및 가상 현실(VR)과 같이 정밀한 색 재현이 요구되는 분야에도 적용될 수 있을 것으로 기대됩니다.