▲ 서울대학교 반도체공동연구소 지능형 디스플레이 및 센서 연구실 사진(좌측: 전기정보공학부 이재상 교수(교신저자), 우측: 양광모 박사과정생(1저자))[출처=서울대학교 공과대학]서울대 공과대에 따르면 전기정보공학부 이재상 교수 연구팀이 삼성전자 SAIT(Samsung Advanced Institute of Technology)와 공동 연구를 통해 유기 발광다이오드(OLED, Organic Light-Emitting Diode) 성능을 저하시키는 핵심 메커니즘을 규명했다.OLED는 현재 스마트폰, 태블릿, 워치, TV 등 주요 IT 기기의 디스플레이에 활용되고 있다. 가까운 미래에 가상현실(VR), 차량용, 자유형상 및 신축성 디스플레이 등 사용처가 더욱 확장될 것으로 기대되는 주요 국가 전략기술이다.하지만 소자의 제한적인 발광 효율과 구동 수명, 그리고 이에 따른 번인 현상(Burn-in) 등이 OLED의 산업적 성장을 저해하는 치명적 기술 장벽이 존재한다.이를 극복하기 위해 서울대-삼성전자 SAIT 연구팀은 OLED 성능을 치명적으로 감소시키는 핵심인자, ‘계면 엑시톤-폴라론 소거(exiton polaron quenching)’ 현상의 존재 가능성을 이론적으로 제시하고 실험적으로 검증하는 데 성공했다.OLED는 다층의 유기반도체 박막으로 이루어진 발광다이오드 소자로 발광층 내부에 주입된 양·음전하가 엑시톤(양-음전하쌍)을 형성하고 엑시톤이 방사결합함으로써 빛이 방출되도록 설계돼 있다.한편 발광층과 인접한 전하수송층 사이에는 미세한 에너지 장벽이 존재하는데 이는 발광층 내부로 전하 주입을 방해하고 전하를 계면에 축적시키는 요인으로 작용한다.공동연구팀은 계면에 축적된 전하에 의해 발광층 내부의 엑시톤이 소거되는 기제를 이론적으로 제시하고 이를 ‘계면 엑시톤-폴라론 소거’ 현상으로 명명했다.이어 연구팀은 해당 현상을 독립적으로 관측할 수 있는 실험을 고안해 해당 현상의 3대 결정인자(계면 장벽, 엑시톤-폴라론