BK21플러스 웹진VOL.17

우수인력 인터뷰

디스플레이의 꽃,
‘OLED’에 푹 빠진 연구자

송욱 참여대학원생
(성균관대학교 창의적 컨버전스 화학공학 인재양성 사업단)

많은 연구자들이 인간의 눈처럼 선명한 화질을
디스플레이에 구현하기 위해 노력해왔다.

21세기 디스플레이 혁명이라고도 불리는 ‘OLED’

(유기발광다이오드 ‧ organic light emitting diode)도 그렇게 태어난 기술 중 하나이다.

기존의 디스플레이보다 선명한 화질에 얇고 가벼워 다양한 곳에 응용할 수 있는 OLED.
그러나 OLED 실용화를 막는 큰 요인은 유기물질의 낮은 안정성에 의한 ‘짧은 수명’이다.
이처럼 OLED의 수명은 중요한 이슈지만 연구가 거의 이루어지지 않은 상태.
그러나 여기, 일찍이 이러한 문제에 주목하고 괄목할 만한 성과를 이뤄낸 젊은 연구자가 있다.

송욱 참여대학원생

송욱 참여대학원생

성균관대학교 창의적 컨버전스 화학공학 인재양성 사업단

BIOGRAPHY

2018년 BK21플러스사업 참여우수인력 수상자. 국가핵심산업인 ‘OLED' 의 치명적 단점인 수명 단축에 대한 연구를 수행 중이다. OLED의 수명 원인을 규명하고 관련 요인들을 제어하는 시스템을 개발하여 우수 연구성과를 인정받았으며, SCI 저널에 관련 논문 20편 게재(주저자로 작성한 13건의 논문 JCR 상위 3%, 10%)하고 <International Meeting on Information Display>에서 최초로 UDC 최첨단기술상을 수상하는 쾌거를 달성하였다. 현재는 세계적인 디스플레이 제조사 L사의 산학장학생으로 선발되어 연구·개발담당팀에서 OLED 소재와 소자 연구를 진행 중이다.

주요 연구성과
  • 2015 주저자 :

    TADF 호스트 소재를 활용한 OLED 소자 구현 논문 Advanced Materials 게재

  • 2017 주저자 :

    청색 인광 OLED 수명 개선 전략 및 리뷰 논문 Advanced Optical Materials게재

  • 2017.08 단독 :

    '삼중항 여기자와 수송자 분리 시스템 개발' 연구성과로 국제정보디스플레이학술대회 최초 UDC 첨단기술상 개인 수상(수상 명 : UDC Pioneering Technology Award in Organic Electronics)
    2015-2017 SCI 저널에 20편 논문 게재 (주저자 13편 중 OLED 수명 관련 주제 8편)
    2017-2018 LG 디스플레이 OC 연구/개발담당 팀에서 OLED TV 관련한 OLED 소재 및 소자 연구(입사 확정)

Ch.01

나의 연구이야기

  • 01. 안녕하세요. 본인 소개를 부탁드립니다.

    안녕하세요, 송욱입니다. 올해 성균관대학교 화학공학과를 졸업하였고, 지금은 LG디스플레이에서 연구원으로 근무 하고 있습니다. 박사과정에서는 OLED 수명에 대해 연구 하였고 지금도 연구의 연장선으로 회사 연구소에서 OLED 관련 연구를 하고 있습니다.

  • 02. ‘OLED’(유기발광다이오드·organic light emitting diode), 디스플레이의 혁명이라고도 불리는 기술이죠. 이 OLED에 관한 연구를 하신다고 들었습니다.

    OLED는 도체와 도체사이에 유기물을 삽입하여 전기를 흘려보내 발광 시키는 일종의 유기 다이오드입니다. LED를 무기물로 만든다면 유기물로 만든 것이 Organic LED(OLED)라고 보시면 되겠습니다. 유기물질이 자체 발광하며 LCD보다 화질이 좋고 응답속도가 빠른 점이 특징이죠. 가볍고 얇게 제작할 수 있어(박막화) 웨어러블 기기 등 다양한 곳에 응용이 가능합니다. 저는 주로 OLED의 수명 감소 현상을 집중적으로 연구하고 있습니다.

  • 03.매체에서는 주로 OLED의 플렉서블 기능과 화질·무게에 중점을 둔 연구를 볼 수 있었는데요. OLED의 수명 문제에 관한 연구는 다소 생소하고 흥미롭게 느껴집니다. OLED의 수명 감소에 대해 관심을 가지게 된 계기가 있나요?

    네. 사실 OLED 수명 문제는 학계에서나 산업에서나 굉장히 중요한 이슈이기도 합니다. 실제로 플렉서블이나 웨어러블등과 같은 기기가 지금 우리 삶에 가까이 있지 않은 것도 수명 문제가 가장 큽니다. 이러한 중요도에 비해 학계에서는 많은 연구가 되지 않았는데요. 수명 감소 원인과 그를 극복하기 위한 방법을 알아내기 위해 몇 가지 분석 툴을 연구하다보니 어느새 이 분야에 푹 빠지게 되었습니다.

  • 04. 최근 국제정보디스플레이학술대회에서 최초로 UDC 첨단기술상을 수상하고, 세계적인 디스플레이 기술을 보유한 L사의 산학장학생으로 선정되는 등 우수성을 인정받으셨습니다. 현재까지 발견한 유의미한 성과에는 어떤 것들이 있을까요?

    OLED 연구에는 수많은 변수가 존재해서, 이러한 변수를 최소로 줄인다면 앞으로 수명 연구에 도움이 될 텐데요. 그 결과 개발한 것이 삼중항 여기자 가이드입니다. 이 가이드를 통해 OLED의 수명 개선방향을 제시하는데 성공했죠. 또 재결합영역을 확장시키는 새로운 소자 구조를 제안했습니다. OLED 소자의 배치구조를 재설정하여 효율이 더 좋아지는 결과를 확인했거든요. 이외에 삼중항 여기자와 전자 혹은 정공과의 상호작용으로 인한 수명 저하 메커니즘과 혼합 호스트에서의 수명 개선원리를 규명하기도 했습니다.

  • ▲ 국제정보디스플레이학술대회 최초 UDC 첨단기술상 수상(맨 오른쪽)과 트로피

    ▲ 재료과학분야의 권위 있는 학술지 Advanced Materials의 표지논문 게재(TADF 호스트 소재를 활용한 OLED 소자 구현, 2015)

  • 05. 가장 근본적인 문제인 OLED의 수명 단축을 극복하는 기술이라면, 향후 산업계 뿐 아니라 우리의 삶에 큰 영향을 끼칠 것이라 생각됩니다. 이번 연구 성과가 실용화된다면 어떻게 활용될 수 있을까요?

    OLED 연구는 어찌 보면 변수와의 전쟁이기도 합니다. 워낙 많은 변수들이 존재하기 때문에 연구나 개발에 있어서 어려움을 겪는 것도 사실입니다. 제 연구 성과는 이러한 변수들을 일부 제한하여 특정 변수에 대한 영향력을 분석한 결과물이기 때문에 학계에서나 산업계에서 OLED를 연구 개발 가이드 역할을 할 수 있지 않을까 생각합니다. 저 역시 연구 성과를 기반으로 지금 다니고 있는 회사에서 연구를 진행하고 있습니다.

  • 06. 불모지나 다름없었던 OLED 기술을 개척하고 우수한 성과까지 내셨다면 이 분야에 대한 애정도 남다르실 거 같은데요. 본인이 생각하는 화학·재료 공학의 매력과 가치는 무엇이라고 생각하시나요?

    세상에 소재는 정말 많이 있습니다. 주목 받지 못한 소재들도 많이 있지요. 많은 연구원분들이 원래는 이 세상에 존재하지 않는 물질들을 정말 많이 만들고 합성했습니다. '세상에 쓸모없는 사람은 없다'는 말처럼 저 역시 '세상에 쓸모없는 소재는 없다'고 생각합니다. 소재를 개발하고 만드는 것도 중요하지만, 소재의 특성을 얼마나 잘 이끌어내느냐 또한 제 전공의 매력이죠.

  • 세상에 쓸모없는 사람은 없다'는 말처럼 저 역시 '세상에 쓸모없는 소재는 없다'고 생각합니다.

  • 07. 이번 연구성과를 토대로 더 발전(보완)시켜보고 싶은 부분이나 후속 연구를 계획 중이시라면 살짝 귀띔 부탁드립니다.

    재료들에 대한 조건에 맞추어 새로운 콘셉트를 갖는 소자를 연구하고자 현재 계획 중에 있습니다. 현재 이슈중인 재료 몇 가지가 있는데요. 이러한 재료들의 특성을 좀 더 면밀히 파악하고 학생시절에 연구했던 연구 경험을 토대로 기존의 OLED를 더욱 업그레이드 시켜볼까 합니다.

  • 08. 공학도로서 이루고 싶은 최종 목표와 더 도전해보고 싶은 기타 연구분야가 있다면 무엇인가요?

    현재 상업화에 성공한 OLED TV나 핸드폰은 OLED의 장점을 20%정도 밖에 활용하지 못하고 있습니다. 언젠가는 자동차의 디자인을 마음대로 바꾸고, 시계 대신 옷을 입고, 벽이 TV가 되며, 30" 모니터를 가방에 넣고 다니는 시대가 오지 않을까요. 이러한 꿈이 제 자식 세대에는 현실이 될 수 있도록 OLED의 수명 뿐 아니라 소재나 어플리케이션에 관해서도 연구를 하고 싶습니다.

Ch.02

내게 BK21플러스는

  • 01. BK21플러스 사업이 연구 수행에 있어 어떤 도움이 되고 있나요?

    BK21플러스는 OLED 연구에 집중할 수 있도록 도와준 든든한 지원군입니다. 특히 저희 같은 공학계열의 대학원생은 학비나 생활비등을 특정 프로젝트(과제)를 통해서 해결하는 경우가 많습니다. 이러한 프로젝트가 연구와 관련이 되어 있으면 좋겠지만, 그렇지 않은 경우도 굉장히 많기 때문에 실제로 자기 연구에 어려움을 겪는 경우도 종종 봤습니다. BK21플러스는 이러한 점에서 정말 많은 도움이 되었습니다. 여담이지만 만약 BK21플러스가 없었다면, 저는 박사 진학 꿈을 접었을 겁니다.

  • 02. BK21플러스 사업에 개선이 필요하거나 건의하고 싶은 점이 있다면?

    BK사업이 굉장히 오래 된 것으로 알고 있습니다. 많은 대학원생들이 도움을 받아 왔고 저 역시 그 중 한명입니다. 때문에 든든한 마음도 컸지만, 이따금씩 대학원생들 간에 여러 가지 루머가 돌기도 하는데요. 올해부터 사업내용이 어떤 식으로 달라진다더라… 하는 루머 때문에 불안해하는 대학원생들이 많아요. 그래서 혼선이 없도록 정확한 정보를 미리 공지해주셨으면 하는 바램입니다. 부디 좋은 사업 오래 유지 하여 많은 대학원생들이 고루 혜택을 받았으면 합니다.

  • 03. 우수한 연구 성과를 인정받아 BK21플러스사업 우수참여인력으로 선정된 소감 한마디 부탁드립니다.

    우선 이런 큰 상을 주셔서 다시 한 번 감사드립니다. 이러한 연구 성과를 이루기까지 정말 많은 조언과 도움을 주신 지도 교수님 이준엽 교수님께 감사드립니다. 연구에 집중 할 수 있도록 도움을 준 선배님들과 연구실 구성원들에게 감사드립니다. 연구 이외에 많은 것들을 도와주신 서경선 선생님께도 감사드립니다. 저에게 격려를 아끼지 않은 부모님과 인생 동반자이자 내조 여왕인 맹매에게 감사드립니다. 연구 성과를 인정받는 건 연구자로써 정말 큰 보람입니다. 하지만 혼자서는 이룰 수 없었던 성과이기에 이 기회를 빌려 감사인사를 전하고 싶네요.

  • BK21플러스는 OLED 연구에 집중할 수 있도록 도와준 든든한 지원군입니다.

Ch.03

한 명의 연구자로서

  • 01. 연구 수행 중 겪은 특별한 에피소드가 있다면?

    박사 진학 과정 초창기에 해보고 싶은 연구가 있어서 교수님께 말씀드리고 진행한 적이 있었습니다. 전계를 이용하여 유기물 배향을 시키는 실험이였는데, 시도된 적도 없고 관련 이론도 매우 부족하여 실험으로 검증을 해나가는 방법 밖에 없었습니다. 이 때 처음으로 실험 설계부터 검증까지 스스로 진행하게 되었는데, 이때 겪었던 경험들이 박사과정으로 지내면서 많은 도움을 준 것 같습니다.

  • 02. 연구 중 쌓인 스트레스를 해소하는 나만의 리프레시 방법은?

    저는 연구로 인한 스트레스를 주로 지인이나 동료와의 티타임이나 영화감상으로 해결했습니다. 티타임은 연구 이야기를 하는 것과는 상관없이 연구에 대한 영감을 얻는데 많은 도움을 줬고, 단편으로 끝나는 영화감상은 머리가 복잡할 때 말 그대로 리프레시 하는데 많은 도움을 주었습니다.

  • 03. 연구에서 가장 중요하게 생각하는 것은 무엇인가요?(ex : 팀워크, 시간관리 등)

    연구 주제에 대한 동기(motive)와 흥미가 가장 중요하다고 생각합니다. 특히 대학원생들에게 연구는 노가다, 무의미 등 안 좋은 단어들을 연상하게 합니다. 연구를 하다 보면 시행착오를 많이 겪게 되면서 연구에 대한 의지가 꺾일 때가 많습니다. 자신의 연구에 대해 충분한 동기와 흥미를 가지고 있다면, 시행착오 역시 하나의 과정으로 인식하고 앞으로 나아 갈 수 있을 것입니다.

  • 자신의 연구에 대해 충분한 동기와 흥미를 가지고 있다면, 시행착오 역시 하나의 과정으로 인식하고 앞으로 나아 갈 수 있을 것입니다.

  • 04. 연구를 진행하며 도움을 받거나 고마웠던 동료나 교수님이 있다면 이야기해주세요.

    연구 진행에 있어서 가장 도움을 많이 주신 분은 제 지도 교수님이신 이준엽 교수님이십니다. 연구를 진행 할 때는 거의 이틀에 한번 꼴로 교수님을 찾아뵈어 개인 면담을 가졌었습니다. 연구 계획에 대해서는 어떤 점들이 의미를 가질 수 있는지 조언을 해주셨고, 연구 결과에 대해서는 논리에는 문제가 없는지, 다른 변수는 없는지 함께 고민 해주셨었습니다. 저 역시 교수님의 피로를 덜어 들이고자 되도록이면 연구에 대한 많은 생각을 가지고 면담에 임했었는데 지금 생각해보면 그 횟수가 조금 많지 않았나 싶네요.

  • 05.졸업 후 중견 연구자로서 나는 어떤 모습일지, 또 어떤 삶을 살고 있을지 상상해보신 적 있나요?

    20년 후에는 OLED이외에 다른 분야 예를 들어 홀로그램과 같은 다른 디스플레이에 대해서 연구를 하고 있지 않을 까요? 아마도 그때가 되어서도 공부를 계속 하고 있을 것 같습니다. 워낙 기술의 발전 속도가 빠르다 보니 20년 뒤에도 같은 일을 하고 있을 것 같지는 않네요. 다만 그때 까지 꼭 벽에 바르는 OLED가 개발되었으면 좋겠습니다.(웃음)

  • 06. 화학·재료 공학과 기술에 관심 있는 후배들에게 해주고 싶은 조언이 있다면?

    기술 발전 속도가 빨라서 자기가 진학하고자 하는 분야에 대한 걱정을 하는 학생들이 많이 있습니다. 물론 진학 하고자 하는 분야에 대한 정보도 중요하지만 자신이 정말로 하고 싶은 것이 무엇인지를 아는 것이 가장 중요하다고 생각합니다.